(57)【要約】【課題】本発明は、シアリング干渉の原理を利用した波面収差測定方法において、光源の輝度を高めることなく必要な干渉縞の光量を向上させることを目的とする。【解決手段】この波面収差測定方法は、被検光学系（ＴＯ）の測定対象物点に点光源（Ｐ）を配置し、その点光源から射出した測定光束を被検光学系（ＴＯ）に通してシアリング干渉させ、生じた干渉縞を検出器（１７）で検出する波面収差測定方法において、２以上の独立した点光源からなる点光源群を前記測定対象物点に配置することを特徴とする。このように点光源を増やせば、その分だけ必要な干渉縞の光量を向上させることができる。【選択図】      図１
2006196699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の測定対象物点に点光源を配置し、その点光源から射出した測定光束を被検光学系に通してシアリング干渉させ、生じた干渉縞を検出器で検出する波面収差測定方法において、
２以上の独立した点光源からなる点光源群を、前記測定対象物点に配置する
ことを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の波面収差測定方法において、
前記点光源群の各点光源が前記検出器上に個別に生じさせる前記干渉縞の位相が揃うように、各点光源の配置間隔と前記シアリング干渉の条件とを最適化する
ことを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の波面収差測定方法において、
前記点光源群を生成するに当たり、前記測定対象物点にピンホール群を配置するためのピンホール部材と、前記ピンホールの径よりも可干渉長さの広い照明光束で前記測定対象物点を照明するための照明光学系とが用いられ、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、
Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の波面収差測定方法において、
前記シアリング干渉を実現させるに当たり、回折格子が用いられ、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項５】
請求項３に記載の波面収差測定方法において、
前記シアリング干渉を実現させるに当たり、回折格子が用いられ、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍ、前記被検光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ，
β＝ｆ／ｄ  （但し、ｎ：整数）  ・・・（３）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項６】
被検光学系の測定対象物点に理想球面波生成用のピンホールを配置したピンホール部材と、
前記測定対象物点を照明光束で照明する照明光学系と、
前記ピンホールから射出し前記被検光学系を経由した測定光束をシアリング干渉させる回折格子と、
前記回折格子による前記シアリング干渉で生じた干渉縞を検出する検出器と
を備えた波面収差測定装置において、
前記照明光束は、
可干渉長さが前記ピンホールの径よりも広い照明光束であり、
前記ピンホール部材は、
少なくとも前記可干渉長さより広い配置間隔で配列された２以上の前記ピンホールからなるピンホール群を、前記測定対象物点に配置してなる
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の波面収差測定装置において、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、
Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の波面収差測定装置において、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項９】
請求項７に記載の波面収差測定装置において、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍ、前記被検光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ，
β＝ｆ／ｄ  （但し、ｎ：整数）  ・・・（３）
の式を満たすことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
前記照明光学系の光源は、レーザプラズマ光源又は放電プラズマ光源である
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の波面収差測定装置において、
前記照明光束の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれる
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１２】
物体面に配置されたマスクのパターンを像面に投影するための投影光学系と、
前記物体面を照明光束で照明する照明光学系と、
前記物体面の測定対象物点に理想球面波生成用のピンホールを配置するためのピンホール部材と、
前記測定対象物点に配置された前記ピンホールから射出し、かつ前記投影光学系を経由した測定光束を、シアリング干渉させるための回折格子と、
前記シアリング干渉で生じた干渉縞を検出するための検出器と
を備えた投影露光装置において、
前記照明光束は、
可干渉長さが前記ピンホールの径よりも広い照明光束であり、
前記ピンホール部材は、
少なくとも前記可干渉長さより広い配置間隔で配列された２以上の前記ピンホールからなるピンホール群を、前記測定対象物点に配置するものである
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の投影露光装置において、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、
Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）
の式を満たすことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の投影露光装置において、
前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記投影光学系の投影倍率Ｍは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）
の式を満たすことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の投影露光装置において、
前記ピンホール群のピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記投影光学系の投影倍率Ｍ、前記投影光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、
Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ（但し、ｎ：整数），
β＝ｆ／ｄ・・・（３）
の式を満たすことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１６】
請求項１２〜請求項１５の何れか一項に記載の投影露光装置において、
前記照明光学系の光源は、レーザプラズマ光源又は放電プラズマ光源である
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の投影露光装置において、
前記照明光束の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれており、
前記投影光学系は、波長λの光を導光することのできる光学部材によって構成されている
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定方法により投影光学系の波面収差を測定する手順と、
前記測定の結果に応じて前記投影光学系を調整する手順と
を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の投影光学系の製造方法において、
前記点光源群の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれており、
前記投影光学系は、波長λの光を導光することのできる光学部材によって構成されている
ことを特徴とする投影光学系の製造方法。                                                                              
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアリング干渉の原理を利用した波面収差測定方法、波面収差測定装置、投影露光装置、及び投影光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
５０ｎｍＬ／Ｓ以下の微細な線幅の回路パターンをウエハに転写する手法として、ＥＵＶＬ(EUVL：Extreme UltraViolet Lithography)が提案された。このＥＵＶＬで使用される露光光（ＥＵＶ光）の波長は１１ｎｍ〜１５ｎｍ（例えば、１３．５ｎｍ）である。
このように極端に波長の短い光はガラスなどの屈折部材を透過しにくいので、ＥＵＶＬ用の投影光学系には、屈折部材ではなくミラー（非球面ミラー）からなる反射型の投影光学系が用いられる。この投影光学系の波面収差の許容値は、０．０５λｒｍｓ＝０．６７ｎｍｒｍｓ以下であり、極めて厳しい。
【０００３】
このため、ＥＵＶＬ用の投影光学系の製造時、その波面収差を測定する際には、屈折部材を使用することなく高精度測定が可能な波面収差測定装置が用いられる。そのような波面収差測定装置の１つに、シアリング干渉の原理を利用した波面収差測定装置がある（特許文献１など）。
この波面収差測定装置では、投影光学系のレチクル面にピンホール部材を配置すると共に、ＥＵＶ光を発光する光源（ＥＵＶ光源）を用いて照明する。このピンホール部材のピンホールで発生する球面波を測定光束として被検光学系に通し、被検光学系を通過した後の測定光束を回折格子で複数の回折光束に分割し、そのうち±１次回折光束が成す干渉縞をＣＣＤ撮像素子で撮像する。その干渉縞のパターンは投影光学系の波面収差に応じて歪むので、この干渉縞の歪みパターンから、波面収差を高精度に検知することができる。
【０００４】
この波面収差測定装置の測定精度を高めるためには、ピンホール部材のピンホールの径を小さくし、そこで発生する球面波をなるべく理想球面波に近づける必要がある。各条件を考慮した回折計算により、ピンホールの径φに必要な条件は、ＥＵＶ光の波長λ、投影光学系のレチクル側の開口数ＮＡretとおくと、φ＜λ／ＮＡretとなる。
例えば、ＥＵＶ光の波長λ＝１３．５ｎｍ、投影光学系のウエハ側開口数ＮＡwaf＝０．２５、投影光学系のレチクル側開口数ＮＡret＝０．０６２５であるとき、ピンホールの径φに必要な条件は、φ＜２１６ｎｍとなり、極めて小さい。
【０００５】
こうした微細なピンホールでは、入射したＥＵＶ光の多くがロスとなり、実際に投影光学系に投光される測定光束の光量は、極めて微弱になってしまうので、ＥＵＶ光源の輝度を十分に高くしておくことが望まれる。
【特許文献１】特開２００３−８６５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＥＵＶ光源の中で輝度の高いビームライン（シンクロトロン光源）は、大規模な施設を要するので、投影光学系の製造ラインで使用することは難しい。また、レーザプラズマ光源（ＬＰＰ）、放電プラズマ光源（ＤＰＰ）のような小型光源は、輝度が不足するので、ノイズの影響を受け易く、所望の測定精度が得られないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、シアリング干渉の原理を利用した波面収差測定方法において、光源の輝度を高めることなく必要な干渉縞の光量を向上させることを目的とする。
また、本発明は、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の波面収差測定方法は、被検光学系の測定対象物点に点光源を配置し、その点光源から射出した測定光束を被検光学系に通してシアリング干渉させ、生じた干渉縞を検出器で検出する波面収差測定方法において、２以上の独立した点光源からなる点光源群を、前記測定対象物点に配置することを特徴とする。
請求項２に記載の波面収差測定方法は、請求項１に記載の波面収差測定方法において、前記点光源群の各点光源が前記検出器上に個別に生じさせる前記干渉縞の位相が揃うように、各点光源の配置間隔と前記シアリング干渉の条件とを最適化することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の波面収差測定方法は、請求項１又は請求項２に記載の波面収差測定方法において、前記点光源群を生成するに当たり、前記測定対象物点にピンホール群を配置するためのピンホール部材と、前記ピンホールの径よりも可干渉長さの広い照明光束で前記測定対象物点を照明するための照明光学系とが用いられ、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）の式を満たすことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の波面収差測定方法は、請求項３に記載の波面収差測定方法において、前記シアリング干渉を実現させるに当たり、回折格子が用いられ、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍは、Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）の式を満たすことを特徴とする。
