(57)【要約】【課題】投影光学系の光学特性を高精度に算出する。【解決手段】計測に用いる受光用開口の径の大きさを投影光学系による結像面近傍のピンホールパターンの結像状態に応じて変更し（ステップ１１９）、受光用開口及び波面収差測定用光学系を順次介した光を波面分割光学系により波面分割して複数のパターン像を形成し、複数のパターン像それぞれの位置情報を検出する（ステップ１２２）。そして、検出された複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、投影光学系の光学特性を算出する（ステップ１２５）。すなわち、ピンホールパターンの結像状態に応じて、計測に用いる開口を変更することにより、投影光学系を介して形成されるパターン像の周縁部が受光用開口を通過せずに遮られてしまうという事態を防止することができるので、結像状態にかかわらず、投影光学系の光学特性を高精度に算出することが可能となる。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用開口パターンが形成されたパターン形成部材及び被検光学系を順次介した後、前記被検光学系による前記測定用開口パターンの像の結像面近傍に設けられた受光用開口に到達した光に基づいて、前記被検光学系の光学特性を測定する光学特性測定方法であって、
前記測定用開口パターン及び前記受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを、前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて調整する開口径調整工程と；
前記受光用開口及び対物光学系を順次介した光を波面分割光学系により波面分割して複数のパターン像を形成し、前記複数のパターン像それぞれの位置情報を検出するパターン像位置検出工程と；
前記パターン像位置検出工程において検出された前記複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特性算出工程と；を含む光学特性測定方法。
【請求項２】
前記開口径調整工程は、
前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて、前記受光用開口内に前記測定用開口パターンの像を実質的に入れることができる前記受光用開口の最小開口径を定める最小開口径決定工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学特性測定方法。
【請求項３】
前記受光用開口は、その開口径が可変であり、
前記開口径調整工程は、前記受光用開口の径を調整し、前記受光用開口の径を前記最小開口径以上の径に設定する開口設定工程を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の光学特性測定方法。
【請求項４】
前記結像面近傍には、互いに径が異なる複数の開口が設けられ、
前記開口径調整工程は、前記複数の開口の中から前記最小開口径に相当する開口径を有する開口を前記受光用開口として選択する開口設定工程を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の光学特性測定方法。
【請求項５】
前記測定用開口パターンの径をＲＰ、前記被検光学系の結像倍率をβ、前記対物光学系の開口数をＮＡ、前記光の波長をλとしたとき、前記複数の開口の径の中で最も小さな径ＲＲ１は、
ＲＰ・β＋２・λ／ＮＡ≦ＲＲ１＜ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たし、前記複数の開口の径の中で２番目に小さな径ＲＲ２は、
ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ≦ＲＲ２≦ＲＰ・β＋２０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たすことを特徴とする請求項３又は４に記載の光学特性測定方法。
【請求項６】
前記パターン形成部材には、較正用開口パターンが更に形成され、
前記開口径調整工程の後に、前記較正用開口パターン、前記被検光学系、及び前記受光用開口を介した光に基づいて、前記対物光学系及び前記波面分割光学系を含む測定光学系の光学特性を測定する較正用測定工程と；
前記測定光学系の光学特性を用いて、前記光学特性算出工程で算出された前記被検光学系の光学特性を補正する光学特性補正工程と；を更に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測定方法。
【請求項７】
前記開口径調整工程は、
前記被検光学系の光学特性による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて、前記測定用開口パターンの像が前記受光用開口の内部に実質的に含まれる前記測定用開口パターンの最大開口径を定める最大開口径決定工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学特性測定方法。
【請求項８】
前記測定用開口パターンは、その開口径が可変であり、
前記開口径調整工程は、前記測定用開口パターンの径を調整し、前記測定用開口パターンの径を前記最大開口径以上の径に設定する開口設定工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の光学特性測定方法。
【請求項９】
前記パターン形成部材には、互いに径が異なる複数の開口パターンが形成され、
前記開口径調整工程は、前記複数の開口の中から前記最大開口径に相当する開口径を有する開口パターンを前記測定用開口パターンとして選択する開口設定工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の光学特性測定方法。
【請求項１０】
前記被検光学系の結像倍率をβ、前記受光用開口の径をＲＲ、前記対物光学系の開口数をＮＡ、前記光の波長をλとしたとき、前記複数の開口パターンの径の中で最も大きな径ＲＰ１は、
ＲＲ−１０・λ／ＮＡ＜ＲＰ１／β≦ＲＲ−２・λ／ＮＡ
で表される条件を満たし、前記複数の開口パターンの径の中で２番目に大きな径ＲＰ２は、
ＲＲ−２０・λ／ＮＡ≦ＲＰ２／β≦ＲＲ−１０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たすことを特徴とする請求項８又は９に記載の光学特性測定方法。
【請求項１１】
前記パターン形成部材には、較正用開口パターンが更に形成され、
前記較正用開口パターン、前記被検光学系、及び前記受光用開口を介した光に基づいて、前記対物光学系及び前記波面分割光学系を含む測定光学系の光学特性を測定する較正用測定工程と；
前記測定光学系の光学特性を用いて、前記光学特性算出工程で算出された前記被検光学系の光学特性を補正する光学特性補正工程と；を更に含むことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光学特性測定方法。
【請求項１２】
前記パターン像は、ピンホールパターン像であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学特性測定方法。
【請求項１３】
前記光学特性は、波面収差であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学特性測定方法。
【請求項１４】
測定用開口パターンが形成されたパターン形成部材及び被検光学系を順次介した後に、前記被検光学系による前記測定用開口パターンの像の結像面近傍に設けられた受光用開口に到達した光に基づいて、前記被検光学系の光学特性を測定する光学特性測定装置であって、
前記測定用開口パターン及び前記受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを、前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて調整する開口径調整装置と；
前記受光用開口を介した光を波面分割して複数のパターン像を形成し、前記複数のパターン像それぞれの位置情報を検出するパターン像位置検出装置と；
前記パターン像位置検出装置において検出された前記複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特性算出装置と；を備える光学特性測定装置。
【請求項１５】
前記受光用開口の径を可変に設定できる第１の絞り機構を更に備え、
前記開口径調整装置は、前記第１の絞り機構を制御して、前記受光用開口の径を調整することを特徴とする請求項１４に記載の光学特性測定装置。
【請求項１６】
互いに径が異なる複数の開口が形成された開口板部材を更に備え、
前記開口径調整装置は、前記複数の開口の中の一つを前記受光用開口に設定することにより、前記受光用開口の径を調整することを特徴とする請求項１４に記載の光学特性測定装置。
【請求項１７】
前記測定用開口パターンの径を可変に設定できる第２の絞り機構を更に備え、
前記開口径調整装置は、前記第２の絞り機構を制御して、前記測定用開口パターンの径を調整することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１８】
前記パターン形成部材には、互いに径が異なる複数の開口パターンが形成され、
前記開口径調整装置は、前記複数の開口パターンの中の一つを前記測定用開口パターンに設定することにより、前記測定用開口パターンの径を調整することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１９】
前記光学特性は、波面収差であることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の光学特性測定装置。
【請求項２０】
光学系の光学特性を調整する光学系の調整方法であって、前記光学系の光学特性を、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学特性測定方法を用いて測定する光学特性測定工程と；
前記光学特性測定工程における測定結果に基づいて、前記光学系の光学特性を調整する光学特性調整工程と；を含む光学系の調整方法。
【請求項２１】
露光光を基板に照射することにより、所定のパターンを前記基板に転写する露光装置であって、
露光光の光路上に配置された投影光学系と；
前記投影光学系を被検光学系とする請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の光学特性測定装置と；を備える露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学特性測定方法及び光学特性測定装置、光学系の調整方法、並びに露光装置に係り、更に詳しくは、被検光学系の光学特性を測定する光学特性測定方法及び光学特性測定装置、前記光学特性測定方法を使用する光学系の調整方法、並びに前記光学特性測定装置を備える露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）に形成されたパターン（以下、「レチクルパターン」とも呼ぶ）を投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「基板」と総称する）上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光装置としては、いわゆるステッパ等の静止露光型の露光装置や、いわゆるスキャニング・ステッパ等の走査露光型の露光装置が主として用いられている。
【０００３】
かかる露光装置においては、レチクルに形成されたパターンを基板に、高い解像力で、忠実に投影する必要がある。このため、投影光学系は、諸収差が十分に低減された良好な光学特性を有するように設計されている。
【０００４】
しかし、投影光学系を完全に設計どおりに製造することは困難であり、実際に製造された投影光学系には様々な要因に起因する諸収差が残存してしまう。このため、実際に製造された投影光学系の光学特性は、設計上の光学特性とは異なるものとなってしまう。
【０００５】
そこで、実際に製造された投影光学系等を被検光学系とし、その被検光学系の収差等の光学特性を測定するための様々な技術が提案されている。かかる様々な提案技術の中で、（ａ）ピンホールパターンを用いて発生させた球面波を被検光学系に入射させ、（ｂ）被検光学系を通過した後の球面波若しくは被検光学系を通過した後の球面波を一旦平行光に変換した後の波面を複数に分割し、（ｃ）その分割された波面ごとにスポット像を形成し、（ｄ）分割波面ごとのスポット像の形成位置に基づいて被検光学系の波面収差を測定する、波面収差測定方法が注目されている。
【０００６】
この方法を使用する波面収差測定装置には、例えば、被検光学系を通過した光以外の光を遮光するための所定の開口を介して装置内に入射する入射光の波面を分割して、分割波面ごとにスポット像を形成する波面分割素子として、平行光の理想波面と平行な２次元平面に沿って微小なレンズが多数配列されたマイクロレンズアレイを採用するものがある。この装置では、マイクロレンズアレイが形成した多数のスポット像がＣＣＤ等の撮像素子によって撮像される。そして、各スポット像の撮像信号波形の重心を重心法により求めたり、各スポット像の撮像信号波形とテンプレート波形との最大相関位置を相関法により求めたりすることにより、スポット像位置が検出され、検出された各スポット像位置の設計位置からのズレに基づいて波面収差が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者等による鋭意研究の結果、被検光学系の波面収差を計測する初期段階においては、収差が比較的大きな場合があり、計測対象のピンホールパターンの像に対応する光束（以下、適宜「像光束」と呼ぶ）が前記波面収差計測装置に設けられた開口を通過する際に、開口縁にピンホールパターンの像のぼけた周辺部分がかかってしまい、開口にピンホールパターンの像光束が実質的に入るような状態で計測を行なう場合と比べ、計測精度が低下することが最近になって分かってきた。
