KR20040086306A - 이미지 형성상태 조정시스템, 노광방법 및 노광장치,그리고 프로그램 및 정보기록매체 - Google Patents

Abstract

제 2 통신 서버 (930) 는 기준이 되는 노광 조건하에서의, 노광 장치 (922₁∼922₃) 가 구비하는 조정 장치의 조정정보 및 투영 광학계의 결상 성능 (예컨대 파면수차) 에 관한 정보를, 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 입수하고, 그 정보에 기초하여 목표 노광 조건하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 또 제 2 통신 서버는 목표 노광 조건하에서의, 조정 장치의 조정정보 및 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터를 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 입수하고, 그 정보에 기초하여 목표 노광 조건하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 그리고 제 2 통신 서버에서는 각각의 산출 결과에 기초하여 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 노광 장치의 조정 장치를 제어한다.

Description

이미지 형성상태 조정시스템, 노광방법 및 노광장치, 그리고 프로그램 및 정보기록매체{IMAGE FORMATION STATE ADJUSTMENT SYSTEM, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS, PROGRAM, AND INFORMATION RECORDING MEDIUM}

기술분야

본 발명은, 이미지 형성 상태 조정 시스템, 노광 방법 및 노광 장치, 프로그램 및 정보 기록 매체에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 노광 장치에서 사용되는 투영 광학계에 의한 패턴의 결상 상태를 최적화하는 이미지 형성 상태 조정 시스템, 상기 결상 상태의 최적화를 실현하는 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 컴퓨터에 노광 장치에서의 패턴의 결상 상태의 최적화를 실현시키는 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 정보 기록 매체에 관한 것이다.

배경기술

종래부터 반도체 소자 또는 액정 표시 소자 등을 포토리소그래피 공정에서 제조할 때, 포토마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」 이라 총칭함) 의 패턴을, 투영 광학계를 통해 표면에 포토레지스트 등의 감광제가 도포된 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 기판 상에 전사하는 투영 노광 장치, 예를 들어 스텝 앤드 리피트 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스테퍼) 나, 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝ㆍ스테퍼) 등이 사용되고 있다.

그런데, 반도체 소자 등을 제조하는 경우에는, 다른 회로 패턴을 기판 상에몇 층이나 겹쳐 쌓아 형성할 필요가 있기 때문에, 회로 패턴이 형성된 레티클과 기판 상의 각 쇼트 영역에 이미 형성된 패턴을 정확하게 겹치는 것이 중요하다. 이러한 겹치기를 고정밀도로 실행하기 위해서는, 투영 광학계의 결상 성능이 원하는 상태 (예를 들어, 기판 상의 쇼트 영역 (패턴) 에 대한 레티클 패턴의 전사 이미지의 배율 오차 등을 보정하도록) 로 조정되는 것이 필요 불가결하다. 또, 기판 상의 각 쇼트 영역에 제 1 층째 레티클 패턴을 전사하는 경우에도, 제 2 층째 이후의 레티클 패턴을 고정밀도로 각 쇼트 영역에 전사하기 위해, 투영 광학계의 결상 성능을 조정해 두는 것이 바람직하다.

이 투영 광학계의 결상 성능 (광학특성의 일종) 조정의 전제로서, 결상 성능을 정확하게 계측 (또는 검출) 할 필요가 있다. 이 결상 성능의 계측 방법으로서, 소정 계측용 패턴이 형성된 계측용 레티클을 사용하여 노광하고, 계측용 패턴의 투영 이미지가 전사 형성된 기판을 현상하여 얻어지는 전사 이미지, 예를 들어 레지스트 이미지를 계측한 계측결과에 기초하여 결상 성능, 구체적으로는 자이델의 5 수차 (디스토션 (왜곡수차), 구면수차, 비점수차, 이미지면 만곡, 코마수차) 를 산출하는 방법 (이하, 「베이킹법」이라 함) 이 주로 사용되고 있다. 이밖에, 실제로 노광하지 않고 계측용 레티클을 조명광에 의해 조명하여 투영 광학계에 의해 형성된 계측용 패턴의 공간 이미지 (투영 이미지) 를 계측하고, 이 계측결과에 기초하여 상기 5 수차를 산출하는 방법 (이하, 「공간 이미지 계측법」이라 함) 도 실행되고 있다.

그런데, 상기 기술한 베이킹법 또는 공간 이미지 계측법에 의하면, 상기 5수차 전부를 구하기 위해서는, 각각의 계측에 적합한 패턴을 사용하여 개별적으로 계측을 반복할 필요가 있다. 또한, 계측되는 수차의 종류 및 대소에 따라서는, 그 순서를 고려하지 않으면 투영 광학계를 고정밀도로 조정하는 것은 곤란하다. 예를 들어, 코마수차가 큰 경우 결상되는 패턴이 해상되지 않으며, 이 상태로 디스토션, 비점수차 및 구면수차 등을 계측하더라도 정확한 데이터를 얻을 수 없다. 따라서, 먼저 코마수차가 어느 정도 이하가 되도록 조정한 후 디스토션 등을 계측할 필요가 있다.

또, 최근 반도체 소자 등의 고집적화에 수반하여 회로 패턴이 점점 더 미세화되고 있어, 최근에는 자이델의 5 수차 (저차 수차) 를 보정하는 것만으로는 불충분하여, 보다 고차의 수차를 포함한 투영 광학계의 종합적인 결상 성능의 조정이 요구되기에 이르렀다. 이러한 종합적인 결상 성능을 조정하기 위해서는, 투영 광학계를 구성하는 개개의 렌즈 엘리먼트의 데이터 (곡률, 굴절률, 두께 등) 를 사용하여 광선추적 계산하여, 조정해야 할 렌즈 엘리먼트 및 그 조정량을 산출할 필요가 있다.

그런데, 렌즈 엘리먼트의 데이터는 노광 장치 제조사의 극비사항에 속하기 때문에 노광 장치의 수리 또는 조정을 실행하는 서비스 엔지니어, 또는 사용자가 이것을 입수하는 것은 통상 곤란하다. 또, 상기 광선추적 계산에 방대한 시간을 요하기 때문에 현장에서 오퍼레이터 등이 이것을 실행하는 것은 비현실적이다.

또한, 투영 광학계에 의한 패턴의 결상 성능 내지는 결상 상태의 조정에는, 예를 들어 투영 광학계를 구성하는 렌즈 엘리먼트 등의 광학 소자의 위치나 기울기등을 조정하는 결상 성능 조정 기구 등이 사용된다. 그런데, 결상 성능은 노광 조건, 예를 들어 조명 조건 (조명 σ 등), 투영 광학계의 N.A. (개구수), 사용하는 패턴 등에 따라 변화한다. 따라서, 어떤 노광 조건에서 최적의 결상 성능 조정 기구에 의한 각 광학 소자의 조정 위치가, 다른 노광 조건하에서는 반드시 최적의 조정 위치가 되는 것은 아니다.

이러한 배경 하에서, 임의의 노광 조건, 예를 들어 투영 광학계의 N.A., 조명 σ 및 대상 패턴의 조합에 대하여 최적의 결상 성능을 이끌어내는 결상 성능 조정 기구에 의한 각 광학 소자의 조정 위치를 신속하게 산출할 수 있는 새로운 시스템의 출현이 기대되고 있었다.

본 발명은, 이러한 사정 하에서 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 임의의 목표 노광 조건 하에서 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 신속하게 최적화하는 것을 가능하게 하는 이미지 형성 상태 최적화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 2 목적은, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하여 패턴을 물체 상에 고정밀도로 전사할 수 있는 노광 방법 및 노광 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은, 노광 장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태의 신속한 최적화를 위한 처리를 실행시키는 프로그램 및 정보 기록 매체를 제공하는 것에 있다.

발명의 개시

본 발명은, 제 1 관점에서는, 소정 패턴의 투영 이미지를 투영 광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 노광 장치에서 사용되는 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하기 위한 이미지 형성 상태 조정 시스템으로서, 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치 ; 상기 노광 장치에 통신로를 통해 접속되고, 소정 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 컴퓨터 ; 를 구비하는 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템이다.

본 명세서에 있어서, 「노광 조건」 이란 조명 조건 (조명 σ(코히어런스 팩터), 윤대비 또는 조명 광학계의 동공면에서의 광량의 분포 등), 투영 광학계의 개구수 (N.A.), 대상 패턴 종별 (제거 패턴인지 잔류 패턴인지, 밀집 패턴인지 고립 패턴인지, 라인 앤드 스페이스 패턴인 경우의 피치, 선폭, 듀티비, 고립선 패턴인 경우의 선폭, 컨택트홀인 경우의 세로폭, 가로폭, 홀 패턴간 거리 (피치 등), 위상 시프트 패턴인지의 여부, 투영 광학계에 동공 필터가 있는지의 여부 등) 의 조합에 의해 결정되는 노광에 관한 조건을 의미한다.

이에 따르면, 컴퓨터에서는 소정 노광 조건 하, 즉 미리 정해진 노광 조건 하에서의, 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보와 투영 광학계의 결상 성능 (수차) 과의 관계는 이미 알려져 있으며, 따라서 그 소정 노광 조건 하에서 투영 광학계의결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량은 용이하게 알아낼 수 있다. 따라서, 이러한 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다. 그래서, 이 조정량에 기초하여 조정 장치를 조정함으로써, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 신속하게 최적화하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 소정 노광 조건은, 예를 들어 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건이라고 할 수 있다. 이러한 경우에는, 소정 노광 조건으로서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량이 미리 구해져 있는, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건을 정할 수 있으며, 이러한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능에 관한 정보는, 조정 장치의 조정 정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량 산출의 기초가 되는 정보이면 되므로, 여러 가지 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후의 상기 투영 광학계 파면수차에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 투영 광학계 단체의 파면수차와 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과의 정보를 포함할 수 있다. 후자의 경우, 투영 광학계 단체 (예를 들어, 노광 장치에 투영 광학계를 장착하기 전) 에서의 파면수차 (단체 파면수차) 와, 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후 온ㆍ바디 (on body, 즉 노광 장치에 투영 광학계를 장착한 후) 에서의 투영 광학계의 파면수차의 어긋남이 조정 장치 조정량의 어긋남에 대응한다고 가정하여, 연산에 의해 결상 성능의 이상상태로부터의 어긋남에 기초하여 그 조정량의 보정량을 구하고 이 보정량에 기초하여 파면수차의 보정량을 구할 수 있다. 그리고, 이 파면수차의 보정량과 단체 파면수차와 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 위치기준의 파면수차 변환치의 정보에 기초하여 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후 투영 광학계의 파면수차를 구할 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보로 할 수 있으며, 이 경우 상기 컴퓨터는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

여기서, 결상 성능의 소정 목표치는 결상 성능 (예를 들어 수차) 의 목표치가 제로인 경우도 포함한다.

이 경우에 있어서, 예를 들어 상기 소정 목표치는 외부에서 입력된 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 평가점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있다. 단, 소정 목표치는 목표치가 특별히 주어지지 않은 경우에는 그 목표치를 영으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능의 목표치는 선택된 대표점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있다. 또는, 상기 결상 성능의 목표치는 상기 투영 광학계의 결상 성능을 수차 분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상 성능의 목표치로 할 수도 있다.

본 발명의 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 컴퓨터가 최적의 조정량을 산출하기 위한 상기 기술한 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 컴퓨터는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에 상기 가중치의 설정 화면을 표시할 수 있다. 또는, 상기 가중치는, 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능 중 허용치를 초과하는 부분의 가중치가 높아지도록 설정될 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 컴퓨터가 상기 기술한 관계식을 사용하여 최적의 조정량을 산출하는 경우, 상기 컴퓨터는 목표노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성할 수 있다. 이러한 경우에는, 예를 들어 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표가 미리 준비되어 있지 않은 경우라 해도 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 사용한 예를 들어 내삽에 의한 보간 계산에 의해 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 신속하게 얻을 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 소정 노광 조건은 상기 목표 노광 조건으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 컴퓨터에서는 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 목표 노광 조건 하에서 계측된 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 그 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량이 산출되기 때문에, 정확한 조정량 산출이 가능해진다. 이 경우에 산출되는 조정량은, 상기 기술한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 조정량에 비하여 동등 이상으로 정밀도가 높은 것이 된다.

이 경우에 있어서, 실측 데이터로는, 조정 장치의 조정 정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량 산출의 기초가 되는 것이라면 어떠한데이터든 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 임의의 결상 성능의 실측 데이터를 포함할 수 있다. 또는, 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함할 수도 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 소정 노광 조건이, 상기 목표 노광 조건인 경우에, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보로 할 수 있고, 이 때 상기 컴퓨터는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

여기서, 결상 성능의 소정 목표치는 결상 성능 (예를 들어 수차) 의 목표치가 영인 경우도 포함한다.

이 경우에 있어서, 소정 목표치는, 목표치가 특별히 주어지지 않은 경우에는 그 목표치를 영으로 할 수 있지만, 상기 소정 목표치는 외부에서 입력된 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 평가점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수도 있다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능의 목표치는 선택된 대표점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있다. 또는, 상기 결상 성능의 목표치는 상기 투영 광학계의 결상 성능을, 수차 분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상 성능의 목표치로 할 수도 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는, 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보인 경우에, 상기 컴퓨터가 최적의 조정량을 산출하기 위한 상기 기술한 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 컴퓨터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에 상기 가중치의 설정 화면을 표시할 수 있다. 또는, 상기 가중치는, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능 중 허용치를 초과하는 부분의 가중치가 높아지도록 설정될 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보로 하여 컴퓨터가 상기 기술한 관계식을 사용하여 최적의 조정량을 산출하는 경우, 상기 컴퓨터는 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성할 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 컴퓨터는 상기 조정 장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약 조건을 더욱 고려하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 산출된 제약 조건에 따른 조정 장치의 조정은 반드시 가능해진다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 컴퓨터에는 상기 투영 광학계의 시야 내 중 적어도 일부를 최적화 필드 범위로서 외부에서 설정가능하게 할 수 있다. 예를 들어 이른바 스캐닝ㆍ스테퍼 등의 주사형 노광 장치인 경우, 투영 광학계의 시야 전역에서 결상 성능 또는 물체 상의 패턴의 전사상태를 반드시 최적화할 필요가 없는 경우나, 스테퍼라 해도 사용하는 마스크 (패턴 영역) 의 크기에 따라서는 투영 광학계의 시야 전역에서 결상 성능 또는 물체 상의 패턴의 전사상태를 반드시 최적화할 필요가 없는 경우가 있지만, 이러한 경우에 필요한 범위를 최적화 필드 범위로서 외부에서 설정함으로써, 투영 광학계의 시야 전역을 최적화 필드 범위로 하는 경우에 비하여 최적의 조정량을 산출하기 위한 연산시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 컴퓨터에는 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 상기 목표 노광 조건 하에서의상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 1 모드와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 2 모드와, 상기 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하는 제 3 모드 중에서 적어도 2 개의 모드를 설정 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 제 1 이미지 형성 상태 조정 시스템에 있어서, 조정 장치의 조정은 작업자에 의한 매뉴얼 조작에 의해 실행할 수도 있지만, 이것에 한하지 않고 상기 컴퓨터는 상기 산출한 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 제어할 수 있다.

본 발명은, 제 2 관점에서는, 소정 패턴의 투영 이미지를 투영 광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 노광 장치에서 사용되는 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하기 위한 이미지 형성 상태 조정 시스템이고, 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치 ; 상기 노광 장치에 통신로를 통해 접속되며, 상기 조정 장치의 조정 정보와, 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여, 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하는 컴퓨터 ; 를 구비하는 제 2 이미지 형성 상태 조정 시스템이다.

이에 따르면, 노광 장치에 통신로를 통해 접속된 컴퓨터에서는 조정 장치의 조정 정보와, 조정 정보에 따른 조정 장치의 조정 상태 하에서의 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여, 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출한다. 따라서, 예를 들어 그 결상 성능의 산출 결과를 컴퓨터의 표시 화면, 또는 여기에 접속된 노광 장치 측 표시부 등에 표시시킴으로써, 그 표시를 보는 것만으로 누구나 용이하게 투영 광학계의 결상 특성이 만족할 만한 것인지 아닌지 등을 평가하는 것이 가능해진다. 또한, 본 제 2 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 여러 가지 노광 조건을 목적 노광 조건으로서 설정하여 결상 성능을 산출ㆍ표시시킴으로써 최선의 노광 조건을 용이하게 결정하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 임의의 노광 조건은 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영 조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 제 2 정보는 상기 투영 광학계의 개구 수와 상기 패턴의 조명 조건을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 컴퓨터는 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 2 이미지 형성 상태 조정 시스템에서는, 상기 컴퓨터는 상기 임의의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성할 수 있다.

본 발명의 제 1, 제 2 노광 장치 각각에서는 통신로로서 여러 가지 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신로는 로컬 에어리어 네트워크로 할 수 있고, 상기 통신로는 공중회선을 포함할 수도 있다. 또는, 상기 통신로는 무선회선을 포함할 수도 있다.

본 발명의 제 1, 제 2 이미지 형성 상태 조정 시스템 각각에서는, 상기 컴퓨터는 상기 노광 장치의 구성 각 부를 제어하는 제어용 컴퓨터로 할 수 있다.

본 발명은, 제 3 관점에서는, 소정 패턴을 투영 광학계를 사용하여 물체 상에 전사하는 노광 방법으로서, 소정 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계에 의한 상기 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 공정 ; 상기 목표 노광 조건 하에서 상기 산출된 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 조정한 상태로, 상기 패턴을 상기 투영 광학계를 사용하여 상기 물체 상에 전사하는 공정 ; 을 포함하는 제 1 노광 방법이다.

이에 따르면, 소정 노광 조건 하, 즉 미리 정해진 노광 조건 하에서의 조정장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보와 투영 광학계의 결상 성능 (수차) 과의 관계는 이미 알려져 있으며, 따라서 그 소정 노광 조건 하에서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량은 용이하게 알아낼 수 있다. 따라서, 이러한 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다.

그리고, 목표 노광 조건 하에서, 상기 산출된 조정량에 기초하여 조정 장치를 조정한 상태로, 상기 패턴이 투영 광학계를 사용하여 상기 물체 상에 전사된다. 이에 따라, 임의의 목표 노광 조건 하에서 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태가 최적으로 조정되어, 물체 상에 패턴을 고정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 산출하는 공정에서는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 1 노광 방법에서는, 상기 소정 노광 조건은 상기 목표 노광 조건이라고 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터라고 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 1 노광 방법에서는, 소정 노광 조건이 목표 노광 조건인 경우에, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 산출하는 공정에서는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 1 노광 방법에서는, 최적의 조정량을 산출하는 데 사용되는 상기 기술한 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

본 발명은, 제 4 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 방법으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 전사에서의 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정하는 제 2 노광 방법이다.

이에 따르면, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 전사에서의 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정한다. 따라서, 설정 정보별 또는 임의의 수 및 종류의 설정 정보에 대해 결상 성능이 최적이 되는 설정치를 사용하여 최선의 노광 조건을 용이하게 설정하여, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 고정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 설정 정보가 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 정보를 포함하는 경우에는, 상기 패턴에 관한 정보를 상기 주목하는 설정 정보로 하여 최적인 설정치를 결정할 수 있다.

본 발명의 제 2 노광 방법에서는, 상기 복수의 설정 정보가 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 정보를 포함하는 경우, 상기 투영 조건에 관한 복수의 정보 중 1 개를 상기 주목하는 설정 정보로 하여 최적의 설정치를 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 조건에 관한 복수의 정보는, 상기 투영 광학계의 광학 정보와 상기 패턴을 조명하는 조명 광학계의 광학 정보를 포함할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 조명 광학계의 광학 정보는 상기 패턴의 조명 조건에 관한 복수의 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 노광 방법에서는, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상 성능을 산출할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 1 개는 그 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광 조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성될 수 있다.

본 발명의 제 2 노광 방법에서는, 상기 물체 상에서의 상기 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태의 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와, 상기 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건으로 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 광학 소자가 조정될 수 있다. 또는, 상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다. 또는, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상 성능을 산출할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 1 개는 그 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광 조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성될 수 있다.

본 발명은, 제 5 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 방법으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 물체 상에서의 상기 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태의 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정하는 제 3 노광 방법이다.

이에 따르면, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 물체 상에서의 상기 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태의 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정한다. 이 때문에, 이미 알려진 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 패턴에 관한 정보에 기초하여, 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있어, 이 결정된 조정량을 사용하여 조정 장치를 조정하여 노광함으로써, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 고정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건으로 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 광학 소자가 조정될 수 있다. 또는, 상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 3 노광 방법에서는, 상기 전사에서의 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개에 관해서 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 1 개는 그 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광 조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성될 수 있다. 또는, 상기 복수의 설정 정보가 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 정보를 포함하는 경우, 상기 패턴이 다른 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

또는, 상기 복수의 설정 정보는 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 투영정보를 포함하고, 상기 투영정보에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 조건에 관한 정보는, 상기 투영 광학계의 광학 정보와, 상기 패턴을 조명하는 조명 광학계의 광학 정보를 포함하며, 상기 2 개의 광학 정보 중 적어도 일방에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 조명 광학계의 광학 정보는, 상기 패턴의 조명 조건에 관한 복수의 조명 정보를 포함하며, 상기 복수의 조명 정보 중 적어도 1 개에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

본 발명은, 제 6 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 장치로서, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광 조건을 설정하는 설정장치 ; 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정하는 연산장치 ; 를 구비하는 제 1 노광 장치이다.

이것에 의하면, 설정장치에 의해, 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광 조건이 설정된다. 그리고, 연산장치는 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정한다. 따라서, 설정 정보별, 또는 임의의 수 및 종류의 설정 정보에 대해, 결상 성능이 최적이 되는 설정치를 사용하여 최선의 노광 조건을 용이하게 설정하고, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 고정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상 성능을 산출하는 것으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 1 개는 그 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광 조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성될 수 있다.

본 발명의 제 1 노광 장치에서는, 상기 물체 상에서의 상기 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태를 조정하는 조정 장치를 더욱 구비하며, 상기 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와, 상기 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건으로 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 광학 소자가 조정될 수 있다. 또는, 상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명은, 제 7 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 장치로서, 상기 물체 상에서의 상기 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태를 조정하는 조정 장치 ; 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여, 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정하는 연산장치 ; 를 구비하는 제 2 노광 장치이다.

이에 따르면, 연산장치는, 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 물체 상에서의 투영 광학계에 의한 패턴 이미지의 형성 상태를 조정하는 조정 장치에 의한 조정과 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여, 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정한다. 이 때문에, 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 패턴에 관한 정보를 부여하는 것만으로 연산장치에 의해 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량이 결정되며, 이 결정된 조정량을 사용하여 조정 장치를 조정한 상태로 노광이 실행됨으로써, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 고정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 2 노광 장치에서는, 상기 전사에서의 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 최적의 조정량을 결정할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 1 개는 그 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광 조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성될 수 있다.

본 발명은, 제 8 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 장치로서, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광 조건을 설정하는 설정장치 ; 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 연산장치 ; 를 구비하는 제 3 노광 장치이다.

이에 따르면, 설정장치에 의해, 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광 조건이 설정된다. 그리고, 연산장치는, 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성한다. 따라서, 복수의 노광 조건 각각에서의 제르니케 감도표가 미리 준비되어 있지 않은 경우라 해도 다른 복수의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 근거한 보간 계산에 의해 목표로 하는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 얻을 수 있다.

본 발명은, 제 9 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 방법으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 제 4 노광 방법이다.

이에 따르면, 복수의 노광 조건 각각에서의 제르니케 감도표가 미리 준비되어 있지 않은 경우라 해도 다른 복수의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 근거한 보간 계산에 의해 목표로 하는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 얻을 수 있다.

본 발명은, 제 10 관점에서는, 에너지 빔에 의해 마스크를 조명하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영 광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치 ; 상기 조정 장치에 신호선을 통해 접속되어, 소정 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하고, 그 산출한 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 제어하는 처리장치 ; 를 구비하는 제 4 노광 장치이다.

이에 따르면, 처리장치에는, 소정 노광 조건 하, 즉 미리 정해진 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하고, 그 산출한 조정량에 기초하여 조정 장치를 제어한다. 상기 기술한 바와 같이, 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보와 투영 광학계의 결상 성능 (수차) 과의 관계는 이미 알려져 있으며, 따라서 그 소정 노광 조건 하에서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량은 알아낼 수 있다. 따라서, 이러한 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높으며, 이 조정량에 기초하여 조정 장치가 조정되기 때문에, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태가 거의 전자동으로 최적화된다.

이 경우에 있어서, 상기 소정 노광 조건은 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건으로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 소정 노광 조건으로서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량이 미리 구해져 있는, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건을 정할 수 있으며, 이러한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능에 관한 정보는, 조정 장치의 조정 정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량의 산출의 기초가 되는 정보이면 되므로, 여러 가지 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 포함할 수 있고, 또는 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 투영 광학계 단체의 파면수차와 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과의 정보를 포함할 수도 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에는, 소정 노광 조건은, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건인 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 처리장치는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에서는, 상기 소정 노광 조건은, 상기 목표 노광 조건으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 처리장치에서는 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하고, 그 산출한 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 제어한다. 이 경우, 목표 노광 조건 하에서 계측된 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 그 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량이 산출되기 때문에 정확한 조정량의 산출이 가능해지고, 그 조정량에 기초하여 조정 장치가 조정되기 때문에, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 거의 전자동으로 최적화한다. 이 경우 산출되는 조정량은, 상기 기술한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 조정량에 비교하여 동등 이상으로 정밀도가 높아진다.

이 경우에 있어서, 상기 실측 데이터로는, 조정 장치의 조정 정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량의 산출의 기초가 되는 것이라면 어떤 데이터도 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 임의의 결상 성능의 실측 데이터를 포함할 수 있고, 또는 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함할 수도 있다. 후자의 경우, 상기 투영 광학계의 파면수차를 계측하는 파면 계측기를 추가로 구비할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 물체를 유지하는 물체 스테이지 ; 상기 파면 계측기를 상기 물체 스테이지 상에 반입하고 상기 물체 스테이지에서 반출하는 반송계 ; 를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에서는, 소정 노광 조건은, 목표 노광 조건인 경우 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 처리장치는, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에서는, 처리장치가, 상기 기술한 관계식을 사용하여 최적 조정량을 산출하는 경우, 상기 소정 목표치는 외부에서 입력된 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 평가점에서의 결상 성능의 목표치인 것으로 할 수 있다.

상기 결상 성능의 목표치는 선택된 대표점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있고, 또는 상기 결상 성능의 목표치는 상기 투영 광학계의 결상 성능을 수차 분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상 성능의 목표치로 할 수도 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에서는, 처리장치가, 상기 기술한 관계식을 사용하여 최적 조정량을 산출하는 경우, 상기 관계식은 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 처리장치는, 상기 소정 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에 상기 가중치의 설정 화면을 표시할 수 있다.

본 발명의 제 4 노광 장치에서는, 처리장치가, 상기 기술한 관계식을 사용하여 최적 조정량을 산출하는 경우, 상기 처리장치는 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성할 수 있다.

본 발명은, 제 11 관점에서는, 에너지 빔에 의해 마스크를 조명하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영 광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치 ; 상기 조정 장치에 통신로를 통해 접속되어, 상기 조정 장치의 조정 정보와, 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여, 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하는 처리장치 ; 를 구비하는 제 5 노광 장치이다.

이것에 의하면, 조정 장치에 통신로를 통해 접속된 처리장치에서는, 조정 장치의 조정 정보와, 조정 정보에 따른 조정 장치의 조정 상태 하에서의 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여, 조정 정보에 따른 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 투영 광학계의 결상 성능을 산출한다. 따라서, 예를 들어 그 결상 성능의 산출 결과를 표시 화면 등에 표시시킴으로써 그 표시를 보는 것만으로 누구나 용이하게 투영 광학계의 결상 특성이 만족할 만한 것인지 아닌지 등을 평가하는 것이 가능해진다. 또, 본 제 5 노광 장치에서는, 여러 가지의 노광 조건을 목적 노광 조건으로서 설정하여 결상 성능을 산출ㆍ표시시킴으로써 최선의 노광 조건을 용이하게 결정하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 임의의 노광 조건은, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영 조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 제 2 정보는 상기 투영 광학계의 개구 수와 상기 패턴의 조명 조건을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 5 노광 장치에서는, 상기 처리장치는 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 처리장치는 상기 임의의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성할 수 있다.

본 발명은, 제 12 관점에서는, 소정 패턴의 투영 이미지를 투영 광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 동시에 상기 투영 이미지의 상기 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정 장치를 구비한 노광 장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 소정 처리를 실행시키는 프로그램으로서, 목표 노광 조건, 소정 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보의 입력에 응답하여, 이들 입력정보를 사용하여 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 순서를 상기 컴퓨터에 실행시키는 제 1 프로그램이다.

이 프로그램이 인스톨된 컴퓨터에, 목표 노광 조건, 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보가 입력되면, 이것에 응답하여, 컴퓨터에서는 이들 입력정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보와 투영 광학계의 결상 성능 (수차) 과의 관계는 이미 알려져 있으며, 따라서 그 소정 노광 조건 하에서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량은 용이하게 알아낼 수 있다. 따라서, 이러한 소정 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다. 그래서, 이 조정량에 기초하여 조정 장치를 조정함으로써 임의의 목표 노광 조건 하에서의 투영 광학계에 의한 패턴의 결상 상태를 신속하게 최적화하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 발명의 제 1 프로그램은, 컴퓨터에 투영 광학계에 의한 패턴의 결상 상태의 신속한 최적화를 위한 처리, 구체적으로는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량의 산출을 실행시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 소정 노광 조건은 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건으로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 소정 노광 조건으로서 투영 광학계의 결상 성능을 최적으로 조정하는 조정량이 미리 구해져 있는, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건을 정할 수 있으며, 이러한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다.

이 경우에 있어서, 상기 결상 성능에 관한 정보는, 조정 장치의 조정 정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량의 산출의 기초가 되는 정보이면 되고, 예를 들어 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 결상 성능에 관한 정보는 상기 투영 광학계 단체의 파면수차와 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과의 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건이 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건인 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 컴퓨터에, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 광학계의 시야 내의 각 평가점에서의 상기 목표치의 설정 화면을 표시하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다. 이러한 경우에는, 소정 목표치로서 그 설정 화면의 표시에 응답하여 설정된, 상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 대표점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보가 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 조정 장치의 조정 정보는 조정 장치의 조정량에 관한 정보가며, 최적의 조정량을 상기 컴퓨터에 상기 기술한 관계식을 사용하여 산출시키는 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능을 수차 분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수와 함께 상기 목표치의 설정 화면을 표시하는 순서 ; 상기 설정 화면의 표시에 응답하여 설정된 계수의 목표치를 상기 결상 성능의 목표치로 변환하는 순서 ; 를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다. 또한, 이 경우 상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을, 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에 상기 가중치의 설정 화면을 표시하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건이 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건이고, 최적의 조정량을 상기 컴퓨터에 상기 기술한 관계식을 사용하여 산출시키는 경우에, 상기 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 순서를, 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건이 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건인 경우에, 상기 조정 장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약 조건을 고려하여, 상기 산출된 최적의 조정량을 보정하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 상기 소정 노광 조건은 상기 목표 노광 조건으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 컴퓨터에 소정 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터가 입력되면, 이것에 응답하여 컴퓨터에서는 이들 입력정보를 사용하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 목표 노광 조건 하에서 계측된 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 그 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량이 산출되기 때문에, 정확한 조정량의 산출이 가능해진다. 따라서, 이 조정량에 기초하여 조정 장치를 조정함으로써, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 투영 광학계에 의한 패턴의 결상 상태를 신속하게 최적화하는 것이 가능해진다. 이 경우 산출되는 조정량은 상기 기술한 기준이 되는 노광 조건 하에서의, 조정 장치의 조정 정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보를 사용하여 산출되는 조정량에 비해 동등 이상으로 정밀도가 높아진다.

