JP2005311296A - 波面収差測定方法、波面収差測定系の校正方法、波面収差測定装置、及び投影露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波面分割素子を用いながらもその波面分割素子に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定する。
【解決手段】被検光学系（ＰＬ）に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段（１１，１２）と、測定光束の何れかの光路に配置され、測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段（１３）と、被検光学系による複数の光束の集光面近傍に挿入され、複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスク（１５）と、１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、マスクの１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換え、切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、変化の情報に基づき被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投影光学系などの被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定方法、被検光学系の波面収差を測定するための波面収差測定系の校正方法、被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置に関する。また、本発明は、投影光学系の波面収差を自己測定することの可能な投影露光装置に関する。

近年、半導体回路素子のパターンの微細化が進み、その製造装置である投影露光装置の露光波長には従来以上に短いものが要求されるようになった。
そこで開発されたのが、露光波長が１３ｎｍに抑えられたＥＵＶＬ（極端紫外線露光技術，Extreme Ultra Violet Lithography）である。
このＥＵＶＬ用の投影光学系は、高い性能が必要とされるので、その波面収差の許容範囲は０．５ｎｍＲＭＳ程度とされる。それに伴い、その波面収差の測定への要求精度も、０．１ｎｍＲＭＳ以下と厳しくなる。

但し、使用波長が短い投影光学系の波面収差測定には、短波長光を吸収し易い屈折レンズを用いることができないので、反射面を組み合わせた測定系を適用せざるを得ない。
この測定系は、シアリング干渉、点回折及びシアリング干渉などの原理を利用した波面収差測定系である（特許文献１，特許文献２など）。
この原理の波面収差測定系においては、被検光学系に投光した測定光束を２光束に横ずらし（分割）する回折格子が必須となる。
特開２００３−８６５０１号公報 特開２００３−２５４７２５号公報

しかしながら、回折格子を用いた波面収差測定系では、回折格子の製造誤差（具体的には刻線パターンの刻線ひずみや回折面のチルト）が測定精度に影響を及ぼしている。
そこで本発明は、回折格子などの波面分割手段を用いながらもその波面分割手段に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定することのできる波面収差測定方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、波面分割手段を用いた波面収差測定系の校正を高精度に行うことのできる波面収差測定系の校正方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の波面収差測定方法は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた波面収差測定系を利用する波面収差測定方法であって、前記マスクの前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、前記変化の情報に基づき前記被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順とを有したことを特徴とする。

請求項２に記載の波面収差測定方法は、請求項１に記載の波面収差測定方法において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項３に記載の波面収差測定方法は、請求項２に記載の波面収差測定方法において、前記１対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、前記１対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する０次回折光束であることを特徴とする。

請求項４に記載の波面収差測定方法は、請求項３に記載の波面収差測定方法において、前記１以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項５に記載の波面収差測定方法は、請求項３に記載の波面収差測定方法において、前記１次以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−スリットの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。

請求項６に記載の波面収差測定方法は、請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定方法において、前記演算手順では、前記変化の情報のみに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求めることを特徴とする。
請求項７に記載の波面収差測定方法は、請求項２に記載の波面収差測定方法において、前記１対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束であることを特徴とする。

請求項８に記載の波面収差測定方法は、請求項７に記載の波面収差測定方法において、前記１対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくともピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項９に記載の波面収差測定方法は、請求項７又は請求項８に記載の波面収差測定方法において、前記演算手順では、予め求められた前記回折格子の固有誤差情報と前記変化の情報とに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求めることを特徴とする。

請求項１０に記載の波面収差測定系の校正方法は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた波面収差測定系の校正方法であって、前記マスクの前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、前記変化の情報に基づき前記回折格子の固有誤差情報を求める演算手順とを有したことを特徴とする。

請求項１１に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項１０に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項１２に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項１１に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記１対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、前記１対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する０次回折光束であることを特徴とする。

請求項１３に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項１２に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記１以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。

請求項１４に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項１１に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記１対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束であることを特徴とする。
請求項１５に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項１４に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記１対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。

請求項１６に記載の波面収差測定装置は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、前記マスクは、前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されていることを特徴とする。

請求項１７に記載の波面収差測定装置は、請求項１６に記載の波面収差測定装置において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項１８に記載の波面収差測定装置は、請求項１７に記載の波面収差測定装置において、前記１対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、前記１対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する０次回折光束であることを特徴とする。

請求項１９に記載の波面収差測定装置は、請求項１７に記載の波面収差測定装置において、前記１対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束であることを特徴とする。
請求項２０に記載の投影露光装置は、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系と、前記レチクルを照明光束で照明する照明光学系と、前記投影光学系のレチクル面の近傍に挿入可能であり、挿入時には前記照明光束を所定の波面形状の光束に変換する変換手段と、前記投影光学系とウエハ面との間の前記照明光束の光路に挿入可能であり、かつ挿入時にはその照明光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記ウエハ面の近傍に挿入可能であり、かつ前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた投影露光装置であって、前記マスクは、前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されていることを特徴とする。

請求項２１に記載の投影露光装置は、請求項２０に記載の投影露光装置において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項２２に記載の投影露光装置は、請求項２１に記載の投影露光装置において、前記１対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束であることを特徴とする。

本発明によれば、回折格子などの波面分割手段を用いながらもその波面分割手段に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定することのできる波面収差測定方法が実現する。
また、本発明によれば、波面分割手段を用いた波面収差測定系の校正を高精度に行うことのできる波面収差測定系の校正方法が実現する。

また、本発明によれば、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置が実現する。
また、本発明によれば、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置が実現する。

［第１実施形態］
図１、図２に基づき本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定装置の実施形態である。
先ず、本測定装置の構成を説明する。
図１に示すように、波面収差測定装置には、被検光学系ＰＬがセットされ、その被検光学系ＰＬの使用波長と同じ波長のコヒーレントな光束を出射する照明光学系（請求項の投光手段に対応）１１が備えられる。

以下、被検光学系ＰＬは、ＥＵＶＬ用の投影光学系であり、光源１は、ＥＵＶ（極端紫外光）を出射する光源とする。
波面収差測定装置には、照明光学系１１の側から順に、ピンホールミラー（反射型のピンホールである。請求項の投光手段に対応）１２、被検光学系ＰＬ、回折格子（請求項の波面分割手段に対応）１３、マスク１５、撮像素子（請求項の検出手段に対応）１７が配置される。

ピンホールミラー１２が配置されるのは、被検光学系ＰＬの物体面の近傍であり、マスク１５が配置されるのは、被検光学系ＰＬの像面の近傍である。回折格子１３が配置されるのは、被検光学系ＰＬとマスク１５との間である。
ここで、回折格子１３は、その刻線方向が被検光学系ＰＬの像面内の所定方向（以下、Ｙ方向とする。）に一致するような配置方向で配置されている。このとき、回折格子１３の波面分割方向は、Ｘ方向となる。

なお、この波面収差測定装置には、マスク１５を支持するマスクステージ１６、回折格子１３を支持する格子ステージ１４などの機構部、格子ステージ１４を駆動する駆動回路１４ｃ、マスクステージ１６を駆動する駆動回路１６ｃ、各部を制御するコンピュータなどの制御部１９も備えられる。
次に、本測定装置の基本動作を説明する。

測定時、照明光学系１１はコヒーレントな光束を射出する。ピンホールミラー１２及び照明光学系１１の位置は、その光束の余分な光線をカットし、被検光学系ＰＬの物体面上の測定対象点に２次点光源が形成されるよう調整される。この２次点光源から射出する発散光束は、理想球面波となる。この理想球面波が、測定光束である。回折格子１３，マスク１５，及び撮像素子１７は、被検光学系ＰＬの像空間においてその測定対象点に対応する位置に配置される。

測定光束は、被検光学系ＰＬに入射するとその被検光学系ＰＬ内の各光学面を経由し、その波面に被検光学系ＰＬの収差に起因する波面誤差（被検光学系ＰＬの収差成分）を重畳させた状態で、被検光学系ＰＬの像面に集光する集光光束となって回折格子１３に入射する。
回折格子１３は、測定光束を０次，１次，・・・の各次数の回折光束に分割する。各回折光束は、像面上の互いに異なる各点に集光する。分割された各回折光束の様子は、図１中左下の円枠内に模式的に示すとおりである。なお、本明細書では、回折せずに透過した光束を「０次回折光束」と称し、１次以降の次数の各回折光束と同様に「回折光束」に含める。

