JP2006196698A - 波面収差測定方法、波面収差測定装置、投影露光装置、投影光学系の製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、測定精度を保ちながらピンホール部材のピンホール径に対する制約を緩和することのできる波面収差測定方法を提供することにある。
【解決手段】本測定方法では、ピンホール部材を用いて球面波状の測定光束を前記被検光学系に投光すると共に、その被検光学系を経由した後の前記測定光束の波面形状を測定する（ステップＳ１４，Ｓ１５）波面収差測定方法において、前記被検光学系に投光される前の前記測定光束の波面形状を測定し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、その波面形状のデータで、前記被検光学系を経由した後の前記波面形状のデータを補正する（ステップＳ１８）ことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、球面波状の測定光束を生成するためにピンホール部材を用いた波面収差測定方法及び波面収差測定装置に関する。
また、本発明は、その波面収差測定により投影光学系の波面収差の自己測定が可能な投影露光装置に関する。
また、本発明は、その波面収差測定の工程を含む投影光学系の製造方法に関する。

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、１３．５ｎｍ以下の短波長光（ＥＵＶ光，ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）を露光光として用いるＥＵＶＬ（極端紫外線露光技術，ＥＵＶＬ：Extreme Ultra Violet Lithography）である。

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程度である。それに伴い、その波面収差の測定への要求精度も、０．１ｎｍＲＭＳ以下と厳しい。
但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系をＥＵＶ光で測定するに当たっては、短波長を吸収し易い屈折レンズを用いることができないので、反射面や回折面を組み合わせた波面収差測定系が適用される。このような波面収差測定系の種類には、シアリング干渉光学系、点回折干渉光学系、ハルトマン式光学系などがある。このうち、シアリング干渉光学系は、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１の図２にも明らかなとおり、これらの波面収差測定系においては、球面波状の測定光束を生成するために、被検光学系の物体面にピンホール部材が配置される。そのピンホール部材のピンホール径φは、測定光束を理想球面波にするために、λ／（２ＮＡ）よりも小さいことが要求される（λ：波長、ＮＡ：被検光学系の物体側開口数）。
よって、例えば、波長λ＝１３．５ｎｍ、物体側開口数ＮＡ＝０．０６２５であるときには、ピンホール径φを２００ｎｍよりも小さくしなければならない。

但し、ピンホール径φが小さいと、より多くのＥＵＶ光がピンホール部材においてロスとなるので、ＥＵＶ光を発光する光源（ＥＵＶ光源）の輝度を十分に高くしておく必要がある。
特開２００３−８６５０１号公報

しかしながら、ＥＵＶ光源として現在有望視されているレーザプラズマ光源、放電プラズマ光源は、輝度が不足である。また、仮に、何らかの方法で輝度を向上できたとしても、波長の短いＥＵＶ光は、ピンホール部材を破壊するパワーも大きく、ピンホール詰まりを発生させ易いという問題もある。また、輝度の高く様々な問題の解決が期待されるシンクロトロン光源は、大規模な施設を要するので非現実的である。

そこで本発明の目的は、測定精度を保ちながらピンホール部材のピンホール径に対する制約を緩和することのできる波面収差測定方法を提供することにある。
本発明の目的は、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にある。
本発明の目的は、投影光学系の波面収差の自己測定を確実かつ高精度に行うことのできる投影露光装置を提供することにある。

本発明の目的は、確実に高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の波面収差測定方法は、ピンホール部材を用いて球面波状の測定光束を生成して前記被検光学系に投光すると共に、その被検光学系を経由した後の前記測定光束の波面形状を測定する波面収差測定方法において、前記被検光学系に投光される前の前記測定光束の波面形状を測定し、その波面形状のデータで、前記被検光学系を経由した後の前記波面形状のデータを補正することを特徴とする。

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、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記被検光学系の入射側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、λ／（２ＮＡ）≦φの式を満たすことを特徴とする。
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、前記波面形状の測定では、前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系が用いられ、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記被検光学系の入射側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記シアリング干渉光学系のシア比Ｓと共に、λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）の式を満たすことを特徴とする。

請求項４に記載の波面収差測定装置は、被検光学系の物体面に配置されるピンホール部材と、前記ピンホール部材を照明し、そのピンホール部材で生じた球面波状の測定光束を前記被検光学系に投光する照明手段と、前記被検光学系を経由した後の前記測定光束の波面形状を測定する第１の測定手段とを備えた波面収差測定装置において、前記被検光学系に投光される前の前記測定光束の波面形状を測定する第２の測定手段をさらに備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の波面収差測定装置は、請求項４に記載の波面収差測定装置において、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記被検光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、λ／（２ＮＡ）≦φの式を満たすことを特徴とする。
請求項６に記載の波面収差測定装置は、請求項５に記載の波面収差測定装置において、前記第１の測定手段は、前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系からなり、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記被検光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記光学系のシア比Ｓと共に、λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）の式を満たすことを特徴とする。

請求項７に記載の波面収差測定装置は、請求項４〜請求項６の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記ピンホール部材で生じた前記測定光束の光路を、前記被検光学系に向かう光路と、前記第２の測定手段に向かう光路との間で切り替えるための切り替え手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項８に記載の投影露光装置は、投影光学系の物体面を照明する照明手段と、前記物体面に配置可能なピンホール部材と、前記物体面に配置された前記ピンホール部材にて発生し、かつ前記投影光学系を経由した測定光束の波面形状を測定するための第１の測定手段と、前記投影光学系を経由する前の前記測定光束の波面形状を測定するための第２の測定手段とを備えたことを特徴とする。

請求項９に記載の投影露光装置は、請求項８に記載の投影露光装置において、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記投影光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、λ／（２ＮＡ）≦φの式を満たすことを特徴とする。
請求項１０に記載の投影露光装置は、請求項９に記載の投影露光装置において、前記第１の測定手段は、前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系からなり、前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記投影光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記シアリング干渉光学系のシア比Ｓと共に、λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）の式を満たすことを特徴とする。

請求項１１に記載の投影露光装置は、請求項８〜請求項１０の何れか一項に記載の投影露光装置において、前記ピンホール部材で発生した前記測定光束の光路を、前記投影光学系に向かう光路と、前記第２の測定手段に向かう光路との間で切り替えるための切り替え手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項１２に記載の投影光学系の製造方法は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の波面収差測定方法で投影光学系の波面収差を測定する手順と、前記測定された前記波面収差に応じて前記投影光学系を調整する手順とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、測定精度を保ちながらピンホール部材のピンホール径に対する制約を緩和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、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の自己測定を確実かつ高精度に行うことのできる投影露光装置が実現する。

