JP2006351990A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定し、優れた露光性能を達成することができる露光装置及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】 レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、前記被処理体を載置するステージと、前記投影光学系及び前記液体を介して前記投影光学系を経た光を測定する測定ユニットとを有し、前記測定ユニットは、前記ステージ上に配置され、基板と、開口部を形成するように前記基板上に配置され、前記光を遮光する遮光部と、前記遮光部の厚さ以上の厚さを有するように前記開口部に充填され、前記光を透過する透過部材とから構成されるプレートを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置に関する。本発明は、投影光学系の最終面と被処理体の表面を液体で浸漬して、かかる液体を介して被処理体を露光する、所謂、液浸型露光装置に好適である。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子又は液晶表示素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。

縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線の波長は短くなってきた。

このような中で、ＡｒＦエキシマレーザーなどの光源を用いながら、更に解像度を向上させる技術として、液浸露光が注目されている（例えば、特許文献１参照。）。液浸露光とは、投影光学系のウェハ側（像面側）の媒質を液体（液浸材）にすることによって高ＮＡ化を更に進めるものである。つまり、投影光学系のＮＡは、媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθであるので、投影光学系とウェハとの間の少なくとも一部を空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質（液体）で満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。換言すれば、液浸露光は、ウェハ側からみた投影光学系のＮＡを増加させる（１以上）ことで解像度を向上させている。

一方、縮小投影露光装置には、レチクル上のパターンを所定の倍率（縮小率）で正確にウェハ上に転写することも要求されている。かかる要求に応えるためには、収差（波面収差）を極限に抑えて結像性能に優れた投影光学系（投影レンズ）を用いることが重要である。このため、投影光学系の光学特性を高精度に測定することが必要であり、露光装置に投影光学系を搭載した状態、即ち、実際に露光に使用する状態で、投影光学系の結像性能、特に、波面収差を測定することが必要となる。

光学系の波面収差は、一般的に、投影光学系を通過した被検光と参照光との干渉縞を用いて解析され、例えば、理想円柱波又は理想楕円波を形成するためのスリットを有する線回折干渉計（Ｌｉｎｅ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＬＤＩ）や、理想球面波を形成するためのピンホールを有する点回折干渉計（Ｐｏｉｎｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＰＤＩ）を利用して測定される。波面収差を高精度に測定するためには、参照光が理想的な波面を有していることが必須であり、その結果、スリットやピンホールなどの開口は、回折限界以下の大きさとなる。例えば、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする液浸露光では、開口の大きさが１００ｎｍ以下となる。このような開口は、一般的に、エッチング技術などを用いて、遮光膜に所望の開口を加工することで形成することができる（例えば、特許文献２及び３参照。）。
特開平１０−３０３１１４号公報 特開平１０−１７７９４４号公報 特開平６−９７０３８号公報

液浸型露光装置の投影光学系は、ウェハ側の最終面（レンズ）とウェハとの間を液体（液浸材）で満たしていることを前提に設計されている。従って、波面収差を測定する際にも、液浸材は欠かせない。例えば、参照光を形成するための開口（波面収差を測定する測定ユニット）がウェハステージに搭載された場合、液浸型露光装置の波面収差の測定においては、投影光学系と開口との間にも液浸材が必要となる（即ち、開口を液浸材で充填する必要がある）。

しかしながら、投影光学系は、実際には波面収差を測定するときのみ、開口（測定ユニット）上に移動する。従って、投影光学系が液浸材と共に測定ユニット上に移動した場合には、１００ｎｍ以下の微小な開口に液浸材が充填されない可能性がある。開口に液浸材が充填されない、即ち、開口に気体が閉じ込められてしまうと、かかる開口の光透過率が著しく低下してしまう。干渉測定では、被検光と参照光との光量バランスが、干渉縞のコントラストを確保するために重要なパラメータとなるため、開口の光透過率が低下すると、投影光学系の波面収差を高精度に測定することができなくなってしまう。