回折格子１３の波面分割方向がＸ方向であるときには、これらの集光点の並び方向も、Ｘ方向となる。
各点に集光する各回折光束のうち特定の２点に集光するものは、後述する干渉縞に寄与する回折光束としてマスク１５を通過し、他の各点に集光するものはその干渉縞に影響を与えないようマスク１５においてカットされる。

マスク１５を通過した２つの回折光束は、撮像素子１７の撮像面にスポットを形成し、２つの回折光束が形成する２つのスポットの重畳領域に、干渉縞を生成する。
撮像素子１７は、その撮像面上の輝度分布の画像データＩを取得し、制御部１９に送出する（以上、画像データの取得）。
制御部１９は、その画像データＩを、干渉縞の位相分布のデータ（位相データ）Ｄに変換し、その位相データＤから、被検光学系ＰＬの波面収差を求める（以上、データの解析）。

なお、一般に画像データＩの取得は、回折格子１３の波面分割方向をＹ方向に変更した上で再度行われる。このとき、マスク１５のマスクパターンも９０°回転したものに変更される。
また、制御部１９は、被検光学系ＰＬの物体面上の測定対象点を変更する制御なども行う。また、制御部１９は、各画像データＩの取得に先立ち、回折格子１３やマスク１５のアライメントをする制御なども行う。

次に、マスク１５を説明する。
マスク１５には、図２に示すように、複数のマスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙが並べて形成される。また、マスクス１５をアライメントする際に用いられるアライメントマーク１５Ｍも一緒に並べて形成されている。

各マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙは、等間隔で開口対を有している。
本測定装置では、これら開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致している。
マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘの開口対の並び方向は、Ｘ方向であり、マスクパターン１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙの開口対の並び方向は、Ｙ方向である。

マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘの何れかのマスクパターンは、回折格子１３の波面分割方向がＸ方向であるときに用いられる。
マスクパターン１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙの何れかのマスクパターンは、回折格子１３の波面分割方向がＹ方向であるときに用いられる。
ここで、開口タイプは２種類あり、その一方は、入射した回折光束から理想球面波を生成するピンホールＰであり、他方は、入射した回折光束をそのまま透過する透過窓Ｈである。

このうち、ピンホールＰを透過した方の回折光束の波面は、被検光学系ＰＬの収差に依らず理想球面となり、透過窓Ｈを透過した方の回折光束の波面は、被検光学系ＰＬの収差成分を重畳させたままとなる。
マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘの間では、開口タイプの組み合わせが異なる。

開口タイプの組み合わせを、「１次回折光束に対する開口タイプ−０次回折光束に対する開口タイプ」の順に示すと、マスクパターン１５−１Ｘの開口タイプの組み合わせは「透過窓Ｈ−ピンホールＰ」であり、マスクパターン１５−２Ｘの開口タイプの組み合わせは「透過窓Ｈ−透過窓Ｈ」であり、マスクパターン１５−３Ｘの開口タイプの組み合わせは「ピンホールＰ−ピンホールＰ」であり、マスクパターン１５−４Ｘの開口タイプの組み合わせは「ピンホールＰ−透過窓Ｈ」である。

マスクパターン１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙの間でも、開口タイプの組み合わせが異なる。
マスクパターン１５−１Ｙの開口タイプの組み合わせは「透過窓Ｈ−ピンホールＰ」であり、マスクパターン１５−２Ｙの開口タイプの組み合わせは「透過窓Ｈ−透過窓Ｈ」であり、マスクパターン１５−３Ｙの開口タイプの組み合わせは「ピンホールＰ−ピンホールＰ」であり、マスクパターン１５−４Ｙの開口タイプの組み合わせは「ピンホールＰ−透過窓Ｈ」である。

次に、本測定装置の特徴動作を説明する。
上述したように、マスク１５には複数のマスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙが並べて形成されるので、制御部１９は、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙの何れか１つを＋１次回折光束及び０次回折光束の光路にセットする（ここでは、＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。）ために、各マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙそれぞれのアライメントマーク１５Ｍを基準とした位置座標の情報を予め記憶している。

制御部１９は、マスク１５のアライメントに当たり、駆動回路１６ｃに指示を出してマスクステージ１６を像面と平行な方向に移動させつつ撮像素子１７を駆動し、測定光束とアライメントマーク１５Ｍとが所定の位置関係となる状態を撮像素子１７の出力から検知し、その状態におけるマスクステージ１６の座標（基準座標）を記憶する。
特定のマスクパターンを１次回折光束及び０次回折光束の光路にセットする際には、制御部１９は、基準座標と予め記憶した位置座標の情報とに基づき、その特定のマスクパターンをセットするのに必要なマスクステージ１６の位置座標を求め、その位置座標を示す信号を駆動回路１６ｃに与える。駆動回路１６ｃは、マスクステージ１６をその位置座標に配置するのに必要な距離だけマスクステージ１６を移動させる。

次に、本測定装置の効果を説明する。
本測定装置のマスク１５には、複数のマスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙが予め形成されているので、マスク１５を移動させるだけで、＋１次回折光束に対する開口タイプと０次回折光束とに対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることができる。

したがって、本測定装置は、後述する第２実施形態の測定方法、第３実施形態の校正方法、及び第４実施形態の測定方法に好適である。
（その他）
なお、本測定装置においては、回折格子１３の挿入位置が、被検光学系ＰＬのマスク１５と同じ側（像側）とされているが、被検光学系ＰＬのマスク１５と反対側（物体側）であってもよい（図１※参照）。

また、本測定装置のマスク１５には、波面分割方向がＸ方向であるときに使用されるマスクパターンと、波面分割方向がＹ方向であるときに使用されるマスクパターンとが、それぞれ４種類ずつ形成されているが、後述する各実施形態で使用されるマスク１５には、そこで必要とされる各マスクパターンが形成されているのであれば、それら４種類の全てが形成されていなくてもよい。

また、本測定装置のマスク１５には、波面分割方向がＸ方向であるときに使用されるマスクパターンと、波面分割方向がＹ方向であるときに使用されるマスクパターンとの双方が形成されているが、何れか一方のみに限定してもよい。その場合、マスク１５を光軸の周りに９０°回転させれば、双方が形成されたときと同等の効果が得られる。
また、本測定装置においては、マスク１５の各マスクパターンの開口対の間隔を、＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致させたが、＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点との間隔に一致させてもよい。

その場合には、本測定装置は、後述する第５実施形態の測定方法、及び第６実施形態の校正方法、第７実施形態の測定方法に好適となる。
また、マスク１５には、開口対の間隔が互いに異なる２種類のマスクパターンが形成されてもよい。すなわち、マスク１５には、開口対の間隔が＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンと、開口対の間隔が＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンとが形成されてもよい。

［第２実施形態］
図３に基づき本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第１実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がＸ方向に設定された場合を説明する。

先ず、本測定方法の手順を説明する。
本測定方法では、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子１３の波面分割方向はＸ方向とされる。
ピンホールミラー１２及び照明光学系１１の位置は、被検光学系ＰＬの物体面上の測定対象点に２次点光源が形成されるよう調整される。回折格子１３、マスク１５、及び撮像素子１７は、その測定対象点に対応する位置に配置される。

波面収差測定は、２種類の画像データＩ１_X，Ｉ２_Xの取得（請求項の検知手順に対応）、及びデータの解析（請求項の演算手順に対応）からなる。
画像データＩ１_Xの取得では、図３（Ｉ）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−１Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ１_Xとして取得される。

画像データＩ２_Xの取得では、図３（II）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−２Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ２_Xとして取得される。
データの解析では、画像データＩ１_X，Ｉ２_Xがそれぞれ位相データＤ１_X，Ｄ２_Xに変換される。

