JPH10284368A

JPH10284368A - 投影レンズの収差測定方法

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Publication number: JPH10284368A
Application number: JP9085042A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuda; 宏福田; Murai Von Bunoo Rudolf; ムライフォンブノールドルフ
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JP3634550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズの結像特性を改善して、集積回路パター
ンの精度を向上する。【解決手段】光軸方向の互いに異なる複数の位置におけ
るマスクパターン投影像の光学像強度分布から、位相回
復の手法を用いて投影レンズの収差を求め、この情報を
用いて、上記投影レンズやマスクパターンの形状を調整
する。【効果】投影レンズの収差を正確に測定することがで
き、得られるパターンの精度と均一性が大幅に向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投影レンズの収差測
定方法に関し、詳しくは半導体集積回路、特に回路パタ
ーン形成に用いられる投影露光装置など各種光学装置の
評価や調整および各種マスクパターンの補正に有用な投
影レンズの収差測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、半導体集積回路の高性能
化および高集積化は、半導体集積回路を構成する各種回
路パターンを微細化することによって達成され、このよ
うな微細な回路パターンは光リソグラフィを用いて形成
されてきた。光リソグラフィは、原画マスク（レチク
ル）が有する所定のパターンを、半導体基板上に形成さ
れた感光材料からなるレジスト膜に投影レンズによって
投影することによって、上記パターンをレジスト膜に転
写してレジストパターンを形成し、このレジストパター
ンから上記回路パターンを形成する技術である。光リソ
グラフィに用いられる光学系の解像度を向上して微細化
を達成するため、露光波長を短くするとともに、投影レ
ンズの開口数が大きくされてきた。また、集積回路の大
規模化にともなうチップ面積の増大に対応するため、投
影レンズの露光領域も拡大されてきた。

【０００３】一方、光学の一分野として位相回復という
手法が知られている。一般に、光（あるいは電子線）の
特性のうち、直接的に測定することのできる特性は強度
であるが、位相回復とは、例えば像面と瞳面における２
つの像の強度分布から、像の複素振幅分布そのものを求
める方法の総称であり、電子顕微鏡や大きな収差が存在
する天体望遠鏡等における解像度向上を目的として検討
されてきた。さらに、位相回復法のアルゴリズムの一つ
として、像面とデフォーカス面の像強度分布から複素振
幅分布を求める方法も知られている。位相回復法につい
ては、例えば、コンピューター・テクニーク・フォー・
イメージ・プロセシング・イン・エレクトロン・マイク
ロスコピー（アカデミック社、ニューヨーク、１９７８
年）第６６頁〜８１頁(Image Processing and Conputer
Aided Design in Electron Optics, Academic, New Yo
rk, 1973, pp.66-81)などに記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
投影レンズの開口数の増大および露光領域の拡大が進む
にともなって、投影レンズの設計および製造は困難さを
増している。

【０００５】また、半導体集積回路の高性能化および高
集積化に対処するため、回路パターンは投影レンズの解
像限界ぎりぎりの寸法で設計されるようになってきた。
この場合、投影レンズの収差によって、マスクパターン
の投影像が大きな影響を受けるため、最終的な回路パタ
ーン（レジストパターン）の形状や寸法が設計値からは
ずれたり、露光領域内で大きく変動するなどの問題を生
じている。これらの問題を解決するためには、レンズ製
造工程において投影レンズの収差をできるだけ抑えるこ
とが必須であり、そのためには投影レンズの収差を正確
に測定できることが先決である。

【０００６】光リソグラフィに使用される投影レンズ
は、１０〜２０枚程度のレンズ要素を組み合わせた複合
レンズであり、個々のレンズの相対的位置関係を変える
ことによって収差特性を調整することができる。しか
し、収差を調整するためには、投影レンズの収差を正確
に測定しなければならないが、収差を直接測定するのは
一般に難かしい。そのため、従来は特定の収差が存在し
たときのレジストパターンの形状や光学像のシミュレー
ション結果と、実際のレジストパターンの形状や投影像
モニターによる光学像測定結果を比較するなどの方法に
よって、経験的に収差を推定してきた。

【０００７】しかし、この方法は、収差の傾向を間接的
に予想できるに過ぎないばかりでなく、多大の時間と労
力を要するなどの問題があった。また、波面収差は、原
理的には干渉計を用いて測定できるが、直径、長さおよ
び重量がいずれも極めて大きい投影レンズの波面収差を
この方法によって測定するには、巨大かつ高価な干渉計
が必要であり、実用は困難である。

