JPH0949781A - 光学系の検査装置および該検査装置を備えた投影露光装置 - Google Patents

光学系の検査装置および該検査装置を備えた投影露光装置

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JPH0949781A
JPH0949781A JP7222677A JP22267795A JPH0949781A JP H0949781 A JPH0949781 A JP H0949781A JP 7222677 A JP7222677 A JP 7222677A JP 22267795 A JP22267795 A JP 22267795A JP H0949781 A JPH0949781 A JP H0949781A
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JP7222677A
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Ayako Sugaya
綾子 菅谷
Masahiro Nakagawa
正弘 中川
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Nikon Corp
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実使用状態での光学系の収差状態および光学
調整状態を再現性良く検査し、更に効率良く収差補正お
よび光学調整を行う。 【解決手段】 光学系の収差状態および光学調整状態を
検査する検査装置において、光学系を介して形成された
パターンの像を検出するための像検出手段と、像検出手
段において検出されるパターンの像をデフォーカスさせ
るためのデフォーカス手段と、像検出手段において各デ
フォーカス状態で検出されたパターンの像の位置変化に
基づいて光学系の収差状態および光学調整状態を検査す
るための検査手段と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学系の検査装置お
よび該検査装置を備えた投影露光装置に関し、特に半導
体素子や液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で
用いる投影露光装置の投影光学系や位置合わせ装置およ
び重ね合わせ測定装置等の光学系に対する収差状態およ
び光学調整状態の検査および調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子や液晶表示素子等を製
造するリソグラフィ工程で用いる投影露光装置では、マ
スクに形成されたパターンを投影光学系を介して感光性
基板であるウエハ上に転写する。すなわち、ウエハ上に
すでに転写されたパターンに対して、投影光学系を介し
て形成されるマスクパターンの投影像を位置合わせ装置
（アライメント系）により位置合わせして、重ね合わせ
露光を行う。さらに、投影露光装置に内設または外設さ
れた重ね合わせ測定装置により、上記位置合わせの良否
を判定している。
【０００３】この場合、投影光学系の光学調整が不十分
だったり、投影光学系に収差が残存していると、マスク
パターンの投影像が正確に結像することができず、ウエ
ハ上に歪みのある転写パターンが形成される。また、位
置合わせ装置の光学調整が不十分だったり、位置合わせ
装置の光学系に収差が残存していると、マスクとウエハ
との正確な位置合わせを行うことができず、高精度な重
ね合わせ露光を行うことができない。さらに、重ね合わ
せ測定装置についても、光学調整不良や残留収差がある
と、高精度な重ね合わせ測定を行うことができない。
【０００４】そこで、マスクの光透過部分に形成した複
数の遮光パターンを投影光学系を介してウエハ上に転写
し、ウエハ上に形成されたレジスト像の非対称量を電子
顕微鏡を用いて観察して、投影光学系の収差を検査する
方法が従来から採用されている。また、特開平５−１１
８９５７号公報に開示されているように、投影光学系を
介して形成されたマスク遮光パターンの空間像を検出す
ることによって、投影光学系の非対称収差を検査する方
法が提案されている。
【０００５】さらに、光学調整については、特開平６−
６９０９７号公報や特開平６−１３２１９７号公報など
に、光軸ずれや光軸の傾斜を補正する方法が提案されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レジス
ト像を電子顕微鏡を用いて観察する方法では、ウエハ上
にレジスト像を実際に形成する必要がある。このため、
検査に先立って煩雑な工程に長時間を要した。さらに、
レジスト像の検査には、通常、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）を用いるが、ＳＥＭの分解能は操作者の個人差や装
置の状態に依存して変化するので、検査再現性が良くな
かった。
【０００７】また、特開平５−１１８９５７号公報に開
示の空間像を用いる方法では、照明σ（結像開口数に対
する照明開口数の比）を小さくしないと十分な効果を得
ることができない。ところが、照明σを変化させると光
学系の波面収差に対する光束の寄与の仕方が変化する。
このため、照明σを絞った状態で得られた空間像に基づ
いて求められた収差は、実使用状態における収差とは異
なってしまう。
【０００８】さらに、特開平６−６９０９７号公報や特
開平６−１３２１９７号公報などに開示の光学調整方法
では、光学系のテレセントリシティ（以下、「テレセ
ン」という）または光束のケラレ（以下、「ケラレ」と
いう）のいずれか一方だけを調整している。したがっ
て、テレセンおよびケラレの双方を調整することができ
なかった。
【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、実使用状態またはそれに準じた状態での光学
系の収差状態および光学調整状態を再現性良く検査する
ことのできる光学系の検査装置と、該検査装置で検出し
た当該光学系の収差状態および光学調整状態の情報に基
づいて当該光学系の収差補正や光学調整を行うための手
段とを備えた投影露光装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明においては、光学系の収差状態お
よび光学調整状態を検査する検査装置において、前記光
学系を介して形成されたパターンの像を検出するための
像検出手段と、前記像検出手段において検出される前記
パターンの像をデフォーカスさせるためのデフォーカス
手段と、前記像検出手段において各デフォーカス状態で
検出された前記パターンの像の位置変化に基づいて前記
光学系の収差状態および光学調整状態を検査するための
検査手段と、を備えていることを特徴とする検査装置を
提供する。
【００１１】第１発明の好ましい態様によれば、前記デ
フォーカス手段は、前記パターン、前記光学系および前
記像検出手段のうち少なくとも１つを前記光学系の光軸
に沿って移動させる。また、前記検査手段は、互いに異
なる形状を有する複数のパターンに対する前記パターン
の像の位置変化の差に基づいて前記光学系の収差状態お
よび光学調整状態を検査してもよい。
【００１２】また、本発明の第２発明においては、光学
系の収差状態および光学調整状態を検査する検査装置に
おいて、前記光学系に対して光束を供給するための光束
供給手段と、前記光学系を介して形成された前記光束の
