JP2021076721A - 収差計測方法、物品製造方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系の収差を短時間で計測するために有利な技術を提供する。
【解決手段】収差測定方法は、投影光学系の物体側に配置された物体側マーク、前記投影光学系、および、前記投影光学系の像側に配置された像側マークを透過した光の光量を、前記投影光学系の光軸方向における複数の位置で計測することによって、前記光軸方向における位置と前記光量との関係を示す光量分布を取得する工程と、前記光量分布における前記投影光学系のフォーカス位置を対称軸とする非対称性を示す特徴量を求める工程と、前記特徴量から前記投影光学系の収差量を決定する工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、収差計測方法、物品製造方法および露光装置に関する。

半導体素子、液晶表示素子及び薄膜磁気ヘッド等のように、微細パターンを有する物品は、フォトリソグラフィ技術を用いて製造される。その際、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影することによって原版のパターンを基板に転写する露光装置が使用される。原版のパターンを高い精度で基板に転写するためには、投影光学系の収差を調整する必要がある。投影光学系の収差は、露光光が照射されることによって発生する熱、大気圧等によって変動しうる。したがって、投影光学系の収差は、露光ジョブの間などにおいて調整されるべきである。

特許文献１には、周期パターンを含む物体側マークを投影光学系によって像面側マーク上に投影して、投影光学系の光軸方向の複数の位置のそれぞれで像面側マークを走査しながら計測する方法が記載されている。しかし、特許文献１に記載された方法では、投影光学系の光軸方向の複数の位置のそれぞれで像面側マークを走査する必要があるので、計測に要する時間が長い。

国際公開０４／０５９７１０号明細書

本発明は、投影光学系の収差を短時間で計測するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、収差計測方法に係り、前記収差計測方法は、投影光学系の物体側に配置された物体側マーク、前記投影光学系、および、前記投影光学系の像側に配置された像側マークを透過した光の光量を、前記投影光学系の光軸方向における複数の位置で計測することによって、前記光軸方向における位置と前記光量との関係を示す光量分布を取得する工程と、前記光量分布における前記投影光学系のフォーカス位置を対称軸とする非対称性を示す特徴量を求める工程と、前記特徴量から前記投影光学系の収差量を決定する工程とを含む。

本発明によれば、投影光学系の収差を短時間で計測するために有利な技術が提供される。

第１実施形態の露光装置の構成例を示す図。 基板ステージの構成例を示す図。 球面収差と非対称成分（特徴量）との関係を例示する図。 光量分布を例示する図。 投影光学系が球面収差を有する場合の光量分布を例示する図。 特性情報を生成するための処理の手順を示す図。 露光装置において実施される処理を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

以下、第１実施形態を説明する。図１には、第１実施形態の露光装置ＥＸＰの構成例が示されている。露光装置ＥＸＰは、投影光学系６の収差（例えば、球面収差）を計測し、その計測の結果に基づいて投影光学系６の収差を調整する機能を有しうる。露光装置ＥＸＰは、感光材が塗布された基板３に対して原版１のパターンを投影光学系６によって投影し、これによって原版１のパターンを基板３（感光材）に転写する。

以下、露光装置ＥＸＰの構成例および動作例をより具体的に説明する。露光装置ＥＸＰは、原版（レチクル）１を支持する原版ステージ２、基板３を支持する基板ステージ４、および、原版ステージ２によって支持された原版１を露光光で照明する照明光学系５を備えうる。また、露光装置ＥＸＰは、露光光で照明された原版１のパターンを基板ステージ４によって支持された基板３に投影する投影光学系６、レーザ干渉計１０、１２、および、露光装置ＥＸＰの各構成要素を制御する制御部ＣＮＴを備えうる。また、露光装置ＥＸＰは、受光部１４、アライメント検出系１６およびフォーカス検出系１５を備えうる。

以下では、露光装置ＥＸＰは、原版１と基板３とを走査方向に互いに同期して走査しながら原版１のパターンを基板３に転写する走査露光装置（スキャニングステッパ）として構成されている。しかしながら、露光装置ＥＸＰは、原版１および基板３を静止させて原版１のパターンを基板３に転写する露光装置（ステッパ）に適用されてもよい。以下の説明においては、投影光学系６の光軸と一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内で原版１と基板３とを走査する方向に平行な方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわり方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

