(57)【要約】【課題】２つの光学系を通過した照明光を検出して、２つの光学系のうち少なくとも一方の光学特性を容易にかつ高精度に計測する。【解決手段】レチクル面ＲＰのパターンを照明する照明系ＩＬＳ、及びレチクル面ＲＰのパターンの像を像面ＩＰに形成する投影光学系ＰＯの偏光特性の計測方法において、照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に、照明系ＩＬＳからの光を複数回反射するとともにその状態を変換して投影光学系ＰＯに導く特性計測用光学系２４Ａを配置し、照明系ＩＬＳからの光を特性計測用光学系２４Ａ及び投影光学系ＰＯを介して受光して偏光状態を計測する。【選択図】図２
2014049607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面のパターンを照明する照明系、及び前記第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測する方法において、
前記照明系と前記投影系との間に、前記照明系からの光を複数回反射するとともにその状態を変換して前記投影系に導く光学特性計測用光学系を配置することと、
前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系及び前記投影系を介して受光し、該光の第１の状態を計測することと、
前記光の第１の状態の計測結果に基づいて前記投影系又は前記照明系の光学特性を求めることと、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項２】
前記光学特性計測用光学系は、
前記第１面に垂直に入射する光を前記第１面に平行な方向に反射するように前記照明系からの光を反射し、該反射された光を前記投影系に導くように反射するとともに、
前記照明系からの光のうち第３面を通過した光を平行にし、該平行にされた光を偏光状態によって異なる方向に分岐し、該分岐された光を前記第３面と共役な第４面を介して前記投影系に導き、
前記光の第１の状態の計測結果に基づいて前記投影系の偏光特性を求めることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測方法。
【請求項３】
前記光学特性計測用光学系は、前記第３面の複数の第１の位置を通過する光から生成されて、前記第４面の前記複数の第１の位置よりも多い複数の第２の位置を通過する互いに偏光状態の異なる光を前記投影系に導くことを特徴とする請求項２に記載の光学特性計測方法。
【請求項４】
前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系を介して受光し、該光の第２の状態を計測することをさらに含み、
前記光の前記第１及び第２の状態の計測結果に基づいて前記投影系の偏光特性を求めることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学特性計測方法。
【請求項５】
前記第３面と前記第４面との間で前記第３面を通過した光の強度分布を均一化して、前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系及び前記投影系を介して受光し、該光の前記第１の状態を計測し、
前記光の第１の状態の計測結果に基づいて前記投影系の透過率分布特性を求めることをさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項６】
前記光の第１の状態を計測するときに、前記光の偏光状態に応じて、前記照明系から前記光学特性計測用光学系に入射する光の偏光状態を調整することを含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項７】
前記光学特性計測用光学系は、前記照明系の射出瞳と共役な面を前記投影系の物体面と共役な関係に設定し、
前記光の第１の状態の計測結果に基づいて前記照明系の射出瞳と共役な面の光強度分布を求めることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測方法。
【請求項８】
前記光学特性計測用光学系は、前記照明系の物体面を前記投影系の入射瞳と共役な関係に設定し、
前記光の第１の状態の計測結果に基づいて前記投影系の透過率分布を求めることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測方法。
【請求項９】
前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系及び前記投影系を介して受光するときに、前記照明系からの光を拡散して前記光学特性計測用光学系に入射させることを特徴とする請求項７又は８に記載の光学特性計測方法。
【請求項１０】
前記照明系と前記投影系との間に、前記第１面に沿って前記光学特性計測用光学系を複数個配置し、
前記投影系又は前記照明系の光学特性を求めるときに、前記投影系の像面の複数の位置で前記光学特性を求めることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１１】
前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系を介することなく前記投影系を介して受光し、該光の第２の状態を計測することをさらに含み、
前記光の前記第１及び第２の状態の計測結果に基づいて前記投影系及び前記照明系の光学特性を求めることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１２】
照明系からの露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影系を介して基板を露光する露光方法において、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用いて前記照明系及び前記投影系の少なくとも一方の光学特性を求める計測工程を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１３】
第１面のパターンを照明する照明系、及び前記第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測するために、前記照明系と前記投影系との間に配置可能な光学特性計測用光学系であって、
前記照明系から前記第１面へ入射する光を複数回反射して前記投影系に導く第１光学系と、
前記照明系から入射する光の状態を変換する第２光学系と、
を備えることを特徴とする光学特性計測用光学系。
【請求項１４】
第１面のパターンを照明する照明系、及び前記第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測するために、前記照明系と前記投影系との間に配置可能な光学特性計測用光学系であって、
前記照明系から前記第１面上の第１の点に向かう光を、前記第１面において該第１の点とは異なる第２の点から射出して前記投影系に導く第１光学系と、
前記照明系から入射する光の状態を変換する第２光学系と、
を備えることを特徴とする光学特性計測用光学系。
【請求項１５】
前記第１光学系は、
前記第１面に垂直に入射する光を前記第１面に平行な方向に反射するように前記照明系からの光を反射する第１反射部材と、前記第１面に平行な光を前記第１面に垂直な方向に反射するように前記第１反射部材で反射された光を反射して前記投影系に導く第２反射部材と、を備え、
前記第２光学系は、
前記照明系からの光を第３面で選択的に通過させる第１選択部材と、
前記第１選択部材で選択され前記第１反射部材で反射された光を平行にするコリメートレンズと、
前記コリメートレンズで平行にされた光を偏光状態によって異なる方向に分岐する偏光子と、
前記偏光子で分岐された光を前記第３面と共役な第４面に集光する集光レンズと、を備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項１６】
前記第２光学系は、前記偏光子と前記集光レンズとの間に配置されて、前記偏光子で偏光状態によって異なる方向に分岐された光に位相差を与える移相子を備えることを特徴とする請求項１５に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項１７】
前記移相子は、前記偏光子で偏光状態によって異なる方向に分岐された光に２つの偏光成分間で互いに異なる位相差を与えるために、前記第２光学系の光軸に対して傾けて配置されることを特徴とする請求項１６に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項１８】
前記第２光学系は、前記第４面に配置されて、複数の開口が設けられた第２選択部材を有し、
前記第２選択部材の前記複数の第２の開口を通過した光を前記投影系に導くことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項１９】
前記第１反射部材はプリズム型反射ミラーであり、
前記第１選択部材は、前記プリズム型反射ミラーの一面にパターニングされていることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２０】
前記第１選択部材は、前記照明系からの光を選択的に通過させる複数の開口を有し、
前記第１選択部材の前記複数の開口を通過して前記第４面の互いに異なる複数の位置を通過する光の偏光状態が互いに異なることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２１】
前記第４面の互いに異なる複数の位置を通過して前記投影系に導かれる複数の光の偏光状態は、前記偏光子及び前記移相子の偏光特性に応じて求められることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２２】
前記第２光学系は、前記コリメートレンズと前記集光レンズとの間に配置され、前記照明系から入射する光の強度分布を均一化する強度分布変換素子を備えることを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２３】
