JP2000182952A - 投影露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レチクル面上のパターンをウエハ面上に投影
する投影光学系の投影倍率誤差及び歪曲収差そしてその
他の諸収差を補正し、高集積度の半導体デバイスが得ら
れる投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
を得ること。 【解決手段】 露光光で第１物体面上のパターンを第２
物体面に投影する投影光学系を有する投影露光装置にお
いて、該投影光学系を構成する少なくとも２つのレンズ
群を光軸方向に独立に移動させるとともに、該露光光の
波長を変えることにより該第２物体面上に投影されるパ
ターンの投影倍率及び歪曲収差を調整し、その他の諸収
差のうちの１つ以上の収差が変化しないか又は変化量が
少なくなるように調整すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、具体的にはデバ
イスの製造装置である所謂ステップアンドリピート方式
やステップアンドスキャン形式のステッパーにおいて、
レチクル面上の電子回路パターンをウエハー面上に投影
光学系により投影するときの投影倍率誤差、歪曲収差、
球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差を良好に補正
し、高精度な投影パターンを得て高集積度のデバイスを
得る際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子
（デバイス）製造用の焼付装置（アライナー）において
は、非常に高い組立精度と光学性能が要求されている。

【０００３】光学性能のうち電子回路パターンが形成さ
れているレチクルとウエハを重ね合わせる際のマッチン
グ精度は特に重要である。レチクルに用いられるパター
ン寸法は年々微細化されており、それに伴いマッチング
精度も、ますます高精度なものが要求されている。この
マッチング精度に最も影響を与える要素に、投影光学系
の投影倍率誤差と歪曲誤差がある。

【０００４】投影倍率誤差は投影光学系の投影倍率（横
倍率）の基準値からのずれであり、歪曲誤差は投影光学
系の歪曲収差(distortion)の基準値からのずれである。
この投影倍率誤差及び歪曲誤差はどちらも、所望の基準
格子点と投影パターンの格子点の差として現れる。

【０００５】投影光学系に投影倍率誤差が存在すると、
図５のように、理想的な格子の形状が変わらずに相似形
のままその大きさが変化するような誤差として現れる。

【０００６】また、投影光学形に対称歪曲収差が存在す
ると、図６，図７のように理想的な格子が、糸巻き型や
樽型の変形を伴う誤差として現れる。この収差が変化し
て歪曲誤差が生じると、この変形状態も変化する。

【０００７】投影光学系の投影倍率誤差及び歪曲誤差
は、製造工程上の投影光学系の調整及び露光装置の設置
時の投影光学系の調整により補正されているが、設置後
も周囲の環境、特に気圧や温度によって変化する。ま
た、投影光学系はウエハの露光時に露光エネルギーを吸
収し、系の温度が上がることにより光学パラメータ（例
えば屈折率、形状）が変化し、これによっても投影倍率
誤差と歪曲誤差が生じ、その量も変化する。

【０００８】ステッパーにおける投影倍率誤差や歪曲誤
差の補正に関する従来技術には以下のようなものがあ
る。

【０００９】本出願人は特開平 2-81019号公報におい
て、レチクル（物体面）と投影光学系との間隔及び投影
光学系を構成するあるレンズ同志の間隔の双方を変化さ
せることにより投影倍率誤差及び歪曲誤差を補正した投
影露光装置を提案している。

【００１０】特開昭60-214334 号公報が示す露光装置で
は、投影光学系に倍率の色収差が残存することを利用し
て、露光光の波長を変化させることにより投影倍率を調
整している。

【００１１】特開平4-30411 号公報が示す露光装置では
投影光学系中の少なくとも１個のレンズ群を光軸方向に
動かし、かつ露光光の波長を変化させることで、投影倍
率誤差および対称歪曲誤差を補正している。

【００１２】特開平8-255748号公報では投影光学系中の
特定の２群以上の光学素子を光軸方向に移動することに
より、投影倍率誤差および対称歪曲誤差を補正してい
る。

【００１３】米国特許第5,117,255 号ではレチクルまた
は投影光学系中の少なくとも１つのレンズを３次元的に
動かすことにより、歪曲収差を調整している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】投影倍率誤差および歪
曲収差を補正した際に投影光学系の諸収差がそれぞれ変
化する。このような収差変化のうち、許容量が最も小さ
く、問題となるのはコマ収差である。投影光学系に許容
量を越えるコマ収差が残存した場合、投影される回路パ
ターンが横ずれする現象が現れ、しかも横ずれ量がパタ
ーンサイズやパターンの方向に依存するという、いわゆ
る「ディストーションの周波数依存性」が現れる。これ
は、横ずれ量であるため、複数のマスクパターンの最終
的な重ね合わせ（トータルオーバーレイ）に直接影響す
るので、厳しく管理されなければならない。

【００１５】本発明は、高い光学性能が容易に得られ、
高集積度のデバイスが容易に製造することのできる投影
露光装置及びデバイス製造方法の提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の投影露
光装置は、投影光学系の投影倍率と対称歪曲収差とこれ
ら以外のある光学特性とを調節する機能を有する投影露
光装置であって：前記投影光学系の第１の光学パラメー
タを変える第１変更手段；前記投影光学系の第２の光学
パラメータを変える第２変更手段；及び前記投影光学系
の第３の光学パラメータを変える第３変更手段、とを有
し、ここで、前記第１の光学パラメータを変えたとき
の、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔβ
１、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、前記光学特
性の変化量をΔＡ１、前記第２の光学パラメータを変え
たときの、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量
をΔβ２、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、前記
光学特性の変化量をΔＡ２、前記第３の光学パラメータ
を変えたときの、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の
変化量をΔβ３、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ
３、前記光学特性の変化量をΔＡ３、としたとき、３つ
のベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ１），（Δβ２，
ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳＤ３，ΔＡ３）の
うちの２つが互いに成す角がすべて３０°以上１５０°
以下であることを特徴としている。ここで、上記各変化
量は、実際の変化量を各変更手段による最大変化量で規
格化した値である。

