JP4599797B2

JP4599797B2 - フレア計測方法、露光方法、露光装置の調整方法

Info

Publication number: JP4599797B2
Application number: JP2002514774A
Authority: JP
Inventors: 郁雄引間
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: WO2002009163A8; EP1308991A1; EP1308991A4; WO2002009163A1; US20040021854A1; AU2458202A; US20060238749A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系に生じるフレア光を計測するフレア計測方法及びフレア計測装置、並びに露光方法及び露光装置、露光装置の調整方法に関するものである。
【０００２】
本出願は日本国特許出願（特願２０００−２２５８５８）を基礎としており、その内容を本明細書に組み込む。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、半導体素子や薄膜磁気ヘッドあるいは液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合に種々の露光装置が使用されている。このような露光装置は、照明光学系を介してパターンを備えたマスクに露光用照明光（露光光）を照明し、マスクを透過した光で投影光学系を介して感光剤（レジスト）が塗布された基板（以下では感光基板とも呼ぶ）を露光する。これにより、マスクのパターンの像が基板（レジスト）上に転写される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した露光装置における光学系（照明光学系、投影光学系など）は複数の光学部材（レンズなど）から成り立っているが、この光学系を露光光が通過した際、露光光が各光学部材間で散乱してフレア光を生じる場合がある。このフレア光が生じると、例えばマスクのパターン像が形成される投影光学系の投影領域での光量が不均一となったり、投影光学系の像面でのパターン像のコントラストが低下して、感光基板上には精度良いパターンが形成されない。したがって、露光処理を行うに際し、フレア光を除くような所定の処理を行うために、光学系に生じるフレア光の位置や光量を予め計測する必要がある。しかしながら、従来において、光学系に生じるフレア光の位置や光量を計測する有効な手段がなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光学系に生じるフレア光に関する情報を定量的に計測することができるフレア計測方法及びフレア計測装置、並びに露光方法及び露光装置、露光装置の調整方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図８に対応付けした以下の構成を採用している。
【０００７】
本発明の一実施態様におけるフレア計測方法は、光学系に生じるフレアを計測するフレア計測方法において、光を遮光する遮光パターン及び光を透過する透過部を備えた基板に、光学系による遮光パターンの像の形成位置に対応した位置でフレア光が検知されない光量を有する第１の光を照射し、基板に、第１の光に対して光量を増加させた第２の光を照射し、遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における第１の光の光量に関する情報と、遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における第２の光の光量に関する情報とに基いて、フレアに関する第１情報を求めることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施態様における露光方法は、照明光学系（ＩＬ）からの露光光（ＥＬ）をパターンを備えたマスク（Ｍ）に照射し、このパターンの像を投影光学系（ＰＬ）を介して感光基板（Ｐ）上に転写する露光方法において、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって各光学系（ＩＬ、ＰＬ）によって生じるフレアを計測し、この計測結果に基づいて所定の処理を行った後、転写処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施態様における露光装置の調整方法は、光源からの照明光をマスクに照射する照明光学系と、マスクに形成されたパターンの像を基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置の調整方法において、光を遮光する遮光パターン及び光を透過する透過部を備えたマスクに、投影光学系による遮光パターンの像の形成位置に対応した位置でフレア光が検知されない光量を有する第１の光を照射し、マスクに、第１の光に対して光量を増加させた第２の光を照射し、遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における第１の光の光量に関する情報と、遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における第２の光の光量に関する情報とに基いて、投影光学系の像面上での照明光の照度分布を求めることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフレア計測方法及びフレア計測装置、露光方法及び露光装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明のフレア計測装置Ｓを備えた露光装置ＥＸの概略構成図である。
【００１１】
図１に示すように、露光装置ＥＸは、光源（光源装置）１０１からの光束をマスク（レチクルを含む）Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）に照明する照明光学系ＩＬを備えた照明系ユニットＩＵと、この照明光学系ＩＬ内に配され露光光ＥＬを通過させる開口の面積、位置、及び形状を調整してこの露光光ＥＬによるマスクＭの照明範囲を規定する視野絞りとしてのブラインド部（照射範囲調整装置）Ｂと、ケーシング（鏡筒）ＰＫ内に設けられ、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を感光基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬを備えた投影系ユニットＰＵとを備えている。
【００１２】
光源１０１は、例えば、発振波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、発振波長１５７ｎｍのフッ素レーザー（Ｆ_２レーザー）、発振波長１４６ｎｍのクリプトンダイマーレーザー（Ｋｒ_２レーザー）、あるいは発振波長１２６ｎｍのアルゴンダイマーレーザー（Ａｒ_２レーザー）などによって構成される。なお、光源１０１として水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザー、あるいはＹＡＧレーザ又は固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置などを用いてもよく、本例では光源１０１の種類や露光光ＥＬの波長は任意で構わない。
