(57)【要約】【課題】投影光学系の像面側に配置する光学系の構成を簡素化して、投影光学系の光学特性を高精度に計測する。【解決手段】投影光学系ＰＬの波面収差を計測する計測装置２０において、投影光学系ＰＬの物体面側に配置され、照明光ＩＬの一部を投影光学系ＰＬに導く導入光学系２１と、投影光学系ＰＬの像面側に配置され、投影光学系ＰＬを通過した照明光ＩＬの一部を球面波に変換して投影光学系ＰＬに戻す微小ミラー２３と、導入光学系２１の一部を共用し、投影光学系ＰＬを介して戻される光を計測光として取り出す受光光学系２５と、その計測光を受光して、投影光学系ＰＬの波面収差を計測する波面計測系２６と、を備える。【選択図】図２
2011077438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面のパターンの像を第２面に形成する投影光学系の光学特性を計測する装置において、
照明光で前記第１面を照明する照明系と、
前記第１面側に配置され、前記照明光の少なくとも一部を前記投影光学系に導く導入用光学系と、
前記第２面側に配置され、前記導入用光学系及び前記投影光学系を通過した前記照明光の少なくとも一部を球面波に変換して前記投影光学系に戻す球面波生成部材と、
前記第１面側に配置され、前記導入用光学系の一部を共用し、前記投影光学系を介して戻される前記球面波に対応する計測光を取り出す計測用光学系と、
前記計測用光学系で取り出された前記計測光を受光して、前記投影光学系の光学特性を計測する計測系と、
を備えることを特徴とする光学特性計測装置。
【請求項２】
前記球面波生成部材は微小ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測装置。
【請求項３】
前記微小ミラーの反射面は、直径が前記照明光の波長の１０〜２００倍の円形であることを特徴とする請求項２に記載の光学特性計測装置。
【請求項４】
前記導入用光学系は、前記第１面と共役な位置に配置され、前記照明光を通す開口が形成された開口部材を有し、
前記球面波生成部材は、前記照明光を反射する球面を有する反射部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測装置。
【請求項５】
前記導入用光学系は、前記照明系からの前記照明光を反射するために前記第１面に交差するように配置される第１反射面と、該第１反射面に近接して配置される第２反射面とを有する反射部材と、前記第１反射面で反射された前記照明光を前記第２反射面に導くリレー光学系とを有し、
前記照明光は、前記第２反射面を介して前記投影光学系を往復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光学特性計測装置。
【請求項６】
前記第１面の近傍に前記照明光の光路に対して退避可能に配置され、前記照明光を前記計測用光学系に球面波として反射する参照部材を備え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光学特性計測装置。
【請求項７】
前記計測系はシアリング干渉計を有し、前記投影光学系の波面情報を計測す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光学特性計測装置。
【請求項８】
前記計測系は前記投影光学系の瞳面と光学的に共役な検出面を有し、前記照明系及び前記投影光学系の少なくとも一方の開口数情報を計測す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光学特性計測装置。
【請求項９】
前記計測系は偏光ビームスプリッタを有し、前記照明系及び前記投影光学系の少なくとも一方の偏光特性情報を計測す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光学特性計測装置。
【請求項１０】
照明光学系からの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、
前記投影光学系の光学特性を計測するために請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光学特性計測装置を備え、
前記照明光学系が前記光学特性計測装置の前記照明系を兼用することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
第１面のパターンの像を第２面に形成する投影光学系の光学特性を計測する方法において、
照明光を前記第１面に向けて照射する工程と、
前記照明光の一部を前記投影光学系に導く工程と、
前記投影光学系を介して前記第２面側に照射される前記照明光を実質的に球面波として前記投影光学系に戻す工程と、
前記投影光学系を介して前記第１面側に戻された前記球面波に対応する前記照明光を計測光として取り出す工程と、
前記計測光を受光して、前記投影光学系の光学特性を計測する工程と、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項１２】
前記照明光の一部を前記投影光学系に導く工程は、前記第１面に交差するように配置される第１反射面で反射された前記照明光を、前記第１反射面に近接して配置される第２反射面を介して前記投影光学系に導くことを特徴とする請求項１１に記載の光学特性計測方法。
【請求項１３】
前記第１面の近傍で前記照明光を前記計測光として反射する工程と、
該反射された計測光を受光して校正用の光学特性を計測する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の光学特性計測方法。
【請求項１４】
前記投影光学系の光学特性を計測する工程は、前記計測光をシアリング干渉させて、前記投影光学系の波面情報を計測することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１５】
前記投影光学系の光学特性を計測する工程は、前記計測光を前記投影光学系の瞳面と光学的に共役な検出面で受光し、前記照明系及び前記投影光学系の少なくとも一方の開口数情報を計測することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１６】
前記投影光学系の光学特性を計測する工程は、前記計測系を偏光ビームスプリッタを介して受光し、前記照明系及び前記投影光学系の少なくとも一方の偏光特性情報を計測することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１７】