【０００８】
これを解消するため、上記のような周辺部分がぼけたピンホールパターンの像光束が通過するよう、波面収差計測装置に、より大きな開口を設けることもできるが、この場合には、波面収差計測装置内の光学系の較正に用いられる開口の径と計測用に用いられる開口の径との差が大きくなってしまい、特に撮像素子としてＣＣＤを用いる場合に生じるスポット位置計測の量子化誤差が、増大するという不都合が生じ得ることが判明した。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第１の目的は、被検光学系の光学特性を高精度に算出することができる光学特性測定方法及び光学特性測定装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、被検光学系の光学特性を高精度に調整することが可能な光学系の調整方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、露光精度を向上することが可能な露光装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、測定用開口パターン（ＰＨ１〜ＰＨｊ）が形成されたパターン形成部材（ＲＴ）及び被検光学系（ＰＬ）を順次介した後、前記被検光学系による前記測定用開口パターンの像の結像面近傍に設けられた受光用開口（ＯＰ１〜ＯＰ３）に到達した光（ＩＬ）に基づいて、前記被検光学系の光学特性を測定する光学特性測定方法であって、前記測定用開口パターン及び前記受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを、前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて調整する開口径調整工程と；前記受光用開口及び対物光学系を順次介した光を波面分割光学系（９４）により波面分割して複数のパターン像を形成し、前記複数のパターン像それぞれの位置情報を検出するパターン像位置検出工程と；前記パターン像位置検出工程において検出された前記複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特性算出工程と；を含む光学特性測定方法である。
【００１３】
これによれば、測定用開口パターン及び受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを被検光学系による結像面近傍の測定用開口パターンの結像状態に応じて調整し（開口径調整工程）、受光用開口及び対物光学系を順次介した光を波面分割光学系により波面分割して複数のパターン像を形成し、前記複数のパターン像それぞれの位置情報を検出する（パターン像位置検出工程）。そして、検出された複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する（光学特性算出工程）。すなわち、開口径調整工程において、被検光学系による結像面近傍の測定用開口パターンの結像状態に応じて、測定用開口パターン及び受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを調整することにより、被検光学系を介して形成されるパターン像の周縁部が受光用開口を通過せずに遮られてしまうという事態を防止することができる。したがって、受光用開口を介した光を波面分割して形成される複数のパターン像それぞれの位置情報を検出することで、結像状態にかかわらず、被検光学系の光学特性を高精度に算出することが可能となる。
【００１４】
この場合において、請求項２に記載の光学特性測定方法の如く、前記開口径調整工程は、前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて、前記受光用開口内に前記測定用開口パターンの像を実質的に入れることができる前記受光用開口の最小開口径を定める最小開口径決定工程を含むこととすることができる。
【００１５】
この場合において、請求項３に記載の光学特性測定方法の如く、前記受光用開口は、その開口径が可変であり、前記開口径調整工程は、前記受光用開口の径を調整し、前記受光用開口の径を前記最小開口径以上の径に調整する開口設定工程を更に含むこととしても良いし、請求項４に記載の光学特性測定方法の如く、前記結像面近傍には、互いに径が異なる複数の開口が設けられ、前記開口径調整工程は、前記開口設定工程では、前記複数の開口の中から前記最小開口径に相当する開口径を有する開口を前記受光用開口として選択する開口設定工程を更に含むこととしても良い。
【００１６】
上記請求項４及び５に記載の各光学特性測定方法において、請求項５に記載の光学特性測定方法の如く、前記測定用開口パターンの径をＲＰ、前記被検光学系の結像倍率をβ、前記対物光学系の開口数をＮＡ、前記光の波長をλとしたとき、前記複数の開口の径の中で最も小さな径ＲＲ１は、
ＲＰ・β＋２・λ／ＮＡ≦ＲＲ１＜ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たし、前記複数の開口の径の中で２番目に小さな径ＲＲ２は、
ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ≦ＲＲ２≦ＲＰ・β＋２０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たすこととすることができる。
【００１７】
上記請求項２〜５に記載の各光学特性測定方法において、請求項６に記載の光学特性測定方法の如く、前記パターン形成部材には、較正用開口パターン（９８）が更に形成され、前記開口径調整工程の後に、前記較正用開口パターン、前記被検光学系、及び前記受光用開口を介した光に基づいて、前記対物光学系及び前記波面分割光学系を含む測定光学系の光学特性を測定する較正用測定工程と；前記測定光学系の光学特性を用いて、前記光学特性算出工程で算出された前記被検光学系の光学特性を補正する光学特性補正工程と；を更に含むこととすることができる。
【００１８】
上記請求項１に記載の光学特性測定方法において、請求項７に記載の光学特性測定方法の如く、前記開口径調整工程は、前記被検光学系の光学特性による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて、前記測定用開口パターンの像が前記受光用開口の内部に実質的に含まれる前記測定用開口パターンの最大開口径を定める最大開口径決定工程を含むこととすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項８に記載の光学特性測定方法の如く、前記測定用開口パターンは、その開口径が可変であり、前記開口径調整工程は、前記測定用開口パターンの径を調整し、前記測定用開口パターンの径を前記最大開口径以上の径に設定する開口設定工程を更に含むこととしても良いし、請求項９に記載の光学特性測定方法の如く、前記パターン形成部材には、互いに径が異なる複数の開口パターン（ＰＨ１１〜ＰＨ３ｊ）が形成され、前記開口径調整工程は、前記複数の開口の中から前記最大開口径に相当する開口径を有する開口パターンを前記測定用開口パターンとして選択する開口設定工程を更に含むこととしても良い。
【００２０】
上記請求項８及び９に記載の各光学特性測定方法において、請求項１０に記載の光学特性測定方法の如く、前記被検光学系の結像倍率をβ、前記受光用開口の径をＲＲ、前記対物光学系の開口数をＮＡ、前記光の波長をλとしたとき、前記複数の開口パターンの径の中で最も大きな径ＲＰ１は、
ＲＲ−１０・λ／ＮＡ＜ＲＰ１／β≦ＲＲ−２・λ／ＮＡ
で表される条件を満たし、前記複数の開口パターンの径の中で２番目に大きな径ＲＰ２は、
ＲＲ−２０・λ／ＮＡ≦ＲＰ２／β≦ＲＲ−１０・λ／ＮＡ
で表される条件を満たすこととすることができる。
【００２１】
上記請求項７〜１０に記載の各光学特性測定方法において、請求項１１に記載の光学特性測定方法の如く、前記パターン形成部材には、較正用開口パターンが更に形成され、前記較正用開口パターン、前記被検光学系、及び前記受光用開口を介した光に基づいて、前記対物光学系及び前記波面分割光学系を含む測定光学系の光学特性を測定する較正用測定工程と；前記測定光学系の光学特性を用いて、前記光学特性算出工程で算出された前記被検光学系の光学特性を補正する光学特性補正工程と；を更に含むこととすることができる。
【００２２】
上記請求項１〜１１に記載の各光学特性測定方法において、請求項１２に記載の光学特性測定方法の如く、前記パターン像は、ピンホールパターン像であることとすることができる。
【００２３】
上記請求項１〜１２に記載の各光学特性測定方法において、請求項１３に記載の光学特性測定方法の如く、前記光学特性は、波面収差であることとすることができる。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、測定用開口パターン（ＰＨ１〜ＰＨ３）が形成されたパターン形成部材（ＲＴ）及び被検光学系（ＰＬ）を順次介した後に、前記被検光学系による前記測定用開口パターンの像の結像面近傍に設けられた受光用開口（ＯＰ１〜ＯＰ３）に到達した光に基づいて、前記被検光学系の光学特性を測定する光学特性測定装置であって、前記測定用開口パターン及び前記受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを、前記被検光学系による前記結像面近傍の前記測定用開口パターンの結像状態に応じて調整する開口径調整装置（１９，２０，２４，ＷＳＴ）と；前記受光用開口を介した光を波面分割して複数のパターン像を形成し、前記複数のパターン像それぞれの位置情報を検出するパターン像位置検出装置（９０）と；前記パターン像位置検出装置により検出された前記複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、前記被検光学系の光学特性を算出する光学特性算出装置（２０）と；を備える光学特性測定装置である。
【００２５】
これによれば、開口径調整装置により、測定用開口パターン及び受光用開口の少なくとも一方の径の大きさが、被検光学系による結像面近傍の測定用開口パターンの結像状態に応じて調整され、パターン像位置検出装置により、受光用開口を介した光を波面分割して形成された複数のパターン像それぞれの位置情報が検出される。そして、光学特性算出装置により、パターン像位置検出装置により検出された複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、被検光学系の光学特性が算出される。すなわち、開口径調整装置が、被検光学系による結像面近傍の測定用開口パターンの結像状態に応じて、測定用開口パターン及び受光用開口の少なくとも一方の径の大きさを調整することによって、被検光学系を介して形成されるパターン像の周縁部が受光用開口を通過せずに遮られるような事態が防止される。したがって、受光用開口を介した光を波面分割して形成される複数のパターン像それぞれの位置情報を検出することで、測定用開口パターンの結像状態にかかわらず、被検光学系の光学特性を高精度に算出することが可能となる。
【００２６】
この場合において、請求項１５に記載の光学特性測定装置の如く、前記受光用開口の径を可変に設定できる第１の絞り機構を更に備え、前記開口径調整装置は、前記第１の絞り機構を制御して、前記受光用開口の径を調整することとしても良いし、請求項１６に記載の光学特性測定装置の如く、互いに径が異なる複数の開口が形成された開口板部材を更に備え、前記開口径調整装置は、前記複数の開口の中の一つを前記受光用開口に設定することにより、前記受光用開口の径を調整することとしても良い。
【００２７】
上記請求項１４〜１６に記載の各光学特性測定装置において、請求項１７に記載の光学特性測定装置の如く、前記測定用開口パターンの径を可変に設定できる第２の絞り機構を更に備え、前記開口径調整装置は、前記第２の絞り機構を制御して、前記測定用開口パターンの径を調整することとしても良いし、請求項１８に記載の光学特性測定装置の如く、前記パターン形成部材には、互いに径が異なる複数の開口パターンが形成され、前記開口径調整装置は、前記複数の開口パターンの中の一つを前記測定用開口パターンに設定することにより、前記測定用開口パターンの径を調整することとしても良い。
【００２８】
上記請求項１４〜１８に記載の各光学特性測定装置において、請求項１９に記載の光学特性測定装置の如く、前記光学特性は、波面収差であることとすることができる。
【００２９】
請求項２０に記載の発明は、光学系（ＰＬ）の光学特性を調整する光学系の調整方法であって、前記光学系の光学特性を、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学特性測定方法を用いて測定する光学特性測定工程と；前記光学特性測定工程における測定結果に基づいて、前記光学系の光学特性を調整する光学特性調整工程と；を含む光学系の調整方法である。
【００３０】
これによれば、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学特性測定方法を用いて光学系の光学特性が計測されるので、高精度な光学系の光学特性の計測が行われる。したがって、この高精度な計測結果に基づいて光学系の光学特性を調整することから、光学系の光学特性を高精度に調整することが可能となる。
