JP2011142192A - 計測方法、計測装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影光学系の結像特性を迅速に計測する。
【解決手段】 投影光学系の結像特性を計測する計測方法は、周期パターンを有するマスクを前記投影光学系の物体面に配置するステップと、スリットを前記投影光学系の像面に配置するステップと、前記投影光学系の光軸及び前記周期パターンの周期方向に直交する第１方向に沿って間隔を置いて配置された複数の点光源を含む有効光源で前記マスクを照明し、前記投影光学系によってその像面に前記周期パターンの像を形成するステップと、前記マスクと前記スリットとの前記周期方向に沿った相対的な位置を変更しながら、前記第１方向に沿って配置された複数の受光素子によって前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を検出するステップと、前記複数の受光素子によって検出された前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を用いて前記結像特性を算出するステップとを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投影光学系の結像特性を計測する計測方法及び計測装置並びに露光装置に関する。

露光装置に投影光学系を搭載した状態で、投影光学系の収差等の結像特性を計測する方法として空中像計測法が行われている。空中像計測法は、マスクパターン又は計測用パターンを基板面に対応する空中に結像させ、その光強度分布を計測器により直接計測する。この方法の一例として、計測用パターンの空中像に対して、像面に設置されたスリットを光軸と垂直方向に走査し、スリットを透過した光を受光素子で計測する方式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１８０２４号公報

しかし、従来の結像特性の計測方法では、複数のフォーカス位置でスリットを走査して計測用マークの空中像の光強度分布を計測したり、ピッチの異なる複数の計測用マークの空中像の光強度分布を計測したりする必要があった。このため、従来の投影光学系の結像特性の計測方法は、結像特性を計測するのに時間がかかるといった問題があった。

本発明は、投影光学系の結像特性を迅速に計測することを目的とする。

本発明の一側面は、投影光学系の結像特性を計測する計測方法であって、周期パターンを有するマスクを前記投影光学系の物体面に配置するステップと、スリットを前記投影光学系の像面に配置するステップと、前記投影光学系の光軸及び前記周期パターンの周期方向に直交する第１方向に沿って間隔を置いて配置された複数の点光源を含む有効光源で前記マスクを照明し、前記投影光学系によってその像面に前記周期パターンの像を形成するステップと、前記マスクと前記スリットとの前記周期方向に沿った相対的な位置を変更しながら、前記第１方向に沿って配置された複数の受光素子によって前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を検出するステップと、前記複数の受光素子によって検出された前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を用いて前記結像特性を算出するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、投影光学系の結像特性を迅速に計測することが可能となる。

露光装置の概略図及び結像特性計測用ユニットの拡大図 実施例１の有効光源、マスクパターン、回折光分布、マスクへの入射光、回折光の発生を示す図 実施例２の有効光源、マスクパターン、回折光分布を示す図 実施例３の有効光源、マスクパターン、回折光分布を示す図 センサ上でのスリット透過光の強度分布を示す図 センサの検出信号の変化を示す図 実施例４の有効光源、マスク、回折光分布を示す図 実施例５〜７の有効光源、マスクを示す図 実施例８のマスクを示す図

以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

〔実施例１〕
図１は実施例１〜８の露光装置１００の概略図を示す。レチクルステージ２０４上には、露光用レチクル２０５と投影光学系２の結像特性を計測するための計測用マスク１とが固定されている。投影光学系２の物体面に配置される露光用レチクル２０５と計測用マスク１とは、投影光学系２の光軸に対して垂直方向に駆動することが可能である。以後、投影光学系２の光軸の方向をＺ方向、光軸に垂直な方向をＸ方向、Ｙ方向とする。基板ステージ３上には、基板５と結像特性を計測するための計測ユニット４とが搭載されており、基板５と計測ユニット４とは、Ｘ方向及びＹ方向に沿って駆動が可能である。通常の露光を行う場合、投影光学系２の光軸には露光用レチクル２０５が配置されており、照明光学系２０３から出射された光は露光用レチクル２０５に入射し、投影光学系２を介しての露光用レチクル２０５のパターンを基板５上に形成する。結像特性を計測する場合には、レチクルステージ２０４が移動して計測用マスク１が露光用レチクル２０５の位置に移動するとともに、基板ステージ３が移動して計測ユニット４が基板５の位置に移動する。計測用マスク１は、石英などの透過基板上にクロムやタンタルなどの遮光膜を積層して、周期パターンが形成されている。以下、計測用マスク１を単にマスク１と記述する。照明光学系２０３でマスク１を照明すると、照明光学系２０３とマスク１のパターンに依存した回折光が発生する。この回折光は投影光学系２に射出される。投影光学系２はマスク１のパターンを像面に結像させる。結像面では、マスク１のパターンの空中像が形成される。

