WO2005010960A1

WO2005010960A1 - 投影光学系の検査方法および検査装置、ならびに投影光学系の製造方法

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Publication number: WO2005010960A1
Application number: PCT/JP2004/010863
Authority: WO
Inventors: Mikihiko Ishii; Yutaka Ichihara; Takashi Gemma
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2005-02-03
Also published as: JP2009152619A; EP1650787A1; US7843550B2; JPWO2005010960A1; US20060176457A1; EP1650787A4; EP3346485A1; JP4798230B2; US20070076181A1; JP4524669B2; US7868997B2

Abstract

この投影光学系の検査装置には、一端側に形成された平面部(8a)と、平面部に対向する反射球面部(8b)とを有する折り返し硝子部材(8)を、投影光学系(PL)の像面側に、平面部が投影光学系に対向するように配置する。そして、投影光学系と折り返し硝子部材との間に液体(w)を供給した状態で、干渉計部(2)から射出した測定光を投影光学系に入射し、投影光学系及び液体を透過して折り返し硝子部材に入射した測定光を反射球面部で反射し、再び液体及び投影光学系を通過した測定光と、干渉計部内で生成される参照光との干渉縞を検出する。

Description

投影光学系の検査方法およぴ検查装置、ならぴに投影光学系の製造方法技術分野

本発明は、投影光学系の検查方法および検査装置、ならびに投影光学系の製造方法に係り、特にリソグラフィ一工程において用いられてマスクに形成されたパタ一ンの像を基板に投影する露光装置に設けられる投影光学系の検査方法およぴ明

検査装置、ならびに投影光学系の製造方法に関する。

田

本願は、 2 0 0 3年 7月 2 5日に出願された特願 2 0 0 3— 2 7 9 9 2 9号に書

ついて優先権を主張し、その内容をここに援用する。背景技術

半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造においては、マスクゃレチクル（以下、これらを総称する場合はマスクという）に形成されたパターンの像をフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウェハやガラスプレート等（以下、これらを総称する場合は基板という）に転写する露光装置が用いられる。露光装置は、例えば極めて微細なパターンが形成される半導体素子等を製造する場合に多用されるステッパー等の一括露光型の投影露光装置と、例えば大面積の液晶表示素子を製造する場合に多用されるステツプ ·アンド ·スキャン方式等の走査露光型の投影露光装置とに大別されるが、通常これらの露光装置の何れもがマスクのパターン像を基板に転写するための投影光学系を備える。

一般的にマイクロデバイスは複数のパターンが層状に形成されて製造されるため、露光装置を用いてマイクロデバイスを製造する際には、投影されるマスクのパターン像と基板上に既に形成されているパターンとの正確な位置合わせを行つた上で、マスクのパターン像を高解像度で忠実に基板上へ投影しなければならない。従って、投影光学系は収差が良好に抑えられ、高い解像度を有する極めて優れた光学性能が要求される。投影光学系の光学性能は、理想的な球面波を生成して、例えば以下の手順で検査される。つまり、生成した理想的な球面波を測定光及び参照光に分割して測定光のみを投影光学系に入射させ、投影光学系を透過した測定光を投影光学系の像面側に配置された凹状の球面ミラーを有する反射部材で反射させ、再度投影光学系を透過した測定光と投影光学系を透過していない参照光とを干渉させて得られる干渉縞を解析することで投影光学系の性能を検査する。従来の投影光学系の検查方法の詳細については、例えば、特開 2 0 0 2— 2 9 6 0 0 5号公報、特開平 1 0— 1 6 0 5 8 2号公報を参照されたい。

ところで、近年、基板に形成されるパターンの微細化の要求が高まっている。その理由は、半導体素子を製造する場合を例に挙げると、パターンを微細化することにより、 1枚の基板から製造される半導体素子の数が増加するため、半導体素子の製造コストを下げることができるとともに、半導体素子そのものを小型化することができるからであり、また、微細化することにより動作周波数を向上させることができ、更に低消費電力化を図ることもできるからである。現在の C P U (中央処理装置）は、 0 . 1〜0 . 2 m程度のプロセスルールで製造されているが、今後 0 . 1 μ πι以下のプロセスルールでの製造が行われつつある。微細なパターンを形成するには、露光時にマスクを照明する照明光を短波長化するとともに、投影光学系の開口数（Ν . Α . ) を高く設定する必要がある。照明光を短波長化すると、投影光学系のレンズとして使用することができる硝材が制限されるため、投影光学系の設計の自由度が低下するとともに、投影光学系自体が高価になってしまう。そこで、近年においては、投影光学系と基板との間に気体（空気又は窒素ガス）よりも屈折率の高い液体を充満させることで解像度を向上させた液浸式の投影光学系が案出されており、この液浸式の投影光学系の光学性能を精度良く検査（測定）したいという要望が強くなつている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、像面側に液体が配置される液浸式の投影光学系の光学性能を正確且つ容易に検査することができる投影光学系の検査方法およぴ検查装置、ならびに投影光学系の製造方法を提供することを目的とする。発明の開示本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検查方法であって、前記投影光学系の像面側に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを通過した測定光を光電検出する投影光学系の検査方法を提供する。本発明の投影光学系の検査方法においては、一端側に形成された平面部と、そ. の平面部に対向する反射球面部とを有する光学部材を、前記平面部が前記投影光学系と対向するように配置し、前記投影光学系と前記光学部材の平面部との間に前記液体を供給し、前記平面部を通過して前記反射球面で反射し、再び前記平面部を通過した測定光を光電検出することが望ましい。

本発明によれば、投影光学系及び液体を通過した測定光が光学部材の平面部から光学部材内に入射し、光学部材内を進んで反射球面部で反射され、光学部材内を反対方向進んで平面部から射出され、再び液体及び投影光学系を通過した後に光電検出される。

本発明の投影光学系の検查方法においては、前記投影光学系の像面側に、周囲に平坦部が形成された反射球面部を配置し、前記平坦部及ぴ前記反射球面部と、前記投影光学系との間に前記液体を供給し、前記反射球面部で反射した測定光を光電検出することが望ましい。

本発明によれば、投影光学系及び液体を通過した測定光が集光される前に反射球面部で反射され、再ぴ液体及び投影光学系を通過した後に光電検出される。本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検查装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される反射球面部と、前記投影光学系に入射し、前記投影光学系と前記反射球面部との間の少なくとも一部に供給された液体を通過して前記反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置を提供する。

本発明は、投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される複数の反射球面部と、前記複数の反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置を提供する。

本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検查する投影光学系の検查装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される平坦部と、前記投影光学系と前記平坦部との間に配置された液体、および前記投影光学系を通過した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置を提供する。

本発明の投影光学系の製造方法は上記の検查装置を用いて製造される。

本発明によれば、検查対象としての投影光学系の光学性能を検査する際に、投影光学系の像面側に液体を供給し、投影光学系および液体を通過した測定光を光電検出するようにしているので、液浸用の投影光学系の光学性能を精度良く検查できる。また、投影光学系と光学部材の平面部との間、又は投影光学系と平坦部及び反射球面部との間に液体で満たされた状態で検査が行われるため、液体の対流により測定光の波面が乱されることなく、また液体による測定光の吸収も僅かであるため、液浸式の投影光学系の光学性能を正確に検查することができる。また、液体は投影光学系と光学部材の平面部との間、又は投影光学系と平坦部及び反射球面部との間に供給されるため、光学部材又は反射球面部の移動をたやすく行うことができ、投影光学系の検査を容易に行うことができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態による検査装置の全体構成の概略を示す図である。図 2は、本発明の第 1実施形態による検査装置が備える干渉計部の構成を示す図である。

図 3 A，図 3 Bは、本発明の第 2実施形態による検査装置に設けられる折り返し硝子部材の構成を示す図であって、図 3 Aは折り返し硝子部材の断面図、図 3 Bは折り返し硝子部材の上面斜視図である。

図 4 A, 図 4 Bは、本発明の第 3実施形態による検査装置に設けられる反射球面部及びホルダの構成を示す図であって、図 4 Aは反射球面部及びホルダの断面図、図 4 Bは反射球面部及ぴホルダの上面斜視図である。

図 5 A，図 5 Bは、本発明の第 4実施形態による検査装置に設けられる反射球面部及ぴホルダの構成を示す図であって、図 5 Aは反射球面部及ぴホルダの断面図、図 5 Bは反射球面部及びホルダの上面斜視図である。

図 6は、本発明の第 5実施形態による検査装置が備える干渉計部の構成を示す図である。図 7は、本発明の第 5実施形態による検查装置に設けられる光学部材の構成を示す断面図である。

