JP2003318090A - 投影光学系の敏感度計測方法、及びそれを有する投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影光学系の収差、特に敏感度を高精度に算
出し、高い光学性能で実デバイスパターンを投影すると
きに好適な投影光学系の敏感度計測方法及びそれを有す
る投影露光装置を得ること。 【解決手段】 マスク上のテストパターンを投影光学系
を介し基板面上に結像させ、該結像したテストパターン
像の所定位置からの位置ずれ量から該投影光学系の収差
を測定する収差計測方法において、光束が該投影光学系
の瞳を通過するときの瞳通過領域を最適化することによ
り、該テストパターンを介して該投影光学系の最適な瞳
領域を通過する光束で形成したテストパターン像の位置
ずれを計測し、実デバイスパターンを結像するときの敏
感度を算出すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影光学系の敏感
度計測方法及びそれを用いた投影露光装置に関し、たと
えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等をリ
ソグラフィー工程で製造する際に使用される投影露光装
置の投影光学系の波面収差やフォーカス等を計測し、補
正する際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をリソグラフィ工程で製造する際に、フォトレ
チクル又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）の
パターンの像を投影光学系を介して感光基板上に結像す
る投影露光装置が使用されている。かかる投影露光装置
の投影レンズの収差によるデバイスパターンへの影響が
今日深刻な問題になっており、レンズ収差計測の重要度
が増している。また投影レンズに対する収差の要求は当
然厳しく、その検査項目も年々増加する一方で、検査精
度の向上だけでなく検査時間の短縮も重要な課題であ
る。

【０００３】これに対し現在様々な方法が提案され、球
面収差、像面、非点、コマ、ディストーション、波面収
差などの収差測定が実際の評価や検査に用いられてい
る。これら収差測定の中でもZernike係数は波面収差そ
のものであり、レンズ製造現場では通常干渉計（ＰＭＩ
（phase measurementinterferometer等））を用いて計
測を行っている。しかしながら投影露光装置本体上では
スペースの制約が大きく干渉計計測が難しい。そのため
干渉計を使わないで波面収差を計測できる方法が検討さ
れている。

【０００４】一般に波面収差はZernike多項式等で近似
する事で、そのファクターである球面収差、像面、非
点、コマ、ディストーションなどといった代表的な収差
を算出可能である。

【０００５】またZernike係数を使った実デバイスパタ
ーンでのシミュレーションの結果からマスクやプロセス
更には露光装置へのフィードバックも活発に行われてお
りその用途は高く、本体（露光装置）上でZernike係数
を高い精度で計測する事が、強く求められている。

【０００６】現在報告されている露光装置上でのZernik
e係数の計測では絶対精度の面で精度が不十分であり、Z
ernike係数を高次項まで精度よく計測するのは未だに困
難がある。また特定のZernike係数を精度良く算出でき
ても、全ての項に対してそれを適用して全Zernike係数
を求めることは計測時間を考えた場合適当でない。従っ
て現在の所、全Zernike係数の計測から先の収差量を予
測する方法は、実用面から見て存在しないと考える。通
常これら球面収差、像面、非点、コマ、ディストーショ
ンといった収差量の定義はユーザー毎に異なっている。
一般的には実デバイスの標準的なパターン（実デバイス
パターン）を露光する条件において、形成されたパター
ン像の線幅（ＣＤ）から求められる横方向のパターンと
縦方向のパターンによるベストフォーカス位置の差（非
点）（ＨＶの非点）、像面内でのベストフォーカスのレ
ンジ（像面）、５本バーの左右の端のパターンのＣＤの
差（コマ）、異なるパターンサイズでのベストフォーカ
ス位置の差（球面収差）、基準格子からのパターンの位
置ずれ（ディストーション）などの評価量で定義され
る。もしくは特殊な実デバイスや、もっとも厳しい精度
が要求されるパターンにおける前記評価量で定義され
る。

【０００７】このようにユーザーによって検査の条件や
評価量が異なるため、例えばレンズ検査における項目だ
けでも半導体（デバイス）の微細化や多様化に伴いその
数は増え、従来のＳＥＭによるＣＤ測定法による検査で
は多大な時間が懸ってしまう。更に検査精度についても
ＳＥＭによるＣＤ計測による方式では、レジストを含め
たプロセスの影響を受けるため、純粋に光学性能だけを
検査するという目的や、短波長化のリソグラフィートレ
ンドの中で、プロセスを開発する初期の段階での露光装
置の光学性能評価を行う際には、望ましくない。また従
来のＣＤ計測による方式では露光量、フォーカス位置な
どの要因も精度に大きく寄与するため、これらプロセス
や露光量、フォーカス位置に影響されない計測方法が望
まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来法であるＳＥＭに
よるＣＤ計測による計測方法は計測時間の問題や精度の
問題をかかえており、その改善や計測方法の置き換えが
必要である。しかしながら反面、従来法は実デバイスパ
ターンでの投影光学系の検査である、つまり実際の生産
工程の検査と酷似しているため、非常に現実的な検査で
あり、この結果によって装置の性能の判定を行う事はそ
のまま製品を流せるため、有効であり今後も継続して行
われる計測の方式である。しかしながら前述したように
目的が製品を流すためではなく、露光装置の性能判定で
あったり、計測結果をオフセットとして装置調整にフィ
ードバックするような場合、プロセスその他の誤差要因
は排除すべきである。つまり従来のＳＥＭによる実デバ
イスパターンによる露光装置の検査やその計測値には重
要な意味があり、今後も計測の対象となる収差量である
が、プロセスその他の誤差要因を排除し、計測精度の高
いしかも計測時間の短い計測方法に改良すべきと考えら
れる。

【０００９】一方、現在報告されている本体上での収差
計測方法、例えば斜入射照明法では、異なる主光線の傾
斜角もしくは入射方向の照明光でレチクル上のパターン
をそれぞれ照明し、形成されたそれぞれのパターン像の
中心位置による相対位置ずれ量から、像面、非点を計測
する方式や、レチクルに９０度の位相差を施した繰り返
しパターンをある範囲内でピッチ寸法を振ったものを使
用して０次と１次光の２光束干渉で結像させパターン像
のピッチ寸法毎の位置ずれを計測することで、像面、非
点、コマ、球面収差を算出する方法などがある。しかし
ながらこれらの方法から求められた収差量は、実際のデ
バイスに対してどれだけ影響を及ぼすかを判定すること
はほとんど不可能で、単にある計測方法で計測された収
差量でしかなく、相対的な変化量を調べるようなモニタ
ーのようなものである。よって従来のＳＥＭ方式に替わ
る方式にはなり得ない。