計測ユニット４は、投影光学系２の像面に配置された基板ステージ３に搭載されている。計測ユニット４は、石英などの透過基板１２上に積層した遮光膜１０上に作製したスリット状開口１１（以下単にスリットと記述する）とセンサ１３で構成されている。形成されたスリット１１の短手方向は、マスク１により形成される空中像の周期方向と一致するように配置される。センサ１３は、２次元アレイ状の複数の受光素子を設けており、スリット１１から透過した光を受光素子で検出する。複数の受光素子によって検出された信号は、電気信号に変換され処理部６に出力される。２次元アレイ状に複数の受光素子を設けているため、スリット透過光の２次元強度分布が検出可能である。

実施例１では、レチクルステージ２０４又は基板ステージ３をＸ方向に沿って走査させ、スリット１１と空中像とのＸ方向に沿った相対的な位置を変更する。走査方向であるＸ方向は、マスク１に形成されている周期パターンの周期方向である。レチクルステージ２０４又は基板ステージ３の走査中にスリット１１を通過した光の強度変化を周期方向と直交する第１方向（Ｙ方向）に沿って間隔をおいて配置された複数の受光領域（受光素子）により検出する。センサ１３の複数の部分領域ごとに走査中の強度変化を検出することで複数の周期信号を計測する。処理部６は、この複数の周期信号の位相差から、投影光学系の結像特性としての収差を算出する。

実施例１における収差の計測方法について以下に説明していく。図２Ａは、実施例１における照明光学系２０３の有効光源分布の模式図である。符号○、●、▲は各点光源を模式的に表す。各点光源の中心座標を極座標表示（σ、θ）で表わす。動径σは、投影光学系のＮＡに対する比で表わされる。各点光源の中心座標の極座標表示は、Ａ（σ_１、θ_１）、Ｂ（σ_１・ｃｏｓθ_１、０）、Ｃ（σ_１、−θ_１）である。各点光源は円形状で、互いにインコヒーレントであり、周期パターンの周期方向に直交するＹ方向（第１方向）に沿って間隔を置いて配置されている。図２Ｂに、実施例１におけるマスク１の上面図を示す。ピッチＰ_Ｒの周期パターンが形成されている。実施例１の周期パターンの周期方向はＸ方向である。照明光学系２０３は、このマスク１を図２Ａの有効光源で照射する。図２Ｄは、マスク１に対する入射光の模式図である。マスク面が図２ＤのＸＹ平面である。入射光の角度は、入射光とＺ軸のなす角度φ、入射光のＸＹ平面上の射影とＸ軸のなす角度θで定義される。マスク１は、図２Ｂに示すとおりＸ方向に周期パターンが形成されているため、入射光は入射方向へ直進し、Ｘ方向に沿って２つの回折光が生成する。光源ＡとＣによる入射光のＸＺ平面への射影は、光源Ｂによる入射光と一致する。そこで、各入射光のＸＺ平面への射影とＺ軸のなす角度をφ_０とすると、ＸＺ平面での回折光の生成は図２Ｅで示される。

光の波長をλとすると、マスク１を図２Ａの有効光源を有する照明光学系２０３で照明したときに生成される−１次回折光の角度φ_iは式１で表わされる。
Ｐ_Ｒ｛ｓｉｎ（φ_ｉ）−ｓｉｎ（φ_０）｝＝−λ・・・（１）
マスク１のピッチを
に設定すると、入射角φ_０と回折角φ_ｉは等しくなる。そして、０次光と−１次光の瞳面における位置は、投影光学系２の瞳中心を通るＹ軸に対して対称な回折光分布となる。図２Ｃは、そのときの瞳面上の回折光分布である。

周期パターンの像側空中像の周期をＰ_Ｗ、投影光学系の波面収差をＷ（ｒ、θ）とすると、光源Ａ、Ｂ、Ｃにより像面に形成される空中像の強度分布Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃは式２で表される。

