JP2000091209A - 露光装置の製造方法、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】投影系が少ない光学部材で構成されている場合
であっても、良好な結像性能を達成する 【解決手段】Ｘ線光源(2-3,100,101)と、このＸ線光源
からのＸ線をマスク(8)へ導く照明系(4-7)と、このマス
クを介したＸ線を被露光面(10)へ導いてマスク上のパタ
ーンを投影する投影系(9)とを備える露光装置であっ
て、投影系は、複数の反射鏡(91-94)より構成され、複
数の反射鏡のうちの少なくとも１つ(91)は、この１つの
反射鏡とは異なる表面形状を持つ反射鏡(97)と交換可能
に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子、または薄膜磁気ヘッドなどのデバイスをリソ
グラフィ工程により製造する際に用いられる露光装置、
この露光装置の製造方法、及びこの露光装置を用いたデ
バイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するために用いられる露光装置とし
て、所定のパターンが形成された投影原版としてのマス
クを投影光学系を介して感光性基板上に投影露光するも
のが知られている。このような投影光学系としては、露
光波長の光を透過させる光学特性を有する屈折光学素子
（レンズ等）から構成される屈折型の投影光学系、露光
波長の光を反射させる光学特性を有する反射光学素子
（ミラー等）から構成される反射型の投影光学系、この
屈折光学素子と反射光学素子とをくみ合わせた反射屈折
型の投影光学系などが知られている。

【０００３】露光に用いる光の波長は、半導体素子の集
積度の向上に伴い、ｇ線からｉ線、波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザ光に移り、近年では波長１９３ｎｍ
のＡｒＦエキシマレーザ光を用いることが提案されてい
る。将来において、半導体素子の集積度がさらに向上す
ると、露光装置中の投影光学系の解像度もさらに高くす
ることが要求される。この解像度は、露光波長をλ、投
影光学系の開口数をＮＡとするとき、 （解像度）＝ｋ×λ／ＮＡ で表される。ここで、ｋはケイファクタと呼ばれる１以
下の正の定数で、使用されるレジストの特性などにより
異なる。

【０００４】上記の式よりも明らかな通り、投影光学系
の解像度を高くするためには、波長λを小さくすること
が極めて有効であるため、最近になって波長５〜１５ｎ
ｍの軟Ｘ線領域の光（本明細書では、この光を「ＥＵＶ
(Extreme Ultra Violet)光」と呼ぶ）を露光光として用
いるＥＵＶ露光装置の開発が開始されており、このＥＵ
Ｖ露光装置が次々世代の露光装置の有力な候補として注
目されている。

【０００５】このようなＥＵＶ露光装置に用いられる投
影光学系としては、例えば特開平９−２５１０９７号公
報において提案されているものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＥＵＶ光用の投影光学
系には、このＥＵＶ光の波長域を透過させる硝材が存在
しないためレンズ等の屈折光学素子が使用できず、さら
にミラー等の反射光学素子の反射率が約６５％程度と極
端に低いことから、反射光学素子の枚数が極力少ないこ
とが要求されている。例えば上記公報に開示される投影
光学系では、４枚のミラーから投影光学系を構成してい
る。

【０００７】実際に投影光学系を製造するにあたって
は、投影光学系を構成する各光学部材（屈折光学素子、
反射光学素子）の製造誤差や組み立て時の誤差があるこ
とから、ただ単に組み立てただけで要求される結像性能
を満足することは、次々世代のデザインルールに対応し
た結像性能を達成する前提のもとでは現実的にはありえ
ない。仮に単に組み立てただけで要求される結像性能を
満足させるためには、製造公差を実現不可能なぐらい小
さく設定する必要があり光学部材の製造ができなくな
る。

【０００８】従って、各光学部材を組み立てた後で投影
光学系の結像性能を測定して、その測定結果に基づいて
各光学部材の位置を調整することが考えられるが、上記
のように光学部材の数が少なくなると調整の自由度が減
り、現実的に調整が困難になる場合がある。そこで、本
発明は、投影系が少ない光学部材で構成されている場合
であっても、良好な結像性能を達成することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１にかかる露光装置の製造方法で
は、複数の反射鏡よりなる投影系を備えた露光装置の製
造方法であって、前記複数の反射鏡よりなる投影系の結
像特性を測定する第１工程と；前記結像特性のうち、補
正すべき結像特性成分を選択する第２工程と；前記複数
の反射鏡から、前記第２工程で選択された前記結像特性
成分を補正することができる反射鏡を少なくとも１つ選
択する第３工程と；前記第１工程の測定結果に基づい
て、前記第３工程で選択された反射鏡の表面形状に関し
て、前記結像特性を実質的に補正するような表面形状を
算出する第４工程と；前記第４工程にて算出された表面
形状を前記反射鏡へ与える第５工程と；前記第５工程に
て与えられた表面形状を有する前記反射鏡を前記投影系
へ組み込む第６工程と；を有するものである。

【００１０】また、本発明の請求項２にかかる発明で
は、前記結像特性成分は、結像倍率誤差、像の歪み、像
面の曲がり、像面の傾き、開口内の方向による像点位置
のずれ、開口数による像点位置のずれ、テレセントリッ
ク性の誤差を含むものである。また、本発明の請求項３
にかかる発明では、前記複数の反射鏡を前記投影系内で
位置決めする第７工程をさらに含み、該第７工程では、
前記結像特性を実質的に補正するように前記反射鏡を位
置決めするものである。

【００１１】また、本発明の請求項４にかかる発明にお
いては、前記第１工程では、前記投影系が使用される波
長を用いて前記結像特性を測定するものである。また、
本発明の請求項５にかかる発明においては、前記第１工
程では、前記投影系が使用される波長とは異なる波長を
用いて前記結像特性を測定するものである。

【００１２】また、本発明の請求項６にかかる発明にお
いては、前記第５工程では、前記選択された反射鏡と実
質的に同じ諸元を有する反射鏡に対して表面形状を与
え、前記第６工程では、前記投影系中の反射鏡を前記表
面形状が与えられた反射鏡と入れ換えるものである。ま
た、本発明の請求項７にかかる発明においては、前記第
３工程では、前記投影原版または前記基板の近傍に配置
される反射鏡を選択するものである。

【００１３】また、本発明の請求項８にかかる発明にお
いては、前記第３工程では、前記投影系の開口絞り位置
近傍に配置される反射鏡を選択するものである。また、
本発明の請求項９にかかる露光装置は、Ｘ線光源と、該
Ｘ線光源からのＸ線をマスクへ導く照明系と、該マスク
を介したＸ線を被露光面へ導いて前記マスク上のパター
ンを投影する投影系とを備える露光装置であって、前記
投影系は、上記請求項１〜９の何れかの発明にかかる製
造方法により製造されるものである。

【００１４】また、本発明の請求項１０にかかる露光装
置は、Ｘ線光源と、該Ｘ線光源からのＸ線をマスクへ導
く照明系と、該マスクを介したＸ線を被露光面へ導いて
前記マスク上のパターンを投影する投影系とを備える露
光装置であって、該投影系は、複数の反射鏡より構成さ
れ、該複数の反射鏡のうちの少なくとも１つは、該１つ
の反射鏡とは異なる表面形状を持つ反射鏡と交換可能に
設けられているものである。