【００１７】請求項２の発明の投影露光装置は、投影光
学系の投影倍率と対称歪曲収差とこれら以外のある光学
特性とを調節する機能を有する投影露光装置であって：
前記投影光学系の第１の光学素子の光軸方向位置を変え
る第１変更手段；前記投影光学系の第２の光学素子の光
軸方向位置を変える第２変更手段；及び前記投影光学系
に入射する露光光の波長を変える第３変更手段、とを有
し、ここで、前記第１の光学素子の光軸方向位置を変え
たときの、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量
をΔβ１、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、前記
光学特性の変化量をΔＡ１、前記第２の光学素子の光軸
方向位置を変えたときの、前記投影倍率の変化に伴う最
大像高の変化量をΔβ２、前記対称歪曲収差の変化量を
ΔＳＤ２、前記光学特性の変化量をΔＡ２、前記露光光
の波長を変えたときの、前記投影倍率の変化に伴う最大
像高の変化量をΔβ３、前記対称歪曲収差の変化量をΔ
ＳＤ３、前記光学特性の変化量をΔＡ３、としたとき、
３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ１），（Δβ
２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳＤ３，ΔＡ
３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３０°以上１
５０°以下であることを特徴としている。ここで、上記
各変化量は、実際の変化量を各変更手段による最大変化
量で規格化した値である。

【００１８】請求項３の発明の投影露光装置は、投影光
学系の投影倍率と対称歪曲収差とコマ収差とを調節する
機能を有する投影露光装置であって：前記投影光学系の
第１の光学パラメータを変える第１変更手段；前記投影
光学系の第２の光学パラメータを変える第２変更手段；
及び前記投影光学系の第３の光学パラメータを変える第
３変更手段、とを有し、ここで、前記第１の光学パラメ
ータを変えたときの、前記投影倍率の変化に伴う最大像
高の変化量をΔβ１、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳ
Ｄ１、前記光学特性の変化量をΔＡ１、前記第２の光学
パラメータを変えたときの、前記投影倍率の変化に伴う
最大像高の変化量をΔβ２、前記対称歪曲収差の変化量
をΔＳＤ２、前記光学特性の変化量をΔＡ２、前記第３
の光学パラメータを変えたときの、前記投影倍率の変化
に伴う最大像高の変化量をΔβ３、前記対称歪曲収差の
変化量をΔＳＤ３、前記光学特性の変化量をΔＡ３、と
したとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
１），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
０°以上１５０°以下であることを特徴としている。こ
こで、上記各変化量は、実際の変化量を各変更手段によ
る最大変化量で規格化した値である。

【００１９】請求項４の発明の投影露光装置は、投影光
学系の投影倍率と対称歪曲収差とコマ収差とを調節する
機能を有する投影露光装置であって：前記投影光学系の
第１の光学素子の光軸方向位置を変える第１変更手段；
前記投影光学系の第２の光学素子の光軸方向位置を変え
る第２変更手段；及び前記投影光学系に入射する露光光
の波長を変える第３変更手段、とを有し、ここで、前記
第１の光学素子の光軸方向位置を変えたときの、前記投
影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔβ１、前記対
称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、前記光学特性の変化量
をΔＡ１、前記第２の光学素子の光軸方向位置を変えた
ときの、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量を
Δβ２、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、前記光
学特性の変化量をΔＡ２、前記露光光の波長を変えたと
きの、前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔ
β３、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ３、前記光学
特性の変化量をΔＡ３、としたとき、３つのベクトル
（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ１），（Δβ２，ΔＳＤ２，
ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳＤ３，ΔＡ３）のうちの２つ
が互いに成す角がすべて３０°以上１５０°以下である
ことを特徴としている。ここで、上記各変化量は、実際
の変化量を各変更手段による最大変化量で規格化した値
である。

【００２０】請求項５の発明のデバイス製造方法は請求
項１から４のいずれか１項の投影露光装置によりレチク
ルのデバイスパターンをウエハ上に露光する段階と、該
露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴とし
ている。

【００２１】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記投影光学系の光学素子がレンズ等の屈折素子の
みより構成してあることを特徴としている。

【００２２】請求項７の発明は請求項５の発明におい
て、前記投影光学系の光学素子がレンズ等の屈折素子と
鏡等反射素子により構成してあることを特徴としてい
る。

【００２３】請求項８の発明は請求項５の発明におい
て、前記投影光学系に入射する露光光の波長が３６５ｎ
ｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍのいずれかで
あることを特徴としている。

【００２４】請求項９の発明は請求項８の発明におい
て、波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの遠
紫外線を発するエキシマレーザを備えることを特徴とし
ている。

【００２５】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て、照明光学系の有効光源の形状の変更に応じて前記露
光光の波長を好ましい値に変えることを特徴としてい
る。

【００２６】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、照明光学系の有効光源の形状の変更に応じて前記
投影倍率と対称歪曲収差のそれぞれを好ましい値に変え
ることを特徴としている。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の投影露光装置の実
施形態１の要部概略図である。

【００２８】図中、１はインジェクションロッキングし
た又はインジェクションロッキングしていない、共振機
器内部に分光素子を設けて狭帯域化したエキシマレーザ
ー等の露光光源である。２は照明光学系であり、コリメ
ーターレンズ２０、オプティカルインテグレータ２１、
コンデンサーレンズ２２、折り曲げミラー２３等を有し
ている。照明光学系２は、レチクル４面上を均一に照明
し、それによって、ウエハ６面上での光の照度分布が均
一になるようにしている。レチクル４にはＩＣ，ＬＳＩ
等の微細な電子回路パターンが形成されている。投影光
学系５はレチクル４の電子回路パターンをウエハ６面上
に所定の縮小倍率で投影している。