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１１から請求項１６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投影光学系の光学特性を計測することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検光学系の波面収差等の光学特性を計測する光学特性計測技術、及びその光学特性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マイクロデバイス（電子デバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で、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ウエハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域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等の光学特性を所定の状態に維持するために、従来より様々な計測装置が使用されている。
【０００３】
例えば投影光学系の波面収差を計測するために、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、その像面側に移動可能に配置されたウエハステージ又は計測用ステージに設けた計測系において、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によって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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】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】
最近の露光装置においては、ウエハステージ又は計測用ステージに搭載すべき計測装置又はセンサ等の種類が増加している。従って、ウエハステージ又は計測用ステージの構成の複雑化又は大型化を抑制するためには、光学特性を計測する計測装置の計測系を投影光学系の物体面側、例えばレチクルステージに配置し、投影光学系の像面側に配置する光学系をできるだけ小型化することが望ましい。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、投影光学系の像面側に配置する光学系の構成を簡素化して、投影光学系の光学特性を高精度に計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、第１面のパターンの像を第２面に形成する投影光学系の光学特性を計測する装置において、照明光でその第１面を照明する照明系と、その第１面側に配置され、その照明光の少なくとも一部をその投影光学系に導く導入用光学系と、その第２面側に配置され、その導入用光学系及びその投影光学系を通過したその照明光の少なくとも一部を球面波に変換してその投影光学系に戻す球面波生成部材と、その第１面側に配置され、その導入用光学系の一部を共用し、その投影光学系を介して戻されるその球面波に対応する計測光を取り出す計測用光学系と、その計測用光学系で取り出されたその計測光を受光して、その投影光学系の光学特性を計測する計測系と、を備える光学特性計測装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の第２の態様によれば、照明光学系からの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
投影光学系の光学特性を計測するために本発明の第１の態様による光学特性計測装置を備え、その照明光学系がその光学特性計測装置のその照明系を兼用する露光装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の第３の態様によれば、第１面のパターンの像を第２面に形成する投影光学系の光学特性を計測する方法において、照明光をその第１面に向けて照射する工程と、その照明光の一部をその投影光学系に導く工程と、その投影光学系を介してその第２面側に照射されるその照明光を実質的に球面波としてその投影光学系に戻す工程と、その投影光学系を介してその第１面側に戻されたその球面波に対応するその照明光を計測光として取り出す工程と、その計測光を受光して、その投影光学系の光学特性を計測する工程と、を含む光学特性計測方法が提供される。
【００１０】
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方法において、本発明の第３の態様による光学特性計測方法を用いてその投影光学系の光学特性を計測する露光方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１面側の導入用光学系からの照明光が、投影光学系を介して第２面（投影光学系の像面）側の球面波生成部材に入射し、球面波生成部材からの照明光が投影光学系に戻される。そして、投影光学系に戻された照明光が、第１面側で計測用光学系を介して計測系に入射する。従って、第２面側に配置する光学系の構成を簡素化できるとともに、第２面側から投影光学系に戻される照明光は実質的に球面波であるため、投影光学系の光学特性を高精度に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の露光装置の概略構成を示す一部が切り欠かれた図である。
【図２】投影光学系ＰＬの波面収差を計測中の計測装置２０を示す図である。
【図３】図２の投影光学系ＰＬに局所液浸機構８０を付加した状態を示す一部が切り欠かれた図である。
【図４】（Ａ）は計測装置２０を校正中の光学系の一例の要部を示す図、（Ｂ）は計測装置２０の第１変形例の要部を示す図である。
【図５】（Ａ）は計測装置２０の校正動作の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は計測装置２０を用いた計測動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】計測装置２０の第２変形例の要部を示す図である。
【図７】（Ａ）は第１の実施形態の第３変形例の計測装置２０Ａを示す一部が切り欠かれた図、（Ｂ）は図７（Ａ）中の導入光学系２１Ａを示す平面図である。
【図８】第２の実施形態の計測装置２０Ｂ及び投影光学系ＰＬを示す図である。
【図９】第３の実施形態の計測装置２０Ｃ及び投影光学系ＰＬを示す図である。
