JP2007317847A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系の結像特性を良好に調整でき、基板を良好に露光することができる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳに赤外光を照射して、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する調整装置ＬＣを備えている。調整装置ＬＣは、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光を放射可能な赤外光放射体と、赤外光放射体を加熱する加熱装置１１とを有し、加熱装置１１で赤外光放射体を加熱することによって、赤外光放射体より赤外光を放射し、赤外光で光学素子ＬＳを加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関する。

半導体デバイス等のマイクロデバイス（電子デバイス）の製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程では、投影光学系によりマスクのパターンの像を基板上に投影する露光装置が用いられる。投影光学系の結像特性は、露光光の照射量や周囲の気圧変化等によって変動するため、その結像特性を補正することが行われている。下記特許文献には、投影光学系の結像特性を補正する技術の一例が開示されている。
国際公開第２００５／０２２６１４号パンフレット

ところで、投影光学系の光学素子に対する露光光の照射状態は、マスクのパターン及び／又はその照明条件に応じて変化し、投影光学系には、そのパターン及び／又は照明条件に応じた収差変動が発生する可能性がある。例えば、互いに異なるマスクのパターンを順次用いて基板を露光する場合、各露光毎に発生する収差変動が互いに異なる可能性がある。そのため、互いに異なるマスクのパターンを順次用いて基板を露光する場合でも、各露光毎に、投影光学系の結像特性を良好に調整できる技術の案出が望まれる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、投影光学系の結像特性を良好に調整でき、基板を良好に露光することができる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

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

本発明の第１の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して物体（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の光学素子（ＬＳ）に赤外光（ＲＬ）を照射して、投影光学系（ＰＬ）の結像特性を調整する調整装置（ＬＣ）を備え、調整装置（ＬＣ）は、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光（ＲＬ）を放射可能な赤外光放射体（１２）と、赤外光放射体（１２）を加熱する加熱装置（１１）とを有し、加熱装置（１１）で赤外光放射体（１２）を加熱することによって、赤外光放射体（１２）より赤外光（ＲＬ）を放射し、赤外光（ＲＬ）で光学素子（ＬＳ）を加熱する露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、投影光学系の結像特性を良好に調整でき、基板を良好に露光することができる。

本発明の第２の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して物体（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の光学素子（ＬＳ）に対向するように配置された熱電素子（１１）を有し、熱電素子（１１）を用いて光学素子（ＬＳ）の温度を調整することによって、投影光学系（ＰＬ）の結像特性を調整する調整装置（ＬＣ）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、投影光学系の結像特性を良好に調整でき、基板を良好に露光することができる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。

本発明によれば、投影光学系の結像特性を良好に調整でき、基板を良好に露光することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを効率良く製造することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクＭのパターンＰＡを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンＰＡの像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３とを備えている。

なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）を塗布したものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクは、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成されたものである。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよいし、例えばハーフトーン型などの位相シフトマスクを用いてもよい。

本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの少なくとも１つ（本例では１つ）の光学素子ＬＳの温度を調整することによって、その投影光学系ＰＬの結像特性を調整する調整装置ＬＣを備えている。調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳに対向するように配置された熱電素子（熱電変換素子）１１を含む温度調整用ユニット１０を有し、その温度調整用ユニット１０を用いて光学素子ＬＳの温度を調整することによって、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンＰＡの像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）及び基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域Ｓを投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＡに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射することによって、基板Ｐ上の投影領域ＡＲに形成されるパターンＰＡの像で基板Ｐ上のショット領域Ｓを露光する。

照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域ＩＡを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置１Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ１（ひいてはマスクＭ）の位置情報はレーザ干渉計１Ｌによって計測される。レーザ干渉計１Ｌは、マスクステージ１上に設けられた移動鏡の反射面１Ｋを用いてマスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置３は、レーザ干渉計１Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置１Ｄを駆動し、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンＰＡの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子ＬＳを有している。本実施形態においては、光学素子ＬＳを形成する材料（硝材）は石英を含む。なお、光学素子ＬＳを形成する材料（硝材）は蛍石を含んでもよい。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬの複数の光学素子ＬＳのそれぞれは、例えば特開２００２−１６２５４９号公報に開示されているような保持部材４によって保持されており、その保持部材４は鏡筒５で保持されている。保持部材４のそれぞれは、光学素子ＬＳのそれぞれをキネマティックに保持する。保持部材４及び鏡筒５を形成する材料は金属を含む。本実施形態においては、保持部材４及び鏡筒５を形成する材料はチタンを含む。なお、保持部材４及び鏡筒５を形成する材料はステンレス鋼を含んでもよい。また、投影光学系ＰＬの鏡筒５の内側には、清浄で温度調整された気体が供給されている。鏡筒５の内側に供給される気体は、例えばドライエア、または窒素ガス等の不活性ガスを含む。

基板ステージ２は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置２Ｄの駆動により、基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ２（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計２Ｌによって計測される。レーザ干渉計２Ｌは、基板ステージ２に設けられた反射面２Ｋを用いて基板ステージ２のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、露光装置ＥＸは、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）を検出可能な不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。制御装置３は、レーザ干渉計２Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置２Ｄを駆動し、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。

図２はマスクステージ１に保持されたマスクＭを示す平面図である。図２に示すように、マスクステージ１は、マスクＭのパターンＰＡが形成されたパターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクＭ上での露光光ＥＬによる照明領域ＩＡは、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。制御装置３は、基板Ｐを露光するとき、マスクＭのうち、少なくともパターンＰＡが形成されたパターン形成領域が露光光ＥＬによる照明領域ＩＡを通過するように、マスクステージ１を制御してマスクＭをＹ軸方向（走査方向）に移動する。

次に、調整装置ＬＣについて説明する。図３は本実施形態に係る調整装置ＬＣを示す側断面図、図４は調整装置ＬＣを示す平面図である。調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳに対向するように配置された熱電素子（熱電変換素子）１１を含む温度調整用ユニット１０を有し、その温度調整用ユニット１０を用いて光学素子ＬＳの温度を調整することによって、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する。熱電素子１１は、ペルチェ素子を含む。