前記第１光学系は、
前記第１面に垂直に入射する光を前記第１面に平行な方向に反射するように前記照明系からの光を反射する第１反射部材と、前記第１面に平行な光を前記第１面に垂直な方向に反射するように前記第１反射部材で反射された光を反射して前記投影系に導く第２反射部材と、を備え、
前記第２光学系は、
前記照明系からの光を選択的に通過させる選択部材と、
前記第１選択部材で選択され前記第１反射部材で反射された光を平行にするコリメートレンズと、を備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２４】
前記第１光学系は、
前記第１面に垂直に入射する光を前記第１面に平行な方向に反射するように前記照明系からの光を反射する第１反射部材と、前記第１面に平行な光を前記第１面に垂直な方向に反射するように前記第１反射部材で反射された光を反射して前記投影系に導く第２反射部材と、を備え、
前記第２光学系は、
前記第１反射部材で反射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズで集光された光を選択的に通過させる選択部材と、を備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２５】
前記第２光学系は、前記照明系から入射する光の強度分布を均一化する拡散板を備えることを特徴とする請求項２３又は２４に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２６】
前記第１光学系及び前記第２光学系を支持する平板状部材を備えることを特徴とする請求項１３〜２５のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系。
【請求項２７】
照明系からの露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項１３〜２６のいずれか一項に記載の光学特性計測用光学系と、
前記光学特性計測用光学系が前記照明系と前記投影系との間に配置されているときに、前記照明系からの光を前記光学特性計測用光学系及び前記投影系を介して受光し、該光の状態を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて前記投影系又は前記照明系の光学特性を求める演算装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２８】
請求項１２に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば直列に配置された２つの光学系の少なくとも一方の光学系の光学特性を計測する光学特性計測技術、この光学特性計測技術で使用可能な光学特性計測用光学系、その光学特性計測技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス又は液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィー工程中で使用されるステッパー又はスキャニングステッパー等の露光装置（投影露光装置）においては、解像度を高めるために投影光学系の開口数が増大し、露光波長が短波長化して来ている。最近では、さらに解像度や焦点深度等の結像特性を改善するために、所定の偏光状態に制御された照明光を用いる偏光照明も提案されている。このように偏光照明を用いるような場合に、投影光学系の偏光特性を高精度に計測する必要がある。そこで、露光装置においてオンボディで高精度に投影光学系の偏光特性を計測するために、投影光学系の像面側を移動するステージに組み込むことが可能な偏光計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７９６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の偏光計測装置は、露光装置の照明系（照明光学系）から射出され、さらに投影光学系を通過した照明光を検出しているため、実際に計測される偏光特性には、投影光学系の偏光特性の他に照明系の偏光特性も含まれているという問題があった。また、照明系のみの偏光特性を計測するには、偏光計測装置を投影光学系の物体面側（例えばレチクルステージ）に移動すればよいが、露光装置は通常は環境チャンバ内に収容されているため、計測装置を投影光学系の像面側と物体面側との間で移動するのは困難である。
【０００５】
同様に、例えば照明系の瞳面における光量分布（いわゆる瞳形状）又は投影光学系の透過率分布のような光学特性を投影光学系の像面側で計測する場合にも、単に計測を行うとそれぞれ投影光学系の瞳形状又は照明系の透過率分布の影響を受けるという問題があった。
本発明の態様は、このような課題に鑑み、２つの光学系を通過した照明光を検出して、その２つの光学系のうちの少なくとも一方の光学特性を容易にかつ高精度に計測できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、第１面のパターンを照明する照明系、及びその第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測する方法において、その照明系とその投影系との間に、その照明系からの光を複数回反射するとともにその状態を変換してその投影系に導く光学特性計測用光学系を配置することと、その照明系からの光をその光学特性計測用光学系及びその投影系を介して受光し、該光の第１の状態を計測することと、その光の第１の状態の計測結果に基づいてその投影系又はその照明系の光学特性を求めることと、を含む光学特性計測方法が提供される。
【０００７】
また、第２の態様によれば、照明系からの露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影系を介して基板を露光する露光方法において、第１の態様の光学特性計測方法を用いてその照明系及びその投影系の少なくとも一方の光学特性を求める計測工程を含む露光方法が提供される。
また、第３の態様によれば、第１面のパターンを照明する照明系、及びその第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測するために、その照明系とその投影系との間に配置可能な光学特性計測用光学系であって、その照明系からその第１面へ入射する光を複数回反射してその投影系に導く第１光学系と、その照明系から入射する光の状態を変換する第２光学系と、を備える光学特性計測用光学系が提供される。
【０００８】
また、第４の態様によれば、第１面のパターンを照明する照明系、及びその第１面のパターンの像を第２面に形成する投影系の少なくとも一方の光学特性を計測するために、その照明系とその投影系との間に配置可能な光学特性計測用光学系であって、その照明系からその第１面上の第１の点に向かう光を、その第１面において該第１の点とは異なる第２の点から射出してその投影系に導く第１光学系と、その照明系から入射する光の状態を変換する第２光学系と、を備える光学特性計測用光学系が提供される。
【０００９】
また、第５の態様によれば、照明系からの露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影系を介して基板を露光する露光装置において、その第３又は第４の態様の光学特性計測用光学系と、その光学特性計測用光学系がその照明系とその投影系との間に配置されているときに、その照明系からの光をその光学特性計測用光学系及びその投影系を介して受光し、該光の状態を計測する計測装置と、その計測装置の計測結果に基づいてその投影系又はその照明系の光学特性を求める演算装置と、を備える露光装置が提供される。
【００１０】
また、第６の態様によれば、第２の態様の露光方法又は第５の態様の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、照明系からの光を光学特性計測用光学系及び投影系を介して受光する際に、（例えば第２光学系により）光学特性計測用光学系から射出される光の状態を照明系の特性に影響されない状態にしておくことが可能であり、その計測結果からその投影系の光学特性を計測できる。また、（例えば第１光学系により）その照明系からの光を複数回反射して投影系に導くことによって、その光学特性計測用光学系を照明系の光軸方向に小型化でき、光学特性計測用光学系を照明系と投影系との間に容易に設置できる。従って、２つの光学系（照明系及び投影系）を通過した光を検出して、その２つの光学系のうちの少なくとも一方の光学特性を容易に高精度に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る偏光計測装置を備えた露光装置を示す図である。
【図２】レチクルステージに特性変換部を設置した状態を示す図である。
【図３】図２の特性変換部を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は１／４波長板の入射角と射出光の直交する偏光成分の位相差との関係を示す図、（Ｂ）は平面ミラーの入射角と反射光の直交する偏光成分の位相差との関係を示す図である。
【図５】偏光特性の計測動作を含む露光動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は第１変形例の特性計測用光学系を示す図、（Ｂ）は第２変形例の特性計測用光学系を示す図、（Ｃ）は第３変形例の特性計測用光学系を示す図、（Ｄ）は第４変形例の特性計測用光学系を示す図である。
【図７】（Ａ）は第５変形例の特性計測用光学系を示す平面図、（Ｂ）は図７（Ａ）の光学系を示す正面図、（Ｃ）は図７（Ｂ）のパターン板２８の複数のピンホールを示す図、（Ｄ）は図７（Ｂ）の遮光膜２３の複数の開口部を示す図である。
【図８】（Ａ）は特性計測用光学系の偏光特性を計測している状態を示す図、（Ｂ）は第６変形例の特性計測用光学系を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る強度分布計測装置を備えた露光装置を示す図である。
【図１０】変形例の強度分布計測装置を備えた露光装置を示す図である。