이 경우에 있어서, 실측 데이터로는, 조정 장치의 조정 정보와 동시에 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량의 산출의 기초가 되는 것이라면 어떠한 데이터도 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 실측 데이터는 상기 목표 노광 조건 하에서의 임의의 결상 성능의 실측 데이터를 포함할 수 있다. 또는, 상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광 조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함할 수도 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건은, 상기 목표 노광 조건인 경우, 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보는 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 상기 조정 장치의 조정 정보는 상기 조정 장치의 조정량에 관한 정보가고, 상기 컴퓨터에, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 광학계의 시야 내의 각 평가점에서의 상기 목표치의 설정 화면을 표시하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 소정 목표치로서 그 설정 화면의 표시에 응답하여 설정된상기 투영 광학계 중 적어도 1 개의 대표점에서의 결상 성능의 목표치로 할 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보가 상기 목표 노광 조건 하에서의 투영 광학계의 결상 성능과 그 결상 성능의 소정 목표치와의 차에 관한 정보가고, 조정 장치의 조정 정보는 조정 장치의 조정량에 관한 정보가며, 최적의 조정량을 상기 컴퓨터에 상기 기술한 관계식을 사용하여 산출시키는 경우, 상기 컴퓨터에, 상기 차와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출시킬 수 있다. 또한, 이 경우 상기 관계식은 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치 부여를 실행하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을, 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에 상기 가중치의 설정 화면을 표시하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건이 목표 노광 조건이고, 최적의 조정량을 상기 컴퓨터에 상기 기술한 관계식을 사용하여 산출시키는 경우에, 상기 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 순서를, 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 소정 노광 조건이 목표 노광 조건인 경우, 상기 조정 장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약 조건을 고려하여 상기 산출된 최적의 조정량을 보정하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 1 모드와, 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터에 기초하여 상기 목표 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 2 모드와, 상기 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 기초하여 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하는 제 3 모드 중, 미리 정해진 적어도 2 개의 모드를 모드의 선택 지시에 따라 택일적으로 설정하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 프로그램에서는, 상기 산출한 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 제어하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명은, 제 13 관점에서는, 소정 패턴의 투영 이미지를 투영 광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 동시에 상기 투영 이미지의 상기 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정 장치를 구비한 노광 장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 소정 처리를 실행시키는 프로그램으로서, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보와 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 사용하여, 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하는 순서 ; 그 산출 결과를 출력하는 순서 ; 를 상기 컴퓨터에 실행시키는 제 2 프로그램이다.

이 프로그램이 인스톨된 컴퓨터에, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정 정보와 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보가 입력되면, 이것에 응답하여 컴퓨터에서는 이들 정보를 사용하여 상기 조정 정보에 따르는 상기 조정 장치의 조정 상태 하에서의 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 그 산출 결과를 화면 상에 표시한다. 따라서, 예를 들어 그 출력된 결상 성능의 산출 결과에 기초하여 누구나 용이하게 투영 광학계의 결상 특성이 만족할 만한 것인지 아닌지 등을 평가하는 것이 가능해진다. 또한, 본 제 2 프로그램에서는, 여러 가지 노광 조건을 목적 노광 조건으로서 입력하여 결상 성능의 산출 결과를 출력시킴으로써 최선의 노광 조건을 용이하게 결정하는 것이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 임의의 노광 조건은, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영 조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건으로 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 제 2 정보는 상기 투영 광학계의 개구 수와 상기 패턴의 조명 조건을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 프로그램에서는, 상기 컴퓨터에, 적어도 1 개의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 조정 정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여 상기 임의의 노광 조건 하에서의 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 프로그램에서는, 상기 임의의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 순서를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시킬 수 있다.

본 발명은, 제 14 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 장치에 소정 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와의 입력에 응답하여, 상기 전사에서의 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정하는 순서를 상기 컴퓨터에 실행시키는 제 3 프로그램이다.

이 프로그램이 인스톨된 컴퓨터에, 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표가 입력되면, 이것에 응답하여 컴퓨터에서는 전사에서의 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하고, 상기 노광 조건별 산출되는 결상 성능에 기초하여 상기 주목하는 설정 정보에 관한 설정치가 최적이 되는 노광 조건을 결정한다. 이로써, 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태의 신속한 최적화를 위한 처리를 실행하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 제 15 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하기 위해 상기 물체 상에서의 상기 패턴의 투영 이미지의 형성 상태를 조정하는 조정 장치를 구비하는 노광 장치에 소정 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와의 입력에 응답하여, 상기 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정하는 순서를 상기 컴퓨터에 실행시키는 제 4 프로그램이다.

이 프로그램이 인스톨된 컴퓨터에, 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표가 입력되면, 이것에 응답하여 컴퓨터에서는 투영 광학계의 결상 성능이 최적이 되는 노광 조건 하에서의 상기 조정 장치의 최적의 조정량을 결정한다. 따라서, 이 결정된 조정량에 기초하여 조정 장치를 조정함으로써, 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태의 신속한 최적화를 위한 처리를 실행하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 제 16 관점에서는, 투영 광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광 장치에 소정 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와의 입력에 응답하여, 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 순서를 상기 컴퓨터에 실행시키는 제 5 프로그램이다.

이 프로그램이 인스톨된 컴퓨터에, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영 광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표가 입력되면, 이것에 응답하여 컴퓨터에서는 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성한다. 이에 따라, 복수의 노광 조건 각각에서의 제르니케 감도표가 미리 준비되어 있지 않은 경우에도 다른 복수의 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 근거한 보간 계산에 의해 목표로 하는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 얻을 수 있다. 또한, 얻어진 제르니케 감도표를 사용하여 상기 복수의 노광 조건으로 각각 투영 광학계의 결상 성능이 산출되기 때문에, 그 산출 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 설정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 1 ∼ 제 5 프로그램은, 정보 기록 매체에 기록한 상태로 판매 등의 대상으로 할 수 있다. 따라서 본 발명은, 제 17 관점에서는, 본 발명의 제 1 ∼ 제 5 프로그램 중 어느 하나가 기록된 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 정보 기록 매체라고도 할 수 있다.

본 발명은, 제 18 관점에서는, 소정 패턴을 물체 상에 투영하는 투영 광학계의 제조방법으로서, 경통에 복수의 광학 소자를 소정 위치관계로 장착하여 상기 투영 광학계를 조립하는 공정 ; 상기 조립 후의 상기 투영 광학계의 파면수차를 계측하는 공정 ; 상기 계측된 파면수차가 최적이 되도록 상기 투영 광학계를 조정하는 공정 ; 을 포함하는 투영 광학계의 제조방법이다.

이 경우에 있어서, 상기 조립 공정에 앞서 상기 각 광학 소자의 면 형상에 관한 정보를 얻는 공정을 추가로 포함하고, 상기 조립 공정은 조립 중인 각 광학 소자의 광학면 간격에 관한 정보를 얻는 공정을 포함하며, 상기 조정하는 공정에 앞서 상기 각 광학 소자의 면 형상에 관한 정보 및 상기 각 광학 소자의 광학면 간격에 관한 정보에 기초하여 이미 알려진 광학 기본 데이터를 수정하며, 실제로 제작된 투영 광학계의 제조과정에서의 광학 데이터를 재현하는 공정 ; 상기 각 광학 소자의 소정 자유도 방향 각각의 단위 구동량과 제르니케 다항식의 각 항의 계수의 변화량의 관계를 상기 투영 광학계의 설계치에 기초하여 산출한 파면수차 변화표를 포함하는 조정 기본 데이터베이스를, 상기 광학 기본 데이터에 기초하여 수정하는 공정 ; 을 더욱 포함하며, 상기 조정하는 공정에서는 상기 수정 후의 상기 데이터베이스와 계측된 파면수차의 계측결과를 사용하여 상기 렌즈 소자의 각 자유도 방향 각각의 조정량에 관한 정보를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 적어도 1 개의 광학 소자를 적어도 1 자유도 방향으로 구동할 수 있다.

본 발명은, 제 19 관점에서는, 소정 패턴을 투영 광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광 장치의 제조방법으로서, 상기 투영 광학계를 제조하는 공정 ; 상기 제조 후의 상기 투영 광학계를 노광 장치 본체에 장착하는 공정 ; 상기 노광 장치 본체에 장착된 상태의 상기 투영 광학계의 파면수차를 계측하는 공정 ; 상기 각 광학 소자의 소정 자유도 방향 각각의 단위 구동량과 제르니케 다항식의 각 항의 계수의 변화량과의 관계를, 상기 투영 광학계의 설계치에 기초하여 산출한 파면수차 변화표를 포함하는 데이터 베이스와, 계측된 파면수차를 사용하여 상기 광학 소자의 각 자유도 방향 각각의 조정량에 관한 정보를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 적어도 1 개의 광학 소자를 적어도 1 자유도 방향으로 구동하는 공정 ; 을 포함하는 노광 장치의 제조방법이다.

본 발명은, 제 20 관점에서는, 물체 상에 패턴을 투영하는 투영 광학계의 결상 성능 계측 방법으로서, 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상 성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 투영에서의 복수의 설정 정보 중 주목하는 설정 정보에 관해 설정치가 다른 복수의 조건으로 각각 상기 투영 광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 기타 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 투영 광학계의 결상 성능 계측 방법이다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 설정 정보는 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴의 투영 조건에 관한 정보를 포함할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 투영 조건에 관한 정보는, 상기 투영 광학계의 광학 정보와, 상기 패턴을 조명하는 조명 광학계의 광학 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 결상 성능 계측 방법에서는, 상기 복수의 설정 정보는 상기 투영 광학계에 의한 투영 대상이 되는 패턴에 관한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 리소그래피 공정에 있어서 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 노광 방법 중 어느 하나를 사용하여 노광함으로써 물체 상에 패턴을 고정밀도로 형성할 수 있고, 이로 인해 보다 고집적도의 마이크로 디바이스를 높은 수율로 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서는 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 노광 방법 중 어느 하나를 사용하는 디바이스 제조방법이라고도 할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 1 실시형태에 관한 컴퓨터 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2 는 도 1 의 제 1 노광 장치 (922₁) 의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3 은 파면수차 계측기의 일례를 나타내는 단면도이다.

도면 4A 는 광학계에 수차가 존재하지 않는 경우에 있어서 마이크로 렌즈 어레이로부터 사출되는 광속을 나타내는 도면, 도 4B 는 광학계에 수차가 존재하는 경우에 있어서 마이크로 렌즈 어레이로부터 사출되는 광속을 나타내는 도면이다.

도 5 는 제 2 통신 서버 내의 CPU 에 의해 실행되는 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.

도 6 은 도 5 의 스텝 118 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 1) 이다.

도 7 은 도 5 의 스텝 118 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 2) 이다.

도 8 은 도 5 의 스텝 118 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 3) 이다.

도 9 는 도 5 의 스텝 118 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 4) 이다.

도 10 은 도 5 의 스텝 118 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 5) 이다.

도 11 은 ZS 파일을 작성하기 위한 보간 방법을 나타내는 개념도이다.

도 12 는 제약 조건 위반시의 처리를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 13 은 가동 렌즈 (13_i) 의 구동축의 배치를 나타내는 도면이다.

도 14 는 도 5 의 스텝 116 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 1) 이다.

도 15 는 도 5 의 스텝 116 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 2) 이다.

도 16 은 도 5 의 스텝 116 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 3) 이다.

도 17 은 도 5의 스텝 116 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 4) 이다.

도 18 은 도 5 의 스텝 116 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 5) 이다.

도 19 는 도 5 의 스텝 120 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 1) 이다.

도 20 은 도 5 의 스텝 120 에서의 처리를 나타내는 플로우 차트 (그 2) 이다.

도 21 은 투영 광학계의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 플로우 차트이다.

도 22 는 변형예에 관한 컴퓨터 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 21 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는 본 발명의 1 실시형태에 관한 이미지 형성 상태 조정 시스템으로서의 컴퓨터 시스템의 전체 구성이 나타나 있다.

이 도 1 에 나타내는 컴퓨터 시스템 (10) 은, 노광 장치 등의 디바이스 제조장치의 사용자인 디바이스 제조사 (이하, 편의상 「제조사 A」라 함) 의 반도체 공장 내에 구축된 사내 LAN 시스템이다. 이 컴퓨터 시스템 (10) 은 제 1 통신 서버 (920) 를 포함하여 클린 룸 내에 설치된 리소그래피 시스템 (912) 과, 이 리소그래피 시스템 (912) 을 구성하는 제 1 통신 서버 (920) 에 통신로로서의 로컬 에어리어 네트워크 (LAN ; 926) 를 통해 접속된 제 2 통신 서버 (930) 를 구비하고 있다.

상기 리소그래피 시스템 (912) 은, LAN (918) 을 통해 서로 접속된 제 1 통신 서버 (920), 제 1 노광 장치 (922₁), 제 2 노광 장치 (922₂) 및 제 3 노광 장치 (922₃) (이하에서는 편의상 「노광 장치 (922)」 라 총칭함) 을 포함하여 구성되어 있다.

도 2 에는 상기 제 1 노광 장치 (922₁) 의 개략 구성이 나타나 있다. 이 노광 장치 (9221) 는 노광용 광원 (이하 「광원」 이라 함) 에 펄스 레이저 광원을 사용한 스텝 앤드 리피트 방식의 축소 투영 노광 장치, 즉 이른바 스테퍼이다.

노광 장치 (922₁) 는 광원 (16) 및 조명 광학계 (12) 로 이루어지는 조명계,이 조명계에서의 에너지 빔으로서의 노광용 조명광 EL 에 의해 조명되는 마스크로서의 레티클 R 을 유지하는 마스크 스테이지로서의 레티클 스테이지 (RST), 레티클 R 에서 출사된 노광용 조명광 EL 을 물체로서의 웨이퍼 W 상 (이미지면 상) 에 투사하는 투영 광학계 PL, 웨이퍼 W 를 유지하는 물체 스테이지로서의 Z 틸트 스테이지 (58) 가 탑재된 웨이퍼 스테이지 WST, 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다.

상기 광원 (16) 으로는, 여기서는, F₂레이저 (출력 파장 157 ㎚) 또는 ArF 엑시머 레이저 (출력 파장 193 ㎚) 등의 진공 자외역의 펄스광을 출력하는 펄스 자외 광원이 사용되고 있다. 또, 광원 (16) 으로, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 ㎚) 등의 원적외역 또는 자외역의 펄스광을 출력하는 광원을 사용해도 된다.

상기 광원 (16) 은, 실제로는, 조명 광학계 (12) 의 각 구성 요소 및 레티클 스테이지 (RST), 투영 광학계 PL, 및 웨이퍼 스테이지 WST 등으로 이루어지는 노광 장치 본체가 수납된 챔버 (11) 가 설치된 클린 룸과는 별도의 클린도가 낮은 서비스 룸에 설치되어 있고, 챔버 (11) 에 빔 매칭 유닛으로 불리는 광축 조정용 광학계를 적어도 일부에 포함하는 도시를 생략한 송광 광학계를 통해 접속되어 있다. 이 광원 (16) 에서는, 주제어 장치 (50) 로부터의 제어 정보 (TS) 에 기초하여 내부의 컨트롤러에 의해, 레이저 빔 (LB) 출력의 온ㆍ오프, 레이저 빔 (LB) 1 펄스당 에너지, 발진 주파수 (반복 주파수), 중심 파장 및 스펙트럼 절반 폭 (파장 폭) 등이 제어되도록 되어 있다.

상기 조명 광학계 (12) 는, 실린더 렌즈, 빔 익스팬더 (모두 도시 생략) 및옵티컬 인테그레이터 (22) (호모지나이저) 등을 포함하는 빔 정형ㆍ조도 균일화 광학계 (20), 조명계 개구 조리개판 (24), 제 1 릴레이 렌즈 (28A), 제 2 릴레이 렌즈 (28B), 레티클 블라인드 (30), 광로 절곡용의 미러 (M) 및 콘덴서 렌즈 (32) 등을 구비하고 있다. 또, 옵티컬 인테그레이터로서는 플라이 아이 렌즈, 로드 인테그레이터 (내면 반사형 인테그레이터), 또는 회절 광학 소자 등을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는 옵티컬 인테그레이터 (22) 로서 플라이 아이 렌즈가 사용되고 있기 때문에, 이하에서는 플라이 아이 렌즈 (22) 라고도 부르기로 한다.

상기 빔 정형ㆍ조도 균일화 광학계 (20) 는, 챔버 (11) 에 설치된 광 투과창 (17) 을 통해 도시를 생략한 송광 광학계에 접속되어 있다. 이 빔 정형ㆍ조도 균일화 광학계 (20) 는, 광원 (16) 에서 펄스 발광되어 광 투과창 (17) 을 통해 입사된 레이저 빔 (LB) 의 단면 형상을, 예를 들어 실린더 렌즈나 빔 익스팬더를 사용하여 정형한다. 그리고, 빔 정형ㆍ조도 균일화 광학계 (20) 내부의 사출단측에 위치하는 플라이 아이 렌즈 (22) 는, 레티클 R 을 균일한 조도 분포로 조명하기 위해, 상기 단면 형상이 정형된 레이저 빔의 입사에 의해 조명 광학계 (12) 의 동공면과 거의 일치하도록 배치되는 그 사출측 초점면에 다수의 점광원 (광원 이미지) 으로 이루어지는 면광원 (2 차 광원) 을 형성한다. 이 2 차 광원으로부터 사출되는 레이저 빔을 이하에 있어서는 「조명광 EL」이라고 부르기로 한다.

플라이 아이 렌즈 (22) 의 사출측 초점면 근방에 원판형 부재로 이루어지는 조명계 개구 조리개판 (24) 이 배치되어 있다. 이 조명계 개구 조리개판 (24) 에는, 거의 등각도 간격으로 예를 들어 통상적인 원형 개구로 이루어지는 개구 조리개 (통상의 조리개), 작은 원형 개구로 이루어지고 코히어런스 팩터인 σ치를 작게 하기 위한 개구 조리개 (소 σ 조리개), 윤대 조명용의 윤대형 개구 조리개 (윤대 조리개), 및 변형 광원법용으로 복수의 개구를 편심시켜 배치하여 이루어지는 변형 개구 조리개 (도 1 에서는 이 중 2 종류의 개구 조리개만이 도시되어 있다) 등이 배치되어 있다. 이 조명계 개구 조리개판 (24) 은 주제어 장치 (50) 에 의해 제어되는 모터 등의 구동 장치 (40) 에 의해 회전되도록 되어 있고, 이것에 의해 임의의 하나의 개구 조리개가 조명광 EL 의 광로 상에 선택적으로 설정되어, 후술하는 퀼러 조명 (Kohler illumination) 에 있어서의 광원면 형상이, 윤대, 소원형, 대원형, 또는 사각형 등으로 제한된다.

또, 개구 조리개판 (24) 대신에 또는 그것과 조합하여, 예를 들어 조명 광학계의 동공면 상에서 다른 영역에 조명광을 분포시키는, 조명 광학계 내에 교환하여 배치되는 복수의 회절 광학 소자, 조명 광학계의 광축 (IX) 을 따라 적어도 하나가 가동 (可動), 즉 조명 광학계의 광축 방향에 관한 간격이 가변인 복수의 프리즘 (원추 프리즘, 다면체 프리즘 등), 및 줌 광학계의 적어도 하나를 포함하는 광학 유닛을 광원 (16) 과 옵티컬 인테그레이터 (22) 사이에 배치하고, 옵티컬 인테그레이터 (22) 가 플라이 아이 렌즈일 때는 그 입사면 상에서의 조명광의 강도 분포, 옵티컬 인테그레이터 (22) 가 내면 반사형 인테그레이터일 때는 그 입사면에 대한 조명광의 입사 각도 범위 등을 가변으로 함으로써, 조명 광학계의 동공면 상에서의 조명광의 광량 분포 (2차 광원의 크기나 형상), 즉 레티클 R 의 조명 조건의 변경에 수반되는 광량 손실을 억제하는 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태에서는내면 반사형 인터그레이터에 의해 형성되는 복수의 광원 이미지 (허상) 도 2차 광원으로 부르기로 한다.

조명계 개구 조리개판 (24) 으로부터 사출된 조명광 EL 의 광로 상에, 레티클 블라인드 (30) 를 개재시켜 제 1 릴레이 렌즈 (28A) 및 제 2 릴레이 렌즈 (28B) 로 이루어지는 릴레이 광학계가 배치되어 있다. 레티클 블라인드 (30) 는 레티클 R 의 패턴면에 대한 공액면에 배치되고, 레티클 R 상의 직사각형의 조명 영역 (IAR) 을 규정하는 직사각형 개구가 형성되어 있다. 여기서, 레티클 블라인드 (30) 로는 개구 형상이 가변인 가동 블라인드가 사용되고 있고, 주제어 장치 (50) 에 의해 마스킹 정보라고도 불리는 블라인드 설정 정보에 기초하여 그 개구가 설정되도록 되어 있다.

릴레이 광학계를 구성하는 제 2 릴레이 렌즈 (28B) 후방의 조명광 EL 의 광로 상에는, 해당 제 2 릴레이 렌즈 (28B) 를 통과한 조명광 EL 을 레티클 R 을 향하여 반사하는 절곡 미러 (M) 가 배치되고, 이 미러 (M) 후방의 조명광 EL 의 광로 상에 콘덴서 렌즈 (32) 가 배치되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 플라이 아이 렌즈 (22) 의 입사면, 레티클 블라인드 (30) 의 배치면, 및 레티클 R 의 패턴면은 광학적으로 서로 공액으로 설정되고, 플라이 아이 렌즈 (22) 의 사출측 초점면에 형성되는 광원면 (조명 광학계의 동공면), 투영 광학계 PL 의 푸리에 변환면 (사출 동공면) 은 광학적으로 서로 공액으로 설정되어, 퀼러(Kohler) 조명계로 되어 있다.

이렇게 구성된 조명계의 작용을 간단히 설명하면, 광원 (16) 으로부터 펄스발광된 레이저 빔 (LB) 은 빔 정형ㆍ조도 균일화 광학계 (20) 에 입사되어 단면 형상이 정형된 후, 플라이 아이 렌즈 (22) 에 입사된다. 이것에 의해, 플라이 아이 렌즈 (22) 의 사출측 초점면에 전술한 2 차 광원이 형성된다.

상기 2 차 광원으로부터 사출된 조명광 EL 은, 조명계 개구 조리개판 (24) 상의 임의의 하나의 개구 조리개를 통과한 후, 제 1 릴레이 렌즈 (28A) 를 거쳐 레티클 블라인드 (30) 의 직사각형 개구를 통과한 후, 제 2 릴레이 렌즈 (28B) 를 통과하여 미러 (M) 에 의해 광로가 수직 하방으로 구부러진 후, 콘덴서 렌즈 (32) 를 거쳐 레티클 스테이지 (RST) 상에 유지된 레티클 R 상의 직사각형의 조명 영역 (IAR) 을 균일한 조도 분포로 조명한다.

상기 레티클 스테이지 (RST) 상에는 레티클 R 이 장전되고, 도시를 생략한 정전 척 (또는 진공 척) 등을 통해 흡착 유지되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 도시를 생략한 구동계에 의해 수평면 (XY 평면) 내에서 미소 구동 (회전을 포함함) 이 가능한 구성으로 되어 있다. 또, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치는, 도시를 생략한 위치 검출기, 예를 들어 레티클 레이저 간섭계에 의해 소정 분해능 (예를 들어 0.5∼1 ㎚ 정도의 분해능) 으로 계측되어, 이 계측 결과가 주제어 장치 (50) 에 공급되도록 되어 있다.

또, 레티클 R 에 사용하는 재질은, 사용하는 광원에 따라 구별하여 사용할 필요가 있다. 즉, ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저를 광원으로 하는 경우는 합성 석영, 형석 등의 불화물 결정, 또는 불소 도핑 석영 등을 사용할 수 있지만, F₂레이저를 사용하는 경우에는 형석 등의 불화물 결정이나, 불소 도핑 석영 등으로 형성할 필요가 있다.

상기 투영 광학계 PL 은, 예를 들어 양측 텔레센트릭한 축소계가 사용되고 있다. 이 투영 광학계 PL 의 투영 배율은 예를 들어 1/4, 1/5 또는 1/6 등이다. 이 때문에, 상기한 바와 같이 하여, 조명광 EL 에 의해 레티클 R 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 그 레티클 R 에 형성된 패턴이 투영 광학계 PL 에 의해 상기 투영 배율로 축소된 이미지가 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 W 상의 직사각형의 노광 영역 (IA) (통상은 쇼트 영역과 일치) 에 투영되어 전사된다.

투영 광학계 PL 로서는, 도 2 에 나타나는 바와 같이, 복수장, 예를 들어 10 ∼ 20 장 정도의 굴절 광학 소자 (렌즈 소자 : 13) 만으로 이루어지는 굴절계가 사용되고 있다. 이 투영 광학계 PL 을 구성하는 복수의 렌즈 소자 (13) 중, 물체면측 (레티클 R 측) 의 복수장 (여기서는, 설명을 간략화하기 위해서 5 장으로 함) 의 렌즈 소자 (13₁, 13₂, 13₃, 13₄, 13₅) 는, 결상 성능 보정 컨트롤러 (48) 에 의해 외부에서 구동 가능한 가동 렌즈로 되어있다. 렌즈 소자 (13₁∼ 13₅) 는, 도시를 생략한 이중 구조의 렌즈 홀더를 각각 통하여 경통에 유지되어 있다. 이들 렌즈 소자 (13₁∼ 13₅) 는 내측 렌즈 홀더에 각각 유지되고, 이들 내측 렌즈 홀더가 도시를 생략한 구동 소자, 예를 들어 피에조 소자 등에 의해 중력 방향으로 3 점에서 외측 렌즈 홀더에 대하여 지지되어 있다. 그리고, 이들 구동 소자에 대한 인가 전압을 독립적으로 조정함으로써, 각각의 렌즈 소자 (13₁∼ 13₅) 를 투영 광학계 PL 의 광축 방향인 Z 축 방향으로 시프트 구동, 및 XY 면에 대한 경사 방향 (즉 X 축 둘레의 회전 방향 (θx) 및 Y 축 둘레의 회전 방향 (θy)) 으로 구동 가능 (틸트 가능) 한 구성으로 되어 있다.

그 밖의 렌즈 소자 (13) 는, 통상적인 렌즈 홀더를 통해 경통에 유지되어 있다. 또, 렌즈 소자 (13₁∼ 13₅) 에 한하지 않고, 투영 광학계 PL 의 동공면 근방, 또는 이미지 면측에 배치되는 렌즈, 또는 투영 광학계 PL 의 수차, 특히 그 비회전 대칭 성분을 보정하는 수차 보정판 (광학 플레이트) 등을 구동 가능하게 구성해도 된다. 또한, 이들 구동 가능한 광학 소자의 자유도 (이동 가능한 방향) 는 3 개로 한정되는 것이 아니라, 1 개, 2 개 또는 4 개 이상이어도 된다.

또한, 투영 광학계 PL 의 동공면 근방에는, 개구수 (N.A.) 를 소정 범위 내에서 연속적으로 변경 가능한 동공 개구 조리개 (15) 가 형성되어 있다. 이 동공 개구 조리개 (15) 로는, 예를 들어 소위 홍채 조리개가 사용되고 있다. 이 동공 개구 조리개 (15) 는 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다.

또, 조명광 EL 으로서 ArF 엑시머 레이저광, KrF 엑시머 레이저광을 사용하는 경우에는, 투영 광학계 PL 을 구성하는 각 렌즈 소자로는 형석 등의 불화물 결정이나 전술한 불소 도핑 석영 외에 합성 석영도 사용할 수 있지만, F₂레이저광을 사용하는 경우에는, 이 투영 광학계 PL 에 사용되는 렌즈의 재질은 모두 형석 등의 불화물 결정이나 불소 도핑 석영이 사용된다.

상기 웨이퍼 스테이지 WST 는, 리니어 모터 등을 포함하는 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 에 의해 XY 2 차원면 내에서 자유롭게 구동되도록 되어 있다. 이 웨이퍼 스테이지 WST 상에 탑재된 Z 틸트 스테이지 (58) 상에는 도시를 생략한 웨이퍼 홀더를 통해 웨이퍼 W 가 정전 흡착 (또는 진공 흡착) 등에 의해 유지되어 있다.

또한, Z 틸트 스테이지 (58) 는, 웨이퍼 스테이지 WST 상에 XY 방향으로 위치 결정되고, 또한 도시를 생략한 구동계에 의해 Z 축 방향의 이동 및 XY 평면에 대한 경사 방향 (즉 X 축 둘레의 회전 방향 (θx) 및 Y 축 둘레의 회전 방향 (θy)) 으로 구동 가능한 (틸트 가능) 성으로 되어 있다. 이것에 의해 Z 틸트 스테이지 (58) 상에 유지된 웨이퍼 W 의 면 위치 (Z 축 방향 위치 및 XY 평면에 대한 경사) 가 원하는 상태로 설정되도록 되어 있다.

또, Z 틸트 스테이지 (58) 상에는 이동경 (52W) 이 고정되어, 외부에 배치된 웨이퍼 레이저 간섭계 (54W) 에 의해 Z 틸트 스테이지 (58) 의 X 축 방향, Y 축 방향 및 θz 방향 (Z 축 둘레의 회전 방향) 의 위치가 계측되고, 간섭계 (54W) 에 의해 계측된 위치 정보가 주제어 장치 (50) 로 공급되고 있다. 주제어 장치 (50) 는, 이 간섭계 (54W) 의 계측치에 기초하여 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) (이것은, 웨이퍼 스테이지 WST 의 구동계 및 Z 틸트 스테이지 (58) 의 구동계를 모두 포함함) 를 통해 웨이퍼 스테이지 WST (및 Z 틸트 스테이지 (58)) 를 제어한다. 또, 이동경 (52W) 을 설치하는 대신에, 예를 들어 Z 틸트 스테이지 (58) 의 단면 (측면) 을 경면 가공하여 형성되는 반사면을 사용해도 된다.

또, Z 틸트 스테이지 (58) 상에는, 후술하는 얼라인먼트계 ALG 의 소위 베이스 라인 계측용 기준 마크 등의 기준 마크가 형성된 기준 마크판 (FM) 이 그 표면이 거의 웨이퍼 W 의 표면과 동일 높이가 되도록 고정되어 있다.

또한, Z 틸트 스테이지 (58) 의 ＋X 측 (도 2 에서의 지면내 우측) 의 측면에는, 착탈이 자유로운 포터블한 파면 계측 장치로서의 파면수차 계측기 (80) 가 장착되어 있다.

이 파면수차 계측기 (80) 는, 도 3 에 나타나는 바와 같이, 중공의 케이스체 (82) 와, 그 케이스체 (82) 의 내부에 소정 위치 관계로 배치된 복수의 광학 소자로 이루어지는 수광 광학계 (84) 와, 케이스체 (82) 의 내부의 ＋Y 측 단부에 배치된 수광부 (86) 를 구비하고 있다.

상기 케이스체 (82) 는, YZ 단면 L 자형으로 내부에 공간이 형성된 부재로 이루어지고, 그 최상부 (＋Z 방향 단부) 에는 케이스체 (82) 의 상방으로부터의 빛이 케이스체 (82) 의 내부 공간을 향하여 입사되도록 평면에서 보아 (상방으로부터 보아) 원형인 개구 (82a) 가 형성되어 있다. 또한, 이 개구 (82a) 를 케이스체 (82) 의 내부측으로부터 덮도록 커버 유리 (88) 가 설치되어 있다. 커버 유리 (88) 의 상면에는 크롬 등의 금속 증착에 의해 중앙부에 원형의 개구를 갖는 차광막이 형성되고, 그 차광막에 의해 투영 광학계 PL 의 파면수차 계측시에 주위로부터의 불필요한 빛이 수광 광학계 (84) 로 입사되는 것이 차단되고 있다.