【０００８】本発明の目的は、上記従来の方法よりはる
かに簡便に、投影レンズの波面収差分布そのものを直接
測定することができる、投影レンズの収差測定方法を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、所定のパタ
ーンを有するマスクを光で照明し、マスクを透過した光
を、収差を測定しようとする投影レンズによって結像面
近傍に結像させ、結像面近傍の、光軸に垂直な複数の面
における、マスクパターンの投影像の光強度分布をそれ
ぞれ測定し、得られた上記複数の面における投影像の光
強度分布から上記位相回復の手法を用いて結像面付近も
しくは投影レンズの瞳付近の複素振幅分布を求め、さら
にこの光学像複素振幅分布から上記投影レンズの波面収
差を求めることによって達成される。

【００１０】結像面付近の光軸に垂直な複数の異なる平
面内でそれぞれ光学像を測定し、得られた複数の光学像
の分布から、結像面の複素振幅分布を求めるには、位相
回復の手法を応用して次のようにすればよい。簡単のた
め、マスクパターンを１次元パターンとし、瞳通過後の
回折像の複素振幅分布をA(X)、像面回折像複素振幅分布
をa(x)とすると、両者は互いにフーリエ変換Fの関係に
あり、式（１）で表わされる。 a(x)=F(A(X)) ………（１）ただし、x、Xはそれぞれ像面上および瞳面上の規格化座
標である。

【００１１】次に、瞳面において、回折像複素振幅分布
にデフォーカス波面収差分布を掛ける操作を、デフォー
カス収差オペレータDと定義すると、デフォーカス面複
素振幅分布ad(x)は式（２）で表わされる。 ad(x)=F(D(A(X))) =F(D(Finv(a(X))) ………（２）ただし、Finvは逆フーリエ変換である。

【００１２】次に、本発明の基本となる位相回復アルゴ
リズムを図１を参照して説明する。まず、像面位相分布
をf(x)とし（ステップ１１）、像面上における光強度分
布I(x)を測定して像面振幅絶対値分布am(x)=sqrt(I(x))
を求める（ステップ１２）と、像面複素振幅分布a0(x)
は、a0(x)=am×exp(i・f(x))と表すことができる（ステ
ップ１３）。

【００１３】a=a0(x)を上記式（２）に代入してデフォ
ーカス面における複素振幅分布ad0(x)を求めると、下記
式（３）が得られる。 ad0(x)=F(D(Finv(a0(x)))) =ad0’(x)×exp(ig0(x)) ………（３）ただし、ad0’(x)はad0(x)の振幅絶対値、g0(x)は位
相、iは虚数単位である（ステップ１４）。

【００１４】次に、デフォーカス面における実際の強度
分布の測定値Id(x)から振幅絶対値分布adm(x)を求め
（ステップ１５）、式（３）の振幅絶対値ad0’(x)を、
デフォーカス面における実際の強度分布測定Id(x)より
求めた振幅絶対値分布adm(x)=sqrt(Id(x))に置き換える
と、式（４）が得られる（ステップ１６）。 adi(x)=adm(x)×exp(ig(x)) ………（４）この式（４）を、デフォーカス面の複素振幅分布と仮定
し、上記式（２）より像面複素振幅分布を逆計算したも
のをa1(x)すると、a1(x)は下記式（５）で表わされる。 a1(x)=Finv(D(F(adm(x)×exp(ig0(x))))) =a1’(x)×exp(if1(x)) ………（５）ただし、a1’(x)はa1(x)の振幅絶対値、f1(x)は位相で
ある（ステップ１７）。次に式（５）の振幅絶対値a1’
(x)を像面における振幅絶対値の測定値a0(x)に置き換え
（ステップ１３）、上記式（２）を用いて再度デフォー
カス面の複素振幅分布を計算したものをad1(x)とする
と、ad1(x)は下記式（６）で表わされる（ステップ１
４）。 ad1(x)=F(D(Finv(a1(x))))=ad1’×exp(ig1(x)) ………（６）このように、ｉ番目のデフォーカス面複素振幅分布を、
ｉ番目の像面複素振幅分布ai(x)より求めたデフォーカ
ス面の位相分布（gi(x)=atan(Im(ai(x))/Re(ai(x))))お
よびデフォーカス面での振幅絶対値の測定値admを持つ
ものとし（すなわちadi(x)=adm(x)×exp(igi(x))）、ｉ
＋１番目の像面複素振幅分布を、上で求めたｉ番目のデ
フォーカス面複素振幅分布adi(x)より求めた像面の位相
分布（fi(x)=atan(Im(adi(x))/Re(adi(x)))）と像面で
の振幅絶対値の測定値amを持つもの（すなわちai+1(x)=
am×exp(ifi+1(x))）とする。この過程を繰り返すこと
により、複素振幅分布の変化が十分に小さくなったとす
ると、得られた位相分布、従って複素振幅分布は測定結
果を満足するものと見做すことができる。計算の収束条
件としては、繰り返し法による数値計算で一般的に用い
られている適当な条件を利用することができる。