瞳中心から光束までの距離ｒ₁は、ｒ₁＝σ_１・ＮＡで表わされる。各点光源Ａ、Ｂ、Ｃはインコヒーレントであるから、像面における空中像Ｉは各点光源Ａ、Ｂ、Ｃにより形成される空中像の和（Ｉ_Ａ＋Ｉ_Ｂ＋Ｉ_Ｃ）で表わされる。空中像Ｉは、計測ユニット４のスリット１１を介してセンサ１３により検出される。スリット１１のＹ方向の長さは、波長より十分長くすることで、Ｙ方向における回折光の広がり角は、Ｘ方向に比べて狭くなる。実施例１では、単一のスリット１１を使用しているが、空中像の周期の整数倍ピッチの複数のスリット１１を用いてもよい。複数のスリットを準備することで、センサ１３に照射される光量が増大するため、信号のＳ／Ｎを向上させることができる。

スリット１１への入射光は、入射光方向へ直進し、Ｘ方向へ回折光が広がる。図５は、センサ１３上のスリット透過光の２次元強度分布を示す。光源Ａ，Ｂ，Ｃにより形成される空中像のスリット透過光の強度分布４０，４１，４２は、センサ１３上のＹ方向にずれて分布する。光源Ａにより形成される空中像のスリット透過光の強度分布４０と光源Ｂにより形成される空中像のスリット透過光の強度分布４１とは、センサ１３上のＹ方向にＹ１だけずれている。同様に、光源Ｂにより形成される空中像のスリット透過光の強度分布４１と光源Ｃにより形成される空中像のスリット透過光の強度分布４２とも、センサ１３上のＹ方向にＹ１だけずれている。図５の点線は各受光素子の外郭を示している。

図５の受光領域５０における複数の受光素子で検出した総光量をＳＡ、受光領域５１における複数の受光素子で検出した総光量をＳＢ、受光領域５２における複数の受光素子で検出した総光量をＳＣとする。なお、実施例１では、透過光の強度分布４０（又は４１，４２）の総光量を複数の受光素子で測定しているが、１つの受光素子によって受光した光量を用いることもできる。

レチクルステージ２０４又は基板ステージ３をＸ方向に走査させて、空中像とスリット１１の相対位置を変化させたときの３つの受光領域５０〜５２における光量ＳＡ〜ＳＣの変化のシミュレーション結果を図６に示す。図６Ａは、投影光学系が無収差のときを仮定したもので、光量ＳＡ〜ＳＣの周期信号はすべて等しい。図６Ｂは、低次収差（Ｚ１〜Ｚ９）を１λ付加したときの信号変化で、収差があることによって光量ＳＡ〜ＳＣの周期信号の相対位置がずれる。

式２に示されるように、空中像のＸ方向の像ずれ量は、光束の投影光学系の瞳面上での位置における波面収差の差に依存する。また、波面収差Ｗ（ｒ、θ）は、ゼルニケ多項式を用いて級数展開することができ、式３で表わされる。
Ｚ_ｉは、ｉ項のゼルニケ多項式によって表わされる収差の大きさを表す係数である。ここでは、波面収差は９項までで表わされるとする。１〜９項までのゼルニケ多項式を示す。
係数 ゼルニケ多項式：Ｒ（ｒ，θ）
Ｚ１ １
Ｚ２ ｒ・ｃｏｓθ
Ｚ３ ｒ・ｓｉｎθ
Ｚ４ ２ｒ^２−１
Ｚ５ ｒ^２ｃｏｓ２θ
Ｚ６ ｒ^２ｓｉｎ２θ
Ｚ７ （３ｒ^２−２ｒ）ｃｏｓθ
Ｚ８ （３ｒ^２−２ｒ）ｓｉｎθ
Ｚ９ ６ｒ^４−６ｒ^２＋１

式２の各空中像の位相を、ξ_A、ξ_B、ξ_Ｃとすると、ゼルニケ多項式を用いて式４で表わされる。

光源ＡとＢにより形成される空中像の位相差をξ_ＡＢ、光源ＡとＣにより形成される空中像の位相差をξ_ＡＣ、光源ＢとＣにより形成される空中像の位相差をξ_ＢＣとすると、各位相差は式５で表わされる。
ξ_ＡＢ＝ξ_Ａ（ｘ）−ξ_Ｂ（ｘ）
ξ_ＡＣ＝ξ_Ａ（ｘ）−ξ_Ｃ（ｘ）
ξ_ＢＣ＝ξ_Ｂ（ｘ）−ξ_Ｃ（ｘ）・・・（５）