【００１５】また、本発明の請求項１１にかかる発明で
は、前記反射鏡の交換により、前記投影系が持つ複数の
収差成分のうちの特定の収差成分を、他の収差成分に実
質的に影響を与えずに変更するものである。なお、特定
の収差成分を他の収差成分に対して実質的に影響を与え
ずに変更するとは、特定の収差成分を所定の一定量だけ
変化させた際に他の収差成分の変動量が上記所定の一定
量の半分以下である場合を指す。

【００１６】本発明の請求項１２にかかる発明では、前
記交換可能な反射鏡は、前記投影原版または前記基板の
近傍に配置される反射鏡である。ここで、投影原版また
は基板の近傍に配置される反射鏡とは、当該反射鏡を別
の表面形状の反射鏡に交換した際に、像面上における理
想結像点からのずれに関する収差（例えば等方的・非等
方的な倍率誤差、等方的・非等方的ディストーション）
を除く収差成分の変動量が、像面上における理想結像点
からのずれに関する収差の変動量の半分以下であるよう
な位置に配置されている反射鏡のことを指す。

【００１７】本発明の請求項１３にかかる発明では、前
記交換可能な反射鏡は、実質的にパワーを有しないもの
である。本発明の請求項１４にかかる発明では、前記交
換可能な反射鏡は、前記投影系の開口絞り位置近傍に配
置される反射鏡である。ここで、開口絞り位置近傍に配
置される反射鏡とは、当該反射鏡を別の表面形状の反射
鏡に交換した際に、開口数による像面の位置ずれに関す
る収差成分（瞳面を通過する光束の瞳座標に依存する収
差成分、例えば球面収差、偏心コマ収差、非点隔差な
ど）を除く収差成分の変動量が、この開口数による像面
の位置ずれに関する収差成分の変動量の半分以下である
ような位置に配置されている反射鏡のことを指す。

【００１８】次に、本発明の請求項１５にかかるデバイ
ス製造方法は、本発明の請求項９〜１４の何れかにかか
る露光装置を用いたデバイス製造方法であって、前記基
板上に感光材料を塗布する工程と；前記基板上に前記投
影光学系を介して前記マスクのパターンの像を投影する
工程と；前記基板上の前記感光材料を現像する工程と；
該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の
回路パターンを形成する工程と；を有するものである。
本発明による露光装置の使用によって、その基板上に高
い解像度でデバイス用の回路パターンを形成できる。

【００１９】なお、本明細書でいうＸ線とは、１ｎｍ〜
５０ｎｍ程度の波長を有する電磁波を指す。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１には、本発明の第１の
実施形態にかかる露光装置ＥＸの全体構成が概略的に示
されている。この露光装置ＥＸは、露光用の照明光とし
て波長５〜１５ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）
を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式により露光
動作を行う投影露光装置である。なお、図１において
は、マスク８の縮小像をウエハ１０上に形成する投影系
の光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する紙面内
方向をＹ方向とし、これらＹＺ方向と直交する紙面垂直
方向をＸ方向とする。

【００２１】この露光装置ＥＸは、投影原版（マスク）
としての反射型レチクル８に描画された回路パターンの
一部の像を投影系９を介して基板としてのウエハ１０上
に投影しつつ、レチクル８とウエハ１０とを投影光学系
９に対して１次元方向（ここではＹ軸方向）に相対走査
することによって、レチクル８の回路パターンの全体を
ウエハ１０上の複数のショット領域の各々にステップア
ンドスキャン方式で転写するものである。

【００２２】ここで、本実施形態における露光用の照明
光である軟Ｘ線は、大気に対する透過率が低いため、Ｅ
ＵＶ光が通過する光路は真空チャンバー１により覆われ
て外気より遮断されている。まず、本実施形態における
照明系について説明する。レーザ光源１００は、赤外域
〜可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有し、例え
ば半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザやエキシマレー
ザなどを適用できる。このレーザ光は集光光学系１０１
により集光されて、位置３に集光する。ノズル２は気体
状の物体を位置３へ向けて噴出し、この噴出された物体
は位置３において高照度のレーザ光を受ける。このと
き、噴出された物体がレーザ光のエネルギで高温にな
り、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷
移する際にＥＵＶ光を放出する。

【００２３】この位置３の周囲には、集光光学系を構成
する楕円鏡４が配置されており、この楕円鏡４は、その
第１焦点が位置３とほぼ一致するように位置決めされて
いる。楕円鏡４の内表面には、ＥＵＶ光を反射するため
の多層膜が設けられており、ここで反射されたＥＵＶ光
は、楕円鏡４の第２焦点で一度集光した後、集光光学系
を構成する放物面鏡５へ向かう。放物面鏡５は、その焦
点が楕円鏡４の第２焦点位置とほぼ一致するように位置
決めされており、その内表面には、ＥＵＶ光を反射する
ための多層膜が設けられている。

【００２４】放物面鏡５から射出されるＥＵＶ光は、ほ
ぼコリメートされた状態でオプティカルインテグレータ
としての反射型フライアイ光学系６へ向かう。反射型フ
ライアイ光学系６は、複数の反射面を集積してなる第１
の反射素子群６ａと、第１の反射素子群６ａの複数の反
射面と対応した複数の反射面を有する第２の反射素子群
６ｂとで構成されている。これら第１及び第２の反射素
子群６ａ，６ｂを構成する複数の反射面上にもＥＵＶ光
を反射させるための多層膜が設けられている。

【００２５】放物面鏡５からのコリメートされたＥＵＶ
光は、第１の反射素子群６ａにより波面分割され、各々
の反射面からのＥＵＶ光が集光されて複数の光源像が形
成される。これら複数の光源像が形成される位置の近傍
のそれぞれには、第２の反射素子群６ｂの複数の反射面
が位置決めされており、これら第２の反射素子群６ｂの
複数の反射面は、実質的にフィールドミラーの機能を果
たす。このように、反射型フライアイ光学系６は、放物
面鏡５からの略平行光束に基づいて、２次光源としての
多数の光源像を形成する。尚、このような反射型フライ
アイ光学系６については、本願出願人による特願平10-4
7400号に提案されている。

【００２６】さて、反射型フライアイ光学系６により形
成された２次光源からのＥＵＶ光は、この２次光源位置
の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデン
サミラー７へ向かい、このコンデンサミラー７にて反射
集光された後に、光路折り曲げミラー７ａを介して、反
射型レチクル８上に達する。これらコンデンサミラー７
及び光路折り曲げミラーの表面には、ＥＵＶ光を反射さ
せる多層膜が設けられている。そして、コンデンサミラ
ー７は、２次光源から発するＥＵＶ光を集光して、反射
型レチクル８上の所定の照明領域を重畳的に均一照明す
る。