【図１０】第３の実施形態の変形例の計測装置２０Ｄ及び投影光学系ＰＬを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［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）のパターン面を照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴと、そのパターン面（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。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。
【００１４】
露光光源１から射出されるほぼ直線偏光の照明光ＩＬは、ビーム送光系２を介して、照明光ＩＬの偏光状態を互いに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。なお、さらに照明光ＩＬの光量分布を制御するための回折光学素子等を設けてもよい。また、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。また、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。
【００１５】
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、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）の照明領域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。
【００１６】
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内のパターンは、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程度の円板状の基材の表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。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の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。
【００１７】
図１に示すように、投影光学系ＰＬを構成する所定の光学部材、例えばレンズエレメント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。主制御系１１内の結像特性制御部が、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、レンズエレメント１４Ａ，１４ＢのＺ方向の位置、並びにＸ軸及びＹ軸に平行な軸の回り（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の所定の結像特性（例えば所定の波面収差等）を補正できる。なお、駆動可能なレンズエレメント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。
【００１８】
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）上の光軸ＡＸに垂直な平面内でレチクルＲの移動又は位置決めを行う。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上の光軸ＡＸに垂直な平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。
【００１９】
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のパターンを一括露光方式又は走査露光方式で投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の１つのショット領域に転写する動作と、露光光源１の発光を停止して、ウエハＷをステップ移動する動作とが繰り返される。これによって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００２０】
また、本実施形態の露光装置が例えば米国特許出願公開第２００５／２５９２３４号明細書に示すような液浸型である場合には、図３に示すように、投影光学系ＰＬとウエハステージＷＳＴの上面の部材（ウエハＷ又は後述の反射部材２２）との間の局所的な液浸空間に、局所液浸機構８０によって純水等の液体Ｌｑが供給される。一例として、局所液浸機構８０は、投影光学系ＰＬの下端に配置されたリング状のノズルヘッド８１と、ノズルヘッド８１内に液体Ｌｑを供給する液体供給装置８２及び配管８３と、ノズルヘッド８１に設けたフィルタ部材８４を介して液体Ｌｑを回収する配管８５及び液体回収装置８６とを備えている。なお、局所液浸機構８０の構成は任意である。
【００２１】
図１に戻り、露光装置ＥＸの露光に際しては、投影光学系ＰＬの光学特性としての結像特性が所定の状態に調整されている必要がある。そのためには、その結像特性を高精度に計測する必要がある。本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの結像特性としての波面収差を計測するための計測装置２０を備えている。計測装置２０は、計測用の照明光ＩＬを発生する照明系と、レチクルステージＲＳＴの上面に設置可能な可動フレーム３１と、可動フレーム３１内に支持される波面計測系２６を含む後述の本体部と、ウエハステージＷＳＴの上面に設けられた反射部材２２と、波面計測系２６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部（演算制御部）１７とを備えている。可動フレーム３１は、不図示の搬送機構によってレチクルステージＲＳＴの上面にレチクルＲの代わりに設置され、吸着保持される。本実施形態では、その照明系として照明光学系ＩＬＳが兼用されているが、専用の照明系を設けてもよい。計測部１７は、求めた波面収差の情報を主制御系１１内の結像特性制御部に供給する。なお、反射部材２２は、ウエハステージＷＳＴとは独立にウエハベースＷＢ上を移動する計測ステージ等（不図示）に設けてもよい。
【００２２】
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の上面に可動フレーム３１が設置される。また、投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１と光学的に共役な像面の露光領域内に、反射部材２２の上面に形成された微小ミラー２３が配置される。なお、図２及び図３等においては、説明の便宜上、レチクルステージＲＳＴに比べて可動フレーム３１を実際よりも大きく表している。
