JP2011040470A - 波面収差計測装置、波面収差計測方法、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 被検光学系の瞳面の全体について鮮明な干渉縞に基づいて波面収差を高精度に計測する。
【解決手段】 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置(1)は、物体面(OB)上の所定領域(PH)から射出されて被検光学系を経た光を干渉させる回折格子(10)と、被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し回折格子により形成された第1干渉縞と、第2領域を通過し回折格子により形成された第2干渉縞とを検出する光検出部(12)と、第1干渉縞と第2干渉縞とを光検出部で検出する際、第1干渉縞の検出条件と第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定する設定部(11,14)と、設定部で設定された条件のもとで光検出部が検出した第1干渉縞と2干渉縞とに基づいて波面収差を計測する計測部(13)とを備えている。
【選択図】 図2
【解決手段】 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置(1)は、物体面(OB)上の所定領域(PH)から射出されて被検光学系を経た光を干渉させる回折格子(10)と、被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し回折格子により形成された第1干渉縞と、第2領域を通過し回折格子により形成された第2干渉縞とを検出する光検出部(12)と、第1干渉縞と第2干渉縞とを光検出部で検出する際、第1干渉縞の検出条件と第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定する設定部(11,14)と、設定部で設定された条件のもとで光検出部が検出した第1干渉縞と2干渉縞とに基づいて波面収差を計測する計測部(13)とを備えている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、波面収差計測装置、波面収差計測方法、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば電子デバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に搭載された投影光学系の波面収差の計測に関するものである。
露光装置では、半導体素子などのデバイスの微細化に応じて、解像度を高めるために露光光の短波長化が進んでいる。最近では、露光光として波長が100nm程度以下の軟X線を含む極端紫外光(Extreme Ultraviolet Light:以下、「EUV光」という)を用いる露光装置(EUVL露光装置)が開発されている。露光光としてEUV光を用いる場合、現状では使用可能な透過光学材料がないため、反射型のマスクを用いるとともに、照明光学系および投影光学系として反射光学系(特定のフィルタ等を除いて反射光学部材のみにより構成された光学系)を用いることになる。
EUV光を用いる投影光学系の波面収差のRMS値(root mean square:自乗平均平方根あるいは平方自乗平均)は0.5nm程度以下であることが求められており、その計測精度のRMS値は0.1nm程度であることが要求されている。これらの要求を満たす高精度な波面収差計測装置として、投影光学系の物体面に配置されたピンホールから射出されて投影光学系を経た光を回折格子により干渉させ、回折格子により形成された干渉縞に基づいて波面収差を計測する計測装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1に開示された従来の波面収差計測装置、すなわちタルボ(Talbot)干渉計を利用した波面収差計測装置では、被検光学系である投影光学系の瞳面の中央領域を通過した光が鮮明な干渉縞を形成するように回折格子および検出面を位置決めすると、瞳面の周辺領域を通過した光が形成する干渉縞のコントラストが劣化して、周辺領域の波面収差を正しく計測することが困難である。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、被検光学系の瞳面の全体について鮮明な干渉縞に基づいて波面収差を高精度に計測することのできる波面収差計測装置および波面収差計測方法を提供することを目的とする。また、本発明は、被検光学系の波面収差を高精度に計測する波面収差計測装置を用いて波面収差の調整された投影光学系を介して、パターンを感光性基板に正確に転写することのできる露光装置およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とを前記光検出部で検出する際、前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定する設定部と、
前記設定部で設定された条件のもとで前記光検出部が検出した前記第1干渉縞と前記2干渉縞とに基づいて、前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備えていることを特徴とする波面収差計測装置を提供する。
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とを前記光検出部で検出する際、前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定する設定部と、
前記設定部で設定された条件のもとで前記光検出部が検出した前記第1干渉縞と前記2干渉縞とに基づいて、前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備えていることを特徴とする波面収差計測装置を提供する。
本発明の第2形態では、被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記光検出器の出力に基づいて前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備え、
前記回折格子は、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有することを特徴とする波面収差計測装置を提供する。
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記光検出器の出力に基づいて前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備え、
前記回折格子は、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有することを特徴とする波面収差計測装置を提供する。
本発明の第3形態では、被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測方法において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを光検出部で検出することと、
前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定することとを含むことを特徴とする波面収差計測方法を提供する。
