JP4415674B2 - 像形成状態調整システム、露光方法及び露光装置、並びにプログラム及び情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、像形成状態調整システム、露光方法及び露光装置、プログラム及び情報記録媒体に係り、更に詳しくは、露光装置で用いられる投影光学系によるパターンの結像状態を最適化する像形成状態調整システム、前記結像状態の最適化を実現する露光方法及び露光装置、並びにコンピュータに露光装置におけるパターンの結像状態の最適化を実現させるプログラム及び該プログラムが記録された情報記録媒体に関する。

従来、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等が用いられている。

ところで、半導体素子等を製造する場合には、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ねて形成する必要があるため、回路パターンが形成されたレチクルと、基板上の各ショット領域に既に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投影光学系の結像性能が所望の状態（例えば、基板上のショット領域（パターン）に対するレチクルパターンの転写像の倍率誤差などを補正するよう）に調整されることが必要不可欠である。なお、基板上の各ショット領域に第１層目のレチクルパターンを転写する場合にも、第２層目以降のレチクルパターンを精度良く各ショット領域に転写するために、投影光学系の結像性能を調整しておくことが望ましい。

この投影光学系の結像性能（光学特性の一種）の調整の前提として、結像性能を正確に計測（又は検出）する必要がある。この結像性能の計測方法として、所定の計測用パターンが形成された計測用レチクルを用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写形成された基板を現像して得られる転写像、例えばレジスト像を計測した計測結果に基づいて結像性能、具体的にはザイデルの５収差（ディストーション（歪曲収差）、球面収差、非点収差、像面湾曲、コマ収差）を算出する方法（以下、「焼き付け法」と呼ぶ）が、主として用いられている。この他、実際に露光を行うことなく、計測用レチクルを照明光により照明し投影光学系によって形成された計測用パターンの空間像（投影像）を計測し、この計測結果に基づいて上記５収差を算出する方法（以下、「空間像計測法」と呼ぶ）も行われている。

しかるに、上述した焼き付け法、又は空間像計測法によると、上記５収差の全てを求めるためには、それぞれの計測に適したパターンを用いて、個別の計測を繰り返し行う必要がある。更に、計測される収差の種類及び大小によっては、その順番を考慮しなければ投影光学系を精度良く調整することは困難である。例えば、コマ収差が大きい場合、結像されるパターンが解像されず、この状態で、ディストーション、非点収差、及び球面収差などを計測しても正確なデータを得られない。従って、先にコマ収差がある程度以下となるように調整した後、ディストーション等を計測する必要がある。

また、近時における半導体素子等の高集積化に伴い、回路パターンがますます微細化しており、最近ではザイデルの５収差（低次収差）を補正するのみでは、不十分であり、より高次の収差を含めた投影光学系の総合的な結像性能の調整が要求されるに至っている。このような総合的な結像性能を調整するためには、投影光学系を構成する個々のレンズエレメントのデータ（曲率、屈折率、厚さ等）を用いて光線追跡計算を行って、調整すべきレンズエレメント、及びその調整量を算出する必要がある。

しかるに、レンズエレメントのデータは、露光装置メーカの極秘事項に属するため露光装置の修理又は調整を行うサービスエンジニア、あるいはユーザがこれを入手することは通常困難である。また、上記の光線追跡計算は膨大な時間を要するため、現場でオペレータ等がこれを行うことは非現実的である。

また、投影光学系によるパターンの結像性能ないしは結像状態の調整には、例えば投影光学系を構成するレンズエレメントなどの光学素子の位置や傾きなどを調整する結像性能調整機構などが用いられる。しかるに、結像性能は、露光条件、例えば照明条件（照明σなど）、投影光学系のＮ．Ａ．（開口数）、使用するパターンなどにより変化する。従って、ある露光条件で最適な結像性能調整機構による各光学素子の調整位置が、他の露光条件の下では、必ずしも最適な調整位置とはならない。

このような背景の下、任意の露光条件、例えば投影光学系のＮ．Ａ．、照明σ，及び対象パターンの組み合わせに対し、最適な結像性能を引き出す結像性能調整機構による各光学素子の調整位置を迅速に算出することができる新たなシステムの出現が期待されていた。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、任意の目標露光条件下においてパターンの投影像の物体上での形成状態を迅速に最適化することを可能とする像形成状態最適化システムを提供することにある。

本発明の第２の目的は、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像の物体上での形成状態を最適化してパターンの物体上への精度の良い転写を実現する露光方法及び露光装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータにパターンの投影像の物体上での形成状態の迅速な最適化のための処理を実行させるプログラム及び情報記録媒体を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出するコンピュータと；を備える第１の像形成状態調整システムである。

本明細書において、「露光条件」とは、照明条件（照明σ（コヒーレンスファクタ）、輪帯比あるいは照明光学系の瞳面における光量の分布など）、投影光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）、対象パターン種別（抜きパターンか残しパターンか、密集パターンか孤立パターンか、ラインアンドスペースパターンの場合のピッチ，線幅、デューティ比、孤立線パターンの場合の線幅、コンタクトホールの場合の縦幅，横幅、ホールパターン間の距離（ピッチなど）、位相シフトパターンであるか否か、投影光学系に瞳フィルタがあるか否かなど）の組み合わせにより決定される露光に関する条件を意味する。

これによれば、コンピュータでは、少なくとも１つの基準となる露光条件下における投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整と投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、調整装置の調整量との関係式を用いて、目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出する。すなわち、最適に調整する調整量は容易に算出することができ、その算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。そこで、この調整量に基づいて調整装置を調整することにより、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像の物体上での形成状態を迅速に最適化することが可能となる。

少なくとも１つの基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能に関する情報に基づいて算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。なお、結像性能の所定の目標値は、結像性能（例えば収差）の目標値が零の場合をも含む。

この場合において、例えば前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることとすることができる。但し、所定の目標値は、目標値が特に与えられない場合には、その目標値を零とすることができる。

この場合において、前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることとすることができる。あるいは、前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることとすることもできる。

本発明の像形成状態調整システムでは、コンピュータが最適な調整量を算出するための前述の関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。

この場合において、前記コンピュータは、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示することとすることができる。あるいは、前記重みは、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容値を超える部分の重みが高くなるように設定されることとすることができる。

本発明の第１の像形成状態調整システムでは、コンピュータが前述の関係式を用いて最適な調整量を算出する場合、前記コンピュータは、目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することとすることができる。かかる場合には、例えば目標露光条件下におけるツェルニケ感度表が予め用意されていない場合であっても、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表を用いた例えば内挿による補間計算により目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を速やかに得ることができる。

本発明の第１の像形成状態調整システムでは、前記所定露光条件は、前記目標露光条件であることとすることができる。

本発明の第１の像形成状態調整システムでは、前記コンピュータは、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記最適な調整量を算出することが望ましい。かかる場合には、算出された制約条件に従う調整装置の調整は必ず可能となる。

本発明の第１の像形成状態調整システムでは、前記コンピュータには、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として外部から設定可能であることとすることができる。例えばいわゆるスキャニング・ステッパなどの走査型露光装置の場合、投影光学系の視野の全域で結像性能あるいは物体上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がない場合や、ステッパであっても使用するマスク（パターン領域）の大きさによっては投影光学系の視野の全域で結像性能あるいは物体上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がない場合があるが、このような場合に必要な範囲を最適化フィールド範囲として外部から設定することにより、投影光学系の視野の全域を最適化フィールド範囲とする場合に比べて、最適な調整量を算出するための演算時間を短縮することができる。

本発明の第１の像形成状態調整システムにおいて、調整装置の調整は、作業者によるマニュアル操作によって行うこともできるが、これに限らず、前記コンピュータは、前記算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御することとすることができる。

本発明は、第２の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出するコンピュータと；を備える第２の像形成状態調整システムである。

これによれば、露光装置に通信路を介して接続されたコンピュータでは、少なくとも１つの基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出する。従って、例えば、その結像性能の算出結果をコンピュータの表示画面、あるいはこれに接続された露光装置側の表示部などに表示させることにより、その表示を見るだけで、誰でも容易に投影光学系の結像特性が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。また、本第２の像形成状態調整システムでは、種々の露光条件を目的露光条件として設定して結像性能を算出・表示させることにより、最良露光条件を容易に決定することが可能となる。

この場合において、前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることとすることができる。

この場合において、前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むこととすることができる。

本発明の第２の像形成状態調整システムでは、前記コンピュータは、前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することとすることができる。

本発明の第１、第２の像形成状態調整システムのそれぞれでは、通信路として種々のものを用いることができる。例えば、前記通信路は、ローカルエリアネットワークであることとすることができるし、前記通信路は、公衆回線を含むこととすることもできる。あるいは、前記通信路は、無線回線を含むこととすることもできる。

本発明の第１、第２の像形成状態調整システムのそれぞれでは、前記コンピュータは、前記露光装置の構成各部を制御する制御用コンピュータであることとすることができる。

本発明は、第３の観点からすると、所定のパターンを投影光学系を用いて物体上に転写する露光方法であって、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出する工程と；前記目標露光条件下で、前記算出された調整量に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する工程と；を含む第１の露光方法である。

これによれば、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出する。すなわち、最適に調整する調整量は容易に算出することができ、その算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。

そこで、この調整量に基づいて調整装置を調整することにより、任意の目標露光条件下でパターンの投影像の物体上での形成状態が迅速に最適化され、物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。

本発明の第１の露光方法では、前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることとすることができる。

本発明の第１の露光方法では、最適な調整量を算出するのに用いられる前述の関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。

本発明は、第４の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する第２の露光方法である。

これによれば、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する。従って、設定情報毎に、あるいは任意の数及び種類の設定情報について、結像性能が最適となるような設定値を用いて最良露光条件を容易に設定し、投影光学系を介して物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。

この場合において、前記複数の設定情報が、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含む場合には、前記パターンに関する情報を前記着目する設定情報として最適な設定値を決定することとすることができる。

本発明の第２の露光方法では、前記複数の設定情報が、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の情報を含む場合、前記投影条件に関する複数の情報の１つを前記着目する設定情報として最適な設定値を決定することとすることができる。

この場合において、前記投影条件に関する複数の情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含むこととすることができる。

この場合において、前記照明光学系の光学情報は、前記パターンの照明条件に関する複数の情報を含むこととすることができる。

本発明の第２の露光方法では、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成されることとすることができる。

本発明の第２の露光方法では、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態の調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表と、前記ツェルニケ感度表とに基づいて、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整されることとすることができる。あるいは、前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出することとすることができる。あるいは、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出することとすることができる。この場合、前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成されることとすることができる。

本発明は、第５の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態の調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する第３の露光方法である。

これによれば、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態の調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する。このため、既知の投影光学系の波面収差に関する情報と、パターンに関する情報に基づいて、投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定することができ、この決定された調整量を用いて調整装置を調整して露光を行うことにより、投影光学系を介して物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。

この場合において、前記結像性能が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整されることとすることができる。あるいは、前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出することとすることができる。

本発明の第３の露光方法では、前記転写における複数の設定情報の少なくとも１つに関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成されることとすることができる。あるいは、前記複数の設定情報が、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含む場合、前記パターンが異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

あるいは、前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する投影情報を含み、前記投影情報に関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記投影条件に関する情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含み、前記２つの光学情報の少なくとも一方に関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記照明光学系の光学情報は、前記パターンの照明条件に関する複数の照明情報を含み、前記複数の照明情報の少なくとも１つに関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

本発明は、第６の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件を設定する設定装置と；前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する演算装置と；を備える第１の露光装置である。

これによれば、設定装置により、投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件が設定される。そして、演算装置は、投影光学系の波面収差に関する情報と、投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する。従って、設定情報毎に、あるいは任意の数及び種類の設定情報について、結像性能が最適となるような設定値を用いて最良露光条件を容易に設定し、投影光学系を介して物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成されることとすることができる。

本発明の第１の露光装置では、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態を調整する調整装置を更に備え、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表と、前記ツェルニケ感度表とに基づいて、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整されることとすることができる。あるいは、前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出することとすることができる。

本発明は、第７の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態を調整する調整装置と；前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する演算装置と；を備える第２の露光装置である。

これによれば、演算装置は、投影光学系の波面収差に関する情報と、投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、物体上での投影光学系によるパターン像の形成状態を調整する調整装置による調整と投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する。このため、投影光学系の波面収差に関する情報と、パターンに関する情報とを与えるだけで、演算装置により投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量が決定され、この決定された調整量に用いて調整装置を調整した状態で露光が行われることにより、投影光学系を介して物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。

この場合において、前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出することとすることができる。

本発明の第２の露光装置では、前記転写における複数の設定情報の少なくとも１つに関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記最適な調整量を決定することとすることができる。

この場合において、前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成されることとすることができる。

本発明は、第８の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件を設定する設定装置と；前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する演算装置と；を備える第３の露光装置である。

これによれば、設定装置により、投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件が設定される。そして、演算装置は、投影光学系の波面収差に関する情報と、投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する。従って、複数の露光条件それぞれにおけるツェルニケ感度表が予め用意されていない場合であっても、他の複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいた補間計算により目標とする露光条件下におけるツェルニケ感度表を得ることができる。

本発明は、第９の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する第４の露光方法である。

これによれば、複数の露光条件それぞれにおけるツェルニケ感度表が予め用意されていない場合であっても、他の複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいた補間計算により目標とする露光条件下におけるツェルニケ感度表を得ることができる。

本発明は、第１０の観点からすると、エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；前記調整装置に信号線を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する処理装置と；を備える第４の露光装置である。

これによれば、処理装置では、少なくとも１つの基準となる露光条件下における、前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報に基づいて目標露光条件下における投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整と投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、調整装置の調整量との関係式を用いて、目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、調整装置を制御する。すなわち、最適な調整量は容易に見出すことができ、その算出される調整量に基づいて調整装置が調整されるので、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像の物体上での形成状態がほぼ全自動で最適化される。

この場合において、前記所定露光条件は、少なくとも１つの基準となる露光条件であることとすることができる。かかる場合には、所定露光条件として投影光学系の結像性能を最適に調整する調整量が予め求められている、少なくとも１つの基準となる露光条件を定めることができ、このような基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能に関する情報に基づいて算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。

本発明の第４の露光装置では、前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることとすることができる。

本発明の第４の露光装置では、前記投影光学系の波面収差を計測する波面計測器を更に備えることとすることができる。

この場合において、前記物体を保持する物体ステージと；前記波面計測器を前記物体ステージ上に搬入し、前記物体ステージから搬出する搬送系と；を更に備えることとすることができる。

本発明の第４の露光装置では、処理装置が、前述の関係式を用いて最適調整量を算出する場合、前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることとすることができる。

前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることとすることができるし、あるいは、前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることとすることもできる。

本発明の第４の露光装置では、処理装置が、前述の関係式を用いて最適調整量を算出する場合、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。

この場合において、前記処理装置は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示することとすることができる。

本発明の第４の露光装置では、処理装置が、前述の関係式を用いて最適調整量を算出する場合、前記処理装置は、目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することとすることができる。

本発明は、第１１の観点からすると、エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；前記調整装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出する処理装置と；を備える第５の露光装置である。

これによれば、調整装置に通信路を介して接続された処理装置では、少なくとも１つの基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における投影光学系の結像性能を算出する。従って、例えば、その結像性能の算出結果を表示画面などに表示させることにより、その表示を見るだけで、誰でも容易に投影光学系の結像特性が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。また、本第５の露光装置では、種々の露光条件を目的露光条件として設定して結像性能を算出・表示させることにより、最良露光条件を容易に決定することが可能となる。

この場合において、前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることとすることができる。

この場合において、前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むこととすることができる。

本発明の第５の露光装置では、前記処理装置は、前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することとすることができる。

本発明は、第１２の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整量の情報及び前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の入力に応答して、前記差と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出する手順を、前記コンピュータに実行させる第１のプログラムである。

このプログラムがインストールされたコンピュータに、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整量の情報及び前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報が入力されると、これに応答して、コンピュータでは、前記差と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出する。すなわち、最適に調整する調整量は容易に算出することができ、その算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。そこで、この調整量に基づいて調整装置を調整することにより、任意の目標露光条件下における投影光学系によるパターンの結像状態を迅速に最適化することが可能となる。このように、本発明の第１のプログラムは、コンピュータに、投影光学系によるパターンの結像状態の迅速な最適化のための処理、具体的には目標露光条件下における最適な調整量の算出を実行させることができる。

この場合において、前記投影光学系の視野内の各評価点における前記目標値の設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。かかる場合には、所定の目標値として、その設定画面の表示に応答して設定された、前記投影光学系の少なくとも１つの代表点における結像性能の目標値とすることができる。

本発明の第１のプログラムでは、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数とともに前記目標値の設定画面を表示する手順と；前記設定画面の表示に応答して設定された係数の目標値を前記結像性能の目標値に変換する手順と；を前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。また、この場合、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。

この場合において、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。

本発明の第１のプログラムでは、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。

本発明の第１のプログラムでは、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を考慮して、前記算出された最適な調整量を補正する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。

本発明の第１のプログラムでは、前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることとすることができる。

本発明の第１のプログラムでは、前記算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。

本発明は、第１３の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出する手順と；その算出結果を出力する手順と；を前記コンピュータに実行させる第２のプログラムである。

このプログラムがインストールされたコンピュータに、少なくとも１つの基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び投影光学系の波面収差の情報が入力されると、これに応答して、コンピュータでは、これらの情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出し、その算出結果を出力する。従って、例えば、その出力された結像性能の算出結果に基づいて、誰でも容易に投影光学系の結像特性が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。また、本第２のプログラムでは、種々の露光条件を目的露光条件として入力して結像性能の算出結果を出力させることにより、最良露光条件を容易に決定することが可能となる。

この場合において、前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることとすることができる。

この場合において、前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むこととすることができる。

本発明の第２のプログラムでは、前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。

本発明は、第１４の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表との入力に応答して、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する手順を、前記コンピュータに実行させる第３のプログラムである。

このプログラムがインストールされたコンピュータに、投影光学系の波面収差に関する情報と、投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とが入力されると、これに応答して、コンピュータでは、転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する。これにより、パターンの投影像の物体上での形成状態の迅速な最適化のための処理を実行することが可能になる。

本発明は、第１５の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写するために、前記物体上での前記パターンの投影像の形成状態を調整する調整装置を備える露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表との入力に応答して、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する手順を、前記コンピュータに実行させる第４のプログラムである。

このプログラムがインストールされたコンピュータに、投影光学系の波面収差に関する情報と、投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とが入力されると、これに応答して、コンピュータでは、投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する。従って、この決定された調整量に基づいて調整装置を調整することにより、パターンの投影像の物体上での形成状態の迅速な最適化のための処理を実行することが可能になる。

本発明は、第１６の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表との入力に応答して、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに実行させる第５のプログラムである。

このプログラムがインストールされたコンピュータに、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とが入力されると、これに応答して、コンピュータでは、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する。これにより、複数の露光条件それぞれにおけるツェルニケ感度表が予め用意されていない場合であっても、他の複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいた補間計算により目標とする露光条件下におけるツェルニケ感度表を得ることができる。また、得られたツェルニケ感度表を用いて前記複数の露光条件でそれぞれ投影光学系の結像性能が算出されるので、その算出結果に基づき、最適な露光条件を設定することが可能となる。

本発明の第１〜第５のプログラムは、情報記録媒体に記録した状態で、販売等の対象とすることができる。従って、本発明は、第１７の観点からすると、本発明の第１〜第５のプログラムのいずれかが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体であるとも言える。

本発明は、第１８の観点からすると、複数の光学素子それぞれの面形状に関する情報を得る工程と；鏡筒に前記複数の光学素子を所定の位置関係で組み付けて前記投影光学系を組み立てるとともに、組み立て中の各光学素子の光学面の間隔に関する情報を得る工程と；前記組み立て後の前記投影光学系の波面収差を計測する工程と；前記各光学素子の面形状に関する情報及び前記各光学素子の光学面の間隔に関する情報に基づいて、既知の光学基本データを修正して、実際に組上がった投影光学系の製造過程での光学データを再現する工程と；前記各光学素子の所定の自由度方向それぞれの単位駆動量とツェルニケ多項式の各項の係数の変化量との関係を、前記投影光学系の設計値に基づいて算出した波面収差変化表を含む調整基本データベースを、前記光学基本データに基づいて修正する工程と；前記修正後の前記データベースと計測された波面収差の計測結果とを用いて、前記レンズ素子の各自由度方向それぞれの調整量の情報を算出し、その算出結果に基づいて前記少なくとも１つの光学素子を、少なくとも１自由度方向に駆動することで、前記計測された波面収差が、最適となるように前記投影光学系を調整する工程と；を含む投影光学系の製造方法である。

本発明は、第１９の観点からすると、所定のパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置の製造方法であって、前記投影光学系を製造する工程と；前記製造後の前記投影光学系を露光装置本体に組み込む工程と；前記露光装置本体に組み込まれた状態の前記投影光学系の波面収差を計測する工程と；前記各光学素子の所定の自由度方向それぞれの単位駆動量とツェルニケ多項式の各項の係数の変化量との関係を、前記投影光学系の設計値に基づいて算出した波面収差変化表を含むデータベースと、計測された波面収差とを用いて、前記光学素子の各自由度方向それぞれの調整量の情報を算出し、その算出結果に基づいて前記少なくとも１つの光学素子を、少なくとも１自由度方向に駆動する工程と；を含む露光装置の製造方法である。

本発明は、第２０の観点からすると、物体上にパターンを投影する投影光学系の結像性能計測方法であって、前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記投影における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する投影光学系の結像性能計測方法である。

この場合において、前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する情報を含むこととすることができる。

この場合において、前記投影条件に関する情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含むこととすることができる。

本発明の結像性能計測方法では、前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含むこととすることができる。

また、リソグラフィ工程において、本発明の第１〜第４の露光方法のいずれかを用いて露光を行うことにより、物体上にパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。従って、本発明は更に別の観点からすると、本発明の第１〜第４の露光方法のいずれかを用いるデバイス製造方法であるとも言える。