【００２３】
図２において、反射部材２２の上面はウエハＷの表面と同じ高さに設定されている。反射部材２２は例えば照明光ＩＬを透過するガラス板と、ガラス板の表面に形成され、照明光ＩＬに対する反射防止膜と、ガラス板の裏面に形成され、照明光ＩＬに対する反射率の低い吸収膜（又は遮光膜）とで構成されている。そして、微小ミラー２３は、反射部材２２の上面に形成された、照明光ＩＬに対して高反射率の円形の金属（例えばクロム等）の膜である。微小ミラー２３の直径ｄＭは、次のように照明光ＩＬの波長λの１０倍〜２００倍であることが好ましい。直径ｄＭが式（１）の上限以下である場合には、投影光学系ＰＬから微小ミラー２３を含む領域に入射した照明光ＩＬの一部が、微小ミラー２３によって反射され、実質的に球面波よりなる反射光として投影光学系ＰＬに入射する。
【００２４】
１０×λ≦ｄＭ≦２００×λ  …（１）
また、反射部材２２の上面に微小ミラー２３に近接して反射球面２４が形成されている。反射球面２４は、反射部材２２の上面に設けた凹の半球面の表面に照明光ＩＬに対して高反射率の金属膜を蒸着したものである。反射球面２４の半径は例えば数ｍｍである。反射球面２４の中心には例えば投影光学系ＰＬによるピンホール（不図示）の像（点像）が形成され、その点像からの照明光は反射球面２４で反射された後、その点像からの光束として投影光学系ＰＬに戻される。なお、投影光学系ＰＬの波面収差計測時には、反射球面２４は必ずしも使用する必要はない。
【００２５】
図２において、計測装置２０は、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬの一部（ほぼ全部でもよい）を所定の開口数（開き角）を持つ光束として投影光学系ＰＬに導く導入光学系２１と、導入光学系２１及び投影光学系ＰＬを通過した照明光ＩＬで照明された微小ミラー２３で反射された後、投影光学系ＰＬを介して戻される反射光の一部（ほぼ全部でもよい）を計測光ＩＬＲとして分岐する受光光学系２５と、計測光ＩＬＲから波面収差情報を検出する波面計測系２６とを有する。導入光学系２１、受光光学系２５、及び波面計測系２６よりなる本体部が可動フレーム３１に支持されている。また、導入光学系２１は、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬを−Ｘ方向及び−Ｚ方向に順次折り曲げるミラー３２Ａ及び３２Ｂと、−Ｚ方向に向かう照明光ＩＬをほぼ平行光束にする第１レンズ３３と、その照明光ＩＬのほぼ半分を＋Ｘ方向に分岐するハーフミラー３４と、分岐された照明光ＩＬを集光する第２レンズ３５と、集光された照明光ＩＬをほぼ物体面Ｐ１の近傍に向けて−Ｚ方向に折り曲げるプリズム型のミラー３６とを有する。ミラー３６の照明光ＩＬの射出面は、物体面Ｐ１の僅かに上方に配置され、物体面Ｐ１は第２レンズ３５の後側焦点面に配置されている。
【００２６】
なお、導入光学系２１から投影光学系ＰＬに導かれる照明光ＩＬの開口数を調整するために、第１レンズ３３は矢印Ａ３で示すようにＺ方向に移動可能である。さらに、その照明光ＩＬの開き角を大きくするために、例えば導入光学系２１のミラー３２Ａ，３２Ｂの間に点線で示すように拡散板４１を配置可能である。また、受光光学系２５は、投影光学系ＰＬ及び物体面Ｐ１を介した反射光を−Ｘ方向に折り曲げるミラー３６と、その反射光をほぼ平行光束に変換する第２レンズ３５と、そのほぼ平行光束よりなる反射光のほぼ半分の計測光ＩＬＲを分岐するハーフミラー３４とを有する。本実施形態では、導入光学系２１の一部の光学部材（ハーフミラー３４、第２レンズ３５、及びミラー３６）が、受光光学系２５と兼用されている。
【００２７】
また、波面計測系２６は、ハーフミラー３４で分岐された計測光ＩＬＲを集光する第１リレーレンズ３７Ａと、その集光された計測光ＩＬＲをほぼ平行光束にする第２リレーレンズ３７Ｂと、第２リレーレンズ３７Ｂを通過した計測光ＩＬＲの光路上に配置され、Ｚ方向に周期Ｐｇで形成された回折格子３８と、回折格子３８から発生する０次光４０、＋１次回折光４０Ａ、及び−１次回折光４０Ｂ（波面分割された光束）の干渉縞（シアリング干渉による干渉縞）を受光するＣＣＤ又はＣＭＯＳ等からなる２次元の撮像素子３９とを有する。
【００２８】
撮像素子３９の受光面と回折格子３８との間隔をＬｔ、照明光ＩＬの波長をλ、所定の整数又は半整数をｎとすると、間隔Ｌｔ、周期Ｐｇ、及び波長λは次のいわゆるトールボット(Talbot)条件を満たす。
Ｌｔ＝２・ｎ・Ｐｇ2／λ      …（２）
ｎ（トールボット次数）＝１／２，１，３／２，２，…  …（３）
なお、トールボット条件の詳細は、「応用光学１（鶴田著）」（p. 178-181，培風館，1990年）に記載されている。トールボット条件は、撮像素子３９の受光面に回折格子３８によるシアリング干渉の干渉縞が高いコントラストで形成されるための条件である。言い
換えると、波面計測系２６はトールボット干渉計を構成している。投影光学系ＰＬに波面収差がない場合には、微小ミラー２３から発生する球面波は投影光学系ＰＬの瞳面で点線Ａ１で示す平面波となるが、実際には或る程度の波面収差が残存しているため、その球面波はその瞳面で実線Ａ２で示す非平面波となる。投影光学系ＰＬの波面収差に応じて、投影光学系ＰＬから受光光学系２５を介して波面計測系２６に入射する計測光ＩＬＲの波面が変化し、撮像素子３９の受光面に形成される干渉縞の強度分布が変化する。計測部１７は、撮像素子３９の検出信号からその干渉縞の強度分布を求め、この強度分布からシアリング波面（位相分布）を求め、このシアリング波面から計測光ＩＬＲの波面、ひいては投影光学系ＰＬを含む光学系の波面（波面収差）を求める。
【００２９】
なお、図３に示すように、局所液浸機構８０を備えた露光装置においても、図２の場合と同様に計測装置２０を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を計測できる。本実施形態によれば、液浸法を適用する場合にも、液体Ｌｑが供給される領域には微小ミラー２３を配置するのみでよいため、液体Ｌｑがある状態での投影光学系ＰＬの波面収差を容易に計測可能である。
【００３０】
また、受光光学系２５及び波面計測系２６自体の波面収差が無視できる場合には、波面計測系２６を介して計測される波面がそのまま投影光学系ＰＬの波面となる。しかしながら、実際には、受光光学系２５及び波面計測系２６にも僅かではあるが波面収差がある。従って、計測装置２０を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を計測する場合には、予め受光光学系２５及び波面計測系２６のみの波面収差（又は計測光ＩＬＲの波面）を計測しておく必要がある。このように受光光学系２５及び波面計測系２６のみの波面収差（又は波面）を計測することが、計測装置２０の校正（キャリブレーション）である。
