WO1999060361A1

WO1999060361A1 - Instrument et procede de mesure d'aberrations, appareil et procede de sensibilisation par projection incorporant cet instrument, et procede de fabrication de dispositifs associe

Info

Publication number: WO1999060361A1
Application number: PCT/JP1999/002608
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Takeuchi
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 1999-11-25
Also published as: JP4505989B2; EP1079223A1; KR100604120B1; AU3849199A; EP1079223A4; KR20010034412A

Description

明細書

収差測定装置並びに測定方法及び該装置を備える投影露光装置並びに該方法を用いるデバイス製造方法、露光方法技術分野

本発明は、被検光学系、特に半導体デバイスまたは液晶表示素子を製造する際に使用される投影露光装置等に備えられる投影光学系の波面収差、光学性能を測定する波面収差測定装置並びに測定方法及び該装置を備える投影露光装置並びに該方法を用いるデバイス製造方法に関する。なお、本出願は日本国特許出願平成 1 0年第 1 5 3 9 1 5を基礎として、それらの内容は引用文としてここに組み込まれる。背景の技術

従来、被検光学系の波面収差を測定する場合は、干渉光学系を使用する方法がある。干渉光学系による方法は、測定対象である被検光学系を干渉光学系に組み込んで測定するものでトワイマン ·グリーン型干渉計、フィゾー干渉計などが知られている。例えば、トワイマン ' グリーン型干渉計は、レーザ光源からの光束をハーフミラーで 2分割し、一方の光束は被検光学系を透過させ、他方の光束は参照光とする。そして、被検光学系を透過した光と参照光とを干渉させ、その干渉縞から被検光学系の収差を測定するものである。

また、被検光学系からの光の波面を測定する方法として S h a c k— H a r t m a n n (以下、「シャツク ·ハルトマン」という）方式と呼ばれるレンズアレイを用いる方法が知られている（パリティ Vo l . 0 5 , No. 1 0 , 1 9 9 0— 1 0の P 3 7〜 3 9) 。このシャツク - ハルトマン方式による波面測定は、天体からの波面の揺らぎを測定するもので、第 9図に示すように、まず被検光学系 T L (ここでは望遠鏡を示す）を透過した波面（以下、「被検波面」という）をコリメ一夕レンズ C Lにて平行光にする。そして、微小なレンズ L ' を 2次元に配列したレンズ（以下「2次元レンズアレイ」という）に入射させる。ここで、被検波面が理想的な波面から偏差を有していると、該偏差は集光位置検出部 D E T上で理想的な波面の集光位置と被検波面の集光位置のズレとして現れる。これにより、 2次元レンズアレイの個々のレンズの集光点の位置ずれに基づいて、波面の測定をするものである。

しかし、上記従来技術では、以下の問題が生ずる。干渉計方式では、波面収差測定のための専用の干渉光学系装置が必要となる。該装置は波長オーダーの干渉を測定するため振動などの影響を受けやすいので、防振動台なども必要とする。このため、装置が大型化してしまい空間の使用効率が悪く問題である。

シャツク ·ノ、ルトマン方式による波面測定は、前述したように、もともと天体からの波面の揺らぎを測定することを主目的としているため、半導体デバイス等を製造するための投影露光装置に用いられるレンズの波面収差を測定できるものではなかった。

シャツク ·ハルトマン方式による波面測定では、高精度に 2次元レンズアレイを用いるが、該レンズアレイの各々の精度にばらつきが存在すると、集光位置の検出精度も低下するので、波面を高精度に測定することができない可能性がある。発明の開示

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、小型かつ製造容易であり、波面収差を高精度に簡便に測定できる収差測定装置並びに測定方法及び該装置を備える投影露光装置並びに該方法を用いるデバイス製造方法、露光方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求の範囲 1記載の発明は、被検光学系 (P L)を通過した光束を所定面ズ I P)上に集光させる集光レンズ（L) と、

前記光束の一部を通過させるための開口絞り（AP) と、

前記開口絞りを前記光束の光軸（AX) と交差する方向に移動させる移動部（M) と、

前記所定面上における前記開口絞りを通過した光束の一部の集光位置 (P) の位置ずれを検出する集光位置検出部（DET) と、

前記集光位置検出部からの出力信号に基づいて前記被検光学系の収差を算出する演算処理部（P C) とを有することを特徴とする収差測定装置を提供する。

請求の範囲 2記載の発明は、前記集光レンズは前記光束の一部を集光し、前記移動部は前記集光レンズと前記開口絞りとを一体として前記光束の光軸と交差する方向に移動させることを特徴とする。

請求の範囲 3記載の発明は、マスク（R) に形成された所定の回路パターンの像を基板（WH) 上に転写する投影光学系（P L) の収差を測定する収差測定装置において、

前記投影光学系に収差測定用の光を射出する収差測定光学系（PH) と、

前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子（L' ) と、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部（DET) と、

前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部（P C) とを有することを特徴とする収差測定装置を提供する。ここで、収差測定光学系とは、後述するレチクル又はステージのピンホール又は光を拡散させて透過させる透過部材などをいう。

請求の範囲 4記載の発明は、前記収差測定光学系は、前記所定の回路パターンが形成されたマスク（R) と略同じ位置に配置され、ピンホールパターンを備える収差測定用マスクと、前記収差測定用マスクを照明する照明光学系（ 1乃至 1 0) とを備えることを特徴とする。

請求の範囲 5記載の発明は、前記照明光学系は、前記所定の回路パ夕ーンを照明する照明光学系（ 1乃至 1 0) であることを特徴とする。請求の範囲 6に記載の発明は、被検光学系（P L) を通過した光束を集光レンズ（L) により所定面（ I P) 上に集光させる集光工程と、前記光束の一部を開口絞り（AP) により通過させる工程と、前記開口絞りを前記光束の光軸（AX) と交差する方向に移動させる移動工程と、

前記所定面上における前記開口絞りを通過した光束の一部の集光位置 (P) の位置ずれを集光位置検出部（DET) により検出する集光位置検出工程と、

前記集光位置検出工程で得られた出力信号に基づいて前記被検光学系の収差を算出する演算処理工程とからなることを特徴とする収差測定方法を提供する。

請求の範囲 7記載の発明は、前記集光工程では前記光束の一部を集光し、前記移動工程では、前記集光レンズと前記開口絞りとを一体として前記光束の光軸と交差する方向に移動させることを特徴とする。

請求の範囲 8記載の発明は、マスク（R) に形成された所定の回路パターンの像を基板（WH) 上に形成する投影光学系（P L) の収差を測定する収差測定方法において、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を複数のレンズ素子（L' ) で集光し、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出し、検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定することを特徴とする収差測定方法を提供する。