【００２９】７は光学特性検出手段であり、この検出手
段はウエハ６の位置にウエハ６の代りに例えば２次元撮
像素子（不図示）からなる光電変換手段を配設し、この
撮像素子上にレチクル４の回路パターンや格子点検出用
の格子パターンを投影し、この撮像素子からの画像デー
タによってレチクル４のパターン像の結像状態をモニタ
することにより、投影光学系５の投影倍率（誤差）、球
面収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差（誤差）等を光
電的に検出している。

【００３０】８は第１補正手段であり、検出手段７から
の出力信号に基づいて投影光学系５を構成する各レンズ
群のうちの所定の複数、例えば２つのレンズ群を光軸上
の所望の位置へ移動させている。尚、各レンズ群は１つ
又は複数のレンズより成る。

【００３１】９は第２補正手段であり、検出手段７から
の信号に基づいて光源１の発振波長を変化させている。

【００３２】本実施形態では光源１であるエキシマレー
ザ（例えば、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレ
ーザ、Ｆ２エキシマレーザ）におけるプリズムやエタロ
ンやグレーティング等の前述の分光素子を駆動してそれ
らの姿勢を変えることによって光源１の発振波長を変化
させて、そこからの露光光の波長を変更する。

【００３３】本実施形態は投影光学系中のレンズ群のう
ちの適切な２つのレンズ群の光軸上移動させて、それら
の位置を調整すると共に光源１の発振波長も変化させて
その値を調整することにより、投影光学系の投影倍率と
歪曲収差に加え、他の諸収差を調整している。この調整
によって、投影光学系の投影倍率誤差と歪曲誤差を、他
の諸収差を問題が生じないようにあまり変化させない
で、良好に補正している。

【００３４】本実施形態における第１補正手段８はレン
ズ駆動手段から成っている。

【００３５】レンズ駆動手段としては、例えばレンズ群
を保持する移動鏡筒を、エアベアリングガイドで案内す
る形にしておいて駆動圧源のエア圧力によって移動鏡筒
を光軸方向に移動させる手段や、ピエゾ素子に適当な電
圧を印加して移動鏡筒を移動させる手段等が適用可能で
ある。

【００３６】本実施形態では検出手段７により、撮像素
子上に形成されたパターン像の画像処理を行うことによ
りパターン像を解析し、解析結果に基づいて第１補正手
段８にレンズ群の駆動量に対応する信号を入力し、及び
／又は補正手段９に発振波長を変えるための波長変化の
信号を入力する方式を用いているが、この他の方法とし
て投影光学系の周囲の温度，気圧，湿度等の変動をそれ
ぞれに対応するセンサーで検出してこれらの変動値に基
づいて補正手段８によりレンズ群を駆動し、又波長可変
手段９で波長を変化させる方法を用いてもよい。

【００３７】本実施形態の投影露光装置は、投影光学系
の投影倍率と対称歪曲収差とこれら以外のある光学特性
とを調節するために、前記光学系の第１の光学パラメー
タを変える第１変更手段；前記光学系の第２の光学パラ
メータを変える第２変更手段；及び前記光学系の第３の
光学パラメータを変える第３変更手段を有し、前記第１
の光学パラメータを変えたときの、前記投影倍率の変化
量をΔβ１、前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、前
記光学特性の変化量をΔＡ１、前記第２の光学パラメー
タを変えたときの、前記投影倍率の変化量をΔβ２、前
記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、前記光学特性の変
化量をΔＡ２、前記第３の光学パラメータを変えたとき
の前記投影倍率の変化量をΔβ３、前記対称歪曲収差の
変化量をΔＳＤ３、前記光学特性の変化量をΔＡ３、と
したとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
１），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
０°以上１５０°以下である。ここで、上記各変化量
は、実際の変化量を各変更手段による最大変化量で規格
化した値である。

【００３８】２つのベクトルが互いになす角度θの計算
には下記の(1)式を用いた。２つのベクトルV1，V2をV1=
(X1，Y1，Z1)、V2=(X2，Y2，Z2)とすると、

【００３９】

【数１】

【００４０】本実施形態の好ましい形態では、前記第１
変更手段が第１のレンズなどの第１の光学素子の光軸方
向位置を変え、前記第２変更手段が第２のレンズなどの
第２の光学素子の光軸方向位置を変え、前記第３変更手
段が前記光学系に入射するエキシマレーザ光などの露光
光の波長を変える。また、本発明のこの好ましい形態で
は、前記光学系の前記他の光学特性として少なくともコ
マ収差を有している。

【００４１】次に本実施形態における投影光学系の投影
倍率、歪曲収差、そして他の諸収差の具体的な調整方法
について説明する。

【００４２】本実施形態では、「第１のレンズ群を光軸
方向に移動すること」と「第２のレンズ群を光軸方向に
移動すること」と「露光波長を変化させること」を有し
ており、少なくとも３つの要素を変化させている。その
際の投影光学系の光学特性の制御の手法は、以下の２つ
がある。

【００４３】（第１の手法）投影倍率誤差および歪曲収
差を補正する際の他の収差変化のうち、少なくとも１
つ、とくにコマ収差変化を０にする。

【００４４】（第２の手法）投影倍率誤差および歪曲誤
差を補正する際、他の収差変化のうち、少なくとも２
つ、とくにコマ収差変化および像面湾曲変化を最小にす
ること。

【００４５】本投影露光装置は、これら２つの手法のそ
れぞれを行なうモードを有し、ユーザーが適宜どちらか
一方を選択できる。

【００４６】つまり、ここでは、投影倍率誤差と歪曲誤
差を補正すると共に、これら以外の収差変化をも積極的
に補正あるいは最小化している。

【００４７】なお、２つのレンズ群の駆動ではなく、２
箇所のレンズ間の気体の屈折率を変化（圧力変化，温度
変化）させる手段を用いて同様のことを行うことができ
る。

【００４８】次に前述の（第１の手法）および（第２の
手法）について具体的に説明する。

【００４９】投影光学系のある光学ユニットGiを光軸方
向に駆動量（長さ）Siだけ移動したときの 投影倍率の変化量Δβi…(2-1) 歪曲収差の変化量 ΔSDi…(2-2) 球面収差の変化量 ΔSAi…(2-3) コマ収差の変化量 ΔCMi…(2-4) 像面湾曲の変化量 ΔFCi…(2-5) とする。また、露光光の波長（発振波長）を微小量W だ
け変化させたときの収差変化をそれぞれ 投影倍率の変化量 Δβw…(3-1) 歪曲収差の変化量 ΔSDw…(3-2) 球面収差の変化量 ΔSAw…(3-3) コマ収差の変化量 ΔCMw…(3-4) 像面湾曲の変化量 ΔFCw…(3-5) とする。