【００１３】
光源１０１から出射された露光光ＥＬは、窓部１０２ａを通過して照明系ユニットＩＵのミラー１０３ａ、ミラー１０３ｂを反射して照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬは、リレーレンズ、露光光ＥＬの照度分布を均一化するためのオプティカルインテグレータ、露光光ＥＬをオプティカルインテグレータに入射させるインプットレンズ、オプティカルインテグレータから射出した露光光ＥＬをマスクＭ上に集光するためのコンデンサレンズ、開口絞り、及び減光フィルタ等の複数の光学部材を有している。これら光学部材はケーシングＩＫ内に配置されている。
【００１４】
このとき、マスクＭを含む照明光学系ＩＬを構成する各光学部材間で露光光ＥＬが散乱し、フレア光が生じる場合がある。
【００１５】
ブラインド部Ｂは、例えば平面Ｌ字状に屈曲し、照明光学系ＩＬの光軸ＡＸと直交する面内で組み合わせられることによって矩形状の開口を形成する一対のブレードと、これらブレードを光軸ＡＸと直交する面内で変位させる駆動機構Ｄとを備えており、制御装置ＣＯＮＴによって制御される。このとき、ブラインド部Ｂの開口の大きさなどはブレードの変位に伴って変化し、入射される露光光ＥＬのうち、通過させた露光光ＥＬのみをマスクＭ側に送る。ブラインド部Ｂの開口により規定された露光光ＥＬは、マスクステージＭＳＴに保持されるマスクＭの特定領域をほぼ均一な照度で照明する。図示はしていないが、マスクステージＭＳＴの位置及び回転量はレーザ干渉計によって計測されている。
【００１６】
照明光学系ＩＬから射出された露光光ＥＬは、ミラー１０３ｃで反射し、窓部１０２ｂを通過し、２次元移動可能なマスクステージＭＳＴ上のマスクＭに入射する。さらに、マスクＭを透過した露光光ＥＬは、窓部１０２ｃを介して投影系ユニットＰＵ内の投影光学系ＰＬに入射し、この投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズ（光学部材）を透過して感光基板Ｐに入射し、マスクＭのパターンの像を感光基板Ｐ表面に形成する。
【００１７】
このとき、マスクＭ及び感光基板Ｐを含む投影光学系ＰＬを構成する各光学部材間で露光光ＥＬが散乱し、フレア光が生じる場合がある。
【００１８】
感光基板Ｐは、３次元方向（ＸＹＺ方向）に移動可能な基板ステージＰＳＴ上に設置され、この基板ステージＰＳＴのＸＹ平面内での位置、及び回転量（ヨーイング量など）は、レーザ干渉計１０５で計測されている。一方、基板ステージＰＳＴのＺ方向の位置、及び傾斜量は、投光系１０６ａと受光系１０６ｂとを備えた焦点検出系１０６で計測される。これらレーザ干渉計１０５及び焦点検出系１０６の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて駆動機構ＰＳＴＤを介して移動される。
【００１９】
基板ステージＰＳＴ上には、この基板ステージＰＳＴ上に達する露光光ＥＬの光量に関する情報を検出可能な光検出装置（照度センサ）ＤＴが設けられている。この光検出装置ＤＴは、感光基板Ｐの表面（露光処理面）、すなわち、投影光学系ＰＬの像面（所定の位置）における光量（照度）を検出可能となっており、本例ではピンホールセンサによって構成されている。このとき、光検出装置ＤＴは、基板ステージＰＳＴの移動によって任意の位置に移動可能となっている。
【００２０】
なお、本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置である。
【００２１】
次に、以上説明したような照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを備えた露光装置ＥＸにおける露光光ＥＬの光路上に生じるフレア光を計測する方法について説明する。ここで、本発明のフレア計測方法は、照明光学系ＩＬとマスクＭとの間に生じるフレア光を計測する方法と、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光を計測する方法とがあり、照明光学系ＩＬとマスクＭとの間に生じるフレア光と、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光とを独立して計測する。
【００２２】
《照明光学系−マスク間に生じるフレア光の計測方法》
まず、第１実施形態として、照明光学系ＩＬ−マスクＭ間に生じるフレア光の計測方法について説明する。ここで、照明光学系ＩＬとマスクＭとの間に生じるフレア光は、図１、図２に示すように、照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを含む光路上に露光光（所定の光、照明光）ＥＬを照射する光源（光源装置）１０１と、この光路上のうち、マスクステージＭＳＴに配置され、所定のパターンを備えたマスク（基板）Ｍ１と、基板ステージＰＳＴ上の投影光学系ＰＬの像面（所定の位置）において露光光ＥＬの光量に関する情報（照度）を検出可能な光検出装置ＤＴと、光源１０１から出射する露光光ＥＬの光量及び照射範囲の少なくとも一方を制御可能であって、光検出装置ＤＴの検出結果が出力される制御装置ＣＯＮＴとを備えたフレア計測装置Ｓによって計測される。
【００２３】
図２に示すように、マスク（第１マスク）Ｍ１は、照明光学系ＩＬによって照明される露光光ＥＬを反射するクロム部（遮光パターン）Ｃと、光を透過する抜きパターン（透過パターン）Ｔとを備えている。クロム部ＣはマスクＭ１の全面にわたって設けられており、抜きパターンＴは、例えば１辺が約４ｍｍの４角形（正方形）であって、マスクＭ１の板面方向の中央部及び周辺部を含む所定の位置に複数設けられている。このとき、露光光ＥＬの照射領域に対する抜きパターンＴの透過率は１０％以下に設定されている。すなわち、露光光ＥＬの照射領域内でマスクＭを透過する露光光ＥＬは、マスクＭに入射する露光光ＥＬの１０％程度以下であり、残りはマスクＭで反射される。
【００２４】
図３に示すように、マスクＭ１のクロム部Ｃに照射された露光光ＥＬは照明光学系ＩＬ側に反射し、基板ステージＰＳＴ側に対して遮蔽されるようになっている。一方、マスクＭ１の抜きパターンＴに照射され、この抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを透過して基板ステージＰＳＴ側に達し、この基板ステージＰＳＴに設けられた光検出装置ＤＴに検出されるようになっている。なお、本実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上には感光基板Ｐは配置されない。
【００２５】
このようなフレア計測装置Ｓを用いて、照明光学系ＩＬとマスクＭ１との間に生じるフレア光を計測するには、フレア光が生じない条件において、基板ステージＰＳＴにおける感光基板Ｐの表面に相当する所定の位置（投影光学系ＰＬの像面）での光量に関する情報を予め検出する工程（工程Ｓａ１）と、所定の条件（通常の露光処理条件）において、照明光学系ＩＬからマスクＭ１に露光光ＥＬを照射して前記所定の位置での光量に関する情報を検出する工程（工程Ｓａ２）と、工程Ｓａ１と工程Ｓａ２とによって検出した各光量に関する情報に基づいて、フレア光に関する情報を求める工程（工程Ｓａ３）とを備えた計測方法で計測を行う。