また、調整装置ＬＣの温度調整用ユニット１０は、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光ＲＬを放射可能な赤外光放射体１２を備えている。赤外光放射体１２は、セラミックスを含む。本実施形態においては、赤外光放射体１２はセラミックス板で形成されており、熱電素子１１に接続されている。

以下の説明においては、熱電素子１１及び赤外光放射体１２を含む温度調整用ユニット１０を適宜、温調ユニット１０、と称し、熱電素子１１を適宜、ペルチェ素子１１、と称し、赤外光放射体１２を適宜、セラミックス板１２、と称する。

本実施形態においては、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０を用いて、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、特定の（１つの）光学素子ＬＳの温度を調整する。

本実施形態においては、ペルチェ素子１１を含む温調ユニット１０は、１つの光学素子ＬＳに対して複数設けられている。図４に示すように、本実施形態においては、温調ユニット１０は、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳの光軸ＡＸに対してＸ軸方向両側のそれぞれ、及びＹ軸方向両側のそれぞれに２つずつ、全部で４つ設けられている。

図５は温調ユニット１０を示す斜視図の一部破断図、図６は温調ユニット１０の側断面図である。温調ユニット１０は、ペルチェ素子１１と、セラミックス板１２とを有している。ペルチェ素子１１は、第１電極１１Ａと、第２電極１１Ｂと、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとの間に配置されたＮ型半導体ブロック１１Ｎ及びＰ型半導体ブロック１１Ｐとを備えている。第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂは、例えば銅によって形成されている。セラミックス板１２は、第１電極１１Ａの上面及び第２電極１１Ｂの下面のそれぞれに接続されている。

図７はペルチェ素子１１の模式図である。ペルチェ素子１１は、Ｎ型半導体及びＰ型半導体を熱的に並列に配置し、電気的に直列に接続して電流を流すと、ペルチェ効果により、その半導体の一方の面において吸熱反応が生じ、他方の面において放熱反応が生じる素子である。

図７において、ペルチェ素子１１は、第１電極１１Ａと、第２電極１１Ｂと、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとの間に配置されたＮ型半導体ブロック１１Ｎ及びＰ型半導体ブロック１１Ｐとを備えている。Ｎ型半導体ブロック１１ＮとＰ型半導体ブロック１１Ｐとは並列に配置される。図７においては、第１電極１１Ａは１つ設けられ、第２電極１１Ｂは２つ設けられており、２つの第２電極１１Ｂ、１１Ｂは、配線１１Ｃを介して電力供給装置（電源）１５に接続される。

電力供給装置１５よりペルチェ素子１１に電力が印加されると、電力供給装置１５の極性に応じた電流が、第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂを介して、Ｎ型半導体ブロック１１ＮとＰ型半導体ブロック１１Ｐとに流れる。そして、電力供給装置１５の極性（電流を流す向き）に応じて、第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂの一方側で吸熱反応が生じ、他方側で放熱反応が生じる。また、電力供給装置１５の極性（電流を流す向き）が反転すると、第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂの一方側で放熱反応が生じ、他方側で吸熱反応が生じる。

例えば、第１電極１１Ａ側で吸熱反応が生じた場合には、第２電極１１Ｂ側では放熱反応が生じる。第１電極１１Ａ側で吸熱反応が生じた場合、第１電極１１Ａ側の温度が低下し、第１電極１１Ａ及びその第１電極１１Ａに接続されたセラミックス板１２は冷却される。第２電極１１Ｂ側で放熱反応が生じた場合、第２電極１１Ｂ側の温度が上昇し、第２電極１１Ｂ及びその第２電極１１Ｂに接続されたセラミックス板１２は加熱される。

電力供給装置１５の極性（電流を流す向き）が反転すると、第１電極１１Ａ側で放熱反応が生じ、第２電極１１Ｂ側で吸熱反応が生じる。第１電極１１Ａ側で放熱反応が生じた場合、第１電極１１Ａ側の温度が上昇し、第１電極１１Ａ及びその第１電極１１Ａに接続されたセラミックス板１２は加熱される。第２電極１１Ｂ側で吸熱反応が生じた場合、第２電極１１Ｂ側の温度が低下し、第２電極１１Ｂ及びその第２電極１１Ｂに接続されたセラミックス板１２は冷却される。

このように、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５からペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、すなわち、電力供給装置１５の極性（電流を流す向き）を調整することによって、ペルチェ素子１１の電極及びその電極に接続されたセラミックス板１２の加熱及び冷却の少なくとも一方を実行することができる。すなわち、ペルチェ素子１１は、セラミックス板１２を加熱する加熱装置及び冷却する冷却装置の少なくとも一方として機能する。

また、ペルチェ素子１１の第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂのそれぞれにおける吸熱量及び放熱量は、半導体ブロック１１Ｎ、１１Ｐに流す電流量に応じて変化する。したがって、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５から半導体ブロック１１Ｎ、１１Ｐに流す電流量を調整することによって、ペルチェ素子１１の電極及びその電極に接続されたセラミックス板１２の温度を調整することができる。

すなわち、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５からペルチェ素子１１に印加する電力（極性、電流量を含む）を調整することによって、ペルチェ素子１１の電極及びその電極に接続されたセラミックス板１２の温度を調整することができる。

図３及び図４に示すように、温調ユニット１０のそれぞれは、支持部材１３で支持されている。支持部材１３のそれぞれは、鏡筒５に支持されている。すなわち、本実施形態においては、調整装置ＬＣの温調ユニット１０のそれぞれは、光学素子ＬＳを保持する鏡筒５に、支持部材１３を介して支持されている。また、調整装置ＬＣの温調ユニット１０を支持する支持部材１３と鏡筒５との間には、断熱部材１４が設けられている。

