WO2005022614A1

WO2005022614A1 - 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: WO2005022614A1
Application number: PCT/JP2004/012215
Authority: WO
Inventors: Yusaku Uehara
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2005-03-10
Also published as: JPWO2005022614A1; EP1670041A1; US20060244940A1; EP1670041A4; TWI352832B; US7817249B2; JP2010171447A; JP5099933B2; TW200514133A; KR20060120629A

Abstract

　マスク及び投影光学系のうちの少なくとも一部の光学部材を通過する露光光の光量分布が非回転対称になるような場合に、結像特性のうちの非回転対称な成分を効率的に制御する露光方法及び装置である。照明光学系からの露光光（ＩＬ）でレチクル（１１）を照明し、レチクル（１１）のパターンを投影光学系（１４）を介してウエハ（１８）上に投影する。露光光（ＩＬ）によってレチクル（１１）をＸ方向のダイポール照明方式で照明するときに、投影光学系（１４）の瞳面近傍のレンズ（３２）に対して、露光光（ＩＬ）の照明領域をほぼ９０°回転した領域に非露光光照射機構（４０）から露光光（ＩＬ）と異なる波長域の非露光光（ＬＢ）を部分的に照射する。

Description

明細書

露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのフォトリソグラフイエ程で使用される結像特性の補正機構を備えた露光装置及びその露光方法に関し、特にいわゆるダイポール照明（2極照明）等の非回転対称な照明条件、又は小 σ照明等の半径方向で光量分布が大きく変化するような照明条件のもとでマスクパターンを基板上に露光する際に使用して好適なものである。

背景技術

[0002] 半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンを基板としてのフオトレジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写するために、ステッパー等の投影露光装置が使用されている。投影露光装置においては、露光光の照射量や周囲の気圧変化等によって、投影光学系の結像特性が次第に変化する。そこで、結像特性を常に所望の状態に維持するために、投影露光装置には、例えば投影光学系を構成する一部の光学部材の位置を制御することによって、その結像特性を補正する結像特性補正機構が備えられている。従来の結像特性補正機構によって補正できる結像特性は、歪曲収差や倍率等の回転対称の低い次数の成分である。

[0003] これに対して近年の露光装置では、特定のパターンに対する解像度を高めるために、いわゆる輪帯照明や 4極照明（照明光学系の瞳面上の 4箇所の領域を 2次光源とする照明法）よりなる、照明光学系の瞳面上の光軸を含む領域を露光光が通過しない照明条件が用レ、られることがある。この場合、投影光学系中の瞳面付近の光学部材は、ほぼ中抜けの状態で露光光に照明されることになる。また、投影光学系を大型化することなぐ転写できるパターンの面積を大きくするため、最近ではスキヤニンダステッパー等の走査露光型の投影露光装置も多用されている。走査露光型の場合、レチクルは走査方向を短辺方向とする長方形状の照明領域で照明されるため、投影光学系中のレチクル及びウェハに近い光学部材は、主に非回転対称な領域が露光光に照明されることになる。

[0004] このような露光装置においては、投影光学系の結像特性中の高次の球面収差等の高次成分の変動や非回転対称な収差変動が生じる恐れがある。そこで、このような変動を抑えるようにした投影露光装置が提案されている (例えば、特許文献 1、特許文献 2参照）。

特許文献 1：特開平 10 - 64790号公報

特許文献 2：特開平 10 - 50585号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 最近は、例えば所定のライン'アンド 'スペースパターンを主に含むレチクルパターンを転写するような場合に、照明光学系の瞳面上の光軸を挟む 2つの領域のみを 2 次光源とするダイポール照明（2極照明）が用いられることがある。このダイポール照明は 4極照明に比べて光量分布が大きく非回転対称になっているため、投影像に非回転対称な収差成分である光軸上での非点収差 (以下、「センターァス」と言う）が発生する。また、ダイポール照明によってセンターァス以外の非回転対称な収差変動も生じる。

[0006] また、レチクル上の長方形状の照明領域の更に一方の端部の領域のみが露光光で照明される場合、投影光学系のレチクル側及びウェハ側の光学部材において露光光の光量分布が更に大きく非回転対称となるため、非回転対称な収差成分が多く発生する。同様に、レチクルのパターン密度が特定の領域で特に低いような場合にも、投影光学系のレチクル側及びウェハ側の光学部材において露光光の光量分布が大きく非回転対称となるため、非回転対称な収差成分が発生する。

[0007] 更に、最近では、小 σ照明（照明光学系の瞳面上で光軸付近の領域を 2次光源とする照明法)のように、半径方向で露光光の光量分布が大きく変化する照明条件が使用されることがある。この場合にも、例えば高次の球面収差変動のように従来の結像特性補正機構では補正が困難であった結像特性の変動が生じることがあるため、何らかの対策が望まれてレ、た。 [0008] 本発明は斯力る点に鑑み、結像特性を良好な状態に維持できる露光技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、マスク及び投影光学系のうちの少なくとも一部の光学部材を通過する露光光の光量分布が非回転対称になる力 \又は半径方向に大きく変動するような場合に、結像特性のうちの非回転対称な成分又は高次の成分を効率的に制御できる露光技術を提供することを目的とする。

更に本発明は、結像特性の変動を抑制できる露光技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記の課題を解決するための本発明は以下の通りである。なお、各要素に付した括弧付き符号は、後述の実施形態の構成に対応するものであるが、その要素の例示に過ぎず、各要素を限定する意図は無い。

本発明による露光方法は、転写用のパターンが形成された第 1物体（11)を第 1光ビーム (IL)で照明し、その第 1光ビームでその第 1物体及び投影光学系（14)を介して第 2物体（18)を露光する露光方法において、その第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部（32)にその第 1光ビームと異なる波長域の第 2光ビーム (LBA— L BH)を照射して、その投影光学系の結像特性を補正するものである。

[0010] 斯カ、る本発明によれば、投影光学系の結像特性を良好な状態に維持することが可能となる。また、その第 1光ビームが例えばダイポール照明のような非回転対称な照明条件、又は例えば小 σ照明のような照明光学系の瞳面上で半径方向に光量分布が大きく変化する照明条件でその第 1物体を照明して、非回転対称な収差又は回転対称な高次の収差が発生する場合にも、その収差を効率的に制御できる。

[0011] 本発明において、その第 1光ビームによってその第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部が非回転対称な光量分布で照明されている場合、その第 1光ビームの照明により発生するその投影光学系の非回転対称な収差を補正するように、その第 2光ビームを照射することが望ましい。これによつて、その非回転対称な収差を抑制できる。

[0012] この場合、より具体的に、その第 1光ビームが、その投影光学系の瞳面付近の所定の光学部材（32)に対して第 1方向にほぼ対称な 2箇所の領域（34A)に照射されてレ、るものとすると、その第 2光ビーム（LBC, LBD)は、その光学部材に対してその第 1方向に直交する第 2方向にほぼ対称な 2箇所の領域（63C， 63D)に照射されることが望ましい。これによつて、その所定の光学部材はほぼ回転対称な光量分布（又は熱量分布）で照明されるため、非回転対称な収差は抑制される。

[0013] 但し、その第 1光ビームによって非回転対称な光量分布で照明される光学部材と、その第 2光ビームが照射される光学部材とは互いに異なるものであってもよい。また、その第 2光ビームの照射により、非回転対称な収差を回転対称の収差に変換してもよい。そして、その第 2光ビームの照射によって発生するその投影光学系の回転対称な収差を補正することが望ましい。通常の回転対称な収差は容易に補正できるため、結像特性の変動を容易に抑制できる。

[0014] また、その第 1光ビームの照射量に応じてその第 2光ビームを照射するようにしてもよレ、。これは制御が容易である。そして、その第 1光ビームの照射量に基づいて非回転対称な収差の発生量を計算し、この計算結果に基づいてその第 2光ビームを照射してもよレ、。また、その第 1及び第 2光ビームがそれぞれパルス光であるときに、その第 1光ビームの発光タイミングに同期してその第 2光ビームを照射してもよい。

[0015] また、その第 1光ビームの照射によって発生する非回転対称な収差の変化を打ち消すように、その第 2光ビームを照射してもよい。

また、その第 1光ビームの照明によるその第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部の部材の温度変化をモニタし、このモニタ結果に基づレ、てその第 2光ビームを照射してもよい。これによつても、簡単な制御で非回転対称な収差等を補正することができる。

[0016] また、その投影光学系の非回転対称な収差を計測し、この計測結果に基づいてその第 2光ビームを照射してもよレ、。

また、その第 1光ビームによる照明条件を切り換えた際に発生している非回転対称な収差を相殺するように、その第 2光ビームを照射してもよレ、。

また、その第 2光ビームを照射しても、非回転対称な収差が残存したときに、より高精度な露光が要求される方向の収差に合わせて露光条件を調整することが望ましい。例えば高精度な露光が要求されるパターンに合わせて露光条件を調整することで、残存収差の影響を軽減できる。

[0017] また、その第 2光ビームが照射される部分の直前でその第 2光ビームの光量をモニタし、このモニタ結果に基づレ、てその第 2光ビームの照射量を制御することが望ましレ、。これによつて、その第 2光ビームの照射量をより高精度に制御できる。

また、本発明において、その投影光学系の周囲の気圧又は温度の変動で発生する非回転対称な収差を相殺するように、その投影光学系の調整で残留した静的な非回転対称な収差を相殺するように、又はその第 1物体のパターンの密度分布で発生する非回転対称な収差を相殺するように、それぞれその第 2光ビームを照射してもよい

[0018] また、その第 1光ビームによる照明が行われていない期間に、その第 2光ビームの照射を停止することが望ましレ、。

また、本発明において、一例としてその第 2光ビームは所定の光学部材に照射され、その光学部材によって 90%以上のエネルギーが吸収される。これによつて、その所定の光学部材のみを効率的に加熱することができる。そして、その第 2光ビームとしては、一例として炭酸ガスレーザ光が使用できる。

[0019] 次に、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法を用いてデバイスのパターン（ 11 )を物体（ 18)上に転写する工程を含むものである。本発明の適用によつて、デバイスの微細なパターンを小さい収差で高精度に転写できるため、高集積度のデバイスを高精度に製造できる。

次に、本発明による露光装置は、第 1光ビーム (IL)で転写用のパターンが形成された第 1物体（11)を照明し、その第 1光ビームでその第 1物体及び投影光学系（14) を介して第 2物体（18)を露光する露光装置において、その第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部（32)にその第 1光ビームと異なる波長域の第 2光ビーム (LBA 一 LBH)を照射する照射機構 (40)を有するものである。

[0020] 斯カ、る本発明によれば、投影光学系の結像特性を良好な状態に維持することが可能となる。また、その第 1光ビームの照射によって例えば非回転対称な収差又は回転対称な高次の収差が発生する場合にも、その収差を効率的に制御できる。また、本発明において、その第 1光ビームによってその第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部が非回転対称な光量分布で照明されるときに、その第 1光ビームの照明により発生するその投影光学系の非回転対称な収差を補正するように、その照射機構を介してその第 2光ビームを照射する制御装置（24, 41B)を更に有することが望ましい。

また、その第 1光ビームは、その投影光学系の瞳面付近の所定の光学部材（32)に対して第 1方向にほぼ対称な 2箇所の領域（34A)に照射されるときに、その照射機構は、その光学部材のその第 1方向に直交する第 2方向にほぼ対称な 2箇所の領域 (63C, 63D)にその第 2光ビーム（LBC, LBD)を照射することが望ましい。

[0021] また、その投影光学系の回転対称な収差を補正するための収差補正機構（16)を更に有し、その制御装置は、その照射機構及びその収差補正機構の動作を制御してその投影光学系の収差を補正することが望ましい。これによつて、非回転対称な収差及び回転対称な収差の両方を補正することができる。

[0022] また、その第 1光ビームの照射量をモニタする第 1光電センサ（6, 7)を更に有し、その制御装置は、その第 1光電センサの検出結果に基づいてその照射機構を介してその第 2光ビームの照射量を制御することが望ましい。

また、その第 1物体及びその投影光学系の少なくとも一部の部材の温度を計測する温度センサを更に備え、その制御装置は、その温度センサの検出結果に基づいてその照射機構を介してその第 2光ビームを照射することが望ましい。