【００２６】
＜工程Ｓａ１＞
図３に示すように、照明光学系ＩＬの光路下流側のマスクステージＭＳＴに、露光光ＥＬを透過可能な所定の大きさを有する抜きパターンＴを備えたマスクＭ１を設置した後、まず、フレア光が発生しない条件において、マスクＭ１に対して照明光学系ＩＬから露光光ＥＬを照射する。このとき、フレア光が発生しない条件は、マスクＭ１のうち、抜きパターンＴのみに露光光ＥＬを照射することによって実現することができる。
【００２７】
具体的には、照明光学系ＩＬに設置されているブラインド部（照射範囲調整装置）Ｂを調整し、このブラインド部Ｂの開口を通過した露光光ＥＬが、マスクＭ１に形成された複数の抜きパターンＴのうち、１つの抜きパターンＴのみに照射されるように調整する。つまり、抜きパターンＴの４角形状に応じてブラインド部Ｂの開口を調整し、このブラインド部Ｂの開口を透過した露光光ＥＬを１つの抜きパターンＴに対して照射するようにし、他の抜きパターンＴには照射しないように設定する。すなわち、照明光学系ＩＬによるマスクＭ１に対する露光光ＥＬの照射領域内で露光光ＥＬを実質的に抜きパターンＴのみに照射する。ブラインド部Ｂによって照射範囲（本実施形態では少なくとも大きさと位置）を調整された露光光ＥＬは、１つの抜きパターンＴのみを透過し、マスクＭ１のクロム部Ｃや照明光学系ＩＬの各部材間で散乱したりしないため、この状態においてはフレア光は発生しない。また、基板ステージＰＳＴを移動して、露光光ＥＬが照射される１つの抜きパターンＴの投影位置に光検出装置ＤＴが位置決めされている。
【００２８】
ブラインド部Ｂによって照射範囲を調整され、１つの抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを透過した後、基板ステージＰＳＴ上に配置された光検出装置ＤＴによって照度を検出される。つまり、光検出装置ＤＴは、フレア光が生じない条件において、透過パターンＴの形成位置に対応する投影光学系ＰＬの像面上の所定の位置（照射位置）において露光光ＥＬの照度を検出する。このときの検出結果、すなわち、１つの抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬの像面における照度の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。また、このときの光検出装置ＤＴの位置に関する情報もレーザ干渉計１０５から制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００２９】
そして、１つの抜きパターンＴに露光光ＥＬを照射してこの抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬの照度を検出したら、露光光ＥＬが他の抜きパターンＴを照射するようにブラインド部Ｂを調整するとともに、基板ステージＰＳＴを移動し、この他の抜きパターンＴに対して露光光ＥＬを照射する。光検出装置ＤＴは、前記と同様に、この他の抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬの照度を検出する。以下同様に、ブラインド部Ｂを調整してマスクＭ１に設けられた複数の抜きパターンＴに対してそれぞれ順次露光光ＥＬを照射するとともに基板ステージＰＳＴをステッピングさせて、この抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬの像面での照度を光検出装置ＤＴによってそれぞれ検出する。
【００３０】
＜工程Ｓａ２＞
複数の抜きパターンＴに対してそれぞれ露光光ＥＬを照射するとともに、この抜きパターンＴを透過した露光光ＥＬのそれぞれの照度を投影光学系ＰＬの像面において検出したら、ブラインド部Ｂを所定の条件に戻す。すなわち、本実施形態では照明光学系ＩＬを用いて露光処理が行われる通常の条件となるようにブラインド部Ｂの開口を広げて工程Ｓａ１とは照射範囲を変化させ、マスクＭ１（パターン領域）全体に露光光ＥＬが照射されるようにする。この状態で、照明光学系ＩＬからマスクＭ１に対して露光光ＥＬを照射する。すなわち、照明光学系ＩＬによる露光光ＥＬの照射領域のほぼ全域に露光光ＥＬを照射する。このときの光源１０１の出力（照明光学系ＩＬからマスクＭ１に対して出射される露光光ＥＬの光量）は、工程Ｓａ１における出力（光量）と等しくなるように設定されている。ブラインド部ＢによってマスクＭ１全体を照射するように照射範囲を調整された露光光ＥＬは、マスクＭ１の複数の抜きパターンＴをそれぞれ通過し、基板ステージＰＳＴ上に設けられた光検出装置ＤＴに検出される。光検出装置ＤＴは、各抜きパターンＴの投影位置に対応する投影光学系ＰＬの像面上の各位置で照度を検出し、この検出結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。
【００３１】
＜工程Ｓａ３＞
制御装置ＣＯＮＴは、工程Ｓａ１における検出結果、すなわち、マスクＭ１の抜きパターンＴのみに照射された露光光ＥＬ（第１の光）の投影光学系ＰＬの像面上での照度Ａ１と、工程Ｓｂ２における検出結果、すなわち、マスクＭ１全体に照射された露光光ＥＬ（第２の光）の抜きパターンＴの形成位置に対応する投影光学系ＰＬの像面上の所定の位置での照度Ａ２とに基づいて、フレア光に関する情報を求める。
【００３２】
ここで、照明光学系ＩＬとマスクＭ１との間にフレア光が生じている場合、工程Ｓａ２において検出された照度Ａ２は、工程Ｓａ１において検出された照度Ａ１より大きくなる。一方、フレア光が生じていない場合には、工程Ｓａ１において検出された照度Ａ１と工程Ｓａ２において検出された照度Ａ２とは等しくなる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、工程Ｓａ１で検出された照度Ａ１と、工程Ｓａ２で検出された照度Ａ２とを比較し、照度Ａ２のほうが大きい場合には、この抜きパターンＴに対応する位置においてフレア光が生じていると判断する。そして、照度Ａ１と照度Ａ２との差を求めることにより、この抜きパターンＴに対応する位置での照明光学系ＩＬに生じるフレア光の光量（照度）を求める。
【００３３】
つまり、図４に示すように、抜きパターンＴの位置に対応した投影光学系ＰＬの像面上の所定の位置において、工程Ｓａ１で検出された照度がＡ１であり、工程Ｓａ２で検出された照度がＡ２である場合、この位置におけるフレア光の照度（光量）Ａ３は、
Ａ３＝Ａ２−Ａ１（１）
となる。なお、図４において、横軸は像面位置を、縦軸は照度（光量）を示している。
【００３４】