集光束を検出するための光検出手段と、前記光学系を介
して形成される前記集光束の集光点を前記光検出手段に
対してデフォーカスさせるためのデフォーカス手段と、
前記光検出手段において各デフォーカス状態で検出され
た前記集光束の位置変化に基づいて前記光学系の収差状
態および光学調整状態を検査するための検査手段と、を
備えていることを特徴とする検査装置を提供する。
【００１３】第２発明の好ましい態様によれば、前記移
動手段は、前記光束供給手段、前記光学系および前記光
検出手段のうち少なくとも一方を前記光学系の光軸に沿
って移動させる。また、前記検査手段は、互いに異なる
形状を有する複数の光束に対する前記集光束の位置変化
の差に基づいて前記光学系の収差状態および光学調整状
態を検査してもよい。
【００１４】さらに、本発明の第３発明においては、光
学系の収差状態および光学調整状態を検査する検査装置
において、前記光学系を介して形成された位相パターン
の像を検出するための像検出手段と、前記像検出手段に
おいて検出される前記位相パターンの像をデフォーカス
させるためのデフォーカス手段と、前記像検出手段にお
いて各デフォーカス状態で検出された前記位相パターン
の像の非対称性の変化に基づいて前記光学系の収差状態
および光学調整状態を検査するための検査手段と、を備
えていることを特徴とする検査装置を提供する。
【００１５】第３発明の好ましい態様によれば、前記デ
フォーカス手段は、前記位相パターン、前記光学系およ
び前記像検出手段のうち少なくとも１つを、前記光学系
の光軸に沿って移動させる。また、前記検査手段は、互
いに異なる形状を有する複数の位相パターンに対する前
記位相パターンの像の非対称性の変化の差に基づいて前
記光学系の収差状態および光学調整状態を検査してもよ
い。
【００１６】また、本発明の別の局面によれば、転写パ
ターンが形成されたマスクを照明するための照明光学系
と、前記転写パターンの像を感光性の基板上に形成する
ための投影光学系とを備えた投影露光装置において、前
記投影光学系の収差状態と前記照明光学系および前記投
影光学系の光学調整状態とを検査するための請求項１乃
至１２のいずれか１項に記載の検査装置と、前記検査装
置で検出した前記投影光学系の収差状態に基づいて、前
記投影光学系の諸収差を補正するための収差補正手段
と、前記検査装置で検出した前記照明光学系および前記
投影光学系の光学調整状態に基づいて、前記照明光学系
および前記投影光学系の光学調整を行うための光学調整
手段とをさらに備えていることを特徴とする投影露光装
置を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、光学系の調整状態を示す
図であって、（ａ）はテレセンが残存している状態を、
（ｂ）はケラレが残存している状態をそれぞれ示してい
る。光学系の調整状態によっては、物体面や光学系ある
いは検出手段のいずれかのデフォーカスを行ったとき、
検出面において像の位置ずれが生じる場合がある。図１
（ａ）はその代表例であり、光学系の光軸に対して光源
と開口絞りとが対称的に偏心している。その結果、検出
面を光軸方向にデフォーカスさせると、検出面上におい
て像の位置ずれが起こる。本明細書では、このような現
象の生じる光学調整状態を「テレセン」が残存している
状態という。
【００１８】また、光学系の調整状態によっては、結像
光学系内の開口絞り（結像開口絞り）に対して回折光の
分布が非対称にケラレ（遮光され）る場合がある。図１
（ｂ）はその代表例であり、光学系の光軸に対して結像
開口絞りのみが偏心している。その結果、検出面上での
像は、通常、非対称に崩れる。本明細書では、このよう
な現象の生じる光学調整状態を「ケラレ」が残存してい
る状態という。実際の光学系の光学調整状態は、上記の
テレセンとケラレとが混在した状態となっている。
【００１９】図２は、第１発明において、各デフォーカ
ス状態でのパターン像の位置変化と諸収差との関係を示
す図である。第１発明では、検査すべき光学系（被検光
学系）を介して形成されたパターンの空間像の位置ｘ
を、たとえばベストフォーカス状態（Ｚ＝０）を挟んだ
複数のデフォーカス状態（デフォーカス量Ｚ）において
それぞれ計測（テレセン計測）する。なお、被検光学系
のベストフォーカス位置（Ｚ＝０）は、たとえば被検光
学系を介して形成された明暗パターン像の光強度が最大
になる位置として求めることができる。
【００２０】被検光学系に残存収差がなく且つ被検光学
系の光学調整が理想的である場合、図２（ａ）において
直線Ｌ１で示すように、デフォーカス量Ｚに依存するこ
となく像位置ｘは一定である。一方、被検光学系にテレ
センが残存している場合、図２（ａ）において直線Ｌ２
で示すように、像位置ｘはデフォーカス量Ｚに依存して
ほぼ線形的に変化する。そして、この直線Ｌ２の傾き
（ｘ／Ｚ）は、テレセンの残存量にほぼ比例する。な
お、本明細書において、上述の直線Ｌ１およびＬ２を、
「テレセン計測線」という。
【００２１】また、被検光学系に縦収差のみがある場合
には、テレセン計測線は、図２（ａ）において直線Ｌ１
で示すようになり、デフォーカス量Ｚに依存することな
く像位置ｘは一定である。しかしながら、被検光学系に
横収差のみが残存している場合、テレセン計測線は、図
２（ｂ）において曲線Ｌ３で示すようになり、像位置ｘ
はデフォーカス量Ｚに依存して高次曲線状に変化する。
そして、所定のデフォーカス範囲における曲線Ｌ３のｘ
方向のずれ量α（すなわち曲線Ｌ３の直線に対するずれ
量）は、横収差量にほぼ比例する。
【００２２】なお、被検光学系において横収差に加えて
縦収差も残存している場合、得られるテレセン計測線
は、図２（ｂ）に示すように、曲線Ｌ３を縦軸方向（Ｚ
方向）に沿って平行移動した曲線Ｌ４である。そして、
この曲線Ｌ４の屈曲点Ｐに対応するデフォーカス量Ｚp
は、被検光学系の縦収差量にほぼ比例する。なお、被検
光学系のベストフォーカス位置（Ｚ＝０）は、たとえば
被検光学系を介して形成される明暗パターン像の光強度
が最大になる位置として求めることができる。
【００２３】以上のように、被検光学系に横収差および
縦収差がともに残存している場合、得られた曲線Ｌ４の
ずれ量αに基づいて横収差量を、曲線Ｌ４の屈曲点Ｐに
対応するデフォーカス量Ｚp に基づいて縦収差量をそれ
ぞれ検出することができる。また、曲線Ｌ４の屈曲点Ｐ
における接線や曲線Ｌ４全体の直線近似に基づいて、テ
レセン量を求めることができる。このように、テレセン
計測によって得られた曲線Ｌ４に基づいて、被検光学系
の横収差量、縦収差量およびテレセン量を同時に再現性
良く検出することができる。
【００２４】第１発明では、被検光学系を介して形成さ
れるパターンの像位置をテレセン計測している。しかし
ながら、第２発明では、被検光学系を介して形成される
集光束の位置をテレセン計測する。そして、第１発明と
同様の原理に基づいて、被検光学系の横収差量、縦収差
量およびテレセン量を同時に再現性良く検出することが
できる。
【００２５】一方、第３発明では、各デフォーカス状態
における位相パターン像の非対称性の変化に基づいて、
被検光学系の横収差量、縦収差量およびケラレ量を同時
に検出することが可能である。
【００２６】図３は、位相パターン像の光強度に応じた
信号Ｖを非計測方向に積分した積分信号ΣＶを、計測方
向Ｓに対してプロットした図であって、位相パターン像
の非対称性の指標βを説明するための図である。図３に
