(57)【要約】【課題】計測に要する時間を短縮して、高精度に被検物の波面収差情報を求める。【解決手段】投影光学系ＰＬの波面収差を求める波面収差計測方法において、開口１９を介した照明光ＩＬＴを投影光学系ＰＬに入射させ、投影光学系ＰＬを通過した照明光ＩＬＴのうちで基準部材２２に形成された反射パターン２３で反射された反射光ＩＬＲ２を、投影光学系ＰＬ及び開口１９を介してマイクロレンズアレイ３４に導き、マイクロレンズアレイ３４の複数のレンズエレメント３４ａでそれぞれ形成される開口１９の像及び反射パターン２３の像との相対位置情報より投影光学系ＰＬの波面収差を求める。【選択図】図２
2011187512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物の波面収差情報を求める波面収差計測方法において、
第１パターンを介した光を前記被検物に入射させ、
前記被検物を通過した光を第２パターンを介して計測用光学系に導き、
前記計測用光学系でそれぞれ前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像を形成し、
前記第１パターンの像と前記第２パターンの像との相対位置情報を計測し、
前記相対位置情報より前記被検物を通過する光の波面収差情報を求める、
ことを特徴とする波面収差計測方法。
【請求項２】
前記第１パターンは、反射部材に形成された開口パターンであり、
前記第２パターンは、前記被検物を介した前記開口パターンの像より小さい大きさで形成された反射パターンであり、
前記反射部材で反射された光を前記計測用光学系に導くと共に、前記開口パターン及び前記被検物を通過した光を、前記反射パターン、前記被検物、及び前記開口パターンを介して前記計測用光学系に導くことを特徴とする請求項１に記載の波面収差計測方法。
【請求項３】
前記第１パターンは、遮光パターンであり、
前記第２パターンは、遮光部材に形成されて、前記被検物を介した前記遮光パターンの像より大きい大きさで形成された開口パターンであり、
前記遮光パターンの周囲、前記被検物、及び前記開口パターンを通過した光を前記計測用光学系に導くことを特徴とする請求項１に記載の波面収差計測方法。
【請求項４】
前記第１パターンは、照明領域中に配置される遮光パターンであり、
前記第２パターンは、遮光部材に形成されて、前記被検物を介した前記遮光パターンの像より大きく、かつ前記被検物を介した前記照明領域に対応する領域より小さい開口パターンであり、
前記遮光パターンの周囲、前記被検物、及び前記開口パターンを通過した光を前記計測用光学系に導くことを特徴とする請求項１に記載の波面収差計測方法。
【請求項５】
前記被検物と前記第１パターン又は前記第２パターンが形成される部材との間に、計測用の光を透過する液体を供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の波面収差計測方法。
【請求項６】
前記第１パターン及び前記第２パターンは複数対配置され、
前記複数対のパターン毎にそれぞれ前記被検物を通過する光の波面収差情報を求めることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の波面収差計測方法。
【請求項７】
前記被検物は、第１面と第２面とを光学的に共役にする投影光学系であり、
前記第１パターンは前記第１面又はこの近傍に配置された部材に形成され、前記第２パターンは前記第２面又はこの近傍に配置された部材に形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の波面収差計測方法。
【請求項８】
照明光でパターンを照明し、前記照明光で前記パターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光方法において、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の波面収差計測方法を用いて前記投影光学系の波面収差を計測することを特徴とする露光方法。
【請求項９】
被検物の波面収差情報を求める波面収差計測装置において、
第１パターンが形成された第１部材と、
前記第１パターンを介して前記被検物を照明する照明系と、
前記被検物に関して前記第１部材に対向するように配置されて第２パターンが形成された第２部材と、
前記被検物を通過して前記第２パターンを介した光が照射される計測用光学系と、
前記計測用光学系によって形成される前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像を検出する撮像素子と、
前記撮像素子の検出信号を処理して、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像との相対位置情報を求め、該相対位置情報より前記被検物を通過する光の波面収差情報を求める演算装置と、
を備えることを特徴とする波面収差計測装置。
【請求項１０】
前記第１部材は、前記第１パターンとしての開口パターンが形成された反射部材であり、
前記第２部材は、前記被検物を介した前記開口パターンの像より小さい大きさで前記第２パターンとしての反射パターンが形成された部材であり、
前記反射部材で反射された光を前記計測用光学系に導くとともに、前記開口パターン及び前記被検物を通過した光を、前記反射パターン、前記被検物、及び前記開口パターンを介して前記計測用光学系に導く導光部材を備えることを特徴とする請求項９に記載の波面収差計測装置。
【請求項１１】
前記第１部材は、前記第１パターンとしての遮光パターンが形成された部材であり、
前記第２部材は、前記被検物を介した前記遮光パターンの像より大きい大きさで前記第２パターンとしての開口パターンが形成された遮光部材であり、
前記遮光パターンの周囲、前記被検物、及び前記開口パターンを通過した光を前記計測用光学系に導く導光部材を備えることを特徴とする請求項９に記載の波面収差計測装置。
【請求項１２】
前記第１部材は、前記照明系による照明領域中に前記第１パターンとしての遮光パターンが形成された部材であり、
前記第２部材は、前記被検物を介した前記遮光パターンの像より大きく、かつ前記被検物を介した前記照明領域に対応する領域より小さい大きさで前記第２パターンとしての開口パターンが形成された遮光部材であり、
前記遮光パターンの周囲、前記被検物、及び前記開口パターンを通過した光を前記計測用光学系に導く導光部材を備えることを特徴とする請求項９に記載の波面収差計測装置。
【請求項１３】
前記被検物と前記第１部材又は前記第２部材との間に、計測用の光を透過する液体を供給する液体供給装置を備えることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の波面収差計測装置。