そして、マスクＭ１のうち、板面方向に複数設けられた抜きパターンＴに対応する投影光学系ＰＬの像面での位置のそれぞれの照度Ａ１、Ａ２に基づいて、この位置に対応した位置においてフレア光が生じているか否かを判断するとともに、フレア光が生じている場合には、それぞれの位置において生じているフレア光の照度（光量）を求める。つまり、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、マスクＭ１の中央部及び周辺部を含んだ複数の位置におけるフレア光の照度（光量）Ａ３を求めることができる。このように、本実施形態によれば、照明光学系ＩＬでフレア光が生じているか否か、生じている場合にはそのときのフレア光の照度（光量）、フレア光の照度分布など、フレア光に関する種々の情報を定量的に求めることができる。なお、マスクステージＭＳＴを所定量だけ移動して上記工程Ｓａ１、Ｓａ２を繰り返し実行することで、フレア光の計測点数を増やし、照度分布などの計測精度の向上を図ってもよい。また、工程Ｓａ１、Ｓａ２でそれぞれ各抜きパターンＴの投影位置での露光光ＥＬの照度を検出するとき、光源１０１から発振される露光光ＥＬの強度（光量）がパルス毎に変動し得る。そこで、照明光学系ＩＬ内でオプティカルインテグレータから射出される露光光ＥＬの一部を分岐して光検出器（インテグレータセンサ）で検出し、前述の光検出装置ＤＴによる露光光ＥＬの検出時にこのインテグレータセンサから出力される信号（露光光ＥＬの強度）に基づいて、前述の照度Ａ１、Ａ２を規格化する、あるいは前述の照度Ａ１、Ａ２の少なくとも一部を補正することが好ましい。このとき、インテグレータセンサの代わりに光源１０１内に配置される光検出器を用いてもよい。
【００３５】
《マスク−投影光学系−感光基板間に生じるフレア光の計測方法》
次に、第２実施形態として、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光の計測方法について説明する。ここで、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光は、第１実施形態で説明したフレア計測装置Ｓによって計測されるものであって、前述した第１実施形態と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するものとする。
【００３６】
なお、本実施形態においては、第１実施形態で示した照度センサＤＴを用いずに、基板ステージＰＳＴ上に感光基板Ｐを設置し、この感光基板Ｐに対してマスクＭ（Ｍ２）を介して露光光ＥＬを照射し、この感光基板Ｐに形成されたパターン形状を図６に示すような形状計測装置ＳＴによって計測し、この形状計測装置ＳＴの計測結果と照射した露光光ＥＬの光量とに基づいてフレア光に関する情報を求める。すなわち、本実施形態において、露光光ＥＬに関する情報を検出する検出装置（検出手段）は、感光基板Ｐに形成されたマスクＭ（Ｍ２）のパターン形状を計測可能な形状計測装置ＳＴによって構成されており、形状計測装置ＳＴの計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっている。形状計測装置ＳＴはＳＥＭ又は原子間力顕微鏡等によって構成される。
【００３７】
本実施形態において用いられるマスク（第２マスク）Ｍ２は、図５に示すように、照明光学系ＩＬによって照射される露光光ＥＬを反射するクロムパターン（遮光パターン）Ｃと、光を透過する透過部（透過パターン）Ｔとを備えている。透過部ＴはマスクＭ２の全面にわたって設けられており、クロムパターンＣは、例えば１辺が約４ｍｍの４角形（正方形）であってマスクＭ２の板面方向の中央部及び周辺部を含む所定の位置に複数設けられている。このとき、露光光ＥＬの照射領域に対する透過部Ｔの透過率は９０％以上に設定されている。
【００３８】
図６に示すように、マスクＭ２のクロムパターンＣに照射された露光光ＥＬは基板ステージＰＳＴ上の感光基板Ｐに対して遮蔽されるようになっている。一方、マスクＭ２の透過部Ｔを透過する露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを透過して基板ステージＰＳＴ側に達し、この基板ステージＰＳＴに設けられた感光基板Ｐを照射するようになっている。
【００３９】
このようなフレア計測装置Ｓを用いて、投影光学系ＰＬを含むマスクＭ２と感光基板Ｐとの間に生じるフレア光を計測するには、フレア光が検知されない条件において照明光学系ＩＬから感光基板Ｐに露光光ＥＬを照射することによって、このときの露光光ＥＬの光量に関する情報を予め検出する工程（工程Ｓｂ１）と、所定の条件（通常より大きい露光量条件）において感光基板Ｐに露光光ＥＬを照射することによって、このときの光量に関する情報を検出する工程（工程Ｓｂ２）と、工程Ｓａ１と工程Ｓａ２とによって検出した各光量に関する情報に基づいてフレア光に関する情報を求める工程（工程Ｓｂ３）とを備えた計測方法で計測を行う。
【００４０】
＜工程Ｓｂ１＞
図６に示すように、投影光学系ＰＬの光路上流側のマスクステージＭＳＴに、露光光ＥＬを遮蔽可能な所定の大きさを有するクロムパターンＣを備えたマスクＭ２を設置した後、フレア光が検知されない条件において、マスクＭ２に対して照明光学系ＩＬから露光光ＥＬを照射する。
【００４１】
まず、制御装置ＣＯＮＴによって光源１０１を制御し、光量を低く設定してマスクＭ２の全面に対して照明光学系ＩＬから露光光ＥＬを照射する。この露光光ＥＬは、マスクＭ２の透過部Ｔ及び投影光学系ＰＬを透過した後、基板ステージＰＳＴ上に設置された感光基板Ｐを照射する。このとき、露光光ＥＬの光量が十分に低い場合には感光基板Ｐのレジストは現像処理時において除去されない。
【００４２】
次いで、制御装置ＣＯＮＴによって光源１０１を制御し、マスクＭ２に照射する露光光ＥＬの光量を徐々に高くしていく。光量を徐々に高くしていき、所定の光量（積算値であり、露光量に相当）になると、感光基板Ｐ上において露光光ＥＬが照射された部分、すなわち、マスクＭ２の透過部Ｔに対応する感光基板Ｐ上の位置でのレジストが現像処理時において除去される。
【００４３】
すなわち、この場合の所定の光量とは、クロムパターンＣの形成位置に対応する感光基板Ｐ上の各位置でフレア光によりレジストが感光し現像工程において除去されない程度、且つ、透過部Ｔに対応する感光基板Ｐ上のレジストが感光し現像工程において除去され、パターンが形成可能な積算光量（露光量）である。
【００４４】
そして、このときに感光基板Ｐにパターンが形成されたか否かは形状計測装置ＳＴによって検出される。形状計測装置ＳＴの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは形状計測装置ＳＴの検出結果に基づいて、透過部Ｔに対応した感光基板Ｐの位置のレジストが感光されるのに必要な所定の光量を求めることができる。ここで、この所定の光量をＢ１とする。
【００４５】
＜工程Ｓｂ２＞
次に、光源１０１を制御装置ＣＯＮＴによって制御し、工程Ｓｂ１においてマスクＭ２に照射した露光光ＥＬの所定の光量Ｂ１とは異なる光量を有するように、露光光ＥＬの光量を設定する。この場合、光源１０１の出力（照明光学系ＩＬから出射される露光光ＥＬの光量）を工程Ｓｂ１における出力（光量）より高く設定して、マスクＭ２に照射する露光光ＥＬの光量を増加させる。マスクＭ２を照射した露光光ＥＬは、透過部Ｔ及び投影光学系ＰＬを通過し、基板ステージＰＳＴ上に設けられた感光基板Ｐを照射する。
【００４６】