そして、被検光学系ＰＬの波面収差＜Ｗ_T0X＞は、次式（１）にて求められる。
＜Ｗ_T0X＞＝Ｄ２_X−Ｄ１_X ・・・(1)
次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データＩ１_Xの取得時には、図３（Ｉ）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口はピンホールＰであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図３（Ｉ）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、理想球面波に変換された０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図３（Ｉ）の右下側に列記するように、Ｗ_R0Xで表される。但し、
Ｗ_R1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束の波面に重畳した被検光学系ＰＬに起因する波面誤差（以下、「被検光学系ＰＬの収差成分」という。），
Ｗ_G1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３の固有誤差（回折格子１３の刻線ひずみ及び回折面のチルト）に起因する波面誤差（以下、「回折格子１３の固有誤差成分」という。），
Ｗ_SX：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３以外の波面収差測定装置のシステム誤差（撮像素子１７の配置誤差など）に起因する波面誤差（以下、「システム誤差成分」という。），
Ｗ_R0X：波面分割方向がＸ方向であるときの０次回折光束からなる理想球面波の波面形状
である。

このとき、位相データＤ１_Xは、式（２）で表される。
Ｄ１_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X ・・・(2)
次に、画像データＩ２_Xの取得時には、図３（II）に示すように、マスクパターン１５−２Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口も透過窓Ｈであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図３（II）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、透過窓Ｈを透過した０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図３（II）の右下側に列記するように、Ｗ_T0X，Ｗ_R0Xで表される。但し、
Ｗ_T0X：波面分割方向がＸ方向であるときの０次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分
である。

このとき、位相データＤ２_Xは、式（３）で表される。
Ｄ２_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_T0X＋Ｗ_R0X ・・・(3)
以上の式（２），（３）を式（１）の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差＜Ｗ_T0X＞は、＜Ｗ_T0X＞＝Ｗ_T0Xで表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X及びシステム誤差成分Ｗ_SXに依らず、被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T0Xのみが波面収差＜Ｗ_T0X＞として高精度に求まる。

（その他）
なお、本測定方法では波面分割方向をＸ方向に設定して測定したが、波面分割方向をＹ方向に設定しても、同様にして測定することができる。
すなわち、回折格子１３の波面分割方向をＹ方向に変更した上で、マスクパターン１５−１Ｘの代わりにマスクパターン１５−１Ｙをセットし、マスクパターン１５−２Ｘの代わりにマスクパターン１５−２Ｙをセットして画像データＩ１_Y，Ｉ２_Yの取得を行い、それらのデータを同様に解析すればよい。

また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[第３実施形態]
図４に基づき本発明の第３実施形態を説明する。

本実施形態は、波面収差測定系の校正方法の実施形態である。ここでは、第１実施形態の波面収差測定装置の校正、特に、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差を求めるような校正を説明する。
先ず、本校正方法の手順を説明する。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の被検光学系ＰＬがセットされる。また、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子１３の波面分割方向はＸ方向とされる。

ピンホールミラー１２及び照明光学系１１の位置は、被検光学系ＰＬの任意の測定対象点に２次点光源が形成されるよう調整される。回折格子１３、マスク１５、及び撮像素子１７は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
校正は、３種類の画像データＩ１_X，Ｉ３_X，Ｉ４_Xの取得、及びデータの解析からなる。

画像データＩ１_Xの取得では、図４（II）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−１Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ１_Xとして取得される。
画像データＩ３_Xの取得では、図４（III）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−３Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ３_Xとして取得される。

画像データＩ４_Xの取得では、図４（IV）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−４Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ４_Xとして取得される。
データの解析では、画像データＩ１_X，Ｉ３_X，Ｉ４_Xがそれぞれ位相データＤ１_X，Ｄ３_X，Ｄ４_Xに変換される。

そして、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、次式（４）にて求められる。
＜Ｗ_G1X＞＝（Ｄ１_X−Ｄ３_X）−（Ｄ４_X−Ｄ３_X）_0->1 ・・・(4)
なお、式（４）において（Ｄ４_X−Ｄ３_X）_0->1は、位相データ（Ｄ４_X−Ｄ３_X）の全体を、撮像面上の０次回折光束から１次回折光束へのずれの分だけＸ方向にシフト（横ずらし）させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。

次に、本校正方法の効果を説明する。
先ず、画像データＩ１_Xの取得時には、図４（II）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口はピンホールＰであった。
このとき、位相データＤ１_Xは、式（２’）で表される（説明は、第２実施形態参照）。
Ｄ１_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X ・・・(2')
次に、画像データＩ３_Xの取得時には、図４（III）に示すように、マスクパターン１５−３Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、０次回折光束に対する開口もピンホールＰであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された０次回折光束である。
理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図４（III）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_SXで表され、理想球面波に変換された０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図４（III）の右下側に列記するように、Ｗ_R0Xで表される。

このとき、位相データＤ３_Xは、式（５）で表される。
Ｄ３_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X ・・・(5)
次に、画像データＩ４_Xの取得時には、図４（IV）に示すように、マスクパターン１５−４Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、０次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した０次回折光束である。
理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図４（IV）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_SXで表され、透過窓Ｈを透過した０次回折光束の波面形状は、図４（IV）の右下側に列記するように、Ｗ_R0X，Ｗ_T0Xで表される。

このとき、位相データＤ４_Xは、式（６）で表される。
Ｄ４_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_T0X＋Ｗ_R0X ・・・(6)
以上の式（２’），（５），（６）を式（４）の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、次式（７）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_G1X＞
＝（Ｄ１_X−Ｄ３_X）−（Ｄ４_X−Ｄ３_X）_0->1
＝（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）−（Ｗ_T0X）_0->1 ・・・(7)
ここで、（Ｗ_T0X）_0->1＝Ｗ_T1Xである。したがって、式（７）は、式（７’）のとおり変形される。
＜Ｗ_G1X＞
＝（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）−（Ｗ_T1X）
＝Ｗ_G1X ・・・(7')
つまり、本校正方法によれば、被検光学系ＰＬの波面収差に依らず、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1Xのみが、固有誤差＜Ｗ_G1X＞として高精度に求まる。

（その他）
なお、本校正方法では、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞を求めたが、波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞も同様に求めることができる。
その場合、回折格子１３の波面分割方向はＹ方向とされ、マスクパターンとして１５−１Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙが用いられる（図２参照）。

なお、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞と、波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞との間には所定の関係が成立するので、通常の校正では、何れか一方のみを求めれば十分であることは言うまでもない。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態を説明する。

本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。この波面収差測定方法は、複数の被検光学系、例えば、第１の被検光学系ＰＬ，第２の被検光学系ＰＬ’，第３の被検光学系ＰＬ”，・・・の波面収差を連続して測定する場合に適用される波面収差測定方法である。ここでは、波面収差測定系として、第１実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がＸ方向に設定された場合を説明する。

本測定方法の手順を説明する。
測定に当たり、波面収差測定装置に第１の被検光学系ＰＬがセットされる。また、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と０次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子１３の波面分割方向はＸ方向とされる。

また、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞が、第３実施形態の校正方法、第６実施形態の校正方法（後述）、第３実施形態の校正方法の変形例（後述）などにより予め求められる。この回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、制御部１９などによって記憶される。
また、図４（III）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−３Ｘがセットされ、この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ３_Xとして取得される。画像データＩ３_Xは解析され、位相データＤ３_Xに変換される。この位相データＤ３_Xは、制御部１９などによって記憶される。

測定、すなわち第１の被検光学系ＰＬの測定、第２の被検光学系ＰＬ’の測定、第３の被検光学系ＰＬ”の測定、・・・は、それぞれ１種類の画像データＩ１_Xの取得、及びデータの解析のみからなる。
画像データＩ１_Xの取得は、第２実施形態にて説明したとおりに行われる。
データの解析では、第１の被検光学系ＰＬについて取得した画像データＩ１_X、第２の被検光学系ＰＬ’について取得した画像データＩ１_X’、第３の被検光学系ＰＬ”について取得した画像データＩ１_X”、・・・がそれぞれ位相データＤ１_X，Ｄ１_X’，Ｄ１_X”，・・・に変換される。