【００２７】なお、本実施形態では、反射型レチクル８
へ向かう照明光と、該反射型レチクル８にて反射されて
投影系９へ向かうＥＵＶ光との光路分離を空間的に行う
ために、照明系は非テレセントリック系であり、かつ投
影系９もレチクル側非テレセントリックな光学系として
いる。さて、反射型レチクル８上には、ＥＵＶ光を反射
する多層膜からなる反射膜が設けられており、この反射
膜は、感光性基板としてのウエハ１０上へ転写すべきパ
ターンの形状に応じたパターンとなっている。この反射
型レチクル８にて反射されて、反射型レチクル８のパタ
ーン情報を含むＥＵＶ光は、投影系９に入射する。

【００２８】本実施形態の投影系９は、凹面形状の第１
ミラー９１、凸面形状の第２ミラー９２、凸面形状の第
３ミラー９３及び凹面形状の第４ミラー９４の計４つの
ミラー（反射鏡）から構成されている。各ミラー９１〜
９４は、基材上にＥＵＶ光を反射する多層膜を設けたも
のからなり、それぞれの光軸が共軸となるように配置さ
れている。

【００２９】ここで、各ミラー９１〜９４により形成さ
れる往復光路を遮断しないために、第１ミラー９１、第
２ミラー９２及び第４ミラーには切り欠きが設けられて
いる。また、第３ミラーの位置には、図示無き開口絞り
が設けられている。反射型レチクル８にて反射されたＥ
ＵＶ光は、第１ミラー９１〜第４ミラー９４にて順次反
射されてウエハ１０上の露光領域内に、所定の縮小倍率
β（例えば｜β｜＝１／４，１／５，１／６）のもとで
反射型レチクル８のパターンの縮小像を形成する。この
投影系９は、像側（ウエハ１０側）がテレセントリック
となるように構成されている。

【００３０】なお、図１には不図示ではあるが、反射型
レチクル８は少なくともＹ方向に沿って移動可能なレチ
クルステージにより支持されており、ウエハ１０はＸＹ
Ｚ方向に沿って移動可能なウエハステージにより支持さ
れている。露光動作の際には、照明系により反射型レチ
クル８上の照明領域に対してＥＵＶ光を照射しつつ、投
影系９に対して反射型レチクル８及びウエハ１０を、投
影系の縮小倍率により定まる所定の速度比で移動させ
る。これにより、ウエハ１０上の所定のショット領域内
には、反射型レチクル８のパターンが走査露光される。
次に、図２〜図４を参照して、本実施形態における投影
系の製造方法について説明する。ここで、図２は、本実
施形態の製造方法の手順を示すフローチャート図であ
り、図３は、投影系の結像特性を測定するための干渉計
の構成を概略的に示す図である。

【００３１】［ステップＳ１０１］ステップＳ１０１で
は、所定の光学設計データによる設計値に従って、投影
系を構成する複数のミラー及びこれらミラーを保持する
保持部材・鏡筒（図１では不図示）を製造する。このと
き、複数のミラー表面にはＥＵＶ光を反射するための多
層膜が設けられる。

【００３２】［ステップＳ１０２］ステップＳ１０２で
は、ステップ１において製造された複数のミラーの面形
状を干渉計を用いて測定する。この干渉計としては、可
視光などの非露光光を用いて測定する干渉計や、露光光
（ＥＵＶ光）を用いて計測する干渉計を用いることがで
きる。なお、非露光光を用いて測定を行う干渉計（例え
ば公知のフィゾー型干渉計、トワイマングリーン干渉計
など）を使用する場合には、非露光光が多層膜表面で反
射し、露光光としてのＥＵＶ光が多層膜の内部で反射す
るため、露光光の波長のもとでの表面形状が測定結果と
異なる恐れもある。この場合には、このずれをオフセッ
トとして測定結果に加えれば良い。

【００３３】また、露光光を計測光として用いる干渉計
としては、例えば本件出願人による特開平2-228505号に
開示されている干渉計を適用することができる。以上の
如き干渉計を用いたミラーの面形状測定は、投影系９を
構成する各ミラー９１〜９４に関して行われる。この測
定された面形状データは、コンソールなどの入力系を介
して、計算機等の演算部に接続されたメモリー部に記憶
される。

【００３４】［ステップＳ１０３］上記ステップＳ１０
２の面形状計測が完了した後、各ミラー９１〜９４を保
持部材にて支持し、投影系９の鏡筒に組み込み、投影系
９を組上げる。なお、本実施形態では、保持部材には各
ミラー９１〜９４の空間的な位置を調整するための調整
機構と、所定の参照位置を基準として各ミラーの位置を
測定するための位置測定機構（マイクロメータなど）と
が設けられている。ステップＳ１０３においては、投影
系９の組上げ作業と平行して、各ミラー９１〜９４の位
置に関する反射面位置情報を入力系を介して上記メモリ
ー部に記憶させる。

【００３５】［ステップＳ１０４］ステップＳ１０４で
は、図３に示す如く、ステップＳ１０３にて組上げられ
た投影系９の結像性能（波面収差）の測定を行う。具体
的には、投影系９を図３に示す波面収差測定機に取り付
けて測定を行う。尚、図３の波面収差測定機を露光装置
本体に取り付けても良い。

【００３６】図３において、レーザ光源部２０は、所定
の波長域のレーザ光をほぼ平面波の状態で射出する。こ
のレーザ光は、ビームスプリッタ２１を通過した後、集
光光学系２２へ向かう。この集光光学系２２は、波面収
差測定機の測定精度に対して球面収差及び正弦条件を十
分に無視し得る程度に抑えこんだ実質的に無収差の光学
系である。ここで、集光光学系２２の入射面２２ａは、
入射する平面波と同一形状（すなわち平面）となってお
り、この入射面２２ａはハーフミラー面となっている。
従って、入射面２２ａに入射する平面波は、ここで振幅
分割され、反射光は平面波のまま参照光としてビームス
プリッタ２１へ戻される。一方、入射面２２ａを通過し
た透過光は計測光として、この集光光学系２２により集
光されて球面波に変換されて投影系９へ向かう。なお、
集光光学系２２の最終面（最も射出側のレンズ面）を参
照面として用いても良いことは言うまでもない。

【００３７】投影系９は、その物体面（マスク面）位置
が球面波の集光点位置と一致するように波面収差測定機
内に位置決めされており、投影系９には、物体面から発
する球面波が入射することになる。ここで、投影系９に
波面収差が存在しなければ（投影系９が理想光学系であ
れば）、投影系９からは像面位置にて集光する如き球面
波が射出されることになる。投影系９の射出側で像面を
挟んで投影系とは逆側には、球面鏡２３が配置されてい
る。この球面鏡２３の表面形状は、投影系９が理想光学
系である場合に投影系９から射出される球面波と同一形
状に形成されている。従って、投影系９が理想光学系で
ある場合には、投影系９から射出される球面波と同じ形
状を持つ球面波が再び投影系９へ戻される。また、投影
系９が波面収差を有している場合には、その波面収差に
応じた形状の波面が投影系９へ戻される。

