(57)【要約】【課題】  波面収差測定装置では、ピンホール（又はスリット）から出射される球面波（又は一次元方向のみの球面波）由来の収差成分や、干渉計部材の製造誤差に起因する収差成分なども測定結果に含まれてしまう場合があった。【解決手段】  被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２〜第４の開口とが設けられた第２のマスクを備えることを特徴とする構成とした。【選択図】  図４
2006324311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、
前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、
前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２〜第４の開口とが設けられた第２のマスクと、
前記第１〜第４の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第３の開口を通過した光と前記第４の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を備えることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項２】
被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、
前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、
前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２，第３の開口とが設けられた第２のマスクと、
前記第１〜第３の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第２の開口を通過した光と前記第３の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を備えることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項３】
前記第２〜第４の開口は、ピンホールであり、
前記第１の開口は、該ピンホールより大きい開口であることを特徴とする請求項１記載の波面収差測定装置。
【請求項４】
前記第２〜第４の開口は、スリットであり、
前記第１の開口は、該スリットより大きい開口であることを特徴とする請求項１記載の波面収差測定装置。
【請求項５】
前記第２のマスクには、更に、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第５の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第６〜第８の開口設けられ、
前記制御部は、更に、前記第５の開口を通過した光と前記第６の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第７の開口を通過した光と前記第８の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正し、
前記第６〜第８の開口はスリットであり、前記第５の開口は該スリットより大きい開口であり、
前記第５〜第８の開口の長手方向は、前記第１〜第４の開口の長手方向に垂直であることを特徴とする請求項４記載の波面収差測定装置。
【請求項６】
レチクルのパターンの像を基板上に投影する投影光学系と、該投影光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置と、を備える露光装置において、
前記波面収差測定装置は、
前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、
前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２〜第４の開口とが設けられた第２のマスクと、
前記第１〜第４の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第３の開口を通過した光と前記第４の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
レチクルのパターンの像を基板上に投影する投影光学系と、該投影光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置と、を備える露光装置において、
前記波面収差測定装置は、
前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、
前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２，第３の開口とが設けられた第２のマスクと、
前記第１〜第３の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第２の開口を通過した光と前記第３の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記第２のマスクと前記検出手段とは、前記基板が載置されるステージに設けられることを特徴とする請求項６又は７記載の露光装置。
【請求項９】
前記レチクルが載置されるステージを有し、
前記第１のマスクが形成された基板は、前記ステージの前記レチクルが載置される場所に前記レチクル代えて載置される測定用レチクルであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第１のマスクが形成された基板は、前記ステージの前記レチクルが載置される場所以外の所に載置されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１１】
被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置を用いた波面収差測定方法において、
前記被検光学系に入射する光を規定するマスクをセットするステップと、
前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２の開口とが設けられたマスクをセットするステップと、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞を検出する第１の検出ステップと、
前記被検光学系を通過した光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第３，第４の開口が設けられたマスクをセットするステップと、