また、本発明によれば、確実に高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法が実現する。

［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５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、波面収差測定方法の実施形態である。本測定方法は、被検光学系の波面収差の情報を持った光束同士を干渉させる「シアリング干渉」を基礎としている。
先ず、本測定方法に用いられる波面収差測定装置を説明する。

図１は、本測定装置の構成図である。
被検光学系ＴＯは、露光波長１３．５ｎｍのＥＵＶＬ用の投影光学系である。これに伴い、本測定装置の照明光学系１１の光源には、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、例えば、レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源などが用いられる。
本測定装置には、この照明光学系１１から順に、反射型のピンホール部材１２、被検光学系ＴＯ、透過型の回折格子Ｇ、透過型のマスク１５、撮像素子１７が配置される。

ピンホール部材１２のピンホールＰ₁₂は被検光学系ＴＯの測定対象物点に位置しており、マスク１５の配置面は被検光学系ＴＯの像面の近傍である。
回折格子Ｇ、マスク１５は、ステージなどの移動機構１３ｃ、１５ｃによってそれぞれ移動可能に支持される。回折格子Ｇ、マスク１５、撮像素子１７、移動機構１３ｃ，１５ｃからなる光学系を、「第１のシアリング干渉光学系１３」とする。

本測定装置には、第１のシアリング干渉光学系１３の他に、第２のシアリング干渉光学系１８も備えられる（詳細は後述）。
次に、本測定装置の基本動作を説明する。
照明光学系１１から射出されるＥＵＶ光からなる光束は、ピンホール部材１２にて制限されて球面波状の発散光束となり被検光学系ＴＯに入射する。この球面波状の発散光束を、以下、「測定光束Ｌ’」とする。

測定光束Ｌ’は、被検光学系ＴＯ内の各光学面（ＥＵＶ光を反射する反射面からなる。）を経由することで、被検光学系ＴＯの波面収差の情報を重畳させた状態で、第１のシアリング干渉光学系１３に入射する。この波面収差の情報を重畳させた測定光束Ｌ’を、以下、「被検光束Ｌ」とする。
第１のシアリング干渉光学系１３に入射した被検光束Ｌは、集光しながら回折格子Ｇに入射し、その回折格子Ｇの回折作用によって０次，１次，・・・の各次数の回折光束に分割される（０次回折光束は、回折せずに回折格子Ｇを透過した光束のことである。）。各回折光束は、マスク１５上の互いにずれた位置に集光する。なお、図１では、回折格子Ｇの刻線方向が、紙面表裏方向（Ｙ方向）に一致しており、回折格子Ｇによる波面分割方向（集光点の並び方向）が左右方向（Ｘ方向）となったときの様子を示した。

これらの回折光束のうち特定の１対の回折光束のみが、マスク１５によって選択的に透過され、他の回折光束はマスク１５によってカットされる。マスク１５を透過した１対の回折光束は、撮像素子１７の撮像面に入射し、両者の重複領域に干渉縞を形成する（シアリング干渉する。）。撮像素子１７は、その干渉縞の輝度分布の画像データを取得する。その画像データは、不図示のコンピュータによって処理される。

なお、シアリング干渉によって撮像素子１７の撮像面上に生じる一方の光束のスポットと、他方の光束のスポットとのずれの程度の指標であるシア比Ｓは、スポットサイズＤ、スポット中心同士の間隔Δによって、Ｓ＝Δ／Ｄで表される。
以上の構成の第１のシアリング干渉光学系１３においては、移動機構１３ｃによって回折格子Ｇの配置方向を９０°回転させれば、波面分割方向（シア方向）をＸ方向とＹ方向との間で変更することができる（このようなシア方向の変更は、刻線方向の直交する２つの回折格子を予め用意し、被検光束Ｌに挿入される回折格子をそれら２つの回折格子の間で変更することでも実現できる。）。

また、移動機構１３ｃによって回折格子Ｇをシア方向に微少量ずつ複数ステップに亘りシフトさせれば、公知の位相シフト干渉法を実施することもできる。
また、移動機構１５ｃによってマスク１５を移動させれば、被検光束Ｌに挿入されるマスクパターンを、以下に説明する２種類のマスクパターン１５Ｘ，１５Ｙ（図２（ａ）参照）の間で変更することができる。

次に、第１のシアリング干渉光学系１３のマスク１５を説明する。
マスク１５には、図２（ａ）に示すように、２種類のマスクパターン１５Ｘ，１５Ｙが形成されている。マスクパターン１５Ｘ，１５Ｙのそれぞれは、１対の透過窓Ｈを有している。透過窓Ｈは、入射した回折光束を波面不変のまま透過するものである。
マスクパターン１５Ｘは、第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向がＸ方向であるときに用いられ、マスクパターン１５Ｙは、第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向がＹ方向であるときに用いられる。

第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向がＸ方向であるときにマスクパターン１５Ｘが被検光束Ｌの光路に挿入されると、図２（ｂ）に示すように、被検光束Ｌからなる＋１次回折光束及び−１次回折光束のみを選択的に透過させることができる。
同様に、第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向がＹ方向であるときにマスクパターン１５Ｙが被検光束Ｌの光路に挿入されると、被検光束Ｌからなる＋１次回折光束及び−１次回折光束のみを選択的に透過させることができる。

次に、第２のシアリング干渉光学系１８を詳細に説明する。
図３は、第２のシアリング干渉光学系１８を説明する拡大図である。
図３に示すとおり、第２のシアリング干渉光学系１８は、ピンホール部材１２と被検光学系ＴＯとの間に配置される。
第２のシアリング干渉光学系１８には、測定光束Ｌ’の入射順に、可動ミラーＭ、透過型のゾーンプレートＺＰ、透過型の回折格子Ｇ’、透過型のマスク１５’、撮像素子１７’が配置され、また、移動機構１９、１３ｃ’、１５ｃ’が備えられる。

可動ミラーＭは、移動機構１９によって測定光束Ｌ’の光路に挿脱可能である。可動ミラーＭが測定光束Ｌ’の光路に挿入されると、測定光束Ｌ’は第２のシアリング干渉光学系１８の内部へと導入される。可動ミラーＭが測定光束Ｌ’の光路から離脱されると、測定光束Ｌ’は被検光学系ＴＯへ入射する。この移動機構１９による可動ミラーＭの挿脱方式には、「スライド方式」、「軸回転方式」などの各種の方式を適用することができる。但し、その挿脱方向は、本測定装置の光路を妨げないよう選定される。