図 8は、光学部材に形成されるゾーンプレートの一例を示す図である。

図 9は、ブラインド機構の概略構成を示す図である。

図 1 0は、検査装置の要部構成を概略的に示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施形態による投影光学系の検査方法および検查装置、ならびに投影光学系の製造方法について詳細に説明する。

[第 1実施形態]

図 1は、本発明の一実施形態による検査装置の全体構成の概略を示す図である。尚、以下の説明においては、図中に X Y Z直交座標系を設定し、この X Y Z直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 X Y Z直交座標系は、 Y軸及び Z軸が紙面に対して平行となるよう設定され、 X軸が紙面に対して直交する方向に設定されている。図中の X Y Z座標系は、実際には X Y平面が水平面に平行な面に設定され、 Z軸が鉛直上方向に設定される。

図 1において、 1は所定形状の断面を有する光束を射出する光源であり、例えば A r Fエキシマレーザ光源（波長 1 9 3 n m) である。光源 1から射出される光束は干渉計部 2に供給される。干渉計部 2は、光源 1から供給される光束から参照光と測定光とを生成し、測定光を検査対象としての投影光学系 P Lに供給するとともに、投影光学系 P Lを通過した測定光と参照光とを干渉させて得られる干渉光の干渉縞を検出する。干渉計部 2は干渉縞の検出結果を主制御装置 1 4に出力する。主制御装置 1 4は干渉計部 2から出力された検出結果（干渉縞そのもの）を不図示のモニタに表示し、又は検出結果を解析して投影光学系 P Lにおいて生ずる波面収差を数値的に求めて、得られた数値をモニタに表示する。

干渉計部 2は、ステージ 3上に保持されている。ステージ 3は、 X Y平面内において移動可能であるとともに、 Z方向に沿って移動可能に構成され、更に姿勢 ( X軸、 Y軸、及び Z軸の回りの回転）を変更することができるように構成されている。ステージ 3の一端には移動鏡 4 a， 4 bが取り付けられており、移動鏡 4 aの鏡面に対応してレーザ干渉計 5が設けられており、移動鏡 4 bに対してレ —ザ干渉計 6が設けられている。尚、図 1では図示を簡略化しているが、移動鏡 4 aは X軸に垂直な鏡面を有する移動鏡及び Y軸に垂直な鏡面を有する移動鏡から構成されている。

また、レーザ干渉計 5は、 Y軸に沿って移動鏡 4 aにレーザ光を照射する 2個の Y軸用のレーザ干渉計及ぴ X軸に沿って移動鏡 4 aにレーザ光を照射する X軸用のレーザ干渉計より構成され、 Y軸用の 1個のレーザ干渉計及ぴ X軸用の 1個のレーザ干渉計によりステージ 3の X座標及び Y座標が計測される。また、 Y軸用の 2個のレーザ干渉計の計測値の差により、ステージ 3の Z軸回りの回転角が計測される。

更に、レーザ干渉計 6は、移動鏡 4 bに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、ステージ 3の表面の Z方向の位置及び姿勢を検出する。尚、図 1においてはレーザ干渉計 6及び移動鏡 4 bを 1つのみ図示しているが、実際にはそれぞれ 3つ設けられており、ステージ 3の Z方向の位置及び傾き（X 軸及び Y軸回りの回転角）が検出されている。

レーザ干渉計 5によって検出されたステージ 3の X座標、 Y座標、及び Z軸回りの回転角を示す情報、並びにレーザ干渉計 6によつて検出されたステージ 3の Z座標、 X軸回りの回転角、及び Y軸回りの回転角を示す情報は、主制御装置 1 4に出力される。主制御装置 1 4は出力されてきたこれらの情報をモニターしつつ、駆動コントローラ 7へ制御信号を出力してステージ 3の位置及び姿勢を制御する。

干渉計部 2の一 Z方向には、検査対象としての投影光学系 P Lが配置され、干渉計部 2で生成された測定光が投影光学系 P Lに供給される。投影光学系 P Lの像面側には折り返し硝子部材 8が配置されている。この折り返し硝子部材 8は、投影光学系 P L及び液体 _Wを通過した測定光を反射して再度投影光学系 P Lに導くためのものであり、一端側に形成された平面部 8 aと、この平面部 8 aに対向する反射球面部 8 bとを有し、平面部 8 aが投影光学系 P Lに対向するように配置されている。尚、折り返し硝子部材 8は平面部 8 aが投影光学系 P Lの像面に一致するように位置決め制御される。折り返し硝子部材 8は合成石英又は蛍石（フッ化カルシウム： C a F ₂ ) 等の硝材を用いて形成されており、反射球面部 8 b は、例えば平面部 8 aに対向して形成された球面部にクロム（C r ) 等の金属を蒸着して形成される。

折り返し硝子部材 8はステージ 9に保持されている。ステージ 9の上面と折り返し硝子部材 8の平面部 8 aとはほぼ面一になつている。ステージ 9は、ステージ 3と同様に、 X Y平面内において移動可能であるとともに、 Z方向に沿って移動可能に構成され、更に姿勢（X軸、 Y軸、及び Z軸の回りの回転）を変更することができるように構成されている。ステージ 9の一端には移動鏡 1 0 a， 1 0 bが取り付けられており、移動鏡 1 0 aの鏡面に対面してレーザ干渉計 1 1が設けられ、移動鏡 1 0 bに対してレーザ干渉計 1 2が設けられている。

尚、図 1では図示を簡略化しているが、移動鏡 1 0 aは X軸に垂直な鏡面を有する移動鏡及び Y軸に垂直な鏡面を有する移動鏡から構成されている。また、レ一ザ干渉計 1 1は、 Y軸に沿って移動鏡 1 0 aにレーザ光を照射する 2個の Y軸用のレーザ干渉計及び X軸に沿って移動鏡 1 0 aにレーザ光を照射する X軸用のレーザ干渉計より構成され、 Y軸用の 1個のレーザ干渉計及ぴ X軸用の 1個のレ一ザ干渉計によりステージ 9の X座標及び Y座標が計測される。また、 Y軸用の

2個のレーザ干渉計の計測値の差により、ステージ 9の Z軸回りの回転角が計測される。

レーザ干渉計 1 2は、移動鏡 1 0 bの表面に対してレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、ステージ 9の表面の Z方向の位置及ぴ姿勢を検出する。尚、図 1においてはレーザ干渉計 1 2及ぴ移動鏡 1 0 bの各々を 1つのみ図示しているが、実際には 3つ設けられており、ステージ 9の Z方向の位置及び傾き（X軸及ぴ Y軸回りの回転角）が検出されている。

レーザ干渉計 1 1によって検出されたステージ 9の X座標、 Y座標、及び Z軸回りの回転角を示す情報、並びにレーザ干渉計 1 2によって検出されたステージ 9の Z座標、 X軸回りの回転角、及び Y軸回りの回転角を示す情報は、主制御装置 1 4に出力される。主制御装置 1 4は出力されてきたこれらの情報をモニターしつつ、駆動コントローラ 1 3へ制御信号を出力してステージ 9の位置及び姿勢を制御する。かかる制御により、折り返し硝子部材 8は平面部 8 aが投影光学系 P Lの像面と一致するように配置される。尚、ステージ 9及び駆動コン.トローラ 1 3は、本発明にいう第 1駆動装置に相当するものである。

また、本実施形態においては、検查対象としての投影光学系 P Lが液浸式のものであるため、投影光学系 P Lの像面側（投影光学系 P Lに含まれる光学素子のうちの最も像面側に位置する光学素子 L 3 (図 2参照）と折り返し硝子部材 8との間）に液体 wが供給される。

尚、投影光学系 P Lに含まれる光学素子のうちの最も像面側に位置する光学素子 L 3と折り返し硝子部材 8との間は、 0 . 1 mm〜数 mm程度の間隔である。この液体 wは、例えば純水である。液体 wとして純水を用いる理由は、気体（空気又は窒素ガス）よりも屈折率が高く投影光学系 P Lの開口数を向上させることができるとともに、 A r Fエキシマレーザ光に対する吸収が少ないからである。本実施形態の検查装置は、投影光学系 P Lの像面側に液体 wを供給するために、液体供給装置 1 5と液体回収装置 1 6とを備える。液体供給装置 1 5は、投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間の少なくとも一部を液体 wで満たすためのものであって、液体 wを収容するタンク、脱気装置、加圧ポンプ、液体 wの温度を ± 0 . 0 1 °C〜土 0 . 0 0 1 °Cの精度で調整可能な温度調整器等を備えて構成される。この液体供給装置 1 5には供給管 1 7の一端部が接続されており、供給管 1 7の他端部には供給ノズル 1 8が接続されている。これら供給管 1 7及び供給ノズル 1 8を通じて投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間の空間に液体 wが供給される。