【００３１】
請求項２１に記載の発明は、露光光（ＩＬ）を基板（Ｗ）に照射することにより、所定のパターンを前記基板に転写する露光装置であって、露光光の光路上に配置された投影光学系（ＰＬ）と；前記投影光学系を被検光学系とする請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の光学特性測定装置と；を備える露光装置である。
【００３２】
これによれば、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の光学特性測定装置により、投影光学系の光学特性が計測されることにより、高精度な投影光学系の光学特性の計測が行われるので、この計測結果に基づいて投影光学系の光学特性を調整することで、高精度な投影光学系の光学特性の調整、ひいては露光精度の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。
【００３４】
図１には、本第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１００は、露光装置本体６０と、パターン像位置検出装置としての波面収差測定装置７０とを備えている。
【００３５】
前記露光装置本体６０は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、被検光学系としての投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷが搭載されるウエハステージＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御するステージ制御系１９、並びに装置全体を統括制御する主制御系２０等を備えている。
【００３６】
前記照明系１０は、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含んで構成されている。オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子などを用いることができる。こうした照明系の構成は、例えば、特開平６−３４９７０１号公報等に開示されている。照明系１０では、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域部分を露光光としての照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等の近紫外光（遠紫外光）、あるいはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３７】
前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、リニアモータなどから成る不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１の紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００３８】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置はレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系１９を介して主制御系２０に送られ、主制御系２０は、この位置情報（又は速度情報）に基づき、ステージ制御系１９及びレチクルステージ駆動部（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００３９】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックな縮小系であり、共通のＺ軸方向の光軸ＡＸを有する不図示の複数のレンズエレメントから構成されている。また、この投影光学系ＰＬとしては、投影倍率βが例えば１／４、１／５、１／６などのものが使用されている。このため、上述のようにして、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ上の照明領域が照明されると、そのレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小された像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域に投影され転写される。
【００４０】
なお、本実施形態では、上記の複数のレンズエレメントのうち、特定のレンズエレメント（例えば、所定の５つのレンズエレメント）がそれぞれ独立に移動可能となっている。かかるレンズエレメントの移動は、特定レンズエレメントを支持するレンズ支持部材を支持し、鏡筒部と連結する、特定レンズごとに設けられた３個のピエゾ素子等の駆動素子によって行われるようになっている。すなわち、特定レンズエレメントを、それぞれ独立に、各駆動素子の変位量に応じて光軸ＡＸに沿って平行移動させることもできるし、光軸ＡＸと垂直な平面に対して所望の傾斜を与えることもできるようになっている。そして、これらの駆動素子に与えられる駆動指示信号が、主制御系２０からの指令に基づいて結像特性補正コントローラ５１によって制御され、これによって各駆動素子の変位量が制御されるようになっている。
【００４１】
こうして構成された投影光学系ＰＬでは、主制御系２０による結像特性補正コントローラ５１を介したレンズエレメントの移動制御により、ディストーション、像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収差等の光学特性が調整可能となっている。なお、主制御系２０により、不図示の光源の発振波長をシフトさせることによって、光学特性を調整することも可能である。
【００４２】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置されている。このウエハステージＷＳＴは、実際には、リニアモータ等の駆動装置によってベースの上面に沿ってＸＹ２次元方向に駆動される不図示のＸＹステージと、該ＸＹステージ上に載置され、不図示の駆動装置により、投影光学系ＰＬの光軸直交面に対し、任意方向に傾斜可能で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）にも微動可能な基板テーブルとを含んで構成される。ここで、基板テーブルは、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）にも、微小回転が可能に構成されているものとする。
【００４３】
ウエハステージＷＳＴは、前述の如く、ＸＹステージと基板テーブルとの２部分を含んで構成され、駆動装置もＸＹステージと基板テーブルとでそれぞれ設けられているが、図１では、これらが代表的にウエハステージＷＳＴ、ウエハステージ駆動部２４として代表的に示されている。従って、以下においては、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ駆動部２４によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に自在に駆動され、かつＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）及びθｚ方向に微小駆動される単一のステージであるものとして説明を行う。
【００４４】
ウエハステージＷＳＴ（正確には前述の基板テーブル）の上には、ウエハホルダ２５が載置され、その上面にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。
【００４５】
また、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ方向かつ＋Ｙ方向端部近傍には、後述する波面センサ９０を着脱可能とする着脱機構の一部が設けられている（形成されている）。この着脱機構としては、ねじ止めあるいはマグネット等を利用した着脱機構等が用いられる。また、波面センサ９０の一部と、ウエハステージＷＳＴの一部に形成され、波面センサ９０の一部が嵌合可能な溝とにより着脱機構を構成しても良い。
【００４６】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置はウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８によって、移動鏡１７を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系１９を介して主制御系２０に送られ、主制御系２０は、この位置情報（又は速度情報）に基づき、ステージ制御系１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴの駆動制御を行う。
【００４７】
前記アライメント検出系ＡＳは、投影光学系ＰＬの側面に配置され、本実施形態では、ウエハＷ上に形成されたストリートラインや位置検出用マーク（ファインアライメントマーク）を撮像する結像式アライメントセンサから成るオフ・アクシス方式の顕微鏡が用いられている。このアライメント検出系ＡＳの詳細な構成は、例えば特開平９−２１９３５４号公報等に開示されている。アライメント検出系ＡＳによる撮像結果は、主制御系２０に供給される。
【００４８】
更に、図１の装置には、ウエハＷ表面の露光領域内部及びその近傍の領域のＺ軸方向（光軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射方式のフォーカス検出系（焦点検出系）の一つである、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）が設けられている。この多点フォーカス位置検出系（２１，２２）は、光ファイバ束、集光レンズ、パターン形成板、レンズ、ミラー、及び照射対物レンズ（いずれも不図示）から成る照射光学系２１と、集光対物レンズ、回転方向振動板、結像レンズ、受光用スリット板、及び多数のフォトセンサを有する受光器（いずれも不図示）から成る受光光学系２２とから構成されている。この多点フォーカス位置検出系（２１，２２）の詳細な構成等については、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示されている。多点フォーカス位置検出系（２１，２２）による検出結果は、ステージ制御系１９及びこれを介して主制御系２０に供給される。
【００４９】
前記波面収差測定装置７０は、波面センサ９０と、波面データ処理装置８０とから構成されている。
【００５０】
前記波面センサ９０は、図２に示されるように、ＹＺ断面が略Ｕ字状の内部空間を有する収納部材（筐体）９７と、該収納部材９７の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子から成る波面収差測定光学系と、収納部材９７の内部の＋Ｙ側端部に配置された撮像素子としてのＣＣＤ９５とを備えている。この波面センサ９０としては、ここでは、シャック−ハルトマン（Ｓｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ）方式の波面収差計測器が用いられている。
【００５１】
これを更に詳述すると、前記収納部材９７は、ＹＺ断面略Ｕ字状の中空部材から成り、その−Ｙ側端部の最上部（＋Ｚ方向端部）には、収納部材９７の内部に上方から光が入射するように開口（これについては後に詳述する）が形成された開口板部材としての標示板９１が設けられている。
【００５２】
前記波面収差測定光学系は、収納部材９７内部の標示板９１の下方に順次配置された、対物レンズ９２，折り曲げミラー９６ａと、該折り曲げミラー９６ａの＋Ｙ側に順次配列されたリレーレンズ９３ａ，９３ｂから成るリレーレンズ系９３，折り曲げミラー９６ｂと、該折り曲げミラー９６ｂの＋Ｚ側に順次配置されたマイクロレンズアレイ９４、折り曲げミラー９６ｃとから構成されている。折り曲げミラー９６ａは、４５°で斜設されており、該折り曲げミラー９６ａによって、上方から鉛直下向きに対物レンズ９２に対して入射した光の光路がリレーレンズ系９３に向けて折り曲げられるようになっている。また、折り曲げミラー９６ｂも、４５°で斜設されており、該折り曲げミラー９６ｂによって、リレーレンズ系９３から射出された光の光路がマイクロレンズアレイ９４に向けて折り曲げられるようになっている。更に折り曲げミラー９６ｃも４５°で斜設されており、該折り曲げミラー９６ｃによって、下方から鉛直上向きにマイクロレンズアレイ９４から射出された光の光路がＣＣＤ９５に向けて折り曲げられるようになっている。なお、対物レンズ９２、リレーレンズ９３ａ，９３ｂ、マイクロレンズアレイ９４、ＣＣＤ９５は、収納部材９７の壁の内側に不図示の保持部材を介してそれぞれ固定され、折り曲げミラー９６ａ〜９６ｃは、収納部材９７の内壁に埋め込まれた状態でそれぞれ固定されている。
【００５３】
前記標示板９１は、例えばガラス基板を基材とし、ウエハホルダ２５に固定されたウエハＷの表面と同じ高さ位置（Ｚ軸方向位置）に、光軸ＡＸ１と直交するように配置されている（図２参照）。この標示板９１の表面には、図３に示されるように、その中央部近傍（光軸ＡＸ１上）に受光用開口としての開口ＯＰ３が形成され、該開口ＯＰ３の両隣に受光用開口としての開口ＯＰ１，ＯＰ２が形成されている（以下、各開口ＯＰｎについて「第ｎ開口ＯＰｎ」と呼ぶものとする）。これら第１〜第３開口ＯＰ１〜ＯＰ３のうち、第１開口ＯＰ１が最も大きな径を有し、第３開口ＯＰ３が最も小さな径を有し、第２開口ＯＰ２が第１開口ＯＰ１よりも小さく、かつ第３開口ＯＰ３よりも大きな径を有している。
