201109851 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種測量投影光學系統之波面資訊之測 量技術、及使用該測量技術之曝光技術。 本申凊主張2009年5月18曰申請之美國臨時專利申 凊第61 /2 1 32 1 9號之優先權之利益，並援引美國臨時專利申 請第61/213219號之所有揭示作為本說明書記載之一部分。 【先前技術】 例如在用以製造半導體元件等之微元件（電子元件）之 光微影步驟中，為了將標線片之圖案等透過投影光學系統 轉印曝光於塗布有光阻之晶圓（或玻璃板等）上而使用曝光 裝置。在此曝光裝置，為了將投影光學系統之像差等之成 像特性維持既定狀態，必需正確測量投影光學系統之成像 特性。因此，例如揭示有在主體上測量投影光學系統之波 面像差之測量裝置。 作為習知測量裝置，已知採用例如剪像法或pDi(點繞 射干涉儀 Point Diffraction Interferometer)法之 | 置（例如， 參照專利文獻1)。又，亦已知採用夏克哈特曼法之裝置（例 如，參照專利文獻2)。在該等裝置，皆在投影光學系統之 物體面側配置該投影光學系統之解像界限程度之微小開口 i透射）圖案。接著，以既定方法使透射過該開口圏案並由投 影光學系統聚光之光在投影光學系統之像面側干涉或成 像’根據其干涉條紋或像之位置資訊測量投影光學系統之 像差。 千… 201109851 作為剪像法之改良，亦揭示雙重繞射光柵型剪像 法（例如，參照專利文獻3)。此係在投影光學系統之物體面 側配置帛1、繞射光才冊，在投影&學系统之像面側配置具有 :"堯射光柵之像之間距之2倍間距之第2繞射光柵，測 量透過第1繞射光柵、投影光學系統、第2繞射光柵獲得 之不同次數之複數對繞射光之干涉條紋之光強度分布，根 據此測量結果求出投影光學系統之波面像差。 專利文獻1 :美國專利第6573 997號說明書 專利文獻2:日本特開2002— 250677號公報 專利文獻3 :日本特開2008 — 263232號公報 【發明内容】 採用習知剪像法、PDI法及夏克哈特曼法之裝置中，使 用於波面資訊之測量之光量受到配置於投影光學系統之物 體面側之微小開口之限制，使干涉條紋或像之光量降低。 因此，為了確保充分光量、進行高精度之波面資訊測量必 須要增加測量時間，具有不易進行高速測量之問題。 又，在雙重繞射光柵型剪像干涉方式之波面像差測量 裝置中，由於配置在投影光學系統之物體面側之第1繞射 光柵之間距與配置在像面側之第2繞射光柵之間距之比不 適當，因此在受光面從第2繞射光柵產生之高次繞射光之 干涉成分容易混入干涉條紋中。此外，由於此高次繞射光 作用為雜訊光，因此具有波面像差之測量精度降低之問題。 有鑑於上述問題，本發明之形態之目的在於提供一種 可高精度測量投影光學系統之波面像差等之波面資訊之波 201109851 面測里方法及包含此之曝光方法、以及波面測量裝置及包 含此之曝光裝置。 第1形態之波面測量方法，係測量投影光學系統之波 面資訊，其特徵在於：在該投影光學系統之物體面側配置 第1光柵；在該投影光學系統之像面側配置具有該第1光 栅之像之間距之1/2間距之第2光柵；以照明光照明該第i 光柵，接收由透射過該第丨光柵、該投影光學系統、及該 第2光柵之該照明光形成之干涉條紋；根據接收之該干涉 條紋求出該投影光學系統之波面資訊。 第2形態之曝光方法，係以照明光照明圖案，並透過 該圖案及投影光學系統以該照明光使物體曝光，其特徵在 於’具有：使用第1形態之該波面測量方法求出投影光學 系統之波面資訊之動作；根據求出之該投影光學系統之波 面資訊調整該投影光學系統之動作；以及透過該調整後之 投景> 光學系統及該圖案以該照明光照明該物體之動作。 第3形態之波面測量裝置’係測量投影光學系統之波 面資訊，其特徵在於，具備：第丨光柵，係配置在該投影 光學系統之物體面側；第2光柵，係配置在該投影光學系 統之像面側’具有該第1光柵之像之間距之1 /2間距；照明 系統，以照明光照明該第1光柵；光電感測器，檢測由透 射過3玄第1光栅、該投影光學系統' 及該第2光柵之該照 明光形成之干涉條紋之強度分布；以及運算裝置，根據該 光電感測器之檢測結果求出該投影光學系統之波面資訊。 第4形態之曝光裝置，係以照明光照明圖案，並透過 該圖案以該照明光使物體曝光，其特徵在於，具備：投影 201109851 光照明之圖案像投影至該物體上 光學系統，將以該照明 用於求出該投影光學系統 置之該照明系統照明該圖 以及第3形態之波面測量裝置， 之波面資訊；使用該波面測量裝 案。 其包含：使用本發明 動作；以及處理曝光 置’可高精度進行波 又’第5形態之元件製造方法， 之曝光方法或曝光裝置使基板曝光之 後基板之動作。 根據本發明之波面測量方法或裝 面資訊之測量。 【實施方式】 (第1實施形態） 以下，參照圖1〜圖5說明本發明之第1實施形態。 圖！係顯示本實施形態之由掃描步進器構成之掃描曝 光型之曝光裝置100的概略構成。圖1中，曝光裝置1〇〇 具備曝光光源（未示）、及藉由來自言亥曝光光源之曝光用照 明光（曝光用光）IL在照明區域l8R照明標線片R(光罩）之圖 案面（此處為下面）之照明光學系統ILSe再者，曝光聚置ι〇〇 具備使標線片R移動之標線片載台RST、以照明光江將標 線片R之照明區域18R内之圖案像形成於晶圓w(基板）= 面之曝光區域18W之投影光學系統pL、進行晶圓w之定 位及移動之晶圓載台WST、由統籌控制裝置整體之動作之 電腦構成之主控制系統2、及其他驅動系統等。 以下，設與投影光學系統PL之光軸Αχ平行為z軸、 與Z軸垂直之平面（本實施形態中大致與水平面平行）内之 201109851 正交2方向為X軸及γ軸、繞與χ軸、γ 之軸之旋轉（傾斜）方向分別為0 χ、Θ 、 平订 說明。本實施形態中，與γ轴平行之:及Θ Ζ方向來進行 光時之標線片R及晶圓W之掃描方向（Υ方向）係掃描曝 作為上述曝光光源，係使用 r羊分子雷射央丨油且 193nm)。作為曝光光源，亦可 （皮長 J J使用KrF準分子φ,士 & 248nm)等之紫外脈衝雷射光源、 ' ,長 雷射之譜波產生来 源、固態雷射（半導體雷射等）之 ^ ^ 波產生裝置、或水銀燈等
之放電燈等。 Y 照明光學系統1 〇，例如盖击 J 士美國專利申請公開第 2003/0025890號說明書等所 ^ 香哥W揭不，包含照度均一化 統（包含光學積分器（複眼透鏡 ' 棒狀積刀益' 繞射光學元件 寺）#)、固定及可蠻之栲砼μ、六尬 不 片遮簾（固定及可變之視野光 闌）、及聚光光學系統等。昭