【００１０】ここで述べている従来のＳＥＭ方式に替わ
る方式とは、あくまで投影光学系の光学的な収差を実デ
バイスパターンを用いるという条件から見る評価、検査
方法について置き換え可能な計測方式であって、ＳＥＭ
による他のプロセスまで含む実デバイスパターンの先に
述べたような各種収差や、ＣＤ、焦点深度といった評
価、検査などについてではない。これらプロセス要因に
大きく係わる部分はこの先もＳＥＭ等の計測手段が必要
と考える。但し、先の投影光学系の光学的な収差を実デ
バイスパターンを用いるという条件から見る評価、検査
方法はプロセス要因を含まない点で露光装置側に収差補
正処理を行わせ、露光装置の補正系による収差補正によ
り、露光装置を実デバイスパターンに最適な状態にする
ことができる。また非常に高価な露光装置の検収もプロ
セス要因を排除することにより、明確な判断を下せる点
でそのメリットは大きい。更に今後、微細化に伴いＳＥ
ＭのＣＤ計測精度が限界に近づきつつある。またプロセ
スによってはＥＢの照射などでＣＤが変化し正確に測定
できない問題などもある。その様な点においてもパター
ンに依存しないＣＤ測定以外の方法による計測方法の置
き換えが必要である。以上述べたように、様々な実デバ
イスパターンを用いるという条件に対し、それらと同じ
収差量の計測を行う計測方法の開発が必要であり、しか
もプロセスに影響を受けない、露光量、フォーカス誤差
の小さい精度のより高い且つ計測時間の短い方式でなけ
ればならない。

【００１１】本発明は、投影光学系の収差、特に敏感度
を高精度に算出し、高い光学性能で実デバイスパターン
を投影するときに好適な投影光学系の敏感度計測方法及
びそれを有する投影露光装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の投影光
学系の敏感度計測方法は、マスク上のテストパターンを
投影光学系を介し基板面上に結像させ、該結像したテス
トパターン像の所定位置からの位置ずれ量から該投影光
学系の敏感度を測定する敏感度計測方法において、光束
が該投影光学系の瞳を通過するときの瞳通過領域を最適
化することにより、該テストパターンを介して該投影光
学系の最適な瞳領域を通過する光束で形成したテストパ
ターン像の位置ずれを計測し、実デバイスパターンを結
像するときの敏感度を算出することを特徴としている。

【００１３】請求項２の発明の投影光学系の敏感度計測
方法は、マスク上のテストパターンを投影光学系を介し
基板面上に結像させ、該結像したテストパターン像の所
定位置からの位置ずれ量から該投影光学系の敏感度を測
定する敏感度計測方法において、前記テストパターンを
照明する照明系からの照明光の有効光源分布を最適化す
ることで、実デバイスパターンを結像するときの敏感度
を算出することを特徴としている。

【００１４】請求項３の発明は請求項２の発明において
前記有効光源分布の最適化において、各Zernike項毎に
そのZernike係数の変化量に対するある点光源照明によ
る前記テストパターン像の位置ずれ変化量を全ての有効
な光源位置に対しデータベース化し、目的とする実デバ
イスパターン条件でのZernike敏感度特性と等しくなる
ように該データベースから点光源の組み合わせによって
有効光源分布を決定することを特徴としている。

【００１５】請求項４の発明は請求項３の発明において
前記照明系は、最適化された前記有効光源分布を形成さ
せる照明開口可変手段を有し、該照明開口可変手段を介
して、形成されるテストパターン像の位置を計測する検
出器を有し、該照明開口可変手段に応じて、形成される
テストパターン像の位置ずれ量を１つ以上計測すること
により、前記投影レンズの実デバイスパターンにおける
敏感度を算出することを特徴としている。

【００１６】請求項５の発明は請求項３の発明において
前記照明系は、最適化された前記有効光源分布を形成さ
せる照明開口可変手段と、該照明開口可変手段を介し
て、形成されるテストパターン像を感光基板上に転写
し、転写された潜像もしくはホトクロ像の位置を計測す
る光学系とを有し、該照明開口可変手段に応じて、形成
されるテストパターン像のシフト量を１つ以上計測する
ことにより、前記投影レンズの実デバイスパターンにお
ける敏感度を算出することを特徴としている。

【００１７】請求項６の発明は請求項３の発明において
前記照明系は、最適化された前記有効光源分布を形成さ
せる照明開口可変手段と、該照明開口可変手段を介し
て、第１の照明開口で形成される第１のテストパターン
像を感光基板上に転写、次に結像面のXYステージもしく
は物体面のレチクルステージを所定量移動させ第２の照
明開口で形成される第１のテストパターン像とは異なる
第２のテストパターン像を形成し、双方のテストパター
ン像の位置関係を計測することにより、該投影レンズの
実デバイスパターンにおける敏感度を算出することを特
徴としている。

【００１８】請求項７の発明は請求項４、５又は６の発
明において前記実デバイスパターンにおける敏感度を用
いて前記投影レンズの収差を補正することを特徴として
いる。

【００１９】請求項８の発明は請求項４、５又は６の発
明において前記テストパターンをマスク上に複数個配置
し投影光学系の全画角を計測することを特徴としてい
る。

【００２０】請求項９の発明の投影露光装置は前記請求
項１〜８により計測した敏感度を投影露光装置の本体系
にフィードバックする事により前記投影レンズの収差を
補正することを特徴としている。

【００２１】請求項１０の発明の投影露光装置は請求項
１〜８のいずれか１項に記載の投影光学系の敏感度計測
方法を用いて、レチクルパターンを感光基板上に投影す
る投影光学系の収差を計測する機能を有することを特徴
としている。