【請求項１４】
前記第１パターン及び前記第２パターンは複数対形成され、
前記演算装置は、前記複数対のパターン毎にそれぞれ前記被検物を通過する光の波面収差情報を求めることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の波面収差計測装置。
【請求項１５】
前記被検物は、第１面と第２面とを光学的に共役にする投影光学系であり、
前記第１部材は前記第１面又はこの近傍に配置され、前記第２部材は前記第２面又はこの近傍に配置されることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の波面収差計測装置。
【請求項１６】
照明光でパターンを照明し、前記照明光で前記パターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光装置において、
前記投影光学系の波面収差を計測するために請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の波面収差計測装置を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の波面収差情報を求める波面収差計測技術、及びその波面収差計測技術を用いる露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィー工程中で、レチクル（又はフォトマスク等）のパターンを投影光学系を介してレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）に転写露光するために一括露光型又は走査露光型等の露光装置が使用されている。これらの露光装置においては、投影光学系の波面収差を計測し、この計測結果に基づいてその波面収差を所定の状態に調整するために、様々な波面収差の計測装置が使用されている。
【０００３】
従来の波面収差の計測装置として、投影光学系を介して計測用開口の一次像を像面側に投影し、その一次像からの光束を複数に波面分割し、このように波面分割された複数の光束から形成された二次像の横シフト量等を求めるシャック・ハルトマン（Shack-Hartmann）方式の計測装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この計測装置では、計測用開口の形成面（物体面）に計測用開口よりも大きい校正用開口を設けておき、例えば定期的に、その校正用開口の投影光学系による一次像を所定のピンホールを介して検出し、この検出結果より計測用光学系自体の波面収差を計測して、計測装置の校正（キャリブレーション）を行っていた（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６１２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−７１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の波面収差の計測装置を使用する場合、露光工程中に例えば定期的に計測装置の校正を行う必要があり、さらに、例えば露光装置の照明条件を切り替えたときにも、計測装置の校正を行うことが好ましい。従って、従来の計測装置は、全体として計測に要する時間が長くなり、露光工程のスループットが低下する恐れがあった。
本発明は、このような課題に鑑み、計測に要する時間を短縮して、高精度に被検物の波面収差情報を求め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、被検物の波面収差情報を求める波面収差計測方法が提供される。この波面収差計測方法は、第１パターンを介した光をその被検物に入射させ、その被検物を通過した光を第２パターンを介して計測用光学系に導き、その計測用光学系でそれぞれその第１パターンの像及びその第２パターンの像を形成し、その第１パターンの像とその第２パターンの像との相対位置情報を計測し、その相対位置情報よりその被検物を通過する光の波面収差情報を求めるものである。
【０００７】
また、本発明の第２の態様によれば、照明光でパターンを照明し、その照明光でそのパターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光方法において、本発明の波面収差計測方法を用いてその投影光学系の波面収差を計測する露光方法が提供される。
また、本発明の第３の態様によれば、被検物の波面収差情報を求める波面収差計測装置が提供される。この波面収差計測装置は、第１パターンが形成された第１部材と、その第１パターンを介してその被検物を照明する照明系と、その被検物に関してその第１部材に対向するように配置されて第２パターンが形成された第２部材と、その被検物を通過してその第２パターンを介した光が照射される計測用光学系と、その計測用光学系によって形成されるその第１パターンの像及びその第２パターンの像を検出する撮像素子と、その撮像素子の検出信号を処理して、その第１パターンの像とその第２パターンの像との相対位置情報を求め、該相対位置情報よりその被検物を通過する光の波面収差情報を求める演算装置と、を備えるものである。
【０００８】
また、本発明の第４の態様によれば、照明光でパターンを照明し、その照明光でそのパターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光装置において、その投影光学系の波面収差を計測するために本発明の波面収差計測装置を備える露光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、その第１のパターン及び第２のパターンの一方の像が計測用光学系の波面収差及び被検物の波面収差の情報を含み、その２つのパターンの他方の像が計測用光学系のみの波面収差情報を含んでいる（被検物の波面収差情報を含まない）。そのため、その２つの像の相対位置情報により、その計測装置の校正を行いつつ、その被検物の波面収差情報を求めることができる。従って、１回の計測で計測装置の校正を同時に行うことができるため、計測に要する時間を短縮して、高精度に被検物の波面収差情報を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の露光装置を示す一部が切り欠かれた図である。
【図２】図１中の波面収差計測装置２０及び投影光学系ＰＬを示す断面図である。
【図３】（Ａ）は図２中の開口１９を示す拡大平面図、（Ｂ）は図１中のレンズエレメント３４ａによって形成される像を示す拡大図である。
【図４】図２の撮像素子３５の撮像面に形成される複数対のパターンの像の位置ずれ量の分布の一例を示す図である。