前記第３の開口を通過した光と前記第４の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞を検出する第２の検出ステップと、
前記第１検出ステップの検出結果を、前記第２の検出ステップの検出結果に基づいて補正する補正ステップと、を有することを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項１２】
被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置を用いた波面収差測定方法において、
前記被検光学系に入射する光を規定するマスクをセットするステップと、
前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２の開口とが設けられたマスクをセットするステップと、
前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞を検出する第１の検出ステップと、
前記第２の開口と、前記被検光学系を通過した光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第３の開口とが設けられたマスクをセットするステップと、
前記第２の開口を通過した光と前記第３の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞を検出する第２の検出ステップと、
前記第１検出ステップの検出結果を、前記第２の検出ステップの検出結果に基づいて補正する補正ステップと、を有することを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項１３】
前記第１の検出ステップでは、当該第１の検出ステップで検出した前記干渉縞から、前記被検光学系の波面収差と計測誤差とを含む第１の波面収差を求め、
前記第２の検出ステップでは、当該第２の検出ステップで検出した前記干渉縞から、前記計測誤差を含む第２の波面収差を求め、
前記補正ステップでは、前記第１の波面収差を、前記第２の波面収差に基づいて補正することを特徴とする請求項１１又は１２記載の波面収差測定方法。
【請求項１４】
前記補正ステップでは、前記第１の波面収差の値を、前記第２の波面収差の値で除算することを特徴とする請求項１３記載の波面収差測定方法。
【請求項１５】
前記補正ステップでは、前記第１の波面収差をゼルニケ多項式に展開して得られるゼルニケ各項の値を、前記第２の波面収差をゼルニケ多項式に展開して得られるゼルニケ各項の値で除算することを特徴とする請求項１３記載の波面収差測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、光学部材の性能を測定する装置に係り、特に、レチクルのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系の波面収差を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際にレチクル（フォトマスク）に形成されたパターンを被露光体に露光転写する投影露光装置が従来から使用されている。かかる露光装置は、レチクル上のパターンを所定の倍率で正確に被露光体に転写することが要求されるため、結像性能のよい、収差を抑えた投影光学系を用いることが重要である。特に近年、半導体デバイスの一層の微細化要求に伴い、転写パターンは、光学系の収差に対して敏感になってきている。このため、高精度に投影光学系の光学性能（例えば、波面収差）を測定する需要が存在する。また、生産性や経済性を高める観点からは測定の簡素化、迅速化、コスト削減なども重要である。
【０００３】
この点、レチクルパターンをウェハに実際に焼き付け、そのレジスト像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの手段によって観察し検査する従来の方法は、露光、現像など検査に長時間がかかり、ＳＥＭの操作の困難性やレジスト塗布や現像に基づく誤差のために検査の再現性が悪いという問題がある。そこで、かかる問題を解決するために、従来から、理想球面波を形成するためのピンホールを有する点回折干渉計（Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＰＤＩ）やシアリング干渉を利用するシアリング干渉計（又はタルボ干渉計）（Ｓｈｅａｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）が知られており、最近では、一次元方向にのみ理想球面波を形成するためのスリットを有する線回折干渉計（Ｌｉｎｅ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＬＤＩ）を利用した測定装置が提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１４６７０５号公報
【特許文献２】特開２０００−０９７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
線回折干渉計（又は点回折干渉計）を利用した波面収差測定装置では、基準波面としての所謂理想球面波（又は一次元方向のみの理想球面波）を形成するためのピンホール（又はスリット）と、被検光学系の収差情報を有する波面を通過させるための窓を形成したピンホール窓（又はスリット窓）部材を、被検光学系の後方に配置する。これらピンホール（又はスリット）を出射した光の波面と窓を出射した光の波面との干渉縞を撮像素子で撮像し、画像処理を施すことによって被検光学系の波面収差を算出する。
【０００５】
このような波面収差測定装置において、一般に、理想波面は球面形状又は一次元方向にのみ球面形状であり、かつ、それを検出する撮像素子の受光面は平面である。従って、解析結果としての波面収差は、被検光学系の収差のみならず球面波をそのような撮像素子で検出したことに由来した収差成分も含んでしまう。そのような球面波由来の収差成分の除去には、フーリエ変換レンズを撮像素子の受光面直前に配置して、受光面に略平行な波面を入射させる方法や、干渉縞画像に球面波由来の収差成分を除去するような特定の処理を施す方法が考えられる。
【０００６】
しかし、これらの方法では、フーリエ変換レンズの製造誤差又は画像処理の精度誤差（例えば、原点出しの精度誤差）による新たな収差成分が含まれてしまうことがある。
【０００７】