【図１１】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態につき図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの全体構成を概略的に示す。露光装置ＥＸは、一例としてスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の投影露光装置である。図１において、露光装置ＥＸは投影光学系ＰＯ（投影ユニットＰＵ）を備えており、以下においては、投影光学系ＰＯの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、これに直交する面（ほぼ水平面に平行な面）内でレチクルとウエハとが相対走査される方向（走査方向）に沿ってＹ軸を、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向（非走査方向）に沿ってＸ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００１４】
露光装置ＥＸは、照明系ＩＬＳ、照明系ＩＬＳからの露光用の照明光（露光光）ＥＬにより照明されるレチクルＲ（マスク）を保持するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲから射出された照明光ＥＬをウエハＷ（基板）に投射する投影光学系ＰＯを含む投影ユニットＰＵと、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を制御するコンピュータよりなる主制御系１６とを備えている。さらに露光装置ＥＸは、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬの偏光状態を所定の状態に変換するために使用される特性変換部２０と、照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの偏光状態を計測するためにウエハステージＷＳＴに組み込まれた偏光計測装置８と、偏光計測装置８で計測される照明光ＥＬの偏光状態から照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性を求める演算装置１２とを備えている。
【００１５】
照明系ＩＬＳは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と照明光学系とを含む。そして、照明光学系は、光源からの光の偏光状態を非偏光、直線偏光、直線偏光の組み合わせ、又は円周方向に直線偏光した状態等に設定する偏光光学系、回折光学素子又は空間光変調器等を含み通常照明、複数極照明、又は輪帯照明等のための光量分布を形成する光量分布形成光学系、オプティカルインテグレータを含む照度均一化光学系、視野絞り（固定レチクルブラインド及び可動レチクルブラインド）、並びにコンデンサ光学系（いずれも不図示）等を有する。照明系ＩＬＳは、視野絞りで規定されたレチクルＲのパターン面（下面）のＸ方向に細長いスリット状の照明領域ＩＡＲをほぼ偏光状態が制御された照明光ＥＬにより均一な照度で照明する。
【００１６】
照明光ＥＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。なお、照明光としては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザ若しくは固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波、又は水銀ランプの輝線（ｉ線等）なども使用できる。
レチクルＲはレチクルステージＲＳＴの上面に真空吸着等により保持され、レチクルＲのパターン面には、回路パターンが形成されている。レチクルステージＲＳＴは、不図示の複数のエアパッドを介してレチクルベース（不図示）のＸＹ平面に平行な上面に非接触で支持され、例えばリニアモータ等を含むステージ駆動系（不図示）によって、その上面内で微少駆動可能であると共に、走査方向（Ｙ方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００１７】
レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置情報（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む）は、レーザ干渉計よりなるレチクル干渉計７２によって、移動鏡７４（又は鏡面加工されたステージ端面）を介して例えば０．５〜０．１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計７２の計測値は、主制御系１６に送られる。主制御系１６は、その計測値に基づいて上記のステージ駆動系を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。
【００１８】
図１において、レチクルステージＲＳＴの下方に配置された投影ユニットＰＵは、鏡筒６０と、鏡筒６０内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系ＰＯとを含む。投影光学系ＰＯは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率β（例えば１／４倍、１／５倍などの縮小倍率）を有し、レチクルＲのパターン面（物体面又はレチクル面）のパターンの像をウエハＷの表面（像面又はウエハ面）に形成する。照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬによってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲを通過した照明光ＥＬにより、投影ユニットＰＵ（投影光学系ＰＯ）を介して照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲのパターンの像が、ウエハＷの一つのショット領域上の露光領域ＩＡ（照明領域ＩＡＲと共役な領域）に形成される。ウエハＷは、例えばシリコン等からなる直径が２００ｍｍから４５０ｍｍ程度の円板状の基材の表面に、フォトレジスト（感光剤）を所定の厚さ（例えば数１０〜２００ｎｍ程度）で塗布した基板を含む。
【００１９】
また、本実施形態では、投影光学系ＰＯの結像特性を補正するために、例えば米国特許出願公開第２００６／２４４９４０号明細書に開示されているように、投影光学系ＰＯ中の所定の複数の光学素子の光軸方向の位置、及び光軸に垂直な平面内の直交する２つの軸の回りの傾斜角を制御する結像特性補正装置２が設けられている。結像特性の補正量に応じて結像特性補正装置２を駆動することで、投影光学系ＰＯの結像特性が所望の状態に維持される。
【００２０】
また、露光装置ＥＸは、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系ＰＯを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子である先端レンズ６６を保持する鏡筒４０の下端部の周囲を取り囲むように、局所液浸装置の一部を構成するノズルユニット６２が設けられている。ノズルユニット６２は、露光用の液体Ｌｑ（例えば純水）を供給可能な供給口と、液体Ｌｑを回収可能な多孔部材（メッシュ）が配置された回収口とを有する。ノズルユニット６２の供給口は、供給流路及び供給管６４Ａを介して、液体Ｌｑを送出可能な液体供給装置（不図示）に接続されている。
【００２１】
液浸法によるウエハＷの露光時に、その液体供給装置から送出された液体Ｌｑは、図１の供給管６４Ａ及びノズルユニット６２の供給流路を流れた後、その供給口より照明光ＥＬの光路空間を含むウエハＷ上の液浸領域に供給される。また、液浸領域からノズルユニット６２の回収口を介して回収された液体Ｌｑは、回収流路及び回収管６４Ｂを介して液体回収装置（不図示）に回収される。なお、液浸タイプの露光装置としない場合には、上記の局所液浸装置は設けなくともよい。
【００２２】
また、ウエハステージＷＳＴは、不図示の複数のエアパッドを介して、ベース盤ＷＢのＸＹ面に平行な上面に非接触で支持されている。また、ウエハステージＷＳＴは、例えば平面モータ、又は直交する２組のリニアモータを含むステージ駆動系１７によってＸ方向及びＹ方向に駆動可能である。露光装置ＥＸは、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するためにレーザ干渉計よりなるウエハ干渉計７６及び／又はエンコーダシステム（不図示）を含む位置計測システムを備えている。
【００２３】
ウエハステージＷＳＴの移動面内の位置情報（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む）は、その位置計測システムによって例えば０．５〜０．１ｎｍ程度の分解能で常時検出され、その計測値は主制御系１６に送られる。主制御系１６は、その計測値に基づいてステージ駆動系１７を制御することで、ウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。
【００２４】
ウエハステージＷＳＴは、Ｘ方向、Ｙ方向に駆動されるステージ本体７０と、ステージ本体７０上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢと、ステージ本体７０内に設けられて、ステージ本体７０に対するウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）のＺ方向の位置、及びθｘ方向、θｙ方向のチルト角を相対的に微小駆動するＺ・レベリング機構とを備えている。ウエハテーブルＷＴＢの中央の上部には、ウエハＷを真空吸着等によってほぼＸＹ平面に平行な吸着面上に保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。
【００２５】