【００３１】
本実施形態では、計測装置２０の校正時には、一例として、図４（Ａ）に示すように、投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１に、反射部材２２Ｒの上面の微小ミラー２３Ｒが設置される。反射部材２２Ｒの上面に微小ミラー２３Ｒに近接して反射球面２４Ｒが形成されている。反射部材２２Ｒの構成は図２の反射部材２２と同様であるが、微小ミラー２３Ｒ及び反射球面２４Ｒは、図２の微小ミラー２３及び反射球面２４をそれぞれ投影光学系ＰＬの投影倍率βの逆数倍で拡大したものである。この状態で、波面計測系２６によって計測光ＩＬＲの波面が計測される。通常の露光時及び投影光学系ＰＬの波面収差の計測時には、反射部材２２Ｒは不図示の移動機構によって照明光ＩＬの光路外の領域に退避する。
【００３２】
以下、計測装置２０の校正時の動作の一例につき図５（Ａ）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及び計測部１７によって制御されるとともに、例えば露光工程中に定期的に実行される。なお、この校正動作は、計測装置２０による計測動作の一部とみなすことも可能である。
まず、図５（Ａ）のステップ１０１において、図１のレチクルステージＲＳＴの上面（投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１上）に計測装置２０の可動フレーム３１（本体部）を配置する。次のステップ１０２において、図４（Ａ）に示すように、物体面Ｐ１の例えば光軸ＡＸ上の計測点（光軸外でもよい）に反射部材２２Ｒの微小ミラー２３Ｒを配置する。次のステップ１０３において、照明光学系ＩＬＳから導入光学系２１に照明光ＩＬを照射する。照明光学系ＩＬＳは通常の照明条件で、コヒーレンスファクタ（σ値）が例えば最大に設定される。これによって、照明光ＩＬのほぼ１／２が導入光学系２１を介して微小ミラー２３Ｒを含む照明領域を照明する（ステップ１０４）。
【００３３】
そして、微小ミラー２３Ｒからの反射光が実質的に球面波として受光光学系２５のミラー３６に戻り、ミラー３６で反射された光束のほぼ１／２が、受光光学系２５のハーフミラー３４を介して計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に取り込まれる（ステップ１０５）。この場合、計測光ＩＬＲは、受光光学系２５及び波面計測系２６のみの波面収差情報を
含んでいる。そこで、ステップ１０６において、波面計測系２６によって計測光ＩＬＲの干渉縞を受光し、計測部１７で波面計測系２６の検出信号を処理して、受光光学系２５及び波面計測系２６の波面収差のみに起因する波面ＷＡ１を求め、この波面（位相分布）ＷＡ１を内部の記憶部に記憶する。
【００３４】
その後、ステップ１０７において、照明光ＩＬの照射を停止させ、微小ミラー２３Ｒが形成された反射部材２２Ｒを照明光ＩＬの光路から退避させるとともに、計測装置２０の可動フレーム３１をレチクルステージＲＳＴの上面から退避させる。これによって、計測装置２０の校正が終了する。
その後、図１の露光装置ＥＸを用いた露光工程中で投影光学系ＰＬの波面収差を計測する場合の動作の一例につき、図５（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップ１１１において、ステップ１０１と同様に、レチクルステージＲＳＴの上面に計測装置２０の可動フレーム３１（本体部）を配置する。そして、ステップ１１２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、反射部材２２の微小ミラー２３を投影光学系ＰＬの像面の露光領域内の任意の計測点（図２では光軸ＡＸ上の計測点）に配置する。そして、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬの照射を開始し（ステップ１１３）、照明光ＩＬのほぼ１／２を導入光学系２１を介して投影光学系ＰＬに導く（ステップ１１４）。これにより、照明光ＩＬが微小ミラー２３が配置されている露光領域を照明する。
【００３５】
そして、微小ミラー２３からの反射光が実質的に球面波として投影光学系ＰＬに戻り（ステップ１１５）、投影光学系ＰＬに戻された反射光のほぼ１／２が受光光学系２５を介して計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に取り込まれる（ステップ１１６）。この場合、計測光ＩＬＲは、投影光学系ＰＬ、受光光学系２５、及び波面計測系２６の波面収差情報を含んでいる。そこで、ステップ１１７において、波面計測系２６によって計測光ＩＬＲの干渉縞を受光し、計測部１７で波面計測系２６の検出信号を処理して波面ＷＡ２を求める。この後、照明光ＩＬの照射が停止され、波面計測系２６の可動フレーム３１及び反射部材２２（微小ミラー２３）を照明光ＩＬの光路から退避させる。
【００３６】
次のステップ１１８において、計測部１７は、ステップ１１７で求めた波面ＷＡ２からステップ１０６で記憶した波面ＷＡ１を差し引いて、次のように投影光学系ＰＬの波面収差のみに起因する波面ＷＡ３を求める。波面ＷＡ３は記憶部に記憶される。
ＷＡ３＝ＷＡ２−ＷＡ１  …（４）
次のステップ１１９において、計測部１７は、波面ＷＡ３から例えばゼルニケ多項式の係数の形で投影光学系ＰＬの波面収差を求める。この波面収差の情報は主制御系１１に供給される。次のステップ１２０において、主制御系１１の結像特性制御部は、駆動系１２を介して投影光学系ＰＬの波面収差を補正する。その後、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲがロードされ（ステップ１２１）、ウエハステージＷＳＴに順次ロードされる複数のウエハの各ショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される（ステップ１２２）。この際に、投影光学系ＰＬの波面収差が補正されているため、常に高精度にレチクルＲのパターンの像を投影光学系ＰＬを介してウエハ上に露光できる。
【００３７】
