JP2003133207A - Method and apparatus for measuring optical property, method of adjusting optical system, and exposure apparatus - Google Patents
Method and apparatus for measuring optical property, method of adjusting optical system, and exposure apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学特性測定方法
及び光学特性測定装置、光学系の調整方法、並びに露光
装置に係り、より詳しくは、被検光学系の光学特性を測
定する光学特性測定方法及び光学特性測定装置、前記光
学特性測定方法を使用する光学系の調整方法、並びに前
記光学特性測定装置を備える露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical characteristic measuring method, an optical characteristic measuring apparatus, an optical system adjusting method, and an exposure apparatus, and more particularly to an optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a test optical system. The present invention relates to a method and an optical characteristic measuring device, an adjusting method of an optical system using the optical characteristic measuring method, and an exposure apparatus including the optical characteristic measuring device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「マスク」と総称する）に形成されたパ
ターン（以下、「レチクルパターン」とも呼ぶ）を投影
光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラ
スプレート等の基板（以下、適宜「基板」と総称する）
上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光
装置としては、いわゆるステッパ等の静止露光型の露光
装置や、いわゆるスキャニング・ステッパ等の走査露光
型の露光装置が主として用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, etc., a pattern (hereinafter also referred to as a "reticle pattern") formed on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as "mask"). A substrate such as a wafer or a glass plate coated with a resist or the like through a projection optical system (hereinafter collectively referred to as “substrate” as appropriate)
An exposure device that transfers images onto the top is used. As such an exposure apparatus, a static exposure type exposure apparatus such as a so-called stepper and a scanning exposure type exposure apparatus such as a so-called scanning stepper are mainly used.
【０００３】かかる露光装置においては、レチクルに形
成されたパターンを基板に、高い解像力で、忠実に投影
する必要がある。このため、投影光学系は、諸収差が十
分に抑制された良好な光学特性を有するように設計され
ている。In such an exposure apparatus, it is necessary to faithfully project the pattern formed on the reticle onto the substrate with high resolution. Therefore, the projection optical system is designed to have good optical characteristics in which various aberrations are sufficiently suppressed.
【０００４】しかし、完全に設計どおりに投影光学系を
製造することは困難であり、実際に製造された投影光学
系には様々な要因に起因する諸収差が残存してしまう。
このため、実際に製造された投影光学系の光学特性は、
設計上の光学特性とは異なるものとなってしまう。However, it is difficult to manufacture the projection optical system exactly as designed, and various aberrations due to various factors remain in the actually manufactured projection optical system.
Therefore, the optical characteristics of the projection optical system actually manufactured are
It will be different from the designed optical characteristics.
【０００５】そこで、実際に製造された投影光学系のよ
うな被検光学系の収差等の光学特性を測定するための様
々な技術が提案されている。かかる様々な提案技術の中
で、ピンホールを用いて発生させた球面波を被検光学系
に入射し、被検光学系を通過した後のピンホール像を一
旦平行光に変換して、その波面を複数に分割する。そし
て、その分割された波面ごとにスポット像を形成し、分
割波面ごとのスポット像の形成位置に基づいて被検光学
系の波面収差を測定する波面収差測定技術が注目されて
いる。Therefore, various techniques have been proposed for measuring optical characteristics such as aberrations of an optical system to be tested such as an actually manufactured projection optical system. Among such various proposed techniques, a spherical wave generated using a pinhole is incident on the optical system to be measured, and the pinhole image after passing through the optical system to be measured is once converted into parallel light, Split the wavefront into multiple parts. Then, a wavefront aberration measuring technique for forming a spot image for each of the divided wavefronts and measuring the wavefront aberration of the optical system to be tested based on the spot image forming position for each of the divided wavefronts has attracted attention.
【０００６】こうした波面収差測定装置は、例えば、入
射光の波面を分割して分割波面ごとにスポット像を形成
する波面分割素子として、平行光の理想波面と平行な２
次元平面に沿って微小なレンズが多数配列されたマイク
ロレンズアレイを採用することにより、簡単に構成する
ことができる。この場合には、マイクロレンズアレイが
形成した多数のスポット像をＣＣＤ等の撮像素子によっ
て撮像し、各スポット像の撮像波形の重心を重心法によ
り求めたり、各スポット像の撮像波形とテンプレート波
形との最大相関位置を相関法により求めたりしてスポッ
ト像位置を検出する。そして、検出された各スポット像
位置の設計位置からのズレから、例えば波面形状のツェ
ルニケ多項式展開における係数を算出して、波面収差を
求めていた。Such a wavefront aberration measuring device is, for example, as a wavefront splitting element that splits the wavefront of incident light to form a spot image for each split wavefront, and that is parallel to the ideal wavefront of parallel light.
By adopting a microlens array in which a large number of minute lenses are arranged along a dimensional plane, it is possible to easily configure. In this case, a large number of spot images formed by the microlens array are picked up by an image pickup device such as CCD, and the center of gravity of the image pickup waveform of each spot image is obtained by the center of gravity method, or the image pickup waveform of each spot image and the template waveform are obtained. The spot image position is detected by, for example, obtaining the maximum correlation position of by the correlation method. Then, from the deviation of each detected spot image position from the design position, for example, the coefficient in the Zernike polynomial expansion of the wavefront shape is calculated to obtain the wavefront aberration.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の波面収
差測定装置では、マイクロレンズアレイの大きさが大き
いとき、すなわち分割波面が大きいときには、波面形状
における空間周波数の低い成分（ツェルニケ多項式展開
における低次成分）については精度良く求めることがで
きるが、波面形状における空間周波数の高い成分（ツェ
ルニケ多項式展開における高次成分）については精度良
く求めることができない。これは、従来の波面収差測定
装置においては、１つの分割波面の傾斜はほぼ一定であ
ることが、精度の良い波面収差測定のための前提となっ
ているからである。In the above-described conventional wavefront aberration measuring apparatus, when the size of the microlens array is large, that is, when the divided wavefront is large, the low spatial frequency component in the wavefront shape (low in the Zernike polynomial expansion). The second-order component) can be accurately obtained, but the high spatial frequency component in the wavefront shape (high-order component in the Zernike polynomial expansion) cannot be accurately obtained. This is because, in the conventional wavefront aberration measuring device, the fact that the inclination of one divided wavefront is substantially constant is a prerequisite for accurate wavefront aberration measurement.
【０００８】そこで、マイクロレンズアレイの大きさを
小さくして、分割波面を小さくすることが考えられる
が、マイクロレンズアレイの大きさを小さくすると、精
度良く測定可能となる波面形状における空間周波数成分
の最大周波数は高くなるが、波面形状における空間周波
数の低い成分に関する測定精度が低下してしまう。これ
は、各マイクロレンズによって形成されるスポット像を
撮像するＣＣＤ素子等の画素の大きさは有限であり、か
つ、スポット像位置の検出精度は、１つのスポット像あ
たりの画素数が少なくなると低下することに由来する。Therefore, it is conceivable to reduce the size of the microlens array to reduce the divided wavefront. However, if the size of the microlens array is reduced, the spatial frequency component in the wavefront shape that can be accurately measured can be obtained. Although the maximum frequency increases, the measurement accuracy of the low spatial frequency component in the wavefront shape decreases. This is because the size of a pixel such as a CCD element that captures a spot image formed by each microlens is finite, and the detection accuracy of the spot image position decreases as the number of pixels per spot image decreases. Comes from doing.
【０００９】以上のように、従来の波面収差測定装置で
は、波面形状を広い空間周波数範囲にわたって精度良く
測定することはできなかった。このため、従来の波面収
差測定装置では、通常、投影光学系の結像特性により大
きく影響する低次の波面収差の測定に標準を合わせてマ
イクロレンズの大きさを比較的大きく設定し、高次の波
面収差の測定にはある程度の次数までの波面収差を精度
良く測定できることで妥協していた。なお、かかる妥協
を行ったとしても、妥協した最高次数付近の収差につい
ては、雑音成分や波面の微分（傾き）を計測する方式の
原理的な事が原因で、その最高次数の２〜３倍程度まで
の高い空間周波数の成分が誤差として回り込む現象が生
じ得るため、その最高次数付近の波面収差成分の計測精
度が悪化する可能性があった。As described above, the conventional wavefront aberration measuring device cannot accurately measure the wavefront shape over a wide spatial frequency range. For this reason, in the conventional wavefront aberration measuring device, the size of the microlens is set to be relatively large in accordance with the standard for the measurement of the low-order wavefront aberration that is largely influenced by the imaging characteristics of the projection optical system, and the high-order aberration is normally set. The measurement of the wavefront aberration of was compromised because it was possible to accurately measure the wavefront aberration up to a certain degree. Even if such a compromise is made, the compromised aberration near the highest order is due to the principle of the method of measuring the noise component or the wavefront differential (slope), and is 2 to 3 times the highest order. Since a phenomenon in which a spatial frequency component up to a certain degree wraps around as an error may occur, there is a possibility that the measurement accuracy of the wavefront aberration component near its highest order may deteriorate.
【００１０】しかしながら、近年における露光精度の向
上の要請から、高次の波面収差をも精度良く調整するこ
とが必要となってきており、広い空間周波数範囲におけ
る波面収差測定を精度良く行うことができる技術が強く
求められている。However, due to the recent demand for improvement in exposure accuracy, it is necessary to accurately adjust even higher-order wavefront aberrations, and wavefront aberrations can be accurately measured in a wide spatial frequency range. There is a strong demand for technology.
【００１１】本発明は、こうした事情のもとでなされた
ものであり、その第１の目的は、被検光学系の光学特性
を精度良く測定することができる光学特性測定方法及び
光学特性測定装置を提供することにある。The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is an optical characteristic measuring method and an optical characteristic measuring apparatus capable of accurately measuring the optical characteristic of an optical system under test. To provide.
【００１２】また、本発明の第２の目的は、光学系の光
学特性を精度良く調整することができる光学系の調整方
法を提供することにある。A second object of the present invention is to provide an optical system adjusting method capable of accurately adjusting the optical characteristics of the optical system.
【００１３】また、本発明の第３の目的は、所定のパタ
ーンを基板に精度良く転写することができる露光装置を
提供することにある。A third object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of accurately transferring a predetermined pattern onto a substrate.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者は研究の結果と
して、従来技術の構成においては、マイクロレンズアレ
イにおけるマイクロレンズの大きさの違いすなわち波面
分割における分割数が異なると、精度良く検出可能な波
面形状の空間周波数成分すなわち波面収差成分が互いに
異なるとの知見を得た。As a result of research, the inventor of the present invention can detect with high accuracy in the configuration of the prior art if the size of the microlenses in the microlens array is different, that is, the number of divisions in the wavefront division is different. It was found that the spatial frequency components of different wavefront shapes, that is, the wavefront aberration components are different from each other.
【００１５】すなわち、マイクロレンズの大きさ（分割
波面の大きさ）が大きい場合には、スポット像間隔が大
きく、１つのスポット像あたりの画素数が多いので、精
度の良いスポット像位置検出ができる。しかしながら、
マイクロレンズの大きさが大きい場合には、スポット像
形成における分割波面内における波面傾斜の平均化効果
により、分割波面内における波面形状の空間周波数が高
い成分については、その測定精度が低下してしまうこと
になる。That is, when the size of the microlens (the size of the divided wavefront) is large, the spot image interval is large and the number of pixels per spot image is large, so that the spot image position can be detected with high accuracy. . However,
When the size of the microlens is large, the measurement accuracy of the component with a high spatial frequency of the wavefront shape in the divided wavefront decreases due to the effect of averaging the wavefront inclination in the divided wavefront in spot image formation. It will be.
【００１６】これに対して、マイクロレンズの大きさが
小さい場合には、スポット像間隔が小さく、１つのスポ
ット像あたりの画素数が少なく、精度の良いスポット像
位置の検出ができない。このため、マイクロレンズの大
きさが小さい場合には、隣り合う分割波面間における傾
きの差が小さな、空間周波数の低い成分に関する測定精
度が低下してしまうことになる。一方、スポット像間隔
が小さく、１つのスポット像あたりの画素数が少なくな
っても、空間周波数の高い成分では、隣り合う分割波面
間における傾きの差が大きく、理想スポット位置からの
ズレが大きくなることから、スポット像位置の検出精度
が低下しても、ズレ量に着目する波面形状の測定精度は
それほど低下せず、精度の良い測定が可能である。On the other hand, when the size of the microlens is small, the spot image interval is small, the number of pixels per spot image is small, and the spot image position cannot be accurately detected. For this reason, when the size of the microlens is small, the measurement accuracy of a component having a low spatial frequency with a small difference in inclination between adjacent divided wavefronts is reduced. On the other hand, even if the spot image interval is small and the number of pixels per spot image is small, in the component with a high spatial frequency, the difference in inclination between adjacent divided wavefronts is large, and the deviation from the ideal spot position becomes large. Therefore, even if the detection accuracy of the spot image position decreases, the measurement accuracy of the wavefront shape focusing on the deviation amount does not decrease so much, and accurate measurement is possible.
【００１７】本発明は、こうした知見に基づいてなされ
たものである。The present invention has been made based on these findings.
【００１８】本発明の光学特性測定方法は、被検光学系
（ＰＬ）の光学特性を測定する光学特性測定方法であっ
て、前記被検光学系を介した光の波面を第１の分割数で
分割して、前記第１の分割数で分割された光ごとに像を
形成して、前記第１の分割数で分割された複数の光の像
それぞれの位置情報を検出する第１の像位置検出工程
と；前記被検光学系を介した光の波面を前記第１の分割
数とは異なる第２の分割数で分割して、前記第２の分割
数で分割された光ごとに像を形成し、前記第２の分割数
で分割された複数の光の像それぞれの位置情報を検出す
る第２の像位置検出工程と；前記第１の像位置検出工程
において検出された前記第１の分割数における複数の光
の像それぞれの位置情報と、前記第２の像位置検出工程
において検出された前記第２の分割数における複数の光
の像それぞれの位置情報とに基づいて、前記被検光学系
の光学特性を算出する光学特性算出工程と；を含む光学
特性測定方法である。The optical characteristic measuring method of the present invention is an optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a test optical system (PL), wherein the wavefront of light passing through the test optical system is divided into a first division number. A first image which is divided into two parts, and an image is formed for each light divided by the first division number, and position information of each of the plurality of light images divided by the first division number is detected. A position detecting step; dividing a wavefront of light passing through the optical system to be examined by a second division number different from the first division number, and an image for each light divided by the second division number. And a second image position detecting step of detecting position information of each of a plurality of light images divided by the second division number; and the first image position detected in the first image position detecting step. Position information of each of a plurality of light images in the number of divisions of the An optical characteristic measuring method comprising; serial based on a plurality of optical images each of the positional information in the second dividing number, the optical characteristic calculating step of calculating the optical characteristic of the optical system.
【００１９】これによれば、第１の像位置検出工程にお
いて、被検光学系を介した光の波面を第１の分割数で分
割して、第１の分割数で分割された光ごとに像を形成
し、第１の分割数で分割された複数の光の像それぞれの
位置情報を検出する。また、第２の像位置検出工程にお
いて、被検光学系を介した光の波面を第２の分割数で分
割して、第２の分割数で分割された光ごとに像を形成し
て、第２の分割数で分割された複数の光の像それぞれの
位置情報を検出する。引き続き、光学特性算出工程にお
いて、第１の像位置検出工程において検出された第１の
分割数における複数の光の像それぞれの位置情報と、第
２の像位置検出工程において検出された第２の分割数に
おける複数の光の像それぞれの位置情報とに基づいて、
被検光学系の光学特性を算出する。そして、各波面分割
における分割数ごとに、精度良く求めることができる波
面形状の空間周波数成分を取り出して測定結果とする。
この結果、単一の分割数による波面分割によってはでき
なかった、広い空間周波数範囲における波面形状の精度
の良い測定結果を得ることができる。したがって、被検
光学系の光学特性を精度の良く測定することができる。According to this, in the first image position detecting step, the wavefront of the light passing through the optical system to be measured is divided by the first division number, and each light divided by the first division number is divided. An image is formed, and position information of each of the plurality of light images divided by the first division number is detected. In the second image position detecting step, the wavefront of light that has passed through the optical system under test is divided by the second division number, and an image is formed for each light divided by the second division number. Position information of each of the plurality of light images divided by the second division number is detected. Subsequently, in the optical characteristic calculation step, position information of each of the plurality of light images in the first division number detected in the first image position detection step and the second position information detected in the second image position detection step. Based on the position information of each of the plurality of light images in the number of divisions,
The optical characteristics of the test optical system are calculated. Then, for each division number in each wavefront division, the spatial frequency component of the wavefront shape that can be obtained with high accuracy is extracted and used as the measurement result.