ウエハテーブルＷＴＢの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハの表面とほぼ同一面となる、液体Ｌｑに対して撥液化処理された表面（又は保護部材）を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きい円形の開口が形成された高平面度の平板状のプレート体６８が設けられている。
また、ウエハステージＷＳＴのステージ本体７０の上部に、上面がプレート体６８の表面（投影光学系ＰＯの像面）とほぼ同じ高さになるように、偏光計測装置８が装着されている。
【００２６】
さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行うためのアライメント系（不図示）、及びウエハＷの表面のＺ位置の分布を計測するオートフォーカスセンサ（不図示）を有する。オートフォーカスセンサの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＺ・レベリング機構を駆動することで、露光中にウエハＷの表面を投影光学系ＰＯの像面に合焦できる。
【００２７】
ウエハＷの露光時に、基本的な動作として、ウエハＷのアライメントが行われた後、ウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向への移動（ステップ移動）によって、ウエハＷの露光対象のショット領域が投影光学系ＰＯの露光領域の手前に移動する。そして、主制御系１２の制御のもとで、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＯによる像でウエハＷの当該ショット領域を露光しつつ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期駆動して、投影光学系ＰＯに対してレチクルＲ及びウエハＷを例えば投影倍率を速度比としてＹ方向に走査することによって、当該ショット領域の全面にレチクルＲの転写用パターンの像が走査露光される。このようにステップ移動と走査露光とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷの複数のショット領域に対して順次レチクルＲのパターンの像が露光される。
【００２８】
このような露光を高精度に行うためには、照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性が目標範囲内に高精度に設定されている必要がある。このためには、必要に応じてオンボディで照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの個別の偏光特性を高精度に計測する必要がある。これに関して、例えばレチクルステージＲＳＴに素通しのガラス基板を設置した状態で、偏光計測装置８によって照明系ＩＬＳから射出されてそのガラス基板及び投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの偏光状態を計測すると、その偏光状態は照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの両方の偏光特性に依存しているため、投影光学系ＰＯのみの偏光特性を計測することは困難である。また、照明系ＩＬＳは照明光ＥＬの偏光状態を制御する偏光光学系を有するが、照明系ＩＬＳから射出される照明光ＥＬの正確な偏光状態は、例えばレチクルステージＲＳＴに設置可能な偏光計測装置（不図示）で計測する必要があり、通常の露光工程の途中で計測するのは困難である。そこで、本実施形態では、投影光学系ＰＯのみの偏光特性を計測する場合に、投影光学系ＰＯに入射する照明光ＥＬの偏光状態をほぼ既知の状態に設定するために、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲの代わりに特性変換部２０を設置する。
【００２９】
特性変換部２０は、例えば露光装置ＥＸに備えられているレチクルライブラリ（不図示）中に収容され、必要に応じてレチクルローダ系（不図示）によって取り出されてレチクルステージＲＳＴに載置される。特性変換部２０は、レチクルステージＲＳＴ上に載置した状態で、Ｙ方向（走査方向）にほぼ一定間隔で実質的に同じ構成の複数（一例として５個）の特性計測用光学系２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅを配列したものであり、特性計測用光学系２４Ａ〜２４ＥはレチクルＲと同じ大きさでほぼ同じ厚さのガラス基板２２を共有して備えている。また、図３に示すように、特性計測用光学系２４Ａ〜２４ＥのＸ方向（非走査方向）の位置はほぼ照明領域ＩＡＲの範囲内で次第に変化しており、特性計測用光学系２４Ｄ，２４Ｅは、他の特性計測用光学系２４Ａ〜２４Ｃに対してＺ軸に平行な軸の回りに１８０°回転した方向を向いている。なお、特性変換部２０が備える特性計測用光学系２４Ａ〜２４Ｅの個数は任意であり、特性計測用光学系２４Ａのみを備えるだけでもよい。以下、代表的に特性計測用光学系２４Ａの構成及び使用方法につき詳細に説明する。
【００３０】
図２は、図１のレチクルステージＲＳＴに特性変換部２０を載置した状態を示す。以下で参照する図２等において、図１のレチクルＲのパターン面と同じ高さの面をレチクル面ＲＰ（第１面）と呼び、レチクル面ＲＰと投影光学系ＰＯに関して共役な面を像面ＩＰ（第２面）と呼ぶ。図２において、特性計測用光学系２４Ａは、レチクルステージＲＳＴに例えば真空吸着で保持されているガラス基板２２と、ガラス基板２２の上面に固定された保持機構２５と、保持機構２５内に保持されて照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰへ入射する照明光ＥＬを複数回（ここでは２回）反射して投影光学系ＰＯに導く第１光学系２１Ａと、照明系ＩＬＳから入射する照明光ＥＬの偏光状態をある定められた状態に変換する第２光学系２１Ｂとを有する。
【００３１】
その第１光学系２１Ａは、照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰ上の第１の点Ｐ１に向かう照明光ＥＬを、レチクル面ＲＰにおいてその点Ｐ１とは異なる第２の点Ｐ２から射出させて投影光学系ＰＯに導く光学系とみなすこともできる。ガラス基板２２の中央部には第２光学系２１Ｂの一部の光学部材との機械的な干渉を避けるための切り欠き部２２ａが設けられている。
【００３２】
本実施形態では、第１光学系２１Ａは、レチクル面ＲＰに垂直に（−Ｚ方向に）入射する光をレチクル面ＲＰに平行な＋Ｘ方向に反射するように、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬを反射する第１の直角プリズム型の反射ミラー２６と、レチクル面ＲＰに平行な光をレチクル面ＲＰに垂直な方向（−Ｚ方向）に反射するように、反射ミラー２６で反射された照明光ＥＬを反射して投影光学系ＰＯに導く第２の直角プリズム型の反射ミラー３８と、を有する。なお、反射ミラー２６，３８としては、平面ミラー等も使用できる。このような第１光学系２１Ａを備えることで、特性計測用光学系２４ＡをＺ方向（照明系ＩＬＳの光軸方向）に小型化でき、特性計測用光学系２４ＡをレチクルＲの代わりに用にレチクルステージＲＳＴに載置できる。
【００３３】
一方、第２光学系２１Ｂは、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬを反射ミラー２６の射出面Ｑ３（第３面）で選択的に通過させるピンホール２８ａが形成されたパターン板２８（第１選択部材）と、反射ミラー２６で反射されてパターン板２８のピンホール２８ａを通過した照明光ＥＬを平行にするコリメートレンズ３０と、コリメートレンズ３０で平行にされた照明光ＥＬを偏光状態によって異なる方向に分岐するウォラストンプリズムよりなる偏光子３２と、偏光子３２で照明光ＥＬから分岐された第１光束ＥＬ１及び第２光束ＥＬ２を反射ミラー３８を介して射出面Ｑ３と共役な集光面Ｑ４（第４面）に集光する集光レンズ３６と、を有する。説明の便宜上、第２光束ＥＬ２の光路は点線で表されている。パターン板２８は、例えば反射ミラー２６の射出面に形成した金属膜等の遮光膜にピンホール２８ａを形成したものである。偏光子３２としては例えば複屈折性結晶（方解石等）を使用することも可能である。本実施形態では、射出面Ｑ３は、反射ミラー２６に関してレチクル面ＲＰと共役であり、集光面Ｑ４はレチクル面ＲＰと同じである。
【００３４】
また、第１光束ＥＬ１はＰ偏光（常光線）で、第２光束ＥＬ２はＳ偏光（異常光電）であり、偏光子３２から射出される２つの光束ＥＬ１及びＥＬ２の進行方向はＹ軸（図２の紙面に垂直な軸）に平行な軸の回り（θｙ方向）の角度が数ｄｅｇ異なっている。このため、集光レンズ３６及び反射ミラー３８を介して集光面Ｑ４（レチクル面ＲＰ）に集光される光束ＥＬ１及びＥＬ２の位置（ピンホール２８ａの２つの像の位置）は互いにＸ方向にずれている。
【００３５】
さらに、本実施形態では、集光面Ｑ４はガラス基板２２の下面（レチクル面ＲＰ）でもあり、この面に金属膜等の遮光膜２３が形成されている。また、集光面Ｑ４の遮光膜２３（第２選択部材）において、光束ＥＬ１及びＥＬ２が集光される位置を囲むようにそれぞれ開口部３９Ａ及び３９Ｂが形成され、Ｘ方向に離れた開口部３９Ａ，３９Ｂ（図３参照）を通過した光束ＥＬ１，ＥＬ２が投影光学系ＰＯに入射する。遮光膜２３に開口部３９Ａ，３９Ｂを設けたことによって、特性計測用光学系２４Ａ内で発生するフレア等が投影光学系ＰＯに入射することを防止できる。なお、パターン板２８が設けられており、レチクル面ＲＰにおいて光束ＥＬ１，ＥＬ２が集光する位置は分離されているため、フレア等が少ない場合には遮光膜２３を省略して、ガラス基板２２の下面を透過面としてもよい。
【００３６】