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを光検出部で検出することと、
前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定することとを含むことを特徴とする波面収差計測方法を提供する。
本発明の第4形態では、被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測方法において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出することと、
前記回折格子として、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有する回折格子を用いることとを含むことを特徴とする波面収差計測方法を提供する。
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出することと、
前記回折格子として、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有する回折格子を用いることとを含むことを特徴とする波面収差計測方法を提供する。
本発明の第5形態では、第1形態または第2形態の波面収差計測装置により得られた波面収差情報を用いて前記被検光学系を調整することを特徴とする光学系の調整方法を提供する。
本発明の第6形態では、第3形態または第4形態の波面収差計測方法において得られた波面収差情報を用いて前記被検光学系を調整することを特徴とする光学系の調整方法を提供する。
本発明の第7形態では、第1形態または第2形態の波面収差計測装置を備え、
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
本発明の第8形態では、第5形態または第6形態の調整方法により調整された前記被検光学系を備え、
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
本発明の第9形態では、第7形態または第8形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
本発明の一態様にしたがう波面収差計測装置では、被検光学系の瞳面の全体について鮮明な干渉縞に基づいて波面収差を高精度に計測することができる。また、本発明の一態様にしたがう露光装置では、本発明の波面収差計測装置を用いて被検光学系としての投影光学系の波面収差を随時高精度に計測し、必要に応じて投影光学系の波面収差を補正(調整)することができるため、波面収差の調整された投影光学系を介してパターンを感光性基板に正確に転写することができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。本実施形態では、EUVL露光装置に搭載された投影光学系の波面収差の計測に対して本発明を適用している。
本実施形態の露光装置EAは、照明光(露光光)ELとして、波長が100nm程度以下のEUV光、例えば波長が11nm〜15nm程度の範囲内のEUV光を用いるEUVL露光装置である。露光装置EAには、一例として、レーザプラズマ光源LSから13.5nmの波長の照明光ELが供給される。露光装置EAは、照明光学系ILと、マスクステージMSと、投影光学系POと、ウェハステージWSと、主制御系CRと、波面収差計測装置1とを備えている。
照明光学系ILは、レーザプラズマ光源LSからの照明光ELによりマスク(レチクル)Mのパターン面(図1において下側の面)上の照明領域を照明する。マスクステージMSは、パターン面がXY平面と平行になるようにマスクMを保持してY方向に移動する。投影光学系POは、マスクMの照明領域内のパターンの像を、その像面上の有効結像領域内に形成し、ひいてはレジスト(感光材料)が塗布されたウェハW(感光性基板)上に投影する。
ウェハステージWSは、その表面(転写面)がXY平面と平行になるようにウェハWを保持してXY平面に沿って二次元的に移動する。波面収差計測装置1は、ウェハステージWSに装着され、投影光学系POの波面収差を計測する。主制御系CRは、露光装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含み、図示を省略した駆動機構を介してマスクステージMSおよびウェハステージWSの移動などを制御する。また、主制御系CRは、波面収差計測装置1の動作を制御する。
本実施形態では、照明光ELとしてEUV光が使用されているため、マスクMは反射型である。また、照明光学系ILおよび投影光学系POは、特定のフィルタ(不図示)を除いてミラー等の複数の反射光学部材により構成されている。反射光学部材は、例えば、石英(または高耐熱性の金属等)からなる部材の表面を所要の面形状(曲面状または平面状)に高精度に加工した後に、その表面にモリブデン(Mo)とシリコン(Si)との多層膜(EUV光の反射膜)を形成することにより製造される。
反射型のマスクMは、例えば、石英の基板の表面に多層膜を形成した後に、その多層膜(反射面)上に、タンタル(Ta)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等のEUV光を吸収する材料からなる吸収層により転写用のパターンを形成することにより製造される。露光装置EAでは、EUV光の気体による吸収を回避するために、ほぼ全体が真空チャンバ(不図示)内に収容されている。
照明光学系ILは、オプティカルインテグレータ、可変開口絞り、視野絞り(マスクブラインド)、コンデンサー光学系等により構成されている。投影光学系POは、物体面に配置されたパターンの縮小像を像面に形成する光学系である。投影光学系POの投影倍率(厳密には投影倍率の大きさ)βは例えば1/4であり、その像側(射出側)の開口数NAは例えば0.25である。この場合、投影光学系POの物体側(入射側)の開口数NAinは、0.0625(=0.25/4)になる。
投影光学系POは、一例として、4つのミラーM1,M2,M3,およびM4からなる第1結像光学系と、2つのミラーM5およびM6からなる第2結像光学系とにより構成されている。投影光学系POの瞳位置、例えば第1結像光学系(M1〜M4)の瞳位置には、投影光学系POの開口数を規定する開口絞りASが配置されている。投影光学系POは、像側にほぼテレセントリックな反射光学系である。投影光学系POの構成および開口絞りASの位置などについては、様々な形態が可能である。
マスクM上には、例えばY軸に関して対称な円弧状の照明領域が形成される。マスクMの照明領域で反射された光は、投影光学系POを介して、ウェハW上の静止露光領域(照明領域と光学的に共役な有効結像領域に対応)にマスクパターンの像を形成する。すなわち、ウェハW上には、Y軸に関して対称な円弧状の静止露光領域が形成される。こうして、ステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、ウェハW上の各ショット領域(露光領域)にマスクMのパターンが順次走査露光される。
