JP2006203116A - 投影光学系の検査装置、及び投影光学系の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を精度良く検査できる検査装置を提供する。
【解決手段】検査装置は、投影光学系ＰＬの像面側に設けられた反射球面８Ｓと、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に液体ＬＱを供給するための液体供給機構５０と、反射球面８Ｓで反射した測定光を投影光学系ＰＬを介して光電検出する光電検出器とを備えている。液体供給機構５０は、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱの溶存気体濃度が６ｐｐｍ以下となるように脱気を行う脱気装置を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液浸露光に用いる投影光学系の検査装置、及び投影光学系の製造方法に関するものである。

半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを投影光学系を介して感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。マスクのパターンを基板上に精確に投影するために、投影光学系には優れた光学性能が要求されるため、従来より、投影光学系の光学性能を検査装置を使って検査することが行われている。下記特許文献１、２には、投影光学系の光学性能を検査する技術の一例が開示されている。
特開２００２−２９６００５号公報 特開平１０−１６０５８２号公報

ところで、近時においては、露光装置の更なる高解像度化の要求に応えるために、投影光学系と基板との間の露光光の光路空間を液体で満たす液浸法を適用した液浸露光装置が案出されている。そのため、この液浸露光に用いられる投影光学系の光学性能を精度良く検査（測定）できる検査装置の案出が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を精度良く検査できる検査装置、及びその検査装置を用いる投影光学系の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、液浸露光に用いる投影光学系（ＰＬ）の光学性能を検査する検査装置において、投影光学系（ＰＬ）の像面側に設けられた反射球面（８Ｓ）と、投影光学系（ＰＬ）と反射球面（８Ｓ）との間に液体（ＬＱ）を供給するための液体供給機構（５０）と、反射球面（８Ｓ）で反射した測定光を投影光学系（ＰＬ）を介して光電検出する光電検出器（３０）とを備え、液体供給機構（５０）は、投影光学系（ＰＬ）と反射球面（８Ｓ）との間に供給される液体（ＬＱ）の溶存気体濃度が６ｐｐｍ以下となるように脱気を行う脱気装置（５１Ｃ）を有する検査装置（ＩＮＳ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、脱気装置を用いて所望レベルに脱気された液体を用いて投影光学系の光学性能を精度良く検査することができる。

本発明の第２の態様に従えば、液浸露光に用いる投影光学系（ＰＬ）の光学性能を検査する検査装置において、投影光学系（ＰＬ）の像面側に設けられた反射球面（８Ｓ）と、投影光学系（ＰＬ）と反射球面（８Ｓ）との間に液体（ＬＱ）を供給するための液体供給機構（５０）と、反射球面（８Ｓ）で反射した測定光を投影光学系（ＰＬ）を介して光電検出する光電検出器（３０）とを備え、投影光学系（ＰＬ）の像面側の端面（Ｔ１）の一部と反射球面（８Ｓ）との間のみを局所的に液体（ＬＱ）で満たした状態で、反射球面（８Ｓ）からの測定光を投影光学系（ＰＬ）を介して光電検出器（３０）で光電検出する検査装置（ＩＮＳ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、投影光学系の像面側の端面の一部と反射球面との間のみを局所的に液体で満たした状態で検査することで、投影光学系の光学性能を精度良く検査することができる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の検査装置を用いる投影光学系の製造方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、光学性能を精度良く検査された投影光学系を製造することができる。

本発明によれば、液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を精度良く検査できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお以下の説明においては、図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。また、ＸＹ平面は水平面と平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に沿った軸とする。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る検査装置を示す概略構成図である。図１において、検査装置ＩＮＳは、液浸露光に用いる投影光学系ＰＬの光学性能を検査するものであって、光源１と、干渉計部２と、干渉計部２を保持して移動可能な第１ステージ３と、検査対象である投影光学系ＰＬの像面側に設けられた反射球面８Ｓと、反射球面８Ｓを保持して移動可能な第２ステージ９と、検査装置ＩＮＳ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。また、検査装置ＩＮＳは、床面Ｆ上に防振ユニット１００を介して支持されたメインコラム１０１と、メインコラム１０１上に固定された支持フレーム１０２とを備えている。メインコラム１０１には、内側に向けて突出する段部１０３が形成されている。

また、検査装置ＩＮＳは、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間の空間を液体ＬＱで満たすための液浸機構ＬＦを備えている。液浸機構ＬＦは、投影光学系ＰＬの像面側に設けられ、液体ＬＱを保持可能な周壁部７１を有する液体保持部材７０と、液体保持部材７０に設けられた供給口５２を介して投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に液体ＬＱを供給するための液体供給機構５０と、液体保持部材７０に設けられた回収口６２を介して液体ＬＱを回収するための液体回収機構６０とを備えている。本実施形態においては、液体ＬＱとして純水を用いる。

光源１は、所定形状の断面を有する光束を射出する光源であり、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）である。液体ＬＱとして用いられる純水はＡｒＦエキシマレーザ光を透過可能である。光源１から射出される光束は干渉計部２に供給される。干渉計部２は、光源１から供給される光束から参照光と測定光とを生成し、測定光を検査対象としての投影光学系ＰＬに供給するとともに、投影光学系ＰＬを通過した測定光と参照光とを干渉させて得られる干渉光の干渉縞を検出する。干渉計部２は、干渉縞の検出結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴは、干渉計部２から出力された検出結果（干渉縞そのもの）を不図示の表示装置に表示し、又は検出結果を解析して投影光学系ＰＬにおいて生ずる波面収差を数値的に求めて、得られた数値を表示装置に表示する。

第１ステージ３は、第１定盤３Ｂの上面（ガイド面）に対して非接触支持されており、第１定盤３Ｂ上で、干渉計部２を保持して移動可能である。なお、第１ステージ３及び第１定盤３Ｂの中央部には測定光を通過させる開口部がそれぞれ形成されている。第１定盤３Ｂは、支持フレーム１０２の上部に支持されている。第１ステージ３は、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む第１駆動装置３Ｄの駆動により、干渉計部２を保持した状態で、第１定盤３Ｂ上において、ＸＹ平面内において移動可能である。更に、第１ステージ３は、Ｚ軸方向、θＸ、θＹ、及びθＺ方向にも移動可能に構成されている。したがって、第１ステージ３に保持された干渉計部２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

第１ステージ３には、干渉計用反射面を有する移動鏡４Ａ、４Ｂが設けられている。また、移動鏡４Ａの反射面に対応してレーザ干渉計５が設けられており、移動鏡４Ｂの反射面に対応してレーザ干渉計６が設けられている。本実施形態においては、移動鏡４Ａ、４Ｂは、第１ステージ３の上部に設けられている。また、レーザ干渉計５は、移動鏡４Ａの反射面と対向するように、支持フレーム１０２上の支持部材１０４に支持されており、レーザ干渉計６は、第１ステージ３の上方において、移動鏡４Ｂの反射面と対向するように、不図示の支持部材に支持されている。

図１では図示を簡略化しているが、移動鏡４ＡはＸ軸に垂直な反射面を有する移動鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する移動鏡から構成されている。また、レーザ干渉計５は、Ｙ軸に沿って移動鏡４Ａの反射面にレーザ光を照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計及びＸ軸に沿って移動鏡４Ａの反射面にレーザ光を照射するＸ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｙ軸用の１個のレーザ干渉計及びＸ軸用の１個のレーザ干渉計により第１ステージ３のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置が検出される。また、Ｙ軸用の２個のレーザ干渉計の検出値の差により、第１ステージ３のθＺ方向の回転角が検出される。

移動鏡４ＢはＺ軸に垂直な反射面を有している。レーザ干渉計６は、移動鏡４Ｂの反射面にレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、第１ステージ３のＺ軸方向の位置及び姿勢を検出する。図１においては、レーザ干渉計６及び移動鏡４Ｂを１つのみ図示しているが、実際にはそれぞれ３つ設けられており、レーザ干渉計６は、第１ステージ３のＺ軸方向の位置及び傾き（θＸ方向及びθＹ方向の回転角）を検出する。

このように、レーザ干渉計５、６は、第１ステージ３に設けられた移動鏡４Ａ、４Ｂの反射面と協働して第１ステージ３のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置を検出する。レーザ干渉計５、６の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５、６の検出結果に基づいて、第１駆動装置３Ｄを駆動し、第１ステージ３に保持されている干渉計部２の位置及び姿勢を制御する。

干渉計部２の−Ｚ方向には、検査対象としての投影光学系ＰＬが配置され、干渉計部２で生成された測定光が投影光学系ＰＬに供給される。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子は鏡筒ＰＫに保持されており、鏡筒ＰＫの外周にはフランジＰＦが設けられている。メインコラム１０１の段部１０３上には、投影光学系ＰＬのフランジ部ＰＦを支持するための支持機構１０５が設けられており、投影光学系ＰＬはフランジＰＦ及び支持機構１０５を介してメインコラム１０１の段部１０３に支持されている。また、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより露出している。

投影光学系ＰＬの像面側に設けられた反射球面８Ｓは、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを通過した測定光を反射して再度投影光学系ＰＬに導くためのものであり、投影光学系ＰＬに向かって凸状の球面である。