…、月先學糸統1 0 ’藉由照明光IL 以大致均一之昭庶公古nn加 ， … …、月&線片遮簾所規定及開閉之標 u m㈣域上之照明區域照明區域服之一 '為在；ΪΓ向（非知描方向）細長之長方形。又，根據通常照 明、2極或4極照明、啖鯰雄 一 4輪帶照明專之照明條件，藉由未圖 示之設定機構將昭明共iT + …、月先iL在照明光學系統ILS内之光瞳面 (與射出光瞳共軛之面)之強度分布切換成以光軸為中心之 ，形區域與光軸偏心之2個或4個部分區域、或以光軸 為中心之輪帶狀區域等。 使用明光iL，標線片R之照明區@ 1 8R内之圖案（電 έ圖案）係透過兩側（或在晶圓W側單側）遠心之投影光學系 X既定故影倍率万（例如】/4、〗/5等之縮小倍率）投影 201109851 至晶圓w之一個照射區域SA上之曝光區域18w(與照明區 域18R共軛之區域）。在一般曝光時，標線片R之圖案面係 配置於投影光學系統PL之物體面上，晶圓w之表面（曝光 面）係配置於投影光學系統PL之像面上。投影光學系統pL 雖為折射系統，但亦可使用反射折射系統等。又，晶圓w(基 板）例如為在由矽構成之直徑2〇〇mm或3〇〇mm等之圓板狀 基材上塗布光阻（感光材料）者。 圖1中，標線片R係透過標線片保持具（未圖示）吸附保 持於標線片載台RST上，標線片載台RST係透過空氣轴承 ^載於與標線片基座12之灯平面平行之上面。標線片載 。ST可在钛線片基座12上以一定速度移動於γ方向且 可進订X方向、Y方向之位置及方向之旋轉角之微調 整。包含標線片載台RST之至少χ方向、γ方向之位置及 θζ方向之旋轉角之二維位置資訊，例如係藉由包含X軸之 雷射干涉儀14Χ、Υ軸之雙軸雷射干涉儀ΐ4γΑ，ΐ4γΒ之把 線片側干涉儀系統測量’其測量結果係供應至載台驅動系 :4及主控制系統2。載台驅動系統4係根據其位置資訊及 自主控制糸統2之控制資訊，透過未圖示之驅 性馬達等）控制標線片載台咖之位置、速度、及旋轉角 ^方面’晶圓w係保持於晶圓載台術上，晶圓載 :ST具備使與晶㈣座26<XH面平行之上面透過空 動：χ方向、γ方向之χγ載台24、及透過晶圓 - 附保持晶圓…之Ζ傾角載台22。2傾角載台 22,係根據例如與美國專 ° 者相同構成之斜人射方式二 夕點自動鬈焦感測器（未圖示） 9 201109851 之測量值，以晶圓w之表面（或另一面）聚焦於投影光學系 統PL之像面之方式，控制2傾角載台22之上部（晶圓％ 之光軸向之位置（聚焦位置）、及^、方向之 角。 又，例如藉由包含X軸之雙軸雷射干涉儀36χρ，36χρ 及Y軸之雙軸雷射干涉儀36ΥΑ，36ΥΒ之晶圓側干涉儀系 統，測量包含z傾角載台22(晶圓w)之至少χ方向、γ方 向之位置及方向之旋轉角之晶圓載台WST之二維位置 資訊，測量結果係供應至載台驅動系統4及主控制系統2。 載台驅動系統4係根據其位置資訊及來自主控制系統2之 控制資訊，透過未圖示之驅動機構（線性馬達等）控制晶圓載 σ WST(XY載台24)之二維位置。 又’配置於投影光學系統PL之+ γ方向側面之離軸方 f例如影像處理方式之晶圓對準线AL(}之測量結果、及 榣線片對準系統（未圖示）所測量之標線片r之對準標記（未 圖不）之位置之測量結果係供應至對準控制系統6。對準控 制系統6係根據s玄測量結果進行標線片R及晶圓w之對 準在Z傾角載纟22上之晶圓w附近，亦固定形成有用以 出‘線片R之圖案像與晶圓董十準系统alg之檢測中心之 位置關係（基線）之基準標記之基準構件（未圖示）。 又’為了測量投影光學系統PL之波面像差，在z傾角 載。22上設置γ軸之波面測量單元3〇γ及χ軸之波面測 量單元30Χ。在波面測量單元3()γ，撤之上部固定上面配 置成與投影光學系統PL之像面相同高度且使照明光匕透 射過之玻璃板32。在波面測量單元3〇γ之玻璃板32&之上 10 201109851 面，於Y方向以既定間距P2形成遮光膜（遮光部）之線圖案 與透射部交互配置之Y方向之繞射光栅34γ。又，在波面 測量單元30Χ之玻璃板32b之上面，於X方向以間距Ρ2(與 Υ方向之繞射光柵34Υ相同間距）形成遮光膜（遮光部）之線 圖案與透射部交互配置之X方向之繞射光柵34χ。 繞射光柵34Χ, 34 Υ之形狀小於曝光區域丨8 w即可。此 外，繞射光栅34Χ，34Υ，相較於投影光學系統p]L之解像界 限（O.lym程度）’可為充分大、例如見方程度以上 之大小。 波面測量單元30Y，如後述測量從繞射光栅34γ射出 之複數個繞射光所形成之干涉條紋（γ軸之剪像波面）之強 度分布（光強度分布）之資訊，將測量結果供應至波面資訊運 算部7。同樣地，波面測量單元3〇χ，測量從繞射光栅34χ 射出之複數個繞射光所形成之干涉條紋（χ軸之剪像波面） 之強度分布之資訊，將測量結果供應至波面資訊運算部7。 波面貝訊運算部7使用該強度分布之資訊求出投影光學系 ’’先PL之波面像差（詳細後述），將測量之波面像差供應至主 控制系統2。 又’亦具備例如與美國專利申請公開第2〇〇6/24494〇號 說明書所揭不者相同、藉由控制構成投影光學系統PL之既 疋複數個透鏡之2方向之位置及“、θγ方向之傾斜角， 修正投影光學系統PL之畸變、倍率誤差、及慧形像差等（波 面像差）之成像特性之成像特性修正機構（未圖示）。此時， 預先求出射入投影光學系統pL之照明光化之積算照射量 與成像特性之變動量之關係’以根據此關係抑制成像特性 11 201109851 之變動量之方式驅動該成像特性修正機構。此外，例如驅 動該成像特性修正機構時殘留之波面像差係使用上述波面 測量單元30Y等測量，根據該測量結果修正該成像特性修 正機構之驅動量。 在曝光時，一邊使標線片R之照明區域18R内之圖案 之投影光學系統PL之像曝光於晶圓w上之—個照射區域 从上’—邊使標線片R與晶圓W在γ方向以投影速率点 為速度比同步移動，藉此使標線# R之圖案像掃描曝光於 “ 射區域SA。之後’反覆驅動晶圓載台wst使晶圓以 在X方向、γ方向步進移動之動作與掃描曝錢作，藉此 、步進掃4¾方式使標線片R之圖案像曝光於晶圓W上之 照射區域。 接著’說明用以測量投影光學系統扎之波面像差之測 量裝置之構成。此外，γ軸之波面測量單元爾與X軸之 波面測量單元30X，僅波面之剪像方向正交之點不同，其基 本構成相同。因此’以下主要針對使帛γ轴之波面測量單 兀3 0Υ之測罝裝置進行說明。首先，在投影光學系統以之 波：像差測s時’ #由未圖示之標線片裝載系統將標線片 載台RST上之標線片R更換成測試標線片r卜在測試標線 片：1之圖案區域’在對準結束之狀態下，形成於γ方向以 无疋間距P1父互配置遮光膜（遮光部）之線圖案（延伸於Y方 向之細長遮光區域）與透射部（延伸力γ方向之細長透射區 方向之繞射光柵28Y及於X方向以相同間距Pl交 互配置遮光膜（遮光部）之線圖案（延料χ方向之細長遮光 區域）與透射部（延伸於X方向之細長透㈣域）之X方向之 12 201109851 繞射光栅28X。繞射光柵28X，28Y之形狀小於照明區域1 8R 即可。使用波面測量單元30Υ時，繞射光柵28Υ係配置於 照明區域1 8R内之測量位置’使用波面測量單元30Χ時， 使用繞射光柵28Χ。 