具体的には、マスクステージMSおよびウェハステージWSをY方向に沿って移動させながら、すなわち投影光学系POに対してマスクMおよびウェハWをY方向に沿って相対移動させながらスキャン露光(走査露光)を行うことにより、ウェハW上の1つのショット領域にマスクMのパターンが転写される。投影光学系POの投影倍率βが1/4である場合、ウェハステージWSの移動速度をマスクステージMSの移動速度の1/4に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージWSをXY平面に沿って二次元的にステップ移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハWの各ショット領域にマスクMのパターンが逐次転写される。
以下の説明では、本実施形態の波面収差計測装置1の基本動作(計測原理)などの理解を容易にするために、図2に示すように、被検光学系としての投影光学系POをZ方向に直線状に延びる1本の光軸を有する屈折光学系として取り扱うものとする。しかしながら、以下の説明は、被検光学系の具体的な内部構成に依存することなく、反射光学系であっても反射屈折光学系であっても同様に成り立つ。
本実施形態の波面収差計測装置1は、回折格子10と、駆動部11と、光検出部12と、計測部13と、制御部14とを備えている。回折格子10は、2次元の格子パターンが形成された平面状の回折面を有し、その回折面がXY平面と平行になるように配置されている。回折格子10は、後述するように、投影光学系POの物体面OBに配置されたピンホールPHから射出されて投影光学系POを経た光を干渉させる。駆動部11は、例えばモータを含み、回折格子10をZ方向に沿って移動させる。
光検出部12は、例えばCCD型またはCMOS型の2次元撮像素子を有し、回折格子10からの回折光により形成された干渉縞を検出する。計測部13は、光検出部12が検出した干渉縞に基づいて、投影光学系POの波面収差を計測する。制御部14は、主制御系CRからの指令にしたがって、駆動部11、光検出部12および計測部13を制御する。波面収差計測装置1の計測結果は、制御部14から主制御系CRへ供給される。
主制御系CRは、投影光学系POの波面収差の計測に際して、ウェハステージWSを駆動し、波面収差計測装置1を投影光学系POに対して位置決めする。具体的には、主制御系CRは、投影光学系POが像面IM上に形成する有効結像領域の直下に回折格子10が位置するように、波面収差計測装置1を位置決めする。また、主制御系CRは、マスクステージMS上のマスクMを計測用のテストマスクTMと交換し、照明光学系ILが投影光学系POの物体面OB上に形成する照明領域に対してテストマスクTMに設けられたピンホールPHを位置決めする。
テストマスクTMのパターン面には、図3に示すように、複数のピンホールPHからなるピンホールアレーHAが形成されている。ピンホールアレーHAは、一例として、EUV光の反射膜上においてピンホールPHに対応する微小領域を除く領域に吸収層を形成することにより製造される。ただし、以下の説明では、理解を容易にするために、テストマスクTMを透過型(非反射型)のテストマスクとして取り扱うものとし、図2では照明光ELがテストマスクTMのピンホールPHを透過(通過)する様子を示している。なお、テストマスクTMが波面収差計測装置1の一部を構成するものとみなすこともできる。
ピンホールアレーHAは、テストマスクTMのパターン面が投影光学系POの物体面OBに所要の姿勢で配置された状態において、X方向およびY方向にピッチ(周期)Ps/βで配列された複数(図3では9つを例示)のピンホールPHを有する。ここで、βは、上述したように、投影光学系POの投影倍率である。Psは、投影光学系POを介して像面IMに形成されるピンホール像PHiのX方向ピッチおよびY方向ピッチである。
例えば円形状に形成されたピンホールPHの直径は、回折限界以下に設定されている。回折限界は、照明光ELの波長をλとするとき、λ/(2NAin)で表される。ここで、NAinは、上述したように、投影光学系POの物体側の開口数である。具体的に、照明光ELの波長λを13.5nmとし、物体側の開口数NAinを0.0625とすると、回折限界は約108nmとなる。したがって、ピンホールPHの直径は、100nm程度又はそれ以下であればよい。
また、ピンホールPHのピッチPs/βは、照明光ELの空間的コヒーレンス長以上に設定されている。空間的コヒーレンシィが比較的低いレーザプラズマ光源LSを使用する場合、空間的コヒーレンス長は高々λ/NAILであり、ひいては高々λ/NAinである。ここで、NAILは、照明光学系ILの射出側の開口数であり、投影光学系POの物体側の開口数NAinとほぼ等しい。従って、ピンホールPHのピッチPs/βは、λ/NAin以上に設定される必要がある。
具体的に、照明光ELの波長λを13.5nmとし、物体側の開口数NAinを0.0625とすると、空間的コヒーレンス長は約216nmとなる。したがって、ピンホールPHのピッチPs/βは、220nm程度以上であればよい。実際には、ピンホール像PHiのピッチPsは、後述するような所要の条件を満たす必要があり、且つ製造技術上の制約もあるため、例えば1μm程度以上となる。この場合、投影倍率βを1/4とすると、ピンホールPHのピッチPs/βは4μm程度以上となり、空間的コヒーレンシィに関する条件は十分に満たされる。
波面収差計測装置1では、その典型的な使用状態において、ピンホール像PHiが形成される投影光学系POの像面IMから−Z方向側に距離Lgだけ間隔を隔てた位置に、回折格子10の回折面が配置される。また、投影光学系POの像面IMから−Z方向側に距離Lcだけ間隔を隔てた位置に、光検出部12の平面状の受光面12aが配置される。なお、図2では、図面の明瞭化のために距離Lgを比較的大きく示しているが、実際には距離Lgは距離Lcに比して非常に小さい。
回折格子10には、図4に示すように、遮光膜(又は吸収層)を背景として、照明光ELが通過する多数の開口部10aからなる格子パターンが設けられている。これらの多数の開口部10aは、例えば互いに同じ大きさの正方形状で、X方向およびY方向にピッチPgで形成されている。なお、図4では、図面の明瞭化のために、回折格子10に設けられた多数の開口部10aの一部だけを示している。
テストマスクTMの各ピンホールPHを通過した照明光ELは、投影光学系POを介して回折格子10に入射し、回折格子10から発生する0次光(0次回折光)20、+1次回折光20A、−1次回折光20B等によって、光検出部12の受光面12aにシアリング干渉の干渉縞(フーリエ像)が形成される。回折格子10の開口部10aのピッチPgは、回折光の所望の横ずれ量(シア量)に応じて設定される。実際には、製造上の限界もあるため、開口部10aのピッチPgは、数100nm〜数μm程度の範囲で、例えば1μm程度に設定される。
この場合、光検出部12の受光面12aに干渉縞が形成されるためには、回折格子10の回折面の像面IMからの距離Lg、及び光検出部12の受光面12aの像面IMからの距離Lcは、露光波長λ、開口部10aのピッチPg、及びタルボ次数n(整数又は半整数:n=0,0.5,1,1.5,2,・・・)を用いて、次の式(a)に示す条件(タルボ条件)を満たす必要がある。
1/Lg+1/(Lc−Lg)=λ/(2n×Pg2) (a)
1/Lg+1/(Lc−Lg)=λ/(2n×Pg2) (a)
タルボ条件の詳細は、「応用光学1(鶴田)」(p.178-181,培風館,1990年)に記載されている。なお、式(a)において、(Lc−Lg)は光検出部12の受光面12aの回折格子10の回折面からの距離を示している。したがって、式(a)の(Lc−Lg)において、投影光学系POの像面IMから光検出部12側に回折格子10が配置されるときには距離Lgは正の値として取り扱われ、像面IMから投影光学系PO側に回折格子10が配置されるときには距離Lgは負の値として取り扱われる。