【００３８】球面鏡２３にて反射されて投影系９へ戻さ
れた計測光は、投影系９から射出されて集光光学系２２
を経た後、ビームスプリッタ２１へ向かう。前述のよう
に、集光光学系２２の入射面にて反射された参照光もビ
ームスプリッタ２１へ向かい、これらの計測光及び参照
光は、ビームスプリッタ２１にて反射されて、ＣＣＤな
どの光電変換素子からなる受光器２４の受光面に達す
る。ここで、投影系９が波面収差を有している場合に
は、受光面上において波面収差に応じた干渉縞が発生す
る。この干渉縞は、参照波面と、投影系９を往復通過し
た光束の波面との差に応じた形状となっており、この干
渉縞を画像解析することにより投影系９の波面収差を求
めることができる。ここで、投影系９と集光光学系２２
及び球面鏡２３とを相対的に移動させつつ測定を行うこ
とで、投影系９の視野（または露光領域）内の複数の位
置での波面収差の測定が可能となる。

【００３９】なお、レーザ光源部２０の機能としては、
コヒーレント長が極力長い平面波を発生させるものであ
れば、レーザには限られない。以上の例では、投影系９
がミラーのみからなる反射型光学系であり、その色収差
をほぼ無視できるために、投影系９の使用波長（露光波
長）とは異なる波長域にて計測を行ったが、この場合、
計測光は投影系９の各ミラー９１〜９４上の多層膜表面
で反射し、実際の露光時に用いられるＥＵＶ光は多層膜
の内部で反射する場合があるため、計測される波面収差
と露光波長での波面収差とが異なる恐れもある。この場
合には、計測される波面収差と露光波長での波面収差と
のずれをオフセットとして、計測された波面収差に加え
れば良い。

【００４０】また、以上のような非露光波長のもとでの
計測ではなく、露光波長で計測を行っても良い。露光波
長を用いて計測する場合には、例えば本願出願人による
特開昭５７−６４１３９号や特開平２−２２８５０５号
に開示される干渉計の原理を用いることができる。この
特開昭５７−６４１３９号の干渉計を用いる場合、屈折
型光学素子の代わりに反射型光学素子を用い、ＥＵＶ光
を紫外〜可視〜赤外などの検出可能な波長帯へ変換する
ための素子（蛍光板など）を検出器の位置に配置するよ
うに変形することは言うまでもない。ここで、検出器と
してＥＵＶ光に感度を有しているものを用いても良く、
例えば金属片をマトリックス状に配置して光電効果によ
る電流を各々の金属片ごとに検出する手法などが考えら
れる。

【００４１】［ステップＳ１０５］ステップＳ１０５で
は、上述のステップＳ１０４にて得られた波面収差を、
例えばツェルニケの円筒関数を用いて直交関数系に展開
した波面収差Ｗ（ρ，θ）を得る。ここで、ρは規格化
瞳半径であり、θは瞳における動径角（反時計周りが
正）である。

【００４２】このとき、波面収差Ｗ（ρ，θ）は、

【００４３】

【数１】 で表される。但しＺ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５
・・・は各項の係数である。

【００４４】上記波面収差Ｗ（ρ，θ）の展開式におい
て、各項はディストーション、フォーカス、３次非点収
差、３次コマ収差、３次球面収差、３回対称コマ収差、
５次非点収差、５次コマ収差、５次球面収差・・・・な
どの収差に対応しており、これより、波面収差を複数の
収差成分に分解することができる。 ［ステップＳ１０６］ステップＳ１０６では、補正すべ
き複数の収差成分のそれぞれと、投影系９を構成する複
数の反射面との対応付けを行い、どの反射面に対して再
加工を行うかの選択を行う。なお、このステップＳ１０
６に先だって、投影系９の光学設計データによる設計値
（各反射面の形状、位置）を微小量変化させた際に、ど
の収差成分がどの程度変化するのかに対応する変化量を
シミュレーション上で求めておく。なお、この求められ
た変化量に関する情報は、コンソールなどの入力系を介
して、計算機等の演算部に接続されたメモリー部に記憶
させる。

【００４５】そして、補正すべき複数の収差成分のそれ
ぞれから、各反射面の位置（光軸方向、光軸直交方向、
光軸直交方向を軸とする回転方向、光軸を中心とする回
転方向）を変化させることにより補正可能な収差成分を
除き、収差の残渣成分を求める。この収差の残渣成分が
複数の反射面の面形状を変更することでしか補正できな
い収差成分である。この収差の残渣成分に関する情報に
ついても、コンソールなどの入力系を介して、計算機等
の演算部に接続されたメモリー部に記憶させる。

【００４６】なお、倍率誤差に関しては、物体面側が非
テレセントリックである場合（入射瞳位置が有限距離で
ある場合）、物体面と投影系との光軸方向の距離を変更
することにより補正できるため、この構成を適用する場
合には、この補正可能な倍率誤差も除いて収差の残渣成
分を得れば良い。次に、シミュレーションにおいて求め
られた各反射面における収差成分の変化量と、収差の残
渣成分とに基づいて、どの反射面の形状を変化させれ
ば、収差の残渣成分を実質的に補正できるのかを決定す
る。このとき、収差の残渣成分のうち、どの成分がどの
反射面に対応しているのかに関する情報もコンソールな
どの入力系を介して、計算機等の演算部に接続されたメ
モリー部に記憶させる。

【００４７】なお、像点の位置ずれに関する収差成分に
関しては、物体面あるいは像面の近傍に配置される反射
面で補正することが好ましい。この像面の近傍に配置さ
れる反射面では、開口数による像面の位置ずれに関する
収差成分（瞳面を通過する光束の瞳座標に依存する収差
成分）に対して比較的影響を与えることなく、像点の位
置ずれに関する収差成分を補正できるため、当ステップ
Ｓ１０６及び後述のステップＳ１０７における計算が容
易となる利点がある。ここで、投影系９が縮小倍率を有
する場合には、物体面の近傍に配置することが好まし
い。これは像面側よりも物体面側で光束幅が細くなり隣
り合う像点間へ与える収差を独立に制御しやすくなるた
めである。

【００４８】この理由により、図１に示す実施形態で
は、主に像点の位置ずれに関する収差成分を他の収差成
分と独立に補正するために、物体（反射型レチクル８）
面の近傍に配置されるミラー９１を再加工すべき（交換
すべき）反射面として選択している。ここで、物体面近
傍（像面近傍）に配置されるミラーとは、このミラーを
再加工あるいは交換して別の表面形状にした場合に、像
面上における理想結像点からのずれに関する収差（例え
ば等方的・非等方的な倍率誤差、等方的・非等方的ディ
ストーション）を除く収差成分の変動量が、像面上にお
ける理想結像点からのずれに関する収差の変動量の半分
以下であるような位置に配置されているミラーのことを
指す。

【００４９】また、開口数による像点の位置ずれに関す
る収差成分に関しては、開口絞り位置（瞳位置）の近傍
に配置される反射面で補正することが好ましい。開口絞
り位置の近傍の反射面では、像点の位置ずれに関する収
差成分に対して比較的影響を与えることなく、開口数に
よる像点の位置ずれに関する収差成分を補正でき、当ス
テップＳ１０６及び後述のステップＳ１０７における計
算が容易となる利点がある。