第２ステージ９は、第２定盤９Ｂの上面（ガイド面）に対して非接触支持されており、第２定盤９Ｂ上で、反射球面８Ｓを保持して移動可能である。第２定盤９Ｂは、メインコラム１０１の下部に設けられた下側段部１０６に支持されている。第２ステージ９は、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む第２駆動装置９Ｄの駆動により、反射球面８Ｓを保持した状態で、第２定盤９Ｂ上において、ＸＹ平面内において移動可能である。更に、第２ステージ９は、Ｚ軸方向、θＸ、θＹ、及びθＺ方向にも移動可能に構成されている。したがって、第２ステージ９に保持された反射球面８Ｓは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。このように、第２駆動装置９Ｄは、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとを相対的に移動可能である。

第２ステージ９には、干渉計用反射面を有する移動鏡１０Ａ、１０Ｂが設けられている。また、移動鏡１０Ａの反射面に対応してレーザ干渉計１１が設けられており、移動鏡１０Ｂの反射面に対応してレーザ干渉計１２が設けられている。本実施形態においては、移動鏡１０Ａは、第２ステージ９の側部に設けられており、移動鏡１０Ｂは第２ステージ９の下部に設けられている。また、レーザ干渉計１１は、移動鏡１０Ａの反射面と対向するように、メインコラム９の一部に支持されており、レーザ干渉計１２は、第２定盤９Ｂの下方において、移動鏡１０Ｂの反射面と対向するように、メインコラム９の一部に支持されている。なお、第２定盤９Ｂの一部には、レーザ干渉計１２の検出光を通過させるための開口部Ｋ３が形成されている。

図１では図示を簡略化しているが、移動鏡１０ＡはＸ軸に垂直な反射面を有する移動鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する移動鏡から構成されている。また、レーザ干渉計１１は、Ｙ軸に沿って移動鏡１０Ａの反射面にレーザ光を照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計及びＸ軸に沿って移動鏡１０Ａの反射面にレーザ光を照射するＸ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｙ軸用の１個のレーザ干渉計及びＸ軸用の１個のレーザ干渉計により第２ステージ９のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置が検出される。また、Ｙ軸用の２個のレーザ干渉計の検出値の差により、第２ステージ９のθＺ方向の回転角が検出される。

移動鏡１０ＢはＺ軸に垂直な反射面を有している。レーザ干渉計１２は、移動鏡１０Ｂの反射面にレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、第２ステージ９のＺ軸方向の位置及び姿勢を検出する。図１においては、レーザ干渉計１２及び移動鏡１０Ｂを１つのみ図示しているが、実際にはそれぞれ３つ設けられており、レーザ干渉計１２は、第２ステージ９のＺ軸方向の位置及び傾き（θＸ方向及びθＹ方向の回転角）を検出する。

このように、レーザ干渉計１１、１２は、第２ステージ９に設けられた移動鏡１０Ａ、１０Ｂの反射面と協働して第２ステージ９のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置を検出する。レーザ干渉計１１、１２の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１１、１２の検出結果に基づいて、第２駆動装置９Ｄを駆動し、第２ステージ９に保持されている反射球面の位置及び姿勢を制御する。

液浸機構ＬＦの液体供給機構５０は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と反射球面８Ｓとの間の空間に液体ＬＱを供給するためのものであって、液体ＬＱを供給可能な液体供給装置５１と、液体供給装置５１にその一端部を接続する供給管５３とを備えている。供給管５３の他端部は液体保持部材７０に接続されている。液体供給装置５１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、液体ＬＱの温度を調整する温調装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給機構５０の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液浸機構ＬＦの液体回収機構６０は、液体供給機構５０で供給された液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収装置６１と、液体回収装置６１にその一端部を接続する回収管６３とを備えている。本実施形態においては、回収管６３の他端部は液体保持部材７０に接続されている。液体回収装置６１は、例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。液体回収機構６０の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

図２は干渉計部２を示す概略構成図である。図２において、干渉計部２は、レンズ２１と、コリメートレンズ２２と、折り曲げミラー２３と、ビームスプリッタ２４と、折り曲げミラー２５、２６と、基準レンズ２７と、リレーレンズ２８、２９と、光電検出器（センサ）３０とを備えている。

レンズ２１は、光源１から供給される光束を一度集光し、コリメートレンズ２２はレンズ２１で集光された光束を平行光束に変換する。折り曲げミラー２３は、コリメートレンズ２２を通過して−Ｙ方向に進む光束を＋Ｚ方向に偏向する。ビームスプリッタ２４は、折り曲げミラー２３で偏向されて＋Ｚ方向に進む光束を透過させるとともに、折り曲げミラー２５から−Ｚ方向に進む光束を＋Ｙ方向に反射する。折り曲げミラー２５はビームスプリッタ２４を透過して＋Ｚ方向に進む光束を−Ｙ方向に偏向し、折り曲げミラー２６は折り曲げミラー２５で偏向されて−Ｙ方向に進む光束を−Ｚ方向に偏向する。

基準レンズ２７は＋Ｚ方向に凸となるよう配置されたメニスカスレンズであり、参照光及び測定光を生成するために設けられる。この基準レンズ２７は、投影光学系ＰＬ側の面が球面に設定された基準面２７ａであり、折り曲げミラー２６で偏向されて−Ｚ方向に進む光束は基準面２７ａに対して垂直に入射する。基準面２７ａを透過した光束は測定光として用いられ、基準面２７ａで反射された光束は参照光として用いられる。制御装置ＣＯＮＴは、基準レンズ２７の焦点が投影光学系ＰＬの物体面ＯＰに配置されるように、レーザ干渉計６の検出結果をモニタしつつ、第１駆動装置３Ｄを介して第１ステージ３のＺ軸方向の位置を制御する。

リレーレンズ２８、２９は、折り曲げミラー２６、２５を順に介してビームスプリッタ２４で反射された光束（参照光と測定光との干渉光）をリレーするレンズである。干渉計部２に設けられたレンズ２１、コリメートレンズ２２、基準レンズ２７、及びリレーレンズ２８、２９は投影光学系ＰＬが備える光学素子と同様に合成石英又は蛍石等の硝材を用いて形成されている。

センサ３０は、干渉光を検出するものであり、例えば二次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子を用いることができる。このように、図２に示す干渉計部２においては、フィゾー型の干渉計が構成されている。センサ３０の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。なお、図２においては、便宜上、投影光学系ＰＬに設けられる光学素子のうち、最も物体面側に配置される光学素子ＬＳ３、及び最も像面側に配置される光学素子ＬＳ２、ＬＳ１を図示しているが、実際には十数〜数十個の光学素子が設けられている。液体供給機構５０からの液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１と反射球面８Ｓとの間に供給される。

図３は第２ステージ９を示す側断面図である。図３において、第２ステージ９は、第２駆動装置９Ｄにより駆動されるステージ本体９０と、ステージ本体９０に支持された第１支持部材９１と、第１支持部材９１に支持された第２支持部材９２と、第２支持部材９２の上端部に支持された第３支持部材９３とを備えている。

ステージ本体９０は、第１支持部材９１を配置可能な穴部９０Ｈを有しており、第１支持部材９１は穴部９０Ｈの内側に配置されている。第１支持部材９１の上端部にはステージ本体９０の上面と接触するフランジ部９１Ｆが設けられており、ステージ本体９０と第１支持部材９１とは固定されている。

第１支持部材９１は、第２支持部材９２を配置可能な内部空間を有したほぼ有底筒状の部材であり、第１支持部材９１の内部空間側の底面には、第２支持部材９２を支持する複数の凸部９１Ｔが設けられている。第１支持部材９１と第２支持部材９２（可動部材９４）とは凸部９１Ｔにおいてのみ接続（接触）され、それ以外の部分は互いに離れている。本実施形態においては、凸部９１Ｔは３つ設けられており、第２支持部材９２は３つの凸部９１Ｔで支持される。すなわち、第１支持部材９１は、第２支持部材９２を３つの凸部９１Ｔで支持する３点座支持構造を有した構成となっており、第２支持部材９２は第１支持部材９１に対して凸部９１Ｔによりキネマティック支持される。

第２支持部材９２の平面視ほぼ中央部には凸部９２Ｔが設けられており、凸部９２Ｔを囲むように環状の凹部（空間部）９２Ｈが形成されている。凹部９２Ｈには、液浸機構ＬＦの供給管５３及び回収管６３が配置される。そして、第２支持部材９２の凸部９２Ｔの上端部に第３支持部材９３が支持されている。第３支持部材９３は、反射球面８Ｓを有する球状部材８を支持するものであって、フランジ部９３Ｆと、フランジ部９３Ｆよりも上方に突出する凸部９３Ｔとを有している。第２支持部材９２の凸部９２Ｔ及び第３支持部材９３は平面視においてほぼ円形状であり、第３支持部材９３のフランジ部９３Ｆは、第２支持部材９２の凸部９２Ｔの上面とほぼ同じ径を有し、その凸部９２Ｔの上面と接続される。第３支持部材９３の凸部９３Ｔは、フランジ部９３Ｆよりも小径に設けられており、球状部材８は凸部９３Ｔの上面９３Ａにおいて支持される。第２支持部材９２と第３支持部材９３とは固定されている。以下の説明においては、第２ステージ９の一部を構成し、反射球面８Ｓを有する球状部材８を保持する第３支持部材９３及びその第３支持部材９３に固定された第２支持部材９２を合わせて適宜、「可動部材９４」と称する。