【００２２】請求項１１の発明のデバイスの製造方法は
請求項１〜８のいずれかに記載の投影光学系の敏感度計
測方法を用いて、レチクルパターンを感光基板上に投影
する投影光学系の調整を行い、該調整された投影光学系
によって感光基板上にパターンの投影露光を行い、これ
を現像する工程を経て該基板上に回路形成することを特
徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】投影露光装置の本体上でZenike計
測を行い、得られた全Zenike係数から実デバイスパター
ンを用いたときの収差量（敏感度）を予測する事は原理
上可能である。そこで理論的にZenike係数から実デバイ
スパターンを用いたときの収差量を予測できることか
ら、新たな計測方法を考える上でZenikeを解析すること
から説明する。以下は表１に示すZenike３６項による多
項式を例にとり説明する。本実施形態では特に３６項に
限る必要はないが、現状一般に議論されている項という
意味から３６項とした。

【００２４】

【表１】

【００２５】実デバイスパターンの結像を評価すること
で得られる投影光学系の収差量は、その投影光学系の波
面収差つまりZernike係数を反映している。これら実デ
バイスパターンのある結像性能（例えば、ＣＤ、ＣＤ
差、フォーカス差、歪など）の評価量とZernike係数の
関係はしばしば線形な関係式で表すことができる。例え
ば図３６は５本バーパターン（白黒パターン）の両端の
ＣＤ差を数本のレンズにてSimulationより算出した結果
と、先のＣＤ差とZernike係数との線形式から計算によ
りＣＤ差をもとめた結果との相関を示したグラフであ
る。グラフから先の５本バーパターンにおける両端のＣ
Ｄ差とZernike係数の関係は十分に線形であると言え
る。他の例として孤立パターンのベストフォーカスやＨ
Ｖの非点、線幅寸法の違いによるベストフォーカス差
（ＳＡ）なども図３７、図３８、図３９に示す。これら
についても線形な式から十分に収差量の予測が可能であ
ると言える。一般に前述したような評価量とZernike係
数が線形な関係である対象については、そのような線形
式の係数（Zernike敏感度）を求めてやることで、投影
光学系の波面収差をある実デバイスパターンでの（実デ
バイスパターンを用いたときの）収差量に変換すること
ができる。このZernike敏感度は計測条件もしくは計測
の方式（例えば実パターンの寸法、形状、評価量、投影
光学系のNA、照明系の照明条件など）に固有なベクトル
であり、このベクトルを規格化したベクトルをある実デ
バイスパターンの収差量を表す単位ベクトルと考えれ
ば、それと同じ単位ベクトルを持つ計測方法は同じ収差
量を計測するものとなる。仮に投影レンズの波面収差が
先の３６項で全て表現されるとした場合、３６項全てを
使って前記内容を数式化すると、

【００２６】

【数１】

【００２７】となる。仮に式の

【００２８】

【数２】

【００２９】と同じ単位ベクトルをもった計測方法によ
る評価量をＳ’、規格化係数をｈ’とすると、評価量
Ｓ’を測定することにより、式から収差量Ｓを直接求
めることができる。このことは、仮に求めようとしてい
る収差量が像面、非点などのフォーカス量で、それに対
し置き換えようとする他の測定方法の測定値の単位（評
価量）が横ずれ量（シフト）で異なっていたとしても
式により変換されるため、置き換える対象の計測方法

【００３０】

【数３】

【００３１】と同じ単位ベクトルをもったものであれ
ば、どんな他の計測方法でも置き換えが可能となる。

【００３２】Ｓ ＝ ｈ／ｈ’・Ｓ’ ・・・上記議
論より、ある実デバイスパターンにおける収差計測方法
の単位ベクトル

【００３３】

【数４】

【００３４】と同じ単位ベクトルを持つ別の計測方法を
設計することにより、様々な実デバイスパターンにおけ
る収差量の計測を置き換えが可能になる。そのような設
計可能な別の計測方法として投影光学系の瞳領域の最適
化による方式が考えられる。この方式は精度、計測時間
の面で非常に優れた計測方法で、投影レンズの瞳位置に
対応した像の位置ずれにおけるZernike敏感度を計算も
しくは実験からデータベースとして持つことにより、投
影光学系の瞳領域およびその領域内での重みを特定な収
差に対し最適化することで、前記投影光学系の瞳領域内
に光束が通過するような計測系を構築し、前記光束によ
り形成された像（パターン像）の位置ずれを計測するこ
とにより先の特定な収差に対し収差量を計測することを
特徴としている。本実施形態の場合、具体的な最適化と
しては、下記連立方程式を行うことである。

【００３５】

【数５】

【００３６】上記連立方程式は計測される投影レンズ
の瞳座標に対応した任意の位置ｋにおける結像面での像
の位置ずれ変化量がZernike項ごとにあらかじめわかっ
ていれば（Zernike敏感度）、重み係数Ｗ_kおよび瞳領域
ｋを最適化することで式を満足させることを意味して
いる。よって式を満足する計測方法を構築することに
より、その計測方法を使って像の位置ずれ量Ｓ’を計測
すれば、式から被計測用の投影光学系による実デバイ
スパターンの収差量Ｓを直接計測できることになる。

【００３７】以上本実施形態は、前述したように投影レ
ンズの瞳位置に対応した像の位置ずれにおけるZernike
敏感度を計算もしくは実験からデータベースとして持つ
ことにより、投影光学系の瞳領域およびその領域内での
重みを特定な収差に対し最適化することで、前記投影光
学系の瞳領域内に光束が通過するような計測系を構築
し、前記光束により形成されたパターン像の所定位置か
らの位置ずれを計測することにより、従来の実デバイス
パターンにおけるＳＥＭ測定による収差量の検査をより
精度良いしかも検査時間の短い計測方法に置き換えるこ
とができる。この計測方法およびその機能を有し計測結
果から前記投影光学系の収差を補正し、高い光学性を有
す露光装置を達成している。

【００３８】本実施形態の実デバイスパターンを用いた
ときの収差計測方法ではレチクル上の回路パターンを投
影光学系を介し感光基板（ウエハ）上に投影する投影露
光装置に適用し、投影光学系の実デバイスパターンにお
ける収差量（敏感度）を計測（算出）する。但し、前提
条件としてZernikeの次数を３６項までとしているが、
この次数はいくらであっても良い。