なお、本実施形態においては、液体 wの温度はほぼ 2 3 °Cに調整されて、投影光学系 P Lと硝子部材 8との間に供給される。また、液体供給装置 1 5から供給される純水 (液体 w) は、透過率 9 9 %/mm以上とするのが好ましく、その場合、純水（液体 w) 中に溶解している炭素化合物のうち有機系化合物中の炭素の総量を示す T O C (total organic carbon) は 3 p p b未満に抑えるのが好ましレ、。

液体回収装置 1 6は、吸引ポンプ、回収した液体 wを収容するタンク等を備える。液体回収装置 1 6には回収管 1 9の一端部が接続され、回収管 1 9の他端部には回収ノズル 2 0が接続されている。投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間の空間に供給された液体 wは、回収ノズル 2 0及ぴ回収管 1 9を通じて液体回収装置 1 6に回収される。これら液体供給装置 1 5及び液体回収装置 1 6は、主制御装置 1 4により制御される。

つまり、投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間の空間に液体 wを供給する際に、主制御装置 1 4は液体供給装置 1 5及び液体回収装置 1 6のそれぞれ対して制御信号を出力し、単位時間当たりの液体 wの供給量及び回収量を制御する。かかる制御により、液体 wは投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間に必要十分な量だけ供給される。尚、本実施形態においては、投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8の平面部 8 aとの間の液体 wをステージ上方で回収しているが、ステ一ジ 9の平面部 8 aの周囲に回収部を設けてもよいし、それらを併用してもよレ、。

以上、本発明の第 1実施形態による検査装置の全体構成の概略について説明したが、次に検査装置が備える干渉計部 2の構成について説明する。図 2は、本発明の第 1実施形態による検查装置が備える干渉計部 2の構成を示す図である。尚、図 2においては、図 1に示した部材と同一の部材には同一の符号を付している。図 2に示す通り、干渉計部 2は、レンズ 2 1、コリメートレンズ 2 2、折り曲げミラー 2 3，ビ一ムスプリッタ 2 4、折り曲げミラー 2 5， 2 6、基準レンズ 2 7、リレーレンズ 2 8 , 2 9、及びセンサ 3 0を含んで構成される。

レンズ 2 1は、光源 1から供給される光束を一度集光し、コリメートレンズ 2 2はレンズ 2 1で集光された光束を平行光束に変換する。折り曲げミラー 2 3は、コリメートレンズ 2 2を通過して一 Y方向に進む光束を + Z方向に偏向する。ビ一ムスプリッタ 2 4は、折り曲げミラー 2 3で偏向されて + Z方向に進む光束を透過させるとともに、折り曲げミラー 2 5から一 Z方向に進む光束を + Y方向に反射する。折り曲げミラー 2 5はビームスプリッタ 2 4を透過して + Z方向に進む光束を一 Y方向に偏向し、折り曲げミラー 2 6は折り曲げミラー 2 5で偏向されてー Y方向に進む光束を一 Z方向に偏向する。

基準レンズ 2 7は + Z方向に凸となるよう配置されたメニスカスレンズであり、参照光及び測定光を生成するために設けられる。この基準レンズ 2 7は、投影光学系 P L側の面が球面に設定された基準面 2 7 aであり、折り曲げミラー 2 6で偏向されて一 Z方向に進む光束は基準面 2 7 aに対して垂直に入射する。基準面 2 7 aを透過した光束は測定光として用いられ、基準面 2 7 aで反射された光束は参照光として用いられる。尚、図 1に示した主制御装置 1 4は、基準レンズ 2 7の焦点が投影光学系 P Lの物体面 O Pに配置されるように、レーザ干渉計 6の検出結果をモニタしつつ駆動コントローラ 7を介してステージ 3の Z方向の位置を制御する。

リレーレンズ 2 8， 2 9は、折り曲げミラー 2 6 , 2 5を順に介してビームスプリッタ 2 4で反射された光束（参照光と測定光との干渉光）をリレーするレンズである。干渉計部 2に設けられたレンズ 2 1、コリメートレンズ 2 2、基準レンズ 2 7、及びリレーレンズ 2 8， 2 9は投影光学系 P Lが備える光学素子と同様に合成石英又は蛍石等の硝材を用いて形成されている。

センサ 3 0は、干渉光を検出するものであり、例えば二次元 C C D (Charge Coupled Device) 等の光電変換素子を用いることができる。このように、図 2に示す干渉計部 2においては、フィゾー型の干渉計が構成されている。センサ 3 0 の検出結果は図 1に示した主制御装置 1 4に出力される。尚、図 2においては、便宜上、投影光学系 P Lに設けられる光学素子のうち、最も物体面側に配置される光学素子 L l、及び最も像面側に配置される光学素子 L 2 , L 3を図示しているが、実際には十数〜数十個の光学素子が設けられている。液体供給装置 1 5からの液体 wは、光学素子 L 3と折り返し硝子部材 8との間に供給される。

次に、図 1及び図 2を参照しつつ以上説明した構成の検査装置を用いて検査対象としての投影光学系 P Lの光学性能の検査する検査方法について説明する。検査が開始されると、まず主制御装置 1 4は液体供給装置 1 5及び液体回収装置 1 6に対して制御信号を出力し、液体供給装置 1 5からの液体 wが供給管 1 7及び供給ノズル 1 8を通じて投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間の空間に供給され、更にこの空間に供給された液体 wが回収ノズル 2 0及び回収管 1 9を通じて液体回収装置 1 6に回収され、所定量の液体 wが常時投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間を満たすように流れている。

次に、主制御装置 1 4はレーザ干渉計 5の検出結果をモニタしつつ、干渉計部 2に設けられた基準レンズ 2 7の X Y平面内における焦点位置が最初の検查位置に配置されるように、駆動コントローラ 7を介してステージ 3を駆動し、 X Y平面内においてステージ 3を位置決めする。これと同時に、主制御装置 1 4は、レ一ザ干渉計 1 1の検出結果をモニタしつつ駆動コントローラ 1 3を介してステージ 9を X Y平面内で移動させて、ステージ 3の X Y平面内における位置に応じた位置にステージ 9を位置決めする。これにより、折り返し硝子部材 8に形成された平面部 8 aに直交し、反射球面部 8 bの最底部を通る光軸が、投影光学系 P L に関して基準レンズ 2 7の焦点の位置と光学的に共役な点を通るように折り返し硝子部材 8は位置決めされる。

これと同時に主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 6 , 1 2の検出結果をモニタしつつ、ステージ 3， 9の Z方向の位置及ぴ姿勢を制御する。このとき、 Z方向における基準レンズ 2 7の焦点位置が投影光学系 P Lの物体面 O P内に含まれるようステージ 3を制御するとともに、折り返し硝子部材 8の平面部 8 aが投影光学系 P Lの像面と一致するようにステージ 9を制御する。

以上の処理が完了すると、主制御装置 1 4は光源 1に対して制御信号を出力して光源 1を発光させる。光源 1が発光すると、光源 1から一 Y方向に進む光束は干渉計部 2が備えるレンズ 2 1に導かれる。レンズ 2 1に導かれた光束は、コリメートレンズ 2 2を通過して平行光に変換された後、折り曲げミラー 2 3に入射し、 + Z方向に偏向される。この光束はビームスプリッタ 2 4を透過して折り曲げミラー 2 5で一 Y方向に偏向され、更に折り曲げミラー 2 6で一 Z方向に偏向された後、基準レンズ 2 7に入射する。

光束が基準レンズ 2 7に入射すると、基準レンズ 2 7の基準面 2 7 aに垂直に入射し、光束の一部が透過し、残りが反射される。基準面 2 7 aを透過した光束は、測定光として干渉計部 2から射出され、投影光学系 P Lの物体面 O Pの位置に集光する。集光した測定光は球面波状に広がりながら投影光学系 P Lに入射し光学素子 L I , L 2等を通過して光学素子 L 3に入射し、光学素子 L 3から投影光学系 P Lの像面側に射出される。

投影光学系 P Lから射出された測定光は液体 wを透過して折り返し硝子部材 8 の平面部 8 aで結像し、平面部 8 aから折り返し硝子部材 8内に入射する。折り返し硝子部材 8内を透過した測定光は、折り返し硝子部材 8の反射球面部 8 bで反射されて、折り返し硝子部材 8内を逆方向に進み、液体 w及び投影光学系 P L を再ぴ通過して干渉計部 2に設けられた基準レンズ 2 7に入射する。