상기 수광 광학계 (84) 는, 케이스체 (82) 내부의 커버 유리 (88) 의 하방에, 위에서부터 밑으로 순서대로 배치된 대물 렌즈 (84a), 릴레이 렌즈 (84b), 절곡 미러 (84c) 와, 그 절곡 미러 (84c) 의 ＋Y 측에 순서대로 배치된 콜리메이터 렌즈 (84d), 및 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 로 구성되어 있다. 절곡 미러 (84c) 는 45°로 기울어져 설치되어 있고, 그 절곡 미러 (84c) 에 의해 상방에서 연직 하향으로 대물 렌즈 (84a) 에 대하여 입사된 빛의 광로가 콜리메이터 렌즈 (84d) 를 향하여 구부러지도록 되어 있다. 또, 이 수광 광학계 (84) 를 구성하는 각 광학 부재는, 케이스체 (82) 의 벽의 내측에 도시를 생략한 유지 부재를 통해 각각 고정되어 있다. 상기 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 는 복수의 작은 볼록 렌즈 (렌즈 소자) 가 광로에 대하여 직교하는 면 내에 어레이 형상으로 배치되어 구성되어 있다.

상기 수광부 (86) 는, 2 차원 CCD 등으로 이루어지는 수광 소자와, 예를 들어 전하 전송 제어 회로 등의 전기 회로 등으로 구성되어 있다. 수광 소자는, 대물 렌즈 (84a) 에 입사되고 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 로부터 출사되는 모든 광속을 수광하기에 충분한 면적을 가지고 있다. 또, 수광부 (86) 에 의한 계측 데이터는, 도시를 생략한 신호선을 통해 또는 무선 송신에 의해 주제어 장치 (50) 로 출력된다.

상술한 파면수차 계측기 (80) 를 사용함으로써, 투영 광학계 PL 의 파면수차를 온ㆍ바디로 계측할 수 있다. 또, 이 파면수차 계측기 (80) 를 사용한 투영 광학계 PL 의 파면수차의 계측 방법에 대해서는 후술한다.

도 2 로 되돌아가, 본 실시형태의 노광 장치 (922₁) 에는, 주제어 장치 (50)에 의해 온ㆍ오프가 제어되는 광원을 갖고, 투영 광학계 PL 의 결상면을 향하여 다수의 핀홀 또는 슬릿의 이미지를 형성하기 위한 결상 광속을 광축 (AX) 에 대하여 비스듬한 방향에서 조사하는 조사계 (60a) 와, 이들 결상 광속의 웨이퍼 W 표면에서의 반사 광속을 수광하는 수광계 (60b) 로 이루어지는 사입사 방식의 다점 초점 위치 검출계 (이하, 간단히 「초점 검출계」라고 함) 가 형성되어 있다. 이 초점 검출계 (60a, 60b) 로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-275313호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제5,502,311호 등에 개시되는 것과 동일한 구성을 갖는 것이 사용된다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보 및 미국 특허 출원에서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.

주제어 장치 (50) 에서는, 노광시 등에 수광계 (60b) 로부터의 초점 어긋남 신호 (디포커스 신호), 예를 들어 S 커브 신호에 기초하여 초점 어긋남이 제로가 되도록 웨이퍼 W 의 Z 위치 및 XY 면에 대한 경사를 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 를 통해 제어함으로써, 오토 포커스 (자동 초점 맞춤) 및 오토 레벨링을 실행한다. 또한, 주제어 장치 (50) 에서는, 후술하는 파면수차의 계측시에 초점 검출계 (60a, 60b) 를 사용하여 파면수차 계측기 (80) 의 Z 위치의 계측 및 위치 맞춤을 실행한다. 이 때, 필요에 따라 파면수차 계측기 (80) 의 경사 계측도 실행하도록 해도 된다.

또, 노광 장치 (922₁) 는, 웨이퍼 스테이지 WST 상에 유지된 웨이퍼 W 상의얼라인먼트 마크 및 기준 마크판 (FM) 상에 형성된 기준 마크의 위치 계측 등에 사용되는 오프ㆍ액시스 (off-axis) 방식의 얼라인먼트계 ALG 를 구비하고 있다. 이 얼라인먼트계 ALG 로는, 예를 들어 웨이퍼 상의 레지스트를 감광시키지 않은 브로드 밴드한 검출 광속을 대상 마크에 조사하고, 그 대상 마크로부터의 반사광에 의해 수광면에 결상된 대상 마크의 이미지와 도시를 생략한 지표의 이미지를 촬상 소자 (CCD 등) 를 사용하여 촬상한 후, 이들의 촬상 신호를 출력하는 화상 처리 방식의 FIA (Field Image Alignment) 계의 센서가 사용된다. 또, FIA 계에 한정되지 않고, 코히런트한 검출광을 대상 마크에 조사하여 그 대상 마크로부터 발생되는 산란광 또는 회절광을 검출하거나, 그 대상 마크로부터 발생되는 2 개의 회절광 (예를 들어 동 차수) 을 간섭시켜 검출하기도 하는 얼라인먼트 센서를 단독으로 사용하거나 또는 적절히 조합하여 사용하는 것도 물론 가능하다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (922₁) 에서는, 도시는 생략되어 있지만, 레티클 R 의 상방에 투영 광학계 PL 을 통해 레티클 R 상의 레티클 마크와 대응하는 기준 마크판 상의 기준 마크를 동시에 관찰하기 위한 노광 파장의 빛을 사용한 TTR (Through The Reticle) 얼라인먼트 광학계로 이루어지는 한 쌍의 레티클 얼라인먼트계가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 얼라인먼트계 ALG 및 레티클 얼라인먼트계로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-97031호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제6,198,527호 등에 개시된 것과 동일한 구성의 것이 사용되고 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내 법령이 허용하는 한,상기 공보 및 이에 대응하는 상기 미국 특허 출원에서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.

상기 제어계는, 도 2 중에서 상기 주제어 장치 (50) 에 의해 주로 구성된다. 주제어 장치 (50) 는, CPU (중앙 연산 처리 장치), ROM (리드ㆍ온리ㆍ메모리), RAM (랜덤ㆍ액세스ㆍ메모리) 등으로 이루어지는 소위 워크스테이션 (또는 마이크로 컴퓨터) 등으로 구성되고, 전술한 각종 제어 동작을 실행하는 것 외에 장치 전체를 통괄하여 제어한다. 주제어 장치 (50) 는, 예를 들어 노광 동작이 적확하게 실행되도록, 예를 들어 웨이퍼 스테이지 WST 의 쇼트간 스테핑, 노광 타이밍 등을 통괄하여 제어한다.

또한, 주제어 장치 (50) 에는, 예를 들어 하드디스크로 이루어지는 기억 장치 (42), 키보드, 마우스 등의 포인팅 디바이스 등을 포함하여 구성되는 입력 장치 (45), CRT 디스플레이 (또는 액정 디스플레이) 등의 표시 장치 (44), 및 CD (compact disc), DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc) 또는 FD (flexible disc) 등과 같은 정보 기록 매체의 드라이브 장치 (46) 가 외부에 부착되어 접속되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 전술한 LAN (918) 에 접속되어 있다.

상기 기억 장치 (42) 에는, 노광 장치의 제조 단계에서 투영 광학계 PL 이 노광 장치 본체에 장착되기 전에, 예를 들어 PMI (Phase Measurement Interferometer) 라고 불리는 파면수차 계측기로 계측된 투영 광학계 PL 단체에서의 파면수차 (이하, 「단체 파면수차」라고 함) 의 계측 데이터가 저장되어 있다.

또한, 이 기억 장치 (42) 에는, 후술하는 바와 같이 복수의 기준이 되는 노광 조건하에서 예를 들어 투영 광학계 PL 에 의해 웨이퍼 W 상에 투영되는 투영 이미지의 형성 상태가 최적 (예를 들어 수차가 제로 또는 허용치 이하) 이 되도록 전술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 각각의 3 자유도 방향의 위치 및 웨이퍼 W (Z 틸트 스테이지 (58)) 의 Z 위치 및 경사, 그리고 조명광의 파장 (λ) 을 조정한 상태에서, 파면수차 계측기 (80) 에 의해 계측된 파면수차의 데이터 또는 파면수차 보정량 (파면수차와 전술한 단체 파면수차의 차) 의 데이터와, 그 때의 조정량에 관한 정보, 즉 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 각각의 3 자유도 방향의 위치 정보, 웨이퍼 W 의 3 자유도 방향의 위치 정보, 조명광의 파장 정보가 저장되어 있다. 여기서, 상기 기술한 기준이 되는 노광 조건은 각각이 식별 정보로서 ID 로 관리되어 있기 때문에, 이하에서는, 각 기준이 되는 노광 조건을 기준 ID 로 부르기로 한다. 즉, 기억 장치에는 복수의 기준 ID 에 있어서의 조정량에 관한 정보, 파면수차 또는 파면수차 보정량의 데이터가 저장되어 있다.

드라이브 장치 (46) 에 세트된 정보 기록 매체 (이하의 설명에서는 편의상 CD-ROM 으로 함) 에 후술하는 바와 같이 하여 파면수차 계측기 (80) 를 사용하여 계측된 위치 어긋남량을 제르니케 다항식의 각 항의 계수로 변환하는 변환 프로그램이 저장되어 있다.

상기 제 2, 제 3 노광 장치 (922₂, 922₃) 는, 상기 기술한 제 1 노광 장치 (922₁) 와 동일하게 구성되어 있다.

다음으로, 메인터넌스시 등에 실행되는 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 에서의 파면수차의 계측 방법에 관해서 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, 설명의 간략화를 위해 파면수차 계측기 (80) 내의 수광 광학계 (84) 의 수차는 무시할 수 있을 정도의 작은 것으로 한다.

전제로서, 드라이브 장치 (46) 에 세트된 CD-ROM 내의 변환 프로그램은 기억 장치 (42) 에 인스톨되어 있는 것으로 한다.

통상의 노광시에는 파면수차 계측기 (80) 는 Z 틸트 스테이지 (58) 로부터 분리되어 있기 때문에, 파면 계측시에 있어서는, 우선 오퍼레이터 또는 서비스 엔지니어 등 (이하, 편의상 「오퍼레이터 등」이라고 함) 에 의해 Z 틸트 스테이지 (58) 의 측면에 대하여 파면수차 계측기 (80) 를 장착하는 작업이 실시된다. 이 장착시에 있어서에는, 파면 계측시에 파면수차 계측기 (80) 가 웨이퍼 스테이지 WST (Z 틸트 스테이지 (58)) 의 이동 스트로크 내에 수용되도록 소정 기준면 (여기서는 ＋X 측 면) 에 볼트 또는 자석 등에 의해 고정된다.

상기의 장착 종료 후, 오퍼레이터 등에 의한 계측 시작 코맨드의 입력에 응답하여, 주제어 장치 (50) 에서는, 얼라인먼트계 ALG 의 하방에 파면수차 계측기 (80) 가 위치하도록 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 를 통해 웨이퍼 스테이지 WST 를 이동시킨다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에서는, 얼라인먼트계 ALG 에 의해 파면수차 계측기 (80) 에 형성된 도시를 생략한 위치 맞춤 마크를 검출하고, 그 검출 결과와 그 때의 레이저 간섭계 (54W) 의 계측치에 기초하여 위치 맞춤 마크의 위치좌표를 산출하여, 파면수차 계측기 (80) 의 정확한 위치를 구한다. 그리고, 파면수차 계측기 (80) 의 위치 계측 후, 주제어 장치 (50) 에서는 이하와 같은 방법으로 파면수차의 계측을 실행한다.

우선, 주제어 장치 (50) 는, 도시를 생략한 레티클 로더에 의해 핀홀 패턴이 형성된 도시를 생략한 계측용 레티클 (이하,「핀홀 레티클」이라고 함) 을 레티클 스테이지 (RST) 상에 로드한다. 이 핀홀 레티클은, 그 패턴면의 조명 영역 (IAR) 과 동일 영역 내의 복수점에 핀홀 (거의 이상적인 점광원이 되어 구면파를 발생시키는 핀홀) 이 형성된 레티클이다.

또, 여기서 사용되는 핀홀 레티클에는 상면에 확산면을 형성하거나 하여, 투영 광학계 PL 의 동공면의 거의 전체면에 핀홀 패턴으로부터의 빛을 분포시킴으로써 투영 광학계 PL 의 동공면의 전체면에서 파면수차가 계측되도록 되어 있는 것으로 한다. 또, 본 실시형태에서는 투영 광학계 PL 의 동공면 근방에 개구 조리개 (15) 가 형성되어 있기 때문에, 실질적으로 개구 조리개 (15) 에 의해 규정되는 그 동공면에서 파면수차가 계측된다.

핀홀 레티클의 로드 후, 주제어 장치 (50) 에서는, 전술한 레티클 얼라인먼트계를 사용하여 핀홀 레티클에 형성된 레티클 얼라인먼트 마크를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 핀홀 레티클을 소정 위치로 위치 맞춤한다. 이것에 의해, 핀홀 레티클의 중심과 투영 광학계 PL 의 광축이 거의 일치된다.

이 후, 주제어 장치 (50) 에서는, 광원 (16) 에 제어 정보 (TS) 를 제공하여 레이저 빔 (LB) 을 발광시킨다. 이것에 의해, 조명 광학계 (12) 로부터의 조명광 EL 이 핀홀 레티클에 조사된다. 그리고, 핀홀 레티클의 복수의 핀홀로부터 사출된 광이 투영 광학계 PL 을 통해 이미지면 상에 집광되어, 핀홀의 이미지가 이미지면에 결상된다.

다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 핀홀 레티클 상의 임의의 하나의 핀홀 (이하에서는, 착안하는 핀홀이라고 함) 의 이미지가 결상되는 결상점에 파면수차 계측기 (80) 의 개구 (82a) 의 거의 중심이 일치되도록, 웨이퍼 레이저 간섭계 (54W) 의 계측치를 모니터하면서 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 를 통해 웨이퍼 스테이지 WST 를 이동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (50) 에서는, 초점 검출계 (60a, 60b) 의 검출 결과에 기초하여, 핀홀 이미지가 결상되는 이미지면에 파면수차 계측기 (80) 의 커버 유리 (88) 의 상면을 일치시키기 위해, 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 를 통해 Z 틸트 스테이지 (58) 를 Z 축 방향으로 미소 구동시킨다. 이 때, 필요에 따라 웨이퍼 스테이지 WST 의 경사각도 조정한다. 이것에 의해, 착안하는 핀홀의 이미지 광속이 커버 유리 (88) 의 중앙의 개구를 통해 수광 광학계 (84) 로 입사되고, 수광부 (86) 를 구성하는 수광 소자에 의해 수광된다.

이것을 좀더 상세히 서술하면, 핀홀 레티클 상의 착안하는 핀홀로부터는 구면파가 발생되고, 이 구면파가 투영 광학계 PL, 및 파면수차 계측기 (80) 의 수광 광학계 (84) 를 구성하는 대물 렌즈 (84a), 릴레이 렌즈 (84b), 미러 (84c), 콜리메이터 렌즈 (84d) 를 통하여 평행 광속으로 되어, 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 를 조사한다. 이것에 의해, 투영 광학계 PL 의 동공면이 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 에 릴레이되어 분할된다. 그리고, 이 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 의 각렌즈 소자에 의해 각각의 빛 (분할된 빛) 이 수광 소자의 수광면에 집광되어, 그 수광면에 핀홀의 이미지가 각각 결상된다.

이 때, 투영 광학계 PL 이 파면수차가 없는 이상적인 광학계이면, 투영 광학계 PL 의 동공면에서의 파면은 이상적인 파면 (여기서는 평면) 으로 되고, 그 결과 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 에 입사되는 평행 광속이 평면파가 되어, 그 파면은 이상적인 파면으로 되는 것이다. 이 경우, 도 4A 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 를 구성하는 각 렌즈 소자의 광축 상의 위치에 스폿 이미지 (이하.「스폿」이라고도 함) 이 결상된다.

그런데, 투영 광학계 PL 에는 통상 파면수차가 존재하기 때문에 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 에 입사되는 평행 광속의 파면은 이상적인 파면으로부터 어긋나고, 그 어긋남 즉 파면의 이상 파면에 대한 경사에 따라서, 도 4B 에 나타나는 바와 같이 각 스폿의 결상 위치가 마이크로 렌즈 어레이 (84e) 의 각 렌즈 소자의 광축 상의 위치로부터 어긋나게 된다. 이 경우, 각 스폿의 기준점 (각 렌즈 소자의 광축 상의 위치) 으로부터의 위치의 어긋남은 파면의 경사에 대응하고 있다.

그리고, 수광부 (86) 를 구성하는 수광 소자 상의 각 집광점에 입사된 빛 (스폿 이미지의 광속) 이 수광 소자에서 각각 광전 변환되어, 그 광전 변환 신호가 전기 회로를 통해 주제어 장치 (50) 에 보내진다. 주제어 장치 (50) 에서는, 그 광전 변환 신호에 기초하여 각 스폿의 결상 위치를 산출하고, 또 그 산출 결과와 이미 알고 있는 기준점의 위치 데이터를 사용하여 위치 어긋남을 산출하고 RAM 에 저장한다. 이 때, 주제어 장치 (50) 에는, 레이저 간섭계 (54W)의 그 때의 계측치 (X_i, Y_i) 가 공급되어 있다.

상술한 바와 같이 하여, 하나의 착안하는 핀홀 이미지의 결상점에서의 파면수차 계측기 (80) 에 의한 스폿 이미지의 위치 어긋남의 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에서는, 다음 핀홀 이미지의 결상점에 파면수차 계측기 (80) 의 개구 (82a) 의 거의 중심이 일치하도록 웨이퍼 스테이지 WST 를 이동시킨다. 이 이동이 종료되면, 전술한 것과 동일한 방법으로, 주제어 장치 (50) 에 의해 광원 (16) 으로부터 레이저 빔 (LB) 의 발광이 실행되고, 동일한 방법으로 주제어 장치 (50) 에 의해 각 스폿의 결상 위치가 산출된다. 이후, 기타의 핀홀 이미지의 결상점에서 동일한 계측이 순서대로 실행된다.

이렇게 해서 필요한 계측이 종료된 단계에서는, 주제어 장치 (50) 의 RAM 에는, 전술한 각 핀홀 이미지의 결상점에서의 위치 어긋남 데이터와, 각 결상점의 좌표 데이터 (각 핀홀 이미지의 결상점에서의 계측을 실행했을 때의 레이저 간섭계 (54W) 의 계측치 (X_i, Y_i)) 가 저장되어 있다. 또, 상기 계측시에 레티클 블라인드 (30) 를 사용하여, 레티클 상의 착안하는 핀홀만이 또는 적어도 착안하는 핀홀을 포함하는 일부 영역만이 조명광 EL 에 의해 조명되도록, 예를 들어 핀홀별로 레티클 상에서의 조명 영역의 위치나 크기 등을 변경해도 된다.

다음으로, 주제어 장치 (50) 에서는, 변환 프로그램을 메인 메모리에 로드하고, RAM 내에 저장되어 있는 각 핀홀 이미지의 결상점에서의 위치 어긋남 데이터와, 각 결상점의 좌표 데이터에 기초하여 이하에 설명하는 원리에 따라서 핀홀 이미지의 결상점에 대응하는, 즉 투영 광학계 PL 의 시야 내의 제 1 계측점 ∼ 제 n 계측점에 각각 대응하는 파면 (파면수차), 여기서는 후술하는 식 (3) 의 제르니케 다항식의 각 항의 계수, 예를 들어 제 1 항의 계수 (Z₁) ∼ 제 37 항의 계수 (Z₃₇) 를 변환 프로그램에 따라서 연산한다.

본 실시형태에서는, 상기한 위치 어긋남에 기초하여 변환 프로그램에 따른 연산에 의해 투영 광학계 PL 의 파면을 구한다. 즉, 위치 어긋남은, 파면의 이상 파면에 대한 경사를 그대로 반영한 값으로 되어, 반대로 위치 어긋남에 기초하여 파면을 복원할 수 있다. 또, 상술한 위치 어긋남과 파면의 물리적인 관계로부터 알 수 있듯이, 본 실시형태에서의 파면의 산출 원리는, 주지의 Shack-Hartmann 의 파면 산출 원리 그대로이다.

다음에, 상기한 위치 어긋남에 기초하여 파면을 산출하는 방법에 관해서 간단히 설명한다.

상술한 바와 같이 위치 어긋남은 파면의 경사에 대응하고 있고, 이것을 적분함으로써 파면의 형상 (엄밀하게는 기준면 (이상 파면) 으로부터의 어긋남) 을 구할 수 있다. 파면 (파면의 기준면으로부터의 어긋남) 의 식을 W (x, y) 로 하고, 비례 계수를 k 로 하면, 다음 식 (1), (2) 과 같은 관계식이 성립된다.

스폿 위치밖에 주어져 있지 않은 파면의 기울기를 그대로 적분하는 것은 용이하지 않기 때문에, 면 형상을 급수로 전개하여, 여기에 피트시키는 것으로 한다. 이 경우, 급수는 직교계를 선택하는 것으로 한다. 제르니케 다항식은 축 대칭인 면의 전개에 적합한 급수로서, 원주 방향은 삼각 급수로 전개한다. 즉, 파면 W 을 극좌표계 (ρ, θ) 로 나타내면, 다음 식 (3) 과 같이 전개할 수 있다.

직교계이기 때문에 각 항의 계수 (Z_i) 를 독립적으로 결정할 수 있다. i 를 적당한 값에서 끊는 것은 일종의 필터링을 실행하는 것에 대응한다. 또, 일례로서 제 1 항 ∼ 제 37 항까지의 f_i를 Z_i와 함께 예시하면, 다음 표 1 과 같이 된다. 단, 표 1 중의 제 37 항은, 실제의 제르니케 다항식에서는 제 49 항에 상당하지만, 본 명세서에서는 i = 37 의 항 (제 37 항) 으로서 취급하는 것으로 한다. 즉, 본 발명에서 제르니케 다항식의 항 수는 특별히 한정되는 것이 아니다.

[표 1]

실제로는 그의 미분이 상기한 위치 어긋남으로서 검출되기 때문에, 피팅은 미계수에 대해 실시할 필요가 있다. 극좌표계 (x = ρcosθ, y = ρsinθ) 에서는, 다음 식 (4), (5) 과 같이 표현된다.

제르니케 다항식의 미분형은 직교계가 아니기 때문에, 피팅은 최소 자승법으로 실시할 필요가 있다. 하나의 스폿 이미지의 결상점의 정보 (어긋남량) 는 X 방향과 Y 방향에 대해 주어지기 때문에, 핀홀의 수를 n (n 은, 예를 들어 81∼400 정도로 한다) 으로 하면 상기 식 (1) ∼ (5) 에서 주어지는 관측 방정식의 수는 2n (= 162 ∼ 800 정도) 이 된다.

제르니케 다항식의 각각의 항은 광학 수차에 대응한다. 그것도 저차의 항 (i 가 작은 항) 은 자이델 수차에 거의 대응한다. 제르니케 다항식을 사용함으로써, 투영 광학계 PL 의 파면수차를 구할 수 있다.

상술한 바와 같은 원리에 따라서 변환 프로그램의 연산 순서가 정해져 있으며, 이 변환 프로그램에 따른 연산 처리에 의해 투영 광학계 PL 의 시야 내의 제 1 계측점 ∼ 제 n 계측점에 대응하는 파면의 정보 (파면수차), 여기서는 제르니케 다항식의 각 항의 계수, 예를 들어 제 1 항의 계수 (Z₁) ∼ 제 37 항의 계수 (Z₃₇) 가 구해진다.

도 1 로 되돌아가, 제 1 통신 서버 (920) 가 구비하는 하드디스크 등의 내부에는, 제 1 ∼제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 에서 달성해야 할 목표 정보, 예를 들어 해상도 (해상력), 실용 최소 선폭 (디바이스 룰), 조명광 EL 의 파장 (중심 파장 및 파장 폭 등), 전사 대상의 패턴 정보, 그 밖의 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 의 성능을 결정하는 투영 광학계에 관한 임의의 정보로서 목표치로 될 수 있는 정보가 저장되어 있다. 또한, 제 1 통신 서버 (920) 가 구비하는 하드디스크 등의 내부에는 앞으로 도입할 예정의 노광 장치에서의 목표 정보, 예를 들어 사용을 계획하고 있는 패턴 정보 등도 목표 정보로서 저장되어 있다.

한편, 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 하드디스크 등의 기억 장치의 내부에는, 임의의 목표로 하는 노광 조건하에 있어서 패턴의 투영 이미지가 물체 상에서 형성되는 상태를 최적화하는 최적화 프로그램이 인스톨되는 동시에, 상기 최적화 프로그램에 부속하는 제 1 데이터 베이스 및 제 2 데이터 베이스가 저장되어 있다. 즉, 상기 최적화 프로그램, 제 1 데이터 베이스 및 제 2 데이터 베이스는, 예를 들어 CD-ROM 등의 정보 기록 매체에 기록되어 있고, 이 정보 기록 매체가 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 CD-ROM 드라이브 등의 드라이브 장치에 삽입되어, 그 드라이브 장치로부터 최적화 프로그램이 하드디스크 등의 기억 장치에 인스톨되는 동시에 제 1 데이터 베이스 및 제 2 데이터 베이스가 복사되어 있다.

상기 제 1 데이터 베이스는, 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 등의 노광 장치가 구비하는 투영 광학계 (투영 렌즈) 의 종류별 파면수차 변화표의 데이터 베이스이다. 여기서, 파면수차 변화표란, 투영 광학계 PL 과 실질적으로 등가인 모델을 사용하여 시뮬레이션을 실행하고, 이 시뮬레이션 결과로서 얻어진, 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하는 데에 사용할 수 있는 조정 파라미터의 단위 조정량의 변화와, 투영 광학계 PL 의 시야 내의 복수의 계측점 각각에 대응하는 결상 성능, 구체적으로는 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 제 1 항 ∼ 제 37 항의 계수의 변동량과의 관계를 나타내는 데이터를 소정 규칙에 따라 나열한 데이터군으로 이루어지는 변화표이다.

본 실시형태에서는, 상기 조정 파라미터로는, 가동 렌즈 (13₁, 13₂, 13₃, 13₄, 13₅) 의 각 자유도 방향 (구동 가능한 방향) 의 구동량 (z₁, θx₁, θy₁, z₂, θx₂, θy₂, z₃, θx₃, θy₃, z₄, θx₄, θy₄, z₅, θx₅, θy₅) 과, 웨이퍼 W 표면 (Z 틸트 스테이지 (58)) 의 3 자유도 방향의 구동량 (Wz, Wθx, Wθy), 및 조명광 EL의 파장의 시프트량 (△λ) 등 합계 19 개의 파라미터가 사용된다.

여기서, 이 데이터 베이스의 작성 순서에 관해서 간단히 설명한다. 특정한 광학 소프트가 인스톨되어 있는 시뮬레이션용 컴퓨터에 우선 투영 광학계 PL 의 설계치 (개구수 (N.A.), 코히어런스 팩터 (σ) 값, 조명광의 파장 (λ), 각 렌즈의 데이터 등) 를 입력한다. 다음으로 시뮬레이션용 컴퓨터에 투영 광학계 PL 의 시야 내의 임의의 제 1 계측점의 데이터를 입력한다.

이어서, 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 의 각 자유도 방향 (가동 방향), 웨이퍼 W 표면의 상기 각 자유도 방향, 조명광 파장의 시프트량 각각에 대한 단위량 데이터를 입력한다. 예를 들어 가동 렌즈 (13₁) 를 Z 방향 시프트의 ＋방향에 관해서 단위량만큼 구동시킨다는 지령을 입력하면, 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 투영 광학계 PL 의 시야 내의 미리 정한 제 1 계측점에 대한 제 1 파면의 이상 파면으로부터의 변화량 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 각 항 (예를 들어 제 1 항 ∼ 제 37 항) 의 계수의 변화량이 산출되고, 그 변화량 데이터가 시뮬레이션용 컴퓨터의 디스플레이 화면 상에 표시되는 동시에 그 변화량이 파라미터 (PARA1P1) 로서 메모리에 기억된다.

다음으로, 가동 렌즈 (13₁) 를 Y 방향 틸트 (x 축 둘레의 회전 (θx)) 의 ＋방향에 관해서 단위량만큼 구동시킨다는 지령을 입력하면, 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 제 1 계측점에 대한 제 2 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 상기 각 항의 계수의 변화량이 산출되고, 그 변화량 데이터가 상기 디스플레이의 화면상에 표시되는 동시에 그 변화량이 파라미터 (PARA2P1) 로서 메모리에 기억된다.

다음으로, 가동 렌즈 (13₁) 를 X 방향 틸트 (y 축 둘레의 회전 (θy)) 의 ＋방향에 관해서 단위량만큼 구동시킨다는 지령을 입력하면, 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 제 1 계측점에 대한 제 3 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 상기 각 항의 계수의 변화량이 산출되고, 그 변화량 데이터가 상기 디스플레이의 화면 상에 표시되는 동시에 그 변화량이 파라미터 (PARA3P1) 로서 메모리에 기억된다.

이후, 상기와 동일한 순서로 제 2 계측점 ∼ 제 n 계측점까지의 각 계측점의 입력이 실행되어, 가동 렌즈 (13₁) 의 Z 방향 시프트, Y 방향 틸트, X 방향 틸트의 지령 입력이 각각 실행될 때별 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 각 계측점에 있어서의 제 1 파면, 제 2 파면, 제 3 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 상기 각 항의 계수의 변화량이 산출되고, 각 변화량 데이터가 디스플레이의 화면 상에 표시되는 동시에 파라미터 (PARA1P2, PARA2P2, PARA3P2, …, PARA1Pn, PARA2Pn, PARA3Pn) 로서 메모리에 기억된다.

다른 가동 렌즈 (13₂, 13₃, 13₄, 13₅) 에 대해서도, 상기와 동일한 순서로 각 계측점의 입력과, 각 자유도 방향에 관하여 각각 단위량만큼 ＋방향으로 구동시키는 내용의 지령 입력이 실행되고, 이에 응답하여 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 가동 렌즈 (13₂, 13₃, 13₄, 13₅) 를 각 자유도 방향으로 단위량만큼 구동시켰을 때의 제 1 ∼ 제 n 계측점의 각각에 대한 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 각 항의 변화량이 산출되고, 파라미터 (PARA4P1, PARA5P1, PARA6P1, …, PARA15P1), 파라미터 (PARA4P2, PARA5P2, PARA6P2, …, PARA15P2), …, 파라미터 (PARA4Pn, PARA5Pn, PARA6Pn, …, PARA15Pn) 가 메모리 내에 기억된다.

또한, 웨이퍼 W 에 대해서도, 상기와 동일한 순서로 각 계측점의 입력과, 각 자유도 방향에 관하여 각각 단위량만큼 ＋방향으로 구동시키는 내용의 지령 입력이 실행되고, 이에 응답하여 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 웨이퍼 W 를 Z, θx, θy 의 각 자유도 방향으로 단위량만큼 구동시켰을 때의 제 1 ∼ 제 n 계측점 각각에 대한 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 각 항의 변화량이 산출되고, 파라미터 (PARA16P1, PARA17P1, PARA18P1), 파라미터 (PARA16P2, PARA17P2, PARA18P2), …, 파라미터 (PARA16Pn, PARA17Pn, PARA18Pn) 가 메모리 내에 기억된다.

또, 파장 시프트에 관해서도, 상기와 동일한 순서로 각 계측점의 입력과, 단위량만큼 ＋방향으로 파장을 시프트시키는 내용의 지령 입력이 실행되고, 이에 응답하여 시뮬레이션용 컴퓨터에 의해 파장을 ＋방향으로 단위량만큼 시프트시켰을 때의 제 1 ∼제 n 계측점 각각에 대한 파면의 데이터, 예를 들어 제르니케 다항식의 각 항의 변화량이 산출되어, PARA19P1, PARA19P2, …, PARA19Pn 이 메모리 내에 기억된다.