また、その第 2光ビームが照射される部分の直前でその第 2光ビームの光量をモニタする第 2光電センサ（52A— 52H)を更に備え、その制御装置は、その第 2光電センサの検出結果に基づレ、てその第 2光ビームの照射量を制御することが望ましレ、。また、その投影光学系の周囲の気圧及び温度を含む環境条件を計測する環境センサ（23)を更に備え、その環境センサの計測結果に基づいてその第 2光ビームを照射してもよい。

[0023] また、その第 1光ビームによる照明が行われていない期間に、その第 2光ビームの照射を停止する判定装置（24)を備えることが望ましい。

また、その投影光学系を保持する鏡筒は、その第 2光ビームを導くための開口部（1 4Fa, 14Fb)を備えることが望ましい。そして、その鏡筒は、その鏡筒を支持するためのフランジ部（14F)を有し、その開口部はそのフランジ部又はその近傍に設けられることが望ましい。更に、その第 2光ビームとしては、例えば炭酸ガスレーザ光を使用できる。

また、本発明による別のデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いてデバイスのパターン（11)を物体（18)上に転写する工程を含むものである。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、結像特性を良好な状態に維持することができる。また、第 1物体（マスク）及び投影光学系のうちの少なくとも一部の光学部材を通過する第 1光ビーム（露光光）の光量分布が非回転対称になる力 \又は半径方向に大きく変化するような場合にも、結像特性のうちの非回転対称な成分又は高次の成分を効率的に抑制すること力 Sできる。

また、本発明のデバイス製造方法によれば、高集積度のデバイスを高レ、スループットで製造できる。例えばダイポール照明や小 σ照明等を用いても結像特性を常に良好な状態に維持できるため、高集積度のデバイスを高いスループットで製造できる。図面の簡単な説明

[0025] [図 1]図 1は、本発明の実施形態の一例の投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。

[図 2]図 2は、図 1中の結像特性補正機構 16の構成例を示す一部を切り欠いた図でめる。

[図 3]図 3 (Α)は X方向の L&Sパターンを示す図、図 3 (Β)は X方向のダイポール照明時の投影光学系の瞳面上での光量分布を示す図である。

[図 4]図 4 (Α)は Υ方向の L&Sパターンを示す図、図 4 (Β)は Υ方向のダイポール照明時の投影光学系の瞳面上での光量分布を示す図である。

[図 5]図 5は、 X方向のダイポール照明時のレンズの温度分布を示す図である。

[図 6]図 6は、 Υ方向のダイポール照明時のレンズの温度分布を示す図である。

[図 7]図 7は、 X方向のダイポール照明時のレンズの形状変化を示す X軸に沿う側面図である。 [図 8]図 8は、 X方向のダイポール照明時のレンズの形状変化を示す Y軸に沿う側面図である。

[図 9]図 9は、投影光学系 14のセンターァスの説明図である。

[図 10]図 10は、レチクル上に混在する X方向及び Υ方向の L&Sパターンの一例を示す拡大平面図である。

[図 11]図 11は、図 1中の非露光光照射機構 40の構成例を示す一部を切り欠いた平面図である。

[図 12]図 12 (A)は図 11の非露光光照射機構 40の投影光学系 14内の構成を示す一部を切り欠レ、た正面図、図 12 (Β)は図 12 (Α)の変形例を示す図である。

[図 13]図 13は、 X方向のダイポール照明時のセンターァスの経時変化の一例を示す図である。

[図 14]図 14は、本発明の実施形態の一例における、 X方向のダイポール照明時のレンズに対する露光光及び非露光光の照射領域を示す平面図である。

[図 15]図 15は、図 14のレンズの温度上昇による形状変化を示す断面図である。

[図 16]図 16は、小 σ照明時の投影光学系の瞳面での光量分布の一例を示す図である。

[図 17]図 17は、本発明の実施形態の一例における、小 σ照明時のレンズに対する露光光及び非露光光の照射領域を示す平面図である。

[図 18]図 18は、視野絞りの開口の端部領域のみを使用する場合の開口を示す図でめる。

[図 19]図 19は、図 18の開口を使って照明する場合の投影光学系内のレチクルに近レ、レンズの露光光の照明領域を示す平面図である。

[図 20]図 20は、図 19のレンズの温度上昇による形状変化を示す断面図である。

[図 21]図 21は、本発明の実施形態の一例において、図 18の開口を使って照明する場合のレンズ上の非露光光の照射領域を示す平面図である。

[図 22]図 22は、図 21のレンズの温度上昇による形状変化を示す断面図である。

[図 23]図 23は、本発明の実施形態の一例における、非露光光の照射動作の一例を示すフローチャートである。 [図 24]図 24は、センターァス及び非露光光の照射量の変化の一例を示す図である。

[図 25]図 25は、本発明の実施形態の一例における、非露光光の照射動作の他の例を示すフローチャートである。

[図 26]図 26は、本発明の実施形態の一例における、非露光光の照射動作の更に他の例を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の好ましい実施の形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は、ステップ'アンド 'スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置に本発明を適用したものである。

図 1は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図 1において、露光光源 1としては KrFエキシマレーザ光源（波長 247nm)が使用されている。なお、露光光源としては、 ArFエキシマレーザ光源（波長 193nm)、 F レーザ光源（波長 157nm)、 Kr レーザ光源（波長 146nm)、 Ar レーザ光源（波長 126nm)などの紫外レーザ光源

、 YAGレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ (i線等）なども使用すること力 Sできる。

[0027] 露光時に露光光源 1からパルス発光された第 1光ビーム（露光ビーム）としての露光光 ILは、不図示のビーム整形光学系等を経て断面形状が所定形状に整形されて、オプティカル 'インテグレータ（ュニフォマイザ又はホモジナイザ）としての第 1のフライアイレンズ 2に入射して、照度分布が均一化される。そして、第 1のフライアイレンズ 2 から射出された露光光 ILは、不図示のリレーレンズ及び振動ミラー 3を経てォプティカル'インテグレータとしての第 2のフライアイレンズ 4に入射して、照度分布が更に均一化される。振動ミラー 3は、レーザ光である露光光 ILのスペックルの低減、及びフラィアイレンズによる干渉,縞の低減のために使用される。なお、フライアイレンズ 2, 4の代わりに、回折光学素子 (DOE:Diffractive Optical Element)や内面反射型インテグレ → (ロッドレンズ等）等を使用することもできる。

[0028] 第 2のフライアイレンズ 4の射出側の焦点面（照明光学系 ILSの瞳面）には、露光光の光量分布（2次光源)を小さい円形 (小 σ照明）、通常の円形、複数の偏心領域 (2 極及び 4極照明）、並びに輪帯状などのうちの何れかに設定して照明条件を決定するための照明系開口絞り部材 25が、駆動モータ 25aによって回転自在に配置されている。装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系 24が、駆動モータ 25aを介して照明系開口絞り部材 25の回転角を制御することによって照明条件を設定する。図 1の状態では、照明系開口絞り部材 25の複数の開口絞り（ σ絞り）のうちの、光軸を中心として対称に 2つの円形開口が形成された第 1のダイポール照明 (2極照明）用の開口絞り 26Α、及びこの開口絞り 26Αを 90° 回転した形状の第 2のダイポール照明用の開口絞り 26Βが現れている。そして、第 2のフライアイレンズ 4の射出側の焦点面には、第 1のダイポール照明用の開口絞り 26Αが設置されている。なお、本例においては、照明系開口絞り部材 25を用いて照明光学系 ILSの瞳面での光量分布の調整を行っている力 S、米国特許 6， 563, 567に開示されているような他の光学系を用いて照明光学系 ILSの瞳面での光量分布の調整を行ってもよい。なお、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。

[0029] 照明系開口絞り部材 25中の開口絞り 26Αを通過した露光光 ILは、反射率の小さレ、ビームスプリッタ 5に入射し、ビームスプリッタ 5で反射された露光光は、集光レンズ (不図示）を介して第 1光電センサとしてのインテグレータセンサ 6に受光される。インテグレータセンサ 6の検出信号は、主制御系 24中の露光量制御部及び結像特性演算部に供給され、その露光量制御部は、その検出信号と予め計測されているビームスプリッタ 5から基板としてのウェハ 18までの光学系の透過率とを用いてウェハ 14上での露光エネルギーを間接的に算出する。その露光量制御部は、ウェハ 14上での積算露光エネルギーが目標範囲内に収まるように、露光光源 1の出力を制御すると共に、必要に応じて不図示の減光機構を用いて露光光 ILのパルスエネルギーを段階的に制御する。

[0030] そして、ビームスプリッタ 5を透過した露光光 ILは、不図示のリレーレンズを経て視野絞り 8の開口上に入射する。視野絞り 8は、実際には固定視野絞り（固定ブラインド )及び可動視野絞り（可動ブラインド)から構成されている。後者の可動視野絞りは、マスクとしてのレチクル 1 1のパターン面（レチクル面）とほぼ共役な面に配置され、前者の固定視野絞りは、そのレチクル面との共役面から僅かにデフォーカスした面に配置されている。固定視野絞りは、レチクル 11上の照明領域の形状を規定するために使用される。可動視野絞りは、露光対象の各ショット領域への走査露光の開始時及び終了時に不要な部分への露光が行われないように、その照明領域を走査方向に閉じるために使用される。可動視野絞りは更に、必要に応じて照明領域の非走查方向の中心及び幅を規定するためにも使用される。

[0031] 視野絞り 8の開口を通過した露光光 ILは、不図示のコンデンサレンズ、光路折り曲げ用のミラー 9、及びコンデンサレンズ 10を経て、マスクとしてのレチクノレ 11のパターン面（下面）の照明領域を均一な照度分布で照明する。視野絞り 8 (ここでは固定視野絞り）の開口の通常の形状は、図 18の開口 8aで示すように縦横比が 1： 3から 1 : 4 程度の長方形である。そして、その開口 8aとほぼ共役なレチクル 11上の照明領域の通常の形状も、図 19の照明領域 8aRで示すように長方形である。

[0032] 図 1に戻り、露光光 ILのもとで、レチクノレ 1 1の照明領域内のパターンは、両側テレセントリックの投影光学系 14を介して投影倍率（は 1/4, 1/5等）で、フォトレジストが塗布されたウェハ 18上の一つのショット領域上の露光領域に投影される。その露光領域は、投影光学系 14に関してレチクル 11上の照明領域と共役な長方形の領域である。レチクル 11及びウェハ 18はそれぞれ本発明の第 1物体及び第 2物体に対応している。ウェハ 18は、例えば半導体（シリコン等）又は S〇I(silicon on insulator) 等の直径が 200— 300mm程度の円板状の基板である。

[0033] 露光光 ILの一部はウェハ 18で反射され、その反射光は投影光学系 14、レチクル 1 1、コンデンサレンズ 10、ミラー 9、及び視野絞り 8を経てビームスプリッタ 5に戻り、ビ一ムスプリッタ 5で更に反射された光が集光レンズ (不図示）を介して第 1光電センサとしての反射量センサ（反射率モニタ） 7で受光される。反射量センサ 7の検出信号は主制御系 24中の結像特性演算部に供給され、結像特性演算部は、インテグレータセンサ 6及び反射量センサ 7の検出信号を用いて、レチクル 11から投影光学系 14に入射する露光光 ILの積算エネルギー、及びウェハ 18で反射されて投影光学系 14に戻る露光光 ILの積算エネルギーを算出する。また、その結像特性演算部には、露光中の照明条件 (照明系開口絞りの種類)の情報も供給されている。更に、投影光学系 14の外部に気圧及び温度を計測するための環境センサ 23が配置され、環境センサ 23の計測データもその結像特性演算部に供給されている。その主制御系 24内の結像特性演算部は、照明条件、露光光 ILの積算エネルギー、及び周囲の気圧、温度等の情報を用いて、投影光学系 14の結像特性中の回転対称な収差成分及び非回転対称な収差成分の変動量を算出する。主制御系 24内には結像特性制御部も設けられており、その収差成分の変動量の算出結果に応じて、その結像特性制御部は、常に所望の結像特性が得られるように結像特性の変動量を抑制する (詳細後述)。