請求項５に記載の波面収差測定方法は、請求項３に記載の波面収差測定方法において、前記シアリング干渉を実現させるに当たり、回折格子が用いられ、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍ、前記被検光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ，β＝ｆ／ｄ  （但し、ｎ：整数）  ・・・（３）の式を満たすことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の波面収差測定装置は、被検光学系の測定対象物点に理想球面波生成用のピンホールを配置したピンホール部材と、前記測定対象物点を照明光束で照明する照明光学系と、前記ピンホールから射出し前記被検光学系を経由した測定光束をシアリング干渉させる回折格子と、前記回折格子による前記シアリング干渉で生じた干渉縞を検出する検出器とを備えた波面収差測定装置において、前記照明光束は、可干渉長さが前記ピンホールの径よりも広い照明光束であり、前記ピンホール部材は、少なくとも前記可干渉長さより広い配置間隔で配列された２以上の前記ピンホールからなるピンホール群を、前記測定対象物点に配置してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の波面収差測定装置は、請求項６に記載の波面収差測定装置において、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）の式を満たすことを特徴とする。
請求項８に記載の波面収差測定装置は、請求項７に記載の波面収差測定装置において、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍは、Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）の式を満たすことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の波面収差測定装置は、請求項７に記載の波面収差測定装置において、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記被検光学系の結像倍率Ｍ、前記被検光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ，β＝ｆ／ｄ  （但し、ｎ：整数）  ・・・（３）の式を満たすことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の波面収差測定装置は、請求項６〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記照明光学系の光源は、レーザプラズマ光源又は放電プラズマ光源であることを特徴とする。
請求項１１に記載の波面収差測定装置は、請求項１０に記載の波面収差測定装置において、前記照明光束の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に記載の投影露光装置は、物体面に配置されたマスクのパターンを像面に投影するための投影光学系と、前記物体面を照明光束で照明する照明光学系と、前記物体面の測定対象物点に理想球面波生成用のピンホールを配置するためのピンホール部材と、前記測定対象物点に配置された前記ピンホールから射出し、かつ前記投影光学系を経由した測定光束を、シアリング干渉させるための回折格子と、前記シアリング干渉で生じた干渉縞を検出するための検出器とを備えた投影露光装置において、前記照明光束は、可干渉長さが前記ピンホールの径よりも広い照明光束であり、前記ピンホール部材は、少なくとも前記可干渉長さより広い配置間隔で配列された２以上の前記ピンホールからなるピンホール群を、前記測定対象物点に配置するものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１３に記載の投影露光装置は、請求項１２に記載の投影露光装置において、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記照明光束の波長λ、前記照明光学系のピンホール側開口数ＮＡcondは、Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）の式を満たすことを特徴とする。
請求項１４に記載の投影露光装置は、請求項１３に記載の投影露光装置において、前記ピンホール群の各ピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記投影光学系の投影倍率Ｍは、Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（但し、ｎ：整数）・・・（２）の式を満たすことを特徴とする。
【００１８】
請求項１５に記載の投影露光装置は、請求項１３に記載の投影露光装置において、前記ピンホール群のピンホールの配置間隔Ｌ、前記回折格子の格子ピッチｐ、前記投影光学系の投影倍率Ｍ、前記投影光学系による前記ピンホール群の像を基準とした前記回折格子の変位ｆ、前記ピンホール群の像を基準とした前記検出器の変位ｄは、Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ（但し、ｎ：整数），β＝ｆ／ｄ・・・（３）の式を満たすことを特徴とする。
【００１９】
請求項１６に記載の投影露光装置は、請求項１２〜請求項１５の何れか一項に記載の投影露光装置において、前記照明光学系の光源は、レーザプラズマ光源又は放電プラズマ光源であることを特徴とする。
請求項１７に記載の投影露光装置は、請求項１６に記載の投影露光装置において、前記照明光束の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれており、前記投影光学系は、波長λの光を導光することのできる光学部材によって構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１８に記載の投影光学系の製造方法は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定方法により投影光学系の波面収差を測定する手順と、前記測定の結果に応じて前記投影光学系を調整する手順とを含むことを特徴とする。
請求項１９に記載の投影光学系の製造方法は、請求項１８に記載の投影光学系の製造方法において、前記点光源群の波長λは、１１ｎｍ＜λ＜１５ｎｍの範囲に含まれており、前記投影光学系は、波長λの光を導光することのできる光学部材によって構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シアリング干渉の原理を利用した波面収差測定方法において、光源の輝度を高めることなく必要な干渉縞の光量を向上させることができる。
また、本発明によれば、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置が実現する。
また、本発明によれば、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置が実現する。
【００２２】