여기서, 상기 각각의 파라미터 (PARAiPj : i = 1∼19, j = 1∼n) 는, 1 행 37 열의 행 매트릭스 (벡터) 이다. 즉, n = 33 으로 하면, 조정 파라미터(PARA1) 에 대해서 다음 식 (6) 과 같이 된다.

또한, 조정 파라미터 (PARA2) 에 대해서 다음 식 (7) 과 같이 된다.

마찬가지로, 다른 조정 파라미터 (PARA3 ∼ PARA19) 에 대해서도 다음 식 (8) 과 같이 된다.

그리고, 이렇게 해서 메모리 내에 기억된 제르니케 다항식의 각 항의 계수의 변화량으로 이루어지는 PARA1P1 ∼ PARA19Pn 은 조정 파라미터별로 정리되어 19 개의 조정 파라미터별로 파면수차 변화표로서 배열 (sort) 되어 있다. 즉, 다음 식 (9) 으로 조정 파라미터 (PARA1) 에 대해 대표적으로 표시되는 조정 파라미터별파면수차 변화표가 작성되어 메모리 내에 저장된다.

그리고, 이렇게 작성된 투영 광학계의 종류별 파면수차 변화표로 이루어지는 데이터 베이스가, 제 1 데이터 베이스로서 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 하드디스크 등의 내부에 저장되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 동일 종류 (동일 설계 데이터) 의 투영 광학계에서는 하나의 파면수차 변화표를 작성하는 것으로 했지만, 그 종류에 관계없이 투영 광학계별 (즉 노광 장치 단위로) 파면수차 변화표를 작성해도 된다.

다음으로, 제 2 데이터 베이스에 관해서 설명한다.

이 제 2 데이터 베이스는, 각각 다른 노광 조건, 즉 광학 조건 (노광 파장, 투영 광학계의 개구수 (N.A.: 최대 N.A., 노광시에 설정되는 N.A.등), 및 조명 조건 (조명 N.A. (조명 광학계의 개구수 (N.A.)) 또는 조명 σ(코히어런스 팩터), 조명계 개구 조리개판 (24) 의 개구 형상 (조명 광학계의 동공면 상에서의 조명광의 광량 분포, 즉 2 차 광원의 형상)) 등), 평가 항목 (마스크 종류, 선폭, 평가량, 패턴 정보 등) 과, 이들 광학 조건과 평가 항목의 조합에 의해 정해지는 복수의 노광 조건하에서 각각 구한 투영 광학계의 결상 성능, 예를 들어 여러 수차 (또는 그 지표치) 의 제르니케 다항식의 각 항, 예를 들어 제 1 항 ∼ 제 37 항 각각에 있어서의 1 λ 당 변화량으로 이루어지는 계산표, 즉 제르니케 감도표 (Zernike Sensitivity) 를 포함하는 데이터 베이스이다.

또, 이하의 설명에서는 제르니케 감도표를 Zernike Sensitivity 또는 ZS 라고도 한다. 또한, 복수의 노광 조건하에서의 제르니케 감도표로 이루어지는 파일을, 이하에서는 편의상 「ZS 파일」이라고도 한다.

본 실시형태에서는, 각 제르니케 감도표에는 결상 성능으로서 다음의 12 종류의 수차, 즉, X 축 방향, Y 축 방향의 디스토션 Dis_x, Dis_y, 4 종류의 코마 수차의 지표치인 선폭 이상치 CM_V, CM_H, CM_R, CM_L, 4 종류의 이미지면 만곡인 CF_V, CF_H, CF_R, CF_L, 2 종류의 구면 수차인 SA_V, SA_H가 포함되어 있다.

다음으로, 전술한 최적화 프로그램을 사용하여 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 등에 있어서 레티클 패턴의 투영 이미지가 웨이퍼 상에서 형성되는 상태를 최적화하는 방법 등에 관해서, 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 프로세서의 처리 알고리즘을 나타내는 도 5 (및 도 6 ∼ 도 10, 도 14 ∼ 도 20) 의 플로 차트를 따라 설명한다.

이 도 5 에 나타내는 플로 차트가 시작되는 것은, 예를 들어 클린 룸 내의 노광 장치의 오퍼레이터로부터 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 전자 메일 등에 의해 최적화의 대상이 되는 노광 장치 (호기(號機)) 의 지정 등을 포함하는 최적화 지시가 보내지고, 제 2 통신 서버 (930) 측의 오퍼레이터가 처리 개시의 지시를 제 2 통신 서버 (930) 에 입력했을 때이다.

우선, 스텝 102 에 있어서, 디스플레이 상에 대상 호기의 지정 화면을 표시한다.

다음 스텝 104 에서는, 호기의 지정이 이루어지는 것을 기다려, 오퍼레이터에 의해 앞서의 전자 메일에서 지정된 호기, 예를 들어 노광 장치 (922₁) 가 예를 들어 마우스 등의 포인팅 디바이스를 통해 지정되면, 스텝 106 으로 진행하여 그 지정된 호기를 기억시킨다. 이 호기의 기억은, 예를 들어 장치 No. 를 기억시킴으로써 이루어진다.

다음 스텝 108 에서는, 모드 선택 화면을 디스플레이 상에 표시한다. 본 실시형태에서는 모드 1 ∼ 모드 3 중 임의의 하나가 선택 가능하게 되어 있기 때문에, 모드 선택 화면에는 예를 들어 모드 1, 모드 2, 모드 3 의 선택 버튼이 표시된다.

다음 스텝 110 에서는, 모드가 선택되는 것을 기다린다. 그리고, 오퍼레이터가 마우스 등에 의해 모드를 선택하면 스텝 112 으로 진행하고, 그 선택된 모드가 모드 1 인지의 여부를 판단한다. 여기서 모드 1 이 선택되어 있는 경우에는, 스텝 118 의 모드 1 의 처리를 실행하는 서브 루틴 (이하, 「모드 1 의 처리 루틴」이라고도 함) 으로 이행한다. 여기서, 모드 1 이란, 기존의 ID 를 기준으로 하여 최적화를 실행하는 모드이다. 이 모드 1 은, 임의의 기준이 되는 노광 조건 (기준 ID) 하에서 조정이 완료된 상태에서, 노광 장치 (922₁) 를 사용 중에 예를 들어 조명 조건이나 투영 광학계의 개구수 (N.A.) 등을 변경한 경우 등에 주로 선택된다.

이 모드 1 (이하로서는 「제 1 모드」라고도 함) 의 처리 루틴에서는, 우선, 도 6 의 스텝 202 에서 최적화의 대상이 되는 노광 조건 (이하, 편의상 「최적화 노광 조건」이라고도 기술함) 의 정보를 취득한다. 구체적으로는, 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 에 대하여 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 현재의 투영 광학계의 N.A., 조명 조건 (조명 N.A. 또는 조명 σ, 개구 조리개의 종류 등), 및 대상 패턴의 종별 등과 같은 설정 정보를 문의하여 취득한다.

다음 스텝 204 에서는, 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 에 대하여, 상기의 최적화 노광 조건에 가장 가까운 기준이 되는 기준 ID 를 문의하고, 그 기준 ID 에서의 투영 광학계의 N.A. 및 조명 조건 (예를 들어, 조명 N.A. 또는 조명 σ, 개구 조리개의 종류) 등의 설정 정보를 취득한다.

다음 스텝 206 에서는, 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 로부터, 단체 파면수차 및 상기 기준 ID 에서의 필요 정보, 구체적으로는 기준 ID 에서의 조정량 (조정 파라미터) 의 값, 기준 ID 에서의 단체 파면수차에 대한 파면수차 보정량 (또는 결상 성능의 정보) 등을 취득한다.

여기서, 파면수차 보정량 (또는 결상 성능의 정보) 으로 하고 있는 것은, 기준 ID 에서의 파면수차 보정량이 미지인 경우, 결상 성능으로부터 파면수차 보정량 (또는 파면수차) 을 추정할 수 있기 때문이다. 또, 이 결상 성능으로부터 파면수차 보정량을 추정하는 것에 관해서는 이후에 상세히 서술한다.

통상 투영 광학계의 단체 파면수차와, 노광 장치에 장착된 후의 투영 광학계 PL 의 파면수차 (이하에서는 on body 에서의 파면수차라고 함) 는 어떠한 원인에 의해 일치하지 않지만, 여기서는 설명의 간략화를 위해, 이 수정은 노광 장치의 구동 시작시 또는 제조 단계에서의 조정에 의해 기준 ID (기준이 되는 노광 조건) 별로 실행되고 있는 것으로 한다.

다음 스텝 208 에서는, 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 로부터 기종명, 노광 파장, 투영 광학계의 최대 N.A. 등의 장치 정보를 취득한다.

다음 스텝 210 에서는, 전술한 최적화 노광 조건에 대응하는 ZS 파일을 제 2 데이터 베이스로부터 검색한다.

다음 스텝 214 에서는, 최적화 노광 조건에 대응하는 ZS 파일이 발견되었는지의 여부를 판단하고, 발견된 경우에는 그 ZS 파일을 RAM 등의 메모리 내로 읽어들인다. 한편, 스텝 214 에서의 판단이 부정된 경우, 즉, 최적화 노광 조건에 대응하는 ZS 파일이 제 2 데이터 베이스 내에 존재하지 않는 경우에는, 스텝 218 로 이행하고, 제 2 데이터 베이스 내의 ZS 데이터 베이스를 사용하여 그 ZS 파일을 예를 들어 이하에 설명하는 보간법에 의해 작성한다.

여기서, 이 보간 방법에 관해서 구체예를 사용하여 간단히 설명한다.

Zernike Sensitivety (제르니케 감도표) 는 조명 조건, 투영 광학계의 N.A., 레티클 패턴의 종류, 및 평가 항목에 의해 변한다.

조명 조건으로는, 조명 σ, 윤대비를 포함하는 조명 광학계의 동공면에서의 광량 분포 (예를 들어 전술한 2 차 광원의 형상 및 크기 등) 를 대표적으로 들 수 있다.

또한, 레티클 패턴의 종류로서는, 제거 패턴인지 잔류 패턴인지의 종별, 밀집 패턴인지 고립 패턴인지의 종별, 밀집선 (라인 앤드 스페이스 등) 인 경우의 피치, 선폭, 듀티비, 고립선인 경우의 선폭, 컨택트홀인 경우의 종폭, 횡폭, 홀 패턴간의 거리 (피치 등), 위상 시프트 패턴 (하프톤형을 포함함) 또는 위상 시프트 레티클인지의 여부 및 그 종류 (예를 들어 공간 주파수 변조형, 하프톤형) 등을 들 수 있다.

또한, 평가 항목으로는, 디스토션, 선폭 이상치 (코마 수차의 지표치), 포커스 (이미지면), 구면 수차 (패턴간 포커스 차) 등의 여러 수차를 들 수 있다. 또, 평가 항목은 이들로 한정되지 않고, 예를 들어 제르니케 다항식에서 평가 가능한 결상 성능 (수차) 또는그 지표치이면 어느 것이나 상관없다.

이 보간법에는, 기본적으로 내삽 가능한 기지의 점이 2 점 이상 필요하다. 정밀도 면에서 문제가 있기 때문에 외삽은 하지 않는다. 구체적으로는, 기지의 점이 2 점뿐인 경우는 선형 보간을 실시한다. 한편, 3 점 이상의 기지의 점이 있는 경우는 선형 보간 또는 다항식 근사 (2 차 함수, 3 차 함수 등), 또는 스플라인 보간 등의 고정밀도 보간을 실시한다. 어떤 보간법을 채용하는지는 Zernike Sensitivity 의 변화율 (1 차 미분, 2 차 미분) 이 큰지 작은지에 의해 판별한다. 변화가 단조로운 경우에는 선형 보간을 실시한다.

또, 보간해야 할 조건이 복수개 있는 경우는 축차 보간을 실시한다.

이하, 일례로서 투영 광학계의 N.A. = O.74, 조명 σ(이하, 편의상 「σ」 라고도 기술함) = 0.52 의 조건에 합치하는 ZS 파일이 없는 경우 (단, N.A., σ 이외의 조건은 합치한다) 에, 선폭 100 nm, 고립선, 제거 패턴, 투영 광학계의 N.A. = 0.74, 조명 σ = 0.52 의 포커스에 관한 ZS 파일을 보간법에 의해 작성하는 경우에 관해서 설명한다. 이 경우, 복수 조건 N.A. = 0.74, σ= 0.52 에 관한 Zernike Sensitivity 의 보간을 축차 실시할 필요가 있다.

(1) 우선, 보간에 사용할 수 있는 점을 확인한다. 즉, 보간에 사용할 수 있는 ZS 파일을 선택한다. 이 예의 경우, 3 점 보간을 실시하는 것으로 한다. N.A. 에 관해서 3 점, σ 에 대해서 3 점으로, 3 ×3 = 9 조건의 ZS 파일이 필요하게 된다. 내삽 가능한 9 개의 ZS 파일을 선택한다. 즉, 여기서는, 다음과 같은 N.A. 가 0.8, 0.7, 0.6 중 어느 하나이고, σ 가 0.4, 0.5, 0.6 중 어느 하나인 9 개의 ZS 파일을 선택한다.

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)

이하에 순서대로 1 조건씩 보간 계산을 실시한다.

(2) N.A. = 0.74 에 관한 ZS 파일을 보간 계산한다.

도 11 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, N.A. = 0.74 의 근방에서 N.A. = 0.6, 0.7, 0.8 에 관한 Zernike Sensitivity 가 기지인 경우, 이 3 점으로부터 2 차 함수 근사 (또는 스플라인 보간) 를 실시한다. 그 결과 ZS 파일은 하기와 같이 된다.

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)

도 11 에는, 이 보간에 의해 얻어진 N.A. = 0.74 의 근사 곡선이 실선 (C1) 으로 나타나 있다.

(3) 다음으로, σ = 0.52 에 관한 ZS 파일을 보간 계산한다.

σ = 0.52 의 근방에서, σ = 0.4, 0.5, 0.6 에 관한 Zernike Sensitivity 가 기지인 경우, 이 3 점으로부터 2 차 함수 근사 (또는 스플라인 보간) 를 실시한다. 그 결과 ZS 파일은 하기와 같이 된다.

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)

도 11 에는, 이렇게 해서 얻어진 σ = 0.52 의 근사 곡선이 실선 (C2) 으로 나타나 있다.

이 도 11 에서 알 수 있듯이, 곡선 (C1, C2) 의 교점 (O 점) 으로 나타내는 바와 같이 구해야 할 선폭 100 nm, 고립선, 제거 패턴, 투영 광학계의 N.A. 0.74, 조명 σ 0.52 의 포커스에 관한 ZS 파일이 보간법에 의해 작성된다.

이 보간법에 의해 새로운 ZS 파일을 작성하는 방법을 채용함으로써, 특히 N.A., σ 등과 같이 연속 가변의 항목이 있기 때문에 모든 ZS 파일을 미리 준비하기가 곤란하고, 또 세밀한 피치로 모든 조건의 ZS 파일을 미리 준비하는 것도 조합이 많기 때문에 무리라고 하는 현실적인 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

또한, 이 보간법은, 투영 광학계의 N.A., 조명 σ, 윤대비, 피치 (밀집선, 컨택트 홀), 선폭 (밀집선, 고립선), 종폭/횡폭 (컨택트 홀) 등의 새로운 ZS 파일의 작성에 적합함이 확인되어 있다. 또한, 상기 보간법은, 4 극 조명 등의 변형 조명에서 조명 광학계의 동공면 상에서의 조명광의 강도 분포가 높아지는 부분 영역과 조명 광학계의 광축의 거리, 또는 그 부분 영역의 크기 (조명 σ 에 상당) 등과 같은 ZS 파일의 작성에도 유효하다.

다음으로, 도 7 의 스텝 220 에서, 결상 성능 (전술한 12 종류의 수차) 의 허용치 (목표치) 의 지정 화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 스텝 222 에서 허용치가 입력되었는지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 226 으로 이행하여 상기 허용치의 입력 화면을 표시하고 나서 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 222 으로 되돌아간다. 한편, 스텝 222 에서, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 허용치가 지정되어 있는 경우에는, 그 지정된 수차의 허용치를 RAM 등의 메모리 내에 기억한 후, 스텝 226 으로 이행한다. 즉, 이러한 스텝 222 → 226 의 루프, 또는 스텝 222 → 224 → 226 의 루프를 반복하여, 허용치가 지정되는 것을 일정 시간만큼 기다린다.

여기서, 허용치는 최적화 계산 자체 (본 실시형태에서는, 후술하는 바와 같이 메리트 함수 Φ를 사용하는 조정 파라미터의 조정량의 산출) 에는 반드시 사용하지 않아도 되지만, 계산 결과를 평가할 때에 필요하게 된다. 또 본 실시형태에서는, 이 허용치는 후술하는 결상 성능의 웨이트 (가중치) 의 설정에도 필요하게 된다.

그리고, 일정 시간이 경과한 시점에서 스텝 228 로 이행하여, 디폴트 설정에 따라서 지정되지 않았던 수차의 허용치를 제 2 데이터 베이스 내의 ZS 데이터 베이스로부터 판독한다. 이 결과, 메모리 내에는 지정된 수차의 허용치와 ZS 데이터 베이스로부터 판독된 나머지 수차의 허용치가 저장된다.

다음 스텝 230 에서는, 제약 조건의 지정 화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 스텝 232 에서 제약 조건이 입력되었는지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 236 으로 이행하여, 상기 제약 조건의 지정 화면을 표시하고 나서 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 232 으로 되돌아간다. 한편, 스텝 232 에 있어서 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 제약 조건이 지정된 경우에는 스텝 234 로 이행하여, 그 지정된 조정 파라미터의 제약 조건을 RAM 등의 메모리 내에 기억한 후, 스텝 236 으로 이행한다. 즉, 이러한 스텝 232 → 236 의 루프, 또는 스텝 232 → 234 → 236 의 루프를 반복하여 제약 조건이 지정되는 것을 일정 시간만큼 기다린다.

여기서 제약 조건이란, 전술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 의 각 자유도 방향의 허용 가동 범위, Z 틸트 스테이지 (58) 의 3 자유도 방향의 허용 가동 범위, 및 파장 시프트의 허용 범위 등과 같은 전술한 각 조정량 (조정 파라미터) 의 허용 가변 범위를 의미한다.

그리고, 일정 시간이 경과한 시점에서 스텝 238 로 이행하여, 디폴트 설정에 따라서 지정되지 않은 조정 파라미터의 제약 조건으로서 각 조정 파라미터의 현재값에 기초하여 계산되는 가동 가능한 범위를 산출하고, RAM 등의 메모리 내에 기억시킨다. 이 결과, 메모리 내에는 지정된 조정 파라미터의 제약 조건과, 산출된 나머지 조정 파라미터의 제약 조건이 저장된다.

다음으로, 도 8 의 스텝 240 에서는, 결상 성능의 웨이트 지정 화면을 디스플레이 상에 표시한다. 여기서, 결상 성능의 웨이트 (가중치) 의 지정은, 본 실시형태의 경우, 투영 광학계의 시야 내의 33 점의 평가점 (계측점) 에 관해서 전술한 12 종류의 수차에 대해 지정할 필요가 있기 때문에, 33 ×12 = 396 개의 웨이트의 지정이 필요하다. 이 때문에 웨이트의 지정 화면에서는 2 단계로 웨이트의 지정이 가능해지도록, 우선 12 종류의 결상 성능의 웨이트의 지정 화면을 표시한 후, 시야 내의 각 평가점에 있어서의 웨이트의 지정 화면이 표시되도록 되어 있다. 또한, 결상 성능의 웨이트 (가중치) 의 지정 화면에서는 자동 지정의 선택 버튼이 함께 표시되도록 되어 있다.

그리고, 스텝 242 에 있어서, 어느 하나의 결상 성능의 웨이트가 지정되었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 웨이트가 지정되어 있는 경우에는, 스텝 244 로 진행하여 지정된 결상 성능 (수차) 의 웨이트를 RAM 등의 메모리 내에 기억시킨 후, 스텝 248 로 진행한다. 이 스텝 248 에서는, 전술한 웨이트 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판단하여, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 242 로 되돌아간다.

한편, 상기 스텝 242 에서의 판단이 부정된 경우에는, 스텝 246 으로 이행하여 자동 지정이 선택되었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 248 로 이행한다. 한편, 오퍼레이터가 마우스 등을 통해 자동 선택 버튼을 포인팅한 경우에는, 스텝 250 으로 이행하여 다음 식 (10) 에 따라서 현재의 결상 성능을 산출한다.

f = WaㆍZS … (10)

여기서, f 는 다음 식 (11) 로 나타내는 결상 성능이고, Wa 는 상기 스텝 206 에서 취득한 단체 파면수차와 기준 ID 에서의 파면수차 보정량으로부터 산출되는 다음 식 (12) 로 나타내는 파면수차의 데이터이다. 또한, ZS 는, 스텝 216또는 218 에서 취득한 다음 식 (13) 으로 나타내는 ZS 파일의 데이터이다.

식 (11) 에 있어서, f_i,1(i = 1 ∼ 33) 은 i 번째 계측점에서의 Dis_x, f_i,2은 i 번째 계측점에서의 Dis_y, f_i,3은 i 번째 계측점에서의 CM_V, f_i,4은 i 번째 계측점에서의 CM_H, f_i,5은 i 번째 계측점에서의 CM_R, f_i,6은 i 번째 계측점에서의 CM_L, f_i,7은 i 번째 계측점에서의 CF_V, f_i,8은 i 번째 계측점에서의 CF_H, f_i,9은 i 번째 계측점에서의 CF_R, f_i,10은 i 번째 계측점에서의 CF_L, f_i,11은 i 번째 계측점에서의 SA_V, f_i,12은 i 번째 계측점에서의 SA_H를 각각 나타낸다.

또한, 식 (12) 에 있어서, Z_i,j는, i 번째 계측점에서의 파면수차의 제르니케 다항식의 제 j 항 (j = 1 ∼ 37) 의 계수를 나타낸다.

또한, 식 (13) 에 있어서, b_p,q(p = 1 ∼ 37, q = 1 ∼ 12) 는 ZS 파일의 각 요소를 나타내고, 이 중 b_p,1은 파면수차를 전개한 제르니케 다항식의 제 p 항의 1λ 당 Dis_x의 변화, b_p,2는 제 p 항의 1λ 당 Dis_y의 변화, b_p,3는 제 p 항의 1λ 당 CM_V의 변화, b_p,4는 제 p 항의 1λ 당 CM_H의 변화, b_p,5는 제 p 항의 1λ 당 CM_R의 변화, b_p,6는 제 p 항의 1λ 당 CM_L의 변화, b_p,7는 제 p 항의 1λ 당 CF_V의 변화, b_p,8는 제 p 항의 1λ 당 CF_H의 변화, b_p,9는 제 p 항의 1λ 당 CF_R의 변화, b_p,10는 제 p 항의 1λ 당 CF_L의 변화, b_p,11는 제 p 항의 1λ 당 SA_V의 변화, b_p,12는 제 p 항의 1λ 당 SA_H의 변화를 각각 나타낸다.

다음의 스텝 252 에서는, 산출한 12 종류의 결상 성능 (수차) 중, 먼저 설정한 허용치를 오버하는 양이 많은 결상 성능의 웨이트를 크게 (1 보다 크게) 한 후, 스텝 254 로 이행한다. 또, 반드시 이렇게 하지 않더라도, 허용치를 오버하는 양이 많은 결상 성능을 색을 구분하여 화면 상에 표시하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 오퍼레이터에 의한 결상 성능의 웨이트 지정의 어시스트가 가능하다.

본 실시형태에서는, 스텝 242 → 246 → 248 의 루프, 또는 스텝 242 → 244→ 248 의 루프를 반복함으로써, 결상 성능의 웨이트가 지정되는 것을 전술한 결상 성능의 웨이트의 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간만큼 기다린다. 그리고, 이 사이에 자동 지정이 선택된 경우에는 자동 지정을 실행한다. 한편, 자동 지정이 선택되지 않은 경우에 있어서는, 적어도 하나 이상의 결상 성능의 웨이트가 지정된 경우에는 그 지정된 결상 성능의 웨이트를 기억시킨다. 그리고, 이렇게 해서 일정 시간이 경과하면 스텝 253 으로 이행하여, 지정되지 않았던 각 결상 성능의 웨이트를 디폴트의 설정에 따라서 1 로 설정한 후, 스텝 254 로 이행한다.

이 결과, 메모리 내에는 지정된 결상 성능의 웨이트와, 나머지 결상 성능의 웨이트 (= 1) 가 저장된다.

다음 스텝 254 에서는, 시야 내의 평가점 (계측점) 에 있어서의 웨이트를 지정하는 화면을 디스플레이에 표시하고, 스텝 256 에 있어서 평가점에서의 웨이트가 지정되었는지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 260 으로 이행하고, 상기한 평가점 (계측점) 에서의 웨이트를 지정하는 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 256 으로 되돌아간다.

한편, 스텝 256 에 있어서, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 임의의 하나의 평가점 (통상은 특별히 개선을 희망하는 평가점이 선택된다) 에 대한 웨이트가 지정되면, 스텝 258 로 진행하여 그 평가점에서의 웨이트를 설정하고 RAM 등의 메모리에 기억시킨 후, 스텝 260 으로 이행한다.

즉, 스텝 256 → 260 의 루프, 또는 스텝 256 → 258 → 260 의 루프를 반복함으로써, 평가점의 웨이트가 지정되는 것을 전술한 평가점에서의 웨이트의 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간만큼 기다린다.

그리고, 상기한 일정 시간이 경과하면 스텝 262 로 이행하여, 지정되지 않았던 모든 평가점에서의 웨이트를 디폴트의 설정에 따라서 1 로 설정한 후, 스텝 264 로 이행한다.

이 결과, 메모리 내에는 지정된 평가점에서의 웨이트의 지정치와, 나머지 평가점에서의 웨이트 (= 1) 가 저장된다.

도 9 의 스텝 264 에서는, 시야 내의 각 평가점에서의 결상 성능 (전술한 12 종류의 수차) 의 목표치 (타겟) 의 지정 화면을 디스플레이 상에 표시한다. 여기서, 결상 성능의 타겟 지정은, 본 실시형태의 경우, 투영 광학계의 시야 내의 33 점의 평가점 (계측점) 에 관해서 전술한 12 종류의 수차에 대해 지정할 필요가 있기 때문에, 33 ×12 = 396 개의 타겟 지정이 필요하다. 이 때문에, 타겟 지정 화면에서는, 매뉴얼 지정의 표시 부분과 함께 설정 보조 버튼이 표시되도록 되어 있다.

다음 스텝 266 에서는, 타겟이 지정되는 것을 소정 시간 기다려 (즉, 타겟이 지정되었는지의 여부를 판단하여), 타겟이 지정되지 않은 경우 (그 판단이 부정된 경우) 에는 스텝 270 으로 이행하고, 설정 보조가 지정되었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 272 으로 이행하여, 상기 타겟 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판단한다.그리고, 이 판단이 부정되면 스텝 266 으로 되돌아간다.

한편, 스텝 270 에 있어서, 오퍼레이터가 마우스 등에 의해 설정 보조 버튼을 포인팅함으로써 설정 보조가 지정되면, 스텝 276 으로 이행하여 수차 분해법을 실행한다.

여기서, 이 수차 분해법에 관해서 설명한다.

우선, 전술한 결상 성능 (f) 의 요소인 각 결상 성능 (수차) 을, x, y 에 대하여 다음 식 (14) 로 나타나는 바와 같이, 멱승 전개한다.

f = GㆍA … (14)

상기 식 (14) 에 있어서, G 는 다음 식 (15) 로 나타내는 33 행 17 열의 행렬 (매트릭스) 이다.

여기서, 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) 이다. 또한, (x_i, y_i) 은, 제 i 번째 평가점의 xy 좌표이다.

또한, 상기 식 (14) 에 있어서, A 는, 다음 식 (16) 으로 나타내는 17 행 12 열의 분해 항목 계수를 요소로 하는 매트릭스이다.

상기 식 (14) 를 최소 자승법이 가능해지도록 다음 식 (17) 과 같이 변형한다.

G^Tㆍf = G^TㆍGㆍA … (17)

여기서, G^T는, 매트릭스 (G) 의 전치 행렬이다.

다음으로, 상기 식 (17) 에 기초하여 최소 자승법에 의해 매트릭스 (A) 를 구한다.

A = (G^TㆍG)^-1ㆍG^Tㆍf … (18)

이와 같이 수차 분해법이 실행되고, 분해 후의 각 분해 항목 계수가 구해진다.

도 9 의 설명으로 되돌아가, 다음 스텝 278 에서는, 상기와 같은 방향으로 구한 분해 후의 각 분해 항목 계수와 함께, 그 계수의 목표치의 지정 화면을 디스플레이 상에 표시한다.

다음 스텝 280 에서는, 모든 분해 항목 계수의 목표치 (타겟) 가 지정되는것을 기다린다. 그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 모든 분해 계수의 타겟이 지정되면, 스텝 282 로 진행하여 다음 식 (19) 에 의해 분해 항목 계수의 타겟을 결상 성능의 타겟으로 변환한다. 이 경우에 있어서, 오퍼레이터는, 개선하고자 하는 계수의 타겟만을 변경한 타겟 지정을 실행하고, 나머지 계수의 타겟에 관해서는 표시된 계수를 그대로 타겟으로서 지정해도 물론 상관없다.

f_t= GㆍA' … (19)

상기 식 (19) 에 있어서, f_t는 지정된 결상 성능의 타겟이고, A' 는 지정된 분해 항목 계수 (개선 후) 를 요소로 하는 매트릭스이다.

또, 수차 분해법에 의해 산출한 각 분해 항목 계수를 반드시 화면 상에 표시할 필요는 없고, 그 산출된 각 분해 항목 계수에 기초하여 개선이 필요한 계수의 타겟을 자동적으로 설정하는 것으로 하는 것도 가능하다.

한편, 상기 스텝 266 에 있어서, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 임의의 하나의 평가점에서의 어느 하나의 결상 성능의 타겟이 지정되면, 스텝 266 에서의 판단이 긍정되어 스텝 268 로 이행하고, 그 지정된 타겟을 설정하여 RAM 등의 메모리 내에 기억시킨 후, 스텝 272 로 이행한다.

즉, 본 실시형태에서는, 스텝 266 → 270 → 272 의 루프, 또는 스텝 266 → 268 → 272 의 루프를 반복함으로써, 타겟이 지정되는 것을 전술한 타겟 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간만큼 기다린다. 그리고, 이 동안에 설정 보조가 지정된 경우에는, 전술한 바와 같은 방법에 의해 분해 항목 계수의 산출 및 표시 그리고 분해 항목 계수의 타겟 지정이라는 과정으로 타겟 지정을 실행한다. 설정 보조가 지정되지 않은 경우에는, 하나 이상의 평가점에서의 하나 이상의 결상 성능의 타겟이 지정된 경우에 그 지정된 평가점에서의 지정된 결상 성능의 타겟을 기억한다. 그리고, 이렇게 해서 일정 시간이 경과하면 스텝 274 로 이행하여, 지정되지 않은 각 평가점에서의 각 결상 성능의 타겟을 디폴트의 설정에 따라서 모두 0 으로 설정한 후, 스텝 284 로 이행한다.

이 결과, 메모리 내에는 지정된 평가점에서의 지정된 결상 성능의 타겟과 나머지의 결상 성능의 타겟 (= 0) 이, 예를 들어 다음 식 (20) 과 같은 33 행 12 열의 매트릭스 (f_t) 형식으로 저장된다.