As a result, it is possible to obtain an accurate measurement result of the wavefront shape in a wide spatial frequency range, which could not be obtained by wavefront division with a single division number. Therefore, the optical characteristics of the test optical system can be measured with high accuracy.
【００２０】本発明の光学特性測定方法では、前記第１
の像位置検出工程及び前記第２の像位置検出工程に先立
って行われる、前記被検光学系を介した光を複数の光に
強度分割する強度分割工程を更に含み、前記第１の像位
置検出工程では、前記強度分割工程において分割された
複数の光の中の一つの光を波面分割するとともに、前記
第２の像位置検出工程では、前記強度分割工程において
分割された複数の光の中の他の一つの光を波面分割し、
前記第１の像位置検出工程及び前記第２の像位置検出工
程は、並行して実行されることとすることができる。In the optical characteristic measuring method of the present invention, the first
The image position detecting step and the second image position detecting step, which further includes an intensity dividing step of intensity-dividing the light passing through the optical system to be inspected into a plurality of lights, the first image position In the detecting step, one of the plurality of lights divided in the intensity dividing step is wavefront-divided, and in the second image position detecting step, among the plurality of lights divided in the intensity dividing step. Split the light of one of the other
The first image position detecting step and the second image position detecting step may be executed in parallel.
【００２１】また、本発明の光学特性測定方法では、前
記第１の像位置検出工程の終了後に、前記第２の像位置
検出工程の終了後が実行されることとすることができ
る。Further, in the optical characteristic measuring method of the present invention, it is possible to execute after the end of the first image position detecting step and after the end of the second image position detecting step.
【００２２】また、本発明の光学特性測定方法では、前
記光学特性算出工程において、前記第１及び第２の像位
置検出工程それぞれで検出された位置情報に基づいて、
前記第１の分割数で分割された複数の光の像に応じた第
１光学特性成分と、前記第２の分割数で分割された複数
の光の像に応じた第２光学特性成分とを求めることがで
きる。In the optical characteristic measuring method of the present invention, in the optical characteristic calculating step, based on the position information detected in each of the first and second image position detecting steps,
A first optical characteristic component corresponding to the plurality of light images divided by the first division number, and a second optical characteristic component corresponding to the plurality of light images divided by the second division number. You can ask.
【００２３】また、本発明の光学特性測定方法では、前
記光の像をスポット像とすることができる。Further, in the optical characteristic measuring method of the present invention, the light image can be a spot image.
【００２４】また、本発明の光学特性測定方法では、前
記光学特性を波面収差とすることができる。In the optical characteristic measuring method of the present invention, the optical characteristic can be wavefront aberration.
【００２５】本発明の第１の光学特性測定装置は、被検
光学系（ＰＬ）の光学特性を測定する光学特性測定装置
であって、前記被検光学系を介した光を複数の光に強度
分割する強度分割光学系（９７）と；前記複数の光それ
ぞれに応じて配置され、互いに異なる分割数を有し、入
射した光の波面を分割して複数の光の像を形成する複数
の波面分割光学系（９４1、９４2）と；前記複数の波面
分割光学系それぞれに応じて配置され、前記複数の光の
像を検出する複数の像検出装置（９５1、９５2）と；前
記複数の像検出装置による検出結果に基づいて、前記複
数の像検出装置ごとに検出された複数の光の像それぞれ
の位置情報を算出する位置情報算出装置（３２）と；前
記位置情報算出装置によって算出された前記波面分割光
学系ごとにおける前記複数の光の像それぞれの位置情報
に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学
特性算出装置（３３）と；を備える光学特性測定装置で
ある。The first optical characteristic measuring apparatus of the present invention is an optical characteristic measuring apparatus for measuring the optical characteristic of the optical system to be measured (PL), and the light passing through the optical system to be measured is converted into a plurality of lights. An intensity splitting optical system (97) for splitting the intensity; a plurality of light splitting optical systems (97) arranged according to the respective plurality of lights, having different numbers of splits, and splitting the wavefront of incident light to form a plurality of light images. Wavefront splitting optical systems (94 1 , 94 2 ); and a plurality of image detection devices (95 1 , 95 2 ) arranged corresponding to each of the plurality of wavefront splitting optical systems and detecting images of the plurality of lights. A position information calculation device (32) for calculating position information of each of a plurality of light images detected for each of the plurality of image detection devices based on detection results of the plurality of image detection devices; For each wavefront division optical system calculated by An optical characteristic measuring apparatus comprising a; plurality of based on the respective position information image of the light that the optical characteristic calculation unit (33) for calculating the optical characteristic of the optical system.
【００２６】これによれば、被検光学系を介した光が強
度分割光学系により強度分割される。引き続き、強度分
割された複数の光それぞれが、それらの複数の光それぞ
れに応じて配置され、互いに異なる波面の分割数を有す
る波面分割光学系それぞれにより波面分割され、波面分
割光学系ごとに複数の光の像が形成される。そして、複
数の波面分割光学系それぞれに応じて配置された像検出
装置が、対応する波面分割光学系ごとに形成された複数
の光の像を検出する。次に、位置情報検出装置が、複数
の像検出装置ごとに検出された複数の光の像それぞれの
位置情報を算出した後、光学特性算出装置が、波面分割
光学系ごとにおける前記複数の光の像それぞれの位置情
報に基づいて、被検光学系の光学特性を算出する。According to this, the light passing through the test optical system is intensity-divided by the intensity-division optical system. Subsequently, each of the plurality of intensity-divided lights is arranged in accordance with each of the plurality of lights, and is wavefront-divided by each of the wavefront-dividing optical systems having different wavefront division numbers. An image of light is formed. Then, the image detection device arranged corresponding to each of the plurality of wavefront division optical systems detects a plurality of light images formed for each corresponding wavefront division optical system. Next, the position information detection device calculates the position information of each of the plurality of light images detected for each of the plurality of image detection devices, and then the optical characteristic calculation device calculates the position of each of the plurality of lights in each wavefront division optical system. The optical characteristics of the test optical system are calculated based on the position information of each image.
【００２７】すなわち、本発明の第１の光学測定装置に
よれば、本発明の光学特性測定方法を使用して被検光学
系の光学特性を測定することができる。したがって、被
検光学系の光学特性を精度の良く測定することができ
る。That is, according to the first optical measuring apparatus of the present invention, the optical characteristic of the optical system to be tested can be measured by using the optical characteristic measuring method of the present invention. Therefore, the optical characteristics of the test optical system can be measured with high accuracy.
【００２８】本発明の第２の光学特性測定装置は、被検
光学系（ＰＬ）の光学特性を測定する光学特性測定装置
であって、互いに異なる分割数を有し、前記被検光学系
を介した光の波面を分割する複数の波面分割光学系（９
４1、９４2）と；前記被検光学系を介した光の光路上に
前記複数の波面分割光学系を所定の順序で１つづつ配置
する波面分割光学系交換装置（９６０’，９９）と；前
記光路上に配置された波面分割光学系によって形成され
た複数の光の像を前記波面分割光学系ごとに検出する像
検出装置（９５1、９５2）と；前記像検出装置による検
出結果に基づいて、前記複数の光の像それぞれの位置情
報を前記波面分割光学系ごとに算出する位置情報算出装
置（３２）と；前記位置情報算出装置によって算出され
た前記波面分割光学系ごとにおける前記複数の光の像そ
れぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特
性を算出する光学特性算出装置（３３）と；を備える光
学特性測定装置である。The second optical characteristic measuring device of the present invention is an optical characteristic measuring device for measuring the optical characteristic of the optical system to be measured (PL), which has different division numbers from each other, A plurality of wavefront splitting optical systems (9) for splitting the wavefront of the transmitted light.
4 1, 94 2) and; the wavefront splitting optical system switching device for one-by-one arrangement of the plurality of wavefront splitting optical system in the optical light path through the target optical system in a predetermined order (960 ', 99) An image detection device (95 1 , 95 2 ) for detecting a plurality of light images formed by the wavefront division optical system arranged on the optical path for each of the wavefront division optical systems; and a detection by the image detection device A position information calculating device (32) for calculating position information of each of the plurality of light images based on the result, for each of the wavefront division optical systems; and for each of the wavefront division optical systems calculated by the position information calculation device. An optical characteristic measuring device comprising: an optical characteristic calculating device (33) for calculating the optical characteristic of the optical system to be tested based on the position information of each of the plurality of light images.
【００２９】これによれば、波面分割光学系交換装置に
よって複数の波面分割光学系を交換しながら、複数の波
面分割光学系それぞれによって、被検光学系を介した光
の波面を分割して複数の光の像を形成する。引き続き、
像検出装置が、複数の波面分割光学系それぞれによって
形成された複数の光の像を検出する。そして、位置情報
検出装置が、複数の像検出装置ごとに検出された複数の
光の像それぞれの位置情報を算出した後、光学特性算出
装置が、波面分割光学系ごとにおける前記複数の光の像
それぞれの位置情報に基づいて、被検光学系の光学特性
を算出する。According to this, while exchanging a plurality of wavefront division optical systems by the wavefront division optical system exchanging device, a plurality of wavefront division optical systems are used to divide the wavefront of light through the optical system to be examined. To form an image of light. Continuing,
An image detection device detects a plurality of light images formed by each of the plurality of wavefront division optical systems. Then, the position information detection device calculates the position information of each of the plurality of light images detected for each of the plurality of image detection devices, and then the optical characteristic calculation device calculates the plurality of light images for each wavefront division optical system. The optical characteristics of the optical system to be tested are calculated based on the respective position information.
【００３０】すなわち、本発明の第１の光学測定装置に
よれば、本発明の光学特性測定方法を使用して被検光学
系の光学特性を測定することができる。したがって、被
検光学系の光学特性を精度の良く測定することができ
る。That is, according to the first optical measuring apparatus of the present invention, the optical characteristic of the optical system to be tested can be measured by using the optical characteristic measuring method of the present invention. Therefore, the optical characteristics of the test optical system can be measured with high accuracy.
【００３１】本発明の第１及び第２の光学特性測定装置
では、前記波面分割光学系が、複数のレンズ要素（９８
1、９８2）が配列されたマイクロレンズアレイ（９
４1、９４2）を備える構成とすることができる。In the first and second optical characteristic measuring devices of the present invention, the wavefront splitting optical system includes a plurality of lens elements (98).
1, 98 2) micro-lens array are arranged (9
4 1, 94 2) can be configured with a.
【００３２】また、本発明の第１及び第２の光学特性測
定装置では、前記光学特性を波面収差とすることができ
る。In the first and second optical characteristic measuring devices of the present invention, the optical characteristic can be wavefront aberration.
【００３３】本発明の光学系の調整方法は、光学系（Ｐ
Ｌ）の光学特性を調整する光学系の調整方法であって、
前記光学系の光学特性を、本発明の光学特性測定方法を
用いて測定する光学特性測定工程と；前記光学特性測定
工程における測定結果に基づいて、前記光学系の光学特
性を調整する光学特性調整工程と；を含む光学系の調整
方法である。The method of adjusting the optical system according to the present invention uses the optical system (P
L) is a method of adjusting an optical system for adjusting optical characteristics,
An optical characteristic measuring step of measuring an optical characteristic of the optical system using the optical characteristic measuring method of the present invention; an optical characteristic adjusting step of adjusting the optical characteristic of the optical system based on a measurement result in the optical characteristic measuring step. And a method of adjusting the optical system including;
【００３４】これによれば、光学特性測定工程におい
て、本発明の光学特性測定方法により、光学系の光学特
性が精度良く測定される。そして、光学特性調整工程に
おいて、精度良く測定された光学特性に基づいて、光学
系の光学特性が調整される。したがって、光学系の光学
特性を所望の特性に精度良く調整することができる。According to this, in the optical characteristic measuring step, the optical characteristic of the optical system is accurately measured by the optical characteristic measuring method of the present invention. Then, in the optical characteristic adjusting step, the optical characteristic of the optical system is adjusted based on the accurately measured optical characteristic. Therefore, the optical characteristics of the optical system can be accurately adjusted to desired characteristics.
【００３５】本発明の露光装置は、露光光を基板（Ｗ）
に照射することにより、所定のパターンを前記基板に転
写する露光装置であって、露光光の光路上に配置された
投影光学系（ＰＬ）と；前記投影光学系を被検光学系と
する本発明の光学特性測定装置（７０）と；を備える露
光装置である。In the exposure apparatus of the present invention, the exposure light is applied to the substrate (W).
A projection optical system (PL) arranged on the optical path of the exposure light, the exposure apparatus transferring a predetermined pattern onto the substrate by irradiating the substrate; and a book using the projection optical system as a test optical system. An exposure apparatus comprising: an optical characteristic measuring device (70) of the invention;
【００３６】これによれば、本発明の光学特性測定装置
により精度良く光学特性が測定され、光学特性が良好に
調整されていることが保証された投影光学系を使用し
て、所定のパターンを基板に転写することができる。し
たがって、所定のパターンを基板に精度良く転写するこ
とができる。According to this, a predetermined pattern can be formed by using the projection optical system in which the optical characteristics are accurately measured by the optical characteristics measuring device of the present invention and the optical characteristics are guaranteed to be well adjusted. It can be transferred to a substrate. Therefore, the predetermined pattern can be accurately transferred to the substrate.
【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を、図１〜図１０を参照して説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << First Embodiment >> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００３７】図１には、本発明の一実施形態に係る露光
装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１
００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装
置である。この露光装置１００は、露光装置本体６０
と、光学特性測定装置としての波面収差測定装置７０と
を備えている。FIG. 1 shows a schematic structure of an exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. This exposure apparatus 1
Numeral 00 is a step-and-scan type projection exposure apparatus. The exposure apparatus 100 includes an exposure apparatus main body 60.
And a wavefront aberration measuring device 70 as an optical characteristic measuring device.
【００３８】前記露光装置本体６０は、照明系１０、レ
チクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、被検光学
系としての投影光学系ＰＬ、基板（物体）としてのウエ
ハＷが搭載されるステージ装置としてのウエハステージ
ＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ、レチクルステージＲ
ＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御す
るステージ制御系１９、並びに装置全体を統括制御する
主制御系２０等を備えている。The exposure apparatus main body 60 serves as a stage apparatus on which an illumination system 10, a reticle stage RST holding a reticle R, a projection optical system PL as a test optical system, and a wafer W as a substrate (object) are mounted. Wafer stage WST, alignment detection system AS, reticle stage R
A stage control system 19 for controlling the positions and postures of ST and wafer stage WST, a main control system 20 for overall control of the entire apparatus, and the like are provided.
【００３９】前記照明系１０は、光源、フライアイレン
ズ等からなる照度均一化光学系、リレーレンズ、可変Ｎ
Ｄフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイック
ミラー等（いずれも不図示）を含んで構成されている。
こうした照明系の構成は、例えば、特開平１０−１１２
４３３号公報に開示されている。この照明系１０では、
回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラ
インドで規定されたスリット状の照明領域部分を照明光
ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。The illumination system 10 includes a light source, an illuminance uniformizing optical system including a fly-eye lens, a relay lens, and a variable N.
It is configured to include a D filter, a reticle blind, a dichroic mirror, etc. (all not shown).
The configuration of such an illumination system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-112.
No. 433 is disclosed. In this illumination system 10,
A slit-shaped illumination area portion defined by a reticle blind on a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn is illuminated with illumination light IL with a substantially uniform illuminance.
【００４０】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージＲＳＴは、ここでは、磁気浮上型の２次元リ
ニアアクチュエータから成る不図示のレチクルステージ
駆動部によって、レチクルＲの位置決めのため、照明系
１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一
致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるととも
に、所定の走査方向（ここではＹ方向とする）に指定さ
れた走査速度で駆動可能となっている。The reticle R is fixed on the reticle stage RST, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST is an optical axis of the illumination system 10 (an optical axis of a projection optical system PL described later) for positioning the reticle R by a reticle stage drive unit (not shown) including a magnetically levitated two-dimensional linear actuator. It can be finely driven in the XY plane perpendicular to AX) and can be driven at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, the Y direction).