第２支持部材９２は、例えば低熱膨張合金（いわゆるインバー（Invariable alloy）又はスーパーインバー）によって形成され、第３支持部材９３は、例えばシリコンによって形成されており、これらは線膨張係数の小さい材料である。すなわち、第２、第３支持部材９２、９３を合わせた可動部材９４は低熱膨張材料で形成されている。

移動鏡１０Ａ、１０Ｂは、第２ステージ９の第２支持部材９２に設けられている。第２支持部材９２は、凸部９２Ｔに対して凹部９２Ｈより外側に設けられた周縁部９２Ｓを有しており、周縁部９２Ｓの一部は、第１支持部材９１の上端部（フランジ部９１Ｆ）よりも上方に突出している。そして、第１支持部材９１の上端部より上方に突出した周縁部９２Ｓの一部には開口部Ｋ１が設けられている。移動鏡１０Ａは、その反射面が周縁部９２Ｓの開口部Ｋ１の内側に配置されるように、第２支持部材９２の周縁部９２Ｓの内側面に接続されている。レーザ干渉計１１は、開口部Ｋ１を介して移動鏡１０Ａの反射面に検出光を照射可能である。また、第２支持部材９２の平面視ほぼ中央部には、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔９２Ｋが形成されており、貫通孔９２Ｋの下端部に移動鏡１０Ｂが設けられている。移動鏡１０Ｂは、その反射面が貫通孔９２Ｋの下端部の開口部Ｋ２の内側に配置されるように、貫通孔９２Ｋの内側に接続されている。また、第１支持部材９１の下面には、開口部Ｋ２に対応する開口部Ｋ２’が設けられている。また上述のように、第２定盤９Ｂの一部には、レーザ干渉計１２の検出光を通過させるための開口部Ｋ３が形成されている。レーザ干渉計１２は、開口部Ｋ２、Ｋ２’、Ｋ３を介して移動鏡１０Ｂの反射面に検出光を照射可能である。

本実施形態の第２支持部材９２には、凹部（空間部）９２Ｈや貫通孔９２Ｋが設けられており、これにより、第２支持部材９２の軽量化を図ることができる。

移動鏡１０Ａ、１０Ｂが設けられた第２支持部材９２と、球状部材８を支持した第３支持部材９３とは固定されており、第２支持部材９２及び第３支持部材９３のそれぞれは低熱膨張材料で形成されているため、制御装置ＣＯＮＴは、第２支持部材９２に設けられた移動鏡１０Ａ、１０Ｂの反射面と協働してレーザ干渉計１１、１２を使って第２支持部材９２の位置を検出することで、干渉計１１、１２によって規定される座標系での球状部材８（反射球面８Ｓ）の位置を求めることができる。

液体保持部材７０は、投影光学系ＰＬの像面側に設けられており、板状の基材７５と、基材７５上に設けられた周壁部７１と、周壁部７１の外側に設けられた第２周壁部７２と、周壁部７１の内側に設けられ、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１が配置される開口部７４とを有している。液体保持部材７０は、連結機構９６を介して第１支持部材９１に接続されており、液体保持部材７０と第１支持部材９１とは固定されている。基材７５の上面７５Ａは、投影光学系ＰＬの像面側の端面（第１光学素子ＬＳ１の下面）Ｔ１と対向するように設けられており、基材７５の上面７５Ａには、液体供給機構５０から液体ＬＱを供給するための供給口５２が設けられている。以下の説明においては、液体保持部材７０のうち、投影光学系ＰＬの像面側の端面Ｔ１に対向する基材７５の上面７５Ａを適宜、「底面部７５Ａ」と称する。

本実施形態においては、液体保持部材７０はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）によって形成されている。また、液体保持部材７０の少なくとも一部には、液体ＬＱへの不純物の溶出を抑えるための表面処理が施されている。そのような表面処理としては、液体保持部材７０に酸化クロムを付着する処理が挙げられ、例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。

供給口５２は、底面部７５Ａのうち、周壁部７１よりも内側に設けられている。液体供給機構５０は、供給口５２を介して、周壁部７１の内側に液体ＬＱを供給する。供給口５２は底面部７５Ａに設けられており、＋Ｚ方向に向けて液体ＬＱを供給する。周壁部７１は、周壁部７１の内側で液体ＬＱを保持する。そして、第１光学素子ＬＳ１は、周壁部７１の内側に保持された液体ＬＱと接触するように、液体保持部材７０の開口部７４に配置される。

周壁部７１の外側には、周壁部７１の上面を通過して周壁部７１の内側より流出した液体ＬＱを回収する回収溝７３が設けられている。すなわち、回収溝７３は周壁部７１で囲まれた空間からオーバーフローした液体ＬＱを回収するように設けられている。回収溝７３は、周壁部７１と第２周壁部７２との間に設けられている。回収溝７３の内側には、液体回収機構６０を構成する回収口６２が設けられている。本実施形態においては、回収口６２は、回収溝７３の内側の底面部７５Ａに設けられている。回収溝７３の液体ＬＱは、回収口６２及び回収管６３を介して液体回収装置６１に回収される。

液体保持部材７０のうち、周壁部７１の内側の底面部７５Ａの一部には、第３支持部材９３の凸部９３Ｔを配置可能な貫通穴７０Ｋが設けられている。貫通穴７０Ｋは、第３支持部材９３に対応するように、平面視ほぼ円形状である。第３支持部材９３の凸部９３Ｔが液体保持部材７０の貫通穴７０Ｋに配置されることにより、第３支持部材９３の凸部９３Ｔの上面９３Ａにおいて支持されている球状部材８の反射球面８Ｓは、液体保持部材７０の周壁部７１の内側に配置される。

液体保持部材７０の貫通穴７０Ｋの径は、第３支持部材９３の凸部９３Ｔの径よりも大きく、第１支持部材９１に連結機構９６を介して接続された液体保持部材７０の貫通穴７０Ｋの内側面と凸部９３Ｔの側面との間には所定のギャップ（隙間）が設けられている。また、液体保持部材７０の下面と第３支持部材９３のフランジ部９３Ｆの上面との間には、液体ＬＱの漏出を防止するためのシール部材９５が設けられている。シール部材９５は、例えばＯリングによって構成されており、本実施形態においては、フッ素系ゴム（例えば、デュポン社製「バイトン」）により形成されたＯリングによって構成されている。上述のように、液体保持部材７０の貫通穴７０Ｋの内側面と第３支持部材９３の凸部９３Ｔの側面との間には所定のギャップ（隙間）が設けられており、液体保持部材７０と第３支持部材９３（可動部材９４）とは、シール部材９５のみを介して接続され、それ以外の部分は互いに離れている。

このように、液体保持部材７０と可動部材９４とは別々の部材として形成され、実質的に分離されている。また、上述のように、第２、第３支持部材９２、９３を含む可動部材９４は、３つの凸部９１Ｔで支持されている。そのため、第１支持部材９１や第１支持部材９１に接続されている液体保持部材７０が仮に変形（熱変形、撓み変形）しても、３点座支持構造がこの変形分を吸収するため、第１支持部材９１や液体保持部材７０の変形が可動部材９４に伝わることが抑制されている。また、液体保持部材７０と可動部材９４（第３支持部材９３）とはシール部材９５を介して接続されているが、本実施形態のシール部材９５は所定の厚み（例えば２ｍｍ程度）を有するフッ素系ゴムによって構成されており、十分な弾性及び可撓性を有している。したがって、仮に液体保持部材７０が変形しても、シール部材９５によって、液体保持部材７０の変形が可動部材９４に伝わることが抑制されている。また、液体保持部材７０及び可動部材９４の一方で発生した振動が他方に伝達されることを低減することができる。

図４は液体保持部材７０の斜視図である。図４に示すように、本実施形態の供給口５２は、所定の径を有する平面視円形状であり、底面部７５Ａの４箇所の所定位置のそれぞれに設けられている。ここでは、供給口５２は周壁部７１の内側の底面部７５Ａの四隅のそれぞれに設けられている。そして、第３支持部材９３（可動部材９４）の凸部９３Ｔの上面９３Ａにおいて支持された球状部材８の反射球面８Ｓは、周壁部７１の内側に配置されている。なお、供給口５２の大きさ、形状、数、及び配置は、周壁部７１の内側に円滑に液体ＬＱを供給可能であれば任意の構成を採用することができる。例えば、供給口５２を底面部７５Ａの２箇所に設けてもよいし、小さな供給口５２を複数マトリクス状（例えば１０行×１０列）に配置してもよい。また、供給口５２を周壁部７１の内側の底面部７５Ａの中央領域近傍に配置してもよい。あるいは、供給口５２近傍に、供給口５２から供給された液体ＬＱの流れをガイドする例えばフィン状の部材や、供給口５２と離れた位置で対向し、供給口５２より＋Ｚ方向に供給された液体ＬＱの流れの向きをＸＹ方向（水平方向）に向けるためのキャップ状の部材を配置してもよい。