本発明の一実施形態に係るコンピュータシステムの構成を示す図である。 図１の第１の露光装置９２２₁の構成を概略的に示す図である。 波面収差計測器の一例を示す断面図である。 図４Ａは、光学系に収差が存在しない場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図、図４Ｂは、光学系に収差が存在する場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図である。 第２通信サーバ内のＣＰＵによって実行される処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 図５のステップ１１８における処理を示すフローチャート（その１）である。 図５のステップ１１８における処理を示すフローチャート（その２）である。 図５のステップ１１８における処理を示すフローチャート（その３）である。 図５のステップ１１８における処理を示すフローチャート（その４）である。 図５のステップ１１８における処理を示すフローチャート（その５）である。 ＺＳファイルを作成するための補間方法を示す概念図である。 制約条件違反時における処理を模式的に示す図である。 可動レンズ１３_iの駆動軸の配置を示す図である。 図５のステップ１１６における処理を示すフローチャート（その１）である。 図５のステップ１１６における処理を示すフローチャート（その２）である。 図５のステップ１１６における処理を示すフローチャート（その３）である。 図５のステップ１１６における処理を示すフローチャート（その４）である。 図５のステップ１１６における処理を示すフローチャート（その５）である。 図５のステップ１２０における処理を示すフローチャート（その１）である。 図５のステップ１２０における処理を示すフローチャート（その２）である。 投影光学系の製造工程を概略的に示すフローチャートである。 変形例に係るコンピュータシステムの構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２１に基づいて説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る像形成状態調整システムとしてのコンピュータシステムの全体構成が示されている。

この図１に示されるコンピュータシステム１０は、露光装置等のデバイス製造装置のユーザであるデバイスメーカ（以下、適宜「メーカＡ」と呼ぶ）の半導体工場内に構築された社内ＬＡＮシステムである。このコンピュータシステム１０は、第１通信サーバ９２０を含みクリーンルーム内に設置されたリソグラフィシステム９１２と、該リソグラフィシステム９１２を構成する第１通信サーバ９２０に通信路としてのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９２６を介して接続された第２通信サーバ９３０とを備えている。

前記リソグラフィシステム９１２は、ＬＡＮ９１８を介して相互に接続された第１通信サーバ９２０、第１露光装置９２２₁，第２露光装置９２２₂，及び第３露光装置９２２₃（以下においては、適宜「露光装置９２２」と総称する）を含んで構成されている。

図２には、前記第１露光装置９２２₁の概略構成が示されている。この露光装置９２２₁は、露光用光源（以下「光源」という）にパルスレーザ光源を用いたステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置、すなわちいわゆるステッパである。

露光装置９２２₁は、光源１６及び照明光学系１２から成る照明系、この照明系からのエネルギビームとしての露光用照明光ＥＬにより照明されるマスクとしてのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから出射された露光用照明光ＥＬを物体としてのウエハＷ上（像面上）に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持する物体ステージとしてのＺチルトステージ５８が搭載されたウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。

前記光源１６としては、ここでは、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）等の真空紫外域のパルス光を出力するパルス紫外光源が用いられている。なお、光源１６として、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）などの遠紫外域あるいは紫外域のパルス光を出力する光源を用いても良い。

前記光源１６は、実際には、照明光学系１２の各構成要素及びレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等から成る露光装置本体が収納されたチャンバ１１が設置されたクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置されており、チャンバ１１にビームマッチングユニットと呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図示の送光光学系を介して接続されている。この光源１６では、主制御装置５０からの制御情報ＴＳに基づいて、内部のコントローラにより、レーザビームＬＢの出力のオン・オフ、レーザビームＬＢの１パルスあたりのエネルギ、発振周波数（繰り返し周波数）、中心波長及びスペクトル半値幅（波長幅）などが制御されるようになっている。

前記照明光学系１２は、シリンダレンズ、ビームエキスパンダ（いずれも不図示）及びオプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）２２等を含むビーム整形・照度均一化光学系２０、照明系開口絞り板２４、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレンズ２８Ｂ、レチクルブラインド３０、光路折り曲げ用のミラーＭ及びコンデンサレンズ３２等を備えている。なお、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子などを用いることができる。本実施形態では、オプティカルインテグレータ２２としてフライアイレンズが用いられているので、以下ではフライアイレンズ２２とも呼ぶものとする。

前記ビーム整形・照度均一化光学系２０は、チャンバ１１に設けられた光透過窓１７を介して不図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・照度均一化光学系２０は、光源１６でパルス発光され光透過窓１７を介して入射したレーザビームＬＢの断面形状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系２０内部の射出端側に位置するフライアイレンズ２２は、レチクルＲを均一な照度分布で照明するために、前記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、照明光学系１２の瞳面とほぼ一致するように配置されるその射出側焦点面に多数の点光源（光源像）から成る面光源（２次光源）を形成する。この２次光源から射出されるレーザビームを以下においては、「照明光ＥＬ」と呼ぶものとする。

フライアイレンズ２２の射出側焦点面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板２４が配置されている。この照明系開口絞り板２４には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り（通常絞り）、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り（図１ではこのうちの２種類の開口絞りのみが図示されている）等が配置されている。この照明系開口絞り板２４は、主制御装置５０により制御されるモータ等の駆動装置４０により回転されるようになっており、これによりいずれかの開口絞りが照明光ＥＬの光路上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目等に制限される。

なお、開口絞り板２４の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の瞳面上で異なる領域に照明光を分布させる、照明光学系内に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系の光軸ＩＸに沿って少なくとも１つが可動、すなわち照明光学系の光軸方向に関する間隔が可変である複数のプリズム（円錐プリズム、多面体プリズムなど）、及びズーム光学系の少なくとも１つを含む光学ユニットを、光源１６とオプティカルインテグレータ２２との間に配置し、オプティカルインテグレータ２２がフライアイレンズであるときはその入射面上での照明光の強度分布、オプティカルインテグレータ２２が内面反射型インテグレータであるときはその入射面に対する照明光の入射角度範囲などを可変とすることで、照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布（２次光源の大きさや形状）、すなわちレチクルＲの照明条件の変更に伴う光量損失を抑えることが望ましい。なお、本実施形態では内面反射型インテグレータによって形成される複数の光源像（虚像）をも２次光源と呼ぶものとする。

照明系開口絞り板２４から出た照明光ＥＬの光路上に、レチクルブラインド３０を介在させて第１リレーレンズ２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂから成るリレー光学系が配置されている。レチクルブラインド３０は、レチクルＲのパターン面に対する共役面に配置され、レチクルＲ上の矩形の照明領域ＩＡＲを規定する矩形開口が形成されている。ここで、レチクルブラインド３０としては、開口形状が可変の可動ブラインドが用いられており、主制御装置５０によってマスキング情報とも呼ばれるブラインド設定情報に基づいてその開口が設定されるようになっている。

リレー光学系を構成する第２リレーレンズ２８Ｂ後方の照明光ＥＬの光路上には、当該第２リレーレンズ２８Ｂを通過した照明光ＥＬをレチクルＲに向けて反射する折り曲げミラーＭが配置され、このミラーＭ後方の照明光ＥＬの光路上にコンデンサレンズ３２が配置されている。

以上の構成において、フライアイレンズ２２の入射面、レチクルブラインド３０の配置面、及びレチクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定され、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に形成される光源面（照明光学系の瞳面）、投影光学系ＰＬのフーリエ変換面（射出瞳面）は光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系となっている。

このようにして構成された照明系の作用を簡単に説明すると、光源１６からパルス発光されたレーザビームＬＢは、ビーム整形・照度均一化光学系２０に入射して断面形状が整形された後、フライアイレンズ２２に入射する。これにより、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に前述した２次光源が形成される。

上記の２次光源から射出された照明光ＥＬは、照明系開口絞り板２４上のいずれかの開口絞りを通過した後、第１リレーレンズ２８Ａを経てレチクルブラインド３０の矩形開口を通過した後、第２リレーレンズ２８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、コンデンサレンズ３２を経て、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の矩形の照明領域ＩＡＲを均一な照度分布で照明する。

前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが装填され、不図示の静電チャック（又はバキュームチャック）等を介して吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、不図示の駆動系により水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動（回転を含む）が可能な構成となっている。なお、レチクルステージＲＳＴの位置は、不図示の位置検出器、例えばレチクルレーザ干渉計によって、所定の分解能（例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能）で計測され、この計測結果が主制御装置５０に供給されるようになっている。

なお、レチクルＲに用いる材質は、使用する光源によって使い分ける必要がある。すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザを光源とする場合は、合成石英、ホタル石等のフッ化物結晶、あるいはフッ素ドープ石英等を用いることができるが、Ｆ₂レーザを用いる場合には、ホタル石等のフッ化物結晶や、フッ素ドープ石英等で形成する必要がある。

前記投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６等である。このため、前記の如くして、照明光ＥＬによりレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、そのレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによって前記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の矩形の露光領域ＩＡ（通常は、ショット領域に一致）に投影され転写される。

投影光学系ＰＬとしては、図２に示されるように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素子（レンズ素子）１３のみから成る屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ素子１３のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚（ここでは、説明を簡略化するために５枚とする）のレンズ素子１３₁，１３₂，１３₃，１３₄，１３₅は、結像性能補正コントローラ４８によって外部から駆動可能な可動レンズとなっている。レンズ素子１３₁〜１３₅は、不図示の二重構造のレンズホルダをそれぞれ介して鏡筒に保持されている。これらレンズ素子１３₁〜１３₅は、内側レンズホルダにそれぞれ保持され、これらの内側レンズホルダが不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に３点で外側レンズホルダに対して支持されている。そして、これらの駆動素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ素子１３₁〜１３₅のそれぞれを投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ））に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。

その他のレンズ素子１３は、通常のレンズホルダを介して鏡筒に保持されている。なお、レンズ素子１３₁〜１３₅に限らず、投影光学系ＰＬの瞳面近傍、又は像面側に配置されるレンズ、あるいは投影光学系ＰＬの収差、特にその非回転対称成分を補正する収差補正板（光学プレート）などを駆動可能に構成しても良い。更に、それらの駆動可能な光学素子の自由度（移動可能な方向）は３つに限られるものではなく１つ、２つあるいは４つ以上でも良い。

また、投影光学系ＰＬの瞳面の近傍には、開口数（Ｎ．Ａ．）を所定範囲内で連続的に変更可能な瞳開口絞り１５が設けられている。この瞳開口絞り１５としては、例えばいわゆる虹彩絞りが用いられている。この瞳開口絞り１５は、主制御装置５０によって制御される。

なお、照明光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光、ＫｒＦエキシマレーザ光を用いる場合には、投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子としてはホタル石等のフッ化物結晶や前述したフッ素ドープ石英の他、合成石英をも用いることができるが、Ｆ₂レーザ光を用いる場合には、この投影光学系ＰＬに使用されるレンズの材質は、全てホタル石等のフッ化物結晶やフッ素ドープ石英が用いられる。

前記ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動部５６によりＸＹ２次元面内で自在に駆動されるようになっている。このウエハステージＷＳＴ上に搭載されたＺチルトステージ５８上には不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着（あるいは真空吸着）等により保持されている。

また、Ｚチルトステージ５８は、ウエハステージＷＳＴ上にＸＹ方向に位置決めされ、かつ不図示の駆動系によりＺ軸方向の移動及びＸＹ平面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ））に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。これによってＺチルトステージ５８上に保持されたウエハＷの面位置（Ｚ軸方向位置及びＸＹ平面に対する傾斜）が所望の状態に設定されるようになっている。

さらに、Ｚチルトステージ５８上には移動鏡５２Ｗが固定され、外部に配置されたウエハレーザ干渉計５４Ｗにより、Ｚチルトステージ５８のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の位置が計測され、干渉計５４Ｗによって計測された位置情報が主制御装置５０に供給されている。主制御装置５０は、この干渉計５４Ｗの計測値に基づいてウエハステージ駆動部５６（これは、ウエハステージＷＳＴの駆動系及びＺチルトステージ５８の駆動系の全てを含む）を介してウエハステージＷＳＴ（及びＺチルトステージ５８）を制御する。なお、移動鏡５２Ｗを設ける代わりに、例えばＺチルトステージ５８の端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いても良い。

また、Ｚチルトステージ５８上には、後述するアライメント系ＡＬＧのいわゆるベースライン計測用の基準マーク等の基準マークが形成された基準マーク板ＦＭが、その表面がほぼウエハＷの表面と同一高さとなるように固定されている。

また、Ｚチルトステージ５８の＋Ｘ側（図２における紙面内右側）の側面には、着脱自在のポータブルな波面計測装置としての波面収差計測器８０が取り付けられている。

この波面収差計測器８０は、図３に示されるように、中空の筐体８２と、該筐体８２の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子から成る受光光学系８４と、筐体８２の内部の＋Ｙ側端部に配置された受光部８６とを備えている。

前記筐体８２は、ＹＺ断面Ｌ字状で内部に空間が形成された部材から成り、その最上部（＋Ｚ方向端部）には、筐体８２の上方からの光が筐体８２の内部空間に向けて入射するように、平面視（上方から見て）円形の開口８２ａが形成されている。また、この開口８２ａを筐体８２の内部側から覆うようにカバーガラス８８が設けられている。カバーガラス８８の上面には、クロム等の金属の蒸着により中央部に円形の開口を有する遮光膜が形成され、該遮光膜によって、投影光学系ＰＬの波面収差の計測の際に周囲からの不要な光が受光光学系８４に入射するのが遮られている。

前記受光光学系８４は、筐体８２の内部のカバーガラス８８の下方に、上から下に順次配置された、対物レンズ８４ａ，リレーレンズ８４ｂ，折り曲げミラー８４ｃと、該折り曲げミラー８４ｃの＋Ｙ側に順次配置されたコリメータレンズ８４ｄ、及びマイクロレンズアレイ８４ｅから構成されている。折り曲げミラー８４ｃは、４５°で斜設されており、該折り曲げミラー８４ｃによって、上方から鉛直下向きに対物レンズ８４ａに対して入射した光の光路がコリメータレンズ８４ｄに向けて折り曲げられるようになっている。なお、この受光光学系８４を構成する各光学部材は、筐体８２の壁の内側に不図示の保持部材を介してそれぞれ固定されている。前記マイクロレンズアレイ８４ｅは、複数の小さな凸レンズ（レンズ素子）が光路に対して直交する面内にアレイ状に配置されて構成されている。

前記受光部８６は、２次元ＣＣＤ等から成る受光素子と、例えば電荷転送制御回路等の電気回路等から構成されている。受光素子は、対物レンズ８４ａに入射し、マイクロレンズアレイ８４ｅから出射される光束のすべてを受光するのに十分な面積を有している。なお、受光部８６による計測データは、不図示の信号線を介して、あるいは無線送信にて主制御装置５０に出力される。

上述した波面収差計測器８０を用いることにより、投影光学系ＰＬの波面収差の計測を、オン・ボディにて行うことができる。なお、この波面収差計測器８０を用いた投影光学系ＰＬの波面収差の計測方法については後述する。

図２に戻り、本実施形態の露光装置９２２₁には、主制御装置５０によってオン・オフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系６０ａと、それらの結像光束のウエハＷ表面での反射光束を受光する受光系６０ｂとからなる射入射方式の多点焦点位置検出系（以下、単に「焦点検出系」と呼ぶ）が設けられている。この焦点検出系（６０ａ，６０ｂ）としては、例えば特開平５−２７５３１３号公報及びこれに対応する米国特許第５,５０２,３１１号等に開示されるものと同様の構成のものが用いられる。

主制御装置５０では、露光時等に、受光系６０ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるようにウエハＷのＺ位置及びＸＹ面に対する傾斜をウエハステージ駆動部５６を介して制御することにより、オートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。また、主制御装置５０では、後述する波面収差の計測の際に、焦点検出系（６０ａ，６０ｂ）を用いて波面収差計測器８０のＺ位置の計測及び位置合わせを行う。このとき、必要に応じて波面収差計測器８０の傾斜計測も行うようにしても良い。

さらに、露光装置９２２₁は、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷ上のアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ上に形成された基準マークの位置計測等に用いられるオフ・アクシス（off-axis）方式のアライメント系ＡＬＧを備えている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられる。なお、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数）を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。

さらに、本実施形態の露光装置９２２₁では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークと対応する基準マーク板上の基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント系が設けられている。本実施形態では、ウエハアライメント系ＡＬＧ及びレチクルアライメント系として、例えば特開平６−９７０３１号公報及びこれに対応する米国特許第６,１９８,５２７号などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。

前記制御系は、図２中、前記主制御装置５０によって主に構成される。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等からなるいわゆるワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等から構成され、前述した種々の制御動作を行う他、装置全体を統括して制御する。主制御装置５０は、例えば露光動作が的確に行われるように、例えば、ウエハステージＷＳＴのショット間ステッピング、露光タイミング等を統括して制御する。

また、主制御装置５０には、例えばハードディスクから成る記憶装置４２、キーボード，マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置４５，ＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置４４、及びＣＤ（compact disc），ＤＶＤ（digital versatile disc），ＭＯ（magneto-optical disc）あるいはＦＤ（flexible disc）等の情報記録媒体のドライブ装置４６が、外付けで接続されている。さらに、主制御装置５０は、前述したＬＡＮ９１８に接続されている。

前記記憶装置４２には、露光装置の製造段階で投影光学系ＰＬが露光装置本体に組み込まれる前に、例えばＰＭＩ（Phase Measurement Interferometer）と呼ばれる波面収差計測機で計測された投影光学系ＰＬ単体での波面収差（以下、「単体波面収差」と呼ぶ）の計測データが、格納されている。

また、この記憶装置４２には、後述するように複数の基準となる露光条件下で例えば投影光学系ＰＬによってウエハＷ上に投影される投影像の形成状態が最適（例えば収差が零あるいは許容値以下）となるように、前述の可動レンズ１３₁〜１３₅それぞれの３自由度方向の位置及びウエハＷ（Ｚチルトステージ５８）のＺ位置及び傾斜、並びに照明光の波長λを調整した状態で、波面収差計測器８０で計測された波面収差のデータあるいは波面収差補正量（波面収差と前述の単体波面収差との差）のデータと、そのときの調整量の情報、すなわち可動レンズ１３₁〜１３₅それぞれの３自由度方向の位置情報、ウエハＷの３自由度方向の位置情報、照明光の波長の情報が、格納されている。ここで、上述の基準となる露光条件は、それぞれが識別情報としてＩＤにて管理されているので、以下においては、各基準となる露光条件を基準ＩＤと呼ぶものとする。すなわち、記憶装置には複数の基準ＩＤにおける調整量の情報、波面収差又は波面収差補正量のデータが格納されている。

ドライブ装置４６にセットされた情報記録媒体（以下の説明では便宜上ＣＤ−ＲＯＭとする）に、後述するようにして波面収差計測器８０を用いて計測された位置ずれ量をツェルニケ多項式の各項の係数に変換する変換プログラムが格納されている。

前記第２、第３露光装置９２２₂、９２２₃は、上述した第１露光装置９２２₁と同様に構成されている。

次に、メンテナンス時などに行われる第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃における波面収差の計測方法について説明する。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、波面収差計測器８０内の受光光学系８４の収差は無視できる程小さいものとする。

前提として、ドライブ装置４６にセットされたＣＤ−ＲＯＭ内の変換プログラムは、記憶装置４２にインストールされているものとする。

通常の露光時には、波面収差計測器８０は、Ｚチルトステージ５８から取り外されているため、波面計測に際しては、まず、オペレータあるいはサービスエンジニア等（以下、適宜「オペレータ等」という）によりＺチルトステージ５８の側面に対して波面収差計測器８０を取り付ける作業が行われる。この取り付けに際しては、波面計測時に波面収差計測器８０が、ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）の移動ストローク内に収まるように、所定の基準面（ここでは＋Ｘ側の面）にボルトあるいはマグネット等を介して固定される。

上記の取り付け終了後、オペレータ等による計測開始のコマンドの入力に応答して、主制御装置５０では、アライメント系ＡＬＧの下方に波面収差計測器８０が位置するように、ウエハステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移動させる。そして、主制御装置５０では、アライメント系ＡＬＧにより波面収差計測器８０に設けられた不図示の位置合わせマークを検出し、その検出結果とそのときのレーザ干渉計５４Ｗの計測値とに基づいて位置合わせマークの位置座標を算出し、波面収差計測器８０の正確な位置を求める。そして、波面収差計測器８０の位置計測後、主制御装置５０では以下のようにして波面収差の計測を実行する。

まず、主制御装置５０は、不図示のレチクルローダによりピンホールパターンが形成された不図示の計測用レチクル（以下、「ピンホールレチクル」と呼ぶ）をレチクルステージＲＳＴ上にロードする。このピンホールレチクルは、そのパターン面の照明領域ＩＡＲと同一の領域内の複数点にピンホール（ほぼ理想的な点光源となって球面波を発生するピンホール）が形成されたレチクルである。

なお、ここで用いられるピンホールレチクルには、上面に拡散面を設けるなどして、投影光学系ＰＬの瞳面のほぼ全面にピンホールパターンからの光を分布させることで、投影光学系ＰＬの瞳面の全面で波面収差が計測されるようになっているものとする。なお、本実施形態では投影光学系ＰＬの瞳面近傍に開口絞り１５が設けられているので、実質的に開口絞り１５で規定されるその瞳面で波面収差が計測されることになる。

ピンホールレチクルのロード後、主制御装置５０では、前述のレチクルアライメント系を用いて、ピンホールレチクルに形成されたレチクルアライメントマークを検出し、その検出結果に基づいて、ピンホールレチクルを所定の位置に位置合わせする。これにより、ピンホールレチクルの中心と投影光学系ＰＬの光軸とがほぼ一致する。

この後、主制御装置５０では、光源１６に制御情報ＴＳを与えてレーザビームＬＢを発光させる。これにより、照明光学系１２からの照明光ＥＬが、ピンホールレチクルに照射される。そして、ピンホールレチクルの複数のピンホールから射出された光が投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、ピンホールの像が像面に結像される。