請求の範囲 9記載の発明は、前記収差測定用の光は、前記マスクが配置される位置と略同じ位置に配置された収差測定用マスク上のピンホールパターン（PH) からの光であることを特徴とする。

請求の範囲 10記載の発明は、所定の回路パターンを照明する照明光学系（ 1乃至 1 0 ) と、

照明された該回路パターンの像を基板（WH) 上に形成する投影光学系（PL) と、

該投影光学系の収差を測定するための請求の範囲 1記載の収差測定装置とを有することを特徴とする投影露光装置を提供する。

請求の範囲 1 1記載の発明は、所定の回路パターンを有するマスク (R) を照明する照明光学系（1乃至 1 0) と、

前記マスクを支持するステージ（ 1 1) と、

照明された該回路パターンの像を基板上に形成する投影光学系（PL) と、

該投影光学系の収差を測定するための請求の範囲 1記載の波面収差測定装置とを有し、

前記ステージ又は前記マスクは前記投影光学系に対して収差測定用の光を発生する発生部材（PH) を備えていることを特徴とする投影露光装置を提供する。

請求の範囲 1 2記載の発明は、前記発生部材は、前記照明光学系からの光を球面波に変換するピンホールパターン（PH) であることを特徴とする。

請求の範囲 1 3記載の発明は、前記発生部材は、前記照明光学系からの光を拡散して透過させる透過部材であることを特徴とする。

請求の範囲 1 4記載の発明は、マスク（R) に形成された回路パターンの像を基板（WH) 上に転写する投影光学系（P L) を備える投影露光装置において、

前記投影光学系を通過した前記収差測定用の光を集光するための複数のレンズ素子（L ' ) と、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出するための集光位置検出部（DET) とを備えることを特徴とする投影露光装置を提供する。

請求の範囲 1 5記載の発明は、前記収差測定光学系は、前記所定の回路パターンが形成されたマスク（R) と略同じ位置に配置され、ピンホ —ルパターン（PH) を備える収差測定用マスクと、前記収差測定用マスクを照明する照明光学系（ 1乃至 1 0) とを備えることを特徴とする。請求の範囲 1 6記載の発明は、前記集光位置検出部からの検出結果に基づいて前記投影光学系を構成する少なくとも一の光学部材の位置を制御する制御部（L C) とを有することを特徴とする。

請求の範囲 1 7記載の発明は、前記基板を保持する基板ステージ部（ 1 3) を有し、前記複数のレンズ素子及び前記集光位置検出部との少なくとも一方は、前記基板ステージ部に着脱自在に設けられていることを特徴とする。

請求の範囲 1 8記載の発明は、所定の回路パターンの像を投影光学系 (P L) を用いて基板（WH) に転写する工程を含むデバイス製造方法であって、

請求の範囲 6記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系の収差を測定する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。請求の範囲 1 9記載の発明は、所定の回路パターンの像を投影光学系 ( P L )を用いて基板に転写する工程を含むデバイス製造方法であって、請求の範囲 8記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系の収差を測定する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。請求の範囲 2 0記載の発明は、前記所定の回路パターンを請求の範囲 1 1記載の投影露光装置により前記基板上に投影露光することを特徴とする露光方法を提供する。

請求の範囲 2 1記載の発明は、所定の回路パターンの像を投影光学系 ( P L ) を用いて基板（WH ) に転写する露光方法において、

前記基板に前記回路パターンを転写する前に、

前記投影光学系に収差測定用の光を入射し、

前記投影光学系を通過した収差測定用の光を複数のレンズ素子（L ' ) で集光し、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出し、検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定し、測定された収差に基づいて、前記投影光学系の収差を補正することを特徴とする露光方法を提供する。

請求の範囲 2 2記載の発明は、前記収差は、前記投影光学系の波面収差であることを特徴とする。

請求の範囲 2 3記載の発明は、マスク（R ) に形成されたパターンの像を基板（WH ) 上に転写する投影光学系（P L ) を備える露光装置において、請求の範囲 3に記載の収差測定装置を着脱可能に保持する保持機構を備えることを特徴とする。請求の範囲 24記載の発明は、前記保持機構は、前記収差測定光学系を保持する第 1の保持部材（1 1) と、

前記複数のレンズ素子、前記集光位置検出部及び前記測定部を備えた測定ュニット（UT' ) を保持する第 2の保持部材（1 2, 1 3) とを有することを特徴とする。

請求の範囲 25記載の発明は、前記第 1の保持部材は、前記マスクを保持するマスクステージ（1 1) であり、

前記第 2の保持部材は、前記基板を保持する基板ステージ（1 3) であることを特徴とする。

請求の範囲 26記載の発明は、前記収差測定光学系は、収差測定用のピンホールパターン（ΡΗ) が形成された測定用マスク（R) であることを特徴とする。

請求の範囲 27記載の発明は、マスク（R) に形成されたパターンの像を基板（WH) 上に転写する投影光学系（PL) の収差を測定する収差測定装置において、

前記マスクを保持するマスクステージ（1 1) 、前記投影光学系及び前記基板を保持する基板ステージ（1 3) を備える露光装置に着脱可能に設けられる測定ユニット（UT' ) を有し、

前記測定ュニットは、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子（L' ) と、前記レンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部（DET) と、前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部（PC) とを備えることを特徴とする収差測定装置を提供する。

請求の範囲 28記載の発明は、前記投影光学系に収差測定用の光を射出する収差測定光学系（PH) を有し、前記測定ュニットは、前記基板ステージに着脱可能に保持され、前記収差測定光学系は、前記マスクステージに設けられることを特徴とする。

請求の範囲 2 9記載の発明は、マスク（R) に形成されたパターンの像を基板（WH) 上に転写する露光装置が備える投影光学系（P L) の収差測定方法において、

前記マスクと略同じ位置に、収差測定用の光を前記投影光学系に射出する収差測定光学系（PH) を配置し、前記基板を保持する基板ステージ（ 1 3) に、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子（L' ) と、前記レンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部（DET) と、前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部（P C) とを備える測定ユニット（UT' ) を取り付けることを特徴とする収差測定方法を提供する。

請求の範囲 30記載の発明は、前記投影光学系に収差測定用の光を射出した後に、前記収差測定光学系を取外し、

前記投影光学系の収差を測定した後に、前記測定ュニットを前記基板ステージから取外すことを特徴とする。

請求の範囲 3 1記載の発明は、所定の回路パターンの像を投影光学系 (P L) を用いて基板（WH) に転写する露光方法において、前記基板に前記回路パターンを転写する前に、請求の範囲 2 9に記載の収差測定方法を用いて、前記投影光学系の収差を測定することを特徴とする。