繞射光栅28Χ，28Υ之大小，較佳為，相對於繞射光柵 34Χ，34Υ為投影光學系統之投影倍率点之倒數倍程度大。 是以，設繞射光柵34Χ，34Υ例如為ι〇〇 # m見方之大小、 投影光學系統之倍率為1 /4倍’則繞射光柵28X, 28Y之大 小，較佳為400 β m見方程度之大小。 亦即，本實施形態及後述其他實施形態與採用習知剪 像法、PDI法及夏克哈特曼法之裝置不同，不須在投影光學 系統之物體面側設置解像界限程度之微小開口。因此，無 此微小開口導致之光量損耗，是以，在後述攝影元件列可 獲得大光置，可進行高速且高精度之波面資訊之測量。 此外，繞射光柵28Y及28X，亦可形成於例如相對標 線片載台RST上之標線片固定於在掃描方向相鄰位置之評 估用基板（未圖示）之一部分。 又，波面測量單元30X及波面測量單元3〇γ，即使僅 有任一方亦可高性能測量投影光學系統之像差。是以，在 設置空間受限制時’設置任一波面測量單元即足夠。 圖2係顯示使用波面測量單元3〇γ測量投影光學系統 PL之波面像差的狀態。此外，以下為了方便說明，將投影 光學系統PL以具備前群透鏡系統pLa、後群透鏡系統凡卜 及配置於前群透鏡系統PLa與後群透鏡系《似之間之光 瞳面PPL之孔徑光閣心之光學系統表示，但投影光；系統 13 201109851 PL之構成為任意。又，圖2等中，將繞射光栅28Y等之間 距較實際上放大顯示。 圖2中，在圖1之照明區域丨8R内之投影光學系統pL 之物體面G1，配置形成於測試標線片r 1之圖案面之γ方 向間距（週期）P1之繞射光柵28Y。照明繞射光柵28Y之圖i 之照明光學系統ILS係設定成通常照明，照射至繞射光柵 28 Y之照明光1L之相干係數（=照明光IL之數值孔徑/投影 光學系統PL之物體面側之數值孔徑NAin = σ值）之一例係 設定成下述範圍。 σ值= 0.8〜1…（1) 藉此，從繞射光柵28Υ產生之繞射光擴散至投影光學 系統PL之光瞳面ppl上之大致整面（8〇〜1〇〇% )。此外， 為了增加從照明光學系統ILS射出之照明光IL之σ值，在 測試標線片R1之上方如虛線所示設置擴散板1 〇亦可。 此情形’在投影光學系統PL之物體面側之數值孔徑 NAin與投影光學系統PL之像面側之數值孔徑ΝΑ之間使 用從投影光學系統PL之物體面至像面之投影倍率石（例如 召=1/4或1/5等）有如下關係。又，投影光學系統之數 值孔徑ΝΑ例如為〇.8〜0.9程度。 NAin = β χΝΑ··· (2) 设照明光IL之波長為λ，繞射光柵28γ之間距ρι設 定在如下範圍為佳。 14 201109851 4χ λ /NAin^ Ρ1 ^ 200χ λ /NAin- (3Α) 本實施形態中，由於波長λ為193nm’舉—例而言，設 «倍率^ '數值孔徑NA為㈣時’根據式⑽間 距P1為3.6〜182" m程度。 又，圖2中，照明光IL及繞射光係以該等之主光線代 表。此外，照明光α沿著光轴Ax照射至繞射光柵28γ， 從繞射光柵28Υ朝向投影光學系統PL射出〇次光Β(〇)、+ 1次繞射光Β(+ 1)、一 1次繞射光Β(— 1}'及2次以上之繞 射光（未圖示）。 ^ 又，+卜欠繞射光8(+1)之繞射角㈣ι=λ /Ρ1規定，-1次繞射光Β(—1}之繞射角係—Θ 1。本實施 形態中’繞射光Β(+1)及Β(— 1}在投影Μ系統PL之光睹 面PPL上之主光線之γ方向之間隔為剪像干涉之2個波面 之剪像量(位置偏移量)5 ”此剪像量5 y以投影光學系統 PL之數值孔徑NAin為單位表示如下。 5 y = 2xsin 0 1 = 2χ λ /pi... (4) 將式（4)代入式（3Α)得到下述關係。 NAin/l〇〇^ ^ y^NAin/2-.(3B) 亦即，式（3A)成立時，根據式（叫在光瞳面ppL上之2 個波面之剪像量〇為數值孔徑NAin(相當於 :開口之半徑)之麵〜1/2之範圍内。若剪像量二 > 3B)之下限，由於剪像量少，因此測量雜訊對&面像差之 15 201109851 測量精度之影響變大’又，若剪像量㈠大於式⑽之上 限，求出之波面像差之精度、特別是高次之波面像差之測 量精度變不充分。 此外，繞射光栅28Y之間距P1進一步在如下範圍更佳。 8x λ /NAinS P1 $ 100x 入 /NAin〜(5A) 此時，剪像量（5 y為如下之不易受雜訊影響且精度亦佳 之範圍。 NAin/50$ 5y$NAin/4…（5B) 此外’藉由圖1之照明光學系統ILS内之遮簾，將在 繞射光栅28Y上照明光il照射之區域限定在既定狹窄範圍 亦可。
接著’圖2中，以與繞射光柵28 Y之投影光學系統pl 之像之位置至少一部分重疊之方式，在投影光學系統PL之 像面G2上波面測量單元30Y之玻璃板32a之上面之Y方 向配置間距（週期）P2之繞射光柵34Y。再者，在從繞射光栅 34Y產生之多數個繞射光（包含〇次光）照射之區域配置具有 受光面之例如CCD或CMOS(互補金屬氧化半導體）型之二 維攝影元件3 8，攝影元件3 8之檢測訊號係供應至圖1之波 面資訊運算部7。包含玻璃板32a(繞射光柵34Y)、攝影元 件38、及支承該等之筐體3 1構成波面測量單元30Y，波面 測量單元30Y係固定於晶圓載台WST(Z傾角載台22)之上 部。此情形，繞射光柵34Y之間距P2係設定成繞射光柵28Y 16 201109851 之投影光學系統 PL之像之間距 之1/2。是以，使用投影光 學系統PL之投影倍率沒成為如下。 P2 = yS xPl/2·.. (6) 繞射光栅28Y之間距pi之範圍為式（3a)時，舉一例而 言，設投影倍率召為1/4、數值孔徑NA為〇 85時，根據式 (6)繞射光柵34Y之間距P2為〇,45〜23ym程度。 又，繞射光栅34Y，在週期方向之遮光部34Ya之寬度 D2Ya與透射部34Yb之寬度D2Yb之比（佔空比）如下以！： 1為佳。此情形，從繞射光柵34γ不產生2次、4次等之偶 數次數之繞射光。此外，實用上而言，由於僅偶數次數之 繞射光之比例減少亦可，因此僅使下式（8)近似成立亦可。 D2Ya : D2Yb= 1 : 1... (7) 從物體面G1上之繞射光柵28Y產生之〇次光B(〇)、及 ±1次繞射光B(+ 1)，B(-丨），係透過投影光學系統Pl射入 像面G2上之繞射光栅34γ。從繞射光柵34γ射出射入之〇 次光Β(0)之〇次光Β(〇 〇)及±1次繞射光β(0，+1)，β(〇, 一 1)、射入之+ 1次繞射光B( + i)之〇次光Β( + I 〇)，土1次 繞射光Β( + 1，+ 1)，Β( +丨，_ 1)，及+ 2次繞射光β( + 1， + 2)、射入之—1次繞射光Β(— 1)之〇次光Β( — 1，〇)，±ι 次繞射光Β(— 1，+丨），Β(_丨，—1)，及—2次繞射光Μ-ΐ， 一 2) 。 