基準レンズ 2 7に入射した測定光及び基準レンズ 2 7の基準面 2 7 aで生成される参照光は、折り曲げミラー 2 6， 2 5を順に介してビームスプリッタ 2 4で反射され、リレーレンズ 2 8， 2 9を順に通過してセンサ 3 0で受光される。センサ 3 0には投影光学系 P Lを通過した測定光と投影光学系 P Lを通過していない参照光とが入射されるため、センサ 3 0にはそれらの干渉光が入射し投影光学系 P Lの光学性能（残存収差等）に応じた干渉縞が検出される。この検出結果は主制御装置 1 4へ出力されて干渉縞そのものが不図示のモニタに表示され、又は主制御装置 1 4により解析されて投影光学系 P Lにおいて生ずる波面収差を示す数値がモニタに表示される。

次に、主制御装置 1 4はレーザ干渉計 5の検出結果をモニタしつつ、 X Y平面内における基準レンズ 2 7の焦点の位置が次の検査位置に配置するように、駆動コントローラ 7を介してステージ 3を駆動し、 X Y平面内においてステージ 3を位置決めする。これと同時に、主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 1 1の検出結果をモニタしつつ駆動コントローラ 1 3を介してステージ 9を X Y平面内に移動させて、改めて位置決めしたステージ 3の X Y平面内における位置に応じた位置にステージ 9を位置決めする。ここでも、折り返し硝子部材 8に形成された平面部 8 aに直交し、反射球面部 8 bの最底部を通る光軸が、投影光学系 P Lに関して基準レンズ 2 7の焦点の位置と光学的に共役な点を通るように折り返し硝子部材 8は位置決めされる。

ステージ 3 , 9の X Y平面内の位置を変えたときにも、主制御装置 1 4はレーザ干渉計 6， 1 2の検出結果をモニタしつつ、ステージ 3 , 9の Z方向の位置及ぴ姿勢を制御して、 Z方向における基準レンズ 2 7の焦点位置が投影光学系 P L の物体面 O P内に含まれ、折り返し硝子部材 8の平面部 8 aが投影光学系 P Lの像面と一致するようにする。そして、ステージ 3 , 9の位置決めが終了すると再度上記と同様に干渉縞を検出し、以下同様にして、ステージ 3， 9の X Y平面内における位置を変えつつ複数箇所で測定を行う。このようにして、像高が異なる複数箇所における投影光学系 P Lの光学性能を検査する。以上説明した本発明の第 1実施形態によれば、液体供給装置 1 5から投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間に液体 wを供給できるので、液浸用の投影光学系 P Lの光学性能を正確に検査できる。また、折り返し硝子部材 8を投影光学系 P Lの像面側に配置し、折り返し硝子部材 8に形成された平面部 8 aと投影光学系 P Lとの間の 0 . 1〜1 . O mm程度の僅かな隙間に液体 wが供給された状態で投影光学系 P Lの光学性能が検査されるため、従来のように投影光学系 P L の像面側に凹状の球面ミラーを配置した場合のように、投影光学系 P Lと球面ミラーとの間を満たすための大量の液体 wを必要としない。

また、投影光学系 P Lの光学性能を検査する際に、液体 wの対流により測定光の波面が乱されることなく、また液体 wによる測定光の吸収も僅かであるため、液浸式の投影光学系の光学性能を正確に検査することができる。また、液体 wは折り返し硝子部材 8に形成された平面部 8 aと投影光学系 P Lとの間の僅かな間隙のみに供給されるため、ステージ 9の駆動による折り返し硝子部材 8の移動をたやすく行うことができ、投影光学系 P Lの検査を容易に行うことができる。

[第 2実施形態]

次に、本発明の第 2実施形態について説明する。本発明の第 2実施形態による検査装置は、図 1に示した検査装置とほぼ同様の構成であるが、折り返し硝子部材 8に代えて図 3に示す折り返し硝子部材 3 2及びホルダ 3 1をステージ 9上に配置した点が異なる。図 3 A、図 3 Bは、本発明の第 2実施形態による検査装置に設けられる折り返し硝子部材 3 2の構成を示す図であって、図 3 Aは折り返し硝子部材 3 2の断面図、図 3 Bは折り返し硝子部材' 3 2の上面斜視図である。折り返し硝子部材 3 2は、折り返し硝子部材 8と同様に、投影光学系 P L及び液体 wを通過した測定光を反射して再度投影光学系 P Lに導くためのものであり、一端側に形成された平面部 3 2 aと、この平面部 3 2 aに対向する反射球面部 3 2 bとを有する半球状であり、平面部 3 2 aが投影光学系 P Lに対向するように配置されている。この折り返し硝子部材 3 2は合成石英又は蛍石等の硝材を用いて形成されており、反射球面部 3 2 bは、例えば平面部 3 2 aに対向して形成された球面部にクロム（C r ) 等の金属を蒸着して形成される。

この折り返し硝子部材 3 2は複数（図 3に示す例では 9個）用意されており、各々の反射球面部 3 2 bがホルダ 3 1の上面に X方向及び Y方向の各々の方向に所定のピッチで配列形成された球面状の凹部に嵌合された状態で保持されている。ホルダ 3 1の上面に形成される凹部は、投影光学系 P Lの光学性能を検査する像高（検査）位置に応じて形成されている。また、図 3 Aに示す通り、折り返し硝子部材 3 2の各々は、その平面部 3 2 aがホルダ 3 1の上面と一致するように、即ち平面部 3 2 aとホルダ 3 1の上面とが同一平面に含まれるよう、ホルダ 3 1 に保持されている。ホルダ 3 1は、例えばアルミニウム（A 1 ) を用いて形成されている。また、図 3 Aに示す通り、折り返し硝子部材 3 2及びホルダ 3 1は、その上面が投影光学系 P Lの像面に一致するように配置される。

次に、以上の構成における本発明の第 2実施形態による検査装置を用いて検查対象としての投影光学系 P Lの光学性能を検查する検査方法について説明する。検査が開始されると、第 1実施形態と同様に、液体供給装置 1 5及び液体回収装置 1 6を用いて投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 3 2及びホルダ 3 1との間に液体 wを供給する。次に、主制御装置 1 4は、駆動コントローラ 1 3を介してステージ 9を X Y面内で移動させ、折り返し硝子部材 3 2の各々が投影光学系 P L に対して所定の位置に配置されるよう位置決めする。このとき、主制御装置 1 4 は、折り返し硝子部材 3 2の各々の平面部 3 2 aが投影光学系 P Lの像面と一致するように、ステージ 9の Z方向の位置及ぴ姿勢を制御する。

以上の処理が完了すると、主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 5の検出結果をモニタしつつ、 X Y平面内における基準レンズ 2 7の焦点の位置が最初の検査位置に配置されるように駆動コントローラ 7を介してステージ 3を駆動し、 X Y平面内においてステージ 3を位置決めする。これと同時に主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 6の検出結果をモニタしつつ、ステージ 3の Z方向の位置及ぴ姿勢を制御して、 Z方向における基準レンズ 2 7の焦点位置が投影光学系 P Lの物体面 O P 内に含まれるようステージ 3を制御する。

ステージ 3の最初の位置決めが完了すると、主制御装置 1 4は光源 1に制御信号を出力して光源 1を発光させる。この光源 1からの光束に基づいて、干渉計部 2において測定光及び参照光が生成され、干渉計部 2から射出された測定光が投影光学系 P L及び液体 wを順に通過して、投影光学系 P Lの像面側に位置する折り返し硝子部材 3 2の何れか（最初の検査位置に応じた位置に配置されている折り返し硝子部材 3 2 ) の平面部 3 2 aから折り返し硝子部材 3 2の内部に入射する。この測定光はその折り返し硝子部材 3 2に形成されている反射球面部 3 2 b で反射され、その折り返し硝子部材 3 2内を逆方向に進み、液体 w及び投影光学系 P Lを再び通過して干渉計部 2に入射し、干渉計部 2が備えるセンサ 3 0において測定光と参照光との干渉光が検出される。

最初の検査位置における検査が終了すると、主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 5の検出結果をモニタしつつ、 X Y平面内における基準レンズ 2 7の焦点の位置が次の検査位置に配置するように、駆動コントローラ 7を介してステージ 3を駆動し、 X Y平面内においてステージ 3を位置決めする。これと同時に主制御装置 1 4は、レーザ干渉計 6の検出結果をモニタしつつ、ステージ 3の Z方向の位置及び姿勢を制御して、 Z方向における基準レンズ 2 7の焦点位置が投影光学系 P Lの物体面 O P内に含まれるようステージ 3を制御する。

ステージ 3の位置決めが完了すると、最初の検查位置における検査と同様に、光源 1からの光束に基づいて測定光と参照光とが生成され、測定光が投影光学系 P L及び液体 wを順に通過して折り返し硝子部材 3 2に入射する。このとき、測定光が入射する折り返し硝子部材 3 2は、 X Y平面内における基準レンズ 2 7の焦点の現在の位置に応じた位置に配置されている折り返し硝子部材 3 2であり、最初の検查位置に配置されたときに用いたものとは異なるものである。