請求の範囲 3 2記載の発明は、所定の回路パターンの像を投影光学系 (P L) を用いて基板（WH) に転写する工程を含むデバイス製造方法において、前記基板に前記回路パターンを転写する前に、請求の範囲 2 9に記載の収差測定方法を用いて、前記投影光学系の収差を測定する工程を含むことを特徴とする。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第 1実施形態にかかる波面収差測定装置を用いる投影露光装置の構成を示す図である。

第 2図は、第 1図に示す投影露光装置のステージ近傍の拡大図である。第 3図は、本発明の実施形態にかかる波面収差測定装置の構成を示す図である。

第 4 A図、 4 B図は、本発明の実施形態にかかる波面収差測定装置の変形例の構成を示す図である。

第 5 A図、 5 B図、 5 C図は、測定位置により集光点 Pの位置が変化する様子を示す図である。

第 6図は、被検波面 Wと波面の傾き W ' との関係を示す概念図である。第 7図は、本発明の第 2実施形態にかかる投影露光装置のステージ近傍の構成を示す図である。

第 8図は、本発明の第 3実施形態にかかる投影露光装置のステージ近傍の構成を示す図である。

第 9図は、従来の波面収差測定装置の構成を示す図である。実施形態

以下添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

(第 1実施形態）

第 1図は、後述する波面収差測定装置ユニット U Tが着脱可能な投影露光装置の構成を示す図である。この投影露光装置により、回路パターンが形成された半導体デバイスが作成される。該投影露光装置の概略を説明する。レーザ光源 1からの光束 L B 0は、ビーム整形光学系 2によりビーム整形され、略平行なレーザビームとなった L B 1は、干渉縞を平均化する干渉縞低減部 4を経てフライアイレンズ 5に入射する。干渉縞低減部は、レチクル上での照度均一性を高めるものであり、その原理は本出願人による特開昭 5 9 - 2 2 6 3 1 7号公報に開示されている。フライアイレンズ 5を射出したレーザビーム I L 2は、第 1 リレーレンズ 7 Aを介して視野絞り 8に入射する。レーザビーム I L 2の断面形状は視野絞り 8により整形される。視野絞り 8はレチクル Rのパターン形成面及びウェハ WHの露光面と共役な位置に配置されている。視野絞り 8の開口部から射出されたレーザビーム I L 2は、第 2リレーレンズ 7 B、ミラ一 9、コンデンサレンズ 1 0を経て回路パターンが形成されたレチクル R (マスク）を照明する。レチクル Rはステージ 1 1上に載置されており、主制御系 1 6からの指令に基づき、レチクルステージ制御部 2 1がレチクルステージ 1 1を駆動する。そして、照明されたレチクル Rのパターンの像が、投影光学系 P Lにより基板であるウェハ WH上に形成される。レチクル Rを種々交換することにより、ウェハ WH上に種々のパターンが順次形成されて半導体デバイスが作成される。ウェハ WHはウェハステージ 1 3上のウェハホルダ 1 2に真空チヤックされている。また、ウェハステージ制御部 2 2は該ステージ 1 3を高精度に位置決めしつつ駆動制御する。また、入出力装置 2 4は、投影露光装置本体とオペレー夕とのマンマシンインターフェースである。第 2図は本投影露光装置のステージ近傍を拡大した図である。波面収差測定装置のュニット U Tをステージ 1 3上にウェハホルダ 1 2を介して載置する。ュニット U Tをウェハホルダ 1 2上に載置する際、投影レンズ P Lとゥェハホルダ 1 2との間隔を広げるためにステージ 1 3を— Z方向に駆動する。次に、ユニット UT (ここではユニット UTのうちコリメ一夕レンズ CL) が投影レンズ PLに対向するように、ステージ制御部 22でステ一ジ 1 3を X, Y方向に駆動する。なお、ここでは波面収差を測定する被検光学系として投影レンズ PLを用いている。このように、ュニット UTを投影レンズ PLに対向させた状態で、投影レンズ PLの波面収差測定を行う。

第 3図は本発明の第 1実施形態にかかる波面収差測定装置ュニット U Tの構成概略を示す図である。投影レンズ P Lの波面収差を本発明の波面収差測定装置ュニット UTを用いて測定する具体的構成を説明する。なお、波面収差測定ユニット UTは前述のようにステージ 1 3上のゥェハホルダ 1 2に載置される。投影レンズ P Lの波面を測定する際、波面収差計測用の光として、波面が球面波の光を投影レンズ P Lに入射させる。この球面波の光は、レチクル Rが配置される位置（投影光字系の物体面）に、ピンホールパターンを備えるマスクを配置し、このマスクをレーザビーム I L 2で照明することにより、ピンホールパターンから発生することができる。このマスクが収差測定用光学系を構成する。さらに、ピンホールパターンに代えて、点光源を用いてもよい。また、マスクを照明するレーザビームとして本実施形態では露光光源を用いている力他の光源及び他の照明光学系を別途設けても良い。この球面波の光は、投影レンズ PLを入射させ、投影レンズ P Lから射出する。投影レンズ P Lから射出した光は、コリメ一夕レンズ CLで平行光にする。そして、集光レンズ Lで該平行光を集光し、レンズ Lの背後に配置された開口絞りであるアパーチャ A Pで一部のみを通過させる。アパーチャ A Pを通過した一部の光束は 2次元 C CDのような集光位置検出部 D ET の撮像面 I P上に集光点 Pとして集光される。集光点 Pの検出は、 2次元 CCDに限られず、 1次元 CCDを用いて走査すること、または 1次元 C C Dを回転すること、さらには単独の光センサを用いて 2次元走査することにより検出してもよい。ここで、投影レンズ P Lに収差が存在する場合は、投影レンズ P Lに収差がない場合に比較して、集光点 Pの位置が異なる。即ち、投影レンズ P Lに収差がない理想の集光点に対し、投影レンズ P Lに収差が存在するときの集光点の位置が C C D面上で横ずれする。そして、移動部 Mは、コリメ一夕レンズ C L、集光レンズ L と集光位置検出部 D E Tの相互の位置関係を維持したまま、被検波面全体を走査するようにアパーチャ A Pを移動する。かかる場合に、集光レンズ L，アパーチャ A Pおよび検出部 D E Tは一体のュニット U T内に収納されていることが好ましい。また、投影レンズ P Lを透過した光の集光位置、すなわち撮像面 I Pはウェハ WHの面と共役である。さらに、波面収差測定ュニッ卜とは、ピンホールパターンが形成されたマスク又は点光源とレンズ Lと集光位置検出部 D E Tとを含む構成をいう。

このように、移動部 Mによって、コリメータレンズ C L、集光レンズ Lと、集光位置検出部 D E Tの相互関係を維持したまま、被検波面全体を走査するようにアパーチャ A Pを移動することにより、被検波面全体において、投影レンズ P Lに収差がない理想の集光点と、投影レンズ P Lに収差が存在するときの集光点との C C D面上での横ずれを検出することができる。