【００５４】
これを更に詳述すると、後述する計測用レチクルに形成されたピンホールパターンの径をＲＰ、投影光学系ＰＬの投影倍率をβ、波面収差測定光学系の開口数をＮＡ、照明光ＩＬの波長をλとすると、最も小さい第３開口ＯＰ３の径ＲＲ１は、
ＲＰ・β＋２・λ／ＮＡ≦ＲＲ１＜ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ　　…（１）
で表される条件を満たし、２番目に小さな開口である第２開口ＯＰ２の径ＲＲ２は、
ＲＰ・β＋１０・λ／ＮＡ≦ＲＲ２≦ＲＰ・β＋２０・λ／ＮＡ　　…（２）
で表される条件を満たしている。
【００５５】
一例として、本実施形態では、ＲＰ＝２４μｍ、β＝１／４、λ＝１９３ｎｍ、ＮＡ＝０．７５であり、ＲＰ１＝７．５μｍ、ＲＰ２＝１０．５μｍとなっている。この場合、第３開口ＯＰ３、第２開口ＯＰ２は、球面波を発生させるのに十分な大きさとなっており、波面収差測定光学系の後述するキャリブレーション（較正）の際に用いることが可能となっている。
【００５６】
また、隣接する開口ＯＰｎ間の間隔は、１つの開口を用いて計測している際に、像の外縁が他の開口にかからない程度に離れている。
【００５７】
また、標示板９１の表面における第１〜第３開口ＯＰ１〜ＯＰ３の周辺には、３組以上（図３では、４組）の２次元位置検出用マークＭが形成されている。この２次元位置検出用マークＭとしては、本実施形態では、Ｘ軸方向に沿って形成された（Ｘ軸方向を周期方向とする）ラインアンドスペースマークＭａと、Ｙ軸方向に沿って形成された（Ｙ軸方向を周期方向とする）ラインアンドスペースマークＭｂとの組合せが採用されている。なお、ラインアンドスペースマークＭａ，Ｍｂは、上述のアライメント検出系ＡＳによって撮像可能となっている。また、第１〜第３開口ＯＰ１〜ＯＰ３及び２次元位置検出用マークＭを除く標示板９１の表面は反射面加工がなされている。かかる反射面加工は、例えば、ガラス基板にクロム（Ｃｒ）を蒸着することによって行われている。
【００５８】
図２に戻り、前記コリメータレンズ９２は、開口ＯＰ１〜ＯＰ３のうちのいずれか１つの開口（ここでは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に配置された開口）を通って、波面センサ９０に入射した光を平行光に変換する。
【００５９】
前記マイクロレンズアレイ９４は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、マトリクス状に正の屈折力を有する正方形状の多数のマイクロレンズ９４ａが稠密に配列されたものである。ここで、各マイクロレンズ９４ａの光軸は互いにほぼ平行となっている。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）においては、マイクロレンズ９４ａが７×７のマトリクス状に配列されたものが、一例として示されている。マイクロレンズ９４ａは、正方形状に限らず長方形状であっても良く、また、マイクロレンズ９４ａは、全てが同一形状でなくとも良い。また、マイクロレンズアレイ９４におけるマイクロレンズ９４ａの配列は、不等ピッチ配列でも良いし、また、斜め並び配列であっても良い。
【００６０】
このようなマイクロレンズアレイ９４は、平行平面ガラス板にエッチング処理を施すことにより作成される。マイクロレンズアレイ９４は、リレーレンズ系９３を介した光を入射したマイクロレンズ９４ａごとに、開口ＯＰ１〜ＯＰ３のうちの１つの開口に形成される後述するピンホールパターンの像をそれぞれ異なる位置に結像する。
【００６１】
図２に戻り、前記ＣＣＤ９５は、マイクロレンズアレイ９４に対して、所定距離離れた位置に配置されている。具体的には、マイクロレンズアレイ９４の各マイクロレンズ９４ａによって開口ＯＰ１〜ＯＰ３のうちのいずれか１つの開口に形成された後述するピンホールパターンの像が結像される結像面に配置される。すなわち、ＣＣＤ９５は、波面収差測定光学系における開口ＯＰ１〜ＯＰ３の形成面の共役面に受光面を有し、その受光面に結像された多数のピンホールパターンの像（以下、単に「スポット像」とも呼ぶ）を撮像する。このスポット像の撮像結果は、撮像データとして波面データ処理装置８０に供給される。
【００６２】
制御系は、図１に示されるように、装置全体を統括的に制御する主制御系２０を中心に、この主制御系２０の配下にあるステージ制御系１９及びその他の制御系等を含んで構成されている。主制御系２０は、マイクロコンピュータ又はワークステーションを含んで構成されている。
【００６３】
ここで、以下において説明する投影光学系の波面収差の計測に用いられるパターン形成部材としての計測用レチクルＲＴについて、該計測用レチクルの平面図である図６に基づいて説明する。
【００６４】
この計測用レチクルＲＴには、図６に示されるように、複数個（図６では、９個）の測定用開口パターンとしてのピンホールパターン（ほぼ理想的な点光源となって球面波を発生するピンホール（本実施形態における球面波とは、波面収差計測時において、球面波と見なせる光を含む））ＰＨ１〜ＰＨｊ（図６では、ｊ＝９）がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状に形成されている。なお、ピンホールパターンＰＨ１〜ＰＨｊは、図６において点線で示されるスリット状の照明領域の大きさを有する領域ＡＲ内に形成されており、この領域ＡＲの近傍には、平面視（上から見て）矩形の較正用開口パターンとしての開口９８が形成されている。この開口９８は、後述する較正（キャリブレーション）に用いられるので、以下においては「較正用開口９８」と呼ぶものとする。また、この計測用レチクルＲＴには、その中心（レチクルセンタ）に位置する中央のピンホールパターンＰＨ１から同一距離だけ、＋Ｘ方向、−Ｘ方向にそれぞれ離れた位置で領域ＡＲの外側の位置に後述するレチクルアライメント用の一対の基準マーク（図示省略）が形成されている。
【００６５】
なお、ここで用いられる計測用レチクルＲＴには、上面に拡散面を設けるなどして、投影光学系ＰＬの全てのＮ．Ａ．を通過する光線の波面を求めることができるように、すなわち、投影光学系ＰＬの全Ｎ．Ａ．に亘る波面収差が計測できるようになっているものとする。
【００６６】
次に、本実施形態の露光装置１００における投影光学系ＰＬの波面収差の計測、及びその計測結果を用いた投影光学系の波面収差の調整（光学特性の調整）方法について、主制御系２０内のＣＰＵの処理アルゴリズムを示す図５に沿って、適宜他の図面を参照しながら説明する。
【００６７】
前提として、波面センサ９０はウエハステージＷＳＴに既に装着されており、また、波面データ処理装置８０と主制御系２０とが信号線又は無線などの通信路を介して接続されているものとする。また、ウエハステージＷＳＴに装着された波面センサ９０の標示板９１の第１〜第３開口ＯＰ１〜ＯＰ３とウエハステージＷＳＴとの位置関係は、２次元位置検出用マークＭをアライメント検出系ＡＳで観察することにより正確に求められている、すなわち、ウエハ干渉計１８から出力される位置情報（速度情報）に基づいて、開口ＯＰ１〜ＯＰ３のＸＹ位置が正確に検出でき、かつ、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御することにより、開口ＯＰ１〜ＯＰ３のいずれをも所望のＸＹ位置に精度良く位置決めできるものとする。
【００６８】
なお、本実施形態では、開口ＯＰ１〜ＯＰ３とウエハステージＷＳＴとの位置関係は、アライメント検出系ＡＳによる４つの２次元位置検出用マークＭの位置の検出結果に基づいて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報等に開示されているような最小自乗法等を用いた統計演算により正確に検出されるものとする。
【００６９】
また、図５のフローチャートが開始される以前に、未調整の投影光学系ＰＬの波面収差を予備計測やシミュレーション等を行い、ピンホールパターンの像の結像状態に応じた像の大きさを予め把握しておき、その像の大きさよりも大きな径を有する開口ＯＰｎ（ｎは１〜３のいずれか）が予め求められ、その開口ＯＰｎに対応するｎの値が、後述する波面収差の計測の際に用いられる開口の種別を示すカウンタｎの初期値として決定されている。ここでは、カウンタｎの初期値として１が設定されているものとする。
【００７０】
まず、図５のステップ１１１において、不図示のレチクルローダにレチクルステージＲＳＴへの計測用レチクルＲＴのロードを指示する。この指示に応じ、レチクルローダにより、計測用レチクルＲＴがレチクルステージＲＳＴ上にロードされる。
【００７１】
次のステップ１１２では、計測用レチクルＲＴのレチクルアライメントを行う。ここで、本実施形態の露光装置１００は、スキャニング・ステッパであるが、投影光学系ＰＬの波面収差の計測は、計測用レチクルＲＴを静止させた状態で行われるので、このステップ１１２においては、ステッパなどの静止型露光装置におけるレチクルアライメントと同様の手法で、レチクルアライメントが行われる。すなわち、ウエハステージＷＳＴ上に配置された不図示の一対の基準マークの投影光学系ＰＬを介した像と、これに対応する計測用レチクルＲＴ上の前述のレチクルアライメント用の一対の基準マークとの位置関係を、不図示のレチクルアライメント顕微鏡を用いて検出し、対応するマーク同士の位置誤差がともに最小となるようにステージ制御系１９を介してレチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置を調整する。
【００７２】
従って、レチクルアライメントが終了した時点では、計測用レチクルＲＴの中心に位置するピンホールパターンＰＨ１が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上にほぼ一致するように、レチクルステージＲＳＴが位置決めされることとなる。
【００７３】
次のステップ１１３では、所定のフラグＦを初期化する（Ｆ←０）。このフラグの役割については後述する。
【００７４】
次のステップ１１４では、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【００７５】
次のステップ１１５では、前述のカウンタｎが１より大きいか否かを判断することにより、波面センサ９０を構成する波面収差測定光学系におけるキャリブレーションが必要か否かを判断する。ここで、ｎが１より大きいか否かを判断するのは、次のような理由による。
【００７６】
すなわち、本実施形態の場合、第１開口ＯＰ１を用いた計測を行う際には、未だ投影光学系ＰＬの波面収差が大きいため、波面収差測定光学系自身の波面収差が投影光学系ＰＬの波面収差計測に与える影響は少ない。従って、より高精度な計測を必要とするｎ＝２，３のとき（すなわち第２開口ＯＰ２及び第３開口ＯＰ３を用いた計測のとき）にのみ波面収差測定光学系のキャリブレーションを行うこととしているからである。
【００７７】
この場合、カウンタｎは１に初期化されているので、このステップ１１５における判断は否定され、ステップ１１９に移行する。
【００７８】
このステップ１１９では、第ｉ番目のピンホールパターンの像の結像点へ第ｎ開口ＯＰｎ（ここでは第１開口ＯＰ１）を移動させるべく、ステージ制御系１９に、ウエハステージＷＳＴの移動を指示する。この指示に応じ、ステージ制御系１９によって、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつ、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴが移動される。この結果、波面センサ９０の標示板９１上の第ｎ開口ＯＰｎ（ここでは、第１開口ＯＰ１）がピンホールパターンＰＨｉ（この場合、ＰＨ１）の投影光学系ＰＬによる結像位置に一致する。また、これとともに、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）の検出結果に基づいて、ピンホールパターンＰＨｉ（この場合、ＰＨ１）の像が結像される像面に波面センサ９０の標示板９１上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴをＺ軸方向に微少駆動する。このとき、必要に応じてウエハステージＷＳＴ及び波面センサ９０の傾斜を調整しても良い。これにより、ピンホールパターンＰＨｉ（この場合、ＰＨ１）の共役位置へ第ｎ開口ＯＰｎ（ここでは、第１開口ＯＰ１）が位置決めされ、ピンホールパターンＰＨｉ（ここでは、ピンホールパターンＰＨ１）からの光に関する投影光学系ＰＬの波面収差測定のための光学的な各装置の配置が終了する。図７には、この場合における波面センサ９０の光軸ＡＸ１及び投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿って展開した光学的配置が示されている。
【００７９】
次のステップ１２０では、不図示の光源に対してレーザビーム発光を指示する。これに応じて、光源からはレーザビームの発光がなされ、これにより照明系１０からの照明光ＩＬが、計測用レチクルＲＴの領域ＡＲに照射される。これにより、レチクルＲＴ上のピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝１〜ｊ）からの光が投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、ピンホールパターンＰＨｉの像が像面に結像される。