投影光学系ＰＬを含むマスクＭ２と感光基板Ｐとの間にフレア光が生じている場合、マスクＭ２のクロムパターンＣの形成位置に対応する感光基板Ｐ（投影光学系ＰＬの像面）上の光量は０でなくなる。つまり、本来、光量が０であるはずの感光基板ＰのクロムパターンＣに対応する位置の光量は、フレア光が照射されることによって０でなくなる。したがって、フレア光が生じている場合、露光光ＥＬの光量を高くすることによって移動するこのフレア光がクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置におけるレジストを感光する。この場合、本来ならばレジストが除去されないクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置におけるレジストは現像処理時において除去される。感光基板Ｐ上のクロムパターンＣに対応する位置（照射位置）のレジストが除去されたか否かは形状計測装置ＳＴによって検出され、制御装置ＣＯＮＴはこの形状計測装置ＳＴの検出結果に基づいて、フレア光がクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置のレジストを感光したか否かを判断する。ここで、クロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置におけるレジストが現像処理において除去される際の露光光ＥＬの光量をＢ２とする。
【００４７】
そこで、工程Ｓｂ１の光量Ｂ１よりも大きく、かつ互いに異なる光量でそれぞれ感光基板Ｐを露光し、各光量でそれぞれクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置でレジストが除去されるか否かを検出して光量Ｂ２を決定する。なお、工程Ｓｂ１、Ｓｂ２でそれぞれ感光基板上での露光光ＥＬの積算光量（露光量）Ｂ１、Ｂ２を調整するためには、感光基板上での露光光ＥＬの強度、感光基板上に照射される露光光ＥＬのパルス数、及び光源１０１の発振周波数の少なくとも１つを変更すればよい。また、露光光ＥＬが連続光であるときは、感光基板上での露光光ＥＬの強度とその照射時間との少なくとも一方を変更すればよい。さらに、図１の露光装置が走査露光方式であるときは、露光光ＥＬがパルス光及び連続光のいずれであっても、前述した露光光ＥＬの強度などに、感光基板の走査方向に関する感光基板上での露光光ＥＬの照射領域の幅、及び感光基板の走査速度を加えてその少なくとも１つを変更すればよい。
【００４８】
＜工程Ｓｂ３＞
工程Ｓｂ１によって求めた結果、すなわち、感光基板Ｐ上のマスクＭ２の透過部Ｔに対応した位置のレジストが除去され、クロムパターンＣに対応した位置のレジストは除去されない光量を有する露光光ＥＬ（第１の光）の光量Ｂ１と、工程Ｓｂ２によって求めた結果、すなわち、フレア光が発生し、感光基板Ｐ上のクロムパターンＣに対応した位置のレジストが除去される光量を有する露光光ＥＬ（第２の光）の光量Ｂ２とに基づいて、フレア光に関する情報を求める。
【００４９】
投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間にフレア光が生じている場合、図７に示すように、マスクＭ２のクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置にはフレア光が照射され、この部分のレジストは除去される。一方、フレア光が生じていない場合には、クロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の位置における光量は０であり、この部分でのレジストは除去されない。なお、図７において、横軸は像面位置を、縦軸は露光光ＥＬの光量と示している。
【００５０】
制御装置ＣＯＮＴは、形状計測装置ＳＴの計測結果に基づいて、工程Ｓｂ２においてクロムパターンＣの形成位置に対応する感光基板Ｐ上のレジストが除去されていると判断したら、投影光学系ＰＬを含むマスクＭ２と感光基板Ｐとの間にフレア光が生じていると判断する。そして、工程Ｓｂ１で求めた光量がＢ１、工程Ｓｂ２で求めた光量がＢ２である場合、クロムパターンＣの形成位置に対応した感光基板Ｐ上でのフレア光の光量Ｂ３は、
Ｂ３＝Ｂ１（Ｂ１／Ｂ２）（２）
となる。
【００５１】
なお、光量Ｂ１，Ｂ２は形状計測装置ＳＴを用いず、顕微鏡等により目視で確認して求めてもよい。
【００５２】
そして、第１実施形態同様、マスクＭ２の板面方向に複数設けられたクロムパターンＣの各形成位置にそれぞれ対応する感光基板Ｐ上のレジストが除去されたか否かを検出し、この検出結果に基づいて、各位置においてフレア光が生じているか否かを判断するとともに、フレア光が生じている場合には、（２）式に基づいて、各位置におけるフレア光の光量を求めることができる。このように、本実施形態においても、フレア光が生じているか否か、そのときのフレア光の光量、フレア光の照度分布など、フレア光に関する情報を検出することができる。
【００５３】
このように、感光基板Ｐに形成されたパターン形状（クロムパターンＣの転写像）によって、マスクＭ２の透過部Ｔ及びそれぞれのクロムパターンＣに対応する感光基板Ｐ上の各位置におけるフレア光に関する情報を検出することができる。
【００５４】
なお、工程Ｓｂ２では所定の光量Ｂ２が通常の露光量（感光基板Ｐの感度特性に応じて定められる適正露光量）よりも大きいときにフレア光の検知が可能となるので、工程Ｓｂ１では所定の光量Ｂ１を通常の露光量として構わない。ただし、通常の露光量でもフレア光は検知されないだけで存在している。
【００５５】
また、第１実施形態の工程Ｓａ２では基板ステージＰＳＴを移動させてマスクＭ１上の複数の抜きパターンＴを透過する露光光ＥＬをそれぞれ光検出装置ＤＴで検出するものとしたが、例えば複数のピンホールを有し、各ピンホールを通る露光光をそれぞれ独立に検出可能な光検出装置を用いて、少なくとも２つの抜きパターンＴを透過する露光光ＥＬを同時に検出するようにしてもよい。なお、第１実施形態の工程Ｓａ１では１つの抜きパターンＴのみに露光光ＥＬを照射するが、この光検出装置を用いることで、少なくとも２つの抜きパターンＴ間で、基板ステージＰＳＴを移動することなく露光光ＥＬを検出するようにしてもよい。
【００５６】
さらに、第１実施形態ではマスクＭ１に複数の抜きパターンＴを形成したが、マスクＭ１に１つの抜きパターンＴのみを形成するだけでもよく、この場合はマスクステージＭＳＴを移動して露光光ＥＬの照射領域内で抜きパターンＴの位置を変えることで、その照射領域内の複数の位置でそれぞれフレア光に関する情報を検出すればよい。同様に、第２実施形態ではマスクＭ２に１つのクロムパターンＣのみを形成するだけでもよい。
【００５７】
なお、第１実施形態の工程Ｓａ２におけるマスクＭ１上での露光光ＥＬの照射領域、及び第２実施形態の工程Ｓｂ１、Ｓｂ２におけるマスクＭ２上での露光光ＥＬの照射領域は、マスクＭのパターンの転写時と同一条件で（すなわち大きさ、位置、及び形状が等しく）設定されることが好ましい。
【００５８】
以上、説明したように、フレア光が検知されない条件を予め設定しておき、この条件で投影光学系ＰＬの像面における露光光ＥＬに関する情報を検出し、次いで、所定の条件において投影光学系ＰＬの像面における露光光ＥＬに関する情報を検出するようにしたことにより、各光学系ＩＬ、ＰＬで生じるフレア光を定量的に求めることができる。したがって、フレア光を除くための所定の処理、例えば、光学系を構成する各光学部材の光軸ＡＸに対する角度を調整する処理などを効率良く行うことができる。そして、フレア光の計測には、所定のパターンを備えるマスクＭ１，Ｍ２を用いて行うことができ、簡易な構成で安定した計測を実現することができる。