折り返し硝子部材 3 2内に入射した測定光は、その折り返し硝子部材 3 2に形成されている反射球面部 3 2 bで反射され、その折り返し硝子部材 3 2内を逆方向に進み、液体 w及ぴ投影光学系 P Lを再び通過して干渉計部 2に入射し、干渉計部 2が備えるセンサ 3 0において測定光と参照光との干渉光が検出される。以下同様にして、ステージ 3を X Y面内で移動させて順次各検查位置での検査が行われる。

以上説明した本発明の第 2実施形態による検査装置及び検査方法によれば、折り返し硝子部材 3 2を投影光学系 P Lの像面側に複数配置し、折り返し硝子部材 3 2の位置を変えずに干渉計部 2の位置のみを変えることで像高が異なる複数箇所における投影光学系 P Lの光学性能を検査している。このため、折り返し硝子部材 3 2に形成された平面部 3 2 a及びホルダ 3 1の上面と投影光学系 P Lとの間の数 m m程度の僅かな隙間に液体 wが供給された状態でステージ 9を移動させることなく、又は移動させる場合であっても僅かな移動量で投影光学系 P Lの光学性能を高精度且つ容易に検査することができる。

尚、上記の第 2実施形態においては、ホルダ 3 1上に 9個の折り返し硝子部材 3 2を備える場合を例に挙げて説明したが、折り返し硝子部材 3 2の数は 9個に制限される訳ではなく任意の数で良い。また、折り返し硝子部材 3 2の配列ピッチも任意で良い。折り返し硝子部材 3 2の数及び配列は、例えば検査位置の数及ぴ配列に応じて設定される。更に、図 3では隣り合う折り返し硝子部材 3 2同士が接するように配列されている場合を図示しているが、折り返し硝子部材 3 2は必ずしも接して配列される必要は無い。もちろん、ホルダ 3 1上に折り返し硝子部材 3 2を 1個配置して、第 1実施形態と同様にステージ 9を移動しながら検査を行ってもよい。

[第 3実施形態]

次に、本発明の第 3実施形態について説明する。本発明の第 3実施形態による検查装置は、図 1に示した検查装置とほぼ同様の構成であるが、折り返し硝子部材 8に代えて図 4に示す反射球面部 3 4が形成されたホルダ 3 3をステージ 9上に配置した点が異なる。図 4 A、図 4 Bは、本発明の第 3実施形態による検査装置に設けられる反射球面部 3 4及びホルダ 3 3の構成を示す図であって、図 4 A は反射球面部 3 4及びホルダ 3 3の断面図、図 4 Bは反射球面部 3 4及ぴホルダ 3 3の上面斜視図である。

ホルダ 3 3は例えばアルミニウム (A 1 ) からなる平板状であり、ホルダ 3 3 上面の平坦部 3 3 aの略中央に反射球面部 3 4が形成されている。この反射球面部 3 4は、投影光学系 P L及び液体 wを通過した測定光を反射して再度投影光学系 P Lに導くためのものであり、図 4 A、図 4 Bに示す通り、その形状は半球状であって平坦部 3 3 aから 0 . 1〜1 mm程度突出した状態で設けられる。反射球面部 3 4は半球状の部材にクロム（C r ) 等の金属を蒸着して形成され、その平面部を平坦部 3 3 aに向けた状態でホルダ 3 3に取り付けられる。または、鋼球等の球状部材にクロム ( C r ) 等の金属を蒸着し、この球状部材と径が等しい半球状の凹部をホルダ 3 3に形成し、この凹部に金属が蒸着された球状部材を嵌合することでホルダ 3 3に取り付けられる。この球状部材の取り付けは、接着剤等を用いても良いし、ホルダ 3 3を磁石等で形成して、脱着（交換）可能にしても良い。また、クロム（C r ) の代わりにシリコン（S i ) で鋼球等の球状部材を被膜してもよい。

また、図 4 Aに示す通り、ホルダ 3 3は反射球面部 3 4が取り付けられた平坦部 3 3 aを投影光学系に向けて配置されており、例えば、平坦部 3 3 aが投影光学系 P Lの像面と一致するように配置される。これにより、反射球面部 3 4は、投影光学系 P Lに向かって凸状となり、投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P L との間に配置される。このような配置とするのは、以下の理由による。つまり、投影光学系 P Lの光学性能を検査するときには強度の高い測定光が用いられるため、投影光学系 P Lの像面の位置においては測定光が集光されて強度が更に高まる。

よって、例えば第 1実施形態のように投影光学系 P Lの像面に折り返し硝子部材 8の平面部 8 aを配置すると、測定光の強度によっては折り返し硝子部材 8の平坦部 8 aに光学的な損傷が生じ、又は投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 8との間に供給された液体 wが沸騰して気泡が生じる虞がある。これを防止するために、反射球面部 3 4を投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P Lとの間に配置し、測定光が集光されて検査に影響を及ぼすほど強度が高まる前に反射球面部 3 4で反射することで光学的な損傷及び気泡等の発生を防止している。

以上の構成における本発明の第 3実施形態による検査装置を用レ、て検査対象としての投影光学系 P Lの光学性能を検査する検査方法は、第 1実施形態と同様に行われる。つまり、主制御装置 1 4が X Y平面内におけるステージ 3の位置決めを行い、このステージ 3の位置（X Y平面内における基準レンズ 2 7の焦点位置）を設定し、この位置に応じた位置（投影光学系 P Lにより測定光が投影される位置）に反射球面部 3 4が配置されるよう X Y平面内におけるステージ 9の位置決めを行う。そして、投影光学系 P L及び液体 wを順に通過した測定光を反射球面部 3 4で反射させ、再度液体 w及び投影光学系 P Lを通過した測定光を参照光と参照させてセンサ 3 0で検出する。以上の動作を、ステージ 3 , 9の X Y面内における位置を変えつつ繰り返し行う。

以上説明した本発明の第 3実施形態による検査装置及び検查方法によれば、反射球面部 3 4を投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P Lとの間に配置して測定光が集光する前に反射するようにしている。このため、強度の高い測定光が投影光学系 P Lを通過して液体 _wに入射して集光されることにより更に測定光の強度が高められ、液体 wが沸騰して気泡が生じる等の検査に不具合を生じさせる事態を防止することができる。

[第 4実施形態]

次に、本発明の第 4実施形態について説明する。本発明の第 4実施形態による検査装置は、図 3に示した検査装置とほぼ同様の構成であるが、ステージ 9上に設けられる反射球面部 3 4が形成されたホルダ 3 3に代えて、複数の反射球面部 3 6が形成されたホルダ 3 5を備える点が異なる。図 5 A、図 5 Bは、本発明の第 4実施形態による検査装置に設けられる反射球面部 3 6及びホルダ 3 5の構成を示す図であって、図 5 Aは反射球面部 3 6及びホルダ 3 5の断面図、図 5 Bは反射球面部 3 6及びホルダ 3 5の上面斜視図である。

ホルダ 3 5は例えばアルミニゥム (A 1 ) からなる平板状であり、ホルダ 3 5 上面の平坦部 3 5 a上に X方向及ぴ Y方向の両方向に複数の反射球面部 3 6が配列形成されている。これら反射球面部 3 6は第 3実施形態に示した反射球面部 3 4と同様のものであり、半球状部材又は球状部材にクロム（C r ) 等の金属を蒸着して形成され、図 5 A、図 5 Bに示す通り、各々の形状は半球状であって平坦部 3 5 aから 0 . 1〜 1 mm程度突出した状態で設けられる。尚、平坦部 3 5 a に対する反射球面部 3 6の突出量は、図 5 Aに示す通り、光学素子 L 3とホルダ 3 5の平坦部 3 5 aとの間隔よりは小さくなるように設定される。

また、図 5 Aに示す通り、ホルダ 3 5は反射球面部 3 6が取り付けられた平坦部 3 5 aを投影光学系に向けて配置されており、例えば平坦部 3 5 aが投影光学系 P Lの像面と一致するように配置される。これにより、反射球面部 3 6の各々は投影光学系 P Lに向かって凸状となり、投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P Lとの間に配置される。反射球面部 3 6の各々を投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P Lとの間に配置するのは、集光される測定光による気泡の発生等を防止するためである。

以上の構成における本発明の第 4実施形態による検査装置を用いて検查対象としての投影光学系 P Lの光学性能を検査する検査方法は、第 2実施形態と同様に行われる。つまり、主制御装置 1 4はステージ 9を所定の位置に位置決めした後はステージ 9を移動させずに、基準レンズ 2 7の焦点位置が反射球面部 3 6の形成された位置に応じて配置されるよう X Y平面内におけるステージ 3の位置決めを行う。そして、投影光学系 P L及ぴ液体 wを順に通過した測定光を反射球面部 3 6で反射させ、再度液体 w及び投影光学系 P Lを通過した測定光を参照光と干渉させてセンサ 3 0で検出する。以上の動作を、ステージ 3の X Y面内における位置のみを変えつつ繰り返し行う。