示すように、積分信号ΣＶは計測方向Ｓに沿って周期Ｂ
Ｐ（Ｂ：パターンから撮像面までの倍率；Ｐ：パターン
のピッチ）毎に変化している。位相パターン像の非対称
性を定量化するために、積分信号ΣＶの分布においてｉ
番目の周期における図中左右の信号極小値をそれぞれＶ
iLおよびＶiRとする。また、積分信号ΣＶの両端部分を
除き各周期に亘る全体領域において、信号の最大値およ
び最小値をそれぞれＶmax およびＶmin とする。
【００２７】そして、位相パターン像の非対称性の指標
βを次の式（１）により求める。 β＝Σ｛ＶiL−ＶiR／（Ｖmax −Ｖmin ）｝／ｎ （１） ここで、 ｎ：周期数 Σ：ｉ＝１〜ｎまでの総和記号
【００２８】図４は、第３発明において、各デフォーカ
ス状態での位相パターン像の非対称性の指標βの変化と
諸収差との関係を示す図である。被検光学系に残存収差
がなく且つケラレが存在しない理想的な光学調整状態で
は、図４（ａ）において直線Ｌ５で示すように、デフォ
ーカス量Ｚに依存することなく指標βは０である。ま
た、被検光学系に縦収差のみがある場合にも、図４
（ａ）において直線Ｌ５で示すようにデフォーカス量Ｚ
に依存することなく指標βは一定である。しかしなが
ら、被検光学系に横収差のみが存在する場合、図４
（ａ）において直線Ｌ６で示すように、指標βはデフォ
ーカス量Ｚに依存してほぼ線形的に変化する。そして、
この直線Ｌ６の傾き（β／Ｚ）は、横収差量にほぼ比例
する。
【００２９】また、被検光学系において横収差に加えて
縦収差も存在する場合、得られるテレセン計測線は、図
４（ａ）に示すように、直線Ｌ６を横軸方向（β方向）
に沿って平行移動した直線Ｌ７である。そして、ベスト
フォーカス位置（Ｚ＝０）における平行移動量Ｌは、縦
収差量にほぼ比例する。なお、被検光学系のベストフォ
ーカス位置（Ｚ＝０）は、たとえば被検光学系を介して
形成された明暗パターン像の光強度が最大になる位置と
して求めることができる。
【００３０】また、被検光学系においてケラレが存在す
る場合、図４（ｂ）において折れ線Ｌ８で示すように、
指標βはデフォーカス方向およびデフォーカス量Ｚに依
存してほぼ線形的に変化する。そして、この折れ線Ｌ８
の直線Ｌ５に対する折れ曲がり量Ａ（β／Ｚ）は、ケラ
レ量にほぼ比例する。このように、第３発明において
も、各デフォーカス状態における位相パターン像の非対
称性の変化に基づいて、被検光学系の縦収差量、横収差
量およびケラレ量を同時に再現性良く検出することがで
きる。
【００３１】第１発明においてテレセン計測線のずれ量
αが、デフォーカス範囲ばかりでなく、照明σ（照明光
学系の開口数と結像光学系の開口数との比）、パターン
形状等に依存して変化する。したがって、照明σ、デフ
ォーカス範囲、パターンのピッチ、デューティー比、テ
ーパー、明暗差などを適宜変化させることにより、実使
用状態での最適な検査ができるように検査感度を制御す
るのが好ましい。
【００３２】なお、第２発明においても同様に、集光点
の相対移動範囲や光束の形状などを適宜変化させること
により、検査感度を制御することができる。また、第３
発明においても、照明σ、デフォーカス範囲、位相パタ
ーンのピッチ、デューティー比、段差などを適宜変化さ
せることにより、実使用状態での最適な検査ができるよ
うに検査感度を制御することが望ましい。
【００３３】さらに、本発明の投影露光装置では、投影
光学系の収差状態と照明光学系および投影光学系の光学
調整状態とを第１発明乃至第３発明の検査装置で検査す
る。そして、検出した収差状態に基づいて投影光学系の
諸収差を補正するとともに、検出した光学調整状態に基
づいて照明光学系および投影光学系の光学調整を行う。
したがって、収差が良好に補正され且つ光学調整された
投影光学系を介して、精度の高い重ね合わせ露光を行う
ことが可能になる。
【００３４】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図５は、本発明の第１実施例にかかる検
査装置を備えた投影露光装置の構成を概略的に示す斜視
図である。図５では、投影露光装置の投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸに対して平行にＺ軸が、光軸ＡＸに垂直な平面
内においてＸ軸およびＹ軸が互いに直交するようにそれ
ぞれ設定されている。
【００３５】図５の投影露光装置は、たとえば超高圧水
銀ランプからなる光源ＬＰを備えている。光源ＬＰは、
回転楕円面からなる反射面を有する集光鏡（楕円鏡）Ｅ
Ｍの第１焦点位置に位置決めされている。したがって、
光源ＬＰから射出された照明光束は、楕円鏡ＥＭの第２
焦点位置に光源像（二次光源）を形成する。
【００３６】二次光源からの光は、コリメートレンズＧ
ＬおよびミラーＭ1 を介した後、平行光束となってフラ
イアイレンズＦＬに入射する。フライアイレンズＦＬに
入射した光束は、フライアイレンズＦＬを構成する複数
のレンズエレメントにより二次元的に分割され、フライ
アイレンズＦＬの後側焦点位置（すなわち射出面近傍）
に複数の光源像（三次光源）を形成する。
【００３７】複数の光源像からの光束は、フライアイレ
ンズＦＬの射出面に配置された可変開口絞り１２により
制限された後、ミラーＭ2 を介してコンデンサーレンズ
ＣＬに入射する。コンデンサーレンズＣＬを介して集光
された光は、転写用のパターンが形成されたマスク１４
を重畳的に均一に照明する。このように、光源ＰＬ、楕
円鏡ＥＭ、コリメートレンズＧＬ、ミラーＭ1 、フライ
アイレンズＦＬ、可変開口絞り１２、ミラーＭ2 、およ
びコンデンサーレンズＣＬは、照明光学系１１を構成し
ている。
【００３８】露光に際して、マスク１４を透過した光束
は、投影光学系１７を介して感光基板であるウエハ（不
図示）に達する。こうして、ウエハ上には、マスク１４
のパターン像が形成される。ウエハは、投影光学系１７
の光軸ＡＸ（Ｚ方向に平行）に対して垂直なＸＹ平面内
において二次元的に移動可能なＸＹステージ１８および
投影光学系１７の光軸ＡＸ方向に沿って移動可能なＺス
テージ１３上に支持されている。したがって、ウエハを
二次元的に移動させながら露光を行うことにより、ウエ
ハの各露光領域にマスク１４のパターンを逐次転写する
ことができる。
【００３９】図５の投影露光装置には、斜入射光方式の
オートフォーカス系（２２Ａ，２２Ｂ）が設けられてい
る。斜入射光方式のオートフォーカス系では、送光系２
２Ａがウエハの表面に向かって斜めから光を照射する。
ウエハ表面上で正反射された光は受光系２２Ｂで受光さ
れ、反射光の位置変化に基づいてウエハのＺ方向位置が
検出される。こうして、オートフォーカス系（２２Ａ，
２２Ｂ）の作用により、露光に際してウエハ表面を投影
光学系１７の結像面（マスク１４と共役な面）にほぼ一
致させることができる。
【００４０】一方、検査に際して、ＸＹステージ１８上
には、ウエハに代えて基準部材ＰＴおよび受光器２３が
設置される。そして、オートフォーカス系（２２Ａ，２
２Ｂ）およびＺステージ１３の作用により、基準部材Ｐ
Ｔの表面を投影光学系１７に対して所定のデフォーカス
位置に位置決めする。この場合、まず、オートフォーカ
ス系（２２Ａ，２２Ｂ）を用いて、基準部材ＰＴの表面
を投影光学系１７の結像面に対してほぼ一致させ、この
位置をベストフォーカス位置（Ｚ＝０）とする。次い
で、ベストフォーカス位置（Ｚ＝０）を基準としてＺス