次に、主制御装置５０は、ピンホールレチクル上のいずれかのピンホール（以下においては、着目するピンホールと呼ぶ）の像が結像する結像点に波面収差計測器８０の開口８２ａのほぼ中心が一致するように、ウエハレーザ干渉計５４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移動する。この際、主制御装置５０では、焦点検出系（６０ａ，６０ｂ）の検出結果に基づいて、ピンホール像が結像される像面に波面収差計測器８０のカバーガラス８８の上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部５６を介してＺチルトステージ５８をＺ軸方向に微少駆動する。このとき、必要に応じてＺチルトステージ５８の傾斜角も調整する。これにより、着目するピンホールの像光束がカバーガラス８８の中央の開口を介して受光光学系８４に入射し、受光部８６を構成する受光素子によって受光される。

これを更に詳述すると、ピンホールレチクル上の着目するピンホールからは球面波が発生し、この球面波が、投影光学系ＰＬ、及び波面収差計測器８０の受光光学系８４を構成する対物レンズ８４ａ、リレーレンズ８４ｂ、ミラー８４ｃ、コリメータレンズ８４ｄを介して平行光束となって、マイクロレンズアレイ８４ｅを照射する。これにより、投影光学系ＰＬの瞳面がマイクロレンズアレイ８４ｅにリレーされ、分割される。そして、このマイクロレンズアレイ８４ｅの各レンズ素子によってそれぞれの光（分割された光）が受光素子の受光面に集光され、該受光面にピンホールの像がそれぞれ結像される。

このとき、投影光学系ＰＬが、波面収差の無い理想的な光学系であるならば、投影光学系ＰＬの瞳面における波面は理想的な波面（ここでは平面）になり、その結果マイクロレンズアレイ８４ｅに入射する平行光束が平面波となり、その波面は理想的な波面となる筈である。この場合、図４Ａに示されるように、マイクロレンズアレイ８４ｅを構成する各レンズ素子の光軸上の位置にスポット像（以下、「スポット」とも呼ぶ）が結像する。

しかるに、投影光学系ＰＬには通常、波面収差が存在するため、マイクロレンズアレイ８４ｅに入射する平行光束の波面は理想的な波面からずれ、そのずれ、すなわち波面の理想波面に対する傾きに応じて、図４Ｂに示されるように、各スポットの結像位置がマイクロレンズアレイ８４ｅの各レンズ素子の光軸上の位置からずれることとなる。この場合、各スポットの基準点（各レンズ素子の光軸上の位置）からの位置のずれは、波面の傾きに対応している。

そして、受光部８６を構成する受光素子上の各集光点に入射した光（スポット像の光束）が受光素子でそれぞれ光電変換され、該光電変換信号が電気回路を介して主制御装置５０に送られる。主制御装置５０では、その光電変換信号に基づいて各スポットの結像位置を算出し、更に、その算出結果と既知の基準点の位置データとを用いて、位置ずれ（Δξ，Δη）を算出してＲＡＭに格納する。このとき、主制御装置５０には、レーザ干渉計５４Ｗのそのときの計測値（Ｘ_i，Ｙ_i）が供給されている。

上述のようにして、１つの着目するピンホール像の結像点における波面収差計測器８０による、スポット像の位置ずれの計測が終了すると、主制御装置５０では、次のピンホール像の結像点に、波面収差計測器８０の開口８２ａのほぼ中心が一致するように、ウエハステージＷＳＴを移動する。この移動が終了すると、前述と同様にして、主制御装置５０により、光源１６からレーザビームＬＢの発光が行われ、同様にして主制御装置５０によって各スポットの結像位置が算出される。以後、他のピンホール像の結像点で同様の計測が順次行われる。

このようにして、必要な計測が終了した段階では、主制御装置５０のＲＡＭには、前述した各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データ（各ピンホール像の結像点における計測を行った際のレーザ干渉計５４Ｗの計測値（Ｘ_i，Ｙ_i））とが格納されている。なお、上記計測時にレチクルブラインド３０を用いて、レチクル上の着目するピンホールのみ、あるいは少なくとも着目するピンホールを含む一部領域のみが照明光ＥＬで照明されるように、例えばピンホール毎に、レチクル上での照明領域の位置や大きさなどを変更しても良い。

次に、主制御装置５０では、変換プログラムをメインメモリにロードし、ＲＡＭ内に格納されている各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データとに基づいて、以下に説明する原理に従ってピンホール像の結像点に対応する、すなわち投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜第ｎ計測点にそれぞれ対応する波面（波面収差）、ここでは、後述する式（３）のツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第１項の係数Ｚ₁〜第３７項の係数Ｚ₃₇を変換プログラムに従って演算する。

本実施形態では、上記の位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、変換プログラムに従った演算により投影光学系ＰＬの波面を求める。すなわち、位置ずれ（Δξ，Δη）は、波面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値になり、逆に位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて波面を復元することができる。なお、上述した位置ずれ（Δξ，Δη）と波面との物理的な関係から明らかなように、本実施形態における波面の算出原理は、周知のShack-Hartmannの波面算出原理そのものである。

次に、上記の位置ずれに基づいて、波面を算出する方法について、簡単に説明する。

上述の如く、位置ずれ（Δξ，Δη）は波面の傾きに対応しており、これを積分することにより波面の形状（厳密には基準面（理想波面）からのずれ）が求められる。波面（波面の基準面からのずれ）の式をＷ（ｘ，ｙ）とし、比例係数をｋとすると、次式（１）、（２）のような関係式が成立する。

スポット位置のみでしか与えられていない波面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面形状を級数に展開して、これにフィットするものとする。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェルニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方向は三角級数に展開する。すなわち、波面Ｗを極座標系（ρ，θ）で表すと、次式（３）のように展開できる。

直交系であるから各項の係数Ｚ_iを独立に決定することができる。ｉを適当な値で切ることはある種のフィルタリングを行うことに対応する。なお、一例として第１項〜第３７項までのｆ_iをＺ_iとともに例示すると、次の表１のようになる。但し、表１中の第３７項は、実際のツェルニケ多項式では、第４９項に相当するが、本明細書では、ｉ＝３７の項（第３７項）として取り扱うものとする。すなわち、本発明において、ツェルニケ多項式の項の数は、特に限定されるものではない。

実際には、その微分が上記の位置ずれとして検出されるので、フィッティングは微係数について行う必要がある。極座標系（ｘ＝ρｃｏｓθ，ｙ＝ρｓｉｎθ）では、次式（４）、（５）のように表される。

ツェルニケ多項式の微分形は直交系ではないので、フィッティングは最小自乗法で行う必要がある。１つのスポット像の結像点の情報（ずれ量）はＸ方向とＹ方向につき与えられるので、ピンホールの数をｎ（ｎは、例えば８１〜４００程度とする）とすると、上記式（１）〜（５）で与えられる観測方程式の数は２ｎ（＝１６２〜８００程度）となる。

ツェルニケ多項式のそれぞれの項は光学収差に対応する。しかも低次の項(ｉの小さい項)は、ザイデル収差にほぼ対応する。ツェルニケ多項式を用いることにより、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。

上述のような原理に従って、変換プログラムの演算手順が決められており、この変換プログラムに従った演算処理により、投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜第ｎ計測点に対応する波面の情報（波面収差）、ここでは、ツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第１項の係数Ｚ₁〜第３７項の係数Ｚ₃₇が求められる。

図１に戻り、第１通信サーバ９２０が備えるハードディスク等の内部には、第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃で達成すべき目標情報、例えば解像度（解像力）、実用最小線幅（デバイスルール）、照明光ＥＬの波長（中心波長及び波長幅など）、転写対象のパターンの情報、その他の露光装置９２２₁〜９２２₃の性能を決定する投影光学系に関する何らかの情報であって目標値となり得る情報が格納されている。また、第１通信サーバ９２０が備えるハードディスク等の内部には、今後導入する予定の露光装置での目標情報、例えば使用を計画しているパターンの情報なども目標情報として格納されている。

一方、第２通信サーバ９３０が備えるハードディスク等の記憶装置の内部には、任意の目標とする露光条件下におけるパターンの投影像の物体上での形成状態を最適化する最適化プログラムがインストールされるとともに、前記最適化プログラムに付属する第１データベース及び第２データベースが格納されている。すなわち、前記最適化プログラム、第１データベース及び第２データベースは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの情報記録媒体に記録されており、この情報記録媒体が、第２通信サーバ９３０が備えるＣＤ−ＲＯＭドライブなどのドライブ装置に挿入され、該ドライブ装置から最適化プログラムがハードディスク等の記憶装置にインストールされるとともに、第１データベース及び第２データベースがコピーされている。

前記第１データベースは、露光装置９２２₁〜９２２₃などの露光装置が備える投影光学系（投影レンズ）の種類毎の波面収差変化表のデータベースである。ここで、波面収差変化表とは、投影光学系ＰＬと実質的に等価なモデルを用いて、シミュレーションを行い、このシミュレーション結果として得られた、パターンの投影像の物体上での形成状態を最適化するのに使用できる調整パラメータの単位調整量の変化と、投影光学系ＰＬの視野内の複数の計測点それぞれに対応する結像性能、具体的には波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の第１項〜第３７項の係数の変動量との関係を示すデータを所定の規則に従って並べたデータ群から成る変化表である。

本実施形態では、上記の調整パラメータとしては、可動レンズ１３₁，１３₂，１３₃，１３₄、１３₅の各自由度方向（駆動可能な方向）の駆動量z₁、θｘ₁、θｙ₁、z₂、θｘ₂、θｙ₂、z₃、θｘ₃、θｙ₃、z₄、θｘ₄、θｙ₄、z₅、θｘ₅、θｙ₅と、ウエハＷ表面（Ｚチルトステージ５８）の３自由度方向の駆動量Ｗｚ、Ｗθｘ、Ｗθｙ、及び照明光ＥＬの波長のシフト量Δλの合計１９のパラメータが用いられる。

ここで、このデータベースの作成手順について、簡単に説明する。特定の光学ソフトがインストールされているシミュレーション用コンピュータに、まず、投影光学系ＰＬの設計値（開口数Ｎ．Ａ．、コヒーレンスファクタσ値、照明光の波長λ、各レンズのデータ等）を入力する。次に、シミュレーション用コンピュータに、投影光学系ＰＬの視野内の任意の第１計測点のデータを入力する。

次いで、可動レンズ１３₁〜１３₅の各自由度方向（可動方向）、ウエハＷ表面の上記各自由度方向、照明光の波長のシフト量のそれぞれについての単位量のデータを入力する。例えば可動レンズ１３₁をＺ方向シフトの＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、投影光学系ＰＬの視野内の予め定めた第１計測点についての第１波面の理想波面からの変化量のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項（例えば第１項〜第３７項）の係数の変化量が算出され、その変化量のデータがシミュレーション用コンピュータのディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ１Ｐ１としてメモリに記憶される。

次いで、可動レンズ１３₁をＹ方向チルト（ｘ軸回りの回転θｘ）の＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第１計測点についての第２波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ２Ｐ１としてメモリに記憶される。

次いで、可動レンズ１３₁をＸ方向チルト（ｙ軸回りの回転θｙ）の＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第１計測点についての第３波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ３Ｐ１としてメモリに記憶される。

以後、上記と同様の手順で、第２計測点〜第ｎ計測点までの各計測点の入力が行われ、可動レンズ１３₁のＺ方向シフト、Ｙ方向チルト，Ｘ方向チルトの指令入力がそれぞれ行われる度毎に、シミュレーション用コンピュータによって各計測点における第１波面、第２波面、第３波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、各変化量のデータがディスプレイの画面上に表示されるとともに、パラメータＰＡＲＡ１Ｐ２，ＰＡＲＡ２Ｐ２，ＰＡＲＡ３Ｐ２、……、ＰＡＲＡ１Ｐｎ，ＰＡＲＡ２Ｐｎ，ＰＡＲＡ３Ｐｎとしてメモリに記憶される。

他の可動レンズ１３₂，１３₃，１３₄，１３₅についても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ＋方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、可動レンズ１３₂，１３₃，１３₄，１３₅を各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐ１，ＰＡＲＡ５Ｐ１，ＰＡＲＡ６Ｐ１，……，ＰＡＲＡ１５Ｐ１）、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐ２，ＰＡＲＡ５Ｐ２，ＰＡＲＡ６Ｐ２，……，ＰＡＲＡ１５Ｐ２）、……、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐｎ，ＰＡＲＡ５Ｐｎ，ＰＡＲＡ６Ｐｎ，……，ＰＡＲＡ１５Ｐｎ）がメモリ内に記憶される。

また、ウエハＷについても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ＋方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、ウエハＷをＺ、θｘ、θｙの各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐ１，ＰＡＲＡ１７Ｐ１，ＰＡＲＡ１８Ｐ１）、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐ２，ＰＡＲＡ１７Ｐ２，ＰＡＲＡ１８Ｐ２）、……、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐｎ，ＰＡＲＡ１７Ｐｎ，ＰＡＲＡ１８Ｐｎ）がメモリ内に記憶される。

さらに、波長シフトに関しても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、単位量だけ＋方向に波長をシフトする旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、波長を＋方向に単位量だけシフトした際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、ＰＡＲＡ１９Ｐ１、ＰＡＲＡ１９Ｐ２、……、ＰＡＲＡ１９Ｐｎがメモリ内に記憶される。

ここで、上記パラメータＰＡＲＡｉＰｊ（ｉ＝１〜１９、ｊ＝１〜ｎ）のそれぞれは、１行３７列の行マトリックス（ベクトル）である。すなわち、ｎ＝３３とすると、調整パラメータＰＡＲＡ１について、次式（６）のようになる。

また、調整パラメータＰＡＲＡ２について、次式（７）のようになる。

同様に、他の調整パラメータＰＡＲＡ３〜ＰＡＲＡ１９についても、次式（８）のようになる。

そして、このようにしてメモリ内に記憶されたツェルニケ多項式の各項の係数の変化量から成るＰＡＲＡ１Ｐ１〜ＰＡＲＡ１９Ｐｎは、調整パラメータ毎に纏められ、１９個の調整パラメータ毎の波面収差変化表として並べ替えが行われている。すなわち、次式（９）で調整パラメータＰＡＲＡ１について代表的に示されるような調整パラメータ毎の波面収差変化表が作成され、メモリに内に格納される。

そして、このようにして作成された、投影光学系の種類毎の波面収差変化表から成るデータベースが、第１データベースとして、第２通信サーバ９３０が備えるハードディスク等の内部に格納されている。なお、本実施形態では、同一種類（同じ設計データ）の投影光学系では１つの波面収差変化表を作成するものとしたが、その種類に関係なく、投影光学系毎に（すなわち露光装置単位で）波面収差変化表を作成しても良い。

次に、第２データベースについて説明する。

この第２データベースは、それぞれ異なる露光条件、すなわち光学条件（露光波長、投影光学系の開口数Ｎ.Ａ.（最大Ｎ.Ａ.、露光時に設定されるＮ.Ａ.など）、及び照明条件（照明Ｎ.Ａ.（照明光学系の開口数Ｎ.Ａ.）又は照明σ（コヒーレンスファクター）、照明系開口絞り板２４の開口形状（照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布、すなわち２次光源の形状））など）、評価項目（マスク種、線幅、評価量、パターンの情報など）と、これら光学条件と評価項目との組み合わせにより定まる複数の露光条件の下でそれぞれ求めた、投影光学系の結像性能、例えば諸収差（あるいはその指標値）の、ツェルニケ多項式の各項、例えば第１項〜第３７項それぞれにおける１λ当たりの変化量から成る計算表、すなわちツェルニケ感度表(Zernike Sensitivity)とを含むデータベースである。

なお、以下の説明ではツェルニケ感度表をZernike SensitivityあるいはＺＳとも呼ぶ。また、複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表から成るファイルを、以下においては適宜「ＺＳファイル」とも呼ぶ。

本実施形態では、各ツェルニケ感度表には、結像性能として次の１２種類の収差、すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のディストーションDis_x、Dis_y、４種類のコマ収差の指標値である線幅異常値ＣＭ_V、ＣＭ_H、ＣＭ_R、ＣＭ_L、４種類の像面湾曲であるＣＦ_V、ＣＦ_H、ＣＦ_R、ＣＦ_L、２種類の球面収差であるＳＡ_V、ＳＡ_Hが、含まれている。

次に、前述の最適化プログラムを用いて、第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃などにおけるレチクルパターンの投影像のウエハ上での形成状態を最適化する方法などについて、第２通信サーバ９３０が備えるプロセッサの処理アルゴリズムを示す図５（及び図６〜図１０、図１４〜図２０）のフローチャートに沿って説明する。

この図５に示されるフローチャートがスタートするのは、例えばクリーンルーム内の露光装置のオペレータから第１通信サーバ９２０を介して、電子メールなどにより最適化の対象となる露光装置（号機）の指定などを含む、最適化の指示が送られ、第２通信サーバ９３０側のオペレータが、処理開始の指示を第２通信サーバ９３０に入力したときである。

まず、ステップ１０２において、ディスプレイ上に対象号機の指定画面を表示する。

次のステップ１０４では、号機の指定がなされるのを待ち、オペレータにより先の電子メールで指定された号機、例えば露光装置９２２₁が、例えばマウス等のポインティングデバイスを介して指定されると、ステップ１０６に進んでその指定された号機を記憶する。この号機の記憶は、例えば装置No.を記憶することによりなされる。

次のステップ１０８では、モード選択画面をディスプレイ上に表示する。本実施形態では、モード１〜モード３のいずれかが選択可能となっているので、モード選択画面には、例えばモード１、モード２、モード３の選択ボタンが表示される。

次のステップ１１０では、モードが選択されるのを待つ。そして、オペレータがマウス等によりモードを選択すると、ステップ１１２に進んで、その選択されたモードがモード１であるか否かを判断する。ここで、モード１が選択されている場合には、ステップ１１８のモード１の処理を行うサブルーチン（以下、「モード１の処理ルーチン」とも呼ぶ）に移行する。ここで、モード１とは、既存のＩＤを基準として最適化を行うモードである。このモード１は、ある基準となる露光条件（基準ＩＤ）の元で調整済みの状態で、露光装置９２２_１を使用中に、例えば照明条件や投影光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）などを変更した場合などに主として選択される。

このモード１（以下では「第１モード」とも呼ぶ）の処理ルーチンでは、まず、図６のステップ２０２で、最適化の対象となる露光条件（以下、適宜「最適化露光条件」とも記述する）の情報を取得する。具体的には、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）に対して、対象号機（露光装置９２２₁）の現在の投影光学系のＮ．Ａ．、照明条件（照明Ｎ.Ａ.又は照明σ、開口絞りの種類など）、及び対象パターンの種別などの設定情報を問い合わせ、取得する。

次のステップ２０４では、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）に対して、上記の最適化露光条件に最も近い基準となる基準ＩＤを問い合わせて、その基準ＩＤにおける投影光学系のＮ．Ａ．や照明条件（例えば、照明Ｎ.Ａ.又は照明σ、開口絞りの種類）などの設定情報を取得する。

次のステップ２０６では、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバを介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）から、単体波面収差及び上記基準ＩＤにおける必要情報、具体的には、基準ＩＤにおける調整量（調整パラメータ）の値、基準ＩＤにおける単体波面収差に対する波面収差補正量（又は結像性能の情報）などを取得する。

ここで、波面収差補正量（又は結像性能の情報）としているのは、基準ＩＤにおける波面収差補正量が未知の場合、結像性能から波面収差補正量（又は波面収差）を推定することができるからである。なお、この結像性能からの波面収差補正量の推定については、後に詳述する。

通常、投影光学系の単体波面収差と、露光装置に組み込まれた後の投影光学系ＰＬの波面収差（以下ではon bodyでの波面収差と呼ぶ）は何らかの原因により一致しないが、ここでは、説明の簡略化のため、この修正は露光装置の立ち上げ時あるいは製造段階における調整で基準ＩＤ（基準となる露光条件）毎に行われているものとする。

次のステップ２０８では、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）から機種名、露光波長、投影光学系の最大Ｎ．Ａ．などの装置情報を取得する。

次のステップ２１０では、前述の最適化露光条件に対応するＺＳファイルを第２データベースから検索する。

次のステップ２１４では、最適化露光条件に対応するＺＳファイルは見つかったか否かを判断し、見つかった場合には、そのＺＳファイルをＲＡＭなどのメモリ内に読み込む。一方、ステップ２１４における判断が否定された場合、すなわち、最適化露光条件に対応するＺＳファイルが第２データベース内に存在しなかった場合には、ステップ２１８に移行して、第２データベース内のＺＳデータベースを用いてそのＺＳファイルを例えば以下に説明する補間法によって作成する。

ここで、この補間方法について、具体例を用いて簡単に説明する。

Zernike Sensitivety（ツェルニケ感度表）は照明条件、投影光学系のＮ．Ａ．、レチクルパターンの種類、及び評価項目により変わる。

照明条件としては、照明σ、輪帯比を含む照明光学系の瞳面における光量分布（例えば前述の２次光源の形状及び大きさなど）が代表的に挙げられる。

また、レチクルパターンの種類としては、抜きパターンか残しパターンかの種別、密集パターンか孤立パターンかの種別、密集線（ラインアンドスペースなど）の場合のピッチ、線幅、デューティ比、孤立線の場合の線幅、コンタクトホールの場合の縦幅、横幅、ホールパターン間の距離（ピッチなど）、位相シフトパターン（ハーフトーン型を含む）あるいは位相シフトレチクルか否か及びその種類（例えば空間周波数変調型、ハーフトーン型）などが挙げられる。

また、評価項目としては、ディストーション、線幅異常値（コマ収差の指標値）、フォーカス（像面）、球面収差（パターン間フォーカス差）などの諸収差が挙げられる。なお、評価項目はこれらに限定されるものでなく、例えばツェルニケ多項式で評価可能な結像性能（収差）又はその指標値であれば任意で構わない。

この補間法には、基本的に内挿可能な既知点が２点以上必要である。精度の点で問題があるので、外挿は行わない。具体的には、既知点が２点のみの場合は線形補間を行う。一方、３点以上の既知点がある場合は線形補間若しくは多項式近似（２次関数、３次関数等）、又はスプライン補間等の高精度な補間を実施する。どの補間法を採用するかはZernike Sensitivityの変化率（１次微分、２次微分）が大きいか否かで判別する。変化が単調な場合には、線形補間を行う。

