KR20040028689A - 관찰 장치 및 그 제조 방법, 노광 장치 및 마이크로장치의 제조 방법 - Google Patents

관찰 장치 및 그 제조 방법, 노광 장치 및 마이크로장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20040028689A
KR20040028689A KR10-2003-7007454A KR20037007454A KR20040028689A KR 20040028689 A KR20040028689 A KR 20040028689A KR 20037007454 A KR20037007454 A KR 20037007454A KR 20040028689 A KR20040028689 A KR 20040028689A
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Abstract

파면 수차의 고차 수차 성분을 포함하는 잔존 수차를 양호하게 보정할 수 있는 관찰 장치의 제조 방법. 결상 광학계(7, 6, 10, 11, 12(14))를 거쳐서 형성된 피검면(WM)의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법. 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과, 잔존 수차를 보정하기 위해서, 적어도 한쪽 면이 비구면 형상으로 형성된 보정판(17)을 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 설치 공정을 포함한다.

Description

관찰 장치 및 그 제조 방법, 노광 장치 및 마이크로 장치의 제조 방법{OBSERVATION DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD, EXPOSURE DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING MICRO DEVICE}
일반적으로, 반도체 소자 등의 장치의 제조에 있어서, 감광 재료가 도포된 웨이퍼(또는 유리 플레이트 등의 기판) 상에 복수층의 회로 패턴을 거듭 형성한다. 이 때문에, 회로 패턴을 웨이퍼 상에 노광하기 위한 노광 장치에는, 마스크의 패턴과 이미 회로 패턴이 형성되어 있는 웨이퍼의 각 노광 영역의 위치 정렬을 실행하기 위한 정렬 장치(관찰 장치)가 구비되어 있다.
종래, 이러한 종류의 정렬 장치로서, 일본 특허 공개 평성 제 4-65603호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,493,403호 공보), 일본 특허 공개 평성 제4-273246호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 6,141,107호 공보) 등에 개시되어 있는 것과 같이), 오프액시스 방식으로 또한 촬상 방식의 정렬 장치가 알려져 있다. 이 촬상 방식의 정렬 장치의 검출계는 FIA(Field Image Alignment)계라고도 불리고 있다. FIA계에서는, 할로겐 램프 등의 광원으로부터 사출되는 파장 대역폭이 넓은 광으로, 웨이퍼 상의 정렬 마크(웨이퍼 마크)를 조명한다. 그리고, 결상 광학계를 거쳐서 웨이퍼 마크의 확대 이미지를 촬상 소자 상에 형성하여, 얻어진 촬상 신호를 화상 처리하는 것에 의해 웨이퍼 마크의 위치 검출을 한다.
상술한 바와 같이, FIA계에서는 광대역 조명을 이용하고 있기 때문에, 웨이퍼 상의 포토레지스트층에서의 박막 간섭의 영향이 저감된다고 하는 이점이 있다. 그러나, 종래의 FIA계의 결상 광학계에서는, 가공, 조립, 조정 등의 제조 공정을 거쳐서 조금이지만 수차가 잔존한다. 결상 광학계에 수차가 잔존하고 있으면, 촬상면 상에서의 웨이퍼 마크 이미지의 콘트라스트가 저하하거나, 웨이퍼 마크 이미지에 왜곡이 발생하기도 하고, 마크 위치의 검출 오차가 발생한다. 최근, 회로 패턴의 선폭의 미세화에 따른, 고정밀도의 정렬이 필요로 되도록 되고 있다.
또, 광학계에 잔존하는 수차 중, 특히 코마수차와 같은 광축에 비대칭인 수차가 웨이퍼 마크 이미지의 검출에 미치게 하는 영향은 커서, 이미지면 상에서 광축에 대해서 대칭인 코마수차나, 편심 코마수차와 같이 동공에 있어서 광축에 비대칭인 횡수차가 발생하고 있으면, 촬상면 상에 형성되는 웨이퍼 마크 이미지는 이상 결상의 경우에 비해 위치가 어긋나 계측된다. 또한, 웨이퍼 마크의 형상(피치, 듀티비, 단차 등)이 변한 경우나, 웨이퍼 마크가 디포커싱된 경우에는, 웨이퍼 마크이미지에 대한 코마수차의 영향의 정도가 여러가지로 변화되어, 그 계측 위치의 어긋남 양도 여러가지로 변화되게 된다. 또한, 구면수차와 같은 광축에 대칭인 수차가 발생하고 있으면, 웨이퍼 마크의 형상이 변화될 때에 백 포커스 위치가 변화해 버린다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정마다 웨이퍼 마크의 형상이 다르기 때문에, 코마수차가 잔존한 광학계에서 웨이퍼의 정렬(위치 정렬)을 실행하면, 소위 프로세스 오프셋이 발생한다. 그래서, 상술한 바와 같이 잔존 코마수차를 보정하기 위해서, 본 출원인은, 일본 특허 공개 평성 제 8-195336호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,680,200호 공보)에 있어서, 대물 렌즈에 후속하는 광학계에서 코마수차를 보정하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 일본 특허 공개 평성 제 8-195336호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,680,200호 공보)에 개시된 방법에서는, 보정 가능한 코마수차는 저차(低次) 코마수차뿐이며, 고차(高次)의 코마수차를 보정하는 것은 곤란하다. 이와 같이, 일반적으로, 파면 수차의 저차 수차 성분은 통상의 광학 조정에 의해 보정할 수 있지만, 파면 수차의 고차 수차 성분은 통상의 광학 조정에 의해 보정(조정)하는 것은 곤란하다.