【図５】投影光学系の波面収差の計測動作及び露光動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の変形例の波面収差計測装置及び投影光学系ＰＬを示す断面図である。
【図７】（Ａ）は図６中のテストレチクルＲ１を示す平面図、（Ｂ）は図６中の基準部材２２を示す平面図である。
【図８】第２の実施形態の波面収差計測装置及び投影光学系ＰＬを示す断面図である。
【図９】（Ａ）は図８中の開口１９を示す拡大図、（Ｂ）は図８中のレンズエレメント３４ａによって形成される像を示す拡大図である。
【図１０】第２の実施形態の変形例の波面収差計測装置及び投影光学系ＰＬを示す断面図である。
【図１１】（Ａ）は図１０中のテストレチクルＲ２を示す平面図、（Ｂ）は図１０中の基準部材２２Ａを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図５を参照して説明する。
図１は本実施形態の露光装置ＥＸの概略構成を示す。図１において、露光装置ＥＸは、露光光源１と、露光光源１からの照明光ＩＬ（露光光）でレチクルＲ（マスク）のパターン面（レチクル面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクル面（物体面）のパターンの像をウエハＷの表面（像面）に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持して移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系１１と、その他の計測装置及び駆動装置等とを備えている。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に垂直な方向にＸ軸を、図１の紙面に平行な方向にＹ軸を取って説明する。本実施形態の露光装置ＥＸは走査露光方式であり、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向は、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの傾斜方向（回転方向）をθｘ、θｙ、及びθｚ方向とも呼ぶこととする。
【００１２】
露光光源１としては、ＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されているが、その他にＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）又は水銀ランプ等も使用できる。露光光源１から射出されるほぼ直線偏光の照明光ＩＬは、周知のビーム送光系２を介して、照明光ＩＬの偏光状態を異なる方向の直線偏光又は円偏光等に変換する偏光状態可変部３に入射する。偏光状態可変部３を通過した照明光ＩＬは、光束の断面形状を変化させるためのビーム形状可変部４を介して、マイクロフライアイレンズ（又はフライアイレンズ）５に入射する。マイクロフライアイレンズ５の射出面（照明光学系ＩＬＳの瞳面）に多数の二次光源からなる面光源が形成される。照明光学系ＩＬＳの瞳面には、通常照明、輪帯照明、２極照明、変形照明等の種々の照明に切り替えるための可変開口絞り部（不図示）が設置されている。
【００１３】
さらに、その可変開口絞り部とともに、又はその代わりに、その瞳面における照明光ＩＬの光量分布を制御するための回折光学素子又は空間光変調器等を含む光学系を設けてもよい。なお、マイクロフライアイレンズ５の代わりに、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）等のオプティカルインテグレータを使用しても良い。
マイクロフライアイレンズ５から射出された照明光ＩＬは、第１リレー光学系６、レチクルブラインド７（可変視野絞り）、第２リレー光学系８Ａ、コンデンサ光学系８Ｂ、及び光路折り曲げ用のミラー９を介して、レチクルＲのパターン面（下面）のＸ方向に細長い矩形の照明領域１５Ｒを均一な照度分布で照明する。ビーム送光系２からコンデンサ光学系８Ｂ及びミラー９までの部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。露光光源１、偏光状態可変部３、及びビーム形状可変部４の動作は、主制御系１１内の照明系制御部によって制御されている。
【００１４】
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域１５Ｒ内のパターンは、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、ウエハＷの一つのショット領域内の露光領域（照明領域１５Ｒと光学的に共役な領域）に転写露光される。ウエハＷは、シリコン又はＳＯＩ(silicon on insulator)等からなる直径が２００〜４５０ｍｍ程度の平板状の基材の上面にフォトレジスト（感光剤）を塗布したものである。投影光学系ＰＬは、一例として屈折系であるが、その外に反射屈折系等も使用可能である。
【００１５】
また、投影光学系ＰＬを構成する所定の光学部材、例えばレンズ１４Ａ，１４Ｂは、不図示のレンズ枠及びＺ方向に伸縮可能な３箇所の駆動素子１３Ａ，１３Ｂを介して鏡筒に支持されている。駆動素子１３Ａ，１３Ｂ及びこれらを駆動する駆動系１２から結像特性制御機構が構成されている。主制御系１１内の特性制御部が、駆動系１２を介して駆動素子１３Ａ，１３Ｂを駆動することによって、レンズ１４Ａ，１４ＢのＺ方向の位置、並びにθｘ方向及びθｙ方向の傾斜角を制御できる。これによって、投影光学系ＰＬの所定の波面収差等を補正できる。なお、駆動可能なレンズ１４Ａ，１４Ｂの位置及び個数は、制御対象の結像特性に応じて任意に設定可能である。
【００１６】
次に、レチクルＲを吸着保持するレチクルステージＲＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値に基づいて、レチクルベース（不図示）のＸＹ平面に平行な上面内でレチクルＲの移動を行う。一方、ウエハＷをウエハホルダ（不図示）を介して吸着保持するウエハステージＷＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値に基づいて、ウエハベースＷＢのＸＹ平面に平行な上面内で連続移動及びステップ移動を行う。また、ウエハステージＷＳＴには、不図示のオートフォーカスセンサの計測値に基づいて、ウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合焦させるために、ウエハＷのフォーカス位置（光軸ＡＸ方向の位置）、及びθｘ方向、θｙ方向の傾斜角を制御するＺステージ機構も組み込まれている。