よって、可動ミラーＭの挿脱により、本測定装置において有効なシアリング干渉光学系が、第１のシアリング干渉光学系１３（図１参照）と第２のシアリング干渉光学系１８との間で切り替えられる。
さて、第２のシアリング干渉光学系１８が有効であるときには、測定光束Ｌ’はゾーンプレートＺＰに入射し、そのゾーンプレートＺＰの集光作用により、集光しながら回折格子Ｇ’に入射する。回折格子Ｇ’に入射した測定光束Ｌ’は、回折格子Ｇ’の回折作用によって各次数の回折光束に分割される。各回折光束は、マスク１５’上の互いにずれた位置に集光する。

これらの回折光束のうち特定の１対の回折光束のみが、マスク１５’によって選択的に透過され、他の回折光束はマスク１５’によってカットされる。マスク１５’を透過した１対の回折光束は、撮像素子１７’の撮像面に入射し、両者の重複領域に干渉縞を形成する。撮像素子１７’は、その干渉縞の輝度分布の画像データを取得する。その画像データは、不図示のコンピュータによって処理される。

以上の構成の第２のシアリング干渉光学系１８のシア比は、例えば、第１のシアリング干渉光学系１３のシア比Ｓと同程度に設定される。また、第２のシアリング干渉光学系１８の撮像素子１７’の撮像面は、第１のシアリング干渉光学系１３の撮像素子１７の撮像面と共役関係に設定される。
また、第２のシアリング干渉光学系１８においても、移動機構１３ｃ’によって回折格子Ｇ’の配置方向を９０°回転させれば、シア方向を互いに垂直な２方向（Ｘ’方向とＹ’方向とする。）の間で変更することができる（このようなシア方向の変更は、刻線方向の直交する２つの回折格子を予め用意し、測定光束Ｌ’に挿入される回折格子をそれら２つの回折格子の間で変更することでも実現できる。）。

また、移動機構１３ｃ’によって回折格子Ｇをシア方向に微少量ずつ複数ステップに亘りシフトさせれば、公知の位相シフト干渉法を実施することもできる。
また、移動機構１５ｃ’によってマスク１５’を移動させれば、測定光束Ｌ’に挿入されるマスクパターンを、以下に説明する２種類のマスクパターン１５Ｘ’，１５Ｙ’（図４（ａ）参照）の間で変更することができる。

次に、第２のシアリング干渉光学系１８のマスク１５’を説明する。
マスク１５’には、図４（ａ）に示すように、２種類のマスクパターン１５Ｘ’，１５Ｙ’が形成されている。マスクパターン１５Ｘ’，１５Ｙ’のそれぞれは、１対の透過窓Ｈを有している。透過窓Ｈは、入射した回折光束を波面不変のまま透過するものである。
マスクパターン１５Ｘ’は、第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向がＸ’方向であるときに用いられ、マスクパターン１５Ｙ’は、第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向がＹ’方向であるときに用いられる。

第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向がＸ’方向であるときにマスクパターン１５Ｘ’が測定光束Ｌ’の光路に挿入されると、図４（ｂ）に示すように、＋１次回折光束及び−１次回折光束のみを選択的に透過させることができる。
同様に、第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向がＹ’方向であるときにマスクパターン１５Ｙ’が測定光束Ｌ’の光路に挿入されると、＋１次回折光束及び−１次回折光束のみを選択的に透過させることができる。

次に、本測定方法の手順を説明する。
図５は、本測定方法の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１_Xでは、第２のシアリング干渉光学系１８が有効に設定され、第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向はＸ’方向に設定され、測定光束Ｌ’の光路に挿入されるマスクパターンはマスクパターン１５Ｘ’に設定される。この設定下で、第２のシアリング干渉光学系１８により画像データを取得する。この画像データは、測定光束Ｌ’のＸ’方向の波面形状の情報を含むので、以下、「測定波データＩ_X’」とおく。

ステップＳ１２_Xでは、測定波データＩ_X’は、干渉縞の位相分布を示す位相データθ_X’に変換される。なお、ステップＳ１１_X，Ｓ１２_Xには、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。
ステップＳ１１_Yでは、第２のシアリング干渉光学系１８が有効に設定され、第２のシアリング干渉光学系１８のシア方向はＹ’方向に設定され、測定光束Ｌ’の光路に挿入されるマスクパターンはマスクパターン１５Ｙ’に設定される。この設定下で、第２のシアリング干渉光学系１８により画像データを取得する。この画像データは、測定光束Ｌ’のＹ’方向の波面形状の情報を含むので、以下、「測定波データＩ_Y’」とおく。

ステップＳ１２_Yでは、測定波データＩ_Y’は、干渉縞の位相分布を示す位相データθ_Y’に変換される。なお、ステップＳ１１_Y，Ｓ１２_Yには、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。
ステップＳ１３では、位相データθ_X’，θ_Y’から、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が復元される。この復元の処理には、第２のシアリング干渉光学系１８のシア比やシア方向などの情報（別途測定されたもの）が用いられる。

ステップＳ１４_Xでは、第１のシアリング干渉光学系１３が有効に設定され、第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向はＸ方向に設定され、被検光束Ｌの光路に挿入されるマスクパターンはマスクパターン１５Ｘに設定される。この設定下で、第１のシアリング干渉光学系１３により画像データを取得する。この画像データは、被検光束ＬのＸ方向の波面形状の情報を含むので、以下、「被検波データＩ_X」とおく。

ステップＳ１５_Xでは、被検波データＩ_Xは、干渉縞の位相分布を示す位相データθ_Xに変換される。なお、ステップＳ１４_X，Ｓ１５_Xには、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。
ステップＳ１４_Yでは、第１のシアリング干渉光学系１３が有効に設定され、第１のシアリング干渉光学系１３のシア方向はＹ方向に設定され、被検光束Ｌの光路に挿入されるマスクパターンはマスクパターン１５Ｙに設定される。この設定下で、第１のシアリング干渉光学系１３により画像データを取得する。この画像データは、被検光束ＬのＹ方向の波面形状の情報を含むので、以下、「被検波データＩ_Y」とおく。

ステップＳ１５_Yでは、被検波データＩ_Yは、干渉縞の位相分布を示す位相データθ_Yに変換される。なお、ステップＳ１４_Y，Ｓ１５_Yには、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。
ステップＳ１６では、位相データθ_X，θ_Yから、被検光束Ｌの波面Ｗが復元される。この復元の処理には、第１のシアリング干渉光学系１３のシア比やシア方向などの情報（別途測定されたもの）が用いられる。