[0034] 露光光源 1、フライアイレンズ 2, 4、ミラー 3, 9、照明系開口絞り部材 25、視野絞り 8 、及びコンデンサレンズ 10等から照明光学系 ILSが構成されている。照明光学系 IL Sは更に気密室としての不図示のサブチャンバに覆われている。露光光 ILに対する透過率を高く維持するために、そのサブチャンバ内及び投影光学系 14の鏡筒内には、不純物を高度に除去したドライエアー（露光光が ArFエキシマレーザの場合には窒素ガス、ヘリウムガス等も使用される）が供給されている。

[0035] また、本例の投影光学系 14は屈折系であり、投影光学系 14を構成する複数の光学部材は、光軸 AXを中心として回転対称な石英（露光光が ArFエキシマレーザの場合には蛍石等も使用される）よりなる複数のレンズ、及び石英よりなる平板状の収差補正板等を含んでいる。そして、投影光学系 14の瞳面 PP (照明光学系 ILSの瞳面と共役な面）には開口絞り 15が配置され、その瞳面 PPの近傍に所定の光学部材としてのレンズ 32が配置されている。レンズ 32に露光光 ILとは異なる波長域の非回転対称の収差補正用の照明光 (第 2光ビーム）が照射される (詳細後述)。また、投影光学系 14には、回転対称な収差を補正するための結像特性補正機構 16が組み込まれており、主制御系 24内の結像特性制御部が、制御部 17を介して結像特性補正機構 16の動作を制御する。

[0036] 図 2は、図 1中の結像特性補正機構 16 (収差補正機構）の一例を示し、この図 2において、投影光学系 14の鏡筒内で、複数の光学部材中から選択された例えば 5枚のレンズ LI , L2, L3, L4, L5がそれぞれ 3個の光軸方向に独立に伸縮自在の駆動素子 27, 28, 29, 30, 31を介して保持されてレヽる。レンズ L1一 L5の前後には固定された不図示のレンズや収差補正板も配置されている。この場合、 3個の駆動素子 2 7 (図 2では 2個のみが現れている）は、ほぼ正 3角形の頂点となる位置関係で配置されており、同様に他の 3個ずつの駆動素子 28— 31もそれぞれほぼ正三角形の頂点となる位置関係で配置されている。伸縮自在の駆動素子 27— 31としては、例えばピェゾ素子のような圧電素子、磁歪素子、又は電動マイクロメータ等を使用することができる。制御部 17が、主制御系 24内の結像特性制御部からの制御情報に基づいて 3個ずつの駆動素子 27 31の伸縮量を独立に制御することによって、 5枚のレンズ L1一 L5のそれぞれの光軸方向の位置、及び光軸に垂直な直交する 2軸の回りの傾斜角を独立に制御することができる。これによつて、投影光学系 14の結像特性中の所定の回転対称な収差を補正することができる。

[0037] 例えば、レチクル又はウェハに近い位置のレンズ L1又は L5の光軸方向の位置や傾斜角を制御することによって、例えば歪曲収差 (倍率誤差を含む)などを補正すること力 Sできる。また、例えば投影光学系 14の瞳面に近い位置のレンズ L3の光軸方向の位置を制御することによって、球面収差などを補正することができる。なお、図 2の駆動対象のレンズ L3は、図 1の投影光学系 14内の収差補正用の照明光が照射されるレンズ 32と同一であってもよい。このように投影光学系 14内のレンズ等を駆動する機構については、例えば特開平 4一 134813号公報にも開示されている。また、投影光学系 14内の光学部材の代わりに、又はその光学部材と共に、図 1のレチクル 11の光軸方向の位置を制御して、所定の回転対称な収差を補正してもよい。更に、図 1の結像特性補正機構 16としては、例えば特開昭 60-78454号公報に開示されているように、投影光学系 14内の所定の 2つのレンズ間の密閉された空間内の気体の圧力を制御する機構を用レ、てもよレ、。

[0038] 図 1に戻り、以下では投影光学系 14の光軸 AXに平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面内で走查露光時のレチクル 11及びウェハ 18の走查方向に Y軸を取り、走查方向に直交する非走查方向に X軸を取って説明する。

先ず、レチクル 11はレチクルステージ 12上に吸着保持され、レチクルステージ 12 は不図示のレチクルベース上で Y方向に一定速度で移動すると共に、同期誤差を補正するように X方向、 Y方向、回転方向に微動して、レチクル 11の走查を行う。レチクノレステージ 12の X方向、 Y方向の位置及び回転角は、この上に設けられた移動鏡（不図示)及びレーザ干渉計 (不図示）によって計測され、この計測値が主制御系 24 内のステージ制御部に供給されている。ステージ制御部は、その計測値及び各種制御情報に基づいてレチクルステージ 12の位置及び速度を制御する。投影光学系 14 の上部側面には、レチクル 11のパターン面（レチクル面）に斜めにスリット像を投影し、そのレチクル面からの反射光を受光してそのスリット像を再結像し、そのスリット像の横ずれ量からレチクル面の Z方向への変位を検出する斜入射方式のオートフォー力スセンサ（以下、「レチクル側 AFセンサ」と言う） 13が配置されている。レチクル側 AF センサ 13による検出情報は、主制御系 24内の Zチルトステージ制御部に供給されてレ、る。また、レチクル 11の周辺部の上方には、レチクルァライメント用のレチクルァラィメント顕微鏡 (不図示）が配置されてレ、る。

[0039] 一方、ウェハ 18は、ウェハホルダ（不図示）を介して Zチルトステージ 19上に吸着保持され、 Zチルトステージ 19はウェハステージ 20上に固定され、ウェハステージ 20は不図示のウェハベース上で Y方向に一定速度で移動すると共に、 X方向、 Y方向にステップ移動する。また、 Zチルトステージ 19は、ウェハ 18の Z方向の位置、及び X軸、 Y軸の回りの傾斜角を制御する。ウェハステージ 20の X方向、 Y方向の位置及び回転角は、レーザ干渉計（不図示）によって計測され、この計測値が主制御系 24内のステージ制御部に供給されてレ、る。そのステージ制御部は、その計測値及び各種制御情報に基づいてウェハステージ 20の位置及び速度を制御する。投影光学系 14の下部側面には、ウェハ 18の表面（ウェハ面）に斜めに複数のスリット像を投影し、そのウェハ面からの反射光を受光してそれらのスリット像を再結像し、それらのスリット像の横ずれ量からウェハ面の Z方向への変位（デフォーカス量)及び傾斜角を検出する斜入射方式のオートフォーカスセンサ（以下、「ウェハ側 AFセンサ」と言う） 22が配置されている。ウェハ側 AFセンサ 22による検出情報は、主制御系 24内の Zチルトステージ制御部に供給され、 Zチルトステージ制御部は、レチクル側 AFセンサ 13及びゥェハ側 AFセンサ 22の検出情報に基づいて、常時ウェハ面が投影光学系 14の像面に合焦されるように、オートフォーカス方式で Zチルトステージ 19を駆動する。

[0040] また、 Zチルトステージ 19上のウェハ 18の近くには、露光光 ILの露光領域の全体を覆う受光面を備えた光電センサよりなる照射量センサ 21が固定され、照射量センサ 21の検出信号が主制御系 24内の露光量制御部に供給されている。露光開始前又は定期的に、照射量センサ 21の受光面を投影光学系 14の露光領域に移動した状態で露光光 ILを照射して、照射量センサ 21の検出信号をインテグレータセンサ 6 の検出信号で除算することによって、その露光量制御部は、ビームスプリッタ 5から照射量センサ 21 (ウェハ 18)までの光学系の透過率を算出して記憶する。

[0041] 更に、ウェハステージ 20の上方には、ウェハァライメント用のオフ'ァクシス方式のァライメントセンサ（不図示）が配置されており、上記のレチクルァライメント顕微鏡及びそのァライメントセンサの検出結果に基づいて、主制御系 24はレチクル 11のァライメント及びウェハ 18のァライメントを行う。露光時には、レチクル 11上の照明領域に露光光 ILを照射した状態で、レチクルステージ 12及びウェハステージ 20を駆動して、レチクノレ 11とウェハ 18上の一つのショット領域とを Y方向に同期走查する動作と、ウェハステージ 20を駆動してウェハ 18を X方向、 Y方向にステップ移動する動作とが繰り返される。この動作によって、ステップ 'アンド 'スキャン方式でウェハ 18上の各シヨット領域にレチクル 11のパターン像が露光される。

[0042] さて、本例ではダイポール照明を行うため、図 1の照明光学系 ILSの瞳面には、 X 方向に対応する方向に離れた 2つの開口を持つ開口絞り 26Aが配置されている。この場合、レチクル 11に形成されている主な転写用のパターンは、一例として図 3 (A) に拡大して示すように、 Y方向に細長いラインパターンを X方向（非走査方向）にほぼ投影光学系 14の解像限界に近レ、ピッチで配歹 1Jしてなる X方向のライン'アンド ·スぺースパターン（以下、「L&Sパターン」と言う） 33Vである。この際に、レチクル 11上には通常、 L&Sパターン 33Vよりも大きい配列ピッチで配列方向が X方向及び Y方向 (走査方向）の別の複数の L&Sパターン等も形成されている。

[0043] 本例のように開口絞り 26Aを用レ、る X方向のダイポール照明では、レチクルが無いものとすると、図 3 (B)に示すように、投影光学系 14の瞳面 PPにおいて、光軸 AXを挟んで X方向に対称な 2つの円形領域 34を露光光 ILが照明する。また、露光光 ILの光路に種々のレチクルパターンが配置された場合にも、通常は 0次光の光量が回折光の光量に比べてかなり大きいと共に、回折角も小さいため、露光光 IL (結像光束）の大部分は円形領域 34又はその近傍を通過する。また、本例のように、露光光 ILの光路中に図 3 (A)のレチクル 11が配置されたときには、解像限界に近いピッチの L& Sパターン 33Vからの ± 1次回折光もほぼ円形領域 34又はその近傍を通過するため、その L&Sパターン 33Vの像を高解像度でウェハ上に投影することができる。

[0044] この状態では、図 1の投影光学系 14の瞳面 PPの近傍のレンズ 32に入射する露光光 ILの光量分布もほぼ図 3 (B)の光量分布になる。従って、露光を継続すると、その瞳面 PP近傍のレンズ 32の温度分布は、図 5に示すように、光軸を X方向に挟む 2つの円形領域 34Aで最も高くなり、その周辺の領域 34Bに向かって次第に低くなる分布となり、この温度分布に応じてレンズ 32は熱膨張 (熱変形）する。この場合、レンズ 32を Y方向及び X方向に見て変化を誇張した側面図はそれぞれ図 7及び図 8のようになる。図 7及び図 8において、露光光吸収前のレンズ 32の面形状を面 Aとすると、露光光吸収後の熱膨張した面 Bは、 X軸に沿った方向（図 7)では、広い範囲に亘って光軸を挟む 2つの凸部ができるために屈折力が低下して、 Y軸に沿った方向（図 8 )では局所的に中央部に 1つの凸部ができるため屈折力が増加する。そのため、図 9 に示すように、投影光学系 14の像面は、 X方向に開いた光束に対しては屈折力が低下するために下方の像面 36Vとなり、 Y方向に開いた光束に対しては屈折力が増加するために上方の像面 36Hとなる。従って、光軸上での非点収差であるセンターァス Δ Ζが発生する。

[0045] この状態で、図 10に示すように、仮にレチクル 11上に X方向の L&Sパターン 33V の他に、 Y方向に所定ピッチ（このピッチは通常は L&Sパターン 33Vのピッチよりも大きい）で配列された Y方向の L&Sパターン 33HAが形成されているものとすると、 X方向の L&Sパターン 33Vを通過した露光光は X方向に拡がり、 Y方向の L&Sパターン 33HAを通過した露光光は Y方向に拡がる。従って、 X方向の L&Sパターン 3 3Vの像は図 9の下方の像面 36Vに形成され、 Y方向の L&Sパターン 33HAの像は図 9の上方の像面 36Hに形成されるため、仮にウェハ面を像面 36Vに合わせ込むと、 X方向の L&Sパターン 33Vの像は高解像度で転写される力 Y方向の L&Sパターン 33HAの像にはデフォーカスによるぼけが発生してしまう。