【００５０】unitG1とunitG2の２群を光軸方向にそれぞ
れ長さS1,S2 だけ動かし、さらに、波長をW だけ変化さ
せたときの各収差の変化量を添字なしで表すと、以下の
関係式が成立する。

【００５１】 Δβ ＝ Δβ1 ・S1 ＋ Δβ2 ・S2 ＋ Δβw ・W…(4-1) ΔSD ＝ ΔSD1 ・S1 ＋ ΔSD2 ・S2 ＋ ΔSDw ・W…(4-2) ΔSA ＝ ΔSA1 ・S1 ＋ ΔSA2 ・S2 ＋ ΔSAw ・W…(4-3) ΔCM ＝ ΔCM1 ・S1 ＋ ΔCM2 ・S2 ＋ ΔCMw ・W…(4-4) ΔFC ＝ ΔFC1 ・S1 ＋ ΔFC2 ・S2 ＋ ΔFCw ・W…(4-5) （本発明の第１の手法）投影倍率誤差および歪曲誤差を
補正する際の他の収差変化のうち１つの量、例えば、コ
マ収差の変化を０に（または任意の小さな値に）する場
合（球面収差や像面湾曲の場合でも手法は同じであ
る）。

【００５２】２つのunitが長さS1,S2 だけ移動し、波長
がW だけシフトしたときのβ、SD、CMの変化量は次の(4
-1)、(4-2)、(4-4）式で表される。

【００５３】 Δβ ＝ Δβ1 ・S1 ＋ Δβ2 ・S2 ＋ Δβw ・W…(4-1） ΔSD ＝ ΔSD1 ・S1 ＋ ΔSD2 ・S2 ＋ ΔSDw ・W…(4-2） ΔCM ＝ ΔCM1 ・S1 ＋ ΔCM2 ・S2 ＋ ΔCMw ・W…(4-4） これらの式を逆に解くことにより、駆動量S1,S2 と波長
シフト量W が求められる。変数３つ(S1,S2,W）に対し式
３つなので解は１つに定まる。すなわち、所望の補正量
Δβ, ΔSD, ΔCMだけ補正するための駆動量S1,S2 と波
長シフト量W が定まる。また、そのときの他の収差（こ
こでは球面収差と像面湾曲）の変化量は、(4-3),(4-5）
式にS1,S2,W を代入することで与えられる。

【００５４】すなわち、β、SDに加えてもう一つのパタ
メーター（ここではコマ収差）を適正な値に調整するこ
とができる。

【００５５】なお、各要素を変化させたときの投影光学
系のフォーカス位置の変化は、ウエハを保持するＺステ
ージを光軸方向に移動することで補償される。これは、
各要素を変化させたときのフォーカス位置変化効き率を
露光装置内にテーブルとして持っていて、それに基づい
て計算されたフォーカス位置変化量だけステージを移動
する方法でもよいし、各要素を変化させた直後に、露光
装置に搭載されたＴＴＬオートフォーカス計測系を用い
て投影光学系のフォーカス位置を計測し、その計測結果
に基づいてＺステージを移動させてウエハをフォーカス
位置へアライメントしてもよい。

【００５６】この（第１の手法）は、以下のように実施
すると効果的である。

【００５７】まず、投影倍率誤差および歪曲収差を調整
した際に発生するコマ収差変化を完全に０にする。先に
も述べたように昨今、コマ収差に対する許容量が厳しく
なっており、これは効果がある。この場合、ΔCM＝０と
して上記の式を解けばよい。

【００５８】また、別の使用法として、投影露光装置の
照明モード（通常照明や輪帯照明や４重極照明等）を変
更したときのコマ収差の調整に使用するというのが挙げ
られる。

【００５９】照明モードを変更したときに、投影倍率誤
差および歪曲収差が変化することが知られているが、そ
の主な原因は、投影光学系に残存したコマ収差であるこ
とが明らかになった。また、照明モードを変更したとき
に現像後のレジストパターンの非対称エラーいわゆるコ
マ特性が変化することも分かっており、これも同じく残
存コマ収差によるものである。

【００６０】さらに、投影光学系に残存したコマ収差
は、投影倍率（誤差）や歪曲収差（誤差）が、レチクル
の電子回路パターンのサイズによって変化するという、
いわゆる、「ディストーションの周波数依存性」の原因
になることも分かっており、コマ収差は投影光学系に残
存しないようできるだけ厳しく抑えられるべきものであ
る。

【００６１】また、投影光学系に残存コマ収差がある場
合でも、コマ収差を調整することができれば、照明モー
ドごとに最適なコマ収差量を選択することによって、照
明モードを変更したときの投影倍率誤差，歪曲収差の変
化（歪曲誤差），コマ特性変化を最小に調整することが
でき、効果的である。

【００６２】このようなコマ収差調整に本発明の方法を
使用する場合には、ΔCMを所望の値（当然０も含む）と
し、Δβ＝ΔSD＝０として上記の式を解けばよい。ま
た、コマ収差を調整すると同時に投影倍率と、歪曲収差
を調整する場合は、Δβ，ΔSDにも所望の補正量を入れ
て解けばよい。

【００６３】照明モードごとのコマ収差調整に本発明を
使用する場合、照明モードごとの最適なコマ収差量を露
光装置内のメモリにテーブルとして持っていて、照明モ
ードを変更したときにそのテーブルの照明モード対コマ
収差量の情報に基づいて各光学要素を変化させる形式が
適用可能である。