また、補間すべき条件が複数条件ある場合は、逐次補間を実施する。

以下、一例として、投影光学系のＮ．Ａ．＝０．７４、照明σ（以下、適宜「σ」とも記述する）＝０．５２の条件に合致するＺＳファイルが無い場合（但し、Ｎ．Ａ．、σ以外の条件は合致する）に、線幅１００ｎｍ、孤立線、抜きパターン、投影光学系のＮ．Ａ．＝０．７４、照明σ＝０．５２のフォーカスに関するＺＳファイルを補間法により作成する場合について説明する。この場合、複数条件Ｎ．Ａ．＝０．７４、σ＝０．５２に関するZernike Sensitivityの補間を逐次実施する必要がある。
(1) まず、補間に使用できる点を確認する。すなわち、補間に使えるＺＳファイルを選ぶ。この例の場合、３点補間を行うものとする。Ｎ．Ａ．について３点、σについて３点で３×３＝９条件のＺＳファイルが必要となる。内挿可能な９つのＺＳファイルを選択する。すなわち、ここでは、次のようなＮ．Ａ．が０．８、０．７、０．６のいずれかで、σが０．４、０．５、０．６のいずれかである９個のＺＳファイルを選択する。
ZS(N.A.=0.6,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.7,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.8,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.6)
以下、順に１条件ずつ補間計算を行う。
(2) Ｎ．Ａ．＝０．７４に関するＺＳファイルを補間計算する。

図１１に模式的示されるように、Ｎ．Ａ．＝０．７４の近傍で、Ｎ．Ａ．＝０．６、０．７、０．８に関するZernike Sensitivityが既知の場合、この３点より２次関数近似（又はスプライン補間）を実施する。その結果ＺＳファイルは下記のようになる。
ZS(N.A.=0.6,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.7,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.74,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.74,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.74,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.8,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.6)
図１１には、この補間により得られたＮ．Ａ．＝０.７４の近似曲線が実線Ｃ１で示されている。
(3) 次に、σ＝０．５２に関するＺＳファイルを補間計算する。

σ＝０．５２の近傍で、σ＝０．４、０．５、０．６に関するZernike
Sensitivityが既知の場合、この３点より２次関数近似（又はスプライン補間）を実施する。その結果ＺＳファイルは下記のようになる。
ZS(N.A.=0.6,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.52)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.7,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.6,σ=0.52)、ZS(N.A.=0.7,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.74,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.74,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.74,σ=0.52)、ZS(N.A.=0.74,σ=0.6)
ZS(N.A.=0.8,σ=0.4)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.5)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.52)、ZS(N.A.=0.8,σ=0.6)
図１１には、このようにして得られたσ＝０．５２の近似曲線が実線Ｃ２で示されている。

この図１１から分かるように、曲線Ｃ１、Ｃ２の交点（○の点）で示されるように、求めるべき線幅１００ｎｍ、孤立線、抜きパターン、投影光学系のＮ．Ａ．０．７４、照明σ０．５２のフォーカスに関するＺＳファイルが補間法により作成される。

この補間法により新たなＺＳファイルを作成する方法の採用により、特にＮ．Ａ．、σ等のように連続可変の項目があるため、全てのＺＳファイルを予め用意することが困難であり、また、細かいピッチで全ての条件のＺＳファイルを予め用意することも組み合わせが多いために無理であるという、現実的な問題が容易に解決される。

また、この補間法は、投影光学系のＮ．Ａ．、照明σ、輪帯比、ピッチ（密集線、コンタクトホール）、線幅（密集線、孤立線）、縦幅／横幅（コンタクトホール）などの新たなＺＳファイルの作成に好適であることが確認されている。さらに、上記補間法は、４極照明などの変形照明で照明光学系の瞳面上での照明光の強度分布が高められる部分領域と照明光学系の光軸との距離、あるいはその部分領域の大きさ（照明σに相当）などのＺＳファイルの作成でも有効である。

次に、図７のステップ２２０で、結像性能（前述の１２種類の収差）の許容値（目標値）の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２２２で許容値が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２２６に移行して上記の許容値の入力画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２２２に戻る。一方、ステップ２２２で、オペレータにより、キーボード等を介して許容値が指定されている場合には、その指定された収差の許容値をＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２２６に移行する。すなわち、このようなステップ２２２→２２６のループ、又はステップ２２２→２２４→２２６のループを繰り返して、許容値が指定されるのを一定時間だけ待つ。

ここで、許容値は、最適化計算そのもの（本実施形態では、後述の如くメリット関数Φを用いる調整パラメータの調整量の算出）には必ずしも用いなくても良いが、計算結果を評価する際に必要となる。さらに本実施形態では、この許容値は後述する結像性能のウェイト（重み）の設定でも必要となる。

そして、一定時間が経過した時点で、ステップ２２８に移行して、デフォルト設定に従い、指定されなかった収差の許容値を、第２データベース内のＺＳデータベースから読み取る。この結果、メモリ内には、指定された収差の許容値と、ＺＳデータベースから読み取られた残りの収差の許容値とが格納されることとなる。

次のステップ２３０では、制約条件の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２３２で制約条件が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２３６に移行して、上記の制約条件の指定画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２３２に戻る。一方、ステップ２３２において、オペレータによりキーボード等を介して制約条件が指定された場合には、ステップ２３４に移行して、その指定された調整パラメータの制約条件をＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２３６に移行する。すなわち、このようなステップ２３２→２３６のループ、又はステップ２３２→２３４→２３６のループを繰り返して制約条件が指定されるのを一定時間だけ待つ。

ここで、制約条件とは、前述の可動レンズ１３₁〜１３₅の各自由度方向の許容可動範囲、Ｚチルトステージ５８の３自由度方向の許容可動範囲、及び波長シフトの許容範囲などの前述の各調整量（調整パラメータ）の許容可変範囲を意味する。

そして、一定時間が経過した時点で、ステップ２３８に移行して、デフォルト設定に従い、指定されなかった調整パラメータの制約条件として、各調整パラメータの現在値に基づいて計算される可動可能な範囲を算出し、ＲＡＭなどのメモリ内に記憶する。この結果、メモリ内には、指定された調整パラメータの制約条件と、算出された残りの調整パラメータの制約条件とが格納されることとなる。

次に、図８のステップ２４０では、結像性能のウェイト指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のウェイト（重み）の指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野内の３３点の評価点（計測点）について、前述の１２種類の収差について指定する必要があるので、３３×１２＝３９６個のウェイトの指定が必要である。このため、ウェイトの指定画面では、２段階でウェイトの指定が可能となるように、まず、１２種類の結像性能のウェイトの指定画面を表示した後、視野内の各評価点におけるウェイトの指定画面が表示されるようになっている。また、結像性能のウェイト（重み）の指定画面では、自動指定の選択ボタンが併せて表示されるようになっている。

そして、ステップ２４２において、いずれかの結像性能のウェイトが指定されたか否かを判断する。そして、オペレータによりキーボードなどを介してウェイトが指定されている場合には、ステップ２４４に進んで指定された結像性能（収差）のウェイトをＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２４８に進む。このステップ２４８では、前述のウェイト指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２４２に戻る。

一方、上記ステップ２４２における判断が否定された場合には、ステップ２４６に移行して自動指定が選択されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２４８に移行する。一方、オペレータがマウス等を介して自動選択ボタンをポインティングした場合には、ステップ２５０に移行して次式（１０）に基づいて現在の結像性能を算出する。

ｆ＝Ｗａ・ＺＳ ……（１０）
ここで、ｆは、次式（１１）で表される結像性能であり、Ｗａは前記ステップ２０６で取得した単体波面収差と基準ＩＤにおける波面収差補正量とから算出される次式（１２）で示される波面収差のデータである。また、ＺＳは、ステップ２１６又は２１８で取得した次式（１３）で示されるＺＳファイルのデータである。

式（１１）において、ｆ_i,1（ｉ＝１〜３３）は、ｉ番目の計測点におけるDis_x、ｆ_i,2はｉ番目の計測点におけるDis_y、ｆ_i,3はｉ番目の計測点におけるＣＭ_V、ｆ_i,4はｉ番目の計測点におけるＣＭ_H、ｆ_i,5はｉ番目の計測点におけるＣＭ_R、ｆ_i,6はｉ番目の計測点におけるＣＭ_L、ｆ_i,7はｉ番目の計測点におけるＣＦ_V、ｆ_i,8はｉ番目の計測点におけるＣＦ_H、ｆ_i,9はｉ番目の計測点におけるＣＦ_R、ｆ_i,10はｉ番目の計測点におけるＣＦ_L、ｆ_i,11はｉ番目の計測点におけるＳＡ_V、ｆ_i,12はｉ番目の計測点におけるＳＡ_Hを、それぞれ示す。

また、式（１２）において、Ｚ_i,jは、ｉ番目の計測点における波面収差のツェルニケ多項式の第ｊ項（ｊ＝１〜３７）の係数を示す。

また、式（１３）において、ｂ_p,q（ｐ＝１〜３７、ｑ＝１〜１２）は、ＺＳファイルの各要素を示し、このうちｂ_p,1は波面収差を展開したツェルニケ多項式の第ｐ項の１λ当たりのDis_xの変化、ｂ_p,2は第ｐ項の１λ当たりのDis_yの変化、ｂ_p,3は第ｐ項の１λ当たりのＣＭ_Vの変化、ｂ_p,4は第ｐ項の１λ当たりのＣＭ_Hの変化、ｂ_p,5は第ｐ項の１λ当たりのＣＭ_Rの変化、ｂ_p,6は第ｐ項の１λ当たりのＣＭ_Lの変化、ｂ_p,7は第ｐ項の１λ当たりのＣＦ_Vの変化、ｂ_p,8は第ｐ項の１λ当たりのＣＦ_Hの変化、ｂ_p,9は第ｐ項の１λ当たりのＣＦ_Rの変化、ｂ_p,10は第ｐ項の１λ当たりのＣＦ_Lの変化、ｂ_p,11は第ｐ項の１λ当たりのＳＡ_Vの変化、ｂ_p,12は第ｐ項の１λ当たりのＳＡ_Hの変化をそれぞれ示す。

次のステップ２５２では、算出した１２種類の結像性能（収差）のうち、先に設定した許容値をオーバーする量が多い結像性能のウェイトを大きく（１より大きく）した後、ステップ２５４に移行する。なお、必ずしもこのようにしなくても、許容値をオーバーする量が多い結像性能を色分けして画面上に表示することとしても良い。このようにすると、オペレータによる結像性能のウェイト指定のアシストが可能である。

本実施形態では、ステップ２４２→２４６→２４８のループ、又はステップ２４２→２４４→２４８のループを繰り返すことにより、結像性能のウェイトが指定されるのを前述の結像性能のウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、この間に自動指定が選択された場合には、自動指定を行う。一方、自動指定が選択されなかった場合においては、少なくとも１つ以上の結像性能のウェイトが指定された場合には、その指定された結像性能のウェイトを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ２５３に移行して、指定されなかった各結像性能のウェイトをデフォルトの設定に従って１に設定した後、ステップ２５４に移行する。

この結果、メモリ内には、指定された結像性能のウェイトと、残りの結像性能のウェイト（＝１）とが格納されることとなる。

次のステップ２５４では、視野内の評価点（計測点）におけるウェイトを指定する画面をディスプレイに表示し、ステップ２５６においていずれかの評価点におけるウェイトが指定されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２６０に移行して、上記の評価点（計測点）におけるウェイトを指定する画面の表示開始から一定時間を経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２５６に戻る。

一方、ステップ２５６において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点（通常は、特に改善を希望する評価点が選択される）についてのウェイトが指定されると、ステップ２５８に進んで、その評価点におけるウェイトを設定しＲＡＭなどのメモリに記憶した後、ステップ２６０に移行する。

すなわち、ステップ２５６→２６０のループ、又はステップ２５６→２５８→２６０のループを繰り返すことにより、評価点のウェイトが指定されるのを前述の評価点におけるウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。

そして、上記の一定時間が経過すると、ステップ２６２に移行して、指定されなかった全ての評価点におけるウェイトをデフォルトの設定に従って１に設定した後、ステップ２６４に移行する。

この結果、メモリ内には、指定された評価点におけるウェイトの指定値と、残りの評価点におけるウェイト（＝１）が格納されることとなる。

図９のステップ２６４では、視野内の各評価点における結像性能（前述の１２種類の収差）の目標値（ターゲット）の指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のターゲットの指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野内の３３点の評価点（計測点）について、前述の１２種類の収差について指定する必要があるので、３３×１２＝３９６個のターゲットの指定が必要である。このため、ターゲットの指定画面では、マニュアル指定の表示部分とともに、設定補助ボタンが表示されるようになっている。

次のステップ２６６では、ターゲットが指定されるのを所定時間待ち（すなわち、ターゲットが指定されたか否かを判断し）、ターゲットが指定されなかった場合（その判断が否定された場合）には、ステップ２７０に移行して、設定補助が指定されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２７２に移行して、上記のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定されると、ステップ２６６に戻る。

一方、ステップ２７０において、オペレータがマウス等により設定補助ボタンをポインティングすることにより設定補助が指定されると、ステップ２７６に移行して収差分解法を実行する。

ここで、この収差分解法について説明する。

まず、前述した結像性能ｆの要素である各結像性能（収差）を、ｘ、ｙについて次式（１４）で示されるように、べき乗展開する。

ｆ＝Ｇ・Ａ ……（１４）
上式（１４）において、Ｇは次式（１５）で示される３３行１７列の行列（マトリックス）である。

ここで、ｇ₁＝１、ｇ₂＝ｘ、ｇ₃＝ｙ、ｇ₄＝ｘ²、ｇ₅＝ｘｙ、ｇ₆＝ｙ²、ｇ₇＝ｘ³、ｇ₈＝ｘ²ｙ、ｇ₉＝ｘｙ²、ｇ₁₀＝ｙ³、ｇ₁₁＝ｘ⁴、ｇ₁₂＝ｘ³ｙ、ｇ₁₃＝ｘ²ｙ²、ｇ₁₄＝ｘｙ³、ｇ₁₅＝ｙ⁴、ｇ₁₆＝ｘ（ｘ²＋ｙ²）、ｇ₁₇＝ｙ（ｘ²＋ｙ²）である。また、（ｘ_i、ｙ_i）は、第ｉ番目の評価点のｘｙ座標である。

また、上記式（１４）において、Ａは、次式（１６）で示される１７行１２列の分解項目係数を要素とするマトリックスである。

上式（１４）を最小自乗法が可能となるように、次式（１７）のように変形する。
Ｇ^T・ｆ＝Ｇ^T・Ｇ・Ａ ……（１７）
ここで、Ｇ^Tは、マトリックスＧの転置行列である。
次に、上式（１７）に基づいて最小自乗法により、マトリックスＡを求める。
Ａ＝（Ｇ^T・Ｇ）^-1・Ｇ^T・ｆ ……（１８）
このようして収差分解法が実行され、分解後の各分解項目係数が求められる。

図９の説明に戻り、次のステップ２７８では、上記のようにして求めた分解後の各分解項目係数とともに、その係数の目標値の指定画面をディスプレイ上に表示する。

次のステップ２８０では、全ての分解項目係数の目標値（ターゲット）が指定されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボードなどを介して全ての分解係数のターゲットが指定されると、ステップ２８２に進んで、次式（１９）により、分解項目係数のターゲットを結像性能のターゲットに変換する。この場合において、オペレータは、改善したい係数のターゲットのみを変更したターゲット指定を行い、残りの係数のターゲットについては、表示された係数をそのままターゲットとして指定しても勿論良い。

ｆ_t＝Ｇ・Ａ’ ……（１９）
上式（１９）において、ｆ_tは、指定された結像性能のターゲットであり、Ａ’は、指定された分解項目係数（改善後）を要素とするマトリックスである。

なお、収差分解法により算出した各分解項目係数を必ずしも画面上に表示する必要はなく、その算出された各分解項目係数を基に、改善が必要な係数のターゲットを自動的に設定することとすることも可能である。

この一方、上記ステップ２６６において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点におけるいずれかの結像性能のターゲットが指定されると、ステップ２６６における判断が肯定され、ステップ２６８に移行して、その指定されたターゲットを設定してＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２７２に移行する。

すなわち、本実施形態では、ステップ２６６→２７０→２７２のループ、又はステップ２６６→２６８→２７２のループを繰り返すことにより、ターゲットが指定されるのを前述のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、この間に設定補助が指定された場合には、前述のようにして分解項目係数の算出及び表示並びに分解項目係数のターゲットの指定という流れでターゲット指定を行う。設定補助が指定されなかった場合には、１つ以上の評価点における１つ以上の結像性能のターゲットが指定された場合に、その指定された評価点における指定された結像性能のターゲットを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ２７４に移行して、指定されなかった各評価点における各結像性能のターゲットを、デフォルトの設定に従って全て０に設定した後、ステップ２８４に移行する。

この結果、メモリ内には、指定された評価点における指定された結像性能のターゲットと、残りの結像性能のターゲット（＝０）とが、例えば次式（２０）のような３３行１２列のマトリックスｆ_tの形式で格納される。

本実施形態では、ターゲットが指定されなかった評価点における結像性能は、最適化計算では考慮しないこととなっている。従って、解を得てから、再度結像性能を評価する必要がある。

次のステップ２８４では、最適化フィールド範囲を指定する画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２８６→ステップ２９０のループを繰り返し、最適化フィールド範囲の指定画面の表示開始から一定時間だけそのフィールド範囲が指定されるのを待つ。ここで、最適化フィールド範囲を指定可能としたのは、いわゆるスキャニング・ステッパなどの走査型露光装置では、投影光学系の視野の全域で結像性能あるいは物体上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことや、本実施形態のようなステッパであっても使用するレチクル又はそのパターン領域（すなわち、ウエハの露光時に用いられるパターン領域の全体あるいはその一部）の大きさによっては投影光学系の視野の全域で結像性能あるいは物体上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことなどを考慮したものである。

そして、一定時間内に最適化フィールド範囲の指定がなされた場合には、ステップ２８８に移行してその指定された範囲をＲＡＭなどのメモリに記憶した後、図１０のステップ２９４に移行する。一方、最適化フィールド範囲の指定がない場合には、特に何も行うことなく、ステップ２９４に移行する。

ステップ２９４では、前述の式（１０）に基づいて、現在の結像性能を演算する。

次のステップ２９６では、調整パラメータ毎の波面収差変化表（前述の式（９）参照）と、ＺＳ（Zernike Sensitivity）ファイル、すなわちツェルニケ感度表とを用いて、調整パラメータ毎の結像性能変化表を作成する。これを式で示せば、次式（２１）のようになる。

結像性能変化表＝波面収差変化表・ＺＳファイル ……（２１）
この式（２１）の演算は、波面収差変化表（３３行３７列のマトリックス）とＺＳファイル（３７行１２列のマトリックス）との掛け算であるから、得られる結像性能変化表Ｂ１は、例えば次式（２２）で示される３３行１２列のマトリックスとなる。

かかる結像性能変化表を、１９個の調整パラメータ毎に算出する。この結果、それぞれが３３行１２列のマトリックスから成る１９個の結像性能変化表Ｂ１〜Ｂ１９が得られる。

次のステップ２９８では、結像性能ｆ及びそのターゲットｆ_tの一列化（１次元化）を行う。ここで、一列化とは、３３行１２列のマトリックスであるこれらｆ、ｆ_tを、３９６行１列のマトリックスに形式変換することを意味する。一列化後のｆ、ｆ_tは、それぞれ次式（２３）、（２４）のようになる。

次のステップ３００では、上記ステップ２９６で作成した１９個の調整パラメータ毎の結像性能変化表を２次元化する。ここで、この２次元化とは、それぞれが３３行１２列のマトリックスである１９種類の結像性能変化表を、１つの調整パラメータに対する各評価点の結像性能変化を一列化して、３９６行１９列に形式変換することを意味する。この２次元化後の結像性能変化表は例えば次式（２５）で示されるＢのようになる。

上記のようにして、結像性能変化表の２次元化を行った後、ステップ３０２に移行し、前述の制約条件を考慮することなく、調整パラメータの変化量（調整量）を計算する。

以下、このステップ３０２における処理を詳述する。前述の一列化後の結像性能のターゲットｆ_tと、一列化後の結像性能ｆと、２次元化後の結像性能変化表Ｂと、調整パラメータの調整量ｄｘとの間には、ウェイトを考慮しない場合には、次式（２６）の関係がある。

（ｆ_t−ｆ）＝Ｂ・ｄｘ ……（２６）
ここで、ｄｘは、各調整パラメータの調整量を要素とする次式（２７）で示される１９行１列のマトリックスである。また、（ｆ_t−ｆ）は、次式（２８）で示される３９６行１列のマトリックスである。

上式（２６）を最小自乗法で解くと、次式のようになる。
ｄｘ＝（Ｂ^T・Ｂ）^-1・Ｂ^T・（ｆ_t−ｆ） ……（２９）
ここで、Ｂ^Tは、前述の結像性能変化表Ｂの転置行列であり、（Ｂ^T・Ｂ）^-1は、（Ｂ^T・Ｂ）の逆行列である。

しかし、ウェイトの指定がない（全てのウェイト＝１）場合は、稀であり、通常は、ウェイトの指定があるので、次式（３０）で示されるような重み付け関数であるメリット関数Φを最小自乗法で解くこととなる。

ここで、ｆ_tiは、ｆ_tの要素であり、ｆ_iはｆの要素である。上式を変形すると、次のようになる。

従って、ｗ_i ^1/2・ｆ_iを新たな結像性能（収差）ｆ_i’とし、ｗ_i ^1/2・ｆ_tiを新たなターゲートｆ_ti’とすると、メリット関数Φは、次のようになる。