본 발명은 관찰 장치 및 그 제조 방법, 노광 장치 및 마이크로 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기헤드 등의 마이크로 장치를 리소그래피 공정으로 제조하기 위한 노광 장치에 탑재되는 관찰 장치의 잔존 수차의 보정(조정)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관찰 장치로서의 FIA계의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 관찰 장치로서의 FIA계가 탑재되는 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 실시예에 따른 관찰 장치의 제 1 제조 방법에 있어서의 제조 흐름을 나타내는 흐름도,
도 4는 조립된 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측하기 위한 간섭계 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 5는 제 1 대물 렌즈와 제 2 대물 렌즈 사이의 평행 광로 중에 한 쌍의 수차 보정판이 설치된 상태를 나타내는 도면,
도 6은 제르니케(Frits Zernike) 제 10 항 비구면을 등고선도로 나타내는 도면,
도 7은 제르니케 제 10 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면,
도 8은 제르니케 제 14 항 비구면을 등고선도로 나타내는 도면,
도 9는 제르니케 제 14 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면,
도 10은 제르니케 제 16 항 비구면을 등고선도로 나타내는 도면,
도 11은 제르니케 제 16 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면,
도 12는 제르니케 제 25 항 비구면을 등고선도로 나타내는 도면,
도 13은 제르니케 제 25 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면,
도 14는 결상 광학계의 일부를 구성하는 제 1 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측하기 위한 간섭계 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 15는 본 실시예에 따른 관찰 장치의 제 2 제조 방법에 있어서의 제조 흐름을 나타내는 흐름도,
도 16은 마이크로 장치로서의 반도체 장치를 얻을 때의 방법의 흐름도,
도 17은 마이크로 장치로서의 액정 표시 소자를 얻을 때의 방법의 흐름도이다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 파면 수차의 고차 수차 성분을 포함하는 잔존 수차를 양호하게 보정할 수 있는 관찰 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 잔존 수차가 양호하게 보정되어 높은 광학 성능을 갖는 관찰 장치를 이용하고, 예컨대, 마스크와 감광성 기판을 고정밀도로 위치 정렬할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 높은 광학 성능을 갖는 관찰 장치를 구비한 노광 장치를 이용하여, 양호한 노광에 의해 양호한 마이크로 장치를 제조할 수 있는 마이크로 장치 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면(被檢面)의 이미지를 관찰하는 관찰 장치로서,
상기 결상 광학계의 광로 중에 배치된 보정판을 구비하되,
상기 보정판의 적어도 한쪽 면은 상기 결상 광학계에 잔존하는 수차를 보정하기 위한 소요(所要)의 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관찰 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 발명에서는, 제 1 발명의 관찰 장치를 제조하는 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판을 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전시킴으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 보정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
상기 잔존 수차를 보정하기 위해서, 적어도 한쪽 면이 비구면 형상으로 형성된 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 설치 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 4 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
상기 잔존 수차를 보정하기 위해서 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 배치해야 할 보정판의 면형상을, 상기 수차 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여 산출하는 산출 공정과,
상기 산출 공정에 의한 산출 결과에 근거하여 상기 보정판의 적어도 한쪽 면을 가공하는 가공 공정과,
상기 가공 공정에서 가공된 상기 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 설치 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
상기 결상 광학계를 구성하는 복수의 광학면 중 적어도 하나의 광학면을 비구면 형상으로 가공함으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 보정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학면의 면형상을 계측하는 면형상 계측 공정과,
상기 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학 특성 분포를 계측하는 광학 특성 계측 공정과,
간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
상기 면형상 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 광학 특성 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 수차 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여, 상기 결상 광학계에서 발생하는 색수차를 예측하는 색수차 예측 공정과,
상기 색수차 예측 공정에서 예측된 색수차를 보정하기 위해서 상기 결상 광학계를 조정하는 조정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 7 발명에서는, 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법으로서,
상기 결상 광학계를 구성하기 위해서 제조된 다수의 광학 부재의 광학면의 면형상을 계측하는 면형상 계측 공정과,
상기 결상 광학계를 구성하기 위해서 제조된 다수의 광학 부재의 광학 특성분포를 계측하는 광학 특성 계측 공정과,
상기 면형상 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 광학 특성 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여, 각 광학 부재를 조합시켜 얻어지는 결상 광학계에서 발생하는 수차를 예측하는 수차 예측 공정과,
상기 수차 예측 공정에 의한 예측 결과에 근거하여 선택된 광학 부재를 조합시켜 결상 광학계를 조립하는 조립 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 8 발명에서는, 마스크 상의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치로서,
마스크를 조명하기 위한 조명계와,
상기 마스크의 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하기 위한 투영 광학계와,
상기 마스크 또는 상기 감광성 기판을 상기 피검면으로서 관찰하기 위한 제 1발명의 관찰 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 9 발명에서는, 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 방법으로서,
제 8 발명의 노광 장치를 이용하여, 조명된 상기 마스크의 상기 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 방법을 제공한다.
본 발명의 제 10 발명에서는, 제 8 발명의 노광 장치를 이용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정과, 해당 노광 공정에 의해노광된 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 11 발명에서는, 마스크 상의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치로서,
마스크를 조명하기 위한 조명계와,
상기 마스크의 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하기 위한 투영 광학계와,
상기 마스크 또는 상기 감광성 기판을 상기 피검면으로서 관찰하기 위한 관찰 장치를 구비하되,
상기 관찰 장치는 제 2 발명 내지 제 7 발명의 제조 방법에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 12 발명에서는, 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 방법으로서,
제 11 발명의 노광 장치를 이용하여, 조명된 상기 마스크의 상기 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 방법을 제공한다.
본 발명의 제 13 발명에서는, 제 11 발명의 노광 장치를 이용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정과, 해당 노광 공정에 의해 노광된 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관찰 장치로서의 FIA계의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 관찰 장치로서의 FIA계가 탑재되는 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 감광성 기판인 웨이퍼 W의 법선 방향을 따라 Z축을, 웨이퍼면 내에서 도 2의 지면에 평행한 방향에 Y축을, 웨이퍼면 내에서 도 2의 지면에 수직인 방향에 X축을 각각 설정하고 있다.
도 2의 노광 장치는 노광광(조명광)을 공급하기 위한 광원(21)으로서, 예컨대, 248㎚(KrF) 또는 193㎚(ArF)인 파장의 광을 공급하는 엑시머 레이저 광원을 구비하고 있다. 광원(21)으로부터 사출된 거의 평행 광속은 빔 정형 광학계(beam expander)(22)를 거쳐서 소정 단면의 광속으로 정형된 후, 간섭성 저감부(23)에 입사한다. 간섭성 저감부(23)는 피조사면인 마스크 M 상(나아가서는 웨이퍼 W 상)에서의 간섭 패턴의 발생을 저감하는 기능을 갖는다. 간섭성 저감부(23)의 상세에 대해서는, 예컨대, 일본 특허 공개 소화 제 59-226317호 공보에 개시되어 있다.
간섭성 저감부(23)로부터의 광속은 제 1 플라이아이 렌즈(24)를 거쳐서 그 후측 초점면에 다수의 광원을 형성한다. 이들 다수의 광원으로부터의 광은 진동 미러(25)에서 편향된 후, 릴레이 광학계(26)를 거쳐서 제 2 플라이아이 렌즈(27)를 중첩적으로 조명한다. 여기서, 진동 미러(25)는 X축 주위에 회전하는 절곡 미러로서, 피조사면에서의 간섭 패턴의 발생을 저감하는 기능을 갖는다. 이렇게 해서, 제 2 플라이아이 렌즈(27)의 후측 초점면에는, 다수의 광원으로 이루어지는 2차 광원이 형성된다. 이 2차 광원으로부터의 광속은 그 근방에 배치된 개구 조리개(28)에 의해 제한된 후, 콘덴서 광학계(29)를 거쳐서, 하측면에 소정의 패턴이 형성된 마스크 M을 중첩적으로 균일 조명한다.
마스크 M의 패턴을 투과한 광속은 투영 광학계 PL을 거쳐서 감광성 기판인 웨이퍼 W 상에 마스크 패턴의 이미지를 형성한다. 마스크 M은 마스크 홀더(도시하지 않음)를 거쳐서, 마스크 스테이지 MST에 탑재되어 있다. 또, 마스크 스테이지 MST는 주 제어계(도시하지 않음)로부터의 지령에 근거하여 마스크 스테이지제어부(도시하지 않음)에 의해서 구동된다. 이 때, 마스크 스테이지 MST의 이동은 마스크 간섭계(도시하지 않음)와 마스크 스테이지 MST에 마련된 이동 거울(도시하지 않음)에 의해 계측된다.
한편, 웨이퍼 W는 웨이퍼 스테이지 WST 상의 웨이퍼 홀더 WH에 진공 체크되어 있다. 웨이퍼 스테이지 WST는 주 제어계(도시하지 않음)로부터의 지령에 근거하여 웨이퍼 스테이지 제어부(도시하지 않음)에 의해서 구동된다. 이 때, 웨이퍼 스테이지 WST의 이동은 웨이퍼 간섭계 WIF와 웨이퍼 스테이지 WST에 마련된 이동 거울 WMR에 의해 계측된다. 이렇게 해서, 투영 광학계 PL의 광축 AX와 직교하는 평면(XY 평면) 내에서 웨이퍼 W를 이차원적으로 구동 제어하면서 일괄 노광 또는 스캔 노광을 하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 각 노광 영역에는 마스크 M의 패턴이 차차 노광된다.