【００３９】本実施形態では、投影レンズの瞳面に最適
な形状および透過率の開口絞りもしくは瞳フィルターを
設けることにより、特定の実デバイスパターンを用いた
ときの収差を計測している。実際にはレンズ鏡筒構造の
スペース的な制約や厳しい環境コントロールの必要性か
ら、瞳面にそのような特殊な開口絞りを様々な実デバイ
スパターンの収差測定に対してそれぞれ設けることは非
常に難しい。そのためここでは瞳フィルターと同様な効
果を発揮する方法について説明する。図１は本実施形態
の投影露光装置の一部分の要部概略図である。図１にお
いてレチクル９上に形成されたパターンもしくはパター
ン群（テストパターン）ＴＰに照明光学系ＥＬａの開口
面に設けられた特殊な形状の照明絞り４および特殊な光
学素子をもったレチクルを介して、主光線ＬＰが照射
し、このレチクル９上のテストパターンＴＰが投影レン
ズ１０によって結像された空中像もしくは感光基板Ｗに
転写したパターン像ＴＰａの位置を測定する。

【００４０】尚、テストパターンＴＰはレチクルでな
く、別の基準プレート上に形成したものであっても良
い。これら空中像もしくは転写パターンの像の位置を測
定することにより投影光学系１０の収差を測定してい
る。前記テストパターンＴＰには、特願２００１−２６
４５８１や特願２００１−２６４５８２で提案したパタ
ーンが適用できる。例えばライン間もしくはスペース間
のピッチ（間隔）がほぼ等しい周期パターンであり、か
つ光が透過する個々のスペース幅が周期パターンの中心
ラインもしくは中心スペースのパターンから外側のパタ
ーンに向かって減少するパターンや他のパターンを用い
る。これらパターンは回折光を低減することにより、投
影レンズ１０の瞳面１０ａにおいてほぼ照明開口絞り４
の開口形状（開口部）４ｂに近い光強度分布を形成する
ことができる。また投影レンズ１０を介し結像したパタ
ーン像ＴＰａの光強度分布は、ライン間が解像しない歪
の少ない１つの大きなパターンと見なし得るものとな
る。この前記空中像もしくは感光基板上Ｗに転写したパ
ターン像をある基準からの位置ずれ量として測定してい
る。前記照明開口絞り４の開口形状４ｂは、前記投影レ
ンズ１０の瞳面１０ａ上の各位置に対応してあらかじめ
計算により求めておいた位置ずれ量のZernike敏感度の
データベースより標準的な実デバイスパターンにおける
収差計測方法について最適化を行ったものである。

【００４１】本実施形態では、レチクル９上に形成され
たテストパターンＴＰに最適化を施された開口を有する
開口絞り４を有す照明光学系ＥＬａを介して、その主光
線ＬＰが照射し、このレチクル９上のテストパターンＴ
Ｐが投影光学系１０で結像した空中像を測定もしくは感
光基板Ｗにパターン像ＴＰａを転写する。次に前記照明
光の開口絞り４を回転させるもしくは異なる開口絞りに
変更する事により主光線ＬＰの方向を変えてレチクル９
上のテストパターンＴＰが結像した空中像を測定もしく
は感光基板Ｗにパターン像ＴＰａを転写する。上記工程
を繰り返す事により、転写した複数のパターン像ＴＰａ
の位置を現像後測定することで投影光学系１０の瞳面１
０ａ上の波面収差の特定の実デバイスパターンを用いた
ときの収差を測定している。前記プロセスについて以下
Zernike項ごとに具体的な例を挙げて説明する。

【００４２】図２は本実施形態の投影露光装置全体の要
部概略図である。図１は図２の一部分の斜視図に相当し
ている。図２において１は露光光用の光源であり、高圧
水銀灯やエキシマレーザ等が使用できる。高圧水銀灯を
用いる場合には、光源１から射出された露光光は楕円鏡
１ａで集光された後に、インプットレンズ２を経てフラ
イアイレンズ３の入射面３ａに入射する。フライアイレ
ンズ３の後側（レチクル側）焦点面３ｂには多数の２次
光源が形成され、これら２次光源から射出された露光光
は、開口絞り４、第１リレーレンズ５、投影式レチクル
ブラインド６、第２リレーレンズ７、メインコンデンサ
ーレンズ８を経てレチクル９を均一な照度で照明する。
ここで開口絞り４は図にあるように駆動系４ａを持ち、
図３に示すようにその開口部４ｂの位置を回転方向に自
由に変えられる。これにより照明光の主光線のレチクル
入射方向を自由に変え、テストパターン１５とセットで
使用することにより選択的に投影レンズ１０の瞳領域に
光束を集めることができる。投影式レチクルブラインド
６とレチクル９のパターン面形成面とは共役であり、投
影式レチクルブラインド６によりレチクル９上の照明領
域が設定される。

【００４３】レチクル９のパターンは投影光学系１０に
よって感光基板（ウエハ）Ｗに投影される。

【００４４】露光光のもとで、レチクル９のパターン形
成面に形成された前述した構成のテストパターン１５の
像が、投影光学系１０を介してウエハステージ１２上に
載置された検出系１１を構成するプレート１１ａ上に結
像される。図４は検出系１１の拡大図である。

【００４５】フライアイレンズ３の後側焦点面３ｂは投
影光学系１０の瞳面１０ａとほぼ共役である。図４にお
いてプレート１１ａにはスリット１１ｂが形成されてお
り、スリット１１ｂを透過した光は受光器１１ｃにより
受光処理され検出される。前記プレート１１ａ、スリッ
ト１１ｂ、受光器１１ｃを構成する検出系１１はすべて
ウエハステージ１２上に載置されている。ウエハステー
ジ１２は、投影光学系１０の光軸１０ｂに垂直な面内の
任意の位置に検出系１１を位置決めするＸＹステージ１
２ａと投影光学系１０の光軸１０ｂに平行な方向で検出
系１１のフォーカス位置を設定するＺステージ１２ｂ等
より構成されている。