また、スリット窓（ピンホール窓）部材としては、石英等の透明な基板の表面にクロム膜を形成させたものを使用することが考えられるが、その基板が厚みを持つことに起因する収差成分や、撮像素子の設置位置のズレ（特に、高さ方向）に起因する収差成分や、干渉計を構成する際の製造誤差に起因する収差成分を除去することは困難である。特に、高ＮＡの投影光学系の波面収差を高精度に測定する際に、干渉計を構成する際の製造誤差に起因する収差成分は大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての波面収差測定装置は、被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記被検光学系からの光を前記被検光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２〜第４の開口とが設けられた第２のマスクと、前記第１〜第４の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第３の開口を通過した光と前記第４の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンの像を基板上に投影する投影光学系と、該投影光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置と、を備える露光装置において、前記波面収差測定装置は、前記被検光学系に入射する光を規定する第１のマスクと、前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を含んだまま通過させる第１の開口と、前記投影光学系からの光を前記投影光学系の波面収差の情報を除いたうえで通過させる第２〜第４の開口とが設けられた第２のマスクと、前記第１〜第４の開口のうち２つの開口を通過した光により形成される干渉縞を検出する検出手段と、前記第１の開口を通過した光と前記第２の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果を、前記第３の開口を通過した光と前記第４の開口を通過した光が干渉することにより形成される干渉縞の前記検出手段による検出結果に基づいて補正する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による波面収差測定装置によれば、精度よく被検光学系の波面収差を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例１の、ＰＤＩ方式の測定装置を備えた露光装置１００について、添付図面を参照して説明する。ここで、図１は露光装置１００の概略ブロック図である。
【００１４】
露光装置１００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル１４に形成された回路パターンを被露光体としての基板１７に露光する投影露光装置である。
【００１５】
露光装置１００は、測定装置（５０ａ、５０ｂ）を搭載し、照明装置と、アライメント光学系１３と、投影光学系１６を有する。
【００１６】
照明装置は、回路パターンが形成されたレチクル１４を照明し、光源１０と、引き回し光学系１１と、照明光学系１２を有する。光源１０としては、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。また、光源１０がレーザーを使用する場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。
【００１７】
照明光学系１２は、レチクル１４を照明するための光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、σ絞り等を含む。引き回し光学系１１は、光源１０からの光束を偏向して照明光学系１２とアライメント光学系１３に導光する。
【００１８】
アライメント光学系１３は、アライメントスコープを構成しており、通常の露光時は光路外に配置されている。なお、図１では、アライメント照明光学系１３を駆動するための駆動機構は省略している。アライメントスコープは、レチクル１４上又はレチクルステージ１４上の図示しないアライメントマークの像と、ステージ１８上のアライメントマークの投影光学系１６を介した像とでレチクルとステージ１８の相対位置の把握を行う。
【００１９】
レチクル（フォトマスク）１４は、例えば、石英製で、その表面には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ１５に支持及び駆動される。レチクル１４のパターンから発せられた回折光は、投影光学系１６を通り基板１７上に投影される。レチクル１４と基板１７は、光学的に共役の関係に配置される。本実施例の露光装置１００はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル１４と基板１７を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル１４のパターンを基板１７上に転写する。
【００２０】
投影光学系１６は、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、複数のレンズ素子とミラーを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を利用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。かかる投影光学系１６の光学性能（例えば、波面収差）を、測定装置（５０ａ、５０ｂ）が測定する。
【００２１】
基板１７は、ウェハやガラスプレートなどの被露光体でありフォトレジストが塗布されている。基板１７は図示しないチャックを介してステージ１８に載置される。ステージ１８は、基板１７及び測定装置の一部（５０ｂ）を支持する。例えば、ステージ１８は、不図示のリニアモーターを利用してｘｙ方向に基板１７及び測定装置（５０ａ、５０ｂ）の一部を移動することができる。レチクル１４と基板１７は、例えば、同期走査され、ステージ１８とレチクルステージ１５の位置は、アライメント光学系１３でキャリブレーション後、不図示の干渉計等を用いて、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００２２】
図１に示す測定装置（５０ａ、５０ｂ）は、照明光学系１２（又はアライメント光学系１３）と、第１のマスク６０と、第２のマスク７０と、検出手段としての撮像手段５３と、通信用ケーブル５４と、制御部５５と、メモリ５６とを有する。本実施例では、測定装置（５０ａ、５０ｂ）は、被検光学系としての投影光学系１６の光学性能を干渉縞を検出することによって測定する干渉計を含み、干渉計としてＰＤＩを使用する。
【００２３】