【００４１】レチクルステージＲＳＴのステージ移動面
内の位置はレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干
渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例
えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レ
チクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置
情報（又は速度情報）はステージ制御系１９を介して主
制御系２０に送られ、主制御系２０は、この位置情報
（又は速度情報）に基づき、ステージ制御系１９及びレ
チクルステージ駆動部（図示省略）を介してレチクルス
テージＲＳＴを駆動する。The position of the reticle stage RST on the stage moving surface is constantly detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as "reticle interferometer") 16 via a moving mirror 15 with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. To be done. Position information (or speed information) of the reticle stage RST from the reticle interferometer 16 is sent to the main control system 20 via the stage control system 19, and the main control system 20 uses the position information (or speed information) as a basis. The reticle stage RST is driven via the stage control system 19 and a reticle stage drive section (not shown).
【００４２】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの
方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとして
は、例えば両側テレセントリックな縮小系であり、共通
のＺ軸方向の光軸ＡＸを有する不図示の複数のレンズエ
レメントから構成されている。また、この投影光学系Ｐ
Ｌとしては、投影倍率βが例えば１／４、１／５、１／
６などのものが使用されている。このため、上述のよう
にして、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ上の照
明領域が照明されると、そのレチクルＲに形成されたパ
ターンが投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小され
た像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布
されたウエハＷ上のスリット状の露光領域に投影され転
写される。The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST in FIG. 1, and its optical axis AX is in the Z-axis direction. The projection optical system PL is, for example, a both-side telecentric reduction system, and is composed of a plurality of lens elements (not shown) having a common optical axis AX in the Z-axis direction. In addition, this projection optical system P
As L, the projection magnification β is, for example, 1/4, 1/5, 1 /
Something like 6 is used. Therefore, as described above, when the illumination area on the reticle R is illuminated by the illumination light (exposure light) IL, the pattern formed on the reticle R is reduced by the projection optical system PL at the projection magnification β. The image (partially inverted image) is projected and transferred onto a slit-shaped exposure area on the wafer W having a resist (photosensitive agent) applied on its surface.
【００４３】なお、本実施形態では、上記の複数のレン
ズエレメントのうち、特定のレンズエレメント（例え
ば、所定の５つのレンズエレメント）がそれぞれ独立に
移動可能となっている。かかるレンズエレメントの移動
は、特定レンズエレメントを支持するレンズ支持部材を
支持し、鏡筒部と連結する、特定レンズごとに設けられ
た３個のピエゾ素子等の駆動素子によって行われるよう
になっている。すなわち、特定レンズエレメントを、そ
れぞれ独立に、各駆動素子の変位量に応じて光軸ＡＸに
沿って平行移動させることもできるし、光軸ＡＸと垂直
な平面に対して所望の傾斜を与えることもできるように
なっている。そして、これらの駆動素子に与えられる駆
動指示信号が、主制御系２０からの指令ＭＣＤに基づい
て結像特性補正コントローラ５１によって制御され、こ
れによって各駆動素子の変位量が制御されるようになっ
ている。In this embodiment, among the plurality of lens elements described above, specific lens elements (for example, five predetermined lens elements) can be independently moved. Such movement of the lens element is performed by driving elements such as three piezo elements provided for each specific lens, which support a lens supporting member that supports the specific lens element and are connected to the lens barrel portion. There is. That is, the specific lens elements can be independently moved in parallel along the optical axis AX according to the displacement amount of each drive element, or a desired inclination can be given to a plane perpendicular to the optical axis AX. You can also do it. Then, the drive instruction signals given to these drive elements are controlled by the imaging characteristic correction controller 51 based on the instruction MCD from the main control system 20, whereby the displacement amount of each drive element is controlled. ing.
【００４４】こうして構成された投影光学系ＰＬでは、
主制御系２０による結像特性補正コントローラ５１を介
したレンズエレメントの移動制御により、ディストーシ
ョン、像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収差等
の光学特性が調整可能となっている。In the projection optical system PL thus constructed,
By controlling the movement of the lens element via the imaging characteristic correction controller 51 by the main control system 20, optical characteristics such as distortion, field curvature, astigmatism, coma, or spherical aberration can be adjusted.
【００４５】前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系
ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置さ
れ、このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ２
５が載置されている。このウエハホルダ２５上にウエハ
Ｗが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハ
ホルダ２５は不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの
光軸直交面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）にも微動可能に構成
されている。また、このウエハホルダ２５は光軸ＡＸ回
りの微小回転動作も可能になっている。The wafer stage WST is arranged on a base (not shown) below the projection optical system PL in FIG. 1, and the wafer holder 2 is placed on the wafer stage WST.
5 is placed. The wafer W is fixed on the wafer holder 25 by, for example, vacuum suction. The wafer holder 25 can be tilted in an arbitrary direction with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system PL by a drive unit (not shown), and can be finely moved in the optical axis AX direction (Z direction) of the projection optical system PL. ing. Further, the wafer holder 25 is also capable of a minute rotation operation around the optical axis AX.
【００４６】また、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向側
には、後述する波面センサ９０を着脱可能とするための
ブラケット構造が形成されている。On the + Y direction side of wafer stage WST, a bracket structure for attaching and detaching a wavefront sensor 90 described later is formed.
【００４７】ウエハステージＷＳＴは走査方向（Ｙ方
向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領
域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることが
できるように、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移
動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領域
を走査（スキャン）露光する動作と、次のショットの露
光開始位置まで移動する動作とを繰り返すステップ・ア
ンド・スキャン動作を行う。このウエハステージＷＳＴ
はモータ等を含むウエハステージ駆動部２４によりＸＹ
２次元方向に駆動される。The wafer stage WST is not only moved in the scanning direction (Y direction), but is also vertical to the scanning direction so that a plurality of shot areas on the wafer W can be positioned in an exposure area conjugate with the illumination area. Direction (X direction), the operation of scanning and exposing each shot area on the wafer W and the operation of moving to the exposure start position of the next shot are repeated. Perform scan operation. This wafer stage WST
Is XY by the wafer stage drive unit 24 including a motor and the like.
It is driven in two dimensions.
【００４８】ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位
置はウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」とい
う）１８によって、移動鏡１７を介して、例えば０．５
〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハス
テージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制
御系１９を介して主制御系２０に送られ、主制御系２０
は、この位置情報（又は速度情報）に基づき、ステージ
制御系１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエ
ハステージＷＳＴの駆動制御を行う。The position of wafer stage WST in the XY plane is adjusted by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as "wafer interferometer") 18 via a movable mirror 17 to, for example, 0.5.
It is constantly detected with a resolution of about 1 nm. Position information (or speed information) of wafer stage WST is sent to main control system 20 via stage control system 19, and main control system 20
Performs drive control of wafer stage WST via stage control system 19 and wafer stage drive unit 24 based on this position information (or speed information).
【００４９】前記アライメント検出系ＡＳは、投影光学
系ＰＬの側面に配置され、本実施形態では、ウエハＷ上
に形成されたストリートラインや位置検出用マーク（フ
ァインアライメントマーク）を観測する結像アライメン
トセンサから成るオフ・アクシス方式の顕微鏡が用いら
れている。このアライメント検出系ＡＳの詳細な構成
は、例えば特開平９−２１９３５４号公報に開示されて
いる。アライメント検出系ＡＳによる観測結果は、主制
御系２０に供給される。The alignment detection system AS is arranged on the side surface of the projection optical system PL, and in the present embodiment, an image formation alignment for observing the street lines and the position detection marks (fine alignment marks) formed on the wafer W. An off-axis microscope consisting of a sensor is used. The detailed configuration of this alignment detection system AS is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-219354. The observation result by the alignment detection system AS is supplied to the main control system 20.
【００５０】更に、図１の装置には、ウエハＷ表面の露
光領域内部及びその近傍の領域のＺ方向（光軸ＡＸ方
向）の位置を検出するための斜入射光式のフォーカス検
出系（焦点検出系）の一つである、多点フォーカス位置
検出系（２１，２２）が設けられている。この多点フォ
ーカス位置検出系（２１，２２）は、光ファイバ束、集
光レンズ、パターン形成板、レンズ、ミラー、及び照射
対物レンズ（いずれも不図示）から成る照射光学系２１
と、集光対物レンズ、回転方向振動板、結像レンズ、受
光用スリット板、及び多数のフォトセンサを有する受光
器（いずれも不図示）から成る受光光学系２２とから構
成されている。この多点フォーカス位置検出系（２１，
２２）の詳細な構成等については、例えば特開平６−２
８３４０３号公報に開示されている。多点フォーカス位
置検出系（２１，２２）による検出結果は、ステージ制
御系１９に供給される。Further, in the apparatus of FIG. 1, the oblique incident light type focus detection system (focus point) for detecting the position in the Z direction (optical axis AX direction) inside the exposure area on the surface of the wafer W and in the vicinity of the exposure area. A multi-point focus position detection system (21, 22), which is one of the detection systems), is provided. The multi-point focus position detection system (21, 22) is an irradiation optical system 21 including an optical fiber bundle, a condenser lens, a pattern forming plate, a lens, a mirror, and an irradiation objective lens (all not shown).
And a light receiving optical system 22 including a condenser objective lens, a rotation direction vibrating plate, an image forming lens, a light receiving slit plate, and a light receiver (not shown) having a large number of photosensors. This multi-point focus position detection system (21,
22), for details of the configuration, refer to, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2
It is disclosed in Japanese Patent No. 83403. The detection result of the multipoint focus position detection system (21, 22) is supplied to the stage control system 19.
【００５１】前記波面収差測定装置７０は、波面センサ
９０と、波面データ処理装置８０とから構成されてい
る。The wavefront aberration measuring device 70 comprises a wavefront sensor 90 and a wavefront data processing device 80.
【００５２】前記波面センサ９０は、図２に示されるよ
うに、標示板９１、コリメータレンズ９２、レンズ９３
ａ及びレンズ９３ｂから成るリレーレンズ系９３、並び
に強度分割光学系としてのハーフミラー９６０を備えて
おり、この順序で光軸ＡＸ１上に配置されている。ま
た、ハーフミラー９６０で光が２分岐されるが、その一
方の光軸に沿って、波面分割光学系としてのマイクロレ
ンズアレイ９４1、並びに撮像装置としてのＣＣＤ９５1
が配置されている。また、他方の光軸に沿って、波面分
割光学系としてのマイクロレンズアレイ９４2、並びに
撮像装置としてのＣＣＤ９５2が配置されている。さら
に、波面センサ９０は、波面センサ９０に入射した光の
光路を設定するミラー９６ａ，９６ｂ、並びにコリメー
タレンズ９２、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９６
０、マイクロレンズアレイ９４1，９４2、ＣＣＤ９
５1，９５2、及びミラー９６ａ，９６ｂを収納する収納
部材９７を更に備えている。As shown in FIG. 2, the wavefront sensor 90 includes a marking plate 91, a collimator lens 92, and a lens 93.
A relay lens system 93 including a and a lens 93b and a half mirror 960 as an intensity dividing optical system are provided, and are arranged in this order on the optical axis AX1. Further, the light by the half mirror 960 is branched into two, one along the optical axis, CCD 95 1 as a micro lens array 94 1, and an image pickup apparatus as a wavefront splitting optical system
Are arranged. Also, along the other optical axis, CCD 95 2 is arranged as a micro lens array 94 2, and an image pickup apparatus as a wavefront splitting optical system. Further, the wavefront sensor 90 includes mirrors 96a and 96b that set the optical path of the light incident on the wavefront sensor 90, a collimator lens 92, a relay lens system 93, and a half mirror 96.
0, microlens arrays 94 1 and 94 2 , CCD 9
5 1, 95 2, and a mirror 96a, further includes a housing member 97 for housing the 96b.
【００５３】前記標示板９１は、例えばガラス基板を基
材とし、ウエハホルダ２５に固定されたウエハＷの表面
と同じ高さ位置（Ｚ方向位置）に、光軸ＡＸ１と直交す
るように配置されている（図１参照）。この標示板９１
の表面には、図３に示されるように、その中央部に開口
９１ａが形成されている。また、標示板９１の表面にお
ける開口９１ａの周辺には、３組以上（図３では、４
組）の２次元位置検出用マーク９１ｂが形成されてい
る。この２次元位置検出用マーク９１ｂとしては、本実
施形態では、Ｘ方向に沿って形成されたラインアンドス
ペースマーク９１ｃと、Ｙ方向に沿って形成されたライ
ンアンドスペースマーク９１ｄとの組合せが採用されて
いる。なお、ラインアンドスペースマーク９１ｃ，９１
ｄは、上述のアライメント検出系ＡＳによって検出可能
となっている。また、開口９１ａ及び２次元位置検出用
マーク９１ｂを除く標示板９１の表面は反射面加工がな
されている。かかる反射面加工は、例えば、ガラス基板
にクロム（Ｃｒ）を蒸着することによって行われてい
る。The marking plate 91 is made of, for example, a glass substrate as a base material, and is arranged at the same height position (Z direction position) as the surface of the wafer W fixed to the wafer holder 25 so as to be orthogonal to the optical axis AX1. (See Figure 1). This signboard 91
As shown in FIG. 3, an opening 91a is formed in the center of the surface of the. In addition, three or more pairs (in FIG.
A pair of two-dimensional position detection marks 91b are formed. In this embodiment, a combination of a line and space mark 91c formed along the X direction and a line and space mark 91d formed along the Y direction is used as the two-dimensional position detection mark 91b. ing. The line and space marks 91c, 91
d can be detected by the alignment detection system AS described above. The surface of the marking plate 91 except for the opening 91a and the two-dimensional position detecting mark 91b is processed to have a reflecting surface. Such reflection surface processing is performed, for example, by depositing chromium (Cr) on a glass substrate.
【００５４】図２に戻り、前記コリメータレンズ９２
は、開口９１ａを通って入射した光を平面波に変換す
る。Returning to FIG. 2, the collimator lens 92 is
Converts the light incident through the opening 91a into a plane wave.
【００５５】前記マイクロレンズアレイ９４1は、平面
視図である図４（Ａ）及び図４（Ａ）におけるＡ−Ａ断
面図である図４（Ｂ）によって総合的に示されるよう
に、マトリクス状に正の屈折力を有する、一辺の長さが
Ｄ1である正方形状の多数のマイクロレンズ９８1が稠密
に配列されたものである。ここで、各マイクロレンズ９
８1の光軸は互いにほぼ平行となっている。なお、図４
においては、マイクロレンズ９８1が７×７のマトリク
ス状に配列されたものが、一例として示されている。The microlens array 94 1 has a matrix as shown in FIG. 4A, which is a plan view, and FIG. 4B, which is a sectional view taken along the line AA in FIG. 4A. Jo to having a positive refractive power, in which a side length of a number of microlenses 98 1 of square is D 1 are densely arranged. Here, each microlens 9
The optical axes of 8 1 are substantially parallel to each other. Note that FIG.
In FIG. 1 , the microlenses 98 1 arranged in a 7 × 7 matrix are shown as an example.
【００５６】こうしたマイクロレンズアレイ９４1は、
平行平面ガラス板にエッチング処理を施すことにより作
成される。マイクロレンズアレイ９４1は、リレーレン
ズ系９３を介した後にハーフミラー９６０で反射された
光を入射したマイクロレンズ９８1ごとに、開口９１ａ
の像をそれぞれ異なる位置に結像する。Such a microlens array 94 1 is
It is created by subjecting a plane-parallel glass plate to an etching process. The microlens array 94 1 has an opening 91 a for each microlens 98 1 on which the light reflected by the half mirror 960 after passing through the relay lens system 93 is incident.
Of the image are formed at different positions.
【００５７】なお、コリメータレンズ９２、ミラー９６
ａ、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９６０、ミラー
９６ｂ、及びマイクロレンズアレイ９４1から成る光学
系を、以下では「第１波面収差測定光学系」というもの
とする。The collimator lens 92 and the mirror 96
Hereinafter, the optical system including the relay lens system 93, the half mirror 960, the mirror 96b, and the microlens array 94 1 will be referred to as a “first wavefront aberration measuring optical system”.