支持部材１３は、温調ユニット１０が光学素子ＬＳと離れた位置で光学素子ＬＳと対向するように、温調ユニット１０を支持する。また、支持部材１３は、温調ユニット１０がマスクＭのパターンＰＡからの露光光ＥＬの通過を妨げないように、温調ユニット１０を支持する。すなわち、温調ユニット１０のそれぞれは、マスクＭのパターンＰＡからの露光光ＥＬの通過を妨げないように、光学素子ＬＳと離れた位置で、光学素子ＬＳと対向するように配置されている。

図４に示すように、本実施形態においては、温調ユニット１０のそれぞれは、光学素子ＬＳの上面のうち、露光光ＥＬが照射される照射領域ＬＲに対して、Ｙ軸方向両側の第１領域２１及び第２領域２２、及びＸ軸方向両側の第３領域２３及び第４領域２４のそれぞれに対向するように配置されている。また、温調ユニット１０のそれぞれは、ペルチェ素子１１の第２電極１１Ｂに接続されたセラミックス板１２と、光学素子ＬＳの上面（第１〜第４領域２１〜２４）とが対向するように配置されている。また、本実施形態においては、ペルチェ素子１１の第１電極１１Ａに接続されたセラミックス板１２は、支持部材１３に接続されている。

上述のように、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５からペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、ペルチェ素子１１の電極及びその電極に接続されたセラミックス板１２の温度を調整することができる。したがって、調整装置ＬＣは、ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、光学素子ＬＳの上面と対向するペルチェ素子１１の第２電極１１Ｂに接続されたセラミックス板１２の温度調整（加熱及び冷却の少なくとも一方）を実行することができ、そのセラミックス板１２に対向する光学素子ＬＳの温度調整（加熱及び冷却の少なくとも一方）を実行することができる。

また、調整装置ＬＣは、複数の温調ユニット１０のペルチェ素子１１のそれぞれに印加する電力を個別に調整することができる。したがって、調整装置ＬＣは、複数のペルチェ素子１１のそれぞれに印加する電力を個別に調整することによって、光学素子ＬＳの第１〜第４領域２１〜２４のそれぞれと対向するセラミックス板１２の温度調整を個別に実行することができ、それらセラミックス板１２のそれぞれに対向する光学素子ＬＳの第１〜第４領域２１〜２４それぞれの温度調整（加熱及び冷却の少なくとも一方）を個別に実行することができる。

また、調整装置ＬＣは、複数の温調ユニット１０のペルチェ素子１１のそれぞれに印加する電力を個別に調整して、光学素子ＬＳの第１〜第４領域２１〜２４それぞれの温度調整を実行することによって、光学素子ＬＳの温度分布を調整することができる。すなわち、調整装置ＬＣは、光学素子ＬＳの上面の部分的な領域２１〜２４のそれぞれの温度を調整することによって、光学素子ＬＳの温度分布を調整することができる。

セラミックス板１２は、所定の熱量を受けることによって、すなわち所定の温度に加熱されることによって、所定量の赤外光ＲＬを効率良く放射可能な赤外光放射体である。本実施形態においては、セラミックス板１２は、ペルチェ素子１１で加熱されることによって、赤外光ＲＬを放射する。調整装置ＬＣは、ペルチェ素子１１でセラミックス板１２を加熱することによって、セラミックス板１２より赤外光ＲＬを放射し、その放射された赤外光ＲＬで、光学素子ＬＳを効率良く加熱することができる。調整装置ＬＣは、複数の温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳの上面の部分的な領域２１〜２４のそれぞれに赤外光ＲＬを照射することによって、光学素子ＬＳの温度分布を調整することができる。

図８（Ａ）は物体に入射した光の反射、透過、吸収を示す模式図、図８（Ｂ）は電磁波波長と物体の放射率（＝吸収率）との関係の一例を示す模式図である。

図８（Ａ）に示すように、物体に入射した光は、その一部が反射し、一部が透過し、一部が吸収される。なお、その光に対する物体の反射率をＡ％、透過率をＢ％、吸収率をＣ％とした場合、Ａ＋Ｂ＋Ｃは１００％となる。

一般に、物体は、その物体を形成する材料に応じた波長の光（電磁波）を効率良く吸収する。また、物体に熱量を与えたとき（物体がある温度になったとき）、その物体からは、その物体を形成する材料に応じた波長の光（電磁波）が効率良く放射される。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、波長と放射率（吸収率）との関係は、物体（物体を形成する材料）に応じて変化する。

例えば、セラミックスは、紫外光や可視光等、短波長の光の放射率（吸収率）は低いが、赤外光（特に遠赤外光）等、長波長の光の放射率（吸収率）は高い。したがって、セラミックスに所定の熱量を与えることによって、セラミックスからは、赤外光（特に遠赤外光）が効率良く放射される。したがって、ペルチェ素子１１等の加熱装置を用いてセラミックス板１２を加熱することによって（熱量を与えることによって）、その熱量を受けたセラミックス板１２は、赤外光（特に遠赤外光）ＲＬを効率良く放射する。

また、光学素子ＬＳを形成する材料である石英（又は蛍石）も、紫外光や可視光等、短波長の光の吸収率（放射率）は低いが、赤外光（特に遠赤外光）等、長波長の光の吸収率（放射率）は高い。したがって、石英に赤外光（特に遠赤外光）を照射することによって、その石英は、赤外光を効率良く吸収する。したがって、調整装置ＬＣは、セラミックス板１２をペルチェ素子１１等の加熱装置を用いて加熱して、そのセラミックス板１２から赤外光ＲＬを放射し、その放射した赤外光ＲＬを光学素子ＬＳに照射することによって、光学素子ＬＳを効率良く加熱することができる。

また、光学素子ＬＳを保持する保持部材４や鏡筒５を形成する材料である金属（チタン、ステンレス鋼等）は、赤外光等、長波長の光の吸収率（放射率）は低い。したがって、金属に赤外光（特に遠赤外光）が照射されても、その金属による赤外光の吸収は少ない。したがって、調整装置ＬＣが、セラミックス板１２をペルチェ素子１１等の加熱装置を用いて加熱して、そのセラミックス板１２から赤外光ＲＬを放射しても、保持部材４や鏡筒５の加熱（温度上昇）は抑制される。