此外， 由於式 （7)大致 成立， 因此繞 射光柵 34γ 產 生之2次繞射光Β(十1，+2), Β(— 1，一2)及4次以上之偶 17 201109851 數次之繞射光之強度極小。因此， 強度較弱之繞射光之一部分係省略 為了避免複雜 圖示。 對該等 又，0次光B(〇, 〇)係從繞射光柵34 + 1次繞射…1)之繞射角…使：光= 長λ及繞Μ栅34Y之間距W為如下’―卜欠繞射光_ —1)之繞射角係一 β 2。 sin Θ 2= λ /Ρ2··· (8) 再者’ +1次繞射A B(+l)之繞射光柵34Υ產生之〇 次光Β( + 1，0)之繞射角（對_ ζ方向之角度）0 2 i，使用式⑹ 及式(8)之關係成為如下。亦即’由於與+ 1次繞射光b( + 1)對稱之一1次繞射光B(— 1)之繞射光栅34γ產生之〇次光 Β( - 1，〇)之繞射角係-0 21，因此 sin 0 21 = — Λ /(召 χρι)。 將式（6)及式（8)適用於此式即可得到式（9)。比較式（9)之兩 邊’繞射角Θ 2 1之絕對值近似為繞射角θ 2之1 /2。 sm0 21 = — λ /(冷 χΡΐ) = — λ /(2χρ2) = — sin0 2/2…（9) 此情形’ + 1次繞射光B ( + 1)之繞射光柵3 4 Y產生之 + 1次繞射光B( + 1，+ 1)之繞射角θ 2x滿足下式之關係。 sin 0 2x-sin 0 21 = λ /P2.·. (10) 比較式（9)及式（10)，如下式繞射角0 2χ與Ο次光Β(~ 1〇)之繞射角（一 β 21)相等。 sin^ 2χ= λ /(2χΡ2)= - sin ^ 2 1 ··· (11) 18 201109851 是以，從繞射光柵34Y射出之+1次繞射光Β(+ι，+ 1)及0次S B(- 1, G)平行且主光線重疊，由於該等彼此干 涉因此產生剪像干涉光C2。同樣地，從繞射光栅34γ射出 之0次光Β( + 1，0)及一1次繞射光Β(—丨，_ 〇平行且主光 線重疊，由於該等彼此干涉因此產生剪像干涉光Cl。剪像 干涉光C1及C2 ’係分別作為在投影光學系統pL之光瞳面 PPL上在Y方向僅橫向偏移剪像量占乂之+ i次繞射光b( + 1)與一 1次繞射光B(~l)干涉形成之干涉波面而由攝影元 件3 8接收。 圖3(A)係考慮照明光IL為具有既定數值孔徑之光束來 顯示圖2所示之繞射光B( +丨，〇)，B(—丨，—B(_丨，队 B(+l，+1)的圖。亦即，圖3(A)中，各繞射光不僅顯示主 光線、亦顯示具有數值孔徑（角度範圍）之光線束，圖示者為 其邊界線（外側邊界卜圖3(A)中，從繞射光柵28γ射出之土 1次繞射光Β(+ 1)及Β(—丨）在投影光學系統pL之光瞳面 PPL·上如圖3(B)所示通過在γ方向僅分離剪像量占丫之大致 圓形區域。此外，射入圖3(A)之攝影元件38之〇次光b( + 1，〇)及一1次繞射光B(— 1，一 1)重疊之剪像干涉光ei、〇 -人光B(0, 〇)及+ 1次繞射光B( + 1，+ 1)與〇次光b(__ 1，〇) 重疊之剪像干涉光C2 ’係分別如圖3(C)所示照射至在γ方 向位置偏移之大致圓形區域，其結果，在攝影元件38之受 光面上出現干涉條紋C1 f，C2f。 此外，適用於曝光裝置之情形，舉一例而言，攝影元 件38之受光面係配置在與繞射光栅34γ在z方向分離數 19 201109851 議之位置。此外，投影光學系統pL之數值孔徑na大至 0.8以上，繞射光柵34Y在χ方向及γ方向之尺寸小至 〇.1議程度。是以，攝影元件38之受光面可視為與投影光 學系統PL之光瞳面PPL實質上共耗之面。因此，攝影元件 列之受光面上之！點與投影光學系統以之光瞳面肌内 之1點對應。 在無投影光學系統PL之像差之狀態下，在投影光學系 統PL之光瞳面PPL僅分離剪像量〇之+ i次繞射光+ 1)之光路及- i次繞射光B㈠)之光路之間無像差、亦即相 位差。因此，攝影元件38之受光面上之剪像干涉光C1，C2 之干涉條紋Clf，C2f在整面成為相同之光強度。 另一方面，在投影光學系統pL有像差之狀態下在僅 刀離剪像量（5 y之+ 1次繞射光B( + 1)之光路及—！次繞射 光B(— 1)之光路之間產生與像差對應之相位差。是以，對 應此相位差，干涉條紋C 1 f, C2f分別產生緩和之明暗分布。 亦即’具有此相位差接近半波長之整數倍之情形，+ 1次繞 射光B(+ 1)及一1次繞射光B(-丨）產生干涉而變暗，此相 位差接近波長之整數倍之情形，+ 1次繞射光B (+ 1)及—1 次繞射光B ( — 1)產生干涉而變亮之傾向。 是以，以攝影元件3 8拍攝此明暗分布之形狀，根據所 得之訊號算出投影光學系統PL之波面WF之資訊（波面資訊） 亦可。 從剪像干涉光C1之干涉條紋Clf之強度分布復原波面 WF之情形，形成剪像干涉光c1之干涉條紋C 1 f之2個繞 射光B( + 1，0)及繞射光b(- 1，一 1)在通過繞射光柵34Y之 201109851 前’分別為繞射光B(+ 1)及繞射光B(—丨），該等係彼此在 Y方向僅偏移δ y、可通過投影光學系統PL之光曈面ppL 之光。 是以’設波面WF為具有一定週期之理想波面時，照射 至攝影元件38之繞射光B(+ 1，〇)及繞射光B(—丨，—丨）， 對應此偏移量6 y，具有彼此在γ方向偏移之波面像差。 在通過圖3(A)之攝影元件38上之光軸AX且與γ轴平 行之直線上之繞射光B( + 1，〇)之相位分布，例如成為圖3(D) 之相位0 (+ 1)，在該直線上之繞射光B( _丨，—丨）之相位分 布，如圖3(E)所示’成為使相位0 ( +丨）僅移動剪像量占乂 之相位0 (— 1)。是以，與該直線對應之攝影元件3 8之受光 面上之區域之剪像干涉光C1之干涉條紋C1f之相位分布， 如圖3(F)所示’成為相位0 (+ 1)與相位$ 丨）之差分之相 位△ 0 (無波面像差時相位△ 0 (相位差）雖為零，但存在波 面像差時’根據僅分離剪像量6 y之二個位置之波面WF之 相位差’相位△(/)不會成為零）。此相位△ 0可從干涉條紋 c 1 f之強度分布（攝影元件38之各複數個像素檢測出之光強 度）求出。是以，對該相位△ 0進行積分（積算），可復原+ ! 次繞射光B( + 1)之相位0 ( + 1)或投影光學系統Pl之波面 WF之相位分布’可從此相位分布求出波面像差。 又’此時繞射光栅28Y與繞射光柵34Y在Y方向相對 移動時’干涉條紋C 1 f, C2f之強度整體週期性明暗變化。 其原因在於，由於繞射光柵28 Y與繞射光栅34Y之相對移 動’繞射光B(+ 1)及繞射光B(-丨）之相位在相反方向偏 移’該等之相位偏移之和接近；^ /2(之奇數倍）時呈現暗圖 21 201109851 案，接近該等之相位偏移之λ (之整數倍）時呈現亮圖案。實 際上&於在w光學系統PL如光瞳面PPL上之波面（相 位分布）WF所示殘留右苴括相* ^ ^ 某種程度之波面像差，因此即使在 使繞射光栅28 Y盥飨1+止Λ , ”繞射先柵34Y相對移動前，干涉條紋clf, C2f亦如上述產生與波面—對應之強度分布。 