또한, 도 2의 노광 장치는, 웨이퍼 스테이지 WST 상에 탑재된 웨이퍼 W에 형성된 정렬 마크 즉, 웨이퍼 마크를 촬상하고, 촬상한 웨이퍼 마크의 화상 정보에 근거하여 웨이퍼 W의 XY 평면에 있어서의 위치를 검출하기 위한 FIA(Field Image Alignment)계를 구비하고 있다. 도 1을 참조하면, FIA계는 파장 대역폭이 넓은 조명광을 공급하기 위한 광원(1)을 구비하고 있다. 광원(1)으로서, 예컨대, 할로겐 램프와 같은 광원을 사용할 수 있다. 광원(1)으로부터의 조명광(예컨대, 파장이 530㎚∼800㎚)은 도시를 생략한 릴레이 광학계를 거쳐서, 예컨대, 광파이버와 같은 라이트 가이드(2)에 입사하여 그 내부를 전파한다.
라이트 가이드(2)의 사출단으로부터 사출된 조명광은, 예컨대, 원형의 개구부를 갖는 조명 개구 조리개(3)를 거쳐서 제한된 후 콘덴서 렌즈(4)에 입사한다. 콘덴서 렌즈(4)를 거친 광은 조명 시야 조리개(도시하지 않음)를 거쳐서 조명 릴레이 렌즈(5)에 입사한다. 조명 릴레이 렌즈(5)를 거친 광은 하프프리즘(6)에서 반사된 후, 제 1 대물 렌즈(7)를 거쳐서 웨이퍼 W 상에 형성된 웨이퍼 마크 WM을 조명한다. 조명된 웨이퍼 마크 WM에서의 반사광(회절광을 포함함)은 제 1 대물 렌즈(7)를 거쳐서 하프프리즘(6)에 입사한다.
하프프리즘(6)을 투과한 광은 제 2 대물 렌즈(8)를 거쳐서, 지표판(9) 상에 웨이퍼 마크 WM의 이미지를 형성한다. 웨이퍼 마크 WM의 이미지로부터의 광은 제 1 릴레이 렌즈(10)를 거쳐서 XY 분기 하프프리즘(11)에 입사한다. 그리고, XY 분기 하프프리즘(11)에서 반사된 광은 제 2 릴레이 렌즈(12)를 거쳐서 Y 방향용 CCD(13)에 도달한다. 한편, XY 분기 하프프리즘(11)을 투과한 광은 제 2 릴레이 렌즈(14)를 거쳐서 X 방향용 CCD(15)에 입사한다. 이렇게 해서, Y 방향용 CCD(13) 및 X 방향용 CCD(15)의 촬상면에는 웨이퍼 마크 WM의 이미지가 지표판(9)의 지표 패턴 이미지와 동시에 형성된다.
Y 방향용 CCD(13) 및 X 방향용 CCD(15)로부터의 출력 신호는 신호 처리계(16)에 공급된다. 신호 처리계(16)에서는, 신호 처리(파형 처리)에 의해 웨이퍼 마크 WM의 XY 평면에 있어서의 위치 정보가, 나아가서는 웨이퍼 W의 XY 평면에 있어서의 위치 정보가 얻어진다. 이상과 같이, 제 1 대물 렌즈(7), 하프프리즘(6) 및 제 2 대물 렌즈(8)는 조명된 웨이퍼 마크 WM에서의 반사광에 근거하여 웨이퍼 마크 WM의 중간 이미지를 형성하기 위한 제 1 결상 광학계를 구성하고 있다.
또한, 제 1 릴레이 렌즈(10), XY 분기 하프프리즘(11) 및 제 2 릴레이 렌즈(12)(또는 14)는, 제 1 결상 광학계를 거쳐서 형성된 웨이퍼 마크 WM의 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 Y 방향용 CCD(13)(또는 X 방향용 CCD(15))의 촬상면에 웨이퍼 마크 WM의 2차 이미지를 형성하기 위한 제 2 결상 광학계를 구성하고 있다. 그리고, 제 1 결상 광학계 및 제 2 결상 광학계는, 조명된 웨이퍼 마크 WM에서의 반사광에 근거하여 Y 방향용 CCD(13) 및 X 방향용 CCD(15)의 촬상면에 웨이퍼 마크 WM의 이미지를 형성하기 위한 결상 광학계를 구성하고 있다.
본 실시예에 따른 관찰 장치의 결상 광학계에서는, 모든 수차가 양호하게 억제되어, 우수한 결상 성능을 확보할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 실제로 제조된 관찰 장치의 결상 광학계에는, 여러 가지 요인에 기인하여 조정해야 할 수차가 잔존하는 경우가 있다. 그 경우, 본 실시예에서는, 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 수차 보정판(17)을 삽입하여 결상 광학계의 잔존 수차의 보정(조정)을 실행한다. 또, 도 1에서는 하프프리즘(6)과 제 1 대물 렌즈(7) 사이에 수차 보정판(17)을 삽입하고 있지만, 수차 보정판(17)을 하프프리즘(6)과 제 2 대물 렌즈(8) 사이에 삽입해도 무방하다. 이하, 본 실시예에 따른 관찰 장치의 제 1 수차 보정 방법을, 나아가서는 제 1 제조 방법을 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 관찰 장치의 제 1 제조 방법에 있어서의 제조 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이 제 1 제조 방법에서는, 실제로 제조된 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측한다(S11). 구체적으로는, 예컨대, 도 4에 나타내는 간섭계 장치를 이용하여 조립된 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측한다. 도 4의 간섭계 장치에서는, 제어계(40) 및 소형 간섭계 유닛(41)이 방진대(42) 위에 지지되어 있다. 제어계(40)에 의해 제어된 간섭계 유닛(41)으로부터의 사출광(예컨대, He-Ne 레이저광:파장 633㎚)은 피조 스테이지(43a) 상에 지지된 피조 렌즈(43b)에 입사한다.
여기서, 피조 스테이지(43a) 및 피조 렌즈(43b)는 피조 유닛(43)을 구성하고 있다. 피조 렌즈(43b)의 참조면에서 반사된 광은 참조광으로 되어 간섭계 유닛(41)에 되돌아간다. 한편, 피조 렌즈(43b)를 투과한 광은 측정광으로 되어, 장착대(44)에 설치된 결상 광학계에 입사한다. 이렇게 해서, 제 1 결상 광학계 및 X 방향의 제 2 결상 광학계를 거친 측정광은 반사구면 스테이지(45a) 상에 지지된 반사구면(45b)에 입사한다. 여기서, 반사구면 스테이지(45a) 및 반사구면(45b)은 반사구면 유닛(45)을 구성하고 있다.
반사구면(45b)에서 반사된 측정광은, X 방향의 제 2 결상 광학계, 제 1 결상 광학계 및 피조 렌즈(43b)를 거쳐서, 간섭계 유닛(41)에 되돌아간다. 이렇게 해서, 간섭계 유닛(41)에 되돌아간 참조광과 측정광의 위상 차이에 근거하여, 피검 광학계인 X 방향의 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차가 계측된다. 이어서, Y 방향용 CCD(13)를 분리하고, Y 방향의 제 2 결상 광학계에 대하여 반사구면 유닛(45)을 위치 결정함으로써, X 방향의 결상 광학계의 경우와 마찬가지로, Y 방향의 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측한다.
또, 간섭계를 이용하는 계측 방법에 한정되지 않고, 예컨대, 결상 광학계를 거쳐서 적당한 피검면 상에 형성된 마크를 촬상하여, 얻어진 마크의 화상 정보에 근거하여 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측할 수도 있다. 본 실시예에서는, 결상 광학계의 잔존 수차를 보정하기 위해서, 한쪽 면이 제르니케 비구면 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판을, 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치한다(S12).