【００５９】
照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとに分離してフレア光の計測を行うようにしたので、例えば、フレア光の生じている箇所が照明光学系ＩＬ内または投影光学系ＰＬ内のいずれであるのかなど、フレア光が生じる光路上の箇所を容易に精度良く特定することができる。したがって、露光処理に先立ち、あるいは露光装置の出荷前などに、フレア光を除く処理を効率良く行うことができる。例えば、照明光学系ＩＬ又は投影光学系ＰＬの少なくとも１つの光学部材の位置調整又は交換などが行われる。具体的には、照明光学系ＩＬではリレーレンズ系などの交換、投影光学系ＰＬでは最も感光基板に近い光学部材（レンズエレメント、又は収差補正板、あるいは平行平面板など）などの交換が行われる。
【００６０】
ところで、図２に示したマスク（第１マスク）Ｍ１の抜きパターンＴと、図５に示したマスク（第２マスク）Ｍ２のクロムパターンＣとは、それぞれのマスクの板面方向においてほぼ同一位置に形成されたものであり、抜きパターンＴとクロムパターンＣとが反転している構成である。このような構成とすることにより、照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して垂直方向の同じ位置におけるフレア光をそれぞれ計測することができる。すなわち、露光処理面においてどの位置でのフレア光が大きいのかなど、フレア光に関する情報を多く得ることができる。
【００６１】
なお、本実施形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを露光する走査型の露光装置にも適用することができる。
【００６２】
走査型の露光装置では露光光ＥＬの照射領域がスリット状に規定されるので、第１実施形態の工程Ｓａ２及び第２実施形態の工程Ｓｂ２ではそれぞれマスクＭ１，Ｍ２の一部のみ、すなわち、図２，図５中で点線にて示される中央の長方形の領域に露光光ＥＬが照射される。なお、図２、図５中で中央の長方形の領域とは別に点線にて示される領域は、例えばマスクＭと感光基板Ｐとをほぼ静止させてマスクのパターンを感光基板上に転写する静止型の露光装置における露光光ＥＬの照射領城を表している。即ち、図２、図５のマスクは走査型及び静止型のいずれの露光装置でも用いることが可能となっている。また、第２実施形態の工程Ｓｂ２でマスクＭ２を介して露光光ＥＬで感光基板Ｐを露光するとき、露光光ＥＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとをそれぞれ相対移動する走査露光方式、及びマスクＭと感光基板Ｐとをほぼ静止させる静止露光方式のいずれを採用してもよい。
【００６３】
上記第２実施形態において、投影光学系ＰＬを含むマスクＭ１と感光基板Ｐとの間に生じるフレア光の計測は、光検出装置ＤＴを用いずに、感光基板ＰにマスクＭ２のパターンの像を転写し、形成されたパターン形状の検出結果に基づいて行われる構成であるが、これは、感光基板Ｐでの露光光ＥＬの投影光学系ＰＬ側への反射が大きいためである。したがって、実際に基板ステージＰＳＴ上に感光基板Ｐを設置した状態でフレア光計測を行うことにより、感光基板Ｐでの反射光の成分も検出することができるので、精度良い計測を行うことができる。
【００６４】
一方、第２実施形態において、投影光学系ＰＬのみに起因するフレア光を計測する場合には、基板ステージＰＳＴ上に反射防止手段（反射防止膜など）を設け、この状態においてマスクＭ２に露光光ＥＬを照射し、光検出装置ＤＴによって投影光学系ＰＬの像面での露光光ＥＬに関する情報を検出するようにすればよい。
【００６５】
なお、第１実施形態において、照明光学系ＩＬに生じるフレア光を計測する際に投影光学系ＰＬを通過した露光光ＥＬを基板ステージＰＳＴ上の光検出装置ＤＴで検出し、この検出結果に基づいて行っているが、投影光学系ＰＬで生じるフレア光は無視可能なほど微少であるため、上述したような構成であっても、照明光学系ＩＬに生じるフレア光の計測を精度良く行うことができる。すなわち、フレア光は、感光基板Ｐでの露光光ＥＬの反射光によって主に生成されるが、図３に示した第１実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上には感光基板Ｐは設置されていないので、照明光学系ＩＬに生じるフレア光を所定の精度で計測することができる。
【００６６】
上記第２実施形態において、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光は、マスクＭ２の透過部Ｔの形成位置に対応する感光基板Ｐ上のレジストのみが除去される光量Ｂ１と、クロムパターンＣの形成位置に対応する感光基板Ｐ上のレジストも除去される光量Ｂ２とを求め、この２つの光量の値に基づいて求められる構成である。
【００６７】
ここで、感光基板Ｐに対する露光光ＥＬの光量を任意に変化させたときのレジストの消失量に関する複数のデータを予め実験によって求めておくとともにこの複数のデータ（データテーブル）を予め制御装置ＣＯＮＴに記憶させておき、次いで、マスクＭ２に対して光量を任意に変化させた露光光ＥＬをそれぞれ照射し、このときの感光基板ＰのクロムパターンＣに対応した位置のレジストの消失量を形状計測装置ＳＴによって検出し、この検出したレジストの消失量と、前記データテーブルとを比較することによって、制御装置ＣＯＮＴに、そのときのクロムパターンＣの位置に対応する感光基板Ｐ上のレジストに照射された光（フレア光）の光量を求めさせる構成とすることもできる。
【００６８】
上記第２実施形態において、投影光学系ＰＬを含むマスクＭと感光基板Ｐとの間に生じるフレア光の計測は感光基板Ｐを用いた構成であるが、計測に際し、レジストの影響が検出できればいいのであるから、例えば、投影光学系ＰＬの投影領域全体にレジストと同等な反射率を有する物体（薄膜など）を設けておき、クロムパターンＣの形成位置に対応する基板ステージＰＳＴ上の所定の位置に光検出装置ＤＴを配置して、露光光ＥＬの投影光学系ＰＬの像面における照度を検出するようにしてもよい。この場合、レジストと同等な反射率を有する物体を設けたことにより、感光基板Ｐを設置したときとほぼ同等の条件でフレア光計測を行うことができるので、精度良い計測を実現することができる。
【００６９】
また、上記各実施形態では本発明を露光装置の調整に適用するものとしたが、露光装置の製造工程などにも本発明を適用することができる。さらに、上記各実施形態では露光装置がフレア光の計測機能を有するものとしたが、必ずしも露光装置はその計測機能を有している必要はない。例えば、露光装置の製造工場での組立・調整時などでその計測機能を用いて、露光装置本体に組み込まれた照明光学系や投影光学系などでのフレア光を計測し、その計測結果に応じて照明光学系や投影光学系の光学部材の調整又は交換などを行い、露光装置の出荷にあたってはその計測機能を取り外してもよい。
【００７０】