なお、第 1実施形態では、被検波面の中央部分（光軸 A X近傍の光束）を集光するときは集光レンズ Lの中心部分を用い、被検波面の周辺部分 (周辺の光束）を集光するときは集光レンズ Lの周辺部分を用いている。このように、集光レンズ Lを用いる部分が異なるので、該レンズ Lが収差を有する場合に、該収差が測定結果に影響するおそれがある。そこで、集光レンズ Lの収差のよる影響を低減させるために、集光レンズしと、アパーチャ A Pとの相互の位置関係を維持したまま、コリメ一夕レンズ CL、検出部 DETに対して移動させることが好ましい。但し、集光レンズ Lとして、第 4 A図に示すように被検波面の一部の光束を集光させる小口径レンズ Lを用いることがさらに好ましい。かかる小口径レンズ Lを用いた場合は、該レンズ Lを被検波面全体を走査するように移動部 Mにより移動させる。

第 4B図では、第 4A図の変形例であり、ユニット UT内に収納されたレンズ L、アパーチャ A P及び検出部 DETが相互の位置関係を維持したまま、被検波面全体を走査する構成である。レンズ L、アパーチャ AP及び検出部 DETにより、測定系 Sが構成され、測定系 Sがュニット UT内で移動部 Mにより移動する。この構成では、第 4A図の検出部 DETに対して、小型化できる。

次に、集光位置検出部 DETからの出力信号に基づいて被検光学系の収差を算出する手順について説明する。波面収差測定測定装置として、第 4 B図に示す構成を用いた場合について説明する。第 5 A， 5 B， 5 C図は、被検波面の任意の領域内の 3点の測定結果、即ち測定系 Sを 3 点移動した場合の各々の検出部 DET上の集光点 Pの変化の様子を示している。ここで、撮像面 I Pの平面を X— Y平面としている。被検波面が理想的な波面、即ち無収差の波面（球面波）であれば、測定系 Sを被検波面内のどこに移動しても集光点 Pは検出部 DETの中心〇にある。しかし、実際の被検波面は収差、つまり理想的な波面からの偏差（波面の傾きの差）を有している。したがって、第 5A， 5 B, 5 C図に示すように、各集光点によって、その点における該偏差が検出部 DET上の集光点 Pの位置の変化（横ずれ）となって表れる。集光点 Pの中心からの位置ずれは測定点における被検波面の微分情報に対応しているので、移動毎の各測定点における集光点 Pの位置ずれから得られる値を被検波面全体について順次積分すれば被検光学系の収差を算出ことができる。かかる算出手順の概念を第 6図に示す。第 6図は矢印方向に向かって、順次測定系 Sを移動し、各移動点で次々と測定を行なう様子を示している。上述のように各測定点における波面 W ' の傾きによる集光点 Pのずれ量を順次演算処理装置 P Cを用いて積分することで被検波面 Wを算出できるので、被検光学系の収差を求めることができる。

第 4 A図の構成を用いて、被検光学系の収差を測定する場合は、撮像面 I P上に複数の撮像頜域を設定し、各撮像領域に対して、移動部 Mによりレンズ L及びアパーチャ A Pを位置決めする。被検波面が理想的な波面の時にレンズ Lが集光する撮像領域の中心に対して、実際の被検波面では、レンズ Lが集光する集光点の位置の変化が検出する。この位置の変化量を検出することにより、収差を測定することができる。なお、被検波面 Wの算出は、上述した内容と同じである。

このように、投影レンズ P Lによる結像面のうち、一点において、理想的な波面の各集光点に対する被検波面の各集光点の位置ずれを測定することにより、投影レンズ P Lの収差として、球面収差や非点隔差を求めることができる。

また、ュニット U Tが投影レンズ P Lによる結像面の複数点に移動するようにステージ制御部 2 2でステージ 1 3を駆動する。そして、投影レンズ P Lの結像面内における複数点のそれぞれにおいて、ユニット U T内のレンズ L及びアパーチャ A P、又は測定系 Sが被検波面全体を走査するように移動部 Mを制御する。これにより、結像面内のおける複数点のそれぞれにおいて、理想的な波面の各集光点に対する被検波面の各集光点の位置ずれを測定することができ、投影レンズ P Lの収差として、コマ収差、像面湾曲、ディストーション、非点収差を求めることができる。

なお、上記第 1実施形態では、被検波面を平行光にするためにコリメ —夕レンズ C Lをュニッ卜 U Tに組み込んでいるが、コリメ一夕レンズ C Lをユニット U Tとは異なるユニットに設けても良い。さらには、コリメ一夕レンズ C Lを用いずに、被検光学系 P Lを透過した球面波の光をそのまま本装置で測定してもよいことは言うまでもない。

このように、ュニット U Tをステージ 1 3のウェハホルダ 1 2上に載置し、ユニット U T内のレンズ L及びアパーチャ A P、又は測定系 Sを移動部 Mにより駆動することにより、簡便に投影レンズ P Lの波面収差を測定できる。投影レンズ P Lの波面収差を測定した後は、収差測定光学系（測定用マスク）をステージから取り外すと共に、ユニット U Tをステージ 1 3から取り外す。ステージ 1 3からユニット U Tを取り外すことにより、露光時に使用する際のステージ 1 3が軽量化される。また、投影露光装置上で、露光光源を用いて測定できるので装置が小型なものになる。さらに、別の干渉計を用いて測定する場合に比較して空間的場所を必要とせず、また、レンズとして単一のレンズを用いているので高精度に収差を測定できる。加えて、投影露光装置のステージ 1 3上に本波面収差測定ュニットを搭載した状態で、この測定結果に基づいて投影レンズ P Lの調整を行なうことができる。このとき、自動レンズ調整手段等と組み合わせれば、波面収差の測定結果を該自動レンズ調整手段等にフィードバックさせ、レンズ間隔を調整することができる。自動レンズ調整手段は、各収差に応じて、投影レンズ P Lを構成する少なくとも一つのレンズ素子を光軸方向に微小移動させて、レンズ素子の間隔を変更する移動機構や、レンズ素子間の空気の圧力を調整する圧力調整機構等が挙げられる。これにより、自動的に投影光学系の波面収差を修正でき、結像特性を向上させることができる。

(第 2実施形態）

第 7図は、第 2実施形態にかかる投影露光装置のステージ近傍の概略構成を説明する図である。本実施形態において、第 1実施形態にかかる投影露光装置の構成と同じ部分には同一の符号を付し、また重複する部分の構成図とその説明は省略する。