そこで、本発明では、光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定し、優れた露光性能を達成することができる露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、前記被処理体を載置するステージと、前記投影光学系及び前記液体を介して前記投影光学系を経た光を測定する測定ユニットとを有し、前記測定ユニットは、前記ステージ上に配置され、基板と、開口部を形成するように前記基板上に配置され、前記光を遮光する遮光部と、前記遮光部の厚さ以上の厚さを有するように前記開口部に充填され、前記光を透過する透過部材とから構成されるプレートを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての製造方法は、理想波面と被検光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞から前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置に使用され、前記理想波面を生成するプレートの製造方法であって、基板に所望の幅を有する凸部を形成するステップと、前記凸部が形成された基板に、前記凸部の高さ以上の膜厚を有する遮光膜を成膜するステップと、前記凸部が前記遮光膜から露出するまで前記遮光膜を研磨するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての製造方法は、理想波面と被検光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞から前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置に使用され、前記理想波面を生成するプレートの製造方法であって、基板上に遮光膜を形成するステップと、前記基板上に形成された前記遮光膜に開口部を形成するステップと、前記開口部が形成された遮光膜上に、前記開口部が充填されるまで透過性を有する透過膜を成膜するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての測定装置は、被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、基板と、理想波面を生成するための開口部を形成するように前記基板上に配置され、前記光を遮光する遮光部と、前記遮光部の厚さ以上の厚さを有するように前記開口部に充填され、前記光を透過する透過部材とから構成されるプレートと、前記理想波面と前記投影光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞を検出する検出部とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定し、優れた露光性能を達成することができる露光装置及びデバイス製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略ブロック図である。

露光装置１は、投影光学系３０の被処理体４０側の最終面（最終レンズ面）と被処理体４０との間の少なくとも一部に供給される液体（液浸材）ＷＴを介して、レチクル２０に形成された回路パターンを、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式で被処理体４０に露光する液浸型露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次の露光領域に移動する露光方法である。

露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５と、投影光学系３０と、被処理体４０を載置するウェハステージ４５と、同面板５０と、液体給排機構６０と、測定ユニット（測定装置）７０と、制御部８０とを有する。

照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。

光源部１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。また、光源部１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。

照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、オプティカルインテグレーター、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。

レチクル２０は、図示しないレチクル搬送系により露光装置１の外部から搬送され、レチクルステージ２５に支持及び駆動される。レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成されている。レチクル２０から発せされた回折光は、投影光学系３０を通り、被処理体４０上に投影される。レチクル２０と被処理体４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、スキャナーであるため、レチクル２０と被処理体４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル２０のパターンを被処理体４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクル２０と被処理体４０を静止させた状態で露光が行われる。

レチクルステージ２５は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動することができる。ここで、レチクル２０又は被処理体４０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル２０又は被処理体４０の面に垂直な方向をＺ軸とする。

投影光学系３０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光を被処理体４０上に結像する機能を有する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）等を使用することができる。

被処理体４０は、図示しないウェハ搬送系により露光装置１の外部から搬送され、ウェハステージ４５に支持及び駆動される。被処理体４０は、本実施形態では、ウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ４５は、図示しないウェハチャックによって被処理体４０を支持する。ウェハステージ４５は、レチクルステージ２５と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に被処理体４０を移動する。また、レチクルステージ２５の位置とウェハステージ４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ２５及び投影光学系３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。

同面板５０は、ウェハステージ４５上の被処理体４０と後述する第２のマスク７３０との間に配置される。同面板５０は、ウェハステージ４５に支持された被処理体４０の表面と被処理体４０の外側の領域（ウェハステージ４５）とを同一平面にする機能を有し、被処理体４０と略同一な高さを有する。同面板５０は、一般的に、液浸露光の場合に使用され、被処理体４０の外側の領域に液体ＷＴを存在させる（即ち、液膜を形成する）ことを可能にする。

液体給排機構６０は、給排ノズル６２を介して、投影光学系３０と被処理体４０との間、詳細には、投影光学系３０の被処理体４０側の最終面（投影光学系３０の被処理体４０側の最終端に配置されている光学素子）と被処理体４０との間に液体ＷＴを供給すると共に、供給した液体ＷＴを回収する。換言すれば、投影光学系３０と被処理体４０の表面で形成される間隙は、液体給排機構６０から供給される液体ＷＴで満たされている。液体ＷＴは、本実施形態では、純水であるが、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、投影光学系３０や被処理体４０に塗布されているフォトレジストに対して化学的安定性の高い液体を使用することができ、例えば、フッ素系不活性液体を使用してもよい。