本実施例では、第１のマスク６０を、レチクルステージ１５上に配置された基板に設けている。この基板は、例えば、石英や蛍石などの透明基板からなり、その表面に第１のマスク６０をクロムなどで形成している。なお、このように、レチクル１４と第１のマスク６０が形成された基板とをレチクルステージ１５上に配置可能とする（又は固設する）のではなく、波面収差を測定する際にのみ、レチクル１４の代わりに第１のマスク６０が形成された基板（測定用レチクル）をレチクルステージ上に配置することとしても良い。
【００２４】
次に、照明光学系１２からの光束をレチクルステージ１５上に配置された第１のマスク６０に集光する。マスク６０に集光する光の開口数ＮＡは投影光学系１６のレチクル側、即ち、物体側の開口数ＮＡｏと等しく、所謂σ＝１の照明をしている。ここで、σとは、投影光学系に入射する光のＮＡと投影光学系のＮＡの比である。
【００２５】
第１のマスク６０の構造を図２に示す。ここで、図２は、第１のマスク６０の概略平面図である。第１のマスク６０は、ピンホール６３と窓６５のペアで構成される。ピンホール６３の径△ｒは投影光学系１６のレチクル側、即ち、物体側の開口数をＮＡｒとすると次式で決定される幅となっている。
【００２６】
【数１】
2006324311.tif 000003
【００２７】
ピンホール６３の径をこの数１の式のようにすることで、ピンホールから回折する光はＮＡｒの範囲で等位相とみなすことができる。一方、窓６５の幅△ｒ’は△ｒと同程度としてもよいが、窓６５を通過した光は、後述するように、基板１７側で数１の式を満たす幅のピンホールを通過するためレチクル側で等位相とする必要はないので、光量の観点から広めにとっておく。
【００２８】
第２のマスク７０は、図３に示すように、ピンホール７１と窓７３のペア、ピンホール７５とピンホール７７のペアを含む。ここで、図３は、第２のマスク７０の概略平面図である。ピンホール７１と窓７３の間隔とピンホール７５とピンホール７７の間隔は同一である。ピンホール７１・７５・７７の径△ｗは投影光学系１６の基板１７側、即ち、像側の開口数をＮＡｓとして、次式を満たす幅となっている。
【００２９】
【数２】
2006324311.tif 000004
【００３０】
ピンホールの径をこの数２の式を満たすようにすることで、ピンホール７１・７５・７７から回折する光はＮＡｓの範囲で等位相とみなすことができる。
【００３１】
窓７３の幅△ｗ’は測定したい投影光学系の波面収差の空間周波数に応じて決定する。高周波まで測定したい場合は広く、低周波でよいときは狭くする。投影光学系１６の瞳における測りたい波面収差の空間周波数をｆとおくと△ｗ’は次式で与えられる。ここで、瞳半径で一周期となるときｆ＝１とする。
【００３２】
【数３】
2006324311.tif 000005
【００３３】
撮像手段１８６はＣＣＤ等の光電変換素子からなり、ピンホール７１と窓７３からの２つの光束の干渉縞を検出する。ケーブル５４は、撮像手段５３と制御部５５とを通信可能に接続する。制御部５５は、撮像手段５３の出力から位相情報を取得する。メモリ５６は、後述する図４に示す測定方法、制御部５５が撮像手段５３の出力から位相情報を取得するための処理方法、制御部５５が取得した位相情報、制御部５５が行う制御方法、その他のデータを格納する。なお、本実施例においては、マスク７０に３つのピンホール７１，７５、７７を設けたが、例えば、ピンホール７１の近くにピンホール７５を設けることで、ピンホール７７を省き、ピンホール７１とピンホール７５でダブルピンホールを構成させることとすることも可能である。
【００３４】
以下、図４を参照して、測定装置（５０ａ、５０ｂ）の動作について説明する。ここで、図４は測定装置（５０ａ、５０ｂ）の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
ステップ１００２のオフセット波面収差測定工程について説明する。図１において、光源１０から出射した光束は引き回し光学系１１により、照明光学系１２に引き回される。引き回し光学系１１からの光束は、照明光学系１２内の瞳面に配置されたσ絞りや照明光学系１２内のレチクルと共役な面に配置されたマスキング手段によって、第１のマスク６０を適切に照射するようにその形状が調整される。
【００３６】
ステップ１００２においては、不図示の駆動機構はレチクルステージ１５を相対的に移動して、集光レンズ１２６からの光束がピンホール６３及び窓６５に照射されるように調整する。
【００３７】
ピンホール６３は数１の式を満たす径であるため、ピンホール６３を射出した光は球面状に等位相の波面を持った回折光となる。これにより、投影光学系１６の瞳全面に光が照射されるようになる。一方、窓６５を通過した光束は照明光学系１２の収差が載った光束となっている。第１のマスク６０のピンホール６３と窓６５は投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０に結像される。第１のマスク６０のピンホール６３は第２のマスク７０のピンホール７７、窓６５はピンホール７５に結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０の位置を調整する。
【００３８】
ピンホール７５と７７を回折する光束は、共に球面状に等位相な波面を持つ。図５にピンホール７５と７７から射出した光の模式図を示す。ピンホール７５と７７を経た光は、各々、理想球面波７６と７８であることが理解される。
【００３９】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。干渉縞からの位相情報の算出には、フーリエ変換法、電子モアレなどを用いればよい。
【００４０】
フーリエ変換法は、１枚の干渉縞画像を２次元フーリエ変換して分離された被検波面情報を含む空間周波数領域を抽出し、それを原点シフトした後、逆フーリエ変換することによって位相情報を取り出す方法である。
【００４１】
また、電子モアレ法では、１枚の被測定干渉縞画像と同じキャリア周波数を有し、且つ位相シフトさせた少なくとも３枚以上の参照格子画像を作成する。被測定干渉縞画像と上記参照格子画像から作成した少なくとも３枚以上のモアレ縞に、ローパスフィルター・位相シフト法の処理を施すことによって位相情報を取り出す。
【００４２】
電子モアレ法を使用する場合は、撮像した干渉縞に、又は予めメモリ５６に格納しておいた参照格子画像を乗じて処理することが可能である。
【００４３】
ステップ１００２によって算出した波面収差は、ピンホールから出射した理想球面波によって発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含み、投影光学系１６の収差情報が反映されていない波面収差（オフセット波面収差）が得られる。
【００４４】