なお、ＡｒＦエキシマレーザーなどを光源１０１とする露光装置では、照明光学系や投影光学系などの光路中に曇り物質（イオン、有機物などを含む）が存在し、この曇り物質によって照明光学系や投影光学系などの透過率（反射率）が変動（低下）するとともに、クレア光が多く発生し得る。このため、本発明は曇り物質に起因して照明光学系や投影光学系などの透過率が変動し得る露光装置に対して特に有効である。
【００７１】
上記各実施形態において、露光装置ＥＸの用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマシン、及びマスク（レチクル）などを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００７２】
投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでもよいし、さらには屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよい。また、光源１０１はエキシマレーザなどに限られるものではなく、例えば水銀ランプ、ＹＡＧレーザや半導体レーザなどの高調波発生装置などでもよい。さらに、露光光ＥＬは紫外光に限られるものではなく、例えばＥＵＶ光、硬Ｘ線、及び電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などでもよい。
【００７３】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。このとき、上記各実施形態で説明したフレア光の計測を行い、必要に応じて照明光学系や投影光学系の光学部材の調整又は交換などを行うようにしてもよい。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００７４】
半導体デバイスは、図８に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材となる基板（ウェーハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００７５】
【産業上の利用可能性】
本発明のフレア計測方法及びフレア計測装置、露光方法及び露光装置、露光装置の調整方法は以下のような効果を有するものである。
【００７６】
本発明の一実施態様におけるフレア計測方法及び本発明の一実施態様におけるフレア計測装置によれば、所定のパターンを備えたマスクと光学系とを含む光路上に対して光量及び照射範囲の少なくともいずれか一方が異なる第１及び第２の光をそれぞれ照射するとともに、それぞれの光に関する情報を光路上の所定の位置で検出し、それぞれの検出結果に基づいて光学系に生じるフレア光に関する情報を定量的に求めることができる。したがって、定量的に求められたフレア光に関する情報に基づいて、フレア光を除く所定の処理を効率良く行うことができる。
【００７７】
本発明の一実施態様におけるフレア計測方法によれば、光学系にフレア光が発生しない条件を予め設定し、この条件において第１の光を照射するようにしたので、この第一の光に関する検出結果に基づいて、光学系に生じるフレア光の計測を精度良く行うことができる。
【００７８】
本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測方法によれば、フレア光が検知されない条件を予め設定し、この条件において第１の光を照射するようにしたので、この第一の光に関する検出結果に基づいて、光学系に生じるフレア光の計測を精度良く行うことができる。
【００７９】
本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測方法及び本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測装置によれば、光を透過可能な透過パターンを備えた基板を光学系の光路下流側に設置し、この透過パターンのみに光を照射してこの光の光量に関する情報を光路上の所定の位置で検出し、次いで、照射範囲を変化させて基板全体に光を照射した際の透過パターンの位置に対応した光路上の所定の位置での光量に関する情報を検出することにより、これらの検出結果の差に基づいて、基板の光路上流側における光学系のフレア光を定量的に求めることができる。
【００８０】
本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測方法及び本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測装置によれば、光を遮蔽可能な遮光パターンを備えた基板を光学系の光路上流側に設置し、この基板全体に光を照射して遮光パターンの位置に対応した光路上の所定の位置での光量に関する情報を検出し、次いで、光量を変化させて基板全体に光を照射した際の遮光パターンの位置に対応した光路上の所定の位置での光量に関する情報を検出することにより、これらの検出結果に基づいて、基板の光路下流側における光学系のフレア光を定量的に求めることができる。
【００８１】
本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測方法によれば、パターンを光の光軸に対して垂直方向に複数設けたことにより、光学系の光軸に対して垂直方向での複数の位置に生じるフレア光を計測することができる。
【００８２】
本発明の更なる一実施態様におけるフレア計測装置によれば、光路に照射される光の照射範囲を調整する照射範囲調整装置を設けたので、特定のパターンのみへの光の照射を安定して実現できる。したがって、フレア計測を精度良く安定して行うことができる。
【００８３】
本発明の更なる一実施態様における露光方法及び本発明の更なる一実施態様における露光装置によれば、光学系に生じるフレア光を計測し、この計測結果に基づいてフレア光を除くような所定の処理を行った後に転写処理を行うことができるので、精度良い転写処理（露光処理）を行うことができる。
【００８４】
本発明の一実施態様における露光装置の調整方法によれば、発生したフレア光の影響を加味した状態でマスク上での照度分布を求めることができるので、照度分布を均一化するための露光装置の調整を容易に効率良く行うことができる。
【００８５】
本発明の更なる一実施態様における露光装置の調整方法によれば、発生したフレア光の影響を加味した状態で投影光学系の像面上での照度分布を求めることができるので、照度分布を均一化するための露光装置の調整を容易に効率良く行うことができる。
【００８６】
本発明の更なる一実施態様における露光装置の調整方法によれば、照明光学系及び投影光学系の光軸に対して垂直方向の同じ位置におけるフレア光をそれぞれ計測することができる。したがって、露光処理面においてどの位置でのフレア光が大きいのかなど、フレア光に関する情報を多く得ることができる。
【００８７】
本発明の更なる一実施態様における露光装置の調整方法によれば、遮光パターンの転写像を検出することによって照明光の光量に関する情報を得るので、光検出装置を不用としつつ精度良い検出を行うことができる。
【００８８】