【００８０】
次のステップ１２１では、照明系１０内の不図示の可動レチクルブラインドを、不図示の駆動装置を介して駆動し、計測用レチクルＲＴ上のピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝１〜ｊ）のうちの着目するピンホールパターンＰＨｉ（ここでは、ＰＨ１）のみを含む微小領域部分にのみ照明光ＩＬが照射されるように、照明領域を制限する。これにより、着目するピンホールパターンＰＨｉ（ここではＰＨ１）からの光のみが投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、その着目するピンホールパターンＰＨｉの像が波面センサで撮像され、その撮像信号が波面データ処理装置８０に供給される。
【００８１】
これを更に詳述すると、レチクルＲＴ上の前述の着目するピンホールＰＨｉ（この場合ＰＨ１）からは球面波が発生し、この球面波が、投影光学系ＰＬ、波面センサ９０の第ｎ開口ＯＰｎ（この場合ＯＰ１）を介して波面収差測定光学系を構成する対物レンズ９２に入射し、この入射した球面波（光）がコリメータレンズ９２、リレーレンズ系９３を介して平行光束となって、マイクロレンズアレイ９４を照射する。これにより、投影光学系ＰＬの瞳面がマイクロレンズアレイ９４にリレーされ、分割される。そして、このマイクロレンズアレイ９４の各マイクロレンズ９４ａによってそれぞれの光がＣＣＤ９５の受光面に集光され、該受光面にピンホールパターンの像（スポット像）がそれぞれ結像される。
【００８２】
このとき、投影光学系ＰＬが、波面収差の無い理想的な光学系であるならば、投影光学系ＰＬの瞳面における波面は理想的な波面（ここでは平面）になり、その結果、マイクロレンズアレイ９４に入射する平行光束が平面波となり、その波面は理想的な波面、すなわち、図７中に点線で示されるような波面（光軸ＡＸ１と直交する平面）ＷＦとなる筈である。
【００８３】
しかるに、投影光学系ＰＬには通常、波面収差が存在するため、図７中に二点鎖線（仮想線）で示されるように、マイクロレンズアレイ９４に入射する平行光束の波面は理想的な波面からずれ、各スポット像の結像位置がマイクロレンズアレイ９４の各マイクロレンズ９４ａの光軸上の位置からずれることとなる。この場合、各スポット像の基準点（各マイクロレンズ９４ａの光軸上の位置）からの位置のずれは、波面の傾きに対応している。
【００８４】
そして、ＣＣＤ９５を構成する受光素子上の各集光点に入射した光（スポット像の光束）が受光素子でそれぞれ光電変換され、該光電変換信号、すなわち各スポット像の結像位置に応じた撮像信号が波面データ処理装置８０に送られる。
【００８５】
そこで、次のステップ１２２では、波面データ処理装置８０に対して、スポット像位置の検出を指示する。この指示に応じて、波面データ処理装置８０により、次のようにして、スポット像の位置が検出される。
【００８６】
すなわち、波面データ処理装置８０は、前記光電変換信号に基づいて各スポット像の結像位置を算出し、更に、その算出結果と既知の基準点の位置データとを用いて、位置ずれ（Δξ，Δη）を算出してＲＡＭに格納する。このとき、波面データ処理装置８０のＲＡＭ内には、ウエハ干渉計１８のそのときの計測値（Ｘｉ，Ｙｉ）が供給されている。
【００８７】
上述のようにして、第ｉ番目のピンホールパターンＰＨｉ（ここでは、ＰＨ１）の像の結像点におけるスポット像の位置ずれの計測が終了すると、次のステップ１２３に移行して、カウンタｉを参照して、計測用レチクルＲＴ上の全てのピンホールパターンについてのスポット像の位置検出が終了したか否かを判断する。ここでは、カウンタｉ＝１であり、第１番目のピンホールパターンＰＨ１の像について位置検出が終了したのみなので、このステップ１２３における判断は否定され、ステップ１２４に移行して、カウンタｉを１インクリメントした（ｉ←ｉ＋１）後、ステップ１１９に戻る。
【００８８】
そして、その後、ステップ１２３における判断が肯定されるまで、上記ステップ１１９→１２０→１２１→１２２→１２３→１２４のループにおける処理、判断を繰り返す。すなわち、残りの計測対象である着目するピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝２〜ｊ）のそれぞれについて、以下の動作を順次行う。すなわち、着目するピンホールパターンＰＨｉの像の結像点に波面センサ９０の開口ＯＰ１のほぼ中心を位置決めし、可動レチクルブラインドによる照明領域の制限を行い、その着目するピンホールパターンからの光に由来する各スポット像の結像位置を波面センサ９０及び波面データ処理装置８０を用いて検出する。
【００８９】
このようにして、全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊ（ｊはピンホールパターンの総数）となってステップ１２３における判断が肯定され、ステップ１２５に移行する。この段階では、波面データ処理装置８０のＲＡＭ内には、前述した各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データ（各ピンホール像の結像点における計測を行った際のウエハ干渉計１８の計測値（Ｘｉ，Ｙｉ））とが格納されている。
【００９０】
そこで、ステップ１２５では、波面データ処理装置８０からＲＡＭ内に格納されているデータを、前述の通信路を介して受け取り、各ピンホール像の結像点に対応する投影光学系ＰＬの瞳面における波面の傾きに対応する位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、例えば、周知のツェルニケ多項式を用いて、波面を復元する、すなわち波面収差を算出する。なお、この波面収差の算出方法は、周知であるから、詳細な説明は省略するが、位置ずれ（スポット像の位置）のみでしか与えられていない波面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面形状を級数に展開して、これにフィットするものとする。この場合、級数は直交系（ツェルニケ多項式）を選ぶこと、ツェルニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数であり、円周方向は三角級数に展開すること、波面を極座標系（ρ，θ）で表すこと、波面の微分が上記の位置ずれとして検出されるので、フィッティングは微係数について、最小自乗法で行うことなどが、効率的な演算のためのポイントとなる。
【００９１】
なお、ツェルニケ多項式のそれぞれの項はディストーション、フォーカス成分、非点収差、コマ収差、球面収差などの各光学収差に対応しており、しかも低次の項はザイデル収差にほぼ対応することが知られている。従って、ツェルニケ多項式を用いることにより、投影光学系ＰＬの結像性能（各収差）を求めることができる。
【００９２】
ここで、前述の波面収差測定光学系のキャリブレーションが実行され、その結果データが得られている場合には、上記ステップ１２５において、そのキャリブレーション結果のデータを考慮して、前述の波面収差の算出が行われるようになっている。
【００９３】
次のステップ１２６では、前述の開口の種別を示すカウンタｎが３であるか否かを判断する。ここでは、ｎ＝１であるので、ここでの判断は否定され、ステップ１２７に移行して、カウンタｎを１インクリメントした後、ステップ１２８に移行する。
【００９４】
このステップ１２８では、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、その波面収差を低減させるような結像特性の調整量を算出して、その調整量を目標値として与えることにより、結像特性補正コントローラ５１に対して投影光学系ＰＬの波面収差の調整を指示する。この指示に応じて結像特性補正コントローラ５１は、レンズエレメントの移動制御等を行い、投影光学系ＰＬの波面収差を調整する。なお、場合によっては、不図示の表示装置に波面収差の情報を表示し、この情報に基づいてオペレータ等が投影光学系ＰＬのレンズエレメントのＸＹ平面内での移動やレンズエレメントの交換を行うこととしても良い。
【００９５】
この調整が終了すると、ステップ１１４に戻って、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【００９６】
次のステップ１１５では、前述のカウンタｎが１より大きいか否かを再び判断する。この場合、ｎ＝２である（波面センサ９０（波面収差測定光学系）のキャリブレーションが必要である）ため、ここでの判断は肯定され、ステップ１１６に移行する。
【００９７】
このステップ１１６では、前述のフラグＦが１であるか否かを判断する。この場合、フラグＦは初期化されたままであるため、Ｆ＝０である。従って、ここでの判断は否定されてステップ１１７に移行する。このフラグＦは、本実施形態では、第３開口ＯＰ３を用いた計測の際に一度波面センサ９０のキャリブレーションが終了した後は再度キャリブレーションを行う必要性は殆どないと考えられるので、再度キャリブレーションが行われることがないようにするためのものである。従って、フラグＦは、後述するように、第３開口ＯＰ３を用いた波面収差の計測が完了した時点で立てる（Ｆ←１）ようになっている。
【００９８】
ステップ１１７では、波面収差測定光学系のキャリブレーションを、以下の手順で行う。
【００９９】
まず、計測用レチクルＲＴに形成された矩形の較正用開口９８が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置するように、ステージ制御系１９を介してレチクルステージＲＳＴを移動する。これとともに、波面センサ９０の第２開口ＯＰ２が光軸ＡＸ上に位置するように、ステージ制御系１９を介してウエハステージＷＳＴを移動する。
【０１００】
次いで、照明系１０内の光源からのレーザビームの発光を開始する。このレーザビームの発光開始により、照明系１０から照明光ＩＬが投影光学系ＰＬを介して標示板９１上の第２開口ＯＰ２を含む領域に照射される。較正用開口９８は、充分に大きい開口面積を有しているので、投影光学系ＰＬは、単なるリレー光学系としての機能を果たすに過ぎず、開口は、投影光学系ＰＬの波面収差等の影響を受けないものとみなせる条件で照明光ＩＬによって照明される。
【０１０１】
照明光ＩＬの照射により、第２開口ＯＰ２から球面波（本実施形態における球面波とは、波面収差計測時において、球面波と見なせる光を含む）が発生する。そして、この球面波がコリメータレンズ９２、リレーレンズ系９３を介して平行光束となって、マイクロレンズアレイ９４を照射する。そして、このマイクロレンズアレイ９４の各マイクロレンズ９４ａによってそれぞれ光がＣＣＤ９５の受光面に集光され、該受光面に第２開口ＯＰ２の像がそれぞれ結像される。
【０１０２】
このとき、ＣＣＤ９５に至る光路の途中に配置された波面収差測定光学系（コリメータレンズ９２、リレーレンズ系９３）が、波面収差の無い理想的な光学系であるならば、マイクロレンズアレイ９４に入射する平行光束は平面波であり、その波面は理想的な波面となる筈である。この場合、マイクロレンズアレイ９４を構成する各マイクロレンズ９４ａの光軸上の位置にスポット像（以下、「スポット」とも呼ぶ）が結像する。
【０１０３】
しかるに、波面収差測定光学系（コリメータレンズ９２、リレーレンズ系９３）には通常、波面収差が存在するため、マイクロレンズアレイ９４に入射する平行光束の波面は理想的な波面（ここでは平面）からずれ、そのずれ、すなわち波面の理想波面に対する傾きに応じて、各スポットの結像位置がマイクロレンズアレイ３６の各マイクロレンズ９４ａの光軸上の位置からずれることとなる。この場合、各スポットの基準点（各レンズエレメントの光軸上の位置）からの位置のずれは、波面の傾きに対応している。
【０１０４】
前述の如く、ＣＣＤ９５上の各集光点に入射した光（スポット像の光束）がＣＣＤ９５でそれぞれ光電変換され、該光電変換信号が波面データ処理装置８０に送られ、該波面データ処理装置８０では、その光電変換信号に基づいて各スポットの結像位置を算出し、さらに、その算出結果と既知の基準点の位置データとを用いて、前述した位置ずれ（Δｘ，Δｙ）を算出して内部のメモリに格納する。これにより、波面収差測定装置７０のキャリブレーションが終了し、このキャリブレーションの終了及び得られた位置ずれ（Δｘ，Δｙ）のデータが波面データ処理装置８０から主制御系２０に通知される。
【０１０５】
上述のキャリブレーションが終了すると、ステップ１１８に移行し、計測用レチクルＲＴの基準位置（レチクルアライメントが終了し計測が開始される前の位置）への移動をステージ制御系１９に指示する。この指示に応じて、ステージ制御系１９は、計測用レチクルＲＴの中心に位置するピンホールパターンＰＨ１が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上にほぼ一致する基準位置に、レチクルステージＲＳＴを移動する。この移動の後、ステップ１１９に移行する。
【０１０６】
以後、ステップ１２３における判断が肯定されるまで、上記ステップ１１９→１２０→１２１→１２２→１２３→１２４のループにおける処理、判断を前述と同様に繰り返す。すなわち、計測対象である着目するピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝１〜ｊ）の像の結像点に波面センサ９０の開口ＯＰ２のほぼ中心を位置決めし、可動レチクルブラインドによる照明領域の制限を行い、その着目するピンホールパターンからの光に由来する各スポット像の結像位置を波面センサ９０及び波面データ処理装置８０を用いて検出する。
【０１０７】