なお、図８（Ｂ）は、波長と物体の放射率（＝吸収率）との関係の傾向を模式的に示したものであり、実際のものとは異なる。

このように、本実施形態においては、調整装置ＬＣは、ペルチェ素子１１でセラミックス板１２を加熱することによって、セラミックス板１２より赤外光ＲＬを放射し、その赤外光ＲＬを光学素子ＬＳに照射することによって、光学素子ＬＳを効率良く温度調整（加熱）することができる。また、調整装置ＬＣがセラミックス板１２から赤外光ＲＬを放射しても、光学素子ＬＳを保持する保持部材４や鏡筒５の温度変化は抑制される。したがって、赤外光ＲＬの照射による保持部材４や鏡筒５の熱変形を抑制することができる。

セラミックス板１２が放射する赤外光ＲＬの放射量は、そのセラミックス板１２が受ける熱量、すなわち加熱されたときの温度に応じて変化する。セラミックス板１２が放射する赤外光ＲＬの放射量は、そのセラミックス板１２が受ける熱量が多いほど、すなわち加熱されたときの温度が高いほど多くなる。上述のように、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５からペルチェ素子１１に印加する電力（電流量）を調整することによって、ペルチェ素子１１のセラミックス板１２の温度を調整することができる。したがって、調整装置ＬＣは、電力供給装置１５からペルチェ素子１１に印加する電力（電流量）を調整することによって、セラミックス板１２が放射する赤外光ＲＬの放射量を調整することができる。

したがって、調整装置ＬＣは、ペルチェ素子１１に印加する電力を調整して、セラミックス板１２が放射する赤外光ＲＬの放射量を調整することによって、光学素子ＬＳに対する赤外光ＲＬの照射量を調整することができ、その赤外光ＲＬが照射される光学素子ＬＳの温度を調整することができる。このように、本実施形態においては、調整装置ＬＣは、ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、セラミックス板１２からの光学素子ＬＳに対する赤外光ＲＬの照射を調整可能であり、光学素子ＬＳの温度及び温度分布を調整可能である。

上述のように、本実施形態においては、調整装置ＬＣの温調ユニット１０を支持する支持部材１３と鏡筒５との間には、断熱部材１４が設けられている。断熱部材１４により、温調ユニット１０の熱が、鏡筒５に伝わるのを抑制することができる。例えば、光学素子ＬＳを加熱するために、ペルチェ素子１１の第２電極１１Ｂ側を加熱した場合、第１電極１１Ａ側は冷却される。その場合、第１電極１１Ａに接続されたセラミックス板１２に接続された支持部材１３も冷却される可能性があるが、断熱部材１４が設けられているので、鏡筒５が冷却されることを抑制することができる。また、光学素子ＬＳを冷却するために、ペルチェ素子１１の第２電極１１Ｂ側を冷却した場合、第２電極１１Ｂ側は加熱される。その場合、第１電極１１Ａに接続されたセラミックス板１２に接続された支持部材１３も加熱される可能性があるが、断熱部材１４が設けられているので、鏡筒５が加熱されることを抑制することができる。

図３に示すように、本実施形態においては、セラミックス板１２からの赤外光ＲＬの照射状態を計測可能な赤外光センサ、及び赤外光ＲＬが照射される光学素子ＬＳの温度（第１〜第４領域２１〜２４の温度）を計測可能な温度センサの少なくとも一方を含む計測装置１６が設けられている。計測装置１６は、複数の温調ユニット１０に対応するように複数配置されている。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。

制御装置３は、不図示の搬送装置を用いて、マスクＭをマスクステージ１にロードするとともに、基板Ｐを基板ステージ２にロードし、マスクＭのパターンＰＡと基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係の調整等、所定の処理を実行した後、基板Ｐのショット領域Ｓに対する露光を開始する。本実施形態においては、制御装置３は、マスクステージ１によるマスクＭのＹ軸方向（走査方向）への移動と、基板ステージ２による基板ＰのＹ軸方向（走査方向）への移動とを同期して行いつつ、露光光ＥＬでマスクＭのパターンＰＡを照明し、基板Ｐ上の投影領域ＡＲに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐのショット領域Ｓを露光する。

投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳに対する露光光ＥＬの照射によって、光学素子ＬＳに温度分布及び温度変化の少なくとも一方が生じる可能性があり、その光学素子ＬＳの温度分布及び温度変化の少なくとも一方により、投影光学系ＰＬに収差変動が生じる可能性がある。投影光学系ＰＬの収差変動は、形成されるパターンＰＡの像の倍率の変動、パターンＰＡの像が形成される像面の位置（フォーカス位置）の変動を含む。また、投影光学系ＰＬの収差は、球面収差、像面彎曲等も含む。

そこで、制御装置３は、調整装置ＬＣを用いて、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳに赤外光ＲＬを照射して、光学素子ＬＳの温度を調整することによって、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する。本実施形態においては、制御装置３は、露光光ＥＬを照射する動作の少なくとも一部と並行して、調整装置ＬＣを用いて、光学素子ＬＳに対して赤外光ＲＬを照射する動作を行う。調整装置ＬＣの温調ユニット１０から放射される赤外光ＲＬは、露光光ＥＬとは異なる波長であり、基板Ｐは赤外光ＲＬに対して感光性を有さない。

制御装置３は、露光光ＥＬの照射により生じる光学素子ＬＳの温度分布による投影光学系ＰＬの収差を補正するように、調整装置ＬＣの複数のペルチェ素子１１のそれぞれを制御して、光学素子ＬＳを所望の温度分布に調整する。本実施形態においては、制御装置３は、光学素子ＬＳの温度分布がほぼ均一になるように、調整装置ＬＣの複数のペルチェ素子１１のそれぞれを制御する。