テージ１３を所定量Ｚ（デフォーカス量）だけ駆動する
ことにより、所定のデフォーカス位置に基準部材ＰＴの
表面を位置決めすることができる。なお、パターン１６
や投影光学系１７をＺ方向に移動させて、デフォーカス
状態を形成することもできる。
【００４１】各デフォーカス状態において、マスク１４
に形成された検査用パターン１６を透過した光束は、投
影光学系１７を介して基準部材ＰＴの表面に達する。こ
うして、基準部材ＰＴの表面には、マスク１４の検査用
パターン像１６Ａが各デフォーカス状態で形成される。
パターン像１６Ａからの光は、基準部材ＰＴの表面に形
成されたスリット１９を介して受光器２３に入射する。
スリット１９は、たとえば１本のスリットパターンで形
成されている。したがって、パターン像１６Ａとスリッ
ト１９とを所定方向に相対移動させるスリットスキャン
方式により、受光器２３においてパターン像１６Ａの光
強度分布に応じた電気信号を得ることができる。
【００４２】図６は、第１実施例の各デフォーカス状態
において投影光学系１７を介して形成される検査用パタ
ーン像１６Ａの位置変化と投影光学系１７の収差との関
係についてのシュミレーション結果を示す図である。な
お、本シュミレーションにおいて、検査用パターン１６
は、ウエハ上において線幅および間隙がともに０．５μ
ｍとなる明暗パターンである。また、投影光学系１７の
開口数ＮＡは０．５であり、露光光の波長λは３６５ｎ
ｍである。そして、可変開口絞り１２の開口径に依存す
る照明σの値は、０．５である。
【００４３】図６（ａ）は、被検光学系である投影光学
系１７に横収差としてコマ収差のみを与えたときのシュ
ミレーション結果を示す図であって、縦軸にはテレセン
計測線のずれ量α（図２（ｂ）の曲線Ｌ４のずれ量αを
参照）を、横軸には横収差量（ＲＭＳAS〔λ〕）を示し
ている。図６（ａ）に示すように、テレセン計測線のず
れ量αと投影光学系１７の横収差量との間には良好な線
形関係が成立していることがわかる。
【００４４】図６（ｂ）は、横収差量をＲＭＳAS＝０．
０１６λで一定とし、照明σを０．３、０．５および
０．７と変化させたときのテレセン計測線のずれ量αの
変化を示している。一方、図６（ｃ）は、横収差量をＲ
ＭＳAS＝０．０１６λで一定とし、パターンの線幅およ
び間隙をともに０．５μｍ、０．７５μｍおよび１．０
μｍと変化させたときのテレセン計測線のずれ量αの変
化を示している。
【００４５】図６（ｂ）および（ｃ）を参照すると、パ
ターンの変化に対するテレセン計測線のずれ量αの感度
に比べて、照明σの変化に対するテレセン計測線のずれ
量αの感度はあまり高くないことがわかる。したがっ
て、検査感度の制御に関しては、検査における照明σを
実使用状態における値と一致させ、デフォーカスの範囲
やパターンの形状等を変化させることにより、検査感度
を制御するのが好ましい。
【００４６】図６（ｄ）は、投影光学系１７に対して横
収差に加えて縦収差として球面収差も与えたときのシュ
ミレーション結果を示す図であって、縦軸にはテレセン
計測線の屈曲点に対応するデフォーカス量Ｚp （図２
（ｂ）の曲線Ｌ４のＺp を参照）を、横軸には縦収差量
（ＲＭＳS 〔λ〕）を示している。なお、図６（ｄ）に
おいて、横収差量はＲＭＳAS＝０．０１６λで一定であ
る。また、１μｍの明暗パターンの像の光強度が最大に
なる位置からベストフォーカス位置（Ｚ＝０）を求めて
いる。図６（ｄ）に示すように、テレセン計測線の屈曲
点のデフォーカス量Ｚp と投影光学系１７の縦収差量と
の間には良好な線形関係が成立していることがわかる。
【００４７】なお、得られたテレセン計測線の屈曲点に
おける接線やテレセン計測線の全体的な直線近似に基づ
いて、投影光学系１７のテレセン量を求めることができ
ることはすでに説明したとおりである。こうして、第１
実施例では、各デフォーカス状態におけるパターン像の
位置変化に基づいて、投影露光装置の投影光学系１７の
横収差量、縦収差量およびテレセン量を同時に且つ再現
性良く検出することができる。
【００４８】また、互いに異なる形状を有する複数のパ
ターンに対するパターン像の位置変化の差に基づいて、
投影光学系１７の収差状態および投影露光装置の光学調
整状態を検査することもできる。さらに、第１実施例で
は、テレセン計測線のずれ量αとして、所定のデフォー
カス範囲内における像位置の変化量を用いている。しか
しながら、テレセン計測線のずれ量αとして、テレセン
計測線の二次成分の量や三次成分の量を用いても良い。
【００４９】図５の投影露光装置において、投影光学系
１７の縦収差および横収差を補正するには、投影光学系
１７を構成する各レンズ成分のうち縦収差や横収差に対
して敏感なレンズを、光軸ＡＸに対してシフト（移動）
させたりチルト（傾斜）させたりする。一方、図５の投
影露光装置において、光学調整状態を適正に調整するに
は、可変開口絞り１２や投影光学系１７中の開口絞りを
光軸ＡＸに対して適宜駆動する。
【００５０】図７は、本発明の第２実施例にかかる検査
装置の構成を概略的に示す図である。第１実施例では光
学系を介して形成されるパターン像の位置をテレセン計
測しているが、第２実施例では光学系を介して形成され
る集光束の位置をテレセン計測している。このような光
学系としては、特開昭６２−０３８３０３号公報に記載
のＬＳＡや、レーザーリペラ装置（特開平６−２３４０
９２号公報）などがある。図７の検査装置は、光束を供
給するための光源７１を備えている。光源７１からの光
束は、被検光学系７２を介して集光される。集光束の位
置は、たとえばスリット板７３と集光束の位置とを相対
移動させるスリットスキャン方式により、受光器７４で
検出することができる。
【００５１】そして、第２実施例では、ステージ７５の
駆動によってスリット板７３および受光器７４を被検光
学系７２の光軸方向に沿って適宜移動させながら、集光
束の位置をテレセン計測する。このように、第２実施例
では、第１実施例におけるパターン像位置のテレセン計
測を集光束位置のテレセン計測に置換しただけである。
したがって、第２実施例においても、第１実施例と基本
的に同じテレセン計測線を得ることができ、第１実施例
と同様の手法により、被検光学系７２の横収差量、縦収
差量およびテレセン量を同時に再現性良く検査すること
ができる。
【００５２】図８は、本発明の第３実施例にかかる検査
装置を備えた投影露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。なお、第１実施例では投影露光装置の投影光学系お
よび照明光学系を検査しているが、第３実施例では投影
露光装置のオフアクシス方式のアライメント系の結像光
学系および照明光学系を検査している。図８では、投影
露光装置の投影光学系ＰＬの光軸に対して平行にＺ軸
が、光軸に垂直な平面内において図８の紙面に平行な方
向にＸ軸が、Ｚ軸およびＸ軸に垂直な方向にＹ軸がそれ
ぞれ設定されている。
【００５３】図８に示す投影露光装置は、適当な露光光
でマスクとしてのレチクルＲを均一に照明するための露
光用照明光学系（不図示）を備えている。レチクルＲは
レチクルステージ１０１上においてＸＹ平面とほぼ平行
に支持されており、そのパターン領域ＰＡには転写すべ
き回路パターンが形成されている。レチクルＲを透過し
た光は、投影光学系ＰＬを介して感光基板であるウエハ
（またはガラスプレート）Ｗに達し、ウエハＷ上にはレ
チクルＲのパターン像が形成される。