【００５８】前記マイクロレンズアレイ９４2は、平面
視図である図５（Ａ）及び図５（Ａ）におけるＢ−Ｂ断
面図である図５（Ｂ）によって総合的に示されるよう
に、マトリクス状に正の屈折力を有する、一辺の長さが
Ｄ2（＞Ｄ1）である正方形状の多数のマイクロレンズ９
８2が稠密に配列されたものである。ここで、各マイク
ロレンズ９８2の光軸は互いにほぼ平行となっている。
なお、図５においては、マイクロレンズ９８2が１４×
１４のマトリクス状に配列されたものが、一例として示
されている。[0058] The microlens array 94 2, as comprehensively shown by Figure 5 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 5 (A) and FIG. 5 is a plan view showing (A) (B), the matrix A large number of square microlenses 9 each having a positive refracting power and having a side length of D 2 (> D 1 ).
8 2 are densely arranged. Here, the optical axes of the microlenses 98 2 are substantially parallel to each other.
In addition, in FIG. 5, the microlens 98 2 is 14 ×.
An array of 14 matrixes is shown as an example.
【００５９】こうしたマイクロレンズアレイ９４2は、
上述のマイクロレンズアレイ９４1と同様に、平行平面
ガラス板にエッチング処理を施すことにより作成され
る。マイクロレンズアレイ９４2は、リレーレンズ系９
３を介した後にハーフミラー９６０を透過した光を入射
したマイクロレンズ９８2ごとに、開口９１ａの像をそ
れぞれ異なる位置に結像する。Such a microlens array 94 2 is
Like the microlens array 94 1 described above, it is created by subjecting a parallel flat glass plate to an etching process. The micro lens array 94 2 is a relay lens system 9
3 for each microlens 98 2 that incident light transmitted through the half mirror 960 after passing through the forms an image of the aperture 91a in different positions.
【００６０】なお、コリメータレンズ９２、ミラー９６
ａ、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９６０、及びマ
イクロレンズアレイ９４2から成る光学系を、以下では
「第２波面収差測定光学系」というものとする。The collimator lens 92 and the mirror 96
Hereinafter, the optical system including the a, the relay lens system 93, the half mirror 960, and the microlens array 94 2 will be referred to as a “second wavefront aberration measurement optical system”.
【００６１】図２に戻り、前記ＣＣＤ９５1は、マイク
ロレンズアレイ９４1の各マイクロレンズ９８1によって
開口９１ａに形成された後述するピンホールパターンの
像が結像される結像面、すなわち、波面収差測定光学系
における開口９１ａの形成面の光学的な共役面に受光面
を有し、その受光面に結像された多数のピンホールパタ
ーンの像を撮像する。この撮像結果は、撮像データＩＭ
Ｄ１として波面データ処理装置８０に供給される。Returning to FIG. 2, the CCD 95 1 has an image forming surface on which an image of a pinhole pattern, which will be described later, formed in the opening 91a by each microlens 98 1 of the microlens array 94 1 is formed, that is, a wavefront. A light receiving surface is provided on an optically conjugate surface of the surface of the aberration measuring optical system where the opening 91a is formed, and a large number of pinhole pattern images formed on the light receiving surface are captured. This imaging result is the imaging data IM
It is supplied to the wavefront data processing device 80 as D1.
【００６２】前記ＣＣＤ９５2は、マイクロレンズアレ
イ９４2の各マイクロレンズ９８2によって開口９１ａに
形成された後述するピンホールパターンの像が結像され
る結像面、すなわち、波面収差測定光学系における開口
９１ａの形成面の光学的な共役面に受光面を有し、その
受光面に結像された多数のピンホールパターンの像を撮
像する。この撮像結果は、撮像データＩＭＤ２として波
面データ処理装置８０に供給される。[0062] The CCD 95 2 includes an imaging surface on which the image of the pinhole pattern (to be described later) formed in the opening 91a by the microlenses 98 2 of the microlens array 94 2 is imaged, i.e., the wavefront aberration measuring optical system A light receiving surface is provided on the optically conjugate surface of the surface on which the openings 91a are formed, and a large number of pinhole pattern images formed on the light receiving surface are captured. The imaging result is supplied to the wavefront data processing device 80 as imaging data IMD2.
【００６３】前記収納部材９７は、その内部に、コリメ
ータレンズ９２、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９
６０、マイクロレンズアレイ９４1，９４2、及びＣＣＤ
９５ 1，９５2をそれぞれ支持する不図示の支持部材を有
している。なお、ミラー９６ａ，９６ｂは、収納部材９
７の内面に取り付けられている。また、前記収納部材９
７の外形は、上述したウエハステージＷＳＴのブラケッ
ト構造と嵌合する形状となっており、ウエハステージＷ
ＳＴに対して着脱自在となっている。The storage member 97 has a collimator inside thereof.
Data lens 92, relay lens system 93, half mirror 9
60, microlens array 941, 942, And CCD
95 1, 952Support members (not shown)
is doing. The mirrors 96a and 96b are used as the storage member 9
It is attached to the inner surface of 7. Also, the storage member 9
7 is the outline of the wafer stage WST described above.
Wafer stage W
It is removable from the ST.
【００６４】前記波面データ処理装置８０は、図６に示
されるように、主制御装置３０と記憶装置４０とを備え
ている。主制御装置３０は、（ａ）波面データ処理装置
８０の動作全体を制御するとともに、波面測定結果デー
タＷＦＡを主制御系２０へ供給する制御装置３９と、
（ｂ）波面センサ９０からの撮像データＩＭＤ１，ＩＭ
Ｄ２を収集する撮像データ収集装置３１と、（ｃ）撮像
データＩＭＤ１，ＩＭＤ２に基づいてスポット像の位置
を検出する位置情報検出装置３２と、（ｄ）位置情報検
出装置３２により検出されたスポット像位置に基づい
て、投影光学系ＰＬの波面収差を算出する光学特性算出
装置としての波面収差算出装置３３とを含んでいる。The wavefront data processing device 80, as shown in FIG. 6, comprises a main control device 30 and a storage device 40. The main control device 30 controls (a) the entire operation of the wavefront data processing device 80, and supplies the wavefront measurement result data WFA to the main control system 20.
(B) Imaging data IMD1 and IM from the wavefront sensor 90
Imaging data collection device 31 that collects D2, (c) position information detection device 32 that detects the position of the spot image based on the imaging data IMD1, IMD2, and (d) spot image detected by the position information detection device 32. It includes a wavefront aberration calculation device 33 as an optical characteristic calculation device for calculating the wavefront aberration of the projection optical system PL based on the position.
【００６５】また、記憶装置４０は、（ａ）撮像データ
を格納する撮像データ格納領域４１と、（ｂ）算出され
たスポット像の位置情報を格納するスポット像位置格納
領域４２と、（ｃ）波面収差データを格納する波面収差
データ格納領域４３とを有している。Further, the storage device 40 has (a) an image pickup data storage area 41 for storing image pickup data, (b) a spot image position storage area 42 for storing calculated position information of the spot image, and (c). And a wavefront aberration data storage area 43 for storing wavefront aberration data.
【００６６】本実施形態では、波面データ処理装置８０
を上記のように、各種の装置を組み合わせて構成した
が、波面データ処理装置８０を計算機システムとして構
成し、主制御装置３０を構成する上記の各装置の機能を
波面データ処理装置８０に内蔵されたプログラムによっ
て実現することも可能である。In the present embodiment, the wavefront data processing device 80
As described above, various types of devices are combined, but the wavefront data processing device 80 is configured as a computer system, and the functions of the above-described devices that form the main controller 30 are built into the wavefront data processing device 80. It is also possible to realize by the program.
【００６７】以下、本実施形態の露光装置１００による
露光動作を、図７に示されるフローチャートに沿って、
適宜他の図面を参照しながら説明する。The exposure operation of the exposure apparatus 100 of this embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
Description will be given with reference to other drawings as appropriate.
【００６８】なお、以下の動作の前提として、波面セン
サ９０はウエハステージＷＳＴに装着されており、ま
た、波面データ処理装置８０と主制御系２０とが接続さ
れているものとする。As a premise of the following operation, it is assumed that the wavefront sensor 90 is mounted on the wafer stage WST, and the wavefront data processing device 80 and the main control system 20 are connected.
【００６９】また、ウエハステージに装着された波面セ
ンサ９０の標示板９１の開口９１ａとウエハステージＷ
ＳＴとの位置関係は、２次元位置マーク９１ｂをアライ
メント検出系ＡＳで観察することにより、正確に求めら
れているものとする。すなわち、ウエハ干渉計１８から
出力される位置情報（速度情報）に基づいて、開口９１
ａのＸＹ位置が正確に検出でき、かつ、ウエハステージ
駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動制御す
ることにより、開口９１ａを所望のＸＹ位置に精度良く
位置決めできるものとする。なお、本実施形態では、開
口９１ａとウエハステージＷＳＴとの位置関係は、アラ
イメント検出系ＡＳによる４つの２次元位置マーク９１
ｂの位置の検出結果に基づいて、特開昭６１−４４４２
９号公報等に開示されているいわゆるエンハンストグロ
ーバルアライメント（以下、「ＥＧＡ」という）等と同
様な統計的な手法を用いて正確に検出される。Further, the opening 91a of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90 mounted on the wafer stage and the wafer stage W
It is assumed that the positional relationship with ST is accurately obtained by observing the two-dimensional position mark 91b with the alignment detection system AS. That is, based on the position information (speed information) output from the wafer interferometer 18, the opening 91
It is assumed that the XY position of a can be accurately detected, and the opening 91a can be accurately positioned at a desired XY position by controlling the movement of the wafer stage WST via the wafer stage drive unit 24. In this embodiment, the positional relationship between the opening 91a and the wafer stage WST is determined by the four two-dimensional position marks 91 by the alignment detection system AS.
Based on the detection result of the position of b, Japanese Patent Laid-Open No. 61-4442.
It is accurately detected using a statistical method similar to so-called enhanced global alignment (hereinafter referred to as “EGA”) disclosed in Japanese Patent No. 9 or the like.
【００７０】また、本実施形態では、波面収差をツェル
ニケ多項式の係数として求めるが、第１波面収差測定光
学系と第２波面収差測定光学系とにおけるマイクロレン
ズ９８1の大きさ（一辺の長さＤ1：図４参照）とマイク
ロレンズ９８2の大きさ（一辺の長さＤ2：図５参照）と
の相違に由来する、各次数のツェルニケ多項式の係数に
関する測定精度の相対的な良否は、事前のシミュレーシ
ョンにより、各次数について予め知られているものとす
る。Further, in the present embodiment, the wavefront aberration is obtained as the coefficient of the Zernike polynomial. However, the size (the length of one side) of the microlens 98 1 in the first wavefront aberration measuring optical system and the second wavefront aberration measuring optical system is determined. D 1 (see FIG. 4) and the size of the microlens 98 2 (length of one side D 2 : see FIG. 5) are relative quality of the measurement accuracy regarding the coefficient of the Zernike polynomial of each order. It is assumed that each order is known in advance by a simulation.
【００７１】図７に示される処理では、まず、サブルー
チン１０１において、投影光学系ＰＬの波面収差が測定
される。この波面収差の測定では、図８に示されるよう
に、まず、ステップ１１１において、不図示のレチクル
ローダにより、図９に示される波面収差測定用の測定用
レチクルＲＴがレチクルステージＲＳＴにロードされ
る。測定用レチクルＲＴには、図９に示されるように、
複数個（図９では、９個）のピンホールパターンＰＨ1
〜ＰＨNがＸ方向及びＹ方向に沿ってマトリクス状に形
成されている。なお、ピンホールパターンＰＨ1〜ＰＨN
は、図９において点線で示されるスリット状の照明領域
の大きさの領域内に形成されている。In the process shown in FIG. 7, first, in the subroutine 101, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured. In the measurement of the wavefront aberration, as shown in FIG. 8, first, at step 111, the reticle loader (not shown) loads the measurement reticle RT for measuring the wavefront aberration shown in FIG. 9 onto the reticle stage RST. . As shown in FIG. 9, the measurement reticle RT has
Plural (9 in FIG. 9) pinhole patterns PH 1
˜PH N are formed in a matrix along the X and Y directions. The pinhole patterns PH 1 to PH N
Are formed within the area of the size of the slit-shaped illumination area shown by the dotted line in FIG.
【００７２】引き続き、ウエハステージＷＳＴ上に配置
された不図示の基準マーク板を使用したレチクルアライ
メントや、更にアライメント検出系ＡＳを使用したベー
スライン量の測定等が行われる。そして、収差測定が行
われる最初のピンホールパターンＰＨ1が投影光学系Ｐ
Ｌの光軸ＡＸ上に位置するように、レチクルステージＲ
ＳＴを移動させる。かかる移動は、主制御系２０が、レ
チクル干渉計１６が検出したレチクルステージＲＳＴの
位置情報（速度情報）に基づいて、ステージ制御系１９
を介してレチクル駆動部を制御することにより行われ
る。Subsequently, reticle alignment using a reference mark plate (not shown) arranged on wafer stage WST, baseline measurement using alignment detection system AS, and the like are performed. The first pinhole pattern PH 1 on which the aberration measurement is performed is the projection optical system P 1.
The reticle stage R is positioned so that it is positioned on the optical axis AX of L.
Move ST. This movement is performed by the main control system 20 based on the position information (speed information) of the reticle stage RST detected by the reticle interferometer 16.
This is performed by controlling the reticle drive unit via the.
【００７３】図８に戻り、次に、ステップ１１２におい
て、波面センサ９０の標示板９１の開口９１ａが、ピン
ホールパターンＰＨ1の投影光学系ＰＬに関する共役位
置（ピンホールパターンＰＨ1の場合には、光軸ＡＸ
上）にウエハステージＷＳＴを移動させる。かかる移動
は、主制御系２０が、ウエハ干渉計１８が検出したウエ
ハステージＷＳＴの位置情報（速度情報）に基づいて、
ステージ制御系１９を介してウエハステージ駆動部２４
を制御することにより行われる。この際、主制御系２０
は、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）の検出結
果に基づいて、ピンホールパターンＰＨ1のピンホール
像が結像される像面に波面センサ９０の標示板９１の上
面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部２４を介し
てウエハステージＷＳＴをＺ軸方向に微少駆動する。[0073] Returning to FIG. 8, then, in step 112, the opening 91a of marking plate 91 of the wavefront sensor 90, when the conjugate position (pinhole pattern PH 1 for the projection optical system PL of the pinhole pattern PH 1 is , Optical axis AX
Wafer stage WST is moved to the upper position). Such movement is performed by the main control system 20 based on the position information (speed information) of the wafer stage WST detected by the wafer interferometer 18.
Wafer stage drive unit 24 via stage control system 19
Control is performed. At this time, the main control system 20
Is to match the upper surface of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90 with the image surface on which the pinhole image of the pinhole pattern PH 1 is formed based on the detection result of the multipoint focus position detection system (21, 22). The wafer stage WST is finely driven in the Z-axis direction via the wafer stage drive unit 24.
【００７４】以上のようにして、最初のピンホールパタ
ーンＰＨ1からの球面波に関する投影光学系ＰＬの波面
収差測定のための光学的な各装置の配置が終了する。こ
うした、光学的配置について、波面センサ９０の光軸Ａ
Ｘ１及び投影光学系ＰＬの光軸に沿って展開したもの
が、図１０に示されている。As described above, the arrangement of each optical device for measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL regarding the spherical wave from the first pinhole pattern PH 1 is completed. Regarding such an optical arrangement, the optical axis A of the wavefront sensor 90 is
FIG. 10 shows a development along the optical axis of X1 and the projection optical system PL.
【００７５】こうした光学配置において、照明系１０か
ら照明光ＩＬが射出されると、測定用レチクルＲＴの最
初のピンホールパターンＰＨ1に到達した光が、球面波
となってピンホールパターンＰＨ1から射出される。そ
して、投影光学系ＰＬを介した後、波面センサ９０の標
示板９１の開口９１ａに集光される。なお、最初のピン
ホールパターンＰＨ1以外のピンホールパターンＰＨ2〜
ＰＨNを通過した光は、開口パターン９１ａには到達し
ない。こうして開口９１ａに集光された光の波面は、ほ
ぼ球面ではあるが、投影光学系ＰＬの波面収差を含んだ
ものとなっている。In such an optical arrangement, when the illumination light IL is emitted from the illumination system 10, the light that reaches the first pinhole pattern PH 1 of the measurement reticle RT becomes a spherical wave and is emitted from the pinhole pattern PH 1. Is ejected. Then, after passing through the projection optical system PL, the light is focused on the opening 91 a of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90. The pinhole patterns PH 2 to PH 2 other than the first pinhole pattern PH 1
The light passing through PH N does not reach the opening pattern 91a. The wavefront of the light condensed in the opening 91a in this way is almost spherical, but includes the wavefront aberration of the projection optical system PL.