ステップＳ１７では、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’のデータが、被検光束Ｌの波面Ｗのデータに正確に対応するように正規化される。正規化が必要な理由は、第１のシアリング干渉光学系１３と第２のシアリング干渉光学系１８との間では、撮像面上に形成されるスポットのサイズや波面の回転位置などが互いに異なる可能性があるからである。この正規化には、第１のシアリング干渉光学系１３及び第２のシアリング干渉光学系１８の固有情報（別途測定されたもの）が用いられる。

ステップＳ１８では、被検光束Ｌの波面Ｗから、正規化後の測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が減算される。減算後の波面＜Ｗ＞を、本測定方法では被検光学系ＴＯの波面収差の情報とみなす。
次に、本測定方法の効果を説明する。
本測定方法では、第１のシアリング干渉光学系１３により被検光束Ｌの波面Ｗを測定し（ステップＳ１４_X，Ｓ１４_Y，Ｓ１５_X，Ｓ１５_Y，Ｓ１６）、第２のシアリング干渉光学系１８により測定光束Ｌ’の波面Ｗ’を測定した（ステップＳ１１_X，Ｓ１１_Y，Ｓ１２_X，Ｓ１２_Y，Ｓ１３）。そして、被検光束Ｌの波面Ｗから測定光束Ｌ’の波面Ｗ’を減算した（ステップＳ１８）。よって、減算後の波面＜Ｗ＞は、式（１）で表される。

＜Ｗ＞＝Ｗ−Ｗ’ ・・・（１）
ここで、被検光束Ｌは、測定光束Ｌ’を被検光学系ＴＯに通過させて得られる光束なので、被検光束Ｌの波面Ｗは、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’と、被検光学系ＴＯの波面収差Ｗ_TOとの和になり、式（２）で表される。
Ｗ＝Ｗ’＋Ｗ_TO ・・・（２）
これらの式（１），式（２）より、減算後の波面＜Ｗ＞は、式（３）のとおり表されることがわかる。

＜Ｗ＞＝Ｗ−Ｗ’＝（Ｗ’＋Ｗ_TO）−Ｗ’＝Ｗ_TO ・・・（３）
したがって、減算後の波面＜Ｗ＞は、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’に依らず、被検光学系ＴＯの波面収差Ｗ_TOのみを表す。
このため、本測定装置（図１）においては、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’を理想球面にする必要は無い。よって、ピンホール部材１２のピンホールＰ₁₂の径φに対する制約は緩和され、式（４）で表される範囲に設定することができる。

λ／（２ＮＡ_ob）≦φ ・・・（４）
式（４）中のＮＡ_obは、被検光学系ＴＯの物体側開口数である。
但し、本測定装置の光源のコヒーレンスが低くとも第１のシアリング干渉光学系１３におけるシアリング干渉、及び第２のシアリング干渉光学系１８におけるシアリング干渉が確実に実現するように、ピンホール部材１２のピンホールＰ₁₂の径φは、少なくとも、式（５）の条件を持たす必要がある。

φ≦λ／（２ＮＡ_ob・Ｓ） ・・・（５）
実際、レーザプラズマ光源や放電プラズマ光源はコヒーレンスが低いので、式（５）が満たされる必要がある。
（その他）
なお、本測定装置のマスク１５（図２参照）には、シア方向をＸ方向とした測定で用いられるマスクパターン１５Ｘと、シア方向をＹ方向とした測定で用いられるマスクパターン１５Ｙとの双方が形成されているが、一方のマスクパターンを省略したとしても、マスク１５の配置方向を９０°回転させれば、双方の測定を行うことが可能である。

同様に、本測定装置のマスク１５’（図４参照）には、シア方向をＸ’方向とした測定で用いられるマスクパターン１５Ｘ’と、シア方向をＹ’方向とした測定で用いられるマスクパターン１５Ｙ’との双方が形成されているが、一方のマスクパターンを省略したとしても、マスク１５’の配置方向を９０°回転させれば、双方の測定を行うことが可能である。

因みに、本測定装置においてマスク１５，１５’を９０°回転させる場合には、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１５，１５’の回転を容易にすることもできる。これは、回折格子Ｇ，Ｇ’を９０°回転させる場合も同様である。
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。これは、例えば、ピンホール部材１２の複数位置のそれぞれにピンホールＰ₁₂を設け、照明光学系１１による照明領域をそれらのピンホールＰ₁₂の間で変更することで実現する。

また、本測定方法において、各ステップの実行順は、図５に示すものに限定されることはなく、測定効率が高くなるように適宜選定されることが望ましい。
また、本測定方法では、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元後に減算したが、第１のシアリング干渉光学系１３と第２のシアリング干渉光学系１８との間の特定の条件（シア方向，シア比など）を一致させることができるのであれば、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元前に減算してもよい。

また、本測定方法では、第２のシアリング干渉光学系１８を有効に設定するに当たり、被検光学系ＴＯを光路から外してもよい。
また、本測定装置においては、反射型のピンホール部材１２の代わりに、透過型のピンホールが用いられてもよい。
また、本測定装置の第１のシアリング干渉光学系１３においては、透過型の回折格子Ｇの代わりに、反射型の回折格子が用いられてもよい。また、透過型のマスク１５の代わりに、反射型のマスクが用いられてもよい。

また、第１のシアリング干渉光学系１３を構成する回折格子Ｇの挿入位置は、図１の※で示す位置（被検光学系ＴＯの物体側）であってもよい。
また、第２のシアリング干渉光学系１８（図３参照）においては、透過型のゾーンプレートＺＰの代わりに、反射型のゾーンプレートが用いられてもよい。また、ゾーンプレートＺＰの代わりに、集光ミラーが用いられてもよい。また、透過型の回折格子Ｇ’の代わりに、反射型の回折格子が用いられてもよい。また、透過型のマスク１５’の代わりに、反射型のマスクが用いられてもよい。また、可動ミラーＭ及びゾーンプレートＺＰの代わりに、双方の働きを担う単一の可動集光ミラーが用いられてもよい。

何れにせよ、本測定装置には、ＥＵＶ光をなるべく光量ロス少なく導光することのできる光学部材が使用される。
［第２実施形態］
図６、図７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、第１実施形態との相違点のみ説明する。本測定方法は、被検光学系の波面収差の情報を持った光束と、理想球面波とを干渉させる「点回折干渉」を基礎としている。