【００１７】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは液浸型であり、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハステージＷＳＴ側の部材（ウエハＷ又は後述の基準部材２２等）との間に、照明光ＩＬを透過する液体Ｌｑ（例えば純水）を供給する局所液浸装置８０（図２参照、図１では図示省略）を備えている。図２に示すように、局所液浸装置８０は、投影光学系ＰＬの先端の光学部材の下面に設けられたリング状のノズルヘッド８４と、配管８３を介してノズルヘッド８４内に液体Ｌｑを供給する液体供給部８２と、ノズルヘッド８４から供給された液体Ｌｑをフィルタ部材８４及び配管８５を介して回収する液体回収部８６とを有する。なお、局所液浸装置８０の詳細な構成は、例えば米国特許出願公開第２００５／２５９２３４号明細書に開示されている。
【００１８】
図１において、露光時には、主制御系１１内の露光制御部の制御のもとで不図示のアライメント系によってレチクルＲとウエハＷとのアライメントが行われた後、偏光状態可変部３によって照明光ＩＬの偏光状態が所定状態に設定され、さらに照明条件が設定される。その後、露光光源１の発光を開始して、レチクルＲのパターンの一部の像を投影光学系ＰＬ及び液体Ｌｑ（図２参照）を介してウエハＷの一つのショット領域に露光しつつ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを駆動して、レチクルＲ及びウエハＷを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動することにより、当該ショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。その後、露光光源１の発光を停止して、ウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、その走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でかつ液浸法によって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。
【００１９】
さて、このような露光に際しては、投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）としての例えば波面収差が所定の状態に調整されている必要がある。そのため、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの波面収差を計測するための波面収差計測装置２０を備えている。波面収差計測装置２０は、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲに対してＹ方向（走査方向）に近接して設置され、投影光学系ＰＬの波面収差情報を含む検出信号を得る計測系２１と、計測用の光でもある照明光ＩＬを供給する照明光学系ＩＬＳと、ウエハステージＷＳＴに設けられて反射パターン２３が形成された基準部材２２と、計測系２１の検出信号を処理して投影光学系ＰＬの波面収差を求める計測演算部（演算装置）１７とを備えている。計測演算部１７は、求めた波面収差の情報を主制御系１１内の特性制御部に供給する。なお、基準部材２２は、ウエハステージＷＳＴとは独立にウエハベースＷＢの上面を移動する計測ステージ等（不図示）に設けてもよい。
【００２０】
投影光学系ＰＬの波面収差計測時には、図２に示すように、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動することによって、計測系２１の一部が照明光ＩＬの照明領域１５Ｒに移動し、ウエハステージＷＳＴを駆動することによって、投影光学系ＰＬの露光領域に基準部材２２の上面に形成された反射パターン２３が移動する。基準部材２２の上面はウエハＷの表面（投影光学系ＰＬの像面）と同じ高さに設定されている。基準部材２２は例えば照明光ＩＬを透過するガラス板より形成され、その裏面には照明光ＩＬに対する反射率の低い吸収膜（又は遮光膜）が形成されている。そして、基準部材２２の上面の反射パターン２３は、照明光ＩＬに対して高反射率の金属（例えばクロム等）の膜よりなる微小な円形パターンである。
【００２１】
図２において、投影光学系ＰＬの上方に計測系２１のビームスプリッタ３２が配置され、ビームスプリッタ３２の投影光学系ＰＬに対向する底面には、反射率の高い金属（例えばクロム等）より反射膜３２ａが形成され、反射膜３２ａの中央に円形の開口１９が形成されている。反射膜３２ａはレチクル面（投影光学系ＰＬの物体面）と同じ高さに設定されている。開口１９の直径は例えば数１０μｍで、例えば４０μｍ程度である。なお、図２では、開口１９は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置しているが、開口１９の位置は投影光学系ＰＬの物体面側の有効視野（ほぼ図１の照明領域１５Ｒ）内であればよい。
【００２２】
また、照明光学系ＩＬＳとビームスプリッタ３２との間に、照明光学系ＩＬＳ側から順に、例えばすりガラスよりなり照明光学系ＩＬＳから供給される照明光ＩＬの開口数を大きくするための拡散板２４と、円形の開口２５ａが形成された開口板２５と、拡散板２４及び開口２５ａを通過した広い開き角の照明光ＩＬでビームスプリッタ３２の底面の開口１９を覆う照明領域（開口２５ａの像）を照明するリレーレンズ２６とが配置されている。リレーレンズ２６に関して、開口板１５と開口１９が形成された反射膜３２ａとはほぼ共役である。
【００２３】
図３（Ａ）は、図２中の開口１９を示す拡大平面図である。図３（Ａ）において、開口１９を覆うように照明領域２５ａＲ（開口２５ａの像）が設定されている。照明領域２５ａＲの直径は、例えば開口１９の直径の２倍程度である。照明領域２５ａＲ内に、ビームスプリッタ３２の底面の開口１９の全面及び開口１９の周囲の反射膜３２ａが含まれる。なお、照明領域２５ａＲはかなり広い領域でもよい。なお、図３（Ａ）には、後述する反射パターン２３の像２３Ｒも示している。
【００２４】
図２において、照明光学系ＩＬＳ、拡散板２４、開口板２５、及びリレーレンズ２６から、波面収差計測装置２０の照明系が構成されている。本実施形態では、照明光学系ＩＬＳがその照明系の一部を兼用しているが、照明光学系ＩＬＳを使用しない別の専用の照明系を設けてもよい。