また、本発明によれば、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６に基づき本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定装置の実施形態である。
図１は、本測定装置の構成図である。
本測定装置の被検対象である被検光学系ＴＯは、露光波長が１１ｎｍ〜１５ｎｍ（以下、１３．５ｎｍとする。）のＥＵＶＬ用の反射型の投影光学系である。これに合わせて、本測定装置の照明光学系１１の光源には、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、特に、空間コヒーレンスの低いレーザプラズマ光源（ＬＰＰ光源）が用いられる。
【００２４】
本測定装置には、この照明光学系１１から順に、反射型のピンホール部材１２、被検光学系ＴＯ、透過型の回折格子Ｇ、ＣＣＤなどの撮像素子１７が配置される。ピンホール部材１２のピンホールＰ（詳細は後述）は、被検光学系ＴＯの測定対象物点に位置しており、回折格子Ｇは、被検光学系ＴＯの像面の前側に配置される。
照明光学系１１の光源から射出されるＥＵＶ光は、集光ミラー１１Ｂの集光作用を受けて、被検光学系ＴＯの測定対象物点に集光スポットを形成する。このＥＵＶ光は、そこに配置されたピンホールＰによって理想球面波に変換され、測定光束として被検光学系ＴＯに入射する。その測定光束は、被検光学系ＴＯ内の各ミラーを経由することで、被検光学系ＴＯの収差の影響を受けて、被検光学系ＴＯの像面側へ射出する。その測定光束は、被検光学系ＴＯの像面へ向けて集光しながら回折格子Ｇに入射し、回折格子Ｇの回折作用によって０次，１次，・・・の各次数の回折光束に分割される。各回折光束は、被検光学系ＴＯの像面上の互いにずれた位置にピンホールＰの像（ピンホール像）をそれぞれ形成する。
【００２５】
図１では、±１次回折光束のみを図示した。「Ｉ+」は、＋１次回折光束からなるピンホール像、「Ｉ-」は、−１次回折光束からなるピンホール像である。なお、図１では、回折格子Ｇの格子線方向が、紙面表裏方向（Ｙ方向）に一致しており、ピンホール像Ｉ+，Ｉ-の並び方向（＝シア方向）が左右方向（Ｘ方向）であるときの様子を示した。
このピンホール像Ｉ+，Ｉ-から射出した±１次回折光束は、撮像素子１７の撮像面に入射してシアリング干渉し、撮像素子１７上に干渉縞を形成する。撮像素子１７は、その干渉縞の画像データを取得する。その画像データは、不図示のコンピュータへ送出される。
【００２６】
なお、本測定装置では、撮像素子１７上の干渉縞が鮮明となるように、回折格子Ｇと撮像素子１７の位置関係は、所謂「Talbot条件」を満足するように最適化される。Talbot条件の詳細は、「応用光学１（鶴田）」（ｐ178-181，培風館，1990年）に記載されている。ここでは、この条件下で、±１次回折光束のみを考える。
また、本測定装置では、格子線方向がＹ方向となった回折格子Ｇと、Ｘ方向となった回折格子Ｇとが共通の移動機構１３ｃに支持されており、移動機構１３ｃの移動によってシア方向をＸ方向とＹ方向との間で変更することができる。シア方向がＸ方向であるときに取得された画像データと、シア方向がＹ方向であるときに取得された画像データとをコンピュータで解析することで、被検光学系ＴＯの透過波面の形状（波面収差）を復元することができる。
【００２７】
また、本測定装置では、画像データの取得に当たり移動機構１３ｃを介して回折格子Ｇをシア方向に振動させれば、公知の位相シフト法を適用して被検光学系ＴＯの波面収差を高精度に求めることができる。位相シフト法の代わりに、フーリエ変換法を適用することもできる。
図２は、本測定装置のピンホール部材１２を説明する図である。
【００２８】
本測定装置における被検光学系ＴＯは反射型であり、その視野は円弧状なので、それに合わせてピンホール部材１２の全体も円弧状をしている。ピンホール部材１２において、被検光学系ＴＯの視野内の複数の測定対象物点のそれぞれに、ピンホール群（マルチピンホール）Ｐがそれぞれ形成されている。
各マルチピンホールＰは、図２中に拡大して示すように、理想球面波生成用の複数のピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・を、所定の配置間隔Ｌで等間隔に密に二次元配列してなる（配置間隔Ｌ：互いに隣接するピンホールの中心同士の間隔とする。）。ピンホール１つのマルチピンホールＰの外形（＝複数のピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の形成領域の外形）は、ＥＵＶ光の集光スポットと略形同大である。
【００２９】
ここで、ＥＵＶ光の集光スポットの径Φは、比較的大きい。なぜなら、照明光学系１１の光源（ここでは、レーザプラズマ光源）は空間コヒーレンスが低く、レーザー光やビームラインとは異なり、光束をあまり小さく絞ることができないからである。例えば、レーザプラズマ光源のサイズを１００μｍ程度、集光ミラー１１Ｂの倍率を２倍とすると、集光スポットの径Φは２００μｍ程度である。
【００３０】
また、マルチピンホールＰの各ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の径φは、理想球面波を生成するために必要なサイズ、例えば、φ＜λ／ＮＡret（ＮＡret：被検光学系ＴＯの物体側開口数）に抑えられている。
このようなマルチピンホールＰが集光スポットにより照明されると、マルチピンホールＰの個々のピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・は、理想球面波からなる測定光束を個別に生成する。つまり、点光源群を形成する。
【００３１】
図３は、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の作用を説明する概念図である。ここでは、シア方向に並ぶ３つのピンホールＰA，ＰB，ＰCの作用を代表して説明する。なお、図３では、ピンホールＰBからの測定光束のみを可視化した。
ピンホールＰA，ＰB，ＰCからの各測定光束は、被検光学系ＴＯを介して回折格子Ｇに入射し、それぞれ±１次回折光束に分割され、被検光学系ＴＯの像面上に、＋１次回折光束からなるピンホール像ＩA+，ＩB+，ＩC+、−１次回折光束からなるピンホール像ＩA-，ＩB-，ＩC-を形成する。
【００３２】
ピンホール像ＩA+，ＩA-から射出した±１次回折光束（ピンホールＰAによる±１次回折光束）はシアリング干渉し、撮像素子１７上に干渉縞を形成する。
同様に、ピンホール像ＩB+，ＩB-から射出した±１次回折光束（ピンホールＰBによる±１次回折光束）もシアリング干渉し、撮像素子１７上に干渉縞ＦBを形成する（図３の下部参照）。
【００３３】
同様に、ピンホール像ＩC+，ＩC-から射出した±１次回折光束（ピンホールＰCによる±１次回折光束）もシアリング干渉し、撮像素子１７上に干渉縞を形成する。
ここで、図３の下部に示すように、ピンホールＰBによる干渉縞ＦBは、被検光学系ＴＯの収差の影響を受けて歪んでいる。他のピンホールＰA，ＰCによる干渉縞も、被検光学系ＴＯの収差の影響を受けて歪んでいる。それらの干渉縞の歪みパターンは、同じ被検光学系ＴＯの収差の影響を受けたので、略等しい。
【００３４】