次に、ステップ１００４で、投影光学系１６の収差情報を含む被検波面収差を測定する。ステップ１００２と同様に、図１において、光源１０から出射した光束は引き回し光学系１１により、照明光学系１２に引き回される。引き回し光学系１１からの光束は照明光学系１２内のマスキング手段によって、第１のマスク６０内のピンホール６３及び窓６５に照射されるように調整される。
【００４５】
ピンホール６３は数１の式を満たす径であるため、ピンホール６３射出後の光は球面状に等位相の波面を持った回折光となる。これにより、投影光学系１６の光学瞳全面に光が照射されるようになる。一方、窓６５を通過した光束は照明光学系１２の収差が載った光束となっている。第１のマスク６０のピンホール６３と窓６５は投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０に結像される。第１のマスク６０のピンホール６３は第２のマスク７０の窓７３、窓６５はピンホール７１に結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０の位置を調整する。
【００４６】
ピンホール７１を回折する光束は球面状に等位相な波面を持つ。一方、窓７３を透過する波面は、ピンホール６３で等位相な波面に整形された後、投影光学系１６を透過してきているので、投影光学系１６の波面収差情報を有している。図６にピンホール７１と窓７３の中心から射出した光の模式図を示す。ピンホール７１を経た光は、理想球面波７２であり、窓７３を経た光は被検波面７４であることが理解される。
【００４７】
このため、撮像手段５３で観察される干渉縞から、位相情報を求めると、投影光学系１６の収差情報が反映された波面収差を得ることができる。
【００４８】
図７には、撮像手段５３が検出するピンホール７１と窓７３の中心から射出した光の干渉縞の一例を示す。ピンホール７１と窓７３の間隔の分だけ中心のずれた投影光学系１６の瞳に対応するの画像が２つ撮像され、これらの共通領域に干渉縞が発生している。
【００４９】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。制御部５５は、前述のフーリエ変換法や電子モアレ法などを用いて、干渉縞画像から位相情報を取得する。
【００５０】
ステップ１００４によって算出した波面収差は、被検光学系のｘ方向の収差以外に、前述したピンホールから出射した理想波面が球面波であることによって発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含む波面収差（被検波面収差）となっている。
【００５１】
ステップ１００６では、ステップ１００４で算出した被検波面収差を、ステップ１００２で算出したオフセット波面収差によって補正し、被検光学系以外に由来する収差成分を除去する。実際の補正方法としては、例えば、得られた被検波面収差とオフセット波面収差の各位置での波面収差の値を除算することによって実施すればよい。又は、被検波面収差とオフセット波面収差を、各々、ゼルニケ多項式に展開した後、ゼルニケ各項の値毎に除算することによって実施してもよい。これにより、被検光学系の収差情報のみを有する波面収差を高精度に求めることができる。
【００５２】
以上、ステップ１００２からステップ１００６について説明したが、１ロットのウェハを露光する度に露光収差を測定したい場合等、複数回の測定を行いたい場合には、その測定の度にステップ１００２から１００６の全ステップを実行する必要はない。
【００５３】
例えば、ピンホールから出射する理想球面波によって発生する収差量や、マスク１８０と受光素子１８６の間に存在する媒質によって発生する収差量が、測定装置毎に一定と見なせる期間内であれば、ステップ１００２は予め一度だけ実行し、オフセット波面収差をメモリ５６に保存しておく。そして、ステップ１００６を実行する際に、メモリからオフセット波面収差データを取り出せばよい。上記方法によって、ステップ１００４を省略することができる。
【００５４】
又は、オフセット収差情報を含む参照格子画像を用いた電子モアレ測定法を行うことによって、更に測定時間を短縮することが可能である。上記電子モアレ測定法の詳細について、図８に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００５５】
図８において、オフセット波面測定工程（ステップ２００２）で、撮像したオフセット干渉縞画像１０１からオフセット波面収差情報を算出する。
【００５６】
処理テーブル作成工程（ステップ２００３）では、ステップ２００２で算出したオフセット収差情報を元に、初期位相の異なる複数の参照格子画像１０２と、画素毎に異なる空間周波数を有する場所毎可変ローパスフィルターのテーブル１０３を作成し、例えば、メモリ５６などに保有する。
【００５７】
場所毎可変ローパスフィルターのテーブル１０３は、画素位置毎に異なる移動平均幅を画素値として保有したものである。その移動平均幅は、例えば、オフセット干渉縞画像１０１から得られるオフセット波面収差（位相情報）に対して、各列の各画素位置で２πの位相ずれが発生する画素間隔を検出し、検出した画素数をその画素位置での移動平均幅（画素値）とする方法によって算出される。又は、オフセット干渉縞画像１０１に対してエッジ検出や線分検出の画像処理を施すことによってオフセット干渉縞画像の画素位置毎の縞間隔を検出し、検出した縞間隔画素数をその画素位置での移動平均幅（画素値）とする方法によって算出することもできる。
【００５８】
電子モアレ被検波面測定工程（ステップ２００４）では、撮像した被検干渉縞画像１０４にメモリ５６から取り出した参照格子画像１０２を掛けて得られるモアレ縞１０５に、メモリ５６から取り出したテーブル１０３の情報を元にしたローパスフィルターを施す。こうして得られる情報（データ）１０６は、初期位相の異なる複数のオフセット成分が除去された位相情報である。従って、処理結果として得られる波面収差１０７は、オフセット成分を含まない被検光学系のみの波面収差情報を有したものとなる。
【００５９】
上記電子モアレ測定方法を利用した波面収差測定では、ステップ２００２とステップ２００３を予め一度だけ実行しておき、毎測定ではステップ２００４のみを実行すればよい。従って、この測定方法による１回の測定時間は、図４のステップ１００４のみの測定時間と同等となる。
【００６０】
以上、本実施例では、被検光学系後方にピンホール及び窓とダブルピンホールとを配置したＰＤＩ方式の波面収差測定装置を備えた露光装置を示した。この波面収差測定装置において、ピンホール窓から発生する干渉縞を解析して得られる波面収差を、ダブルピンホールから発生する干渉縞を解析して得られる波面収差によって補正することによって、ピンホール由来の理想球面波や干渉計の製造誤差によって発生する収差成分を除去することができる。それにより、被検光学系の波面収差測定が高精度に実施できる。