본 실시형태에서는, 타겟이 지정되지 않았던 평가점에서의 결상 성능은 최적화 계산에서는 고려하지 않는 것으로 되어 있다. 따라서, 해 (解) 를 얻고 난 다음, 다시 결상 성능을 평가할 필요가 있다.

다음 스텝 284 에서는, 최적화 필드 범위를 지정하는 화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 스텝 286 → 스텝 290 의 루프를 반복하여, 최적화 필드 범위의 지정 화면의 표시 시작으로부터 일정 시간만큼 그 필드 범위가 지정되는 것을 기다린다. 여기서, 최적화 필드 범위를 지정 가능하게 한 것은, 소위 스캐닝ㆍ스테퍼등의 주사형 노광 장치에서는 투영 광학계의 시야의 전역에서 결상 성능 또는 물체 상의 패턴의 전사 상태를 반드시 최적화할 필요가 없는 것이나, 본 실시형태와 같은 스테퍼인 경우에도 사용하는 레티클 또는 그 패턴 영역 (즉, 웨이퍼의 노광시에 사용되는 패턴 영역의 전체 또는 그 일부) 의 크기에 따라서는 투영 광학계의 시야의 전역에서 결상 성능 또는 물체 상의 패턴의 전사 상태를 반드시 최적화할 필요가 없는 것 등을 고려한 것이다.

그리고, 일정 시간 내에 최적화 필드 범위의 지정이 이루어진 경우에는 스텝 288 로 이행하여 그 지정된 범위를 RAM 등의 메모리에 기억시킨 후, 도 10 의 스텝 294 로 이행한다. 한편, 최적화 필드 범위의 지정이 없는 경우에는, 특별히 아무것도 실행하지 않고 스텝 294 로 이행한다.

스텝 294 에서는, 전술한 식 (10) 에 따라서 현재의 결상 성능을 연산한다.

다음 스텝 296 에서는, 조정 파라미터별 파면수차 변화표 (전술한 식 (9) 참조) 와, 조정 파라미터별 ZS (Zernike Sensitivity) 파일, 즉 제르니케 감도표를 사용하여 조정 파라미터별 결상 성능 변화표를 작성한다. 이것을 식으로 나타내면, 다음 식 (21) 과 같이 된다.

결상 성능 변화표 = 파면수차 변화표ㆍZS 파일 … (21)

이 식 (21) 의 연산은 파면수차 변화표 (33 행 37 열의 매트릭스) 와 ZS 파일 (37 행 12 열의 매트릭스) 의 곱셈이기 때문에, 얻어지는 결상 성능 변화표 B1는, 예를 들어 다음 식 (22) 으로 나타내는 33 행 12 열의 매트릭스가 된다.

이러한 결상 성능 변화표를 19 개의 조정 파라미터별로 산출한다. 이 결과, 각각이 33 행 12 열의 매트릭스로 이루어지는 19 개의 결상 성능 변화표 B1 ∼ B19 가 얻어진다.

다음 스텝 298 에서는, 결상 성능 (f) 및 그 타겟 (f_t) 의 일렬화 (1 차원화) 를 실행한다. 여기서 일렬화란, 33 행 12 열의 매트릭스인 이들 f, f_t를 396 행 1 열의 매트릭스로 형식 변환하는 것을 의미한다. 일렬화 후의 f, f_t는, 각각 다음 식 (23), (24) 과 같이 된다.

다음 스텝 300 에서는 상기 스텝 296 에서 작성한 19 개의 조정 파라미터별 결상 성능 변화표를 2 차원화한다. 여기서, 2 차원화란 각각이 33 행 12 열의 매트릭스인 19 종류의 결상 성능 변화표를, 하나의 조정 파라미터에 대한 각 평가점의 결상 성능 변화를 일렬화하여 396 행 19 열로 형식 변환하는 것을 의미한다. 이 2 차원화 후의 결상 성능 변화표는 예컨대 다음 식 (25) 로 나타내는 B 와 같이 된다.

상기와 같이 하여, 결상 성능 변화표의 2 차원화를 실행한 후, 스텝 302 로 이행하여 전술한 제약 조건을 고려하지 않고 조정 파라미터의 변화량 (조정량) 을 계산한다.

이하, 이 스텝 302 에서의 처리를 상세히 기술한다. 전술한 일렬화 후의 결상 성능의 타겟 (f_t) 과, 일렬화 후의 결상 성능 (f) 과, 2 차원화 후의 결상성능 변화표 (B) 와, 조정 파라미터의 조정량 (dx) 사이에는 웨이트를 고려하지 않는 경우에는 다음 식 (26) 의 관계가 있다.

(f_t－ f) ＝ Bㆍdx … (26)

여기서, dx 는 각 조정 파라미터의 조정량을 요소로 하는 다음 식 (27) 으로 나타내는 19 행 1 열의 매트릭스이다. 또한, (f_t－ f) 는 다음 식 (28) 로 나타내는 396 행 1 열의 매트릭스이다.

상기 식 (26) 을 최소 자승법으로 풀면 다음 식과 같이 된다.

여기서, B^T는 전술한 결상 성능 변화표 B 의 전치 행렬이고, (B^TㆍB)^－1은 (B^TㆍB) 의 역행렬이다.

그러나, 웨이트의 지정이 없는 (모든 웨이트 ＝ 1) 경우는 드물며, 통상은 웨이트의 지정이 있으므로, 다음 식 (30) 으로 나타내는 가중치 부여 함수인 메리트 함수 φ를 최소 자승법으로 풀게 된다.

여기서, f_ti는 f_t의 요소이고, f_i는 f 의 요소이다. 상기 식을 변형하면 다음과 같이 된다.

따라서, w_i ^1/2ㆍf_i를 새로운 결상 성능 (수차) f_i' 로 하고, w_i ^1/2ㆍf_ti를 새로운 타겟 f_ti' 로 하면 메리트 함수 Φ는 다음과 같이 된다.

따라서, 상기 식 (32) 를 최소 자승법으로 풀어도 된다. 단, 이 경우 결상 성능 변화표로서 다음 식으로 나타내는 결상 성능 변화표를 사용할 필요가 있다.

이렇게 하여 스텝 302 에서는 제약 조건을 고려하지 않고, 최소 자승법에 의해 dx 의 19 개의 요소, 즉 전술한 19 개의 조정 파라미터 PARA1 ∼ PARA19 의 조정량을 구한다.

다음 스텝 303 에서는 그 구한 19 개의 조정 파라미터의 조정량을 예컨대 상기 기술한 식 (26) 등에 대입하여 매트릭스 f 의 각 요소, 즉 모든 평가점에서의 12 종류의 수차 (결상 성능) 를 산출한다.

다음 스텝 304 에서는 그 산출한 모든 평가점에서의 12 종류의 수차가 앞서 설정된 각각의 허용치의 범위 내인지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 전술한 스텝 240 으로 되돌아간다. 그 후, 다시 스텝 240 이하의 처리에 의해 타겟, 웨이트를 재설정하여 최적화의 처리가 실행된다.

한편, 스텝 304 에서의 판단이 긍정된 경우에는 스텝 306 으로 진행하고, 상기 스텝 302 에서 산출된 19 개의 조정 파라미터의 조정량이 앞서 설정한 제약 조건에 위반되고 있는지의 여부를 판단한다 (이 판단 수법에 대해서는 이후에 자세히 설명함). 그리고, 이 판단이 긍정된 경우에는 스텝 308 로 이행한다.

이하, 이 스텝 308 을 포함하는 제약 조건 침해시의 처리에 대해 설명한다.

이 제약 조건 침해시의 메리트 함수는 다음 식 (34) 로 표현된다.

φ ＝ φ₁＋ φ₂… (34)

상기 식에 있어서, φ₁은 식 (30) 으로 나타내는 통상의 메리트 함수이고, φ₂는 페널티 함수 (제약 조건 위반량) 이다. 제약 조건을 g_j, 경계치를 b_j로 한 경우에 φ₂는 다음 식 (35) 로 나타내는 경계치 침해량 (g_j－ b_j) 의 웨이트 (가중치) 부여 자승합인 것으로 한다.

φ₂＝ Σw_j'ㆍ(g_j－ b_j)²… (35)

여기서, φ₂를 경계치 침해량의 2 승합으로 하는 이유는 φ₂를 침해량의 2 승합의 형식으로 하면, 최소 자승법의 계산에서 다음 식 (36) 이 dx 에 대해 풀리기 때문이다.

즉, 통상의 최소 자승법과 마찬가지로 dx 가 구해진다.

다음으로, 제약 조건 침해시의 구체적 처리에 대해 설명한다.

제약 조건은 물리적으로는 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 등의 3 축의 구동축 (압전소자 등) 각각의 가동범위 및 틸트 (θx, θy) 의 리미트로 결정된다.

z1, z2, z3 을 각 축의 위치로 하고 각 축의 가동범위는 다음 식 (37a) ∼ (37c) 과 같이 표현된다.

z1a ≤ z1 ≤ z1b …(37a)

z2a ≤ z2 ≤ z2b …(37b)

z3a ≤ z3 ≤ z3b …(37c)

또한 틸트의 독자적인 리미트는 일례로서 다음 식 (37d) 과 같이 표현된다.

(θx²＋ θy²)^1/2≤＋40" … (37d)

또, 40" 로 한 것은 다음과 같은 이유에서이다. 40" 를 라디안으로 변환하면

40" ＝ 40/3600 도

＝ π/ (90 ×180) 라디안

＝ 1.93925 ×10^－4라디안

이 된다.

따라서, 예컨대 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 의 반경 r 을 약 200 ㎜ 로 하면 각 축의 이동량은

축 이동량 ＝ 1.93925 ×10^－4× 200 ㎜

＝ 0.03878 ㎜

＝ 38.78 ㎛ ≒ 40 ㎛

가 된다. 즉, 틸트가 40" 이면 수평 위치로부터 주변이 약 40 ㎛ 이동한다. 각 축의 이동량은 200㎛ 정도가 평균 스트로크이기 때문에 축의 스트로크 200㎛ 에 비해, 40㎛ 는 무시할 수 없는 양이기 때문이다. 또 틸트의 리미트는 40" 에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 구동축의 스트로크 등에 따라 임의로 설정하면 된다. 또한, 제약 조건은 전술한 가동 범위나 틸트의 리미트뿐만 아니라, 조명광 EL 의 파장의 시프트 범위나 웨이퍼 (Z 틸트 스테이지 (58)) 의 Z 방향 및 경사에 관한 가동범위까지 고려해도 된다.

제약 조건 위반으로 되지 않기 위해서는 상기 식 (37a) ∼ (37d) 가 동시에 만족될 필요가 있다.

그래서, 먼저 상기 스텝 302 에서 설명한 바와 같이 제약 조건을 고려하지 않고 최적화를 실행하고, 조정 파라미터의 조정량 dx 를 구한다. 이 dx 가 도 12 의 모식도로 나타내는 바와 같은 이동 벡터 k0 (Z_i, θx_i, θy_i, i ＝ 1 ∼ 7) 로 나타내는 것이다. 여기서, i ＝ 1 ∼ 5 는 가동 렌즈 13₁∼ 13₅에 각각 대응하고, i ＝ 6 은 웨이퍼 (Z 틸트 스테이지) 에 대응하고, i ＝ 7 은 조명광의 파장 시프트에 대응한다. 조명광의 파장은 3 자유도 있는 것은 아니지만, 편의상 3 자유도 있는 것으로 한다.

다음으로, 상기 식 (37a) ∼ (37d) 의 조건 중 적어도 하나가 만족되지 않는지의 여부를 판단하고 (스텝 306), 이 판단이 부정된 경우, 즉 상기 식 (37a) ∼ (37d) 가 동시에 만족되는 경우에는 제약 조건 침해시 처리가 불필요하므로, 제약 조건 침해시 처리를 종료한다 (스텝 306 →310). 한편, 상기 식 (37a) ∼ (37d) 의 조건 중 적어도 하나가 만족되지 않는 경우에는 스텝 308 로 이행한다.

이 스텝 308 에서는 도 12 에 나타내는 바와 같이, 얻어진 이동 벡터 k0 를 스케일 다운하여 제일 처음으로 제약 조건에 위반되는 조건과 점을 찾아낸다. 그 벡터를 k1 로 한다.

다음으로, 그 조건을 제약 조건으로 하여 제약 조건 위반량을 수차로 간주하여 추가하고, 다시 최적화 계산을 실행한다. 그 때 제약 조건 위반량에 관한 결상 성능 변화표는 k1 의 점에서 계산한다. 이렇게 하여 도 12 의 이동 벡터 k2 를 구한다.

여기서, 제약 조건 위반량을 수차로 간주한다는 것은 제약 조건 위반량은 예컨대 z1 － z1b, z2 － z2b, z3 － z3b, (θx²＋ θy²)^1/2－ 40 등으로 표현할 수 있는데, 이 제약 조건 위반량이 제약 조건 수차로 될 수 있다는 의미이다.

예컨대 z2 가 z2 ≤z2b 의 제약 조건에 위반된 경우, 제약 조건 위반량 (z2－ z2b) 을 수차로 간주하고, 통상의 최적화 처리를 실행한다. 따라서, 이 경우 결상 성능 변화표에는 제약 조건 부분의 행이 추가된다. 결상 성능 (수차) 과 그 타겟에도 제약 조건 부분이 추가된다. 이 때 웨이트를 크게 설정하면 z2 는 결과적으로 경계치 z2b 에 고정된다.

또, 제약 조건은 z, θx, θy 에 관한 비선형 함수이므로, 결상 성능 변화표를 취하는 경우에 따라 다른 미계수가 얻어진다. 따라서, 순차적으로 조정량 (이동량) 과 결상 성능 변화표를 계산할 필요가 있다.

다음으로, 도 12 에 나타내는 바와 같이 벡터 k2 를 스케일링하여 제일 처음에 제약 조건을 위반하는 조건과 점을 찾아낸다. 그리고, 그 점까지의 벡터를 k3 으로 한다.

이후, 상기 기술한 제약 조건의 설정을 순차적으로 실행하고 (이동 벡터가 제약 조건에 위반되는 순으로 제약 조건을 추가하고), 다시 최적화하여 이동량 (조정량) 을 구하는 처리를 제약 조건에 위반되지 않게 될 때까지 반복한다.

그럼으로써, 최종적 이동 벡터로서

k ＝ k1 ＋ k3 ＋ k5 ＋ … … (38)

을 구할 수 있다.

또 이 경우, 간이적으로는 k1 을 해 (답) 로 하는, 즉 1 차 근사를 실행하게 해도 된다. 또는 엄밀하게 제약 조건의 범위 내에서의 최적치를 탐색하는 경우, 순차 계산에 의해 상기 식 (38) 의 k 를 구하게 해도 된다.

다음으로, 제약 조건을 고려한 최적화에 대해 더 설명한다.

전술한 바와 같이, 일반적으로는

(f_t－ f) ＝ Bㆍdx … (26)

가 성립한다.

이것을 최소 자승법으로 풂으로써 조정 파라미터의 조정량 dx 를 구할 수 있다.

그런데, 결상 성능 변화표는 다음 식 (39) 로 나타내는 바와 같이, 통상의 변화표와 제약 조건의 변화표로 나눌 수 있다.

여기서, B₁은 통상의 결상 성능 변화표이고 장소에 의존하지 않는다. 한편, B₂는 제약 조건의 변화표이고 장소에 의존한다.

또한, 이에 대응하여 상기 식 (26) 의 좌변 (f_t－ f) 도 다음 식 (40) 과 같이 둘로 나눌 수 있다.

여기서, f_t1은 통상의 수차의 타겟이고, f₁은 현재 수차이다. 또한 f_t2는 제약 조건이고, f₂는 현재의 제약 조건 위반량이다.

제약 조건의 변화표 B₂, 현재의 수차 f₁, 현재의 제약 조건 위반량 f₂는 장소에 의존하므로, 이동 벡터별 새로 계산할 필요가 있다.

그 후에는 이 변화표를 사용하여 통상적인 것과 마찬가지로 최적화 계산하면 제약 조건을 고려한 최적화가 된다.

스텝 308 에서는 상기 기술한 바와 같이 하여 제약 조건을 고려한 조정량을 구한 후 스텝 303 으로 되돌아간다.

한편, 스텝 306 의 판단이 부정된 경우, 즉 제약 조건 위반이 없는 경우 및 제약 조건 위반이 해소된 경우에는 스텝 310 으로 이행하고, 결과를 디스플레이 상에 표시한다. 본 실시 형태에서는 결과의 표시 방법으로서, 19 개의 조정 파라미터의 조정량 (이 경우, 기준 ID 에서의 위치로부터의 변화량), 조정 후의 각 조정 파라미터의 값, 최적화 후의 결상 성능 (12 종류의 수차) 의 값, 및 파면수차 보정량 (기준 ID 에서의 파면수차 보정량과 동일한 값을 인계함), 그리고 OK 버튼 및 NG 버튼을 표시한다.

그리고, 이 결과의 표시 화면을 보고 오퍼레이터가 NG 버튼을 마우스 등에 의해 포인팅하면 전술한 스텝 240 으로 되돌아간다. 여기서, NG 버튼을 선택하는 것은 예컨대 설정한 웨이트, 타겟의 허용치는 만족스러운 결과가 얻어졌으나, 오퍼레이터가 어느 특정 수차, 또는 어느 특정 평가점에서의 결상 성능을 더욱 개선하고자 하는 경우, 웨이트를 재설정하여 다시 최적화하고자 하는 경우 등을 생각할 수 있다.

한편, 결과의 표시 화면을 보고 오퍼레이터가 OK 버튼을 마우스 등에 의해 포인팅하면 스텝 314 로 이행하여 산출된 조정량에 기초하여 제 1 통신 서버 (920)및 노광 장치 (922₁) 의 주제어 장치 (50) 를 통해 각 조정부 (가동 렌즈 (13₁∼ 13₅및 웨이퍼 W 의 Z 위치 및 경사, 그리고 조명광의 파장 시프트량 중 적어도 하나) 를 제어한다.

이 경우에서, 가동 렌즈 (13i) (i ＝ 1 ∼ 5) 의 조정량으로서, Z, θx (x 축 둘레의 회전), θy (y 축 둘레의 회전) 의 3 자유도 방향의 변위량이 산출되어 있는 경우, 다음과 같이 하여 이들 조정량을 각 축의 구동량 z1, z2, z3 으로 변환시킨다.

도 13 에는 가동 렌즈 (13_i) 의 구동축의 배치가 나타나 있다. 이 도면에 나타내는 기하학적 관계로부터, z, θx, θy 를 각 축 (#1, #2, #3) 의 구동량 z1, z2, z3 으로 변환시키기 위해서는 다음 식 (41a) ∼ (41c) 의 연산을 실행하면 됨을 알 수 있다.

즉, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 상기 변환결과에 기초하여 예컨대 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 를 각 자유도 방향으로 구동시키는 취지의 지령치를 결상 성능 보정 컨트롤러 (48) 에 부여한다. 그럼으로서, 결상 성능 보정 컨트롤러 (48) 에 의해 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 를 각각의 자유도 방향으로 구동하는 각 구동 소자에대한 인가 전압이 제어된다.

또 본 실시 형태에서는 전술한 조정 파라미터로서, 웨이퍼 W 의 구동량 (Wz, Wθx, Wθy), 및 조명광 EL 의 파장 시프트량 (Δλ) 을 포함하고, 이들 4 개의 조정 파라미터에 각각 대응하는 조정량도 앞서 산출되어 있다. 이 4 개의 조정 파라미터의 조정량은 전술한 최적화 노광 조건 (조명 조건 등 포함) 에 대응시켜 메모리에 기억되고, 그 노광 조건 하에서 웨이퍼로의 패턴 전사가 실행될 때에 메모리로부터 판독되어 사용되도록 되어 있다. 즉, 웨이퍼에 관한 3 개의 조정 파라미터의 조정량은 전술한 초점 검출계를 사용하는 웨이퍼의 포커스ㆍ레벨링 제어에서 사용되고, 조명광의 파장에 관한 조정 파라미터의 조정량은 광원 (16) 에서의 조명광의 중심 파장의 설정에 사용되게 된다. 또한, 전술한 가동 렌즈의 조정량 또는 구동량도 전술한 최적화 노광 조건에 대응시켜 메모리에 기억시켜 두고, 그 노광 조건 하에서 웨이퍼로의 패턴의 전사가 실행될 때에 메모리에서 판독하여 가동 렌즈를 구동하도록 해도 된다.

상기 각 조정부의 제어에 의해, 노광 장치 (922₁) 가 최적화되고, 노광시의 레티클 패턴의 투영 이미지의 웨이퍼 W 상에서의 형성 상태가 최적화되게 된다.

그 후, 본 제 1 모드 (모드 1) 의 처리 루틴의 처리를 종료하여 도 5 의 메인 루틴의 스텝 122 로 되돌아간다.

한편, 상기 스텝 110 에 있어서, 오퍼레이터가 마우스 등에 의해 모드 (2) 를 선택한 경우에는 스텝 114 에서의 판단이 긍정되고, 스텝 116 의 모드 (2) 를처리하는 서브 루틴 (이하,「모드 (2) 의 처리 루틴」이라고도 함) 으로 이행한다. 여기서, 모드 (2) 란 임의 노광 조건 (임의 ID) 에서의 파면수차 (또는 결상 성능) 의 실측 데이터에 기초하여 최적화를 실행하는 모드이다. 이 모드 (2) 는 새로운 ID 를 신규로 추가하는 경우 등에 주로 선택된다. 전술한 바와 같이 하여 모드 (1) 에 의한 최적화 결과에 따라 전술한 각 조정부가 조정된 상태에서, 노광 장치 (922₁) 를 사용 중에, 예컨대 메인터넌스시 등에 서비스 엔지니어 등이 투영 광학계의 파면수차를 계측하거나 했을 때에, 이 파면수차의 실측 데이터에 기초하여 이하에 설명하는 모드 (2) 를 처리함으로써, 결과적으로 모드 (1) 에 의한 계산상의 조정량 등의 오차를 보정할 수 있게 된다.

이 모드 (2) 가 선택될 때에는 그 전제로서 대상 호기의 현재 ID (최적화 대상 ID) 에서의 투영 광학계 PL 의 파면수차의 계측이 이루어지고 있는 것이 전제가 된다. 따라서, 여기서는 전술한 전자 메일 등에 의해 최적화의 대상이 되는 노광 장치 (호기) 의 지정 및 최적화의 지시와 함께 파면수차를 계측하였다는 정보가 보내지고 있는 것으로 한다.

이 모드 (2; 이하에서는 「제 2 모드」 라고도 함) 의 처리 루틴에서는 먼저, 도 14 의 스텝 402 에서, 최적화의 대상이 되는 노광 조건의 정보를 취득한다. 구체적으로는 제 1 통신 서버 (920; 또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 에 대해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 현재의 투영 광학계의 N.A., 조명 조건 (조명 N.A. 또는 조명 σ, 개구 조리개의 종류 등), 및 대상 패턴의 종별 등의 설정 정보를 문의하여 취득한다.

다음 스텝 406 에서는 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 로부터, 새로운 파면의 계측 데이터 (제 1 계측점 ∼ 제 n 계측점에 대응하는 파면을 전개한 제르니케 다항식의 각 항의 계수, 예컨대 제 1 항의 계수 (Z₁) ∼ 제 37 항의 계수 (Z₃₇)) 및 그것에 관련되는 필요 정보, 구체적으로는 그 파면수차의 계측시에서의 조정량 (조정 파라미터) 의 값 등을 통신에 의해 취득한다. 이 조정량의 값, 즉 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 의 3 자유도 방향의 위치 정보 등은 현재 즉 최적화의 대상이 되는 노광 조건에서의 값과 통상적으로는 일치한다.

다음 스텝 408 에서는 전술한 스텝 208 과 동일하게, 대상 호기의 기종명, 노광 파장, 투영 광학계의 최대 N.A 등의 장치 정보를 취득한다.

다음 스텝 410 에서는 전술한 스텝 210 와 동일하게, 최적화 노광 조건에 대응하는 ZS 파일을 제 2 데이터 베이스로부터 검색한다.

그리고, 스텝 414, 416, 418 에서 전술한 스텝 214, 216, 218 과 동일한 처리 (판단을 포함한다) 를 실행한다. 그럼으로써, 제 2 데이터 베이스 내에 최적화 노광 조건에 대응하는 ZS 파일이 제 2 데이터 베이스 내에 있는 경우에는 그것이 메모리 내로 판독되고, 없는 경우에는 전술한 보간법에 의해 그 ZS 파일이 작성된다.

이어서, 도 15 의 스텝 420 ∼ 438 에서, 전술한 스텝 220 ∼ 238 과 같은처리 (판단을 포함한다) 를 실행한다. 그럼으로서, 결상 성능의 허용치, 조정량의 제약 조건이 설정된다.

다음에, 도 16 의 스텝 440 ∼ 462 에 있어서, 전술한 스텝 240 ∼ 262 와 같은 처리 (판단을 포함한다) 를 한다. 그럼으로써, 전술한 것과 같이 하여, 투영 광학계의 시야내의 33 개의 평가점 (계측점) 에 있어서의 12 종류의 수차의 웨이트가 설정된다. 다만, 이 제 2 모드의 처리에서는, 스텝 446 에서 자동 지정이 선택된 경우에, 스텝 450 으로 이행하여 다음 식 (42) 에 기초하여 현재의 결상 성능을 산출한다.

여기서, f 는, 전술한 식 (11) 으로 나타내는 결상 성능이고, ZS 는 스텝 416 또는 418 에서 취득한 전술한 식 (13) 으로 나타내는 ZS 파일의 데이터이다. 또한, Wa' 는 상기 스텝 406 에서 취득한 다음 식 (43) 으로 나타내는 파면수차의 데이터 (실측 데이터) 이다. 즉, 제 2 모드에서는 결상 성능의 산출시에, 실측 데이터가 사용되는 점이 제 1 모드 (모드 1) 와는 다르다.

상기 식 (43) 에 있어서, Z_i,j'는, i 번째의 계측점에서의 파면수차의 제르니케 다항식의 제 j 항 (j ＝ 1 ∼ 37) 의 계수를 나타낸다.

이어서, 도 17 의 스텝 464 ∼ 490 에 있어서, 전술한 스텝 264 ∼ 290 과 같은 처리 (판단을 포함한다) 를 한다. 그럼으로써, 투영 광학계의 시야 내의 33 개의 평가점에서의 12 종류의 수차의 목표치 (타겟) 의 설정, 및 최적화 필드 범위의 지정이 이루어진 경우에는 그 설정 (메모리 내에의 기억) 이 실행된다. 다만, 이 모드 2 의 처리에서는 스텝 470 에서 설정보조가 지정 (선택) 된 경우에, 스텝 476 에서 수차 분해법이 실행되지만, 이 때에 상기 식 (42) 에 의해 산출된 결상 성능 f 가 사용된다.

다음에 도 18 의 스텝 494 에 있어서, 전술한 식 (42) 에 기초하여 현재의 결상 성능을 연산한다.

다음 스텝 496 에서는 전술한 스텝 296 과 같이 하여, 조정 파라미터별 결상 성능 변화표를 작성한다.

다음 스텝 498 에서는 스텝 494 에서 산출한 결상 성능 f, 및 그 타겟 f_t의 일렬화 (1 차원화) 를 실행한다.

다음에 스텝 500 에 있어서, 전술한 스텝 300 과 같이 하여 19 개의 조정 파라미터별 결상 성능 변화표를 2 차원화한 후, 스텝 502 로 이행하여 전술한 스텝 302 와 같이 하여 제약 조건을 고려하지 않고, 조정 파라미터의 변화량 (조정량) 을 계산한다.

다음 스텝 503 에서는 그 구한 19 개의 조정 파라미터의 조정량을, 예컨대상기 기술한 식 (26) 등에 대입하여 매트릭스 f 의 각 요소, 즉 모든 평가점에서의 12 종류의 수차 (결상 성능) 를 산출한다.

다음 스텝 504 에서는 그 산출한 모든 평가점에서의 12 종류의 수차가 먼저 설정한 개개의 허용치의 범위 내인지의 여부를 판단하여, 이 판단이 부정된 경우에는 전술한 스텝 440 으로 되돌아간다. 그 후, 다시 스텝 440 이하의 처리에 의해 타겟, 웨이트를 재설정하여 최적화의 처리가 실행된다.

한편, 스텝 504 에서의 판단이 긍정된 경우에는 스텝 506 으로 진행하여, 상기 스텝 502 에서 산출된 19 개의 조정 파라미터의 조정량이 먼저 설정한 제약 조건에 위반되어 있는지 여부를 전술한 것과 동일하게 하여 판단한다. 그리고, 이 판단이 긍정된 경우에는 스텝 508 로 이행하여 전술한 스텝 308 과 동일하게 하여 제약 조건을 고려하고, 제약 조건의 설정을 순차적으로 실행하여 다시 최적화하여 조정량을 구한 후, 스텝 503 으로 되돌아간다.

반면, 스텝 506 의 판단이 부정된 경우, 즉 제약 조건 위반이 없는 경우 및 제약 조건 위반이 해소된 경우에는 스텝 510 으로 이행하여 결과를 디스플레이상에 표시한다. 본 실시형태에서는 결과의 표시방법으로서, 19 개의 조정 파라미터의 조정량 (이 경우, 초기치로부터의 변화량), 조정 후의 각 조정 파라미터의 값, 최적화 후의 결상 성능 (12 종류의 수차) 의 값, 및 파면수차 보정량, 그리고 ON 버튼 및 NG 버튼을 표시한다.

그리고, 이 결과의 표시 화면을 보고 오퍼레이터가 NG 버튼을 마우스 등에 의해 포인팅하면 스텝 440 으로 되돌아간다.

한편, 결과의 표시 화면을 보고 오퍼레이터가 OK 버튼을 마우스 등에 의해 포인팅하면 스텝 514 로 이행하여 산출된 조정량에 기초하여 제 1 통신 서버 (920) 및 노광 장치 (922₁) 의 주제어 장치 (50) 를 통해 각 조정부 (가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 및 웨이퍼 W 의 Z 위치 및 경사, 그리고 조명광의 파장시프트량의 적어도 하나) 를 전술한 것과 동일하게 하여 제어한다. 그럼으로써, 노광 장치 (922₁) 가 최적화되어, 노광시의 레티클 패턴의 투영 이미지의 웨이퍼 W 상에서의 형성 상태가 최적화되게 된다.

그 후, 본 제 2 모드 (모드 2) 의 처리 루틴의 처리를 종료하고 도 5 의 메인 루틴인 스텝 122 으로 되돌아간다.

또한, 상기 스텝 110 에 있어서, 오퍼레이터가 마우스 등에 의해 모드 3 을 선택한 경우에는, 스텝 114 에 있어서의 판단이 부정되어 스텝 116 의 모드 3 의 처리를 실행하는 서브 루틴 (이하, 「모드 3 의 처리 루틴」이라고도 한다) 으로 이행한다. 여기서, 모드 3 이란 기준이 되는 상태에서의 파면수차를 이미 알고 있는 것으로 하여, 그 때의 조정 파라미터의 값을 고정한 상태에서, 임의의 노광 조건 (임의 ID) 에서의 결상 성능 (본 실시형태의 경우, 전술한 12 종류의 수차) 을 구하는 모드이다. 이 모드 3 은 디바이스 제조사에 한정되지 않고, 예컨대 노광 장치 제조사의 제조단계에 있어서의 투영 광학계의 광학특성의 조정시 등에 결상 성능을 개선하여, 원하는 목표에 근접시키기 위해서도 바람직하게 사용할 수 있다.

이 모드 3 (이하에서는「제 3 모드」라고도 한다) 의 처리 루틴에서는 우선, 도 19 의 스텝 602 에서, 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 로부터, 현재의 상태에 있어서의 조정량 (조정 파라미터) 의 값 및 단체 파면수차, 그리고 단체 파면수차에 대한 파면수차 보정량을 취득한다. 이 취득한 정보가 이 모드 3 의 기준 상태에 있어서의 정보가 된다.