【００５０】この理由により、図１に示す実施形態で
は、主に開口数による像点の位置ずれを補正するため
に、開口絞り位置の近傍に配置されるミラー９３を再加
工すべき（交換すべき）反射面として選択している。こ
こで、開口絞り位置近傍に配置されるミラーとは、この
ミラーを再加工あるいは交換して別の表面形状にした場
合に、開口数による像面の位置ずれに関する収差成分
（瞳面を通過する光束の瞳座標に依存する収差成分、例
えば球面収差、偏心コマ収差、非点隔差など）を除く収
差成分の変動量が、この開口数による像面の位置ずれに
関する収差成分の変動量の半分以下であるような位置に
配置されているミラーのことを指す。

【００５１】このように、物体面または像面近傍の反射
面と開口絞り位置近傍の反射面との少なくとも一方を形
状を変化させる反射面として選択する場合には、求めら
れた残渣成分と上記反射面の変化量とに基づいて、反射
面の選択を行えば良い。 ［ステップＳ１０７］ステップＳ１０７では、選択され
た反射面ごとに残渣成分を補正できるような反射面の形
状を算出する。このステップＳ１０７は、以下に説明す
る複数のサブステップＳＳ１０７１〜ＳＳ１０７８から
なる。

【００５２】なお、以下のサブステップの説明において
は、ステップＳ１０６において選択された反射面の総数
をｍとし、形状を算出している反射面がどの反射面であ
るのかを示すためにｎを用いる。 〈サブステップＳＳ１０７１〉サブステップＳＳ１０７
１では、反射面の番号を示すｎに１を代入する。

【００５３】〈サブステップＳＳ１０７２〉サブステッ
プＳＳ１０７２では、投影系を構成する各反射面に関し
て、ステップＳ１０２において実測された形状データ
と、ステップＳ１０３にて記憶された反射面位置情報を
メモリから読み出す。 〈サブステップＳＳ１０７３〉サブステップＳＳ１０７
３では、メモリから収差の残渣成分の読み出しを行う。

【００５４】〈サブステップＳＳ１０７４〉サブステッ
プ１０７４では、サブステップＳＳ１０７２にて読み出
された反射面の形状データ及び反射面位置情報を初期値
として、収差の残渣成分のうち第ｎ番目の反射面にて補
正可能な収差成分を補正できる形状の最適化を行う。こ
の最適化にあたって、変化させるパラメータは第ｎ番目
の反射面の形状であり、評価値は上記補正可能な収差成
分である。そして、この変化した反射面形状と反射面位
置情報とを用いて光線追跡によりシミュレーション上で
の収差を求め、各反射面位置の調整により補正可能な収
差成分を除くことにより、評価値としての収差の残渣成
分を算出する。この動作を評価値が目標値に達するまで
行う。

【００５５】なお、当サブステップＳＳ１０７４に適用
できる最適化手法としては、ＤＬＳ（減衰最小自乗法，
Damped Least Square Method）などの局所的最適化手法
や、ＧＡ（遺伝的アルゴリズム，Genetic Argolism）な
どの大域的最適化手法を用いることができる。また、当
サブステップＳＳ１０７４でのパラメータとしての反射
面の形状は、曲率半径、非球面係数という回転対称なも
のだけではなく、反射面上の複数の座標における面の勾
配も用いることができ、本実施形態では両者を用いる。

【００５６】〈サブステップＳＳ１０７５〉サブステッ
プＳＳ１０７５では、上記サブステップＳＳ１０７４に
て算出された反射面の形状を、メモリへ記憶する。ここ
で、次ループのサブステップＳＳ１０７２にて読み出さ
れる反射面の形状データは、実測された形状データでは
なく、当サブステップＳＳ１０７５にて記憶させた反射
面形状を用いることになる。

【００５７】〈サブステップＳＳ１０７６〉サブステッ
プＳＳ１０７６では、サブステップＳＳ１０７４にて算
出された収差の残渣成分をメモリへ記憶する。ここで、
次ループのサブステップＳＳ１０７３では、当サブステ
ップ１０７６において記憶された収差の残渣成分を用い
ることになる。

【００５８】〈サブステップＳＳ１０７７〉サブステッ
プＳＳ１０７７では、形状が算出された反射面の数ｎが
選択された反射面の総数ｍを超えたか否かを判断する。
ここで、超えていない場合には、第ｎ＋１番目の反射面
の形状を求めるためにサブステップＳＳ１０７８へ移行
し、超えた場合にはサブステップＳＳ１０７９へ移行す
る。

【００５９】〈サブステップＳＳ１０７８〉サブステッ
プＳＳ１０７８では、ｎに１を加え、第ｎ番目の反射面
から第ｎ＋１番目の反射面に対象を移した後、サブステ
ップＳＳ１０７２へ移行する。 〈サブステップＳＳ１０７９〉サブステップＳＳ１０７
９では、現在メモリ上に記憶されている収差の残渣成分
が目標値に到達しているか否かを判断する。ここで、目
標値に到達している場合には、当サブステップＳＳ１０
７１〜ＳＳ１０７９を終了し、次のステップＳＳ１０８
へ移行する。また、目標値に到達していない場合には、
選択された反射面形状を再び最適化するためにサブステ
ップＳＳ１０７１へ移行する。

【００６０】当サブステップＳＳ１０７９は、ステップ
Ｓ１０６において選択された反射面が複数存在する場合
に、複数の反射面のうちの一つの形状変更が、別の反射
面の形状変更で補正すべき収差成分に実質的な影響を及
ぼす場合に有効である。上記ステップＳ１０６において
述べたように、投影系の結像性能のうち、所定の収差成
分を、他の収差成分に対して実質的に影響を与えずに変
更できるような反射面を選択する場合（物体面あるいは
像面の近傍に配置される反射面、開口絞り位置（瞳位
置）の近傍に配置される反射面を選択する場合）には、
求める解の発散を招きにくい利点がある。

【００６１】また、ステップＳ１０７では、上述の如き
最適化手法の代わりに、ステップＳ１０６にて算出され
ている変化量に関する情報を用いて、収差の残渣データ
を実質的に相殺できる形状を、上記変化量に関する情報
から比例計算で求めることも可能である。この手法を用
いる場合には、複数の反射面のうちの一つの形状変更
が、別の反射面の形状変更で補正すべき収差成分に実質
的な影響を及ぼさないような反射面が選択されているこ
とが好ましい。

【００６２】［ステップＳ１０８］ステップＳ１０８で
は、投影系からミラーを取りだし、ステップＳ１０７に
て求められた表面形状となるように加工を行う。本実施
形態では、ミラー表面に設けられた多層膜の表面形状と
ほぼ一致することになる。ステップＳ１０８では、取り
出されたミラー上に積層された多層膜を部分的に除去す
る手法、または部分的に多層膜を積層する手法、あるい
は両者を併用することにより、ミラー上のの膜厚分布を
変更する。ここで、前者のように多層膜を部分的に除去
することにより多層膜の膜厚分布を変更する技術は、本
件出願人による特開平７−８４０９８号公報において提
案されており、後者のように多層膜を部分的に積層させ
る技術は、本件出願人による特開平１０−３０１７０号
公報において提案されている。