【００６４】また、照明モードを変更した時に、レチク
ルのデバイスパターンやテスト用パターンの空中像を観
察や計測したりあるいはウエハ上に焼きつけられたデバ
イスパターンやテスト用パターンの現像パターン（レジ
ストパターン）を計測することにより、コマ収差を計測
し、その情報に基づいてコマ収差を補正する形式が適用
可能である。

【００６５】（本発明の第２の手法）投影倍率誤差およ
び歪曲収差を補正する際の他の収差変化のうち２つ以上
の量、例えばここではコマ収差変化量と像面湾曲の変化
量、を最小にする場合（他の異なる２つ以上の収差の組
み合わせの場合でも手法は同じである）。

【００６６】(4-1),(4-2）式より、駆動量S1,S2 を波長
シフト量W を用いて表すことができる。すなわち、 S1 = A1 ・W + B1…(5-1) S2 = A2 ・W + B2…(5-2) ただしここで A1 = (Δβ2 ・ΔSDw - Δβw ・ΔSD2) / (Δβ1 ・Δ
SD2 - Δβ2 ・ΔSD1) A2 = (Δβ1 ・ΔSDw - Δβw ・ΔSD1) / (Δβ2 ・Δ
SD1 - Δβ1 ・ΔSD2) B1 = (Δβ ・ΔSD2 - Δβ2 ・ΔSD ) / (Δβ1 ・ΔS
D2 - Δβ2 ・ΔSD1) B2 = (Δβ ・ΔSD1 - Δβ1 ・ΔSD ) / (Δβ2 ・ΔS
D1 - Δβ1 ・ΔSD2) この式を(4-4),(4-5）式に代入すると、ΔCM, ΔFCをW
の１次関数で表すことができる。すなわち、 ΔCM = C1 ・W + D1…(6-1) ΔFC = C2 ・W + D2…(6-2) ただしここで C1 = A1 ・ΔCM1 + A2・ΔCM2 + ΔCMw C2 = A1 ・ΔFC1 + A2・ΔFC2 + ΔFCw D1 = B1 ・ΔCM1 + B2・ΔCM2 D2 = B1 ・ΔFC1 + B2・ΔFC2 ここで、ε＝（ΔCM² + ΔFC² ）なる評価量εを導入
する。この量が最小になるようにW の値を決めると、 W = - (C1・D1 + C2 ・D2)／(C1² + C2²)…(7) となり、このW の値を(5-1)と(5-2)式に代入することに
よりS1,S2 が決まる。このS1,S2,W は、投影倍率をΔβ
だけ変化させ、歪曲収差をΔSDだけ変化させ、かつ他の
収差変化の自乗和εを最小にする組み合わせである。言
い換えると、この補正方法を用いることにより、投影倍
率および歪曲収差を所望の量だけ補正しつつ、同時に、
それに伴い発生する２つ以上の収差変化を最小に抑える
ことができる。

【００６７】最小化する収差の数が３つ以上の場合も同
様の考え方を用いて定式化できる。また、各要素を変化
させたときの投影光学系のフォーカス位置の変化は、ウ
エハを保持するＺステージを光軸方向に移動することで
補償される。これは( 第１の手法) と同様である。

【００６８】この（第２の手法）の補正方法を用いるこ
とにより、投影倍率誤差および歪曲収差を補正したとき
の他の収差変化が小さく抑えられるので、投影倍率, 歪
曲収差の補正量をある程度確保した上で、回路の微細化
に伴うコマ収差などの他収差変化許容量の減少にも対応
可能となる。また、投影光学系の設計面でも有利にな
る。

【００６９】なお、この補正方法を用いる場合には、最
小化する収差の変化量の比、すなわち、ΔCMi/ΔFCi (i
=1,2,w) の値が近い光学要素の組み合わせを選ぶと、高
い効果が得られる。または、投影光学系の設計時に近い
値になるよう配慮する。

【００７０】図２は本実施形態１の投影光学系５のレン
ズ断面図である。本実施形態では露光光として波長248m
m に対し収差補正をしている。この波長は、ＫｒＦエキ
シマレーザの発振波長である。

【００７１】同図において、R は電子回路パターンが形
成されているレチクルで投影光学系のobject planeにあ
るG1〜 G16は投影光学系を構成するレンズである。ま
た、Wはウエハであり、投影光学系の最良像面(image pl
ane)に配置される。S₁はレチクルR と投影光学系の第１
レンズ面との距離、S_kは投影光学系の最終レンズ面とウ
エハW との距離を示している。

【００７２】本実施形態における投影光学系の数値デー
タを表１に示す。数値データにおいてRiは物体側より順
に第i 番目のレンズ面の曲率半径(mm)、Diは物体側より
順に第i 番目のレンズ面と第i+1 番目のレンズ面との間
隔(mm)、Niは物体側より順に第i 番目のレンズ面と第i+
1 番目のレンズ面の間の媒質の屈折率である。

【００７３】また、表２には、表１のレンズデータを有
する投影光学系において、レンズ群G1，G2を個別に光軸
方向に50μm 移動させ、レーザの発振波長を＋１０pmシ
フトさせた場合の、諸収差の変化量を示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】表２に挙げたデータから、まず、従来の２
つのレンズ群の駆動による投影倍率誤差および歪曲収差
を補正するシステム( 従来方法) を考えてみる。

【００７７】表２のデータに基づいて計算を行った結
果、投影倍率を50ppm 、歪曲収差を100nm 補正する場
合、 G1 42.2 μm G2 103.7 μm だけ２つのレンズ群を移動すると投影倍率誤差および歪
曲収差が補正でき、そのときの他の各収差の変化量は以
下のようになる。

【００７８】球面収差変化量 0.021λ コマ収差変化量 -0.050λ 像面湾曲変化量 0.170μm これよりコマ収差と像面湾曲が特に大きく変化している
ことが分かる。