此外’此強度分布伴隨繞射光柵28Y與繞射光栅34γ 往Υ方向之相對移動呈現正弦函數之變化。因此，在圖i 之波面資訊運算部7托出 水出干沙條紋C 1 f，C2f之強度分布， 從此強度分布求出投畢;；氺與备^、太 …光予系統PL之波面WF或波面像差 亦可。 雖詳細後述’但具體而言，舉一例而言，可以下述方 式求出波面像差°首先，—邊使繞射光柵28Y與繞射光栅 34Y彺γ方向相對移動，一邊測量形成於攝影元件μ上之 干涉條紋Clf，C2f之強度分布，將其儲存於記憶裝置。再 者’舉一例而言’每移動相當於繞射光柵28Υ< 1個間距 之1/16之距離時，進行強度分布之測量，進行i個間距量、 亦即16次之測量。 由於干涉條紋Clf，C2f之強度分布相對繞射光柵28γ 與繞射光柵34Υ之相對位置變化呈現正弦波之變化，因此 可算出攝影元件38上之各點（各像素之位置）上該正弦波之 相位[rad]。此處，相當於繞射光栅28γ之i個間距之位置 變化之相位係2 7Γ [rad]。 如上述，可將攝影元件38之受光面視為與投影光學系 統PL之光瞳面PPL實質上共軛。因此，攝影元件38上之 各點之相位之相對值係相當於投影光學系統p L之波面像差 22 201109851 之差分罝。此處之差分量之單位係[rad]。將此乘上又/2 π (入 係檢測光之波長）’可算出以長度為單位之波面像差。 此外，如圖2所示，在攝影元件38亦照射有從繞射光 柵34Υ射出之〇次光Β(〇, 〇)及±1次繞射光β(〇，+ 1)，Β(〇, —1)。然而，該等光Β(0,〇)，Β(〇，+ ι)，Β(0，— 1}係由單獨 之繞射光構成之光。亦即，該等單獨之繞射光並非剪像干 涉光般繞射光彼此干涉產生之光❶因此，該等光Β(〇, 〇)，Β(〇, + 1)，Β(0，一 1)在攝影元件38上形成之光之強度分布，如 上述，不會由於繞射光栅28Υ與繞射光柵34Υ往γ方向之 相對移動而變化。是以，即使該等繞射光照射至攝影元件 3 8上，波面像差之測量精度亦不會降低。 又，如圖2所示’在攝影元件38，一 1次繞射光β( + 1’ 1)及一 2次繞射光Β(— 1，一 2)之對亦作為平行且主光 線重疊之剪像干涉光而照射至攝影元件38上。然而，由於 2次繞射光Β(— 1，一 2)之強度小或強度實質上為〇，因 此不會導致波面像差之測量精度降低。此在+ 1次繞射光 Β(— 1，+1)及+ 2次繞射光B(+l，+2)之對亦相同。 又，圖2雖未圖示，更高次之繞射光產生之剪像干涉 光（例如，從繞射光柵28Υ產生之一1次光之繞射光柵34Υ 產生之一3次光與從繞射光柵28 Υ產生之+ 1次光之繞射光 柵34Υ產生之—2次光之對、或從繞射光柵28Υ產生之-1 次光之繞射光柵34Υ產生之一 4次光與從繞射光栅28Υ產 生之+ 1次光之繞射光柵34Υ產生之一 3次光之對），任一 者之繞射光係繞射光柵34Υ產生之偶數次之繞射光，因此 其強度小或強度實質上為〇，因此不會導致波面像差之測量 23 201109851 精度降低。 如上述，本實施形態及後述其他實施形態中，實質上 不會受到照射至攝影元件38之繞射光之中、適於波面資訊 之測量之剪像干涉光C1及C2以外之繞射光產生之不良影 響之原因在於’使配置於物體面側之繞射光柵2 8 Y之間距 P1與配置於像面側之繞射光栅34Y之間距P2最佳化。 此外’本實施形態及後述其他實施形態中，形成於攝 影元件3 8上之干涉條紋’並非包含以既定長度之週期反覆 明暗、亦即條紋圖案之明暗圖案。 此外’以上為了避免複雜而省略說明，但實際上，從 配置於圖2之投影光學系統PL之物體面之繞射光柵28 Y亦 產生高次之繞射光。此外，該等高次之繞射光亦透射過投 影光學系統PL照射至配置於像面之繞射光栅34Y，藉此再 次繞射而照射至攝影元件38。 該專兩次之繞射光之振幅之符號、亦即相位之0或π [rad]，如一般繞射理論所示，係依據繞射光栅28Υ之透射 部28Yb之寬度D1 Yb相對由遮光部28Ya及透射部28Yb構 成之繞射光栅28Y之間距之比例而變化。 本實施形態及後述其他實施形態中，由於使來自繞射 光柵28Y之高次之繞射光之強度或相位最佳化，在攝影元 件3 8上形成良好之干涉條紋，因此繞射光柵28 Y之透射部 28Yb之寬度D1 Yb相對間距P1之關係，較佳為如下所示。 O.lxpi ^ DlYb^ 0.4XP1 ··· (12) 24 201109851 另一方面，與此相反，例如透射部28Yb之寬度D1 Yb 大於〇.4χΡΐ時，來自繞射光柵28丫之3次繞射光強度較大 且相較於1次繞射光成為相反相位，在攝影元件38上產生 成為雜訊之干涉成分。相反地，透射部28Y1)之寬度D1 Yb 小於〇·1 xPl時，透射過繞射光栅28γ之光量減少，不易進 行高迷且高精度之波面資訊之測量。 以下，參照圖4之流程圖，針對使用包含圖2之測試 標線片R1之繞射光柵28Υ及波面測量單元3〇γ之測量裝 置，在主體上測量投影光學系統之波面像差之動作之一 例進行說明。此動作係藉由主控制系統2控制且例如於曝 光步驟中定期執行。 首先，在圖4之步驟1〇1，將測試標線片R1裝載於標 線片載台RST上，如圖2所示使γ方向之繞射光柵28γ移 動至測量位置，在該位置使繞射光柵28Υ靜止。接著，以 主控制系統2内之控制部將整數之控制參數〗設定成丨（步驟 1 〇2)，驅動晶圓載台WST，使波面測量單元3〇γ之γ方向 之繞射光栅34Y移動至繞射光柵28γ之像之位置（測量位 置）（步驟103)。在該位置使波面測量單元3〇γ(繞射光柵34γ) 靜止後，開始來自照明光學系統ILS之照明光IL對繞射光 柵28Y之照射（步驟1〇4)。 在接下來之步驟1〇5，如圖3(A)所示，藉由攝影元件 38及波面資訊運算部7測量包含透過繞射光柵28γ、投影 光學系統PL、及繞射光柵34γ獲得之剪像干涉光Cl(2個 第1繞射光B(+1，0)及B(—丨，_1}之干涉光）之干涉條紋 Clf 0次光B(〇, 〇)、及剪像干涉光C2(2個第2繞射光B(— 25 201109851 1，0)及B(+ 1，+ 1)之干涉光)之干涉條紋⑶之干涉條紋整 體之強度分布（光強度分布），從該測量結果例如僅求出—干 涉條紋⑶之強度分布，將所得之強度分布儲存於波面資 訊運算部7之記憶部·»設攝影元件38之各像素之X方向、 Y方向之座標為（X，y) ’將該測量結果儲存為各像素之光強 度 I0(x， y)。 此外，替代僅一干涉條紋Clf之強度分布，例如，儲 存上述干涉條紋整體之強度分布，使用於以下處理亦可。 接著，主控制系統2判定控制參數i是否到達既定整數 零係例如4以上之整數）(步驟1()6)4於此階段i〈N， 因此動作移至步驟107,主控制系統2將控制參數丨加上卜 之後’透過载台驅動系、統4驅動標線片載台RST，圖3⑷ 中，使測試標線片R1 (繞射光柵28 γ)例如在—γ方向之移動 方向MY僅移動P1/(2N)(步驟1〇8)，動作返回步驟1〇5。