測定ユニット７０は、投影光学系（被検光学系）３０及び液体ＷＴを介して、投影光学系３０を経た光を測定する機能を有し、本実施形態では、投影光学系（被検光学系）３０の光学特性を干渉縞を検出することによって測定する。測定ユニット７０は、本実施形態では、ＬＤＩを利用して投影光学系３０の波面収差を測定する。但し、測定ユニット７０は、ＰＤＩを利用してもよい。

測定ユニット７０は、図１に示すように、測定照明系７１０と、第１のマスク７２０と、第２のマスク７３０と、検出部７４０と、解析部７５０とを有する。

測定照明系７１０は、測定ユニット７０に使用される第１のマスク７２及び第２のマスク７４を照明する光学系として機能する。測定照明系７１０は、図示しない駆動機構を有し、通常の露光時は光路外に配置されている。測定照明系７１０は、本実施形態では、照明光学系１４と別に設けられているが、照明光学系２０が測定照明系７１０として機能するように構成してもよい。

第１のマスク７２０は、レチクルステージ２５上に配置され、０度及び９０度に配列されたスリットと透過窓のペアから構成される。第１のマスク７２０は、スリットを介して、理想円柱波面又は理想楕円波面を生成する機能を有する。測定照明系７１０は、投影光学系３０よりも大きな波面収差を有している可能性が高いため、第１のマスク７２０によって、理想円柱波面又は理想楕円波面を生成し、投影光学系３０に入射させる必要がある。なお、測定ユニット７０がＰＤＩの場合には、第１のマスク７２０のスリットはピンホールに置換される。

第２のマスク７３０は、ウェハステージ４５上に配置され、投影光学系３０の波面収差を測定する際には、液体ＷＴと接触する。第２のマスク７３０は、第１のマスク７２０と同様に、０度及び９０度に配列されたスリットと透過窓のペアから構成される。第２のマスク７３０の透過窓を透過した光は、投影光学系３０の波面収差を有し、被検光となる。一方、第２のマスク７３０のスリットにより生成した光は、かかるスリットにより回折されることで、理想円柱波面又は理想楕円波面を有し、参照光となる。なお、測定ユニット７０がＰＤＩの場合には、第２のマスク７３０のスリットはピンホールに置換される。

図２は、第２のマスク７３０を示す概略断面図である。なお、図２では、第２のマスク７３０のスリット７３４ａのみを図示し、透過窓の図示を省略している。図２を参照するに、第２のマスク７３０は、基板７３２と、遮光部材７３４と、透過部材７３６とから構成される。

基板７３２は、光源部１２からの光に対して透過性を有し、本実施例では、石英を材料とする。

遮光部材７３４は、スリット７３４ａを形成するように基板７３２上に配置される。なお、遮光部材７３４は、図示しない透過窓も形成する。スリット７３４ａは、上述したように、理想波面を生成するための微小な開口部であり、１００ｎｍ以下の幅Ｗで形成される。遮光部７３４は、光源部１２からの光を遮光する材料、例えば、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、等を材料とし、必要な厚さに形成される。なお、遮光部材７３４の厚さは、要求される光学濃度に依存し、例えば、上述した材料でＯＤ６の光学濃度を必要とした場合、理論的には１０００乃至１３００Å程度となる。

透過部材７３６は、遮光部７３４の厚さ以上の厚さＴを有するようにスリット７３４ａに充填され、光源部１２からの光に対して透過性を有する。なお、透過部材７３６と基板７３２との接続は、オプティカルコンタクトを用いることが好ましい。透過部材７３６は、本実施形態では、基板７３２の一部で形成され、遮光部材７３４の厚さと略同一の厚さＴを有する。微小な開口であるスリット７３４ａを予め透過部材７３６で充填することにより、スリット７３４ａに液体ＷＴが充填されず、気体が閉じ込められてしまうことを防止することができる。これにより、投影光学系３０の波面収差を測定する際にスリット７３４ａの光透過率が低下することなく、被検光と参照光との干渉縞のコントラストを確保して、投影光学系３０の波面収差を高精度に測定することができる。