도 5는 제 1 대물 렌즈와 제 2 대물 렌즈 사이의 평행 광로 중에 한 쌍의 수차 보정판이 설치된 상태를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시하는 바와 같이 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치되는 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)은 모두 평행한 평면 형상의 형태를 갖고, 서로 대향하는 면(51a, 52a)이 같은 제르니케 비구면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 수차 보정판(51, 52)은 각각 광축 AX를 중심으로 하여 회전할 수 있게 구성되어 있다. 이하, 제르니케 비구면에 대하여 기본적인 사항을 설명한다.
일반적으로, 비구면은 제르니케의 다항식에 의해서 나타낼 수 있다. 제르니케 다항식의 표현에서는, 좌표계로서 극좌표를 이용하고, 직교 함수계로서 제르니케의 원통함수를 이용한다. 우선, 비구면 상에 극좌표를 정하고, 비구면 형상을 M(ρ, θ)로서 나타낸다. 여기서, ρ는 비구면의 반경을 1로 규격화한 규격화 반경이며, θ는 극좌표의 동경각(動徑角)이다. 이어서, 비구면 형상 M(ρ, θ)을 제르니케의 원통함수계 Zn(ρ, θ)를 이용하여 다음 식(1)에 도시하는 바와 같이 전개한다.
여기서, Cn은 전개 계수이다. 이하, 제르니케의 원통함수계 Zn(ρ, θ)중, 제 1 항∼제 36 항에 따른 원통함수계 Z1∼Z36은 다음에 나타내는 바와 같다.
본 발명에서는, 제르니케 다항식에 있어서, 제 n 항에 따른 전개 계수 Cn과 원통함수계 Zn에 의해 규정되는 비구면을 제 n 항 비구면으로 표현한다. 이 경우, 제 2 항 비구면∼제 9 항 비구면에 의해 파면 수차의 저차 수차 성분이 발생하고, 제 10 항 비구면∼제 36 항 비구면에 의해 파면 수차의 고차 수차 성분이 발생한다. 한편, θ를 포함하지 않는 항, 즉, 제 4 항 비구면, 제 9 항 비구면, 제 16 항 비구면, 제 25 항 비구면, 제 36 항 비구면에 의해, 파면 수차의 회전 대칭 성분이 발생한다. 회전 대칭 성분이란, 어떤 좌표에서의 값과, 그 좌표를 비구면의중앙을 중심으로 하여 임의의 각도만큼 회전한 좌표에서의 값이 같은 회전 대칭인 성분이다.
또한, sinθ(또는 cosθ), sin3θ(또는 cos3θ) 등의, 동경각 θ의 기수배의 3각 함수를 포함하는 항, 즉, 제 2 항 비구면, 제 3 항 비구면, 제 7 항 비구면, 제 8 항 비구면, 제 10 항 비구면, 제 11 항 비구면, 제 14 항 비구면, 제 15 항 비구면, 제 19 항 비구면, 제 20 항 비구면, 제 23 항 비구면, 제 24 항 비구면, 제 26 항 비구면, 제 27 항 비구면, 제 30 항 비구면, 제 31 항 비구면, 제 33 항 비구면, 제 34 항 비구면에 의해, 파면 수차의 기수 대칭 성분이 발생한다. 기수 대칭 성분이란, 어떤 좌표에서의 값과, 그 좌표를 비구면의 중앙을 중심으로 하여 360°의 기수분의 1만큼 회전한 좌표에서의 값이 같은 기수 대칭인 성분이다.
또한, sin2θ(또는 cos2θ), sin4θ(또는 cos4θ) 등의, 동경각 θ의 우수배의 3각 함수를 포함하는 항, 즉, 제 5 항 비구면, 제 6 항 비구면, 제 12 항 비구면, 제 13 항 비구면, 제 17 항 비구면, 제 18 항 비구면, 제 21 항 비구면, 제 22 항 비구면, 제 28 항 비구면, 제 29 항 비구면, 제 32 항 비구면, 제 33 항 비구면에 의해, 파면 수차의 우수 대칭 성분이 발생한다. 우수 대칭 성분이란, 어떤 좌표에서의 값과, 그 좌표를 비구면의 중앙을 중심으로 하여 360°의 우수분의 1만큼 회전한 좌표에서의 값이 같은 우수 대칭인 성분이다.
이렇게 해서, 예컨대, 제 10 항 비구면(또는 제 11 항 비구면) 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)을 이용하여, 파면 수차의 고차 수차 성분을 보정할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 도 6은 제르니케 제 10 항 비구면을 등고선도로나타내고 있다. 또한, 도 7은 제르니케 제 10 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면이다. 이 경우, 수차 보정판(51)의 비구면(51a)과 수차 보정판(52)의 비구면(52a)이 서로 상보적으로 되도록 배치되어 있는 초기 상태에서는, 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)은 평행 평면판으로서 기능하여, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 보정할 수가 없다. 또, 자세히 설명하면, 제르니케 제 10 항은 C10ρ3cos3θ로 표시되고, 양 비구면(51a, 52a)이라도 그 형상은 같다. 단, 양 수차 보정판(51, 52)(양 비구면(51a, 52a))을 배치할 때에 대향하여 배치하면, 한쪽의 좌표축은 180° 회전하게 되어 실질적으로 -C10ρ3cos3θ로 된다. 이 때문에, 서로 수차 성분을 제거하게 된다.
그러나, 한 쌍의 수차 보정판(51, 52) 중 어느 한쪽을 회전시키면, 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)을 거쳐서 파면 수차의 고차 수차 성분이 발생한다. 환언하면, 한 쌍의 수차 보정판(51, 52) 중 어느 한쪽이 회전한 상태에서, 파면 수차의 고차 수차 성분을 보정할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 한 쌍의 수차 보정판(51, 52) 중 어느 한쪽을 회전시켜 파면 수차를 발생시킨 후, 양쪽의 수차 보정판(51, 52)을 일체적으로 회전시켜 파면 수차의 방향을 조정함으로써, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 고차 수차 성분을 보정한다(S13). 예컨대, 서로 제거하는 상태에서 한쪽을 광축 중심으로 또한 거의 광축 직교면 내에서 60° 회전시키면, 실질적으로 2C10ρ3cos3θ의 면으로서 기능한다. 이 상태에서는, 최대의 수차발생량으로 된다. 여기서, 회전량(수차 보정판(51, 52)의 상대 회전각)을 조정함으로써, 실질적으로 0∼2C10ρ3cos3θ의 사이에서 수차 발생량을 가변으로 할 수 있다. 또한, 결상 광학계에 잔존하는 제르니케 제 10 항 및 제 11 항에 맞춰 수차 발생량을 정한 후, 양쪽의 수차 보정판(51, 52)을 일체로 회전시켜 각도를 맞추는 것에 의해 결상 광학계의 수차, 즉, 제르니케 제 10 항 및 제 11 항을 제거(0으로 함)할 수 있다.
또한, 제 14 항 비구면(또는 제 15 항 비구면) 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)을 이용하여, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 고차 코마수차 성분을 보정할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 도 8은 제르니케 제 14 항 비구면을 등고선도로 나타내고 있다. 또한, 도 9는 제르니케 제 14 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면이다. 또한, 제 12 항 비구면(또는 제 13 항 비구면) 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)을 이용하여, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 고차 비점수차(astigmatism) 성분을 보정할 수 있다.
여기서, 비점수차 성분이란, 어떤 메리디오날면에서 광축으로부터의 거리의 2승에 비례하는 파면 수차 성분과, 그것에 직교하는 면에서의 광축으로부터의 거리의 2승에 비례하는 파면 수차 성분의 차이가 가장 커지는 성분이다. 또한, 제 28 항 비구면 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판(51, 52)을 이용하여, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 6차 구면수차 성분을 보정할 수 있다. 단, 이 경우, 직교하는 두 방향에 대해서만 6차 구면수차 성분의 보정이 가능하다.