【００５４】なお、ウエハＷは、ウエハホルダ１２１を
介してＺステージ１２２上においてＸＹ平面とほぼ平行
に支持されている。Ｚステージ１２２は、ステージ制御
系１２４によって、投影光学系ＰＬの光軸に沿って駆動
されるようになっている。Ｚステージ１２２はさらに、
ＸＹステージ１２３上に支持されている。ＸＹステージ
１２３は、同じくステージ制御系１２４によって、投影
光学系ＰＬの光軸に対して垂直なＸＹ平面内において二
次元的に駆動されるようになっている。
【００５５】投影露光の際には、パターン領域ＰＡとウ
エハＷ上の各露光領域とを光学的に位置合わせ（アライ
メント）する必要がある。そこで、ウエハＷ上に形成さ
れたアライメント用の段差マークすなわちウエハマーク
ＷＭの基準座標系における位置を検出し、その位置情報
に基づいてアライメントが行われる。このように、ウエ
ハマークＷＭの位置を検出してアライメントを行うの
に、本発明のアライメント装置が使用される。
【００５６】図８に示すアライメント装置は、照明光
（アライメント光ＡＬ）を供給するために、たとえばハ
ロゲンランプのような光源１０３を備えている。光源１
０３からの光は、たとえば光ファイバーのようなライト
ガイド１０４を介して所定位置まで導かれる。ライトガ
イド１０４の射出端から射出された照明光は、必要に応
じて照明開口絞り１２７で制限された後、適当な断面形
状を有する照明光束となってコンデンサーレンズ１２９
に入射する。
【００５７】コンデンサーレンズ１２９を介したアライ
メント光ＡＬは、一旦集光された後、照明視野絞り（不
図示）を介して照明リレーレンズ１０５に入射する。照
明リレーレンズ１０５を介して平行光となったアライメ
ント光ＡＬは、ハーフプリズム１０６を透過した後、第
１対物レンズ１０７に入射する。第１対物レンズ１０７
で集光されたアライメント光ＡＬは、反射プリズム１０
８の反射面で図中下方に反射された後、ウエハＷ上に形
成されたアライメントマークであるウエハマークＷＭを
照明する。
【００５８】このように、光源１０３、ライトガイド１
０４、照明開口絞り１２７、コンデンサーレンズ１２
９、照明視野絞り（不図示）、照明リレーレンズ１０
５、ハーフプリズム１０６、第１対物レンズ１０７、お
よび反射プリズム１０８は、ウエハマークＷＭに照明光
を照射するための照明光学系を構成している。
【００５９】照明光に対するウエハマークＷＭからの反
射光は、反射プリズム１０８および第１対物レンズ１０
７を介して、ハーフプリズム１０６に入射する。ハーフ
プリズム１０６で図中上方に反射された光は、第２対物
レンズ１１１を介して、指標板１１２上にウエハマーク
ＷＭの像を形成する。指標板１１２を介した光は、リレ
ーレンズ系（１１３，１１４）を介して、ＸＹ分岐ハー
フプリズム１１５に入射する。そして、ＸＹ分岐ハーフ
プリズム１１５で反射された光はＹ方向用ＣＣＤ１１６
に、ＸＹ分岐ハーフプリズム１１５を透過した光はＸ方
向用ＣＣＤ１１７に入射する。なお、リレーレンズ系
（１１３，１１４）の平行光路中には、必要に応じて結
像開口絞り１３０が配置されている。
【００６０】このように、反射プリズム１０８、第１対
物レンズ１０７、ハーフプリズム１０６、第２対物レン
ズ１１１、指標板１１２、リレーレンズ系（１１３，１
１４）、結像開口絞り１３０およびハーフプリズム１１
５は、照明光に対するウエハマークＷＭからの反射光に
基づいてマーク像を形成するための結像光学系を構成し
ている。また、Ｙ方向用ＣＣＤ１１６およびＸ方向用Ｃ
ＣＤ１１７は、結像光学系を介して形成されたマーク像
を検出するための像検出手段を構成している。
【００６１】こうして、Ｙ方向用ＣＣＤ１１６およびＸ
方向用ＣＣＤ１１７の撮像面には、マーク像が指標板１
１２の指標パターン像とともに形成される。Ｙ方向用Ｃ
ＣＤ１１６およびＸ方向用ＣＣＤ１１７からの出力信号
は、信号処理系１１８に供給される。さらに、信号処理
系１１８において信号処理（波形処理）により得られた
ウエハマークＷＭの位置情報は、主制御系１２５に供給
される。
【００６２】主制御系１２５は、信号処理系１１８から
のウエハマークＷＭの位置情報に基づいて、ステージ制
御信号をステージ制御系１２４に出力する。ステージ制
御系１２４は、ステージ制御信号にしたがってＸＹステ
ージ１２３を適宜駆動し、ウエハＷのアライメントを行
う。なお、主制御系１２５には、たとえばキーボードの
ような入力手段１２６を介して、照明開口絞り１２７に
対する指令や結像開口絞り１３０に対する指令が供給さ
れる。主制御系１２５は、これらの指令に基づき、駆動
系１２８を介して照明開口絞り１２７を駆動したり、駆
動系１３１を介して結像開口絞り１３０を駆動したりす
る。また、主制御系１２５は、後述する収差補正指令に
基づき、第２対物レンズ１１１やリレーレンズ１１３を
駆動する。
【００６３】すでに説明したように、図３は、位相パタ
ーン像の光強度に応じた信号Ｖを非計測方向に積分した
積分信号ΣＶを、計測方向Ｓに対してプロットした図で
あって、位相パターン像の非対称性の指標βを説明する
ための図である。第３実施例では、位相パターンからな
るウエハマークＷＭの像が撮像素子であるＣＣＤ（１１
６，１１７）の撮像面に形成される。したがって、図３
は、撮像素子（１１６，１１７）からの撮像信号Ｖを非
計測方向に積分した積分信号ΣＶを計測方向Ｓに対して
プロットしている。
【００６４】図３に示すように、積分信号ΣＶは、計測
方向Ｓに沿って周期ＢＰ（Ｂ：結像光学系の倍率，Ｐ：
ウエハ上における位相パターンＷＭのピッチ）毎に変化
する。位相パターン像の非対称性を定量化するために、
積分信号ΣＶの分布においてｉ番目（図３では２番目）
の周期における図中左右の信号極小値（落ち込みエッジ
部の信号値）をそれぞれＶiLおよびＶiR（ｉ＝１，２，
３・・・）とする。また、積分信号ΣＶの両端部分を除
き各周期に亘る全体領域において、信号の最大値および
最小値をそれぞれＶmax およびＶmin とする。
【００６５】そして、位相パターン像の非対称性の指標
βを、すでに述べた式（１）により求める。 β＝Σ｛ＶiL−ＶiR／（Ｖmax −Ｖmin ）｝／ｎ （１） ここで、 ｎ：周期数 Σ：ｉ＝１〜ｎまでの総和記号 なお、上述の式（１）では、指標βを（Ｖmax −Ｖmin
）で規格化（無次元化）しているが、かならずしも規
格化する必要はない。
【００６６】図９は、第３実施例の各デフォーカス状態
において結像光学系を介して形成されるウエハマーク像
（位相パターン像）の非対称性（β）の変化と結像光学
系の収差との関係についてのシュミレーション結果を示
す図である。なお、本シュミレーションにおいて、ウエ
ハマークは、ウエハ上において線幅および間隙がともに
６μｍで段差が８５ｎｍの位相パターンである。また、
結像光学系の開口数ＮＡは０．２であり、照明光すなわ
ちアライメント光の波長λは６５６ｎｍである。そし
て、結像光学系の開口数と照明光学系の開口数に依存す
る照明σの値は、０．８である。
【００６７】図９（ａ）は、結像光学系に横収差として
コマ収差のみを与えたときのシュミレーション結果を示
す図であって、縦軸には非対称性βのデフォーカス量Ｚ
に対する傾き量β／Ｚ（図４（ａ）の直線Ｌ６の傾きβ
／Ｚを参照）を、横軸には横収差量（ＲＭＳAS〔λ〕）
を示している。図９（ａ）に示すように、この傾き量β
／Ｚと結像光学系の横収差量との間には良好な線形関係
が成立していることがわかる。
【００６８】図９（ｂ）は、結像光学系に対してＲＭＳ