また、投影光学系ＰＬ側から開口１９を通過するか、又は反射膜３２ａで反射された後、ビームスプリッタ３２で反射された光が射出される方向に順に、その光をほぼ平行光束に変換する対物レンズ３３、対物レンズ３３からの光束の波面を分割するように多数のレンズエレメント３４ａ（微小レンズ）がＹ方向及びＺ方向（投影光学系ＰＬの瞳面におけるＸ方向に対応する方向）に密着して配置されたマイクロレンズアレイ３４、及び多数のレンズエレメント３４ａによって形成される多数のスポット光を受光するＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の２次元の撮像素子３５が配置されている。撮像素子３５の検出信号が計測演算部１７に供給されている。
【００２５】
ビームスプリッタ３２、ビームスプリッタ３２の底面の開口１９が形成された反射膜３２ａ、対物レンズ３３、マイクロレンズアレイ３４、及び撮像素子３５を含んで計測系２１が構成されている。拡散板２４、開口板２５、リレーレンズ２６、及び計測系２１はフレーム３１に支持され、フレーム３１はレチクルステージＲＳＴに固定されている。
この場合、開口２５ａを通過した照明光ＩＬは、リレーレンズ２６及びビームスプリッタ３２を介して開口１９及びこの周囲の反射膜３２ａを照明する。そして、開口１９の周囲の反射膜３２ａで反射された反射光ＩＬＲ１のうちで、ビームスプリッタ３２で反射された光（これも反射光ＩＬＲ１と呼ぶ）は、対物レンズ３３及びマイクロレンズアレイ３４を通過し、撮像素子３５の撮像面に各レンズエレメント３４ａによって開口１９の像（スポット光）が形成される。
【００２６】
図３（Ｂ）は、マイクロレンズアレイ３４のｉ番目（ｉ＝１〜Ｉ；Ｉは例えば数１００×数１００の整数）のレンズエレメント３４ａによってその撮像面に形成されるスポット光の拡大図を示す。図３（Ｂ）において、開口１９の像１９Ｆが輪帯状の領域として形成され、その領域の外周部は図２の開口２５ａの像２５ａＦである。その像１９Ｆの位置は、開口１９が形成されている反射膜３２ａの法線方向のＺ軸に平行な軸に対する傾斜角に起因する波面収差、並びにビームスプリッタ３２、対物レンズ３３及びマイクロレンズアレイ３４の波面収差の情報、即ち計測系２１の計測用光学系の波面収差のみの情報を含み、投影光学系ＰＬの波面収差の情報は含んでいない。言い換えると、像１９Ｆの位置は、波面収差計測装置２０の校正（キャリブレーション）用の情報のみを含んでいる。
【００２７】
また、図２において、ウエハステージＷＳＴに設けられた基準部材２２の円形の反射パターン２３の中心は、ほぼ投影光学系ＰＬによる開口１９の像の中心の位置に設定されている。さらに、開口１９の投影光学系ＰＬによる像は反射パターン２３よりも大きくなるように設定されている。言い換えると、反射パターン２３の投影光学系ＰＬによる共役像は、開口１９よりも小さくなるように設定されている。一例として、開口１９の像の直径は反射パターン２３の直径のほぼ２倍に設定されている。この結果、開口１９を通過した照明光ＩＬＴは、投影光学系ＰＬを介して基準部材２２の反射パターン２３を含む領域を照明する。
【００２８】
本実施形態では、露光時と同様に投影光学系ＰＬの波面収差計測時にも、局所液浸装置８０によって、投影光学系ＰＬと基準部材２２（反射パターン２３）との間に照明光ＩＬを透過する液体Ｌｑが供給される。反射パターン２３で反射された反射光ＩＬＲ２は、投影光学系ＰＬを介して開口１９の内部に反射パターン２３の像２３Ｒ（一次像）を形成する。そして、開口１９を通過した反射光ＩＬＲ２のうち、ビームスプリッタ３２で反射された光（これも反射光ＩＬＲ２と呼ぶ。）は、対物レンズ３３によってほぼ平行な光束となり、このほぼ平行な光束はマイクロレンズアレイ３４で波面分割される。そして、波面分割された各光束は、マイクロレンズアレイ３４の多数のレンズエレメント３４ａを介して、撮像素子３５の撮像面にそれぞれ反射パターン２３の像（二次像又はスポット光）を形成する。
【００２９】
図３（Ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ３４のｉ番目のレンズエレメント３４ａによってその撮像面に反射パターン２３の像２３Ｆが形成される。像２３Ｆは、図２の開口１９の像１９Ｆの内側に形成される。反射パターン２３の像２３Ｆの位置は、図２の投影光学系ＰＬの瞳面における波面が点線で示す理想的な波面Ａ１又は実線で示す波面収差のある波面Ａ２等のいずれであるかに応じて変化する。言い換えると、反射パターン２３の像２３Ｆの位置は、投影光学系ＰＬ及び計測用光学系の波面収差の情報を含んでいる。本実施形態では、その像２３Ｆとともに、計測用光学系のみの波面収差の情報を含む開口１９の像１９Ｆが形成されている。そこで、撮像素子３５の検出信号を計測演算部１７で処理して、各レンズエレメント３４ａ毎にそれぞれ像１９Ｆの中心Ｃｉと、像２３Ｆの中心ＢｉとのＺ方向（投影光学系ＰＬの瞳面のＸ方向に対応する方向）及びＹ方向の位置ずれ量を示すベクトルＶｉを求めると、このベクトルＶｉは、投影光学系ＰＬの瞳面上の対応する領域における波面の理想波面に対するずれ量（例えば直交する２軸の回りの傾斜角）の情報を含んでいる。従って、全部の位置ずれ量のベクトルＶｉから投影光学系ＰＬのみの波面収差を求めることができる。
【００３０】
以下、本実施形態の図１に示す露光装置ＥＸにおいて、投影光学系ＰＬの波面収差を計測して露光を行う動作の一例につき、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１１によって制御される。投影光学系ＰＬの波面収差の計測は、例えば露光工程中に定期的に実行される。
まず、図５のステップ１０２において、ウエハステージＷＳＴを駆動して、図２に示すように、基準部材２２の反射パターン２３を投影光学系ＰＬの露光領域内の所定の計測点に移動し、レチクルステージＲＳＴを駆動して、波面収差測定装置２０の計測系２１の開口１９（計測用の開口パターン）をその計測点に対応する位置、ここではその計測点とほぼ共役な位置に移動する。次のステップ１０４において、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬで開口１９を含む領域を照明し、開口１９を通過した照明光ＩＬＴを投影光学系に入射させる。次のステップ１０６において、投影光学系ＰＬを通過した照明光ＩＬＴの一部を反射パターン２３で反射させ、反射光ＩＬＲ２を投影光学系ＰＬ及び開口１９を介してビームスプリッタ３２を含む計測用光学系に入射させる。このとき、開口１９の周囲の反射膜３２ａで反射した反射光ＩＬＲ１も計測用光学系に入射する。
【００３１】
次のステップ１０８において、計測系２１のマイクロレンズアレイ３４の各レンズエレメント３４ａによって、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ撮像素子３５の撮像面に開口１９の像１９Ｆ及び反射パターン２３の像２３Ｆを形成する。次のステップ１１０において、計測演算部１７は撮像素子３５の検出信号を処理して、各レンズエレメント３４ａ毎に開口１９の像１９Ｆの中心Ｃｉと反射パターン２３の像２３Ｆとの２次元の位置ずれ量を示すベクトルＶｉを求める。