【００４６】また、本実施形態では検出系１１のフォー
カス位置を検出するためのオートフォーカス系１３が設
けられている。オートフォーカス系１３は、プレート１
１ａ上の結像面に例えばスリット状の検出パターンの像
を、投影光学系１０の光軸１０ｂに対して斜めに投影す
る送光系１３ａと、その結像面からの反射光を受光して
その検出パターンの像を再結像する受光系１３ｂとより
構成されている。プレート１１ａ上の結像面のフォーカ
ス位置が変化すると、受光系１３ｂにおいてその再結像
される検出パターンの像の位置が変化することから、こ
のパターン像の位置を検出することでフォーカス位置の
変化を検出することができる。受光系１３ｂには、その
再結像された検出パターン像の位置に応じて変化するフ
ォーカス信号を生成する光電検出器１３ｃが組み込ま
れ、そのフォーカス信号が所定のレベルに維持されるよ
うに制御系１３ｄによってウエハステージ１２中のＺス
テージ１２ｂを駆動することにより、プレート１１ａ上
の結像面のフォーカス位置を所定の位置（フォーカス状
態）に維持することができる。

【００４７】また、フォーカス信号は所定の範囲内（光
軸方向の所定の範囲内）でフォーカス位置の変化に対し
てほぼ直線的に変化するので、逆にフォーカス信号のレ
ベル変動からフォーカス位置の変動を知ることができ
る。更に、ウエハステージ１２中のＺステージ１２ｂに
も投影光学系１０の光軸１０ｂ方向の位置を検出するた
めの高さセンサ（不図示）が組み込まれている。１４は
オフ・アクシスのウエハアライメント系を示し、ウエハ
アライメント系１４はウエハＷの各ショット領域の近傍
に形成されたアライメントマークを検出する。この場
合、ウエハアライメント系１４の検出中心１４ａとレチ
クル９の中心の共役像との間の間隔、即ち所謂ベースラ
イン量ＢＤを求めておくことにより、ウエハアライメン
ト系１４で計測したアライメントマークの位置に基づい
てウエハＷの各ショット領域のアライメントを正確に行
うことができる。更に、ウエハアライメント系１４は種
々のマークの検出をも行うことができる。

【００４８】図５（Ａ），（Ｂ）は本実施形態で使用す
るテストパターンの詳細図である。図６、図７は、使用
するテストパターン例である。前記テストパターン１５
に開口絞り４により形成される第一の照明光を照射し、
前記テストパターン像を投影光学系１０を通しウエハス
テージ１２上に設けたプレート１１ａ上に結像させ、前
記ウエハステージ１２を移動して前記プレート１１ａ上
に設けたスリットパターン１１ｂを透過する光を光強度
検出器もしくは光量検出器等の受光器１１ｃにより検出
するよう構成し、前記ウエハステージ１２を前記投影光
学系１０の光軸１０ｂ方向（Ｚ方向）に移動し、同時に
光軸方向と直交する面内（Ｘ，Ｙ方向）で前記第１の照
明光の入射方向と同じ方向にウエハステージ１２を移動
させＸ，Ｙ移動に同期して前記スリットパターン１１ｂ
を透過する光を前記検出器１１ｃにより検出し、Ｘ，Ｙ
位置とその位置での透過検出光強度もしくは光量からな
る検出信号を示す図３６〜図３９に対して前記プレート
１１ａ上に結像したテストパターン１５の中心位置を算
出する。次に開口絞り４の開口部４ｂの位置を回転もし
くは開口形状を変更後、前記同様に同一のＺ位置とＸＹ
平面上で前記テストパターン１５の結像中心位置を算出
する。これによりテストパターン１５の位置ずれ量を求
める。更に開口絞り４の開口部４ｂの位置を回転もしく
は開口形状を変更後、上記工程を数回繰り返す。ここで
使用する照明開口絞り４の開口部４ｂは計測する実デバ
イスパターンを用いたときの収差によってその形状を異
にする。ここでは以下の条件における実デバイスパター
ンを用いたときの収差に対し具体的に説明を行う。

【００４９】Ｉ）孤立ラインにおける小σ照明でのＨＶ
像面収差 II）孤立ラインにおける輪帯（ＳＩＢ２）照明でのＨＶ
像面収差 III）孤立ラインにおける小σ照明でのＨＶ非点収差 IV）孤立ラインにおける輪帯（ＳＩＢ２）照明でのＨＶ
非点収差 Ｖ）５本バー両端チャートの輪帯（ＳＩＢ２）照明での
ＣＤ差 VI）線幅サイズの違いによる輪帯（ＳＩＢ２）照明での
孤立ラインのベストフォーカス差 これらＩ〜VIIに対応した絞り形状例を図８〜図１４に
示す。これら絞り形状４ｂ毎に位置ずれZernike敏感度
と最適化の目標とした実デバイスパターンを用いたとき
の収差のZernike敏感度の比較グラフを図１５〜図２２
に示す。但し図１５〜図２２は後で述べる図２３に示し
たＩ〜VIIの評価量ごとに異なるプロセスを経た結果の
ものである。ここでは投影レンズのＮＡは０．６、波長
２４８ｎｍの条件にてSimulationを行った。

【００５０】Ｉ）孤立ラインにおける小σ照明でのＨＶ
像面収差 図２３のイメージ図を使ってＨＶ像面収差について順を
追って説明する。評価量は記号Ｆｖ（Ｖパターンベスト
フォーカス）、Ｆｈ（Ｈパターンベストフォーカス）で
示してある。照明系の開口絞り４の開口形状は図８を使
用している。始めの開口絞り位置ａ１に対し、開口部
（図８）の位置を１８０°回転させた２回目の位置をａ
２とすると、両者の開口絞り位置から形成される前記テ
ストパターン１５の像のそれぞれの中心位置から両者の
差の位置ずれ量Ｓ（ａ１−ａ２）を得る事ができる。こ
の時位置ずれ量Ｓ（ａ１−ａ２）として２つの量を計測
する。１つはＶパターン（Ｘ方向のずれ）でもう１つは
それに直交するＨパターン（Ｙ方向のずれ）である。そ
れぞれＳＶ（ａ１−ａ２），ＳＨ（ａ１−ａ２）と表
す。次に前記同様位置ａ１の開口位置から９０°回転さ
せた位置ａ３とさらに１８０°回転させた位置ａ４の２
つの状態から形成された像の位置ずれ量ＳＶ（ａ３−ａ
４），量ＳＨ（ａ３−ａ４）が得られる。これらと、あ
らかじめ計算より求めたフォーカス変化によるシフト敏
感度ｍ，もしくは実験からもとめた先の敏感度ｍによ
り、どちらからでも以下の計算によりベストフォーカス
Ｆｖ，Ｆｈを求めることができる。