そして、第１の被検光学系ＰＬの波面収差＜Ｗ_T1X＞、第２の被検光学系ＰＬ’の波面収差＜Ｗ_T1X’＞，第３の被検光学系ＰＬ”の波面収差＜Ｗ_T1X”＞、・・・は、それぞれ最初に記憶された情報に基づき、式（８），（８’），（８”），・・・にて求められる。
＜Ｗ_T1X＞＝Ｄ１_X−Ｄ３_X−＜Ｗ_G1X＞ ・・・(8)，
＜Ｗ_T1X’＞＝Ｄ１_X’−Ｄ３_X−＜Ｗ_G1X＞ ・・・(8')，
＜Ｗ_T1X”＞＝Ｄ１_X”−Ｄ３_X−＜Ｗ_G1X＞ ・・・(8")，
・・・
次に、本測定方法の効果を説明する。

式（２），（５），（７’）を式（８）に代入すると、本測定方法で求めた波面収差＜Ｗ_T1X＞は、次式（９）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_T1X＞
＝Ｄ１_X−Ｄ３_X−＜Ｗ_G1X＞
＝（Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X）−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X）−Ｗ_G1X
＝Ｗ_T1X ・・・(9)
つまり、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X及びシステム誤差成分Ｗ_SXの何れにも依らず、第１の被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T1Xのみが、波面収差＜Ｗ_T1X＞として高精度に求まる。

これは、式（８’），（８”）についても同様に当てはまり、第２の被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T1X’のみが、波面収差＜Ｗ_T1X’＞として高精度に求まり、第３の被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T1X”のみが、波面収差＜Ｗ_T1X”＞として高精度に求まる。
したがって、本測定方法のように、回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞及び位相データＤ３_Xさえ予め求めておけば、第１の被検光学系ＰＬ、第２の被検光学系ＰＬ’、第３の被検光学系ＰＬ”、・・・の波面収差を連続して測定するときには、それぞれ１種類の画像データＩ１_X ，Ｉ１_X’，Ｉ１_X”しか取得していないにも拘わらず、被検光学系ＰＬの波面収差を高精度に求めることができる。つまり、効率的な波面収差測定が可能になる。

（その他）
なお、本測定方法では波面分割方向をＸ方向に設定して測定したが、波面分割方向をＹ方向に設定しても、同様にして測定することができる。（その場合、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−３Ｘに代えてマスクパターン１５−１Ｙ，１５−３Ｙが用いられる。）。
また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。

また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
［第５実施形態］
図５、図６に基づき本発明の第５実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第１実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向をＸ方向及びＹ方向に設定して、被検光学系ＰＬのＸ方向及びＹ方向の波面収差をそれぞれ測定する場合を説明する。

先ず、本測定方法の手順を説明する。
測定に先立ち、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞が、第３実施形態の校正方法、第６実施形態の校正方法（後述）、第３実施形態の校正方法の変形例（後述）などにより予め求められる。この回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、制御部１９などによって記憶される。

本測定方法では、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子１３の波面分割方向はＸ方向又はＹ方向とされる。
ピンホールミラー１２及び照明光学系１１の位置は、被検光学系ＰＬの物体面上の測定対象点に２次点光源が形成されるよう調整される。回折格子１３、マスク１５、及び撮像素子１７は、その測定対象点に対応する位置に配置される。

波面収差測定は、４種類の画像データＩ５_X，Ｉ６_X，Ｉ５_Y，Ｉ６_Yの取得、及びデータの解析からなる。
画像データＩ５_X，Ｉ６_Xの取得時の回折格子１３の波面分割方向はＸ方向、画像データＩ５_Y，Ｉ６_Yの取得時の回折格子１３の波面分割方向はＹ方向とされる。
画像データＩ５_Xの取得では、図５（Ｖ）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−２Ｘがセットされる（本測定では、＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。）この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ５_Xとして取得される。

画像データＩ６_Xの取得では、図５（VI）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−３Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ６_Xとして取得される。
画像データＩ５_Yの取得では、図６（Ｖ）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−２Ｙがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ５_Yとして取得される。

画像データＩ６_Yの取得では、図６（VI）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−３Ｙがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ６_Yとして取得される。
データの解析では、画像データＩ５_X，Ｉ６_X，Ｉ５_Y，Ｉ６_Yがそれぞれ位相データＤ５_X，Ｄ６_X，Ｄ５_Y，Ｄ６_Yに変換される。

そして、被検光学系ＰＬの測定対象点に関するＸ方向の波面収差情報＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞は、式（１０）にて求められる。
＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞
＝Ｄ５_X−＜Ｗ_G1X＞＋＜Ｗ_G1X＞_->X-1−Ｄ６_X ・・・(10)
また、被検光学系ＰＬの測定対象点に関するＹ方向の波面収差情報 ＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞は、式（１１）にて求められる。
＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞
＝Ｄ５_Y−＜Ｗ_G1X＞_->90->Y1＋＜Ｗ_G1X＞_->90->Y-1−Ｄ６_Y ・・・(11)
なお、式（１０）において＜Ｗ_G1X＞_->X-1は、回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞の全体を、撮像面上の１次回折光束から−１次回折光束のずれの分だけＸ方向にシフト（横ずらし）させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。

また、式（１１）において＜Ｗ_G1X＞_->90->Y1は、回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞の全体を、前記ずれの１／２だけＸ方向にシフトさせ、かつ９０°回転させた上で、さらに前記ずれの１／２だけＹ方向にシフトさせたものである。
また、式（１１）において＜Ｗ_G1X＞_->90->Y-1は、回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞の全体を、前記ずれの１／２だけＸ方向にシフトさせ、かつ９０°回転させた上で、さらに前記ずれの１／２だけ−Ｙ方向にシフトさせたものである。

次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データＩ５_Xの取得時には、図５（Ｖ）に示すように、マスクパターン１５−２Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、−１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した−１次回折光束である。

透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図５（Ｖ）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、透過窓Ｈを透過した−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図５（Ｖ）の右下側に列記するように、Ｗ_R-1X，Ｗ_T-1X，Ｗ_G-1Xで表される。但し、
Ｗ_R-1X：波面分割方向がＸ方向であるときの−１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T-1X：波面分割方向がＸ方向であるときの−１次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分，
Ｗ_G-1X：波面分割方向がＸ方向であるときの−１次回折光束に重畳した回折格子１３の固有誤差成分
である。

このとき、位相データＤ５_Xは、式（１２）で表される。
Ｄ５_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X ・・・(12)
次に、画像データＩ６_Xの取得時には、図５（VI）に示すように、マスクパターン１５−３Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、−１次回折光束に対する開口もピンホールＰであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束である。
理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図５（VI）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_SXで表され、理想球面波に変換された−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図５（VI）の右下側に列記するように、Ｗ_R-1Xで表される。

このとき、位相データＤ６_Xは、式（１３）で表される。
Ｄ６_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X ・・・(13)
次に、画像データＩ５_Yの取得時には、図６（Ｖ）に示すように、マスクパターン１５−２Ｙがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、−１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈである。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した−１次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図６（Ｖ）の右下側に列記するように、Ｗ_R1Y，Ｗ_T1Y，Ｗ_G1Y，Ｗ_SYで表され、透過窓Ｈを透過した−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図６（Ｖ）の左下側に列記するように、Ｗ_R-1Y，Ｗ_T-1Y，Ｗ_G-1Yで表される。但し、
Ｗ_R1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分，
Ｗ_G1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した回折格子１３の固有誤差成分，
Ｗ_SY：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束に重畳したシステム誤差成分，
Ｗ_R-1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの−１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T-1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの−１次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分，
Ｗ_G-1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの−１次回折光束に重畳した回折格子１３の固有誤差成分
である。

このとき、位相データＤ５_Yは、式（１４）で表される。
Ｄ５_Y＝Ｗ_R1Y＋Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_R-1Y＋Ｗ_T-1Y＋Ｗ_G-1Y ・・・(14)
次に、画像データＩ６_Yの取得時には、図６（VI）に示すように、マスクパターン１５−３Ｙがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、−１次回折光束に対する開口もピンホールＰであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束である。
理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図６（VI）の右下側に列記するように、Ｗ_R1Y，Ｗ_SYで表され、理想球面波に変換された−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図６（VI）の左下側に列記するように、Ｗ_R-1Yで表される。