【００３２】
この結果、図４に示すように、撮像素子３５の撮像面にｉ番目（ｉ＝１〜Ｉ）のレンズエレメント３４ａ毎に形成される全部の２つのスポット光（像１９Ｆ及び像２３Ｆ）の中心Ｃｉ及びＢｉの位置ずれ量を示すベクトルＶｉが求められる。次のステップ１１２において、計測演算部１７では、求められた全部の位置ずれ量のベクトルＶｉから、それぞれ投影光学系ＰＬの瞳面上の対応する領域を通過する波面の理想波面からのずれ量を求め、これらの各領域の波面のずれ量から投影光学系ＰＬの波面収差を求める。計測演算部１７は、求めた波面収差の情報を主制御系１１内の特性制御部に供給する。波面収差は、例えば所定次数範囲のツェルニケ多項式の係数として求めることも可能である。なお、位置ずれ量のベクトルＶｉから、計測系２１に入射する光束の波面収差を求める方法は、例えば特開２００２−７１５１４号公報等にも開示されている。
【００３３】
この場合、各レンズエレメント３４ａによって形成される像の位置ずれ量のベクトルＶｉは、計測用光学系のみの波面収差の情報（波面収差計測装置２０の校正情報）を含む像１９Ｆの中心Ｃｉと、投影光学系ＰＬ及び計測用光学系の波面収差の情報を含む像２３Ｆの中心Ｂｉとの差分であるため、ベクトルＶｉを用いることによって、投影光学系ＰＬのみの波面収差を高精度に求めることができる。言い換えると、本実施形態によれば、波面収差計測装置２０の校正を別途行う必要がないため、全体として投影光学系ＰＬの波面収差の計測に要する時間を短縮することができる。
【００３４】
次のステップ１１４で、一例として主制御系１１内の特性制御部は、計測演算部１７から供給された波面収差が目標範囲内に維持されるように、結像特性制御機構の駆動系１２を介してレンズ１４Ａ，１４Ｂ等を駆動する。これによって、投影光学系ＰＬの波面収差が補正される。
その後、ステップ１１６で、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲがロードされ、レチクルＲのアライメントが行われる。そして、ステップ１１８において、ウエハステージＷＳＴにレジストが塗布されたウエハ（ウエハＷとする）がロードされ、ウエハＷのアライメントが行われる。次のステップ１２０において、局所液浸装置８０から投影光学系ＰＬとウエハＷＴの間に液体を供給し、レチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷの各ショット領域に走査露光する。その後、ステップ１２２でウエハＷはアンロードされて、不図示のコータ・デベロッパに搬送されて現像される。次のステップ１２４で、未露光のウエハがある場合には、ステップ１１８〜１２２の動作が繰り返される。
【００３５】
本実施形態の効果等は次の通りである。
（１）本実施形態の投影光学系ＰＬ（被検物）の波面収差情報を計測するための波面収差計測装置２０は、開口１９（第１パターン）が形成された反射膜３２ａ（第１部材）と、開口１９を介して投影光学系ＰＬを照明する照明光学系ＩＬＳを含む照明系と、開口１９に関して反射膜３２ａに対向するように配置されて反射パターン２３（第２パターン）が形成された基準部材２２（第２部材）と、投影光学系ＰＬを通過して反射パターン２３を介した光が照射される計測系２１と、計測系２１によって形成される開口１９の像１９Ｆ及び反射パターン２３の像２３Ｆを検出する撮像素子３５と、撮像素子３５の検出信号を処理して、像１９Ｆの中心と像２３Ｆの中心との位置ずれ量のベクトルＶｉ（相対位置情報）を求め、そのベクトルＶｉより投影光学系ＰＬを通過する光の波面収差を求める計測演算部１７（演算装置）と、を備えている。
【００３６】
また、波面収差計測装置２０を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を求める波面収差計測方法は、開口１９（第１パターン）を介した光を投影光学系ＰＬに入射させるステップ１０４と、投影光学系ＰＬを通過した光を反射パターン２３（第２パターン）を介して計測系２１に導くステップ１０６と、計測系２１で開口１９の像１９Ｆ及び反射パターン２３の像２３Ｆを形成するステップ１０８と、形成された複数の像１９Ｆと像２３Ｆとの位置ずれ量（相対位置情報）を計測するステップ１１０と、この計測結果から投影光学系ＰＬを通過する光の波面収差を求めるステップ１１２とを有する。
【００３７】
本実施形態によれば、反射パターン２３の像２３Ｆがマイクロレンズアレイ３４を含む計測用光学系の波面収差及び投影光学系ＰＬの波面収差の情報を含み、開口１９の像１９Ｆがその計測用光学系の波面収差の情報のみを含んでいる。即ち、像１９Ｆは投影光学系ＰＬの波面収差の情報を含んでいない。そのため、その２つの像１９Ｆ，２３Ｆの相対位置情報により、実質的に波面収差計測装置２０の校正を行いつつ、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。従って、１回の計測で波面収差計測装置２０の校正を同時に行うことができるため、計測に要する時間を短縮して、高精度に投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。
【００３８】
（２）また、開口１９（開口パターン）は反射膜３２ａ内に形成され、基準部材２２に形成された反射パターン２３の大きさは投影光学系ＰＬを介した開口１９の像より小さく設定されている。さらに、波面収差計測装置２０は、反射膜３２ａによる反射光ＩＬＲ１をマイクロレンズアレイ３４に導くとともに、反射パターン２３による反射光ＩＬＲ２を投影光学系ＰＬ及び開口１９を介してマイクロレンズアレイ３４に導くビームスプリッタ３２（導光部材）を備えている。
【００３９】
従って、図２に示すように、波面収差計測装置２０の照明系と計測系２１とを投影光学系ＰＬに対して一方の側（図２では物体面側）にまとめて配置できるため、照明光学系ＩＬＳを照明系の一部として使用することも可能となる。
（３）また、反射膜３２ａは投影光学系ＰＬの物体面（第１面）に配置され、反射パターン２３の形成面は投影光学系ＰＬの像面（第２面）に配置される。従って、計測系２１をレチクルステージＲＳＴ側に配置でき、ウエハステージＷＳＴ側の構成を簡素化できるため、局所液浸装置８０を用いる場合にも容易に投影光学系ＰＬの波面収差を計測できる。
【００４０】