【００１５】収束したときの像面複素振幅分布を逆フー
リエ変換することにより、瞳回折像の複素振幅分布A(X)
が求まる。一方、瞳回折像の複素振幅分布A(X)は、瞳関
数P(X)とマスクパターンのフーリエ変換T(X)の積として
表わされるので、求めた瞳回折像の複素振幅分布をマス
クパターンのフーリエ変換で割ることにより、瞳関数が
下記式（７）から求められる。 P(X)=A(X)/T(X) ………（７）この瞳関数（複素数）の位相部が波面収差に他ならな
い。

【００１６】なお、上記説明では初期位相分布は一様で
あると仮定したが、位相シフトマスクなどを用いた場合
には、当然予測される位相分布を、像面上初期位相分布
として仮定することが望ましい。また上記説明では、像
面とデフォーカス面の間で計算を繰り返したが、一方の
面が像面であることは不可欠ではなく、２つ以上の任意
のデフォーカス面の間で繰り返し計算を行っても、空間
像および瞳回折像の複素振幅分布、さらに投影レンズの
収差を求めることができる。

【００１７】また、この目的で用いられるマスクパター
ンとしては、瞳面全面の情報を得るために瞳面全面にス
ペクトルを有し、かつ瞳面内で０とならないパターンが
望ましい。従って、例えば、遮光部中に孤立した微小開
口パターン（孔パターン）などであってもよい。しか
し、これらの像は、像面においてパターン中心の強い明
部と周囲の弱い回折パターンの間のダイナミックレンジ
（強度差）が極めて大きいので、両者に対して十分な情
報を得ることが難しい。そのため、この場合は、像面か
らややデフォーカスした位置で像をサンプリングするこ
とが好ましい。ただし、孤立した孔パターンの場合は、
デフォーカスすると強度が極端に弱くなるため、十分な
露光積算を行うとともにノイズなどに気をつける等、像
取り込み時に注意が必要である。また、ジーメンスター
のような、中心から放射状に広がる回折格子パターンも
好ましいパターンの一つである。

【００１８】なお、上記説明は、すべてのマスクが完全
に正しく（設計通りに）作られていることを前提として
いる。実際にマスクの精度が問題となる場合には、マス
クの精度をあらかじめ別の手段で測定し、得られた測定
データを用いて実際の測定結果を補正することが望まし
い。

【００１９】上記複数の面は結像面とこの結像面の上下
のデフォーカス面からなることが好ましい。結像面は含
まず、デフォーカス面のみであってもよいが、この場合
は、最も結像面に近いデフォーカス面の位置は結像面か
ら０．５λ／ＮＡ²（ただし、λは用いた光の波長、Ｎ
Ａは投影レンズの開口数を、それぞれ表す）とすること
が好ましい。マスクパターンの投影像の光強度分布がそ
れぞれ測定される上記面の数は、多いほど測定精度が向
上するが、数が多くなると操作が煩雑になる、通常は、
上記面の数を３（結像面および結像面上下のデフォーカ
ス面各１）とすれば実用上充分な結果が得られる。隣接
する上記平面の間隔はλ／ＮＡ²〜１０λ／ＮＡ²（ただ
し、λは上記光の波長、ＮＡは上記投影レンズの開口数
を、それぞれ表わす）とすれば好ましい結果が得られ
る。

【００２０】上記パターンの投影像は拡大レンズによっ
て拡大された後、光センサに入射させて光強度を測定す
ることができ、この光センサとしてはＣＣＤセンサが実
用上便利である。この場合、上記パターンの投影像の光
強度分布は、上記拡大レンズと上記ＣＣＤセンサからな
る投影像モニタを上記光軸上の互いに異なる位置に移動
させて、それぞれ測定される。

【００２１】上記拡大レンズの上記ＣＣＤセンサ側の結
像面にピンホールを設け、上記パターンの投影像を、上
記ピンホールを介して上記ＣＣＤセンサに入射させるこ
とによって、解像度をさらに向上させることができる。