従って、上記式（３２）を最小自乗法で解いても良い。但し、この場合、結像性能変化表として、次式で示される結像性能変化表を用いる必要がある。

このようにして、ステップ３０２では、制約条件を考慮することなく、最小自乗法により、ｄｘの１９個の要素、すなわち前述の１９個の調整パラメータＰＡＲＡ１〜ＰＡＲＡ１９の調整量を求める。

次のステップ３０３では、その求めた１９個の調整パラメータの調整量を、例えば上述の式（２６）などに代入してマトリックスｆの各要素、すなわち全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）を算出する。

次のステップ３０４では、その算出した全ての評価点における１２種類の収差が先に設定した個々の許容値の範囲内か否かを判断し、この判断が否定された場合には、前述したステップ２４０に戻る。この後、再度ステップ２４０以下の処理により、ターゲット、ウェイトを設定し直して、最適化の処理が行われる。

一方、ステップ３０４における判断が肯定された場合には、ステップ３０６に進み、上記ステップ３０２で算出された１９個の調整パラメータの調整量が、先に設定した制約条件に違反しているか否かを判断する（この判断手法については、後に更に説明する）。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ３０８に移行する。

以下、このステップ３０８を含む制約条件侵害時における処理について説明する。

この制約条件侵害時におけるメリット関数は、次式（３４）で表せる。

Φ＝Φ₁＋Φ₂ ……（３４）
上式において、Φ₁は式（３０）で表される通常のメリット関数であり、Φ₂はペナルティ関数（制約条件違反量）である。制約条件をｇ_j、境界値をｂ_jとした場合に、Φ₂は次式（３５）で示される境界値侵害量（ｇ_j−ｂ_j）のウェイト（重み）付き自乗和であるものとする。

ここで、Φ₂を境界値侵害量の２乗和にするのは、Φ₂を侵害量の２乗和の形式とすると、最小自乗法の計算で、次式（３６）がｄｘについて解けるからである。

すなわち、通常の最小自乗法と同様に、ｄｘが求まる。

次に、制約条件侵害時の具体的処理について説明する。

制約条件は、物理的には、可動レンズ１３₁〜１３₅などの３軸の駆動軸（圧電素子など）それぞれの可動範囲及びチルト（θｘ,θｙ）のリミットで決定される。

ｚｌ，ｚ２，ｚ３を各軸の位置として、各軸の可動範囲は、次の式（３７ａ）〜（３７ｃ）のように表される。

ｚ1a≦ｚ1≦ｚ1b ……（３７ａ）
ｚ2a≦ｚ2≦ｚ2b ……（３７ｂ）
ｚ3a≦ｚ3≦ｚ3b ……（３７ｃ）
また、チルト独自のリミットは、一例として次式（３７ｄ）のように表される。

（θｘ²＋θｙ²）^1/2≦＋４０″ ……（３７ｄ）
なお、４０″としたのは、次のような理由による。４０″をラジアンに変換すると、
４０″＝４０/３６００度
＝π/（９０×１８０）ラジアン
＝１．９３９２５×１０^-4ラジアン
となる。

従って、例えば可動レンズ１３₁〜１３₅の半径ｒを約２００ｍｍとすると、各軸の移動量は、
軸移動量＝１．９３９２５×１０^-4×２００ｍｍ
＝０．０３８７８ｍｍ
＝３８．７８μｍ≒４０μｍ
となる。すなわち、チルトが４０″あると水平位置より周辺が約４０μｍ移動する。各軸の移動量は、２００μｍ程度が平均のストロークであるから、軸のストローク２００μｍと比べて、４０μｍは無視できない量だからである。なお、チルトのリミットは４０″に限られるものではなく、例えば駆動軸のストロークなどに応じて任意に設定すれば良い。また、制約条件は前述の可動範囲やチルトのリミットだけでなく、照明光ＥＬの波長のシフト範囲やウエハ（Ｚチルトステージ５８）のＺ方向及び傾斜に関する可動範囲も考慮しても良い。

制約条件違反とならないためには、上式（３７ａ）〜（３７ｄ）が同時に満たされる必要がある。

そこで、まず、上記ステップ３０２で説明したように、制約条件を考慮しないで、最適化を行い、調整パラメータの調整量ｄｘを求める。このｄｘが、図１２の模式図に示されるような移動ベクトルｋ０（Ｚ_i、θｘ_i、θｙ_i、ｉ＝１〜７）で表せるものとする。ここで、ｉ＝１〜５は、可動レンズ１３₁〜１３₅にそれぞれ対応し、ｉ＝６は、ウエハ（Ｚチルトステージ）に対応し、ｉ＝７は照明光の波長シフトに対応する。照明光の波長は３自由度あるわけではないが、便宜上３自由度あるものとする。

次に、上式（３７ａ）〜（３７ｄ）の条件の少なくとも１つが満たされないか否かを判断し（ステップ３０６）、この判断が否定された場合、すなわち上式（３７ａ）〜（３７ｄ）が同時に満たされる場合には、制約条件侵害時処理が不要なので、制約条件侵害時処理を終了する（ステップ３０６→３１０）。一方、上式（３７ａ）〜（３７ｄ）の条件の少なくとも１つが満たされない場合には、ステップ３０８に移行する。

このステップ３０８では、図１２に示されるように、得られた移動ベクトルｋ０をスケールダウンして、最初に制約条件違反する条件と点を見つける。そのベクトルをｋ１とする。

次に、その条件を制約条件として、制約条件違反量を収差とみなして追加し、再度最適化計算を行う。そのとき制約条件違反量に関する結像性能変化表はｋ１の点で計算する。このようにして、図１２の移動ベクトルｋ２を求める。

ここで、制約条件違反量を収差とみなすとは、制約条件違反量は、例えば、ｚ1−ｚ1b、ｚ2−ｚ2b、ｚ3−ｚ3b、（θｘ²＋θｙ²）^1/2−４０などと表せるが、この制約条件違反量が制約条件収差となり得るという意味である。

例えば、z2がｚ2≦ｚ2bの制約条件に違反した場合、制約条件違反量（ｚ2−ｚ2b）を収差とみなし、通常の最適化処理を行う。従って、この場合結像性能変化表には制約条件の部分の行が追加される。結像性能（収差）とそのターゲットにも制約条件の部分が追加される。このとき、ウェイトを大きく設定すれば、ｚ2は結果的に境界値ｚ2bに固定される。

なお、制約条件はｚ，θｘ，θｙに関する非線形関数であるので、結像性能変化表を取る場所により異なる微係数が得られる。従って、逐次、調整量（移動量）と結像性能変化表を計算する必要がある。

次に、図１２に示されるように、ベクトルｋ２をスケーリングして、最初に制約条件違反をする条件と点を見つける。そして、その点までのベクトルをｋ３とする。

以降、上述の制約条件の設定を逐次行い（移動ベクトルが制約条件に違反する順に制約条件を追加し）、再度最適化して移動量（調整量）を求める処理を、制約条件に違反しなくなるまで繰り返す。

これにより、最終的移動ベクトルとして
ｋ＝ｋｌ＋ｋ３＋ｋ５＋…… ……（３８）
を求めることができる。

なお、この場合、簡易的にはｋ１を解（答え）とする、すなわち１次近似を行うこととしても良い。あるいは、厳密に制約条件の範囲内での最適値を探索する場合、逐次計算で上式（３８）のｋを求めることとしても良い。

次に、制約条件を考慮した最適化について更に説明する。

前述の如く、一般的には、
（ｆ_t−ｆ）＝Ｂ・ｄｘ ……（２６）
が成立する。
これを最小自乗法で解くことにより、調整パラメータの調整量ｄｘを求めることができる。

しかるに、結像性能変化表は、次式（３９）に示されるように、通常の変化表と、制約条件の変化表とに分けることができる。

ここで、Ｂ₁は通常の結像性能変化表で、場所に依存しない。一方、Ｂ₂は制約条件の変化表で、場所に依存する。

また、これに対応して上式（２６）の左辺（ｆ_t−ｆ）も、次式（４０）のように２つに分けることができる。

ここで、ｆ_t1は通常の収差のターゲットであり、ｆ₁は現在収差である。また、ｆ_t2は制約条件であり、ｆ₂は現在の制約条件違反量である。

制約条件の変化表Ｂ₂、現在の収差ｆ₁、現在の制約条件違反量ｆ₂は場所に依存するので、移動ベクトル毎に新たに計算する必要がある。

その後は、この変化表を使って、通常と同じように最適化計算すれば、制約条件を考慮した最適化となる。

ステップ３０８では、上述したようにして制約条件を考慮した調整量を求めた後、ステップ３０３に戻る。

この一方、ステップ３０６の判断が否定された場合、すなわち制約条件違反がない場合及び制約条件違反が解消された場合には、ステップ３１０に移行して、結果をディスプレイ上に表示する。本実施形態では、結果の表示方法として、１９個の調整パラメータの調整量（この場合、基準ＩＤにおける位置からの変化量）、調整後の各調整パラメータの値、最適化後の結像性能（１２種類の収差）の値、及び波面収差補正量（基準ＩＤにおける波面収差補正量と同じ値を引き継ぐ）、並びにＯＫボタン及びＮＧボタンを表示する。

そして、この結果の表示画面を見て、オペレータがＮＧボタンをマウス等によりポインティングすると、前述のステップ２４０に戻る。ここで、ＮＧボタンを選択するのは、例えば、設定したウェイト、ターゲットの許容値は満足する結果が得られたが、ある特定の収差、又はある特定の評価点における結像性能を更に改善したいと考え、ウェイトの再設定をして再度最適化を行いたいとオペレータが考える場合などが考えられる。

一方、結果の表示画面を見て、オペレータがＯＫボタンをマウス等によりポインティングすると、ステップ３１４に移行して、算出された調整量に基づいて、第１通信サーバ９２０及び露光装置９２２₁の主制御装置５０を介して各調整部（可動レンズ１３₁〜１３₅及びウエハＷのＺ位置及び傾斜、並びに照明光の波長シフト量の少なくとも一つ）を制御する。

この場合において、可動レンズ１３_i（ｉ＝１〜５）の調整量として、Ｚ、θｘ（ｘ軸回りの回転）、θｙ（ｙ軸回りの回転）の３自由度方向の変位量が算出されている場合、次のようにして、これらの調整量を、各軸の駆動量ｚ1、ｚ2、ｚ3に変換する。

図１３には、可動レンズ１３_iの駆動軸の配置が示されている。この図に示される幾何学的関係から、Ｚ、θｘ、θｙを、各軸（♯１、♯２、♯３）の駆動量ｚ1、ｚ2、ｚ3に変換するには、次式（４１ａ）〜（４１ｃ）の演算を行えば良いことがわかる。

ｚ1＝Ｚ−ｒ×tanθｘ ……（４１ａ）
ｚ2＝Ｚ＋０．５×ｒ×tanθｘ＋ｒ×cos３０°×tanθｙ……（４１ｂ）
ｚ3＝Ｚ＋０．５×ｒ×tanθｘ−ｒ×cos３０°×tanθｙ……（４１ｃ）
すなわち、第２通信サーバ９３０では、上記の変換結果に基づいて例えば可動レンズ１３₁〜１３₅を各自由度方向に駆動すべき旨の指令値を、結像性能補正コントローラ４８に与える。これにより、結像性能補正コントローラ４８により、可動レンズ１３₁〜１３₅をそれぞれの自由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が制御される。

なお、本実施形態では、前述の調整パラメータとして、ウエハＷの駆動量Ｗｚ、Ｗθｘ、Ｗθｙ、及び照明光ＥＬの波長シフト量Δλを含み、これら４つの調整パラメータにそれぞれ対応する調整量も先に算出されている。この４つの調整パラメータの調整量は、前述の最適化露光条件（照明条件などを含む）に対応付けてメモリに記憶され、その露光条件下でウエハへのパターンの転写が行われるときにメモリから読み出されて使用されるようになっている。すなわち、ウエハに関する３つの調整パラメータの調整量は、前述の焦点検出系を用いるウエハのフォーカス・レベリング制御で用いられ、照明光の波長に関する調整パラメータの調整量は、光源１６における照明光の中心波長の設定に用いられることになる。また、前述した可動レンズの調整量又は駆動量も前述の最適化露光条件に対応付けてメモリに記憶しておき、その露光条件下でウエハへのパターンの転写が行われるときにメモリから読み出して可動レンズを駆動するようにしても良い。

上記の各調整部の制御により、露光装置９２２₁が最適化され、露光の際のレチクルパターンの投影像のウエハＷ上での形成状態が最適化されることとなる。

その後、本第１モード（モード１）の処理ルーチンの処理を終了して、図５のメインルーチンのステップ１２２にリターンする。

この一方、上記ステップ１１０において、オペレータがマウス等によりモード２を選択した場合には、ステップ１１４における判断が肯定され、ステップ１１６のモード２の処理を行うサブルーチン（以下、「モード２の処理ルーチン」とも呼ぶ）に移行する。ここで、モード２とは、任意露光条件（任意ＩＤ）での波面収差（又は結像性能）の実測データに基づいて最適化を行うモードである。このモード２は、新たなＩＤを新規に追加する場合などに主として選択される。前述の如くしてモード１による最適化結果に従って前述の各調整部が調整された状態で、露光装置９２２₁を使用中に、例えばメンテナンス時などにサービスエンジニア等が、投影光学系の波面収差を計測した際などに、この波面収差の実測データに基づいて以下に説明するモード２の処理を行うことにより、結果的にモード１による計算上の調整量などの誤差を補正することが可能となる。

このモード２が選択される際には、その前提として、対象号機の現在のＩＤ（最適化対象ＩＤ）での投影光学系ＰＬの波面収差の計測がなされていることが前提となる。従って、ここでは、前述の電子メールなどにより最適化の対象となる露光装置（号機）の指定及び最適化の指示とともに波面収差を計測した旨の情報が送られているものとする。

このモード２（以下では「第２モード」とも呼ぶ）の処理ルーチンでは、まず、図１４のステップ４０２で、最適化の対象となる露光条件の情報を取得する。具体的には、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）に対して、対象号機（露光装置９２２₁）の現在の投影光学系のＮ．Ａ．、照明条件（照明Ｎ.Ａ.又は照明σ、開口絞りの種類など）、及び対象パターンの種別などの設定情報を問い合わせ、取得する。

次のステップ４０６では、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）から、新しい波面の計測データ（第１計測点〜第ｎ計測点に対応する波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第１項の係数Ｚ₁〜第３７項の係数Ｚ₃₇）及びそれに関連する必要情報、具体的には、その波面収差の計測時における調整量（調整パラメータ）の値などを通信にて取得する。この調整量の値、すなわち可動レンズ１３₁〜１３₅の３自由度方向の位置情報などは、現在、すなわち最適化の対象となる露光条件における値と、通常は一致する。

次のステップ４０８では、前述のステップ２０８と同様に、対象号機の機種名、露光波長、投影光学系の最大Ｎ．Ａ．などの装置情報を取得する。

次のステップ４１０では、前述のステップ２１０と同様に、最適化露光条件に対応するＺＳファイルを第２データベースから検索する。

そして、ステップ４１４、４１６、４１８で前述のステップ２１４、２１６、２１８と同様の処理（判断を含む）を行う。これにより、第２データベース内に最適化露光条件に対応するＺＳファイルが第２データベース内にある場合にはそれがメモリ内に読み込まれ、ない場合には前述した補間法によりそのＺＳファイルが作成される。

次いで、図１５のステップ４２０〜４３８で、前述したステップ２２０〜２３８と同様の処理（判断を含む）を行う。これにより、結像性能の許容値、調整量の制約条件の設定がなされる。

次に、図１６のステップ４４０〜４６２において、前述のステップ２４０〜２６２と同様の処理（判断を含む）を行う。これにより、前述と同様にして、投影光学系の視野内の３３個の評価点（計測点）における１２種類の収差のウェイトが設定される。但し、この第２モードの処理では、ステップ４４６で自動指定が選択された場合に、ステップ４５０に移行して次式（４２）に基づいて現在の結像性能を算出する。

ｆ＝Ｗａ’・ＺＳ ……（４２）
ここで、ｆは、前述の式（１１）で表される結像性能であり、ＺＳは、ステップ４１６又は４１８で取得した前述の式（１３）で示されるＺＳファイルのデータである。また、Ｗａ’は前記ステップ４０６で取得した次式（４３）で示される波面収差のデータ（実測データ）である。すなわち、第２モードでは、結像性能の算出に際して、実測データが用いられる点が第１モード（モード１）とは異なる。

上式（４３）において、Ｚ_i,j’は、ｉ番目の計測点における波面収差のツェルニケ多項式の第ｊ項（ｊ＝１〜３７）の係数を示す。

次いで、図１７のステップ４６４〜４９０において、前述のステップ２６４〜２９０と同様の処理（判断を含む）を行う。これにより、投影光学系の視野内の３３個の評価点における１２種類の収差の目標値（ターゲット）の設定、及び最適化フィールド範囲の指定がなされた場合にはその設定（メモリ内への記憶）が行われる。但し、このモード２の処理では、ステップ４７０で設定補助が指定（選択）された場合に、ステップ４７６で収差分解法が実行されるが、この際に、上式（４２）により算出された結像性能ｆが用いられる。

次に図１８のステップ４９４において、前述の式（４２）に基づいて、現在の結像性能を演算する。

次のステップ４９６では、前述のステップ２９６と同様にして、調整パラメータ毎の結像性能変化表を作成する。

次のステップ４９８では、ステップ４９４で算出した結像性能ｆ、及びそのターゲットｆ_tの一列化（１次元化）を行う。

次にステップ５００において、前述のステップ３００と同様にして１９個の調整パラメータ毎の結像性能変化表を２次元化した後、ステップ５０２に移行して前述のステップ３０２と同様にして制約条件を考慮することなく、調整パラメータの変化量（調整量）を計算する。

次のステップ５０３では、その求めた１９個の調整パラメータの調整量を、例えば上述の式（２６）などに代入してマトリックスｆの各要素、すなわち全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）を算出する。

次のステップ５０４では、その算出した全ての評価点における１２種類の収差が先に設定した個々の許容値の範囲内か否かを判断し、この判断が否定された場合には、前述したステップ４４０に戻る。この後、再度ステップ４４０以下の処理により、ターゲット、ウェイトを設定し直して、最適化の処理が行われる。

一方、ステップ５０４における判断が肯定された場合には、ステップ５０６に進み、上記ステップ５０２で算出された１９個の調整パラメータの調整量が、先に設定した制約条件に違反しているか否かを前述と同様にして判断する。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ５０８に移行して、前述したステップ３０８と同様にして、制約条件を考慮して、制約条件の設定を逐次行い再度最適化し、調整量を求めた後、ステップ５０３に戻る。

この一方、ステップ５０６の判断が否定された場合、すなわち制約条件違反がない場合及び制約条件違反が解消された場合には、ステップ５１０に移行して、結果をディスプレイ上に表示する。本実施形態では、結果の表示方法として、１９個の調整パラメータの調整量（この場合、初期値からの変化量）、調整後の各調整パラメータの値、最適化後の結像性能（１２種類の収差）の値、及び波面収差補正量、並びにＯＫボタン及びＮＧボタンを表示する。

そして、この結果の表示画面を見て、オペレータがＮＧボタンをマウス等によりポインティングすると、ステップ４４０に戻る。

一方、結果の表示画面を見て、オペレータがＯＫボタンをマウス等によりポインティングすると、ステップ５１４に移行して、算出された調整量に基づいて、第１通信サーバ９２０及び露光装置９２２₁の主制御装置５０を介して各調整部（可動レンズ１３₁〜１３₅及びウエハＷのＺ位置及び傾斜、並びに照明光の波長シフト量の少なくとも一つ）を、前述と同様にして制御する。これにより、露光装置９２２₁が最適化され、露光の際のレチクルパターンの投影像のウエハＷ上での形成状態が最適化されることとなる。

その後、本第２モード（モード２）の処理ルーチンの処理を終了して、図５のメインルーチンのステップ１２２にリターンする。

さらに、上記ステップ１１０において、オペレータがマウス等によりモード３を選択した場合には、ステップ１１４における判断が否定され、ステップ１２０のモード３の処理を行うサブルーチン（以下、「モード３の処理ルーチン」とも呼ぶ）に移行する。ここで、モード３とは、基準となる状態での波面収差を既知として、そのときの調整パラメータの値を固定した状態で、任意の露光条件（任意ＩＤ）における結像性能（本実施形態の場合、前述の１２種類の収差）を求めるモードである。このモード３は、デバイスメーカに限らず、例えば露光装置メーカでの製造段階における投影光学系の光学特性の調整時などに、結像性能を改善し、所望の目標に近づけるためなどにも、好適に用いることができる。

このモード３（以下では「第３モード」とも呼ぶ）の処理ルーチンでは、まず、図１９のステップ６０２で、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）から、現在の状態における調整量（調整パラメータ）の値及び単体波面収差、並びに単体波面収差に対する波面収差補正量を取得する。この取得した情報が、このモード３の基準状態における情報となる。

次のステップ６０４では、第１通信サーバ９２０（あるいは第１通信サーバ９２０を介して対象号機（露光装置９２２₁）の主制御装置５０）から機種名、露光波長、投影光学系の最大Ｎ．Ａ．などの装置情報を取得する。

次のステップ６０６では、対象パターンの情報の入力画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ６０８に移行して対象パターンの情報が入力されるのを待つ。

そして、オペレータによりキーボード等を介して対象パターンの情報（抜きパターンか残しパターンかの種別、密集パターンか孤立パターンかの種別、密集線（ラインアンドスペースなど）の場合のピッチ、線幅、孤立線の場合の線幅、コンタクトホールの場合の縦巾、横幅、ホールパターン間の距離（ピッチなど）、位相シフトパターン（ハーフトーン型を含む）あるいは位相シフトレチクルか否か及びその種類（例えば空間周波数変調型、ハーフトーン型）など）が入力されると、ステップ６１０に移行してその入力されたパターンの情報をＲＡＭなどのメモリに記憶する。