【００６３】なお、ステップＳ１０８では、投影系から
取り出されたミラーに対して表面形状を変更する加工を
行っているが、その代わりに、加工すべきミラーと同じ
設計値を有するミラーを用意して、このミラーに対して
加工を行っても良い。この場合、用意されるミラーの実
際の表面形状を予め測定しておくことは言うまでもな
い。

【００６４】［ステップＳ１０９］ステップＳ１０９で
は、上記ステップＳ１０８において加工されたミラーを
投影系内へ組み込む。 ［ステップＳ１１０］ステップＳ１１０では、メモリ内
に記憶されている反射面位置情報に基づいて、ミラーが
その位置となるように位置調整を行う。

【００６５】［ステップＳ１１１］ステップＳ１１１で
は、ステップＳ１０４と同様に投影系の波面収差を測定
する。 ［ステップＳ１１２］ステップＳ１１２では、ステップ
Ｓ１１１にて測定された波面収差（結像性能）が規格内
であるか否かを判断する。ここで、規格内である場合に
は、投影系の調整が完了する。また、規格外である場合
には、次のステップＳ１１３へ移行する。

【００６６】［ステップＳ１１３］ステップＳ１１３で
は、ステップＳ１１２において測定された波面収差をス
テップＳ１０５と同様に複数の収差成分に分解し、この
複数の収差成分から各反射面の位置（光軸方向、光軸直
交方向、光軸直交方向を軸とする回転方向、光軸を中心
とする回転方向）を変化させることにより補正可能な収
差成分を除き、収差の残渣成分を求める。

【００６７】その後、収差の残渣成分が所定の閾値以下
であるか否かにより、反射面の再加工が必要であるか否
かを判断する。ここで、収差の残渣成分が所定の閾値以
下である場合には、反射面の再加工が必要ないと判断で
きるためステップＳ１１０へ移行する。また、収差の残
渣成分が所定の閾値を超える場合には、反射面の再加工
が必要であると判断できるためステップＳ１０５へ移行
する。

【００６８】以上のステップＳ１０１〜Ｓ１１３を実行
することにより、極めて良好な結像性能を有する反射型
の投影系を製造することができる。この後、製造された
投影系、照明系、アライメント系、ステージ等を露光装
置本体へ組み込むことにより極めて微細なパターンを転
写することができる露光装置を実現できる。次に、図５
を参照して本発明にかかる第２の実施形態について説明
する。

【００６９】第２の実施形態は、第１の実施形態におけ
る投影系９の変形例であり、投影系を除く部分は第１の
実施形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。
図５において、投影系９は、平面鏡である２枚のミラー
９５，９６、凹面形状を有するミラー９１、凸面形状を
有するミラー９２、凸面形状を有するミラー９３及び凹
面形状を有するミラー９４とを有する。そして、各ミラ
ーの光軸は互いに共軸（平面鏡の場合は反射面の法線を
光軸とみなす）となるように配置されている。ここで、
各ミラー９１〜９６は、基材上にＥＵＶ光を反射する多
層膜を設けたものからなる。また、各ミラー９１〜９６
により形成される往復光路を遮断しないために、ミラー
９１，９２，９４，９５には切り欠きが設けられてい
る。

【００７０】そして、各ミラー９１〜９６は、反射型レ
チクル８からのＥＵＶ光がミラー９５、ミラー９６、ミ
ラー９１、ミラー９２、ミラー９３及びミラー９４を順
次経由して像面へ向かうように位置決めされている。第
３ミラーの位置には、図示無き開口絞りが設けられてお
り、この開口絞りにより、像面側（ウエハ側）テレセン
トリックが達成される。また、図５の投影系において
も、反射型レチクル８へ向かう照明光と、反射型レチク
ル８から投影系９へ向かうＥＵＶ光との光路分離を容易
とするために、物体側（反射型レチクル８側）は非テレ
セントリックに構成されている。

【００７１】図５の投影系９においては、再加工すべき
ミラー（交換すべきミラー）として、平面鏡であり且つ
投影系９中で最も反射型レチクル８側に位置しているミ
ラー９５を選択している。このミラー９５は、像点の位
置ずれに関する収差について他の収差にほとんど影響を
与えることなく変更することができ、さらに実質的に平
面形状であるため、補正を行うための表面形状の算出が
容易となる利点がある。

【００７２】ミラー９５の表面形状の算出にあたって
は、以下の手法を用いることができる。図６は、ミラー
９５の表面形状を決定する手法を図示した説明図であ
る。なお、図６においては、像側（ウエハ１０側）にお
いて像面と垂直となる主光線（像側テレセントリックな
主光線）を像側から投影系９へ入射させた場合を前提と
している。投影系中のミラー９１〜９４，９６を経た主
光線ＰＲ１，ＰＲ２は、それぞれミラー９５の反射面上
の制御点Ｃ１，Ｃ２にてそれぞれ反射される。このとき
ミラー９５の表面形状が平面である初期状態では、反射
型レチクル８上の点Ｐ１１，Ｐ１２にそれぞれ到達す
る。ここで、投影系に像の位置ずれに関する収差が存在
しない場合には、これらの主光線は反射型レチクル８上
の理想結像点Ｐ１２，Ｐ２２に到達するはずである。従
って、制御点Ｃ１，Ｃ２近傍において反射面を傾けるこ
とにより主光線の到達位置を点Ｐ１１，Ｐ２１から理想
結像点Ｐ１２，Ｐ２２へ変更すれば良い。このとき、傾
けられた反射面９５ａ１，９５ａ２の傾きは、反射型レ
チクル８上の理想結像点Ｐ１２，Ｐ２２と実測された結
像点に対応する点Ｐ１１，Ｐ２１との差、反射型レチク
ル８とミラー９５との間隔、各理想結像点Ｐ１２，Ｐ２
２でのテレセントリック性（その理想結像点に到達する
設計上の主光線と光軸との傾き）などに基づいて決定す
ることができる。

【００７３】これら各制御点における反射面９５ａ１，
９５ａ２の傾きを求めた後に、これらの部分反射面をつ
なぐことでミラー９５の表面形状を算出することができ
る。この場合、第１の実施形態におけるステップＳ１０
６〜Ｓ１０８を上記手法に置き換えれば良い。このよう
に、投影系中の平面ミラーを選択する（交換する）場合
には、像点の位置ずれに関する収差を、それ以外の収差
に対して実質的に影響を与えずに変更することが可能と
なる。

【００７４】なお、図５の投影系９において、平面鏡で
あるミラー９５またはミラー９６あるいはその双方に対
して全体的に曲率を与えるようにすれば、投影系９のペ
ッツバール和を補正することができ、像面湾曲の補正に
有効となる。また、平面鏡であるミラー９５またはミラ
ー９６あるいはその双方をトーリック面あるいはシリン
ドリカル面とすれば、像のＸＹ方向ごとの倍率誤差を調
整できる。