よって、撮像素子１７上では、図４（ａ）に示すように、歪みパターンの略等しい干渉縞ＦA，ＦB，ＦCが、若干だけずれて重なる（干渉縞ＦA，ＦB，ＦC：ピンホールＰA，ＰB，ＰCが個別に形成した干渉縞。）。なお、図４（ａ）では、干渉縞ＦA，ＦB，ＦCのずれを強調するために、暗部のピークのみを細い線で表現した。このように歪みパターンの略等しい干渉縞ＦA，ＦB，ＦCが重なれば、干渉縞の光量が高められたのと同等の効果が期待できる。
【００３５】
しかも、マルチピンホールＰの各ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌをなるべく狭くした方が、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の総数を増やすことができるので、干渉縞の光量をより高めることができる。
（余分な干渉縞について）
但し、互いに異なるピンホールＰA，ＰB，ＰCからの測定光束同士が干渉すると、ピンホールＰA，ＰB，ＰCが個別に形成する干渉縞ＦA，ＦB，ＦCに、余分な干渉縞が重畳してしまう。
【００３６】
そこで、本測定装置では、マルチピンホールＰの各ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・による各点光源を互いに独立させるため、それらの配置間隔Ｌ（図２参照）は、少なくとも、マルチピンホールＰを照明するＥＵＶ光の可干渉長さより広い必要がある。
ここで、照明光学系１１の光源にはレーザプラズマ光源が用いられるので、その可干渉長さは、高々「λ／ＮＡcond」である。ここに、λ：ＥＵＶ光の波長、ＮＡcond：照明光学系１１の射出側開口数（集光ミラー１１Ｂからピンホール側へ射出する光束のＮＡ）である。
【００３７】
したがって、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌは、少なくとも次式（１）を満たせばよい。
Ｌ＞λ／ＮＡcond  ・・・（１）
この式（１）の条件が満たされれば、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・によって個別に形成される干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・がインコヒーレントに重なり、余分な干渉縞の発生を防止できる。
【００３８】
（干渉縞の位相ずれについて）
次に、図４（ａ）では、ピンホールＰA，ＰB，ＰCによって個別に形成される干渉縞ＦA，ＦB，ＦCの位相が一致している様子、つまり干渉縞ＦA，ＦB，ＦCの明部のピークと暗部のピークとが同じ位置に現れている様子を示したが、実際には、図４（ｂ）に示すように、それらの位相がずれている可能性もある。
【００３９】
干渉縞ＦA，ＦB，ＦCの位相がずれると、明部のピークと暗部のピークとが異なる位置に現れる。例えば、位相のずれ量がπになると、明部のピークの現れる位置と暗部のピークの現れる位置とが反対になる（但し、干渉縞ＦA，ＦB，ＦCの歪みパターンは、位相に依らず同じに現れる。）。このとき、必要な干渉縞の光量が向上しない。
このように位相がずれる理由は、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・から個別に射出した各測定光束が、回折格子Ｇ上の互いにずれた領域に入射することにある。
【００４０】
図５（ａ），（ｂ）は、ピンホールＰA，ＰBが個別に形成する干渉縞ＦA，ＦBの位相のずれを説明する概念図である。図５（ａ），（ｂ）には、ピンホールＰA，ＰBから個別に射出した２つの測定光束Ａ，Ｂが回折格子Ｇを経由して撮像素子１７に到達する様子を示した。図５（ａ），（ｂ）では、２つの測定光束Ａ，Ｂのずれを明確にするため、測定光束Ａ，Ｂそれぞれの±１次回折光束の代わりに、それぞれの０次回折光束を示した。
【００４１】
これら２つの測定光束Ａ，Ｂが、図５（ａ）に示すような関係で回折格子Ｇに入射したときには、干渉縞ＦA，ＦBの位相は一致する。
一方、２つの測定光束Ａ，Ｂが、図５（ｂ）に示すような関係で回折格子Ｇに入射したときには、干渉縞ＦA，ＦBの位相は一致しない。
図６（ａ），（ｂ）は、干渉縞ＦA，ＦBの位相が一致するときの回折格子Ｇの近傍の拡大概念図である。図６（ａ）は、光軸と垂直な方向から見た図、図６（ｂ）は、光軸方向から見た図である（図６（ａ）では、波面中心を通る光線のみを図示した。）。
【００４２】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、干渉縞ＦA，ＦBの位相が一致するのは、測定光束Ａが入射した領域に含まれる格子パターンと、測定光束Ｂが入射した領域に含まれる格子パターンとが一致しているときである。すなわち、回折格子Ｇ上における測定光束Ａと測定光束Ｂとのずれ量ｄ1が、回折格子Ｇの格子ピッチｐの整数ｎ倍のときである。この条件を式にすると、次式（２’）のとおりである。
【００４３】
ｄ1＝ｐ×ｎ（ｎ：整数）  ・・・（２’）
このずれ量ｄ1は、測定光束Ａによるピンホール像ＩA0と、測定光束Ｂによるピンホール像ＩB0との間隔に等しく、それは、被検光学系ＴＯの結像倍率Ｍ、ピンホールＰA，ＰB，・・・の配置間隔Ｌによって、「Ｌ×Ｍ」で表される。したがって、式（２’）は、次式（２）に置き換えられる。
【００４４】
Ｌ×Ｍ＝ｐ×ｎ（ｎ：整数）  ・・・（２）
そこで、本測定装置では、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌ、回折格子Ｇの格子ピッチｐは、式（２）を満足するように設定される。これにより、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・が個別に形成する干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の位相を一致させ、必要な干渉縞の光量を確実に向上させることができる。
【００４５】
（干渉縞の位置ずれについて）
次に、図４（ａ）に示したとおり、干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・は若干ずつずれて重なる。これらの位置ずれを低減するために、各干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の位相を、意図的に少しずつずらしてもよい。その場合、式（２）に代えて式（３）を採用すればよい。
【００４６】
Ｌ×Ｍ＝ｐ／（１−β）×ｎ，
β＝ｆ／ｄ（但し、ｎ：整数）  ・・・（３）
ここに、ｆ：ピンホール像の形成面（＝被検光学系ＴＯの像面）を基準とした回折格子Ｇの変位、ｄ：ピンホール像の形成面（＝被検光学系ＴＯの像面）を基準とした撮像素子１７の変位である（図２参照）。因みに、本測定装置の配置では、β＜０となる。
【００４７】
また、一般に、｜β｜≪１なので、式（３）に代えて式（３）の代わりに式（３’）を採用してもよい。
Ｌ×Ｍ＝ｐ×（１＋β）×ｎ，
β＝ｆ／ｄ（但し、ｎ：整数）  ・・・（３’）
以上の式（３）又は（３’）を採用すれば、干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の位置ずれが目立たなくなる。