（４）また、露光装置ＥＸは、照明光ＩＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷ（物体）を露光する露光装置において、投影光学系ＰＬの波面収差を計測するために波面収差計測装置２０を備えている。また、露光装置ＥＸを用いる露光方法は、ステップ１０４〜１１２の波面収差計測方法を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を計測している。
【００４１】
波面収差計測装置２０又はそれを用いた波面収差計測方法によれば、全体として短い時間で投影光学系ＰＬの波面収差を高精度に計測できるため、露光装置ＥＸ又はその露光方法によれば、露光精度（投影光学系ＰＬの解像度等）を高く維持して、かつ露光工程のスループットを向上できる。
また、本実施形態において、投影光学系ＰＬの露光領域の複数の計測点で波面収差を計測する場合には、ウエハステージＷＳＴを駆動して各計測点に基準部材２２の反射パターン２３を移動し、かつレチクルステージＲＳＴを駆動してその計測点に対応する位置に計測系２１の開口１９を移動する。そして、各計測点に関して、それぞれ図５のステップ１０４〜１１２の動作によって波面収差を計測すればよい。
【００４２】
なお、その複数の計測点での波面収差を容易に計測するために、図６に示すように、本実施形態の変形例の波面収差計測装置２０Ａを使用してもよい。図６において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は、波面収差計測装置２０Ａを用いて露光装置の投影光学系ＰＬの波面収差を計測している状態を示す。図６において、波面収差計測装置２０Ａは、計測系２１Ａと、計測系２１Ａを保持するフレーム３１Ａと、フレーム３１ＡをレチクルステージＲＳＴ（不図示）の上方でＸ方向、Ｙ方向に移動する駆動機構３７と、テストレチクルＲ１と、基準部材２２とを備えている。テストレチクルＲ１はレチクルステージＲＳＴ（不図示）に保持され、テストレチクルＲ１のパターン面（投影光学系ＰＬの物体面）に照明光ＩＬを反射する反射膜が形成され、その反射膜中に円形の開口１９が形成されている。
【００４３】
また、基準部材２２はウエハステージＷＳＴに設けられ、基準部材２２の上面（投影光学系ＰＬの像面）に微小な円形の反射パターン２３が形成され、投影光学系ＰＬと基準部材２２との間に局所液浸装置８０から液体Ｌｑが供給されている。開口１９の投影光学系ＰＬによる像の中心は反射パターン２３の中心とほぼ同じ位置にある。また、開口１９の像は反射パターン２３よりも大きく設定されている。一例として、開口１９の像の直径は反射パターン２３の直径のほぼ２倍である。
【００４４】
図７（Ａ）に示すように、テストレチクルＲ１のパターン領域内の照明領域１５Ｒと同じ大きさの領域の反射膜中に例えばＸ方向に７行、Ｙ方向に３列で複数の開口１９が形成されている。また、図７（Ｂ）に示すように、基準部材２２の上面には、テストレチクルＲ１に形成された複数の開口１９の配列を投影光学系ＰＬの投影倍率で縮小した配列で複数の反射パターン２３が形成されている。投影光学系ＰＬの波面収差計測時には、複数の反射パターン２３は、投影光学系ＰＬの露光領域内に配置され、複数の開口１９（第１パターン）の投影光学系ＰＬによる像の中心は、それぞれ対応する反射パターン２３（第２パターン）の中心とほぼ同じ位置にある。図６には、複数対の開口１９及び反射パターン２３のうちの１対の対応する開口１９及び反射パターン２３が示されている。
【００４５】
図６において、計測系２１Ａは、図２の計測系２１においてビームスプリッタ３２から反射膜３２ａ及び開口１９を分離し、反射膜及び開口１９をテストレチクルＲ１に形成したものである。即ち、計測系２１Ａ中のビームスプリッタ２３は、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬをテストレチクルＲ１の開口１９を含む領域に導き、開口１９の周囲の反射膜で反射される反射光ＩＬＲ１と、反射パターン２３で反射されて投影光学系ＰＬ及び開口１９を介して戻された反射光ＩＬＲ２とを対物レンズ３３及びマイクロレンズアレイ３４側に導いている。他の構成は図２の計測系２１と同様である。
【００４６】
図６の変形例において、マイクロレンズアレイ３４の各レンズエレメント３４ａによって、撮像素子３５の撮像面にそれぞれ反射光ＩＬＲ１による開口１９の像、及び反射光ＩＬＲ２による反射パターン２３の像が形成される。従って、例えば開口１９の像の中心と反射パターン２３の像の中心との位置ずれ量を求めることによって、上記の実施形態と同様に投影光学系ＰＬのみの波面収差を求めることができる。さらに、図７（Ｂ）の他の反射パターン２３が位置する計測点において投影光学系ＰＬの波面収差を求める場合には、図６の駆動機構３７を介して計測系２１Ａ（フレーム３１Ａ）を移動することによって、その計測点に対応する位置にあるテストレチクルＲ１の開口１９の上方に計測系２１Ａのビームスプリッタ３２を移動して、上記の波面収差の計測動作を繰り返せばよい。
【００４７】
このように本実施形態の変形例によれば、計測系２１ＡをテストレチクルＲ１の上方で移動するのみで、投影光学系ＰＬの露光領域内の複数の計測点において波面収差を計測することができる。
［第２の実施形態］
次に、本実施形態の第２の実施形態につき図８及び図９を参照して説明する。本実施形態でも図１の露光装置ＥＸと同様の露光装置を使用するが、波面収差計測装置２０の構成が異なっている。以下、図８及び図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、図２及び図３（Ａ）、図３（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４８】
図８は、本実施形態において投影光学系ＰＬの波面収差を計測している波面収差計測装置２０Ｃを示す。図８において、波面収差計測装置２０Ｃは、ウエハステージＷＳＴの上部に固定された照明光ＩＬを透過するガラス基板よりなり、その上面（投影光学系ＰＬの像面）に照明光ＩＬを遮光する金属等からなる円形の遮光パターン２７が形成された基準部材２２Ａと、ウエハステージＷＳＴの内部から基準部材２２Ａの遮光パターン２７を照明する照明系４０と、投影光学系ＰＬの物体面側でレチクルステージＲＳＴ（不図示）にフレーム３１Ｃを介して支持された計測系２１Ｃと、計測演算部１７とを備えている。
【００４９】
照明系４０は、露光光源（不図示）から射出される照明光（露光光）から分岐された照明光をウエハステージＷＳＴに導く可撓性を有する光ガイド４１と、光ガイド４１から射出される照明光ＩＬＡを集光するレンズ４２と、集光された照明光ＩＬＡを＋Ｚ方向に反射するミラー４３と、照明光ＩＬＡが照射される拡散板及び開口板２５と、開口板２５の開口２５ａを通過した照明光ＩＬＡを集光して遮光パターン２７を照明するレンズ４４及び４５とを有する。基準部材２２Ａはレンズ４５の上面に部分的にスペーサ４６を介して固定され、基準部材２２Ａの上面及び底面に局所液浸装置８０から液体Ｌｑが供給される。