[0046] 図 13は、図 3 (B)の X方向のダイポール照明によって時間と共に変化する投影光学系 14の光軸上の像面の位置（フォーカス位置） Fを示し、この図 13において、横軸は露光光 ILの照射時間 t、縦軸は照射時間 tが 0のときのフォーカス位置（ベストフォ一カス位置）を基準とした Z方向のフォーカス位置 Fを示している。図 13において、次第に低下する曲線 61Vは、図 10の X方向の L&Sパターン 33Vを投影した場合のフオーカス位置 Fの変化を示し、次第に増加する曲線 61Hは、図 10の Y方向の L&S パターン 33HAを投影した場合のフォーカス位置 Fの変化を示し、中間の曲線 62は、 2つの曲線 6 IV及び 61Hを平均したフォーカス位置 Fの変化を示している。図 13 から分かるように、フォーカス位置 Fの変化は照射時間 tと共に次第に飽和する。これは、レンズ 32の温度が飽和することによる。

[0047] 一方、図 4 (A)に拡大して示すように、レチクル 11上に主に X方向に細長いラインパターンを Y方向（走查方向）にほぼ投影光学系 14の解像限界に近いピッチで配列してなる Y方向の L&Sパターン 33Hが形成されているものとする。この場合には、図 1の照明光学系 ILSの瞳面には開口絞り 26Aを 90° 回転した形状の開口絞り 26B が設定される。この開口絞り 26Bを用いる Y方向のダイポール照明では、レチクルが無いものとすると、図 4 (B)に示すように、投影光学系 14の瞳面 PPにおいて、光軸 A Xを挟んで Y方向に対称な 2つの円形領域 35を露光光 ILが照明する。この際に、露光光 ILの光路に種々のレチクルパターンが配置されても、通常は大部分の露光光 I L (結像光束）は円形領域 35及びその近傍を通過する。そして、露光光 ILの光路中に図 4 (A)のレチクノレ 11が配置されると、解像限界に近いピッチの L&Sパターン 33 Hからの ± 1次回折光もほぼ円形領域 35又はその近傍を通過するため、その L&S パターン 33Hの像は高解像度でウェハ上に投影される。

[0048] この場合、図 1の投影光学系 14の瞳面 PPの近傍のレンズ 32に入射する露光光 IL の光量分布もほぼ図 4 (B)の光量分布になる。従って、露光を継続すると、そのレンズ 32の温度分布は、図 6に示すように、光軸を Y方向に挟む 2つの円形領域 35Aで最も高くなり、その周辺の領域 35Bに向かって次第に低くなる分布となり、その分布に応じてレンズ 32は熱膨張する。そのため、投影光学系 14の像面は、図 9の場合とはほぼ逆に、 X方向に開いた光束に対しては屈折力が増加するために上方の像面 3 6Hの近傍となり、 Y方向に開いた光束に対しては屈折力が低下するために下方の像面 36Vの近傍となり、図 9の場合と逆符号でほぼ同じ大きさのセンターァスが発生する。なお、本例では、レチクル 11が X方向（非走查方向）を長手方向とする長方形の照明領域で照明されてレ、るため、その照明領域に起因するセンターァスも図 9のセンターァスと同じ符号で常に僅かに発生している。これに対して、図 4 (B)のダイポール照明で発生するセンターァスは、その長方形の照明領域に起因するセンターァスとは符号が逆になり、全体としてのセンターァスは図 3 (B)のダイポール照明を用いる場合よりも僅かに小さくなる。

[0049] これらのセンターァスは、非回転対称な収差であると共に、ダイポール照明によって他の非回転対称な収差 (X方向と Y方向の倍率差など)も発生するが、これらの非回転対称な収差は、図 1の結像特性補正機構 16では実質的に補正できない。また、他の非回転対称な照明条件を用いた場合にも、非回転対称な収差が発生する。更に、投影光学系 14の開口数と照明光学系 ILSの開口数との比を表す照明 σ値を、例えば 0. 4以下に小さくする小 σ照明を行う場合のように、照明光学系の瞳面 (投影光学系 14の瞳面）での露光光 ILの光量分布が半径方向に大きく変化する場合には、結像特性補正機構 16では良好に補正しきれない高次の球面収差等の高次の回転対称な収差が発生する恐れもある。そこで、本例では、その非回転対称な収差又は高次の回転対称な収差、あるいはその両方を補正するために、図 1において、投影光学系 14の瞳面 ΡΡ付近のレンズ 32に露光光 IL (第 1光ビーム）とは異なる波長域の収差補正用の照明光 (第 2光ビームに対応し、以下、「非露光光」と言う) LBを照射する。以下、その非露光光 LBをレンズ 32に照射するための非露光光照射機構 40 (第 2光ビームを照射する照射機構）の構成、及びその収差の補正動作につき詳細に説明する。

[0050] [非露光光照射機構の説明]

本例では、非露光光 LBとして、ウェハ 18に塗布されたフォトレジストを殆ど感光しない波長域の光を使用する。そのため、非露光光 LBとして、一例として炭酸ガスレーザ (CO レーザ)からパルス発光される例えば波長 10. 6 z mの赤外光を使用する。なお、 CO レーザとして連続光を用いてもょレ、。この波長 10. 6 z mの赤外光は、石英の吸収性が高ぐ投影光学系 14中の 1枚のレンズによってほぼ全て（望ましくは 90 %以上）吸収されるため、他のレンズに対して影響を与えることなく収差を制御するために使用し易いという利点がある。また、本例のレンズ 32に照射された非露光光 LB は、 90%以上が吸収されるように設定されており、レンズ 32の所望部分を効率的にカロ熱すること力できる。なお、非露光光 LBとしては、その他に YAGレーザなどの固体レーザ光から射出される波長 1 β m程度の近赤外光、又は半導体レーザから射出される波長数 x m程度の赤外光なども使用することができる。すなわち、非露光光 L Bを発生する光源は、非露光光 LBが照射される光学部材 (レンズなど）の材料などに応じて最適なものを採用することができる。

また、図 2などにおいて、レンズ 32は凸レンズのように描かれている力凹レンズであってもよレヽ。

[0051] 図 1の非露光光照射機構 40において、光源系 41から射出された非露光光 LBは、ミラー光学系 42によって複数 (本例では 8個）の光路及び光電センサ 43に向力ーつの光路に分岐される。光電センサ 43で検出される非露光光 LBの光量に対応する検出信号は、光源系 41にフィードバックされている。また、その複数の光路の内の 2 つの光路の非露光光 LBが、投影光学系 14を X方向に挟むように配置された 2つの照射機構 44A及び 44Bを介してそれぞれ非露光光 LBA及び LBBとしてレンズ 32に照射される。

[0052] 図 11は、非露光光照射機構 40の詳細な構成例を示し、この図 11において、図 1の光源系 41は、光源 41A及び制御部 41Bより構成されている。そして、光源 41Aから射出された非露光光 LBは、それぞれ非露光光 LBの光路を 90° 折り曲げる状態（閉じた状態）と非露光光 LBをそのまま通過させる状態（開いた状態）との何れかに高速に切り換えることができる可動ミラーとしてのガルバノミラー 45G, 45C, 45E, 45A, 45H, 45D, 45F, 45Bを経て光電センサ 43に入射し、光電センサ 43の検出信号が制御部 41Bに供給されている。ガルバノミラー 45A— 45Hが図 1のミラー光学系 4 2に対応し、制御部 41Bは、主制御系 24からの制御情報に応じて光源 41Aの発光のタイミング、出力、及びガルバノミラー 45A 45Hの開閉を制御する。

[0053] また、 8個のガルバノミラー 45A 45Hで順次光路が折り曲げられた非露光光 LB は、それぞれ光ファイバ一束 46A 46H (又は金属管等も使用できる）を介して照射機構 44A— 44Hに導力れてレヽる。 8個の照射機構 44A 44Hは同一構成であり、その内の照射機構 44A及び 44Bは、集光レンズ 47と、小さい所定の反射率を持つビームスプリッタ 48と、光ファイバ一束又はリレーレンズ系等からなる光ガイド部 49と、集光レンズ 51と、集光レンズ 47及び光ガイド部 49をビームスプリッタ 48に固定する保持枠 50とを備えている。なお、集光レンズ 47の代わりに、発散作用を有するレンズを用いて非露光光 LBを広げるようにしてもよい。非露光光 LBは、照射機構 44A及び 44Bからそれぞれ非露光光 LBA及び LBBとして投影光学系 14内のレンズ 32に照射される。この場合、第 1の 1対の照射機構 44A及び 44Bと、第 2の 1対の照射機構 44C及び 44Dとは、それぞれ投影光学系 14を X方向及び Y方向に挟むように対向して配置されている。そして、第 3の 1対の照射機構 44E及び 44Fと、第 4の 1対の照射機構 44G及び 44Hとは、それぞれ照射機構 44A及び 44Bと照射機構 44C及び 44Dとを投影光学系 14の光軸を中心として時計回りに 45° 回転した角度で配置されている。そして、非露光光 LBは、照射機構 44C一 44Hからそれぞれ非露光光 L BC LBHとして投影光学系 14内のレンズ 32に照射される。

この場合、 1対の非露光光 LBA及び LBBがレンズ 32上で照射する領域は、ほぼ図 3 (B)の光軸 AXを X方向に挟む対称な円形領域 34であり、 1対の非露光光 LBC 及び LBDがレンズ 32上で照射する領域は、ほぼ図 4 (B)の光軸 AXを Y方向に挟む対称な円形領域 35である。そして、非露光光 LBE及び LBF、並びに非露光光 LBG 及び LGHがレンズ 32上で照射する領域は、それぞれ図 3 (B)の対称な円形領域 34 、及び図 4 (B)の対称な円形領域 35を光軸 AXを中心として時計回りに 45° 回転した領域である。なお、非露光光 LBA— LBHが照射される光学部材、並びにその光学部材上での非露光光 LBA— LBHの照射領域の形状及びサイズは、実験やシミュレーシヨンによりできるだけ非回転対称な収差が低減されるように決定される。また、非露光光 LBA LBHが照射される光学部材、並びにその光学部材上での非露光光 LBA LBHの照射領域の形状及びサイズは、低減すべき収差に応じて決定される。例えば図 11において、照射機構 44A 44H内の光学部材の位置を可動とすることによって、非露光光 LBA— LBHの照射領域の形状やサイズを変えることができる。なお、照射機構 44A 44Hそのもの、あるいは照射機構 44A 44H内部の光学部材を可動にして、非露光光 LBA— LBHの照射領域の位置を調整できるように構成することちできる。 [0055] また、照射機構 44A— 44Hの各ビームスプリッタ 48で反射された一部の非露光光をそれぞれ受光する光電センサ 52A— 52H (第 2光電センサ）が設けられており、 8 個の光電センサ 52A— 52Hの検出信号も制御部 41Bに供給されている。制御部 41 Bは、光電センサ 52A 52Hの検出信号によって、照射機構 44A— 44Hから投影光学系 14内のレンズ 32に照射される直前の非露光光 LBA LBHの光量を正確にモニタすることができ、このモニタ結果に基づレ、て非露光光 LBA— LBHの照射量の各々が例えば主制御系 24によって指示された値になるようにする。投影光学系 14の直前で、光電センサ 52A 52Hによって非露光光 LBの照射量を計測することによつて、光ファイバ一束 46A 46Hの長さ（光路長）が様々であっても、更に光学系等の経時変化の影響を受けることなぐレンズ 32に照射される非露光光 LBA LBHの照射量を正確にモニタできる。

なお、光電センサ 52A— 52Hのモニタ結果に基づいて非露光光 LBA— LBHの照射量を制御する場合、光電センサ 52A— 52Hの各々が較正されていることが望ましレ、。例えば、非露光光 LBA— LBHをレンズ 32に照射したときのレンズ 32の温度分布を計測して、その温度分布が所望状態となるように光電センサ 52A— 52Hの各々を較正することができる。あるいは、非露光光 LBA— LBHをレンズ 32に照射したときの結像特性 (収差)の状態を計測して、その結像特性 (収差)が所望状態となるように、光電センサ 52A— 52Hの各々を較正することもできる。また、光電センサの較正を行う場合には、非露光光 LBA— LBHのすベてをレンズ 32に照射してもよいし、非露光光 LBA— LBHの使用条件に合わせて、その一部（例えば、非露光光 LBAと LBB )をレンズ 32に照射してもよい。