【００２２】また、上記本発明の投影レンズの収差測定
方法によって測定された上記波面収差の値を用いること
により、上記投影レンズの収差を調整することができ
る。

【００２３】さらに、上記本発明の投影レンズの収差測
定方法によって測定された上記波面収差の値を用いて、
上記マスクパターンの形状を補正することができる。

【００２４】なお、上記投影レンズは、一部に反射鏡を
含む光学系またはすべて反射鏡からなる反射光学系であ
ってもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明によれば、所定のパターン
を有するマスクを透過した光を、収差を測定すべき投影
レンズによって結像面近傍に結像し、結像面近傍の光軸
に垂直な複数の面における、マスクパターンの投影像の
光強度分布をそれぞれ測定し、得られた上記複数の面に
おける投影像の光強度分布から上記位相回復の手法を用
いて結像面付近もしくは投影レンズの瞳付近の複素振幅
分布を求め、さらにこれらの情報から上記投影レンズの
収差が計算される。

【００２６】上記のように、マスクパターンの投影像の
光強度分布がそれぞれ測定される上記面の数は、多いほ
ど測定精度が向上するが、数が多くなると操作が煩雑に
なる、通常は、上記面の数を３（結像面および結像面上
下のデフォーカス面各１）とすれば実用上充分な結果が
得られる。

【００２７】投影レンズによって形成された上記パター
ンの投影像は、拡大レンズによって拡大された後、ＣＣ
Ｄなど光センサに入射され、この光センサからの信号は
コンピュータに入力されてパターンの投影像の上記光強
度分布が求められる。

【００２８】また、ホトレジスト膜を結像面およびデフ
ォーカス面に配置して、同一のマスクパターンを介して
それぞれ露光および現像を行って、マスクパターンに対
応した膜厚分布（凹凸）を有するレジストパターンを形
成し、この膜厚分布から投影像の光強度分布を求めるこ
ともできる。

【００２９】投影露光装置用レンズによる投影像を直接
測定することは、一般に投影露光レンズの製造工程にお
けるレンズ調整工程で行われており、さらに、最近の投
影露光装置には像特性モニタリング用に光学像モニター
が内蔵されたものもある。本発明ではこれらの既に確立
された技術を利用することも可能である。これら光学像
モニター方法については、例えば、エスピーアイイー・
プロシーディング、第２７２６巻、オプティカル・マイ
クロリソグラフィ、第７８８頁から７９８頁（１９９６
年）(SPIE Proceedings Vol.2726, Optical Microlitho
graphy IX,pp.788-798,1996)などに記載されている。

【００３０】なお、本発明が適用できるマスクパターン
の平面形状の一例を図４に示した。このマスクパターン
は正方形の光透過部２４とそれを囲む遮光部２５を有し
ているが、本発明で用いることのできるマスクパターン
はこの形状に限らない。

【００３１】

【実施例】

〈実施例１〉本実施例は、本発明を投影レンズ製造工程
におけるレンズの評価および調整に適用した例を示す。
図２は本実施例に用いたレンズ評価装置の概略を模式的
に示した図である。

【００３２】図２（ａ）に示したように、空間的にほぼ
コヒーレントな照明光１によってマスク２を照明し、マ
スク２を透過した光を投影レンズ３によって結像面４に
結像させた。結像面４付近のマスクパターンの投影像は
拡大レンズ系５によって拡大され、ＣＣＤセンサー６上
に結像される。ＣＣＤセンサー６からの信号をコンピュ
ータ７へ入力して処理し、マスクパターンの投影像の光
強度分布を求めた。

【００３３】拡大レンズ系５とＣＣＤセンサー６からな
る投影像モニター８を光軸９の方向に移動させて上記測
定を行い、図２（ｂ）に示したように、上記結像面４か
ら若干離れたデフォーカス面１０における投影像の光強
度分布を測定した。この測定を、互いに離れた複数のデ
フォーカス面１０においてそれぞれ行った。また、上記
投影像モニター８を露光領域内で水平方向に移動させ
て、露光領域内の様々な位置における投影像の光強度分
布を測定した。

【００３４】ほぼ合焦点位置４および４μｍデフォーカ
スした位置１０において得られた光学像分布から、先に
説明したアルゴリズムを用いて、投影レンズ３の波面収
差を求めた。周知の通り、投影レンズ収差は露光領域内
の位置に依存するので、レンズ露光領域内の種々な位置
に対する像の測定結果から、上記露光領域内の収差分布
を求めた。