原版１の照明領域は、照明光学系５により均一な照度分布の露光光で照明される。照明光学系５は、照明条件を設定するための複数の照明絞り（不図示）を含むことができ、任意の照明絞りが使用されうる。照明光学系５は、例えば、水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザまたは極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ光）光源等の光源を含みうる。原版ステージ２は、原版１を支持する。原版ステージ２は、原版１を少なくともＹ軸方向に駆動可能であり、好ましくは、原版１を６軸に関して駆動可能である。原版ステージ２は、リニアモータ等の駆動機構によって駆動されうる。

原版ステージ２にはミラー７が設けられうる。ミラー７に対向する位置には、レーザ干渉計９が設けられうる。原版ステージ２のＸ軸およびＹ軸方向の位置ならびにθＺ方向の回転角は、レーザ干渉計９によりリアルタイムで計測され、計測結果は、制御部ＣＮＴに供給されうる。制御部ＣＮＴは、レーザ干渉計９から供給される計測結果に基づいて原版ステージ２の位置および回転角を制御することで、原版ステージ２によって支持されているレチクル１の位置および回転角を制御する。

投影光学系６は、原版１のパターンを所定の投影倍率（例えば、１／４または１／５）で基板３に投影しうる。投影光学系６は、複数の光学素子を含み、該複数の光学素子は、投影光学系６の収差（例えば、球面収差）を調整するための光学素子を含む。基板ステージ４は、基板３を支持する。基板ステージ４は、不図示の基板駆動機構によって駆動される。該基板駆動機構は、基板ステージ４をＺ軸方向に駆動するＺステージ機構と、Ｚステージ機構をＸ軸およびＹ軸方向に駆動するＸＹステージ機構と、ＸＹステージ機構を支持するベースとを含みうる。

基板ステージ４上にはミラー８が設けられうる。ミラー８に対向する位置には、複数のレーザ干渉計１０、１２（２つのみ図示）が設けられうる。基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置、および、θＺ方向の回転角は、レーザ干渉計１０によりリアルタイムで計測され、計測結果は、制御部ＣＮＴに供給されうる。制御部ＣＮＴは、レーザ干渉計１０、１２から供給される計測結果に基づいて基板ステージ４を駆動することで基板３の位置および回転角を制御する。

制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

図２に例示されるように、基板ステージ４には、１または複数の基板基準プレート１１が設けられている。基板基準プレート１１の表面は、基板３の表面とほぼ同じ高さに位置する。基板基準プレート１１には、アライメント検出系１６が計測に使用する基準マーク１８と、受光部１４が計測に使用する像側マーク１７とが配置されうる。基準マーク１８と像側マーク１７との相対位置は、既知である。あるいは、基準マーク１８と像側マーク１７とは、共通のマークであってもよい。基準マーク１８および像側マーク１７は、投影光学系６の像面側（像面またはその近傍）に配置されたマークである。同様に、原版ステージ２には、物体側マークを有する原版基準プレート１３が設けられる。原版基準プレート１３の物体側マークは、投影光学系６の物体側（物体面またはその近傍）に配置されたマークである。

原版ステージ２と基板ステージ４との相対位置は、受光部１４を使って原版基準プレート１３の物体側マークと基板基準プレート１１の像側マーク１７との相対位置を計測することによって計測されうる。具体的には、照明光学系５によって原版基準プレート１３の物体側マークが照明される。該物体側マークを透過した光は、投影光学系６を透過し、更に、基板基準プレート１１の像側マーク１７を透過し、受光部１４に入射する。受光部１４は、入射した光の光量（強度）を検出する。基板ステージ４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ駆動させながら受光部１４によって、それに入射した光の光量が計測されうる。そして、受光部１４によって計測される光量の変化に基づいて、原版基準プレート１３の物体側マークと基板基準プレート１１の像側マーク１７とのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置、ならびにＺ軸方向の位置（フォーカス）を調整することができる。物体側マークは、原版１に配置されてもよい。