EUV光を用いる波面収差計測装置1では、その典型的な使用状態において、回折格子10の像面IMからの距離Lgは100μm程度であり、受光面12aの像面IMからの距離Lcは40mm程度である。すなわち、本実施形態では、Lc≫Lgが成立するため、式(a)に代えて、次の近似式(b)を使用することができる。
Lg=2n×Pg2/λ (b)
Lg=2n×Pg2/λ (b)
また、光検出部12の受光面12aに干渉縞が高いコントラストで形成されるためには、ピンホール像PHiのピッチPsは、回折格子10の開口部10aのピッチPg、回折格子10の回折面の像面IMからの距離Lg、光検出部12の受光面12aの像面IMからの距離Lc、及び所定の整数m(例えば1又は2)を用いて、次の式(c)に示す条件を満たす必要がある。この条件の詳細は、例えば特開2006−269578号公報に開示されている。
Ps={Pg/(1−Lg/Lc)}×m (c)
Ps={Pg/(1−Lg/Lc)}×m (c)
なお、上述したように、距離Lgは距離Lcに比して非常に小さいため、Lg/Lcは1よりもかなり小さい値になる。したがって、式(c)に代えて、次の近似式(d)を使用してもよい。
Ps=Pg×m (d)
Ps=Pg×m (d)
式(d)において回折格子10の開口部10aのピッチPgを1μmとし、整数mを1とすると、ピンホール像PHiのピッチPsは1μmとなる。この場合、投影倍率βを1/4として、ピンホールアレーHAにおけるピンホールPHのピッチPs/βは4μmとなる。
一般に、タルボ干渉計を利用した波面収差計測装置では、式(a)または式(b)に示すタルボ条件、及び式(c)または式(d)の条件を満たす1つの特定の検出条件のもとで、検出面(光検出部12の受光面12aに対応)に形成される干渉縞の強度分布を計測部(計測部13に対応)に取り込む。計測部は、その強度分布をフーリエ変換することにより、シアリング波面の位相分布(フーリエ像の縞の歪み)を求め、その位相分布から被検光学系(投影光学系POに対応)の波面収差を求める。
こうして、空間的コヒーレンシィに関する条件を満たすように配列された複数のピンホールを有するテストマスクを用いて、被検光学系の物体面上の複数の点に関する波面収差が同時に計測される。なお、単一のピンホールを有するテストマスクを二次元的にステップ移動させつつ、被検光学系の物体面上の複数の点に関する波面収差を順次計測しても良い。さらに、空間コヒーレンシィの低い光源を使う場合は、Ps/βのピッチで面光源が並んだ、面光源アレーを用いても良い。
しかしながら、タルボ干渉計を利用した波面収差計測装置では、被検光学系の瞳面(例えば投影光学系POの開口絞りASの開口部が位置する面に対応)の中央領域を通過した光がコントラストの高い鮮明な干渉縞を形成するように回折格子(回折格子10に対応)および検出面を位置決めすると、瞳面の周辺領域を通過した光が検出面上に形成する干渉縞のコントラストが劣化して、周辺領域の波面収差を正しく計測することが困難である。換言すれば、被検光学系の開口数が十分に小さくない限り、瞳面の全体について鮮明な干渉縞に基づいて波面収差を精度良く計測することができない。
具体的に、本実施形態の波面収差計測装置1では、例えば投影光学系POの瞳面の中心を通過した光が受光面12a上に最も鮮明な干渉縞を形成するように設定したとき、光の通過点が瞳面の中心から離れるにつれて受光面12a上に形成される干渉縞が徐々に不鮮明になり、やがて干渉縞が実質的に形成されなくなる(実質的に消失する)。光の通過点が瞳面の中心からさらに離れるにつれて形成される干渉縞が徐々に鮮明になり、やがて比較的鮮明な干渉縞が再び形成されるようになる。
ただし、再び形成される比較的鮮明な干渉縞は、瞳面の中心を通過した光が形成する鮮明な干渉縞よりは不鮮明であり且つ縞の明暗が反転している。すなわち、この干渉縞は位相が反転しており、回折格子10の格子パターンの明部である開口部10aがフーリエ像としての干渉縞の暗部に対応している。これに対し、瞳面の中心を通過した光が形成する鮮明な干渉縞は位相が反転することなく、格子パターンの明部が干渉縞の明部に対応している。
以下、本実施形態にかかる波面収差計測装置1の作用効果の理解を容易にするために、投影光学系POの瞳面の中央領域を通過した光が受光面12a上に鮮明な干渉縞を形成するとき、投影光学系POの瞳面の周辺領域を通過した光は位相が反転した鮮明な干渉縞を形成し、投影光学系POの瞳面において中心領域と周辺領域との間の中間領域を通過した光は不鮮明な干渉縞を形成するものとする。また、投影光学系POの物体面OBの光軸上に位置決めされた単一のピンホールPHから射出されて投影光学系POを経た光が、像面IMよりも光検出部12側に配置された回折格子10を介して形成する干渉縞に着目するものとする。
本実施形態の波面収差計測装置1において、制御部14からの指令にしたがって作動する光検出部12は、投影光学系POの瞳面の中央領域、中間領域および周辺領域を通過した光が回折格子10を介して受光面(検出面)12a上にそれぞれ形成する干渉縞を検出する。制御部14は、光検出部12の検出結果をモニターしながら、ひいては瞳面の各領域を通過した光が形成する干渉縞から得られる検出信号をモニターしながら、駆動部11を介して回折格子10をZ方向に駆動することにより、瞳面の各領域を経た光が受光面12aに位相の反転していない最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10のZ方向位置を検知する。
図5に示すように、瞳面の中央領域を経た光が最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置51は、周辺領域を経た光が最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置53よりも光検出部12側に位置する。これは、中央領域を経た光が通過する回折格子10の開口部10aよりも周辺領域を経た光が通過する開口部10aの方が、光の通過方向に見た開口部10aの見掛けのピッチPg’が小さくなり、見掛けのピッチPg’を式(b)に代入して得られる距離Lg’の方が実際のピッチPgを式(b)に代入して得られる距離Lgよりも小さくなるからである。また、周辺領域を経た光の光路長が回折格子を経て受光面12aに至る距離が中央領域を経た光の光路長に比べて長いためでもある。
したがって、中央領域と周辺領域との間の中間領域を経た光が受光面12aに最も鮮明な干渉縞を形成する位置52は、位置51と位置53との間に存在することになる。そして、制御部14は、光検出部12の検出結果をモニターしながら、駆動部11を介して回折格子10をZ方向に駆動することにより、瞳面の中央領域を経た光が最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置51と、周辺領域を経た光が最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置53との間で回折格子10を移動させることになる。