【００４８】
（効果）
以上、本測定装置では、図２に示したように、１つの測定対象物点に複数のピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・（マルチピンホールＰ）を配置することによって、必要な干渉縞の光量を増加させる。
また、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌなどが式（１）を満たすので、余分な干渉縞の発生を防ぐことができる。
【００４９】
また、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌなどが式（２）を満たすので、必要な干渉縞同士の位相を一致させて、その干渉縞の光量を確実に向上させることができる。
また、ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌなどが式（２）に代えて式（３）又は式（３’）を満たせば、必要な干渉縞同士の位置ずれを低減することができる。
【００５０】
したがって、本測定装置によれば、必要な干渉縞の光量を確実に向上させることができる。その結果、被検光学系ＴＯの波面収差を確実かつ高精度に測定することができる。具体的には、測定の再現性の向上、測定時間の短縮、調整の効率化などの効果が得られる。
（実施例）
本実施例の測定対象は、以下の仕様のＥＵＶＬ用の投影光学系である。
・露光波長＝１３．５ｎｍ，
・像側開口数ＮＡim＝０．２５，
・投影倍率Ｍ＝０．２５，
・物体側開口数ＮＡret＝０．０６２５，
なお、物体側開口数ＮＡretは、ＮＡret＝ＮＡim×Ｍによって決められた。
【００５１】
本実施例の測定装置の各部の設定値は、以下のとおりである。
・照明光学系１１の光源の波長λ＝１３．５ｎｍ
・照明光学系１１の射出側開口数ＮＡcond＝０．０６２５，
・被検光学系ＴＯの像面を基準とした回折格子Ｇの変位ｆ＝＋１００μｍ，
・被検光学系ＴＯの像面を基準とした撮像素子１７の変位ｄ＝−５０ｍｍ，
・照明光学系１１による集光スポットの径Φ＝２００μｍ，
・ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の配置間隔Ｌ＝４μｍ，
・回折格子Ｇの格子ピッチｐ＝１μｍ，
なお、ＮＡcond＝ＮＡretとしたのは、測定光束の光量と波面精度（理想球面の程度）とを両立させるためである。また、格子ピッチｐ及び配置間隔Ｌは、以下の過程によって選定した。
【００５２】
先ず、λ＝１３．５，ＮＡcond＝０．０６２５，Ｍ＝０．２５なので、上述した式（１），式（２）は、式（１ａ），式（２ａ）となる。
Ｌ＞０．２１６ｎｍ  ・・・（１ａ）
Ｌ＝４p，８p，１２p,  ・・・  ・・・（２ａ)
また、上述したとおり、必要な干渉縞の光量を最大にするためには、配置間隔Ｌはなるべく狭い方が望ましい。これを考慮し、式（１ａ）を満たす配置間隔Ｌの最小値を求めると、Ｌ≒０．２ｎｍとなる。このとき、式（２ａ）より、格子ピッチｐは、ｐ≒５０ｎｍとなる。
【００５３】
しかしながら、回折格子Ｇの格子ピッチｐには、製造上の限界があり、現状では、格子ピッチｐ≧１μｍである。よって、その範囲で式（２ａ）を満たす配置間隔Ｌの最小値を求めると、ｐ≒１μｍ，Ｌ≒４μｍとなった。ｐ≒１μｍ、Ｌ≒４μｍは、式（１ａ）をも満たす。よって、本実施例では、ｐ＝１μｍ，Ｌ＝４μｍに設定した。
したがって、仮に、集光スポットの径Φの一杯にマルチピンホールＰのピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・を配置するならば、ピンホールの総数を７８００個にまで増やすことができる。このとき、必要な干渉縞の光量を約７８００倍に高めることができる。
【００５４】
（ピンホール部材１２について）
ここで、本測定装置に用いられたピンホール部材１２の構造の一例を説明する。ピンホール部材１２は、図７に示すように、セラミックなどからなる基板１２−０上に、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）などを積層させてできる反射膜１２−１、タンタル（Ｔａ）などからなる吸収層１２−２が順に形成されてなる。このうち、吸収層１２−２には、前述したピンホールＰA，ＰB，・・・と同じパターンの開口部が形成されており、その開口部では反射膜１２−１が露出している。この露出部分が、ピンホールＰA，ＰB，・・・の機能を果たす。なお、反射膜１２−１の膜構造は、ＥＵＶ光を十分な反射率で反射できるように最適化されている。
【００５５】
［第１実施形態の変形例］
なお、本測定装置のピンホール部材１２（図２）においては、波面収差測定を複数の測定対象物点について行うために、マルチピンホールＰの数が複数になっているが、その必要が無ければ、１つであってもよい。
また、マルチピンホールＰを１つ（又は少ない個数）だけしか有していなくても、そのピンホール部材１２を物体面に沿って移動させれば、波面収差測定を複数の測定対象物点について行うことができる。
【００５６】
但し、複数のマルチピンホールＰが予め設けられたピンホール部材１２を用いる方が、移動の必要が無いので好ましい。
また、本測定装置では、反射型のピンホール部材１２が用いられたが、図８に示すような透過型のピンホール部材１２’が用いられてもよい。透過型のピンホール部材１２’は、例えば、Ｎｉメンブレンにエッチングやリフトオフ法を施し、上述したピンホール部材１２のピンホールＰA，ＰB，・・・と同じパターンの開口部を形成したものである。
【００５７】
また、本測定装置では、回折格子Ｇと撮像素子１７との間に何も配置されなかったが、図８に示すように、不必要な光束をカットして必要な光束のみを選択的に透過するマスクＭ（所謂次数選択マスク）を配置してもよい。なお、「不必要な光束」とは、各ピンホールＰA，ＰB，ＰC・・・からの測定光束の０，２，３，・・・次回折光束であり、「必要な光束」とは、各ピンホールＰA，ＰB，ＰC・・・からの測定光束の±１次回折光束である。
【００５８】
マスクＭの挿入箇所は、被検光学系ＴＯの像面の近傍である。マスクＭが挿入された場合も、回折格子Ｇ及び撮像素子１７の位置関係は、上述した「Talbot条件」を満たしていることが望ましいが、必須ではない。
また、本測定装置では、回折格子Ｇの挿入箇所が、被検光学系ＴＯの像面の前側であったが、図８の下部の点線枠内に示すように、像面の後側であってもよい。但し、回折格子Ｇの後側では必要な光と不必要な光とが混在するので、マスクＭを利用することはできない。よって、回折格子Ｇ及び撮像素子１７の位置関係は、上述した「Talbot条件」を満たす必要がある。
【００５９】
また、回折格子Ｇの挿入箇所が、被検光学系ＴＯの像面の後側であったとしても、上述した式（３），（３’）はそのまま適用可能である（その場合、β＞０となる。）。