이렇게 해서, 제 1 제조 방법에서는, 예컨대, 제 10 항 비구면 형상, 제 12 항 비구면 형상, 제 14 항 비구면 형상, 제 28 항 비구면 형상으로 형성된 한 쌍의 수차 보정판과 같은, 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판을 광로 중에 설치하고, 각 조의 한 쌍의 수차 보정판을 회전시켜 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 고차 수차 성분을 보정한다. 또, 파면 수차의 고차 수차 성분의 보정에 앞서, 통상의 광학 조정에 의해 파면 수차의 저차 수차 성분이 보정되어 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 고차 수차 성분의 보정 후에도, 제조 오차에 따라 발생한 저차 수차 성분의 마지막 보정을 실행하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 예컨대, 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판의 작용에 의해 결상 광학계의 잔존 수차가 양호하게 보정(조정)되어 있는 것을 확인한다(S14). 이 경우, 도 4에 나타내는 간섭계 장치를 이용하여 결상 광학계 전체의 파면 수차를 계측함으로써, 결상 광학계의 수차 보정을 확인할 수 있다. 결상 광학계의 잔존 수차가 양호하게 보정되어 있지 않은 것이 확인된 경우, 결상 광학계의 잔존 수차가 양호하게 보정될 때까지 이미 설치한 수차 보정판을 회전 조정하거나, 새로운 수차 보정판과 교환하거나, 새로운 수차 보정판을 추가하거나, 또한 경우에 따라서는 저차 수차 성분의 추가 조정을 행하거나 한다. 한편, 결상 광학계의 잔존 수차가 양호하게 보정되어 있는 것이 확인된 경우, 제 1 제조 방법에 대한 일련의 제조 공정이 종료된다.
그런데, 한쪽 면이 제 16 항 비구면 형상으로 형성된 1장의 수차 보정판을 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치함으로써, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 6차 구면수차 성분을 보정할 수 있다. 이 경우, 광로 중에 설치된 수차 보정판을 광축 AX 주위에 회전시킬 필요는 없다. 또한, 수차 보정판의 표리를 바꿔 설치하면, 수차 보정량의 부합을 반전시킬 수 있다. 덧붙여서 말하면, 도 10은 제르니케 제 16 항 비구면을 등고선도로 나타내고 있다. 또한, 도 11은 제르니케 제 16 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면이다.
또한, 한쪽 면이 제 25 항 비구면 형상으로 형성된 1장의 수차 보정판을 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치함으로써, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 8차 구면수차 성분을 보정할 수 있다. 이 경우에도, 광로 중에 설치된 수차 보정판을 광축 AX 주위에 회전시킬 필요는 없다. 또한, 수차 보정판의 표리를 바꿔 설치하면, 수차 보정량의 부합을 반전시킬 수 있다. 덧붙여서 말하면, 도 12는 제르니케 제 25 항 비구면을 등고선도로 나타내고 있다. 또한, 도 13은 제르니케 제 25 항 비구면의 물결을 과장하여 삼차원적으로 나타내는 도면이다.
따라서, 제 1 제조 방법의 제 1 변형예로서, 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판 대신, 또는 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판에 부가하여, 예컨대, 제 16 항 비구면 형상, 제 25 항 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판과 같은 1장 또는 복수개의 개별의 수차 보정판을 광로 중에 설치함으로써, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차의 고차 회전 대칭 성분을 보정할 수 있다. 또한, 제르니케 제 16 항 및 제 25 항은 회전 대칭 성분이므로 수차 보정판을 회전시키더라도 변화하지 않기 때문에, 한 쌍의 회전 조정하는 수차 보정판의 평면측에 제 16 항 비구면 형상 및/또는 제 25 항 비구면 형상을 갖는 수차 보정판을 접합해도 무방하다. 이 경우, 수차 보정판의 한쪽 면은 제 16 항 비구면 형상 및/또는 제 25 항 비구면 형상이며, 다른 쪽의 면은 평면이다. 또한, 한 쌍의 회전 조정하는 수차 보정판의 평면측에 제 16 항 비구면 형상 및/또는 제 25 항 비구면 형상을 형성해도 무방하다. 이들 구성에 의해 실질적인 부품점수를 감소시켜 간이화할 수 있다.
또한, 제 1 제조 방법에서는, 도 4에 나타내는 간섭계 장치를 이용하여 결상 광학계 전체의 파면 수차를 계측하고 있지만, 도 14에 도시하는 바와 같이 도 4에 나타내는 간섭계 장치와 유사한 구성을 갖는 간섭계 장치를 이용하여, 결상 광학계의 일부를 구성하는 제 1 결상 광학계의 파면 수차를 계측하는 제 2 변형예도 생각된다. 도 14의 간섭계 장치에서는, 장착대(46)에 제 1 결상 광학계만을 설치하여 제 1 결상 광학계 단체의 파면 수차를 계측하고 있다. 이것은, 결상 광학계의 잔존 수차의 보정에 있어서, 제 1 대물 렌즈(7) 및 제 2 대물 렌즈(8)를 포함하는 제 1 결상 광학계의 잔존 수차의 보정이 지배적인 것에 착안한 간단한 계측 방법이다.
또한, 제 1 제조 방법에서는, 결상 광학계의 파면 수차를 계측한 후에, 계측으로 얻어진 잔존 수차를 보정하기 위해서 수차 보정판을 광로 중에 설치하고 있다. 그러나, 결상 광학계에 잔존할 것인 파면 수차의 고차 수차 성분을 예측하고, 이 예측에 근거하여 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판이나 1장 또는 복수개의 개별의 수차 보정판을 미리 결상 광학계에 내장하여 놓은 제 3 변형예도 생각된다. 이 경우, 결상 광학계(또는 제 1 결상 광학계)의 파면 수차를 계측하면서, 1조 또는 복수조의 한 쌍의 수차 보정판을 회전 조정함으로써 결상 광학계의 잔존 수차를 보정할 수 있다.
또한, 제 1 제조 방법에서는, 한쪽 면이 제르니케 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판을 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 한쪽 면 또는 양쪽 면이 다른 일반적인 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판을 이용할 수도 있다.
도 15는 본 실시예에 따른 관찰 장치의 제 2 제조 방법에 있어서의 제조 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 제 2 제조 방법에 있어서도, 실제로 제조된 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측한다(S21). 구체적으로는, 예컨대, 도 4에 나타내는 간섭계 장치를 이용하여, 조립된 결상 광학계 전체에 잔존하는 파면 수차를 계측한다. 또는, 예컨대, 도 14의 간섭계 장치를 이용하여 제 1 결상 광학계 단체에 잔존하는 파면 수차를 계측한다. 또한, 제 2 제조 방법에 있어서도, 결상 광학계를 거쳐서 적당한 피검면 상에 형성된 마크를 촬상하고, 얻어진 마크의 화상 정보에 근거하여 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측할 수도 있다.
이어서, 결상 광학계의 잔존 수차의 계측 공정 S21에 의해 구한 파면 수차의 고차 수차 성분의 데이터에 근거하여, 예컨대, 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션에 의해 수차 보정판에 부여해야 할 가공면의 면형상을 산출한다(S22). 또, 면형상의 산출에 있어서, 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 실측 데이터에 근거하는 시뮬레이션을 하는 것이 바람직하다. 즉, 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학면의 면형상(곡률), 중심 두께, 축상 공기 간격 등의 실측 데이터를 이용한 시뮬레이션에 의해 가공면의 면형상을 산출하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라, 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 굴절률 분포와 같은 광학 특성 분포의 실측 데이터를 이용한 시뮬레이션에 의해 가공면의 면형상을 산출하는 것이 바람직하다.