AS＝０．０３６λの横収差量に加えて縦収差として球面
収差を与えたときのシュミレーション結果を示す図であ
って、縦軸にはベストフォーカス位置（Ｚ＝０）におけ
る非対称性βの差分である平行移動量Ｌ（図４（ａ）の
直線Ｌ７の平行移動量Ｌを参照）を、横軸には縦収差量
（ＲＭＳS 〔λ〕）を示している。なお、１μｍの明暗
パターンの像の光強度が最大となる位置から、ベストフ
ォーカス位置（Ｚ＝０）を求めている。図９（ｂ）に示
すように、この平行移動量Ｌと結像光学系の縦収差量と
の間には良好な線形関係が成立していることがわかる。
【００６９】図９（ｃ）は、アライメント系にケラレを
与えたときのシュミレーション結果を示す図であって、
横軸には結像開口絞り１３０の偏心量（sin θ）を、縦
軸には非対称性βのデフォーカス量Ｚに対する折れ曲が
り量Ａ（β／Ｚ）（図４（ｂ）の折れ線Ｌ８の直線Ｌ５
に対する折れ曲がり量Ａを参照）を示している。図９
（ｃ）に示すように、この折れ曲がり量Ａ（β／Ｚ）と
ケラレ量との間には良好な線形関係が成立していること
がわかる。
【００７０】このように、第３実施例では、各デフォー
カス状態における位相パターン像の非対称性の変化に基
づいて、アライメント系の結像光学系の横収差量、縦収
差量およびケラレ量を同時に且つ再現性良く検出するこ
とができる。また、互いに異なる形状を有する複数の位
相パターンに対するパターン像の非対称性の変化の差に
基づいて、結像光学系の収差状態およびアライメント系
の光学調整状態を検査することもできる。
【００７１】検査用位相パターンの段差は、照明光すな
わちアライメント光の中心波長において、π（２ｎ＋
１）／４（ｎ＝０，１，２・・・）のときに位相パター
ン像の非対称性の指標βが最も敏感になる。また、位相
パターン像の非対称性の指標βの感度は、照明σ、パタ
ーンのピッチ、デューティー比、テーパー、段差にも依
存する。したがって、これらのパラメーターを適宜選択
することにより実使用状態において最適な検査を行うこ
とができるように検査感度を制御することが望ましい。
【００７２】なお、上述の第３実施例では、位相パター
ン像の非対称性の指標βを定量化するのに、信号の左右
極小値を用いている。しかしながら、本出願人の出願に
よる特願平７−２０３２５号明細書に開示しているよう
に、一周期分の信号における左右の落ち込みエッジ部の
幅を用いて位相パターン像の非対称性の指標βを定量化
することもできる。
【００７３】図８のアライメント系において、照明開口
絞り１２７および結像開口絞り１３０は、それぞれの位
置によりテレセンおよびケラレの双方に影響を与える。
したがって、照明開口絞り１２７および結像開口絞り１
３０の双方を移動させながら、テレセンおよびケラレの
調整を行う。ここで、第１発明または第２発明により測
定されるテレセン量は、実際にはケラレの残留量にも依
存する。一方、第３発明により測定されるケラレ量は、
テレセンの残留量には依存しない。したがって、第１ま
たは第２発明により測定したテレセン量と、第３発明に
より測定したケラレ量との双方の測定情報に基づいて調
整を行うことが望ましい。
【００７４】以上の収差状態や光学調整状態の情報に基
づいて、まず、照明開口絞り１２７の位置調整を行うに
は、駆動系１２８を介して照明開口絞り１２７を適宜駆
動する。また、ライトガイド１０４の射出端が照明開口
絞りを兼ねているような場合には、ライトガイド１０４
を適宜駆動する。さらに、ライトガイド１０４とコンデ
ンサーレンズ１２９との間の光路中に、または照明リレ
ーレンズ１０５とハーフプリズム１０６との間の光路中
に、平行平面板のような光束平行移動手段を設けて調整
を行うこともできる。
【００７５】また、結像開口絞り１３０の位置調整を行
うには、駆動系１３１を介して結像開口絞り１３０を適
宜駆動する。また、ハーフプリズム１０６と第２対物レ
ンズ１１１との間の光路中に、またはリレーレンズ１１
３とリレーレンズ１１４との間であって結像開口絞り１
３０よりもウエハ側の光路中に、平行平面板のような光
束平行移動手段を設けて調整を行うこともできる。
【００７６】さらに、結像光学系の縦収差の補正には、
第２対物レンズ１１１やリレーレンズ１１３の一部のレ
ンズを光軸に沿って適宜駆動する。また、結像光学系の
横収差の補正には、第２対物レンズ１１１やリレーレン
ズ１１３のレンズ系全体または一部のレンズを光軸に対
して垂直に偏心駆動する。なお、第２対物レンズ１１１
やリレーレンズ１１３以外にも、結像光学系のレンズ成
分であって縦収差や横収差に対して敏感なレンズ、たと
えば対物レンズ１０７やリレーレンズ１１４のレンズ系
全体または一部のレンズを光軸に沿って駆動したり光軸
に対して偏心駆動してもよい。
【００７７】ファースト露光による主尺とセカンド露光
による副尺との位置ずれを計測し、重ね合わせ精度の測
定を行う重ね合わせ測定装置にも、本発明を適用するこ
とができる。この場合、第１発明〜第３発明の検査方法
において、異なる２つのパターンとして主尺および副尺
の位置や非対称性のフォーカスに対する変動量の差を計
測し、その光学系の収差状態および光学調整状態を検査
し、更にその最適化を行ってもよい。
【００７８】なお、本発明において、パターン像の位
置、集光束の位置または位相パターン像の非対称性の検
出を、撮像方式で行ってもよいしスリットによるスキャ
ン方式で行ってもよい。また、本発明は、透過照明や落
射照明（反射照明）のような照明方法の違いには依存し
ない。また、本発明の検査装置を、投影露光装置に内設
または外設された重ね合わせ測定機や、検査すべき光学
系を有する他の一般的な装置に適用することができる。
【００７９】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、パター
ン像の位置、集光束の位置、または位相パターン像の非
対称性についてデフォーカスして計測することにより、
実使用状態における被検光学系の収差状態や光学調整状
態を所望の感度で再現性良く検査することができる。さ
らに、検査した被検光学系の収差状態や光学調整状態に
応じて、被検光学系の収差補正および光学調整を効率的
且つ適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学系の調整状態を示す図であって、（ａ）は
テレセンが残存している状態を、（ｂ）はケラレが残存
している状態をそれぞれ示している。
【図２】第１発明において、各デフォーカス状態でのパ
ターン像の位置変化と諸収差との関係を示す図である。
【図３】位相パターン像の光強度に応じた信号Ｖを非計
測方向に積分した積分信号ΣＶを、計測方向Ｓに対して
プロットした図であって、位相パターン像の非対称性の
指標βを説明するための図である。
【図４】第３発明において、各デフォーカス状態での位
相パターン像の非対称性の指標βの変化と諸収差との関
係を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例にかかる検査装置を備えた
投影露光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図６】第１実施例の各デフォーカス状態において投影
光学系１７を介して形成される検査用パターン像１６Ａ
の位置変化と投影光学系１７の収差との関係についての
シュミレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例にかかる検査装置の構成を