다음 스텝 604 에서는 제 1 통신 서버 (920) (또는 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 대상 호기 (노광 장치 (922₁)) 의 주제어 장치 (50)) 로부터 기종명, 노광 파장, 투영 광학계의 최대 N.A. 등의 장치 정보를 취득한다.

다음 스텝 606 에서는 대상 패턴 정보의 입력 화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 스텝 608 로 이행하여 대상 패턴 정보가 입력되는 것을 기다린다.

그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 대상 패턴 정보 (제거 패턴인지 잔류 패턴인지의 종별, 밀집 패턴인지 고립 패턴인지의 종별, 밀집선 (라인 앤드 스페이스 등) 의 경우의 피치, 선폭, 고립선의 경우의 선폭, 컨택트홀의 경우의 종폭, 횡폭, 홀 패턴 간의 거리 (피치 등), 위상 시프트 패턴 (하프톤형 포함) 또는 위상 시프트 레티클인지의 여부 및 그 종류 (예컨대 공간 주파수 변조형, 하프톤형) 등) 가 입력되면 스텝 610 으로 이행하고 그 입력된 패턴 정보를 RAM 등의 메모리에 기억한다.

다음 스텝 612 에서는 조명 조건의 입력 화면을 표시한 후, 스텝 614 로 이행하여 조명 조건의 정보가 입력되는 것을 기다린다. 그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 조명 조건의 정보, 예컨대 조명 N.A. 또는 조명 σ, 윤대비, 조명계 개구조리개의 개구형상 (2 차 광원의 형상) 등의 정보가 입력되면 스텝 615 에서 그 입력된 조명 조건을 RAM 등의 메모리에 기억시킨다.

다음 스텝 616 에서는 투영 광학계의 N.A. 의 입력 화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 다음 스텝 617 로 진행하여 N.A. 가 입력되는 것을 기다린다. 그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 N.A. 가 입력되면 스텝 618 (도 20) 로 이행하고 그 입력된 N.A. 를 RAM 등의 메모리에 기억한다.

다음 스텝 619 에서는 결상 성능의 평가 대상인 목적이 되는 수차 (이하, 편의상「목적 수차」라고 한다) 의 지정화면을 디스플레이 상에 표시한 후, 스텝 620 으로 진행하여 목적 수차가 지정되었는지의 여부를 판단한다. 여기서, 목적 수차의 지정화면에서는 지정 완료 버튼이 함께 표시되게 되어 있다.

그리고, 오퍼레이터에 의해 키보드 등을 통해 목적 수차로서 전술한 12 종류의 수차 중 어느 하나가 지정되면 그 지정된 목적 수차를 평가 대상으로 하여 RAM 등의 메모리에 기억시킨 후, 스텝 624 로 진행하여 지정 완료가 지시되었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 620 으로 되돌아간다. 한편, 스텝 620 에서의 판단이 부정된 경우에는 스텝 624 로 이행한다.

즉, 본 실시형태에서는 스텝 620 → 622 → 624 의 루프, 또는 스텝 620 → 624 의 루프를 반복함으로써, 목적 수차의 지정이 완료되는 것을 기다린다. 그리고, 오퍼레이터가 마우스 등을 통해 지정 완료 버튼을 포인팅하면 스텝 626 으로이행한다. 여기서, 목적 수차 (평가 항목) 의 지정 방법은 상기 기술한 직접 입력에 의한 목적 수차의 지정에 한정되지 않고, 예컨대 동일한 조명 조건, 투영 광학계의 N.A. 에 대응하는 다른 평가 항목별의 ZS 파일을 선택함으로써, 목적 수차 (평가 항목) 를 지정하도록 할 수도 있다. 이 때, 복수의 목적 수차 (평가 항목) 를 지정하더라도 상관은 없다.

스텝 626 에서는 평가조건에 대응하는 ZS 파일을 제 2 데이터 베이스로부터 검색한다. 여기서, 평가조건이란 평가 대상이 되는 조건, 즉 상기 스텝 610, 615, 618 에서 각각 입력된 정보에 의해 정해지는 노광 조건 (이하, 편의상「목적 노광 조건」이라고 한다) 하에서의 평가 항목의 결상 성능 (여기서는, 스텝 620 에서 지정되어 스텝 622 에서 메모리에 기억된 목적 수차) 을 평가하기 위한 조건을 의미한다.

다음 스텝 628 에서는 평가조건에 대응하는 ZS 파일은 발견되었는지의 여부를 판단하고, 발견된 경우에는 그 ZS 파일을 RAM 등의 메모리 내로 읽어들인다. 한편, 스텝 628 에 있어서의 판단이 부정된 경우, 즉, 평가조건에 대응하는 ZS 파일이 제 2 데이터 베이스 내에 존재하지 않는 경우에는 스텝 632 로 이행하여 제 2 데이터 베이스 내의 ZS 데이터 베이스를 사용하여 그 평가조건에 대응하는 ZS 파일을, 예컨대 전술한 보간법을 이용하여 작성한다.

다음 스텝 634 에서는 목적 노광 조건 하에서의 평가 항목의 결상 성능 (여기서는 스텝 620 에서 지정되어 스텝 622 에서 메모리에 기억된 목적 수차) 을 다음과 같이 하여 산출한다.

즉, 상기 스텝 602 에서 취득한 정보로부터 요구되는 파면수차의 데이터와, 상기 스텝 630 에서 읽혀지거나, 또는 상기 스텝 632 에서 작성된 ZS 파일의 데이터를 전술한 식 (10) 에 대입함으로써, 시야 내의 각 평가점에서의 결상 성능을 산출한다.

그리고, 다음 스텝 636 에서는 산출한 결상 성능의 정보를 디스플레이 상에 표시한다. 이 때, 디스플레이 상에는 결상 성능의 정보와 함께 OK 버튼 및 재시도 버튼이 함께 표시된다.

상기 결상 성능의 표시에 의해 오퍼레이터는 자신이 지정한 목적 노광 조건 하에서의 평가 항목인 결상 성능을 인식할 수 있다.

이 표시를 본 오퍼레이터는, 예컨대 목적 노광 조건 하에서의 결상 성능이 충분히 만족할 만한 것인 경우에는 마우스 등을 사용하여 OK 버튼을 포인팅하게 된다. 그럼으로써, 본 제 3 모드의 처리를 종료하고 도 5 의 메인 루틴의 스텝 122 로 되돌아간다.

한편, 오퍼레이터는 표시 내용을 보아 목적 노광 조건 하에에서의 결상 성능이 충분히 만족할 만한 것이 아닌 경우에는 별도의 목적 노광 조건 하에서의 결상 성능을 알기 위해 재시도 버튼을 마우스 등을 사용하여 포인팅한다. 그럼으로써, 스텝 606 으로 되돌아가, 패턴정보의 입력 화면을 다시 표시한 후, 스텝 608 이후의 처리 (판단을 포함한다) 가 반복실행된다.

여기서, 본 제 3 모드에서는 재시도 버튼을 반복하여 누르고, 각종 노광 조건을 목적 노광 조건으로서 설정하여 결상 성능을 산출ㆍ표시시키는 것에 의해, 오퍼레이터는 최상의 노광 조건을 용이하게 결정할 수 있다. 즉, 예컨대, 스텝 608 에서 입력하는 패턴 정보 이외의 지정 정보를 고정시킨 채로, 패턴정보를 서서히 변경시키면서 재시도 버튼을 반복하여 눌러, 상기 기술한 ZS 파일의 작성 (또는 선택) 및 결상 성능 (목적 수차) 의 산출을 반복실행하고, 스텝 636 에 있어서의 산출 결과의 표시를 순차 확인함으로써, 결상 성능 (목적 수차) 이 최소 (또는 최적) 가 되는 패턴정보를 찾아 내는 것에 의해, 최상의 노광 조건으로서 최적의 패턴을 결정할 수 있다.

동일하게, 나머지의 지정 정보를 고정시킨 채로, 어떤 특정 조건만을 서서히 변경하면서 재시도 버튼을 반복하여 눌러, 상기 기술한 ZS 파일의 작성 (또는 선택) 및 결상 성능 (목적 수차) 의 산출을 반복실행하고, 스텝 636 에 있어서의 산출 결과의 표시를 순차 확인함으로써, 결상 성능이 최소 (또는 최적) 가 되는 그 특정 조건을 찾아내는 것에 의해, 최상의 노광 조건으로서 최적의 특정조건을 결정할 수 있다.

도 5 의 설명으로 되돌아가, 스텝 122 에서는 종료할지 속행할지의 선택화면을 디스플레이 상에 표시한다. 그리고, 속행이 선택되면 스텝 102 로 되돌아간다. 한편, 종료가 선택된 경우에는 본 루틴의 일련의 처리를 종료한다.

또, 전술한 바와 같이, 제 1 모드의 처리에 있어서, 기준 ID 에서의 파면수차 보정량이 미지인 경우도 생각할 수 있는데, 이 경우에는 이 결상 성능으로부터 파면수차 보정량을 추정할 수 있다. 이하, 이에 관해서 설명한다.

여기서는, 단체 파면수차와 on body 의 파면수차의 어긋남이 전술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 등의 조정 파라미터의 조정량의 어긋남 Δx' 와 대응하는 것으로 가정하여 파면수차의 보정량을 추정한다.

단체 파면수차와 on body 에서의 파면수차가 일치한다고 가정하였을 때의 조정량을 Δx, 조정량의 보정량을 Δx', ZS 파일을 ZS, 기준 ID 에서의 이론 결상 성능 (on body 의 파면수차의 어긋남이 없는 경우의 이론적 결상 성능) 을 K₀, 기준 ID (동일 조정 파라미터의 값) 에서의 실제의 결상 성능을 K₁, 파면수차 변화표를 H, 결상 성능 변화표를 H', 단체 파면수차를 Wp, 파면수차 보정량을 ΔWp 로 하면 다음 2 식 (44), (45) 가 성립된다.

이로부터,

이로부터, 상기 식 (46) 을 최소 자승법으로 풀면

조정량의 보정량 Δx' 는, 다음 식 (47) 과 같이 나타낼 수 있다.

또한, 파면수차의 보정량 ΔWp 는 다음 식 (48) 과 같이 나타낼 수 있다.

각 기준 ID 는 이 파면수차 보정량 ΔWp 를 갖게 된다.

또한, 실제의 on body 파면수차는 다음 식 (49) 와 같이 된다.

실제의 on body 파면수차 ＝ Wp ＋ HㆍΔx ＋ ΔWp … (49)

그런데, 본 실시형태의 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 에서는 반도체 디바이스의 제조시에는, 디바이스 제조용의 레티클 R 이 레티클 스테이지 RST 상에 장전되고, 그 후 레티클 얼라인먼트 및 이른바 베이스 라인 계측, 그리고 EGA (인핸스트ㆍ글로벌ㆍ얼라인먼트) 등의 웨이퍼 얼라인먼트 등의 준비작업이 이루어진다.

또, 상기 레티클 얼라인먼트, 베이스 라인 계측 등의 준비작업에 관해서는 예컨대 일본 공개특허공보 평4-324923 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,243,195 호 등에 상세히 개시되어 있고, 또한, 이것에 계속되는 EGA 에 관해서는 일본 공개특허공보 소61-44429 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 4,780,617 호 등에 상세히 개시되어 있다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허용하는 한도 내에서, 상기 각 공보 및 이에 대응하는 상기 미국특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

그 후, 웨이퍼 얼라인먼트 결과에 기초하여 스텝 앤드 리피트 방식의 노광이 실행된다. 또, 노광시의 동작 등은 통상의 스테퍼와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 노광 장치 (922) (922₁∼ 922₃) 의 제조시에 행하여지는 투영 광학계 PL 의 제조방법에 관해서, 투영 광학계 PL 의 제조 공정을 나타내는 도 21 의플로우 차트를 따라 설명한다.

여기서는, 전제로서 노광 장치 제조사 (제조사 B 로 한다) 의 공장 내에, 도 1 과 같은 구성의 컴퓨터 시스템이 구축되어 있는 것으로 한다. 이하에 있어서는, 각 구성부분의 부호로서, 전술한 디바이스 제조사 A 측의 컴퓨터 시스템과 동일의 부호를 사용하는 것으로 한다. 또한, 여기서는 설명의 편의상 제 1 통신 서버 (920) 가 투영 광학계 PL 의 제조장소에 설치되어 있는 것으로 한다.

〔스텝 1 〕

스텝 1 에서는 우선, 소정 설계 렌즈데이터에 의한 설계치에 따라서 투영 광학계 PL 을 구성하는 각 광학부재로서의 각 렌즈 소자, 그리고 각 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더, 렌즈 소자와 렌즈 홀더로 이루어지는 광학 유닛을 수납하는 경통을 제조한다. 즉, 각 렌즈 소자는 이미 알려진 렌즈 가공기를 사용하여 소정 광학재료로부터 각각 소정 설계치에 따르는 곡률 반경, 축상 두께를 갖도록 가공되고, 또한 각 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더, 렌즈 소자와 렌즈 홀더로 이루어지는 광학 유닛을 수납하는 경통은 이미 알려진 금속가공기 등을 사용하여 소정 유지재료 (스테인리스강, 진유, 세라믹 등) 로 소정 치수를 갖는 형상으로 가공된다.

〔스텝 2〕

스텝 2 에서는 스텝 1 에서 제조된 투영 광학계 PL 을 구성하는 각 렌즈 소자의 렌즈면의 면형상을 예컨대 피조형의 간섭계를 사용하여 계측한다. 이 피조형의 간섭계로서는, 파장 633 nm 의 빛을 발하는 He-Ne 기체 레이저나 파장 363 nm 의 빛을 발하는 Ar 레이저, 파장 248 nm 로 고조파화된 Ar 레이저 등을 광원으로 하는 것이 사용된다. 이 피조형의 간섭계에 의하면, 광로 상에 배치된 집광 렌즈의 표면에 형성된 참조면과 피검면인 렌즈 소자 표면에서의 반사광의 간섭에 의한 간섭 줄무늬를 CCD 등의 촬상 장치에 의해 계측함으로써 피검면의 형상을 정확히 구할 수 있다. 또, 피조형의 간섭계를 사용하여 렌즈 등의 광학소자의 표면 (렌즈면) 의 형상을 구하는 것은 공지이고, 이것은 예컨대 일본 공개특허공보 소62-126305 호, 일본 공개특허공보 평6-185997 호 등에도 개시되어 있다.

상기 기술한 피조형의 간섭계를 사용한 광학소자의 면형상의 계측은 투영 광학계 PL 을 구성하는 각 렌즈 소자의 모든 렌즈면에 관해서 행하여진다. 그리고, 각각의 계측결과를 작업자가 콘솔 등의 도시하지 않은 입력장치를 통해 제 1 통신 서버 (920) 에 입력한다. 이 입력된 정보는 1 제 1 통신 서버 (920) 로부터 제 2 통신 서버 (930) 에 송신되어, 그 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 RAM 등의 메모리, 또는 하드디스크 등의 기억장치에 기억된다.

〔스텝 3〕

스텝 2 에서의 투영 광학계 PL 을 구성하는 각 렌즈 소자의 모든 렌즈면의 면형상의 계측이 완료한 후, 설계치에 따라서 가공 제조된 광학 유닛, 즉 렌즈 등의 광학소자와 그 광학소자를 유지하는 렌즈 홀더로 각각 이루어지는 복수의 광학 유닛을 쌓아올린다. 이 광학 유닛 중, 복수 예컨대 5 개는 전술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 를 각각 갖고 있고, 그 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 를 갖는 광학 유닛에는 전술한 것과 같이 상기 렌즈 홀더로서 이중구조의 렌즈 홀더가 사용되고 있다.즉, 이것들의 이중구조의 렌즈 홀더는 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 를 각각 유지하는 내측 렌즈 홀더와, 그 내측 렌즈 홀더를 유지하는 외측 렌즈 홀더를 각각 갖고, 내측 렌즈 홀더와 외측 렌즈 홀더의 위치관계가 기계식의 조정기구를 통해 조정가능한 구조로 되어있다. 또한, 이중구조의 렌즈 홀더에는 전술한 구동 소자가 각각 소정 위치에 형성되어 있다.

그리고, 상기 기술한 바와 같이하여 쌓아올려진 복수의 광학 유닛을, 경통의 상부 개구를 통해 순차적으로, 스페이서를 개재시키면서 경통 내에 떨어뜨려지도록 쌓아올려 나간다. 그리고, 제일 처음에 경통 내에 떨어뜨려진 광학 유닛은 경통의 하단에 형성된 돌출부에 의해서 스페이서를 통해 지지되고, 모든 광학 유닛이 경통 내에 수용됨으로써 조립공정이 완료된다. 이 조립공정과 병행하여, 광학 유닛과 함께 경통내에 수납되는 스페이서의 두께를 가미하면서 공구 (마이크로미터 등) 를 사용하여 각 렌즈 소자의 광학면 (렌즈면) 의 간격에 관한 정보를 계측한다. 그리고, 투영 광학계의 조립작업과 계측작업을 교대로 하면서, 스텝 3 의 조립공정이 완료된 단계에서의 투영 광학계 PL 의 최종적인 각 렌즈 소자의 광학면 (렌즈면) 의 간격을 구한다.

또, 이 조립공정을 포함하여, 제조단계의 각 공정에서는 전술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 는 중립 위치에 고정되어 있다. 또한, 설명은 생략하였지만 이 조립공정에서, 동공 개구조리개 (15) 도 장착된다.

상기 조립공정 중 또는 조립완료시에서의 투영 광학계 PL 의 각 렌즈 소자의광학면 (렌즈면) 사이의 간격에 관한 계측결과를 작업자가 도시하지 않은 콘솔 등의 입력장치를 통해 제 1 통신 서버 (920) 에 입력한다. 이 입력된 정보는 제 1 통신 서버 (920) 로부터 제 2 통신 서버 (930) 에 송신되어, 그 제 2 통신 서버 (930) 가 구비하는 RAM 등의 메모리, 또는 하드디스크 등의 기억장치에 기억된다. 또, 이상의 조립공정시에 필요에 따라 광학 유닛을 조정해도 된다.

이 때, 예컨대 기계식 조정기구를 통해 광학소자 간의 광축방향에서의 상대 간격을 변화, 또는 광축에 대하여 광학소자를 경사시킨다. 또한, 경통의 측면을 관통하는 암나사부를 통과시켜 나사식 결합하는 나사 (비스) 의 선단이 렌즈 홀더에 맞닿도록 경통을 구성하고, 그 나사를 나사돌리개 (스크루 드라이버) 등의 공구를 통해 이동시키는 것에 의해, 렌즈 홀더를 광축과 직교하는 방향으로 어긋나게 하고, 편심 등의 조정을 해도 된다. 또, 상기와 같이 조립된 투영 광학계의 광학조정을 하기 위해서, 렌즈 홀더를 5 자유도 이상에서 가동으로 하는 조정기구는 예컨대 일본 공개특허공보 2002-162549 호에 개시되어 있다.

〔스텝 4〕

다음에, 스텝 4 에서는 스텝 3 에서 쌓아올려진 투영 광학계 PL 의 파면수차를 계측한다.

구체적으로는, 투영 광학계 PL 을 도시하지 않은 대형의 파면 계측 장치 (예컨대 전술한 PMI 등) 의 바디에 부착하고, 파면수차를 계측한다. 이 파면 계측 장치에 의한 파면의 계측원리는 전술한 파면수차 계측기 (80) 와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 파면수차의 계측 결과, 파면 계측 장치에 의해, 투영 광학계의 파면을 전개한 제르니케 다항식 (프린지 제르니케 다항식) 의 각 항의 계수 Z_i(i ＝ 1, 2, …, 81 ) 가 얻어진다. 따라서, 파면 계측 장치를 제 2 통신 서버 (930) 에 접속시켜 둠으로써, 제 2 통신 서버 (930) 의 RAM 등의 메모리 (또는 하드디스크 등의 기억장치) 에 상기 제르니케 다항식의 각 항의 계수 Zi 가 자동적으로 받아들여진다. 또, 상기 설명에서는 파면 계측 장치에서는 제르니케 다항식의 제 81 항까지를 사용하는 것으로 하였지만, 이는 투영 광학계 PL 의 각 수차의 고차 성분도 산출하기 위해서 이와 같이 한 것이다. 그러나, 전술한 파면수차 계측기의 경우와 같이 제 37 항까지를 산출하는 것으로 해도 되고, 또는 82 항 이상의 항도 산출하도록 해도 된다.

〔스텝 5〕

스텝 5 에서는 스텝 4 에서 계측된 파면수차가, 최적이 되도록 투영 광학계 PL 을 조정한다.

우선, 투영 광학계 PL 의 조정에 앞서, 제 2 통신 서버 (930) 는 메모리 내에 기억된 각 정보, 즉 상기 스텝 2 에서 얻어진 각 광학소자의 면형상에 관한 정보 및 상기 스텝 3 의 조립공정에서 얻어진 각 광학소자의 광학면의 간격에 관한 정보 등에 기초하여 메모리 내에 미리 기억된 광학 기본 데이터를 수정하여, 실제로 쌓아올려진 투영 광학계 PL 의 제조과정에서의 광학 데이터를 재현한다. 이 광학 데이터는 각 광학소자의 조정량을 산출하기 위해서 사용된다.

즉, 제 2 통신 서버 (930) 의 하드디스크 내에는 투영 광학계 PL 을 구성하는 모든 렌즈 소자에 관해서, 각 렌즈 소자의 6 자유도 방향 각각의 단위 구동량과 제르니케 다항식의 각 항의 계수 Zi 의 변화량과의 관계를, 투영 광학계의 설계치에 기초하여 산출한, 말하자면 전술한 파면수차 변화표를 가동 렌즈 뿐만 아니라 비가동 렌즈 소자도 포함하도록 확장한 조정용 기본 데이터 베이스가 미리 저장되어 있다. 그래서, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 상기 기술한 투영 광학계 PL 의 제조과정에서의 광학 데이터에 기초하여 소정 연산에 의해 상기 조정용 기본 데이터 베이스를 수정한다.

그리고, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 그 수정 후의 데이터 베이스와 전술한 파면수차 계측결과를 사용하여, 소정 연산을 실행하여 각 렌즈 소자의 6 자유도 방향 각각의 조정량 (제로를 포함한다) 의 정보를 산출하고, 그 조정량에 관한 정보를 디스플레이 상에 표시한다. 이와 동시에 제 2 통신 서버 (930) 에서는 그 조정량에 관한 정보를 제 1 통신 서버 (920) 에 송신한다. 제 1 통신 서버 (920) 에서는 그 조정량에 관한 정보 디스플레이 상에 표시한다.

이 표시에 따라서, 기술자 (작업자) 에 의해 각 렌즈 소자가 조정된다. 그럼으로써, 파면수차가 최적화된 투영 광학계 PL 이 제조된다.

또, 투영 광학계 PL 의 광학소자의 재가공을 용이하게 하기 위해서, 상기 기술한 파면 계측 장치를 사용하여 파면수차를 계측하였을 때에, 이 계측결과에 기초하여 재가공이 필요한 광학소자의 유무나 위치 등을 특정하고, 그 광학소자의 재가공과 다른 광학소자의 재조정을 병행하여 하도록 해도 된다.

다음으로, 노광 장치 (922) 의 제조방법에 관해서 설명한다.

노광 장치 (922) 의 제조시에는 우선, 복수의 렌즈 소자, 미러 등의 광학소자등을 포함하는 조명 광학계 (12) 를 유닛 단체로 하여 조립함과 동시에, 상기 기술한 바와 같이하여 투영 광학계 PL 을 단체로 하여 조립한다. 또한, 다수의 기계 부품으로 이루어지는 레티클 스테이지계나 웨이퍼 스테이지계 등을, 각각 유닛으로 하여 조립한다. 그리고, 각각 유닛 단체로서의 원하는 성능을 발휘하도록, 광학적인 조정, 기계적인 조정, 및 전기적인 조정 등을 한다. 또, 이 조정에 있어서, 투영 광학계 PL 에 대해서는 상기 기술한 방법에 의해 조정이 행하여진다.

다음으로, 조명 광학계 (12) 나 투영 광학계 PL 등을 노광 장치 본체에 장치하는 동시에, 레티클 스테이지계나 웨이퍼 스테이지계 등을 노광 장치 본체에 부착시켜 배선이나 배관을 접속한다.

이어서, 조명 광학계 (12) 나 투영 광학계 PL 에 관해서는 광학적인 조정을 다시 한다. 그 이유는 노광 장치 본체에의 장착 전과 장착 후에는 그들 광학계, 특히 투영 광학계 PL 의 결상 성능이 미묘하게 변화되기 때문이다. 본 실시형태에서는 이 노광 장치 본체에 대한 장착 후에 행하여지는 투영 광학계 PL 의 광학적인 조정시에, 전술한 파면수차 계측기 (80) 를 Z 틸트 스테이지 (58) 에 부착시켜, 전술한 것과 같이 하여 파면수차를 계측하고, 그 파면수차의 계측결과로서 얻어지는 각 계측점에서의 파면의 정보를, 온라인으로 그 제조 중의 노광 장치의 주제어 장치 (50) 로부터 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 제 2 통신 서버 (930) 에보낸다. 그리고, 제 2 통신 서버 (930) 에 의해, 상기 기술한 투영 광학계 PL 단체의 제조시에 있어서의 조정시와 같이 하여 각 렌즈 소자의 6 자유도 방향 각각의 조정량을 산출하고, 그 산출 결과를 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 노광 장치의 디스플레이 상에 표시시킨다.

그리고, 이 표시에 따라서, 기술자 (작업자) 에 의해 각 렌즈 소자가 조정된다. 그럼으로써, 결정된 사양을 확실히 만족시키는 투영 광학계 PL 이 제조된다.

또, 이 제조 단계에서의 최종 조정을 전술한 제 2 통신 서버 (930) 로부터의 지시에 기초하여 주제어 장치 (50) 에 의한 결상 성능 보정 컨트롤러 (48) 를 통한 투영 광학계 PL 의 자동조정에 의해 실행하는 것은 가능하다. 그러나, 노광 장치의 제조가 종료된 단계에서는 각 가동 렌즈를 중립 위치에 유지시켜 놓는 것이, 반도체 제조공장에의 납입 후에 구동 소자의 구동 스트로크를 충분히 확보할 수 있기 때문에 바람직하고, 또한 이 단계에서 수정되지 않은 수차, 주로 고차 수차는 자동조정이 곤란한 수차인 것으로 판단할 수 있으므로, 상기와 같이 렌즈 등의 장착 등을 재조정하는 것이 바람직하다.

또, 상기 재조정에 의해 원하는 성능이 얻어지지 않는 경우 등에는, 일부의 렌즈를 재가공 또는 교환할 필요도 생긴다. 또, 투영 광학계 PL 의 광학소자의 재가공을 용이하게 하기 위해서, 투영 광학계 PL 을 노광 장치 본체에 장착하기 전에 전술한 파면수차를 전용의 파면 계측 장치 등을 사용하여 계측하고, 이 계측결과에 기초하여 재가공이 필요한 광학소자의 유무나 위치 등을 특정하여 그 광학소자의 재가공과 다른 광학소자의 재조정을 병행하여 실행하도록 해도 된다.

또한, 투영 광학계 PL 의 광학소자 단위로 그 교환 등을 실행해도 되고, 또는 복수의 경통을 갖는 투영 광학계에서는 그 경통 단위로 교환 등을 실행해도 된다. 또한, 광학소자의 재가공에서는 필요에 따라 그 표면을 비구면으로 가공해도 된다. 또, 투영 광학계 PL 의 조정에서는 광학소자의 위치 (다른 광학소자와의 간격을 포함한다) 나 경사 등을 변경하기만 해도 되고, 특히 광학소자가 렌즈 엘리먼트일 때는 그 편심을 변경하거나 광축 AX 를 중심으로 하여 회전시켜도 된다. 또한, 투영 광학계 PL 의 수차, 특히 비회전 대칭성분을 보정하기 위해서, 예컨대 평행 평면판을 투영 광학계 PL 에 장착한 상태에서 파면수차를 계측함과 동시에, 이 계측결과에 기초하여 투영 광학계 PL 에서 빼낸 평행평면판의 표면을 가공하고, 이 가공된 평행평면판 (수차 보정판) 을 투영 광학계 PL 에 다시 부착하도록 해도 된다. 그럼으로써, 투영 광학계 PL 의 조정을 용이하게 하거나 그 조정을 보다 고정밀도로 할 수 있게 된다. 또, 수차 보정판을 투영 광학계 PL 에 부착시킨 상태에서 파면수차를 계측하고, 이 계측결과에 따라 수차 보정판의 재가공 또는 교환 등을 실행하도록 해도 된다.

그 후, 다시 종합 조정 (전기 조정, 동작 확인 등) 을 한다. 그럼으로써, 광학특성이 고정밀도로 조정된 투영 광학계 PL 을 사용하여, 레티클 R 의 패턴을 웨이퍼 W 상에 고정밀도로 전사할 수 있는 본 실시형태의 노광 장치 (922) 를 제조할 수 있다. 또, 노광 장치는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 제조하는 것이 바람직하다.

지금까지의 설명을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅), Z 틸트 스테이지 (58), 광원 (16) 에 의해 조정부가 구성되고, 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅), Z 틸트 스테이지 (58) 의 Z, θx, θy 방향의 위치 (또는 그 변화량), 및 광원 (16) 으로부터의 조명광의 파장의 시프트량이 조정량으로 되어 있다. 그리고, 상기 각 조정부와, 가동 렌즈를 구동하는 구동 소자 및 결상 성능 보정 컨트롤러 (48), Z 틸트 스테이지 (58) 를 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동부 (56), 그리고 결상 성능 보정 컨트롤러 (48), 웨이퍼 스테이지 구동부 (56) 및 광원 (16) 을 제어하는 주제어 장치 (50) 에 의해 조정 장치가 구성되어 있다. 그러나, 조정 장치의 구성은 이에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 조정부로서 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 만을 포함하고 있어도 된다. 이러한 경우라도 투영 광학계의 결상 성능 (제반 수차) 의 조정은 가능하기 때문이다.

또한, 지금까지의 설명에서는 투영 광학계 PL 의 조정시 등에 실행되는 파면수차의 계측은, 파면수차 계측기 (80) 를 사용하여, 핀 홀 및 투영 광학계 PL 을 통해 형성된 공간 이미지에 기초하여 하는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않고 예컨대 미국특허 제 5,978,085 호 등에 개시되어 있는 특수한 구조의 계측용 마스크를 사용하여 그 마스크 상의 복수의 계측용 패턴의 각각을 개별로 형성된 핀 홀 및 투영 광학계를 통해 순차적으로 물체 상에 전사하는 동시에, 마스크 상의 기준 패턴을 집광 렌즈 및 핀 홀을 통하지 않고 투영 광학계를 통해 물체 상에 전사하고, 각각의 전사의 결과 얻어지는 복수의 계측용 패턴의 레지스트 이미지 각각의기준 패턴의 레지스트 이미지에 대한 위치 어긋남을 계측하여 소정 연산에 의해, 파면수차를 산출하는 것으로 해도 된다.