式４と式５から、収差の大きさを表す係数Ｚ_６、Ｚ_７は式６、式７で表わされる。

式６、式７中のλ、ｒ_１、θ_１は照明条件とマスクパターンのパラメータで決定される。ξ_ＡＢ、ξ_ＡＣ、ξ_ＢＣは図６Ｂ中の周期信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ間の相対位相差に対応する。従って、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣの周期信号をフーリエ変換することによりξ_ＡＢ、ξ_ＡＣ、ξ_ＢＣを算出する。

実施例１では、フーリエ変換法による位相計算を用いたが、位相シフト法やピーク検出等の他の位相計算方法を用いても構わない。以上の処理により、ゼルニケ多項式の６項と７項に対応する収差が求められる。実施例１では波面収差はゼルニケ多項式の９項までとしたが、実際には９項以上の高次収差が存在することもある。この場合、各点光源Ａ、Ｂ、Ｃを大きくすることで高次収差の影響を低減することが可能である。また、実施例１では有効光源に３つの点光源を用いているが、Ｙ軸と平行方向へ３つ以上の点光源を用いても計測してもよい。光源の数を増やすことで、瞳面上の複数位置での波面情報を得ることができ、高次収差を分離して計測することが可能になる。実施例１によれば、フォーカスを変化させた複数回の計測や、マスクパターンを変えた複数回の計測を行うことなく収差を迅速に計測することが可能となる。

〔実施例２〕
本発明の実施例２について説明する。実施例１は２つの回折光の瞳面上での位置がＹ軸に対称であったが、実施例２では２つの回折光の瞳面上での位置がＸ軸に対称となる有効光源とマスクパターンを準備する。実施例２では、図３Ａに示す有効光源を有する照明光学系２０３で図３Ｂに示すマスク１を照明して収差の計測を行う。実施例１と同様に、マスク１のピッチを
に設定すると、入射角φ_０と回折角φ_iは等しくなる。そして、０次光と−１次光は瞳面上でＸ軸に対して対称な回折光分布となる。図３Ｃは、そのときの瞳面上の回折光分布である。

各点光源Ａ、Ｂ、Ｃにより形成される空中像の位相をξ_A、ξ_B、ξ_Cとすると、空中像の位相ξ_A、ξ_B、ξ_Cは、実施例１と同様にゼルニケ多項式を用いて式８で表わされる。

式５と式８から、収差の大きさを表す係数Ｚ_６、Ｚ_８はそれぞれ式９、式１０で表わされる。

実施例１と同様に、式９と式１０からゼルニケ多項式の６項と８項に対応する収差が求められる。実施例２では有効光源に３つの点光源を用いているが、Ｙ軸と平行方向へ３つ以上の点光源を用いても計測してもよい。光源の数を増やすことで、瞳面上の複数位置での波面情報を得ることができ、高次収差を分離して計測することが可能になる。実施例２によれば、フォーカスを変化させた複数回の計測や、マスクパターンを変えた複数回の計測を行うことなく収差を計測することが可能となる。

〔実施例３〕
本発明の実施例３について説明する。実施例１は瞳面上での回折光分布がＹ軸に対称であった。瞳中心を通り、Ｘ軸から４５度方向をＴ軸と定義すると、実施例３では瞳面上での回折光分布がＴ軸に対称となる有効光源とマスクパターンを用いる。実施例３では、図４Ａに示す有効光源を有する照明光学系２０３で図４Ｂに示すマスク１を照明して収差計測を行う。マスク１のピッチを
に設定すると、入射角φ_０と回折角φ_iは等しくなる。そして、０次光と−１次光は瞳面上でＴ軸に対して対称な回折光分布となる。図４Ｃは、そのときの瞳面上の回折光分布である。

各点光源Ａ、Ｃにより形成される空中像の位相をξ_A、ξ_Cとすると、空中像の位相ξ_A、ξ_Cは、実施例１と同様にゼルニケ多項式を用いて式１１で表わされる。

式５と式１１から、収差の大きさを表す係数Ｚ_５は式１２で表わされる。

実施例１と同様に、式１２からゼルニケ多項式の５項に対応する収差が求められる。実施例３では有効光源に２つの点光源Ａ，Ｃを用いているが、Ｔ軸と平行方向へ３つ以上の点光源を用いても計測してもよい。光源の数を増やすことで、瞳面上の複数位置での波面情報を得ることができ、高次収差を分離して計測することが可能になる。実施例３によれば、フォーカスを変化させた複数回の計測や、マスクパターンを変えた複数回の計測を行うことなく収差を計測することが可能となる。