上記第 1実施形態では、投影レンズ P Lの波面収差測定を露光装置上で、露光光源を用いて行うことができる。このとき、レチクル Rの位置に点光源、即ちピンホールを備えた投影レンズ収差測定用のレチクルを用いることが望ましい。したがって、露光光源からのレーザビーム I L 2は、レチクル Rのピンホールにより球面波からなる光に変換されることになる。ここで、投影レンズ P Lの波面収差の測定精度を向上させるにはピンホール径を小さくし、ピンホールで発生する球面波を理想球面波に近づければ良いが、ピンホール径が小さくなると透過光量が減少し、撮像面でコントラストが減少するため測定時間がかかることになる。また、投影レンズの波面収差の測定を行うときはピンホールを備えた投影レンズ収差測定用レチクルを使用し、通常のパターン露光を行うときは露光用レチクルを使用すると、収差測定又はパターン露光ごとにレチクルステージにレチクルの載せ換え、位置合わせ等をする必要があるのでスループッ卜の低下を招くおそれがある。

本実施形態にかかる投影露光装置は上記問題に鑑みたものであり、第 7図に示すように例えばレチクルステージ 1 1が投影レンズ波面収差測定用のピンホール P Hを有している。

回路パターンが形成されたレチクル Rを用いて半導体デバイスを製造する手順は上記第 1実施形態で述べた手順と同様であるのでその説明は省略する。次に、投影レンズ P Lの波面収差を測定する手順について説明する。投影レンズ P Lの波面収差を測定するときは、レチクルステージ制御部 2 1が回路パターンが形成されたレチクル Rを載置した状態のレチクルステージ 1 1を駆動して、ピンホール P Hを光軸 A X上に移動させ、ピンホールからの光を点光源として収差測定を行う。まず、波面収差測定装置のュニット U T (ュニッ卜の構成は上記実施形態と同じ）がステージ 1 3上にウェハホルダ 1 2を介して載置される。次に、ュニット U T内のレンズ L及びアパーチャ A P、又は測定系 Sが集光レンズ Lからの被検波面全体を走査するように、移動部 Mがレンズ L及びアバ一チヤ A P、又は測定系 Sを駆動する。上述のように被検波面の各集光点の位置ずれを求め、演算処理装置 P Cで上述のような積分演算を行なう。ここで、投影レンズ P Lを透過した光の集光位置はウェハ WH面と共役である。そして、得られた投影レンズ P Lの波面収差情報（コマ収差、非点収差、球面収差等）をレンズ制御部 L Cへフィードバックする。レンズ制御部 L Cは、波面収差情報に基づいて投影レンズ P Lを構成する各レンズ素子の間隔や、その間隔の空気の圧力を調整することで投影レンズ P Lを透過した波面の収差量を所定範囲内に抑える。なお、ュニット U Tはウェハホルダ 1 2又はステージ 1 3上に直接的に着脱自在に設けられていても良く、又はステージ 1 3に組み込まれている構成、さらにはステージ 1 3の側面に着脱自在に設けられている構成でも良い。また、本実施形態では、レチクルステージに設けられたピンホールを通過した光を光源として用いたが、これに限られるものではなく、レチクルステージに光源 1からの光を拡散して透過させる領域、いわゆるレモンスキン状態に形成されている領域を設け、このレモンスキン領域を透過した光を波面収差測定用の光源としても良い。レモンスキン頜域は、すりガラス状の拡散板と同様に透過光を拡散させる機能を有しており、この領域を透過した光は、複数の点光源から発せられた多数の球面波からなる略平行光とみなすことができる。また、ピンホール又はレモンスキン領域はレチクルステージに設けられている場合に限られず、第 1実施形態と同様レチクルに設けられていても良い。上述したように、ピンホール径を小さくすると、通過光量が減少するため測定時間は長くなるが、測定精度を高くすることができる。逆に、ピンホール径を大きくすると、ピンホールで発生する球面波の形状が理想球面波から遠ざかってしまい測定精度が低くなるが、通過光量が増加するため測定時間は短くできる。このため、レチクルステージ 1 1又はレチクル Rに複数の大きさのピンホールを形成しておき、目的とする測定精度により択一的に選択して使用する事が望ましい。例えば、投影露光装置のセッティングが既に完了し回路パターン露光が順次行われている場合は、投影レンズの光学特性（倍率や焦点位置などの結像特性や透過率の変動）等の経時変化を測定することが主目的となるので、投影レンズを所定回数だけ光が透過した時に適当な精度で、且つ短時間で波面測定を行うことが望ましい。また、投影レンズ又は投影レンズを構成する少なくとも一つのレンズ素子を他のレンズに交換した場合、光源波長を変化させた場合等は、時間をかけて高精度な波面測定を行うことが望ましい。このように、複数の大きさのピンホールを形成しておくことで、目的別に最適な大きさのピンホールを容易に選択することができる。また、本実施形態ではレチクルステージを照明するレ一ザビームとして露光光源を用いているが、他の光源及び他の照明光学系を別途設けても良レ^

(第 3実施形態）

第 8図は、第 3実施形態にかかる投影露光装置のステージ近傍の概略構成を示す図である。本実施形態において、第 1実施形態にかかる投影露光装置の構成と同じ部分には同一の符号を付し、また重複する部分の構成図とその説明は省略する。

回路パターンが形成されたレチクル Rを用いて半導体デバイスを製造する手順は上記第 1実施形態で述べた手順と同様であるのでその説明は省略する。次に、投影レンズ P Lの波面収差測定を行う手順を説明する。ウェハステージ制御部 2 2は、ステージ 1 3の側面に着脱機構 Dを介して着脱自在に設けられた収差測定ュニット U T ' に投影レンズ Pしからの透過波面が入射するように、ウェハステージ 1 3を駆動制御する。収差測定ユニット U T ' は、投影光学系 P Lを通過したピンホール P H で発生した球面波からなる光を集光するための複数のレンズ素子 L ' を 2次元に配列した 2次元レンズアレイと、複数のレンズ素子 L ' で集光された光の位置をそれぞれ検出するための集光位置検出部 D E Tとから構成されている。また、上記第 1実施形態と同様に波面収差測定ュニットとは、ピンホール P Hとパターンが形成されたマスクと 2次元レンズアレイ L ' と集光位置検出部 D E Tとを含む構成をいう。

なお、上記実施形態で述べたようにピンホールに限られず、レチクルステージ 1 1又はレチクル尺が、ピンホールとレモンスキン領域とのいずれか一方を有していることが好ましい。さらに好ましくは、大きさの異なる複数のピンホールを備えており、上記第 2実施形態と同様に測定目的に応じて適宜ピンホールを選択できることが望ましい。このように、ピンホールとレモンスキン頜域とのいずれか一方を有するステ一ジ又はレチクルが収差測定光学系を構成する。