【実施例２】
【００６１】
本発明の実施例２として、ＬＤＩ方式の測定装置を備えた露光装置１００ａについて、添付図面を参照して説明する。露光装置１００ａは、実施例１の露光装置１００とほぼ同一であるが、図１における第１のマスク構造が６０から６０’に、第２のマスク構造が７０から７０’に置き換えられているところが異なる。
【００６２】
本実施例における第１のマスク６０’の構造を図９に示す。ここで、図９は、第１のマスク６０’の概略平面図である。第１のマスク６０’は、０度方位に配されたスリット６３ａと窓６５ａのペアと、９０度方位に配されたスリット６３ｂと窓６５ｂのペアで構成される。両ペアは幅や間隔などは同一で配置方位のみが異なっている。スリット６３ａ及び６３ｂの幅△ｒは投影光学系１６のレチクル側、即ち、物体側の開口数をＮＡｒとすると数１の式で決定される幅となっている。
【００６３】
スリット６３ａ及び６３ｂの幅を数１の式のようにすることで、スリットから回折する光はＮＡｒの範囲で等位相とみなすことができる。一方、窓６５ａ及び６５ｂの幅△ｒ’は△ｒと同程度としてもよいが、窓６５ａ及び６５ｂを通過した光は、後述するように、基板側で数２の式を満たす幅のスリットを通過するためレチクル側で等位相とする必要はないので、光量の観点から広めにとっておく。なお、スリットの長さは、ある程度の光量が得られるように△ｒよりも長くしてある。
【００６４】
第２のマスク７０’は、図１０に示すように、０度方位（ｙ方向）に配されたスリット７１ａと窓７３ａのペア、０度方位（ｙ方向）に配されたスリット７５ａとスリット７７ａのペア、９０度方位（ｘ方向）に配されたスリット７１ｂと窓７３ｂのペア、９０度方位（ｘ方向）に配されたスリット７５ｂとスリット７７ｂのペアを含む。ここで、図１０は、第２のマスク７０’の概略平面図である。スリット７１ａと窓７３ａのペアとスリット７１ｂと窓７３ｂのペアは幅や間隔などは同一で方位のみが異なっており、スリット７５ａとスリット７７ａのペアとスリット７５ｂとスリット７７ｂのペアも幅や間隔などは同一で方位のみが異なっている。また、スリット７１ａと窓７３ａの間隔とスリット７５ａとスリット７７ａの間隔は同一であり、スリット７１ｂと窓７３ｂの間隔とスリット７５ｂとスリット７７ｂの間隔も同一である。スリット７１ａ・７１ｂ・７５ａ・７５ｂ・７７ａ・７７ｂの幅Δｗは投影光学系１６の基板側、即ち、像側の開口数をＮＡｓとして、数２の式を満たす幅となっている。
【００６５】
スリットの幅を数２の式を満たすようにすることで、スリット７１ａ・７１ｂ・７５ａ・７５ｂ・７７ａ・７７ｂから回折する光はＮＡｓの範囲で等位相とみなすことができる。
【００６６】
窓７３ａ及び７３ｂの幅△ｗ’は測定したい投影光学系の空間周波数により決定する。高周波まで測定したい場合は広く、低周波でよいときは狭くする。投影光学系１６の瞳の空間周波数をｆとおくと△ｗ’は数３で与えられる。
【００６７】
スリットと窓の長さＬｗは光量の観点から長いほどよいが、投影光学系１６の収差が同一とみなすことができる、いわゆるアイソプラナティック領域内にあることが必要である。
【００６８】
なお、本実施例においては、第２のマスク７０’に６つのスリット７１ａ・７１ｂ・７５ａ・７５ｂ・７７ａ・７７ｂを設けたが、例えば、スリット７１ａの近くにスリット７５ａを、スリット７１ｂの近くにスリット７５ｂを、設けることで、スリット７７ａ，７７ｂを省き、スリット７１ａ及びスリット７５ａ、又はスリット７１ｂ及びスリット７５ｂでダブルスリットを構成させることとすることも可能である。
【００６９】
図１１は測定装置（５０ａ、５０ｂ）の動作を説明するためのフローチャートである。上記フローチャートは、ｘ方向とｙ方向の各々について図４の動作を実行する点と、波面収差合成工程を有する点が、実施例１と異なっている。以下、図１１を参照して、本実施例における測定装置（５０ａ、５０ｂ）の動作について説明する。
【００７０】
まず、ステップ１００２ａで、ｘ方向のオフセット波面収差を測定する。図１において、光源１０から出射した光束は引き回し光学系１１により、照明光学系１２に引き回される。引き回し光学系１１からの光束は照明光学系１２内のσ絞りによって、第１のマスク６０’を照射する大きさに調整される。
【００７１】
ステップ１００２ａにおいては、不図示の駆動機構はレチクルステージ１５を相対的に移動して、集光レンズ１２６からの光束が０度方位のスリット６３ａ及び窓６５ａのみに照射されるようにする。
【００７２】
スリット６３ａは数１の式を満たす幅であるため、スリット６３ａ射出後の光は図中のｘ方向に関しては等位相の波面を持った回折光となる。一方、スリット６３ａのｙ方向又は長手方向への光の回折は小さいので、少なくとも、図４のｙ方向に関しては、投影光学系１６の物体側、即ち、レチクル側の開口数と同等かそれ以上の開口数を持つような光束をスリット６３ａに照射する。これにより、投影光学系１６の光学瞳全面に光が照射されるようになる。しかも、図４のｘ方向に等位相な波面を持つ光束となっている。第１のマスク６０’のスリット６３ａと窓６５ａは投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０’に結像される。第１のマスク６０’のスリット６３ａは第２のマスク７０’のスリット７７ａ、窓６５ａはスリット７５ａに結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０’の位置を調整する。
【００７３】
スリット７５ａと７７ａを回折する光束は、共にｘ方向のみ球面状に等位相な波面となる。
【００７４】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。干渉縞画像から位相情報の算出には、例えば、フーリエ変換法、所謂電子モアレ法（例えば、特開平５−３０６９１６号公報や特開平１１−１４３２２号公報参照。）などを使用すればよい。
【００７５】
ステップ１００２ａによって算出した波面収差は、スリットから出射した波面形状に依存して発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含むが、被検光学系のｘ方向の収差情報を含まない波面収差（ｘ方向オフセット波面収差）となっている。
【００７６】
次に、ステップ１００４ａにおいて、投影光学系１６のｘ方向の被検波面収差を測定する。ここでも、ステップ１００２ａ同様に、集光レンズ１２６からの光束が０度方位のスリット６３ａ及び窓６５ａのみに照射されるようにする。
【００７７】