[0056] 図 12 (A)は、図 11の投影光学系 14の一部を断面とした正面図であり、この図 12 ( A)に示すように、照射機構 44A及び 44Bは、それぞれ投影光学系 14の鏡筒のフランジ部 14F内に設けられた開口 14Fa及び 14Fb内に、レンズ 32に向かって僅かに斜め下方に傾斜するように配置されている。そして、照射機構 44A及び 44Bから射出される非露光光 LBA及び LBBは、露光光 ILの光路に斜めに交差する方向にレンズ 32に入射する。図 11の他の照射機構 44C一 44Hも同様に、図 12 (A)のフランジ部 14F内の開口に同じ傾斜角で配置されており、それらからの非露光光 LBC— LB Hも露光光 ILの光路に斜めに交差する方向にレンズ 32に入射する。このように、フランジ部 14Fに開口を設けているので、照射機構 44A— 44Hの射出部を、非露光光 L Bの照射対象としての投影光学系 14の瞳面近傍の光学部材（レンズ 32)の近傍に安定して保持することができる。また、非露光光 LBA LBHのそれぞれが露光光 ILの光路と交差するように露光光 ILの光軸に向かって照射可能であるため、投影光学系 14の一部の光学部材（レンズ 32)を、投影光学系 14の他の光学部材を介さずに効率的に照射することができる。さらに、非露光光 LBA— LBHのレンズ 32内での光路が長くなり、非露光光 LBA LBHはレンズ 32内で殆どが吸収されるため、投影光学系 14の他の光学部材への非露光光 LBの入射は殆どなぐ非露光光 LBA— LBHは、投影光学系 14から殆ど射出されなくなる。

また、さらに、投影光学系 14の一部の光学部材（レンズ 32)のレンズ面、すなわち露光光 ILが入射（あるいは射出）し得る領域に部分的に非露光光 LBを照射しているので、レンズ 32の温度分布を、さらには投影光学系 14の結像特性をより効果的、且つ短時間で調整することが可能である。

[0057] なお、図 12 (B)は図 12 (A)の変形例であり、この図 12 (B)に示すように、照射機構 44A及び 44B (他の照射機構 44C一 44Hも同様）を、それぞれ投影光学系 14の鏡筒のフランジ部 14F内に設けられた開口 14Fc及び 14Fd内に、レンズ 32に向かって僅かに斜め上方に傾斜するように配置して、非露光光 LBA及び LBBでレンズ 32の底面側を照明してもよい。この場合には、非露光光 LBA— LBHの投影光学系 14のウェハ側から漏れ出る量を更に低減することができる。

[0058] 図 11に戻り、光源系 41A、制御部 1B、ガルバノミラー 45A— 45H、光ファイバ一束 46A— 46H、照射機構 44A 44H、及び光電センサ 52A 52Hから非露光光照射機構 40が構成されている。そして、例えば 2つの X方向の非露光光 LBA及び L BBのみをレンズ 32に照射する場合には、ガルバノミラー 45A 45Hを全部開いた状態（非露光光 LBを通過させる状態）から、ガルバノミラー 45Aを所定時間だけ閉じる動作 (非露光光 LBを反射する状態）とガルバノミラー 45Bを所定時間だけ閉じる動作とを交互に繰り返せばよレ、。収差への影響が無い十分短い時間（例えば lmsec)でガルバノミラーを切り換えることにより、収差への影響を無くすことができる。また、本例の非露光光 LBはパルス光であるため、ガルバノミラー 45A— 45Hの開閉動作は所定パルス数を単位として行ってもよい。同様に、 2つの Y方向の非露光光 LBC及び LBDのみをレンズ 32に照射する場合には、ガルバノミラー 45Cを所定時間だけ閉じる動作とガルバノミラー 45Dを所定時間だけ閉じる動作とを交互に繰り返せばよい。このようにガルバノミラー 45A 45Hを用いることによって、非露光光 LBの光量損失が殆ど無い状態でレンズ 32のレンズ面の複数箇所を所望の光量で効率的に照射すること力 Sできる。

[0059] なお、図 11の構成例では、レンズ 32上の 8箇所の領域を非露光光 LBで照明できるようにしている力例えばレンズ 32上の X方向及び Y方向の 4箇所の領域のみを非露光光 LBで照明できるようにしても、通常の用途で発生する殆どの収差を補正すること力 Sできる。また、 8箇所以上の領域、例えば 16箇所の領域に非露光光 LBを照射するようにしてもよレ、。すなわち、非露光光 LBの照射される領域の数や位置 (照射機構の数や位置）は、投影光学系 14内での露光光 ILの光量分布や、非露光光 LBで調整される収差の種類や、その収差の許容値などに応じて決めることができる。また、本実施形態において、ガルバノミラー 45A— 45Hを用いる代わりに、例えば固定のミラー及びビームスプリッタを組み合わせて非露光光 LBを 8個の光束に分岐し、これらの光束をシャツタを用いて開閉してもよい。この構成では、複数箇所を同時に非露光光 LBで照射することができる。更に、光源として例えば炭酸ガスレーザ又は半導体レーザを用いる場合には、レンズ 32上で必要な照射領域の個数（図 11では 8個）だけその光源を用意し、それらの光源の発光のオン'オフ若しくはシャツタによってレンズ 32上の照射領域を直接制御してもよい。

[0060] [非回転対称な照明条件での非露光光の照射方法]

次に、非回転対称な照明条件での非露光光の照射方法について、ダイポール照明の場合に発生するセンターァスを補正する場合を例にとって説明する。本例では、 X方向のダイポール照明が行われるため、図 3 (B)に示すように、投影光学系 14の瞳面 PP上で光軸 AXを X方向に対称に挟む 2つの円形領域 34に露光光 ILが照射される。

[0061] 図 14は、その投影光学系 14の瞳面 PP近傍のレンズ 32を示す平面図であり、この図 14において、レンズ 32上の光軸 AXを X方向に対称に挟む領域 34A及びその近傍の領域に露光光 ILが照射される。本例では、ほぼその領域 34Aを光軸 AXの回りに 90° 回転した領域である、レンズ 32上でほぼ光軸 AXを Y方向に対称に挟む円形領域 63C及び 63Dにそれぞれ図 11の非露光光 LBC及び LBDを照射する。なお、その非露光光 LBC及び LBD (他の非露光光も同様）の照射領域の形状やサイズは、例えば図 11において、照射機構 44C及び 44D内でのレンズ 51の位置を光軸方向に可動とすることによって、変えることも可能である。また、非露光光 LBC、 LBDだけでなぐ非露光光 LBE, LBG, LBH, LBFもレンズ 32に照射するようにしてもよい。

[0062] 露光光 ILの照射領域を 90° 回転した領域を非露光光 LBC， LBDで照射することにより、レンズ 32の温度分布は領域 34A及び領域 63C, 63Dで高くなり、それから離れるに従って次第に低くなる分布となる。図 14において、 X軸及び Y軸の原点を光軸 AXとすると、レンズ 32の光軸 AX及び X軸を含む面内の非走查方向に沿った断面図、及び光軸 AX及び Y軸を含む面内の走査方向に沿った断面図は共に図 15に誇張して示すようになる。図 15に示すように、レンズ 32の熱膨張の様子は、非走査方向及び走査方向共にその断面形状がほぼ中央部及びその左右で膨張した形状に近くなり、屈折率分布も中央部及びその左右でそれ以外の領域よりも大きく変化する。この結果、露光光 ILのみを照明した場合の図 7及び図 8の変形と比べて、露光光 IL及び非露光光 LBC, LBDを照射した本例のレンズ 32の変形の状態は、非走査方向及び走査方向で似た状態となるため、 X方向及び Y方向に開いた光束に対するフオーカス位置は互いにほぼ等しくなり、センターァスは殆ど発生しなくなる。

[0063] なお、非露光光を照射するレンズは、本例のレンズ 32のように照明光学系 ILSの瞳面と共役な投影光学系 14の瞳面の近傍のレンズとすると、センターァスの補正効果が大きくなる。このとき、瞳面近傍の複数のレンズに非露光光を照射してもよい。更に、照射対象の光学部材上で、露光光及び非露光光を合わせた照射領域ができるだけ回転対称に近い方が効果的である。但し、投影光学系 14中のどの位置の光学部材（レンズ等）に非露光光を照射しても、その照射量を制御することによって、ほぼ所望の範囲でセンターァスの補正効果を得ることができる。また、本例のように露光光と共に非露光光を照射することによって、センターァス以外の非回転対称な収差も減少する。

[0064] なお、非露光光の照射個所、照射面積、照射量、及び照射角度等を調整しても、ほぼ完全に（ほぼ通常の誤差範囲内まで）センターァスを減少させることができない場合は有り得る。この場合にも、図 13において、 X方向及び Y方向の L&Sパターンに対するフォーカス位置の変化を示す曲線 61V及び 61Hは、緩やかに変化してその間隔は狭くなる。従って、レチクル上の主な転写対象のパターンが X方向の L&S パターン、 Y方向の L&Sパターン、又は X方向及び Y方向の L&Sパターンが混在するパターンの何れであるのかに応じて、一例としてそれぞれウェハ面を曲線 61V、曲線 61H、又はそれらの曲線 61V及び 61Hを平均した曲線 62で表されるフォー力ス位置に合わせることによって、露光後のデフォーカスの影響を軽減できる。

[0065] また、ダイポール照明のような非回転対称な照明によって発生する非回転対称な収差を補正する場合の他に、例えば投影光学系 14の瞳面上で半径方向に光量分布が局所的に大きく変動するような照明条件で露光を行うときに、高次の球面収差等の高次の回転対称な収差が発生する場合にも、本例のように非露光光を照射することによって、その高次の回転対称な収差を減少できる。一例として、小 σ照明を行う場合には、図 16に示すように、投影光学系 14の瞳面 ΡΡでは、光軸を含む小さい円形領域 64及びその近傍の領域を露光光 ILが通過するため、光量分布が半径方向に大きく変動する。この場合、本例では図 11の非露光光照射機構 40を用いて、瞳面 ΡΡ近傍のレンズ 32に X方向の非露光光 LBA, LBB及び Υ方向の非露光光 LBC, L BDを照射する。

[0066] 図 17は、その場合のレンズ 32上の照射領域を示し、この図 17において、光軸を含む円形領域 64Αが露光光 ILで照射され、それを X方向に囲む 2つの円形領域及び Υ方向に囲む 2つの円形領域に図 11の非露光光 LBA， LBB, LBC, LBDが照射される。この結果、レンズ 32上で照射エネルギーの半径方向の光量分布の変動が緩やかはりレンズ全面の変動）となり、半径方向の変形又は屈折率の変動が緩やかになる。従って、高次の回転対称な収差は例えばより低次の回転対称な収差 (例えばフォーカス変動や倍率誤差）になり、高次の回転対称な収差は減少する。そして、新たに発生した低次の回転対称な収差は、図 1の結像特性補正機構 16によって容易に補正することができる。なお、この場合、非露光光 LBA, LBB, LBC, LBDだけでなぐ非露光光 LBE, LBF, LBG, LBHをレンズ 32上に照射して、高次の回転対称な収差を減少させるようにしてもよい。

[0067] [非回転対称な照明領域を用いる場合での非露光光の照射方法]

次に、図 1において、例えばレチクノレ 11の一 X方向の端部のパターンのみを露光する場合には、視野絞り 8の本来の開口 8aの内で、図 18に示すように- X方向に対応する方向の端部の領域 66 (説明の便宜上、正立像が投影されるものとする）のみが露光光 IL用の実際の開口となる。この状態では、図 1の投影光学系 14のレチクルに近いレンズ及びウェハに近いレンズも、ほぼ一 X方向の端部の領域（大きく非回転対称な領域）のみが露光光 ILによって照射される。