【００７６】開口９１ａを通過した光は、コリメータレ
ンズ９２により平行光に変換され、さらにリレーレンズ
系９３を介した後、ハーフミラー９６０に入射する。ハ
ーフミラー９６０で反射された入射光の一部は、ミラー
９６ｂでさらに反射された後、マイクロレンズアレイ９
４1に入射する。ここで、マイクロレンズアレイ９４1に
入射する光の波面は、投影光学系ＰＬの波面収差を反映
したものとなっている。すなわち、投影光学系ＰＬに波
面収差が無い場合には、図１０において点線で示される
ように、その波面ＷＦが光軸ＡＸ１と直交する平面とな
るが、投影光学系ＰＬに波面収差が有る場合には、図１
０において二点鎖線で示されるように、その波面ＷＦ’
は位置に応じた角度で傾くことになる。The light passing through the opening 91a is converted into parallel light by the collimator lens 92, further passes through the relay lens system 93, and then enters the half mirror 960. A part of the incident light reflected by the half mirror 960 is further reflected by the mirror 96b, and then the microlens array 9
It is incident on 4 1 . Here, the wavefront of the light incident on the microlens array 94 1 reflects the wavefront aberration of the projection optical system PL. That is, when the projection optical system PL has no wavefront aberration, as shown by the dotted line in FIG. 10, the wavefront WF is a plane orthogonal to the optical axis AX1, but when the projection optical system PL has wavefront aberration. In Figure 1
Its wavefront WF ′, as indicated by the chain double-dashed line at 0.
Will tilt at an angle depending on the position.
【００７７】マイクロレンズアレイ９４1は、各マイク
ロレンズ９８1（図４参照）ごとに、開口９１ａの像
を、標示板９１の光学的な共役面すなわちＣＣＤ９５1
の撮像面に結像される。マイクロレンズ９８1に入射し
た光の波面が光軸と直交する場合には、そのマイクロレ
ンズ９８1の光軸と撮像面の交点を中心とするスポット
像が、撮像面に結像される。また、マイクロレンズ９８
1に入射した光の波面が傾いている場合には、その傾き
量に応じた距離だけ、そのマイクロレンズ９８1の光軸
と撮像面の交点からずれた点を中心とするスポット像が
撮像面に結像される。The microlens array 94 1 shows the image of the aperture 91 a for each microlens 98 1 (see FIG. 4) on the optically conjugate plane of the marking plate 91, that is, the CCD 95 1
Is imaged on the image pickup surface of. When the wavefront of the light incident on the microlens 98 1 is orthogonal to the optical axis, a spot image centered on the intersection of the optical axis of the microlens 98 1 and the image pickup surface is formed on the image pickup surface. Also, the micro lens 98
When the wavefront of the light incident on 1 is tilted, a spot image centered on a point deviated from the intersection of the optical axis of the microlens 98 1 and the image pickup surface by a distance according to the tilt amount is obtained. Is imaged.
【００７８】一方、ハーフミラー９６０を透過した入射
光の一部は、マイクロレンズアレイ９４2に入射する。
ここで、マイクロレンズアレイ９４2に入射する光の波
面は、マイクロレンズアレイ９４1に入射する光の波面
と同様に、投影光学系ＰＬの波面収差を反映したものと
なっている。On the other hand, a part of the incident light transmitted through the half mirror 960 enters the microlens array 94 2 .
Here, the wavefront of the light incident on the microlens array 94 2 reflects the wavefront aberration of the projection optical system PL, similarly to the wavefront of the light incident on the microlens array 94 1 .
【００７９】マイクロレンズアレイ９４2は、各マイク
ロレンズ９８2（図５参照）ごとに、開口９１ａの像
を、標示板９１の光学的な共役面すなわちＣＣＤ９５2
の撮像面に結像される。マイクロレンズ９８2に入射し
た光の波面が光軸と直交する場合には、そのマイクロレ
ンズ９８2の光軸と撮像面の交点を中心とするスポット
像が、撮像面に結像される。また、マイクロレンズ９８
2に入射した光の波面が傾いている場合には、その傾き
量に応じた距離だけ、そのマイクロレンズ９８2の光軸
と撮像面の交点からずれた点を中心とするスポット像が
撮像面に結像される。The microlens array 94 2 displays the image of the aperture 91 a for each microlens 98 2 (see FIG. 5) on the optically conjugate plane of the marking plate 91, that is, the CCD 95 2.
Is imaged on the image pickup surface of. When the wavefront of the light incident on the microlens 98 2 is orthogonal to the optical axis, a spot image centered on the intersection of the optical axis of the microlens 98 2 and the imaging surface is formed on the imaging surface. Also, the micro lens 98
When the wavefront of the light incident on 2 is tilted, a spot image centered on a point deviated from the intersection of the optical axis of the microlens 98 2 and the image pickup surface by a distance according to the tilt amount is obtained. Is imaged.
【００８０】図８に戻り、次いで、ステップ１１３にお
いて、ＣＣＤ９５1，９５2により、それら撮像面に形成
された像の撮像が行われる。この撮像により得られた撮
像データＩＭＤ１，ＩＭＤ２は、波面データ処理装置８
０に供給される。波面データ処理装置８０では、撮像デ
ータ収集装置３１が撮像データＩＭＤ１，ＩＭＤ２を収
集し、撮像データ格納領域４１に収集した撮像データを
格納する。Returning to FIG. 8, next, at step 113, the CCDs 95 1 and 95 2 capture the images formed on the imaging surfaces. The imaging data IMD1 and IMD2 obtained by this imaging are the wavefront data processing device 8
Supplied to zero. In the wavefront data processing device 80, the imaging data collection device 31 collects the imaging data IMD1 and IMD2 and stores the collected imaging data in the imaging data storage area 41.
【００８１】次に、ステップ１１４において、撮像結果
に基づいて、各スポット像の位置情報が検出される。か
かる位置情報の算出にあたり、位置情報検出装置３２
は、撮像データ格納領域４１から、撮像データＩＭＤ１
を読み出す。引き続き、位置情報検出装置３２は、マイ
クロレンズアレイ９４1によりＣＣＤ９５1の撮像面に形
成された各スポット像の光強度分布の重心を算出するこ
とにより、各スポット像の中心位置を算出する。位置情
報検出装置３２は、こうして求められた各スポット像の
中心位置を、マイクロレンズアレイ９４1によりＣＣＤ
９５1の撮像面に形成された各スポット像の位置情報と
して、スポット像位置格納領域４２に格納する。Next, in step 114, the position information of each spot image is detected based on the image pickup result. In calculating the position information, the position information detecting device 32
Is the imaging data IMD1 from the imaging data storage area 41.
Read out. Subsequently, the position information detection device 32, by calculating the centroid of light intensity distribution of each spot image formed on the imaging surface of the microlens array 94 1 by CCD 95 1, calculates the center position of each spot image. The position information detecting device 32 uses the microlens array 94 1 to determine the center position of each spot image thus obtained by the CCD.
It is stored in the spot image position storage area 42 as position information of each spot image formed on the image pickup surface 95 1 .
【００８２】次に、位置情報検出装置３２は、撮像デー
タ格納領域４１から、撮像データＩＭＤ２を読み出す。
引き続き、位置情報検出装置３２は、マイクロレンズア
レイ９４2によりＣＣＤ９５2の撮像面に形成された各ス
ポット像の光強度分布の重心を算出することにより、各
スポット像の中心位置を算出する。位置情報検出装置３
２は、こうして求められた各スポット像の中心位置を、
マイクロレンズアレイ９４2によりＣＣＤ９５2の撮像面
に形成された各スポット像の位置情報として、スポット
像位置格納領域４２に格納する。Next, the position information detecting device 32 reads the image data IMD2 from the image data storage area 41.
Subsequently, the position information detection device 32, by calculating the centroid of light intensity distribution of each spot image formed on the imaging surface of the microlens array 94 2 by CCD 95 2, calculates the center position of each spot image. Position information detection device 3
2 is the center position of each spot image thus obtained,
As the position information of each spot image formed on the imaging surface of the microlens array 94 2 by CCD 95 2, and stores the spot image position storage region 42.
【００８３】次いで、ステップ１１５において、波面収
差算出装置３３が、位置情報格納領域４２から、マイク
ロレンズアレイ９４1によりＣＣＤ９５1の撮像面に形成
された各スポット像の位置情報を読み出して、測定用レ
チクルＲＴにおける最初のピンホールパターンＰＨ1を
介した光に関する投影光学系ＰＬの波面収差を算出す
る。かかる波面収差の算出は、波面収差が無いときに期
待される各スポット像位置と、検出されたスポット像位
置の差から、ツェルニケ多項式の係数を求めることによ
り行われる。波面収差算出装置３３は、こうして求めら
れたツェルニケ多項式の係数の内、後述するマイクロレ
ンズアレイ９４2によりＣＣＤ９５2の撮像面に形成され
た各スポット像の位置情報に基づいて算出されるツェル
ニケ多項式の係数と比べて、より精度良く求められる、
予め知られている次数のツェルニケ多項式の係数を、ピ
ンホールパターンＰＨ1の位置とともに、波面収差格納
領域４３に格納する。[0083] Then, in step 115, the wavefront aberration calculating unit 33, from the position information storage area 42, reads the position information of each spot image formed on the imaging surface of the CCD 95 1 by the microlens array 941, for measurement The wavefront aberration of the projection optical system PL regarding the light passing through the first pinhole pattern PH 1 in the reticle RT is calculated. The calculation of the wavefront aberration is performed by obtaining the coefficient of the Zernike polynomial from the difference between each spot image position expected when there is no wavefront aberration and the detected spot image position. Wavefront aberration calculating unit 33, thus among the coefficients of the Zernike polynomial obtained, the Zernike polynomial is calculated based on the position information of each spot image formed on the imaging surface of the microlens array 94 2 by CCD 95 2 to be described later More accurate than the coefficient,
The coefficient of a Zernike polynomial of a known degree is stored in the wavefront aberration storage area 43 together with the position of the pinhole pattern PH 1 .
【００８４】引き続き、波面収差算出装置３３が、位置
情報格納領域４２から、マイクロレンズアレイ９４2に
よりＣＣＤ９５2の撮像面に形成された各スポット像の
位置情報を読み出す。そして、測定用レチクルＲＴにお
ける最初のピンホールパターンＰＨ1を介した光に関す
る投影光学系ＰＬの波面収差を、上述したマイクロレン
ズアレイ９４1によりＣＣＤ９５1の撮像面に形成された
各スポット像の位置情報に基づく場合と同様にして、算
出する。波面収差算出装置３３は、こうして求められた
ツェルニケ多項式の係数の内、上述したマイクロレンズ
アレイ９４1によりＣＣＤ９５1の撮像面に形成された各
スポット像の位置情報に基づいて算出されるツェルニケ
多項式の係数と比べて、より精度良く求められる、予め
知られている次数のツェルニケ多項式の係数を、ピンホ
ールパターンＰＨ1の位置とともに、波面収差格納領域
４３に格納する。[0084] Subsequently, the wavefront aberration calculating unit 33, from the position information storage area 42, reads the position information of each spot image formed on the imaging surface of the CCD 95 2 by the microlens array 94 2. The position of each spot image formed wavefront aberration of the first pinhole pattern PH 1 light for the projection optical system PL via, on the imaging surface of the CCD 95 1 by the microlens array 94 1 described above in the measurement reticle RT It is calculated in the same way as the case based on information. Wavefront aberration calculating unit 33, thus among the coefficients of the Zernike polynomial obtained, the Zernike polynomial is calculated based on the position information of each spot image formed on the imaging surface of the microlens array 94 1 by CCD 95 1 described above The coefficient of a Zernike polynomial of a known degree, which is obtained with higher accuracy than the coefficient, is stored in the wavefront aberration storage area 43 together with the position of the pinhole pattern PH 1 .
【００８５】次に、ステップ１１６において、全てのピ
ンホールパターンに関して投影光学系ＰＬの波面収差を
算出したか否かが判定される。この段階では、最初のピ
ンホールパターンＰＨ1についてのみ投影光学系ＰＬの
波面収差を測定しただけなので、否定的な判定がなさ
れ、処理はステップ１１７に移行する。Next, at step 116, it is judged if the wavefront aberration of the projection optical system PL has been calculated for all the pinhole patterns. At this stage, since the wavefront aberration of the projection optical system PL is only measured for the first pinhole pattern PH 1 , a negative determination is made, and the processing shifts to step 117.
【００８６】ステップ１１７では、波面センサ９０の標
示板９１の開口９１ａが、次のピンホールパターンＰＨ
2の投影光学系ＰＬに関する共役位置にウエハステージ
ＷＳＴを移動させる。かかる移動は、主制御系２０が、
ウエハ干渉計１８が検出したウエハステージＷＳＴの位
置情報（速度情報）に基づいて、ステージ制御系１９を
介してウエハステージ駆動部２４を制御することにより
行われる。なお、このときも、主制御系２０が、多点フ
ォーカス位置検出系（２１，２２）の検出結果に基づい
て、ピンホールパターンＰＨ2のピンホール像が結像さ
れる像面に波面センサ９０の標示板９１の上面を一致さ
せるべく、必要に応じて、ウエハステージ駆動部２４を
介してウエハステージＷＳＴをＺ軸方向に微少駆動す
る。At step 117, the opening 91a of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90 is moved to the next pinhole pattern PH.
Wafer stage WST is moved to a conjugate position with respect to the second projection optical system PL. In this movement, the main control system 20
This is performed by controlling the wafer stage drive unit 24 via the stage control system 19 based on the position information (speed information) of the wafer stage WST detected by the wafer interferometer 18. At this time as well, the main control system 20 detects the wavefront sensor 90 on the image surface on which the pinhole image of the pinhole pattern PH 2 is formed, based on the detection result of the multipoint focus position detection system (21, 22). The wafer stage WST is finely driven in the Z-axis direction via the wafer stage drive unit 24 to match the upper surfaces of the marking plates 91 with each other.
【００８７】そして、上記のピンホールパターンＰＨ1
の場合と同様にして、投影光学系ＰＬの波面収差が測定
される。そして、波面収差の測定結果は、ピンホールパ
ターンＰＨ2の位置とともに、波面収差格納領域４３に
格納される。Then, the above-mentioned pinhole pattern PH 1
The wavefront aberration of the projection optical system PL is measured in the same manner as the case. Then, the measurement result of the wavefront aberration is stored in the wavefront aberration storage area 43 together with the position of the pinhole pattern PH 2 .
【００８８】以後、上記と同様にして、全てのピンホー
ルパターンに関する投影光学系ＰＬの波面収差を順次測
定され、開口パターンごとの測定結果が開口パターンの
位置とともに、波面収差格納領域４３に格納される。こ
うして全てのピンホールパターンに関する投影光学系Ｐ
Ｌの波面収差が測定されると、ステップ１１７において
肯定的な判定がなされる。そして、制御装置３９が、波
面収差格納領域４３から波面収差の測定結果を読み出
し、波面測定結果データＷＦＡとして主制御系２０へ供
給する。この後、処理が図７のステップ１０２に移行す
る。Thereafter, the wavefront aberration of the projection optical system PL for all pinhole patterns is sequentially measured in the same manner as described above, and the measurement result for each aperture pattern is stored in the wavefront aberration storage area 43 together with the position of the aperture pattern. It Thus, the projection optical system P for all pinhole patterns
Once the L wavefront aberration is measured, a positive determination is made in step 117. Then, the control device 39 reads the measurement result of the wavefront aberration from the wavefront aberration storage area 43 and supplies it to the main control system 20 as wavefront measurement result data WFA. After this, the processing moves to step 102 in FIG. 7.