また、式（２）及び式（３）（又は式（３’））における「β」は、回折格子Ｇの格子ピッチｐと干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の縞のピッチとの比を表しており、一般に、干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の縞のピッチが格子ピッチｐよりも十分大きいことを考えると、式（２）と式（３）（又は式（３’））との差は小さい。しかし、大きな集光スポットでマルチピンホールＰを照明し、マルチピンホールＰのピンホールＰA，B，・・・の個数が多いときには、その誤差は無視し得なくなることがある。この場合、式（２）よりも式（３）（又は式（３’））を積極的に採用することが望ましい。
【００６０】
また、マルチピンホールＰのピンホールＰA，B，・・・（図２）は、等間隔に（周期的に）配列された方が光量の損失が抑えられるので好ましいが、等間隔でなくてもよい。また、マルチピンホールＰは、集光スポットと同型同大になっていなくてもよい。但し、少なくとも、集光スポットの全域をマルチピンホールＰでカバーした方が、光量の損失は抑えられる。何れの場合にも、複数のピンホールＰA，B，・・・の配置間隔Ｌは、式（１）を満足する。
【００６１】
また、式（３），式（３’）における整数「ｎ」は、実際には正確な整数でなくても構わない場合もある。例えば、干渉縞ＦA，ＦB，ＦC，・・・の位置ずれを縞のピッチの１０％まで許容するときには、式（３’）において「ｎ」→「ｎ±０．１」とおいた式（４）を採用してもよい。
Ｌ×Ｍ＝ｐ×（１＋β）×（ｎ±０．１）  ・・・（４）
また、本測定装置の光源には、レーザプラズマ光源が用いられたが、放電プラズマなど、空間コヒーレンスの低い他のＥＵＶ光源（可干渉長さがピンホールの径よりも広いもの）を用いてもよい。
【００６２】
また、本測定装置では、被検光学系ＴＯがＥＵＶＬ用の投影光学系であったので、光源にＥＵＶ光源が用いられたが、被検光学系ＴＯの露光光がＥＵＶ光以外の光（可視光、他の波長のＸ線など）である場合には、その露光光と同じ波長の光を出射可能であり、かつ空間コヒーレンスの低い光源（可干渉長さが少なくともピンホールの径よりも広いもの）が用いられる。
【００６３】
また、本測定装置では、被検光学系ＴＯが投影光学系であるが、投影光学系以外の他の結像光学系の波面収差測定にも、本発明は適用可能である。但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系の波面収差測定では、高精度化の要求が高く、その分だけ干渉縞の光量を高める要求も強いので、本発明が特に有効である。
また、本測定装置では、格子線方向の異なる２つの回折格子Ｇを用いたが、１つの回折格子しか用いなくとも、その配置方向を９０°回転させれば、シア方向をＸ方向とＹ方向との間で変更することができる。また、直交する２種類の格子線が形成された回折格子（クロス格子）を１つ用いれば、回転させる必要も無くなる。
【００６４】
因みに、クロス格子を用いた場合にも、位相シフト法、フーリエ変換法の何れの方法も適用することができる。フーリエ変換法の詳細は、M.Takeda, S.Kobayashi,Appl.Opt.,vol.23 (1984), pp1760-1764に記載されている。
また、本測定装置による波面収差測定は、一般に、投影光学系の製造時、その組み立て調整に適用されるが、組み立て後の投影光学系の収差変動の検出に適用することもできる。
【００６５】
特に、ＥＵＶＬ用の投影露光装置は、波長が極端に短いため、組み立て後のミラーの僅かの変位でも波面収差が変動するので、本測定装置と同じ機能を搭載し、定期的に波面収差を測定すれば、組み立て後のミラー変形や位置変動に対処することができる。この機能が搭載された投影露光装置の一例は、後述する第２実施形態にて説明する。
また、本測定装置を応用して、図９に示すような点回折干渉計を構成してもよい。この点回折干渉計は、被検ミラーＴＭの面形状を測定するものである。図９に示す照明光学系１１、ピンホール部材１２’は、図８の測定装置におけるものと同じである。照明光学系１１の光源は、空間コヒーレンスの低いＥＵＶ光源（又はその他のＸ線光源）であり、ピンホール部材１２’のピンホールは、マルチピンホールＰ（＝複数のピンホールからなるピンホール群）である。
【００６６】
照明光学系１１から射出したＥＵＶ光は、ピンホール部材１２’のマルチピンホールＰを照明する。マルチピンホールＰの各ピンホールから射出された測定光束（理想球面波からなる。）の半分は、参照光束として撮像素子１７に入射する。もう半分は、被検光束として被検ミラーＴＭへ向かい、被検ミラーＴＭにて反射してピンホール部材１２’に戻る。その被検光束は、ピンホール部材１２’にて反射して、参照光束と共に撮像素子１７上に入射して干渉縞を形成する。干渉縞の画像データは、撮像素子１７によって取得される。その画像データを不図示のコンピュータで解析することにより、被検ミラーＴＭの反射面の形状を知ることができる。
【００６７】
なお、図９の本点回折干渉計においても、公知の位相シフト法（ピエゾ素子ＰＺＴで被検ミラーＴＭを振動させながら複数の画像データを取得してそれらを解析に使用するもの）や、フーリエ変換法を適用することができる。
この点回折干渉計は、上述した測定装置（図１など参照）と同様、空間コヒーレンスの低いＥＵＶ光源（Ｘ線光源）とマルチピンホールＰとを利用するので、被検ミラーＴＭの反射面の形状を、短波長の光で確実に測定することができる。このように短波長の光を用いれば、波長が短い分だけ測定が高精度化する。因みに、この点回折干渉計では、式（１）に代えて式（５）が用いられる。
【００６８】
Ｌ＞λ／ＮＡ  ・・・（５）
但し、Ｌ：マルチピンホールＰの各ピンホールの配置間隔、ＮＡ：被検ミラーＴＭの開口数である。
［第２実施形態］
図１０に基づき本発明の第２実施形態を説明する。
【００６９】
本実施形態は、第１実施形態の測定装置の機能が搭載された投影露光装置の実施形態である。
図１０は、本投影露光装置の構成図である。
本投影露光装置には、第１実施形態の測定装置（図１）と同じ機能が搭載されている。すなわち、本投影露光装置には、照明光学系２１、反射型のレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが配置されると共に、反射型のピンホール部材１２、透過型の回折格子Ｇ、移動機構１３ｃ、撮像素子１７などが備えられる。
【００７０】
照明光学系２１の光源には、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、特に、レーザプラズマ光源が用いられる。この照明光学系２１にも第１実施形態の測定装置における集光ミラー１１Ｂと同様の集光ミラーが備えられる。
投影光学系ＰＬは、ＥＵＶ光を十分な反射する特性を持った複数のミラーからなる反射型の投影光学系である。
【００７１】
ピンホール部材１２は、第１実施形態の測定装置におけるピンホール部材１２と同じものであり、波面収差測定時にのみ、レチクルＲに代わり投影光学系ＰＬの物体面に挿入される。
例えば、ピンホール部材１２は、レチクルＲと共にレチクルステージ２２によって支持される。レチクルステージ２２の移動により、レチクルＲとピンホール部材１２とが入れ替わる。
【００７２】
回折格子Ｇは、第１実施形態の測定装置における回折格子Ｇと同じものであり、波面収差測定時にのみ、移動機構１３ｃによって投影光学系ＰＬの像面の前側に挿入される。