制御装置３は、露光光ＥＬの照射状態に応じて、調整装置ＬＣによる赤外光ＲＬの照射状態を調整する。ここで、赤外光ＲＬの照射状態は、赤外光ＲＬの単位面積当たりの照射量、照射範囲、及び赤外光ＲＬの照射時間の少なくとも１つを含む。また、露光光ＥＬの照射状態は、露光光ＥＬの単位面積当たりの照射量、照射範囲、光量分布、及び露光光ＥＬの照射時間の少なくとも１つを含む。

また、光学素子ＬＳに対する露光光ＥＬの照射状態（例えば照射範囲、光量分布など）は、マスクＭのパターンＰＡ（パターン密度、パターン密度の分布を含む）及び／又はその照明条件（即ち、照明系ＩＬの瞳面上での露光光ＥＬの強度分布）に応じて変化する。制御装置３は、マスクＭのパターンＰＡ、照明条件を含む露光光ＥＬの照射状態に応じて、調整装置ＬＣによる赤外光ＲＬの照射状態を調整する。

図４に示すように、本実施形態においては、光学素子ＬＳの上面のうち、露光光ＥＬが照射される照射領域ＬＲは、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）であり、光学素子ＬＳの上面は、露光光ＥＬにより、非回転対称な領域を照射される。本実施形態においては、光学素子ＬＳのうち、露光光ＥＬの照射領域ＬＲに応じた領域（Ｘ軸方向に延びる領域）の温度が上昇する。制御装置３は、光学素子ＬＳの温度分布がほぼ均一になるように、複数のペルチェ素子１１のそれぞれを制御することによって、投影光学系ＰＬの収差を補正する。

例えば、制御装置３は、複数の温調ユニット１０のそれぞれのペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、図９の模式図に示すように、光学素子ＬＳのうち、第１領域２１及び第２領域２２に赤外光ＲＬを照射して、その第１領域２１及び第２領域２２を加熱し、第３領域２３及び第４領域２４を冷却する。第１領域２１及び第２領域２２のそれぞれに対向する温調ユニット１０は、光学素子ＬＳと離れた位置から、その光学素子ＬＳの第１領域２１及び第２領域２２のそれぞれに赤外光ＲＬを照射して、第１領域２１及び第２領域２２を加熱する。第３領域２３及び第４領域２４のそれぞれに対向する温調ユニット１０は、その第３領域２３及び第４領域２４と対向する第２電極１１Ｂ及びセラミックス板１２を冷却して、第３領域２３及び第４領域２４を冷却する。これにより、制御装置３は、光学素子ＬＳの温度分布をほぼ均一にすることができる。

露光光ＥＬの照射状態に応じた光学素子ＬＳの温度分布の情報は、実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求められ、制御装置３に記憶されている。また、その照射状態で露光光ＥＬが照射された場合の光学素子ＬＳの温度分布を均一にするための補正情報、本実施形態においては、光学素子ＬＳの温度分布を均一にするために第１〜第４領域２１〜２４を所望の温度にするための各ペルチェ素子１１に印加する電力情報（電流を流す向き、電流量の情報を含む）が、実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求められ、制御装置３に記憶されている。

光学素子ＬＳに対する露光光ＥＬの照射状態（露光光ＥＬの単位面積当たりの照射量、照射範囲、光量分布、露光光ＥＬの照射時間、マスクＭのパターンＰＡ、照明条件の情報）は、露光レシピ（露光制御情報、製造条件）により既知であり、その露光光ＥＬの照射状態での光学素子ＬＳの温度分布は、実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求めることができる。また、その照射状態で露光光ＥＬが照射された場合の光学素子ＬＳの温度分布を均一にするための補正情報、すなわちペルチェ素子１１に流す電流の向き、電流量、及びその電流量に応じた赤外光ＲＬの放射量は、実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求めることができる。

制御装置３は、既知である露光光ＥＬの照射状態（マスクＭのパターンＰＡ、照明条件の情報を含む）と、記憶されている補正情報とに基づいて、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、光学素子ＬＳの温度分布をほぼ均一にする。

また、本実施形態においては、セラミックス板１２からの赤外光ＲＬの照射状態（照射量）を計測可能な赤外光センサ、及び赤外光ＲＬが照射される光学素子ＬＳの温度を計測可能な温度センサの少なくとも一方を含む計測装置１６が設けられており、制御装置３は、赤外光ＲＬの照射量及び光学素子ＬＳの温度の少なくとも一方をモニタしつつ、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、調整装置ＬＣを用いて、投影光学系ＰＬの結像特性を良好に調整でき、基板Ｐを良好に露光することができる。

上述のように、光学素子ＬＳに対する露光光ＥＬの照射状態は、マスクＭのパターンＰＡに応じて変化する。マイクロデバイスは、基板Ｐ上に複数のパターンを重ね合わせて形成され、制御装置３は、例えば、図１０の模式図に示すように、互い異なる第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を順次用いて基板Ｐを露光する。なお、図１０（Ａ）に示す第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする複数のライン・アンド・スペースパターンを主成分とし、図１０（Ｂ）に示す第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする複数のライン・アンド・スペースパターンを主成分とする。なお、図１０に示すマスクのパターンは一例である。このように、互いに異なるマスクＭ（Ｍ１、Ｍ２）のパターンＰＡ（ＰＡ１、ＰＡ２）を順次用いて基板を露光する場合、光学素子ＬＳに対する露光光ＥＬの照射状態（例えば照射範囲、光量分布など）は、マスクＭのパターンＰＡに応じて、各露光毎に変化する。