【００７９】次に、前述の２つの手法を本光学系に適応
してみる。

【００８０】（第１の手法）投影倍率誤差および歪曲収
差を補正し、かつ、コマ収差変化を０にする。

【００８１】表２のデータおよび(4-1）〜(4-5）式に基
づいて計算を行った結果、投影倍率を50ppm 、歪曲収差
を100nm 補正する場合、 G1 35.9 μm G2 81.4 μm W -12.4 pm だけ２つのレンズ群を移動させ且つ発振波長をシフトす
ると投影倍率および歪曲収差が補正でき、同時に、コマ
収差変化量を０にできる。

【００８２】そのときの他の各収差の変化量は以下のよ
うになる。

【００８３】球面収差変化量 -0.040 λ 像面湾曲変化量 0.116 μm 先の従来例では、-0.05 λ発生していたコマ収差変化が
本発明では全く発生しない。このように、本発明では、
投影倍率誤差および歪曲収差を補正した後の残りの収差
のうち、少なくとも１つは０にすることができるという
改善効果がある。

【００８４】ここでは、コマ収差変化が０になるよう補
正を行ったが、コマ収差変化が所望の値になるよう補正
を行うことも当然できる。

【００８５】なお、ここではコマ収差変化を例に挙げて
説明したが、球面収差や像面湾曲の場合も同様の手法に
よって補正できる。

【００８６】また、この場合、波長を変化させたときの
補正対象外の各収差変化、および、レンズ群を駆動した
ときの補正対象外の各収差変化はなるべく小さい方が望
ましいのは言うまでもなく、通常、そのようなレンズ群
を選んで補正系に使用する。あるいは、投影光学系の設
計時に補正群は補正対象外の各収差変化が極力小さくな
るよう最適化される。

【００８７】また、駆動ストロークが大きくなると、前
述のごとく、機械制御面での不具合が顕在化する怖れが
あるのでこの場合も、各レンズ群を駆動したときのΔ
β, ΔSD, ΔCMに対する効き率に配慮して補正系を構成
する必要がある。具体的には、第i 群（iは自然数）を
駆動した時と発振波長を変化させた時の 投影倍率の変化量, Δβi,Δβw 歪曲収差の変化量, ΔSDi,ΔSDw コマ収差の変化量, ΔCMi,ΔCMw を成分とするベクトル（Δβ1,ΔSD1,ΔCM1),(Δβ2,Δ
SD2,ΔCM2),(Δβw,ΔSDw,ΔCMw)を考え、これらのベク
トルが互いになす角が０より十分大きく好ましくは３０
°以上１５０°以下となるように設計時に最適化するの
が良い。

【００８８】また、そのような群を選んで補正系に使用
するのが良い。とくに、最大像高におけるこれらの３つ
のベクトルが互いに成す角はそれぞれ３０°以上１５０
°以下あることが望ましい。なお、この場合、Δβ, Δ
SD, ΔCMの３つを補正する場合について説明したが、同
様の議論は、任意の３つの光学性能を補正する際にも適
用できる。

【００８９】ベクトルの各要素は、倍率、ディストーシ
ョン、コマ収差等からなり、それぞれ単位がばらばらで
あり、数字のオーダが違いすぎるなどの不具合があるの
で、それぞれ各要素を、補正系で調整できる各要素の最
大調整量（各要素の最大変化量）で規格化しておくのが
合理的である。

【００９０】本実施例のケースでは、ベクトルを構成す
る要素をΔβ，ΔSD，ΔCMとすると、３つのベクトル
（Δβ，ΔSD，ΔCM）はそれぞれ以下のようになる（表
２参照）。

【００９１】・Ｇ１ベクトル：（90.4，-65.7，-0.00
6） ・Ｇ２ベクトル：（-12.7，74.9，-0.022） ・波長ベクトル：（-4.7，-20.2，-0.032） このままでは各要素の数字の桁に差がありすぎ、３つの
ベクトルが空間内に適切に配置しないので、Δβを50(p
pm)、ΔSDを150(nm)、ΔCMを0.1（λ）で規格化する。
これらの値は、この補正系で調整する最大調整量であ
り、露光装置のスペックなどより決まる値である。

【００９２】規格化した各ベクトルはそれぞれ、 ・Ｇ１ベクトル：（1.808，-0.438，-0.060） ・Ｇ２ベクトル：（-0.254，0.499，-0.220） ・波長ベクトル：（-0.094，-0.135，-0.320） となり、このとき各ベクトルのなす角度は、それぞれ以
下のように９０°近辺の値になる。

【００９３】 ・Ｇ１ベクトルとＧ２ベクトルのなす角度：126.4° ・Ｇ２ベクトルと波長ベクトルのなす角度：82.8° ・波長ベクトルとＧ１ベクトルのなす角度：97.9° ここで、ベクトルが互いになす角度の計算には、前記
(1)式を用いた。

【００９４】（第２の手法）投影倍率誤差および歪曲誤
差を補正し、かつ、コマ収差変化および像面湾曲変化を
最小にする。

【００９５】表２のデータと(5) 〜(7) および(4) 式に
基づいて計算を行う。ただしここでは、最小化する評価
量として、ε' ＝[(0.33* ΔCM)² + (0.2* ΔFC)² ] を
用いた。ΔCMとΔFCの前に係数がかかっているところ
が、前述のεと異なるが、これは、コマ収差と像面湾曲
のバランスをとって最小化を行うための重み係数であ
る。

【００９６】計算の結果、投影倍率を50ppm 、歪曲収差
を100nm 補正する場合、 G1 31.9 μm G2 67.4 μm W -20.2 pm だけ２つのレンズ群G1，G2を移動させ且つ発振波長をシ
フトすると投影倍率誤差および歪曲誤差が補正でき、同
時に、コマ収差変化量、像面湾曲変化量を最小にするこ
とができる。コマ収差および像面湾曲は コマ収差変化量 0.032 λ 像面湾曲変化量 0.082 μm だけ変化し、そのときの球面収差の変化量は以下のよう
になる。