また、回収溝７３は周壁部７１を囲むように環状に設けられており、本実施形態の回収口６２は、回収溝７３の内側における底面部７５Ａの４箇所の所定位置のそれぞれに設けられている。また、本実施形態の回収口６２は、所定の径を有する平面視円形状である。また、本実施形態の周壁部７１の上面の複数の所定位置のそれぞれには切欠部（凹部）７１Ｋが設けられている。周壁部７１の内側の液体ＬＱは、切欠部７１Ｋを通過して回収溝７３に流出することができる。切欠部７１Ｋは、回収口６２に対応するように４つ設けられており、回収口６２の近傍に設けられている。これにより、周壁部７１の内側より切欠部７１Ｋを通過して回収溝７３に流出した液体ＬＱは、回収口６２を介して円滑に回収される。なお、回収口６２の大きさ、形状、数、及び配置は、液体ＬＱを回収溝７３より円滑に回収（排出）可能であれば任意の構成を採用することができる。また、切欠部７１Ｋを省いて、周壁部７１を越えて溢れ出た液体ＬＱを回収するようにしてもよい。

次に、図５及び図６を参照しながら球状部材８を保持する保持機構を説明する。図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は斜視図である。また、図６は図５（Ｂ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。

上述のように、球状部材８は、第３支持部材９３（可動部材９４）の凸部９３Ｔの上面９３Ａにおいて支持される。保持機構４０は、球状部材８の３箇所を支持する支持部４１と、支持部４１に対して球状部材８を磁力で接触させるための磁石４２とを備えている。支持部４１は、凸部９３Ｔの上面９３Ａに形成された凹部４３の内側に設けられた３つの支持面４１Ａを備えている。凹部４３は平面視六角形に設けられている。支持面４１Ａは、凹部４３の内側から外側に向かうにつれて漸次投影光学系ＰＬ側に近づくように傾斜する傾斜面であり、支持面４１Ａのそれぞれは平坦面となっている。支持面４１Ａは、例えばマイクロ放電加工などにより平坦度良く仕上げられている。そして、３つの支持面４１Ａは、θＺ方向においてほぼ等間隔で配置されている。球状部材８の表面と、支持面４１Ａのそれぞれとが接触することで、球状部材８は支持部４１に３点で支持される。

磁石４２は、第３支持部材９３の下面側に設けられた凹部４４の内側に配置されている。すなわち、磁石４２は、第３支持部材９３を挟んで、球状部材８が支持されている上面９３Ａとは反対側に設けられている。

図６に示すように、球状部材８は、球状の基材８Ａと、基材８Ａの表面に被覆された膜８Ｂとを有している。基材８Ａは磁性体を含んで構成されており、本実施形態においては、鉄成分を含む鋼球によって構成されている。また、鋼（鉄）は加工性が良く、高い面精度（真球度）を得ることができる。本実施形態においては、球状部材８（基材８Ａ）の直径は約２ｍｍ程度であり、基材８Ａの表面粗さ（二乗平均粗さ）は２ｎｍ程度に仕上げられている。膜８Ｂは、高い光反射率を有する材料によって構成されており、本実施形態においては、シリコンによって構成されている。なお、膜８Ｂとしてはロジウムなどであってもよい。基材８Ａの表面に膜８Ｂを被覆する場合には、例えば蒸着の手法などを用いることができる。基材８Ａに被覆後の膜８Ｂの表面粗さ（二乗平均粗さ）は１０ｎｍ程度に仕上げられている。

また、第３支持部材９３はシリコンによって構成されており、支持面４１Ａもシリコンによって構成されている。保持機構４０に保持された球状部材８の周囲に設けられた第３支持部材９３の上面９３Ａは、鏡面加工などにより平坦度良く仕上げられている。第３支持部材９３の上面９３Ａの表面粗さ（二乗平均粗さ）は２μｍ以下となるように仕上げられている。周壁部７１の内側に設けられた上面９３Ａは、高い光反射率を有する光反射部となっている。以下の説明においては、球状部材８の周囲に設けられ、照射された光を反射可能な上面９３Ａを適宜、「平坦面９３Ａ」と称する。

また、平坦面９３Ａには、支持部４１に支持された球状部材８の反射球面８Ｓを囲むように、平面視において環状でほぼ矩形状の溝４５が設けられている。

このように、球状部材８は鉄成分を含む磁性体によって構成されているため、第３支持部材９３を挟んで、球状部材８が支持されている上面９３Ａとは反対側に磁石４２を設けることにより、支持部４１の支持面４１Ａに対して球状部材８を磁石４２の磁力によって接触させ、吸着保持することができる。また、球状部材８は磁力で支持面４１Ａに接触しているので、磁力による保持を解除することにより、第３支持部材９３に対して球状部材８を脱着（交換）可能とすることができる。

本実施形態においては、保持機構４０に保持された球状部材８のＺ軸方向に関する中心位置と、第３支持部材９３の平坦面９３ＡのＺ軸方向に関する位置とがほぼ一致するように設けられている。したがって、球状部材８の表面は平坦面９３Ａより１ｍｍ程度突出しており、その突出した球状部材８の表面はほぼ半球状である。そして、その球状部材８の平坦面９３Ａより突出した半球状の領域が反射球面８Ｓとして機能する。また、保持機構４０に保持された球状部材８のＸＹ方向に関する中心位置と、矩形状で環状の溝４５のＸＹ方向に関する中心位置（図心位置）とがほぼ一致するように設けられている。

図７は液体供給機構５０の液体供給装置５１を示す概略構成図である。上述のように、本実施形態の液体ＬＱは純水であって、液体供給装置５１は、純水を製造する純水製造装置５１Ａと、純水製造装置５１Ａから供給された液体ＬＱの温度を粗く調整するラフ温調装置５１Ｂと、ラフ温調装置５１Ｂから供給された液体ＬＱ中の溶存気体濃度（溶存酸素濃度、溶存炭酸ガス濃度、溶存窒素濃度）を低下させるための脱気装置５１Ｃと、脱気装置５１Ｃで脱気された液体ＬＱ中の異物（微粒子、気泡）を取り除くフィルタユニット５１Ｄと、フィルタユニット５１Ｄを通過した液体ＬＱの温度の微調整を行うファイン温調装置５１Ｅとを備えている。液体供給装置５１は、純水製造装置５１Ａ、ラフ温調装置５１Ｂ、脱気装置５１Ｃ、フィルタユニット５１Ｄ、及びファイン温調装置５１Ｅ等を使って、投影光学系ＰＬと反射球面８との間に供給される液体ＬＱの性質及び成分の少なくとも一方を調整する。すなわち、液体供給装置５１は、液体（純水）ＬＱの品質（水質）を調整する調整装置を備えた構成となっている。

純水製造装置５１Ａは、イオン交換膜やパーティクルフィルタ等の液体改質部材、及び紫外光照射装置（ＵＶランプ）等の液体改質装置を備えており、これら液体改質部材及び液体改質装置により、液体の比抵抗値、異物（微粒子、気泡）の量、液体ＬＱ中に溶解している炭素化合物のうち有機系化合物中の炭素の総量を示す全有機体炭素（ＴＯＣ：total organic carbon）、及び生菌の量等を所望値に調整する。本実施形態においては、ＴＯＣ（total organic carbon）は１０ｐｐｂ以下に抑えるのが好ましい。ＴＯＣを十分に抑えることにより、液体ＬＱの透過率を所望値（例えば９９％／ｍｍ以上）とすることができ、また、液体ＬＱに接触する第１光学素子ＬＳ１等の汚染を防止し、光学素子の長寿命化を図ることができる。ラフ温調装置５１Ｂは、純水製造装置５１Ａから送出された液体ＬＱの温度を目標温度（例えば２３℃）に対して例えば±０．１℃程度の粗い精度で温度調整するものである。脱気装置５１Ｃは、ラフ温調装置５１Ｃから送出された液体ＬＱを脱気して、液体ＬＱ中の溶存気体濃度を低下させる。脱気装置５１Ｃとしては、供給された液体ＬＱを減圧することによって脱気する減圧装置など公知の脱気装置を用いることができる。また、中空糸膜フィルタ等のフィルタを用いて液体ＬＱを気液分離し、分離された気体成分を真空系を使って除く脱気フィルタを含む装置や、液体ＬＱを遠心力を使って気液分離し、分離された気体成分を真空系を使って除く脱気ポンプを含む装置などを用いることもできる。脱気装置５１Ｃは、上記脱気フィルタを含む液体改質部材や上記脱気ポンプを含む液体改質装置によって、液体ＬＱ中の溶存気体濃度を所望値に調整する。フィルタユニット５１Ｄは、脱気装置５１Ｃから送出された液体ＬＱ中の異物を取り除くものである。脱気装置５１Ｃ等を通過するときに、液体ＬＱ中に僅かに異物（particle）が混入する可能性が考えられるが、フィルタユニット５１Ｄによって異物を取り除くことができる。フィルタユニット５１Ｄとしては、中空糸膜フィルタやパーティクルフィルタなど公知のフィルタを用いることができる。上記パーティクルフィルタ等の液体改質部材を含むフィルタユニット５１Ｄは、液体中の異物（微粒子、気泡）の量を許容値以下に調整する。ファイン温調装置５１Ｅは、フィルタユニット５１Ｄから送出された液体ＬＱの温度調整を高精度に行う。例えばファイン温調装置５１Ｅは、フィルタユニット５１Ｅから送出された液体ＬＱの温度（温度安定性、温度均一性）を目標温度に対して±０．０１℃〜±０．００１℃程度の高い精度で微調整する。ファイン温調装置５１Ｅで温度調整された液体ＬＱは、供給管５３を介して液体保持部材７０に送出される。本実施形態においては、ファイン温調装置５１Ｅが液体ＬＱの供給対象である液体保持部材７０に最も近い位置に配置されているので、高精度に温度調整された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給することができる。