本実施形態においては、調整装置ＬＣは、光学素子ＬＳの加熱及び冷却の少なくとも一方を実行可能なペルチェ素子１１を有しているので、各露光毎（各パターン毎）に、光学素子ＬＳの温度分布を迅速且つ良好に均一にすることができる。したがって、互いに異なるマスクＭ（Ｍ１、Ｍ２）のパターンＰＡ（ＰＡ１、ＰＡ２）を順次用いて基板Ｐを露光する場合でも、各露光毎に、投影光学系ＰＬの結像特性を迅速且つ良好に調整できる。例えば、制御装置３は、調整装置ＬＣを用いて、第１パターンＰＡ１の像の倍率及び第２パターンＰＡ２の像の倍率のそれぞれを所望状態にすることができ、基板Ｐ上で第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを所望の位置関係で重ね合わせることができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

また、本実施形態において、国際公開第２００５／０２２６１４号パンフレットに開示されているように、マスクＭのパターンＰＡがダイポール照明され、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの所定の光学素子ＬＳの上面のうち例えば光軸ＡＸに対してＹ軸方向両側の２つの領域に照射される場合には、制御装置３は、その光学素子の例えば第３領域２３及び第２領域２４を加熱したり、あるいは第１領域２１及び第２領域２２を冷却することで、その光学素子の温度分布を均一にすることができる。このように、マスクＭのパターンＰＡがダイポール照明され、光学素子の上面の非回転対称な領域に露光光ＥＬが照射された場合であっても、制御装置３は、調整装置ＬＣを用いて光学素子の温度調整を行うことができ、光学素子を所望の温度分布にすることができる。また、マスクＭのパターンＰＡがクロスポール照明され、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの所定の光学素子の上面の４つの領域に照射される場合においても、制御装置３は、その光学素子の第１〜第４領域２１〜２４のそれぞれを温度調整することによって、その光学素子の温度分布を均一にすることができる。また、マスクＭのパターンＰＡが小σ照明され、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの所定の光学素子の上面の局所的な領域（小領域）に照射される場合には、制御装置３は、その露光光ＥＬが照射される領域の周囲、すなわちその光学素子の第１〜第４領域２１〜２４を、例えば加熱することで、光学素子を所望の温度分布にすることができる。

＜第２実施形態＞
なお、上述の第１実施形態においては、光学素子ＬＳの温度分布をほぼ均一にする場合を例にして説明したが、調整装置ＬＣは、複数の温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを所望の温度分布に調整することもできる。調整装置ＬＣは、光学素子ＬＳの加熱及び冷却の少なくとも一方を実行可能な温調ユニット１０を複数有しているので、それら複数の温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳの第１〜第４領域２１〜２４の温度をそれぞれ調整することによって、光学素子ＬＳに所望の温度分布を持たせることができる。また、調整装置ＬＣは、光学素子ＬＳの温度分布を調整することによって、投影光学系ＰＬの結像特性（パターンＰＡの像の形状等）を調整することもできる。

＜第３実施形態＞
なお、上述の第１実施形態においては、露光光ＥＬの照射状態に応じた光学素子ＬＳの温度分布を実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求め、その照射状態で露光光ＥＬが照射された場合の光学素子ＬＳの温度分布を均一にするための補正情報を実験及びシミュレーションの少なくとも一方によって予め求め、その補正情報に基づいてペルチェ素子１１に印加する電力を調整しているが、露光光ＥＬの照射状態に応じた投影光学系ＰＬの結像特性（収差変動）を、例えばテスト露光等を行うことで予め求めるとともに、その照射状態で露光光ＥＬが照射された場合の投影光学系ＰＬの結像特性を所望状態にするための補正情報（ペルチェ素子１１に印加する電力）を、例えばテスト露光等を行うことで予め求めるようにしてもよい。こうすることによっても、制御装置３は、その求めた補正情報に基づいて、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することによって、所望状態の結像特性を有する投影光学系ＰＬで露光することができる。

＜第４実施形態＞
なお、上述の第１実施形態においては、露光光ＥＬの照射状態とその照射状態で露光光ＥＬが照射された場合の光学素子ＬＳの温度分布を均一にするための補正情報との関係を予め求め、基板Ｐを露光するときには、制御装置３は、既知である露光光ＥＬの照射状態と、予め求められている補正情報とに基づいて、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整しているが、制御装置３は、計測装置１６の計測結果に基づいて、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整するようにしてもよい。すなわち、制御装置３は、露光光ＥＬの照射中（基板Ｐの露光中）に、計測装置１６を用いて、光学素子ＬＳに照射されている赤外光ＲＬの照射量、及び光学素子ＬＳの温度の少なくとも一方を計測し、その計測結果に基づいて、光学素子ＬＳが所望の温度分布となるように、各ペルチェ素子１１に印加する電力を調整することができる。

＜第５実施形態＞
なお、上述の各実施形態においては、調整装置ＬＣは、露光光ＥＬを照射する動作の少なくとも一部と並行して、温調ユニット１０を用いた光学素子ＬＳの温度を調整する動作を行っているが、露光光ＥＬの照射が行われていないときに、光学素子ＬＳの温度を調整するようにしてもよい。例えば、基板ステージ２のステッピング移動中や基板Ｐの交換中に、調整装置ＬＣによる温度調整（赤外光ＲＬの照射）が行われてもよい。

＜第６実施形態＞
また、調整装置ＬＣは、図１１に示す模式図に示すように、複数の温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを積極的に冷却することもできる。例えば、図１０（Ａ）の第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を用いた露光動作を実行した後、図１０（Ｂ）の第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を用いた露光動作を開始する前に、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを積極的に冷却することができる。例えば、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を用いた露光動作中においては、調整装置ＬＣは、第１パターンＰＡ１に基づく露光光ＥＬの照射状態に応じて、各温調ユニット１０の動作を制御して、光学素子ＬＳを所望の温度分布に調整している。その後、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を用いて露光する場合、光学素子ＬＳのうち、第１パターンＰＡ１を用いた露光時には加熱されていた領域（例えば第１、第２領域２１、２２）を、第２パターンＰＡ２を用いた露光時には冷却したい場合がある。その場合、複数の温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳ全体を冷却した後、第２パターンＰＡ２に基づく露光光ＥＬの照射状態に応じて、各温調ユニット１０の動作を制御することにより、調整装置ＬＣは、その光学素子ＬＳの温度分布を、第２パターンＰＡ２に応じた温度分布に素早く調整することができる可能性がある。これにより、第１パターンＰＡ１を用いた露光動作の完了後、第２パターンＰＡ２を用いた露光動作の開始までの時間を短縮することができ、スループットを向上できる可能性がある。このように、調整装置ＬＣは、露光光ＥＬの照射が停止されている状態において、温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを積極的に冷却することによって、スループットを向上させることができる可能性がある。