[0068] 図 19は、そのときの投影光学系 14内のレチクルに近いレンズ（レンズ L1とする）を示し、この図 19において、視野絞り 8の本来の開口にほぼ対応する領域 8aR内の端部の領域 66Rに露光光 ILが局所的に照射される。この状態で露光が継続されると、図 19の X軸に沿った断面図である図 20に示すように、レンズ L1の形状は露光前の面 Eに対して X方向に沿って非対称な面 Fに熱膨張する。そして、この膨張により非回転対称な収差が発生してしまう。これを避けるために本例では、レンズ L1の内で露光光 ILによって照射されていない領域を非露光光で照射することによって、レンズし 1に対する照射エネルギーを回転対称な分布に近付ける。

[0069] 図 21は、レンズ L1に図 11の非露光光照射機構 40と同様の照射機構を用いて非露光光を照射する場合を示し、この図 21において、レンズ L1の一 X方向の端部の領域 66Rに露光光 ILが照射され、その領域 66Rと共にほぼ回転対称の輪帯状の領域を形成する 7箇所の領域 67E， 67C, 67G, 67B, 67F, 67D, 67Hにそれぞれ非露光光 LBE, LBC, LBG, LBB, LBF, LBD, LBHが照射される。これによつて、レンズ L1は露光光 IL及び非露光光 LBB— LBHによってほぼ回転対称な光量分布で照明されるため、露光を継続した後の熱膨張によって、図 21の X軸 (Y軸も同様）に沿った断面図である図 22の変形後の面 Gで示すように、ほぼ回転対称に変形する。従って、図 20の状態で発生していた非回転対称な収差が回転対称な収差になり、その非回転対称な収差は減少する。 [0070] このような視野絞りの非回転対称な開口による非回転対称な熱膨張は、投影光学系 :L4中のレチクルに近レ、光学部材（レンズ等）及びウェハに近レ、光学部材で起こるので、非露光光はレチクル若しくはウェハに近い光学部材、又はレチクル及びウェハのそれぞれに近い光学部材に照射することで効果が大きくなる。この他に、本例のように視野絞り 8の本来の開口の形状が長方形の場合には、それによつて僅かに非回転対称な収差が発生する。この場合、図 21では、レンズ L1上のほぼ長方形の領域 8 aRを露光光 ILが照明するため、例えば領域 8aRを短辺方向に挟む 2つの領域 67C , 67Dに非露光光 LBC， LBDを照射することによって、レンズ L1に対する入射エネルギ一の分布はより回転対称に近付くため、非回転対称な収差は低減される。すなわち、主制御系 24は、視野絞り 8の設定に応じて、非露光光 LBA— LBHの少なくとも一部を投影光学系 14内の最適な光学部材 (レンズ 1など）に照射することができる。この場合も、非露光光 LBA— LBHの照射領域の位置、形状、サイズは、実験ゃシミュレーシヨンによりできるだけ非回転対称な収差が低減されるように、あるいは非回転対称な収差が発生しないように決定される。

[0071] また、レチクル 11のパターン存在率 (密度分布）の違いにより、投影光学系 14内の所定のレンズが非回転対称に熱膨張するような場合にも、視野絞り 8の開口の形状が非回転対称の場合と同様に、入射エネルギーが全体として回転対称な分布に近付くように非露光光を照射することによって、非回転対称な収差を低減させることができる。また、レチクル 11上のパターンによる回折光により所定のレンズが非回転対称な熱分布になる場合も、同様の方法で非回転対称な収差を低減させることができる。すなわち、主制御系 24は、パターンの分布、位相シフトパターンの有無やコンタクトホールパターンの有無などのレチクル 11のパターンの特徴に合わせて、非露光光 L BA— LBHの少なくとも一部を投影光学系 14内の最適な光学部材に照射することができる。この場合も、非露光光が照射される光学部材、非露光光の照射領域の位置、形状、サイズは、実験やシミュレーションによりできるだけ非回転対称な収差が低減されるように、あるいは非回転対称な収差が発生しなレ、ように決定される。

[0072] [非露光光の照射量の制御方法（1) ]

次に、例えば図 3 (B)に示す X方向のダイポール照明を行う際に、図 11の非露光光照射機構 40から投影光学系 14内のレンズ 32に非露光光 LBを照射して、非回転対称な収差としてのセンターァスを補正する場合の非露光光 LBの照射量の制御方法の一例につき、図 23のフローチャートを参照して説明する。先ず、非露光光 LBの照射量は以下のようにして決定することができる。

[0073] 図 23のステップ 101において、図 1の投影露光装置で露光を行い、ステップ 102において、時刻（t一 A t)から現在の時刻 tまでの露光光 ILの照射量 P (t)をインテグレ

E

ータセンサ 6及び反射量センサ 7を介して計測し、計測データを主制御系 24内の結像特性演算部に取り込む。なお、本実施形態においては、露光光 ILの偏光状態が可変の場合にも、露光光 ILの投影光学系 14への照射量が正確に計測できるものとする。例えば、露光光 ILをランダム成分からなる非偏光光から、ほぼ S偏光成分から成る直線偏光光に変更した場合にも、投影光学系 14への照射量が正確に計測され、主制御系 24へ取り込まれる。 A tは任意のサンプリング間隔であり、図 23のステツプ 101— 117までの動作はサンプリング間隔 A t毎に繰り返して実行される。 A tは例えば 10— 0. Olsecである。また、説明の便宜上、ステップ 102では照射量 P (t)は P

E

ωで表してある。この際に、その結像特性演算部は、露光光 iLの照射量 p (t)を入

E

力、収差変動（ここではセンターァスの変動量)を出力としたモデル 1と、収差変動を入力、非露光光 LBの照射量を出力としたモデル 2とを予め求めておき、以下のようにして露光光 IL及び非露光光 LBによる収差変動より、非露光光 LBの照射量を決定する。以下では、時刻 tでの露光光 ILによるセンターァスの変動量の計算値を A (t)、

E

非露光光 LBによるセンターァスの変動量の計算値を A (t)とする。

[0074] 先ず、ステップ 103においてその結像特性演算部は、露光光 ILの照射量 P (t)を

E

入力とする次の式 (これがモデル 1に相当する）を用いて、時亥での露光光 ILによるセンターァスの変動量の計算値 A (t)を求める。

E

[0075] [数 1]

A_E (t) = E A_En (t - A t) X e x p (-7 ) + S _Enx P _E ( t) X (1— e x p (- ^ -) ) ( 1 A)

[0076] 但し、各変数の意味は以下のとおりである。

A t ：サンプリング間隔 (計算間隔） [sec]

A (t) ：時亥 i」tにおける露光光によるセンターァス変動量 [m]

E A (t)：時刻 tにおける露光光によるセンターァス変動量 [m]

En

(n=A，B，C成分 =Χ, Υ, Ζ成分）

Τ ：露光光によるセンターァス変動の時定数 [sec]

En

(n=A，B，C成分）

S ：露光光よるセンターァス変動の飽和値 [m]

En

(n=A，B，C成分）

P (t) ：時刻（t_ Δ t)一 tの露光光の照射量 [W]

E

次のステップ 104において、その結像特性演算部は、（1A)式と同様のモデルを用いて、露光光によるセンターァスの変動値以外の補正対象収差、例えばフォーカス F (t)、倍率 M (t)、像面湾曲、 C字ディストーション、コマ収差、及び球面収差につい

E E

ても同様に計算する。次のステップ 105において、全収差の内、非露光光 LBの照射により補正する収差 (ここではセンターァス）の露光光 ILによる変動量 A (t)を特定す

E

る。次のステップ 106において、露光光 ILによるセンターァス変動量の計算値 A (t)

E

と非露光光 LBによるセンターァス変動量の計算値 A (t)との差分（=A (t)— A (t) )を

I E I

、新たに非露光光 LBによって補正するセンターァスの変動量とする。なお、最初は A (t)は 0である。

[0077] 次にその結像特性演算部は、時刻 tの次のサンプリング間隔 A tの間に照射する非露光光 LBの照射量 P (t) I 図 24に示すように A (t+ A t)が A (t)に達するよう決定

I I E

する。但し、 Δ ΐ間の露光光 ILによるセンターァス変動量（= Δ Α (ΐ+ Δ ΐ) - ΔΑ (ΐ) )

Ε Ε

は十分小さいものとする。図 24において、横軸は露光開始後の経過時間 Τ、上の図の縦軸はセンターァスの量、下の図の縦軸は非露光光 LBの照射量 IAPC[W]である。そして、図 24の上の図の曲線 68は A (t)の変化を、曲線 69は A (t)の変化をそ

E I

れぞれ示し、下の図の斜線を施した面積 70は、時刻 t一（t+ A t)の間の非露光光 L Bの照射エネルギー量を表している。

[0078] この場合、非露光光 LBによるセンターァスの変動量 A (t+ A t)が A (t)に達すると

I E

の条件から次式が成立する。

[0079] [数 2] Ai(t +厶 t)=AE(t)

= 1 iAi„(t) X e x p + S _InX Pi (t) X (1- e x p (-γτ) ) (1 )

[0080] よって、非露光光 LBの照射量 ( は、次式 (モデル 2)力計算することができる [0081] [数 3]

[0082] また、非露光光 LBが照射される領域 (本例では 8箇所）を m=Al， A2,…で表し、図 14の Y方向の 2つの領域を m=Al， m=A2で表すと、これらの領域での非露光光 LBの照射量 P (t) (m=Al, A2)は、次のようになる。

Im

P (t)=P (t)=P(t)/2 —(3)

IA1 IA2 I

但し、（1)式一（3)式における各変数の意味は以下のとおりである。

[0083] At ：サンプリング間隔 (計算間隔） [sec]

A (t) ：時亥 !Jtにおける露光光によるセンターァス変動量 [m]

E

A(t) ：時亥 !Jtにおける非露光光によるセンターァス変動量 [m]

A (t)：時刻 tにおける非露光光によるセンターァス変動量 [m]

In

(n=A，B，C成分）

T ：非露光光によるセンターァス変動の時定数 [sec]

In

(n=A，B，C成分）

S ：非露光光よるセンターァス変動の飽和値 [m/W]

In

(n=A，B，C成分）

P(t) ：時刻 t一 t+ Atの非露光光照射量 [W]

P. (t)：時刻 t への照射量 [W]

Im 一 t+ Atの非露光光の各領域

(m=Al, A2) 具体的にその結像特性演算部は、ステップ 107において（2)式 (モデル 2)を記憶部から読み出し、ステップ 108において（2)式から非露光光 LBの照射量 P'(t)を計算し、（3)式力各領域への非露光光 LBの照射量 P (t)を計算する。計算結果は主

Im

制御系 24内で結像特性演算部から結像特性制御部に供給される。

[0084] 次のステップ 109において、その結像特性制御部は、図 11の非露光光照射機構 4 0を介してレンズ 32の各領域に非露光光 LBを照射量 P (t)でサンプリング間隔 A t

Im

の間だけ照射させる。次のステップ 110 (実質的にステップ 109と並行に実行されている）において、図 11の制御部 41Bは光電センサ 52A— 52Hを介してその間隔 A t の間の各領域への非露光光 LBの実際の照射量 P (t)を計測し、計測結果を主制御

IR

系 24内の結像特性演算部に供給する。その結像特性演算部は、非露光光 LBの照射量 P (t)より（1A)式 (モデル 1)と同様のモデル 3を用いて (ステップ 111)、非露光

IR

光 LBの照射による収差変動量を計算する（ステップ 112)。非露光光の照射による収差変動の計算に使用する照射量としては、実際に計測された照射量 P (t)の間隔 Δ

IR

t中の平均値、その間隔 A t中の代表値、又はその照射量の制御目標値 P (t)の何れでもよレ、。但し、実測した照射量 P (t)を使用するときには、非露光光 LBの目標照射

IR

量 (収差を補正するのに必要な照射量）と実際の照射量とが違っている場合に、そのずれ量が次の目標照射量に反映されるため、照射量制御精度の収差への影響を低減すること力できる。また、非露光光 LBによる収差変動の計算は、露光光 ILで計算している収差と同じ収差に対して行うものとする。即ち、ステップ 112において、その結像特性演算部は、非露光光 LBの照射によって補正した非回転対称な補正対象収差の変動量 (ここではセンターァス変動量 A (t) )、及び非露光光 LBの照射によつて発生した回転対称な補正対象収差の変動量、例えば、フォーカス F (t)、倍率 M^t )、像面湾曲、 C字ディストーション、コマ収差、及び球面収差を計算する。