スリット６３ａは数１の式を満たす幅であるため、スリット６３ａ射出後の光は図中のｘ方向に関しては等位相の波面を持った回折光となる。一方、スリット６３ａのｙ方向又は長手方向への光の回折は小さいので、少なくとも、図４のｙ方向に関しては、投影光学系１６の物体側、即ち、レチクル側の開口数と同等かそれ以上の開口数を持つような光束をスリット６３ａに照射する。これにより、投影光学系１６の光学瞳全面に光が照射されるようになる。しかも、図４のｘ方向に等位相な波面を持つ光束となっている。第１のマスク６０’のスリット６３ａと窓６５ａは投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０’に結像される。第１のマスク６０’のスリット６３ａは第２のマスク７０’の窓７３ａ、第１のマスク６０’の窓６５ａはスリット７１ａに結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０’の位置を調整する。
【００７８】
スリット７１ａを回折する光束はｘ方向のみ球面状に等位相な波面となる。一方、窓７３ａを透過する波面は、第１のスリット６３ａでｘ方向に等位相な波面に整形された後、投影光学系１６を透過してきているので、投影光学系１６のｘ方向の波面収差情報を有している。
【００７９】
このため、撮像手段５３で観察される干渉縞から、位相情報を求めると、投影光学系１６のｘ方向の収差情報が反映された波面収差を得ることができる。干渉縞から位相情報の算出には、フーリエ変換法、電子モアレなどを用いればよい。
【００８０】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。本実施形態では、キャリア縞を有する干渉縞画像が得られるので、撮像した干渉縞に、制御部５５が作成、又は予め用意されたメモリ５６に格納されたキャリア縞を乗じて処理することが可能である。
【００８１】
上記ステップ１００４ａによって算出したｘ方向の被検波面収差は、被検光学系のｘ方向の収差成分と、スリットから出射した波面形状に依存して発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含む波面収差（ｘ方向被検波面収差）となっている。
【００８２】
ステップ１００６ａでは、ステップ１００４ａで算出したｘ方向被検波面収差を、ステップ１００２ａで算出したｘ方向オフセット波面収差によって補正し、被検光学系以外に由来する収差成分を除去する。これにより、ｘ方向については、被検光学系の収差情報のみを有する波面収差を求めることができる。
【００８３】
次に、ステップ１００２ｂで、ｙ方向のオフセット波面収差を測定する。ステップ１００２ｂにおいては、不図示の駆動機構はレチクルステージ１５を相対的に移動して、集光レンズ１２６からの光束が９０度方位のスリット６３ｂ及び窓６５ｂのみに照射されるようにする。
【００８４】
スリット６３ｂは数１の式を満たす幅であるため、スリット６３ｂ射出後の光は図中のｙ方向に関しては等位相の波面を持った回折光となる。一方、スリット６３ｂのｘ方向又は長手方向への光の回折は小さいので、少なくとも、図９のｘ方向に関しては、投影光学系１６の物体側、即ち、レチクル側の開口数と同等かそれ以上の開口数を持つような光束をスリット６３ｂに照射する。これにより、投影光学系１６の光学瞳全面に光が照射されるようになる。しかも、図９のｙ方向に等位相な波面を持つ光束となっている。第１のマスク６０’のスリット６３ｂと窓６５ｂは投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０’に結像される。第１のマスク６０’のスリット６３ｂは第２のマスク７０’のスリット７７ｂ、窓６５ｂはスリット７５ｂに結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０’の位置を調整する。
【００８５】
スリット７５ｂと７７ｂを回折する光束は、共にｘ方向のみ球面状に等位相な波面となる。
【００８６】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。干渉縞画像から位相情報の算出には、例えば、フーリエ変換法、電子モアレ法などを使用すればよい。
【００８７】
ステップ１００２ｂによって算出した波面収差は、スリットから出射した波面形状に依存して発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含むが、被検光学系のｙ方向の収差情報を含まない波面収差（ｙ方向オフセット波面収差）となっている。
【００８８】
次に、ステップ１００４ｂにおいて、投影光学系１６のｙ方向の被検波面収差を測定する。ここでも、ステップ１００２ｂ同様に、集光レンズ１２６からの光束が９０度方位のスリット６３ｂ及び窓６５ｂのみに照射されるようにする。
【００８９】
スリット６３ｂは数１の式を満たす幅であるため、スリット６３ｂ射出後の光は図中のｙ方向に関しては等位相の波面を持った回折光となる。一方、スリット６３ｂのｘ方向又は長手方向への光の回折は小さいので、少なくとも、図４のｘ方向に関しては、投影光学系１６の物体側、即ち、レチクル側の開口数と同等かそれ以上の開口数を持つような光束をスリット６３ｂに照射する。これにより、投影光学系１６の光学瞳全面に光が照射されるようになる。しかも、図９のｙ方向に等位相な波面を持つ光束となっている。一方、窓６５ｂを通過した光束は照明光学系１２の収差が載った光束となっている。第１のマスク６０’のスリット６３ｂと窓６５ｂは投影光学系１６により、ステージ１８上に配置された第２のマスク７０’に結像される。第１のマスク６０’のスリット６３ｂは第２のマスク７０’の窓７３ｂ、窓６５ｂはスリット７１ｂに結像するように、ステージ１８を駆動して、第２のマスク７０’の位置を調整する。
【００９０】
スリット７１ｂを回折する光束はｙ方向のみ球面状に等位相な波面となる。一方、窓７３ｂを透過する波面は、第１のスリット６３ｂでｙ方向に等位相な波面に整形された後、投影光学系１６を透過してきているので、投影光学系１６のｙ方向の波面収差情報を有している。
【００９１】
このため、撮像手段５３で観察される干渉縞から、位相情報を求めると、投影光学系１６のｙ方向の収差情報が反映された波面収差を得ることができる。干渉縞から位相情報の算出には、フーリエ変換法、電子モアレなどを用いればよい。
【００９２】
撮像された干渉縞は撮像手段５３からケーブル５４を介して制御部５５に送られ、制御部５５は位相情報を取得する。本実施形態では、キャリア縞を有する干渉縞画像が得られるので、撮像した干渉縞に、制御部５５が作成、又は予め用意されたメモリ５６に格納されたキャリア縞を乗じて処理することが可能である。
【００９３】