本実施形態では、瞳面の中央領域における波面収差の計測に際して、制御部14が駆動部11を介して回折格子10を位置51に設定する。制御部14からの指令にしたがって作動する計測部13は、回折格子10が位置51に設定された検出条件のもとで、受光面12aに形成された干渉縞から得られる検出信号に基づいて、投影光学系POの瞳面の中央領域における波面収差を計測する。また、制御部14は駆動部11を介して回折格子10を位置52へ移動させ、計測部13は回折格子10が位置52に設定された検出条件のもとで受光面12aに形成された干渉縞に基づいて中間領域における波面収差を計測する。さらに、制御部14は駆動部11を介して回折格子10を位置53へ移動させ、計測部13は回折格子10が位置53に設定された検出条件のもとで受光面12aに形成された干渉縞に基づいて周辺領域における波面収差を計測する。
本実施形態の波面収差計測装置1において、制御部14および駆動部11は、被検光学系である投影光学系POの像面IMと回折格子10の回折面との間の距離Lg、および回折格子10の回折面と光検出部12の受光面(検出面)12aとの間の距離(Lc−Lg)を調整する距離調整部を構成している。距離調整部(11,14)中の駆動部11は、投影光学系POの像面IMに対して、回折格子10を互いに異なる間隔を有する位置51、52および53に移動させる。
以上のように、本実施形態の波面収差計測装置1では、投影光学系POの瞳面の中央領域、中間領域および周辺領域における波面収差の計測に際して、像面IMと回折格子10との間の距離Lg、および回折格子10と受光面12aとの間の距離(Lc−Lg)を計測対象領域毎に調整している。換言すれば、距離Lgおよび距離(Lc−Lg)に関して、瞳面の中央領域を通過した光が回折格子10を介して受光面12a上に形成する干渉縞の検出条件と、中間領域を通過した光が回折格子10を介して受光面12a上に形成する干渉縞の検出条件と、周辺領域を通過した光が回折格子10を介して受光面12a上に形成する干渉縞の検出条件とを個別に調整している。
その結果、本実施形態の波面収差計測装置1では、式(a)または式(b)に示すタルボ条件、及び式(c)または式(d)の条件を満たす1つの特定の検出条件のもとで被検光学系の瞳面の全体における波面収差を一括計測する従来技術とは異なり、被検光学系としての投影光学系POの瞳面の全体について鮮明な干渉縞に基づいて波面収差を高精度に計測することができる。また、本実施形態の露光装置では、搭載された波面収差計測装置1を用いて、投影光学系POの波面収差を随時高精度に計測し、必要に応じて投影光学系POの波面収差を補正(調整)することができる。その結果、波面収差の調整された投影光学系POを介して、マスクMのパターンをウェハWに正確に転写することができる。
なお、上述の実施形態では、位相の反転していない鮮明な干渉縞から得られる検出信号に基づいて、投影光学系POの瞳面の各領域における波面収差を計測している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば位相の反転していない鮮明な干渉縞に基づく瞳面の中央領域における波面収差の計測と、位相の反転した比較的鮮明な干渉縞に基づく瞳面の周辺領域における波面収差の計測とを同時に行う第1変形例も可能である。
具体的に、第1変形例では、制御部14が、駆動部11を介して回折格子10を位置51に設定する。計測部13は、投影光学系POの瞳面の中央領域を通過した光が受光面12aに形成した位相の反転していない鮮明な干渉縞から得られる検出信号に基づいて中央領域における波面収差を計測し、周辺領域を通過した光が形成した位相の反転した比較的鮮明な干渉縞から得られる検出信号に基づいて周辺領域における波面収差を計測する。このとき、計測部13は、制御部14からの指令にしたがって、中央領域に対応する干渉縞を検出することによって光検出部12から出力される検出信号の位相に対して、周辺領域に対応する干渉縞を検出することによって光検出部12から出力される検出信号の位相を反転させる。
すなわち、計測部13は、周辺領域に対応して得られる検出信号の位相にπのオフセットを加えることにより、中央領域に対応して得られる検出信号の位相に対してアンラップする。次いで、制御部14は駆動部11を介して回折格子10を位置52へ移動させ、計測部13は中間領域を通過した光が形成した位相の反転していない鮮明な干渉縞から得られる検出信号に基づいて中間領域における波面収差を計測する。
また、上述の実施形態では、回折格子10の回折面が平面状であり、光検出部12の受光面12aすなわち検出面が平面状である。このため、上述したように、瞳面の中央領域を経た光と中間領域を経た光と周辺領域を経た光とでは、受光面12aに最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置が異なる。さらに詳細には、光の通過点が瞳面の中心から離れるにつれて、最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置が投影光学系POの像面IMに近づく。
このことは、図6に示すように、回折格子10Aの回折面を投影光学系POの像面IMに凹面を向けた面形状に設定することにより、光が瞳面を通過する位置に依存することなく受光面12aに鮮明な干渉縞を形成することができることを意味している。一例として、図6の第2変形例では、投影光学系POの瞳面の中央領域を通過した光が形成する干渉縞と周辺領域を通過した光が形成する干渉縞とが受光面12aで互いに同じ鮮明度で形成されるように、回折格子10Aの回折面を所要の湾曲した面形状に設定する。
また、別の観点によれば、図7に示すように、回折格子10の回折面が平面状であっても、検出面である受光面12bを投影光学系POの像面IMに凹面を向けた面形状に設定することにより、光が瞳面を通過する位置に依存することなく受光面12bに鮮明な干渉縞が形成されるように構成することができる。一例として、図7の第3変形例では、投影光学系POの瞳面の中央領域を通過した光が形成する干渉縞と周辺領域を通過した光が形成する干渉縞とが受光面12bで互いに同じ鮮明度で形成されるように、光検出部12Aの受光面12bを所要の湾曲した面形状に設定する。
ただし、光検出部12Aが例えばCCD型またはCMOS型の2次元撮像素子からなる場合、受光面12bを所要の湾曲した面形状に設定することは困難である。したがって、第3変形例の別の態様では、図8に示すように、いわゆるFOP(ファイバ・オプティック・プレート)の技術を利用して、所要の湾曲した面形状(本態様では、凹面形状)を有する検出面(図8中破線で示す)81を複数の光ファイバ82の端面82aの集合により形成しても良い。この場合、検出面81を構成する複数の光ファイバ82の端面82aには、入射したEUV光を可視光に変換する蛍光面が形成される。複数の光ファイバ82の端面82aに入射して可視光に変換された光は、光検出器12Bへ導かれる。図8の態様では、複数の光ファイバ82および光検出器12Bが、光検出部12を構成する。
また、第3変形例のさらに別の態様では、図9に示すように、光検出器12Cの平面状の受光面12cと回折格子10との間に光路中に所要の湾曲収差を有する共役光学系91を付設し、共役光学系91を介して受光面12cと光学的に共役な位置に所要の湾曲した面形状を有する検出面92aを設けても良い。この場合、検出面92aは例えば石英のような光学材料により形成されて湾曲したプレート部材92の入射面であり、検出面92aには入射したEUV光を可視光に変換する蛍光面が形成される。図9の態様では、プレート部材92は、投影光学系POの像面IM側に対して凹形状に湾曲している。また、図9の態様では、光検出器12C、共役光学系91、および湾曲プレート部材92が光検出部12を構成する。