図８は脱気装置５１Ｃの概略構成を示す断面図である。ハウジング１７１の内部に筒状の中空糸束１７２が所定空間１７３を介して収容されている。中空糸束１７２はストロー状の中空糸膜１７４の複数を平行に束ねたものであり、各中空糸膜１７４は、疎水性が高く気体透過性に優れた素材（例えば、ポリ４メチルペンテン１）で形成されている。ハウジング１７１の両端には真空キャップ部材１７５ａ、１７５ｂが固定されており、ハウジング１７１の両端外側に密閉空間１７６ａ、１７６ｂを形成している。真空キャップ部材１７５ａ、１７５ｂには不図示の真空ポンプに接続された脱気口１７７ａ、１７７ｂが設けられている。また、ハウジング１７１の両端には、中空糸束１７２の両端のみが密閉空間１７６ａ、１７６ｂに連結されるように封止部１７８ａ、１７８ｂが形成されており、脱気口１７７ａ、１７７ｂに接続された真空ポンプによりそれぞれの中空糸膜１７４の内側を減圧状態にすることができる。中空糸束１７２の内部には、ラフ温調装置５１Ｂに接続された管１７９が配置されている。管１７９には複数の液体供給穴１８０が設けられており、封止部１７８ａ、１７８ｂ及び中空糸束１７２で囲まれた空間１８１に、液体供給穴１８０から液体ＬＱが供給される。液体供給穴１８０から空間１８１に液体ＬＱの供給を続けられると、液体ＬＱは平行に束ねた中空糸膜１７４の層を横切るように外側へ向かって流れ、液体ＬＱが中空糸膜１７４の外表面と接触する。前述したように中空糸膜１７４はそれぞれ、疎水性が高く気体透過性に優れた素材で形成されているので、液体ＬＱは中空糸膜１７４の内側に入ることなく、各中空糸膜１７４の間を通って中空糸束１７２の外側の空間１７３に移動する。一方、液体ＬＱ中に溶解している気体（分子）は、中空糸膜１７４の内側が減圧状態（２０Ｔｏｒｒ程度）になっているので、各中空糸膜１７４の内側へ移動する（吸収される）。このように、中空糸膜１７４の層を横切る間に液体ＬＱから除去（脱気）された気体成分は、矢印１８３で示すように、中空糸束１７２の両端から密閉空間１７６ａ、１７６ｂ介して脱気口１７７ａ、１７７ｂから排出される。また、脱気処理された液体ＬＱは、ハウジング１５１に設けられた液体出口１８２からフィルタユニット５１Ｄに供給される。

本実施形態においては、液体供給機構５０は、脱気装置５１Ｄを使って、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱの溶存気体濃度が６ｐｐｍ以下となるように脱気を行う。更に具体的には、液体供給機構５０は、脱気装置５１Ｄを使って、溶存酸素濃度６ｐｐｍ以下、溶存炭酸ガス濃度６ｐｐｍ以下、及び溶存窒素濃度６ｐｐｍ以下の少なくとも一つの条件を満たすように液体ＬＱの脱気を行う。

次に、上述の検査装置ＩＮＦを用いて検査対象としての投影光学系ＰＬの光学性能の検査する検査方法について説明する。投影光学系ＰＬの光学性能を検査するために、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構５０及び液体回収機構６０のそれぞれを駆動する。液体供給機構５０の液体供給装置５１から送出された液体ＬＱは、供給管５３、及び供給口５２を介して、液体保持部材７０の周壁部７１の内側に供給される。液体保持部材７０は、周壁部７１の内側に液体ＬＱを保持する。液体保持部材７０の開口部７４の内側には投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１が配置されており、周壁部７１の内側に保持された液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１と接触する。また、反射球面８Ｓは周壁部７１の内側に配置されているため、図９の模式図に示すように、周壁部７１の内側に所定量以上の液体ＬＱが保持されることにより、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に液体ＬＱが満たされる。

図９に示すように、本実施形態においては、反射球面８Ｓの周囲の平坦面９３Ａと第１光学素子ＬＳ１の端面Ｔ１との距離Ｌ１（ワーキングディスタンスに相当）は、例えば３〜５ｍｍ程度に設定されている。また、周壁部７１の高さ、すなわち周壁部７１の内側に液体ＬＱが十分に満たされたときの水深（平坦面９３Ａと液面との距離）Ｌ２は、例えば１０ｍｍ程度に設定されている。

ここで、上述のように、球状部材８の径（直径）は２ｍｍ程度であって、球状部材８の平坦面９３Ａより突出する突出量は約１ｍｍであり、平坦面９３Ａに対する反射球面８Ｓの突出量は、第１光学素子ＬＳ１の端面Ｔ１と平坦面９３Ａとの距離Ｌ１よりも小さくなるように設定される。したがって、球状部材８と投影光学系ＰＬの端面Ｔ１とは接触しないように設けられている。球状部材８の径は、大きいほうが好ましいが、投影光学系ＰＬのワーキングディスタンスに応じて適宜設定される。

制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５の検出結果をモニタしつつ、干渉計部２に設けられた基準レンズ２７のＸＹ平面内における焦点位置が最初の検査位置に配置されるように、第１駆動装置３Ｄを介して第１ステージ３を駆動し、ＸＹ平面内において第１ステージ３を位置決めする。これと同時に、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１１の検出結果をモニタしつつ第２駆動装置９Ｄを介して第２ステージ９をＸＹ平面内で移動させて、第１ステージ３のＸＹ平面内における位置に応じた位置に第２ステージ９を位置決めする。これにより、平坦面９３Ａに直交し、反射球面８Ｓの最上部を通る光軸が、投影光学系ＰＬに関して基準レンズ２７の焦点の位置と光学的に共役な点を通るように、反射球面８Ｓは位置決めされる。

これと同時に、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計６、１２の検出結果をモニタしつつ、第１、第２ステージ３、９のＺ軸方向の位置及び姿勢を制御する。このとき、Ｚ軸方向における基準レンズ２７の焦点位置が、投影光学系ＰＬの物体面ＯＰ内に含まれるように第１ステージ３を制御するとともに、平坦面９３Ａが投影光学系ＰＬの像面と一致するように第１ステージ９を制御する。

以上の処理が完了すると、制御装置ＣＯＮＴは光源１に対して制御信号を出力して光源１を発光させる。光源１が発光すると、光源１から−Ｙ方向に進む光束は干渉計部２が備えるレンズ２１に導かれる。レンズ２１に導かれた光束は、コリメートレンズ２２を通過して平行光に変換された後、折り曲げミラー２３に入射し、＋Ｚ方向に偏向される。この光束はビームスプリッタ２４を透過して折り曲げミラー２５で−Ｙ方向に偏向され、更に折り曲げミラー２６で−Ｚ方向に偏向された後、基準レンズ２７に入射する。

光束が基準レンズ２７に入射すると、基準レンズ２７の基準面２７ａに垂直に入射し、光束の一部が透過し、残りが反射される。基準面２７ａを透過した光束は、測定光として干渉計部２から射出され、投影光学系ＰＬの物体面ＯＰの位置に集光する。集光した測定光は球面波状に広がりながら投影光学系ＰＬに入射し光学素子ＬＳ３、ＬＳ２等を通過して光学素子ＬＳ１に入射し、光学素子ＬＳ１から投影光学系ＰＬの像面側に射出される。

投影光学系ＰＬから射出された測定光は液体ＬＱを透過して反射球面８Ｓに照射される。反射球面８Ｓに照射された測定光は、反射球面８Ｓで反射されて、液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを再び通過して干渉計部２に設けられた基準レンズ２７に入射する。

基準レンズ２７に入射した測定光及び基準レンズ２７の基準面２７ａで生成される参照光は、折り曲げミラー２６、２５を順に介してビームスプリッタ２４で反射され、リレーレンズ２８、２９を順に通過してセンサ３０で受光される。このように、センサ３０は、反射球面８Ｓで反射した測定光を、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間の液体ＬＱ、及び投影光学系ＰＬを介して光電検出する。本実施形態においては、脱気装置５１Ｃによって、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱの溶存気体濃度は６ｐｐｍ以下に抑えられているので、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱ中に気泡などの気体部分が発生することが十分に抑制されている。

センサ３０には投影光学系ＰＬを通過した測定光と投影光学系ＰＬを通過していない参照光とが入射されるため、センサ３０にはそれらの干渉光が入射し、投影光学系ＰＬの光学性能（残存収差等）に応じた干渉縞が検出される。この検出結果は制御装置ＣＯＮＴへ出力されて干渉縞そのものが不図示の表示装置に表示され、又は制御装置ＣＯＮＴにより解析されて投影光学系ＰＬにおいて生ずる波面収差を示す数値がモニタに表示される。以上により、最初の検査位置における投影光学系ＰＬの光学性能の検査がセンサ３０の検出結果に基づいて行われたことになる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５の検出結果をモニタしつつ、ＸＹ平面内における基準レンズ２７の焦点の位置が次の検査位置に配置するように、第１駆動装置３Ｄを介して第１ステージ３を駆動し、ＸＹ平面内において第１ステージ３を位置決めする。これと同時に、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１１の検出結果をモニタしつつ第２駆動装置９Ｄを介して第２ステージ９をＸＹ平面内に移動させて、改めて位置決めした第１ステージ３のＸＹ平面内における位置に応じた位置に第２ステージ９を位置決めする。ここでも、平坦面９３Ａに直交し、反射球面８Ｓの最上部を通る光軸が、投影光学系ＰＬに関して基準レンズ２７の焦点の位置と光学的に共役な点を通るように、反射球面８Ｓは位置決めされる。