【００７５】また、平面鏡であるミラー９５またはミラ
ー９６あるいはその双方に対して局所的なパワー分布を
与えれば、像面上における光軸方向の結像位置の分布を
所望の値とすることができるため、像面の傾き・曲がり
を補正することができる。このとき、局所的にサジタル
方向とメリジオナル方向とで異なるパワーとなるように
反射面の表面形状を与えれば、像面上の各点における非
点隔差を補正することができる。

【００７６】また、図６において説明した例では、像点
の位置ずれに関する収差のみを補正したが、ミラー９５
に加えてミラー９６も選択する（交換する）場合には，
像点の位置ずれのみならず、像面上（物体面上）の各点
でのテレセントリック性を制御することが可能となる。
この場合、テレセントリック性を設計上のテレセントリ
ック性と合致させるように制御する。また、反射型レチ
クル８と投影系９との光軸方向の間隔を変更して倍率誤
差を補正する場合には、物体面上の各点に到達する主光
線のＹＺ平面投影時の傾きとＸＺ平面投影時の傾きとを
揃えるように制御しても良い。これにより、反射型レチ
クル８と投影系９との光軸方向の間隔変更時において、
走査方向及び走査直交方向の倍率変化の割合を同じとす
ることができる。

【００７７】さて、以上の例では、露光条件がある一定
の条件である場合に最適な投影系を製造する方法につい
て述べたが、照明条件やレジストの種類、パターンルー
ル、環境変動などの露光条件が大幅に変化する場合に
は、ある条件下で最適であっても別の条件下では最適で
なくなる場合がある。このような場合には、複数の露光
条件のうち特定の露光条件のもとで最適となるようなミ
ラーと、上記特定の露光条件とは異なる露光条件のもと
で最適となるようなミラーとを交換可能に設ければ良
い。

【００７８】図７は、本発明の第３の実施形態である露
光条件に応じて複数のミラーを交換可能に設けた露光装
置を示す図である。図７において、図１と同じ機能を有
する部材には同じ符号を付してある。図７の露光装置に
おいて図１のものとは異なる点について説明する。図７
において、複数の光源像からなる２次光源を形成する反
射型フライアイ光学系６の第２の反射素子群６ｂの近傍
（２次光源位置）には、光通過部の形状を可変とするこ
とができるσ絞りＡＳ１が設けられている。この光通過
部の形状は、第１の直径を持つ円形状（大σ照明用）、
第１の直径よりも小さな直径を持つ円形状（小σ照明
用）、輪帯形状（輪帯照明）、光軸に対して偏心した位
置に配置された４つの円形または扇形（４重極照明用）
のうちの１つとなるように選択可能となっている。この
σ絞りＡＳ１は、σ絞り制御ユニットＣＵ１によりその
光通過部の形状が変化するように制御される。

【００７９】また、投影系９のミラー９３の近傍には、
光通過部の直径を変更することができる可変開口絞りＡ
Ｓ２が配置されている。この可変開口絞りＡＳ２の光通
過部の直径は、可変開口絞り制御ユニットＣＵ２により
制御される。図７の例では、最も反射型レチクル８に近
いミラー９１が、該ミラー９１とは異なる表面形状を有
するミラー９７と交換可能に構成されている。この交換
は、ミラー交換制御ユニットＣＵ３により制御される。

【００８０】主制御ユニットＭＣＵは、これらのσ絞り
制御ユニットＣＵ１、可変開口絞り制御ユニットＣＵ
２、ミラー交換制御ユニットＣＵ３に接続されると共
に、露光条件に関する情報を入力することが可能な入力
ユニットＩＵと接続されている。なお、この入力ユニッ
トＩＵについては、コンソールなどの入力機器、反射型
レチクル８に設けられたバーコード等を検出するバーコ
ードリーダーなどを適用することができる。

【００８１】さて、入力部から露光条件に関する情報が
入力されると、主制御ユニットＭＣＵは、σ絞り制御ユ
ニットＣＵ１及び可変開口絞り制御ユニットＣＵ２へσ
値などの露光条件に関する制御信号を送る。また、主制
御ユニットＭＣＵの内部のメモリには、露光条件の種類
とミラーの種類との対応関係が示されたテーブルが記憶
されており、主制御ユニットＭＣＵは、このテーブルに
従ってミラー交換制御ユニットＣＵ３へ、どのミラーを
用いるかに関する制御信号を送る。

【００８２】これにより、σ絞り制御ユニットＣＵ１
は、２次光源の形状を所定の形状とするようにσ絞りＡ
Ｓ１を駆動し、可変開口絞り制御ユニットＣＵ２は投影
系９の開口数を所定の値とするように可変開口絞りＡＳ
２を駆動する。そして、ミラー交換制御ユニットＣＵ３
は、ミラー９１，９７の交換を行う。以上より、どのよ
うな露光条件においても、その露光条件のもとで最適な
結像性能を達成できる。

【００８３】また、図７の例において、転写するパター
ンの種類（コンタクトホール、ライン・アンド・スペー
ス（Ｌ＆Ｓ）パターンなど）に応じて、可変開口絞りＡ
Ｓ２の近傍の位置(瞳近傍の位置)において、そこを通過
するＥＵＶ光の光学特性の分布（例えば振幅分布、位相
分布など）を変更することも考えられるが、この変更に
より変動する収差を補正するために、ミラー９１，９７
の交換を行っても良い。尚、瞳近傍の位置でのＥＵＶ光
の光学特性の分布を変更するためには、例えば瞳位置近
傍のミラー９３の反射率分布、形状分布を変更すること
が考えられ、この場合には、ミラー９３も別の反射率分
布、形状分布を持つミラーと交換可能に設ければ良い。

【００８４】また、図５の例において、平面鏡であるミ
ラー９６をトーリック形状あるいはシリンドリカル形状
として、かつ光軸を中心として回転可能に設けることに
より、ウエハプロセスに起因する非線型なウエハの伸縮
や露光装置間による回転非対称な倍率誤差、ディストー
ションなどを補正することができる。また、第１の実施
形態においては、ステップＳ１０４とステップＳ１０５
との間にステップＳ１１２を行っても良い。この場合、
ステップＳ１１２において結像性能が規格内であれば完
了であり、規格外であればステップＳ１０５へ移行す
る。また、この場合には、ステップＳ１０６において収
差の残渣成分が無視し得る程度であれば、ステップＳ１
１０の反射面の位置調整へ移行する。

【００８５】また、第１の実施形態において、ステップ
Ｓ１０６で形状変化すべき反射面を選択する際に、まず
所定の１つの反射面のみを選択してステップＳ１０７以
降のステップを実行し、その後、ステップＳ１１３へ移
行した際にその反射面に関する収差の残渣成分が所定の
閥値を超える場合には第１の実施形態通りのステップを
実行し、その反射面以外の収差の残渣成分が所定の閥値
を超える場合には別の反射面を選択してステップＳ１０
７へ移行する。このとき、例えばステップＳ１０５にお
いて像点の位置ずれに関する収差成分の量が支配的であ
れば、図１の投影系において最も物体側に配置されるミ
ラー９１のみを選択し、開口数による像点の位置ずれに
関する収差成分の量が支配的であれば開口絞り近傍のミ
ラー９３のみを選択すれば良い。