【００５１】Ｆｖ＝｛ＳＶ（ａ１−ａ２）｝／２ｍ Ｆｈ＝｛ＳＨ（ａ３−ａ４）｝／２ｍ これらベストフォーカスＦｖ，Ｆｈのうちベストフォー
カスＦｖを求めた際のZernike敏感度と目標の実デバイ
スパターンを用いたときの収差のZernike敏感度比較を
図１５に示す。また前記述は、１像高についての計測で
あるが、これを複数の像高に適用することで像面を求め
ることができる。

【００５２】II）孤立ラインにおける輪帯（ＳＩＢ２）
照明でのＨＶ像面収差 図２３のイメージ図からＩ）と同様で、評価量は記号Ｆ
ｖ（Ｖパターンベストフォーカス）、Ｆｈ（Ｈパターン
ベストフォーカス）で示してある。照明系の開口絞り４
の開口形状は図９を使用している。Ｉ）と同じプロセス
で、始めの開口絞り４の位置ａ１に対し、開口部（図
９）の位置を１８０°回転させた２回目の位置をａ２と
すると、両者の開口絞り４の位置から形成される前記テ
ストパターン１５の像のそれぞれの中心位置から両者の
差の位置ずれ量ＳＶ（ａ１−ａ２）、ＳＨ（ａ１−ａ
２）を得る事ができる。次に前記同様位置ａ１の開口位
置から９０°回転させた位置ａ３とさらに１８０°回転
させた位置ａ４の２つの状態から形成された像の位置ず
れ量ＳＶ（ａ３−ａ４），量ＳＨ（ａ３−ａ４）が得ら
れる。これらと、あらかじめ計算より求めたフォーカス
変化によるシフト敏感度ｍ，もしくは実験からもとめた
先の敏感度ｍにより、どちらからでもＩ）と同じ計算に
よりベストフォーカスＦｖ，Ｆｈを求めることができ
る。

【００５３】Ｆｖ＝｛ＳＶ（ａ１−ａ２）｝／２ｍ Ｆｈ＝｛ＳＨ（ａ３−ａ４）｝／２ｍ これらベストフォーカスＦｖ，Ｆｈのうちベストフォー
カスＦｖを求めた際のZernike敏感度と目標の実デバイ
スパターンを用いたときの収差のZernike敏感度比較を
図１６に示す。また以上は、１像高についての計測であ
るが、これを複数の像高に適用することで像面を求める
ことができる。

【００５４】III）孤立ラインにおける小σ照明でのHV
非点収差 図２３より、評価量は記号ＨＶ１およびＨＶ２で示して
いる。各々異なる方式で最適化を行ったケースを示して
いる。ＨＶ１は先のＩ）で使用した開口絞り４の開口形
状（図８）を使用し、Ｉ）のプロセス同様に位置ずれＳ
Ｖ（ａ１−ａ２）、ＳＨ（ａ３−ａ４）を求める。これ
らよりＨＶ１を算出する。

【００５５】ＨＶ１＝｛ＳＶ（ａ１−ａ２）−ＳＨ（ａ
３−ａ４）｝／２ｍ 次にＨＶ２は異なる開口絞り４の開口形状（図１０）を
使用する。図２３より先のＩ）の入射方向とは異なり、
開口位置を相対的に４５°回転させた状態ｂ１，ｂ２，
ｂ３，ｂ４からＩ）と同様なプロセスで位置ずれ量Ｓ
Ｖ，ＳＨを計測し、以下の計算により求める。

【００５６】ＨＶ２＝｛−ＳＨ（ｂ１−ｂ２）+ＳＶ
（ｂ１−ｂ２）−ＳＨ（ｂ３−ｂ４）−ＳＶ（ｂ３−ｂ
４）｝／２ｋ ここでｋはあらかじめ最適化の際求まる先の式にあっ
た係数ｈ／ｈ’であり，もしくは実験からも相関係数
（傾き）から求めることが可能である。これらＨＶ１を
求めた際のZernike敏感度と目標の実デバイスパターン
収差のZernike敏感度比較を図１７に、ＨＶ２について
は図１８に示す。

【００５７】IV）孤立ラインにおける輪帯（ＳＩＢ２）
照明でのＨＶ非点収差 開口絞り４の開口形状は（図１１）を使用。III）と同
じプロセスによりＨＶ１、ＨＶ２を求めることができ
る。これらＨＶ１を求めた際のZernike敏感度と目標の
実デバイスパターン収差のZernike敏感度比較を図１９
に、ＨＶ２については図２０に示す。

【００５８】Ｖ）５本バー両端チャートの輪帯（ＳＩＢ
２）照明でのＣＤ差 開口絞り４の開口形状（図１２）を使用。図２３の評価
量の記号ＬＲｖ、ＬＲｈで示されている。この場合は前
記４つの回転状態と異なり、ＬＲｖ、ＬＲｈそれぞれは
１つの回転状態と他の十分大きな（σ＝１相当）円開口
との組み合わせから求めている。ｃ１を０°の状態とす
るとｃ２はそこから９０°回転させた状態である。更に
ｃ０は十分おおきな円開口である。これらから前記同様
なプロセスで位置ずれ量ＳＶ（ｃ１−ｃ０），ＳＨ（ｃ
２−ｃ０）を計測する。これらから以下の式によりＬＲ
ｖ、ＬＲｈを算出する。

【００５９】ＬＲｖ＝ＳＶ（ｃ１−ｃ０）／ｋ ＬＲｈ＝ＳＶ（ｃ１−ｃ０）／ｋ 図２１にＬＲｖにおけるZernike敏感度と目標の実デバ
イスパターン収差とのZernike敏感度比較を示す。

【００６０】VI）線幅サイズの違いによる輪帯（ＳＩＢ
２）照明での孤立ラインのベストフォーカス差図２３の
イメージ図の評価量、記号ＳＡで示してある。照明系Ｅ
Ｌａ開口絞り４の開口形状は図１３、図１４の２種類を
使用している。線幅サイズの違いによる孤立ラインのベ
ストフォーカス差は２つの異なる線幅それぞれのベスト
フォーカスを求め、差分を求めてやればよい。またこの
収差ではＨ，Ｖの差は発生しないため、Ｖだけを調べて
やればよい。従ってＩ）のＳＶを求めた際のプロセスと
同様に行う。但し、前記２種類の開口絞りそれぞれで同
じプロセスを行い両者の位置ずれ量、ＳＶ（ｄ１−ｄ
２），ＳＶ（ｄ３−ｄ４）を計測し以下の式よりＳＡを
算出する。