【００９７】球面収差変化量 -0.078 λ 先に示した（第１の手法）のように、コマ収差変化を完
全に０にするというような劇的な効果はないが、従来例
に比べて、コマ収差変化、像面湾曲変化とも減少し、投
影倍率誤差および歪曲収差を補正しても、良好な結像特
性がほぼ保存される効果があることが分かる。

【００９８】この場合、２つのレンズ群を光軸方向に移
動したときに、投影倍率および歪曲収差以外の光学性能
の変化が少ないようにしておき、投影倍率および歪曲収
差は、主として２つのレンズ群の移動で調整し、その際
に生じたその他の収差の変化を露光波長を変化させてさ
らに最小化するのが良い。この時、本実施例では、第１
のレンズ群G1を変化させた時の 投影倍率の変化による最大像高の変化量をΔβ1 対称歪曲収差の変化による最大像高の変化量をΔSD1と
し、他方の第２のレンズ群を移動させた時の 投影倍率の変化による最大像高の変化量をΔβ2 対称歪曲収差の変化による最大像高の変化量をΔSD2 としたとき、

【００９９】

【数２】

【０１００】で表されるθが、３０°以上１５０°以下
であるように投影光学系が構成してあり、これにより各
移動レンズ群の機械的精度と駆動ストロークを最適化し
ている。

【０１０１】なお、本実施例では、ＫｒＦ エキシマレ
ーザを露光光源( 波長248nm)とする単一硝材で構成され
る投影レンズで説明を行ったが、複数種の硝材で構成さ
れた投影レンズにおいても同様の手法で補正を行うこと
ができる。もちろん、露光光源もＫｒＦエキシマレーザ
に限定されるものではなく、ＡｒＦ エキシマレーザ(波
長193nm)やF2レーザ(波長157nm)、超高圧水銀灯（i線：
波長365nm）などを露光光源とする投影露光装置にも適
用可能なのは言うまでもない。

【０１０２】また、これらの実施例で述べてきた補正方
法において、投影倍率誤差、歪曲誤差、コマ収差や像面
湾曲などの変化量を得るために各種手段を利用できる。

【０１０３】具体的には、 ・周囲の気圧を測定し、気圧の基準状態からの変化量に
基づいて、投影倍率誤差、歪曲誤差（収差）、コマ収
差、像面湾曲などの変化量を計算する手段 ・投影光学系の温度を測定し、温度の基準状態からの変
位量に基づいて、投影倍率誤差、歪曲誤差（収差）、コ
マ収差、像面湾曲などの変化を計算する手段 ・一定時間ごとに露光/ 非露光の状態を監視して、その
情報に基づいて、投影倍率誤差、歪曲誤差（収差）、コ
マ収差、像面湾曲などの変化を計算する手段 ・レチクル上のパターンを投影光学系を介してウエハ上
に焼きつけたレジスト像を計測し、それに基づいて、投
影倍率誤差、歪曲誤差（収差）、コマ収差、像面湾曲な
どを測定する手段 ・レチクル上のパターンを投影光学系による空中像を計
測し、それに基づいて、投影倍率誤差、歪曲誤差（収
差）、コマ収差、像面湾曲などを測定する手段 ・干渉計などを用いて投影光学系の波面収差を計測し、
それに基づいて、投影倍率誤差、歪曲誤差（収差）、コ
マ収差、像面湾曲などを測定する手段 等である。

【０１０４】また、これらの手段を用いない例として、
露光装置内のメモリに補正情報テーブルを持っておき、
その情報に基づいて補正を行う手法も次のような場合に
は有効である。 ・照明モードごとに最適な投影倍率、歪曲収差、コマ収
差、像面湾曲などの値をテーブルとして露光装置内に備
えており、照明モードを変更する際に、そのテーブルの
情報に基づいて、それらの補正を行っている。

【０１０５】以上のように本実施形態においては、前記
投影光学系の光学素子をレンズ等の屈折素子のみより構
成したり、前記投影光学系の光学素子をレンズ等の屈折
素子と鏡など反射素子により構成したり、前記投影光学
系に入射する露光光の波長を３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、
１９３ｎｍ、１５７ｎｍのいずれかで構成したり、照明
光学系の有効光源の形状の変更に応じて前記露光光の波
長を好ましい値に変える構成としたり、更に照明光学系
の有効光源の形状の変更に応じて前記投影倍率と対称歪
曲収差のそれぞれを好ましい値に変える構成としたり、
等、様々な形態を採れる。

【０１０６】本実施形態のデバイス製造方法は、このよ
うな構成の投影露光装置によりレチクルのデバイスパタ
ーンをウエハ上に露光する段階と、該露光したウエハを
現像する段階とを含む。

【０１０７】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。

【０１０８】図３は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。

【０１０９】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。

【０１１０】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。

【０１１１】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。

【０１１２】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【０１１３】図４は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。

【０１１４】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【０１１５】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【０１１６】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。

【０１１７】

【発明の効果】本発明によれば、高い光学性能が容易に
得られ、高集積度のデバイスが容易に製造することので
きる投影露光装置及びデバイス製造方法を達成すること
ができる。

【０１１８】特に本発明によれば、常に良好な光学性能
を備えた露光装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投影露光装置の実施例１の要部概略図

【図２】図１の投影光学系のレンズ断面図

【図３】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート

【図４】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート

【図５】投影光学系に投影倍率誤差があるときの投影パ
ターンの説明図

【図６】投影光学系に対称歪曲収差があるときの投影パ
ターンの説明図

【図７】投影光学系に対称歪曲収差があるときの投影パ
ターンの説明図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 照明系 ３ ミラー ４，Ｒ レチクル（第１物体） ５ 投影光学系 ６，Ｗ ウエハ（第２物体） ７ 検出手段 ８ 補正手段 Ｇｉ（ｉ＝１〜１４） レンズ群