【００８６】次に、上記の実施の形態の露光装置を用い
てウエハ上に所定の回路パターンを形成する際の動作の
一例につき図８のフローチャートを参照して説明する。
まず、図８のステップ１０１において、１ロットのウエ
ハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ１０２におい
て、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジス
トが塗布される。その後、ステップ１０３において、図
１、図５または図７の露光装置を用いて、レチクルＲ上
のパターンの像がその投影系Ｃを介して、その１ロット
のウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。そ
の後、ステップ１０４において、その１ロットのウエハ
上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ１０
５において、その１ロットのウエハ上でレジストパター
ンをマスクとしてエッチングを行うことによって、レチ
クルＲ上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエ
ハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上の
レイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、極
めて微細な回路を有する半導体素子等のデバイスが製造
される。

【００８７】このように本発明は上述の実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を
とり得る。

【００８８】

【発明の効果】本発明の露光装置の製造方法によれば、
投影系が少ない光学部材で構成されている場合であって
も、良好な結像性能を達成することができる。また、本
発明の製造方法を用いて製造された露光装置は、極めて
微細なパターンを基板上に形成することができる。

【００８９】また、本発明のデバイス製造方法によれ
ば、基板上に高い解像度でデバイス用の回路パターンを
形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる露光装置を概
略的に示す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態にかかる露光装置の製
造方法の手順を示すフローチャート図である。

【図３】本発明の第１の実施形態にかかる製造方法にお
いて用いられる波面収差測定機の一例を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施形態にかかる露光装置の製
造方法の手順の一部を示すフローチャート図である。

【図５】本発明の第２の実施形態にかかる露光装置の投
影系を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態における表面形状決定
の手法を説明するための図である。

【図７】本発明の第３の実施形態における露光装置を概
略的に示す図である。

【図８】本発明にかかるデバイス製造方法の実施の形態
の一例を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

８ ：反射型レチクル ９ ：投影系 １０：ウエハ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の反射鏡よりなる投影系により投影原
   版の像を基板へ転写する露光装置の製造方法において、 前記複数の反射鏡よりなる投影系の結像特性を測定する
   第１工程と；前記結像特性のうち、補正すべき結像特性
   成分を選択する第２工程と；前記複数の反射鏡から、前
   記第２工程で選択された前記結像特性成分を補正するこ
   とができる反射鏡を少なくとも１つ選択する第３工程
   と；前記第１工程の測定結果に基づいて、前記第３工程
   で選択された反射鏡の表面形状に関して、前記結像特性
   を実質的に補正するような表面形状を算出する第４工程
   と；前記第４工程にて算出された表面形状を前記反射鏡
   へ与える第５工程と；前記第５工程にて与えられた表面
   形状を有する前記反射鏡を前記投影系へ組み込む第６工
   程と；を有することを特徴とする露光装置の製造方法。
2. 【請求項２】前記結像特性成分は、結像倍率誤差、像の
   歪み、像面の曲がり、像面の傾き、開口内の方向による
   像点位置のずれ、開口数による像点位置のずれ、テレセ
   ントリック性の誤差を含むことを特徴とする請求項１記
   載の製造方法。
3. 【請求項３】前記複数の反射鏡を前記投影系内で位置決
   めする第７工程をさらに含み、 該第７工程では、前記結像特性を実質的に補正するよう
   に前記反射鏡を位置決めすることを特徴とする請求項１
   または２記載の製造方法。
4. 【請求項４】前記第１工程では、前記投影系が使用され
   る波長を用いて前記結像特性を測定することを特徴とす
   る請求項１，２または３記載の製造方法。
5. 【請求項５】前記第１工程では、前記投影系が使用され
   る波長とは異なる波長を用いて前記結像特性を測定する
   ことを特徴とする請求項１，２または３記載の製造方
   法。
6. 【請求項６】前記第５工程では、前記選択された反射鏡
   と実質的に同じ諸元を有する反射鏡に対して表面形状を
   与え、 前記第６工程では、前記投影系中の反射鏡を前記表面形
   状が与えられた反射鏡と入れ換えることを特徴とする請
   求項１，２，３，４または５記載の製造方法。
7. 【請求項７】前記第３工程では、前記投影原版または前
   記基板の近傍に配置される反射鏡を選択することを特徴
   とする請求項１，２，３，４，５または６記載の製造方
   法。
8. 【請求項８】前記第３工程では、前記投影系の開口絞り
   位置近傍に配置される反射鏡を選択することを特徴とす
   る請求項１，２，３，４，５，６または７記載の製造方
   法。
9. 【請求項９】Ｘ線光源と、該Ｘ線光源からのＸ線をマス
   クへ導く照明系と、該マスクを介したＸ線を被露光面へ
   導いて前記マスク上のパターンを投影する投影系とを備
   える露光装置において、 前記投影系は、請求項１乃至８の何れか一項記載の製造
   方法により製造されたことを特徴とする露光装置。
10. 【請求項１０】Ｘ線光源と、該Ｘ線光源からのＸ線をマ
    スクへ導く照明系と、該マスクを介したＸ線を被露光面
    へ導いて前記マスク上のパターンを投影する投影系とを
    備える露光装置において、 該投影系は、複数の反射鏡より構成され、 該複数の反射鏡のうちの少なくとも１つは、該１つの反
    射鏡とは異なる表面形状を持つ反射鏡と交換可能に設け
    られていることを特徴とする露光装置。
11. 【請求項１１】前記反射鏡の交換により、前記投影系が
    持つ複数の収差成分のうちの特定の収差成分を、他の収
    差成分に実質的に影響を与えずに変更することを特徴と
    する請求項１０記載の露光装置。
12. 【請求項１２】前記交換可能な反射鏡は、前記投影原版
    または前記基板の近傍に配置される反射鏡であることを
    特徴とする請求項１１記載の露光装置。
13. 【請求項１３】前記交換可能な反射鏡は、実質的にパワ
    ーを有しないことを特徴とする請求項１２記載の露光装
    置。
14. 【請求項１４】前記交換可能な反射鏡は、前記投影系の
    開口絞り位置近傍に配置される反射鏡であることを特徴
    とする請求項１１，１２または１３記載の露光装置。
15. 【請求項１５】前記投影系を構成する複数の反射鏡のう
    ちの少なくとも１つの反射鏡上に開口絞りが位置するこ
    とを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
16. 【請求項１６】請求項１乃至１５の何れか一項記載の露
    光装置を用いたデバイスの製造方法であって、 前記基板上に感光材料を塗布する工程と；前記基板上に
    前記投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を投
    影する工程と；前記基板上の前記感光材料を現像する工
    程と；該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に
    所定の回路パターンを形成する工程と；を有することを
    特徴とするデバイス製造方法。