여기서, 예컨대, 렌즈 성분과 같은 각 광학 부재의 면형상은 피조 간섭계를 이용하여 계측할 수 있다. 또한, 각 광학 부재의 중심 두께는, 예컨대, 주지의 적당한 광학적 계측 방법에 따라서 구할 수 있다. 또한, 각 광학 부재의 축상 공기 간격은, 예컨대, 각 광학 부재를 유지하는 유지 부재 등을 계측함으로써 구할 수 있다. 또한, 각 광학 부재의 굴절률 분포는, 잉곳(ingot)으로부터 잘라내어진 가공 전의 평행 평면판(디스크판)에 있어서 투과파면을, 예컨대, 피조 간섭계로 계측함으로써 구할 수 있다. 여기서, 계측되는 굴절률 분포는, 통상 가공 전의 평행 평면판의 두께 방향에 따른 분포가 아니라 그 평행 평면 방향에 따른 이차원적인 분포이다.
이어서, 예컨대, 전용의 연마 가공기를 이용하여, 면형상 산출 공정 S22에서의 산출 결과에 근거하여, 수차 보정판의 한쪽 면을 소요의 면형상으로 연마 가공한다(S23). 또, 수차 보정판은 미리 양면이라도 평면으로 검사되어 있는 것이 바람직하다. 연마 가공된 수차 보정판의 가공면에는 필요에 따라 소요의 코팅(반사 방지막 등)이 실시된다. 이어서, 연마 가공한 수차 보정판의 가공면을 검사한다(S24). 가공면의 검사 공정 S24에서는, 예컨대, 피조 간섭계를 이용하여 수차 보정판의 투과파면을 계측하고, 계측한 투과파면에 근거하여 수차 보정판의수차 보정량을 계측한다. 이 경우, 피가공면의 면 정밀도 등도 포함시킨 수차 보정판의 성능 평가로 된다. 그리고, 수차 보정판을 포함하는 결상 광학계의 각 광학 부재의 광학면의 면형상, 중심 두께, 축상 공기 간격, 굴절률 분포 등의 실측 데이터를 이용한 시뮬레이션에 의해, 가공된 수차 보정판의 설정에 의해 결상 광학계에서 발생할 것인 수차를 산출한다.
상술한 실측 데이터를 이용한 시뮬레이션에 의해 산출된 수차가, 보정해야 할 잔존 수차를 충분히 상쇄할 수 있는 것을 확인한 후에, 연마 가공된 수차 보정판을 결상 광학계의 소정 위치에, 즉, 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치한다(S25). 한편, 상술한 실측 데이터를 이용한 시뮬레이션에 의해 산출된 수차가, 보정해야 할 잔존 수차를 충분히 상쇄할 수 없는 것을 확인한 경우에는, 필요에 따라 가공면의 면형상 산출 공정 S22, 수차 보정판의 연마 가공 공정 S23 및 가공면의 검사 공정 S24를 반복하게 된다.
마지막으로, 연마 가공된 수차 보정판을 광로 중에 설치한 상태에서, 예컨대, 도 4에 나타내는 간섭계 장치에 의해 결상 광학계의 잔존 수차를 다시 계측하여 보정해야 할 잔존 수차가 양호하게 보정되어 있는지 여부를 확인한다(S26). 보정해야 할 잔존 수차가 양호하게 보정되어 있지 않은 것이 확인된 경우에는, 필요에 따라 가공면의 면형상 산출 공정 S22, 수차 보정판의 연마 가공 공정 S23, 가공면의 검사 공정 S24 및 수차 보정판의 설치 공정 S25를 반복하게 된다. 보정해야 할 잔존 수차가 양호하게 보정되어 있는 것이 확인된 경우에는 제 2 제조 방법에 대한 일련의 제조 공정이 종료된다.
또, 제 2 제조 방법에 있어서, 가공면의 검사 공정 S24는 본 실시예에 있어서 필수적인 공정이 아니고, 필요에 따라 가공면의 검사 공정 S24를 생략할 수 있다. 또한, 가공면의 면형상 산출 공정 S22에 있어서 각 광학 부재의 실측 데이터를 이용하는 것은 본 실시예에 있어서 필수가 아니라, 예컨대, 각 광학 부재의 설계 데이터를 이용하여 가공면의 면형상을 산출할 수도 있다.
또한, 제 2 제조 방법에서는, 결상 광학계가 수차 보정판을 포함하지 않는 구성으로 설계된 예를 설명했지만, 결상 광학계가 수차 보정판을 포함하는 구성으로 설계된 제 1 변형예를 생각할 수도 있다. 이 경우, 가공 전의 수차 보정판을 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치한 상태에서, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측한다. 또는, 수차 보정판 대신, 가공 전의 수차 보정판과 같은 광학 특성(형상, 재료 등)을 갖는 계측용 부재를 평행 광로 중에 설치한 상태에서, 결상 광학계에 잔존하는 파면 수차를 계측해도 무방하다.
가공 전의 수차 보정판을 이용하여 결상 광학계의 잔존 수차를 계측한 경우, 결상 광학계에 설치되어 있던 가공 전의 수차 보정판을 분리하여 연마 가공한다. 그리고, 연마 가공된 수차 보정판을 연마 가공 전의 수차 보정판이 설치되어 있던 위치에 되돌린다. 한편, 더미의 계측용 부재를 이용하여 결상 광학계의 잔존 수차를 계측한 경우에는, 결상 광학계로부터 수차 보정판을 분리할 필요는 없고, 미리 준비된 가공 전의 수차 보정판을 소요의 면형상으로 연마 가공한다. 그리고, 결상 광학계로부터 계측용 부재를 분리한 후에 연마 가공된 수차 보정판을 결상 광학계의 광로 중에 삽입하여 설치한다. 즉, 연마 가공된 수차 보정판을 더미의 계측용부재가 설치되어 있던 위치에 설정한다.
또한, 제 2 제조 방법에서는, 계측에 의해 얻어진 잔존 수차를 보정하기 위해서 필요한 비구면 형상으로 수차 보정판을 가공하고 있지만, 잔존하는 파면 수차 중 필요한 고차 수차 성분을 보정하기 위해서, 소위 제르니케 피팅의 방법에 의해, 한쪽 면이 특정한 제르니케 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판을 광로 중에 삽입하는 제 2 변형예도 가능하다. 제 2 변형예에서는, 여러 가지 비구면 형상으로 형성되어 있는 다수의 기제(旣製) 수차 보정판으로부터 1장 또는 복수개의 수차 보정판을 선택하고, 선택한 1장 또는 복수개의 수차 보정판을 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설정한다.
구체적으로는, 예컨대, 잔존하는 파면 수차 중 6차 구면수차 성분을 보정하고자 하는 경우에는, 한쪽 면이 제르니케 제 16 항 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판을 광로 중에 설정한다. 또한, 잔존하는 파면 수차 중 8차 구면수차 성분을 보정하고자 하는 경우에는, 한쪽 면이 제르니케 제 25 항 비구면 형상으로 형성된 수차 보정판을 광로 중에 설정한다. 또한, 잔존하는 파면 수차 중 고차 비점수차 성분을 보정하고자 하는 경우에는, 한쪽 면이 제르니케 제 12 항 비구면(또는 제 13 항 비구면) 형상으로 형성된 수차 보정판을 광로 중에 설정한다. 또한, 잔존하는 파면 수차 중 고차 코마수차 성분을 보정하고자 하는 경우에는, 한쪽 면이 제르니케 제 14 항 비구면(또는 제 15 항 비구면) 형상으로 형성된 수차 보정판을 광로 중에 설정한다.
또한, 제 2 제조 방법에서는, 수차 보정판을 가공함으로써 잔존 수차를 보정하고 있지만, 결상 광학계를 구성하는 복수의 렌즈 성분 중 특정한 렌즈 성분의 한쪽 면 또는 양쪽의 면을 소요의 비구면 형상으로 가공함으로써 잔존 수차를 보정하는 제 3 변형예도 생각된다.