図４（ａ）には、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向）における基板ステージ４の位置を横軸に取り、各位置において受光部１４に入射した光の光量（強度）を縦軸に取った光量分布が実線で示されている。この光量分布は、物体側マーク、投影光学系６および像側マーク１７を透過した光の光量を、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向）における複数の位置で計測することによって取得することができる。図４（ａ）において、光量が最大値を示す位置は、物体側マークのＸ軸方向（またはＹ軸方向）における位置と像側マーク１７のＸ軸方向（またはＹ軸方向）における位置とが一致するときの基板ステージ４の位置である。光量が最大値を示す位置は、例えば、光量分布に対する関数のフィッティング、または、重心処理等によって求めることができる。

図４（ｂ）には、Ｚ軸方向における基板ステージ４の位置を横軸に取り、各位置において受光部１４に入射した光の光量（強度）を縦軸に取った光量分布が実線で示されている。この光量分布は、物体側マーク、投影光学系６および像側マーク１７を透過した光の光量を、投影光学系６の光軸方向（Ｚ軸方向）における複数の位置で計測することによって取得することができる。図４（ｂ）において、光量が最大値を示す位置は、物体側マークの結像位置に対して像側マーク１７のＺ軸方向における位置が一致する基板ステージ４のＺ軸方向における位置である。このように投影光学系６の光軸方向における光量分布において光量が最大値を示す位置をフォーカス位置として定義する。光量が最大値を示す位置は、例えば、光量分布に対する関数のフィッティング、または、重心処理等によって求めることができる。

フォーカス検出系１５は、検出光を基板３の表面に投射する投射系と基板３からの反射光を受光する受光系とを含み、フォーカス検出系１５によるフォーカス検出の結果は、制御部ＣＮＴに供給される。制御部ＣＮＴは、フォーカス検出系１５のフォーカス検出の結果に基づいてＺステージ機構を駆動し、基板３のＺ軸方向における位置および傾斜角を調整することが可能である。

アライメント検出系１６は、検出光を基板３のアライメントマーク１９または基板基準プレート１１の基準マーク１８に投射する投射系と、アライメントマーク１９または基準マーク１８からの反射光を受光する受光系とを含みうる。アライメント検出系１６による検出の結果は、制御部ＣＮＴに供給される。制御部ＣＮＴは、アライメント検出系１６による検出の結果に基づいて基板ステージ４のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を制御することにとによって、基板３のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を制御する。

以下、投影光学系６の収差を計測する方法を説明する。なお、ここでは、投影光学系６の収差として球面収差を計測する方法を説明するが、この方法は、非点収差の計測にも適用可能である。既に説明した図４（ｂ）は、投影光学系６が球面収差を有しない場合における光量分布を例示的に示している。図４（ｂ）における点線３０は、算出されたフォーカス位置である。図４（ｂ）の光量分布は、点線３０を対称軸として対称（線対称）である。

図５には、投影光学系６が例えば１００ｍλの球面収差を有る状態における光量分布が実線で示されている。光量分布は、物体側マーク、投影光学系６および像側マーク１７を透過した光の光量を、投影光学系６の光軸方向（Ｚ軸方向）における複数の位置で計測することによって取得することができる。図５における点線３１は、図５における実線で示された光量分布から算出されたフォーカス位置である。図５に示された光量分布は、点線３１を対称軸として非対称である（つまり、線対称ではない）。

図５に示された光量分布（つまり、投影光学系６が球面収差を有する場合における光量分布）の非対称性を評価するために、光量分布に対して式（１）で表されるガウス関数Ｇ（ｚ）をフィッティングする。ここで、光軸方向における基板ステージ４の位置をｚ、光量分布における最大光量（強度）をＡ、平均をμ、分散をσ、定数項をｄとする。また、πは円周率、ｅｘｐは指数関数である。