以上説明した本発明の第 4実施形態による検査装置及ぴ検查方法によれば、反射球面部 3 6を投影光学系 P Lの像面側に複数配置し、反射球面部 3 6及びホルダ 3 5の位置を変えずに干渉計部 2の位置のみを変えることで像高が異なる複数箇所における投影光学系 P Lの光学性能を検査している。このため、反射球面部 3 6及びホルダ 3 5の上面と投影光学系 P Lとの間の僅かな隙間に液体 wが供給された状態でステージ 9を移動させることなく、又は移動させる場合であっても僅かな移動量で投影光学系 P Lの光学性能を高精度且つ容易に検査することができる。また、反射球面部 3 6の各々を投影光学系 P Lの像面と投影光学系 P Lとの間に配置して測定光が集光する前に反射しているため、液体 wが沸騰して気泡が生じる等の不具合や液体 wの熱変動による光学性能の誤検出等を防止することができる。

[第 5実施形態]

次に、本発明の第 5実施形態について説明する。本発明の第 5実施形態による検査装置の全体構成は、第 2実施形態又は第 4実施形態による検査装置と同様であるが、干渉計部 2に代えて干渉計部 3 7を備える点が異なる。図 6は、本発明の第 5実施形態による検査装置が備える干渉計部 3 7の構成を示す図である。尚、図 6においては、図 3に示した折り返し硝子部材 3 2及ぴホルダ 3 1が投影光学系 P Lの像面側に配置されている場合を図示しているが、投影光学系 P Lの像面側には図 5に示す反射球面部 3 6及びホルダ 3 5等を配置することもできる。図 6に示す干渉計部 3 7と図 2に示す干渉計部 2とが異なる点は、干渉計部 3 7は干渉計部 2に設けられた基準レンズ 2 7に代えて光学部材 3 8を備えるとともに、リレーレンズ 2 8， 2 9との間の光路上にブラインド機構 3 9を備えた点である。光学部材 3 8は、光源 1からの光束に基づいて複数の測定光及び参照光を生成するものである。図 7は、本発明の第 5実施形態による検査装置に設けられる光学部材 3 8の構成を示す断面図である。

図 7に示す通り、光学部材 3 8は、例えば合成石英又は蛍石で形成された楔状の基板部材 4 0を備えている。この基板部材 4 0は一方の面 4 0 aが入射光束に対して傾斜するよう配置され、他方の面 4 0 bが入射光束に対して直交するように（投影光学系 P Lの物体面 O Pに対しても直交するように）配置される。面 4 0 bには複数のゾーンプレート Z Pが形成されている。図 8は、光学部材 3 8に形成されるゾーンプレート Z Pの一例を示す図である。図 8に示す通り、ゾーンプレート Z Pはクロム（C r ) 等によって輪帯形状の遮光帯を同心円状に複数形成したものであり、入射する光束を回折させて集光するものである。

基板部材 4 0に対して一 Z方向から入射する光束の内、ゾーンプレート Z Pにより集光された光束は測定光として用いられ、ゾーンプレート Z Pに形成された遮光体で反射された光束は参照光として用いられる。ここで、ゾーンプレート Z Pで反射した光束を参照光として用いるため、基板部材 4 0の面 4 0 aにおける反射、及び基板部材 4 0内における多重反射による参照光への影響を無くすため基板部材 4 0の一方の面を入射光束に対して傾斜するように配置している。

ゾーンプレート Z Pは基板部材 4 0の面 4 0 b内において、 X方向及び Y方向に形成されているが、この配列ピッチは投影光学系 P Lの投影倍率と、投影光学系 P Lの像面側に配置された折り返し硝子部材 3 2の配列ピッチとに応じて設定される。例えば、投影光学系 P Lの投影倍率が 1 Z ( β は、例えば 4又は 5 ) であり、折り返し硝子部材 3 2の X方向及び Υ方向の配列ピッチを P iとすると、ゾーンプレート Z Pの X方向及び Y方向における配列ピッチ P ₂は、 P ₂ = ]3 X P jとなる。

ブラインド機構 3 9は、光学部材 3 8によつて生成される複数の測定光及び参照光のうちの何れか 1つを通過させてセンサ 3 0に導くために設けられるものである。このブラインド機構は、リレーレンズ 2 8 , 2 9の間の光路上であって、光学部材 3 8によって生成される複数の測定光の焦点が形成される面（投影光学系 P Lの物体面）と光学的に共役となる位置に配置され、開口 A Pの大きさ及び開口 A Pが形成される Z X平面内における位置が可変に構成されている。

図 9は、ブラインド機構 3 9の概略構成を示す図である。図 9に示す通り、ブラインド機構 3 9は 4枚の可動式のブラインド 3 9 a〜3 9 d及ぴその駆動機構 (不図示）を備えて構成されている。ブラインド 3 9 a , 3 9 bは Z X平面内において Z方向に移動可能に構成され、ブラインド 3 9 c， 3 9 (1は2 平面内において X方向に移動可能に構成されている。よって、ブラインド 3 9 a , 3 9 b の Z方向の位置及びブラインド 3 9 c， 3 9 dの X方向の位置をそれぞれ適宜な位置に設定して開口 A Pの大きさ及び開口 A Pが形成される Z X平面内における位置を可変することで、開口 A Pを通過する測定光及び参照光を選択することができる。ブラインド機構 3 9は主制御装置 1 4によって制御される。

以上の構成における本発明の第 5実施形態による検査装置を用いて検查対象としての投影光学系 P Lの光学性能を検查する検査方法は、以下の通り行われる。まず、主制御装置 1 4が液体供給装置 1 5及び液体回収装置 1 6に対して制御信号を出力し、投影光学系 P Lと折り返し硝子部材 3 2及びホルダ 3 1との間に液体 wを供給する。次に、主制御装置 1 4は、駆動コントローラ 1 3を介してステージ 9を： X Y面內で移動させ、折り返し硝子部材 3 2の各々が投影光学系 P に対して所定の位置に配置されるよう位置決めする。

同時に、主制御装置 1 4は、駆動コントローラ 7を介してステージ 3を X Y面内で移動させ、光学部材 3 8によって生成される測定光の各々の焦点位置が折り返し硝子部材 3 2と光学的に共役な位置に配置されるように位置決めする。このとき、主制御装置 1 4は、光学部材 3 8によって生成される測定光の焦点位置の各々が投影光学系 P Lの物体面 O P内に配置され、折り返し硝子部材 3 2の各々の平面部 3 2 aが投影光学系 P Lの像面と一致するように、ステージ 3， 9の Z 方向の位置及び姿勢を制御する。

次に、主制御装置 1 4はブラインド機構 3 9を制御して、光学部材 3 8によつて生成される複数の測定光及び参照光の何れか 1つのみがブラインド 3 9 a〜3 9 dによって形成される開口 A Pを通過し、他の測定光及ぴ参照光がブラインド 3 9 a〜3 9 dで遮光されるように Z X平面内における開口 A Pの位置及ぴ大きさを設定する。以上の処理が終了すると、主制御装置 1 4は光源 1に制御信号を出力して光源 1を発光させる。この光源 1からの光束に基づいて、干渉計部 2において複数の測定光及び参照光が生成され、生成された複数の測定光が投影光学系 P L及び液体 wを順に通過して、投影光学系 P Lの像面側に位置する折り返し硝子部材 3 2の各々に入射する。

各々の測定光は各々の折り返し硝子部材 3 2に形成されている反射球面部 3 2 bで反射され、その折り返し硝子部材 3 2内を逆方向に進み、液体 w及び投影光学系 P Lを再び通過して干渉計部 2に入射する。干渉計部 2に入射した各々の測定光は、光学部材 3 8で生成される参照光とともに、折り曲げミラー 2 6， 2 5 を順に介してビームスプリッタ 2 4で反射され、リレーレンズ 2 8を通過してブラインド機構 3 9に入射する。ブラインド機構 3 9に入射した複数の測定光及び参照光の内、開口 A Pが配置された位置に入射した 1つの測定光及ぴ参照光のみがブラインド機構 3 9を通過する。この測定光及び参照光は、リレーレンズ 2 9 を通過してセンサ 3 0に入射し、測定光と参照光との干渉光が検出される。センサ 3 0の検出結果は主制御装置 2 4に出力される。