[0085] 続いてその結像特性演算部は、非露光光 LBの照射によって補正した非回転対称な補正対象収差の変動量 (センターァス変動量 A (t) )を分離して (ステップ 113)、そのセンターァス変動量 A (t)をステップ 106で収差変動を計算する際に使用する。次のステップ 114において、その結像特性演算部は、ステップ 112で計算した非露光光 LBの照射によって発生した回転対称な収差の変動量 (フォーカス F (t)、倍率 M (t )、像面湾曲等）と、ステップ 104で計算してあった露光光 ILの照射によって発生した回転対称な収差の変動量 (フォーカス F (t)、倍率 M (t)、像面湾曲等）とを加算する

E E

。加算後のフォーカス F (t)、倍率 M (t)等は以下のようになる。

[0086] F (t) =F (t) +F (t) - - - (4A)

E I

M (t) =M (t) +M (t) · ' · (4Β)

E I

次のステップ 115において、主制御系 24内の結像特性演算部は、加算後の回転対称な収差の変動量の内で、非露光光 LB以外を用いて補正する収差の変動量、即ち図 1の結像特性補正機構 16を用レ、て補正する収差の変動量 (F (t)， M (t)等）の情報を結像特性制御部に供給する。次のステップ 116において、その結像特性制御部は、その収差の変動量 (F (t) , M (t)等）を補正するための結像特性補正機構 16 の駆動量、即ち本例では図 2のレンズ L1一 L5の駆動量を従来より知られている方法で算出し、その駆動量の情報を図 2の制御部 17に供給する。これに応じて、ステップ 117で制御部 17がレンズ L1一 L5を駆動することで、回転対称で補正対象の収差が補正される。但し、この際にセンターァスは、ステップ 109における非露光光 LBの照射により補正されている。その後、動作はステップ 101に戻り、露光が終了するまで、露光及び収差補正の動作が繰り返される。

[0087] このように本例によれば、所定のサンプリング間隔 A tで露光光 ILの照射量の計測値に基づレ、て非回転対称な収差の変動量が計算され、それを相殺するような非回転対称な収差を発生するように非露光光 LBの照射量が設定されている。従って、非露光光 LBの照射量を容易にかつ正確に計算でき、この結果として非回転対称な収差を極めて少なくすることができる。また、非露光光 LBの照射によって発生する回転対称な収差は、露光光 ILの照射によって発生する回転対称な収差と共に結像特性補正機構 16によって補正しているため、収差の変動量は極めて少なくなり、常に良好な結像特性が維持される。

[0088] なお、非露光光 LBの照射によるセンターァス変動の方力 S、露光光 ILの照射によるセンターァス変動より時定数が遅い場合、例えば図 14のレンズ 32上の X方向のダイポール照明（露光光 IL)によって照明される領域 34Aを非露光光で照射することによつて、センターァスを補正することも考えられる。 [非露光光の照射量の制御方法（2) ]

次に、図 23の非露光光の照射量の制御方法の変形例につき図 25のフローチヤ一トを参照して説明する。本例でもほぼ図 1の投影露光装置と同様の投影露光装置を用いて露光を行うが、本例では非露光光 LBが照射されるレンズ 32に温度センサ（不図示）を設けておき、レンズ 32の側面の例えば 8箇所で実際の温度変化を計測する。なお、その温度センサとしては、サーミスタ等の接触型の温度検出素子の他に、例えば赤外線を検出することによってほぼ図 11の非露光光 LBA— LBHが照射される領域の温度を非接触で直接計測する赤外線センサ (モニタ)等を用いてもょレ、。

[0089] この変形例では、図 25のステップ 101の露光に続いて、ステップ 102 104の露光量の計測から収差の変動量の計算までの動作と並行に、ステップ 119において、図 1 の投影光学系 14中のレンズ 32の温度 T (t)を実測し、計測データを主制御系 24内の結像特性演算部に供給する。例えばダイポール照明を行う場合の温度 T(t)とは、図 14のレンズ 32の X軸に沿った領域 34Aの外側の側面の温度と Y軸に沿った領域 63C, 63Dの外側の側面の温度との差分である。この場合、予め投影光学系 14内のレンズ 32の温度 T (t)を入力として、非回転対称な収差（ここではセンターァス）の変動量を出力とした新たなモデル 2を求めておき、その結像特性演算部は、ステップ 119に続くステップ 107においてその新たなモデル 2を用いてセンターァスの変動量を求める。次のステップ 108において、その結像特性演算部は（2)式から非露光光 L Bの照射量 P (t)を計算する。これ以降のステップ 108— 112、及びステップ 104及び 112に続くステップ 114一 117の動作は図 23の例と同じである。この図 25の変形例では、ステップ 119で計測されるレンズ 32の温度 T (t)には、露光光 ILの照射による影響と共に非露光光 LBの照射による影響が含まれているため、図 23の例のように、ステップ 106において、ステップ 105で計算した露光光による収差変動とステップ 11 3で計算した非露光光による収差変動との差分を求める必要は無い。従って、複雑な計算を行うことなぐ非回転対称な収差を補正することができる。

[0090] [非露光光の照射量の制御方法（3) ]

次に、図 25の非露光光の照射量の制御方法の変形例につき図 26のフローチヤ一トを参照して説明する。本例でもほぼ図 1の投影露光装置と同様の投影露光装置を用いて露光を行うが、本例では例えば Zチルトステージ 19上に投影光学系 14の像（空間像）を画像処理方式で計測するための空間像センサが設けられる。そして、この変形例では、図 26において、図 25のステップ 119に対応する動作がステップ 120で置き換えられている。そのステップ 120において、例えばその空間像センサを用いて非露光光 LBの照射によって補正する収差 (ここではセンターァス）の露光光 ILの照射による変動量 A (t)を計測する。このためには、一例として、レチクル 11上に X方向

Ε

及び Υ方向の L&Sパターンを設けておき、ステップ 120において、それらの L&Sパターンを投影光学系 14の光軸 ΑΧ上に移動して、それらの投影像のフォーカス位置を交互に求めればよい。なお、実際にはステップ 120の収差変動量の計測は、ステツプ 101の露光と同時か、又は極めて僅かの遅れ時間（例えば lmsec程度）で計測することが望ましレ、。また、ステップ 120に続くステップ 107で使用されるモデル 2は、収差変動量の実測値を入力、非露光光の照射量を出力としたモデルであり、これを用いてステップ 108において、非露光光の照射量が決定される。これ以降の収差補正動作は図 25の例と同じである。

なお、上述の空間像センサは、例えば特開 2002-14005号 (対応米国特許公開 2 002/0041377号）に開示されているものを用いることができ、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、その開示を援用して本文の記載の一部とする。

この変形例によれば、補正対象の収差の変動量を実測しているため、非露光光の照射によってその収差を高精度に補正することができる。

[非露光光の照射量の制御方法 (4) ]

この制御方法では、図 1において露光中継続してインテグレータセンサ 6及び反射量センサ 7を用いて投影光学系 14を通過する露光光 ILの照射量を計測する。そして、図 11の非露光光照射機構 40を用いて、単に露光光 ILの照射量と同じ力、、又は所定の比例係数を乗じて得られる照射量だけ非露光光 LBを照射する。この際に、照明条件毎に、発生する非回転対称な収差ができるだけ小さくなるように、図 11の 8個の非露光光 LBA LBHの照射量の露光光 ILの照射量に対する比例係数を求めておけばよい。また、回転対称な収差の補正方法は上記の制御方法と同じである。この制御方法では、非回転対称な収差を完全に補正することはできないが、その収差を低減することはできる。また、照射量の制御方法が簡単である。

なお、上述の非露光光の照射量の制御方法（1)一 (4)は、各種収差の許容値、パターンの転写精度などに合わせて、複数の制御方法を組み合わせて使用してもよいし、それぞれの制御方法を選択できるようにしてもょレ、。

[0092] [非露光光の照射タイミング、キャリブレーション、非露光光の発光停止]

非露光光の照射タイミングとしては以下のようなタイミングが考えられる。但し、非露光光の照射量は上記の制御方法で決定される。

( 1 )収差変動に応じて照射する。

(2)露光光の照射と同期して非露光光を照射する。

[0093] (3)図 1のウェハステージ 20のステッピング中に非露光光を照射する。

(4)ウェハ交換中に照射する。

(5)収差変動が閾値以上なつた時に照射する。収差変動は実測値又は計算値で閾値と比較する。

(6)照明条件を切換えるときに照射する。

[0094] (7)常に照射する。

また、非露光光 LBの照射量と収差変動とのモデルを使って収差を補正する場合、光ファイバ一、光学系等の経時変化によりそのモデルが変わることが考えられる。その場合、非露光光を照射し、その際の収差変動を計測することにより、新しいモデルを求めることができる。これによつて、そのモデルのキャリブレーションを行うことができる。

[0095] また、非露光光を導光する光学系に何らかの問題があり、非露光光が投影光学系 14のレンズへ照射されるはずであるのに照射されていない状態が一定時間以上続レ、た場合、図 1の主制御系 24 (判定装置）は光源系 41からの非露光光の照射を停止することが望ましレ、。例えば、主制御系 24は、非露光光 LBA— LBHのレンズ 32 への照射中に、光電センサ 52A 52Hの少なくとも一つで検出される光量が所定量以下となった場合に、光ファイバ一束 46A 46Hの断線や劣化が起きたと判断して、光源系 41からの非露光光の照射を停止することができる。この場合、照射機構 44 A— 44Hの入射側にシャッター部材などを設けておき、非露光光 LBA— LBHの光路を遮断するようにしてもょレ、。

[0096] [非回転対称な収差が残留する場合]

非露光光の照射量不足か、又は非露光光のサンプリング間隔が長すぎる場合等の影響で、非回転対称な収差が残留してしまう場合は、一例としてより高精度な露光が要求されるパターンで収差が少なくなるように、フォーカス位置等を制御してもよい。例えばセンターァスが残留しているときに、 X方向の L&Sパターンの収差を Y方向の L&Sパターンに比べて高精度に補正する必要がある場合は、ウェハ面のフォーカス位置を X方向の L&Sパターンの像のフォーカス位置に合わせて制御することによつて、 Y方向の L&Sパターンにはデフォーカスが発生する力 X方向の L&Sパターンの像はべストフォーカス位置で露光できる。

[0097] [露光光の照射以外による非回転対称な収差等について]

投影光学系 14の周囲の気圧変化、温度変化、並びに投影光学系 14の調整誤差等の露光光の照射以外の要因によって発生する非回転対称な収差に対しても、残留している収差より非露光光の照射量を決定することによって、その収差を補正することが可能である。気圧変化や温度変化の場合は、それらの変化と収差変化とのモデルを予め求めておくことで、それらの変化に起因する収差を補正することが可能である。投影光学系 14の調整後の残留収差であれば、その収差を計測し、その収差を相殺するように非露光光を常に発光することで補正できる。常に発光するのが危険な場合は、露光動作に移った時点、例えばウェハ搬送中に非露光光の照射を開始し、露光動作中のみ非露光光を照射することとしてもよい。

[0098] なお、上述の実施形態において、光ファイバ一束 46A— 46Hや照射機構 44A— 4 4Hの少なくとも一部は投影光学系 14の近傍に配置されているので、投影光学系 14 に熱的な影響を与えないように、それらを断熱材で覆ったり、温調機構で温度調整するのが望ましい。

また、上述の実施形態においては、非回転対称な収差として、主にセンターァスを補正する場合について説明しているが、投影光学系 14の一部の光学部材に非露光光を照射することによって、センターァス以外の非回転対称な収差、例えば X方向と Y方向の倍率差や像シフトなども調整することができる。この場合、非露光光 LBを照射する光学部材は、投影光学系 14の瞳面近傍の光学部材に限らず、調整対象とする非回転対称な収差が効果的、且つ効率的に調整 (補正）可能なものを選ぶことが望ましい。