・・・（１）

フィッティングの初期値およびフィッティングの範囲は、フィッティング後のガウス関数の平均μがフォーカス位置と等しくなるように設定することが好ましい。ガウス関数は、ガウス関数の平均μを対称軸（原点）とする対称な偶関数であるので、フィッティングを行ったガウス関数と光量分布との差分を演算することにより、光量分布の非対称性を示す情報を得ることができる。この差分をフォーカス位置を中心とした所定の積分区間−ａからａまでで積分することにより非対称成分（特徴量）を算出する。したがって、測定した光量分布をＩ（ｚ）としたときの非対称成分ＡＳは式（２）で表される。なお、ａは、任意に定められうる。

・・・（２）

また、計測時の光量および受光部１４の検出感度などの影響を均一化するために、式（３）に示されるように、フィッティングされたガウス関数を、非対称成分を求める際の積分区間と同一の積分区間で積分することにより、対称成分Ｓを算出する。

・・・（３）

非対称成分ＡＳを対称成分Ｓで規格化することにより、正規化された非対称成分（正規化された特徴量）を求めることができる。図３の直線３２は、投影光学系６の球面収差量と正規化された非対称成分（特徴量）との関係を示す特性情報である。

図５に示された光量分布から求められた、正規化された非対称成分が符号３５で示される非対称成分であるとすると、直線３２で示される特性情報に基づいて、該非対称成分に対応する球面収差量を符号３６で示される球面収差量として決定することができる。ここで、直線３２に示される情報は、計測条件に応じて異なりうるので、計測条件ごとに該特性情報が求められることが望ましい。

露光装置ＥＸＰに搭載される投影光学系６は、製造段階で干渉計等の計測器を用いて収差が計測され、その結果に基づいて収差が調整されうる。しかし、製造段階で投影光学系６の収差が高精度に調整されたとしても、露光装置ＥＸＰに投影光学系６が搭載された時には収差が変化していることもある。また、露光の際に発生する熱および使用される環境（例えば、気圧）の影響で投影光学系６の収差は、経時的に変化しうる。例えば、図３において符号３３で示される投影光学系６の球面収差量が、経時変化によって、符号３４で示されるような球面収差量にまで変化することが考えられる。以上のような経緯から、露光装置ＥＸＰにおいて投影光学系６の収差を簡易に計測する技術が求められていた。

上記の方法によれば、経時変化によって投影光学系６の球面収差が発生したとしても、投影光学系６の球面収差を短時間で計測することができる。上記のように、投影光学系６の球面収差量と正規化された非対称成分（特徴量）との関係を示す特性情報（直線３２）を予め準備しておくことにより、計測した光量分布から非対称成分を求め、該情報と該非対称成分とに基づいて球面収差量を求めることができる。

特性情報は、例えば、シミュレーションによって得ることができる。球面収差量を変えたときに物体側マークが像側マーク上に形成する像をシミュレーションによって算出することができる。よって、複数の球面収差量の各々において、投影光学系６の光軸方向における複数の位置のそれぞれで受光部１４によって取得されうる光量をシミュレーションによって算出することができる。このようにして、複数の球面収差量の各々について、シミュレーションによって複数の位置について得られる光量から、光軸方向における位置とその位置に対応する光量とを関係を示す光量分布を算出することができる。そして、複数の球面収差量にそれぞれ対応する複数の光量分布のそれぞれの非対称成分を求めることができる。これにより、特性情報（直線３２）を得ることができる。

複数の球面収差量を発生させる方法として、投影光学系６を構成する複数の光学素子のうちの少なくも１つの駆動量（位置）を調整する方法がある。ここで、駆動量と球面収差量との関係が既知であることが便利であるが、設定された駆動量の下で球面収差量を実測してもよい。複数の駆動量のそれぞれについて、光量分布を求め、その光量分布から非対称成分を求めることによって、特性情報（直線３２）を得ることができる。