【００８９】ステップ１０２では、主制御系２０が、制
御装置３９から供給された波面測定結果データＷＦＡに
基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差の測定が許容値以
下であるか否かを判定する。この判定が肯定的である場
合には、処理がステップ１０４に移行する。一方、判定
が否定的である場合には、処理はステップ１０３に移行
する。この段階では、判定が否定的であり、処理がステ
ップ１０３に移行したとして、以下の説明を行う。In step 102, the main control system 20 determines, based on the wavefront measurement result data WFA supplied from the control device 39, whether or not the measurement of the wavefront aberration of the projection optical system PL is below the allowable value. . If this determination is affirmative, the process proceeds to step 104. On the other hand, if the result of the judgment is negative, the procedural steps proceed to step 103. At this stage, the following description will be made assuming that the determination is negative and the process has proceeded to step 103.
【００９０】ステップ１０３では、主制御系２０が、投
影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、現在発生
している波面収差を低減させるように、投影光学系ＰＬ
の波面収差の調整を行う。かかる波面収差の調整は、制
御装置３９が、結像特性補正コントローラ６５を介して
レンズエレメントの移動制御を行うことや、場合によっ
ては、人手により投影光学系ＰＬのレンズエレメントの
ＸＹ平面内での移動やレンズエレメントの交換を行うこ
とによりなされる。At step 103, the main control system 20 reduces the currently generated wavefront aberration based on the measurement result of the wavefront aberration of the projection optical system PL.
Adjust the wavefront aberration of. For the adjustment of the wavefront aberration, the control device 39 controls the movement of the lens element via the imaging characteristic correction controller 65, and in some cases, manually, in the XY plane of the lens element of the projection optical system PL. This is done by moving or replacing the lens element.
【００９１】引き続き、サブルーチン１０１において、
調整された投影光学系ＰＬに関する波面収差が上記と同
様にして測定される。以後、ステップ１０２において肯
定的な判断がなされるまで、投影光学系ＰＬの波面収差
の調整（ステップ１０３）と、波面収差の測定（ステッ
プ１０１）が繰り返される。そして、ステップ１０２に
おいて肯定的な判断がなされると処理は、ステップ１０
４に移行する。Continuing, in subroutine 101,
The wavefront aberration relating to the adjusted projection optical system PL is measured in the same manner as above. After that, the adjustment of the wavefront aberration of the projection optical system PL (step 103) and the measurement of the wavefront aberration (step 101) are repeated until a positive determination is made in step 102. Then, if an affirmative determination is made in step 102, the process proceeds to step 10
Go to 4.
【００９２】ステップ１０４では、波面センサ９０をウ
エハステージＷＳＴから取り外し、波面データ処理装置
８０と主制御系２０との接続を切断した後、主制御系２
０の制御のもとで、不図示のレチクルローダにより、転
写したいパターンが形成されたレチクルＲがレチクルス
テージＲＳＴにロードされる。また、不図示のウエハロ
ーダにより、露光したいウエハＷがウエハステージＷＳ
Ｔにロードされる。In step 104, the wavefront sensor 90 is removed from the wafer stage WST, the connection between the wavefront data processing device 80 and the main control system 20 is cut off, and then the main control system 2
Under the control of 0, the reticle R on which the pattern to be transferred is formed is loaded onto the reticle stage RST by a reticle loader (not shown). Further, the wafer W to be exposed is moved to the wafer stage WS by a wafer loader (not shown).
Loaded into T.
【００９３】次に、ステップ１０５において、主制御系
２０の制御のもとで、露光準備用計測が行われる。すな
わち、ウエハステージＷＳＴ上に配置された不図示の基
準マーク板を使用したレチクルアライメントや、更にア
ライメント検出系ＡＳを使用したベースライン量の測定
等の準備作業が行われる。また、ウエハＷに対する露光
が第２層目以降の露光であるときには、既に形成されて
いる回路パターンと重ね合わせ精度良く回路パターンを
形成するため、アライメント検出系ＡＳを使用した上述
のＥＧＡ計測により、ウエハＷ上におけるショット領域
の配列座標が高精度で検出される。Next, in step 105, exposure preparation measurement is performed under the control of the main control system 20. That is, preparatory work such as reticle alignment using a reference mark plate (not shown) arranged on wafer stage WST and measurement of a baseline amount using alignment detection system AS are performed. Further, when the exposure of the wafer W is the exposure of the second layer or later, in order to form a circuit pattern with a high overlay accuracy with the already formed circuit pattern, the above EGA measurement using the alignment detection system AS The array coordinates of the shot areas on the wafer W are detected with high accuracy.
【００９４】次いで、ステップ１０６において、露光が
行われる。この露光動作にあたって、まず、ウエハＷの
ＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファー
スト・ショット）の露光のための走査開始位置となるよ
うに、ウエハステージＷＳＴが移動される。ウエハ干渉
計１８からの位置情報（速度情報）等（第２層目以降の
露光の場合には、基準座標系と配列座標系との位置関係
の検出結果、ウエハ干渉計１８からの位置情報（速度情
報）等）に基づき、主制御系２０によりステージ制御系
１９及びウエハステージ駆動部２４等を介して行われ
る。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置と
なるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。こ
の移動は、主制御系２０によりステージ制御系１９及び
不図示のレチクル駆動部等を介して行われる。Next, in step 106, exposure is performed. In this exposure operation, first, wafer stage WST is moved so that the XY position of wafer W becomes the scanning start position for the exposure of the first shot area (first shot) on wafer W. Position information (velocity information) and the like from the wafer interferometer 18 (in the case of exposure of the second and subsequent layers, the detection result of the positional relationship between the reference coordinate system and the array coordinate system, the position information from the wafer interferometer 18 ( (Speed information) and the like) by the main control system 20 via the stage control system 19 and the wafer stage drive unit 24. At the same time, the reticle stage RST is moved so that the XY position of the reticle R becomes the scanning start position. This movement is performed by the main control system 20 via the stage control system 19 and a reticle drive unit (not shown).
【００９５】次に、ステージ制御系１９が、主制御系２
０からの指示に応じて、多点フォーカス位置検出系（２
１，２２）によって検出されたウエハのＺ位置情報、レ
チクル干渉計１６によって計測されたレチクルＲのＸＹ
位置情報、ウエハ干渉計１８によって計測されたウエハ
ＷのＸＹ位置情報に基づき、不図示のレチクル駆動部及
びウエハステージ駆動部２４を介して、ウエハＷの面位
置の調整を行いつつ、レチクルＲとウエハＷとを相対移
動させて走査露光を行う。Next, the stage control system 19 operates the main control system 2
In response to an instruction from 0, the multi-point focus position detection system (2
Wafer position information detected by reticle R, XY of reticle R measured by reticle interferometer 16
Based on the position information and the XY position information of the wafer W measured by the wafer interferometer 18, the reticle R and the reticle R are adjusted while adjusting the surface position of the wafer W via a reticle drive unit and a wafer stage drive unit 24 (not shown). Scan exposure is performed by relatively moving the wafer W.
【００９６】こうして、最初のショット領域の露光が終
了すると、次のショット領域の露光のための走査開始位
置となるように、ウエハステージＷＳＴが移動されると
ともに、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置となる
ように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そし
て、当該ショット領域に関する走査露光が、上述の最初
のショット領域と同様にして行われる。以後、同様にし
て各ショット領域について走査露光が行われ、露光が完
了する。Thus, when the exposure of the first shot area is completed, wafer stage WST is moved to the scanning start position for the exposure of the next shot area, and the XY position of reticle R is scanned. Reticle stage RST is moved to the position. Then, scanning exposure for the shot area is performed in the same manner as the above-described first shot area. Thereafter, scanning exposure is similarly performed for each shot area, and the exposure is completed.
【００９７】そして、ステップ１０７において、不図示
のアンローダにより、露光が完了したウエハＷがウエハ
ホルダ２５からアンロードされる。こうして、１枚のウ
エハＷの露光処理が終了する。Then, in step 107, the wafer W that has been exposed is unloaded from the wafer holder 25 by an unloader (not shown). Thus, the exposure process for one wafer W is completed.
【００９８】以後のウエハの露光においては、ステップ
１０１〜１０３の投影光学系ＰＬに関する波面収差の測
定及び調整が必要に応じて行われながら、ステップ１０
４〜１０７のウエハ露光作業が行われる。In the subsequent exposure of the wafer, while the measurement and adjustment of the wavefront aberration regarding the projection optical system PL in steps 101 to 103 are performed as necessary, step 10
Wafer exposure operations 4 to 107 are performed.
【００９９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、波面分割にあたり分割ピッチが互いに異なり、波面
の分割数が互いに異なるマイクロレンズアレイ９４1，
９４2を用い、マイクロレンズアレイ９４1，９４2によ
って、投影光学系ＰＬを介した光の波面分割して、各分
割波面ごとに形成された複数のパターン像を形成する。
引き続き、マイクロレンズアレイ９４1，９４2それぞれ
によって形成された複数のパターン像の位置情報に基づ
いて、マイクロレンズアレイ９４1，９４2それぞれに応
じて投影光学系ＰＬの波面収差を２組求める。そして、
２組の波面収差のうちから、より精度良く求めることが
できる空間周波数に関する波面収差成分を取り出して最
終的な測定結果を得ている。この結果、広い空間周波数
範囲における波面収差について、精度の良い測定結果を
得ることができる。[0099] As described above, according to this embodiment, different division pitch mutually Upon wavefront dividing microlens array 94 1 number of divisions of the wavefront are different from each other,
With 94 2, by the microlens array 94 1, 94 2, and wavefront division of light through the projection optical system PL, to form a plurality of pattern images formed on each of the divided wavefronts.
Subsequently, based on the position information of the plurality of pattern images formed by the microlens array 94 1, 94 2, respectively, the microlens array 94 1, 94 2 obtains two sets of wavefront aberration of the projection optical system PL in accordance with each. And
From the two sets of wavefront aberration, the wavefront aberration component relating to the spatial frequency that can be obtained with higher accuracy is extracted to obtain the final measurement result. As a result, it is possible to obtain accurate measurement results for wavefront aberration in a wide spatial frequency range.
【０１００】また、精度良く求められた投影光学系ＰＬ
の波面収差に基づいて、投影光学系ＰＬの収差を調整
し、十分に諸収差が低減された投影光学系ＰＬによりレ
チクルＲに形成された所定のパターンがウエハＷ表面に
投影されるので、所定のパターンをウエハＷに精度良く
転写することができる。Further, the projection optical system PL which is accurately obtained
The aberration of the projection optical system PL is adjusted based on the wavefront aberration of the projection optical system PL, and the predetermined pattern formed on the reticle R is projected onto the surface of the wafer W by the projection optical system PL having various aberrations sufficiently reduced. The pattern can be transferred onto the wafer W with high accuracy.
【０１０１】《第２の実施形態》以下、本発明の第２の
実施形態を説明する。本実施形態の露光装置は第１の実
施形態の露光装置１００と同様の構成を有しており、波
面センサ９０の構成及び図８におけるステップ１１３に
おける処理のみが、第１の実施形態と異なる。そこで、
かかる相違点に主に着目して、以下において、本実施形
態の説明を行う。なお、本実施形態の説明にあたって、
第１の実施形態と同一又は同等の要素には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。<< Second Embodiment >> A second embodiment of the present invention will be described below. The exposure apparatus of this embodiment has the same configuration as the exposure apparatus 100 of the first embodiment, and only the configuration of the wavefront sensor 90 and the processing in step 113 in FIG. 8 differ from the first embodiment. Therefore,
Focusing mainly on this difference, the present embodiment will be described below. In the description of this embodiment,
The same or equivalent elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
【０１０２】本実施形態の波面センサ９０は、図１１に
示されるように、図２におけるハーフミラー９６０に代
えて、ミラー９６０’及び該ミラー９６０’をＸ軸方向
（紙面垂直方向）に駆動するミラー駆動機構９９を備え
る点のみが、第１実施形態の場合と異なっている。この
ミラー駆動機構９９は、ミラー９６０’が波面センサ９
０に入射した光の光路上に配置されるか、当該光路上か
ら退避されるかを切り換えることができるストロークで
ミラー９６０’をＸ軸方向に移動させることができるよ
うになっている。なお、ミラー駆動機構９９によるミラ
ー９６０’の波面センサ９０に入射した光の光路上への
配置、あるいは当該光路上からの退避の指示信号ＭＰＳ
が、制御装置３９（図６参照）からミラー駆動機構９９
に供給されるようになっている。As shown in FIG. 11, the wavefront sensor 90 of this embodiment drives a mirror 960 'and the mirror 960' in the X-axis direction (perpendicular to the plane of the drawing) instead of the half mirror 960 in FIG. The difference from the first embodiment is only that a mirror drive mechanism 99 is provided. In this mirror driving mechanism 99, the mirror 960 'has a wavefront sensor 9
The mirror 960 ′ can be moved in the X-axis direction with a stroke that can be switched to be arranged on the optical path of the light incident on 0 or retracted from the optical path. It should be noted that the mirror driving mechanism 99 disposes the mirror 960 'on the optical path of the light incident on the wavefront sensor 90, or the instruction signal MPS for retracting from the optical path.
From the controller 39 (see FIG. 6) to the mirror drive mechanism 99.
To be supplied to.
【０１０３】以下、本実施形態の露光装置１００による
露光動作を説明する。The exposure operation of the exposure apparatus 100 of this embodiment will be described below.
【０１０４】なお、以下の動作の前提として、上述した
第１の実施形態の場合と同様に、波面センサ９０はウエ
ハステージＷＳＴに装着されており、また、波面データ
処理装置８０と主制御系２０とが接続されているものと
する。As in the case of the first embodiment described above, the wavefront sensor 90 is mounted on the wafer stage WST, and the wavefront data processing device 80 and the main control system 20 are premised on the following operations. Assume that and are connected.
【０１０５】また、第１の実施形態の場合と同様に、ウ
エハステージに装着された波面センサ９０の標示板９１
の開口９１ａとウエハステージＷＳＴとの位置関係は、
２次元位置マーク９１ｂをアライメント検出系ＡＳで観
察することにより、正確に求められているものとする。Further, as in the case of the first embodiment, the marking plate 91 of the wavefront sensor 90 mounted on the wafer stage.
The positional relationship between the opening 91a and the wafer stage WST is
It is assumed that the two-dimensional position mark 91b is accurately obtained by observing it with the alignment detection system AS.
【０１０６】さらに、第１の実施形態の場合と同様に、
波面収差をツェルニケ多項式の係数として求めるが、第
１波面収差測定光学系と第２波面収差測定光学系とにお
けるマイクロレンズ９８1の大きさ（一辺の長さＤ1：図
４参照）とマイクロレンズ９８2の大きさ（一辺の長さ
Ｄ2：図５参照）との相違に由来する、各次数のツェル
ニケ多項式の係数に関する測定精度の相対的な良否は、
事前のシミュレーションにより、各次数について予め知
られているものとする。Further, as in the case of the first embodiment,
The wavefront aberration is calculated as a coefficient of the Zernike polynomial. The size of the microlens 98 1 in the first wavefront aberration measuring optical system and the second wavefront aberration measuring optical system (length of one side D 1 : see FIG. 4) and the microlens The relative quality of the measurement accuracy regarding the coefficient of the Zernike polynomial of each degree, which is derived from the difference with the size of 98 2 (length D 2 of one side: see FIG. 5),
It is assumed that each order is known in advance by a simulation.
【０１０７】本実施形態の露光装置は、第１の実施形態
の場合と同様にして、まず、図７のサブルーチン１０１
において、投影光学系ＰＬの波面収差が測定される。こ
の波面収差の測定では、第１の実施形態の場合と同様に
して、まず、図８のステップ１１１及び１１２におい
て、収差測定が行われる最初のピンホールパターンＰＨ
1が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置するように、レ
チクルステージＲＳＴを移動させるとともに、波面セン
サ９０の標示板９１の開口９１ａが、ピンホールパター
ンＰＨ1の投影光学系ＰＬに関する共役位置にウエハス
テージＷＳＴを移動させる。The exposure apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
In the same manner as in the case of, first, the subroutine 101 of FIG.
At, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured. This
In the measurement of the wavefront aberration, the same as in the case of the first embodiment.
Then, first, in steps 111 and 112 of FIG.
The first pinhole pattern PH for which aberration measurement is performed
1Is positioned on the optical axis AX of the projection optical system PL.