藉 此1 _人繞射光B( + 1 )，B( — 1)之相位在相反方向分別僅變 化2 π /(2N)[rad]，因此干涉條紋Clf之相位僅變化2冗 /N[rad]。 ^接著，藉由攝影元件38及波面資訊運算部7測量透過 、’堯射光柵28Υ、投影光學系统pL、及繞射光栅34γ獲得之 剪像干涉光Cl，C2之干涉條紋Clf，C2f& 〇次光Β(〇, 〇) 又刀布僅將從測量結果獲得之干涉條紋c 1 f之強度 刀布作為各像素之光強度I1(x，y)儲存於波面資訊運算部7 之°己隐部。此外，替代僅一干涉條紋C 1 f之強度分布，例 健存上述干涉條紋整體之強度分布，使用於以下處理 亦可。 26 201109851 之後，在控制參數i到達N之前，反覆步驟⑽中往 測試標線片R1 (繞射光柵28 Y)之移動方向Μγ之僅ρι/(2Ν) 之移動、步驟⑻中剪像干涉光C1之干涉條紋df之強度 分布之測量及此測量結果之各像素之光強度，伙卜 1，2, "·，Ν)之儲存。接著，在步驟1〇6，控制參數i到達n 時，動作移至步驟U1，停止照明光江之照射。 在接下來之步驟1 12，波面資訊運算部7，從步驟1〇5 中N次之干涉條紋Clf之強度分布之測量結果（光強度η — l(x，y))計算在攝影元件38之各像素之位置0，…上之干涉 條紋C1 f之相位△ 0 (x，y)。舉一例而言，整數N為4時， 測量之干涉條紋之各像素之光強度係I〇(x，y)、11 (X，y)、Ι2(χ， y)、Ι3(χ，y)，相位△ 0 (χ，y)能以下式計算。 Δ Φ (X, y)= arctan{(I3(x, y)- Ι1(χ, y))/(I〇(x, y)- I2(X} y))} =arctan(b/a)...(13) 由於此運算包含差分運算，因此進一步完全抵銷〇次 光B(0,0)之影響。此外，N之值為4以外時，使用與其對應 之计算式。又，arctan之主值通常在_冗/2〜冗/2之範圍， 仁式（1 3)之情形，由於可從數a、b之符號判定相位之象限， 因此可將相位特定在—π〜π (或0至2π等）之範圍内。本 實施形態之干涉條紋係剪像干涉光C1之波面（差分波面）， 通*相位Δ 0 (χ，y)在± π之範圍内，因此可直接使用式 (13)。此外’相位△ 4 0, y)超過±7τ之範圍時，進行周知之 相位接續即可。 27 201109851 、力在下—個步驟113,波面資訊運算部7將該相位Δ 0(x, ^ ^向積分（或積算）’求出投影光學系統PL之光瞳面 + 1次繞射《B(+1)之相位分布、亦即波面WF。再 w^，H〇 Zernike，S^^^nlke^p〇ly^^^^ 求出各次數之係數，可求出波面像差。以此方 面像差之差之供應至主控制系統2,並結束波 之資二：外’主控制系統2使用例如該波面像差 投上述成像特性修正機構之驅動量。藉此，能將 L之成像特性值維持在良好狀態。步驟101 音階段進/只要是在晶圓w之曝光動作之前後，可在任 二使既ί^Γ。’可在標線片之更換時、使用特定標線 時進行…數之晶圓W曝光結束後、或曝光裝置之維修 之：而’剪像干涉井 Ο之干涉錢C2f^l干 與剪像干涉光 元件38 μ 、 "本上係相同干涉條紋。此外，在攝影 上’此2個干涉條纹传在γ 上之剪像量偏移與光瞳面PPL .|Θ 乂對應之既定距離而形成。因此，為了更古产 度測量投影光學系統PL之波面資訊之中更C精 會有進行將在Υ方向偏移之2個干涉條二亦 個干涉條紋之處理(單-像化處理)較佳之情形轉換成1 以攝Γ:單一像化處理之一例，在波面資訊運算部對 /疋38檢測出之訊號(二维影像資訊），如圖5所_ 使用數值遽波器進行結合運算即可。 如圖5所不 圖5係顯示適於單一像化處之 —例的圖。圖5之之、維數值遽波器NF之 軸係Υ方向之位置、縱軸係在位置γ 28 201109851 之值v(Y)。數值渡波器NF在與基 -/ηι 千，，占於士Y方向分離 占y/2之二點ΥΡΙ，ΥΜ1具有正值V1。 门刀離 接著’在進一步分離 5 y之二點ΥΡ2, ΥΜ2具有負值V2 7刀離 在進一步分離（5V之-點YP3, YM3具有正值V3,在雕之一 .Λ , 隹Υ軸上之上述以外之點之值 為 〇。又’設 V3=0.2XV1 及 0.4xV1。 在波面資訊運算部7，使用齡估、套、& 忧用數值濾波器NF對以攝影元 件38檢測出之訊號進行結合，鈐 ” 錯此可進行干涉條紋之單一 像化處理。此外，數值濾波器NF之值νι、& ^之比， 並不限於上述，根據波面資訊之高頻成分之必要度設二: 即可。 此外，單-像化處理’藉由對以攝影元心檢測出之 訊號進行傅立葉轉換、對其結果進行高頻強調處理、對其 結果進行傅立葉反轉換來進行亦可。 本實施形態之作用效果等如下所示。 ⑴本實施形態之波面像差之測量裝置，係測量投影光 學系統PL之波面像差，其特徵在於，具備：繞射光栅28;， 係配置在投影光學系統PL之物體面側；繞射光柵34γ，係 配置在投影光學系統PL之像面側，具有繞射光柵28γ之像 之間距θ ΧΡ1之1/2間距Ρ2 ;照明光學系統as，以照明光 IL照明繞射光柵28Y;攝影元件38,檢測包含由透射過繞 射光柵28Υ、投影光學系統pL、及繞射光柵34γ之照明光 IL形成之複數個繞射光（含〇次光）之干涉條紋Cif，之 干涉條紋之強度分布；以及波面資訊運算部7(運算裝置）， 根據攝影元件38之檢測結果求出投影光學系統pL之波面 像差。 29 201109851 又’使用上述測量裝置之投影光學系統PL之波面像差 之測里方法’在投影光學系統PL之物體面側配置繞射光栅 28Y(步驟1 〇 1);在投影光學系統pL之像面側配置繞射光柵 34Y(步驟1〇3);以照明光IL照明繞射光柵28Y(步驟104); 接收由透射過繞射光柵28Y、投影光學系統pl、及繞射光 柵34Y之照明光形成之干涉條紋Clf，C2f(步驟1〇5);根據 接收之干涉條紋求出投影光學系統PL之波面像差（步驟 112 、 113)。 根據本實施形態，能使配置在投影光學系統PL之物體 面側之繞射光柵28 Y之尺寸相較於投影光學系統pL之解像 界限為充分大。 亦即’根據本實施形態，與採用習知剪像法、PDI法及 夏克哈特曼法之裝置不同，可防止在投影光學系統之物體 面側設置解像界限程度之微小開口導致之光量之大幅降 低。因此，在攝影元件38可獲得大光量，可進行高速且高 精度之波面資訊之測量。 又’由於使配置在投影光學系統PL之物體面側之繞射 光柵28Y之間距P1與配置在像面側之繞射光柵34γ之間距 Ρ2之關係最佳化，因此可抑制從繞射光柵34γ產生之高次 之繞射光導致之雜訊之影響，可高精度測量投影光學系統 PL之波面資訊。 (2)又，檢測之第1干涉條紋Clf，係來自繞射光柵28γ 之一 1次繞射光（1次光）產生之來自繞射光柵34γ之一 i次 繞射光B( — 1，一 1)與來自繞射光柵28γ之+ 1次繞射光（i 次光）產生之來自繞射光柵34Υ之0次光Β(+丨’0)之剪像干 30 201109851 涉光C1之干涉條紋’檢測之第2干涉條紋C2f，係來自繞 射光柵28Y之+ 1次繞射光產生之來自繞射光柵34γ之+ i 次繞射光B(+ 1，+ 1)與來自繞射光柵28Y之一1次繞射光 產生之來自繞射光柵34Y之〇次光B(_丨，〇)之剪像干涉光 C2之干涉條紋。是以，能以剪像干涉法測量投影光學系統 PL之波面像差。 (3)又，該檢測出之干涉條紋c丨f，C2f，不包含以既定 長度之週期反覆明暗、亦即條紋圖案。其原因在於，繞射 光柵34Y之間距P2係繞射光柵28γ之像之間距之1/2，剪 像干涉光C1，C 2係分別由在相同方向行進之2個繞射光構 成，具有上述間距Ρ2之繞射光柵34γ之格子圖案不會反映 至攝影元件38上。是以，與繞射光栅34γ至攝影元件 之距離無關，從干涉條紋Clf(或C2f)之強度分布可正確復 原投影光學系統PL之波面。 (4)又，本實施形態中，反覆複數次使繞射光柵奶在 週期方向僅移動P1/(2N)(步驟108)、測量剪像干涉光ο之 干涉條紋cif之強度分布（步驟105)。是以，對該 測量結果進行運算處理（步驟112),即使干涉條紋之強 度《幅）在攝影元件38之各像素不同之情形，亦可正確求 出干涉條紋C 1 f之相位分布。 此外，預先使物體面側之繞射光柵2 8 γ靜止，— 像面側之繞射光柵34Υ在·方向移動__邊複數_晉^ 干涉條紋C1 f之強度分布亦可。 Λ 之二5):二:：出干涉條紋Clf之相位“(x，y)之式(13) 之计算式亦可視為實質上Λ柏 、、 勹頁為上在接收干涉條紋Clf之攝影元件 31 201109851 38之受光面内，對往繞射光柵28Y(或繞射光柵34Y)之週期 方向之移動檢測光量之變化，根據該檢測結果求出相位△ 必（x，y)。藉由檢測該光量之變化，可抵銷從繞射光柵34γ 產生之0次光Β(0, 0)之影響。接著，對該相位△ 0 (x，y)進 行積分’可求出投影光學系統PL之波面及波面像差。 (6)又，本實施形態之曝光裝置1〇〇，係以來自照明光 學系統ILS之照明光IL照明標線片R之圖案，並透過該圖 案及投影光學系統PL以照明光IL使晶圓W曝光，其特徵 在於，具備用以求出投影光學系統PL之波面像差之本實施 形態之波面像差之測量裝置，將照明光學系統ILS使用為 測量裝置之照明系統。是以，能在主體上高精度測量投影 光學系統PL之波面像差且無須另外具備測量裝置用之照明 系統。 、 又，本實施形態之曝光方法，係以照明光IL照明標線 片R之圖案，並透過該圖案及投影光學系統pL以照明光江 使晶圓w曝光，其特徵在於，使用本實施形態之波面像差 之測篁方法求出投影光學系統PL之波面像差。是以，能高 精度求出投影光學系統PL之波面像差。 (比較例） 與上述實施形態不同，針對將投影光學系統pL之像面 側之繞射光栅之間距設定成投影光學系統pL之物體面側之 ·堯射光柵之像之間距之2倍之比較例，參照圖8進行說明。 圖8中’對與圖2對應之部分賦予相同之符號。 圖8中，以照明SIL肖明配置在投影倍率/5(/5係例如 1/4、1/5等)之投影光學系統pL之物體面⑺上之在γ方向 32 201109851 間距P1之繞射光柵28Υ，從繞射光柵28 Y朝向投影光學系 統PL射出〇次光Β(0)及±1次繞射光β(+ 1)，（一 1)。又’在 投影光學系統PL之像面G2上，在玻璃板32Α上在Υ方向 配置以間距Ρ3形成之繞射光柵34ΑΥ，間距Ρ3係如下所示 為繞射光柵28Υ之像之間距之2倍。 Ρ3= /3 χΡ1χ2…（14) 又’繞射光柵34 AY之遮光部之寬度與光透射部之寬度 之比（佔空比）係大致1 : 1，從繞射光栅34AY產生之偶數次 之繞射光之強度極小。 從繞射光柵34AY射出射入之〇次光B(0)之〇次光B(0, 〇)及±1次繞射光B(0，+1)，B(0，一1)及士3次繞射光B(0, + 3)，B(0，一3)等、射入之+ 1次繞射光6(+1)之〇次光 B(+ 1，0)，±1 次繞射光 B(+ h + 1}，B(+ 1，— ^，及 + 3 次繞射光等（未圖示）、射入之_ i次繞射光Β(一丨）之〇次光 Β(— 1，〇)，±1 次繞射光 Β(— 1，+ 1)，B(— l _ υ，及_3 次繞射光等（未圖示）。此外，圖8亦顯示相較〇次光 強度極小之±2次繞射光Β(0，+2)，β(〇，— 此處，從繞射光栅34ΑΥ產生之多數個繞射光之中之士 1次光中、+ 1次繞射光^十1，+1)及一I次繞射光Β(0, 一 1)成為在相同方向行進之剪像干涉光CA卜同樣地…次 繞射光職+1)及-!次繞射光^，成為在相同方 向行進之剪像干涉光CA2，構成形成在攝影元件（未圖示） 上之干涉條紋之主成分。 33 201109851 然而，在此比較例，從繞射光柵34AY產生之3次及其 以上之奇數次繞射光亦成為剪像干涉光。例如，—1次繞射 光B( + 1，一 1)及一3次繞射光B(0, — 3)之對、+ 3次繞射 光B(0，+3)及+ 1次繞射光b(_i，+1)之對係相當於此》 是以，在攝影元件（未圖示）上，由於該等從繞射光柵 34AY產生之3次以上之奇數次之剪像干涉光CA1〜CA4之 干涉條紋形成為雜訊，因此不易高精度求出投影光學系統 PL之波面像差。 (第2實施形態） 參照圖6說明本發明之第2實施形態。本實施形態中， 為了測量以液浸法進行曝光之曝光裝置之投影光學系統之 波面像差而適用本發明，圖6中，對與圖2對應之部分賦 予相同之符號以省略其詳細說明。 圖6係顯示本實施形態之投影光學系統Pl之波面像差 的測量裝置。圖6中，在投影光學系統Pl之物體面G1上
配置於Y方向間距Pi之繞射光栅28γ，在投影光學系統pL 之像面G2上配置波面測量單元3〇Αγ之玻璃板32a(玻璃板 32)之繞射光柵34Y。繞射光柵34γ之γ方向之間距係繞射 光柵28Y之像之間距之1/2 ^又，曝光裝置具備對投影光學 系統PL之最下端之光學元件L1與玻璃板32之間之一部分 空間或玻璃板32整面上供應、回收使照明光IL透射過之液 體L q (例如純水）之局部液浸機構。局部液浸機構在晶圓w 之曝光中，僅對光學元件L1與晶圓一部分區域之間之空間 供應、回收液體Lq。 局部液浸機構，舉一例而言，具備圍繞光學元件l〖之 34 201109851 底面之空間之環狀之嘴頭53、將液體Lq供應至嘴頭53之 供應口 53a之液體供應裝置54及配管55、從嘴頭53之回 收口 53b回收（吸引）液體Lq之液體回收裝置56及配管57。 此外，作為局部液浸機構，使用例如美國專利申請公開第 2005/0248856號、美國專利申請公開第2007/242247號說明 書、或歐洲專利申請公開第1420298號說明書等所揭示之 機構亦可。 