投影光学系 P Lを透過した光は、コリメ一夕レンズ C Lにて平行光に変換される。そして、微小なレンズ L ' を 2次元に配列した 2次元レンズアレイに入射される。入射した光の被検波面が理想的な波面、即ち投影レンズに収差が無い場合の波面から偏差を有していると、該偏差は集光位置検出部 D E T上で理想的な波面の集光位置に対し被検波面の集光位置が位置ずれとして現れる。演算処理部 P Cは、 2次元レンズアレイの個々のレンズ L ' の集光点の位置ずれに基づいて、投影レンズ P Lの波面収差を算出する。このように、投影レンズ P Lによる結像面のうち、一点において、理想波面の各集光点に対する被検波面の各測定点の位置ずれを測定することにより、投影レンズ P Lの収差として、球面収差や非点隔差を求めることができる。また、ユニット U Tが投影レンズ P Lによる結像面の複数点に移動するようにステージ制御部 2 2でステージ 1 3を駆動する。そして、投影レンズ P Lの結像面内における複数点のそれぞれにおいて、理想波面の各集光点に対する被検波面の各測定点の位置ずれを測定し、それら各測定結果から、投影レンズ P Lの収差として、コマ収差、像面湾曲、ディストーション、非点収差を求めることができる。

そして、得られた投影レンズ P Lのコマ収差、像面湾曲、ディスト一シヨン、非点収差等の波面収差情報をレンズ制御部 L Cへフィードバックする。レンズ制御部 L Cは、この波面収差情報に基づいて投影レンズ P Lを構成する各レンズ素子の間隔や、その間隔の空気の圧力を調整することで投影レンズ P Lを透過した波面の収差量を所定範囲内に抑える。なお、ユニット U T ' はウェハホルダ 1 2又はステージ 1 3上に着脱自在に設けられていても良く、又はステージ 1 3に組み込まれている構成、さらにはステージ 1 3近傍に設けられている構成でも良い。

また、上記各実施形態において、集光位置検出部 D E Tの測定分解能と、移動部 M又はウェハステージ 1 3の位置制御精度を高くすることで、投影レンズ P Lの収差測定精度を向上させることができる。例えば、集光位置検出部の検出分解能が 1 0〜2 0 /x mの場合は、 5 mm X 5 mm の領域を露光する投影露光装置ではウェハステージ 1 3を 1 mmピッチで制御すれば十分である。

また、第 1実施の形態において、アパーチャ A Pの開口面積を可変としても良い。このとき、開口部を絞った方が、分解能が向上するので測定精度が高くなる。各実施の形態は必要に応じて組み合せることも可能である。各実施の形態で、波面収差測定装置をステージ 1 3に着脱可能に構成したが、この着脱機構としては、ステージ 1 3に切欠き部を設け、その切欠き部に係合する係合部を測定装置に設けて着脱可能としてもよい。さらに、測定装置をステージ 1 3に着脱可能とする際、測定装置全体の代わりにその一部、例えばコリメータレンズ CL, レンズ Lを着脱自在とし、検出部 D E Tをステージ 1 3に固定しても良い。また、逆に例えばコリメ一夕レンズ CL、レンズ Lをステージ 1 3に固定し、検出部 DETを着脱自在にしても良い。

各実施の形態では、投影レンズ P Lの波面収差を露光装置に組込んだ状態で測定したが、露光装置に組み込む前に測定しても良い。波面収差を測定するタイミングとしては、ウェハ交換毎、レチクル交換毎、または予め設定した所定時間毎のいずれでもよく、これら以外のタイミングであってもよい。その際の測定精度を選択できることは上述した通りである。また、各実施の形態では、収差を測定する光源として、露光光源を使用したが、別の光源を用いてもよい。露光光源としては、 g線（43 6 nm) 、 i線（365 n m) 、 K r Fエキシマレ一ザ（ 248 nm) 、 A r Fエキシマレーザ（ 1 93 nm) 、 ₂レ一ザ（ 1 5 7 nm) や、金属蒸気レーザや Y AGレーザの高調波を用いてもよい。

なお、本実施形態の露光装置として、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走査型の露光装置（U S P 5， 473, 4 10) 、またはマスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ ' アンド ' リピート型の露光装置に適用することができる。露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレー卜に液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気へッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。

被検光学系としての投影レンズの倍率は、縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。投影レンズとしては、エキシマレ一ザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、 F ₂レーザや X線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にすればよい（レチクルも反射型タイプのものを用いる）。エキシマレ一ザとして、遠紫外線を用いる場合は、光源と基板との間の光路を不活性ガスでパージする。このように、遠紫外線を用いる場合は、本実施の形態の波面収差測定装置のュニッ卜 U T内も不活性ガスでパージすればよい。不活性ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスを用いてもよい。露光光の波長が酸素に吸収されない波長（例えば、 i線や K r F等）の場合は、化学的にクリーンなドライエア（レンズの曇りの原因となる物質、例えば、クリーンルーム内を浮遊するアンモニゥムイオン等が除去されたェァ、又は湿度が 5 %以下のエア）を用いてもよい。

以上のように、本実施形態の露光装置や収差測定装置は、本願特許請求の範囲（c l a ims ) に挙げられた各構成要素（e l emen t )を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装匱への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。また、半導体デバイスは、デバイスの機能 '性能設計を行うステツプ、この設計ステップに基づいたレチクルを制作するステップ、シリコン材料からウェハを制作するステップ、前述した実施例の露光装置によりレチクルのパターンをウェハに露光するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）検査ステップ等を経て製造される。産業上の利用の可能性

以上説明したように、請求の範囲 1記載の発明では、所定面上における開口絞りを通過した光束の一部の集光位置の位置ずれを検出する集光位置検出部を有し、開口絞りを光軸と交差させる方向に移動させている。したがって、干渉計又は 2次元レンズアレイを用いなくても、小型で簡便な構成で被検光学系の収差を高精度に測定できる。

請求の範囲 2記載の発明では、集光レンズは前記光束の一部を集光し、移動部は集光レンズと開口絞りとを一体として光束の光軸と交差する方向に移動させている。したがって、集光レンズは小型なレンズで良いため製造容易であり、コストも安く済む。さらに、常に小型な集光レンズの全面を使用して集光するので、該集光レンズ自身の収差の影響による測定誤差を低減できる。

請求の範囲 3記載の発明では、半導体デバイス等を製造するための投影露光装置に用いられるレンズの波面収差を簡便に測定できる。

請求の範囲 4記載の発明では、ピンホールパターンを透過してきた球面波を用いて正確かつ迅速な収差測定を行うことができる。請求の範囲 5記載の発明では、所定の回路パターンを有するレチクルを照明する照明光学系からの光を使用できる。