本測定方法に用いられる波面収差測定装置は、第１実施形態のそれ（図１）と同じであるが、第１のシアリング干渉光学系１３のマスク１５と、第２のシアリング干渉光学系１８のマスク１５’は、第１実施形態におけるそれらとは異なり、図６に示すとおりである（詳細は後述）。
このマスク１５によると、第１のシアリング干渉光学系１３において干渉縞に寄与する一方の光束の波面は、理想球面波となる。よって、第１のシアリング干渉光学系１３における干渉は、「シアリング干渉」ではなく「点回折干渉」となる。よって、本実施形態では、第１のシアリング干渉光学系１３を、「点回折干渉光学系１３」と称す。

同様に、マスク１５’によると、第２のシアリング干渉光学系１８において干渉縞に寄与する一方の光束の波面は、理想球面波とされる。よって、第２のシアリング干渉光学系１８における干渉は、「シアリング干渉」ではなく「点回折干渉」となる。よって、本実施形態では、第２のシアリング干渉光学系１８を、「点回折干渉光学系１８」と称す。
第１の点回折干渉光学系１３におけるマスク１５のマスクパターンは、図６（ａ）に示すとおり、透過窓Ｈ及びピンホールＰからなる。

第２の点回折干渉光学系１８におけるマスク１５’のマスクパターンは、図６（ａ’）に示すとおり、透過窓Ｈ及びピンホールＰからなる。
透過窓Ｈは、入射した回折光束を波面不変のまま透過するものであり、ピンホールＰは、入射した回折光束を回折して理想球面波を生成するものである。
マスク１５は、第１の点回折干渉光学系１３のシア方向を所定方向（Ｘ方向とする。）に設定した状態で用いられ、マスク１５’は、第２の点回折干渉光学系１３のシア方向を所定方向（Ｘ’方向とする。）に設定した状態で用いられる。

第１の点回折干渉光学系１３におけるマスク１５は、図６（ｂ）に示すように、被検光束Ｌからなる±１次回折光束の一方（以下、＋１次回折光束とする。）及び０次回折光束のみを選択的に透過させることができる。
第２の点回折干渉光学系１８におけるマスク１５’は、図６（ｂ’）に示すように、測定光束Ｌ’からなる±１次回折光束の一方（以下、＋１次回折光束とする。）及び０次回折光束のみを選択的に透過させることができる。

マスク１５のピンホールＰの径、マスク１５’のピンホールＰの径は、理想球面波を生成するために十分に小さく設定される。なお、これらの径が小さくとも、そこへ入射するＥＵＶ光の光量は、被検光学系ＴＯの物体面（図１）に入射する光束の光量よりも少ないので、マスク１５，１５’を破壊するパワーは小さいと考える。
図７は、本測定方法の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１では、第２の点回折干渉光学系１８が有効に設定され、第２の点回折干渉光学系１８のシア方向はＸ’方向に設定される。この設定下で、第２の点回折干渉光学系１８により画像データを取得する。この画像データは、測定光束Ｌ’の波面形状の情報を含むので、以下、「測定波データＩ’」とおく。
ステップＳ１２では、測定波データＩ’は、干渉縞の位相分布を示す位相データθ’に変換される。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２には、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。

ステップＳ１３では、位相データθ’から、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が復元される。この復元の処理には、第２の点回折干渉光学系１８にて生成される理想球面波の波面形状（設計値）、シア比、シア方向などの情報（別途測定されたもの）が用いられる。
ステップＳ１４では、第１の点回折干渉光学系１３が有効に設定され、第１の点回折干渉光学系１３のシア方向はＸ方向に設定される。この設定下で、第１の点回折干渉光学系１３により画像データを取得する。この画像データは、被検光束Ｌの波面形状の情報を含むので、以下、「被検波データＩ」とおく。

ステップＳ１５では、被検波データＩは、干渉縞の位相分布を示す位相データθに変換される。なお、ステップＳ１４，Ｓ１５には、公知の位相シフト干渉法が適用されてもよい。
ステップＳ１６では、位相データθから、被検光束Ｌの波面Ｗが復元される。この復元の処理には、第１の点回折干渉光学系１３にて生成される理想球面波の波面形状（設計値）、シア比、シア方向などの情報（別途測定されたもの）が用いられる。

ステップＳ１７では、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’のデータが、被検光束Ｌの波面Ｗのデータに正確に対応するように正規化される。
ステップＳ１８では、被検光束Ｌの波面Ｗから、正規化後の測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が減算される。減算後の波面＜Ｗ＞を、本測定方法では被検光学系ＴＯの波面収差の情報とみなす。

以上、本測定方法では、シアリング干渉の代わりに点回折干渉を利用した点において第１実施形態と異なるが、第１実施形態と同様の理由で、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’を理想球面にする必要は無い。よって、ピンホール部材１２のピンホール径φに対する制約は緩和され、式（４）の範囲に設定することができる。
また、本測定装置は、シアリング干渉の代わりに点回折干渉を利用しているので、式（５）の条件については、特に満たしていなくてもよい。

なお、本測定方法では、シア方向を一方向に設定した測定しか行われなかったが、シア方向を互いに直交する２方向に設定してそれぞれ測定を行ってもよい。
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、本測定方法において、各ステップの実行順は、図７に示すものに限定されることはなく、測定効率が高くなるように適宜選定されることが望ましい。

また、本測定方法では、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元後に減算したが、第１の点回折干渉光学系１３と第２の点回折干渉光学系１８との間の特定の条件を一致させることができるのであれば、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元前に減算してもよい。
また、本測定装置の第１の点回折干渉光学系１３においては、透過型のマスク１５の代わりに、反射型のマスクが用いられてもよい。また、第２の点回折干渉光学系１８においては、透過型のマスク１５’の代わりに、反射型のマスクが用いられてもよい。

［第３実施形態］
図８、図９、図１０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、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。本測定方法は、被検光学系の波面収差の情報を持った光束の波面を複数に分割して、分割後の個々の波面の勾配を検出する「ハルトマン式測定」を基礎としている。

図８は、本測定方法に用いられる波面収差測定装置の構成図である。
本測定装置は、第１実施形態の測定装置（図１）において、第１のシアリング干渉光学系１３の代わりに第１のハルトマン式光学系２３を備え、第２のシアリング干渉光学系１８の代わりに第２のハルトマン式光学系２８を備えたものである。なお、第１のハルトマン式光学系２３が配置されるのは、被検光学系ＴＯの物体面よりも後ろ側である。