また、上述の実施形態では、投影光学系POの像面IMよりも光検出部12側(すなわち像面IMの一方の側)に配置された回折格子10を介して形成される干渉縞に基づいて波面収差を計測している。しかしながら、これに限定されることなく、像面IMの一方の側に配置された回折格子10を介して形成される干渉縞と、像面IMの他方の側に配置された回折格子10を介して形成される干渉縞とに基づいて波面収差を計測する第4変形例も可能である。これは、周辺領域を通過した光が検出面上に形成する干渉縞のコントラストが劣化して計測結果が歪んでしまうが、この歪みは像面IMよりも光検出部12側に回折格子を配置した時と、像面IMよりも投影光学系PO側に配置した時とで同等のものとなる。ただし、この場合、干渉縞に基づいて得られる計測結果は、反転した結果となる。
計測すべき波面をW、歪みをεとし、像面IMよりも光検出部12側に回折格子を配置した時の計測結果をWm1、像面IMよりも投影光学系PO側に配置した時の計測結果をWm2とすると、以下のようになる。
Wm1=−W+ε
Wm2=W+ε
したがって、測定結果Wmを以下のようにすればよい。
Wm=(Wm2−Wm1)/2
Wm1=−W+ε
Wm2=W+ε
したがって、測定結果Wmを以下のようにすればよい。
Wm=(Wm2−Wm1)/2
図10の第4変形例では、投影光学系POの像面IMよりも光検出部12側において回折格子10の位置を変化させつつ、回折格子10を経て受光面12aに形成された干渉縞に基づいて投影光学系POの瞳面の各領域における波面収差を計測する。次いで、像面IMよりも投影光学系PO側において回折格子10の位置を変化させつつ、回折格子10を経て受光面12aに形成された干渉縞に基づいて投影光学系POの瞳面の各領域における波面収差を計測する。第4変形例では、一例として、像面IMよりも光検出部12側の回折格子10を経て得られた計測値と、像面IMよりも投影光学系PO側の回折格子10を経て得られた計測値との平均を、投影光学系POの瞳面の中央領域、中間領域および周辺領域における波面収差の計測結果として求める。
すなわち、第4変形例では、制御部14からの指令にしたがって作動する駆動部11が、投影光学系POの像面IMに対して回折格子10を移動させ、像面IMと回折格子10の回折面との間隔を変える。制御部14は、像面IMよりも光検出部12側に配置された回折格子10を経て受光面12aに形成された干渉縞から得られた検出信号と、像面IMよりも投影光学系PO側に配置された回折格子10を経て受光面12aに形成された干渉縞から得られた検出信号とに基づいて投影光学系POの瞳面の各領域における波面収差を計測するように、計測部13および駆動部11を制御する。なお、第4変形例の手法を、上述の第1変形例に適用したり、場合によっては上述の第2変形例および第3変形例に適用したりすることもできる。
また、上述の実施形態では、回折格子10の格子パターンを構成する多数の開口部10aが一定のピッチPgにしたがって配列されている。このため、上述したように、投影光学系POの瞳面の中央領域を経た光が通過する回折格子10の開口部10aよりも周辺領域を経た光が通過する開口部10aの方が、光の通過方向に見た開口部10aの見掛けのピッチPg’が小さくなる。その結果、中央領域を経た光と周辺領域を経た光とでは、受光面12aに最も鮮明な干渉縞を形成する回折格子10の位置が異なってしまう。
このことは、中央領域を経た光が通過する回折格子10の開口部10aのピッチよりも周辺領域を経た光が通過する開口部10aのピッチを大きく設定することにより、中央領域を経た光と周辺領域を経た光とがともに平面状の受光面12aに鮮明な干渉縞を形成することができることを意味している。したがって、第5変形例では、一例として、投影光学系POの瞳面を通過する光の位置が中心から離れるにつれて、当該光が通過する回折格子10の開口部10aのピッチを大きく設定することにより、光が瞳面を通過する位置に依存することなく平面状の受光面12aに鮮明な干渉縞を形成することができる。
別の表現をすれば、第5変形例では、例えば投影光学系POの瞳面の第1領域(例えば中央領域)を通過した光が第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、第2領域(例えば中央領域よりも周辺寄りの領域)を通過した光が第2干渉縞を形成する第2ピッチ(例えば第1ピッチよりも大きいピッチ)が規定された第2格子パターンとを有するように、回折格子10において多数の開口部10aを配列すれば良い。
なお、上述の説明では、EUV光を供給するための光源としてレーザプラズマ光源LSを用いている。しかしながら、レーザプラズマ光に限定されることなく、EUV光として、例えばシンクロトロン放射(SOR)光を用いることもできる。
また、上述の説明では、波面収差計測装置1がウェハステージWSに装着されている。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハステージWSの外部に波面収差計測装置1の全体を設けても良い。また、波面収差計測装置1をウェハステージWSとは異なる別のステージに設けても良い。また、波面収差計測装置1中の本体部分(10,11,12)をウェハステージWSに装着し、計測部13および制御部14をウェハステージWSの外部に、例えば主制御系CRの内部に設けても良い。
また、上述の説明では、EUV光を用いる露光装置に搭載された投影光学系POの波面収差の計測に対して本発明を適用している。しかしながら、EUV光に限定されることなく、例えば193nmの波長のArFエキシマレーザ光や、248nmの波長のKrFエキシマレーザ光などを用いる乾燥タイプまたは液浸タイプの露光装置に搭載された投影光学系の波面収差の計測に対しても同様に本発明を適用することができる。また、露光装置に搭載された投影光学系に限定されることなく、例えば露光装置に搭載される前の単体の投影光学系、露光装置から取り外された単体の投影光学系、さらに露光装置に用途が限定されない一般の被検光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行っても良い。
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図11は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図11に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハWに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハW上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハWの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。
ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハWの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを感光性基板としてパターンの転写を行う。