While moving the chicle stage RST,
The opening 91a of the marking plate 91 of the support 90 is a pinhole pattern.
PH1Wafer at a conjugate position with respect to the projection optical system PL of
Move the tage WST.
【０１０８】次に、ステップ１１３において、スポット
像の撮像が行われる。かかるスポット像の撮像におい
て、制御装置３９は、ミラー９６０’を波面センサ９０
に入射した光の光路上へ配置させる旨を指示信号ＭＰＳ
によってミラー駆動機構９９に指示する。この指示を受
けたミラー駆動機構９９は、ミラー９６０’を移動させ
て、波面センサ９０に入射した光の光路上にミラー９６
０’を配置させる。この操作による最初のピンホールパ
ターンＰＨ1からの球面波に関する投影光学系ＰＬの波
面収差測定のための光学的な各装置の配置結果が、図１
２に示されている。Next, in step 113, a spot image is picked up. In capturing such a spot image, the control device 39 sets the mirror 960 ′ to the wavefront sensor 90.
Signal MPS to arrange on the optical path of the light incident on
To instruct the mirror drive mechanism 99. In response to this instruction, the mirror driving mechanism 99 moves the mirror 960 ′ and puts the mirror 96 on the optical path of the light incident on the wavefront sensor 90.
Place 0 '. FIG. 1 shows the arrangement result of each optical device for measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL regarding the spherical wave from the first pinhole pattern PH 1 by this operation.
2 is shown.
【０１０９】こうした光学配置において、照明系１０か
ら照明光ＩＬが射出されると、測定用レチクルＲＴの最
初のピンホールパターンＰＨ1に到達した光が、球面波
となってピンホールパターンＰＨ1から射出される。そ
して、投影光学系ＰＬを介した後、波面センサ９０の標
示板９１の開口９１ａに集光される。そして、開口９１
ａを通過した光は、コリメータレンズ９２及びリレーレ
ンズ系９３を介した後、ミラー９６０’によって反射さ
れてマイクロレンズアレイ９４1に入射する。そして、
マイクロレンズアレイ９４1は、各マイクロレンズ９８1
（図４参照）ごとに、開口９１ａの像を、標示板９１の
光学的な共役面すなわちＣＣＤ９５1の撮像面に結像さ
れる。In such an optical arrangement, when the illumination light IL is emitted from the illumination system 10, the light that reaches the first pinhole pattern PH 1 of the measurement reticle RT becomes a spherical wave and is emitted from the pinhole pattern PH 1. Is ejected. Then, after passing through the projection optical system PL, the light is focused on the opening 91 a of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90. And the opening 91
The light that has passed through a passes through the collimator lens 92 and the relay lens system 93, is then reflected by the mirror 960 ′, and enters the microlens array 94 1 . And
The microlens array 94 1 includes each microlens 98 1
For each (see FIG. 4), the image of the opening 91a is formed on the optically conjugate surface of the marking plate 91, that is, the image pickup surface of the CCD 95 1 .
【０１１０】引き続き、ＣＣＤ９５1により、それら撮
像面に形成された像の撮像が行われる。この撮像により
得られた撮像データＩＭＤ１は、波面データ処理装置８
０に供給される。波面データ処理装置８０では、撮像デ
ータ収集装置３１が撮像データＩＭＤ１を収集し、撮像
データ格納領域４１に収集した撮像データを格納する。Subsequently, the CCD 95 1 picks up the images formed on these image pickup surfaces. The imaging data IMD1 obtained by this imaging is the wavefront data processing device 8
Supplied to zero. In the wavefront data processing device 80, the imaging data collection device 31 collects the imaging data IMD1 and stores the collected imaging data in the imaging data storage area 41.
【０１１１】次いで、制御装置３９は、ミラー９６０’
を波面センサ９０に入射した光の光路上から配置させる
旨を指示信号ＭＰＳによってミラー駆動機構９９に指示
する。この指示を受けたミラー駆動機構９９は、ミラー
９６０’を移動させて、波面センサ９０に入射した光の
光路上からミラー９６０’を退避させる。この操作によ
る最初のピンホールパターンＰＨ1からの球面波に関す
る投影光学系ＰＬの波面収差測定のための光学的な各装
置の配置結果が、図１３に示されている。Then, the controller 39 controls the mirror 960 '.
Is instructed to the mirror drive mechanism 99 by an instruction signal MPS to arrange the light from the optical path of the light incident on the wavefront sensor 90. Upon receiving this instruction, the mirror driving mechanism 99 moves the mirror 960 ′ and retracts the mirror 960 ′ from the optical path of the light incident on the wavefront sensor 90. FIG. 13 shows the arrangement result of each optical device for measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL regarding the spherical wave from the first pinhole pattern PH 1 by this operation.
【０１１２】こうした光学配置において、照明系１０か
ら照明光ＩＬが射出されると、測定用レチクルＲＴの最
初のピンホールパターンＰＨ1に到達した光が、球面波
となってピンホールパターンＰＨ1から射出される。そ
して、投影光学系ＰＬを介した後、波面センサ９０の標
示板９１の開口９１ａに集光される。そして、開口９１
ａを通過した光は、コリメータレンズ９２及びリレーレ
ンズ系９３を介した後、マイクロレンズアレイ９４2に
入射する。そして、マイクロレンズアレイ９４2は、各
マイクロレンズ９８2（図４参照）ごとに、開口９１ａ
の像を、標示板９１の光学的な共役面すなわちＣＣＤ９
５2の撮像面に結像される。In such an optical arrangement, when the illumination light IL is emitted from the illumination system 10, the light that reaches the first pinhole pattern PH 1 of the measurement reticle RT becomes a spherical wave and is emitted from the pinhole pattern PH 1. Is ejected. Then, after passing through the projection optical system PL, the light is focused on the opening 91 a of the marking plate 91 of the wavefront sensor 90. And the opening 91
The light that has passed through a passes through the collimator lens 92 and the relay lens system 93, and then enters the microlens array 94 2 . The microlens array 94 2 has openings 91a for each microlens 98 2 (see FIG. 4).
Of the image of the CCD 9
It is focused on the 5 second imaging plane.
【０１１３】引き続き、ＣＣＤ９５2により、それら撮
像面に形成された像の撮像が行われる。この撮像により
得られた撮像データＩＭＤ２は、波面データ処理装置８
０に供給される。波面データ処理装置８０では、撮像デ
ータ収集装置３１が撮像データＩＭＤ２を収集し、撮像
データ格納領域４１に収集した撮像データを格納する。Subsequently, the CCD 95 2 picks up the images formed on these image pickup surfaces. The imaging data IMD2 obtained by this imaging is the wavefront data processing device 8
Supplied to zero. In the wavefront data processing device 80, the imaging data collection device 31 collects the imaging data IMD2 and stores the collected imaging data in the imaging data storage area 41.
【０１１４】以後、第１の実施形態の場合と同様にし
て、ステップ１１４〜１１７が実行されて、ピンホール
パターンＰＨ1〜ＰＨNについて波面収差の測定が行われ
る。そして、全てのピンホールパターンＰＨ1〜ＰＨNに
ついて波面収差の測定が終了すると、図７のステップ１
０２に処理が移行する。Thereafter, as in the case of the first embodiment, steps 114 to 117 are executed to measure the wavefront aberration of the pinhole patterns PH 1 to PH N. Then, when the measurement of the wavefront aberration is completed for all the pinhole patterns PH 1 to PH N , step 1 in FIG.
The processing shifts to 02.
【０１１５】この後、第１の実施形態と同様にして、投
影光学系ＰＬの波面収差が許容値以下となるまで、ステ
ップ１０２→１０３→１０１のループ処理が繰り返され
る。そして、投影光学系ＰＬの波面収差が許容値以下と
なると、第１の実施形態の場合と同様にして、ステップ
１０４〜１０７が実行されて、レチクルＲに形成された
パターンが、ウエハＷの各ショット領域に転写される。Thereafter, similarly to the first embodiment, the loop processing of steps 102 → 103 → 101 is repeated until the wavefront aberration of the projection optical system PL becomes equal to or less than the allowable value. Then, when the wavefront aberration of the projection optical system PL becomes equal to or less than the allowable value, steps 104 to 107 are executed, and the pattern formed on the reticle R becomes the wafer W in each of the same manner as in the first embodiment. Transferred to the shot area.
【０１１６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、波面分割にあたり分割ピッチが互いに異なり、波面
の分割数が互いに異なるマイクロレンズアレイ９４1，
９４2を用い、マイクロレンズアレイ９４1，９４2によ
って、投影光学系ＰＬを介した光の波面分割して、各分
割波面ごとに形成された複数のパターン像を形成する。
引き続き、マイクロレンズアレイ９４1，９４2それぞれ
によって形成された複数のパターン像の位置情報に基づ
いて、マイクロレンズアレイ９４1，９４2それぞれに応
じて投影光学系ＰＬの波面収差を２組求める。そして、
２組の波面収差のうちから、より精度良く求めることが
できる空間周波数に関する波面収差成分を取り出して最
終的な測定結果を得ている。この結果、第１の実施形態
の場合と同様にして、広い空間周波数範囲における波面
収差について、精度の良い測定結果を得ることができ
る。[0116] As described above, according to this embodiment, different division pitch mutually Upon wavefront dividing microlens array 94 1 number of divisions of the wavefront are different from each other,
With 94 2, by the microlens array 94 1, 94 2, and wavefront division of light through the projection optical system PL, to form a plurality of pattern images formed on each of the divided wavefronts.
Subsequently, based on the position information of the plurality of pattern images formed by the microlens array 94 1, 94 2, respectively, the microlens array 94 1, 94 2 obtains two sets of wavefront aberration of the projection optical system PL in accordance with each. And
From the two sets of wavefront aberration, the wavefront aberration component relating to the spatial frequency that can be obtained with higher accuracy is extracted to obtain the final measurement result. As a result, similar to the case of the first embodiment, it is possible to obtain accurate measurement results for the wavefront aberration in a wide spatial frequency range.
【０１１７】また、精度良く求められた投影光学系ＰＬ
の波面収差に基づいて、投影光学系ＰＬの収差を調整
し、十分に諸収差が低減された投影光学系ＰＬによりレ
チクルＲに形成された所定のパターンがウエハＷ表面に
投影されるので、所定のパターンをウエハＷに精度良く
転写することができる。Further, the projection optical system PL which is accurately obtained
The aberration of the projection optical system PL is adjusted based on the wavefront aberration of the projection optical system PL, and the predetermined pattern formed on the reticle R is projected onto the surface of the wafer W by the projection optical system PL having various aberrations sufficiently reduced. The pattern can be transferred onto the wafer W with high accuracy.
【０１１８】なお、上記の第２の実施形態では、波面分
割を行うマイクロレンズアレイを切り換えるのにあたっ
て、ミラー９６０’及びミラー駆動機構９９を採用した
が、この方式は一例であって、他の方式を採用してもよ
いことは勿論である。例えば、マイクロレンズアレイ９
４1，９４2それぞれを移動させる方式を採用してもよ
い。In the second embodiment described above, the mirror 960 'and the mirror driving mechanism 99 are used to switch the microlens array for wavefront division, but this method is an example, and another method is used. Needless to say, may be adopted. For example, the micro lens array 9
4 1, 94 2 may be adopted a method of moving, respectively.
【０１１９】さらに、上記の各実施形態では、波面分割
の分割ピッチ（すなわち、波面の分割数）が互いに異な
る２つのマイクロレンズアレイ９４1，９４2を使用した
が、分割ピッチが互いに異なるマイクロレンズアレイを
３つ以上使用してもよい。Further, in each of the above-mentioned embodiments, two microlens arrays 94 1 and 94 2 having different wavefront division pitches (that is, the number of wavefront divisions) are used, but the microlenses having different division pitches are used. Three or more arrays may be used.
【０１２０】また、上記の各実施形態では、測定用レチ
クルＲＴにおける開口パターンを９つとしたが、所望の
波面収差の測定精度に応じて、数を増減することが可能
である。また、マイクロレンズアレイ９４におけるマイ
クロレンズ９４aの配列数や配列態様も、所望の波面収
差の測定精度に応じて変更することが可能である。Further, in each of the above embodiments, the number of aperture patterns in the measurement reticle RT is nine, but the number can be increased or decreased according to the desired measurement accuracy of the wavefront aberration. Further, the number and arrangement of the microlenses 94a in the microlens array 94 can be changed according to the desired measurement accuracy of the wavefront aberration.
【０１２１】また、上記の各実施形態では、位置検出の
対象像をスポット像としたが、他の形状のパターンの像
であってもよい。Further, in each of the above-mentioned embodiments, the target image for position detection is a spot image, but it may be an image of a pattern of another shape.
【０１２２】また、上記の各実施形態では、露光にあた
っては波面収差測定装置７０を露光装置本体６０から切
り離したが、波面収差測定装置７０を露光装置本体６０
に装着したままで露光してもよいことは勿論である。Further, in each of the above-described embodiments, the wavefront aberration measuring device 70 is separated from the exposure device main body 60 for exposure, but the wavefront aberration measuring device 70 is used.
It goes without saying that the exposure may be carried out while being attached to the.
【０１２３】また、上記の各実施形態では、投影光学系
ＰＬの波面収差測定及び波面収差調整を、露光装置が組
み立てられた後の定期メンテナンス時等に行い、その後
のウエハの露光に備える場合について説明したが、露光
装置の製造における投影光学系ＰＬの調整時に、上記の
実施形態と同様にして、波面収差の調整を行ってもよ
い。なお、露光装置の製造時における投影光学系ＰＬの
調整にあたっては、上記の実施形態において行われる投
影光学系ＰＬを構成する一部のレンズエレメントの位置
調整に加えて、他のレンズエレメントの位置調整、レン
ズエレメントの再加工、レンズエレメントの交換等を行
うことが可能である。In each of the above embodiments, the case where the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured and the wavefront aberration is adjusted at the time of regular maintenance after the exposure apparatus is assembled, and the wafer is prepared for the subsequent exposure. Although described, the wavefront aberration may be adjusted in the same manner as in the above embodiment when adjusting the projection optical system PL in manufacturing the exposure apparatus. When adjusting the projection optical system PL at the time of manufacturing the exposure apparatus, in addition to adjusting the positions of some of the lens elements forming the projection optical system PL performed in the above-described embodiment, adjusting the positions of other lens elements. It is possible to rework the lens element, replace the lens element, and so on.
【０１２４】また、上記の各実施形態では、走査型露光
装置の場合を説明したが、本発明は、投影光学系を備え
る露光装置であれば、ステップ・アンド・リピート機、
ステップ・アンド・スキャン機、ステップ・アンド・ス
ティッチング機を問わず適用することができる。In each of the above embodiments, the case of the scanning type exposure apparatus has been described, but the present invention is not limited to the step-and-repeat machine as long as it is an exposure apparatus equipped with a projection optical system.
It can be applied regardless of the step-and-scan machine and the step-and-stitching machine.
【０１２５】また、上記の各実施形態では、露光装置に
おける投影光学系の収差測定に本発明を適用したが、露
光装置に限らず、他の種類の装置における結像光学系の
諸収差の計測にも本発明を適用することができる。Further, in each of the above-described embodiments, the present invention is applied to the aberration measurement of the projection optical system in the exposure apparatus. However, it is not limited to the exposure apparatus, and the various aberrations of the imaging optical system in other types of apparatus are measured. The present invention can also be applied to.
【０１２６】さらに、光学系の収差測定以外であって
も、例えば反射鏡の形状等の様々な光学系の光学特性の
測定にも本発明を適用することができる。Furthermore, the present invention can be applied to the measurement of the optical characteristics of various optical systems such as the shape of a reflecting mirror other than the measurement of the aberration of the optical system.
【０１２７】《デバイスの製造》次に、本実施形態の露
光装置及び方法を使用したデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造について説明する。<< Manufacturing of Device >> Next, a device (semiconductor chip such as IC or LSI, liquid crystal panel, CCD, thin film magnetic head,
Manufacturing of a micromachine etc. will be described.
【０１２８】まず、設計ステップにおいて、デバイスの
機能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行
い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引
き続き、マスク製作ステップにおいて、設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ウエハ製造
ステップにおいて、シリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。First, in the design step, functional design of a device (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in a mask manufacturing step, a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in the wafer manufacturing step, a wafer is manufactured using a material such as silicon.