【００５０】
計測系２１Ｃは、図２の計測系２１に対して、ビームスプリッタ３２の代わりに直角プリズム側の反射部材３２Ａが使用されている点が異なっている。反射部材３２Ａの投影光学系ＰＬに対向する底面（投影光学系ＰＬの物体面）には反射膜（遮光膜でもよい）が形成され、この反射膜中に円形の開口１９が形成されている。遮光パターン２７の投影光学系ＰＬによる像（拡大像）よりも開口１９の形状は大きく設定されている。一例として、開口１９の直径は遮光パターン２７の像の直径のほぼ２倍である。また、開口１９を含む領域は、照明系４０の開口２５ａの像に相当する円形の照明領域２５ａＲで照明される。
【００５１】
基準部材２２Ａの遮光パターン２７を含む領域が照明系４０からの照明光ＩＬＡで照明され、遮光パターン２７の周囲を透過した照明光ＩＬＷは、投影光学系ＰＬを介して開口１９のほぼ中央に遮光パターン２７の像２７Ｒを形成する。図９（Ａ）に示すように、照明光ＩＬＷによる開口１９を含む照明領域２５ａＲの直径は開口１９の直径のほぼ２倍である。また、開口１９のほぼ中央に形成される遮光パターン２７の像２７Ｒは遮光領域である。
【００５２】
図８において、開口１９を通過した照明光ＩＬＷは、反射部材３２Ａで反射された後、計測系２１Ｃに導かれ、マイクロレンズアレイ３４の各レンズエレメント３４ａによって撮像素子３５の撮像面に、図９（Ｂ）に示すように、開口１９の像１９Ｆ及び遮光パターン２７の像２７Ｆが形成される。
このように本実施形態の波面収差計測装置２０Ｃにおいては、基準部材２２（第１部材）の上面に遮光パターン２７（第１パターン）が形成され、反射部材３２Ａ（第２部材）の底面に、投影光学系ＰＬ（被検物）を介した遮光パターン２７の像２７Ｒより大きい大きさで開口１９（第２パターン）が形成されている。そして、遮光パターン２７の周囲、投影光学系ＰＬ、及び開口１９（開口パターン）を通過した照明光ＩＬＷを複数のレンズエレメント３４ａ（集光素子）に導く反射部材３２Ａ（導光部材）を備えている。
【００５３】
本実施形態によれば、撮像面上の図９（Ｂ）の開口１９の像１９Ｆは、反射部材３２Ａ、対物レンズ３３、及びマイクロレンズアレイ３４を含む計測用光学系（計測系２１Ｃ）のみの波面収差を含む。一方、図９（Ｂ）の遮光パターン２７の像２７Ｆ（遮光領域）は、投影光学系ＰＬ及び計測用光学系の波面収差を含んでいる。そこで、像１９Ｆの中心Ｃｉに対する像２７Ｆの中心Ｂｉの位置ずれ量のベクトルＶｉを求めることによって、第１の実施形態と同様に投影光学系ＰＬのみの波面収差を計測できる。従って、実質的に波面収差計測装置２０Ｃの校正と投影光学系ＰＬの波面収差の計測とを同時に行うことができるため、投影光学系ＰＬの波面収差の計測時間を短縮できる。
【００５４】
次に、図１０は、第２の実施形態の変形例の波面収差計測装置２０Ｄで投影光学系ＰＬの波面収差を計測している状態を示す。図１０において図８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。
図１０において、波面収差計測装置２０Ｄは、計測系４０と、遮光パターン２７が形成された基準部材２２Ａと、計測系２１Ｄと、計測系２１Ｄを保持するフレーム３１ＤをレチクルステージＲＳＴ（不図示）の上方でＸ方向、Ｙ方向に移動する移動機構３７と、レチクルステージＲＳＴ（不図示）に保持されるテストレチクルＲ２とを備えている。テストレチクルＲ２のパターン面（投影光学系ＰＬの像面）には、図１１（Ａ）に示すように、照明光ＩＬの照明領域１５Ｒと同じ大きさの領域に例えばＸ方向に７行でＹ方向に３列の複数の開口１９が形成されている。
【００５５】
図１０において、計測系２１Ｄは、図８の計測系２１Ｃに対して、反射部材３２Ａから開口１９が形成された反射膜（又は遮光膜）が除かれている点が異なっている。その他の構成は第２の実施形態と同様である。
波面収差計測装置２０Ｄにおいて、投影光学系ＰＬの波面収差計測時には、テストレチクルＲ２の一つの開口１９の投影光学系ＰＬによる像の中心に、遮光パターン２７の中心がほぼ一致するようにウエハステージＷＳＴが駆動される。この状態で照明系４０で遮光パターン２７を照明することによって、計測系２１Ｄの各レンズエレメント３４ａが開口１９の像及び遮光パターン２７の像を撮像面に形成するため、第２の実施形態と同様に投影光学系ＰＬのみの波面収差が計測できる。
【００５６】
さらに、図１１（Ａ）の他の開口１９に関して投影光学系ＰＬの波面収差を計測する場合には、ウエハステージＷＳＴを駆動して、図１１（Ｂ）に示すように他の開口１９の中心と投影光学系ＰＬに関して共役な計測点Ｐ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜７；ｊ＝１〜３）に順次基準部材２２Ａの遮光パターン２７の中心を移動し、上記の波面収差計測動作を繰り返せばよい。
【００５７】
なお、図８の第２の実施形態の変形例として、計測系２１Ｃを投影光学系ＰＬの像面側（ウエハステージＷＳＴ内）に配置し、基準部材２２Ａの遮光パターン２７に対応する遮光パターンをテストレチクル（不図示）に形成し、この遮光パターンと照明光学系ＩＬＳ（不図示）との間に拡散板２４を配置してもよい。この変形例によっても、投影光学系ＰＬの波面収差を計測できる。同様に、図１０の変形例においても、計測系２１ＤをウエハステージＷＳＴ内に配置してもよい。
【００５８】
なお、本発明は、ドライ型の露光装置又は一括露光型の露光装置（ステッパー等）の投影光学系の波面収差を求める場合に適用することも可能である。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスやマスク自体を製造するための露光装置にも広く適用できる。
【００５９】
また、本発明は、露光装置の投影光学系の波面収差の計測のみならず、各種の光学装置、例えば、天体望遠鏡、眼科的検査装置、又は携帯カメラ若しくは携帯電話に備えられる小型カメラの波面収差を計測する際にも同様に適用することができる。
このように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】
【００６０】
ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、１７…計測部、１９…開口、２０…波面収差計測装置、２１…計測系、２２…基準部材、２３…反射パターン、３４…マイクロレンズアレイ、３５…撮像素子
【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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