또한, 예컨대 일본 공개특허공보 2000-97617 호 등에 개시되어 있는 PDI (포인트 디프렉션 간섭계) 를 사용하여 파면수차를 계측해도 된다. 또, 예컨대 일본 공개특허공보 평10-284368 호, 미국특허 제 4,309,602 호 등에 개시되어 있는 위상 회복법, 및, 예컨대 일본 공개특허공보 2000-146757 호 등에 개시되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크를 사용하는 수법 등도 이용할 수 있다. 또한, 예컨대 일본 공개특허공보 평10-170399 호, Jena Review 1991/1, pp8-12 "Wavefront analysis of photolithographic lenses" Wolfgang Freitaget al., Applied Optics Vol.31, No.13, May l, 1992, pp2284-2290. "Aberration analysis in aerial images formed by lithographic lenses", Wolfgang Freitag et al., 및 일본 공개특허공보 2002-22609 호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계의 동공 내의 일부를 통과하는 광속을 사용하는 수법 등도 이용할 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 컴퓨터 시스템 (10) 에 의하면, 전술한 제 1 모드가 선택되었을 때, 제 2 통신 서버 (930) 가 기준이 되는 노광 조건 (기준 ID) 하에서의 상기 조정 장치의 조정정보, 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보, 예컨대 파면수차에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 여기서, 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정정보와 투영 광학계의 결상 성능, 예컨대 파면수차와의 관계는 이미 알려져 있고, 또한 그 조정이 행하여졌을 때에 투영 광학계의 결상 성능은 정확한것이다. 따라서, 이러한 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정정보 및 상기 투영 광학계의 파면수차에 기초하여 산출되는 목표 노광 조건 하에서의 최적의 조정량은 정밀도가 높아진다. 또한, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 이 산출한 조정량에 기초하여, 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 전술한 조정 장치를 조정한다. 따라서, 본 실시형태의 컴퓨터 시스템 (10) 에 의하면 임의의 목표 노광 조건 하에서의 레티클 패턴의 투영 광학계 PL 에 의한 투영 이미지의 웨이퍼 W 상에서의 형성 상태를 신속히 최적화하는 것이 가능해지고 있다.

또, 본 실시형태에서는 제 2 통신 서버 (930) 가 최적의 조정량의 산출 결과에 기초하여 조정 장치를 조정하는 것으로 하였지만, 제 2 통신 서버 (930) 는 조정까지도 반드시 할 필요는 없다. 즉, 제 2 통신 서버 (930) 는 전술한 조정량 산출만 실행해도 된다. 이러한 경우이더라도, 그 산출된 조정량에 관한 정보를 제 1 통신 서버 (920), 노광 장치 (922), 또는 그것들의 장치의 오퍼레이터 등에 예컨대 전자메일 등으로 전달함으로써, 그 정보에 기초하여 상기 실시형태와 같이 제 1 통신 서버 (920), 노광 장치 (922) 가 스스로, 또는 오퍼레이터의 지시에 따라 조정 장치를 조정하는 것이 가능하다. 이러한 경우이더라도, 상기 실시형태와 같이 임의의 목표 노광 조건 하에서의 레티클 패턴의 투영 광학계 PL 에 의한 투영 이미지의 웨이퍼 W 상에서의 형성 상태를 신속하게 최적화할 수 있다.

이 경우에 있어서, 전술한 결상 성능에 관한 정보는, 조정 장치의 조정정보와 함께, 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량의 산출의 기초가 되는 정보이면 되므로 여러 가지의 정보를 포함할 수 있다. 즉, 결상 성능에 관한 정보는 상기 실시형태와 같이 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 포함하고 있어도 되지만, 결상 성능에 관한 정보는 투영 광학계의 단체의 파면수차와 상기 기준이 되는 노광 조건 하에서의 투영 광학계의 결상 성능의 정보를 포함하고 있어도 된다. 후자의 경우, 전술한 파면수차의 추정방법에 의해 결상 성능으로부터 기준이 되는 노광 조건 하에서의 조정 후의 상기 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 산출하면 된다.

또한, 본 실시형태에 관한 컴퓨터 시스템 (10) 에 의하면, 전술한 제 2 모드가 선택되었을 때, 제 2 통신 서버 (930) 가 소정 목표 노광 조건 하에서의, 상기 조정 장치의 조정정보 및 투영 광학계의 결상 성능, 예컨대 파면수차의 실측 데이터에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출한다. 즉, 목표 노광 조건 하에서 계측된 투영 광학계의 파면수차의 실측 데이터에 기초하여, 그 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량이 산출되므로, 정확한 조정량의 산출이 가능해진다.

또한, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 이 제 2 모드에서 산출한 조정량에 기초하여, 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 전술한 조정 장치를 조정한다. 따라서, 본 실시형태의 컴퓨터 시스템 (10) 에 의하면, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 레티클 패턴의 투영 광학계 PL 에 의한 투영 이미지의 웨이퍼 W 상에서의 형성 상태를 신속히 최적화하는 것이 가능해진다. 이 경우 산출되는 조정량은 실측치를 기초로 하기 때문에, 제 1 모드의 경우에 비해서도 동등 이상의 정밀도가 높은 것으로 된다.

이 경우에 있어서, 실측 데이터로서는 조정 장치의 조정정보와 함께 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량 산출의 기초가 되는 것이면 어떠한 데이터나 사용할 수 있다. 예컨대 본 실시형태과 같이, 실측 데이터는 목표 노광 조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함하고 있어도 되지만, 이에 한정되지 않고 실측 데이터는 목표 노광 조건 하에서의 임의의 결상 성능의 실측 데이터를 포함하고 있어도 된다. 이러한 경우에도, 그 결상 성능의 실측 데이터와 전술한 제르니케 감도표 (ZS 파일) 를 사용함으로써, 간단한 연산으로 파면수차를 구하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 제 2 통신 서버 (930) 는 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간계산에 의해 작성한다. 따라서, 예커대 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표가 미리 준비되어 있지 않은 경우이더라도, 복수의 기준이 되는 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 사용한 예컨대 내삽에 의한 보간계산에 의해 목표 노광 조건 하에서의 제르니케 감도표를 신속하게 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 컴퓨터 시스템 (10) 에 의하면, 노광 장치 (922) 가 구비하는 파면수차 계측기 (80) 에 의해 투영 광학계 PL의 파면이 자기계측된다. 제 1 통신 서버 (920) 에서는 파면수차 계측기 (80) 로 계측되는 투영 광학계 PL 의 파면의 계측결과를 통신로를 통해 제 2 통신 서버 (930) 에 송신한다. 제 2 통신 서버 (930) 에서는 파면의 계측결과를 이용하여 전술한 조정 장치를 제어한다. 따라서, 투영 광학계의 동공면에서의 파면의 정보, 즉 동공면을 통과하는 종합적인 정보를 이용하여 투영 광학계 PL 의 결상 성능이 고정밀도로 조정된다. 이 결과, 투영 광학계에 의한 패턴의 결상상태가 최적이 되도록 조정된다. 이 경우, 제 2 통신 서버 (930) 를 노광 장치 (922) 및 그것에 접속된 제 1 통신 서버 (920) 로부터 떨어진 위치에 배치하는 것이 가능하고, 이러한 경우에는 원격조작에 의해 투영 광학계 PL 의 결상 성능, 나아가서는 투영 광학계 PL 에 의한 패턴의 결상상태의 고정밀도의 조정이 가능해진다.

또한, 도 1 과 같은 사내 LAN 시스템을 노광 장치 제조사 내에 구축하는 경우에는 예컨대 연구개발부문의 클린 룸측, 예컨대 노광 장치의 조립조정을 실행하는 장소 (이하, 「현장」이라고 한다) 에 제 1 통신 서버 (920) 를 설치하고, 제 2 통신 서버 (930) 를 현장에서 떨어진 연구실에 설치한다. 그리고, 현장측의 기술자가 전술한 파면수차의 계측이나, 실험 단계에서의 노광 장치의 노광 조건의 정보 (패턴 정보를 포함한다) 를 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 연구실측의 제 2 통신 서버 (930) 에 보낸다. 그리고, 연구실측의 기술자는, 스스로 설계한 소프트웨어 프로그램이 미리 인스톨된 제 2 통신 서버 (930) 를 사용하여, 송신된 정보에 기초하여 노광 장치 (922) 의 투영 광학계 PL 의 결상 성능의 자동보정을 떨어진 장소로부터 실행하고, 그 결상 성능 조정 후의 투영 광학계의 파면수차의 계측결과를 수취함으로써, 그 결상 성능의 조정 효과를 확인할 수 있어 소프트웨어의 개발 단계 등에도 도움을 줄 수 있다.

또, 상기 실시형태에서 설명한 제 2 통신 서버의 처리 알고리즘은 일례이고 본 발명의 이미지 형성 상태 조정 시스템이 이에 한정되지 않음은 물론이다.

예컨대, 전술한 웨이트 (결상 성능의 웨이트, 시야 내의 각 평가점의 웨이트) 의 지정이나, 타겟 (시야 내의 각 평가점에서의 결상 성능의 목표치) 의 지정 또는 최적화 필드범위의 지정 등은 반드시 할 수 있도록 되어 있지 않아도 된다. 이는 전술한 바와 같은 디폴트 설정에 의해 미리 지정해 놓음으로써 대응이 가능하기 때문이다.

동일한 이유에 의해, 허용치나 제약 조건의 지정도 반드시 할 수 있도록 할 필요도 없다.

반대로, 상세히 기술하지 않은 다른 기능을 부가해도 된다. 예컨대, 평가모드의 지정이 가능하도록 해도 된다. 구체적으로는, 예컨대 절대치 모드, 최대최소폭 모드 (축별, 전체) 등 평가 방식을 지정할 수 있도록 한다. 이 경우, 최적화 계산 자체는 항상 결상 성능의 절대치를 목표로 하여 계산하기 때문에, 절대치 모드를 디폴트 설정으로 하여 최대ㆍ최소폭 모드를 옵셔널 모드로 한다.

구체적으로는 예컨대 디스토션 등, X축, Y축의 축방향별 평균치를 오프셋으로 하여 빼도 되는 것에 대해서는 최대최소폭 모드 (레인지ㆍ축별 오프셋) 의 지정이 가능하도록 한다. 또한, TFD (비점수차의 면내 균일성과 이미지면 만곡에 의존하는 종합 초점차) 등의 XY 면 전체의 평균치를 오프셋으로 하여 빼도 되는 것에 대해서는 최대최소폭모드 (레인지ㆍ전체 오프셋) 의 지정이 가능하도록 한다.

이 최대최소폭 모드는 계산결과를 평가할 때에 필요해진다. 즉, 폭이 허용치 범위 내인지의 여부를 판단함으로써, 폭이 허용치 범위 내가 아닌 경우에는 계산조건 (웨이트 등) 을 변경하여 다시 최적화 계산하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시형태에서는 필요한 ZS 파일을 전술한 보간방법에 의해 작성하는 것으로 하였지만, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 예컨대, ZS 파일을 보간방법 이외로 그 자리에서 작성하는 것으로 해도 되고, 미리 보다 많은 종류의 ZS 파일을 준비해 두고, 그 중에서 조건의 가장 가까운 ZS 파일을 선택하여 이것을 사용하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 모드 1 의 경우에 기준 ID 에서의 계산 상의 파면수차를 사용하고, 모드 2 의 경우에 실측한 파면수차를 사용하고, 모드 3 의 경우에 모드 1 과 같은 파면수차의 데이터를 사용하는 것으로 하였지만, 예컨대 모드 3 의 경우에 실측한 파면수차를 사용하는 것으로 해도 된다. 즉, 실측한 파면수차에 기초하여 여러 가지의 노광 조건 하에서의 전술한 12 종류의 수차를 연산에 의해 구하는 것으로 해도 되고, 이 연산결과에 기초하여 전술한 최상의 노광 조건을 결정하면 실측 데이터를 기초로 함으로써, 보다 정확한 최상의 노광 조건을 결정할 수 있게 된다.

또한, 모드 1, 모드 3 의 경우에, 기준 ID 에서의 계산상의 파면수차를 사용하는 대신에, 실측된 파면수차를 사용하는 것으로 해도 된다. 요컨대 전술한 최적화 계산 등에 파면수차의 데이터를 사용하면 된다.

또한, 파면수차 대신에 개개의 결상 성능의 실측 데이터를 사용할 수 있다는 것은 전술한 바와 같지만, 이 결상 성능의 계측에는, 예컨대 레티클의 패턴 이미지를 Z 틸트 스테이지 (58) 상에 수광면이 형성되는 공간 이미지 계측기로 검출하거나 또는 레티클의 패턴을 웨이퍼 상에 전사하여 그 전사 이미지 (잠상 또는 레지스트 이미지 등) 을 검출하고, 이 검출결과로부터 결상 성능을 구하기만 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 제 2 통신 서버에서는 모드 1 로부터 모드 3 까지의 3 개의 모드의 설정이 가능하지만 모드 1 만, 모드 2 만, 모드 1 과 모드 2 만, 모드 1 과 모드 3 만, 모드 2 와 모드 3 만이 설정가능해도 된다.

또, 지금까지의 설명에서는 필요 이상의 번잡한 설명을 피하는 관점에서, 노광 장치가 설치되는 환경의 대기압의 변동이나, 투영 광학계에 조사되는 조명광의 에너지량 크기에 기인하여, 투영 광학계의 결상 성능이 변화하는 점, 즉 결상 성능의 이른바 대기압 변동이나 이른바 조사 변동에 관해서는 특별히 언급하지 않았지만, 상기 실시형태에 있어서도 이들을 고려해도 된다.

예컨대, 대기압변동은, 실제로 투영 광학계를 설치한 환경에서의 대기압의 변동과 결상 성능 (예컨대 파면수차 등) 과의 관계를 모니터하거나, 또는 투영 광학계를 감압실에 수용하여 그 감압실 내의 내압을 변화시켜, 그 때의 결상 성능의 변화를 계측하는 등에 의해 기초데이터를 얻을 수 있다. 또한, 조사변동은, 실제로 투영 광학계에 조명광을 조사하여 그 때의 결상 성능의 변화를 계측함으로써 그 기초데이터를 얻을 수 있다. 물론, 이들의 기초 데이터를 고정밀도의 광학 시뮬레이션에 의해 얻는 것도 가능하다.

한편, 전술한 실시형태에 있어서 기준 ID 에서의 파면수차 변화표 등의 데이터 베이스를 작성할 때에, 이들 대기압, 조사량 등에 관해서도 기준이 되는 값을 가정하고, 이들을 가미하여 전술한 시뮬레이션에 의해 파면수차 변화표 등의 데이터 베이스를 작성해 둔다. 그리고, 예컨대, 전술한 모드 1 이 선택된 경우에,기준 ID 에서의 계산 상의 파면수차를 사용하는 전제로서 제 2 통신 서버 (930) 는 그 때, 즉 이미지 형성 상태의 최적화를 할 때에, 조정량의 산출 대상이 되는 노광 장치 (922) 의 챔버 (11) 내 (또는 클린 룸 내) 의 대기압을 계측하는 센서의 계측데이터와, 그 노광 장치 (922) 의 주제어 장치 (50) 가 수집한 로그 데이터 중의 조사 이력 데이터를 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 받아들인다. 이어서, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 그것들의 데이터에 기초하여 전술한 기준 ID 에서의 기준이 되는 대기압, 조사량으로부터의 변동량을 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 투영 광학계의 결상 성능의 대기압변동, 조사변동을 산출한다. 그리고, 제 2 통신 서버 (930) 에서는 이 산출 결과도 고려하여 전술한 모드 1 의 기준 ID 에서의 계산 상의 파면수차를 사용한 최적화 처리를 실행하는 것으로 하면 된다.

예컨대, 기준 ID (기준이 되는 노광 조건) 하에서의 파면수차 변화표 등의 데이터에 기초하여 직접적으로 목표 노광 조건 하에서의 최적화 조건을 산출하는 것이 아니라, 기준 ID 와 목표 노광 조건 사이에, 기준 ID 와 비교하여 대기압 및 투영 광학계의 조명광의 흡수량 중 적어도 하나가 다른 제 3 노광 조건을 개재시키고, 그 제 3 노광 조건 하에서의 파면수차 변화표 등의 데이터 (전술한 기준 ID 에서의 파면수차 변화표 등의 여러 가지 데이터를 전술한 투영 광학계의 결상 성능의 대기압변동, 조사변동을 고려하여 보정한, 보다 정확한 파면수차 변화표 등의 데이터) 를 구하고, 이 구한 데이터에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 최적화 조건을 산출하는 것이다.

또, 모드 3 은 물론 모드 2 의 경우에도 동일하게 상기 기술한 투영 광학계의 결상 성능의 대기압변동이나, 조사변동 등을 고려하는 것으로 해도 된다. 이 점에 관해서는 후술하는 변형예에서도 마찬가지이다.

제 2 통신 서버의 처리 알고리즘의 상기 기술한 여러 가지 변경은, 소프트웨어를 변경함으로써 용이하게 실현할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서 설명한 시스템 구성은 일례이고 본 발명에 관한 이미지 형성 상태 조정시스템이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 22 에 도시된 컴퓨터 시스템과 같이, 공중회선 (916) 을 그 일부에 포함하는 통신로를 갖는 시스템 구성을 채용해도 된다.

이 도 22 에 도시된 컴퓨터 시스템 (10') 은, 노광 장치 등의 디바이스 제조장치의 유저인 디바이스 제조사 (이하, 편의상「제조사 A」라고 한다) 의 반도체공장 내의 리소그래피시스템 (912') 과, 그 리소그래피시스템 (912') 에 그 일부에 공중회선 (916) 을 포함하는 통신로를 통해 접속된 노광 장치 제조사 (이하, 편의상「제조사 B」라고 함) 의 컴퓨터 시스템 (914) 등을 포함하여 구성되어 있다.

상기 리소그래피시스템 (912') 은 LAN (918) 을 통해 서로 접속된 제 1 통신 서버 (920), 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃), 및 제 1 인증용 프록시서버 (924) 등을 포함하여 구성되어 있다.

제 1 통신 서버 (920) 및 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 의 각각에는 식별을 위한 어드레스 (AD1 ∼ AD4) 가 각각 할당되어 있는 것으로 한다.

상기 제 1 인증용 프록시서버 (924) 는 LAN (918) 과 공중회선 (916) 사이에형성되고, 여기서는 일종의 방화벽으로서 기능하고 있다. 즉, 제 1 인증용 프록시서버 (924) 는, LAN (918) 상을 흐르는 통신데이터가 외부로 누출되지 않도록 함과 동시에, 어드레스 (AD1 ∼ AD4) 가 부여된 외부로부터의 정보만을 통과시키고, 그 이외의 정보의 통과를 저지함으로써 LAN (918) 을 외부로부터의 부정진입으로부터 보호하고 있다.

상기 컴퓨터 시스템 (914) 은 LAN (929) 을 통해 서로 접속된 제 2 인증용 프록시서버 (928) 및 제 2 통신 서버 (930) 등을 포함하여 구성되어 있다. 여기서는 제 2 통신 서버 (930) 에는 식별을 위한 어드레스 (AD5) 가 할당되어 있는 것으로 한다.

상기 제 2 인증용 프록시서버 (928) 는 전술한 제 1 인증용 프록시서버 (924) 와 동일하게, LAN (929) 상을 흐르는 통신데이터가 외부에 누출되지 않도록 함과 동시에, LAN (929) 을 외부로부터의 부정진입으로부터 보호하는 일종의 파이어월의 역할을 갖고 있다.

이 도 22의 시스템 (10') 에서는 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 로부터 외부에 대한 데이터의 송신은 제 1 통신 서버 (920) 및 제 1 인증용 프록시서버 (924) 를 통해 실행되고, 외부로부터 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 에 대한 데이터의 송신은 제 1 인증용 프록시서버 (924) 를 통해 직접, 또는 제 1 인증용 프록시서버 (924) 및 제 1 통신 서버 (920) 를 통해 실행되도록 되어 있다.

이 도 22의 시스템 (10') 은 예컨대 노광 장치의 정기 메인터넌스시 등에,제조사 A 측에 출장나가 있는 서비스 엔지니어 등이, 제 2 통신 서버 (930) 내에 인스톨되어 있는 전술한 최적화 프로그램을 사용하여 노광 장치 1 에서의 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 경우 등에 적합하다.

기타, 도 22 의 시스템 구성이면 다음과 같은 것도 가능해진다. 즉, 전술한 조정 장치의 자동 조정에서는 보정이 곤란한 수차가 포함되는 경우도 생길 수 있다. 이러한 경우에, 현장 (제조사 A 측) 의 서비스 엔지니어가 파면수차의 계측을 실행하고, 그 데이터를 제 1 통신 서버 (920) 및 공중회선 (916) 을 통해 제 2 통신 서버 (930) 에 보내는 것에 의해, 제조사 B 내의 숙련 기술자가 제 2 통신 서버 (930) 의 하드디스크 내에 기억되어 있는 파면의 계측데이터를 디스플레이에 표시시키고, 그 표시 내용을 분석하여 문제점을 파악하고, 자동조정으로는 곤란한 수차가 포함되어 있는 경우에는, 적확한 대응책의 지시내용을 제 2 통신 서버 (930) 의 키보드 등을 통해 입력하고, 통신에 의해 노광 장치 (922) 의 표시장치 (44) 의 화면 상에 표시시킬 수도 있다. 제조사 A 측에 있는 서비스 엔지니어 등은 이 화면의 표시 내용에 기초하여 렌즈의 장착을 미세 조정하는 등에 의해, 단시간에 투영 광학계를 조정할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시형태 및 도 22 의 변형예에서는 제 2 통신 서버 (930) 내에 전술한 최적화 프로그램이 저장되어 있는 경우에 관해서 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 통신 서버 (920) 가 구비하는 CD-ROM 드라이브에 최적화 프로그램 및 이것에 부속하는 데이터 베이스를 기록한 CD-ROM 을 장전하고, CD-R0M 드라이브로부터 최적화 프로그램 및 이것에 부속하는 데이터 베이스를 제 1 통신 서버(920) 가 구비하는 하드디스크 등의 기억장치내에 인스톨 및 복사해 두어도 된다. 이렇게 하면 제 1 통신 서버 (920) 가 노광 장치 (922) 로부터의 정보를 수취하는 것만으로 전술한 최적화 처리 등을 할 수 있게 된다.

또한, 전술한 것과 같이 제 1 통신 서버 (920) 가 구비하는 하드디스크 등의 내부에는, 제 1 ∼ 제 3 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 에서 달성해야 할 목표정보, 예컨대 해상도 (해상력), 실용 최소 선폭 (디바이스 룰), 조명광 EL 의 파장 (중심 파장 및 파장 폭 등), 전사대상의 패턴 정보, 그 밖의 노광 장치 (922₁∼ 922₃) 의 성능을 결정하는 투영 광학계에 관한 어떠한 정보로서 목표치로 될 수 있는 정보가 저장되어 있다. 또한, 제 1 통신 서버 (920) 가 구비하는 하드디스크 등의 내부에는 향후 도입할 예정의 노광 장치에서의 목표정보, 예컨대 사용을 계획하고 있는 패턴 정보 등도 목표정보로서 저장되어 있다.

따라서, 모드의 디폴트설정을 모드 3 으로 함과 동시에, 전술한 모드 3 의 처리에 있어서 오퍼레이터가 실행하고 있던 여러 가지의 조건 설정을, 상기 정보를 사용하여 제 1 통신 서버 (920) 스스로가 실행하도록 소프트웨어를 변경함으로써, 최상의 노광 조건을 자동설정하는 것도 가능하다.

또는, 노광 장치 (922) 가 구비하는 드라이브장치 (46) 에 최적화 프로그램 및 이것에 부속하는 데이터 베이스를 기록한 CD-ROM 을 장전하고, CD-ROM 드라이브로부터 최적화 프로그램 및 이것에 부속하는 데이터 베이스를 하드디스크 등의 기억장치 (42) 내에 인스톨 및 복사해 두어도 된다. 이렇게 하면 노광 장치(922) 단독으로, 전술한 최적화 처리 등을 하는 것이 가능해진다. 또, 오퍼레이터가 패턴정보를 입력하는 대신에, 제조사 A 의 디바이스 제조공장의 호스트 컴퓨터로부터 패턴정보를 얻거나, 또는 웨이퍼에 전사해야 할 패턴이 형성된 레티클에 부여된 바 코드 또는 2 차원 코드 등을 노광 장치가 판독하여 패턴정보를 얻도록 하고, 오퍼레이터나 서비스 엔지니어 등을 개재시키지 않고, 노광 장치에 의한 투영 광학계 PL 의 자동조정을 가능하게 해도 된다. 이 경우, 주제어 장치 (5O) 가 전술한 조정 장치를 제어하는 처리장치를 구성하게 된다.

즉, 주제어 장치 (50) 는 전술한 모드 1 의 처리 (판단을 포함한다) 를 실행하여, 기준이 되는 노광 조건 (기준 ID) 하에서의, 상기 조정 장치의 조정정보 및 투영 광학계의 결상 성능에 관한 정보, 예컨대 파면수차에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하여, 그 산출된 조정량에 기초하여 조정 장치를 제어한다. 이 결과, 전술한 것과 같은 이유에 의해, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴의 투영 이미지의 웨이퍼 상에서의 형성 상태가 거의 전자동으로 최적화된다.

이 경우도, 상기 결상 성능에 관한 정보로서는, 여러 가지의 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 결상 성능에 관한 정보는 기준 ID 에서의 조정 후의 투영 광학계의 파면수차에 관한 정보를 포함하고 있어도 되고, 또는 상기투영 광학계의 단체의 파면수차와 기준 ID 하에서의 투영 광학계의 결상 성능과의 정보를 포함하고 있어도 된다.

또한, 주제어 장치 (50) 는 전술한 모드 2 의 처리를 실행하여, 소정 목표노광 조건 하에서의 조정 장치의 조정정보 및 투영 광학계의 결상 성능 (파면수차 또는 여러 가지의 수차) 의 실측 데이터에 기초하여 목표 노광 조건 하에서의 조정 장치의 최적의 조정량을 산출하고, 그 산출한 조정량에 기초하여 상기 조정 장치를 제어한다. 이 경우, 전술한 것과 같은 이유에 의해, 임의의 목표 노광 조건 하에서의 패턴의 투영 이미지의 웨이퍼 상에서의 형성 상태가 거의 전자동으로 최적화된다. 이 경우, 제 1 모드에 비해 보다 정확한 조정량에 기초하여 조정 장치가 제어된다.

또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계의 결상 성능의 실측 데이터로서 파면수차의 실측 데이터를 사용하는 경우, 그 파면수차의 계측에 예컨대 파면수차 계측기를 사용할 수 있지만, 그 파면수차 계측기로서 전체 형상이 웨이퍼 홀더와 교환가능한 형상을 갖는 파면수차 계측기를 사용해도 된다. 이러한 경우에는 이 파면수차 계측기는 웨이퍼 또는 웨이퍼 홀더를 웨이퍼 스테이지 WST (Z 틸트 스테이지 (58)) 상에 반입하고, 웨이퍼 스테이지 WST (Z 틸트 스테이지 (58)) 로부터 반출하는 반송계 (웨이퍼 로더 등) 을 사용하여 자동반송하는 것이 가능하다. 또, 웨이퍼 스테이지에 반입되는 파면수차 계측기는 예컨대 전술한 파면수차 계측기 (80) 모두가 장착되어 있지 않아도 되고, 그 일부만이 장착되고, 나머지가 웨이퍼 스테이지의 외부에 설치되어 있어도 된다. 또한 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지에 대하여 파면수차 계측기 (80) 를 착탈 자유롭게 하였지만, 상설로 해도 된다. 이 때, 파면수차 계측기 (80) 의 일부만을 웨이퍼 스테이지에 설치하고, 나머지를 웨이퍼 스테이지의 외부에 배치해도 된다. 또한 상기 실시형태에서는 파면수차 계측기 (80) 의 수광광학계의 수차를 무시하는 것으로 하였지만, 그 파면수차를 고려하여 투영 광학계의 파면수차를 결정해도 된다. 또, 파면수차의 계측에 예컨대 전술한 미국특허 제 5,978,085 호에 개시된 계측용 레티클을 사용하는 경우에는, 웨이퍼 상의 레지스트층에 전사되어 형성된 계측용 패턴의 잠상의 기준 패턴의 잠상에 대한 위치 어긋남을, 예컨대 노광 장치가 구비하는 얼라인먼트계 ALG 에 의해 검출하는 것으로 해도 된다. 또, 계측용 패턴의 잠상을 검출하는 경우에는 웨이퍼 등의 물체 상의 감광층으로서 포토레지스트를 사용해도 되고, 또는 광자기재료 등을 사용해도 된다. 또한, 노광 장치와 코터ㆍ디벨로퍼를 인라인 접속하고, 전술한 계측용 패턴이 전사된 웨이퍼 등의 물체를 현상처리하여 얻어지는 레지스트 이미지, 나아가서는 에칭처리를 하여 얻어지는 에칭 이미지를 노광 장치의 얼라인먼트계 ALG 로 검출해도 된다. 또 노광 장치와는 별도로 전용 계측장치를 설치하여 계측용 패턴의 전사 이미지 (잠상, 레지스트 이미지 등) 를 검출하고, 그 결과를 LAN, 인터넷 등을 통하거나 무선통신에 의해 노광 장치에 송신하도록 해도 된다. 이들에 추가하여, 상기 기술한 최적화 프로그램의 모드 설정을 모드 (1) 가 디폴트 설정에 의해 선택되도록 해 둔다. 이와 같은 여러 연구에 의해 상기 기술한 투영 광학계 PL 의 결상 성능의 자동조정을, 오퍼레이터나 서비스 엔지니어를 개재시키지 않고 컴퓨터 시스템 (10) 에 의해 전부 자동적으로 실행하도록 할 수도 있다. 마찬가지로 최적화 프로그램을 제 1 통신 서버에 저장해 둠으로써, 상기 기술한 투영 광학계 PL 의 결상 성능의 자동조정을, 오퍼레이터나 서비스 엔지니어를 개재시키지 않고 제 1 통신 서버에 의해 실행할수 있다. 마찬가지로 최적화 프로그램을 노광 장치 (922) 의 기억장치 (42) 에 인스톨해 둠으로써, 상기 기술한 투영 광학계 PL 의 결상 성능의 자동조정을, 오퍼레이터나 서비스 엔지니어를 개재시키지 않고 노광 장치 단독으로 실행할 수도 있다.

이 외에 제 1 통신 서버 (920) 와 제 2 통신 서버 (930) 는 무선회로에 의해 접속해도 된다.

또한 상기 실시형태 및 변형예에서는 12 종류의 결상 성능을 최적화하는 것으로 하였으나, 결상 성능의 종류 (수) 는 이것에 한정되지 않고, 최적화의 대상이 되는 노광 조건의 종류를 변경함으로써, 더욱 많은 결상특성 혹은 보다 적은 결상 성능을 최적화해도 된다. 예컨대 상기 기술한 제르니케 감도표 (Zernike Sensitivity) 에 평가량으로도 포함되는 결상 성능의 종류를 변경하는 것으로 하면 된다.

또 상기 실시형태 및 변형예에서는 제르니케 다항식의 제 1 항 ∼ 제 n 항의 각 계수를 전부 사용하는 것으로 하였으나, 제 1 항 ∼ 제 n 항의 적어도 하나의 항에서 그 계수를 사용하지 않아도 된다. 예컨대 제 2 항 ∼ 제 4 항의 각 계수를 사용하지 않고, 대응하는 결상 성능을 종래대로 조정해도 된다. 이 경우, 이들 제 2 항 ∼ 제 4 항의 각 계수를 사용하지 않은 경우, 대응하는 결상 성능의 조정을, 상기 기술한 가동 렌즈 (13₁∼ 13₅) 의 적어도 하나의 3 자유도 방향의 위치 조정으로 실행해도 되지만, 웨이퍼 W (Z 틸트 스테이지 (58)) 의 Z 위치 및 경사 조정으로 실행해도 된다.

또 상기 실시형태 및 변형예에서는 파면 계측 장치에서는, 제르니케 다항식의 제 81 항까지, 파면 수차 계측기의 경우에 제 37 항까지를 산출하거나, 제 82 항 이상의 항도 산출하는 것으로 하였으나 이것에 한정되지 않는다. 마찬가지로 상기 기술한 파면수차변화표 등도 제 1 항 ∼ 제 37 항에 관한 것에 한정되는 것은 아니다.