또, 제 1 제조 방법 및 제 2 제조 방법에서는, 수차 보정판을 제 1 대물 렌즈(7)와 제 2 대물 렌즈(8) 사이의 평행 광로 중에 설치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 평행 광로 중이나 다른 적당한 광로 중에 수차 보정판을 설치할 수도 있다.
또한, 제 1 제조 방법 및 제 2 제조 방법에서는, 파장이 633㎚인 He-Ne 레이저광을 이용하여 파면 수차를 계측하고 있지만, FIA계에서 사용되는 광원(1)은 파장이 530㎚∼800㎚인 조명광을 공급한다. 그래서, 본 실시예에서는, FIA계의 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학면의 면형상(곡률), 중심 두께, 축상 공기 간격 등의 실측 데이터에 근거하여 결상 광학계에서 발생하는 색수차를 예측하고, 예측된 색수차를 보정하기 위해서 광학 부재의 교환 등을 포함하는 광학 조정을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 제조 방법 및 제 2 제조 방법에서는, FIA계의 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재를 각각 다수개 제조하고, 제조된 다수의 광학 부재 중에서 선택한 각 광학 부재를 조합시켜 결상 광학계를 조립한다. 그래서, 본 실시예에서는, FIA계의 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학면의 면형상(곡률), 중심 두께, 축상 공기 간격 등의 실측 데이터에 근거하여 각 광학 부재를 조합시켜 얻어지는 결상 광학계에서 발생하는 수차를 예측하고, 결상 광학계에서 발생하는 수차가 비교적 작게 되도록 예측 결과에 근거하여 선택된 광학 부재를 조합시켜 결상 광학계를 조립하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 조명계에 의해서 마스크(레티클)를 조명하고(조명 공정), 투영 광학계를 이용하여 마스크에 형성된 전사용 패턴을 감광성 기판에 노광하는(노광 공정) 것에 의해, 마이크로 장치(반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기헤드 등)를 제조할 수 있다. 이하, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여 감광성 기판으로서의 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 장치로서의 반도체 장치를 얻을 때의 방법의 일례에 대하여 도 16의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 16의 단계 301에 있어서, 1로트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 302에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 303에 있어서, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여, 마스크 상의 패턴의 이미지가 그 투영 광학계(투영 광학 모듈)를 거쳐서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 순차적으로 노광 전사된다. 그 후, 단계 304에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 포토레지스트의 현상이 행해진 후, 단계 305에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭을 실행함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이 각 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 형성된다. 그 후, 또한 위의 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 실행함으로써 반도체 소자 등의 장치가 제조된다. 상술한 반도체 장치 제조 방법에 따르면, 극히 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 장치를 스루풋이 좋게 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예의 노광 장치에서는, 플레이트(유리 기판) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성함으로써 마이크로 장치로서의 액정 표시 소자를 얻을 수도 있다. 이하, 도 17의 흐름도를 참조하여 이 때의 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 17에서, 패턴 형성 공정(401)에서는, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여 마스크의 패턴을 감광성 기판(레지스트가 도포된 유리 기판 등)에 전사 노광하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해서 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은 현상 공정, 에칭 공정, 레티클 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음 컬러필터 형성 공정(402)으로 이행한다.
다음에, 컬러필터 형성 공정(402)에서는, R(Red), G(Green), B(Blue)에 대응한 3개의 도트의 조가 매트릭스 형상으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B의 3개의 스트라이프 필터의 조를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러필터를 형성한다. 그리고, 컬러필터 형성 공정(402)의 후에 셀 조립 공정(403)이 실행된다. 셀 조립 공정(403)에서는, 패턴 형성 공정(401)에 의해 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판 및 컬러필터 형성 공정(402)에 의해 얻어진 컬러필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립한다. 셀 조립 공정(403)에서는, 예컨대, 패턴 형성 공정(401)에 의해 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러필터 형성 공정(402)에 의해 얻어진 컬러필터 사이에 액정을 주입하여 액정 패널(액정 셀)을 제조한다.
그 후, 모듈 조립 공정(404)에 의해, 조립된 액정 패널(액정 셀)의 표시 동작을 행하게 하는 전기 회로, 백 라이트 등의 각 부품을 설치하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 상술한 액정 표시 소자의 제조 방법에 따르면, 극히 미세한 회로 패턴을 갖는 액정 표시 소자를 스루풋이 좋게 얻을 수 있다.
또, 상술한 실시예에서는 노광 장치에 탑재된 FIA계에 본 발명을 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 노광 장치에 탑재되는 다른 관찰 장치 및 노광 장치와는 관계가 없는 일반적인 관찰 장치에 본 발명을 적용할 수도 있다. 예컨대, 본 발명은 일본 특허 공개 평성 제 7-321022호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,552,892호 공보), 일본 특허 공개 평성 제 8-75415호 공보(및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,552,892호 공보) 및 일본 특허 공개 2000-252182호 공보 등에 개시되는 레티클(마스크) 마크를 검출하기 위한 정렬계나, 일본 특허 공개 평성 제 6-58730호 공보, 일본 특허 공개 평성 제 7-71918호 공보, 일본 특허 공개 평성 제 10-122814호 공보, 일본 특허 공개 평성 제 10-122820호 공보 및 일본 특허 공개 2000-258119호 공보에 개시되는 중첩 정밀도 측정 장치나 패턴간 치수 측정 장치, WO99/60631호 공보(및 이것에 대응하는 유럽 특허 공개 제 1079223호 공보)나 WO2000/55890호 공보에 개시되는 샤크-하트만(Shack-Hartman) 방식의 투영 광학계의 수차 측정 장치나 화상 검출 방식의 수차 측정 장치 등에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 현미경, 화상 검출 방식의 이물 검사 장치나 결함 검출 장치 등에도 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 엑시머 레이저 광원을 구비한 노광 장치에 본 발명을 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, g선(436㎚)이나 i선(365㎚)을 공급하는 초고압 수은 램프나, F2레이저(157㎚), 금속 증기 레이저나 YAG 레이저의 고조파를 공급하는 광원 등의 다른 광원을 갖는 노광 장치에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 노광 장치의 용도로서는, 반도체 제조용의 노광 장치나 액정 표시 소자 패턴을 노광하기 위한 액정용 노광 장치에 한정되지 않고, 박막 자기헤드용 노광 장치나 WO99/34255호 공보(및 이것에 대응하는 유럽 특허 공개 제 1043625호 공보)나 WO99/50712호 공보(및 이것에 대응하는 유럽 특허 공개 제 1083462호 공보)에 개시되는 노광 장치의 투영 원판을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또, 상술한 실시예에서는, 결상 광학계를 거친 물체의 이미지를 검출하는 화상 검출 방식의 정렬 장치나 관찰 장치에 본 발명을 적용하고 있지만, 본 발명은 예컨대, WO98/39689호 공보(및 이것에 대응하는 유럽 특허 공개 제 906590호 공보)에 개시되는 회절광 검출 방식의 정렬 장치에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 관찰 장치 및 그 제조 방법에서는, 예컨대, 평행 광로 중에 설치된 한 쌍의 수차 보정판 중 어느 한쪽을 회전시켜 파면 수차를 발생시킨 후, 양쪽의 수차 보정판을 일체적으로 회전시켜 파면 수차의 방향을 조정함으로써 파면 수차의 고차 수차 성분을 포함하는 잔존 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 관찰 장치를 노광 장치에 탑재하면, 잔존 수차가 양호하게 보정되어 높은 광학 성능을 갖는 관찰 장치를 이용하여, 예컨대, 마스크와 감광성 기판을 고정밀도로 위치 정렬해서 양호한 노광을 행할 수 있다. 또한, 높은 광학 성능을 갖는 관찰 장치를 구비한 노광 장치를 이용하여 양호한 노광에 의해 양호한 마이크로 장치를 제조할 수 있다.