【００３５】次に、上記収差データをフィードバック
し、上記収差データにもとづいて上記投影レンズの各レ
ンズ要素の位置を調整した後、再度収差測定を行ったと
ころ、収差量が大幅に改善された。また、この方法を用
いることにより、レンズ調整に要する時間は従来の約３
０％に短縮され、良品率を約４０％向上させることがで
きた。さらに、このようにして調整された投影レンズを
露光装置に搭載することにより、露光領域内における回
路パターンの寸法均一性は設計寸法±１７％から設計寸
法±８％へ向上した。

【００３６】なお、拡大レンズ５のＣＣＤセンサー６側
結像面に微小ピンホールを設け、この微小ピンホールを
介して像をＣＣＤセンサー６に入射させるようにすれ
ば、共焦点顕微鏡効果によって、投影像モニターの解像
度はさらに向上する。

【００３７】また、マスク２の代わりに、マスク面に単
一モードレーザーを結像させ、得られたレーザースポッ
トの投影レンズ３による像を、上記マスク２を用いた場
合と同様に処理してもよい。このようにすることによ
り、マスクが不完全であるかもしれないという恐れを避
けることができる。ただし、上記レーザーの波長は、上
記投影レンズに使用が想定される光の波長とレンズ所定
の許容範囲内で一致させる必要がある。

【００３８】〈実施例２〉次に、実際の露光装置を用い
た回路パターン形成工程に本発明を適用した例を図３を
用いて説明する。まず、図３（ａ）に示したように、Ｓ
ｉ基板２１の表面上にレジスト（ＦＨ−ＥＸ１Ｕ；富士
ハント社製品名）を塗布してレジスト膜２２を形成し、
ＫｒＦエキシマレーザ投影露光装置を用いてマスクパタ
ーンを上記レジスト膜上に投影露光した。この際、露光
装置の照明条件を空間的にほぼコヒーレントとなるよう
に変更した。同一マスクパターンに対して、合焦点位置
（結像面）および±３μｍデフォーカス位置にそれぞれ
露光を行い、所定の現像液で現像して各フォーカス位置
におけるレジストパターン２２を形成した。なお、本実
施例で用いた上記レジストは、上記レーザ光の波長に対
する吸収が相当大きく、いわゆるレジストコントラスト
が低いため、現像後のレジストパターン断面形状は光強
度分布を忠実に反映した形状が得られた。

【００３９】次に走査型原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用
いて、微小ＡＦＭチップ２３を上記レジストパターン２
２の表面を走査させ、上記マスクパターンに対応したレ
ジストパターン２２の表面の凹凸を、各焦点位置におけ
る露光毎に測定して、図３（ｂ）に示す凹凸データ（マ
スクパターンに対応したレジストパターン２２の膜厚分
布）を得た。

【００４０】この凹凸データをコンピュータヘ入力し、
エスピーアイイー・プロシーディング・第２７２６巻、
オプティカル・マイクロリソグラフィ、第４１０頁から
４１６頁（１９９６年）(SPIE Proceedings Vol.２7２
6, Optical Microlithography IX,pp.410-416,1996)に
示されている方法を用いて、図３（ｃ）に示した各焦点
位置における投影像光強度分布を求めた。

【００４１】さらに、実施例１と同様の方法（上記アル
ゴリズム）を用いて、上記各焦点位置における投影像光
強度分布（図３（ｃ））から、投影露光装置に用いられ
ている投影レンズの波面収差を求めた。この操作を、上
記投影レンズの露光領域内の互いに異なる多くの位置で
行い、露光領域内の波面収差分布を求めた。

【００４２】次に、マスクパターンに対して光学的近接
効果の補正を行い、上記波面収差によって生じたパター
ン変形を相殺した。具体的には、光学的近接効果プログ
ラム内の光学像計算部において、測定した波面収差を仮
定して最適マスク形状を求めた。波面収差は露光領域内
で分布を有するので、上記補正はマスク内の位置に応じ
て行った。補正したマスクを用いて露光を行った結果、
露光領域の全域でレジストパターン寸法均一性は設計寸
法±１７％から設計寸法±９％に向上した。