このようにして、全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊ（ｊはピンホールパターンの総数）となってステップ１２３における判断が肯定され、ステップ１２５に移行する。
【０１０８】
このステップ１２５では、波面データ処理装置８０からＲＡＭ内に格納されているデータを、前述の通信路を介して受け取り、各ピンホール像の結像点に対応する投影光学系ＰＬの瞳面における波面の傾きに対応する位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、前述と同様にして、波面収差を算出する。この場合、ステップ１１７において波面収差測定光学系のキャリブレーションが実行され、その結果データが得られているので、このステップ１２５においては、そのキャリブレーション結果のデータを考慮して、前述の波面収差の算出が行われる。
【０１０９】
次のステップ１２６では、前述の開口の種別を示すカウンタｎが３であるか否かを判断する。ここでは、ｎ＝２であるので、ここでの判断は否定され、ステップ１２７に移行して、カウンタｎを１インクリメントした後、ステップ１２８に移行する。
【０１１０】
このステップ１２８では、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、前述と同様にして結像特性補正コントローラ５１に対して投影光学系ＰＬの波面収差の調整を指示する。この指示に応じて結像特性補正コントローラ５１により波面収差が調整される。
【０１１１】
この調整が終了すると、ステップ１１４に戻って、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【０１１２】
次のステップ１１５では、前述のカウンタｎが１より大きいか否かを再び判断する。この場合、ｎ＝３である（波面センサ９０（波面収差測定光学系）のキャリブレーションが必要である）ため、ここでの判断は肯定され、ステップ１１６に移行する。
【０１１３】
このステップ１１６では、前述のフラグＦが１であるか否かを判断する。この場合、フラグＦは初期化されたままであるため、Ｆ＝０である。従って、ここでの判断は否定されてステップ１１７に移行する。
【０１１４】
ステップ１１７では、前述の開口ＯＰ２を用いて行った場合と同様の手順で、波面収差測定光学系のキャリブレーションを、開口ＯＰ３を用いて行う。このキャリブレーションが終了すると、ステップ１１８に移行し、計測用レチクルＲＴをステージ制御系１９を介して基準位置へ移動した後、ステップ１１９に移行する。
【０１１５】
以後、ステップ１２３における判断が肯定されるまで、上記ステップ１１９→１２０→１２１→１２２→１２３→１２４のループにおける処理、判断を前述と同様に繰り返す。すなわち、計測対象である着目するピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝１〜ｊ）の像の結像点に波面センサ９０の開口ＯＰ３のほぼ中心を位置決めし、可動レチクルブラインドによる照明領域の制限を行い、その着目するピンホールパターンからの光に由来する各スポット像の結像位置を波面センサ９０及び波面データ処理装置８０を用いて検出する。
【０１１６】
このようにして、全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊ（ｊはピンホールパターンの総数）となってステップ１２３における判断が肯定され、ステップ１２５に移行する。
【０１１７】
このステップ１２５では、波面データ処理装置８０からＲＡＭ内に格納されているデータを、前述の通信路を介して受け取り、各ピンホール像の結像点に対応する投影光学系ＰＬの瞳面における波面の傾きに対応する位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、前述と同様にして、波面収差を算出する。この場合も、ステップ１１７において波面収差測定光学系のキャリブレーションが実行され、その結果データが得られているので、このステップ１２５においては、そのキャリブレーション結果のデータを考慮して、前述の波面収差の算出が行われる。
【０１１８】
次のステップ１２６では、前述の開口の種別を示すカウンタｎが３であるか否かを判断する。ここでは、ｎ＝３であるので、ここでの判断は肯定され、ステップ１２９に移行して、フラグＦを立てる（Ｆ←１）。
【０１１９】
次のステップ１３０では、上記ステップ１２５において算出された波面収差が予め定められている許容値以下であるか否かを判断をする。ここでの判断が否定されると、ステップ１２８に戻り、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、前述と同様にして結像特性補正コントローラ５１を介して波面収差を調整する。
【０１２０】
この調整が終了すると、ステップ１１４に戻って、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【０１２１】
次のステップ１１５では、前述のカウンタｎが１より大きいか否かを再び判断する。この場合、ｎ＝３であるため、ここでの判断は肯定され、ステップ１１６に移行し、前述のフラグＦが１であるか否かを判断するが、この場合、フラグＦ＝１である。従って、ここでの判断は肯定されてステップ１３１に移行し、フラグＦを降ろす（Ｆ←０）。
【０１２２】
その後、ステップ１１９に移行して、以後、ステップ１１９→１２０→１２１→１２２→１２３→１２４のスポット像位置計測の処理ループ→ステップ１２５→１２６→１２９→１３０→１２８→１１４→１１５→１１６→１３１の多重ループの処理を、ステップ１３０における判断が肯定されるまで、繰り返す。すなわち、このようにして、第３開口ＯＰ３を用いたピンホールパターンＰＨｉ（ｉ＝１〜ｊ）からの光に由来する各スポット像の結像位置の計測、その計測結果及び先にステップ１１７で得たキャリブレーション結果のデータに基づく波面収差の算出、及び波面収差の調整を繰り返す。
【０１２３】
そして、このようにして、投影光学系ＰＬの波面収差が許容値以下になった場合、あるいは当初から波面収差が許容値以下であった場合には、ステップ１３０における判断が肯定され、本ルーチンの一連の処理を終了する。その後、オペレータにより、波面センサ９０のウエハステージＷＳＴからの取り外し、必要な場合には波面データ処理装置８０と主制御系２０との接続の切断が行われることとなる。
【０１２４】
次に、本実施形態の露光装置１００におけるデバイスパターンの転写のための露光動作、特にウエハＷに対して第２層目以降のパターンを転写する際の露光動作について、簡単に説明する。この露光動作に先立って、前述の波面収差の計測及びその計測結果に基づく投影光学系の波面収差の調整が行われている。
【０１２５】
この露光動作に際して、主制御系２０は、不図示のレチクルローダを用いてレチクルステージＲＳＴ上へ転写対象のパターンが形成されたレチクルＲをロードするとともに、不図示のウエハローダを用いて露光対象のウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする。
【０１２６】
次に、主制御系２０は、ウエハステージＷＳＴ上に配置された不図示の基準マーク板上に形成された少なくとも一対のレチクルアライメント用の基準マークの投影光学系ＰＬを介した像と、これらの基準マークに対応してレチクルＲ上に形成されたレチクルマークとを、前述のレチクルアライメント顕微鏡で検出して、対応するマーク同士の位置関係（以下、「第１の位置関係」と呼ぶ）を検出し、その検出結果と検出時のレチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値とに基づいて、レチクル干渉計１６の測長軸で規定されるレチクルステージ座標系とウエハ干渉計１８の測長軸で規定されるウエハステージ座標系との関係を求める、いわゆるレチクルアライメントを行う。また、主制御系２０は、アライメント検出系ＡＳのベースライン、すなわち投影光学系ＰＬによるレチクルパターンの投影位置とアライメント検出系ＡＳの検出中心との位置関係の計測をも行う。このベースラインの計測は、前述のレチクルアライメントの後、ウエハステージをベースラインの設計値分移動して基準マーク板上のベースライン計測用の基準マークをアライメント検出系ＡＳを用いて検出し、その指標中心と基準マークとの位置関係（以下、「第２の位置関係」と呼ぶ）を計測し、その計測結果と前述のレチクルアライメントの際に得られた上記第１の位置関係と、ベースラインの設計値と、第１の位置関係、第２の位置関係の検出時のレチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値とに基づいて算出する。
【０１２７】
次いで、主制御系２０は、アライメント検出系ＡＳを用いたウエハアライメント、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに詳細に開示される、ＥＧＡ方式のウエハアライメントなどを行い、ウエハＷ上におけるショット領域の配列座標を精度良く検出する。
【０１２８】
次いで、主制御系２０では、ウエハアライメントの結果に基づいて、ステージ制御系１９を介してウエハＷのＸＹ位置がウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴを移動する。同時に、主制御系２０は、レチクルＲの位置が走査開始位置となるようにステージ制御系１９を介してレチクルステージＲＳＴを移動する。
【０１２９】
そして、主制御系２０は、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）によって検出されたウエハのＺ位置情報、レチクル干渉計１６によって計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報、ウエハ干渉計１８によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基づき、ステージ制御系１９を介して、ウエハＷの面位置の調整を行いつつ、レチクルＲとウエハＷとを相対移動させて走査露光を行う。
【０１３０】
こうして、最初のショット領域の露光が終了すると、主制御系２０は、ステージ制御系１９を介して、次のショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴをＸＹ面内で移動するとともに、レチクルステージＲＳＴを走査開始位置（加速開始位置）に移動する。そして、当該ショット領域に関する走査露光が、上述の最初のショット領域と同様にして行われる。以後、同様にして各ショット領域について走査露光が行われ、１枚のウエハに対する露光動作が完了する。
【０１３１】
これまでの説明から明らかなように、本第１の実施形態では、ステージ制御系１９、ウエハステージ駆動部２４及びウエハステージＷＳＴ、並びに主制御系２０、より具体的にはＣＰＵとソフトウェアプログラムとによって、開口径調整装置が実現されている。すなわち、波面センサ９０がウエハステージＷＳＴに装着された状態で、ＣＰＵが、ステージ制御系１９、ウエハステージ駆動部２４及びウエハステージＷＳＴを介して行う上記ステップ１１９の処理によって、複数の開口ＯＰｎの一つを計測に用いる受光用開口として選択的に設定する開口径調整装置が実現されている。また、主制御系２０のＣＰＵが行うステップ１２５の処理によって光学特性算出装置が実現され、該光学特性算出装置と上記開口径調整装置とを含んで光学特性測定装置が実現されている。なお、上記のソフトウェアプログラムで実現した構成部分の少なくとも一部をハードウェアにて構成しても良いことは勿論である。
【０１３２】
以上説明したように、本実施形態に係る光学特性計測装置によると、主制御系２０により、投影光学系ＰＬによる結像面近傍のピンホールパターンの結像状態に応じた大きさの系を有する開口（波面センサ９０の標示板９１に設けられた開口ＯＰ１〜ＯＰ３のうちの一つ）がピンホールパターンの結像位置に移動するようにステージ制御系１９を介してウエハステージＷＳＴが移動される。すなわち、このようにして、受光用開口の径の大きさが、投影光学系ＰＬによる結像面近傍の測定用開口パターンの結像状態に応じて前述の開口系調整装置により調整される。そして、パターン像位置検出装置を構成する波面センサ９０により受光用開口を介した光が波面分割され、それによりＣＣＤの受光面に形成された複数のパターン像それぞれの位置情報が、波面データ処理装置８０によって検出される。そして、主制御系２０により、検出された複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、投影光学系ＰＬの光学特性が算出される。すなわち、投影光学系ＰＬによる結像面近傍のピンホールパターンＰＨ１〜ＰＨｊの結像状態に応じて、計測に用いられる開口を選択することにより、投影光学系を介して形成されるピンホールパターン像の周縁部が開口を通過せずに遮られるような事態が防止される。したがって、開口を介した光を波面分割して形成される複数のピンホールパターン像それぞれの位置情報を検出することで、ピンホールパターンの結像状態にかかわらず、投影光学系ＰＬの光学特性を高精度に算出することが可能となる。
【０１３３】
また、本実施形態の露光装置によると、光学特性測定装置を用いて前述の如くして高精度に算出された投影光学系ＰＬの波面収差に基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差の調整を行うことにより、投影光学系ＰＬの波面収差の高精度な調整、ひいては高精度な露光を実現することが可能となる。
【０１３４】