請求の範囲 6記載の発明では、干渉計又は 2次元レンズアレイを用いなくても、小型で簡便な構成で被検光学系の収差を高精度に測定できる。請求の範囲 7記載の発明では、集光レンズは小型なレンズで良いため製造容易であり、コストも安く済む。さらに、常に小型な集光レンズの全面を使用して集光するので、該集光レンズ自身の収差の影響による測定誤差を低減できる。

請求の範囲 8記載の発明では、半導体デバイス等を製造するための投影露光装置に用いられる投影光学系の波面収差を簡便に測定できる。請求の範囲 9記載の発明では、ピンホールパターンを透過してきた球面波を用いて正確かつ迅速な収差測定を行うことができる。

請求の範囲 1 0記載の発明では、所定の回路パターンの像を基板上に形成する投影光学系の収差を、干渉計又は 2次元レンズアレイを用いなくても、小型で簡便な構成で被検光学系の収差を高精度に測定できる。請求の範囲 1 1記載の発明では、収差測定用の光を発生する発生部材を用いることで、正確かつ迅速に投影光学系の収差測定を行うことがでさる。

請求の範囲 1 2記載の発明では、ピンホールを通過してきた球面波により、正確かつ迅速に投影光学系の収差測定を行うことができる。

請求の範囲 1 3記載の発明では、透過部材を拡散して透過してきた多数の球面波からなる実質的な平行光により、正確かつ迅速に投影光学系の収差測定を行うことができる。

請求の範囲 1 4記載の発明では、半導体デバイス等を製造するための投影露光装置に用いられる投影光学系の波面収差を簡便に測定できる。請求の範囲 1 5記載の発明では、ピンホールパターンを透過してきた球面波を用いて正確かつ迅速な収差測定を行うことができる。

請求の範囲 1 6記載の発明では、収差測定結果に基づいて、制御部により投影光学系のレンズ間隔などを調整することで、投影光学系の波面収差を修正して、結像特性を向上させることができる。

請求の範囲 1 7記載の発明では、投影露光装置の、例えばウェハステージ上に波面収差測定装置を設置するのみで、簡便に投影光学系の収差を測定できる。また、露光装置の光源をそのまま使用できるので装置も小型化できる。

請求の範囲 1 8記載の発明では、干渉計又は 2次元レンズアレイを用いなくても、小型で簡便な構成で投影光学系の収差を高精度に測定できるので、結像性能を向上させることができ、高解像なデバイスを製造でさる。

請求の範囲 1 9記載の発明では、半導体デバイス等を製造するための投影露光装置に用いられる投影光学系の波面収差を簡便に測定できるので、結像性能を向上させることができ、高解像なデバイスを製造できる。請求の範囲 2 0記載の発明では、収差測定用の光を発生する発生部材を用いることで、正確かつ迅速に投影光学系の収差測定を行うことができるので、スループッ卜が向上した露光を行うことができる。

請求の範囲 2 1記載の発明では、投影光学系の収差を簡便に測定し、測定結果に基づいて投影光学系の収差を補正できるので、結像性能の良い露光方法を提供できる。

請求の範囲 2 2記載の発明では、投影光学系の波面収差を簡便に測定し、測定結果に基づいて投影光学系の波面収差を補正できるので、結像性能の良い露光方法を提供できる。

請求の範囲 2 3記載の発明では、半導体デバイス等を製造するための露光装置において収差測定装置を着脱自在に保持できるので、収差測定時にのみ取り付けること、又は収差測定装置を交換することが容易である。

請求の範囲 2 4記載の発明では、収差測定光学系と測定ュニッ卜とを露光装置に対して簡便に着脱できる。

請求の範囲 2 5記載の発明では、マスクをマスクステージに対して、測定ュニットを基板ステージに対して簡便に着脱できる。

請求の範囲 2 6記載の発明では、ピンホールパターンを有するマスクを簡便に着脱できるので、収差測定に適切なピンホール径を容易に選択できる。

請求の範囲 2 7記載の発明では、投影露光装置の、例えばウェハステージ上に波面収差測定装置を設置するのみで、簡便に投影光学系の収差を測定できる。また、露光装置の光源をそのまま使用できるので収差測定装置を小型化できる。

請求の範囲 2 8記載の発明では、マスクステージに設けられた収差測定光学系からの光により、正確かつ迅速に投影光学系の収差測定を行うことができる。また、測定ユニットを基板ステージに対して簡便に着脱できる。

請求の範囲 2 9記載の発明では、収差測定光学系からの光を用いて、投影露光装置のウェハステージに測定ュニットを取り付けるのみで、簡便に投影光学系の収差を測定できる。また、露光装置の光源をそのまま使用できるので装置も小型化できる。

請求の範囲 3 0記載の発明では、測定ユニットを取り外すことで、基板ステージの軽量化を図ることができる。

請求の範囲 3 1記載の発明では、回路パターンを転写する前に投影光学系の収差測定を行うので、正確なパターン転写を行うことができる。請求の範囲 3 2記載の発明では、回路パターンを転写する前に投影光学系の収差測定を行うので、正確に高精度なデバイスを製造できる。

Claims

請求の範囲

1 . 被検光学系を通過した光束を所定面上に集光させる集光レンズと、前記光束の一部を通過させるための開口絞りと、

前記開口絞りを前記光束の光軸と交差する方向に移動させる移動部と，前記所定面上における前記開口絞りを通過した光束の一部の集光位置の位置ずれを検出する集光位置検出部と、

前記集光位置検出部からの出力信号に基づいて前記被検光学系の収差を算出する演算処理部と、

を有することを特徴とする収差測定装置。

2 . 前記集光レンズは前記光束の一部を集光し、前記移動部は前記集光レンズと前記開口絞りとを一体として前記光束の光軸と交差する方向に移動させることを特徴とする請求の範囲 1に記載の収差測定装置。

3 . マスクに形成された所定の回路パターンの像を基板上に転写する投影光学系の収差を測定する収差測定装置において、

前記投影光学系に収差測定用の光を射出する収差測定光学系と、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子と、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部と、

前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部とを有することを特徴とする収差測定装

4 . 前記収差測定光学系は、前記所定の回路パターンが形成されたマスクと略同じ位置に配置され、ピンホールパターンを備える収差測定用マスクと、前記収差測定用マスクを照明する照明光学系とを備えることを特徴とする請求の範囲 3に記載の収差測定装置。

5 . 前記照明光学系は、前記所定の回路パターンを照明する照明光学系であることを特徴とする請求の範囲 4に記載の収差測定装置。

6 . 被検光学系を通過した光束を集光レンズにより所定面上に集光させる集光工程と、

前記光束の一部を開口絞りにより通過させる工程と、

前記開口絞りを前記光束の光軸と交差する方向に移動させる移動工程と、

前記所定面上における前記開口絞りを通過した光束の一部の集光位置の位置ずれを集光位置検出部により検出する集光位置検出工程と、前記集光位置検出工程で得られた出力信号に基づいて前記被検光学系の収差を算出する演算処理工程と、