第１、第２ステージ３、９のＸＹ平面内の位置を変えたときにも、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計６、１２の検出結果をモニタしつつ、第１、第２ステージ３、９のＺ軸方向の位置及び姿勢を制御して、Ｚ軸方向における基準レンズ２７の焦点位置が投影光学系ＰＬの物体面ＯＰ内に含まれ、平坦面９３Ａが投影光学系ＰＬの像面と一致するようにする。そして、第１、第２ステージ３、９の位置決めが終了すると、再度上記と同様に干渉縞を検出し、以下同様にして、第１、第２ステージ３、９のＸＹ平面内における位置を変えつつ複数位置で測定を行う。このようにして、像高が異なる複数位置における投影光学系ＰＬの光学性能を検査する。

本実施形態においては、液体供給機構５０は、少なくとも測定光を反射球面８Ｓに照射している最中には、液体ＬＱを供給し続ける。液体供給機構５０は、液体保持部材７０の周壁部７１の内側に、２００〜１０００ｍＬ／ｍｉｎの液体ＬＱを供給する。これにより、測定光の照射による投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間の液体ＬＱの温度上昇を防止することができる。したがって、液体ＬＱの温度上昇に伴う液体ＬＱの測定光に対する屈折率変化、ひいては検査精度の劣化を防止することができる。液体ＬＱが供給され続けることにより、周壁部７１の内側の液体ＬＱは周壁部７１の上面を通過して回収溝７３に流出する。回収溝７３の液体ＬＱは回収口６２を介して液体回収装置６１に回収される。

本実施形態の反射球面８Ｓは、投影光学系ＰＬに向かって凸状の球面であるため、測定光が集光される前に反射することができる。これにより、強度の高い測定光が投影光学系ＰＬを通過して液体ＬＱに入射して集光されることにより更に測定光の強度が高められ、液体ＬＱが沸騰して気泡が生じたり、光学的な損傷が生じる等の不都合の発生が防止されている。

以上説明したように、脱気装置５１Ｃによって、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱの溶存気体濃度は６ｐｐｍ以下に抑えられているので、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱ中に気泡などの気体部分が生成されることを十分に抑制することができる。供給管５３を流れた液体ＬＱが供給口５２を介して投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される場合、供給管５３から供給口５２を介して外部空間（大気空間）に出た液体ＬＱの圧力が低下する可能性があり、その圧力低下に伴って、液体ＬＱ中に溶存していた気体が気泡を生成する可能性がある。投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱ中に気泡などの気体部分が生成されると、干渉計部２より射出され、投影光学系ＰＬを通過した測定光が反射球面８Ｓに十分な光量で到達されなかったり、あるいは所望位置に到達されない不都合が生じる可能性がある。また、反射球面８Ｓで反射した測定光が十分な光量でセンサ３０に到達しなかったり、あるいは測定光の光路が変動するなどの不都合が生じる可能性がある。その場合、気泡に起因するアパーチャ欠けが発生する等、検査装置ＩＮＳは、投影光学系ＰＬの光学性能を精度良く検査できなくなる虞がある。本実施形態においては、脱気装置５１Ｃを使って、供給口５２を介して投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される前の液体ＬＱを、その溶存気体濃度が６ｐｐｍ以下となるように脱気することで、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱに気泡などの気体部分が生成されることを防止することができる。

特に、脱気装置５１Ｃは、溶存酸素濃度６ｐｐｍ以下、溶存炭酸ガス濃度６ｐｐｍ以下、及び溶存窒素濃度６ｐｐｍ以下の少なくとも一つの条件を満たすように液体ＬＱの脱気を行うことで、液体ＬＱに気泡などの気体部分が生成されることをより確実に防止することができる。

また、液体ＬＱを保持可能な周壁部７１を有する液体保持部材７０を設け、その周壁部７１の内側に反射球面８Ｓを配置して、周壁部７１の内側に液体ＬＱを供給することで、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間を液体ＬＱで円滑に満たすことができる。

保持機構４０は、球状部材８の少なくとも３箇所を支持面４１Ａで支持するので、球状部材８の位置ずれを防止し、検査精度を維持することができる。また、保持機構４０は、支持部４１の支持面４１Ａに対して磁力で接触させるので、球状部材８の位置ずれを防止するとともに、球状部材８を容易に脱着（交換）可能とすることができる。

本実施形態においては、照射された測定光を良好に反射するために、球状部材８の基材８Ａの表面にはシリコンなどの高い光反射率を有する材料からなる膜８Ｂが設けられている。これにより、十分な強度を有する測定光の反射光を得られるので、検査精度の向上や検査時間の短縮を図ることができる。また、測定光の照射による球状部材８の吸熱を抑え、ひいては球状部材８に接触する液体ＬＱの温度上昇を抑えることができ、球状部材８の温度上昇や液体ＬＱの温度上昇に伴う検査精度の劣化を防止できる。また、球状部材８は液体ＬＱに接触するが、鋼球からなる基材８Ａの表面にシリコンからなる膜８Ｂを被覆することによって、基材８Ａの錆を防止することができる。一方、基材８Ａに膜８Ｂを被覆しなくても、すなわち反射球面８Ｓを鉄成分を含む基材８Ａの表面によって構成しても、所望レベルの強度を有する測定光の反射光を得ることができる。この場合、鉄成分を含む基材８Ａが液体ＬＱに接触するため、基材８Ａが錆びる可能性がある。そこで、膜８Ｂを有しない球状部材８を検査に用いる場合、すなわち、鉄成分を含む基材８Ａの表面によって反射球面８Ｓを形成する場合、脱気装置５１Ｃは、基材８Ａの錆を防止するために、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に供給される液体ＬＱの溶存酸素濃度を６ｐｐｍ以下に抑える。こうすることにより、基材８Ａの錆を防止して、検査精度を維持することができる。

また、溶存酸素濃度は液体（純水）ＬＱに対する測定光（ＡｒＦエキシマレーザ光）の透過率に影響することが知られており、液体ＬＱの溶存酸素濃度を６ｐｐｍ以下にすることによって光量損失の少ない正確な測定を行うことができる。

なお、以下の説明においては、溶存酸素濃度、溶存炭酸濃度、溶存窒素濃度のうち少なくとも一つを含む溶存気体濃度を６ｐｐｍ以下になるようにしているが、好ましくは３ｐｐｍ以下であることが望ましい。特に、測定光の透過率の低下を考慮すると溶存酸素濃度は３ｐｐｍ以下であることが望ましい。

また、脱気装置５１Ｃが溶存酸素濃度、溶存炭酸濃度、溶存窒素濃度をそれぞれ別々に設定できない場合には、溶存量を最も小さくしたい気体に脱気装置５１Ｃの脱気レベルを調整すればよい。第１実施形態においては、測定光の透過率の低下などを考慮して、溶存酸素濃度が所定値以下となるように脱気装置５１Ｃを設定するのが望ましい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図１０及び図１１を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、反射球面８Ｓが投影光学系ＰＬの像面側に複数配置されている点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１０に示すように、第３支持部材９３の平坦面９３Ａには、複数の球状部材８と、複数の球状部材８のそれぞれに対応して設けられた複数の支持部４１とが設けられている。球状部材８によって形成される反射球面８Ｓは、平坦面９３Ａにおいて複数マトリクス状に配置されている。図１０に示す例では、反射球面８Ｓは３行×３列の合計９つ設けられている。なお、反射球面８Ｓの数及び配置は、必要に応じて任意に設定可能である。上述の実施形態同様、平坦面９３Ａは投影光学系ＰＬの像面と一致するように配置される。

図１１に示すように、本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、第２ステージ９を所定の位置に位置決めした後は、第２ステージ９を移動させずに、基準レンズ２７の焦点位置が反射球面８Ｓの形成された位置に応じて配置されるように、ＸＹ平面内における第１ステージ３の位置決めを行う。そして、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを順に通過した測定光を反射球面８Ｓで反射させ、再度液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを通過した測定光を参照光と干渉させてセンサ３０で検出する。以上の動作を、第１ステージ３のＸＹ面内における位置のみを変えつつ繰り返し行う。

第２実施形態の検査装置ＩＮＳによれば、反射球面８Ｓを投影光学系ＰＬの像面側に複数配置し、反射球面８Ｓ及び第２ステージ９の位置を変えずに干渉計部２の位置のみを変えることで像高が異なる複数位置における投影光学系ＰＬの光学性能を検査している。このため、反射球面８Ｓ及び平坦面９３Ａと投影光学系ＰＬとの間に液体ＬＱが供給された状態で、第２ステージ９を移動させることなく、又は移動させる場合であっても僅かな移動量で投影光学系ＰＬの光学性能を高精度且つ容易に検査することができる。また、反射球面８Ｓのそれぞれを投影光学系ＰＬの像面と投影光学系ＰＬとの間に配置して測定光が集光する前に反射しているため、液体ＬＱが沸騰して気泡が生じる等の不具合や液体ＬＱの熱変動による光学性能の誤検出等を防止することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について図１２を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、投影光学系ＰＬの端面Ｔ１の一部と反射球面８Ｓとの間のみを局所的に液体ＬＱで満たした状態で、反射球面８Ｓからの測定光を液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してセンサ３０で光電検出する点にある。