撮像素子１７は、第１実施形態の測定装置における撮像素子１７と同じものであり、回折格子Ｇの後側の位置に配置される。
波面収差測定時には、ウエハＷを支持するウエハステージ２６が移動して、投影光学系ＰＬから回折格子Ｇを経由して撮像素子１７へと至る光路が確保される。このとき、回折格子Ｇと撮像素子１７との位置関係は、上述した「Talbot条件」を満足する。
【００７３】
したがって、本投影露光装置の各部に適切な指示さえ与えられれば、投影光学系ＰＬの自己測定を、第１実施形態の測定装置と同様に、確実かつ高精度に行うことができる。
このような自己測定が可能な本投影露光装置では、各ミラーを装置から取り外さなくとも投影光学系ＰＬの反射面の位置修正量を求めることができるので、本投影露光装置のユーザは、露光動作に先立ち（或いはユーザの所望するタイミングで）、各面別の設置誤差に由来する反射面位置を最適に調整することができる。この調整の工程（キャリブレーション）は、例えば、次の手順（１）〜（５）を含む。
【００７４】
（１）ピンホールユニット及びウエハ側ユニットの位置を、投影光学系ＰＬの視野内の測定対象物点に応じた位置にそれぞれ設定する。ここで、ピンホールユニットは、照明光学系２１の集光ミラーと反射型のピンホール部材１２とを含むユニットであり、ウエハ側ユニットは、回折格子Ｇと撮像素子１７を含むユニットである。
（２）測定対象物点に関する波面収差を測定する。
【００７５】
（３）投影光学系ＰＬの視野内の複数の測定対象物点について手順（１），（２）をそれぞれ行う。
（４）視野内の複数の測定対象物点に関する波面収差データを基に、各反射面の位置誤差（シフト量、チルト量）を算出する。
（５）各反射面の位置誤差を補正し、波面収差の最適化を行う。
【００７６】
なお、本投影露光装置には、ピンホール部材１２とレチクルＲとが別々に用意されたが、ピンホール部材１２を一体化してなるレチクルＲを用いてもよい。このようなレチクルＲは、例えば、レチクルＲの表面に金属膜を蒸着し、その金属膜をエッチングしてピンホールパターンを形成することにより形成される。
また、本投影露光装置を、第１実施形態の変形例の何れかと同様に変形してもよい。マスクＭ（図８）を利用する場合、マスクＭをウエハＷと共にウエハステージ２６によって支持し、ウエハステージ２６の移動によってウエハＷとマスクＭとを入れ替えてもよい。
【００７７】
また、本投影露光装置は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置であるが、他の露光波長の投影露光装置にも同様に、本発明を適用することができる。但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系ＰＬの測定では、干渉縞の光量を高める要求が高かったので、本発明が特に有効である。
［第３実施形態］
図１１に基づき本発明の第３実施形態を説明する。
【００７８】
本実施形態は、ＥＵＶＬ用の投影光学系の製造方法の実施形態である。
図１１は、投影光学系の製造方法の手順を示すフローチャートである。
投影光学系の光学設計をする（ステップＳ１０１）。ここで設計されるのは、例えば、図１０の符号ＰＬで示すような構成の投影光学系である。このステップＳ１０１において、投影光学系内の各光学部材（ミラー）の各面形状が決定される。
【００７９】
各光学部材が加工される（ステップＳ１０２）。
加工された各光学部材の面形状を測定しつつその面精度誤差が小さくなるまで加工が繰り返される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４）。
その後、全ての光学部材の面精度誤差が許容範囲内に収まると（ステップＳ１０４ＯＫ）光学部材を完成させ、それら光学部材によって投影光学系を組み立てる（ステップＳ１０５）。
【００８０】
組み立て後、投影光学系の透過波面の形状（波面収差）を、第１実施形態の測定装置で測定し（ステップＳ１０６）、その測定結果に応じて各光学部材の間隔調整や偏心調整などを行い（ステップＳ１０８）、波面収差が許容範囲内に収まった時点（ステップＳ１０７ＯＫ）で、投影光学系を完成させる（以上、製造方法の手順）。
このように、ステップＳ１０６における測定で第１実施形態の測定装置を利用すれば、投影光学系の波面収差を確実かつ高精度に測定することができるので、投影光学系を確実に高性能化することができる。
【００８１】
したがって、この投影光学系を投影露光装置に搭載すると、投影露光装置が確実に高性能化する。その投影露光装置によれば、高性能なデバイスを確実に製造することができる。
また、本製造方法で製造した投影光学系は、ＥＵＶＬ用の投影光学系であるが、他の露光波長の投影光学系の製造にも同様に、本発明を適用することができる。但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系の製造では、測定精度を光量を高める要求が高かったので、本発明が特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１実施形態の波面収差測定装置の実施形態である。
【図２】ピンホール部材１２を説明する図である。
【図３】ピンホールＰA，ＰB，ＰC，・・・の作用を説明する図である。
【図４】撮像素子１７上の干渉縞ＦA，ＦB，ＦCを示す図である。
【図５】干渉縞ＦA，ＦBの位相ずれの原理を説明する図である。
【図６】干渉縞ＦA，ＦBの位相が一致する条件を説明する図である。
【図７】ピンホール部材１２の構造を示す断面図である。
【図８】第１実施形態の波面収差測定装置の変形例を説明する図である。
【図９】第１実施形態の測定装置を応用した点回折干渉計の原理図である。
【図１０】第２実施形態の投影露光装置の構成図である。
【図１１】第３実施形態の投影光学系の製造方法の実施形態である。
【符号の説明】
【００８３】
１１，２１  照明光学系
１２，１２’  ピンホール部材
ＴＯ  被検光学系
Ｇ  回折格子
１７  撮像素子
１３ｃ  移動機構
１１Ｂ  集光ミラー
Ｐ  マルチピンホール
ＰA，ＰB，ＰC，・・・  ピンホール
ＩA，ＩB，ＩC，・・・  ピンホール像
ＦA，ＦB，ＦC，・・・  干渉縞
ＰＺＴ  ピエゾ素子
Ｒ  レチクル
Ｗ  ウエハ
２２  レチクルステージ
２６  ウエハステージ                                                                              
【図１】
2006196699.tif 000003
【図２】
2006196699.tif 000004
【図３】
2006196699.tif 000005
【図４】
2006196699.tif 000006
【図５】
2006196699.tif 000007
【図６】
2006196699.tif 000008
【図７】
2006196699.tif 000009
【図８】
2006196699.tif 000010
【図９】
2006196699.tif 000011
【図１０】
2006196699.tif 000012
【図１１】
2006196699.tif 000013