ここで、本実施形態の第２のマスク７３０の製造方法について説明する。図３は、第２のマスク７３０の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、基板７３２上にフォトレジストＰＲを用いて、所望の断面幅（即ち、透過部材７３６の幅Ｗに相当）を有するパターンを作製する。次に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジストＰＲをマスクとして、ドライエッチングの手法によって、基板７３２に１００ｎｍ以下の幅Ｗの凸形状のパターン（透過部材７３６）を形成する。ここで、パターンは、遮光部材７３４が必要とする厚さ以上の高さを有するように形成する。

次いで、フォトレジストＰＲを除去し、図３（ｃ）に示すように、透過部材７３６が形成された基板７３２上に遮光部材７３４を形成する。本実施形態では、遮光部材７３４として薄膜を基板７３２上に成膜する。このとき、遮光部材７３４は、遮光部材７３４が必要とする厚さ以上に成膜する必要があり、本実施形態では、透過部材７３６が覆われるように遮光部材７３４を成膜する。かかる状態では、透過部材７３６を含めて基板７３２及び透過部材７３６が遮光部材７３４に覆われているため、図３（ｄ）に示すように、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法によって、基板７３２の透過部材７３６が露出されるまで遮光部材７３６を研磨する。

このようにして製造された第２のマスク７３０を用いて投影光学系３０の波面収差を測定したところ、良好な測定精度（光学特性）を示すことが確かめられた。特に、基板７３２が光源部１２からの光に対して優れた光学特性を示す硝材である場合には、透過率や耐久性において、良好な性能を示した。

第２のマスク７３０は、図４に示すように、遮光部材７３４上に透過性を有する薄膜７３８を形成してもよい。薄膜７３８は、本実施形態では、ＳｉＯ_２で構成され、遮光部材７３４と液体ＷＴとの接触を防止する接触防止部材として機能する。これにより、遮光部材７３４と液体ＷＴとの相互作用（例えば、遮光部材７３４の液体ＷＴへの溶解（パッシベーション）等）を防止することができる。なお、本実施形態では、遮光部材７３４及び透過部材７３６の全面に薄膜７３８を形成しているが、遮光部材７３４上のみに薄膜７３８を形成し、透過部材７３６を薄膜７３８と同じ高さとなるように形成してもよい。ここで、図４は、第２のマスク７３０の一例を示す概略断面図である。

薄膜７３８は、光源部１２からの光に対して必ずしも十分な透過率を有していなくてもよい。例えば、薄膜７３８の主目的がパッシベーションにある場合、必要十分な光が透過する膜厚において所望の性能（透過率）が達成されるのであれば、一般的には不透過と考えられている材料を用いてもよい。

また、第２のマスク７３０は、図５に示すように、薄膜７３８の一部で透過部材７３６を形成することもできる。この場合、薄膜７３８は、光源部１２からの光に対して十分な透過率を有することが必要となる。図５は、第２のマスク７３０の別の例を示す概略断面図である。

ここで、図５に示す第２のマスク７３０の製造方法について説明する。図６は、第２のマスク７３０の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。まず、図６（ａ）に示すように、基板７３２上に遮光部材７３４を形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、所望の開口幅（即ち、透過部材７３６の幅Ｗに相当）を有するフォトレジストＰＲをパターニングする。

次いで、図６（ｃ）に示すように、フォトレジストＰＲをマスクとして遮光部材７３４をエッチングし、スリット７３４ａを形成する。なお、エッチングが終了したら、フォトレジストＰＲは除去する。そして、図６（ｄ）に示すように、透過性を有する材料によって、スリット７３４ａを埋めるように薄膜７３８を形成する。換言すれば、薄膜７３８によって透過部材７３６を形成すると共に、接触防止部材としても機能させる。本実施形態では、薄膜７３８の材料としてＳｉＯ_２を選択し、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて薄膜７３８を成膜している。薄膜７３８の材料及び成膜方法は、例えば、予め評価用基板で実験し、かかる実験結果に基づいて透過率や耐久性が良好なものを選択すればよい。このようにして製造された第２のマスク７３０を用いて投影光学系３０の波面収差を測定したところ、良好な測定精度（光学特性）を示すことが確かめられた。