図６には、特性情報を生成するための処理の手順が示されている。工程Ｓ３１０では、球面収差量を設定あるいは変更する。次いで、工程Ｓ３２０では、工程Ｓ３１０で設定あるいは変更された球面収差量について、光軸方向における位置とその位置に対応する光量との関係を示す光量分布を取得する。これは、投影光学系６の光軸方向における複数の位置のそれぞれで受光部１４によって取得されうる光量をシミュレーションによって算出することによってなされうる。次いで、工程Ｓ３３０では、工程Ｓ３２０で取得した光量分布から特徴量（非対称成分）を求める。次いで、工程Ｓ３４０では、他の球面収差量について工程Ｓ３２０、Ｓ３３０を実行するかどうかを判断し、他の球面収差量について工程Ｓ３２０、Ｓ３３０を実行する場合には工程Ｓ３１０に戻り、そうでなければ工程Ｓ３５０に進む。工程Ｓ３１０に戻った場合には、工程Ｓ３１０において、球面収差量を変更し、工程Ｓ３２０に進む。工程Ｓ３５０では、工程Ｓ３１０〜Ｓ３３０の繰り返しによって複数の球面収差量のそれぞれについて得られた特徴量（非対称成分）から特性情報を生成する。

図７には、露光装置ＥＸＰにおいて実施される処理が示されている。この処理は、制御部ＣＮＴによって制御される。工程Ｓ４１０では、制御部ＣＮＴは、投影光学系６の球面収差を調整するかどうかを判断する。工程Ｓ４１０では、制御部ＣＮＴは、例えば、所定数の基板または所定数のロット（１ロットは所定数の基板で構成されうる）に対する露光が終了した場合に、投影光学系６の球面収差を調整するものと判断することができる。ここで、工程Ｓ４２０は、基板の露光に先立って実施されるフォーカス計測と併用されてもよく、この場合、工程Ｓ４１０は不要である。フォーカス計測は、基板のショット領域の高さを投影光学系６の像面に応じて調整するための計測であり、そのために工程Ｓ４２０と同様の処理が実施され、図７に例示されるような光量分布が取得される。そこで、このフォーカス計測において得られる光量分布を使って工程Ｓ４３０〜Ｓ４５０が実施されうる。

工程Ｓ４２０では、制御部ＣＮＴは、投影光学系６の光軸方向における複数の位置のそれぞれにおいて受光部１４に光量を検出させ、受光部１４からの出力に基づいて、光軸方向における位置とその位置に対応する光量とを関係を示す光量分布を取得する。次いで、工程Ｓ４３０では、制御部ＣＮＴは、工程Ｓ４２０で取得した光量分布から特徴量（非対称成分）を求める。工程Ｓ４４０では、制御部ＣＮＴは、図６に示される処理で準備された特性情報と、工程Ｓ４３０で求めた特徴量（非対称成分）に基づいて、該特徴量に対応する球面収差量を決定する。工程Ｓ４５０では、制御部ＣＮＴは、工程Ｓ４４０で決定した球面収差量を低減あるいはゼロにするように投影光学系６の球面収差を調整する。この調整は、投影光学系６の少なくとも１つの光学素子を駆動することによってなされうる。工程Ｓ４５０は、工程Ｓ４４０で決定された球面収差量が予め設定された閾値を超えた場合にのみ実施されてもよい。

工程Ｓ４６０では、制御部ＣＮＴは、原版１のパターンを基板３に転写する露光を実行する。工程Ｓ４７０では、制御部ＣＮＴは、工程Ｓ４１０〜Ｓ４７０の処理を終了するかどうかを判断し、終了しない場合には工程Ｓ４１０に戻る。

以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。特徴量（非対称成分）を求める方法は、ガウス関数のフィッティングに限定されない。制御部ＣＮＴは、例えば、計測によって得られた光量分布に対して、式（４）で示されるように、フォーカス位置を原点とする多項式関数をフィッティングすることで非対称成分を算出しうる。ここで、ｎ次多項式Ｎ（ｚ）についてｉ次項の係数をｋ_ｉとする。

・・・（４）

この場合、多項式関数の偶数次項のみの積分値を対称成分として、また、多項式関数の奇数次項のみの積分値を非対称成分として、光量分布の非対称性を示す特徴量である非対称成分の算出を行うことができる。以下、第２実施形態を具体的に説明する。