上記ステップ１００４ｂによって算出したｙ方向の被検波面収差は、被検光学系のｙ方向の収差成分と、スリットから出射した波面形状に依存して発生する収差成分、さらにはマスク７０と撮像手段５３の間に存在する媒質によって発生する収差成分などを含む波面収差（ｙ方向被検波面収差）となっている。
【００９４】
ステップ１００６ｂでは、ステップ１００４ｂで算出したｙ方向被検波面収差を、ステップ１００２ｂで算出したｙ方向オフセット波面収差によって補正し、被検光学系以外に由来する収差成分を除去する。これにより、ｙ方向については、被検光学系の収差情報のみを有する波面収差を求めることができる。
【００９５】
ステップ１００２ａ〜１００６ａによって得られたｘ方向の波面収差と，ステップ１００２ｂ〜１００６ｂによって得られたｙ方向の波面収差は、それぞれｘ方向又はｙ方向の相対関係のみが正しい投影光学系１６の波面収差である。
【００９６】
従って、ステップ１００８では、前記２つの波面収差を合成して、２次元方向の相対関係が正しい投影光学系波面収差を算出する。前記波面収差合成については、公知の方法を用いれば良く、例えば、本発明者が特願２００４−２６９７３１に記載したような合成方法を用いてもよい。
【００９７】
本実施例でも、実施例１と同様に、測定毎に上記１００２ａから１００８までの全ステップを実行する必要はない。例えば、予め測定しておいたステップ１００４ａの結果としてのｘ方向オフセット波面収差と、ステップ１００４ｂの結果としてのｙ方向オフセット波面収差をメモリ５６に保存しておき、ステップ１００６ａと１００６ｂを実行する際にメモリから取り出してもよい。それによって、毎回の測定時にステップ１００４ａと１００４ｂを省略することができる。
【００９８】
又は、電子モアレ法による画像処理を行うことによって、ステップ１００２ａと１００６ａの処理を１００４ａに、ステップ１００２ｂと１００６ｂの処理を１００４ｂに含めることも可能である。つまり、予め測定しておいたｘ方向（又はｙ方向）オフセット波面収差情報を元に、参照格子画像と、画素毎に異なる空間周波数を有するローパスフィルターを作成し、ｘ方向（又はｙ方向）被検測定画像と上記参照格子画像から得られるモアレ縞画像に、上記ローパスフィルターを施すことによって、オフセット成分補正を実現することもできる。
【００９９】
本実施例では、被検光学系後方にスリット窓とダブルスリットを配置したＬＤＩ方式の波面収差測定装置を備えた露光装置を示した。この測定装置において、スリット窓から発生する干渉縞を解析して得られる波面収差を、ダブルスリットから発生する干渉縞を解析して得られる波面収差によって補正することによって、スリット由来の波面（一次元方向のみの理想球面波）や干渉計の製造誤差によって発生する収差成分を除去することができる。それにより、被検光学系の波面収差測定が高精度に実施できることを示した。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１０１】
例えば、測定装置の一部（５０ｂ）を被検光学系の上側、即ちレチクル側に配置し、被検光学系を往復した波面と理想波面との干渉縞を撮像してもよい。この場合には、レチクルの代わりに配置された第１のマスクに、被検光学系を往復した光が再度入射しないようにハーフミラーやビームスプリッター等を配置し、そのハーフミラーやビームスプリッター等で被検光学系を往復した光を第２のマスクに導くと良い。
【０１０２】
また、光源１０からの光を、ファイバー等で基板１７側に配置された第１のマスクに入射させた後、被検光学系（投影光学系１２）及びレチクル側に配置された第２のマスクを順に通過させるような干渉計の構成にしてもよい。つまり、光束が、第１のマスク、被検光学系、第２のマスクの順に通過するような干渉計の構成とすればよい。
【０１０３】
また、図４や図１１のフローチャートに示した各工程は、その順序通りに実行する必要はなく、ステップ１００２より先にステップ１００４を実行しても良いし、前記したようにステップ１００２やステップ１００６を省略することもできる。
【０１０４】
また、ステップ１００６（又は１００６ａ、１００６ｂ）のオフセット波面による被検波面の補正方法としては、瞳面の各位置での収差値を除算することによって実行してもよいし、各波面をゼルニケ多項式に展開した後、ゼルニケ各項の値毎に除算することによって実行してもよい。
【０１０５】
また、上記の実施例では、測定装置（５０ａ、５０ｂ）内のマスク（第一マスク６０及び第二マスク１８０）の照明には照明光学系１２を用いたが、照明光学系１２に限らず、アライメント光学系１３からの光によってマスク照明を行ってもよい。
【０１０６】
また、上記の実施例では、露光装置に搭載した測定装置についての形態を示したが、測定装置は露光装置に搭載していなくてもよい。
【０１０７】
また、上記の実施例では、露光装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を示したが、もちろんステップ・アンド・リピートの露光装置に本発明を適用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】露光装置の概略ブロック図である。
【図２】実施例１の第１のマスクの概略平面図である。
【図３】実施例１の第２のマスクの概略平面図である。
【図４】実施例１の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施例１の第２のマスクのダブルピンホールから射出した光の模式図である。
【図６】実施例１の第２のマスクのピンホール窓から射出した光の模式図である。
【図７】実施例１の第２のマスクのピンホールと窓から射出した光の干渉縞の一例を示す概略平面図である。
【図８】参照格子画像にオフセット情報を付加する場合の電子モアレ測定法の概念図である。
【図９】実施例２の第１のマスクの概略平面図である。
【図１０】実施例２の第２のマスクの概略平面図である。
【図１１】実施例２の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  露光装置
５０ａ，５０ｂ  測定装置
１０  光源
１１  引き回し光学系
１２  照明光学系
１３  アライメント光学系
１４  レチクル（マスク）
１６  投影光学系
１７  基板（ウエハ，ガラスプレート）
１８  ステージ
６０  第１のマスク
７０  第２のマスク
５３  撮像手段
５４  ケーブル
５５  制御部
５６  メモリ
【図１】
2006324311.tif 000006
【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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