1 波面収差計測装置
10 回折格子
11 駆動部
12 光検出部
13 計測部
14 制御部
LS レーザプラズマ光源
IL 照明光学系
M マスク
TM テストマスク
MS マスクステージ
PO 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
CR 主制御系
10 回折格子
11 駆動部
12 光検出部
13 計測部
14 制御部
LS レーザプラズマ光源
IL 照明光学系
M マスク
TM テストマスク
MS マスクステージ
PO 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
CR 主制御系
Claims (28)
- 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とを前記光検出部で検出する際、前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定する設定部と、
前記設定部で設定された条件のもとで前記光検出部が検出した前記第1干渉縞と前記2干渉縞とに基づいて、前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備えていることを特徴とする波面収差計測装置。 - 前記回折格子は、前記被検光学系を通過した光を回折する回折面を有し、
前記設定部は、前記被検光学系の像面と前記回折格子の回折面との間の距離、および前記回折格子の回折面と前記光検出部の検出面との間の距離を調整する距離調整部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の波面収差計測装置。 - 前記距離調整部は、前記被検光学系の像面に対して、前記回折格子を互いに異なる間隔を有する第1位置及び第2位置に移動させる駆動部を有し、
前記計測部は、前記第1位置に設定された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第2干渉縞よりも鮮明な前記第1干渉縞から得られる検出信号と、前記第2位置に設定された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第1干渉縞より鮮明な前記第2干渉縞から得られる検出信号とに基づいて、前記被検光学系の波面収差を計測することを特徴とする請求項2に記載の波面収差計測装置。 - 前記計測部は、前記第1干渉縞から得られる検出信号に基づいて、前記第1領域における波面収差を計測し、前記第2干渉縞から得られる検出信号に基づいて、前記第2領域における波面収差を計測することを特徴とする請求項3に記載の波面収差計測装置。
- 前記第1領域は前記瞳面の中央領域であり、前記第2領域は前記瞳面の周辺領域であり、
前記瞳面の中央領域を経た前記光が前記検出面に最も鮮明な前記第1干渉縞を形成する前記回折格子の位置と、前記瞳面の周辺領域を経た前記光が前記検出面に最も鮮明な前記第2干渉縞を形成する前記回折格子の位置との間で前記回折格子を移動させるように、前記光検出部の検出結果をモニターしながら前記駆動部を駆動する制御部を有することを特徴とする請求項3または4に記載の波面収差計測装置。 - 前記光検出部は、当該光検出部の検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第1干渉縞よりも不鮮明な前記第2干渉縞を検出し、
前記設定部は、前記第1干渉縞を検出することによって前記光検出部から出力される検出信号の位相に対して、前記第2干渉縞を検出することによって前記光検出部から出力される検出信号の位相を反転することを特徴とする請求項1に記載の波面収差計測装置。 - 前記設定部は、前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とが前記検出面で互いに同じ鮮明度で形成されるように、前記検出面を湾曲した面形状に設定することを特徴とする請求項1に記載の波面収差計測装置。
- 前記検出面は、複数の光ファイバの端面により形成されていることを特徴とする請求項7に記載の波面収差計測装置。
- 前記光検出部は、平面状の受光面を有する光検出器と、前記検出面と前記受光面とを光学的に共役に配置する共役光学系とを有することを特徴とする請求項7に記載の波面収差計測装置。
- 前記検出面には、入射光を可視光に変換する蛍光面が形成されていることを特徴とする請求項8または9に記載の波面収差計測装置。
- 前記設定部は、前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とが前記検出面で互いに同じ鮮明度で形成されるように、前記回折面を所要の湾曲した面形状に設定することを特徴とする請求項1に記載の波面収差計測装置。
- 前記設定部は、前記被検光学系の像面に対して、前記回折格子を移動させ、前記被検光学系の像面と前記回折格子の回折面との間隔を変える駆動部と、
前記像面よりも前記被検光学系側に配置された前記回折格子を経て前記光検出部の検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第2干渉縞から得られた検出信号と、前記像面よりも前記光検出部側に配置された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第2干渉縞から得られた検出信号とに基づいて波面収差を計測するように、前記計測部および前記駆動部を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項1に記載の波面収差計測装置。 - 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測装置において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を干渉させる回折格子と、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出する光検出部と、
前記光検出器の出力に基づいて前記被検光学系の波面収差を計測する計測部とを備え、
前記回折格子は、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有することを特徴とする波面収差計測装置。 - 前記第2領域は、前記第1領域よりも周辺寄りの領域であり、
前記第2格子パターンの前記第2ピッチは、前記第1格子パターンの前記第1ピッチよりも大きく規定されていることを特徴とする請求項13に記載の波面収差計測装置。 - 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測方法において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを光検出部で検出することと、
前記第1干渉縞の検出条件と前記第2干渉縞の検出条件との少なくとも一方を設定することとを含むことを特徴とする波面収差計測方法。 - 前記被検光学系の像面に対して第1位置に設定された前記回折格子を経て、前記光検出部の検出面に形成された前記第2干渉縞よりも鮮明な前記第1干渉縞から得られる検出信号と、前記被検光学系の像面に対して、前記第1位置とは異なる第2位置に設定された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第1干渉縞よりも鮮明な前記第2干渉縞から得られる検出信号とに基づいて、前記被検光学系の波面収差を計測することを特徴とする請求項15に記載の波面収差計測方法。