また、調整装置ＬＣは、露光光ＥＬの照射が停止されている状態において、例えば光学素子ＬＳが冷えるのを抑制するために、温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを暖めてもよい。例えば、第１パターンＰＡ１を用いた露光動作が終了してから第２パターンＰＡ２を用いた露光動作が開始されるまでの間、あるいはロット間において、露光光ＥＬの照射が長期間停止される場合、あるいは何らかの理由で露光光ＥＬの照射が長期間停止される場合、光学素子ＬＳが冷えるのを抑えるために、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０を用いて、光学素子ＬＳを暖めてもよい。

＜第７実施形態＞
なお、上述の各実施形態においては、ペルチェ素子１１の第２電極１１Ｂに接続されたセラミックス板１２を光学素子ＬＳの上面と対向するように配置し、ペルチェ素子１１に流す電流の向きを変えることによって、そのセラミックス基板１２と対向する光学素子ＬＳの上面を加熱及び冷却しているが、図１２に示すように、光学素子ＬＳを加熱する加熱素子１８と、冷却する冷却素子１９とを並べてもよい。図１２において、温調ユニット１０’は、ほぼＸＹ方向に並んだ加熱素子１８と冷却素子１９とを含む。図１２においては、加熱素子１８と冷却素子１９とを含む温調ユニット１０’は、光学素子ＬＳの上面の第１〜第４領域２１〜２４のそれぞれに対向するように４つ配置されている。制御装置３は、各温調ユニット１０’の加熱素子１８及び冷却素子１９の少なくとも一方を用いて、第１〜第４領域２１〜２４それぞれの温度を調整することができる。

＜第８実施形態＞
なお、上述の各実施形態においては、温調ユニット１０が４つ設けられている場合を例にして説明したが、その数は任意に定めることができる。例えば光軸ＡＸに対してＸ軸方向両側（又はＹ軸方向）のそれぞれに１つずつ、全部で２つ設けるようにしてもよいし、３つでもよいし、５つ以上の任意の複数であってもよい。また、温調ユニット１０は、１つであってもよい。

＜第９実施形態＞
また、図１３及び図１４に示すように、露光装置ＥＸは、温調ユニット１０より照射される赤外光ＲＬを光学素子ＬＳの所定領域に集める集光光学系１７を備えていてもよい。調整装置ＬＣは、集光光学系１７を用いて、光学素子ＬＳの所望領域に赤外光ＲＬを照射して、その光学素子ＬＳを所望の温度分布にすることができる。集光光学系１７は、マスクＭのパターンＰＡからの露光光ＥＬの通過を妨げないように、光学素子から離れた位置に配置されている。例えば、マスクＭのパターンＰＡがダイポール照明され、図１４に示すように、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの所定の光学素子ＬＳの上面の２つの領域２５、２６に照射される場合には、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０より集光光学系１７に赤外光ＲＬを照射し、その集光光学系１７を介して、光学素子ＬＳの上面のうち、露光光ＥＬが照射される２つの領域２５、２６の間の領域２７に、赤外光ＲＬを照射することができる。また、マスクＭのパターンＰＡがクロスポール照明され、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの所定の光学素子の上面の４つの領域に照射される場合には、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０より集光光学系１７に赤外光ＲＬを照射し、その集光光学系１７を介して、光学素子の上面のうち、露光光ＥＬが照射される４つの領域の間の領域に、赤外光ＲＬを照射することができる。本実施形態においては、調整装置ＬＣは、温調ユニット１０を１つ備えており、その温調ユニット１０から放射された赤外光ＲＬは、集光光学系１７により、光学素子の上面に導かれる。これにより、調整装置ＬＣは、光学素子を所望の温度分布にすることができる。

なお、調整装置ＬＣは、複数の温調ユニット１０のそれぞれから放射された赤外光ＲＬを集光光学系１７に照射することもできる。集光光学系１７は、複数の温調ユニット１０のそれぞれから照射された赤外光ＲＬを、光学素子ＬＳの所定領域に導くことができる。

なお、上述の第１〜第９実施形態においては、ペルチェ素子１１の第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂに、セラミックス板１２を接続しているが、セラミックス材料をコーティングするようにしてもよい。また、上述の各実施形態においては、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光ＲＬを放射可能な赤外光放射体として、セラミックスを例にして説明したが、赤外光放射体としては、例えばカーボン、石英、蛍石等を用いることもできる。

なお、上述の各実施形態において、光学素子ＬＳに赤外光ＲＬを照射することによって、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する場合、ペルチェ素子１１を用いることなく、任意の加熱装置（ヒータ）を用いてセラミックス等の赤外光放射体を加熱することによって、その赤外光放射体より赤外光ＲＬを放射させるようにしてもよい。

なお、上述の各実施形態において、光学素子ＬＳの温度を調整する場合、ペルチェ素子１１にセラミックス板１２を接続することなく、そのペルチェ素子１１を用いて、光学素子ＬＳの温度を調整するようにしてもよい。すなわち、光学素子ＬＳに赤外光ＲＬを照射せずに、ペルチェ素子１１から放射される熱によって、光学素子ＬＳの温度を調整するようにしてもよいし、ペルチェ素子１１によって、光学素子ＬＳを冷却するようにしてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、調整装置ＬＣによって１つの光学素子ＬＳの温度及び温度分布を調整する場合を例にして説明したが、もちろん、投影光学系ＰＬの複数の光学素子ＬＳのそれぞれの温度及び温度分布を調整してもよい。また、調整装置ＬＣによって温度調整される光学素子ＬＳは、発生する収差の種類に応じて決定される。さらに、調整装置ＬＣによって温度調整される光学素子ＬＳは、レンズ（屈折素子）に限られず、例えばミラー、凹面鏡などの反射素子のみ、あるいは屈折素子と反射素子との両方でもよい。