このとき、位相データＤ６_Yは、式（１５）で表される。
Ｄ６_Y＝Ｗ_R1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_R-1Y ・・・(15)
次に、式（１２），（１３）及び式（７’）を式（１０）の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞は、次式（１６）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞
＝Ｄ５_X−＜Ｗ_G1X＞＋＜Ｗ_G1X＞_->X-1−Ｄ６_X
＝（Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）
−（Ｗ_G1X）＋（Ｗ_G1X）_->X-1−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X）
＝Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X−（Ｗ_G1X）＋（Ｗ_G1X）_->X-1 ・・・(16)
ここで、（Ｗ_G1X）_->X-1＝−Ｗ_G1-Xである。よって、式（１６）は式（１６’）のとおり変形される。
＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞
＝Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X−Ｗ_G1X＋（−Ｗ_G1-X）
＝Ｗ_T1X＋Ｗ_T-1X ・・・(16')
次に、式（１４），（１５）を式（１１）の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞は、次式（１７）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞
＝Ｄ５_Y−＜Ｗ_G1X＞_->90->Y1＋＜Ｗ_G1X＞_->90->Y-1−Ｄ６_Y
＝（Ｗ_R1Y＋Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_R-1Y＋Ｗ_T-1Y＋Ｗ_G-1Y）
−（Ｗ_G1X）_->90->Y1＋（Ｗ_G1X）_->90->Y-1−（Ｗ_R1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_R-1Y）
＝Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_T-1Y＋Ｗ_G-1Y−（Ｗ_G1X）_->90->Y1＋（Ｗ_G1X）_->90->Y-1 ・・・(17)
ここで、（Ｗ_G1X）_->90->Y1＝Ｗ_G1Yであり、（Ｗ_G1X）_->90->Y-1＝−Ｗ_G-1Yである。よって、式（１７）は式（１７’）のとおり変形される。
＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞
＝Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_T-1Y＋Ｗ_G-1Y−Ｗ_G1Y＋（−Ｗ_G-1Y）
＝Ｗ_T1Y＋Ｗ_T-1Y ・・・(17')
つまり、本測定方法においては、予め、回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞さえ求めておけば、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X，Ｗ_G1Y，Ｗ_G-1X，Ｗ_G-1Y及びシステム誤差成分Ｗ_SX，Ｗ_SYに依らず、被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T1X，Ｗ_T1-Xの和、被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Yの和が、波面収差情報＜Ｗ_T1X＋Ｗ_T1-X＞，＜Ｗ_T1Y＋Ｗ_T1-Y＞として高精度に求まる。

（その他）
なお、本測定方法では、予め記憶する情報を、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞のみとしたが、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞と、波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞とのそれぞれを予め記憶しておいてもよい。
［第６実施形態］
図７に基づき本発明の第６実施形態を説明する。

本実施形態は、波面収差測定系の校正方法の実施形態である。ここでは、第１実施形態の波面収差測定装置の校正、特に、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差を求めるような校正を説明する。なお、本校正方法では、波面収差装置において回折格子１３の回折面のチルトは生じておらず、かつ、回折格子１３の刻線ひずみは、＋１次回折光束と−１次回折光束とに対して対称的に影響するとみなす。

先ず、本校正方法の手順を説明する。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の投影光学系ＰＬがセットされる。また、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生成される＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子１３の波面分割方向はＸ方向とされる。

校正は、３種類の画像データＩ６_X，Ｉ８_X，Ｉ９_Xの取得、及びデータの解析からなる。
画像データ１６_Xの取得では、図７（VI）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−３Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ６_Xとして取得される。

画像データＩ８_Xの取得では、図７（VIII）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−１Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ８_Xとして取得される。
画像データ１９_Xの取得では、図７（IX）に示すように、マスク１５のマスクパターン１５−４Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ９_Xとして取得される。

データの解析では、画像データＩ６_X，Ｉ８_X，Ｉ９_Xがそれぞれ位相データＤ６_X，Ｄ８_X，Ｄ９_Xに変換される。
そして、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、次式（１８）にて求められる。
＜Ｗ_G1X＞＝［（Ｄ８_X−Ｄ６_X）_1->0−（Ｄ９_X−Ｄ６_X）_-1->0］／２ ・・・(18)
次に、本校正方法の効果を説明する。

先ず、画像データＩ６_Xの取得時には、図７（VI）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、−１次回折光束に対する開口もピンホールＰであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束である。

ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（VI）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_SXで表され、ピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（VI）の右下側に列記するように、Ｗ_R-1Xで表される。
このとき、位相データＤ６_Xは、式（１３’）で表される。
Ｄ６_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X ・・・(13')
次に、画像データＩ８_Xの取得時には、図７（VIII）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、−１次回折光束に対する開口はピンホールＰである。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及びピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（VIII）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、ピンホールＰにて理想球面波に変換された−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（VIII）の右下側に列記するように、Ｗ_R-1Xで表される。

このとき、位相データＤ８_Xは、式（１９）で表される。
Ｄ８_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X ・・・(19)
次に、画像データＩ９_Xの取得時には、図７（IX）に示すように、マスクパターン１５−４Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口はピンホールＰであり、−１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈである。

このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した−１次回折光束である。
ピンホールＰにて理想球面波に変換された＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（IX）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_SXで表され、透過窓Ｈを透過した−１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図７（IX）の右下側に列記するように、Ｗ_R-1X，Ｗ_T-1X，Ｗ_G-1Xで表される。

このとき、位相データＤ９_Xは、式（２０）で表される。
Ｄ９_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X ・・・(20)
以上の式（１３’），（１９），（２０）を式（１８）の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、次式（２１）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_G1X＞
＝［（Ｄ８_X−Ｄ６_X）_1->0−（Ｄ９_X−Ｄ６_X）_-1->0］／２
＝［｛（Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X）−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X）｝_1->0
−｛（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X）｝_-1->0］／２
＝［｛Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X−Ｗ_R1X−Ｗ_SX−Ｗ_R-1X｝_1->0
−｛Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X｝_-1->0］／２
＝［（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）_1->0−（Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）_-1->0］／２ ・・・(21)
ここで、本校正方法では、回折格子１３の刻線ひずみは、＋１次回折光束と−１次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式（２２）が成立する。
Ｗ_GX＝（Ｗ_G1X）_1->0＝−（Ｗ_G-1X）_-1->0，
Ｗ_TX＝（Ｗ_T1X）_1->0＝（Ｗ_T-1X）_-1->0 ・・・(22)
式（２２）より、式（２１）は、式（２３）とおり変形される。
＜Ｗ_G1X＞
＝［（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）_1->0−（Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）_-1->0］／２
＝［（Ｗ_TX＋Ｗ_GX）−（Ｗ_TX−Ｗ_GX）］／２
＝Ｗ_GX ・・・(23)
つまり、本校正方法によれば、被検光学系ＰＬの波面収差に依らず、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_GXのみが、固有誤差＜Ｗ_G1X＞として高精度に求まる。

また、本校正方法は、＋１次回折光束と−１次回折光束との干渉を利用するので、＋１次回折光束と０次回折光束との干渉を利用する校正方法（第３実施形態の校正方法）よりも、干渉縞に入射する迷光は少なく、また、干渉縞のコントラストは高まる。したがって、固有誤差＜Ｗ_G1X＞は、極めて高精度に求まる。
（その他）
なお、本校正方法では、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞を求めたが、波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞も同様に求めることができる。

その場合、回折格子１３の波面分割方向はＹ方向とされ、マスクパターンとして１５−３Ｙ，１５−１Ｙ，１５−４Ｙが用いられる（図２参照）。
なお、波面分割方向がＸ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1X＞と、波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞との間には所定の関係が成立するので、通常の校正では、何れか一方のみを求めれば十分であることは言うまでもない。

［第７実施形態］
本発明の第７実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第１実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がＸ方向に設定された場合を説明する。

また、本測定方法では、波面収差測定装置において回折格子１３の回折面のチルトは生じておらず、かつ、回折格子１３の刻線ひずみは、＋１次回折光束と−１次回折光束とに対して対称的に影響するとみなす。
先ず、本測定方法の手順を説明する。
測定は、第６実施形態と同じ３種類の画像データＩ６_X，Ｉ８_X，Ｉ９_Xの取得、及びデータの解析からなる。