制御部ＣＮＴは、計測によって得られた光量分布に対して多項式関数をフィッティングし、その多項式関数に基づいて収差を決定する。図５に示された光量分布は、点線３１を対称軸として非対称である（つまり、線対称ではない）。図５に示された光量分布（つまり、投影光学系６が球面収差を有する場合における光量分布）の非対称性を評価するために、制御部ＣＮＴは、この光量分布に対して多項式関数をフィッティングする。更に、制御部ＣＮＴは、フィッティングされた多項式関数の奇数次項に基づいて特徴量を求める。以下において、その具体例を説明する。

制御部ＣＮＴは、フィッティングされた多項式関数の複数の項のうち偶数次数の項と、奇数次数の項とをそれぞれ処理する。制御部ＣＮＴは、式（５）で示されるように、偶数次数の項をフォーカス位置を中心とした所定の積分区間（−ａからａまでの区間）で積分し、これによって得られる値を対称成分Ｓとする。

・・・（５）

また、制御部ＣＮＴは、式（６）で示されるように、奇数次数の項をフォーカス位置を中心とした所定の積分区間（−ａからａまでの区間）で積分した値を非対称成分ＡＳとする。

・・・（６）

制御部ＣＮＴは、非対称成分ＡＳを対称成分Ｓで規格化することにより、光量分布の非対称性を示す特徴量として非対称成分を算出する。ここで、式（５）における積分区間の幅と式（６）における積分区間の幅とは等しく設定されうる。

以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態として言及しない事項は、第１および第２実施形態の少なくとも１つに従いうる。特徴量（非対称成分）を求める方法は、積分を伴う方法に限定されるものではない。制御部ＣＮＴは、計測によって得られた光量分布に対してフィッティングされた多項式関数の特定の次数の係数に基づいて、光量分布の非対称性を示す特徴量として非対称成分を算出してもよい。

以下、第４実施形態について説明する。第４実施形態として言及しない事項は、第１乃至第３実施形態の少なくとも１つに従いうる。特徴量（非対称成分）を求める方法は、計測によって得られた光量分布に対する関数のフィッティングを伴う方法に限定されない。例えば、制御部ＣＮＴは、式（７）に示されるように、計測によって得られた光量分布Ｉ（ｚ）を、フォーカス位置Ｚ０とフォーカス位置Ｚ０から正方向に所定距離の位置ａとの間の区間（Ｚ０からａまでの区間）について積分して、積分値αを求める。

・・・（７）

また、制御部ＣＮＴは、式（８）に示されるように、計測によって得られた光量分布Ｉ（ｚ）を、フォーカス位置Ｚ０から負方向に所定距離の位置ａとの間の区間（−ａからフォーカス位置Ｚ０までの区間）について積分して、積分値βを求める。

・・・（８）

そして、制御部ＣＮＴは、２つの積分値α、βに基づいて、光量分布の非対称性を示す特徴量として非対称成分を算出する。ここで、式（７）における積分区間の幅と式（８）における積分区間の幅とは等しく設定されうる。

以下、上記の実施形態の変形例を説明する。光量分布の非対称性を示す特徴量として非対称成分は、計測によって得られた光量分布の形状に基づいて算出されてもよい。例えば、計測によって得られた光量分布と、予め準備された複数の球面収差量にそれぞれ対応する複数の光量分布との差分を取る。そして、差分が最も小さくなる光量分布に対応する球面収差量を、計測によって得られた光量分布に対応する球面収差量として決定することができる。

投影光学系６の球面収差の調整は、露光装置ＥＸＰの定期メンテナンス時に実施されてもよいし、露光装置ＥＸＰが処理を中断している時に実施されてもよい。

計測された投影光学系６の球面収差が閾値を超えた場合、実際に基板を露光し現像した結果におけるパターンシフト及び／又は形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で計測して収差量を類推する手法等で、より高精度に投影光学系６の収差を計測、調整してもよい。これは、実施形態の収差計測方法を投影光学系の収差を検出するために利用し、検出された収差がある閾値を超えたときのみ、より精度が高い方法で投影光学系の収差を計測し、調整する方法である。