第１のハルトマン式光学系２３には、コリメートミラーＣＭ、透過型のゾーンプレートアレイＺＰＡ、撮像素子１７が備えられる。
第１のハルトマン式光学系２３に入射した被検光束Ｌは、コリメートミラーＣＭを介してゾーンプレートアレイＺＰに入射し、そのゾーンプレートアレイＺＰＡの波面分割・集光作用によって、複数の集光光束（集光光束群）に分割される。集光光束群は、撮像素子１７の撮像面上にスポット群を形成する。撮像素子１７は、そのスポット群の画像データを取得する。その画像データは、不図示のコンピュータによって処理される。

第２のハルトマン式光学系２８には、図９に示すとおり、測定光束Ｌ’の入射順に、可動コリメートミラーＣＭ’、透過型のゾーンプレートアレイＺＰＡ’、撮像素子１７’が配置され、また、移動機構１９なども備えられる。
可動コリメートミラーＣＭ’は、移動機構１９によって測定光束Ｌ’の光路に挿脱可能である。可動コリメートミラーＣＭ’が測定光束Ｌ’の光路に挿入されると、測定光束Ｌ’は、第２のハルトマン式光学系２８の内部へと導入される。可動コリメートミラーＣＭ’が測定光束Ｌ’の光路から離脱されると、測定光束Ｌ’は被検光学系ＴＯへ入射する。この移動機構１９による可動コリメートミラーＣＭ’の挿脱方式には、「スライド方式」、「軸回転方式」などの各種の方式を適用することができる。但し、その挿脱方向は、測定光束Ｌ’の光路を妨げないよう選定される。

この可動コリメートミラーＣＭ’の挿脱により、本測定装置において有効なハルトマン式光学系が、第１のハルトマン式光学系２３（図８参照）と第２のハルトマン式光学系２８との間で切り替えられる。
さて、第２のハルトマン式光学系２８が有効であるときには、測定光束Ｌ’はゾーンプレートアレイＺＰＡ’に入射し、そのゾーンプレートアレイＺＰＡ’の波面分割・集光作用によって、複数の集光光束（集光光束群）に分割される。集光光束群は、撮像素子１７’の撮像面上にスポット群を形成する。撮像素子１７’は、そのスポット群の画像データを取得する。その画像データは、不図示のコンピュータによって処理される。

図１０は、本測定方法の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１では、第２のハルトマン式光学系２８が有効に設定され、画像データが取得される。この画像データは、測定光束Ｌ’の波面形状の情報を含むので、以下、「測定波データＩ’」とおく。
ステップＳ１３では、測定波データＩ’から、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が復元される。この復元の処理には、第２のハルトマン式光学系２８におけるゾーンプレートアレイＺＰＡ’の焦点距離のデータなどが用いられる。

ステップＳ１４では、第１のハルトマン式光学系２３が有効に設定され、画像データが取得される。この画像データは、被検光束Ｌの波面形状の情報を含むので、以下、「被検波データＩ」とおく。
ステップＳ１６では、被検波データＩから、被検光束Ｌの波面Ｗが復元される。この復元の処理には、第１のハルトマン式光学系２３におけるゾーンプレートアレイＺＰＡの焦点距離のデータなどが用いられる。

ステップＳ１７では、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’のデータが、被検光束Ｌの波面Ｗのデータに正確に対応するように正規化される。
ステップＳ１８では、被検光束Ｌの波面Ｗから、正規化後の測定光束Ｌ’の波面Ｗ’が減算される。減算後の波面＜Ｗ＞を、本測定方法では被検光学系ＴＯの波面収差の情報とみなす。

以上、本測定方法では、シアリング干渉の代わりにシャックハルトマン式の測定を利用した点において第１実施形態と異なるが、第１実施形態と同様の理由で、測定光束Ｌ’の波面Ｗ’を理想球面にする必要は無い。よって、ピンホール部材１２のピンホール径φに対する制約は緩和され、式（４）で表される範囲に設定することができる。
また、本測定装置は、シアリング干渉の代わりにシャックハルトマン式の測定を利用しているので、式（５）の条件については、特に満たしていなくてもよい。

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、本測定方法において、各ステップの実行順は、図１０に示すものに限定されることはなく、測定効率が高くなるように適宜選定されることが望ましい。
また、本測定方法では、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元後に減算したが、第１のハルトマン式光学系２３と第２のハルトマン式光学系２８との間で特定の条件を一致させることができるのであれば、測定光束Ｌ’のデータと被検光束Ｌのデータとを波面の復元前（但し、画像データから勾配データへの変換後）に減算してもよい。

また、本測定装置の第１のハルトマン式光学系２３においては、透過型のゾーンプレートアレイＺＰＡの代わりに、集光ミラーアレイ又はピンホールアレイが用いられてもよい。また、コリメートミラーＣＭの代わりにゾーンプレートが用いられてもよい。
また、第２のハルトマン式光学系２８においては、透過型のゾーンプレートアレイＺＰＡ’の代わりに、集光ミラーアレイ又はピンホールアレイが用いられてもよい。また、可動コリメートミラーＣＭ’の代わりに、可動ミラーとゾーンプレートとの組み合わせ、又は可動ミラーとコリメートミラーとの組み合わせが用いられてもよい。

［第４実施形態］
図１１に基づき本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。
図１１は、本投影露光装置の構成図である。
本投影露光装置には、第１実施形態の測定装置（図１）と同じ機能が搭載されている。すなわち、本投影露光装置には、照明光学系２１、反射型のレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが配置されると共に、反射型のピンホール部材１２、透過型の回折格子Ｇ、移動機構１３ｃ、マスク１５、撮像素子１７、及び第２のシアリング干渉光学系１８が備えられる。

照明光学系２１の光源には、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、例えば、レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源などが用いられる。投影光学系ＰＬは、ＥＵＶ光を十分な反射率で反射する特性を持った複数の反射面からなる反射型投影光学系である。
ピンホール部材１２は、第１実施形態の測定装置におけるピンホール部材１２と同じものであり、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。

例えば、ピンホール部材１２は、レチクルＲと共にレチクルステージ２２によって支持される。レチクルステージ２２の移動により、レチクルＲとピンホール部材１２とが入れ替わる。
回折格子Ｇは、第１実施形態の測定装置における回折格子Ｇと同じものであり、波面収差測定時にのみ、移動機構１３ｃによって投影光学系ＰＬと像面との間に挿入される。

マスク１５は、第１実施形態の測定装置におけるマスク１５と同じものであり、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。
例えば、マスク１５は、ウエハＷと共にウエハステージ２６によって支持される。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。
波面収差測定時、ピンホール部材１２、回折格子Ｇ、マスク１５がそれぞれ光路に挿入されると、ピンホール部材１２にて球面波状の測定光束Ｌ’が生成され、投影光学系ＰＬ、回折格子Ｇ、マスク１５を介して干渉縞が形成される。撮像素子１７は、その干渉縞を撮像できる位置に配置される。このうち、回折格子Ｇ、マスク１５、撮像素子１７、移動機構１３ｃ、ウエハステージ２６が、第１実施形態の第１のシアリング干渉光学系１３と同じ働きをする。