〔実施例４〕
本発明の実施例４について説明する。実施例１〜実施例３では、各点光源から射出されたいずれの光についても、周期パターンにより生成された２つの回折光の瞳面における位置は、瞳中心を通る軸に対して対称であった。実施例４では瞳面上での回折光分布が、瞳中心を通る軸に対して対称と非対称の２パターンの分布を持つような有効光源とマスクパターンを用いる。すなわち、一つの点光源から射出された光については、周期パターンにより生成した２つの回折光の前記投影光学系の瞳面における位置が、投影光学系２の瞳中心を通る軸に対して対称である。しかし、他の一つの点光源から射出された光については、周期パターンにより生成した２つの回折光の前記投影光学系の瞳面における位置が、投影光学系２の瞳中心を通る軸に対して非対称である。

実施例４では、図７Ａに示す有効光源を有する照明光学系２０３で図７Ｂに示すマスク１を照明して収差計測を行う。図７Ｂのマスクは、０からπ／４ステップで３／４πまで４段階で位相がシフトする位相シフトマスクであり、−１次光が発生しない。

マスク１のピッチを
に設定すると、光源Ａと光源Ｃから射出された光は、０次光と１次光が瞳面上でＹ軸に対して対称な回折光分布となる。一方、光源Ｂから射出された光は、０次光が瞳中心を通り、Ｙ軸に対して非対称な回折光分布となる。図７Ｃに瞳面上での回折光分布を示す。

Ｚ軸に垂直で瞳中心を通る軸に対して非対称な２光束で形成される干渉縞は、２つの光束の入射角度の中間の傾きを持った干渉縞となる。このため光源Ｂにより形成される空中像は、デフォーカス量に比例してＸ方向にシフトする。Ｚ軸に垂直で瞳中心を通る軸に対して対称な２光束の干渉で形成される干渉縞は、Ｚ軸に平行な干渉縞となる。このため光源ＡとＣにより形成される空中像は、デフォーカスに影響されない。実施例１と同様に、光源Ａ又は光源Ｃにより形成される空中像と光源Ｂにより形成される空中像の位相差を算出することで、デフォーカス量を求めることができる。実施例４によれば、Ｘ方向への走査のみでデフォーカス量を計測することができる。

〔実施例５〕
本発明の実施例５について説明する。実施例５は、実施例１における図２Ｃの回折光分布を得る別の手段である。実施例５では、図８Ａに示す有効光源分布で、図８Ｄに示す位相シフトマスクを照明する。図８Ｄに示す位相シフトマスクはＸ方向に周期パターンが形成されている。図８Ｄに示す位相シフトマスクは、段差でπ位相がシフトする構造であり、０次光が発生しない位相シフトマスクである。そのため、±１次光により図２Ｃの回折光分布を得ることができる。位相シフトマスクを用いることで、瞳面上での±１次光の強度が等しくなるためコントラストの高い空中像を得ることができる。

〔実施例６〕
本発明の実施例６について説明する。実施例６は、実施例２における図３Ｃの回折光分布を得る別の手段である。実施例６では、図８Ｂに示す有効光源分布で、図８Ｄに示す位相シフトマスクを照明する。図８Ｄに示す位相シフトマスクはＹ方向に周期パターンが形成されている。図８Ｄに示す位相シフトマスクは、段差でπ位相がシフトする構造であり、０次光が発生しない位相シフトマスクである。そのため、±１次光により図３Ｃの回折光分布を得ることができる。位相シフトマスクを用いることで、瞳面上での±１次光の強度が等しくなるためコントラストの高い空中像を得ることができる。

〔実施例７〕
本発明の実施例７について説明する。実施例７は、実施例３における図４Ｃの回折光分布を得る別の手段である。実施例７では、図８Ｃに示す有効光源分布で、図８Ｄに示す位相シフトマスクを照明する。図８Ｄに示す位相シフトマスクはＴ方向に周期パターンが形成されている。図８Ｄに示す位相シフトマスクは、段差でπ位相がシフトする構造であり、０次光が発生しない位相シフトマスクである。そのため、＋１次光と−１次光により図４Ｃの回折光分布を得ることができる。位相シフトマスクを用いることで、瞳面上での±１次光の強度が等しくなるためコントラストの高い空中像を得ることができる。