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の波面収差（光学特性）を計測するための計測装置２０は、照明光ＩＬで投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１（第１面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、投影光学系ＰＬに関して物体面Ｐ１側に配置され、照明光ＩＬの一部（全部でもよい）を投影光学系ＰＬに導く導入光学系２１と、投影光学系ＰＬの像面（第２面）側に配置され、導入光学系２１及び投影光学系ＰＬを通過した照明光ＩＬの一部（全部でもよい）を球面波に変換して投影光学系ＰＬに戻す微小ミラー２３（球面波生成部材）とを備えている。さらに、計測装置２０は、物体面Ｐ１側に配置され、導入光学系２１の一部を共
用し、投影光学系ＰＬを介して戻されるその球面波に対応する計測光ＩＬＲを取り出す受光光学系２５（計測用光学系）と、計測光ＩＬＲを受光して、投影光学系ＰＬの波面（波面収差情報）を計測するシアリング干渉方式の波面計測系２６と、を備えている。
【００３８】
また、計測装置２０を用いた投影光学系ＰＬの波面収差の計測動作（計測方法）は、照明光ＩＬを物体面Ｐ１に向けて照射するステップ１１３と、照明光ＩＬの一部を投影光学系ＰＬに導くステップ１１４と、投影光学系ＰＬを介して像面側に照射される照明光ＩＬを実質的に球面波として投影光学系ＰＬに戻すステップ１１５と、投影光学系ＰＬを介して物体面Ｐ１側に戻されたその球面波に対応する照明光を計測光ＩＬＲとして取り出すステップ１１６と、計測光ＩＬＲを受光して、投影光学系ＰＬの波面収差を計測するステップ１１７〜１１９とを含んでいる。
【００３９】
本実施形態によれば、導入光学系２１からの照明光が、投影光学系ＰＬを介して像面側の微小ミラー２３に入射し、微小ミラー２３からの照明光が投影光学系ＰＬに戻される。そして、投影光学系ＰＬに戻された照明光が、物体面Ｐ１側で受光光学系２５を介して波面計測系２６に入射する。従って、投影光学系ＰＬの像面側に配置する光学系の構成を簡素化できるとともに、像面側から投影光学系ＰＬに戻される照明光は実質的に球面波であるため、投影光学系ＰＬの波面収差を高精度に計測できる。
【００４０】
（２）また、円形の微小ミラー２３を用いて実質的に球面波を生成しているため、投影光学系ＰＬの像面には微小ミラー２３を配置するのみでよく、その像面側の光学系を最も簡素化できる。
（３）また、計測装置２０は、物体面Ｐ１の近傍に照明光ＩＬの光路に対して退避可能に配置され、照明光ＩＬを受光光学系２５に実質的に球面波として反射する微小ミラー２３Ｒが形成された可動の反射部材２２Ｒ（参照部材）を備えている。
【００４１】
また、上記の計測方法は、物体面Ｐ１の近傍で反射部材２２Ｒによって、照明光ＩＬを受光光学系２５を介して計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に反射するステップ１０４，１０５と、波面計測系２６で計測光ＩＬＲを受光して校正用の波面ＷＡ１を計測するステップ１０６とを含んでいる。
従って、その波面ＷＡ１を考慮することによって、受光光学系２５及び波面計測系２６の波面収差の影響を除去して、投影光学系ＰＬの波面収差を高精度に計測できる。
【００４２】
（４）本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそ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計測装置２０を備え、照明光学系ＩＬＳが計測装置２０の照明系を兼用している。
また、露光装置ＥＸによる露光方法は、照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光方法において、本実施形態の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。
【００４３】
本実施形態によれば、投影光学系ＰＬの像面側の構成を簡素化して、投影光学系ＰＬの波面収差を高精度に計測できる。また、照明光学系ＩＬＳを計測装置２０の照明系として兼用しているため、別途専用の照明系を設ける必要がない。さらに、計測装置２０のうちでウエハステージＷＳＴ側にあるのは反射部材２２（微小ミラー２３）のみであるため、ウエハステージＷＳＴの構成を簡素できる。従って、ウエハステージＷＳＴには例えば照明光ＩＬの露光量モニタ、及びレチクルＲのアライメントマークの計測系（空間像計測系）等を余裕を持って配置可能である。
【００４４】
なお、本実施形態では、次のような変形が可能である。
（１）計測装置２０の本体部を支持する可動フレーム３１は、レチクルＲと交換可能である。しかしながら、可動フレーム３１は、例えばレチクルステージＲＳＴのレチクルＲが保持される領域に近接した領域に固定しておいてもよい。
（２）図２の反射部材２２の上面には、微小ミラー２３をＸ方向及びＹ方向に所定周期で複数個配置してもよい。この場合、それら複数の微小ミラー２３を露光領域内に配置し、例えば照明光学系ＩＬＳ内のレチクルブラインドで選択した一つの微小ミラー２３のみを照明光ＩＬで照明することによって、露光領域内の異なる計測点で順次投影光学系ＰＬの波面収差を計測できる。
【００４５】
（３）また、反射部材２２の上面には、例えば式（１）の条件を満たす範囲内で異なる直径の複数種類の微小ミラーを形成しておき、複数種類の微小ミラーを用いて投影光学系ＰＬの波面収差を順次計測（評価）してもよい。
（４）計測装置２０の校正時には、図４（Ｂ）に示すように、導入光学系２１内の物体面Ｐ１と共役な面に微小開口（ピンホール）が形成された開口板４２を配置し、物体面Ｐ１上で開口板４２の微小開口と光学的に共役な位置に、反射部材２２Ｒの反射球面２４Ｒの中心を配置してもよい。この変形例では、反射球面２４Ｒで反射された反射光が実質的に球面波として受光光学系２５に戻り、その反射光の一部が計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に取り込まれる。従って、図４（Ａ）の場合と同様に、受光光学系２５及び波面計測系２６の波面収差のみに対応する波面を計測できる。
【００４６】
さらに、図４（Ｂ）のように反射球面２４Ｒを用いる場合には、投影光学系ＰＬの物体面が、２点鎖線の面Ｐ１’で示すようにミラー３６のプリズム内に位置していても、計測装置２０の校正を行うことが可能である。即ち、この場合には、反射球面２４Ｒの形状を球面の１／３〜１／４程度まで薄くしておき、反射球面２４Ｒの中心をその面Ｐ１’に合わせればよい。
【００４７】
（５）計測装置２０の校正時には、図６の変形例に示すように、導入光学系２１内に照明光ＩＬの開口数を増大するための拡散板４１を配置し、物体面Ｐ１に微小開口が形成された開口板４２Ｂを配置し、投影光学系ＰＬの像面に微小ミラー２３よりも大きいミラー２３Ｗを配置してもよい。ミラー２３Ｗは、一例として反射部材２２の上面の微小ミラー２３の近傍に形成されている。ミラー２３Ｗは、投影光学系ＰＬの像面に対して−Ｚ方向（又は＋Ｚ方向でもよい）にデフォーカスしている。