또한 상기 실시형태 및 변형예에서는 최소 자승법 (Least Square Method) 또는 감쇠 최소 자승법 (Damped Least Square Method) 에 의해 최적화를 실행하는 것으로 하였으나, 예컨대 (1) 최급강하법 (Steepest Decent Method) 나 공액 구배법 (Conjugate Gradient Method) 등의 구배법, (2) Flecible Method, (3) Variable by Variable Method, (4) Orthonomalization Method, (5) Adaptive Method, (6) 2차 미분법, (7) Grobal Optimization by Simulated annealing, (8) Grobal Optimazation by Biological evolution 및 (9) 유전적 알고리즘 (US2001/0053962A 를 참조) 등을 사용할 수 있다.

또한 상기 각 실시형태에서는 통신로로서 LAN, 혹은 LAN 및 공중회선, 그 외의 신호선을 사용하는 경우에 대해 설명하였는데, 이것에 한정하지 않고 신호선이나 통신로는 유선이거나 무건이거나 상관없다.

또 상기 실시형태 및 변형예에서는 조명 조건의 정보로서 통상 조명에서는 σ치 (코히어런스 팩터), 윤대 조명에서는 윤대비를 사용하는 것으로 하였으나, 윤대 조명에서 윤대비에 추가하거나 혹은 그 대신에 내경이나 외경을 사용해도 되고,4 극 조명 등의 변형 조명 (SHRINC 또는 다극 조명이라고도 한다) 에서는, 조명 광학계의 동공면 상에서의 조명광의 광량분포는 그 일부, 즉 조명 광학계의 광축과의 거리가 거의 같은 위치에 그 광량 중심이 설정되는 복수의 부분 영역에서 광량이 높아지므로, 조명 광학계의 동공면에서의 복수의 부분영역 (광량 중심) 의 위치정보 (예컨대 조명 광학계의 동공면에서의 광축을 원점으로 하는 좌표계에서의 좌표치 등), 복수의 부분영역 (광량 중심) 과 조명 광학계의 광축과의 거리, 및 부분영역의 크기 (σ치에 상당) 등을 사용해도 된다.

또한 상기 실시형태 및 변형예에서는 투영 광학계 PL 의 광학소자를 이동시켜 결상 성능을 조정하는 것으로 하였으나, 결상 성능 조정기구는 광학소자의 구동기구에 한정되지 않고, 그 구동기구에 추가하거나 혹은 그 대신에 예컨대 투영 광학계 PL 의 광학소자 사이에서의 기체의 압력을 변경하거나, 레티클 R 을 투영 광학계의 광축방향으로 이동 또는 경사시키거나 혹은 레티클과 웨이퍼 사이에 배치되는 평행평면판의 광학적인 두께를 변경하는 기구 등을 사용해도 된다. 단, 이 경우에는 상기 실시형태 또는 변형예에서의 자유도의 수가 변경될 수 있다.

또 상기 실시형태 및 변형예에서는 노광 장치 (922) 가 복수 대 설치되고, 제 2 통신 서버 (930) 가 통신로를 통해 복수 대의 노광 장치 (922₁∼922₃) 에 공통으로 접속된 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 노광 장치는 단수이어도 물론 상관없다.

또한 상기 실시형태에서는 노광 장치로서 스테퍼를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 미국특허 제 5,473,410 호에 개시되는 마스크와 물체를 동기 이동하여 마스크의 패턴을 물체 상에 전사하는 주사형 노광 장치를 사용해도 된다.

또한 상기 실시형태 및 변형예에서는 복수 대의 노광 장치가 동일 구성인 것으로 하였으나, 조명광 EL 의 파장이 다른 노광 장치를 혼용해도 되고, 혹은 구성이 다른 노광 장치, 예컨대 정지 노광 방식의 노광 장치 (스테퍼 등) 와 주사 노광 방식의 노광 장치 (스캐너 등) 를 혼용해도 된다. 또 복수 대의 노광 장치의 일부를, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치로 해도 상관없다. 또 예컨대 국제공개 WO99/49504 등에 개시되는, 투영 광학계 PL 과 웨이퍼 사이에 액체가 채워지는 액침형 노광 장치를 사용해도 된다.

이 경우의 노광 장치의 용도로는 반도체 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 예컨대 각형의 유리 플레이트에 액정표시소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치, 플라즈마 디스플레이 또는 유기 EL 등의 표시장치, 촬상 소자 (CCD 등), 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라. 광노광 장치, EUV 노광 장치, X선 노광 장치 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 규소 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또 상기 실시형태의 노광 장치의 광원은 F₂레이저, ArF 엑시머 레이저, KrF엑시머 레이저 등의 자외 펄스 광원에 한정하지 않고, 연속광원, 예컨대 g선 (파장 436㎚), i선 (파장 365㎚) 등의 휘선을 발하는 초고압 수은램프를 사용할 수도 있다. 또한 조명광 EL 로서 X선, 특히 EUV 광 등을 사용해도 된다.

또 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외선, 또는 가시역의 단일파장 레이저광을, 예컨대 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학결정을 사용하여 자외광으로 파장변환한 고조파를 사용해도 된다. 또 투영 광학계의 배율은 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계의 어느 것이어도 된다. 또 투영 광학계로서는 굴절계에 한정하지 않고, 반사광학소자와 굴절광학소자를 갖는 반사굴절계 (카타디옵트릭계) 혹은 반사 광학 소자만을 사용하는 반사계를 사용해도 된다. 또한 투영 광학계 PL 로서 반사 굴절계 또는 반사계를 사용할 때에는, 상기 기술한 가동의 광학소자로서 반사광학소자 (오목면경이나 반사경 등) 의 위치 등을 변경하여 투영 광학계의 결상특성을 조정한다. 또 조명광 EL 로서, 특히 Ar₂레이저광 또는 EUV 광 등을 사용하는 경우에는, 투영 광학계 PL 를 반사광학소자만으로 이루어지는 전체 반사계로 할 수도 있다. 단, Ar₂레이저광이나 EUV 광 등을 사용하는 경우에는 레티클 R 도 반사형으로 한다.

또한 반도체 디바이스는, 디바이스의 기능ㆍ성능을 설계하는 스텝, 이 설계 스텝에 근거한 레티클을 제작하는 스텝, 규소 재료로 웨이퍼를 제작하는 스텝, 상기 기술한 실시형태의 노광 장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 스텝,디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩공정, 패키지 공정을 포함), 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 디바이스 제조방법에 의하면, 리소그래피 공정으로, 상기 기술한 실시형태의 노광 장치를 사용하여 노광되므로, 대상 패턴에 따라 결상 성능이 조정되었거나, 혹은 파면수차의 계측결과에 기초하여 결상 성능이 고정밀도로 조정된 투영 광학계 PL 를 통해 레티클 R 의 패턴이 웨이퍼 W 상에 전사되므로, 미세 패턴을 양호한 중첩 정밀도로 웨이퍼 W 상에 전사할 수 있게 된다. 따라서 최종 제품인 디바이스의 수율이 향상되어, 그 생산성의 향상이 가능해진다.

산업상의 이용 가능성

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 이미지 형성 상태 조정 시스템은, 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 신속하게 최적화하는 데에 적합하다. 또 본 발명의 노광방법 및 노광 장치는 패턴 물체 상에 양호한 정밀도로 전사하는 데에 적합하다. 또 본 발명의 프로그램 및 정보 기록 매체는, 노광 장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태의 최적화를 위한 처리를 실행시키는 데에 적합하다. 또 본 발명의 투영 광학계의 제조방법은, 결상특성이 양호한 투영 광학계의 제조에 적합하다. 또 본 발명의 노광 장치의 제조방법은 미세 패턴을 물체 상에 양호한 정밀도로 전사할 수 있는 노광 장치의 제조에 적합하다.

Claims (152)

1. 소정 패턴의 투영 이미지를 투영광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 노광 장치에서 사용되는 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하기 위한 이미지 형성상태 조정시스템으로서,

   상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치; 및

   상기 노광장치에 통신로를 통해 접속되고, 소정 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보를 사용하여, 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 컴퓨터;를 구비하는 이미지 형성상태 조정시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소정 노광조건은, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 조정 후의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 단체(單體)의 파면수차와 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 투영광학계의 결상 성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

   상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

   상기 컴퓨터는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 소정의 목표치는, 외부로부터 입력된, 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 평가점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 결상성능의 목표치는, 선택된 대표점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 결상성능의 목표치는, 상기 투영광학계의 결상성능을 수차분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중의 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에, 상기 가중치의 설정 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 가중치는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능 중, 허용치를 초과하는 부분의 가중치가 높아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
12. 제 5 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 목표 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 소정 노광조건은, 상기 목표 노광조건인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 임의의 결상성능의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

    상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

    상기 컴퓨터는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영 광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 소정의 목표치는, 외부로부터 입력된, 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 평가점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 결상성능의 목표치는, 선택된 대표점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
20. 제 18 항에 있어서,

    상기 결상성능의 목표치는, 상기 투영광학계의 결상성능을 수차분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
21. 제 17 항에 있어서,

    상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에, 상기 가중치의 설정화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
23. 제 21 항에 있어서,

    상기 가중치는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능 중, 허용치를 초과하는 부분의 가중치가 높아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
24. 제 17 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 목표 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
25. 제 1 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 조정장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약 조건을 추가로 고려하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
26. 제 1 항에 있어서,

    상기 컴퓨터에는, 상기 투영광학계의 시야 내의 적어도 일부를 최적화 필드 범위로서 외부로부터 설정가능한 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
27. 제 1 항에 있어서,

    상기 컴퓨터에는,

    적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상 성능에 관한 정보에 기초하여 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 1 모드와,

    상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터에 기초하여 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 2 모드와,

    상기 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여, 상기 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 제 3 모드 중, 적어도 2 개의 모드를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 산출한 조정량에 기초하여, 상기 조정장치를 제어하는것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
29. 소정 패턴의 투영 이미지를 투영광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 노광 장치에서 사용되는 상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 최적화하기 위한 이미지 형성상태 조정시스템으로서,

    상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성 상태를 조정하는 조정장치; 및

    상기 노광장치에 통신로를 통해 접속되며, 상기 조정장치의 조정정보와, 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여, 상기 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 컴퓨터;를 구비하는 이미지 형성상태 조정시스템.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 임의의 노광조건은, 상기 투영광학계에 의한 투영 대상으로 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 제 2 정보는, 상기 투영광학계의 개구수와 상기 패턴의 조명조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
32. 제 29 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보와, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
33. 제 29 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 임의의 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
34. 제 1 항 내지 제 27 항 및 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 통신로는, 로컬 에어리어 네트워크인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
35. 제 1 항 내지 제 27 항 및 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 통신로는, 공중회선을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태조정시스템.
36. 제 1 항 내지 제 27 항 및 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 통신로는, 무선회선을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
37. 제 1 항 내지 제 27 항 및 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 컴퓨터는, 상기 노광장치의 구성 각 부를 제어하는 제어용 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
38. 소정의 패턴을 투영광학계를 사용하여 물체 상에 전사하는 노광방법으로서,

    소정 노광조건 하에서의 상기 투영광학계에 의한 상기 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보를 사용하여, 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 공정; 및

    상기 목표 노광조건 하에서, 상기 산출된 조정량에 기초하여 상기 조정장치를 조정한 상태로, 상기 패턴을 상기 투영광학계를 사용하여 상기 물체 상에 전사하는 공정;을 포함하는 노광방법.
39. 제 38 항에 있어서,

    상기 소정 노광조건은, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건인 것을 특징으로 하는 노광방법.
40. 제 39 항에 있어서,

    상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 조정 후의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
41. 제 40 항에 있어서,

    상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 단체(單體)의 파면수차와 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
42. 제 40 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

    상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

    상기 산출하는 공정에서는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
43. 제 38 항에 있어서,

    상기 소정 노광조건은, 상기 목표 노광조건인 것을 특징으로 하는 노광방법.
44. 제 43 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터인 것을 특징으로 하는 노광방법.
45. 제 44 항에 있어서,

    상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
46. 제 43 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

    상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

    상기 산출하는 공정에서는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
47. 제 42 항 또는 제 46 항에 있어서,

    상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 노광방법.
48. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광방법으로서,

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 전사에서의 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하고, 상기 노광조건마다 산출되는 결상성능에 기초하여 상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건을 결정하는 노광방법.
49. 제 48 항에 있어서,

    상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴에 관한 정보를 포함하고, 상기 패턴에 관한 정보를 상기 주목하는 설정정보로 하여최적인 설정치를 결정하는 노광방법.
50. 제 48 항에 있어서,

    상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 복수의 정보를 포함하고, 상기 투영조건에 관한 복수의 정보 중 1 개를 상기 주목하는 설정정보로 하여 최적의 설정치를 결정하는 노광방법.
51. 제 50 항에 있어서,

    상기 투영조건에 관한 복수의 정보는, 상기 투영광학계의 광학정보와 상기 패턴을 조명하는 조명광학계의 광학정보를 포함하는 노광방법.
52. 제 51 항에 있어서,

    상기 조명광학계의 광학정보는, 상기 패턴의 조명조건에 관한 복수의 정보를 포함하는 노광방법.
53. 제 48 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상성능을 산출하는 노광방법.
54. 제 53 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 1 개는 그의 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성되는 노광방법.
55. 제 48 항 및 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물체 상에서의 상기 투영광학계에 의한 패턴 이미지의 형성상태의 조정 장치에 의한 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와, 상기 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
56. 제 55 항에 있어서,

    상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건에서 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 광학소자가 조정되는 노광방법.
57. 제 55 항에 있어서,

    상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 노광방법.
58. 제 55 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상성능을 산출하는 노광방법.
59. 제 58 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 1 개는 그의 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성되는 노광방법.
60. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광방법으로서,

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 물체 상에서의 상기 투영광학계에 의한 패턴 이미지의 형성상태의 조정장치에 의한 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여, 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
61. 제 60 항에 있어서,

    상기 결상성능이 최적으로 되는 노광조건에서 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 광학소자가 조정되는 노광방법.
62. 제 60 항에 있어서,

    상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 노광방법.
63. 제 60 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전사에서의 복수의 설정정보 중 적어도 1 개에 관해서 설정치가 상이한 복수의 노광 조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
64. 제 63 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
65. 제 64 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 1 개는 그의 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성되는 노광방법.
66. 제 63 항에 있어서,

    상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴에 관한 정보를 포함하고, 상기 패턴이 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
67. 제 63 항에 있어서,

    상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 투영정보를 포함하고, 상기 투영정보에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
68. 제 67 항에 있어서,

    상기 투영조건에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 광학정보와, 상기 패턴을 조명하는 조명광학계의 광학정보를 포함하고, 상기 2 개의 광학정보 중 적어도 일방에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
69. 제 68 항에 있어서,

    상기 조명광학계의 광학정보는, 상기 패턴의 조명조건에 관한 복수의 조명정보를 포함하고, 상기 복수의 조명정보 중 적어도 1 개에 관한 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광방법.
70. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광장치로서,

    상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 복수의 설정 정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광조건을 설정하는 설정장치; 및

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하고, 상기 노광조건마다 산출되는 결상성능에 기초하여 상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건을 결정하는 연산장치;를 구비하는 노광장치.
71. 제 70 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 결상성능을 산출하는 노광장치.
72. 제 71 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 1 개는 그의 대응하는 제르니케 감도표가,다른 복수의 노광조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성되는 노광장치.
73. 제 70 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물체 상에서의 상기 투영광학계에 의한 패턴 이미지의 형성상태를 조정하는 조정장치를 더 구비하며, 상기 조정장치에 의한 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와, 상기 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광장치.
74. 제 73 항에 있어서,

    상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건에서 상기 물체에 패턴을 전사할 때, 상기 최적의 조정량에 따라 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 광학소자가 조정되는 노광장치.
75. 제 73 항에 있어서,

    상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 노광장치.
76. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광장치로서,

    상기 물체 상에서의 상기 투영광학계에 의한 패턴 이미지의 형성상태를 조정하는 조정장치; 및

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치에 의한 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표에 기초하여, 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 연산장치;를 구비하는 노광장치.
77. 제 76 항에 있어서,

    상기 제르니케 다항식 중 적어도 1 개의 항에 가중치를 부여하는 가중치 부여 함수를 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출하는 노광장치.
78. 제 76 항 또는 제 77 항에 있어서,

    상기 전사에서의 복수의 설정정보 중 적어도 1 개에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상 성능이 최적으로 되는 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 노광장치.
79. 제 78 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하여 각각 상기 최적의 조정량을 결정하는 노광장치.
80. 제 79 항에 있어서,

    상기 복수의 노광조건 중 적어도 1 개는 그의 대응하는 제르니케 감도표가, 다른 복수의 노광조건에 대응하는 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성되는 노광장치.
81. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광장치로서,

    상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 복수의 설정정보 중 적어도 1 개로 설정치가 가변인 노광조건을 설정하는 설정장치; 및

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관해 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 다른 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 연산장치;를 구비하는 노광장치.
82. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광방법으로서,

    상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상 성능을 산출하기 위하여 상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 다른 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 노광방법.
83. 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스 제조방법으로서,

    상기 리소그래피 공정에서는, 제 38 항 내지 제 46 항, 제 48 항 내지 제 52 항, 제 60 항 내지 제 62 항 및 제 82 항 중 어느 한 항에 기재된 노광방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
84. 에너지빔에 의해 마스크를 조명하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광장치로서,

    상기 패턴의 투영 이미지의 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치; 및

    상기 조정장치에 신호선을 통해 접속되며, 소정 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보에 기초하여, 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하고, 그 산출한 조정량에 기초하여, 상기 조정장치를 제어하는 처리장치;를 구비하는 노광장치.
85. 제 84 항에 있어서,

    상기 소정 노광조건은, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건인 것을 특징으로 하는 노광장치.
86. 제 85 항에 있어서,

    상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 조정 후의 상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
87. 제 85 항에 있어서,

    상기 결상 성능에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 단체의 파면수차와 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
88. 제 85 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

    상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

    상기 처리장치는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
89. 제 84 항에 있어서,

    상기 소정 노광조건은, 상기 목표 노광조건인 것을 특징으로 하는 노광장치.
90. 제 89 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터인 것을 특징으로 하는 노광장치.
91. 제 90 항에 있어서,

    상기 실측 데이터는 상기 목표 노광조건 하에서의 임의의 결상성능의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
92. 제 90 항에 있어서,

    상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
93. 제 92 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 파면수차를 계측하는 파면계측기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
94. 제 93 항에 있어서,

    상기 물체를 유지하는 물체 스테이지; 및

    상기 파면계측기를 상기 물체 스테이지 상에 반입하고, 상기 물체 스테이지로부터 반출하는 반송계;를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
95. 제 89 항에 있어서,

    상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

    상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

    상기 처리장치는, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
96. 제 88 항 또는 제 95 항에 있어서,

    상기 소정의 목표치는, 외부로부터 입력된 상기 투영광학계의 적어도 1 개의 평가점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 이미지 형성상태 조정시스템.
97. 제 96 항에 있어서,

    상기 결상성능의 목표치는, 선택된 대표점에서의 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
98. 제 96 항에 있어서,

    상기 결상성능의 목표치는, 상기 투영광학계의 결상성능을 수차분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수를 기초로 나쁜 성분을 개선하기 위해 설정된 계수의 목표치가 변환된 결상성능의 목표치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
99. 제 88 항 또는 제 95 항에 있어서,

    상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 노광장치.
100. 제 99 항에 있어서,

     상기 처리장치는, 상기 소정 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에, 상기 가중치의 설정화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
101. 제 88 항 또는 제 95 항에 있어서,

     상기 처리장치는, 목표 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
102. 에너지빔에 의해 마스크를 조명하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광장치로서,

     상기 투영 이미지의 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치; 및

     상기 조정장치에 통신로를 통해 접속되고, 상기 조정장치의 조정정보와, 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여, 상기 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 처리장치;를 구비하는 노광장치.
103. 제 102 항에 있어서,

     상기 임의의 노광조건은, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건인 것을 특징으로 하는 노광장치.
104. 제 103 항에 있어서,

     상기 제 2 정보는, 상기 투영광학계의 개구수와 상기 패턴의 조명조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
105. 제 102 항에 있어서,

     상기 처리장치는, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보와, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
106. 제 105 항에 있어서,

     상기 처리장치는, 상기 임의의 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
107. 소정 패턴의 투영 이미지를 투영광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 동시에, 상기 투영 이미지의 상기 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치를 구비한 노광장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 소정의 처리를 실행시키는 프로그램으로서,

     소정 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보의 입력에 응답하여, 이들 입력정보를 사용하여 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 수순을 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
108. 제 107 항에 있어서,

     상기 소정 노광조건은, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건인 것을 특징으로 하는 프로그램.
109. 제 108 항에 있어서,

     상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 조정 후의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
110. 제 108 항에 있어서,

     상기 결상성능에 관한 정보는, 상기 투영광학계 단체의 파면수차와 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
111. 제 108 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

     상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

     상기 컴퓨터에, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여 상기 최적의 조정량을 산출시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
112. 제 111 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 시야 내의 각 평가점에서의 상기 목표치의 설정화면을 표시하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
113. 제 111 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 결상성능을 수차분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수와 함께 상기 목표치의 설정화면을 표시하는 수순; 및

     상기 설정화면의 표시에 응답하여 설정된 계수의 목표치를 상기 결상성능의 목표치로 변환하는 수순;를 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
114. 제 111 항에 있어서,

     상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 프로그램.
115. 제 114 항에 있어서,

     상기 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에, 상기 가중치의 설정화면을 표시하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
116. 제 111 항에 있어서,

     상기 목표 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 수순을, 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
117. 제 108 항에 있어서,

     상기 조정장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약 조건을 고려하여, 상기 산출된 최적의 조정량을 보정하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
118. 제 107 항에 있어서,

     상기 소정 노광조건은, 상기 목표 노광조건인 것을 특징으로 하는 프로그램.
119. 제 118 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터인 것을 특징으로 하는 프로그램.
120. 제 119 항에 있어서,

     상기 실측 데이터는 상기 목표 노광조건 하에서의 임의의 결상성능의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
121. 제 119 항에 있어서,

     상기 실측 데이터는, 상기 목표 노광조건 하에서의 파면수차의 실측 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
122. 제 118 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보는, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 그 결상성능의 소정의 목표치와의 차의 정보이고,

     상기 조정장치의 조정정보는, 상기 조정장치의 조정량의 정보이고,

     상기 컴퓨터에, 상기 차와, 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치의 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파라미터군으로 이루어지는 파면수차 변화표와, 상기 조정량과의 관계식을 사용하여, 상기 최적의 조정량을 산출시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
123. 제 122 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 시야 내의 각 평가점에서의 상기 목표치의 설정화면을 표시하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
124. 제 122 항에 있어서,

     상기 투영광학계의 결상성능을 수차분해법에 의해 성분 분해하고, 그 분해 후의 분해 계수와 함께 상기 목표치의 설정화면을 표시하는 수순; 및

     상기 설정화면의 표시에 응답하여 설정된 계수의 목표치를 상기 결상성능의 목표치로 변환하는 수순;을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
125. 제 122 항에 있어서,

     상기 관계식은, 상기 제르니케 다항식의 각 항 중 임의의 항에 가중치를 부여하기 위한 가중치 부여 함수를 포함하는 식인 것을 특징으로 하는 프로그램.
126. 제 125 항에 있어서,

     상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 허용치를 경계로 하여 색분류 표시하는 동시에, 상기 가중치의 설정화면을 표시하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프포그램.
127. 제 122 항에 있어서,

     상기 목표 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 수순을, 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
128. 제 118 항에 있어서,

     상기 조정장치에 의한 조정량의 한계에 의해 정해지는 제약조건을 고려하여 상기 산출된 최적의 조정량을 보정하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
129. 제 107 항에 있어서,

     적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 결상성능에 관한 정보에 기초하여 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 1 모드와,

     상기 목표 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능의 실측 데이터에 기초하여 상기 목표 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 산출하는 제 2 모드와,

     상기 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 파면수차에 기초하여 상기 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 제 3 모드 중, 미리 정해진 적어도 2 개의 모드를 모드의 선택 지시에 따라 택일적으로 설정하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
130. 제 107 항에 있어서,

     상기 산출한 조정량에 기초하여, 상기 조정장치를 제어하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
131. 소정 패턴의 투영 이미지를 투영광학계를 사용하여 물체 상에 형성하는 동시에 상기 투영 이미지의 상기 물체 상에서의 형성상태를 조정하는 조정장치를 구비한 노광장치의 제어계의 일부를 구성하는 컴퓨터에 소정의 처리를 실행시키는 프로그램으로서,

     적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보와 상기 투영광학계의 파면수차의 정보를 사용하여, 상기 조정정보에 따르는 상기 조정장치의 조정상태 하에서의 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하는 수순; 및 그 산출결과를 출력하는 수순;을 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
132. 제 131 항에 있어서,

     상기 임의의 노광조건은, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴에 관한 제 1 정보 및 상기 패턴의 투영조건에 관한 제 2 정보에 따라 정해지는 조건인 것을 특징으로 하는 프로그램.
133. 제 132 항에 있어서,

     상기 제 2 정보는, 상기 투영광학계의 개구수와 상기 패턴의 조명조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
134. 제 131 항에 있어서,

     상기 컴퓨터에, 적어도 1 개의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 조정정보 및 상기 투영광학계의 파면수차의 정보에 기초하여 얻어지는 현재의 상기 투영광학계의 파면수차의 정보와, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 임의의 노광조건 하에서의 상기 투영광학계의 결상성능을 산출시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
135. 제 131 항에 있어서,

     상기 임의의 노광조건 하에서의 제르니케 감도표를, 복수의 기준으로 되는 노광조건 하에서의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 수순을 상기 컴퓨터에 추가로 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
136. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광장치에 소정의 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서,

     상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표의 입력에 응답하여, 상기 전사에서의 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하고, 상기 노광조건마다 산출되는 결상성능에 기초하여 상기 주목하는 설정정보에 관한 설정치가 최적으로 되는 노광조건을 결정하는 수순을 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
137. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하기 위해, 상기 물체 상에서의 상기 패턴의 투영 이미지의 형성상태를 조정하는 조정장치를 구비하는 노광장치에 소정의 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서,

     상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표와, 상기 조정장치에 의한 조정과 상기 투영광학계의 파면수차의 변화와의 관계를 나타내는 파면수차 변화표와의 입력에 응답하여, 상기 투영광학계의 결상성능이 최적으로 되는 노광조건 하에서의 상기 조정장치의 최적의 조정량을 결정하는 수순을 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
138. 투영광학계를 통해 물체 상에 패턴을 전사하는 노광장치에 소정의 처리를 실행시키는 컴퓨터의 프로그램으로서,

     상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표의 입력에 응답하여, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 노광조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하기 위하여, 상기 복수의 노광조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 다른 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 수순을 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
139. 제 107 항 내지 제 138 항 중 어느 한 항에 기재된 프로그램이 기록된 컴퓨터에 의한 판독가능한 정보기록매체.
140. 소정의 패턴을 물체 상에 투영하는 투영광학계의 제조방법으로서,

     경통에 복수의 광학소자를 소정의 위치관계로 장착하여 상기 투영광학계를 조립하는 공정;

     상기 조립 후의 상기 투영광학계의 파면수차를 계측하는 공정; 및

     상기 계측된 파면수차가 최적으로 되도록 상기 투영광학계를 조정하는 공정;을 포함하는 투영광학계의 제조방법.
141. 제 140 항에 있어서,

     상기 조립공정에 앞서, 상기 각 광학소자의 면 형상에 관한 정보를 얻는 공정을 추가로 포함하고,

     상기 조립공정은, 조립 중인 각 광학소자의 광학면의 간격에 관한 정보를 얻는 공정을 포함하며,

     상기 조정하는 공정에 앞서, 상기 각 광학소자의 면형상에 관한 정보 및 상기 각 광학소자의 광학면의 간격에 관한 정보에 기초하여, 이미 알려진 광학 기본 데이터를 수정하여, 실제로 제작된 투영광학계의 제조과정에서의 광학 데이터를 재현하는 공정; 및

     상기 각 광학소자의 소정 자유도 방향 각각의 단위 구동량과 제르니케 다항식의 각 항의 계수의 변화량의 관계를, 상기 투영광학계의 설계치에 기초하여 산출한 파면수차 변화표를 포함하는 조정 기본 데이터베이스를, 상기 광학 기본 데이터에 기초하여 수정하는 공정;을 더 포함하며,

     상기 조정하는 공정에서는, 상기 수정 후의 상기 데이터베이스와 계측된 파면수차의 계측결과를 사용하여, 상기 렌즈 소자의 각 자유도 방향 각각의 조정량의 정보를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 적어도 1 개의 광학소자를 적어도 1 자유도 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 투영광학계의 제조방법.
142. 소정의 패턴을 투영광학계를 통해 물체 상에 전사하는 노광장치의 제조방법으로서,

     상기 투영광학계를 제조하는 공정;

     상기 제조 후의 상기 투영광학계를 노광장치 본체에 장착하는 공정;

     상기 노광장치 본체에 장착된 상태의 상기 투영광학계의 파면수차를 계측하는 공정; 및

     상기 각 광학소자의 소정의 자유도 방향 각각의 단위 구동량과 제르니케 다항식의 각 항의 계수의 변화량과의 관계를, 상기 투영광학계의 설계치에 기초하여 산출한 파면수차 변화표를 포함하는 데이터 베이스와, 계측된 파면수차를 사용하여, 상기 광학소자의 각 자유도 방향 각각의 조정량의 정보를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 적어도 1 개의 광학소자를 적어도 1 자유도 방향으로 구동하는 공정;을 포함하는 노광장치의 제조방법.
143. 물체 상에 패턴을 투영하는 투영광학계의 결상성능 계측방법으로서,

     상기 투영광학계의 파면수차에 관한 정보와, 상기 투영광학계의 결상성능과 제르니케 다항식의 각 항의 계수와의 관계를 나타내는 제르니케 감도표에 기초하여, 상기 투영에서의 복수의 설정정보 중 주목하는 설정정보에 관하여 설정치가 상이한 복수의 조건에서 각각 상기 투영광학계의 결상성능을 산출하기 위하여, 상기 복수의 조건 중 적어도 일부에서 상이한 제르니케 감도표를 사용하는 동시에, 상기 상이한 제르니케 감도표 중 적어도 1 개를, 다른 복수의 제르니케 감도표에 기초하여 보간 계산에 의해 작성하는 투영광학계의 결상성능 계측방법.
144. 제 143 항에 있어서,

     상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴의 투영조건에 관한 정보를 포함하는 투영광학계의 결상성능 계측방법.
145. 제 144 항에 있어서,

     상기 투영조건에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 광학정보와, 상기 패턴을 조명하는 조명광학계의 광학정보를 포함하는 투영광학계의 결상성능 계측방법.
146. 제 143 항 내지 제 145 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 복수의 설정정보는, 상기 투영광학계에 의한 투영대상으로 되는 패턴에 관한 정보를 포함하는 투영광학계의 결상성능 계측방법.
147. 제 48 항, 제 60 항, 제 82 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 결상성능의 정보로부터 추정되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
148. 제 48 항, 제 60 항, 제 82 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 이미지면 내에서의 패턴 이미지의 위치정보로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 노광방법.
149. 제 70 항, 제 76 항, 제 81 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 결상성능의 정보로부터 추정되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
150. 제 70 항, 제 76 항, 제 81 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 이미지면 내에서의 패턴 이미지의 위치정보로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
151. 제 136 항 내지 제 138 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 결상성능의 정보로부터 추정되는 것을 특징으로 하는 프로그램.
152. 제 136 항 내지 제 138 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 파면수차에 관한 정보는, 상기 투영광학계의 이미지면 내에서의 패턴 이미지의 위치정보로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 프로그램.