【００６１】ＳＡ＝ＳＶ（ｄ１−ｄ２）／２ｍ−ＳＶ
（ｄ３−ｄ４）／２ｍ’ ｍ，ｍ’は、先のそれぞれ異なる２種類の開口絞りか
ら、あらかじめ計算より求めたフォーカス変化によるシ
フト敏感度、もしくは実験からもとめた相関係数（敏感
度）である。

【００６２】ＳＡにおけるZernike敏感度および目標の
実デバイスパターンを用いたときの収差のZernike敏感
度比較を図２２に示す。

【００６３】以上述べた方式で、実際の投影レンズの数
本分について絶対相関を調べた結果を図２４〜図３１に
示す。実際に使用したレンズデータはＰＭＩにて測定し
たZernike係数である。グラフの横軸は実際の投影レン
ズのＰＭＩデータ（実測値）から前記各種実デバイスパ
ターンを用いたときの評価条件における収差量を光学シ
ミュレーションより求めた値で、縦軸は先と同じＰＭＩ
データを用いて本計測方法による光学シミュレーション
より得られた数値である。グラフは、それら同じＰＭＩ
データに対応する２つの値をプロットしたものである。
グラフから相関の傾きはほぼ１を示しており且つ相関の
高い結果が得られていることが伺える。

【００６４】この結果から、本方式による計測方法の置
き換えが様々な実プロセスパターンに対する収差計測に
対して可能であることが示せた。また先の実施例では開
口絞り４の開口部４ｂは光を通すか遮光するかのデジタ
ルな選択のみで最適化を行ったが、減光材料などで濃度
を変えてやれば、更に精度の高い最適化が行える。そし
て更に高次の次数を高く設定して最適化を進めていけ
ば、更に高次収差の測定も可能である。この実施例では
検出系１１を使用してパターン像の中心位置を測定した
が、他にも装置内のウエハステージ１２上に設けたホト
クロ材料基板上に転写したりレジスト潜像を使用して現
像することなく、そのまま装置内のオフアクシスアライ
メント検出系１４を使用してパターン像の中心位置を測
定することも可能である。更に照明系の開口絞り４によ
る有効光源の最適化による手段以外にも図３２に示す様
にレチクルパターン面の反対のガラス面に照明系の開口
絞り４ｂと同様な被計測パターンに対し、最適な有効光
源の形状になるよう光束を遮光するよう遮光パターンを
付ける方法も可能である。また前記遮光パターンを装置
内レチクルステージ上にもちレチクルと組み合わせて使
用することも可能である。これらの場合被計測マークと
遮光パターンの位置関係は図２３に示す照明モード分作
る必要がある。

【００６５】また得られた計測値を本体系にフィードバ
ックすることであらかじめ本体側で持っている計測され
た実デバイスパターンの敏感度テーブルから各補正系の
補正量に換算することで、投影レンズ１０内にある補正
光学系１０ｃを駆動させたり光源手段としてレーザを用
いたときは、そのレーザの発振波長の中心波長を変える
等の補正手段により露光装置の収差自動補正に適用でき
る。

【００６６】次に本発明の実施形態２の感光基板（ウエ
ハ）Ｗへの転写によるパターン像の具体例を示す。使用
するテストパターンは実施形態１とは異なり、図３３に
示す重ねたマークの位置ずれを計測する。図３４および
図３５に使用するテストパターンの２種類のマークを示
す。

【００６７】図３４、３５においてグリッドの一部ＴＰ
Ｘが前述した図５に示すパターン形状より成っている。

【００６８】前記図３４、３５はいずれも同一の線幅で
デザインされており、それぞれのライン幅は図６や図７
と同じ形状とした。ここでは２ｕｍのライン幅とした。
次に露光手順を説明する。前記露光プロセスと同様、求
めるZernike係数によって照明開口絞り４の開口形状４
ｂを決め、ある１つの回転位置の状態でマーク１４ａお
よび１５ａを露光し、次にマーク１４ａと１５ａが重な
り合うようにウエハステージ１２を移動させ、同じく照
明開口絞り４の開口形状４ｂで但し今度は回転状態を変
えてマーク１４ａおよび１５ａを露光する。この時使用
した２つの照明絞りの回転位置の状態は図２３の定義式
に従う組み合わせで行う。この工程を図１０で定義した
回数分繰り返し行う。そして、これら工程により転写さ
れた数個のマーク１４ａと１５ａの相対位置ずれ量を測
定機を使って測定する。得られた位置ずれ量から図２３
の定義式の計算処理に従って各種収差量を算出する。

【００６９】更に前記テストパターン１４ａ、１５ａを
同一のレチクルもしくは別レチクルに数箇所配置してお
けば、前記手法に従い露光を行い、各像高毎に前記手法
にて収差を計測可能となる。また先と同様、レチクルパ
ターン面よりも照明系に近い面に遮光パターンを設け最
適な有効光源を作ることも可能である。また計測結果を
本体系にフィードバックすることにより投影レンズの収
差補正が可能である。

【００７０】以上のように各実施形態によれば投影光学
系の光が通過する瞳領域の瞳形状を最適化する上で、最
適な有効光源の形状と回折光の少ないパターンを組み合
わせる事により、実デバイスパターン収差に対し投影光
学系の瞳面上に最適な瞳フィルターを作り出す事ができ
た。そしてこれにより実デバイスパターン収差そのもの
を精度よく計測することができた。また各実施形態から
判るように様々な実デバイスパターンや評価量に対して
最適化が可能である。各実施形態における方式は様々な
露光装置の投影レンズのＮＡや波長に対して最適化が適
用可能で、高スループット、高精度な計測が可能であ
る。更には、露光装置の収差補正系にフィードバックを
かけることにより自動補正ができ、実デバイスに応じた
最適化な補正が実現できる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば投影光学系の収差、特に
敏感度を高精度に算出し、高い光学性能で実デバイスパ
ターンを投影するときに好適な投影光学系の敏感度計測
方法及びそれを有する投影露光装置を達成することがで
きる。