【００４８】
図６において、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬが導入光学系２１を介して開口板４２Ｂの微小開口を含む照明領域を照明し、その微小開口を通過した照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬを介してミラー２３Ｗを照明する。この際に、ミラー２３Ｗはデフォーカスしているため、ミラー２３Ｗからの反射光は、投影光学系ＰＬを介して開口板４２Ｂの微小開口を含む広い領域を照明する。従って、開口板４２Ｂの微小開口を通過して受光光学系２５に向かう反射光は、ほぼ球面波とみなすことができる。従って、その反射光の一部を受光光学系２５によって取り出し、計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に供給することによって、受光光学系２５及び波面計測系２６のみの波面収差情報を含む波面を計測できる。
【００４９】
（６）図２の計測装置２０は、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬをＸ方向、Ｚ方向、Ｘ方向、及びＺ方向に順次折り曲げて投影光学系ＰＬに導いている。
これに対して、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の第３変形例で示すように、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬをＸＹ平面に平行な平面内で折り曲げてから投影光学系ＰＬに導いてもよい。なお、図７（Ａ）において図３（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。
【００５０】
図７（Ａ）は第３変形例の計測装置２０Ａを示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）中の導入光
学系２１Ａを示す平面図である。図７（Ａ）において、計測装置２０Ａは、導入光学系２１Ａと、投影光学系ＰＬの像面側の微小ミラー２３が形成された反射部材２２と、受光光学系２５と、波面計測系２６と、計測部１７とを備えている。導入光学系２１Ａ、受光光学系２５、及び波面計測系２６よりなる本体部は、レチクルステージＲＳＴ上に保持された可動フレーム３１Ａに支持されている。
【００５１】
図７（Ｂ）に示すように、導入光学系２１Ａは、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬを＋Ｘ方向に反射する直角プリズム型のミラー３６Ａと、照明光ＩＬを平行光束にする第１レンズ３３と、照明光ＩＬを順次＋Ｙ方向、−Ｘ方向、及び−Ｙ方向に反射するミラー３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃと、−Ｙ方向に向かう照明光ＩＬのほぼ１／２を＋Ｘ方向に分岐するハーフミラー３４と、第２レンズ３５と、照明光ＩＬを投影光学系ＰＬに向けて−Ｚ方向に反射する直角プリズム型のミラー３６Ｂとを有する。また、ミラー３６Ｂ、第２レンズ３５、及びハーフミラー３４を含んで、投影光学系ＰＬから戻される反射光のほぼ１／２を計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に供給する受光光学系２５が構成されている。図７（Ａ）に示すように、ミラー３６Ａの反射面３６Ａａとミラー３６Ｂの反射面３６Ｂａとは物体面Ｐ１の上方で、物体面Ｐ１に４５°で交差するように近接して配置されている。この他の構成は図３及び図２の実施形態と同じである。
【００５２】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の第３変形例においては、導入光学系２１Ａは、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬを反射するために物体面Ｐ１に４５°で交差するように配置される反射面３６Ａａと、この反射面３６Ａａに近接して配置される反射面３６Ｂａとを有するミラー３６Ａ，３６Ｂと、反射面３６Ａａで反射された照明光ＩＬを反射面３６Ｂａに導くレンズ３３及び３５を含むリレー光学系とを有している。そして、照明光ＩＬは、反射面３６Ｂａを介して投影光学系ＰＬを往復し、その一部が計測光ＩＬＲとして波面計測系２６に入射する。従って、計測装置２０Ａによれば、図３又は図２の計測装置２０と同様に、投影光学系ＰＬの像面側の構成を簡素化して投影光学系ＰＬの波面収差を計測できる。
【００５３】
（７）上記の実施形態では、トールボット干渉計方式の波面計測系２６を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を計測している。その外に、投影光学系ＰＬの波面収差を計測するために、例えば特開２００２−７１５１４号公報に開示されているように、反射光をマイクロレンズアレイを介して撮像素子で受光するシャック・ハルトマン（Shack-Hartmann）方式等の計測系を用いてもよい。
【００５４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態につき図８を参照して説明する。本実施形態でも第１の実施形態（図１）の露光装置ＥＸと同様の露光装置を使用するが、計測装置を用いて投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬＳの開口数情報を計測する点が異なっている。以下、図８において、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。
【００５５】
図８は、本実施形態の計測装置２０Ｂ及び投影光学系ＰＬを示す。図８において、計測装置２０Ｂは、照明系としての照明光学系ＩＬＳと、導入光学系２１と、投影光学系ＰＬの像面側でウエハステージＷＳＴの上部に固定され、上面に微小ミラー２３及び反射球面２４が形成された反射部材２２と、受光光学系２５と、開口数情報計測系５１と、開口数情報計測系５１の検出信号を処理して投影光学系ＰＬ及び／又は照明光学系ＩＬＳの開口数を求める計測部１７Ｂとを備えている。導入光学系２１、受光光学系２５、及び開口数情報計測系５１よりなる本体部が、投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１側でレチクルステージＲＳＴに保持された可動フレーム（不図示）に支持されている。