概略的に示す図である。
【図８】本発明の第３実施例にかかる検査装置を備えた
投影露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図９】第３実施例の各デフォーカス状態において結像
光学系を介して形成されるウエハマーク像（位相パター
ン像）の位置変化と結像光学系の収差との関係について
のシュミレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
ＬＰ 光源 ＥＭ 楕円鏡 ＧＬ コリメートレンズ ＦＬ フライアイレンズ １１ 照明光学系 １２ 可変開口絞り ＣＬ コデンサーレンズ １３ Ｚステージ １４ マスク １６ 検査用パターン １７ 投影光学系 １８ ＸＹステージ １９ スリット ２２ 斜入射光方式のオートフォーカス系 ２３ 受光器 ７１ 光源 ７２ 被検光学系 ７３ スリット板 ７４ 受光器 ７５ ステージ １０４ ライトガイド １２７ 照明開口絞り １０６ ハーフプリズム １０７ 対物レンズ １１１ 第２対物レンズ １１５ 分岐プリズム １１６ ＣＣＤ １１８ 信号処理系 １２１ ＸＹステージ １２２ Ｚステージ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学系の収差状態および光学調整状態を
    検査する検査装置において、 前記光学系を介して形成されたパターンの像を検出する
    ための像検出手段と、 前記像検出手段において検出される前記パターンの像を
    デフォーカスさせるためのデフォーカス手段と、 前記像検出手段において各デフォーカス状態で検出され
    た前記パターンの像の位置変化に基づいて前記光学系の
    収差状態および光学調整状態を検査するための検査手段
    と、 を備えていることを特徴とする検査装置。
  2. 【請求項２】 前記デフォーカス手段は、前記パター
    ン、前記光学系および前記像検出手段のうち少なくとも
    １つを前記光学系の光軸に沿って移動させることを特徴
    とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 【請求項３】 前記検査手段は、互いに異なる形状を有
    する複数のパターンに対する前記パターンの像の位置変
    化の差に基づいて前記光学系の収差状態および光学調整
    状態を検査することを特徴とする請求項１または２に記
    載の検査装置。
  4. 【請求項４】 前記光学系の収差状態および光学調整状
    態の検査感度を制御するために、前記パターンの照明状
    態、前記パターンの形状、および前記デフォーカスの範
    囲のうち少なくとも１つを変化させるための感度制御手
    段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３
    のいずれか１項に記載の検査装置。
  5. 【請求項５】 光学系の収差状態および光学調整状態を
    検査する検査装置において、 前記光学系に対して光束を供給するための光束供給手段
    と、 前記光学系を介して形成された前記光束の集光束を検出
    するための光検出手段と、 前記光学系を介して形成される前記集光束の集光点を前
    記光検出手段に対してデフォーカスさせるためのデフォ
    ーカス手段と、 前記光検出手段において各デフォーカス状態で検出され
    た前記集光束の位置変化に基づいて前記光学系の収差状
    態および光学調整状態を検査するための検査手段と、 を備えていることを特徴とする検査装置。
  6. 【請求項６】 前記デフォーカス手段は、前記光束供給
    手段、前記光学系および前記光検出手段のうち少なくと
    も１つを前記光学系の光軸に沿って移動させることを特
    徴とする請求項５に記載の検査装置。
  7. 【請求項７】 前記検査手段は、互いに異なる形状を有
    する複数の光束に対する前記集光束の位置変化の差に基
    づいて前記光学系の収差状態および光学調整状態を検査
    することを特徴とする請求項５または６に記載の検査装
    置。
  8. 【請求項８】 前記光学系の収差状態および光学調整状
    態の検査感度を制御するために、前記光束の形状および
    前記集光点のデフォーカス範囲のうち少なくとも一方を
    変化させるための感度制御手段をさらに備えていること
    を特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の検
    査装置。
  9. 【請求項９】 光学系の収差状態および光学調整状態を
    検査する検査装置において、 前記光学系を介して形成された位相パターンの像を検出
    するための像検出手段と、 前記像検出手段において検出される前記位相パターンの
    像をデフォーカスさせるためのデフォーカス手段と、 前記像検出手段において各デフォーカス状態で検出され
    た前記位相パターンの像の非対称性の変化に基づいて前
    記光学系の収差状態および光学調整状態を検査するため
    の検査手段と、 を備えていることを特徴とする検査装置。
  10. 【請求項１０】 前記デフォーカス手段は、前記位相パ
    ターン、前記光学系および前記像検出手段のうち少なく
    とも１つを、前記光学系の光軸に沿って移動させること
    を特徴とする請求項９に記載の検査装置。
  11. 【請求項１１】 前記検査手段は、互いに異なる形状を
    有する複数の位相パターンに対する前記位相パターンの
    像の非対称性の変化の差に基づいて前記光学系の収差状
    態および光学調整状態を検査することを特徴とする請求
    項９または１０に記載の検査装置。
  12. 【請求項１２】 前記光学系の収差状態および光学調整
    状態の検査感度を制御するために、前記位相パターンの
    照明状態、前記位相パターンの形状、および前記デフォ
    ーカスの範囲のうち少なくとも１つを変化させるための
    感度制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求
    項９乃至１１のいずれか１項に記載の検査装置。
  13. 【請求項１３】 転写パターンが形成されたマスクを照
    明するための照明光学系と、前記転写パターンの像を感
    光性の基板上に形成するための投影光学系とを備えた投
    影露光装置において、 前記投影光学系の収差状態と前記照明光学系および前記
    投影光学系の光学調整状態とを検査するための請求項１
    乃至１２のいずれか１項に記載の検査装置と、 前記検査装置で検出した前記投影光学系の収差状態に基
    づいて、前記投影光学系の諸収差を補正するための収差
    補正手段と、 前記検査装置で検出した前記照明光学系および前記投影
    光学系の光学調整状態に基づいて、前記照明光学系およ
    び前記投影光学系の光学調整を行うための光学調整手段
    とをさらに備えていることを特徴とする投影露光装置。
  14. 【請求項１４】 感光性基板上に形成された位置合わせ
    用マークを照明するための照明光学系と、前記位置合わ
    せ用マークからの光を検出するための検出光学系とを有
    し、前記感光性基板の位置決めを行う位置合わせ装置を