次に、主制御装置 1 4はブラインド機構 3 9を制御して Z X平面内における開口 A Pの位置を変更し、先に通過させた測定光及び参照光とは異なる測定光及び参照光を通過させてその干渉縞をセンサ 3 0で検出し、その検出結果を主制御装置 1 4に出力する。以下同様にして、ブラインド機構 3 9を制御して Z X平面内における開口 A Pの位置を変えつつ、異なる測定光及び参照光の干渉縞を検出する。このようにして、異なる像高位置における投影光学系 P Lの光学性能を検査する。

以上説明した本発明の第 5実施形態による検査装置及び検査方法によれば、投影光学系 P Lの物体面側に配置された干渉計部 3 7の位置、及び投影光学系 P L の像面側に配置された折り返し硝子部材 3 2の位置を変えずに、ブラインド機構 3 9の開口 A Pの Z X平面内における位置を変えることで投影光学系 P Lの光学性能を検査している。このため、投影光学系 P Lの異なる像高位置における光学性能を検查するために、干渉計部 3 7及び折り返し硝子部材 3 2を移動する必要が無く、容易に投影光学系 P Lの光学性能を検査することができる。

以上説明した本発明の第 5実施形態においては、投影光学系 P Lの像面側に折り返し硝子部材 3 2を配置して検査する場合を例に挙げて説明したが、図 5に示す反射球面部 3 6及びホルダ 3 5を配置しても同様の検査方法で投影光学系 P L の光学性能を検査することができる。また、第 5実施形態では、ブラインド機構 3 9の位置を変えて、投影系の異なる像高位置での光学性能を検査しているが、光源 1からの光を選択的に使用して、各ゾーンプレート Z Pに順次入射するようにしてもよいし、センサ 3 0で全ての干渉光を検出できるようにしても良い。また、上記実施形態では複数の測定光及ぴ参照光を生成するためにゾーンプレート Z Pを用いたが、ゾーンプレート Z P以外に回折格子を用いることもできる。更に、光学部材 3 8に代えて、図 2に示す基準レンズ 2 7と同様の機能を有し、小型の基準レンズ（本発明にいうエレメント）を X Y面内に配列することでも複数の測定光及び参照光を生成することができる。更に、上記実施形態では、干渉計部 3 7がフィゾー型の干渉計を備える場合を例に挙げて説明したが、トヮイマン ·グリーン干渉計等の他の干渉計を備えることもできる。

また、上述の第 1〜第 5実施形態では、検査対象としての投影光学系の先端付近に局所的に液体空間を設けるようにしているが、液体の供給方式としては、ステージ 9上に周壁を設けて所定量の液体を貯め、その周壁の内側の液体中に第 1，第 2実施形態の折り返し硝子部材 8の平面部 8 aや第 3 , 第 4実施形態の反射球面を配置するようにしてもよいし、ステージ 9そのものを液体中に配置するようにしてもよい。また、液体供給装置や液体回収装置等を搭載せずに、オペレータが手動で液体 wの供給および回収を行うようにしてもよい。

また、上述の第 1〜第 5実施形態では液浸用の投影光学系 P Lの光学性能の検查装置や検査方法について述べているが、第 1〜第 5実施形態に開示されている検査装置は、液体を使わない投影光学系の検查にも適用できる。また、液浸用の投影光学系の光学性能を検査する方式としては、上述の第 1〜第 5実施形態のように投影光学系に測定光を往復させる方法に限らず、特開 2 0 0 0— 9 7 6 1 6 号に開示されているように、投影光学系を測定光が 1回通過するだけの検査装置に液体供給機構を設けるようにしても良い。

[第 6実施形態]

次に、本発明の第 6実施形態による検査装置について説明する。前述した第 1 〜第 5実施形態による検查装置は、検查対象としての投影光学系 PLの光学性能を測定する単体の装置であった。以下に説明する本発明の第 6実施形態による検查装置は露光装置に設けられる検査装置である。尚、本実施形態の露光装置は、例えば W099/49 504に開示されているような液浸用の露光装置を用いることができる。また、本実施形態の露光装置は、特開 2000— 976 1 6号に開示されているような検査装置 80を、ウェハを保持するウェハステージに着脱可能に取りつけることができるようになっている。

なお、検査装置 80として、国際公開第 99/60361号パンフレツト（対応 U S出願第 09Z7 14, 1 83号）、特開 2002— 71 5 14号、 US特許第 6650399号等に開示されているものを適用することもできる。なお、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、これらの文献の記載内容を援用して本文の記載の一部とする。

図 10は、検査装置 80の一例の要部構成を概略的に示す図である。尚、図 1 0においては、検查装置 80をその光軸 AX 1に沿って展開した状態を示している。本実施形態の検查装置 80を用いて投影光学系 PLを検查する場合には、投影光学系 P Lの物体面側にテストレチクル TRが設置される。このテストレチクル TRには、例えばテストレチクル TRの面内で二次元配列された円形の微小な開口部 t r 1が複数形成されている。

本実施形態の検査装置 80は、ウェハステージ上においてウェハの表面とほぼ同じ高さ位置（Z軸方向位置）に取り付けられた標示板 81を備えている。標示板 8 1は、例えばガラス基板からなり、その表面は投影光学系 P Lの光軸 AXに垂直に、ひいては検查装置 80の光軸 AX 1に垂直になるよう配置されている。この標示板 81の上面の中央部には、投影光学系 P Lを通過して投影されるテストレチクル TRの開口部 t r 1の像よりも大きく設定された開口部 8 1 aが形成されている。コリメートレンズ 8 2の前側焦点位置は、開口部 8 l aの中央であつて標示板 81の表面位置とほぼ同一に設定されている。また、標示板 8 1は投影光学系 P Lと標示板 8 1との間に局所的に液体を保持できる程度に、投影光学系 P L先端の表面よりも大きな面積を有している。

図 1 0に示す通り、テストレチクル T Rの開口部 t r 1の像は、投影光学系 P Lの像面に配置された標示板 8 1に形成された開口部 8 1 aを通過し、コリメ一トレンズ 8 2及ぴリレ一レンズ 8 3， 8 4を順に通過してマイクロフライアイ 8 5に入射する。マイクロフライアイ 8 5は、縦横に且つ稠密に配列された正方形状の正屈折力を有する多数の微小レンズ 8 5 aからなる光学素子である。従って、マイクロフライアイ 8 5に入射した光束は多数の微小レンズ 8 5 aにより二次元的に分割され、微小レンズ 8 5 a各々の後側焦点面の近傍にはそれぞれテストレチクル T Rに形成された開口部 t r 1の像が形成される。換言すると、マイクロフライアイ 8 5の後側焦点面の近傍には、開口部 t r 1の像が多数形成される。こうして形成された多数の像は、光電検出器としての C C D 8 6によって検出される。 C C D 8 6の出力は信号処理ユニット 8 7に供給され、投影光学系 P Lの光学特性、特に波面収差並びに波面収差の各成分の算出が行われる。以上の構成を有する検查装置 8 0は、投影光学系 P Lと標示板 8 1との間に液体 wを保持できるようになつており、液浸用の投影光孛系 P Lの光学性能を精度良く検查（測定）できる。

尚、投影光学系 P Lの製造工程の概略は以下の通りである。つまり、まず投影光学系 P Lを通過する光の波長、必要となる解像度等から投影光学系 P Lを設計する。次に、設計された投影光学系 P Lに設けられる光学素子（例えば、レンズ、回折格子）の各々を製造し、投影光学系 P Lの鏡筒に組み込んで投影光学系 P L を組み立てる。投影光学系 P Lの組み立てが完了すると、前述した第 1〜第 5実施形態に示した検査装置を用いて、組み立てられた投影光学系 P Lが必要となる光学性能を有しているか否かを検査する。必要となる光学性能が得られない場合には、投影光学系 P L内に設けられた光学素子の位置を微調整して再度検査を行う。この微調整及び検査を繰り返して投影光学系 P Lの光学性能が所望の光学性能になるよう調整する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、光源 1又は光源 50が Ar Fエキシマレーザ光源の場合を例に挙げて説明したが、 A r Fエキシマレーザ光源以外に、例えば g線（波長 436 n m)、 i線 (波長 365 nm)を射出する超高圧水銀ランプ、又は K r Fエキシマレーザ（波長 248 n m)、 F ₂レーザ（波長 1 5 7 nm), K r ₂レーザ（波長 146 n m)、 Y AGレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。

更に、光源として DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイツトリビゥムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。例えば、単一波長レ一ザの発振波長を 1. 5 1〜1. 59 /i mの範囲内とすると、発生波長が 1 89 〜 1 99 nmの範囲内である 8倍高調波、又は発生波長が 1 5 1〜 1 59 nmの範囲内である 10倍高調波が出力される。