このように特性計測用光学系２４Ａ（後述の移相子３４が設置されていない場合）を照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に設置することによって、照明系ＩＬＳから照射される照明光ＥＬの偏光状態によらずに、投影光学系ＰＯに入射する２つの光束ＥＬ１及びＥＬ２の偏光状態はほぼ正確に反射ミラー３８に関してＰ偏光及びＳ偏光となっている。これらの光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態は演算装置１２内の記憶部に記憶されている既知のパラメータである。また、後述のようにウエハステージＷＳＴ側の偏光計測装置８の受光部にはピンホール１０Ａａが設けられており、ピンホール１０Ａａが開口部３９Ａ及び３９Ｂ（又は光束ＥＬ１及びＥＬ２の集光位置）と共役な位置になるようにウエハステージＷＳＴを移動することで、偏光計測装置８では光束ＥＬ１又はＥＬ２を選択的に受光できる。従って、偏光状態が既知の光束ＥＬ１，ＥＬ２を用いることによって、照明系ＩＬＳの偏光特性の影響を受けることなく、投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００３７】
なお、光束ＥＬ１，ＥＬ２の光量はほぼ同じにすることが好ましい。このためには、照明系ＩＬＳ内の偏光光学系（不図示）によって照明系ＩＬＳから特性計測用光学系２４Ａに入射する照明光ＥＬの偏光状態を、Ｘ軸（又はＹ軸）に対して概ね４５°程度で交差する方向の直線偏光にしておけばよい。
また、実際には、投影光学系ＰＯの偏光特性を計測する場合には、投影光学系ＰＯに入射させる照明光の偏光状態は、Ｐ偏光又はＳ偏光以外の複雑な偏光状態（例えば楕円偏光等）であることが必要になることがある。そこで、図２において、第２光学系２１Ｂは、偏光子３２と集光レンズ３６との間に配置されて、偏光子３２で偏光状態によって異なる方向に分岐された光束ＥＬ１，ＥＬ２に位相差を与える移相子３４を備えている。本実施形態では、移相子３４は、第２光学系２１Ｂの光軸に垂直な面に対してθｙ方向に所定角度傾けて配置された１／４波長板である。
【００３８】
図４（Ａ）の曲線Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、例えば波長１９３ｎｍの照明光用のフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）よりなる１／４波長板の移相子としての特性を示す。図４（Ａ）において、横軸は照明光の入射角度（ｄｅｇ）、縦軸は射出される照明光の直交する２つの偏光成分の位相差（ｄｅｇ）である。また、曲線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、１／４波長板の厚さが２ｍｍの場合に、入射する照明光の偏光方向がそれぞれ遅相軸に４５°で傾斜した方向、遅相軸、及び進相軸に平行な場合の特性を示し、曲線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、１／４波長板の厚さが３ｍｍの場合に、入射する照明光の偏光方向がそれぞれ遅相軸に４５°で傾斜した方向、遅相軸、及び進相軸に平行な場合の特性を示す。曲線Ａ１，Ｂ１の場合には、入射角度によらずに射出される照明光の直交する偏光成分の位相差は正確に９０°（円偏光）であるが、他の曲線の場合には、入射角度によって射出される照明光の位相差は９０°からずれて楕円率の異なる種々の楕円偏光になることが分かる。この場合、移相子３４の進相軸を、一例としてＹ軸に対してほぼ４５°で傾斜した方向に設定しておくことによって、偏光子３２から移相子３４に入射するＰ偏光及びＳ偏光の照明光の偏光状態はそれぞれ互いに特性の異なる楕円偏光になる。
【００３９】
また、移相子３４が所定角度傾斜しているため、Ｘ方向に対してθｙ方向にほぼ対称に傾斜した２つの光束ＥＬ１，ＥＬ２の移相子３４に対する入射角度が互いに異なっている。このため、移相子３４から射出される光束ＥＬ１，ＥＬ２が受ける直交する２つの偏光成分間の位相差も互いに異なり、射出される光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態はＰ偏光又はＳ偏光でもなく、さらに互いに異なる楕円偏光（後述のストークスパラメータが互いに異なる光束）となる。また、移相子３４の傾斜角を調整することによって、移相子３４を透過した後の光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態を種々の状態に調整できる。
【００４０】
さらに、第１光学系２１Ａの一部である第２の反射ミラー３８も移相子として作用する場合がある。図４（Ｂ）は、反射ミラーの移相子としての特性の一例を示す。図４（Ｂ）において、横軸は照明光の平均的な入射角度（ｄｅｇ）、縦軸は反射される照明光の直交する２つの偏光成分の位相差（ｄｅｇ）である。本実施形態では、入射角度の範囲は４５°±１０°程度であり、その位相差の変動範囲はほぼ４０°程度である。なお、反射ミラー３８に入射する照明光がＰ偏光又はＳ偏光である場合には、反射される光の偏光状態は変化しない。しかしながら、本実施形態において、移相子３４を設けて反射ミラー３８に入射する光束ＥＬ１，ＥＬ２が楕円偏光になっていると、光束ＥＬ１，ＥＬ２の反射ミラー３８の反射面に対する入射角度が異なることによって、反射ミラー３８で反射される光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態はさらに変化することになる。
【００４１】
一例として、偏光子３２で分岐される光束ＥＬ１，ＥＬ２の開き角、図４（Ａ）、（Ｂ）の特性（移相子３４及び反射ミラー３８の移相特性）、及び移相子３４の傾斜角から、反射ミラー３８で反射された光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態（後述のストークスパラメータ）は計算で求めることがきる。このようにして計算された光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態は演算装置１２の記憶装置に記憶されている。
【００４２】
次に、偏光計測装置８につき説明する。偏光計測装置８は、一例として、照明系ＥＬＳから射出されて投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの偏光状態として次式で定義されるストークス(Stokes)パラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を計測する。なお、照明光ＥＬの光軸に垂直な面内の互いに直交する軸をＸ軸及びＹ軸としたとき、Ｘ方向の直線偏光成分を横偏光、Ｙ方向の直線偏光成分を縦偏光、Ｘ軸に対して４５°傾斜した方向の直線偏光成分を４５°偏光、Ｘ軸に対して１３５°（−４５°）傾斜した方向の直線偏光成分を１３５°偏光としている。
【００４３】
Ｓ０＝光束の全強度               …（Ａ１）
Ｓ１＝横偏光と縦偏光との強度差      …（Ａ２）
Ｓ２＝４５°偏光と１３５°偏光との強度差    …（Ａ３）
Ｓ３＝右回り及び左回りの円偏光成分の強度差    …（Ａ４）
また、ストークスパラメータＳ０が１になるように規格化した場合には、他のストークスパラメータＳ１〜Ｓ３の値は−１〜＋１の範囲内になる。この場合、例えば完全な１３５°偏光のストークスパラメータ（Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は（１，０，−１，０）となり、完全な右回りの円偏光のストークスパラメータは（１，０，０，１）となる。
【００４４】
本実施形態では、一例として回転移相子法によりストークスパラメータを求めるものとする。この場合、偏光計測装置８は、投影光学系ＰＯの像面ＩＰに表面が配置され、その表面の遮光膜中にピンホール１０Ａａが形成されたピンホール板１０Ａと、ピンホール板１０Ａを通過した光束を平行光束にするコリメートレンズ１０Ｂと、コリメートレンズ１０Ｂを通過した光束の光路中に配置される１／４波長板１０Ｃ（移相板）及び偏光ビームスプリッター１０Ｄと、偏光ビームスプリッター１０Ｄを透過した光束を受光するフォトダイオード等の光電検出器１０Ｅと、光電検出器１０Ｅの検出信号を処理してストークスパラメータを求める信号処理部（不図示）とを有する。１／４波長板１０Ｂは不図示の駆動部によって光軸の回りに回転可能に支持されており、１／４波長板１０Ｂを複数の角度（例えば少なくとも４個の異なる角度）に設定し、各回転角でそれぞれピンホール１０Ａａを通過した光束を光電検出器１０Ｅで検出し、得られた複数の検出信号を処理することでストークスパラメータＳ０〜Ｓ３を求めることができる。
【００４５】
なお、回転移相子法は、例えば文献「鶴田匡夫著：応用光学II（応用物理学選書），ｐ．２３３(培風館，１９９０)」に「回転λ／４板による方法」として記載されている。また、ストークスパラメータの詳細な計算方法は、本出願人による特開２００６−１７９６６０号公報にも記載されているため、その計算方法は省略する。
偏光計測装置８で計測されるストークスパラメータは演算装置１２に供給される。演算装置１２では、一例として投影光学系ＰＯの偏光特性を次式で定義される４行×４列のミューラー行列ＭPLで表す。なお、ＳＶ２は投影光学系ＰＯに入射する光束のストークスパラメータＳ０〜Ｓ３を成分とするベクトル、ＳＶ３は投影光学系ＰＯから射出される光束のストークスパラメータＳ０’〜Ｓ３’を成分とするベクトルである。
【００４６】
ＳＶ３＝ＭPLＳＶ２  …（１）
ミューラー行列ＭPLを行列要素ｍij（ｉ，ｊ＝０〜３）を用いて表現すると式（１）は次の式（２）となる。
【００４７】
2014049607.tif 000003
【００４８】
ミューラー行列ＭPLの成分は１６個であるため、４種類の互いに異なる偏光状態の光束について投影光学系ＰＯを通過した後のストークスパラメータ（ＳＶ３）を偏光計測装置８で求めることで、演算装置１２では、その計測結果及び既知の入射する光束のストークスパラメータ（ＳＶ１）が式（１）又は式（２）を満たすようにミューラー行列ＭPLの成分を決めることができる。
【００４９】
また、照明系ＩＬＳの光源を除く部分（照明光学系）の偏光特性をューラー行列ＭILで表し、照明系ＩＬＳ内の光源から射出される照明光ＥＬの例えば縦偏光、横偏光、円偏光等の単純な偏光状態を表す既知のストークスパラメータを成分とするベクトルをＳＶ１とすると、以下の関係がある。
ＳＶ３＝ＭPL・ＭILＳＶ１  …（３）