以下、上記の収差計測方法を適用した物品製造方法を説明する。物品製造方法は、露光装置ＥＸＰの投影光学系６の収差量を上記の収差計測方法に従って計測する計測工程と、該計測工程で計測された収差量に基づいて投影光学系６の収差を調整する調整工程と、を含みうる。また、該物品製造法は、該調整工程の後に、露光装置ＥＸＰによって、感光材が塗布された基板を露光する露光工程と、該露光工程の後に、該感光材を現像する現像工程と、該現像工程を経た基板を処理する処理工程と、を含み、該処理工程を経た基板から物品を得る。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

ＥＸＰ：露光装置、１：原版、３：基板、６：投影光学系、１４：受光部

Claims (11)

1. 投影光学系の物体側に配置された物体側マーク、前記投影光学系、および、前記投影光学系の像側に配置された像側マークを透過した光の光量を、前記投影光学系の光軸方向における複数の位置で計測することによって、前記光軸方向における位置と前記光量との関係を示す光量分布を取得する工程と、
   前記光量分布における前記投影光学系のフォーカス位置を対称軸とする非対称性を示す特徴量を求める工程と、
   前記特徴量から前記投影光学系の収差量を決定する工程と、
   を含むことを特徴とする収差計測方法。
2. 前記特徴量を求める工程では、前記光量分布と前記光量分布に対してフィッティングされたガウス関数との差分に基づいて前記特徴量を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の収差計測方法。
3. 前記特徴量を求める工程では、前記差分を前記フォーカス位置を中心とした所定の積分区間について積分した値を、前記ガウス関数を前記積分区間について積分した値で規格化した値を、前記特徴量として求める、
   ことを特徴とする請求項２に記載の収差計測方法。
4. 前記特徴量を求める工程では、前記光量分布に対してフィッティングされた多項式関数の奇数次項に基づいて前記特徴量を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の収差計測方法。
5. 前記特徴量を求める工程では、前記奇数次項を前記フォーカス位置を中心とした所定の積分区間について積分した値を、前記多項式関数の偶数次項を前記積分区間について積分した値で規格化した値を、前記特徴量として求める、
   ことを特徴とする請求項４に記載の収差計測方法。
6. 前記特徴量を求める工程では、前記光量分布に対してフィッティングされた多項式関数の特定の次数の係数に基づいて前記特徴量を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の収差計測方法。
7. 前記特徴量を求める工程では、前記フォーカス位置と前記フォーカス位置から正方向に所定距離の位置との間の区間について前記光量分布を積分した値と、前記フォーカス位置から負方向に前記所定距離の位置と前記フォーカス位置との間の区間について前記光量分布を積分した値と、に基づいて前記特徴量を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の収差計測方法。
8. 前記収差量を決定する工程では、前記投影光学系の収差量と前記特徴量との関係を示す情報に基づいて、前記投影光学系の収差量を決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の収差計測方法。
9. 前記収差量は、球面収差量を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の収差計測方法。
10. 露光装置の投影光学系の収差量を請求項１乃至９のいずれか１項に記載の収差計測方法に従って計測する計測工程と、
    前記計測工程で計測された収差量に基づいて前記投影光学系の収差を調整する調整工程と、
    前記調整工程の後に、前記露光装置によって、感光材が塗布された基板を露光する露光工程と、
    前記露光工程の後に、前記感光材を現像する現像工程と、
    前記現像工程を経た前記基板を処理する処理工程と、を含み、
    前記処理工程を経た前記基板から物品を得ることを特徴とする物品製造方法。
11. 原版ステージ、投影光学系、基板ステージ、前記基板ステージに配置された受光部、および、制御部を備える露光装置であって、
    前記受光部は、前記投影光学系の物体側に配置された物体側マーク、前記投影光学系、および、前記投影光学系の像側に配置された像側マークを透過した光の光量を、前記投影光学系の光軸方向における複数の位置で計測し、
    前記制御部は、前記受光部からの出力に基づいて、前記光軸方向における位置と前記光量との関係を示す光量分布を求め、前記光量分布における前記投影光学系のフォーカス位置を対称軸とする非対称性を示す特徴量を求め、前記特徴量から前記投影光学系の収差量を決定する、
    ことを特徴とする露光装置。

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