特に、発振波長を 1. 544〜1. 553 mの範囲内とすると、発生波長が 1 93〜 1 94 nmの範囲内の 8倍高調波、即ち A r Fエキシマレ一ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を 1. 57〜1. 58 μπιの範囲内とすると、発生波長が 1 5 7〜1 58 nmの範囲内の 1 0倍高調波、即ち F₂レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。また、発振波長を 1. 03〜1. 1 2 μιηの範囲内とすると、発生波長が 147〜 1 60 nmの範囲内である 7倍高調波が出力され、特に発振波長を 1. 099〜1. 1 06 ^ mの範囲内とすると、発生波長が 1 57〜1 58； u mの範囲内の 7倍高調波、即ち F₂レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場合、単一波長発振レーザとしては例えばィットリビゥム · ドープ ·ファイバーレーザを用いることができる。また、上記実施形態では投影光学系 P Lに設けられる光学素子 L 1〜 L 3等、折り返し硝子部材 8 , 32、並びに干渉計部 2に設けられるレンズ 2 1、コリメ一トレンズ 22、基準レンズ 27、及びリレーレンズ 28 , 29等の硝材として合成石英又は蛍石（フッ化カルシウム： C a F₂) を用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらは、光源 1, 50から射出される光束の波長に応じて蛍石 (フッ化カルシウム： C a F₂)、フッ化マグネシウム (Mg F₂)、フッ化リチウム（L i F)、フッ化バリウム（B a F₂)、フッ化ストロンチウム（S r F₂)、 L i CAF (コルキライト： L i C a A 1 F ₆)、 L i SAF (L i S r A 1 F₆)、 L i MgA l F₆、 L i B eA l F₆、 KMg F₃、 KC a F₃、 KS r F₃等のフッ化物結晶又はこれらの混晶、又フッ素や水素等の物質をドープした石英硝子等の真空紫外光を透過する光学材料から選択される。尚、所定の物質をドープした石英硝子は、露光光の波長が 1 50 nm程度より短くなると透過率が低下するため、波長が 150 nm程度以下の真空紫外光を露光光 I Lとして用いる場合には、光学素子の光学材料としては、蛍石（フッ化カルシウム）、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、 L i CAF (コルキライト）、 L i SAF (L i S r A l F₆)、 L iMgA l F₆、 L i B e A 1 F₆、 KMg F₃、 KC a F₃、 KS r F ₃等のフッ化物結晶又はこれらの混晶が使用される。

尚、例えば露光光として F ₂レーザを用いる場合には、 F₂レーザは純水を透過しないので、液体としては過フッ化ポリエーテル等のフッ素系の液体を用いればよい。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。産業上の利用の可能性

本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検查方法であって、前記投影光学系の像面側に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを通過した測定光を光電検出する投影光学系の検査方法に関する。

本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検查装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される反射球面部と、前記投影光学系に入射し、前記投影光学系と前記反射球面部との間の少なくとも一部に供給された液体を透過して前記反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置に関する。本発明は、投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される複数の反射球面部と、前記複数の反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置に関する。

本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、前記投影光学系の像面側に配置される平坦部と、前記投影光学系と前記平坦部との間に配置された液体、および前記投影光学系を通過した測定光を光電検出する光電検出器とを備える投影光学系の検査装置に関する。

本発明によれば、検査対象としての投影光学系の光学性能を検查する際に、投影光学系の像面側に配置された投影光学系を介して測定光を光電検出するようにしているので、液浸用の投影光学系の光学性能を精度良く検査できる。また、投影光学系と光学部材の平面部との間、又は投影光学系と平坦部及び反射球面部との間に液体が満たされた状態で検査が行われるため、液体の対流により測定光の波面が乱されることなく、また液体による測定光の吸収も僅かであるため、液浸式の投影光学系の光学性能を正確に検查することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査方法であって、

前記投影光学系の像面側に液体を供給し、 '

前記投影光学系と前記液体とを通過した測定光を光電検出する。

2 . 請求項 1に記載した投影光学系の検査方法であって、

一端側に形成された平面部と、その平面部に対向する反射球面部とを有する光学部材を、前記平面部が前記投影光学系と対向するように配置し、

前記投影光学系と前記光学部材の平面部との間に前記液体を供給し、前記平面部を通過して前記反射球面で反射し、再び前記平面部を通過した測定光を光電検出する。

3 . 請求項 1に記載した投影光学系の検査方法であって、

前記投影光学系の像面側に、周囲に平坦部が形成された反射球面部を配置し、前記平坦部及び前記反射球面部と、前記投影光学系との間に前記液体を供給し、前記反射球面部で反射した測定光を光電検出する。

4 . 請求項 3に記載した投影光学系の検査方法であって、

前記反射球面部は、凸状の反射球面を含む。

5 . 請求項 4に記載した投影光学系の検査方法であって、

前記凸状の反射球面は、前記平坦部に反射表面を有する球状部材を配置することによって形成される。

6 . 請求項 1に記載した投影光学系の検査方法であって、

前記投影光学系の像面側に平坦部を配置し、前記液体は、前記投影光学系と前記平坦部との間に供給される。

7 . 液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、

前記投影光学系の像面側に配置される反射球面部と、

前記投影光学系に入射し、前記投影光学系と前記反射球面部との間の少なくとも一部に供給された液体を通過して前記反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える。

8 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記液体の供給を行う液体供給機構を備える。

9 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記光電検出器は、前記投影光学系及び前記液体を通過して前記反射球面部に入射し該反射球面部で反射した測定光を、前記投影光学系及び前記液体を介して光電検出する。

1 0 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記光電検出器は、前記測定光と参照光との干渉光を光電検出する。

1 1 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

一端側に形成された平面部と、その平面部に対向する前記反射球面部とを有し、前記平面部が前記投影光学系と対向するように配置される光学部材を備え、前記投影光学系と前記光学部材の平面部との間に前記液体が供給される。

1 2 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記反射球面部は、前記投影光学系に向かって凸状であって、

前記反射球面部の周囲には平坦部が形成されており、

前記反射球面部及び前記平坦部と、前記投影光学系との聞に前記液体が供給される。

1 3 . 請求項 1 2に記載した投影光学系の検查装置であって、

前記反射球面部は、前記投影光学系の像面と前記投影光学系との間に配置されている。

1 4 . 請求項 7に記載した投影光学系の検查装置であって、

前記反射球面部を、前記投影光学系に対して移動するための第 1駆動装置を備える。

1 5 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記反射球面部は、前記投影光学系の像面とほぼ平行に複数配置されている。

1 6 . 投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、

前記投影光学系の像面側に配置される複数の反射球面部と、

前記複数の反射球面部で反射した測定光を光電検出する光電検出器とを備える。

1 7 . 請求項 1 6に記載した投影光学系の検査装置であって、

一端側に形成された平面部と、その平面部に対向する前記反射球面部を有する光学部材を複数備え、

前記複数の光学部材の各平面部が、前記投影光学系と対向するように配置されている。

1 8 . 請求項 1 6に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記複数の反射球面部の各々は、前記投影光学系に向かって凸状であって、前記複数の反射球面部の周囲には各々平坦部が形成されている。

1 9 . 請求項 1 5に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記測定光を生成するための生成光学系と、

前記複数の反射球面部の各々に順次測定光が入射するように前記生成光学系を移動するための第 2駆動装置とを備えている

2 0 . 請求項 1 5に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記複数の反射球面部の各々に導かれる複数の測定光を生成するための生成光学系を備え、

前記光電検出器は、前記複数の反射球面部で反射した測定光を光電検出する。

2 1 . 請求項 2 0記載した投影光学系の検查装置であって、

前記生成光学系は、前記複数の測定光を生成するための回折素子を含む。

2 2 . 請求項 2 0に記載した投影光学系の検查装置であって、

前記生成光学系は、前記複数の測定光を生成するためのゾーンプレートを含む。

2 3 . 請求項 2 0に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記生成光学系は、前記複数の測定光を生成するために複数のエレメントを有する。

2 4 . 請求項 7に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記投影光学系の波面収差を計測する。

2 5 . 液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する投影光学系の検査装置であって、

前記投影光学系の像面側に配置される平坦部と、 .

前記投影光学系と前記平坦部との間に配置された液体、およぴ前記投影光学系を通過した測定光を光電検出する光電検出器とを備える。

2 6 . 請求項 2 5に記載した投影光学系の検查装置であって、

前記投影光学系の像面側に配置される反射球面部をさらに備え、

前記反射球面部の周囲に前記平坦部が形成されている。

2 7 . 請求項 2 5に記載した投影光学系の検査装置であって、

前記投影光学系の波面収差を計測する。

2 9 . 請求項 7に記載した投影光学系の検查装置を用いて製造される投影光学系の製造方法。

3 0 . 請求項 1 6に記載した投影光学系の検査装置を用いて製造される投影光学系の製造方法。

3 1 . 請求項 2 5に記載した投影光学系の検査装置を用いて製造される投影光学系の製造方法。