なお、投影光学系ＰＯの偏光特性は、単に入射する光束のストークスパラメータと投影光学系ＰＯから射出される光束のストークスパラメータとの対応関係とみなすこともできる。
【００５０】
以下、本実施形態の露光装置ＥＸによる偏光特性の計測動作を含む露光動作の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系１６によって制御される。
まず、図５のステップ１０２において、レチクルローダ系（不図示）により図１のレチクルステージＲＳＴに特性変換部２０を設置し、ガラス基板２２に形成されたアライメントマーク（不図示）を用いて特性変換部２０のアライメントを行う。そして、レチクルステージＲＳＴを駆動して、図３に示すように、照明系ＩＬＳによる照明領域ＩＡＲ内に特性計測用光学系２４Ａを移動する。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動し、図２に示すように、偏光計測装置８のピンホール１０Ａａ（受光部）を、特性計測用光学系２４Ａの光束ＥＬ１が射出される開口部３９Ａと共役な位置（第１の計測点）に移動する（ステップ１０４）。
【００５１】
次のステップ１０６において、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬ（露光光）の照射を行い、その照射によって特性計測用光学系２４Ａの開口部３９Ａから射出される光束ＥＬ１を投影光学系ＰＯを介して偏光計測装置８で受光する。それに続くステップ１０８において、偏光計測装置８の信号処理部で光束ＥＬ１の偏光状態を表すストークスパラメータＳ01’〜Ｓ31’を求め、求めた結果を演算装置１２に供給する。この際に、投影光学系ＰＯに入射する光束ＥＬ１のストークスパラメータＳ01〜Ｓ31は既知であり演算装置１２の記憶装置に記憶されている。
【００５２】
次に、他の計測点でも計測を行うかどうかを判定し（ステップ１１０）、計測を行う場合にはステップ１１２に移行して、レチクルステージＲＳＴ及び／又はウエハステージＷＳＴを駆動して、第２以降の計測点に偏光計測装置８のピンホール１０Ａａを移動する。図２の計測の後では、ウエハステージＷＳＴのみを駆動して、偏光計測装置８のピンホール１０Ａａを光束ＥＬ２が射出される開口部３９Ｂと共役な位置（第２の計測点）に移動する。その後、ステップ１０６に戻り、特性計測用光学系２４Ａの開口部３９Ｂから射出される光束ＥＬ２（この段階での既知のストークスパラメータをＳ02〜Ｓ32とする。）を投影光学系ＰＯを介して偏光計測装置８で受光し、投影光学系ＰＯから射出された光束ＥＬ２のストークスパラメータＳ02’〜Ｓ32’を求める（ステップ１０８）。これによって特性計測用光学系２４Ａを用いた偏光状態の計測が終了する。なお、開口部３９Ａ，３９Ｂと共役な位置は、ほぼ同じ像高で異なる偏光状態の光束を受光する１組の計測点とみなすことができる。
【００５３】
この時点で、演算装置１２では、ストークスパラメータＳ0k〜Ｓ3kからＳ0k’〜Ｓ3k’（ここではｋ＝１，２）に対する変換関係を、その像高における投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂとして記憶してもよい。なお、例えば予めレチクルステージＲＳＴにＸ方向及びＹ方向の直線偏光（ストークスパラメータＳ0K〜Ｓ3K（ｋ＝３，４）が既知）を設定する偏光板を順次設置して、投影光学系ＰＯに縦偏光及び横偏光の状態で入射する照明光のストークスパラメータＳ0k’〜Ｓ3k’（ｋ＝３，４）を計測して記憶しておいてもよい。この場合、これら４組のストークスパラメータＳ0k〜Ｓ3k及びＳ0k’〜Ｓ3k’（ｋ＝１〜４）を用いて、演算装置１２は式（１）の投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂを表すミューラー行列ＭPLの１６個の要素を決定することができる。このようにして計測された投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂは、照明系ＩＬＳの偏光特性の影響を受けない正確な偏光特性である。
【００５４】
その後、投影光学系ＰＯの異なる像高で偏光特性を計測する場合には、ステップ１１０からステップ１１２に移行し、レチクルステージＲＳＴを駆動して図３の照明領域ＩＡＲ内に他の特性計測用光学系２４Ｂ〜２４Ｅのいずれかを設置し、これに対応する計測点に偏光計測装置８のピンホール１０Ａａを移動する。そして、ステップ１０６〜１１２を繰り返すことによって、当該像高における投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００５５】
投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂの計測が終了したときに、動作はステップ１１０からステップ１１４に移行して、レチクルステージＲＳＴからレチクルローダ系（不図示）によって特性変換部２０を退避させる。その後、ステップ１１６において、偏光計測装置８を用いて照明系ＩＬＳ内の照明光学系及び投影光学系ＰＯの全体としての偏光特性Ｃを計測する。このためには、一例として、レチクルステージＲＳＴに素通しの偏光状態を変化させないガラス基板を載置し、偏光計測装置８のピンホール１０Ａａを投影光学系ＰＯの計測対象の像高の位置に移動する。そして、照明系ＩＬＳ内の光源から射出される照明光ＥＬの偏光状態を縦偏光、横偏光、右円偏光、及び左円偏光等の既知の４組のストークスパラメータで表される状態に順次設定し、それぞれ照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯを通過した照明光の偏光状態（ストークスパラメータ）を偏光計測装置８で計測する。これら４回の計測結果から演算装置１２は、上記の式（３）中の照明光学系のミューラー行列ＭILと投影光学系ＰＯのミューラー行列ＭPLとの積の行列（照明光学系及び投影光学系ＰＯの全体としての偏光特性Ｃ）を求めることができる。
【００５６】
その後、ステップ１１８において、演算装置１２は、その行列（偏光特性Ｃ）に、ステップ１０８で求めた投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂを示すミューラー行列の逆行列を掛けることによって、照明光学系のミューラー行列ＭIL（偏光特性Ａ）を投影光学系ＰＯの偏光特性に影響されずに高精度に求めることができる。なお、偏光特性Ａは照明系ＩＬＳの偏光特性とみなすこともできる。このようして求められた照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性Ａ，Ｂは主制御系１６に供給される。
【００５７】
次のステップ１２０において、主制御系１６は、例えば計測された偏光特性Ａ，Ｂの少なくとも一方が許容範囲から外れた場合には、例えばオペレータコールを行い、これに応じて照明系ＩＬＳのレチクル側のレンズ及び／又は投影光学系ＰＯのレチクル側のレンズのクリーニング等（偏光特性の補正）が行われる。その後、レチクルステージＲＳＴに実際の露光用のレチクルＲをロードし（ステップ１２２）、ウエハステージＷＳＴに順次載置されるウエハの複数のショット領域にレチクルＲのパターン像を走査露光する（ステップ１２４）。
【００５８】
このステップ１０２〜１２０の動作は例えば定期的に行うようにしてもよい。この動作によれば、特性変換部２０及び偏光計測装置８を用いてオンボディで照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性を高精度に計測でき、必要に応じてその補正を行うことができるため、必要な偏光条件で照明されたレチクルＲのパターンを露光できるため、レチクルＲのパターンの像を常に高精度に露光できる。
【００５９】
なお、例えば照明系ＩＬＳの偏光特性の経時変化が投影光学系ＰＯの偏光特性の経時変化よりも緩やかであるような場合には、図５の動作中でステップ１１６〜１１８の動作を省略して、投影光学系ＰＯの偏光特性のみを計測してもよい。
本実施形態の効果等は以下の通りである。
本実施形態の露光装置ＥＸは、照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性を計測する際に使用できる特性計測用光学系２４Ａ〜２４Ｅを有する特性変換部２０を備え、この特性変換部２０をレチクルステージＲＳＴにレチクルＲの代わりに載置可能である。
【００６０】
また、特性計測用光学系２４Ａは、レチクル面ＲＡ（第１面）のパターンを照明する照明系ＩＬＳ及びレチクル面ＲＰのパターンの像を像面ＩＰ（第２面）に形成する投影光学系ＰＯの偏光特性を計測するために、照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に配置可能な光学特性計測用光学系であって、照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰへ入射する光を複数回反射して投影光学系ＰＯに導く第１光学系２１Ａと、照明系ＩＬＳから入射する光の状態を変換する第２光学系２１Ｂと、を備えている。
【００６１】
また、特性計測用光学系２４Ａの第１光学系２１Ａは、別の観点では、照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰ上の第１の点Ｐ１に向かう光を、レチクル面ＲＰにおいて第１の点Ｐ１とは異なる第２の点Ｐ２（又はＰ３）から射出して投影光学系ＰＯに導く光学系でもある。
そして、本実施形態の偏光特性の計測方法は、照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性を計測する方法において、照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に、照明系ＩＬＳからの光を複数回反射するとともにその状態を変換して投影光学系ＰＯに導く特性計測用光学系２４Ａを配置するステップ１０２と、照明系ＩＬＳからの光を特性計測用光学系２４Ａ及び投影光学系ＰＯを介して受光するステップ１０６と、この光の第１の偏光状態（例えばストークスパラメータ）を計測して、その第１の偏光状態の計測結果に基づいて投影光学系ＰＯの偏光特性を求めるステップ１０８と、を含んでいる。