又，固定於未圖示之晶圓載台WST之波面測量單元 30AY ’具備玻璃板32a(繞射光柵34Y)、將從繞射光柵34Y 產生之複數個繞射光某種程度聚光之透鏡51、支承透鏡51 之透鏡保持具52、接收聚光後之複數個繞射光之二維攝影 元件38、及支承玻璃板32a、透鏡保持具52、及攝影元件 38之筐體31A。在筐體31A之上面之玻璃板32a之底面之 一部分形成用以使液體Lq通過之流路3 1 Aa，3 1 Ab。 本實施形態中，測量投影光學系統PL之波面像差時， 與曝光時相同，對投影光學系統PL之光學元件li與玻璃 板32a(繞射光柵34Y)之間供應液體Lq，接著通過流路31Aa, 3 1 Ab使液體Lq亦充滿玻璃板32a與透鏡5 1之間。接著， 以照明光IL照明繞射光柵28Y ’以攝影元件38接收通過繞 射光柵28Y、投影光學系統PL、及繞射光柵34γ產生之剪 像干涉光C1(0次光B( + 1，0)及一1次繞射光B(—丨，_ m 與剪像干涉光C2(0次光B(— 1，0)及+ 1次繞射光B(+ i + 1))。與第1實施形態相同地’從該剪像干涉光C1 c 2之干 涉條紋之強度分布進一步以與使用液浸法進行曝光時相同 之條件高精度求出投影光學系統PL之波面像差。 35 201109851 此外’上述實施形態中，繞射光柵28γ及繞射光柵34γ 為一維繞射光柵’但作為繞射光柵28γ及繞射光栅34γ使 用例如在X方向及Υ方向以既定間距形成之二維繞射光柵 又’上述圖2之實施形態中’將投影光學系統PL之物 體面上之繞射光柵28Υ之遮光部28Ya之¥方向之寬度與 透射部28Yb之Y方向之寬度之比（佔空比）設定成大致i : i 從繞射光柵28 Υ產生之2次、4次等之偶數次 之繞射光之強度變弱。再者，將繞射光柵28γ之佔空比設
28Yb之相位設成成 為0及7Γ [rad]之移相圖案亦可。使用此移相圖案時，由於 來自繞射光柵28Y之〇次光B(0)大致為〇，因此雜訊光相 對最後獲得之干涉條紋之比例減少。 又，使用上述實施形態之曝光裝置1〇〇(曝光方法）製造 半導體元件等之電子元件（或微元件）時，電子元件係如圖7 所示經由下述步驟製造，進行電子元件之功能、性能設計 之步驟22!、根據此設計步驟製作標線片（光罩）之步驟 222、製造兀件基材之基板（晶圓）並塗布光阻之步驟223 ' 包含藉由上述實施形態之曝光裝置（曝光方法）將標線片之 圖案曝光於基板（感光基板）之步驟、使已曝光基板顯影之步 驟、對已顯影基板進行加熱（固化）及蝕刻之步驟等之基板處
理步驟224、元件組裝步驟（包含切割步驟、接合步驟、封 敦步驟等之加工鞀床、2 2 5、以•水止_ 亦即，上 •^曝光裝置 36 201109851 (晶圓）之動作；以及根據該圖案像處理轉印後基板之動作 (步驟2 2 4)。此時’根據上述實施形態，例如，在上述曝光 步驟之前後或曝光步驟中，可高精度測量曝光裝置之投影 光學系統P L之波面像差，根據此測量結果可將投影光學系 統PL之成像特性向精度維持在目標之狀態，因此可高精度 製造電子元件。 此外，本發明除了使用上述掃描曝光型之曝光裝置 外，亦可適用於使用步進器等之一次曝光型之曝光裝置之 情形。 再者，本發明亦可適用於測量使用波長1〇〇nm程度以 下之極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light : EUV光）作為曝 光用光之EUV曝光裝置之投影光學系統之波面像差之情 形，EUV #光裝置中’光學系統除了既定濾波器等係由反 射光子元件構成，標線片亦為反射型。是以，替代上述繞 射光柵28Y，使用例如週期性配置反身♦驗光之多數個微 !點圖案之反射型光栅等亦可，替代繞射光柵，使用在 吸收EUV光之基板週期性設置開口之光栅等亦可。 上述第2實施形態中，以具備局部液浸機構之局部液 浸曝光裝置為例進行說明，但不僅是僅在投影光學系統與 物體(物體之—部分)之間之局部空間存在液體之局部液浸 ^亦可適用於將物體整體浸潰於液體之類型之液浸曝光 i \ *裝置又，亦可適用於以周圍之空氣屏障保持投影 光學系統與基板之間之液浸區域之液浸型曝光裝置。 本發明亦可適用於例如美國專利第6590634號說 明書、美國專利第5969441號說明書、美國專利第6208407 37 201109851 號說明書等所揭示之具備複數個載台之多載台型曝光裝置 或曝光方法，或例如國際公開第1999/23692號小冊子、美 國專利第6897963號說明書等所揭示之使用具備具有測量 構件（基準標記、感測器等）之測量載台之曝光裝置及曝光方 法之情形。具備測量載台之曝光裝置之情形，將波面測量 單元30X，30Y設在測量載台亦可。 又，本發明並不限於適用於半導體元件製造用之曝光 裝置，亦可廣泛適用於形成於角型玻璃板之液晶顯示元件 或電漿顯示器等之顯示器裝置用之曝光裝置、或用以製造 攝衫元件（CCD等）、微機器、薄膜磁頭、MEMS(微機電系 統：Microeiectromechanical Systems)、及 DNA 晶片等之各 種凡件之曝光裝置。再者，本發明亦可適用於使用光微影 步驟製造形成有各種元件之光罩圖案之光罩（光罩 '標線片 等）時之曝光步驟。 將本申請記載之上述公報 '各國際公開小冊子、美國 專利及美國專利申請公開說明書中之揭示援引作為本說明 書屺載之一部分。此外，本發明並不限於上述實施形態， 在不違背本發明要旨之範圍内可採取各種構成。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示實施形態之一例所使用之曝光裝置的立體 圖。 風圖2係顯示使用i之波面測量單元3〇γ測量投影光 學系統之波面像差時產生之多數繞射光之光路的截面圖。 圖3(A)係顯示由圖2中之2對繞射光構成之干涉光及〇 38 201109851 路的圖、（B)係顯示圖3⑷之投影光學系統以之 之受光面^1次繞射先的圖、(C)係顯示圖3(A)之攝影元件 之干涉條紋之輪廊的圖+ 1 ::::分布之-部分的圖、⑻係顯示…欠繞射光之: 部分分的圖、（F)係顯示干涉條紋之相位分布之一 例的I程4Γ顯示測量㈣光學系統之波6像差之動作之一 圖5係顯示適於單一像化處理之一維數值濾波器NF之 •例的圖。 s圆6係顯示第2實施形態中，使用波面測量單元3〇Αγ 測里投影光學系統之波面像差之狀態的截面圖。 圖7係顯示電子元件之製程之一例的流程圖。 圖8係顯示比較例相對於實施形態之多數繞射光之光 路的圖。 【主要元件符號說明】 R1 測試標線片 RST標線片載台 PL 投影光學系統 w 晶圓 WST晶圓載台 Cl，C2剪像干涉光 2 主控制系統 7 波面資訊運算部 39 201109851 之波面測量單元 28Y 繞射光柵 30Y, 30AY Y 34X 繞射光柵 38 攝影元件 5 1 透鏡 40