    備えた投影露光装置において、 前記検出光学系の収差状態と前記照明光学系および前記
    検出光学系の光学調整状態とを検査するための請求項１
    乃至１２のいずれか１項に記載の検査装置と、 前記検査装置で検出した前記検出光学系の収差状態に基
    づいて、前記検出光学系の諸収差を補正するための収差
    補正手段と、 前記検査装置で検出した前記照明光学系および前記検出
    光学系の光学調整状態に基づいて、前記照明光学系およ
    び前記検出光学系の光学調整を行うための光学調整手段
    とをさらに有することを特徴とする、位置合わせ装置を
    備えた投影露光装置。
  15. 【請求項１５】 感光性基板上に形成されたパターンを
    照明するための照明光学系と、前記パターンからの光を
    検出するための検出光学系とを備え、前記パターンの重
    ね合わせ測定を行う重ね合わせ測定装置において、 前記検出光学系の収差状態と前記照明光学系および前記
    検出光学系の光学調整状態とを検査するための請求項１
    乃至１２のいずれか１項に記載の検査装置と、 前記検査装置で検出した前記検出光学系の収差状態に基
    づいて、前記検出光学系の諸収差を補正するための収差
    補正手段と、 前記検査装置で検出した前記照明光学系および前記検出
    光学系の光学調整状態に基づいて、前記照明光学系およ
    び前記検出光学系の光学調整を行うための光学調整手段
    とをさらに備えていることを特徴とする重ね合わせ測定
    装置。
  16. 【請求項１６】 マスク上に形成された転写用パターン
    を感光性基板上に投影露光する投影露光装置において、 前記投影露光装置は、請求項１５に記載の重ね合わせ測
    定装置を備えていることを特徴とする投影露光装置。
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KR1019960000941A KR960029824A (ko) 1995-01-13 1996-01-12 수차보정 광학계 및 이 광학계를 사용한 정렬 장치
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999060361A1 (fr) * 1998-05-19 1999-11-25 Nikon Corporation Instrument et procede de mesure d'aberrations, appareil et procede de sensibilisation par projection incorporant cet instrument, et procede de fabrication de dispositifs associe
JP2000340488A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US6819414B1 (en) 1998-05-19 2004-11-16 Nikon Corporation Aberration measuring apparatus, aberration measuring method, projection exposure apparatus having the same measuring apparatus, device manufacturing method using the same measuring method, and exposure method
US7230706B2 (en) 2001-09-03 2007-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Position detection method and apparatus, and exposure method and apparatus
JP2008244386A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Canon Inc 収差計測方法、露光装置及びデバイス製造方法
JP2010085628A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Nikon Corp 光学系調整方法および装置
JP2014149535A (ja) * 2014-03-03 2014-08-21 Nikon Corp 光学系調整方法および装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999060361A1 (fr) * 1998-05-19 1999-11-25 Nikon Corporation Instrument et procede de mesure d'aberrations, appareil et procede de sensibilisation par projection incorporant cet instrument, et procede de fabrication de dispositifs associe
US6819414B1 (en) 1998-05-19 2004-11-16 Nikon Corporation Aberration measuring apparatus, aberration measuring method, projection exposure apparatus having the same measuring apparatus, device manufacturing method using the same measuring method, and exposure method
KR100604120B1 (ko) * 1998-05-19 2006-07-24 가부시키가이샤 니콘 수차측정장치와 측정방법 및 이 장치를 구비한투영노광장치와 이 방법을 이용한 디바이스 제조방법,노광방법
JP4505989B2 (ja) * 1998-05-19 2010-07-21 株式会社ニコン 収差測定装置並びに測定方法及び該装置を備える投影露光装置並びに該方法を用いるデバイス製造方法、露光方法
JP2000340488A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US7230706B2 (en) 2001-09-03 2007-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Position detection method and apparatus, and exposure method and apparatus
JP2008244386A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Canon Inc 収差計測方法、露光装置及びデバイス製造方法
JP2010085628A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Nikon Corp 光学系調整方法および装置
JP2014149535A (ja) * 2014-03-03 2014-08-21 Nikon Corp 光学系調整方法および装置

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