また、 X方向と Υ方向の倍率差などの非回転対称な収差を調整するために、レチクノレ Rに光を照射して、レチクル Rの伸縮状態を調整してもよレ、。

[0099] なお、上述の各実施形態において、照射機構 44Α 44Η内に偏光板を配置して、投影光学系 14の一部の光学部材 (レンズ 32)に照射する非露光光 LBを、 Ρ偏光成分または S偏光成分からなる直線偏光光とすることもできる。この場合、偏光板で分離された直線偏光光の一部を光電センサ 52Α 52Ηに入射させ、その検出結果に基づレ、て非露光光（直線偏光光) LBの照射量を制御するのが望ましレ、。このようにすることで、光源系 41と照射機構 44Α— 44Ηとの間の光ファイバ束 46Α 46Ηで非露光光 LBA— LBHの偏光状態が変化したとしても、投影光学系 14の一部の光学部材 (レンズ 32)に照射する非露光光（直線偏光光) LBの照射量を高精度に制御すること力 S可能となる。さらに、非露光光 LBとして直線偏光光を用いる場合には、 Ρ 偏光成分よりなる直線偏光光を用いるのが好ましい。 Ρ偏光成分よりなる直線偏光光は入射面（レンズ 32のレンズ面）での反射が少ないため、投影光学系 14の一部の光学部材（レンズ 32)に照射する非露光光 LBの照射量をさらに高精度に制御することが可能となる。なお、偏光板としては、偏光プリズムや偏光フィルタも使用することができる。また、偏光板によって分離された使用されない他の偏光成分の光は外部へ排出される。この場合、偏光板によって分離された他の偏光成分の光が投影光学系 14などに熱的な悪影響を与えないように銅管などを使って廃熱処理するのが望ましレ、。

[0100] また、上述の実施形態においては、投影光学系 14の一部のレンズ 32に非露光光 LBを照射するようにしているが、投影光学系 14として、反射素子と屈折素子とを含む構成の反射屈折型の投影光学系や反射素子で構成された反射型の投影光学系を用レ、ることもできる。この場合、投影光学系の一部の反射素子の露光光 ILが入射し得る領域 (有効領域）内に非露光光 LBを照射するのが望ましレ、。また、反射素子と屈折素子とを含む構成の反射屈折型の投影光学系を用いる場合、レチクル Rやウェハ Wに近いレンズでは、一方側の偏った領域を露光光 ILが通過するため非回転対称な収差 (像シフトなど）が生じやすくなるが、この場合も投影光学系の一部の光学部材に非露光光 LBを照射することによって、その非回転対称な収差を調整することができる。

また、非露光光を照射する領域は光学系で拡大若しくは縮小するか、又は視野絞りの開口形状の変更等によってその形状を変えることができる。また、非露光光照射機構の光学系を可動なものとすることも可能である。これらにより様々な照明条件 (瞳面近傍での露光光の通過領域）、視野絞りの開口形状、又はレチクルのパターン存在率の違い等に対応できる。

[0101] なお、上記の実施の形態の投影露光装置は、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウェハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整 (電気調整、動作確認等)をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンノレ一ムで行うことが望ましい。

[0102] また、上記の実施の形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能 ·性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウェハを形成するステップ、上記の実施の形態の投影露光装置によりァライメントを行ってレチクルのパターンをウェハに露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検查ステップ等を経て製造される。

[0103] なお、本発明は、走查露光型の投影露光装置のみならず、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置で露光を行う場合にも同様に適用することができる。また、反射光学系を屈折光学系とを含む投影光学系を用いる露光装置や、例えば国際公開（ W〇）第 99Z49504号などに開示される液浸型露光装置のように液体を介してゥェハに露光光を照射する露光装置にも適用できる。また、本発明の露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなぐ例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレィ装置用の露光装置や、撮像素子（CCD等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及び DNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフイエ程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用すること力 Sできる。

[0104] なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。

また、本願は、 2003年 8月 28曰に出願された曰本国特願 2003—209211号に対し優先権を主張するものであり、その内容をここに援用する。

産業上の利用可能性

[0105] 本発明のデバイス製造方法によれば、例えばダイポール照明や小 σ照明等を用いても結像特性を常に良好な状態に維持できるため、高集積度のデバイスを高いスル一プットで製造できる。

Claims

請求の範囲

[1] 転写用のパターンが形成された第 1物体を第 1光ビームで照明し、前記第 1光ビームで前記第 1物体及び投影光学系を介して第 2物体を露光する露光方法において、前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部に前記第 1光ビームと異なる波長域の第 2光ビームを照射して、前記投影光学系の結像特性を補正することを特徴とする露光方法。

[2] 前記第 1光ビームによって前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部が非回転対称な光量分布で照明され、

前記第 1光ビームの照明により発生する前記投影光学系の非回転対称な収差を補正するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1に記載の露光方法。

[3] 前記第 1光ビームは、前記投影光学系の瞳面付近の所定の光学部材に対して第 1 方向にほぼ対称な 2箇所の領域に照射され、

前記第 2光ビームは、前記光学部材に対して前記第 1方向に直交する第 2方向にほぼ対称な 2箇所の領域に照射されることを特徴とする請求項 2に記載の露光方法。

[4] 前記第 1光ビームによって非回転対称な光量分布で照明され光学部材と、前記第

2光ビームが照射される光学部材とは互いに異なることを特徴とする請求項 2に記載の露光方法。

[5] 前記第 2光ビームの照射により、非回転対称な収差を回転対称の収差に変換することを特徴とする請求項 2— 4のいずれか一項に記載の露光方法。

[6] 前記第 2光ビームの照射によって発生する前記投影光学系の回転対称な収差を補正することを特徴とする請求項 5に記載の露光方法。

[7] 前記第 1光ビームの照射量に応じて前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 2— 6のレ、ずれか一項に記載の露光方法。

[8] 前記第 1光ビームの照射量に基づいて非回転対称な収差の発生量を計算し、該計算結果に基づいて前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 7に記載の露光方法。

[9] 前記第 1及び第 2光ビームはそれぞれパルス光であり、前記第 1光ビームの発光タイミングに同期して前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1一 8のいずれか一項に記載の露光方法。

[10] 前記第 1光ビームの照射によって発生する非回転対称な収差の変化を相殺するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 2— 9のいずれか一項に記載の露光方法。

[11] 前記第 1光ビームの照明による前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部の部材の温度変化をモニタし、

該モニタ結果に基づいて前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1一

10のいずれか一項に記載の露光方法。

[12] 前記投影光学系の非回転対称な収差を計測し、

該計測結果に基づいて前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 2 1

1のいずれか一項に記載の露光方法。

[13] 前記第 1光ビームによる照明条件を切り換えた際に発生している非回転対称な収差を相殺するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 2— 12のいずれか一項に記載の露光方法。

[14] 前記第 2光ビームを照射しても、非回転対称な収差が残存したときに、より高精度な露光が要求される方向の収差に合わせて露光条件を調整することを特徴とする請求項 2— 13のいずれか一項に記載の露光方法。

[15] 前記第 2光ビームが照射される部分の直前で前記第 2光ビームの光量をモニタし、該モニタ結果に基づいて前記第 2光ビームの照射量を制御することを特徴とする請求項 1一 14のいずれか一項に記載の露光方法。

[16] 前記投影光学系の周囲の気圧又は温度の変動で発生する非回転対称な収差を相殺するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1に記載の露光方法。

[17] 前記投影光学系の調整で残留した静的な非回転対称な収差を相殺するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1に記載の露光方法。

[18] 前記第 1物体のパターンの密度分布で発生する非回転対称な収差を相殺するように、前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 1に記載の露光方法。

[19] 前記第 1光ビームによる照明が行われていない期間に、前記第 2光ビームの照射を停止することを特徴とする請求項 1一 18のいずれか一項に記載の露光方法。

[20] 前記第 2光ビームは所定の光学部材に照射され、その光学部材によって 90%以上のエネルギーが吸収されることを特徴とする請求項 1一 19のいずれか一項に記載の露光方法。

[21] 前記第 2光ビームは、炭酸ガスレーザ光であることを特徴とする請求項 1一 20のいずれか一項に記載の露光方法。

[22] 前記第 2光ビームは、前記投影光学系の一部を構成する所定レンズのレンズ面に照射されることを特徴とする請求項 1一 21のいずれか一項に記載の露光方法。

[23] 前記第 2光ビームは、前記投影光学系の一部を構成する所定レンズに、前記投影光学系の一部を構成する他の光学部材を介さずに照射されることを特徴とする請求項 1一 22のいずれか一項に記載の露光方法。

[24] 請求項 1一 23のいずれか一項に記載の露光方法を用いてデバイスのパターンを物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法。

[25] 第 1光ビームで転写用のパターンが形成された第 1物体を照明し、前記第 1光ビームで前記第 1物体及び投影光学系を介して第 2物体を露光する露光装置において、前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部に前記第 1光ビームと異なる波長域の第 2光ビームを照射する照射機構を有することを特徴とする露光装置。

[26] 前記第 1光ビームによって前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部が非回転対称な光量分布で照明され、

前記第 1光ビームの照明により発生する前記投影光学系の非回転対称な収差を補正するように、前記照射機構を介して前記第 2光ビームを照射する制御装置を更に有することを特徴とする請求項 25に記載の露光装置。

[27] 前記第 1光ビームは、前記投影光学系の瞳面付近の所定の光学部材に対して第 1 方向にほぼ対称な 2箇所の領域に照射され、

前記照射機構は、前記光学部材の前記第 1方向に直交する第 2方向にほぼ対称な 2箇所の領域に前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 26に記載の

[28] 前記投影光学系の回転対称な収差を補正するための収差補正機構を更に有し、前記制御装置は、前記照射機構及び前記収差補正機構の動作を制御して前記投影光学系の収差を補正することを特徴とする請求項 26又は 27に記載の露光装置。

[29] 前記第 1光ビームの照射量をモニタする第 1光電センサを更に有し、

前記制御装置は、前記第 1光電センサの検出結果に基づいて前記照射機構を介して前記第 2光ビームの照射量を制御することを特徴とする請求項 26 28のいずれか一項に記載の露光装置。

[30] 前記第 1物体及び前記投影光学系の少なくとも一部の部材の温度を計測する温度センサを更に備え、

前記制御装置は、前記温度センサの検出結果に基づいて前記照射機構を介して前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 26 29のいずれか一項に記

[31] 前記第 2光ビームが照射される部分の直前で前記第 2光ビームの光量をモニタする第 2光電センサを更に備え、

前記制御装置は、前記第 2光電センサの検出結果に基づいて前記第 2光ビームの照射量を制御することを特徴とする請求項 26— 30のいずれか一項に記載の露光装置。

[32] 前記投影光学系の周囲の気圧及び温度を含む環境条件を計測する環境センサを更に備え、

前記環境センサの計測結果に基づいて前記第 2光ビームを照射することを特徴とする請求項 25— 31のいずれか一項に記載の露光装置。

[33] 前記第 1光ビームによる照明が行われていない期間に、前記第 2光ビームの照射を停止する判定装置を備えることを特徴とする請求項 25— 32のいずれか一項に記載

[34] 前記投影光学系を保持する鏡筒は、前記第 2光ビームを導くための開口部を備えることを特徴とする請求項 25— 33のいずれか一項に記載の露光装置。

[35] 前記鏡筒は、前記鏡筒を支持するためのフランジ部を有し、前記開口部は前記フランジ部又はその近傍に設けられることを特徴とする請求項 34に記載の露光装置。

[36] 前記第 2光ビームは、炭酸ガスレーザ光であることを特徴とする請求項 25— 35のいずれか一項に記載の露光装置。

[37] 前記第 2光ビームは、前記投影光学系の一部を構成する所定レンズのレンズ面に照射されることを特徴とする請求項 25 36のいずれか一項に記載の露光装置。

[38] 前記第 2光ビームは、前記投影光学系の一部を構成する所定レンズに、前記投影光学系の一部を構成する他の光学部材を介さずに照射されることを特徴とする請求項 25— 37のいずれか一項に記載の露光装置。

[39] 請求項 25— 38のいずれか一項に記載の露光装置を用いてデバイスのパターンを物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法。