図１２において、第３支持部材９３の上面９３Ａに反射球面８Ｓが設けられている。第３支持部材９３の上面９３Ａの径（大きさ）は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の端面Ｔ１の径（大きさ）よりも十分に小さい。そして、第３支持部材９３の外側を囲むように液体保持部材７０の周壁部７１が配置されており、反射球面８Ｓは周壁部７１の内側に配置されている。周壁部７１の内径は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の端面Ｔ１の外径より十分に小さく、周壁部７１の上面は、第１光学素子ＬＳ１の端面Ｔ１と対向する。また、周壁部７１の外側には回収溝７３が設けられている。

周壁部７１の内側に液体ＬＱを供給するための供給口５２は、周壁部７１と第３支持部材９３との間に設けられている。供給口５２は、＋Ｚ方向に向けて液体ＬＱを供給する。周壁部７１の上面の高さ（Ｚ軸方向の位置）は、反射球面８Ｓの最上部よりも僅かに高いか、あるいはほぼ同じ高さに設けられている。なお、周壁部７１の上面の高さ（Ｚ軸方向の位置）は、反射球面８Ｓの最上部よりも僅かに低くてもよい。また、本実施形態においても、液体保持部材７０はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）によって形成されており、その表面には、上述の「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が施されている。

投影光学系ＰＬの検査を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの端面Ｔ１と周壁部７１の上面との間に所定のギャップを設けた状態で、供給口５２から＋Ｚ方向に液体ＬＱを供給する。供給口５２から供給された液体ＬＱは、その表面張力によって、周壁部７１の内側において、投影光学系ＰＬの端面Ｔ１の一部と反射球面８Ｓとの間のみを局所的に満たす。

第３実施形態による検査装置ＩＮＳを用いて投影光学系ＰＬの光学性能を検査する手順は、第１実施形態と同様に行われる。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、ＸＹ平面内における第１ステージ３の位置決めを行い、この第１ステージ３の位置（ＸＹ平面内における基準レンズ２７の焦点位置）を設定し、この位置に応じた位置（投影光学系ＰＬにより測定光が投影される位置）に反射球面８Ｓが配置されるように、第２駆動装置９Ｄを使って、ＸＹ平面内における第２ステージ９の位置決めを行う。

そして、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを順に通過した測定光を反射球面８Ｓで反射させ、再度液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを通過した測定光を参照光と参照させてセンサ３０で検出する。以上の動作を、第１、第２ステージ３、９のＸＹ面内における位置を変えつつ繰り返し行う。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、反射球面８Ｓを投影光学系ＰＬの像面側の複数位置に順次配置して、センサ３０で測定光を光電検出する。このようにして、制御装置ＣＯＮＴは、像高が異なる複数位置における投影光学系ＰＬの光学性能を検査する。

以上説明したように、投影光学系ＰＬの端面Ｔ１の一部を反射球面８Ｓとの間のみを局所的に液体ＬＱで満たすことにより、液体保持部材７０や第３支持部材９３を含む第２ステージ９の小型化を図ることができ、ひいては検査装置ＩＮＳ全体の小型化を図ることができる。また、液体ＬＱとそのまわりの気体との界面（接触面積）を小さくすることができるため、液体ＬＱの気化に起因する検査装置ＩＮＳの置かれている環境変動（湿度変動、温度変動）、あるいは第１光学素子ＬＳ１の温度変動を防止することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態として、液体保持部材７０の変形例について図１３を参照しながら説明する。図１３において、液体保持部材７０の周壁部７１に供給口５２が設けられている。供給口５２は、周壁部７１のうち、周壁部７１で囲まれた空間の内側を向く内側面に設けられている。図１３に示す例では、供給口５２は、周壁部７１のＸ軸と直交する内側面に、Ｙ軸方向に沿って複数（５つ）並んで設けられている。そして、液体保持部材７０の周壁部７１の内側の底面部７５Ａには、供給口５２から供給された液体ＬＱの流れをガイドするガイド部８０が設けられている。ガイド部８０は、底面７５ＡにＸ軸方向に延びるように設けられた溝によって構成されており、溝はＹ軸方向に複数並んで設けられている。また、＋Ｘ側の周壁部７１の上面には切欠部（凹部）７１Ｋが設けられている。

ガイド部８０を設けたことにより、供給口５２から供給された液体ＬＱを所望の方向に流すことができ、液体ＬＱが周壁部７１の内側においてよどんだり、流れが乱れるなどの不都合を防止することができる。液体ＬＱの流れによどみが発生したり、液体ＬＱの流れが乱れると、周壁部７１の内側において液体ＬＱの温度が変動したり、温度分布が発生する可能性がある。液体ＬＱの温度が変動したり、温度分布が発生すると、液体ＬＱの測定光に対する屈折率変化を引き起こし、ひいては検査精度が劣化する不都合が生じる可能性があるが、ガイド部８０を設けることによって、そのような不都合を防止できる。なお、溝を含むガイド部８０を、周壁部７１の内側面に設けてもよい。

＜第５実施形態＞
第５実施形態として、液体保持部材７０の変形例について図１４を参照しながら説明する。図１４において、液体保持部材７０は、周壁部７１の内側に保持された液体ＬＱの飛散を防止するために、開口部７４の一部を覆うカバー部材８１を有している。上述のように、投影光学系ＰＬの光学性能を検査するときに、液体ＬＱを保持した液体保持部材７０を投影光学系ＰＬに対して移動する場合があるが、その移動によって、液体ＬＱが開口部７４を介して液体保持部材７０の外側へ飛散する可能性がある。液体ＬＱが飛散すると、検査装置ＩＮＳが置かれている環境変動を引き起こしたり、周辺機器・部材に影響を与える可能性があるが、カバー部材８１を設けたことにより、開口部７４を介した液体ＬＱの飛散を抑制することができる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態として、球状部材８を保持する保持機構４０の変形例について説明する。図１５は球状部材８を保持する保持機構４０の変形例を示す図である。図１５に示す保持機構４０は磁石を有しておらず、球状部材８をかしめて固定する保持部材４６を有している。保持部材４６は、略円柱状部材であって、第３支持部材９３に設けられた穴部９３Ｈの内側に配置されている。また、保持部材４６は、球状部材８を配置可能な凹部４６Ｈを有しており、凹部４６Ｈの内側面の上端部は、＋Ｚ方向に向かうにつれて漸次窄まるように形成されたテーパ状となっている。また、保持部材４６のテーパ状に形成された部分は薄肉化されている。また、保持部材４６は、例えばステンレス鋼あるいは真鍮によって構成されており、テーパ状に形成され、薄肉化された部分は可撓性を有している。保持部材４６は、凹部４６Ｈに配置された球状部材を、テーパ状に形成された部分でかしめて固定する。

図１６は球状部材８を保持する保持機構４０の別の例を示す図である。図１６に示す保持機構４０も磁石を有しておらず、略筒状部材である保持部材４７を有している。保持部材４７は、第３支持部材９３に設けられた穴部９３Ｈの内側に配置されている。本実施形態においては、穴部９３Ｈは貫通孔であって、穴部９３Ｈの下端部は、蓋部材４７Ｂによって塞がれるようになっている。保持部材４７は、球状部材８を配置可能な内部空間４７Ｈを有しており、内部空間４７Ｈの内側面の上端部は、＋Ｚ方向に向かうにつれて漸次窄まるように形成されたテーパ状となっている。また、保持部材４７の内部空間４７Ｈには、球状部材８の下部を支持する支持部材４８と、球状部材８を支持した支持部材４８を＋Ｚ方向に付勢するばね部材４９とが設けられている。球状部材８を保持部材４７で保持する場合には、まず、蓋部材４７Ｂを第３支持部材９３より取り外し、穴部９３Ｈの下端部を露出させる。そして、穴部９３Ｂの内側に保持部材４７を配置するとともに、穴部９３Ｈの下端部より、保持部材４７の内部空間４７Ｈに対して、球状部材８、支持部材４８、及びばね部材４９の順に挿入する。保持部材４７の内部空間４７Ｈに、球状部材８、支持部材４８、及びばね部材４９を配置した後、蓋部材４７Ｂで穴部９３Ｈの下端部を塞ぐ。これにより、支持部材４８は球状部材８と一緒に＋Ｚ方向に移動し、球状部材８は、内部空間４７Ｈの内側面の上端部のテーパ状に形成された部分に押し付けられて固定される。