第２のシアリング干渉光学系１８は、第１実施形態の測定装置における第２のシアリング干渉光学系１８と同じものであり、波面収差測定時に、ピンホール部材１２にて生成された測定光束Ｌ’の光路に挿入可能である。
したがって、本投影露光装置の各部に適切な指示さえ与えられれば、第１実施形態と同じ測定方法で、投影光学系ＰＬの波面収差の自己測定を確実かつ高精度に行うことができる。

なお、本投影露光装置は、第１実施形態の測定装置と同じ機能が搭載された投影露光装置であるが、第１のシアリング干渉光学系１３に代えて第２実施形態の第１の点回折干渉光学系１３を備え、かつ第２のシアリング干渉光学系１８に代えて第２実施形態の第２の点回折干渉光学系１３を備えれば、第２実施形態の測定装置と同じ機能が搭載された投影露光装置が実現する。

また、本投影露光装置には、ピンホール部材１２とレチクルＲとが別々に用意されたが、ピンホール部材１２を一体化してなるレチクルＲ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、本投影露光装置には反射型のレチクルＲが用いられたが、透過型のレチクルが用いられてもよい。その場合、反射型のピンホール部材１２に代えて透過型のピンホール部材が用いられるとよい。

［第５実施形態］
図１２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、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。
図１２は、本投影露光装置の構成図である。
本投影露光装置には、第３実施形態の測定装置（図８）と同じ機能が搭載されている。すなわち、本投影露光装置には、照明光学系２１、反射型のレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが配置されると共に、反射型のピンホール部材１２、第１のハルトマン式光学系２３、第２のハルトマン式光学系２８が備えられる。

照明光学系２１の光源には、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、例えば、レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源などが用いられる。投影光学系ＰＬは、ＥＵＶ光を十分な反射率で反射する特性を持った複数の反射面からなる反射型投影光学系である。
ピンホール部材１２は、第３実施形態の測定装置におけるピンホール部材１２と同じものであり、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。

例えば、ピンホール部材１２は、レチクルＲと共にレチクルステージ２２によって支持される。レチクルステージ２２の移動により、レチクルＲとピンホール部材１２とが入れ替わる。
第１のハルトマン式光学系２３は、第３実施形態の測定装置における第１のハルトマン式光学系２３と同じものであり、波面収差測定時にのみ、ウエハＷに代わり投影光学系ＰＬの像側に挿入される。

例えば、第１のハルトマン式光学系２３は、ウエハＷと共にウエハステージ２６によって支持される。ウエハステージ２６の移動により、ウエハＷと第１のハルトマン式光学系２３とが入れ替わる。
波面収差測定時、ピンホール部材１２と第１のハルトマン式光学系２３がそれぞれ光路に挿入されると、ピンホール部材１２にて球面波状の測定光束Ｌ’が生成され、投影光学系ＰＬを介してハルトマン式光学系２３に入射する。

第２のハルトマン式光学系２８は、第３実施形態の測定装置における第２のハルトマン式光学系２８と同じものであり、波面収差測定時に、ピンホール部材１２にて生成された測定光束Ｌ’の光路に挿入可能である。
したがって、本投影露光装置の各部に適切な指示さえ与えられれば、第３実施形態と同じ測定方法で、投影光学系ＰＬの波面収差の自己測定を確実かつ高精度に行うことができる。

このような自己測定が可能な本投影露光装置では、各ミラーを装置から取り外さなくとも投影光学系ＰＬの反射面の位置修正量を求めることができるので、本投影露光装置のユーザは、露光動作に先立ち（或いはユーザの所望するタイミングで）、各面別の設置誤差に由来する反射面位置を最適に調整することができる。この調整の工程（キャリブレーション）は、例えば、次の手順（１）〜（５）を含む。

（１）ピンホールユニット及びウエハ側ユニットなどの位置を、投影光学系ＰＬの視野内の測定対象物点に応じた位置にそれぞれ設定する。ここで、ピンホールユニットは、照明光学系２１の集光ミラーとピンホール部材１２とを含むユニットであり、ウエハ側ユニットは、ハルトマン式光学系２３を含むユニットである。
（２）測定対象物点に関する波面収差を測定する。

（３）投影光学系ＰＬの視野内の複数の測定対象物点について手順（１），（２）をそれぞれ行う。
（４）視野内の複数の測定対象物点に関する波面収差データを基に、各反射面の位置誤差（シフト量、チルト量）を算出する。
（５）各反射面の位置誤差を補正し、波面収差の最適化を行う。

なお、本投影露光装置には、ピンホール部材１２とレチクルＲとが別々に用意されたが、ピンホール部材１２を一体化してなるレチクルＲ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、本投影露光装置には反射型のレチクルＲが用いられたが、透過型のレチクルが用いられてもよい。その場合、反射型のピンホール部材１２に代えて透過型のピンホール部材が用いられるとよい。

［第６実施形態］
図１３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、ＥＵＶＬ用の投影光学系の製造方法の実施形態である。
図１３は、投影光学系の製造方法の手順を示すフローチャートである。
投影光学系の光学設計をする（ステップＳ１０１）。ここで設計されるのは、例えば、図１１，図１２において符号ＰＬで示すような構成の投影光学系である。このステップＳ１０１において、投影光学系内の各光学部材の各面形状が決定される。

各光学部材が加工される（ステップＳ１０２）。
加工された各光学部材の面形状を測定しつつその面精度誤差が小さくなるまで加工が繰り返される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４）。
その後、全ての光学部材の面精度誤差が許容範囲内に収まると（ステップＳ１０４ＯＫ）光学部材を完成させ、それら光学部材によって投影光学系を組み立てる（ステップＳ１０５）。

組み立て後、投影光学系の波面収差を、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の何れかの測定方法で測定し（ステップＳ１０６）、その測定結果に応じて各光学部材の間隔調整や偏心調整などを行い（ステップＳ１０８）、波面収差が許容範囲内に収まった時点（ステップＳ１０７ＯＫ）で、投影光学系が完成する（以上、製造方法の手順）。
このように、ステップＳ１０６において第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の何れかの測定方法を適用すれば、投影光学系の波面収差を確実かつ高精度に行うことができる。したがって、投影光学系を確実に高性能化することができる。