なお、上述の各実施形態において、投影光学系ＰＬの結像特性を調整するための調整装置（結像特性調整装置）ＬＣが、例えば特開昭６０−７８４５４号公報、特開平４−１３４８１３号公報、特開平１１−１９５６０２号公報、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット等に開示されているような、投影光学系ＰＬの光学素子をＺ軸方向（光軸ＡＸに沿う方向）、θＸ、θＹ方向（光軸ＡＸに対して傾斜方向）を動かすことができる駆動機構、光学素子間の圧力を調整する圧力調整機構、あるいは露光光の波長特性（中心波長など）を調整する機構等を備えることができる。また、調整装置ＬＣは、駆動機構で動かされる光学素子の温度を調整することもできるし、動かされない光学素子の温度を調整することもできる。

なお、上述の各実施形態においては、調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳの温度調整を行っているが、上述の調整装置ＬＣを用いて、例えば照明系ＩＬの光学素子を温度調整してもよい。また、石英あるいは蛍石等からなる光学素子のみならず、露光光ＥＬの光路上に配置される光学部材、例えば照明系ＩＬの光路上に配置されている照明領域ＩＡを規定するブラインド装置や、投影光学系ＰＬの光路上に配置されている開口絞り等の温度調整を、上述の調整装置ＬＣで行ってもよいし、マスクＭの温度調整を、上述の調整装置ＬＣで行ってもよい。

なお、上述の各実施形態において、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような液浸法を適用してもよい。すなわち、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを覆うように、液体の液浸領域を基板Ｐ上に形成し、その液体を介して露光光を基板Ｐ上に照射するようにしてもよい。なお、液体としては、水（純水）を用いてもよいし、水以外のもの、例えば過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体、あるいはセダー油などを用いてもよい。また、液体としては、水よりも露光光に対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

さらに、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１５に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光工程を含む基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 マスクステージ上のマスクを示す平面図である。 調整装置の一実施形態を示す側断面図である。 調整装置の一実施形態を示す平面図である。 温調ユニットを示す斜視図の一部破断図である。 温調ユニットの側断面図である。 熱電素子を示す模式図である。 図８（Ａ）は物体に入射した光の反射、透過、吸収を示す模式図、図８（Ｂ）は電磁波波長と物体の放射率（吸収率）との関係の一例を示す模式図である。 調整装置の動作の一例を説明するための模式図である。 互いに異なるパターンを順次用いて基板を露光する動作を説明するための図である。 調整装置の動作の一例を説明するための模式図である。 調整装置の別の実施形態を示す平面図である。 調整装置の別の実施形態を示す側面図である。 調整装置の別の実施形態を示す平面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…マスクステージ、２…基板ステージ、３…制御装置、４…保持部材、５…鏡筒、１０…温度調整用ユニット、１１…熱電素子、１２…赤外光放射体、１３…支持部材、１４…断熱部材、１５…電力供給装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＣ…調整装置、ＬＳ…光学素子、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、ＰＡ…パターン、ＰＬ…投影光学系、ＲＬ…赤外光

Claims (14)

1. 投影光学系を介して物体上に露光光を照射して前記物体を露光する露光装置において、
   前記投影光学系の光学素子に赤外光を照射して、前記投影光学系の結像特性を調整する調整装置を備え、
   前記調整装置は、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光を放射可能な赤外光放射体と、前記赤外光放射体を加熱する加熱装置とを有し、前記加熱装置で前記赤外光放射体を加熱することによって、前記赤外光放射体より前記赤外光を放射し、前記赤外光で前記光学素子を加熱する露光装置。
2. 前記加熱装置は、熱電素子を含む請求項１記載の露光装置。
3. 前記調整装置は、前記熱電素子に印加する電力を調整することによって、前記赤外光放射体からの前記赤外光の照射を調整可能である請求項２記載の露光装置。
4. 前記調整装置は、前記熱電素子に印加する電力を調整することによって、前記光学素子を冷却可能である請求項２又は３記載の露光装置。
5. 前記光学素子に対して前記熱電素子を複数配置し、前記調整装置は、前記複数の熱電素子のそれぞれを制御して、前記光学素子の温度分布を調整可能である請求項４記載の露光装置。
6. 投影光学系を介して物体上に露光光を照射して前記物体を露光する露光装置において、
   前記投影光学系の光学素子に対向するように配置された熱電素子を有し、前記熱電素子を用いて前記光学素子の温度を調整することによって、前記投影光学系の結像特性を調整する調整装置を備えた露光装置。
7. 前記調整装置は、前記熱電素子に印加する電力を調整することによって、前記光学素子の加熱及び冷却の少なくとも一方を実行可能である請求項６記載の露光装置。
8. 前記熱電素子は前記光学素子に対して複数設けられ、
   前記調整装置は、前記光学素子の温度分布による前記投影光学系の収差を補正するように、前記複数の熱電素子のそれぞれを制御して、前記光学素子の温度分布を調整する請求項６又は７記載の露光装置。
9. 前記調整装置は、所定の熱量を受けることによって所定量の赤外光を放射可能な赤外光放射体を有し、前記熱電素子で前記赤外光放射体を加熱することによって、前記赤外光放射体より前記赤外光を放射し、前記赤外光で前記光学素子を加熱する請求項６〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記調整装置は、前記光学素子を保持する保持部材に、前記露光光の通過を妨げないように支持されている請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
11. 前記調整装置と前記保持部材との間に設けられた断熱部材を備えた請求項１０記載の露光装置。
12. 前記光学素子を形成する材料は石英を含む請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
13. 前記光学素子を保持する保持部材を形成する材料は金属を含む請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。

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