本発明の更なる一実施態様における露光装置の調整方法によれば、照射領域は、基板に対するマスクのパターンの転写時と同一条件に設定されるので、転写処理時と同一条件において発生するフレア光に関する情報を確実に得ることができる。したがって、照度分布を均一化するための露光装置の調整を容易に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレア計測装置を備えた露光装置の一実施形態を説明するための構成図である。
【図２】本発明のフレア計測方法の第１実施形態に用いられるマスク（基板）を説明するための図である。
【図３】本発明のフレア計測方法及び計測装置の第１実施形態を説明するための構成図である。
【図４】本発明のフレア計測方法の第１実施形態によって感光基板上に照射される露光光の照射量を説明するための図である。
【図５】本発明のフレア計測方法の第２実施形態に用いられるマスク（基板）を説明するための図である。
【図６】本発明のフレア計測方法及び計測装置の第２実施形態を説明するための構成図である。
【図７】本発明のフレア計測方法の第２実施形態によって感光基板上に照射される露光光の照射量を説明するための図である。
【図８】半導体デバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
１０１…光源（光源装置）、Ｂ…ブラインド部（照射範囲調整装置）、Ｃ…遮光パターン（遮光部、所定のパターン）、ＣＯＮＴ…制御装置、ＤＴ…照度センサ（検出装置）、ＥＬ…露光光（照明光）、ＥＸ…露光装置、ＩＬ…照明光学系、Ｍ…マスク（基板）、Ｍ１…マスク（第１マスク、基板）、Ｍ２…マスク（第２マスク、基板）、Ｐ…感光基板、ＰＬ…投影光学系、Ｓ…フレア計測装置、ＳＴ…形状計測装置（検出装置）、Ｔ…透過パターン（透過部、所定のパターン）

Claims

光学系に生じるフレアを計測するフレア計測方法において、
光を遮光する遮光パターン及び光を透過する透過部を備えた基板に、前記光学系による前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置でフレア光が検知されない光量を有する第１の光を照射し、
前記基板に、前記第１の光に対して光量を増加させた第２の光を照射し、
前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における前記第１の光の光量に関する情報と、前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における前記第２の光の光量に関する情報とに基いて、前記フレアに関する第１情報を求める。
請求項１に記載のフレア計測方法において、
前記第２の光の光量に関する情報は、前記光学系を介した前記第２の光のもとで、レジストが塗布された感光基板に形成された前記遮光パターンの形状に基いて求められる。
請求項２に記載のフレア計測方法において、
前記第１の光は、前記感光基板上の前記透過部に対応した位置における前記レジストが除去され、前記感光基板上の前記遮光パターンに対応した位置の前記レジストが除去されない光量を有し、
前記第２の光は、フレア光が発生し、前記感光基板上の前記遮光パターンに対応した位置のレジストが除去される光量を有する。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレア計測方法において、
前記光学系は、マスクに形成されたパターンの像を感光基板に投影する投影光学系を含み、
前記フレアに関する第１情報は、前記投影光学系で発生するフレアである。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフレア計測方法において、
前記遮光パターンは、前記透過部の中に形成される。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフレア計測方法において、
前記光学系は、所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記マスクに形成された前記所定パターンの像を感光基板に投影する投影光学系とを含み、
前記照明光学系と前記投影光学系との間に、光を遮光する遮光部及び前記遮光部の中に形成され、光を透過する透過パターンを備えた基板を配置し、
前記基板の前記透過パターンに、前記透過パターンに対応する照射範囲を有する第３の光を照射し、前記透過パターン及び前記投影光学系を介して前記第３の光の光量に関する情報を検出し、
前記基板に、前記第３の光の照射範囲よりも広い照射範囲を有する第４の光を照射し、前記透過パターン及び前記投影光学系を介して前記第４の光の光量に関する情報を検出する。
請求項６に記載のフレア計測方法において、
前記第３の光の光量に関する情報と、前記第４の光の光量に関する情報とに基いて、前記フレアに関する第２情報を求める。
請求項６又は請求項７に記載のフレア計測方法において、
前記基板は、複数の前記透過パターンを備え、
前記第３の光は、前記複数の透過パターンのうち、一つの透過パターンを照射する照射範囲を有し、
前記第４の光は、前記複数の透過パターンのうち、複数の透過パターンを照射する照射範囲を有する。
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のフレア計測方法において、
前記フレアに関する第２情報は、前記照明光学系で発生するフレアである。
照明光学系からの露光光をパターンを備えたマスクに照射し、該パターンの像を投影光学系を介して感光基板上に転写する露光方法において、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって、各光学系によって生じるフレアを計測し、該計測結果に基づいて所定の処理を行った後、前記転写処理を行う。
光源からの照明光をマスクに照射する照明光学系と、前記マスクに形成されたパターンの像を基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置の調整方法において、
光を遮光する遮光パターン及び光を透過する透過部を備えたマスクに、前記投影光学系による前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置でフレア光が検知されない光量を有する第１の光を照射し、
前記マスクに、前記第１の光に対して光量を増加させた第２の光を照射し、
前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における前記第１の光の光量に関する情報と、前記遮光パターンの像の形成位置に対応した位置における前記第２の光の光量に関する情報とに基いて、前記投影光学系の像面上での前記照明光の照度分布を求める。
請求項１１に記載の露光装置の調整方法において、
光を遮光する遮光部、及び前記遮光部の中に形成され、光を透過する透過パターンを備えたマスクのうち、前記透過パターンに対して、前記透過パターンに対応する照射範囲を有する第３の光を前記照明光学系を介して照射し、前記透過パターン及び前記投影光学系を介した前記第３の光の光量に関する情報を検出し、
前記第３の光の照射範囲よりも広い照射範囲を有する第４の光を前記照明光学系を介して前記マスクに照射し、前記透過パターン及び前記投影光学系を介した前記第４の光の光量に関する情報を検出し、
前記第３の光の光量に関する情報と前記第４の光の光量に関する情報とに基いて、前記マスク上での前記照明光の照度分布を求める。