画像データＩ６_X，Ｉ８_X，Ｉ９_Xの取得手順は、第６実施形態の校正方法と同じであるので説明を省略する。
データの解析では、画像データＩ６_X，Ｉ８_X，Ｉ９_Xがそれぞれ位相データＤ６_X，Ｄ８_X，Ｄ９_Xに変換される。
そして、波面収差＜Ｗ_T1X＞は、次式（２４）にて求められる。
＜Ｗ_T1X＞＝［（Ｄ８_X−Ｄ６_X）_1->0＋（Ｄ９_X−Ｄ６_X）_-1->0］／２ ・・・(24)
次に、本測定方法の効果を説明する。

式（１３’），（１９），（２０）を式（２４）の右辺に代入すると、波面収差＜Ｗ_T1X＞は、次式（２５）のとおり表されることが分かる。
＜Ｗ_T1X＞
＝［（（Ｄ８_X）−（Ｄ６_X））_1->0＋（（Ｄ９_X）−（Ｄ６_X））_-1->0］／２
＝［（（Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X）−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X））_1->0
＋（（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X＋Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）−（Ｗ_R1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R-1X））_-1->0］／２
＝［（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）_1->0＋（Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）_-1->0］／２ ・・・(25)
本測定方法でも、回折格子１３の刻線ひずみは、＋１次回折光束と−１次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式（２２）が成立する。

式（２２）より、式（２５）は、式（２６）のとおり変形される。
＜Ｗ_T1X＞
＝［（Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X）_1->0＋（Ｗ_T-1X＋Ｗ_G-1X）_-1->0］／２
＝［（Ｗ_TX＋Ｗ_GX）＋（Ｗ_TX−Ｗ_GX）］／２
＝Ｗ_TX ・・・(26)
つまり、本測定方法によれば、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X，Ｗ_G-1X及びシステム誤差成分Ｗ_SXに依らず、被検光学系ＰＬの収差成分Ｗ_TXのみが、波面収差＜Ｗ_T1X＞として高精度に求まる。

（その他）
なお、本測定方法では波面分割方向をＸ方向に設定して測定したが、波面分割方向をＹ方向に設定しても、同様にして測定することもできる（その場合、マスクパターン１５−３Ｘ，１５−１Ｘ，１５−４Ｘに代えてマスクパターン１５−３Ｙ，１５−１Ｙ，１５−４Ｙが用いられる。）。

また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
［各実施形態の変形例］
第２実施形態では、図３に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘの２つが用いられたが、図８（III），（IV）に示すように、マスクパターン１５−３Ｘ，１５−４Ｘの２つを用いても、同様の効果が得られる（波面分割方向がＹ方向である場合には、マスクパターン１５−１Ｙ，１５−３Ｙの２つ）。

第３実施形態では、図４に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘの３つが用いられたが、図９（II），（III），（IV’）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−３Ｘ，１５−２Ｘの３つを用いても、同様の効果が得られる（波面分割方向がＹ方向であるときの回折格子１３の固有誤差＜Ｗ_G1Y＞を求める場合には、マスクパターン１５−１Ｙ，１５−３Ｙ，１５−２Ｙの３つ）。

因みに、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−３Ｘ，１５−２Ｘの３つを用いる場合には、式（４）に代えて式（４’）が用いられる。
＜Ｗ_G1X＞＝（Ｄ１_X−Ｄ３_X）−（Ｄ２_X−Ｄ３_X）_0->1 ・・・(4')
なお、式（４’）において（Ｄ２_X−Ｄ３_X）_0->1は、位相データ（Ｄ２_X−Ｄ３_X）の全体を、撮像面上の０次回折光束から１次回折光束へのずれの分だけＸ方向にシフト（横ずらし）させたものである。

第５実施形態では、図５に示すように、マスクパターン１５−２Ｘ，１５−３Ｘの２つが用いられたが、図１０（１）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘの２つを用いても、同様の効果が得られる（Ｙ方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン１５−１Ｙ，１５−２Ｙの２つ）。
また、図１０（２）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−３Ｘの２つを用いても、同様の効果が得られる（Ｙ方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン１５−１Ｙ，１５−３Ｙの２つ）。

また、図１０（３）に示すように、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−４Ｘの２つを用いても、同様の効果が得られる（Ｙ方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン１５−１Ｘ，１５−４Ｘの２つ）。
また、上述した第２実施形態では、理想球面波を生成するための微小開口としてピンホールＰを利用したが、ピンホールＰに代えて、ピンホールＰの径と同等の幅を持ったスリットを利用してもよい。但し、その場合、波面分割方向をＸ方向にした場合とＹ方向にした場合とのそれぞれにおいて測定が行われる。以下に説明する第８実施形態は、第２実施形態においてピンホールＰをスリットに代えたものである。

［第８実施形態］
図１１、図１２、図１３に基づき本発明の第８実施形態を説明する。ここでは、第２実施形態との相違点を主に説明する。
本測定方法では、図１１（Ｉ），（II），図１２（Ｉ），（II）に示すようなマスクパターン１５−５Ｘ，１５−２Ｘ，１５−５Ｙ，１５−２Ｙが用いられる。

このうち、マスクパターン１５−２Ｘ（図１１（II）），マスクパターン１５−２Ｙ（図１２（II））は、第２実施形態で用いられたもの（図２参照）と同じである。
マスクパターン１５−５Ｘは、第２実施形態のマスクパターン１５−１Ｘ（図２参照）においてピンホールＰの代わりにスリットＳを形成したものである。このスリットＳは、その長手方向をＹ方向に向けている。

マスクパターン１５−５Ｙは、第２実施形態のマスクパターン１５−１Ｙ（図２参照）においてピンホールＰの代わりにスリットＳを形成したものである。このスリットＳは、その長手方向をＸ方向に向けている。
このため、本測定方法では、これらのマスクパターン１５−５Ｘ，１５−２Ｘ，１５−５Ｙ，１５−２Ｙが形成されたマスク、例えば、図１３に示すようなマスク１５が使用される。なお、図１３のマスク１５に代えて、図２に示したマスク１５おいてマスクパターン１５−５Ｘ，１５−５Ｙを追加形成したものを使用してもよい。

本測定方法には、Ｘ方向の波面収差測定とＹ方向の波面収差測定とが含まれる。
先ず、Ｘ方向の波面収差測定は、２種類の画像データＩ１_X，Ｉ２_Xの取得（請求項の検知手順に対応）、及びデータの解析（請求項の演算手順に対応）からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はＸ方向とされる。
画像データＩ１_Xの取得では、図１１（Ｉ）に示すように、マスクパターン１５−５Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ１_Xとして取得される。

画像データＩ２_Xの取得では、図１１（II）に示すように、マスクパターン１５−２Ｘがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ２_Xとして取得される。
データの解析では、画像データＩ１_X，Ｉ２_Xがそれぞれ位相データＤ１_X，Ｄ２_Xに変換される。

そして、被検光学系ＰＬのＸ方向の波面収差＜Ｗ_T0X＞は、次式（１Ｘ）にて求められる。
＜Ｗ_T0X＞＝Ｄ２_X−Ｄ１_X ・・・(1X)
また、Ｙ方向の波面収差測定は、２種類の画像データＩ１_Y，Ｉ２_Yの取得（請求項の検知手順に対応）、及びデータの解析（請求項の演算手順に対応）からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はＹ方向とされる。

画像データＩ１_Yの取得では、図１２（Ｉ）に示すように、マスクパターン１５−５Ｙがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ１_Yとして取得される。
画像データＩ２_Yの取得では、図１２（II）に示すように、マスクパターン１５−２Ｙがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データＩ２_Yとして取得される。

データの解析では、画像データＩ１_Y，Ｉ２_Yがそれぞれ位相データＤ１_Y，Ｄ２_Yに変換される。
そして、被検光学系ＰＬのＹ方向の波面収差＜Ｗ_T0Y＞は、次式（１Ｙ）にて求められる。
＜Ｗ_T0Y＞＝Ｄ２_Y−Ｄ１_Y ・・・(1Y)
以上のとおり求められたＸ方向の波面収差＜Ｗ_T0X＞，Ｙ方向の波面収差＜Ｗ_T0Y＞によって、被検光学系ＰＬの波面収差＜Ｗ_T0＞を復元することができる。