【００７２】この他本発明によれば光学系の光学特性を
高精度に計測することができ、この計測方法を搭載した
投影露光装置を用いれば高精度なパターンニングを容易
に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の投影露光装置の要部概略図

【図２】 本発明の投影露光装置の要部概略図

【図３】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図４】 位置ずれ検出における検出計の説明図

【図５】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図６】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図７】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図８】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図９】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１０】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１１】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１２】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１３】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１４】 本発明に係る照明系の開口絞りの説明図

【図１５】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図１６】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図１７】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図１８】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図１９】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図２０】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図２１】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図２２】 本発明における投影光学系の瞳面上の最適
化の説明図

【図２３】 本発明に係る計測プロセスの説明図

【図２４】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図２５】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図２６】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図２７】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図２８】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図２９】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図３０】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図３１】 本発明における開口絞りを用いたときの評
価結果の説明図

【図３２】 本発明に係る他の方式の説明図

【図３３】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図３４】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図３５】 本発明に係るテストパターンの説明図

【図３６】 実デバイスパターンを用いたときの収差の
説明図

【図３７】 実デバイスパターンを用いたときの収差の
説明図

【図３８】 実デバイスパターンを用いたときの収差の
説明図

【図３９】 実デバイスパターンを用いたときの収差の
説明図

【符号の説明】

１ 光源 ２ インプットレンズ ３ フライアイレンズ ４ 開口絞り ５ 第１リレーレンズ ６ 投影式レチクルブラインド ７ 第２リレーレンズ ８ メインコンデンサーレンズ ９ レチクル １０ 投影光学系 １１ 検出系 １２ ウエハーステージ １３ オートフォーカス系 １４ ウエハーアライメント系 １５ テストパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ａ Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA14 AA20 BB02 BB18 CC20 DD03 DD06 EE08 FF01 FF41 FF67 GG04 JJ01 JJ15 LL19 LL30 MM03 PP12 QQ25 QQ28 2G086 HH06 2H087 KA21 LA01 NA09 2H095 BE05 5F046 BA03 DA13 DB05 DB10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスク上のテストパターンを投影光学系
   を介し基板面上に結像させ、該結像したテストパターン
   像の所定位置からの位置ずれ量から該投影光学系の敏感
   度を測定する敏感度計測方法において、光束が該投影光
   学系の瞳を通過するときの瞳通過領域を最適化すること
   により、該テストパターンを介して該投影光学系の最適
   な瞳領域を通過する光束で形成したテストパターン像の
   位置ずれを計測し、実デバイスパターンを結像するとき
   の敏感度を算出することを特徴とする投影光学系の敏感
   度計測方法。
2. 【請求項２】 マスク上のテストパターンを投影光学系
   を介し基板面上に結像させ、該結像したテストパターン
   像の所定位置からの位置ずれ量から該投影光学系の敏感
   度を測定する敏感度計測方法において、前記テストパタ
   ーンを照明する照明系からの照明光の有効光源分布を最
   適化することで、実デバイスパターンを結像するときの
   敏感度を算出することを特徴とする投影光学系の敏感度
   計測方法。
3. 【請求項３】 前記有効光源分布の最適化において、各
   Zernike項毎にそのZernike係数の変化量に対するある点
   光源照明による前記テストパターン像の位置ずれ変化量
   を全ての有効な光源位置に対しデータベース化し、目的
   とする実デバイスパターン条件でのZernike敏感度特性
   と等しくなるように該データベースから点光源の組み合
   わせによって有効光源分布を決定することを特徴とする
   請求項２の投影光学系の敏感度計測方法。
4. 【請求項４】 前記照明系は、最適化された前記有効光
   源分布を形成させる照明開口可変手段を有し、該照明開
   口可変手段を介して、形成されるテストパターン像の位
   置を計測する検出器を有し、該照明開口可変手段に応じ
   て、形成されるテストパターン像の位置ずれ量を１つ以
   上計測することにより、前記投影レンズの実デバイスパ
   ターンにおける敏感度を算出することを特徴とした請求
   項３の投影光学系の敏感度計測方法。
5. 【請求項５】 前記照明系は、最適化された前記有効光
   源分布を形成させる照明開口可変手段と、該照明開口可
   変手段を介して、形成されるテストパターン像を感光基
   板上に転写し、転写された潜像もしくはホトクロ像の位
   置を計測する光学系とを有し、該照明開口可変手段に応
   じて、形成されるテストパターン像のシフト量を１つ以
   上計測することにより、前記投影レンズの実デバイスパ
   ターンにおける敏感度を算出することを特徴とする請求
   項３の投影光学系の敏感度計測方法。
6. 【請求項６】 前記照明系は、最適化された前記有効光
   源分布を形成させる照明開口可変手段と、該照明開口可
   変手段を介して、第１の照明開口で形成される第１のテ
   ストパターン像を感光基板上に転写、次に結像面のＸＹ
   ステージもしくは物体面のレチクルステージを所定量移
   動させ第２の照明開口で形成される第１のテストパター
   ン像とは異なる第２のテストパターン像を形成し、双方
   のテストパターン像の位置関係を計測することにより、
   該投影レンズの実デバイスパターンにおける敏感度を算
   出することを特徴とする請求項３の投影光学系の敏感度
   計測方法。
7. 【請求項７】 前記実デバイスパターンにおける敏感度
   を用いて前記投影レンズの収差を補正することを特徴と
   する請求項４、５又は６の投影光学系の敏感度計測方
   法。
8. 【請求項８】 前記テストパターンをマスク上に複数個
   配置し投影光学系の全画角を計測することを特徴とする
   請求項４、５又は６の投影光学系の敏感度計測方法。
9. 【請求項９】 前記請求項１〜８により計測した敏感度
   を投影露光装置の本体系にフィードバックする事により
   前記投影レンズの収差を補正することを特徴とする投影
   露光装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の
    投影光学系の敏感度計測方法を用いて、レチクルパター
    ンを感光基板上に投影する投影光学系の収差を計測する
    機能を有することを特徴とする投影露光装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜８のいずれかに記載の投影
    光学系の敏感度計測方法を用いて、レチクルパターンを
    感光基板上に投影する投影光学系の調整を行い、該調整
    された投影光学系によって感光基板上にパターンの投影
    露光を行い、これを現像する工程を経て該基板上に回路
    形成することを特徴とするデバイスの製造方法。