また、本実施形態によると、計測用レチクルＲＴには、較正用開口パターン９８が形成され、主制御系２０が、使用する開口を選択した後に、較正用開口パターン９８、投影光学系ＰＬ、及び開口（ＯＰ１〜ＯＰ３）を介した光に基づいて、波面収差測定光学系の波面収差を測定し、これを用いて投影光学系ＰＬの波面収差を補正（キャリブレーション）する。従って、波面センサ９０内の波面収差測定光学系の収差の影響を受けることなく、投影光学系ＰＬの高精度な調整を行うことが可能である。
【０１３５】
さらに、本実施形態では、最も径の小さい開口ＯＰ３が波面収差測定光学系の光軸ＡＸ１上に形成されているので、開口ＯＰ３を用いた高精度な投影光学系ＰＬの収差計測を実現することができる。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、開口としては、径がそれぞれ異なる３つの開口（ＯＰ１〜ＯＰ３）を設けることとしたが、これに限らず、径の異なる開口を４つ以上設けることとしても良いし、あるいは、径の異なる２つの開口を設けることとしても良い。
【０１３７】
また、径の異なる複数の開口を設ける場合に限らず、例えば、径の調整が可能な第１の絞り機構としての絞り機構（例えば虹彩絞り機構など）を設け、波面収差の計測が進むにつれてその径を段階的に小さくすることとしても良い。
【０１３８】
なお、上記実施形態では開口の番号を表すカウンタｎの初期設定値を１とすることとしたが、これは前述のように予備計測などにより決定されるものであるから、カウンタｎの初期設定値が２、３のいずれであっても良く、この場合には、カウンタｎ＝１（又は、ｎ＝１及び２）の場合の上記動作が省略されることとなる。
【０１３９】
また、上記実施形態では、ｎ＝２、３の場合にはスポット像を計測する以前に波面センサ９０を構成する波面収差測定光学系のキャリブレーションを行うこととしたが、ｎ＝１の場合についても、第１開口ＯＰ１から球面波を発生することが可能な場合には、ｎ＝２，３の場合と同様にキャリブレーションを行うこととしても良いし、あるいは、実験等によりキャリブレーションが無視できる程度に小さい場合には、キャリブレーションを行わなくても良い。また、例えば、キャリブレーションを行う必要性を判断するタイマーや温度センサを設けておき、それらに基づいて、定期的に（又は不定期で）キャリブレーションを行うこととしても良い。
【０１４０】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について図８及び図９に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１４１】
この第２の実施形態においては、前述した第１の実施形態と比べて、波面センサ９０の標示板９１の開口、及び計測に用いられるレチクルの構成が一部異なり、これに伴って投影光学系ＰＬの波面収差の計測方法が異なるのみで、その他の部分の構成等は同一である。従って、以下では、この相違点を中心として説明するものとする。
【０１４２】
本第２の実施形態においては、波面センサ９０の標示板９１には、上記第１実施形態において説明した径の最も小さな開口（第３開口ＯＰ３）と同様の開口（以下、「開口ＯＰ」とする）が波面収差測定光学系の光軸ＡＸ１上に設けられている。
【０１４３】
図８には、本第２の実施形態にかかる計測用レチクルＲＴ’が示されている。この図８に示されるように計測用レチクルＲＴ’には、上記第１の実施形態と同様の較正用開口９８と、最も小さな径を有するピンホールパターンＰＨ１１〜ＰＨ１ｊが所定数（ここでは９個）形成された領域（以下「第１領域ＡＲ１」と呼ぶ）と、２番目に小さな径を有するピンホールパターンＰＨ２１〜ＰＨ２ｊが所定数（ここでは９個）形成された領域（以下「第２領域ＡＲ２」と呼ぶ）と、最も大きな径を有するピンホールパターンＰＨ３１〜ＰＨ３ｊが所定数（ここでは９個）形成された領域（以下「第３領域ＡＲ３」と呼ぶ）とが設けられている。
【０１４４】
これらピンホールパターンは、最大径のピンホールパターンＰＨ３１〜ＰＨ３ｊであっても、球面波を発生可能な程度の大きさに設定されている。より具体的には、最大径のピンホールパターンＰＨ３１〜ＰＨ３ｊの径ＲＰ１は、投影光学系ＰＬの結像倍率をβ、波面センサ９０の標示板９１に形成された開口ＯＰの径をＲＲ、波面センサ９０内の光学系の開口数をＮＡ、照明光の波長をλとしたときに、
ＲＲ−１０・λ／ＮＡ＜ＲＰ１／β≦ＲＲ−２・λ／ＮＡ　　　…（３）
で表される条件を満たし、２番目に大きなピンホールパターンＰＨ２１〜ＰＨ２ｊの径ＲＰ２は、
ＲＲ−２０・λ／ＮＡ≦ＲＰ２／β≦ＲＲ−１０・λ／ＮＡ　　…（４）
で表される条件を満たしている。
【０１４５】
その他の構成については、上記第１の実施形態と同一である。
【０１４６】
次に、上述したような計測用レチクルＲＴ’及び波面センサを用いた投影光学系ＰＬの波面収差の計測及び調整方法について、主制御系２０内のＣＰＵの処理アルゴリズムを示す図９に基づいて説明する。
【０１４７】
なお、以下の動作の前提として、波面センサ９０はウエハステージＷＳＴに既に装着されており、また、波面データ処理装置８０と主制御系２０とが信号線又は無線などの通信路を介して接続されているものとする。また、ウエハステージＷＳＴに装着された波面センサ９０の開口ＯＰとウエハステージＷＳＴとの位置関係は、２次元位置検出用マークＭをアライメント検出系ＡＳで観察することにより正確に求められている。
【０１４８】
また、上記第１実施形態と同様、図９のフローチャートが開始される以前に、未調整の投影光学系ＰＬの波面収差を予備計測やシミュレーション等で求め、ピンホールパターンの像の結像状態に応じた像の大きさを予め把握しておき、その結果に基づいて、カウンタｎの初期設定値を設定することとしている。なお、本実施形態ではカウンタｎの初期値として１が設定されているものとする。
【０１４９】
まず、図９のステップ２１１において、不図示のレチクルローダにレチクルステージＲＳＴへの計測用レチクルＲＴ’のロードを指示する。この指示に応じ、レチクルローダにより、計測用レチクルＲＴ’がレチクルステージＲＳＴ上にロードされる。
【０１５０】
次のステップ２１２では、計測用レチクルＲＴ’のレチクルアライメントを上記第１の実施形態と同様にして、行う。
【０１５１】
次のステップ２１３では、フラグＦを初期化する（Ｆ←０）。
【０１５２】
次のステップ２１５では、上記第１の実施形態のステップ１１７と同様の手順で、波面収差測定光学系のキャリブレーションを行う。
【０１５３】
すなわち、計測用レチクルＲＴ’に形成された矩形の較正用開口９８が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置するように、ステージ制御系１９を介してレチクルステージＲＳＴを移動するとともに、波面センサ９０の開口ＯＰが光軸ＡＸ上に位置するように、ステージ制御系１９を介してウエハステージＷＳＴを移動し、その後、照明系１０内の光源からのレーザビームを発光することにより行われる。
【０１５４】
そして、キャリブレーションが終了すると、キャリブレーションの終了及び得られた位置ずれ（Δｘ，Δｙ）のデータが波面データ処理装置８０から主制御系２０に通知される。
【０１５５】
次のステップ２１６では、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【０１５６】
次のステップ２１７では、フラグＦが１であるか否かを判断することにより、計測用レチクルＲＴ’の移動が必要か否かを判断する。この場合、Ｆは初期化されており、計測用レチクルＲＴ’の移動が必要であるので、ここでの判断は否定され、ステップ２１８に移行する。
【０１５７】
このステップ２１８では、照明領域に計測用レチクルＲＴ’の第ｎ領域ＡＲｎ（ここでは第１領域ＡＲ１）が一致するべく、ステージ制御系１９に、レチクルステージＲＳＴの移動を指示する。この指示に応じ、ステージ制御系１９によって、レチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動部を介してレチクルステージＲＳＴが移動される。
【０１５８】
次いで、ステップ２１９では、領域ＡＲｎ内の第ｉ番目のピンホールパターン（ここでは領域ＡＲ１内のピンホールパターンＰＨ１，１）の像の結像点へ開口ＯＰを移動させるべく、ステージ制御系１９に、ウエハステージＷＳＴの移動を指示する。この指示に応じ、ステージ制御系１９によって、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつ、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴが移動される。この結果、波面センサ９０の標示板９１上の開口ＯＰがピンホールパターンＰＨ１，ｉ（この場合、ＰＨ１，１）の投影光学系ＰＬによる結像位置に一致する。また、これとともに、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）の検出結果に基づいて、ピンホールパターンＰＨ１，ｉ（この場合、ＰＨ１，１）の像が結像される像面に波面センサ９０の標示板９１上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴをＺ軸方向に微少駆動する。このとき、必要に応じてウエハステージＷＳＴ及び波面センサ９０の傾斜を調整しても良い。これにより、ピンホールパターンＰＨ１，ｉ（この場合、ＰＨ１，１）の共役位置へ開口ＯＰが位置決めされ、ピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ここでは、ピンホールパターンＰＨ１，１）からの光に関する投影光学系ＰＬの波面収差測定のための光学的な各装置の配置が終了する。
【０１５９】
次のステップ２２０では、不図示の光源に対してレーザビーム発光を指示する。これに応じて、光源からはレーザビームの発光がなされ、これにより照明系１０からの照明光ＩＬが、計測用レチクルＲＴ’の領域ＡＲ１に照射される。これにより、計測用レチクルＲＴ’上の領域ＡＲ１内のピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ｉ＝１〜ｊ）からの光が投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、ピンホールパターンＰＨ１，ｉの像が像面に結像される。
【０１６０】
次のステップ２２１では、照明系１０内の不図示の可動レチクルブラインドを、不図示の駆動装置を介して駆動し、計測用レチクルＲＴ’上のピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ｉ＝１〜ｊ）のうちの着目するピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ここでは、ＰＨ１，１）のみを含む微小領域部分にのみ照明光ＩＬが照射されるように、照明領域を制限する。これにより、着目するピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ここではＰＨ１，１）からの光のみが投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、その着目するピンホールパターンＰＨ１，ｉの像が波面センサ９０で撮像され、その撮像信号が波面データ処理装置８０に供給される。この計測の原理は上記第１の実施形態と同様である。
【０１６１】
次のステップ２２２では、波面データ処理装置８０に対して、スポット像位置の検出を指示する。この指示に応じて、波面データ処理装置８０により、上記第１の実施形態のステップ１２２と同様にして、スポット像の位置が検出される。
【０１６２】
次のステップ２２３では、カウンタｉを参照して、計測用レチクルＲＴ’上の領域ＡＲ１内の全てのピンホールパターンについてのスポット像の位置検出が終了したか否かを判断する。ここでは、カウンタｉ＝１であり、第１番目のピンホールパターンＰＨ１，１の像について位置検出が終了したのみなので、このステップ２２３における判断は否定され、ステップ２２４に移行して、カウンタｉを１インクリメントした（ｉ←ｉ＋１）後、ステップ２１９に戻る。
【０１６３】
そして、その後、ステップ２２３における判断が肯定されるまで、上記ステップ２１９→２２０→２２１→２２２→２２３→２２４のループにおける処理、判断を繰り返す。すなわち、残りの計測対象である着目するピンホールパターンＰＨ１，ｉ（ｉ＝２〜ｊ）のそれぞれについて、以下の動作を順次行う。すなわち、着目するピンホールパターンＰＨ１，ｉの像の結像点に波面センサ９０の開口ＯＰのほぼ中心を位置決めし、可動レチクルブラインドによる照明領域の制限を行い、その着目するピンホールパターンからの光に由来する各スポット像の結像位置を波面センサ９０及び波面データ処理装置８０を用いて検出する。
【０１６４】
このようにして、領域ＡＲ１内の全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊ（ｊは領域内のピンホールパターンの総数）となってステップ２２３における判断が肯定され、ステップ２２５に移行する。この段階では、波面データ処理装置８０のＲＡＭ内には、前述した各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データ（各ピンホール像の結像点における計測を行った際のウエハ干渉計１８の計測値（Ｘｉ，Ｙｉ））とが格納されている。
【０１６５】
そこで、ステップ２２５では、波面データ処理装置８０からＲＡＭ内に格納されているデータを、前述の通信路を介して受け取り、各ピンホール像の結像点に対応する投影光学系ＰＬの瞳面における波面の傾きに対応する位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、例えば、周知のツェルニケ多項式を用いて、波面を復元する、すなわち波面収差を算出する。