次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データＩ１_Xの取得時には、図１１（Ｉ）に示すように、マスクパターン１５−５Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口はスリットＳであった。
このスリットＳは、入射した０次回折光束の波面を、Ｘ方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及びスリットＳにてＸ方向にかけて理想球面波に変換された０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１１（Ｉ）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、Ｘ方向にかけて理想球面波に変換された０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１１（Ｉ）の右下側に列記するように、Ｗ_R0X’で表される。但し、
Ｗ_R1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束の波面に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分，
Ｗ_G1X：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３の固有誤差成分，
Ｗ_SX：波面分割方向がＸ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分，
Ｗ_R0X’：波面分割方向がＸ方向であるときの０次回折光束をＸ方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。

このとき、位相データＤ１_Xは、式（２Ｘ）で表される。
Ｄ１_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_R0X’ ・・・(2X)
次に、画像データＩ２_Xの取得時には、図１１（II）に示すように、マスクパターン１５−２Ｘがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口も透過窓Ｈであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１１（II）の右上側に列記するように、Ｗ_R1X，Ｗ_T1X，Ｗ_G1X，Ｗ_SXで表され、透過窓Ｈを透過した０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１１（II）の右下側に列記するように、Ｗ_T0X’，Ｗ_R0X’で表される。但し、
Ｗ_T0X’：波面分割方向がＸ方向であるときの０次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬのＸ方向の収差成分
である。

このとき、位相データＤ２_Xは、式（３Ｘ）で表される。
Ｄ２_X＝Ｗ_R1X＋Ｗ_T1X＋Ｗ_G1X＋Ｗ_SX＋Ｗ_T0X’＋Ｗ_R0X’ ・・・(3X)
以上の式（２Ｘ），（３Ｘ）を式（１Ｘ）の右辺に代入すると、本測定方法で求めたＸ方向の波面収差＜Ｗ_T0X＞は、＜Ｗ_T0X＞＝Ｗ_T0X’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X及びシステム誤差成分Ｗ_SXに依らず、被検光学系ＰＬのＸ方向の収差成分Ｗ_T0X’のみがＸ方向の波面収差＜Ｗ_T0X＞として高精度に求まる。

次に、画像データＩ１_Yの取得時には、図１２（Ｉ）に示すように、マスクパターン１５−５Ｙがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口はスリットＳであった。
このスリットＳは、入射した０次回折光束の波面を、Ｙ方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及びスリットＳにてＹ方向にかけて理想球面波に変換された０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１２（Ｉ）の右下側に列記するように、Ｗ_R1Y，Ｗ_T1Y，Ｗ_G1Y，Ｗ_SYで表され、Ｙ方向にかけて理想球面波に変換された０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１２（Ｉ）の左下側に列記するように、Ｗ_R0Y’で表される。但し、
Ｗ_R1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束からなる理想球面波の波面形状，
Ｗ_T1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束の波面に重畳した被検光学系ＰＬの収差成分，
Ｗ_G1Y：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３の固有誤差成分，
Ｗ_SY：波面分割方向がＹ方向であるときの＋１次回折光束に重畳した、回折格子１３以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分，
Ｗ_R0Y’：波面分割方向がＹ方向であるときの０次回折光束をＹ方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。

このとき、位相データＤ１_Yは、式（２Ｙ）で表される。
Ｄ１_Y＝Ｗ_R1Y＋Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_R0Y’ ・・・(2Y)
次に、画像データＩ２_Yの取得時には、図１２（II）に示すように、マスクパターン１５−２Ｙがセットされたので、＋１次回折光束に対する開口は透過窓Ｈであり、０次回折光束に対する開口も透過窓Ｈであった。

このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束、及び透過窓Ｈを透過した０次回折光束である。
透過窓Ｈを透過した＋１次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１２（II）の右下側に列記するように、Ｗ_R1Y，Ｗ_T1Y，Ｗ_G1Y，Ｗ_SYで表され、透過窓Ｈを透過した０次回折光束の撮像面上の波面形状は、図１２（II）の左下側に列記するように、Ｗ_T0Y’，Ｗ_R0Y’で表される。但し、
Ｗ_T0Y’：波面分割方向がＹ方向であるときの０次回折光束に重畳した被検光学系ＰＬのＹ方向の収差成分
である。

このとき、位相データＤ２_Yは、式（３Ｙ）で表される。
Ｄ２_Y＝Ｗ_R1Y＋Ｗ_T1Y＋Ｗ_G1Y＋Ｗ_SY＋Ｗ_T0Y’＋Ｗ_R0Y’ ・・・(3Y)
以上の式（２Ｙ），（３Ｙ）を式（１Ｙ）の右辺に代入すると、本測定方法で求めたＹ方向の波面収差＜Ｗ_T0Y＞は、＜Ｗ_T0Y＞＝Ｗ_T0Y’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1Y及びシステム誤差成分Ｗ_SYに依らず、被検光学系ＰＬのＹ方向の収差成分Ｗ_T0Y’のみがＹ方向の波面収差＜Ｗ_T0Y＞として高精度に求まる。

よって、被検光学系ＰＬの波面収差＜Ｗ_T0＞は、回折格子１３の固有誤差成分Ｗ_G1X，Ｗ_G1Y及びシステム誤差成分Ｗ_SX，Ｗ_SYに依らず、高精度に復元される。
（その他）
なお、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。

また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
［各実施形態の変形例］
上述した各実施形態では、回折格子１３を波面分割方向にシフトさせながら複数の画像データを取得して、それら複数の画像データに基づき位相データを算出する「位相シフト干渉法」を適用してもよい。

また、各実施形態の何れかの波面収差測定方法を、投影光学系の製造に適用すれば、高性能な投影光学系を製造することができる。また、その投影光学系を搭載した投影露光装置は、高性能である。
また、上述した各実施形態では、ＥＵＶＬ用の投影光学系の波面収差測定に本発明が適用された例を説明したが、本発明は、他の投影光学系や、投影露光装置以外の機器に搭載される結像光学系の波面収差測定にも同様に適用することができる。

また、上述した何れかの波面収差測定方法又は校正方法を実施するに当たっては、波面収差測定装置のマスク１５の移動を自動化し、複数の画像データを連続して取得するようなプログラムを組み、そのプログラムにより制御部（１９又は２９）を動作させてもよい。
また、上述した波面収差測定装置と同じ機能が搭載された投影露光装置を、例えば図１４に示すように構成してもよい。

この投影露光装置には、投影光学系ＰＬ、照明光学系２１、反射型のレチクルＲ、レチクルステージ２２、レチクルステージ２２の駆動回路２２ｃ、ピンホールミラー（変換手段に対応）１２、回折格子１３、格子ステージ１４、格子ステージ１４の駆動回路１４ｃ、ウエハＷ、ウエハステージ２６、ウエハステージ２６の駆動回路２６ｃ、撮像素子１７、制御部２９、マスク１５などが備えられる。

この投影露光装置には、ＥＵＶＬが適用されており、投影光学系ＰＬは、ＥＵＶＬ用の投影光学系であり、光源１は、ＥＵＶ（極端紫外光）を出射する光源である。
照明光学系２１は、露光用の照明光束を射出するものであるが、この照明光束は、波面収差測定時の測定光束としても用いられる。
ピンホールミラー１２は、波面収差測定用の反射型のピンホールであり、波面収差測定時にのみ、レチクルＲに代わり投影光学系ＰＬの物体面に挿入される。

なお、図１４では、レチクルＲとピンホールミラー１２とが共にレチクルステージ２２によって支持された様子を示した。レチクルステージ２２の移動により、レチクルＲとピンホールミラー１２とが入れ替わる。
回折格子１３は、波面収差測定用の回折格子であり、波面収差測定時にのみ、投影光学系ＰＬの像側に配置される。

マスク１５は、図２に示した波面収差測定用のマスクであり、波面収差測定時にのみ、ウエハＷに代わり投影光学系ＰＬの像面に挿入される。
なお、図１４では、ウエハＷとマスク１５とが共にウエハステージ２６によって支持された様子を示した。ウエハステージ２６の移動により、ウエハＷとマスク１５とが入れ替わる。

また、撮像素子１７は、マスク１５が挿入されたときに、そのマスク１５の後側に形成される干渉縞を受光できる位置に配置される。
なお、波面収差測定時には、マスク１５の開口対の間隔は、回折格子１３にて生起する＋１次回折光束の集光点と−１次回折光束の集光点との間隔に一致している。
このような本投影露光装置は、ピンホールミラー１２、回折格子１３、マスク１５を適切に配置するだけで、投影光学系ＰＬの波面収差を自己測定することができる。