【００４３】〈実施例３〉本発明を用いて半導体生産ラ
インで使用されている投影露光装置の収差状態をモニタ
リングした例を示す。ＣＣＤセンサーアレイのセンサー
面を遮光膜で覆いその各ピクセル中心に露光波長より小
さな微小ピンホールを設けた専用光学像検出装置を作製
した。これを投影露光装置のウエハーステージ上に設置
し、専用マスクと位置合わせした後、ウエハーステージ
を水平方向にスキャンしながらＣＣＤセンサーの出力を
モニターすることにより、マスクパターンの光強度分布
を測定できるようにした。異なるデフォーカス位置、露
光位置に対する測定結果より、上記実施例１、２と同様
にして投影光学系の収差分布を求めた。

【００４４】本実施例では、露光領域内の多くの位置に
像モニタリング用パターンを有する専用のマスク、およ
びこれに対応した位置にセンサーを有する専用光学像検
出装置を用いることにより高速で収差解析を行うことが
できた。

【００４５】このような測定を定期的に行って収差の経
時的変化を調べ、収差量が所定の許容範囲を超えた場合
は、投影光学系のレンズ要素の位置調整を行って収差を
低減した。これにより、露光装置の結像性能を常に好ま
しい状態に保ち、半導体集積回路の品質を一定に保つこ
とができた。なお、上記専用光学像検出装置を、ＣＣＤ
センサーを作製したＳｉウエハーで構成することによ
り、異なる露光装置上で用いることもできる。

【００４６】なお、上記実施例における光強度分布測定
方法としては、各実施例でそれぞれ用いられた方法に限
定されるものではなく、他の方法を用いることができ
る。

【００４７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よる投影レンズの収差測定方法は、投影レンズの異なる
複数の焦点位置におけるマスクパターン投影像の光学像
強度分布から、位相回復の手法を用いて投影レンズの収
差を求め、この情報を用いて上記投影レンズ又はマスク
パターン形状を調整することにより、上記投影レンズま
たはマスクパターンを用いて形成されるパターンの精
度、均一性を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を説明するための流れ図。

【図２】本発明の第１の実施例を説明するための図。

【図３】本発明の第２の実施例を説明するための図。

【図４】本発明を適用できるパターンの平面形状の一例
を示す図。

【符号の説明】

１…照明光、２…マスク２、３…投影レンズ、４…結像
面、５…拡大レンズ系、６…ＣＣＤセンサー、７…コン
ピュータ、８…投影像モニター、９…光軸、１０…デフ
ォーカス面、２１…Ｓｉ基板、２２…レジスト膜、２３
…ＡＦＭチップ、２４…光透過部、２５…遮光部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンを有するマスクを光で照明
して、上記パターンを投影レンズによって上記マスクの
結像面近傍に結像させ、光軸に垂直で上記結像面近傍の
複数の平面における上記パターンの投影像の光強度分布
をそれぞれ測定し、上記複数の平面における投影像光強
度分布から、位相回復法によって上記結像面付近もしく
は上記投影レンズの瞳付近の光学像複素振幅分布を求
め、当該光学像複素振幅分布から上記投影レンズの波面
収差を求めることを特徴とする投影レンズの収差測定方
法。
【請求項２】上記平面は上記投影レンズの結像面とデフ
ォーカス面若しくは上記投影レンズの複数のデフォーカ
ス面からなることを特徴とする請求項１に記載の投影レ
ンズの収差測定方法。
【請求項３】隣接する上記平面の間隔はλ／ＮＡ²〜１
０λ／ＮＡ²（ただし、λは上記光の波長、ＮＡは上記
投影レンズの開口数を、それぞれ表わす）であることを
特徴とする請求項１若しくは２に記載の投影レンズの収
差測定方法。
【請求項４】上記パターンの投影像は拡大レンズによっ
て拡大された後、光センサに入射されることを特徴とす
る請求項１から３のいずれか一に記載の投影レンズの収
差測定方法。
【請求項５】上記光センサはＣＣＤセンサであり、上記
パターンの投影像の光強度分布は、上記拡大レンズと上
記ＣＣＤセンサからなる投影像モニタを上記光軸上の互
いに異なる位置に移動させて、それぞれ測定されること
を特徴とする請求項４に記載の投影レンズの収差測定方
法。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか一に記載
の投影レンズの収差測定方法によって測定された上記波
面収差の値を用いて、上記投影レンズの収差を調整する
ことを特徴とする投影レンズの収差調整方法。
【請求項７】請求項１から請求項５のいずれか一に記載
の投影レンズの収差測定方法によって測定された上記波
面収差の値を用いて、上記マスクパターンの形状を補正
することを特徴とするマスクパターンの形状の補正方
法。