【０１６６】
ここで、前述のように、ステップ２１５において波面収差測定光学系のキャリブレーションが実行され、その結果データが得られているので、そのキャリブレーション結果のデータを考慮して、波面収差の算出が行われる。
【０１６７】
次のステップ２２６では、領域を示すカウンタｎが３であるか否かを判断する。ここでは、ｎ＝１であるので、ここでの判断は否定され、ステップ２２７に移行して、カウンタｎを１インクリメントした後、ステップ２２８に移行する。
【０１６８】
このステップ２２８では、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、その波面収差を低減させるような結像特性の調整量を算出して、その調整量を目標値として与えることにより、結像特性補正コントローラ５１に対して投影光学系ＰＬの波面収差の調整を指示する。この指示に応じて結像特性補正コントローラ５１は、レンズエレメントの移動制御等を行い、投影光学系ＰＬの波面収差を調整する。
【０１６９】
この調整が終了すると、ステップ２１６に戻って、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【０１７０】
次のステップ２１５では、前述のフラグＦが１であるか否かを再び判断する。この場合、フラグＦは初期化されたままであるため、Ｆ＝０である。従って、ここでの判断は否定され、次のステップ２１８に移行する。
【０１７１】
このステップ２１８では、カウンタｎの値を参照しつつ、照明領域に計測用レチクルの第ｎ領域ＡＲｎ（ここでは第２領域ＡＲ２）を一致させるべく、ステージ制御系１９にレチクルステージＲＳＴの移動を指示する。この指示に応じて、ステージ制御系１９によってレチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動部を介してレチクルステージＲＳＴが移動される。
【０１７２】
その後は、ステップ２１９→２２０→２２１→２２２→２２３→２２４のループにおける処理判断を、ステップ２２３における判断が肯定されるまで、繰り返す。このようにして、第２領域ＡＲ２内の全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊとなってステップ２２３における判断が肯定され、ステップ２２５に移行する。
【０１７３】
そして、ステップ２２５では、ｎ＝１の場合と同様に、波面収差の算出を行い、次のステップ２２６においてｎ＝３であるか否かが判断される。ここでは、ｎ＝２であるので、判断は否定され、ステップ２２７に移行して、カウンタｎを１インクリメントした後、ステップ２２８に移行する。
【０１７４】
このステップ２２８では、これまでと同様にして、投影光学系ＰＬの波面収差を調整する。
【０１７５】
その後は、ステップ２１６，２１７を経て、ステップ２１８にて、計測用レチクルＲＴ’の第３領域ＡＲ３が照明領域と一致するように、レチクルステージＲＳＴが移動され、ステップ２１９→２２０→２２１→２２２→２２３→２２４のループを、ステップ２２３の判断が肯定されるまで繰り返す。そして、第３領域ＡＲ３内の全ピンホールパターン像についてのスポット像位置の検出が終了すると、カウンタｉ＝ｊとなってステップ２２３における判断が肯定され、ステップ２２５に移行する。
【０１７６】
このステップ２２５では、これまでと同様に投影光学系ＰＬの波面収差を算出する。
【０１７７】
次いで、ステップ２２６では、カウンタｎが３であるか否かを判断する。ここでは、ｎ＝３であるので、ここでの判断は肯定され、ステップ２２９に移行して、フラグＦを立てる（Ｆ←１）。
【０１７８】
次のステップ２３０では、上記ステップ２２５において算出された波面収差が予め定められている許容値以下であるか否かを判断する。ここでの判断が否定されると、ステップ２２８に戻り、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、前述と同様にして結像特性補正コントローラ５１を介して波面収差を調整する。
【０１７９】
この調整が終了すると、ステップ２１６に戻って、計測に用いられるピンホールパターンの番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。
【０１８０】
次のステップ２１７ではフラグＦが１であるか否かを判断するが、この場合、フラグＦ＝１である。従って、ここでの判断は肯定されてステップ２３１に移行し、フラグＦを降ろす（Ｆ←０）。
【０１８１】
その後、ステップ２１９に移行して、以後、ステップ２１９→２２０→２２１→２２２→２２３→２２４のスポット像位置計測の処理ループ→ステップ２２５→２２６→２２９→２３０→２２８→２１６→２１７→２３１の多重ループの処理を、ステップ２３０における判断が肯定されるまで、繰り返す。すなわち、このようにして、第３領域ＡＲ３内のピンホールパターンＰＨ３，ｉ（ｉ＝１〜ｊ）からの光に由来する各スポット像の結像位置の計測、その計測結果及びステップ２１５で得たキャリブレーション結果のデータに基づく波面収差の算出、及び波面収差の調整を繰り返す。
【０１８２】
そして、このようにして、投影光学系ＰＬの波面収差が許容値以下になった場合、あるいは当初から波面収差が許容値以下であった場合には、ステップ２３０における判断が肯定され、本ルーチンの一連の処理を終了する。その後、オペレータにより、波面センサ９０のウエハステージＷＳＴからの取り外し、必要な場合には波面データ処理装置８０と主制御系２０との接続の切断が行われることとなる。
【０１８３】
その他の構成、動作等については、上記第１の実施形態と同様である。
【０１８４】
これまでの説明から明らかなように、本第２の実施形態では、ステージ制御系１９、レチクル駆動部及びレチクルステージＲＳＴ、並びに主制御系２０、より具体的にはＣＰＵとソフトウェアプログラムとによって、開口径調整装置が実現されている。すなわち、計測用レチクルＲＴ’がレチクルステージＲＳＴに装着された状態で、ＣＰＵが、ステージ制御系１９、レチクル駆動部及びレチクルステージＲＳＴを介して行う上記ステップ２１８の処理によって、３つの領域のうちの１つの領域に形成された複数のピンホールパターンを計測に用いる測定用開口パターンとして選択的に設定する開口径調整装置が実現されている。また、主制御系２０のＣＰＵが行うステップ２２５の処理によって光学特性算出装置が実現され、該光学特性算出装置と上記開口径調整装置とを含んで光学特性測定装置が実現されている。なお、上記のソフトウェアプログラムで実現した構成部分の少なくとも一部をハードウェアにて構成しても良いことは勿論である。
【０１８５】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、計測用レチクルＲＴ’に径の異なる３種類のピンホールパターンを設けておき、投影光学系ＰＬの収差の大きさに応じて計測に使用するピンホールパターンを選択し、それぞれの位置情報を検出する。そして、検出された複数のパターン像それぞれの位置情報に基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差を算出する。すなわち、投影光学系の波面収差を、予備計測やシミュレーションにより求めた後、その波面収差が大きいときには、第１領域内のピンホールを使い、その後、波面収差が調整された後に、第２、第３領域内のピンホールを使って波面収差を求めている。従って、投影光学系ＰＬの波面収差に応じて、ピンホールパターンの径の大きさを調整することができ、投影光学系ＰＬを介して形成されるピンホールパターン像の周縁部が開口を通過せずに遮られるのが抑制される。したがって、第１の実施形態と同様に、投影光学系ＰＬの波面収差を高精度に算出することが可能である。
【０１８６】
また、上記のように高精度に算出された投影光学系ＰＬの波面収差の算出結果に基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差の調整が行うことにより、高精度な投影光学系ＰＬの波面収差の調整、ひいては高精度な露光を実現することが可能である。
【０１８７】
また、本実施形態では、一連の計測において、１つの開口を用いることとしているので、最初に一回だけキャリブレーションを行えば、全計測結果にそのキャリブレーション結果を反映することが可能である。しかしながら、これに限らず、光学特性測定光学系のキャリブレーションをカウンタｎがインクリメントされる度に行うこととしても良い。
【０１８８】
なお、本実施形態の計測用レチクルとしては、図１０に示されるような計測用レチクルＲＴ”を用いることができる。この計測用レチクルＲＴ”は、図８の計測用レチクルＲＴ’と異なり、径の異なる３種類のピンホールパターンが１つの領域ＡＲ内に形成されている。このような計測用レチクルＲＴ”を採用することにより、図９のフローチャートにおけるフラグを省略することができる（すなわち、ステップ２１３，２１７，２２９，２３１の省略ができる）とともに、ステップ２１８の計測用レチクルの移動をカウンタｎの更新ごとに行う必要がなく、カウンタｎが初期値のときにのみ計測用レチクルの移動を行えば良いこととなる。
【０１８９】
なお、上記実施形態では、計測用レチクルＲＴ’に３種類のピンホールを形成することとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、複数のピンホールが形成されていれば、その数は任意であって良い。
【０１９０】
また、上記実施形態では径の異なるピンホールを１枚の計測用レチクルＲＴ’上に形成することとしたが、その径を調整可能なピンホールを計測用レチクルＲＴ’に形成しておき、段階的にその径を調整可能とすることとしても良い。また、計測用レチクルの代わりに、レチクルステージ上に光透過窓を設け、この光透過窓にピンホールパターンを形成しても良い。
【０１９１】
なお、上記各実施形態では、露光にあたっては波面収差計測装置７０を露光装置本体６０から切り離したが、波面収差計測装置７０を露光装置本体６０に装着したままで露光しても良いことは勿論である。
【０１９２】
なお、上記各実施形態では、位置検出の対象像をスポット像としたが、他の形状のパターンの像であっても良い。
【０１９３】
また、上記各実施形態では、露光装置における投影光学系の収差計測に本発明を適用したが、露光装置に限らず、他の種類の装置における結像光学系の諸収差の計測にも本発明を適用することができる。
【０１９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学特性測定方法及び光学特性測定装置によれば、被検光学系の光学特性を高精度に算出することができるという効果がある。
【０１９５】
また、本発明の光学系の調整方法によれば、被検光学系の光学特性を高精度に調整することができるという効果がある。
【０１９６】
また、本発明の露光装置によれば、露光精度を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の波面センサの構成を概略的に示す図である。
【図３】図２の標示板の表面状態を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図２のマイクロレンズアレイの構成を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係る投影光学系の収差測定及び収差調整の処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る計測用レチクルに形成されたパターンの例を示す図である。
【図７】波面収差測定時における光学配置を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態に係る計測用レチクルに計測されたパターンの例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る投影光学系の収差測定及び収差調整の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】変形例に係る計測用レチクルを説明するための図である。
【符号の説明】
１９…ステージ制御系（開口径調整装置の一部、光学特性測定装置の一部）、２０…主制御系（開口径調整装置の一部、光学特性測定装置の一部、光学特性算出装置）、２４…ウエハステージ駆動部（開口径調整装置の一部、光学特性測定装置の一部）、９０…波面センサ（パターン像位置検出装置、光学特性測定装置の一部）、９１…標示板（開口板部材）、９４…マイクロレンズアレイ（波面分割光学系）、９８…較正用開口（較正用開口パターン）、１００…露光装置、ＩＬ…照明光（光，露光光）、ＯＰ１〜ＯＰ３…第１〜第３開口（受光用開口）、ＰＨ１〜ＰＨｊ…ピンホールパターン（測定用開口パターン）、ＰＬ…投影光学系（被検光学系）、ＲＴ…計測用レチクル（パターン形成部材）、Ｗ…ウエハ（基板），ＷＳＴ…ウエハステージ（開口径調整装置の一部）。
【図１】
2004079671.tif 000003
【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】
2004079671.tif 000009
【図８】
2004079671.tif 000010
【図９】
2004079671.tif 000011
【図１０】
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