【００６２】
本実施形態によれば、特性計測用光学系２４Ａの第２光学系２１Ｂによって、特性計測用光学系２４Ａから射出される照明光の偏光状態は照明系ＩＬＳの偏光特性に影響されない既知の状態に設定される。従って、偏光計測装置８によって特性計測用光学系２４Ａ及び投影光学系ＰＯを通過した照明光の偏光状態を計測することにより、照明系ＩＬＳの偏光特性の影響を受けることなく投影光学系ＰＯの偏光特性を高精度に計測できる。さらに、第１光学系２１Ａによって、照明系ＩＬＳからの照明光を複数回反射して投影光学系ＰＯに導くことによって、特性計測用光学系２４Ａを照明系ＩＬＳの光軸方向に小型化でき、特性計測用光学系２４Ａを必要に応じてレチクルＲの代わりに照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に容易に設置できる。
【００６３】
さらに、本実施形態では、特性計測用光学系２４Ａを外した状態で投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの第２の偏光状態を計測した結果（照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの全体としての偏光特性Ｃ）と、その投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂの計測結果とから、照明系ＩＬＳの偏光特性Ａを求めている（ステップ１１６，１１８）。この際に、投影光学系ＰＯの偏光特性Ｂは照明系ＩＬＳの偏光特性Ａの影響を受けていないため、偏光特性Ａ及びＣから、照明系ＩＬＳの偏光特性Ａを投影光学系ＰＯの偏光特性の影響を受けることなく高精度に計測できる。
【００６４】
また、露光装置ＥＸは、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＥＬでそのパターン及び投影光学系ＰＯを介してウエハＷ（基板）を露光する露光装置である。そして、露光装置ＥＸは、特性計測用光学系２４Ａを含む特性変換部２０と、特性計測用光学系２４Ａが照明系ＩＬＳと投影光学系ＰＯとの間に配置されているときに、照明系ＩＬＳからの照明光ＥＬを特性計測用光学系２４Ａ及び投影光学系ＰＯを介して受光し、この光の偏光状態を計測する偏光計測装置８と、偏光計測装置８の計測結果に基づいて投影光学系ＰＯ又は照明系ＩＬＳの偏光特性を求める演算装置１２と、を備えている。
【００６５】
また、露光装置ＥＸによる露光方法は、特性計測用光学系２４Ａを用いて照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの少なくとも一方の偏光特性を求める計測工程（ステップ１０２〜１１８）を含むものである。
本実施形態によれば、特性計測用光学系２４Ａで照明系ＩＬＳからの露光光の偏光状態を既知の状態に設定して投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの偏光状態を計測することと、特性計測用光学系２４Ａを外した状態で投影光学系ＰＯを通過した照明光ＥＬの偏光状態を計測することと、を実行することで、オンボディで照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの偏光特性を互いに他の光学系の特性の影響を受けることなく高精度に計測できる。従って、必要に応じて、照明系ＩＬＳ及び／又は投影光学系ＰＯの偏光特性を補正することで、高精度に露光を行うことができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、以下のような変形が可能である。なお、以下で参照する図６（Ａ）〜図７（Ｂ）等において、図２に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
まず、図６（Ａ）の第１変形例の特性計測用光学系２４Ａ１で示すように、集光レンズ３６の集光面（レチクル面ＲＰ）には光束ＥＬ１，ＥＬ２の集光点を囲む開口部が形成された遮光膜を設けなくともよい。なお、図６（Ａ）等では、反射ミラー３８の射出面がレチクル面ＲＰに一致しているものとしている。この構成においても、光束ＥＬ１，ＥＬ２はパターン板２８のピンホール２８ａの像の位置に集光されるため、偏光計測装置８では光束ＥＬ１，ＥＬ２を選択的に受光してそれぞれの偏光状態を計測可能である。
【００６７】
また、図６（Ｂ）の第２変形例の特性計測用光学系２４Ａ２で示すように、さらに移相子３４を第２光学系（コリメートレンズ３０及び集光レンズ３６を含む光学系）の光軸に垂直に設置してもよい。この場合でも、移相子３４に入射するＰ偏光及びＳ偏光の光束ＥＬ１，ＥＬ２は、移相子３４から射出されるときに互いに異なる楕円偏光に変換されるため、上記の実施形態と同様に様々な偏光状態の照明光に対して投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００６８】
また、図６（Ｃ）の第３変形例の特性計測用光学系２４Ａ３で示すように、さらに第２光学系（コリメートレンズ３０及び集光レンズ３６を含む光学系）から移相子３４を省略してもよい。この場合でも、特性計測用光学系２４Ａ２から射出される光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態は反射ミラー３８に関してＰ偏光及びＳ偏光であるため、これらの偏光状態が既知の光束ＥＬ１，ＥＬ２を用いて投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００６９】
また、図６（Ｄ）の第４変形例の特性計測用光学系２４Ａ４で示すように、光学系をレチクル面ＲＰに対して投影光学系ＰＯ側に配置してもよい。この変形例では、第１光学系を構成する第１の反射ミラー２６の入射面がレチクル面ＲＰに合致しており、この入射面にピンホール２８ａを設けたパターン板２８が設けられる。また、第２の反射ミラー３８の入射面ＲＰ１がレチクル面ＲＰと共役であり、入射面ＲＰ１に設けた遮光膜２３Ａ中に偏光状態が異なり分岐した光束ＥＬ１，ＥＬ２を通過させる開口部３９Ａ，３９Ｂが設けられている。そして、反射ミラー３８で反射されて投影光学系ＰＯを通過した光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態を計測することで投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００７０】
さらに、上記の実施形態及び変形例では特性計測用光学系２４Ａ等からは偏光状態の異なる２つの光束が射出されていたが、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す第５変形例の特性計測用光学系２４Ａ５で示すように、パターン板２８に２つ以上のピンホールを設けることで、４つ以上の互いに偏光状態の異なる光束を射出することができる。図７（Ａ）（平面図）及び図７（Ａ）中のパターン板２８を−Ｘ方向に見た図７（Ｃ）に示すように、レチクル面と共役なパターン板２８にはＹ方向にほぼ等間隔で３個のピンホール２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている。照明系ＩＬＳから射出されて反射ミラー２６で反射された照明光ＥＬはピンホール２８ａ〜２８ｃで３つの光束に分岐される。これら３つの光束はコリメートレンズ３０を介して偏光子３２に入射し、図７（Ｂ）（正面図）に示すように各光束がθｙ方向の角度が異なる２つのＰ偏光の光束ＥＬ１，ＥＬ３，ＥＬ５及びＳ偏光の光束ＥＬ２，ＥＬ４，４Ｌ６に分岐される。このため、偏光子３２からは進行方向が異なり偏光状態が２種類の６個の光束ＥＬ１〜ＥＬ６が射出される。
【００７１】
これらの６個の光束ＥＬ１〜ＥＬ６は傾斜した移相子３４を通過して偏光状態が互いに異なる光束となった後、集光レンズ３６及び反射ミラー３８で反射されて遮光膜２３中の開口部３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，３９Ｅ，３９Ｆ中に集光される。図７（Ｂ）及び図７（Ｂ）中の遮光膜２３を−Ｚ方向に見た図７（Ｄ）（平面図）に示すように、開口部３９Ａ〜３９ＦはＸ方向に２行でＹ方向に３列に配置されている。そして、これらの開口部３９Ａ〜３９Ｆから投影光学系ＰＯに入射する光束ＥＬ１〜ＥＬ６の偏光状態は互いに異なっているため、図２の偏光計測装置８のピンホール１０Ａａをそれらの開口部３９Ａ〜３９Ｆの共役像の位置に順次移動して偏光状態（ストークスパラメータ）を計測することによって、６種類の互いに異なる偏光状態の光束に関して投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。なお、この変形例においても、ピンホール２８ａ〜２８ｃによって６個の光束ＥＬ１〜ＥＬ６は互いに分離されているため、開口部３９Ａ〜３９Ｆが設けられた遮光膜２３は必ずしも設ける必要はない。
【００７２】
また、上記の投影光学系ＰＯの偏光特性を示す式（２）のミューラー行列ＭPLを決定するには４種類の互いに異なる偏光状態の光束について投影光学系ＰＯを通過した後の偏光状態を計測すればよい。このため、特性計測用光学系２４Ａ５のパターン板２８には２つのピンホール２８ａ，２８ｂのみを形成しておき、特性計測用光学系２４Ａ５からは互いの異なる偏光状態の４つの光束ＥＬ１〜ＥＬ４のみが射出されるようにしてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態及び変形例では、特性計測用光学系２４Ａ等から射出される複数の光束の偏光状態は計算によって求めていた。しかしながら、より正確にそれらの光束の偏光状態を求めるために、例えば特性計測用光学系２４Ａ等を製造した段階で、実際に図２の偏光計測装置８と同様の計測装置を用いてそれらの光束の偏光状態（ストークスパラメータ）を計測しておき、これらの計測結果を既知の偏光状態として演算装置１２に記憶しておいてもよい。
【００７４】