【００５６】
本実施形態では、導入光学系２１中の物体面Ｐ１と共役な面に円形の微小開口が形成さ
れた開口板４２が配置され、投影光学系ＰＬの像面で開口板４２の微小開口の像の位置に反射球面２４の中心２４ａが配置される。開口板４２の微小開口の像の直径は例えば数μｍである。また、開口数情報計測系５１は、反射球面２４で反射され、投影光学系ＰＬ及び受光光学系２５を介して取り込まれる実質的に平行光束の計測光ＩＬＲを受光する２次元の撮像素子３９を含んで構成されている。撮像素子３９の受光面と投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰとは光学的にほぼ共役である。
【００５７】
図８の計測装置２０Ｂにおいて、投影光学系ＰＬの開口数を計測する場合には、開口板４２の直前に例えば拡散板（不図示）を配置して、照明光ＩＬの開口数を広くしておく。この状態で、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬを導入光学系２１及び投影光学系ＰＬを介して反射球面２４に導き、反射球面２４からの反射光を投影光学系ＰＬ及び受光光学系２５を介して開口数情報計測系５１の撮像素子３９で受光する。そして、計測部１７Ｂにおいて、撮像素子３９の検出信号から計測光ＩＬＲの光量分布の形状を求めることによって、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰにおける反射光の光量分布の形状（例えば近似した円形領域の半径等）、ひいては開口数を求めることができる。
【００５８】
このように投影光学系ＰＬの開口数を求めた後、開口板４２の直前の拡散板（不図示）を照明光ＩＬの光路外に退避させてから、同様に撮像素子３９の検出信号から開口数を求める。これによって、照明光学系ＩＬＳのコヒーレンスファクタ（σ値）、ひいては照明光学系ＩＬＳの開口数を求めることができる。即ち、本実施形態においては、計測装置２０Ｂの本体部（２１，２５，５１）を投影光学系ＰＬの物体面Ｐ１側に配置し、像面側（ウエハステージＷＳＴ側）には反射部材２２（反射球面２４）のみを配置するという構成で、投影光学系ＰＬ等の開口数を計測できる。
【００５９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態につき図９を参照して説明する。本実施形態でも第１の実施形態（図１）の露光装置ＥＸと同様の露光装置を使用するが、計測装置を用いて投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬＳの偏光特性を計測する点が異なっている。以下、図９において、図８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。
【００６０】
図９は、本実施形態の計測装置２０Ｃ及び投影光学系ＰＬを示す。図９において、計測装置２０Ｃは、照明光学系ＩＬＳと、開口板４２が配置された導入光学系２１と、微小ミラー２３及び反射球面２４が形成された反射部材２２と、受光光学系２５と、偏光情報計測系５５と、偏光情報計測系５５の検出信号を処理して投影光学系ＰＬ及び／又は照明光学系ＩＬＳの偏光特性を求める計測部１７Ｃとを備えている。
【００６１】
偏光情報計測系５５は、受光光学系２５から取り込まれた計測光ＩＬＲが照射される回転可能な１／４波長板５６と、１／４波長板５６を通過した計測光ＩＬＲの光路上に配置された偏光ビームスプリッタ５７と、偏光ビームスプリッタ５７を通過した計測光ＩＬＲを受光する２次元の撮像素子３９とを有する。撮像素子３９の受光面と投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰとは光学的にほぼ共役である。
【００６２】
本実施形態の計測装置２０Ｃにおいては、例えば特開２００６−１７９６６０号公報に開示されているように、回転移相子法によって、計測光ＩＬＲの各位置におけるストークスパラメータよりなる偏光特性を求めることができる。このために一例として、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬを直線偏光に設定し、１／４波長板５６を不図示の回転部を介して回転しながら、撮像素子３９の検出信号が計測部１７Ｃに取り込まれる。
【００６３】
また、例えば第１レンズ３３とハーフミラー３４との間に直線偏光板（不図示）を配置して、計測光ＩＬＲの偏光特性を求めることによって、投影光学系ＰＬの偏光特性を計測
できる。その後、その偏光板を退避させて計測光ＩＬＲの偏光特性を求め、この偏光特性から投影光学系ＰＬの偏光特性分の補正を行うことによって、照明光学系ＩＬＳの偏光特性を求めることができる。
【００６４】
この第３の実施形態においては、図１０の変形例の計測装置２０Ｄで示すように、図９の偏光情報計測系５５の代わりに、レンズ５８Ａ及び５８Ｂよりなるリレーレンズ系を備えた偏光情報計測系５５Ａを使用してもよい。この場合には、撮像素子３９の受光面と投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰとをより正確に光学的に共役にできる。
なお、上記の各実施形態では、投影光学系ＰＬ及び／又は照明光学系ＩＬＳの波面収差、開口数情報、又は偏光特性を求めているが、その他の投影光学系ＰＬ及び／又は照明光学系ＩＬＳの光学特性を求めるために本発明を適用してもよい。
【００６５】
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、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。
【００６６】
また、本発明は、露光装置の投影光学系の光学特性の計測のみならず、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等の光学特性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】
【００６７】
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、２０，２０Ａ〜２０Ｄ…計測装置、２１，２１Ａ…導入光学系、２２…反射部材、２３…微小ミラー、２４…反射球面、２５…受光光学系、２６…波面計測系、３８…回折格子、５１…開口数情報計測系、５５…偏光情報計測系
【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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