なお、透過部材７３６の幅Ｗが非常に大きい場合には、図７（ａ）に示すように、基板７３２及び遮光部材７３４によって形成される外形形状に沿った形状で薄膜７３８が成膜されてしまう。近年では、液浸露光と並び投影光学系のＮＡも拡大の一途を辿っており、第２のマスク７３０に入射する光線の入射角度も基板７３２に対して極めて浅い角度で入射することが予想される。
従って、図７（ａ）に示すように、基板７３２及び遮光部材７３４の外形形状に沿った凹凸を有する薄膜７３８が投影光学系３０の波面収差の測定に影響を与える可能性が極めて高い。そこで、図７（ｂ）に示すように、薄膜７３８を形成した後に薄膜７３８を研磨し、表面を平坦化することが好ましい。これにより、例えば、薄膜７３８の表面の位置を検出するような場合にも、Ｓ／Ｎ比が向上し、良好な検出精度を達成することができる。ここで、図７は、第２のマスク７３０の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。

また、同面板５０と第２のマスク７３０を完全に密着して配置していない場合には、投影光学系３０の波面収差を測定する際に、同面板５０と第２のマスク７３０との間に液体ＷＴが漏れ出し、遮光部材７３４と液体ＷＴとが接触してしまう。これにより、遮光部材７３４が液体ＷＴに溶解し、投影光学系３０の波面収差の測定に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、図８に示すように、同面板５０と第２のマスク７３０との間において、遮光部材７３４と液体ＷＴとの接触を防止する接触防止部材７３９を配置するとよい。接触防止部材７３９は、基板７３２の一部で形成することもできるし、薄膜７３８の一部で形成することもできる。ここで、図８は、第２のマスク７３０と同面板５０とを示す概略断面図である。

図１に戻って、検出部７４０は、ＣＣＤ等の光電変換素子から構成され、被検光と参照光との干渉縞を検出する。検出部７４０は、後述する解析部７５０と通信可能に接続し、検出した干渉縞を解析部７５０に送信する。

解析部７５０は、検出部７４０の検出結果（即ち、被検光と参照光との干渉縞）を解析し、投影光学系３０の波面収差を算出する。解析部７５０は、算出した投影光学系３０の波面収差を制御部８０に送信する。

以上のように、測定ユニット７０は、スリット７３４ａの透過率の低下を防止して、投影光学系３０の波面収差を高精度に測定することができる。また、遮光部材７３４と液体ＷＴとの接触を防止して、遮光部材７３４と液体ＷＴとの相互作用に起因する測定精度の低下を防止することができる。

制御部８０は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部８０は、照明装置１０、レチクルステージ２５（即ち、レチクルステージ２５の移動機構）、ウェハステージ４５（即ち、ウェハステージ４５の移動機構）、液体給排機構６０及び測定ユニット７０と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなどの名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。

制御部８０は、測定ユニット７０が測定した（解析部７５０が算出した）に基づいて、投影光学系３０の波面収差を調整する。具体的には、制御部８０は、図示しない駆動機構を介して、投影光学系３０を構成するレンズ等の光学素子を駆動し、所望の波面収差（即ち、許容される波面収差）になるように調整する。また、制御部８０が解析部７５０の機能を兼ねてもよい。

露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４によりレチクル２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系３０により、液体ＷＴを介して被処理体４０に結像される。露光装置１が使用する投影光学系３０は、測定ユニット７０によって高精度に測定された波面収差に基づいて、許容される波面収差となるように調整されているため、優れた解像度で経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