したがって、この投影光学系を投影露光装置に搭載すると、その投影露光装置を確実に高性能化することができる。その投影露光装置によれば、高性能なデバイスを確実に製造することができる。
［その他］
なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態は、被検光学系ＴＯがＥＵＶＬ用の投影光学系であったが、他の光学系の波面収差測定にも本発明は適用可能である。但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系の測定では、ピンホール部材１２のピンホール径φに対する制約が特に高かったので、本発明が特に有効である。

また、第４実施形態、第５実施形態で説明した投影露光装置は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置であるが、他の露光波長の投影露光装置にも同様に、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の何れかの測定装置の機能を搭載することができる。但し、ＥＵＶＬ用の投影光学系ＰＬの測定では、ピンホール部材１２のピンホール径φに対する制約が特に高かったので、本発明が特に有効である。

また、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態における測定手順の一部又は全部は、コンピュータによって自動化されてもよい。その場合、その手順の一部又は全部を実施するのに必要なプログラムがコンピュータに予めインストールされる。

第１実施形態の波面収差測定装置の構成図である。 第１のシアリング干渉光学系１３のマスク１５を説明する図である。 第２のシアリング干渉光学系１８を説明する拡大図である。 第２のシアリング干渉光学系１８のマスク１５’を説明する図である。 第１実施形態の波面収差測定方法の手順を示すフローチャートである。 第１の点回折干渉光学系１３，第２の点回折干渉光学系１８のマスク１５，１５’を説明する図である。 第２実施形態の波面収差測定方法の手順を示すフローチャートである。 第３実施形態の波面収差測定装置の構成図である。 第２のハルトマン式光学系２８を説明する拡大図である。 第３実施形態の波面収差測定方法の手順を示すフローチャートである。 第４実施形態の投影露光装置の構成図である。 第５実施形態の投影露光装置の構成図である。 第６実施形態の投影光学系の製造方法の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１，２１・・・照明光学系，
１２・・・ピンホール部材，
Ｐ₁₂・・・ピンホール，
ＴＯ・・・被検光学系，
１３・・・第１のシアリング干渉光学系又は第１の点回折干渉光学系，
１８・・・第２のシアリング干渉光学系又は第２の点回折干渉光学系，
１３ｃ，１５ｃ，１９，１３ｃ’，１５ｃ’・・・移動機構，
１７，１７’ 撮像素子，
Ｇ・・・回折格子，
Ｍ・・・可動ミラー，
ＺＰ・・・ゾーンプレート，
２３・・・第１のハルトマン式光学系２３，
２８・・・第２のハルトマン式光学系２８，
ＣＭ，ＣＭ’・・・コリメートミラーＣＭ，
ＺＰＡ，ＺＰＡ’・・・ゾーンプレートアレイ，
２２・・・レチクルステージ
２６・・・ウエハステージ
ＰＬ・・・投影光学系

Claims (12)

1. ピンホール部材を用いて球面波状の測定光束を生成して前記被検光学系に投光すると共に、その被検光学系を経由した後の前記測定光束の波面形状を測定する波面収差測定方法において、
   前記被検光学系に投光される前の前記測定光束の波面形状を測定し、その波面形状のデータで、前記被検光学系を経由した後の前記波面形状のデータを補正する
   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、
   前記ピンホール部材のピンホール径φは、
   前記被検光学系の入射側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、
   λ／（２ＮＡ）≦φ
   の式を満たす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、
   前記波面形状の測定では、
   前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系が用いられ、
   前記ピンホール部材のピンホール径φは、
   前記被検光学系の入射側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記シアリング干渉光学系のシア比Ｓと共に、
   λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）
   の式を満たすことを特徴とする波面収差測定方法。
4. 被検光学系の物体面に配置されるピンホール部材と、
   前記ピンホール部材を照明し、そのピンホール部材で生じた球面波状の測定光束を前記被検光学系に投光する照明手段と、
   前記被検光学系を経由した後の前記測定光束の波面形状を測定する第１の測定手段と
   を備えた波面収差測定装置において、
   前記被検光学系に投光される前の前記測定光束の波面形状を測定する第２の測定手段をさらに備えた
   ことを特徴とする波面収差測定装置。
5. 請求項４に記載の波面収差測定装置において、
   前記ピンホール部材のピンホール径φは、
   前記被検光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、
   λ／（２ＮＡ）≦φ
   の式を満たすことを特徴とする波面収差測定装置。
6. 請求項５に記載の波面収差測定装置において、
   前記第１の測定手段は、
   前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系からなり、
   前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記被検光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記光学系のシア比Ｓと共に、
   λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）
   の式を満たすことを特徴とする波面収差測定装置。
7. 請求項４〜請求項６の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
   前記ピンホール部材で生じた前記測定光束の光路を、前記被検光学系に向かう光路と、前記第２の測定手段に向かう光路との間で切り替えるための切り替え手段をさらに備えた
   ことを特徴とする波面収差測定装置。
8. 投影光学系の物体面を照明する照明手段と、
   前記物体面に配置可能なピンホール部材と、
   前記物体面に配置された前記ピンホール部材にて発生し、かつ前記投影光学系を経由した測定光束の波面形状を測定するための第１の測定手段と、
   前記投影光学系を経由する前の前記測定光束の波面形状を測定するための第２の測定手段と
   を備えたことを特徴とする投影露光装置。
9. 請求項８に記載の投影露光装置において、
   前記ピンホール部材のピンホール径φは、
   前記投影光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λと共に、
   λ／（２ＮＡ）≦φ
   の式を満たすことを特徴とする投影露光装置。
10. 請求項９に記載の投影露光装置において、
    前記第１の測定手段は、
    前記測定光束をシアリング干渉させるシアリング干渉光学系からなり、
    前記ピンホール部材のピンホール径φは、前記投影光学系の物体側開口数ＮＡ、前記測定光束の波長λ、前記シアリング干渉光学系のシア比Ｓと共に、
    λ／（２ＮＡ）≦φ≦λ／（２ＮＡ・Ｓ）
    の式を満たすことを特徴とする投影露光装置。
11. 請求項８〜請求項１０の何れか一項に記載の投影露光装置において、
    前記ピンホール部材で発生した前記測定光束の光路を、前記投影光学系に向かう光路と、前記第２の測定手段に向かう光路との間で切り替えるための切り替え手段をさらに備えた
    ことを特徴とする投影露光装置。
12. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の波面収差測定方法で投影光学系の波面収差を測定する手順と、
    前記測定された前記波面収差に応じて前記投影光学系を調整する手順と
    を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。

Images