- 前記計測部は、前記第1干渉縞から得られる検出信号に基づいて、前記第1領域における波面収差を計測し、前記第2干渉縞から得られる検出信号に基づいて、前記第2領域における波面収差を計測することを特徴とする請求項16に記載の波面収差計測装置。
- 前記第1領域は前記瞳面の中央領域であり、前記第2領域は前記瞳面の周辺領域であり、
前記第1干渉縞および前記第2干渉縞から得られる検出信号をモニターし、前記瞳面の中央領域を経た前記光が前記検出面に最も鮮明な干渉縞を形成する前記回折格子の位置と、前記瞳面の周辺領域を経た前記光が前記検出面に最も鮮明な干渉縞を形成する前記回折格子の位置との間で前記回折格子を移動させることを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の波面収差計測方法。 - 前記検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第1干渉縞よりも不鮮明な前記第2干渉縞を前記光検出部の検出面で検出し、
前記第1干渉縞を検出することによって前記光検出部から出力される検出信号の位相に対して、前記第2干渉縞を検出することによって前記光検出部から出力される検出信号の位相を反転することを特徴とする請求項15に記載の波面収差計測方法。 - 前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とが互いに同じ鮮明度で形成されるように、所要の湾曲した面形状に設定された前記検出面に、前記第1干渉縞と前記第2干渉縞を形成させることを特徴とする請求項15に記載の波面収差計測方法。
- 前記第1干渉縞と前記第2干渉縞とが互いに同じ鮮明度で前記検出面に形成されるように、所要の湾曲した面形状に設定された前記回折面により光を干渉させることを特徴とする請求項15に記載の波面収差計測方法。
- 前記像面よりも前記被検光学系側に配置された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第2干渉縞から得られた検出信号と、前記像面よりも前記光検出部側に配置された前記回折格子を経て前記検出面に形成された前記第1干渉縞及び前記第2干渉縞から得られた検出信号とに基づいて波面収差を計測することを特徴とする請求項15に記載の波面収差計測方法。
- 被検光学系の波面収差を計測する波面収差計測方法において、
前記被検光学系の物体面上の所定領域から射出されて前記被検光学系を経た光を回折格子により干渉させることと、
前記被検光学系の瞳面のうち第1領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第1干渉縞と、前記瞳面の前記第1領域とは異なる第2領域を通過し、前記回折格子により形成された前記光の第2干渉縞とを検出することと、
前記回折格子として、前記第1干渉縞を形成する第1ピッチが規定された第1格子パターンと、前記第2干渉縞を形成し、前記第1ピッチとは異なるピッチを有する第2ピッチが規定された第2格子パターンとを有する回折格子を用いることとを含むことを特徴とする波面収差計測方法。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の波面収差計測装置により得られた波面収差情報を用いて前記被検光学系を調整することを特徴とする光学系の調整方法。
- 請求項15乃至23のいずれか1項に記載の波面収差計測方法において得られた波面収差情報を用いて前記被検光学系を調整することを特徴とする光学系の調整方法。
- 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の波面収差計測装置を備え、
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。 - 請求項24または25に記載の調整方法により調整された前記被検光学系を備え、
前記被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。 - 請求項26または27に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009184528A JP2011040470A (ja) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | 波面収差計測装置、波面収差計測方法、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009184528A JP2011040470A (ja) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | 波面収差計測装置、波面収差計測方法、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=43767967
Family Applications (1)
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JP2009184528A Pending JP2011040470A (ja) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | 波面収差計測装置、波面収差計測方法、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
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JP (1) | JP2011040470A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104181779A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-03 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种光学系统波像差检测装置 |
CN110702379A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-17 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法 |
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2009
- 2009-08-07 JP JP2009184528A patent/JP2011040470A/ja active Pending
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CN110702379A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-17 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法 |
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