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月９日（１９９９．１１．
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】本実施形態では検出手段７により、撮像素
子上に形成されたパターン像の画像処理を行うことによ
りパターン像を解析し、解析結果に基づいて第１補正手
段８にレンズ群の駆動量に対応する信号を入力し、及び
／又は補正手段９に発振波長を変えるための波長変化の
信号を入力する方式を用いているが、この他の方法とし
て投影光学系の周囲の温度，気圧，湿度等の変動をそれ
ぞれに対応するセンサーで検出してこれらの変動値に基
づいて補正手段８によりレンズ群を駆動し、又補正手段
９で波長を変化させる方法を用いてもよい。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投影光学系の投影倍率と対称歪曲収差と
   これら以外のある光学特性とを調節する機能を有する投
   影露光装置であって：前記投影光学系の第１の光学パラ
   メータを変える第１変更手段；前記投影光学系の第２の
   光学パラメータを変える第２変更手段；及び前記投影光
   学系の第３の光学パラメータを変える第３変更手段、と
   を有し、 ここで、前記第１の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ１、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、 前記光学特性の変化量をΔＡ１、 前記第２の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ２、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、 前記光学特性の変化量をΔＡ２、 前記第３の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ３、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ３、 前記光学特性の変化量をΔＡ３、 としたとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
   １），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
   Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
   ０°以上１５０°以下であることを特徴とする投影露光
   装置。ここで、上記各変化量は、実際の変化量を各変更
   手段による最大変化量で規格化した値である。
2. 【請求項２】 投影光学系の投影倍率と対称歪曲収差と
   これら以外のある光学特性とを調節する機能を有する投
   影露光装置であって：前記投影光学系の第１の光学素子
   の光軸方向位置を変える第１変更手段；前記投影光学系
   の第２の光学素子の光軸方向位置を変える第２変更手
   段；及び前記投影光学系に入射する露光光の波長を変え
   る第３変更手段、とを有し、 ここで、前記第１の光学素子の光軸方向位置を変えたと
   きの、 前記投影倍率の変化量をΔβ１、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、 前記光学特性の変化量をΔＡ１、 前記第２の光学素子の光軸方向位置を変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ２、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、 前記光学特性の変化量をΔＡ２、 前記露光光の波長を変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ３、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ３、 前記光学特性の変化量をΔＡ３、 としたとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
   １），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
   Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
   ０°以上１５０°以下であることを特徴とする投影露光
   装置。ここで、上記各変化量は、実際の変化量を各変更
   手段による最大変化量で規格化した値である。
3. 【請求項３】 投影光学系の投影倍率と対称歪曲収差と
   コマ収差とを調節する機能を有する投影露光装置であっ
   て：前記投影光学系の第１の光学パラメータを変える第
   １変更手段；前記投影光学系の第２の光学パラメータを
   変える第２変更手段；及び前記投影光学系の第３の光学
   パラメータを変える第３変更手段、とを有し、 ここで、前記第１の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ１、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、 前記光学特性の変化量をΔＡ１、 前記第２の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ２、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、 前記光学特性の変化量をΔＡ２、 前記第３の光学パラメータを変えたときの、 前記投影倍率の変化量をΔβ３、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ３、 前記光学特性の変化量をΔＡ３、 としたとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
   １），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
   Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
   ０°以上１５０°以下であることを特徴とする投影露光
   装置。ここで、上記各変化量は、実際の変化量を各変更
   手段による最大変化量で規格化した値である。
4. 【請求項４】 投影光学系の投影倍率と対称歪曲収差と
   コマ収差とを調節する機能を有する投影露光装置であっ
   て：前記投影光学系の第１の光学素子の光軸方向位置を
   変える第１変更手段；前記投影光学系の第２の光学素子
   の光軸方向位置を変える第２変更手段；及び前記投影光
   学系に入射する露光光の波長を変える第３変更手段、と
   を有し、 ここで、前記第１の光学素子の光軸方向位置を変えたと
   きの、 前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔβ１、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ１、 前記光学特性の変化量をΔＡ１、 前記第２の光学素子の光軸方向位置を変えたときの、 前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔβ２、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ２、 前記光学特性の変化量をΔＡ２、 前記露光光の波長を変えたときの、 前記投影倍率の変化に伴う最大像高の変化量をΔβ３、 前記対称歪曲収差の変化量をΔＳＤ３、 前記光学特性の変化量をΔＡ３、 としたとき、３つのベクトル（Δβ１，ΔＳＤ１，ΔＡ
   １），（Δβ２，ΔＳＤ２，ΔＡ２），（Δβ３，ΔＳ
   Ｄ３，ΔＡ３）のうちの２つが互いに成す角がすべて３
   ０°以上１５０°以下であることを特徴とする投影露光
   装置。ここで、上記各変化量は、実際の変化量を各変更
   手段による最大変化量で規格化した値である。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項の投影露
   光装置によりレチクルのデバイスパターンをウエハ上に
   露光する段階と、該露光したウエハを現像する段階とを
   含むことを特徴とするデバイス製造方法。
6. 【請求項６】 前記投影光学系の光学素子がレンズ等の
   屈折素子のみより構成してあることを特徴とする請求項
   ５に記載のデバイス製造方法。
7. 【請求項７】 前記投影光学系の光学素子がレンズ等の
   屈折素子と鏡等反射素子により構成してあることを特徴
   とする請求項５に記載のデバイス製造方法。
8. 【請求項８】 前記投影光学系に入射する露光光の波長
   が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍの
   いずれかであることを特徴とする請求項５に記載のデバ
   イス製造方法。
9. 【請求項９】 波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５
   ７ｎｍの遠紫外線を発するエキシマレーザを備えること
   を特徴とする請求項８のデバイス製造方法。
10. 【請求項１０】 照明光学系の有効光源の形状の変更に
    応じて前記露光光の波長を好ましい値に変えることを特
    徴とする請求項９に記載のデバイス製造方法。
11. 【請求項１１】 照明光学系の有効光源の形状の変更に
    応じて前記投影倍率と対称歪曲収差のそれぞれを好まし
    い値に変えることを特徴とする請求項１０に記載のデバ
    イス製造方法。