なお、上述の第１〜第６実施形態において、周壁部７１の内側の液体ＬＱは気体（空気）と接触するため、液体ＬＱの気化熱によって温度変動する可能性がある。そこで、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に満たされる液体ＬＱの温度変動を抑制するために、例えば、周壁部７１の内側に満たされる液体ＬＱの水深Ｌ２を可能な限り大きくするようにしてもよい。水深Ｌ２が大きくなることにより、液体ＬＱの熱容量が増すため、温度変動を抑制することができる。また、供給口５２を介した液体供給量を可能な限り多くすることによっても、液体供給装置５１の温調装置で温度調整された液体ＬＱが多量に供給されることになるので、投影光学系ＰＬと反射球面８Ｓとの間に満たされる液体ＬＱの温度変動を抑制することができる。あるいは、供給口５２の数を可能な限り多くして、液体ＬＱのよどみを防止するようにしてもよい。あるいは、液体保持部材７０に、ヒータ装置及びチラー装置の少なくとも一方を有する温度調整装置を設けてもよい。また、液体ＬＱの液面近傍において気流が発生しないように、液体保持部材７０あるいは投影光学系ＰＬに、気流よけ（風よけ）のためのじゃま板などを設けてもよい。また、上述のカバー部材８１を可能な限り大きくして（開口部７４を可能な限り小さくして）、液体ＬＱの気化を抑制するようにしてもよい。また、液体保持部材７０に保持された液体ＬＱの表面に、油膜など、液体ＬＱの気化を抑制するための別の液体を配置しても良い。あるいは、液体保持部材７０及び第１光学素子Ｋ１を含む空間を囲むようにチャンバ装置を設け、このチャンバ装置内部の湿度を高める（例えば湿度１００％）ようにしてもよい。また、投影光学系ＰＬの検査時には、純水よりも揮発性の低い別の第２液体を使用してもよい。第２液体を使用して投影光学系ＰＬの光学性能を検査した場合、検査結果を、純水と第２液体との屈折率の差などに基づいて補正することにより、投影光学系ＰＬ及び純水を介した光学性能を求めることができる。また、投影光学系ＰＬの光学特性の検査時に、液体保持部材７０に保持された液体ＬＱの温度を温度センサを使って検出し、センサ３０の光電検出の結果の解析時に、光電検出の結果を温度センサの検出結果に応じて補正するようにしてもよい。

また、液体ＬＱを保持した液体保持部材７０を移動するとき、液体ＬＱの飛散を防止するために、例えば水深Ｌ２を最適化したり、第２ステージ９の移動速度（加速度）を水深Ｌ２や開口部７４の大きさに応じて最適化するようにしてもよい。また、液体保持部材７０の移動中には、供給口５２からの液体供給を停止したり、あるいは、周壁部７１の内側の液体ＬＱを排除するようにしてもよい。

なお、投影光学系ＰＬの製造工程の概略は以下の通りである。つまり、まず投影光学系ＰＬを通過する光の波長、必要となる解像度等から投影光学系ＰＬを設計する。次に、設計された投影光学系ＰＬに設けられる光学素子（例えば、レンズ、回折格子）の各々を製造し、投影光学系ＰＬの鏡筒に組み込んで投影光学系ＰＬを組み立てる。投影光学系ＰＬの組み立てが完了すると、上述の各実施形態に示した検査装置を用いて、組み立てられた投影光学系ＰＬが必要となる光学性能を有しているか否かを検査する。必要となる光学性能が得られない場合には、投影光学系ＰＬ内に設けられた光学素子の位置を微調整して再度検査を行う。この微調整及び検査を繰り返して投影光学系ＰＬの光学性能が所望の光学性能になるよう調整する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、光源１がＡｒＦエキシマレーザ光源の場合を例に挙げて説明したが、ＡｒＦエキシマレーザ光源以外に、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。

なお、液体ＬＱとして純水以外の液体を用いることができる。例えば露光光としてＦ_２レーザを用いる場合には、Ｆ_２レーザは純水を透過しないので、液体としては過フッ化ポリエーテル等のフッ素系の液体を用いればよい。

また、上記実施形態では、フィゾー型の干渉計部を構成して投影光学系の光学性能を検査しているが、トワイマン・グリーン型や例えば特開２０００−９７６１６号公報に開示された、所謂ＰＤＩ（Phase Diffraction Interferometer：位相回折干渉計）型などの他形式の干渉計部を適用できることは言うまでもない。

また、上述の実施形態においては、反射球面として投影光学系に向かって凸状の反射球面を用いているが、凹状の反射球面を用いてもよい。

また、上述の実施形態において、投影光学系の第１光学素子ＬＳ１はレンズであってもよいし、無屈折力の平行平面板であってもよい。

また、国際公開第２００４／０１９１２８号公報に開示されているように、第１光学素子ＬＳ１の像面側だけでなく、その反対側の光路空間を液体で満たして使用される投影光学系の検査にも本発明を適用することができる。

また上述の実施形態において、検査装置ＩＮＳは投影光学系の光学性能として波面収差を測定しているが、投影光学系の光学性能はこれに限られず、ディストーションなど他の収差を測定するようにしてもよい。また検査装置ＩＮＳは、液体保持部材７０に液体ＬＱを保持しなければ、投影光学系と被露光物体（ウエハなど）との間の光路空間が気体で満たされるドライ露光用の投影光学系の検査装置として使用できる。

検査装置の第１実施形態を示す概略構成図である。 干渉計部を示す概略構成図である。 第２ステージを示す側断面図である。 液体保持部材の一例を示す斜視図である。 保持機構を示す図であって、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は斜視図である。 図５（Ｂ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。 液体供給装置を示す概略構成図である。 脱気装置を示す図である。 第１実施形態に係る検査装置の動作を説明するための模式図である。 検査装置の第２実施形態を示す概略構成図である。 第２実施形態に係る検査装置の動作を説明するための模式図である。 検査装置の第３実施形態を示す概略構成図である。 検査装置の第４実施形態を示す概略構成図である。 検査装置の第５実施形態を示す概略構成図である。 検査装置の第６実施形態を示す概略構成図である。 検査装置の第６実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

８…球状部材、８Ａ…基材、８Ｂ…膜、８Ｓ…反射球面、９Ｄ…第２駆動装置、３０…センサ（光電検出器）、４０…保持機構、４１…支持部、５０…液体供給機構、５１Ｃ…脱気装置、５２…供給口、６０…液体回収機構、６２…回収口、７０…液体保持部材、７１…周壁部、７３…回収溝、７４…開口部、７５Ａ…底面部、８０…ガイド部、８１…カバー部材、ＩＮＳ…検査装置、ＬＱ…液体、ＬＳ１…第１光学素子、ＰＬ…投影光学系

Claims (14)

1. 液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する検査装置において、
   前記投影光学系の像面側に設けられた反射球面と、
   前記投影光学系と前記反射球面との間に液体を供給するための液体供給機構と、
   前記反射球面で反射した測定光を前記投影光学系を介して光電検出する光電検出器とを備え、
   前記液体供給機構は、前記投影光学系と前記反射球面との間に供給される液体の溶存気体濃度が６ｐｐｍ以下となるように脱気を行う脱気装置を有する検査装置。
2. 前記脱気装置は、溶存酸素濃度６ｐｐｍ以下、溶存炭酸ガス濃度６ｐｐｍ以下、及び溶存窒素濃度６ｐｐｍ以下の少なくとも一つの条件を満たすように液体の脱気を行う請求項１記載の検査装置。
3. 前記反射球面は、鉄成分を含む基材の表面に形成され、
   前記脱気装置は、前記基材の錆を防止するために、前記液体の溶存酸素濃度を６ｐｐｍ以下に抑える請求項１記載の検査装置。
4. 前記投影光学系の像面側に設けられ、液体を保持可能な周壁部を有する液体保持部材を更に備え、
   前記反射球面は、前記周壁部の内側に配置され、
   前記液体供給機構は、前記周壁部の内側に液体を供給する請求項１〜３のいずれか一項記載の検査装置。
5. 前記液体保持部材は、前記投影光学系の像面側の端面に対向する底面部を有し、
   前記周壁部及び前記底面部の少なくとも一方に、前記液体供給機構から液体を供給するための供給口が配置されている請求項４記載の検査装置。
6. 前記液体保持部材は、前記供給口から供給された液体の流れをガイドするガイド部を有する請求項５記載の検査装置。
7. 前記液体保持部材は、前記投影光学系の像面に最も近い光学素子を前記周壁部の内側に保持された液体と接触するように配置するための開口部と、
   前記周壁部の内側に保持された液体の飛散を防止するために前記開口部の一部を覆うカバー部材とを有する請求項４〜６のいずれか一項記載の検査装置。
8. 前記反射球面は、前記投影光学系の像面側に複数配置されている請求項１〜７のいずれか一項記載の検査装置。
9. 前記投影光学系の像面側の端面の一部と前記反射球面との間のみを局所的に液体で満たした状態で、前記反射球面からの測定光を前記投影光学系を介して前記光電検出器で光電検出する請求項１〜８のいずれか一項記載の検査装置。
10. 液浸露光に用いる投影光学系の光学性能を検査する検査装置において、
    前記投影光学系の像面側に設けられた反射球面と、
    前記投影光学系と前記反射球面との間に液体を供給するための液体供給機構と、
    前記反射球面で反射した測定光を前記投影光学系を介して光電検出する光電検出器とを備え、
    前記投影光学系の像面側の端面の一部と前記反射球面との間のみを局所的に液体で満たした状態で、前記反射球面からの測定光を前記投影光学系を介して前記光電検出器で光電検出する検査装置。
11. 前記投影光学系と前記反射球面とを相対的に移動する駆動機構を更に備え、
    前記反射球面を前記投影光学系の像面側の複数位置に順次配置して、前記光電検出器で前記測定光を光電検出する請求項９又は１０記載の検査装置。
12. 球状部材を保持する保持機構を備え、
    前記反射球面は、前記球状部材の表面を含む請求項１〜１１のいずれか一項記載の検査装置。
13. 前記保持機構は、前記球状部材の少なくとも３箇所を支持する支持部を有し、前記支持部に対して前記球状部材を磁力で接触させる請求項１２記載の検査装置。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれか一項記載の検査装置を用いる投影光学系の製造方法。
    

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