次に、図９及び図１０を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１０は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置１によってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明の微小開口を透過部材で充填したマスクは、波面収差の測定だけではなく、例えば、レチクルと被処理体とのアライメントにも適用することが可能である。また、本実施形態では、露光装置が測定ユニットを有する構成となっているが、測定ユニットを別構成とし、露光装置の外部で波面収差を測定及び調整した光学系を露光装置に組み込んでもよい。但し、その場合には、露光装置と同じ条件（即ち、投影光学系を液体に浸漬させた状態）で波面収差を測定することが必要となる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す測定ユニットの第２のマスクを示す概略断面図である。 図２に示す第２のマスクの製造方法の一例を説明するための概略断面図である。 図１に示す測定ユニットの第２のマスクの一例を示す概略断面図である。 図１に示す測定ユニットの第２のマスクの別の例を示す概略断面図である。 図５に示す第２のマスクの製造方法の一例を説明するための概略断面図である。 図５に示す第２のマスクの製造方法の一例を説明するための概略断面図である。 図１に示す測定ユニットの第２のマスクと同面板とを示す概略断面図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図９に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 照明装置
２０ レチクル
３０ 投影光学系
４０ 被処理体
４５ ウェハステージ
５０ 同面板
６０ 液体給排機構
７０ 測定ユニット（測定装置）
７１０ 測定照明系
７２０ 第１のマスク
７３０ 第２のマスク
７３２ 基板
７３４ 遮光部材
７３４ａ スリット
７３６ 透過部材
７３８ 薄膜
７３９ 接触防止部材
７４０ 検出部
７５０ 解析部
８０ 制御部
ＷＴ 液体

Claims (16)

1. レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、
   前記被処理体を載置するステージと、
   前記投影光学系及び前記液体を介して前記投影光学系を経た光を測定する測定ユニットとを有し、
   前記測定ユニットは、
   前記ステージ上に配置され、基板と、開口部を形成するように前記基板上に配置され、前記光を遮光する遮光部と、前記遮光部の厚さ以上の厚さを有するように前記開口部に充填され、前記光を透過する透過部材とから構成されるプレートを有することを特徴とする露光装置。
2. 前記開口部は、理想波面を生成し、
   前記測定ユニットは、前記理想波面と前記投影光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞を検出する検出部を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記測定ユニットは、前記開口部を経た光を検出する検出部を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. 前記透過部材は、前記基板の一部であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
5. 前記測定ユニットは、前記遮光部上に配置され、前記液体と前記遮光部との接触を防止する接触防止部材を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
6. 前記接触防止部材は、前記透過部材の一部であることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
7. 前記ステージ上の前記被処理体と前記プレートとの間に配置される同面板を更に有し、
   前記測定ユニットは、前記同面板と前記プレートとの間において、前記液体と前記遮光部との接触を防止する接触防止部を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
8. 前記接触防止部は、前記基板の一部であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 前記開口部は、１００ｎｍ以下の幅を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
10. 理想波面と被検光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞から前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置に使用され、前記理想波面を生成するプレートの製造方法であって、
    基板に所望の幅を有する凸部を形成するステップと、
    前記凸部が形成された基板に、前記凸部の高さ以上の膜厚を有する遮光膜を成膜するステップと、
    前記凸部が前記遮光膜から露出するまで前記遮光膜を研磨するステップとを有することを特徴とする製造方法。
11. 前記遮光膜から露出した凸部及び前記遮光膜上に透過性を有する透過膜を成膜するステップを更に有することを特徴とする請求項１０記載の製造方法。
12. 理想波面と被検光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞から前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置に使用され、前記理想波面を生成するプレートの製造方法であって、
    基板上に遮光膜を形成するステップと、
    前記基板上に形成された前記遮光膜に開口部を形成するステップと、
    前記開口部が形成された遮光膜上に、前記開口部が充填されるまで透過性を有する透過膜を成膜するステップとを有することを特徴とする製造方法。
13. 前記透過膜の表面が平坦になるように前記透過膜を研磨するステップを更に有することを特徴とする請求項１２記載の製造方法。
14. 前記成膜ステップは、ＣＶＤ法を用いることを特徴とする請求項１０又は１２記載の製造方法。
15. 被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、
    基板と、理想波面を生成するための開口部を形成するように前記基板上に配置され、前記光を遮光する遮光部と、前記遮光部の厚さ以上の厚さを有するように前記開口部に充填され、前記光を透過する透過部材とから構成されるプレートと、
    前記理想波面と前記投影光学系の波面収差を反映する被検波面との干渉縞を検出する検出部とを有することを特徴とする測定装置。
16. 請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする露光装置。