次のステップ６１２では、照明条件の入力画面を表示した後、ステップ６１４に移行して照明条件の情報が入力されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボード等を介して照明条件の情報、例えば照明Ｎ．Ａ．又は照明σ、輪帯比、照明系開口絞りの開口形状（２次光源の形状）などの情報が入力されると、ステップ６１５でその入力された照明条件をＲＡＭなどのメモリに記憶する。

次のステップ６１６では、投影光学系のＮ.Ａ.の入力画面をディスプレイ上に表示した後、次のステップ６１７に進んでＮ．Ａ．が入力されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボード等を介してＮ.Ａ.が入力されると、ステップ６１８（図２０）に移行してその入力されたＮ.Ａ.をＲＡＭなどのメモリに記憶する。

次のステップ６１９では、結像性能の評価対象である目的となる収差（以下、適宜「目的収差」と呼ぶ）の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ６２０に進んで目的収差が指定されたか否かを判断する。ここで、目的収差の指定画面では、併せて指定完了ボタンが表示されるようになっている。

そして、オペレータによりキーボードなどを介して目的収差として前述の１２種類の収差のいずれかが指定されると、その指定された目的収差を評価対象としてＲＡＭなどのメモリに記憶した後、ステップ６２４に進んで指定完了が指示されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合にはステップ６２０に戻る。一方、ステップ６２０における判断が否定された場合には、ステップ６２４に移行する。

すなわち、本実施形態では、ステップ６２０→６２２→６２４のループ、又はステップ６２０→６２４のループを繰り返すことにより、目的収差の指定が完了するのを待つ。そして、オペレータがマウスなどを介して指定完了ボタンをポインティングすると、ステップ６２６に移行する。ここで、目的収差（評価項目）の指定の方法は、上述した直接入力による目的収差の指定に限らず、例えば同一の照明条件、投影光学系のＮ.Ａ.に対応する、異なる評価項目毎のＺＳファイルを選択することで、目的収差（評価項目）を指定するようにすることも可能である。このとき、複数の目的収差（評価項目）を指定しても構わない。

ステップ６２６では、評価条件に対応するＺＳファイルを第２データベースから検索する。ここで、評価条件とは、評価の対象となる条件、すなわち上記ステップ６１０、６１５、６１８でそれぞれ入力された情報により定まる露光条件（以下、適宜「目的露光条件」と呼ぶ）の下における、評価項目の結像性能（ここでは、ステップ６２０で指定されステップ６２２でメモリに記憶された目的収差）を評価するための条件を意味する。

次のステップ６２８では、評価条件に対応するＺＳファイルは見つかったか否かを判断し、見つかった場合には、そのＺＳファイルをＲＡＭなどのメモリ内に読み込む。一方、ステップ６２８における判断が否定された場合、すなわち、評価条件に対応するＺＳファイルが第２データベース内に存在しなかった場合には、ステップ６３２に移行して、第２データベース内のＺＳデータベースを用いてその評価条件に対応するＺＳファイルを、例えば前述の補間法を用いて作成する。

次のステップ６３４では、目的露光条件下における、評価項目の結像性能（ここでは、ステップ６２０で指定されステップ６２２でメモリに記憶された目的収差）を次のようにして算出する。

すなわち、上記ステップ６０２で取得した情報から求められる波面収差のデータと、上記ステップ６３０で読み込まれ、あるいは上記ステップ６３２で作成されたＺＳファイルのデータとを、前述した式（１０）に代入することにより、視野内の各評価点における結像性能を算出する。

そして、次のステップ６３６では、算出した結像性能の情報をディスプレイ上に表示する。このとき、ディスプレイ上には、結像性能の情報とともに、ＯＫボタン及びやり直しボタンが併せて表示される。

上記の結像性能の表示により、オペレータは、自らが指定した目的露光条件下における、評価項目である結像性能を認識することができる。

この表示を見たオペレータは、例えば目的露光条件下における結像性能が十分に満足すべきものである場合には、マウスなどを用いてＯＫボタンをポインティングすることとなる。これにより、本第３モードの処理を終了し、図５のメインルーチンのステップ１２２にリターンする。

この一方、オペレータは、表示内容を見て目的露光条件下における結像性能が十分に満足すべきものなどでない場合には、別の目的露光条件下における結像性能を知るべく、やり直しボタンをマウスなどを用いてポインティングする。これにより、ステップ６０６に戻り、パターン情報の入力画面を再度表示した後、ステップ６０８以降の処理（判断を含む）が繰り返し行われる。

ここで、本第３のモードでは、やり直しボタンを繰り返し押し、種々の露光条件を目的露光条件として設定して結像性能を算出・表示させることにより、オペレータは最良露光条件を容易に決定できる。すなわち、例えば、ステップ６０８で入力するパターンの情報以外の指定情報を固定したまま、パターン情報を徐々に変更しながら、やり直しボタンを繰り返し押して、上述のＺＳファイルの作成（あるいは選択）及び結像性能（目的収差）の算出を、繰り返し行い、ステップ６３６における算出結果の表示を順次確認することにより、結像性能（目的収差）が最小（あるいは最適）となるパターン情報を見つけることにより、最良露光条件として最適なパターンを決定することができる。

同様に、残りの指定情報を固定したまま、ある特定の条件のみを徐々に変更しながら、やり直しボタンを繰り返し押して、上述のＺＳファイルの作成（あるいは選択）及び結像性能（目的収差）の算出を、繰り返し行い、ステップ６３６における算出結果の表示を順次確認することにより、結像性能が最小（あるいは最適）となるその特定の条件を見つけることにより、最良露光条件として最適な特定条件を決定することができる。

図５の説明に戻り、ステップ１２２では、終了か、続行かの選択画面をディスプレイ上に表示する。そして、ステップ１２４で続行が選択されると、ステップ１０２に戻る。一方、終了が選択された場合には、本ルーチンの一連の処理を終了する。

なお、前述した如く、第１のモードの処理において、基準ＩＤにおける波面収差補正量が未知の場合も考えられ、この場合には、この結像性能から波面収差補正量を推定することができる。以下、これについて説明する。

ここでは、単体波面収差とon bodyの波面収差のずれが前述の可動レンズ１３₁〜１３₅などの調整パラメータの調整量のずれΔx’と対応すると仮定して波面収差の補正量を推定する。

単体波面収差とon bodyでの波面収差とが一致すると仮定したときの調整量をΔｘ、調整量の補正量をΔｘ’、ＺＳファイルをＺＳ、基準ＩＤでの理論結像性能（on bodyの波面収差のずれが無い場合の理論的結像性能）をＫ₀、基準ＩＤ（同じ調整パラメータの値）での実際の結像性能をＫ₁、波面収差変化表をＨ、結像性能変化表をＨ'、単体波面収差をＷｐ、波面収差補正量をΔＷｐとすると、次の２式（４４）、（４５）が成り立つ。

Ｋ₀＝ＺＳ・（Ｗｐ＋Ｈ・Δｘ） ……（４４）
Ｋ₁＝ＺＳ・（Ｗｐ＋Ｈ・（Δｘ＋Δｘ’）） ……（４５）
これより、
Ｋ₁−Ｋ₀＝ＺＳ・Ｈ・Δｘ’＝Ｈ’・Δx’ ……（４６）
これより、上式（４６）を最小自乗法で解くと、
調整量の補正量Δｘ’は、次式（４７）のように表せる。
Δｘ’＝（Ｈ'^T・Ｈ'）^-1・Ｈ'^T・（Ｋ₁−Ｋ₀） ……（４７）
また、波面収差の補正量ΔＷｐは、次式（４８）のように表せる。
ΔＷｐ＝Ｈ・Δｘ’ ……（４８）
各基準ＩＤは、この波面収差補正量ΔＷｐを持つこととなる。
また、実際のon body波面収差は、次式（４９）のようになる。
実際のon body波面収差＝Ｗｐ＋Ｈ・Δｘ＋ΔＷｐ ……（４９）

ところで、本実施形態の露光装置９２２₁〜９２２₃では、半導体デバイスの製造時には、デバイス製造用のレチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上に装填され、その後、レチクルアライメント及びいわゆるベースライン計測、並びにＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントなどの準備作業が行われる。

なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平４−３２４９２３号公報及びこれに対応する米国特許第５，２４３，１９５号などに詳細に開示され、また、これに続くＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号などに詳細に開示されている。

その後、ウエハアライメント結果に基づいて、ステップ・アンド・リピート方式の露光が行われる。なお、露光時の動作等は通常のステッパと異なることがないので、詳細説明については省略する。

次に、露光装置９２２（９２２₁〜９２２₃）の製造の際に行われる投影光学系ＰＬの製造方法について、投影光学系ＰＬの製造工程を示す図２１のフローチャートに沿って説明する。

ここでは、前提として、露光装置メーカ（メーカＢとする）の工場内に、図１と同様の構成のコンピュータシステムが構築されているものとする。以下においては、各構成部分の符号として、前述したデバイスメーカＡ側のコンピュータシステムと同一の符号を用いるものとする。また、ここでは、説明の便宜上、第１通信サーバ９２０が、投影光学系ＰＬの製造場所に設置されているものとする。

〔ステップ１〕
ステップ１では、まず、所定の設計レンズデータによる設計値に従って投影光学系ＰＬを構成する各光学部材としての各レンズ素子、並びに各レンズを保持するレンズホルダ、レンズ素子とレンズホルダとから成る光学ユニットを収納する鏡筒を製造する。すなわち、各レンズ素子は、周知のレンズ加工機を用いて所定の光学材料からそれぞれ所定の設計値に従う曲率半径、軸上厚を持つように加工され、また各レンズを保持するレンズホルダ、レンズ素子とレンズホルダとから成る光学ユニットを収納する鏡筒は、周知の金属加工機等を用いて所定の保持材料（ステンレス鋼、真鍮、セラミック等）からそれぞれ所定の寸法を持つ形状に加工される。

〔ステップ２〕
ステップ２では、ステップ１にて製造された投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子のレンズ面の面形状を例えばフィゾー型の干渉計を用いて計測する。このフィゾー型の干渉計としては、波長６３３ｎｍの光を発するＨｅ−Ｎｅ気体レーザや波長３６３ｎｍの光を発するＡｒレーザ、波長２４８ｎｍに高調波化されたＡｒレーザ等を光源とするものが用いられる。このフィゾー型の干渉計によると、光路上に配置された集光レンズの表面に形成された参照面と被検面であるレンズ素子表面からの反射光の干渉による干渉縞をＣＣＤ等の撮像装置により計測することにより被検面の形状を正確に求めることができる。なお、フィゾー型の干渉計を用いてレンズ等の光学素子の表面（レンズ面）の形状を求めることは公知であり、このことは、例えば、特開昭６２−１２６３０５号公報、特開平６−１８５９９７号公報等にも開示されている。

上述したフィゾー型の干渉計を用いた光学素子の面形状の計測は、投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子の全てのレンズ面に関して行われる。そして、それぞれの計測結果を作業者がコンソール等の不図示の入力装置を介して第１通信サーバ９２０に入力する。この入力された情報は、第１通信サーバ９２０から第２通信サーバ９３０に送信され、該第２通信サーバ９３０が備えるＲＡＭ等のメモリ、あるいはハードディスク等の記憶装置に記憶される。

〔ステップ３〕
ステップ２での投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子の全てのレンズ面の面形状の計測が完了した後、設計値に従って加工製造された光学ユニット、すなわち、レンズ等の光学素子とその光学素子を保持するレンズホルダとからそれぞれ成る複数の光学ユニットを組み上げる。この光学ユニットのうち、複数、例えば５つは、前述した可動レンズ１３₁〜１３₅をそれぞれ有しており、該可動レンズ１３₁〜１３₅を有する光学ユニットには、前述の如く、上記レンズホルダとして、二重構造のレンズホルダが用いられている。すなわち、これらの二重構造のレンズホルダは、可動レンズ１３₁〜１３₅をそれぞれ保持する内側レンズホルダと、その内側レンズホルダを保持する外側レンズホルダとをそれぞれ有し、内側レンズホルダと外側レンズホルダとの位置関係が機械式の調整機構を介して調整可能な構造となっている。また、二重構造のレンズホルダには、前述した駆動素子がそれぞれ所定の位置に設けられている。

そして、上述のようにして組み上げられた複数の光学ユニットを、鏡筒の上部開口を介して順次、スペーサを介在させながら鏡筒内に落とし込むように組み上げていく。そして、最初に鏡筒内に落としこまれた光学ユニットは、鏡筒の下端に形成された突出部によってスペーサを介して支持され、全ての光学ユニットが鏡筒内に収容されることにより組み立て工程が完了する。この組み立て工程と並行して、光学ユニットと共に鏡筒内に収納されるスペーサの厚さを加味しながら工具（マイクロメータ等）を用いて、各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を計測する。そして、投影光学系の組み立て作業と計測作業とを交互に行いながら、ステップ３の組み立て工程が完了した段階での投影光学系ＰＬの最終的な各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔を求める。

なお、この組み立て工程を含み、製造段階の各工程では、前述した可動レンズ１３₁〜１３₅は中立位置に固定されている。また、説明は省略したが、この組み立て工程において、瞳開口絞り１５も組み込まれる。

上記の組み立て工程中または組み立て完了時での投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）間の間隔に関する計測結果を作業者が不図示のコンソール等の入力装置を介して第１通信サーバ９２０に入力する。この入力された情報は、第１通信サーバ９２０から第２通信サーバ９３０に送信され、該第２通信サーバ９３０が備えるＲＡＭ等のメモリ、あるいはハードディスク等の記憶装置に記憶される。なお、以上の組み立て工程に際して、必要に応じて光学ユニットを調整しても良い。

このとき、例えば、機械式の調整機構を介して光学素子間の光軸方向での相対間隔を変化、あるいは光軸に対して光学素子を傾斜させる。また、鏡筒の側面を貫通する雌螺子部を通して螺合するねじ（ビス）の先端がレンズホルダに当接するように鏡筒を構成し、そのねじをねじ回し（スクリュドライバ）等の工具を介して移動させることにより、レンズホルダを光軸と直交する方向へずらし、偏心等の調整をしても良い。なお、上記の如く組み立てられた投影光学系の光学調整を行うために、レンズホルダを５自由度以上で可動とする調整機構は、例えば特開２００２−１６２５４９号公報に開示されている。

〔ステップ４〕
次に、ステップ４では、ステップ３にて組み上がった投影光学系ＰＬの波面収差を計測する。

具体的には、投影光学系ＰＬを不図示の大型の波面計測装置（例えば、前述したＰＭＩなど）のボディに取り付け、波面収差を計測する。この波面計測装置による波面の計測原理は、前述した波面収差計測器８０と異なるところがないので、詳細説明は省略する。

上記の波面収差の計測の結果、波面計測装置により、投影光学系の波面を展開したツェルニケ多項式（フリンジツェルニケ多項式）の各項の係数Ｚ_i（ｉ＝１、２、……、８１）が得られる。従って、波面計測装置を第２通信サーバ９３０に接続しておくことにより、第２通信サーバ９３０のＲＡＭ等のメモリ（あるいはハードディスク等の記憶装置）に上記ツェルニケ多項式の各項の係数Ｚ_iが自動的に取り込まれる。なお、上記の説明では、波面計測装置では、ツェルニケ多項式の第８１項までを用いるものとしたが、これは、投影光学系ＰＬの各収差の高次成分も算出するためにこのようにしたものである。しかし、前述の波面収差計測器の場合と同様に第３７項までを算出することとしても良いし、あるいは８２項以上の項をも算出するようにしても良い。

〔ステップ５〕
ステップ５では、ステップ４にて計測された波面収差が、最適となるように投影光学系ＰＬを調整する。

まず、投影光学系ＰＬの調整に先立って、第２通信サーバ９３０は、メモリ内に記憶された各情報、すなわち上記ステップ２にて得られた各光学素子の面形状に関する情報及び上記ステップ３の組み立て工程にて得られた各光学素子の光学面の間隔に関する情報等に基づいて、メモリ内に予め記憶された光学基本データを修正して、実際に組上がった投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現する。この光学データは、各光学素子の調整量を算出するために用いられる。

すなわち、第２通信サーバ９３０のハードディスク内には、投影光学系ＰＬを構成する全てのレンズ素子について、各レンズ素子の６自由度方向それぞれの単位駆動量とツェルニケ多項式の各項の係数Ｚ_iの変化量との関係を、投影光学系の設計値に基づいて算出した、いわば前述した波面収差変化表を可動レンズのみならず非可動のレンズ素子をも含むように拡張した調整用基本データベースが、予め格納されている。そこで、第２通信サーバ９３０では、上述した投影光学系ＰＬの製造過程での光学データに基づいて、所定の演算により上記の調整用基本データベースを修正する。

そして、第２通信サーバ９３０では、その修正後のデータベースと前述の波面収差計測結果とを用いて、所定の演算を行って各レンズ素子の６自由度方向それぞれの調整量（ゼロを含む）の情報を算出し、その調整量の情報をディスプレイ上に表示する。これと同時に、第２通信サーバ９３０では、その調整量の情報を第１通信サーバ９２０に送信する。第１通信サーバ９２０では、その調整量の情報ディスプレイ上に表示する。

この表示に従って、技術者（作業者）により、各レンズ素子が調整される。これにより、波面収差が最適化された投影光学系ＰＬが製造される。

なお、投影光学系ＰＬの光学素子の再加工を容易に行うため、上述の波面計測装置を用いて波面収差を計測した際に、この計測結果に基づいて再加工が必要な光学素子の有無や位置などを特定し、その光学素子の再加工と他の光学素子の再調整とを並行して行うようにしても良い。

次に、露光装置９２２の製造方法について説明する。

露光装置９２２の製造に際しては、まず、複数のレンズ素子、ミラー等の光学素子などを含む照明光学系１２をユニット単体として組み立てるとともに、上述のようにして投影光学系ＰＬを単体として組み立てる。また、多数の機械部品から成るレチクルステージ系やウエハステージ系などを、それぞれユニットとして組み立てる。そして、それぞれユニット単体としての所望の性能を発揮するように、光学的な調整、機械的な調整、及び電気的な調整等を行う。なお、この調整に際して、投影光学系ＰＬについては上述した方法により調整が行われる。

次に、照明光学系１２や投影光学系ＰＬなどを露光装置本体に組むとともに、レチクルステージ系やウエハステージ系などを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続する。

次いで、照明光学系１２や投影光学系ＰＬについては、光学的な調整を更に行う。これは、露光装置本体への組み付け前と組み付け後とでは、それらの光学系、特に投影光学系ＰＬの結像性能が微妙に変化するからである。本実施形態では、この露光装置本体に対する組み込み後に行われる投影光学系ＰＬの光学的な調整に際し、前述した波面収差計測器８０をＺチルトステージ５８に取り付け、前述と同様にして波面収差を計測し、その波面収差の計測結果として得られる各計測点における波面の情報を、オンラインにてその製造中の露光装置の主制御装置５０から第１通信サーバ９２０を介して第２通信サーバ９３０に送る。そして、第２通信サーバ９３０により、上述した投影光学系ＰＬ単体の製造時における調整の際と同様にして、各レンズ素子の６自由度方向それぞれの調整量を算出し、その算出結果を、第１通信サーバ９２０を介して露光装置のディスプレイ上に表示させる。

そして、この表示に従って、技術者（作業者）により、各レンズ素子が調整される。これにより、決定された仕様を確実に満たす投影光学系ＰＬが製造される。

なお、この製造段階における最終調整を、前述した第２通信サーバ９３０からの指示に基づく、主制御装置５０による結像性能補正コントローラ４８を介した投影光学系ＰＬの自動調整により行うことは可能である。しかしながら、露光装置の製造が終了した段階では、各可動レンズを中立位置に保っておくことが、半導体製造工場への納入後に駆動素子の駆動ストロークを十分に確保するために望ましく、また、この段階で、修正されていない収差、主として高次収差は自動調整が困難な収差であると判断できるので、上記の如く、レンズ等の組付けなどを再調整することが望ましい。

なお、上記の再調整により所望の性能が得られない場合などには、一部のレンズを再加工又は交換する必要も生じる。なお、投影光学系ＰＬの光学素子の再加工を容易に行うため、投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込む前に前述の波面収差を専用の波面計測装置等を用いて計測し、この計測結果に基づいて再加工が必要な光学素子の有無や位置などを特定し、その光学素子の再加工と他の光学素子の再調整とを並行して行うようにしても良い。

また、投影光学系ＰＬの光学素子単位でその交換などを行っても良いし、あるいは複数の鏡筒を有する投影光学系ではその鏡筒単位で交換などを行っても良い。更に、光学素子の再加工では必要に応じてその表面を非球面に加工しても良い。また、投影光学系ＰＬの調整では光学素子の位置（他の光学素子との間隔を含む）や傾斜などを変更するだけでも良いし、特に光学素子がレンズエレメントであるときはその偏心を変更したり、あるいは光軸ＡＸを中心として回転させたりしても良い。さらに、投影光学系ＰＬの収差、特に非回転対称成分を補正するため、例えば平行平面板を投影光学系ＰＬに組み込んだ状態で波面収差を計測するとともに、この計測結果に基づいて投影光学系ＰＬから取り出した平行平面板の表面を加工し、この加工された平行平面板（収差補正板）を投影光学系ＰＬに再度取り付けるようにしても良い。これにより、投影光学系ＰＬの調整を容易に行う、あるいはその調整をより高精度に行うことが可能となる。なお、収差補正板を投影光学系ＰＬに取り付けた状態で波面収差を計測し、この計測結果に応じて収差補正板の再加工又は交換などを行うようにしても良い。

その後、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をする。これにより、光学特性が高精度に調整された投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に精度良く転写することができる、本実施形態の露光装置９２２を製造することができる。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うことが望ましい。

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、可動レンズ１３₁〜１３₅、Ｚチルトステージ５８、光源１６によって調整部が構成され、可動レンズ１３₁〜１３₅、Ｚチルトステージ５８のＺ、θｘ、θｙ方向の位置（あるいはその変化量）、及び光源１６からの照明光の波長のシフト量が調整量となっている。そして、上記各調整部と、可動レンズを駆動する駆動素子及び結像性能補正コントローラ４８、Ｚチルトステージ５８を駆動するウエハステージ駆動部５６、並びに、結像性能補正コントローラ４８、ウエハステージ駆動部５６及び光源１６を制御する主制御装置５０によって調整装置が構成されている。しかしながら、調整装置の構成は、これに限定されるものではなく、例えば調整部として可動レンズ１３₁〜１３₅のみを含んでいても良い。かかる場合であっても、投影光学系の結像性能（諸収差）の調整は可能だからである。