【０１２９】次に、ウエハ処理ステップにおいて、上記
のステップで用意されたマスクとウエハを使用して、後
述するように、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路等を形成する。Next, in the wafer processing step, the mask and the wafer prepared in the above steps are used to form an actual circuit or the like on the wafer by a lithography technique, as will be described later.
【０１３０】このウエハ処理ステップは、例えば、半導
体デバイスの製造にあたっては、ウエハの表面を酸化さ
せる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を形成するＣＶ
Ｄステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電
極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打込
みステップといったウエハプロセスの各段階の前処理工
程と、後述する後処理工程を有している。前処理工程
は、ウエハプロセスの各段階において必要な処理に応じ
て選択されて実行される。This wafer processing step is, for example, in manufacturing a semiconductor device, an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, and a CV for forming an insulating film on the surface of the wafer.
It has a pretreatment process of each stage of the wafer process such as a D step, an electrode formation step of forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step of implanting ions into the wafer, and a post-treatment process described later. The pretreatment process is selected and executed according to the required treatment at each stage of the wafer process.
【０１３１】ウエハプロセスの各段階において、前処理
工程が終了すると、レジスト処理ステップにおいてウエ
ハに感光剤が塗布され、引き続き、露光ステップにおい
て上記で説明した露光装置１０によってマスクの回路パ
ターンをウエハに焼付露光する。次に、現像ステップに
おいて露光されたウエハが現像され、引き続き、エッチ
ングステップにおいて、レジストが残存している部分以
外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そし
て、レジスト除去ステップにおいて、エッチングが済ん
で不要となったレジストを取り除く。At each stage of the wafer process, when the pretreatment process is completed, the photoresist is applied to the wafer in the resist processing step, and subsequently, in the exposure step, the circuit pattern of the mask is printed on the wafer by the exposure device 10 described above. Expose. Next, the exposed wafer is developed in the developing step, and subsequently, in the etching step, the exposed member other than the portion in which the resist remains is removed by etching. Then, in the resist removing step, the unnecessary resist after etching is removed.
【０１３２】以上のようにして、前処理工程と、レジス
ト処理ステップからレジスト除去ステップまでの後処理
工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に
回路パターンが形成される。As described above, by repeating the pretreatment process and the posttreatment process from the resist treatment step to the resist removal step, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【０１３３】こうしてウエハ処理ステップが終了する
と、組立ステップにおいて、ウエハ処理ステップにおい
て処理されたウエハを用いてチップ化する。この組み立
てには、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）やパッケージング工程（チップ封入）等の工程が含
まれる。When the wafer processing step is completed in this way, in the assembly step, the wafer processed in the wafer processing step is used to make chips. This assembly includes steps such as an assembly step (dicing and bonding) and a packaging step (chip encapsulation).
【０１３４】最後に、検査ステップにおいて、組立ステ
ップで作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テ
スト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイス
が完成し、これが出荷される。Finally, in the inspection step, inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in the assembly step are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
【０１３５】以上のようにして、精度良く微細なパター
ンが形成されたデバイスが、高い量産性で製造される。As described above, a device in which a fine pattern is formed accurately can be manufactured with high mass productivity.
【０１３６】[0136]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
光学特性測定方法によれば、被検光学系の光学特性を精
度良く測定することができる。As described above in detail, according to the optical characteristic measuring method of the present invention, the optical characteristic of the optical system to be tested can be accurately measured.
【０１３７】また、本発明の光学特性測定装置によれ
ば、本発明の光学特性測定方法を使用して被検光学系の
光学特性を測定するので、被検光学系の光学特性を精度
良く測定することができる。Further, according to the optical characteristic measuring apparatus of the present invention, the optical characteristic of the optical system to be measured is measured by using the optical characteristic measuring method of the present invention. Therefore, the optical characteristic of the optical system to be measured can be accurately measured. can do.
【０１３８】また、本発明の光学系の調整方法によれ
ば、本発明の光学特性測定方法によって精度良く測定さ
れた光学系の光学測定に基づいて、光学系の光学特性を
調整するので、光学系の光学特性を所望の特性に精度良
く調整することができる。Further, according to the optical system adjusting method of the present invention, the optical characteristic of the optical system is adjusted based on the optical measurement of the optical system accurately measured by the optical characteristic measuring method of the present invention. The optical characteristics of the system can be adjusted to desired characteristics with high accuracy.
【０１３９】また、本発明の露光装置によれば、投影光
学系の光学特性を測定する本発明の光学特性測定装置を
備えるので、本発明の光学特性測定装置により精度良く
光学特性が測定され、光学特性が良好に調整されている
ことが保証された投影光学系を使用して、所定のパター
ンを基板に転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since the optical characteristic measuring apparatus of the present invention for measuring the optical characteristic of the projection optical system is provided, the optical characteristic measuring apparatus of the present invention accurately measures the optical characteristic, A predetermined pattern can be transferred to the substrate by using a projection optical system whose optical characteristics are guaranteed to be well adjusted.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成
を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の波面センサの構成を概略的に示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of the wavefront sensor of FIG.
【図３】図２の標示板の表面状態を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining a surface state of the sign board in FIG.
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図２の第１マイ
クロレンズアレイの構成を示す図である。4 (A) and 4 (B) are diagrams showing a configuration of a first microlens array of FIG.
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、図２の第２マイ
クロレンズアレイの構成を示す図である。5 (A) and 5 (B) are diagrams showing a configuration of a second microlens array of FIG.
【図６】図１の主制御系の構成を示すブロック図であ
る。6 is a block diagram showing a configuration of a main control system of FIG.
【図７】図１の装置による露光動作における処理を説明
するためのフローチャートである。7 is a flow chart for explaining a process in an exposure operation by the apparatus of FIG.
【図８】図７の収差測定サブルーチンにおける処理を説
明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining a process in the aberration measurement subroutine of FIG.
【図９】測定用レチクルに形成された測定用パターンの
例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a measurement pattern formed on a measurement reticle.
【図１０】第１の実施形態におけるスポット像の撮像時
における光学配置を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an optical arrangement when a spot image is captured in the first embodiment.
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る露光装置にお
ける波面センサの構成を概略的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a wavefront sensor in an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図１２】第２の実施形態におけるスポット像の撮像時
における光学配置を説明するための図（その１）であ
る。FIG. 12 is a diagram (No. 1) for explaining an optical arrangement when a spot image is captured in the second embodiment.
【図１３】第２の実施形態におけるスポット像の撮像時
における光学配置を説明するための図（その２）であ
る。FIG. 13 is a diagram (No. 2) for explaining the optical arrangement when the spot image is captured in the second embodiment.
３２…位置情報検出装置、３３…波面収差算出装置（光
学特性算出装置）、７０…波面収差測定装置（光学特性
測定装置）、９４1，９４2…マイクロレンズアレイ（波
面分割光学系）、９５1，９５2…ＣＣＤ（像検出装
置）、９６０…ハーフミラー（強度分割光学系）、９６
０’…ミラー（波面分割光学系交換装置の一部）、９８
1，９８2…マイクロレンズ（レンズ要素）、９９…ミラ
ー駆動機構（波面分割光学系交換装置の一部）、ＰＬ…
投影光学系（被検光学系）、Ｗ…ウエハ（基板）。32 ... position information detecting apparatus, 33 ... wavefront aberration calculating unit (optical characteristic calculating device), 70 ... wavefront aberration measuring apparatus (optical characteristic measuring device), 94 1, 94 2 ... microlens array (wavefront splitting optical system), 95 1 , 95 2 ... CCD (image detection device), 960 ... Half mirror (intensity division optical system), 96
0 '... Mirror (part of wavefront division optical system exchange device), 98
1 , 98 2 ... Micro lens (lens element), 99 ... Mirror drive mechanism (part of wavefront division optical system exchange device), PL ...
Projection optical system (test optical system), W ... Wafer (substrate).
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G086 HH06 2H051 AA10 BB25 CC02 DA07 5F046 BA03 CB13 DA13 DB01 DC12Continued front page F term (reference) 2G086 HH06 2H051 AA10 BB25 CC02 DA07 5F046 BA03 CB13 DA13 DB01 DC12
Claims (12)
性測定方法であって、 前記被検光学系を介した光の波面を第１の分割数で分割
して、前記第１の分割数で分割された光ごとに像を形成
し、前記第１の分割数で分割された複数の光の像それぞ
れの位置情報を検出する第１の像位置検出工程と；前記
被検光学系を介した光の波面を前記第１の分割数とは異
なる第２の分割数で分割して、前記第２の分割数で分割
された光ごとに像を形成し、前記第２の分割数で分割さ
れた複数の光の像それぞれの位置情報を検出する第２の
像位置検出工程と；前記第１の像位置検出工程において
検出された前記第１の分割数における複数の光の像それ
ぞれの位置情報と、前記第２の像位置検出工程において
検出された前記第２の分割数における複数の光の像それ
ぞれの位置情報とに基づいて、前記被検光学系の光学特
性を算出する光学特性算出工程と；を含む光学特性測定
方法。1. A method for measuring an optical characteristic of an optical system to be inspected, wherein the wavefront of light passing through the optical system to be inspected is divided by a first division number, and the first division is performed. A first image position detecting step of forming an image for each light divided by a number and detecting position information of each of the plurality of light images divided by the first division number; The wavefront of the transmitted light is divided by a second division number different from the first division number, and an image is formed for each light divided by the second division number. A second image position detecting step of detecting position information of each of the plurality of divided light images; each of the plurality of light images of the first division number detected in the first image position detecting step Position information and a plurality of light images in the second division number detected in the second image position detecting step Optical characteristic measuring method comprising; based on the position information of respectively, the optical characteristic calculation step of calculating the optical characteristic of the target optical system.
の像位置検出工程に先立って行われる、前記被検光学系
を介した光を複数の光に強度分割する強度分割工程を更
に含み、 前記第１の像位置検出工程では、前記強度分割工程にお
いて強度分割された複数の光の中の一つの光を波面分割
するとともに、前記第２の像位置検出工程では、前記強
度分割工程において強度分割された複数の光の中の他の
一つの光を波面分割し、 前記第１の像位置検出工程及び前記第２の像位置検出工
程は、並行して実行される、ことを特徴とする請求項１
に記載の光学特性測定方法。2. The first image position detecting step and the second image position detecting step.
Further includes an intensity dividing step performed before the image position detecting step of dividing the intensity of the light passing through the optical system to be detected into a plurality of lights, in the first image position detecting step, in the intensity dividing step. In the second image position detecting step, one of the intensity-divided light is wavefront-divided, and in the second image position detecting step, another one of the intensity-divided light is separated. The wavefront division is performed, and the first image position detection step and the second image position detection step are executed in parallel.
The optical characteristic measuring method described in.
前記第２の像位置検出工程の終了後が実行される、こと
を特徴とする請求項１に記載の光学特性測定方法。3. After the completion of the first image position detecting step,
The optical characteristic measuring method according to claim 1, wherein after the completion of the second image position detecting step, it is executed.
び第２の像位置検出工程それぞれで検出された位置情報
に基づいて、前記第１の分割数で分割された複数の光の
像に応じた第１光学特性成分と、前記第２の分割数で分
割された複数の光の像に応じた第２光学特性成分とを求
めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記
載の光学特性測定方法。4. In the optical characteristic calculation step, a plurality of light images divided by the first division number are formed based on the position information detected in each of the first and second image position detection steps. 4. A first optical characteristic component corresponding to the first optical characteristic component and a second optical characteristic component corresponding to an image of a plurality of light beams divided by the second division number are obtained. The optical characteristic measuring method described in.
特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学特
性測定方法。5. The optical characteristic measuring method according to claim 1, wherein the light image is a spot image.
特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学特
性測定方法。6. The optical characteristic measuring method according to claim 1, wherein the optical characteristic is a wavefront aberration.
性測定装置であって、 前記被検光学系を介した光を複数の光に強度分割する強
度分割光学系と；前記複数の光それぞれに応じて配置さ
れ、互いに異なる分割数を有し、入射した光の波面を分
割して複数の光の像を形成する複数の波面分割光学系
と；前記複数の波面分割光学系それぞれに応じて配置さ
れ、前記複数の光の像を検出する複数の像検出装置と；
前記複数の像検出装置による検出結果に基づいて、前記
複数の像検出装置ごとに検出された複数の光の像それぞ
れの位置情報を算出する位置情報算出装置と；前記位置
情報算出装置によって算出された前記波面分割光学系ご
とにおける前記複数の光の像それぞれの位置情報に基づ
いて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特性算
出装置と；を備える光学特性測定装置。7. An optical characteristic measuring device for measuring optical characteristics of an optical system to be inspected, comprising: an intensity dividing optical system for intensity-dividing light passing through the optical system to be inspected into a plurality of lights; A plurality of wavefront division optical systems that are arranged according to each other and have different division numbers, and divide the wavefront of incident light to form a plurality of light images; A plurality of image detection devices that are arranged in a plurality and detect the plurality of light images;
A position information calculation device that calculates position information of each of a plurality of light images detected for each of the plurality of image detection devices based on detection results of the plurality of image detection devices; And an optical characteristic calculation device that calculates the optical characteristic of the optical system to be tested based on the position information of each of the plurality of light images in each of the wavefront division optical systems.
性測定装置であって、 互いに異なる分割数を有し、前記被検光学系を介した光
の波面を分割する複数の波面分割光学系と；前記被検光
学系を介した光の光路上に前記複数の波面分割光学系を
所定の順序で１つづつ配置する波面分割光学系交換装置
と；前記光路上に配置された波面分割光学系によって形
成された複数の光の像を前記波面分割光学系ごとに検出
する像検出装置と；前記像検出装置による検出結果に基
づいて、前記複数の光の像それぞれの位置情報を前記波
面分割光学系ごとに算出する位置情報算出装置と；前記
位置情報算出装置によって算出された前記波面分割光学
系ごとにおける前記複数の光の像それぞれの位置情報に
基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特
性算出装置と；を備える光学特性測定装置。8. An optical characteristic measuring device for measuring optical characteristics of an optical system to be inspected, which has a plurality of division numbers different from each other and divides a wavefront of light passing through the optical system to be inspected. A system; a wavefront splitting optical system exchanging device for arranging the plurality of wavefront splitting optical systems one by one in a predetermined order on the optical path of light passing through the optical system under test; and a wavefront splitting arranged on the optical path. An image detection device for detecting a plurality of light images formed by an optical system for each of the wavefront division optical systems; and position information of each of the plurality of light images based on the detection result by the image detection device. A position information calculating device for calculating each divided optical system; and an optical system of the optical system to be inspected based on position information of each of the plurality of light images in each of the wavefront dividing optical systems calculated by the position information calculating device. Light for calculating characteristics Characteristic calculation unit and; optical characteristic measuring device comprising a.
素が配列されたマイクロレンズアレイを備えることを特
徴とする請求項７又は８に記載の光学特性測定装置。9. The optical characteristic measuring device according to claim 7, wherein the wavefront division optical system includes a microlens array in which a plurality of lens elements are arranged.
を特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の光学
特性測定装置。10. The optical characteristic measuring device according to claim 7, wherein the optical characteristic is a wavefront aberration.
調整方法であって、 前記光学系の光学特性を、請求項１〜６のいずれか一項
に記載の光学特性測定方法を用いて測定する光学特性測
定工程と；前記光学特性測定工程における測定結果に基
づいて、前記光学系の光学特性を調整する光学特性調整
工程と；を含む光学系の調整方法。11. A method of adjusting an optical system for adjusting an optical characteristic of an optical system, wherein the optical characteristic of the optical system is measured by using the optical characteristic measuring method according to any one of claims 1 to 6. An optical system adjusting method comprising: an optical characteristic measuring step of measuring; and an optical characteristic adjusting step of adjusting an optical characteristic of the optical system based on a measurement result in the optical characteristic measuring step.
所定のパターンを前記基板に転写する露光装置であっ
て、 露光光の光路上に配置された投影光学系と；前記投影光
学系を被検光学系とする請求項７〜１０のいずれか一項
に記載の光学特性測定装置と；を備える露光装置。12. By irradiating the substrate with exposure light,
An exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto the substrate, comprising: a projection optical system arranged on an optical path of exposure light; and the projection optical system as a test optical system. An exposure apparatus comprising:
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