〔実施例８〕
本発明の実施例８について説明する。実施例１〜実施例７では、単一のマスクパターンと有効光源を用いて収差計測を行った。実施例８では、マスク１に複数種のパターンを形成し、適切な有効光源でマスク１を照明して収差計測を行う。図９に実施例８におけるマスク１を示す。Ｘ、Ｙ、Ｔ方向への周期パターンが、それぞれ２つのピッチで合計６種形成されている。Ｘ方向周期パターンは、図２Ａの有効光源で照明し、Ｙ方向周期パターンは図３Ａの有効光源で照明し、Ｔ方向周期パターンは図４Ａの有効光源で照明する。これにより実施例１〜実施例３同様の収差計測が可能となる。また、ピッチの異なる同一方向パターンの計測結果から、球面収差を算出することが可能となる。実施例８では、複数のマスクパターンを適切な有効光源で照明することで、複数の収差を計測することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (8)

1. 投影光学系の結像特性を計測する計測方法であって、
   周期パターンを有するマスクを前記投影光学系の物体面に配置するステップと、
   スリットを前記投影光学系の像面に配置するステップと、
   前記投影光学系の光軸及び前記周期パターンの周期方向に直交する第１方向に沿って間隔を置いて配置された複数の点光源を含む有効光源で前記マスクを照明し、前記投影光学系によってその像面に前記周期パターンの像を形成するステップと、
   前記マスクと前記スリットとの前記周期方向に沿った相対的な位置を変更しながら、前記第１方向に沿って配置された複数の受光素子によって前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を検出するステップと、
   前記複数の受光素子によって検出された前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を用いて前記結像特性を算出するステップとを含むことを特徴とする計測方法。
2. 前記各点光源から射出された光が前記周期パターンを通過することで生成された２つの回折光の前記投影光学系の瞳面における位置が、前記投影光学系の瞳中心を通り前記第１方向に平行な軸に対して対称となるように前記周期パターン及び前記有効光源を準備し、
   前記結像特性としてゼルニケ多項式の係数を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測方法。
3. 前記複数の点光源から射出された光の前記周期パターンに対する入射角と−１次回折光の回折角とが等しくなるように前記周期パターンのピッチを設定することを特徴とする請求項２に記載の計測方法。
4. 前記マスクは、０次光を発生しない位相シフトマスクであり、前記２つの回折光は＋１次光及び−１次光であることを特徴とする請求項２に記載の計測方法。
5. 前記複数の点光源の中の一つの点光源から射出された光については、当該光が前記周期パターンを通過することで生成された２つの回折光の前記投影光学系の瞳面における位置が、前記投影光学系の瞳中心を通り前記第１方向に平行な軸に対して対称となり、他の一つの点光源から射出された光については、当該光が前記周期パターンを通過することで生成された２つの回折光の前記投影光学系の瞳面における位置が、前記投影光学系の瞳中心を通り前記第１方向に平行な軸に対して非対称となるように、前記周期パターン及び前記有効光源を準備し、
   前記結像特性として前記投影光学系のデフォーカス量を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測方法。
6. 前記マスクは、−１次光を発生しない位相シフトマスクであり、前記２つの回折光は０次光及び＋１次光であることを特徴とする請求項５に記載の計測方法。
7. 投影光学系の結像特性を計測する計測装置であって、
   周期パターンを有するマスクを、前記投影光学系の光軸及び前記周期パターンの周期方向に直交する第１方向に沿って間隔を置いて配置された複数の点光源を含む有効光源で照明する照明光学系と、
   前記投影光学系の像面に配置されるスリットと、
   前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度を検出する、前記第１方向に沿って配置された複数の受光素子と、
   前記マスクを前記スリットに対して前記周期方向に沿って相対的に移動させながら前記複数の受光素子によって検出された、前記複数の点光源のそれぞれから射出され前記スリットを通過した光の強度の変化を用いて前記結像特性を算出する処理部と、を備えることを特徴とする計測装置。
8. レチクルのパターンを投影光学系を介して基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、
   前記投影光学系の結像特性を計測する請求項７に記載の計測装置を備えることを特徴とする露光装置。