また、これまでの説明では、投影光学系ＰＬの調整等に際して行われる波面収差の計測は、波面収差計測器８０を用い、ピンホール及び投影光学系ＰＬを介して形成された空間像に基づいて行うものとしたが、これに限らず、例えば米国特許第５，９７８，０８５号などに開示されている特殊な構造の計測用マスクを用い、そのマスク上の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設けられたピンホール及び投影光学系を順次介して物体上に焼き付けるとともに、マスク上の基準パターンを集光レンズ及びピンホールを介することなく、投影光学系を介して物体上に焼き付けて、それぞれの焼き付けの結果得られる複数の計測用パターンのレジスト像それぞれの基準パターンのレジスト像に対する位置ずれを計測して所定の演算により、波面収差を算出することとしても良い。

さらに、例えば特開２０００−９７６１７号公報などに開示されているＰＤＩ（ポイントデフラクション干渉計）を用いて波面収差を計測しても良い。また、例えば特開平１０−２８４３６８号公報、米国特許第４,３０９,６０２号などに開示されている位相回復法、及び、例えば特開２０００−１４６７５７号公報などに開示されているハーフトーン位相シフトマスクを用いる手法なども用いることができる。さらに、例えば特開平１０−１７０３９９号公報、Jena Review 1991/1, pp8-12 "Wavefront analysis of
photolithographic lenses" Wolfgang Freitaget al., Applied Optics Vol. 31,
No.13, May 1, 1992, pp2284‐2290. "Aberration
analysis in aerial images formed by lithographic lenses", Wolfgang Freitag
et al.、及び特開２００２−２２６０９号公報などに開示されているように、投影光学系の瞳内の一部を通過する光束を用いる手法なども用いることができる。

以上詳細に説明したように、本実施形態に係るコンピュータシステム１０によると、前述の第１モードが選択されたとき、第２通信サーバ９３０が、基準となる露光条件（基準ＩＤ）の下における、上記調整装置の調整情報、及び投影光学系の結像性能に関する情報、例えば波面収差に基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出する。ここで、基準となる露光条件下における調整装置の調整情報と投影光学系の結像性能、例えば波面収差との関係は、既知であり、かつその調整が行われた際に、投影光学系の結像性能は正確なものとなっている筈である。従って、かかる基準となる露光条件下における調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差に基づいて算出される目標露光条件下における最適な調整量は精度の高いものとなる。また、第２通信サーバ９３０では、この算出した調整量に基づいて、第１通信サーバ９２０を介して前述の調整装置を調整する。従って、本実施形態のコンピュータシステム１０によると、任意の目標露光条件下におけるレチクルパターンの投影光学系ＰＬによる投影像のウエハＷ上での形成状態を迅速に最適化することが可能となっている。

なお、本実施形態では、第２通信サーバ９３０が最適な調整量の算出結果に基づいて調整装置を調整するものとしたが、第２通信サーバ９３０は、調整までも必ずしも行う必要はない。すなわち、第２通信サーバ９３０では、前述の調整量の算出を行うのみであっても良い。かかる場合であっても、その算出された調整量の情報を第１通信サーバ９２０、露光装置９２２、あるいはそれらの装置のオペレータなどに例えば電子メールなどで伝達することにより、その情報に基づいて、上記実施形態と同様に第１通信サーバ９２０、露光装置９２２が自ら、あるいはオペレータの指示に応じて調整装置を調整することが可能である。このような場合であっても、上記実施形態と同様に、任意の目標露光条件下におけるレチクルパターンの投影光学系ＰＬによる投影像のウエハＷ上での形成状態を迅速に最適化することができる。

この場合において、前述の結像性能に関する情報は、調整装置の調整情報とともに、目標露光条件下における調整装置の最適な調整量の算出の基礎となる情報であれば良いので、種々の情報を含むことができる。すなわち、結像性能に関する情報は、上記実施形態のように基準となる露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含んでいても良いが、結像性能に関する情報は、投影光学系の単体の波面収差と前記基準となる露光条件下における投影光学系の結像性能との情報を含んでいても良い。後者の場合、前述した波面収差の推定方法により結像性能から基準となる露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を算出すれば良い。

また、本実施形態に係るコンピュータシステム１０によると、前述の第２モードが選択されたとき、第２通信サーバ９３０が、所定の目標露光条件下における、前記調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能、例えば波面収差の実測データに基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出する。すなわち、目標露光条件下で計測された投影光学系の波面収差の実測データに基づいて、その目標露光条件下における調整装置の最適な調整量が算出されるので、正確な調整量の算出が可能となる。

また、第２通信サーバ９３０では、この第２モードで算出した調整量に基づいて、第１通信サーバ９２０を介して前述の調整装置を調整する。従って、本実施形態のコンピュータシステム１０によると、任意の目標露光条件下におけるレチクルパターンの投影光学系ＰＬによる投影像のウエハＷ上での形成状態を迅速に最適化することが可能となっている。この場合算出される調整量は、実測値を基礎とするので、第１モードの場合に比べても同等以上の精度の高いものとなる。

この場合において、実測データとしては、調整装置の調整情報とともに目標露光条件下における調整装置の最適な調整量の算出の基礎となるものであれば如何なるデータをも用いることができる。例えば、本実施形態の如く、実測データは、目標露光条件下における波面収差の実測データを含んでいても良いが、これに限らず、実測データは、目標露光条件下における任意の結像性能の実測データを含んでいても良い。かかる場合にも、その結像性能の実測データと前述したツェルニケ感度表（ＺＳファイル）とを用いることにより、簡単な演算で波面収差を求めることが可能である。

また、本実施形態では、第２通信サーバ９３０は、目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する。このため、例えば目標露光条件下におけるツェルニケ感度表が予め用意されていない場合であっても、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表を用いた例えば内挿による補間計算により目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を速やかに得ることができる。

また、本実施形態に係るコンピュータシステム１０によると、露光装置９２２が備える波面収差計測器８０により投影光学系ＰＬの波面が自己計測される。第１通信サーバ９２０では、波面収差計測器８０で計測される投影光学系ＰＬの波面の計測結果を通信路を介して第２通信サーバ９３０に送信する。第２通信サーバ９３０では、波面の計測結果を利用して前述の調整装置を制御する。従って、投影光学系の瞳面における波面の情報、すなわち瞳面を通過する総合的な情報を利用して投影光学系ＰＬの結像性能が精度良く調整される。この結果、投影光学系によるパターンの結像状態が最適となるように調整される。この場合、第２通信サーバ９３０を露光装置９２２及びそれに接続された第１通信サーバ９２０から離れた位置に配置することが可能であり、かかる場合には、遠隔操作により投影光学系ＰＬの結像性能、ひいては投影光学系ＰＬによるパターンの結像状態の高精度な調整が可能となる。

また、図１のような社内ＬＡＮシステムを露光装置メーカ内に構築する場合には、例えば、研究開発部門のクリーンルーム側、例えば露光装置の組み立て調整を行う場所（以下、「現場」と呼ぶ）に第１通信サーバ９２０を設置し、第２通信サーバ９３０を現場から離れた研究室に設置する。そして、現場側の技術者が前述した波面収差の計測や、実験段階での露光装置の露光条件の情報（パターンの情報を含む）を第１通信サーバ９２０を介して研究室側の第２通信サーバ９３０に送る。そして、研究室側の技術者は、自ら設計したソフトウェアプログラムが予めインストールされた第２通信サーバ９３０を用いて、送られてきた情報に基づいて、露光装置９２２の投影光学系ＰＬの結像性能の自動補正を、離れた場所から行い、その結像性能の調整後の投影光学系の波面収差の計測結果を受け取ることにより、その結像性能の調整の効果を確認することができ、ソフトウェアの開発段階などにも役立てることができる。

なお、上記実施形態で説明した第２通信サーバの処理アルゴリズムは、一例であって本発明の像形成状態調整システムがこれに限定されないことは勿論である。

例えば、前述したウェイト（結像性能のウェイト、視野内の各評価点のウェイト）の指定や、ターゲット（視野内の各評価点における結像性能の目標値）の指定や、最適化フィールド範囲の指定などは、必ずしもできるようになっていなくても良い。これらは、前述した如くデフォルト設定により予め指定しておくことで対応が可能だからである。

同様の理由により、許容値や制約条件の指定も必ずしもできるようにする必要もない。

この反対に、上述しなかった他の機能を付加しても良い。例えば、評価モードの指定ができるようにしても良い。具体的には、例えば絶対値モード、最大最小幅モード（軸毎、全体）など評価の仕方を指定できるようにする。この場合、最適化計算そのものは常に結像性能の絶対値を目標として、計算するので、絶対値モードをデフォルト設定とし、最大・最小幅モードをオプショナルモードとする。

具体的には、例えばディストーションなど、Ｘ軸、Ｙ軸の軸方向毎に平均値をオフセットとして差し引いても良いものについては、最大最小幅モード（レンジ・軸毎オフセット）の指定が可能なようにする。また、ＴＦＤ（非点収差の面内均一性と像面湾曲に依存する総合焦点差）等のＸＹ面全体の平均値をオフセットとして差し引いて良いものについては、最大最小幅モード（レンジ・全体オフセット）の指定が可能なようにする。

この最大最小幅モードは、計算結果を評価するときに必要となる。すなわち、幅が許容値範囲内か否かを判断することにより、幅が許容値範囲内でない場合には、計算条件（ウェイト等）を変えて再度最適化計算することが可能となる。

また、上記実施形態では、必要なＺＳファイルを前述の補間方法により作成するものとしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ＺＳファイルを補間方法以外でその場で作成することとしても良いし、予め、より多くの種類のＺＳファイルを用意しておき、その中から条件の最も近いＺＳファイルを選択してこれを用いることとしても良い。

また、上記実施形態では、モード１の場合に基準ＩＤにおける計算上の波面収差を用い、モード２の場合に実測した波面収差を用い、モード３の場合にモード１と同様の波面収差のデータを用いるものとしたが、例えば、モード３の場合に実測した波面収差を用いることとしても良い。すなわち、実測した波面収差に基づいて、種々の露光条件下における前述の１２種類の収差を演算により求めることとしても良く、この演算結果に基づいて前述の最良露光条件の決定を行えば、実測データを基礎としたことにより、より正確な最良露光条件の決定が可能となる。

また、モード１、モード３の場合に、基準ＩＤにおける計算上の波面収差を用いる代わりに、実測された波面収差を用いることとしても良い。要は、前述の最適化計算などに、波面収差のデータを用いれば良い。

また、波面収差の代わりに、個々の結像性能の実測データを用いることができることは前述した通りであるが、この結像性能の計測には、例えばレチクルのパターン像を、Ｚチルトステージ５８上に受光面が設けられる空間像計測器で検出する、あるいはレチクルのパターンをウエハ上に転写してその転写像（潜像又はレジスト像など）を検出し、この検出結果から結像性能を求めるだけでも良い。

また、上記実施形態では、第２通信サーバでは、モード１からモード３までの３つのモードの設定が可能となっているが、モード１のみ、モード２のみ、モード１とモード２のみ、モード１とモード３のみ、モード２とモード３のみが設定可能であっても良い。

なお、これまでの説明では、必要以上の説明の煩雑化を避ける観点から、露光装置が設置される環境の大気圧の変動や、投影光学系に照射される照明光のエネルギ量の大小に起因して、投影光学系の結像性能が変化する点、すなわち結像性能のいわゆる大気圧変動やいわゆる照射変動に関しては特に触れられてはいないが、上記実施形態においても、これらを考慮することとしても良い。

例えば、大気圧変動は、実際に投影光学系を設置した環境における大気圧の変動と結像性能（例えば波面収差など）との関係をモニタする、あるいは投影光学系を減圧室に収容してその減圧室内の内圧を変化させ、そのときの結像性能の変化を計測するなどにより基礎データを得ることができる。また、照射変動は、実際に投影光学系に照明光を照射してそのときの結像性能の変化を計測することにより、その基礎データを得ることができる。勿論、これらの基礎データを高精度な光学シミュレーションにより得ることも可能である。

一方、前述した実施形態において、基準ＩＤにおける波面収差変化表などのデータベースを作成するときに、これら大気圧、照射量などについても基準となる値を仮定し、これらを加味して前述のシミュレーションにより波面収差変化表などのデータベースを作成しておく。そして、例えば、前述したモード１が選択された場合に、基準ＩＤにおける計算上の波面収差を用いる前提として、第２通信サーバ９３０は、そのとき、すなわち像形成状態の最適化を行うときに、調整量算出の対象となる露光装置９２２のチャンバ１１内（又はクリーンルーム内）の大気圧を計測するセンサの計測データと、その露光装置９２２の主制御装置５０が収集しているログデータ中の照射履歴データとを、第１通信サーバ９２０を介して取り込む。次いで、第２通信サーバ９３０では、それらのデータに基づいて、前述の基準ＩＤにおける基準となる大気圧、照射量からの変動量を算出し、その算出結果に基づいて投影光学系の結像性能の大気圧変動、照射変動を算出する。そして、第２通信サーバ９３０では、この算出結果をも考慮して、前述したモード１の基準ＩＤにおける計算上の波面収差を用いた最適化処理を行うこととすれば良い。

例えば、基準ＩＤ（基準となる露光条件）下における波面収差変化表等のデータに基づいて直接的に目標露光条件下における最適化条件を算出するのではなく、基準ＩＤと目標露光条件との間に、基準ＩＤと比べて大気圧及び投影光学系の照明光の吸収量の少なくとも一方が異なる第３の露光条件を介在させ、その第３の露光条件下における波面収差変化表等のデータ（前述の基準ＩＤにおける波面収差変化表等の種々のデータを前述の投影光学系の結像性能の大気圧変動、照射変動を考慮して補正した、より正確な波面収差変化表等のデータ）を求め、この求めたデータに基づいて目標露光条件下における最適化条件を算出するのである。

なお、モード３は勿論、モード２の場合においても、同様に、上述した投影光学系の結像性能の大気圧変動や、照射変動などを考慮することとしても良い。この点に関しては、後述する変形例においても同様である。

第２通信サーバの処理アルゴリズムの上述した種々の変更は、ソフトウェアを変更することにより容易に実現できる。

なお、上記実施形態で説明したシステム構成は、一例であって、本発明に係る像形成状態調整システムがこれに限定されるものではない。例えば、図２２に示されるコンピュータシステムの如く、公衆回線９１６をその一部に含む通信路を有するシステム構成を採用しても良い。

この図２２に示されるコンピュータシステム１０’は、露光装置等のデバイス製造装置のユーザであるデバイスメーカ（以下、適宜「メーカＡ」と呼ぶ）の半導体工場内のリソグラフィシステム９１２’と、該リソグラフィシステム９１２’にその一部に公衆回線９１６を含む通信路を介して接続された露光装置メーカ（以下、適宜「メーカＢ」と呼ぶ）のコンピュータシステム９１４等を含んで構成されている。

前記リソグラフィシステム９１２’は、ＬＡＮ９１８を介して相互に接続された第１通信サーバ９２０、第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃、及び第１認証用プロキシサーバ９２４等を含んで構成されている。

第１通信サーバ９２０及び第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃のそれぞれには、識別のためのアドレスＡＤ１〜ＡＤ４がそれぞれ割り当てられているものとする。

前記第１認証用プロキシサーバ９２４は、ＬＡＮ９１８と公衆回線９１６との間に設けられ、ここでは一種のファイアウォールとして機能している。すなわち、第１認証用プロキシサーバ９２４は、ＬＡＮ９１８上を流れる通信データが外部に漏れないようにするとともに、アドレスＡＤ１〜ＡＤ４が付された外部からの情報のみを通過させ、それ以外の情報の通過を阻止することによってＬＡＮ９１８を外部からの不正進入から保護している。

前記コンピュータシステム９１４は、ＬＡＮ９２９を介して相互に接続された第２認証用プロキシサーバ９２８及び第２通信サーバ９３０等を含んで構成されている。ここでは、第２通信サーバ９３０には、識別のためのアドレスＡＤ５が割り当てられているものとする。

前記第２認証用プロキシサーバ９２８は、前述した第１認証用プロキシサーバ９２４と同様に、ＬＡＮ９２９上を流れる通信データが外部に漏れないようにするとともに、ＬＡＮ９２９を外部からの不正進入から保護する一種のファイアウォールの役目を有している。

この図２２のシステム１０’では、第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃から外部に対するデータの送信は、第１通信サーバ９２０及び第１認証用プロキシサーバ９２４を介して行われ、外部から第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃に対するデータの送信は、第１認証用プロキシサーバ９２４を介して直接に、あるいは第１認証用プロキシサーバ９２４及び第１通信サーバ９２０を介して行われるようになっている。

この図２２のシステム１０’は、例えば露光装置の定期メンテナンス時などに、メーカＡ側に出張しているサービスエンジニアなどが、第２通信サーバ９３０内にインストールされている前述の最適化プログラムを用いて、露光装置におけるパターンの投影像の物体上での形成状態を調整する場合などに好適である。

その他、図２２のシステム構成であれば、次のようなことも可能となる。すなわち、前述の調整装置の自動調整では補正が困難な収差が含まれる場合も起こりうる。このような場合に、現場（メーカＡ側）のサービスエンジニアが波面収差の計測を行い、そのデータを第１通信サーバ９２０及び公衆回線９１６を介して第２通信サーバ９３０に送ることにより、メーカＢ内の熟練技術者が、第２通信サーバ９３０のハードディスク内に記憶されている波面の計測データをディスプレイに表示させ、その表示内容を分析して、問題点を把握し、自動調整では困難な収差が含まれている場合には、的確な対応策の指示内容を第２通信サーバ９３０のキーボード等から入力し、通信にて露光装置９２２の表示装置４４の画面上に表示させることも可能である。メーカＡ側にいるサービスエンジニア等は、この画面の表示内容に基づいてレンズの組み付けを微調整する等により、短時間に投影光学系の調整を行うことが可能となる。

また、上記実施形態及び図２２の変形例では、第２通信サーバ９３０内に前述の最適化プログラムが格納されている場合について説明したが、これに限らず、第１通信サーバ９２０が備えるＣＤ−ＲＯＭドライブに最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを記録したＣＤ−ＲＯＭを装填し、ＣＤ−ＲＯＭドライブから最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを第１通信サーバ９２０が備えるハードディスクなどの記憶装置内にインストール及びコピーしておいても良い。このようにすれば、第１通信サーバ９２０が、露光装置９２２からの情報を受け取るだけで、前述の最適化処理などを行うことが可能となる。

また、前述の如く、第１通信サーバ９２０が備えるハードディスク等の内部には、第１〜第３露光装置９２２₁〜９２２₃で達成すべき目標情報、例えば解像度（解像力）、実用最小線幅（デバイスルール）、照明光ＥＬの波長（中心波長及び波長幅など）、転写対象のパターンの情報、その他の露光装置９２２₁〜９２２₃の性能を決定する投影光学系に関する何らかの情報であって目標値となり得る情報が格納されている。また、第１通信サーバ９２０が備えるハードディスク等の内部には、今後導入する予定の露光装置での目標情報、例えば使用を計画しているパターンの情報なども目標情報として格納されている。

従って、モードのデフォルト設定をモード３とするとともに、前述のモード３の処理においてオペレータが行っていた種々の条件設定を、上記の情報を用いて第１通信サーバ９２０自らが行うようにソフトウェアを変更することにより、最良露光条件を自動設定することも可能である。

あるいは、露光装置９２２が備えるドライブ装置４６に最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを記録したＣＤ−ＲＯＭを装填し、ＣＤ−ＲＯＭドライブから最適化プログラム及びこれに付属するデータベースをハードディスクなどの記憶装置４２内にインストール及びコピーしておいても良い。このようにすれば、露光装置９２２単独で、前述の最適化処理などを行うことが可能となる。なお、オペレータがパターン情報を入力する代わりに、メーカＡのデバイス製造工場のホストコンピュータからパターン情報を得る、あるいはウエハに転写すべきパターンが形成されたレチクルに付されたバーコード又は２次元コードなどを露光装置が読み取ってパターン情報を得るようにし、オペレータやサービスエンジニアなどを介在させることなく、露光装置による投影光学系ＰＬの自動調整を可能としても良い。この場合、主制御装置５０が前述の調整装置を制御する処理装置を構成することとなる。

すなわち、主制御装置５０は、前述のモード１の処理（判断を含む）を実行して、基準となる露光条件（基準ＩＤ）下における、前記調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能に関する情報、例えば波面収差に基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、調整装置を制御する。この結果、前述と同様の理由により、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像のウエハ上での形成状態がほぼ全自動で最適化される。

この場合も、前記結像性能に関する情報としては、種々の情報を含むことができる。例えば、前記結像性能に関する情報は、基準ＩＤにおける調整後の投影光学系の波面収差の情報を含んでいても良いし、あるいは前記投影光学系の単体の波面収差と基準ＩＤ下における投影光学系の結像性能との情報を含んでいても良い。

また、主制御装置５０は、前述のモード２の処理を実行し、所定の目標露光条件下における、調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能（波面収差あるいは種々の収差）の実測データに基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する。この場合、前述と同様の理由により、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像のウエハ上での形成状態がほぼ全自動で最適化される。この場合、第１モードに比べ、より正確な調整量に基づいて調整装置が制御される。