一例として、特性計測用光学系２４Ａから射出される光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態を偏光計測装置８を用いて計測する場合には、図８（Ａ）に示すように、特性計測用光学系２４Ａの遮光膜２３の２つの開口部に近接させて偏光計測装置８のピンホール板１０Ａのピンホールを順次設置し、その２つの開口部から射出される光束ＥＬ１，ＥＬ２の偏光状態を計測してもよい。同様に、例えば図７（Ａ）、（Ｂ）の特性計測用光学系２４Ａ５においても、射出される６個の光束ＥＬ１〜ＥＬ６の偏光状態を偏光計測装置８と同様の計測装置を用いて計測しておくことによって、より正確に投影光学系ＰＯの偏光特性を計測できる。
【００７５】
また、照明系ＩＬＳから照射される照明光ＥＬの強度むらの影響を抑制するために、図８（Ｂ）の第６変形例の特性計測用光学系２４Ａ６で示すように、例えばコリメートレンズ３０と偏光子３２との間等に、照明光ＥＬの強度分布を均一化するための強度分布変換素子４０を配置してもよい。強度分布変換素子４０としては、擦りガラス、フライアイレンズ、回折光学素子、若しくは光ファイバーバンドル等の拡散部材、ロッドレンズ、又は透過率斑フィルター等を使用できる。なお、強度分布変換素子４０が例えば拡散部材である場合、この拡散部材は、例えば集光レンズ３６と反射ミラー３８との間、移相子３４と集光レンズ３６との間、又は反射ミラー２６の入射面に配置してもよい。一方、強度分布変換素子４０が透過率斑フィルターである場合、この透過率斑フィルターは図８（Ｂ）のようにコリメートレンズ３０と偏光子３２との間に配置してもよい。
【００７６】
なお、上記の実施形態では、光の偏光状態をストークスパラメータで表している。しかしながら、その偏光状態はジョーンズ行列（Jones Matrix）等のジョーンズ標記で表してもよい。ジョーンズ標記は、光学系の偏光特性を表すための、２行×２列の複素行列（偏光行列）よりなるジョーンズ行列と、当該光学系によって変換される偏光状態を表すための、２行の複素列ベクトルよりなるジョーンズベクトルとで記述される。
【００７７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態及びその変形例につき図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態の露光装置の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では照明系ＩＬＳ及び／又は投影光学系ＰＯ等の光学特性として強度分布に関する特性を計測する点が異なっている。以下、図９及び図１０において、図２に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７８】
図９は、本実施形態の特性計測用光学系４２Ａを有する特性変換部２０Ａを露光装置のレチクルステージＲＳＴに載置した状態を示す。図９において、特性計測用光学系４２Ａは、レチクルステージＲＳＴに吸着保持されたガラス基板２２と、ガラス基板２２上に固定された保持機構２５と、保持機構２５内に保持されて照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰへ入射する照明光ＥＬを複数回（ここでは２回）反射して投影光学系ＰＯに導く反射ミラー２６，３８よりなる第１光学系２１Ｃと、照明系ＩＬＳから入射する照明光ＥＬを集光して、レチクル面ＲＰに照明系ＩＬＳ（照明光学系）の瞳面と共役な面を形成する第２光学系２１Ｄとを有する。
【００７９】
また、第２光学系２１Ｄは、反射ミラー２６で反射された照明光ＥＬを集光する集光レンズ３０と、これによって集光されて反射ミラー３８で反射された照明光ＥＬを選択的に通過させる微小な開口部３９Ａが形成された遮光膜２３（選択部材）と、を備えている。遮光膜２３はガラス基板２２の下面であるレチクル面ＲＰに形成されている。照明光ＩＬから特性計測用光学系４２Ａに入射した照明光ＥＬは、開口部３９Ａから光束ＥＬ１として投影光学系ＰＯに射出される。なお、照明光学系ＩＬＳと反射ミラー２６との間に２点鎖線で示すように、照明光ＥＬの強度分布を均一化するために、図８（Ｂ）の例と同様の強度分布変換素子４０（例えば拡散板）を設置してもよい。
【００８０】
また、本実施形態のウエハステージＷＳＴの上部に設置された強度分布計測装置８Ａは、投影光学系ＰＯに関して開口部３９Ａと共役な位置に設置されるピンホール１０Ａａが設けられたピンホール板１０Ａと、ピンホール１０Ａａを通過した光束を平行光束にするコリメートレンズ１０Ｂと、その平行光束を受光する２次元の撮像素子１０Ｇとを有する。撮像素子１０Ｇの検出信号を処理することによって、照明系ＩＬＳの透過率分布に影響されることなく投影光学系ＰＯの透過率分布を高精度に計測できる。
【００８１】
その後、特性計測用光学系４２ＡをレチクルステージＲＳＴから外して照明系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯの全体としての透過率分布を計測し、この計測結果を投影光学系ＰＯの透過率分布で除算することによって、照明系ＩＬＳの透過率分布を計測できる。
次に、図１０に示す本実施形態の変形例において、特性計測用光学系４４Ａを有する特性変換部２０Ｂが露光装置のレチクルステージＲＳＴに載置されている。図１０において、特性計測用光学系４４Ａは、ガラス基板２２上に固定された保持機構２５と、保持機構２５内に保持されて照明系ＩＬＳからレチクル面ＲＰへ入射する照明光ＥＬを複数回（ここでは２回）反射して投影光学系ＰＯに導く反射ミラー２６，３８よりなる第１光学系と、照明系ＩＬＳから入射する照明光ＥＬを集光して、レチクル面ＲＰに照明系ＩＬＳ（照明光学系）の瞳面と共役な面を形成する第２光学系とを有する。
【００８２】
また、第２光学系は、反射ミラー２６の射出面に設置されてピンホール２８ａが形成されたパターン板２８（選択部材）と、ピンホール２８ａから射出された光束ＥＬ１を集光して平行光束にするコリメートレンズ３０とを有する。照明光ＩＬから特性計測用光学系４４Ａに入射した照明光ＥＬは、反射ミラー３８で反射されて平行光束として投影光学系ＰＯに射出される。この場合、射出される光束ＥＬ１が通過するレチクル面ＲＰ（物体面）が照明系ＩＬＳの瞳面と共役な面である。なお、照明光学系ＩＬＳと反射ミラー２６との間に２点鎖線で示すように、照明光ＥＬの強度分布を均一化するために、図８（Ｂ）の例と同様の強度分布変換素子４０（例えば拡散板）を設置してもよい。
【００８３】
また、本実施形態のウエハステージＷＳＴの上部に設置された強度分布計測装置８Ｂは、投影光学系ＰＯに関して反射ミラー３８の射出面とほぼ共役な位置に設置される光透過性のガラス基板１０Ｈと、ガラス基板１０Ｈを通過した光束をリレーする１対のレンズ１０Ｂ，１０Ｆと、そのリレーされた平行光束を受光する撮像素子１０Ｇとを有する。撮像素子１０Ｇの検出信号を処理することによって、投影光学系ＰＯの瞳面の光強度分布（瞳形状）に影響されることなく照明系ＩＬＳの瞳面の光強度分布（瞳形状）を高精度に計測できる。
【００８４】
その後、特性計測用光学系４４ＡをレチクルステージＲＳＴから外して、例えば強度分布変換素子４０のみを照明系ＩＬＳとレチクルステージＲＳＴとの間に設置した状態で、強度分布計測装置８Ｂを用いて投影光学系ＰＯを通過した光束の光強度分布を計測することで、投影光学系ＰＯの瞳形状を高精度に計測できる。
また、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、この電子デバイスは、図１１に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、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２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法によりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００８５】
言い替えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて、マスクのパターンを介して基板（ウエハＷ）を露光する工程と、その露光された基板を処理する工程（即ち、基板のレジストを現像し、そのマスクのパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程、及びそのマスク層を介してその基板の表面を加工（加熱及びエッチング等）する加工工程）と、を含んでいる。
【００８６】
このデバイス製造方法によれば、露光装置ＥＸにおいて偏光照明等を高精度に行うことによって高精度に露光を行うことができるため、電子デバイスを効率的に高精度に製造できる。
なお、上記の実施形態の光学特性の計測方法及び装置は、ステッパー型の露光装置の照明系及び／又は投影光学系の光学特性を計測する場合にも適用できる。
【００８７】
また、本実施形態のデバイス製造方法では、特に半導体デバイスの製造方法について説明したが、本実施形態のデバイス製造方法は、半導体材料を使用したデバイスの他、例えば液晶パネルや磁気ディスクなどの半導体材料以外の材料を使用したデバイスの製造にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００８８】
ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明系、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レクチルステージ、ＰＯ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、８…偏光計測装置、８Ａ…強度分布計測装置、２０…特性変換部、２１Ａ，２１Ｃ…第１光学系、２１Ｂ，２１Ｄ…第２光学系、２２…ガラス基板、２３…遮光膜、２４Ａ〜２４Ｅ…特性計測用光学系、２６，３８…反射ミラー、２８…パターン板、３０…コリメートレンズ、３２…偏光素子、３４…移相子、３６…集光レンズ、３９Ａ，３９Ｂ…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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