からなることを特徴とする収差測定方法。

7 . 前記集光工程では前記光束の一部を集光し、前記移動工程では、前記集光レンズと前記開口絞りとを一体として前記光束の光軸と交差する方向に移動させることを特徴とする請求の範囲 6に記載の収差測定方法

8 . マスクに形成された所定の回路パターンの像を基板上に形成する投影光学系の収差を測定する収差測定方法において、

前記投影光学系を通過した収差測定用の光を複数のレンズ素子で集光し、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出し、検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定することを特徴とする収差測定方法。

9 . 前記収差測定用の光は、前記マスクが配置される位置と略同じ位置に配置された収差測定用マスク上のピンホールパターンからの光であることを特徴とする請求の範囲 8に記載の収差測定方法。

1 0 . 所定の回路パターンを照明する照明光学系と、

照明された該回路パターンの像を基板上に形成する投影光学系と、該投影光学系の収差を測定するための請求の範囲 1に記載の収差測定装置とを有することを特徴とする投影露光装置。

1 1 . 所定の回路パターンを有するマスクを照明する照明光学系と、前記マスクを支持するステージと、

照明された該回路パターンの像を基板上に形成する投影光学系と、該投影光学系の収差を測定するための請求の範囲 1に記載の波面収差測定装置とを有し、

前記ステージ又は前記マスクは前記投影光学系に対して収差測定用の光を発生する発生部材を備えていることを特徴とする投影露光装置。

1 2 . 前記発生部材は、前記照明光学系からの光を球面波に変換するピンホールパターンであることを特徴とする請求の範囲 1 1に記載の投影

1 3 . 前記発生部材は、前記照明光学系からの光を拡散して透過させる透過部材であることを特徴とする請求の範囲 1 1に記載の投影露光装置

1 4 . マスクに形成された回路パターンの像を基板上に転写する投影光学系とを備える投影露光装置において、

前記投影光学系に収差測定用の光を射出する収差測定光学系と、前記投影光学系を通過した前記収差測定用の光を集光するための複数のレンズ素子と、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出するための集光位置検出部とを備えることを特徴とする投影露光装置。

1 5 . 前記収差測定光学系は、前記所定の回路パターンが形成されたマスクと略同じ位置に配置され、ピンホールパターンを備える収差測定用マスクと、前記収差測定用マスクを照明する照明光学系とを備えることを特徴とする請求の範囲 1 4に記載の投影露光装置。

1 6 . 前記集光位置検出部からの検出結果に基づいて前記投影光学系を構成する少なくとも一の光学部材の位置を制御する制御部とを有することを特徴とする請求の範囲 1 4に記載の投影露光装置。

1 7 . 前記基板を保持する基板ステージ部を有し、前記複数のレンズ素子及び前記集光位置検出部との少なくとも一方は、前記基板ステージ部に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求の範囲 1 4に記載の投影露光装置。

1 8 . 所定の回路パターンの像を投影光学系を用いて基板に転写するェ程を含むデバイス製造方法であって、

請求の範囲 6に記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系の収差を測定する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。

1 9 . 所定の回路パターンの像を投影光学系を用いて基板に転写するェ程を含むデバイス製造方法であって、

請求の範囲 8に記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系の収差を測定する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。

2 0 . 前記所定の回路パターンを請求の範囲 1 1に記載の投影露光装置により前記基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。

2 1 . 所定の回路パターンの像を投影光学系を用いて基板に転写する露光方法において、

前記基板に前記回路パターンを転写する前に、

前記投影光学系に収差測定用の光を入射し、

前記複数のレンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出し、検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定し、測定された収差に基づいて、前記投影光学系の収差を補正することを特徴とする露光方法。

2 2 . 前記収差は、前記投影光学系の波面収差であることを特徴とする請求の範囲 2 1に記載の露光方法。

2 3 . マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する投影光学系を備える露光装置において、請求の範囲 3に記載の収差測定装置を着脱可能に保持する保持機構を備えることを特徴とする露光装置。

2 4 . 前記保持機構は、前記収差測定光学系を保持する第 1の保持部材と、

前記複数のレンズ素子、前記集光位置検出部及び前記測定部を備えた測定ュニットを保持する第 2の保持部材とを有することを特徴とする請求の範囲 2 3に記載の露光装置。

2 5 . 前記第 1の保持部材は、前記マスクを保持するマスクステージであり、

前記第 2の保持部材は、前記基板を保持する基板ステージであることを特徴とする請求の範囲 2 4に記載の露光装置。

2 6 . 前記収差測定光学系は、収差測定用のピンホールパターンが形成された測定用マスクであることを特徴とする請求の範囲 2 4に記載の露光装置。

2 7 . マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する投影光学系の収差を測定する収差測定装置において、

前記マスクを保持するマスクステージ、前記投影光学系及び前記基板を保持する基板ステージを備える露光装置に着脱可能に設けられる測定ュニットを有し、

前記測定ュニットは、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子と、前記レンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部と、前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部とを備えることを特徴とする収差測定装置。

2 8 . 前記投影光学系に収差測定用の光を射出する収差測定光学系を有し、

前記測定ュニットは、前記基板ステージに着脱可能に保持され、前記収差測定光学系は、前記マスクステージに設けられることを特徴とする請求の範囲 2 7に記載の収差測定装置。

2 9 . マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置が備える投影光学系の収差測定方法において、

前記マスクと略同じ位置に、収差測定用の光を前記投影光学系に射出する収差測定光学系を配置し、前記基板を保持する基板ステージに、前記投影光学系を通過した収差測定用の光を集光する複数のレンズ素子と、前記レンズ素子で集光された光の位置をそれぞれ検出する集光位置検出部と、前記集光位置検出部で検出された前記光の位置に基づいて、前記投影光学系の収差を測定する測定部とを備える測定ュニットを取り付けることを特徴とする収差測定方法。

3 0 . 前記投影光学系に収差測定用の光を射出した後に、前記収差測定光学系を取外し、

前記投影光学系の収差を測定した後に、前記測定ュニットを前記基板ステージから取外すことを特徴とする請求の範囲 2 9に記載の収差測定方法。

3 1 . 所定の回路パターンの像を投影光学系を用いて基板に転写する露光方法において、

前記基板に前記回路パターンを転写する前に、請求の範囲 2 9に記載の収差測定方法を用いて、前記投影光学系の収差を測定することを特徴とする露光方法。

3 2 . 所定の回路パターンの像を投影光学系を用いて基板に転写するェ程を含むデバイス製造方法において、

前記基板に前記回路パターンを転写する前に、請求の範囲 2 9に記載の収差測定方法を用いて、前記投影光学系の収差を測定する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。