なお、上記実施形態では、投影光学系の結像性能の実測データとして波面収差の実測データを用いる場合、その波面収差の計測に例えば波面収差計測器を用いることができるが、その波面収差計測器として全体形状がウエハホルダと交換可能な形状を有する波面収差計測器を用いても良い。かかる場合には、この波面収差計測器は、ウエハ又はウエハホルダをウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）上に搬入し、ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）から搬出する搬送系（ウエハローダなど）を用いて自動搬送することが可能である。なお、ウエハステージに搬入される波面収差計測器は、例えば前述の波面収差計測器８０の全てが組み込まれていなくても良く、その一部のみが組み込まれ、残りがウエハステージの外部に設けられていても良い。さらに、上記実施形態では、ウエハステージに対して波面収差計測器８０を着脱自在としたが、常設としても良い。このとき、波面収差計測器８０の一部のみをウエハステージに設置し、残りをウエハステージの外部に配置しても良い。さらに上記実施形態では、波面収差計測器８０の受光光学系の収差を無視するものとしたが、その波面収差を考慮して投影光学系の波面収差を決定しても良い。また、波面収差の計測に例えば前述の米国特許第５,９７８,０８５号に開示された計測用レチクルを用いる場合には、ウエハ上のレジスト層に転写され形成された計測用パターンの潜像の基準パターンの潜像に対する位置ずれを、例えば露光装置が備えるアライメント系ＡＬＧによって検出することとしても良い。なお、計測用パターンの潜像を検出する場合には、ウエハなどの物体上の感光層としてフォトレジストを用いても良いし、あるいは光磁気材料などを用いても良い。さらに、露光装置とコータ・デベロッパとをインライン接続し、前述の計測用パターンが転写されたウエハなどの物体を現像処理して得られるレジスト像、さらにはエッチング処理をして得られるエッチング像を露光装置のアライメント系ＡＬＧで検出しても良い。また、露光装置とは別に専用の計測装置を設けて計測用パターンの転写像（潜像、レジスト像など）を検出し、この結果をＬＡＮ、インターネットなどを介して、あるいは無線通信により露光装置に送るようにしても良い。これらに加え、前述の最適化プログラムのモードの設定をモード１がデフォルト設定により選択されるようにしておく。このような種々の工夫により、前述した投影光学系ＰＬの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなくコンピュータシステム１０によって全て自動的に行うようにすることも可能である。同様に、最適化プログラムを第１通信サーバに格納しておくことにより、前述した投影光学系ＰＬの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなく第１通信サーバによって行うことができる。同様に、最適化プログラムが露光装置９２２の記憶装置４２にインストールしておくことにより、前述した投影光学系ＰＬの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなく露光装置単独で行うことも可能である。

この他、第１通信サーバ９２０と第２通信サーバ９３０とは、無線回線によって接続しても良い。

なお、上記実施形態及び変形例では１２種類の結像性能を最適化するものとしたが、結像性能の種類（数）はこれに限られるものではなく、最適化の対象となる露光条件の種類を変更することで、更に多くの結像性能、あるいはより少ない結像性能を最適化しても良い。例えば前述のツェルニケ感度表（Zernike Sensitivity）に評価量としても含まれる結像性能の種類を変更することとすれば良い。

また、上記実施形態及び変形例ではツェルニケ多項式の第１項〜第ｎ項の各係数を全て用いるものとしているが、第１項〜第ｎ項の少なくとも１つの項でその係数を用いなくても良い。例えば、第２項〜第４項の各係数を用いないで、対応する結像性能を従来通りに調整しても良い。この場合、これら第２項〜第４項の各係数を用いない場合、対応する結像性能の調整を、前述の可動レンズ１３₁〜１３₅の少なくとも１つの３自由度方向の位置の調整で行っても良いが、ウエハＷ（Ｚチルトステージ５８）のＺ位置及び傾斜の調整で行っても良い。

また、上記実施形態及び変形例では、波面計測装置では、ツェルニケ多項式の第８１項まで、波面収差計測器の場合に第３７項までを算出する、あるいは第８２項以上の項をも算出するものとしたが、これに限定されるものではない。同様に、前述した波面収差変化表なども、第１項〜第３７項に関するものに限定されるものではない。

さらに、上記実施形態及び変形例では最小自乗法(Least Square Method)または減衰最小自乗法(Damped Least Square Method)により最適化を行うものとしたが、例えば(1) 最急降下法(Steepest Decent Method)や共役勾配法(Conjugate Gradient Method)などの勾配法、(2) Flecible Method、(3) Variable by Variable Method、(4) Orthonomalization Method、(5) Adaptive Method、(6)２次微分法、(7) Grobal Optimization by Simulated annealing、(8) Grobal Optimazation by Biological evolution、及び(9)遺伝的アルゴリズム（US2001/0053962Aを参照）などを用いることが可能である。

なお、上記各実施形態では、通信路としてＬＡＮ、あるいはＬＡＮ及び公衆回線、その他の信号線を用いる場合について説明したが、これに限らず、信号線や通信路は有線でも無線でも良い。

また、上記実施形態及び変形例では、照明条件の情報として、通常照明ではσ値（コヒーレンスファクタ）、輪帯照明では輪帯比を用いるものとしたが、輪帯照明で輪帯比に加えて、あるいはその代わりに内径や外径を用いても良いし、４極照明などの変形照明（ＳＨＲＩＮＣ又は多極照明とも呼ばれる）では、照明光学系の瞳面上における照明光の光量分布はその一部、すなわち照明光学系の光軸との距離がほぼ等しい位置にその光量重心が設定される複数の部分領域で光量が高められるので、照明光学系の瞳面における複数の部分領域（光量重心）の位置情報（例えば、照明光学系の瞳面で光軸を原点とする座標系における座標値など）、複数の部分領域（光量重心）と照明光学系の光軸との距離、及び部分領域の大きさ（σ値に相当）などを用いても良い。

さらに、上記実施形態及び変形例では、投影光学系ＰＬの光学素子を移動して結像性能を調整するものとしたが、結像性能調整機構は光学素子の駆動機構に限られるものではなく、その駆動機構に加えて、あるいはその代わりに、例えば投影光学系ＰＬの光学素子間での気体の圧力を変更する、レチクルＲを投影光学系の光軸方向に移動又は傾斜させる、あるいはレチクルとウエハとの間に配置される平行平面板の光学的な厚さを変更する機構などを用いても良い。但し、この場合には上記実施形態又は変形例における自由度の数が変更され得る。

また、上記実施形態及び変形例では、露光装置９２２が、複数台設けられ、第２通信サーバ９３０が、通信路を介して複数台の露光装置９２２₁〜９２２₃に共通に接続された場合について説明したが、本発明がこれに限定されることはなく、露光装置は単数であっても勿論良い。

なお、上記実施形態では、露光装置としてステッパを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば米国特許第５，４７３，４１０号等に開示されるマスクと物体とを同期移動してマスクのパターンを物体上に転写する走査型の露光装置を用いても良い。

さらに、上記実施形態及び変形例では複数台の露光装置が同一構成であるものとしたが、照明光ＥＬの波長が異なる露光装置を混用しても良いし、あるいは構成が異なる露光装置、例えば静止露光方式の露光装置（ステッパなど）と走査露光方式の露光装置（スキャナなど）とを混用しても良い。また、複数台の露光装置の一部を、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置としても良い。また、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置を用いても良い。

この場合の露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、プラズマディスプレイ又は有機ＥＬなどの表示装置、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気へッド、マイクロマシーン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

また、上記実施形態の露光装置の光源は、Ｆ₂レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザなどの紫外パルス光源に限らず、連続光源、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能である。さらに、照明光ＥＬとして、Ｘ線、特にＥＵＶ光などを用いても良い。

また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良い。また、投影光学系としては、屈折系に限らず、反射光学素子と屈折光学素子とを有する反射屈折系（カタッディオプトリック系）あるいは反射光学素子のみを用いる反射系を用いても良い。なお、投影光学系ＰＬとして反射屈折系又は反射系を用いるときは、前述した可動の光学素子として反射光学素子（凹面鏡や反射鏡など）の位置などを変更して投影光学系の結像性能を調整する。また、照明光ＥＬとして、特にＡｒ₂レーザ光、又はＥＵＶ光などを用いる場合には、投影光学系ＰＬを反射光学素子のみから成るオール反射系とすることもできる。但し、Ａｒ₂レーザ光やＥＵＶ光などを用いる場合にはレチクルＲも反射型とする。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。このデバイス製造方法によると、リソグラフィ工程で、前述した実施形態の露光装置を用いて露光が行われるので、対象パターンに応じて結像性能が調整された、あるいは波面収差の計測結果に基づいて結像性能が高精度に調整された投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターンがウエハＷ上に転写されるので、微細パターンを重ね合せ精度良くウエハＷ上に転写することが可能となる。従って、最終製品であるデバイスの歩留まりが向上し、その生産性の向上が可能となる。

以上説明したように、本発明の像形成状態調整システムは、パターンの投影像の物体上での形成状態を迅速に最適化するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、パターンの物体上に精度良く転写するのに適している。また、本発明のプログラム及び情報記録媒体は、露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータにパターンの投影像の物体上での形成状態の最適化のための処理を実行させるのに適している。また、本発明の投影光学系の製造方法は、結像特性の良好な投影光学系の製造に適している。また、本発明の露光装置の製造方法は、微細パターンを物体上に精度良く転写できる露光装置の製造に適している。

Claims (102)

1. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、
   前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；
   前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出するコンピュータと；を備える像形成状態調整システム。
2. 請求項１に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることを特徴とする像形成状態調整システム。
3. 請求項２に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることを特徴とする像形成状態調整システム。
4. 請求項２に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることを特徴とする像形成状態調整システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とする像形成状態調整システム。
6. 請求項５に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記コンピュータは、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示することを特徴とする像形成状態調整システム。
7. 請求項５に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記重みは、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容値を超える部分の重みが高くなるように設定されることを特徴とする像形成状態調整システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記コンピュータは、目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することを特徴とする像形成状態調整システム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
   前記少なくとも１つの基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることを特徴とする像形成状態調整システム。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記コンピュータは、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記最適な調整量を算出することを特徴とする像形成状態調整システム。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記コンピュータには、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として外部から設定可能であることを特徴とする像形成状態調整システム。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記コンピュータは、前記算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御することを特徴とする像形成状態調整システム。
13. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、
    前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；
    前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出するコンピュータと；を備える像形成状態調整システム。
14. 請求項１３に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることを特徴とする像形成状態調整システム。
15. 請求項１４に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むことを特徴とする像形成状態調整システム。
16. 請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記コンピュータは、前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することを特徴とする像形成状態調整システム。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記通信路は、ローカルエリアネットワークであることを特徴とする像形成状態調整システム。
18. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記通信路は、公衆回線を含むことを特徴とする像形成状態調整システム。
19. 請求項１〜１６ずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記通信路は、無線回線を含むことを特徴とする像形成状態調整システム。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の像形成状態調整システムにおいて、
    前記コンピュータは、前記露光装置の構成各部を制御する制御用コンピュータであることを特徴とする像形成状態調整システム。
21. 所定のパターンを投影光学系を用いて物体上に転写する露光方法であって、
    少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出する工程と；
    前記目標露光条件下で、前記算出された調整量に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する工程と；を含む露光方法。
22. 請求項２１に記載の露光方法において、
    前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることを特徴とする露光方法。
23. 請求項２１又は２２に記載の露光方法において、
    前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とする露光方法。
24. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する露光方法。
25. 請求項２４に記載の露光方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含み、前記パターンに関する情報を前記着目する設定情報として最適な設定値を決定する露光方法。
26. 請求項２４に記載の露光方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の情報を含み、前記投影条件に関する複数の情報の１つを前記着目する設定情報として最適な設定値を決定する露光方法。
27. 請求項２６に記載の露光方法において、
    前記投影条件に関する複数の情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含む露光方法。
28. 請求項２７に記載の露光方法において、
    前記照明光学系の光学情報は、前記パターンの照明条件に関する複数の情報を含む露光方法。
29. 請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出する露光方法。
30. 請求項２９に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成される露光方法。
31. 請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態の調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表と、前記ツェルニケ感度表とに基づいて、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
32. 請求項３１に記載の露光方法において、
    前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整される露光方法。
33. 請求項３１又は３２に記載の露光方法において、
    前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出する露光方法。
34. 請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出する露光方法。
35. 請求項３４に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成される露光方法。
36. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態の調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
37. 請求項３６に記載の露光方法において、
    前記結像性能が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整される露光方法。
38. 請求項３６又は３７に記載の露光方法において、
    前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出する露光方法。
39. 請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記転写における複数の設定情報の少なくとも１つに関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
40. 請求項３９に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記最適な調整量を決定する露光方法。
41. 請求項４０に記載の露光方法において、
    前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成される露光方法。
42. 請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含み、前記パターンが異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
43. 請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する投影情報を含み、前記投影情報に関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
44. 請求項４３に記載の露光方法において、
    前記投影条件に関する情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含み、前記２つの光学情報の少なくとも一方に関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
45. 請求項４４に記載の露光方法において、
    前記照明光学系の光学情報は、前記パターンの照明条件に関する複数の照明情報を含み、前記複数の照明情報の少なくとも１つに関する設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光方法。
46. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、
    前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件を設定する設定装置と；
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する演算装置と；を備える露光装置。
47. 請求項４６に記載の露光装置において、
    前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記結像性能を算出する露光装置。
48. 請求項４７に記載の露光装置において、
    前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成される露光装置。
49. 請求項４６〜４８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態を調整する調整装置を更に備え、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表と、前記ツェルニケ感度表とに基づいて、前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する露光装置。
50. 請求項４９に記載の露光装置において、
    前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件で前記物体へのパターンの転写が行われるとき、前記最適な調整量に応じて前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子が調整される露光装置。
51. 請求項４９又は５０に記載の露光装置において、
    前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出する露光装置。
52. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、
    前記物体上での前記投影光学系によるパターン像の形成状態を調整する調整装置と；
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表とに基づいて、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する演算装置と；を備える露光装置。
53. 請求項５２に記載の露光装置において、
    前記ツェルニケ多項式の少なくとも１つの項に重み付けを行う重み付け関数を用いて前記最適な調整量を算出する露光装置。
54. 請求項５２又は５３に記載の露光装置において、
    前記転写における複数の設定情報の少なくとも１つに関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能が最適となる前記調整装置の最適な調整量を決定する露光装置。
55. 請求項５４に記載の露光装置において、
    前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いてそれぞれ前記最適な調整量を決定する露光装置。
56. 請求項５５に記載の露光装置において、
    前記複数の露光条件の少なくとも１つはその対応するツェルニケ感度表が、他の複数の露光条件に対応するツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成される露光装置。
57. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置であって、
    前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報の少なくとも１つで設定値が可変な露光条件を設定する設定装置と；
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する演算装置と；を備える露光装置。
58. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する露光方法。
59. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項２１〜４５、及び５８のいずれか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
60. エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
    前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；
    前記調整装置に信号線を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整装置の調整量との関係式を用いて、前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する処理装置と；を備える露光装置。
61. 請求項６０に記載の露光装置において、
    前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることを特徴とする露光装置。
62. 請求項６０又は６１に記載の露光装置において、
    前記投影光学系の波面収差を計測する波面計測器を更に備えることを特徴とする露光装置。
63. 請求項６２に記載の露光装置において、
    前記物体を保持する物体ステージと；
    前記波面計測器を前記物体ステージ上に搬入し、前記物体ステージから搬出する搬送系と；を更に備えることを特徴とする露光装置。
64. 請求項６０〜６３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることを特徴とする像形成状態調整システム。
65. 請求項６４に記載の露光装置において、
    前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることを特徴とする露光装置。
66. 請求項６４に記載の露光装置において、
    前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることを特徴とする露光装置。
67. 請求項６０〜６６のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とする露光装置。
68. 請求項６７に記載の露光装置において、
    前記処理装置は、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示することを特徴とする露光装置。
69. 請求項６０〜６８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記処理装置は、目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することを特徴とする露光装置。
70. エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
    前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；
    前記調整装置に通信路を介して接続され、少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出する処理装置と；を備える露光装置。
71. 請求項７０に記載の露光装置において、
    前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることを特徴とする露光装置。
72. 請求項７１に記載の露光装置において、
    前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むことを特徴とする露光装置。
73. 請求項７０〜７２のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記処理装置は、前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成することを特徴とする露光装置。
74. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
    少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整量の情報及び前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報の入力に応答して、前記差と、目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて前記目標露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を算出する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
75. 請求項７４に記載のプログラムにおいて、
    前記投影光学系の視野内の各評価点における前記目標値の設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
76. 請求項７４に記載のプログラムにおいて、
    前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数とともに前記目標値の設定画面を表示する手順と；
    前記設定画面の表示に応答して設定された係数の目標値を前記結像性能の目標値に変換する手順と；を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
77. 請求項７４〜７６のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とするプログラム。
78. 請求項７７に記載のプログラムにおいて、
    前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容値を境界として色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
79. 請求項７４〜７８のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
80. 請求項７４〜７９のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を考慮して、前記算出された最適な調整量を補正する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
81. 請求項７４〜８０のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記基準となる露光条件は、前記目標露光条件であることを特徴とするプログラム。
82. 請求項７４〜８１のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
83. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
    少なくとも１つの基準となる露光条件下における前記調整装置の調整情報及び前記投影光学系の波面収差の情報に基づいて得られる現在の前記投影光学系の波面収差の情報と、前記調整情報に従う前記調整装置の調整状態下における任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の結像性能を算出する手順と；
    その算出結果を出力する手順と；を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
84. 請求項８３に記載のプログラムにおいて、
    前記任意の露光条件は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する第１情報、及び前記パターンの投影条件に関する第２情報に応じて定まる条件であることを特徴とするプログラム。
85. 請求項８４に記載のプログラムにおいて、
    前記第２情報は、前記投影光学系の開口数と前記パターンの照明条件とを含むことを特徴とするプログラム。
86. 請求項８３〜８５のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
    前記任意の露光条件下におけるツェルニケ感度表を、複数の基準となる露光条件下におけるツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
87. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表との入力に応答して、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
88. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写するために、前記物体上での前記パターンの投影像の形成状態を調整する調整装置を備える露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置による調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示す波面収差変化表との入力に応答して、前記投影光学系の結像性能が最適となる露光条件下における前記調整装置の最適な調整量を決定する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
89. 投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光装置に所定の処理を実行させるコンピュータのプログラムであって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表との入力に応答して、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の露光条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
90. 請求項７４〜８９のいずれか一項に記載のプログラムが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体。
91. 所定のパターンを物体上に投影する投影光学系の製造方法であって、
    複数の光学素子それぞれの面形状に関する情報を得る工程と；
    鏡筒に前記複数の光学素子を所定の位置関係で組み付けて前記投影光学系を組み立てるとともに、組み立て中の各光学素子の光学面の間隔に関する情報を得る工程と；
    前記組み立て後の前記投影光学系の波面収差を計測する工程と；
    前記各光学素子の面形状に関する情報及び前記各光学素子の光学面の間隔に関する情報に基づいて、既知の光学基本データを修正して、実際に組上がった投影光学系の製造過程での光学データを再現する工程と；
    前記各光学素子の所定の自由度方向それぞれの単位駆動量とツェルニケ多項式の各項の係数の変化量との関係を、前記投影光学系の設計値に基づいて算出した波面収差変化表を含む調整基本データベースを、前記光学基本データに基づいて修正する工程と；
    前記修正後の前記データベースと計測された波面収差の計測結果とを用いて、前記レンズ素子の各自由度方向それぞれの調整量の情報を算出し、その算出結果に基づいて前記少なくとも１つの光学素子を、少なくとも１自由度方向に駆動することで、前記計測された波面収差が、最適となるように前記投影光学系を調整する工程と；を含む投影光学系の製造方法。
92. 所定のパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置の製造方法であって、
    前記投影光学系を製造する工程と；
    前記製造後の前記投影光学系を露光装置本体に組み込む工程と；
    前記露光装置本体に組み込まれた状態の前記投影光学系の波面収差を計測する工程と；
    前記各光学素子の所定の自由度方向それぞれの単位駆動量とツェルニケ多項式の各項の係数の変化量との関係を、前記投影光学系の設計値に基づいて算出した波面収差変化表を含むデータベースと、計測された波面収差とを用いて、前記光学素子の各自由度方向それぞれの調整量の情報を算出し、その算出結果に基づいて前記少なくとも１つの光学素子を、少なくとも１自由度方向に駆動する工程と；を含む露光装置の製造方法。
93. 物体上にパターンを投影する投影光学系の結像性能計測方法であって、
    前記投影光学系の波面収差に関する情報と、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、前記投影における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出するために、前記複数の条件の少なくとも一部で異なるツェルニケ感度表を用いるとともに、前記異なるツェルニケ感度表の少なくとも１つを、他の複数のツェルニケ感度表に基づいて補間計算により作成する投影光学系の結像性能計測方法。
94. 請求項９３に記載の投影光学系の結像性能計測方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する情報を含む投影光学系の結像性能計測方法。
95. 請求項９４に記載の投影光学系の結像性能計測方法において、
    前記投影条件に関する情報は、前記投影光学系の光学情報と、前記パターンを照明する照明光学系の光学情報とを含む投影光学系の結像性能計測方法。
96. 請求項９３〜９５のいずれか一項に記載の投影光学系の結像性能計測方法において、
    前記複数の設定情報は、前記投影光学系による投影対象となるパターンに関する情報を含む投影光学系の結像性能計測方法。
97. 請求項２４〜４５、５８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記波面収差に関する情報は、前記投影影光学系の結像性能の情報から推定されることを特徴とする露光方法。
98. 請求項２４〜４５、５８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記波面収差に関する情報は、前記投影光学系の像面内でのパターン像の位置情報から得られることを特徴とする露光方法。
99. 請求項４６〜５７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記波面収差に関する情報は、前記投影光学系の結像性能の情報から推定されることを特徴とする露光装置。
100. 請求項４６〜５７のいずれか一項に記載の露光装置において、
     前記波面収差に関する情報は、前記投影光学系の像面内でのパターン像の位置情報から得られることを特徴とする露光装置。
101. 請求項８７〜８９のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
     前記波面収差に関する情報は、前記投影光学系の結像性能の情報から推定されることを特徴とするプログラム。
102. 請求項８７〜８９のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
     前記波面収差に関する情報は、前記投影光学系の像面内でのパターン像の位置情報から得られることを特徴とするプログラム。

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