しかも、マスク１５には、予め複数のマスクパターン１５−１Ｘ，１５−２Ｘ，１５−３Ｘ，１５−４Ｘ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙ，１５−３Ｙ，１５−４Ｙが形成されているので、波面収差測定方法として、上述した何れかの波面収差測定方法や校正方法を容易に実施することができる。
したがって、本投影露光装置は、投影光学系ＰＬの波面収差の自己測定を、高精度に行うことができる。

なお、本投影露光装置においては、ピンホールミラー１２及びレチクルＲに代えて、ピンホールミラー１２が設けられたレチクルＲ（不図示）を用いてもよい。このようなレチクルＲは、例えば、レチクルＲの表面に金属膜を蒸着し、その金属膜をエッチングしてピンホールパターンを形成することにより形成される。
また、本投影露光装置においては反射型のレチクルＲとピンホールミラー１２とが用いられたが、それらに代えて、透過型のレチクルＲと透過型のピンホール（不図示）とが用いられてもよい。同様に、第１実施形態の波面収差測定装置においても、ピンホールミラー１２に代えて透過型のピンホール（不図示）が用いられてもよい。

また、本投影露光装置又は第１実施形態の波面収差測定装置においては、マスクパターンを９０°回転させるときには、その方式として円形ターレット方式、スライド型ターレット方式、軸回転方式などの各方式の何れかを採用し、マスクパターンの回転を容易にすることもできる（不図示）。
また、各実施形態では、波面分割手段として透過型の回折格子が用いられた波面収差測定系を例に挙げたが、透過型の回折格子以外の波面分割素子（反射型の回折格子など）が用いられた波面収差測定系に代えることもできる。

第１実施形態の波面収差測定装置の構成図である。 波面収差測定装置に適用されたマスク１５のマスクパターンの平面図である。 第２実施形態の波面収差測定方法の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（Ｉ）は、マスクパターン１５−１Ｘについての図、（II）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図である。 第３実施形態の波面収差測定系の校正方法の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（II）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図、（III）は、マスクパターン１５−３Ｘについての図、（IV）は、マスクパターン１５−４Ｘについての図である。 第５実施形態の収差測定方法の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（Ｖ）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図、（VI）は、マスクパターン１５−３Ｘについての図である。 第５実施形態の波面収差測定方法の手順を示す図である。上側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（Ｖ）は、マスクパターン１５−２Ｙについての図、（VI）は、マスクパターン１５−３Ｙについての図である。 第６実施形態の波面収差測定系の校正方法の手順を示す図である。上側から順に回折次数、マスクの断面、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（VI）は、マスクパターン１５−３Ｘについての図、（VIII）は、マスクパターン１５−１Ｘについての図、（IX）は、マスクパターン１５−４Ｘについての図である。 第２実施形態の変形例の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（III）は、マスクパターン１５−３Ｘについての図、（IV）は、マスクパターン１５−４Ｘについての図である。 第３実施形態の変形例の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（II）は、マスクパターン１５−１Ｘについての図、（III）は、マスクパターン１５−３Ｘについての図、（IV’）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図である。 第５実施形態の各変形例の手順を示す図（マスクパターンの平面図）である。 第８実施形態の波面収差測定方法の手順を示す図である。左側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（Ｉ）は、マスクパターン１５−５Ｘについての図、（II）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図である。 第８実施形態の波面収差測定方法の手順を示す図である。上側から順に回折次数、マスクパターンの断面図、平面図、回折光束の波面に重畳される各形状成分である。（Ｉ）は、マスクパターン１５−５Ｙについての図、（II）は、マスクパターン１５−２Ｘについての図である。 波面収差測定装置に適用されたマスク１５のマスクパターンの平面図である。 投影露光装置の構成図である。

符号の説明

１１，２１ 照明光学系
１２ ピンホールミラー
１３ 回折格子
１４ 格子ステージ
１５ マスク
１５−１，１５−２，・・・ マスクパターン
１６ マスクステージ
１７ 撮像素子
２２ レチクルステージ
１４ｃ，１６ｃ，２２ｃ，２６ｃ 駆動回路
１９，２９ 制御部
Ｒ レチクル
Ｗ ウエハ

Claims (22)

1. 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
   前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
   前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、
   前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
   を備えた波面収差測定系を利用する波面収差測定方法であって、
   前記マスクの前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、
   前記変化の情報に基づき前記被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順と
   を有したことを特徴とする波面収差測定方法。
2. 請求項１に記載の波面収差測定方法において、
   前記波面分割手段は、
   回折格子である
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
3. 請求項２に記載の波面収差測定方法において、
   前記１対の光束の一方は、
   前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、
   前記１対の光束の他方は、
   前記回折格子にて生起する０次回折光束である
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
4. 請求項３に記載の波面収差測定方法において、
   前記１以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
   透過窓−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
5. 請求項３に記載の波面収差測定方法において、
   前記１次以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
   透過窓−スリットの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
6. 請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定方法において、
   前記演算手順では、
   前記変化の情報のみに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求める
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
7. 請求項２に記載の波面収差測定方法において、
   前記１対の光束の一方及び他方は、
   前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束である
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
8. 請求項７に記載の波面収差測定方法において、
   前記１対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも
   ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
9. 請求項７又は請求項８に記載の波面収差測定方法において、
   前記演算手順では、
   予め求められた前記回折格子の固有誤差情報と前記変化の情報とに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求める
   ことを特徴とする波面収差測定方法。
10. 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
    前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
    前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、
    前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
    を備えた波面収差測定系の校正方法であって、
    前記マスクの前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、
    前記変化の情報に基づき前記回折格子の固有誤差情報を求める演算手順と
    を有したことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
11. 請求項１０に記載の波面収差測定系の校正方法において、
    前記波面分割手段は、
    回折格子である
    ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
12. 請求項１１に記載の波面収差測定系の校正方法において、
    前記１対の光束の一方は、
    前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、
    前記１対の光束の他方は、
    前記回折格子にて生起する０次回折光束である
    ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
13. 請求項１２に記載の波面収差測定系の校正方法において、
    前記１以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記０次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
    透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれる
    ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
14. 請求項１１に記載の波面収差測定系の校正方法において、
    前記１対の光束の一方及び他方は、
    前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束である
    ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
15. 請求項１４に記載の波面収差測定系の校正方法において、
    前記１対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも、
    ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれる
    ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。
16. 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
    前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
    前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、
    前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、
    前記マスクは、
    前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されている
    ことを特徴とする波面収差測定装置。
17. 請求項１６に記載の波面収差測定装置において、
    前記波面分割手段は、
    回折格子である
    ことを特徴とする波面収差測定装置。
18. 請求項１７に記載の波面収差測定装置において、
    前記１対の光束の一方は、
    前記回折格子にて生起する１以上の次数の回折光束であり、
    前記１対の光束の他方は、
    前記回折格子にて生起する０次回折光束である
    ことを特徴とする波面収差測定装置。
19. 請求項１７に記載の波面収差測定装置において、
    前記１対の光束の一方及び他方は、
    前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束である
    ことを特徴とする波面収差測定装置。
20. レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系と、
    前記レチクルを照明光束で照明する照明光学系と、
    前記投影光学系のレチクル面の近傍に挿入可能であり、挿入時には前記照明光束を所定の波面形状の光束に変換する変換手段と、
    前記投影光学系とウエハ面との間の前記照明光束の光路に挿入可能であり、かつ挿入時にはその照明光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
    前記ウエハ面の近傍に挿入可能であり、かつ前記複数の光束のうち特定の１対の光束を選択的に透過する１対の開口を有したマスクと、
    前記１対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
    を備えた投影露光装置であって、
    前記マスクは、
    前記１対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されている
    ことを特徴とする投影露光装置。
21. 請求項２０に記載の投影露光装置において、
    前記波面分割手段は、
    回折格子である
    ことを特徴とする投影露光装置。
22. 請求項２１に記載の投影露光装置において、
    前記１対の光束の一方及び他方は、
    前記回折格子にて生起する互いに反対符号の１以上の次数の１対の回折光束である
    ことを特徴とする投影露光装置。
    

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