Claims (46)

  1. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면(被檢面)의 이미지를 관찰하는 관찰 장치에 있어서,
    상기 결상 광학계의 광로 중에 배치된 보정판을 구비하되,
    상기 보정판의 적어도 한쪽 면은 상기 결상 광학계에 잔존하는 수차를 보정하기 위한 소요의 형상으로 형성되어 있는
    것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결상 광학계는, 상기 피검면 측에 배치된 제 1 대물 렌즈와, 해당 제 1 대물 렌즈로부터 간격을 두고 배치된 제 2 대물 렌즈를 갖고, 상기 제 1 대물 렌즈와 상기 제 2 대물 렌즈를 거쳐서 상기 피검면의 이미지를 형성하며,
    상기 보정판은 상기 제 1 대물 렌즈와 상기 제 2 대물 렌즈 사이의 평행 광로 중에 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 피검면 측에 배치된 제 1 보정판과, 해당 제 1 보정판으로부터 간격을 두고 배치된 제 2 보정판을 갖는 것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보정판의 한쪽 면은 비구면 형상으로 형성되고,
    상기 제 2 보정판의 한쪽 면은 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 같은 비구면 형상으로 형성되며,
    상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 상기 제 2 보정판의 상기 한쪽 면이 서로 대향하도록 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판은 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은, 상기 피검면 측에 배치된 제 1 보정판과, 해당 제 1 보정판으로부터 간격을 두고 배치된 제 2 보정판을 갖는 것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 보정판의 한쪽 면은 비구면 형상으로 형성되고,
    상기 제 2 보정판의 한쪽 면은 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 같은 비구면 형상으로 형성되며,
    상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 상기 제 2 보정판의 상기 한쪽 면이 서로 대향하도록 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판은 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전 가능하게 구성되어 있는 관찰 장치.
  9. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치에 있어서,
    상기 결상 광학계를 구성하는 복수의 광학면 중 적어도 하나의 광학면은, 상기 결상 광학계에 잔존하는 수차를 보정하기 위한 소요의 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관찰 장치.
  10. 청구항 9에 기재된 관찰 장치를 제조하는 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
    상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판을 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전시킴으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 보정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  13. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
    상기 잔존 수차를 보정하기 위해서, 적어도 한쪽 면이 비구면 형상으로 형성된 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 설치 공정을 포함하는
    것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 설치 공정에서는, 미리 제조된 복수의 보정판 중에서 선택된 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 설치 공정에서는, 한쪽 면이 비구면 형상으로 형성된 제 1 보정판과, 한쪽 면이 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 같은 비구면 형상으로 형성된 제 2 보정판을, 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 상기 제 2 보정판의 상기 한쪽 면이서로 대향하도록 배치하고, 상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판을 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전시킴으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 설치 공정에서는, 한쪽 면이 비구면 형상으로 형성된 제 1 보정판과, 한쪽 면이 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 같은 비구면 형상으로 형성된 제 2 보정판을, 상기 제 1 보정판의 상기 한쪽 면과 상기 제 2 보정판의 상기 한쪽 면이서로 대향하도록 배치하고, 상기 제 1 보정판 및 상기 제 2 보정판을 상기 결상 광학계의 광축을 중심으로 하여 각각 회전시킴으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  23. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
    상기 잔존 수차를 보정하기 위해서 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 배치해야 할 보정판의 면형상을, 상기 수차 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여 산출하는 산출 공정과,
    상기 산출 공정에 의한 산출 결과에 근거하여 상기 보정판의 적어도 한쪽 면을 가공하는 가공 공정과,
    상기 가공 공정에 의해 가공된 상기 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 설치하는 설치 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 가공 전의 상기 보정판과 같은 광학 특성을 갖는 계측용 부재를 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 배치한 후에, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 가공 전의 상기 보정판을 상기 결상 광학계의 광로 중의 소정 위치에 배치한 후에, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  30. 제 23 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 수차 계측 공정에서는, 상기 결상 광학계를 거쳐서 얻어진 상기 피검면 상의 마크의 화상 정보에 근거하여, 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  32. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
    상기 결상 광학계를 구성하는 복수의 광학면 중 적어도 하나의 광학면을 비구면 형상으로 가공함으로써 상기 잔존 수차를 보정하는 보정 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  33. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학면의 면형상을 계측하는 면형상 계측 공정과,
    상기 결상 광학계를 구성하는 각 광학 부재의 광학 특성 분포를 계측하는 광학 특성 계측 공정과,
    간섭계를 이용하여 상기 결상 광학계에 잔존하는 잔존 수차를 계측하는 수차 계측 공정과,
    상기 면형상 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 광학 특성 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 수차 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여, 상기 결상 광학계에서 발생하는 색수차를 예측하는 색수차 예측 공정과,
    상기 색수차 예측 공정에서 예측된 색수차를 보정하기 위해서 상기 결상 광학계를 조정하는 조정 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 면형상 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 광학면의 곡률 및 각 광학 부재의 중심 두께를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 광학 특성 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 굴절률 분포를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 광학 특성 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 굴절률 분포를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  37. 결상 광학계를 거쳐서 형성된 피검면의 이미지를 관찰하는 관찰 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 결상 광학계를 구성하기 위해서 제조된 다수의 광학 부재의 광학면의 면형상을 계측하는 면형상 계측 공정과,
    상기 결상 광학계를 구성하기 위해 제조된 다수의 광학 부재의 광학 특성 분포를 계측하는 광학 특성 계측 공정과,
    상기 면형상 계측 공정에 의한 계측 결과와 상기 광학 특성 계측 공정에 의한 계측 결과에 근거하여, 각 광학 부재를 조합하여 얻어지는 결상 광학계에서 발생할 수차를 예측하는 수차 예측 공정과,
    상기 수차 예측 공정에 의한 예측 결과에 근거하여 선택된 광학 부재를 조합하여 결상 광학계를 조립하는 조립 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 면형상 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 광학면의 곡률 및 각 광학 부재의 중심 두께를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 광학 특성 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 굴절률 분포를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 광학 특성 계측 공정에서는, 각 광학 부재의 굴절률 분포를 계측하는 것을 특징으로 하는 관찰 장치의 제조 방법.
  41. 마스크 상의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    마스크를 조명하기 위한 조명계와,
    상기 마스크의 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하기 위한 투영 광학계와,
    상기 마스크 또는 상기 감광성 기판을 상기 피검면으로서 관찰하기 위한 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 관찰 장치
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  42. 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 방법에 있어서,
    청구항 41에 기재된 노광 장치를 이용하여, 조명된 상기 마스크의 상기 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  43. 청구항 41에 기재된 노광 장치를 이용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정과, 해당 노광 공정에 의해 노광된 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 장치의 제조 방법.
  44. 마스크 상의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    마스크를 조명하기 위한 조명계와,
    상기 마스크의 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하기 위한 투영 광학계와,
    상기 마스크 또는 상기 감광성 기판을 상기 피검면으로서 관찰하기 위한 관찰 장치를 구비하되,
    상기 관찰 장치는 청구항 10 내지 청구항 40 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조되어 있는
    것을 특징으로 하는 노광 장치.
  45. 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 방법에 있어서,
    청구항 44에 기재된 노광 장치를 이용하여, 조명된 상기 마스크의 상기 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  46. 청구항 44에 기재된 노광 장치를 이용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정과, 해당 노광 공정에 의해 노광된 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 장치의 제조 방법.
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