JP3652325B2 - 投影露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
投影露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3652325B2 JP3652325B2 JP2002169089A JP2002169089A JP3652325B2 JP 3652325 B2 JP3652325 B2 JP 3652325B2 JP 2002169089 A JP2002169089 A JP 2002169089A JP 2002169089 A JP2002169089 A JP 2002169089A JP 3652325 B2 JP3652325 B2 JP 3652325B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- projection
- projection lens
- temperature
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投影露光装置及びデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程のうちリソグラフィー工程に使用される際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイスの高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う半導体ウエハの微細加工技術の進展も著しい。この微細加工技術としてマスク（レチクル）の回路パターン像を投影光学系により感光基板上に形成し、感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮小投影露光装置（ステッパー）が種々と提案されている。
【０００３】
このステッパーにおいては、レチクル上の回路パターンを所定の縮小倍率を持った投影光学系を介してウエハ面上のある位置（ショット）に縮小投影して転写を行い、１回の投影転写終了後、ウエハが載ったステージを所定の量移動させて別の位置に再び転写を行うことを繰り返して、ウエハ全面の露光を行っている。
【０００４】
一般に投影光学系を有したステッパーを用いて微細な回路パターンの転写を行う際、該投影光学系を構成するレンズが露光用の紫外光の一部を吸収して、レンズが熱的に膨張して、その表面形状が変化したり、更にはレンズの内部の温度分布が一様でなくなりレンズ内部に不均一な屈折率分布が生じてくる場合がある。この結果、該投影光学系の結像特性が変化してくるという問題があった。
【０００５】
特にレンズの熱吸収に伴って、
（ａ）該投影光学系の焦点位置が変動する
（ｂ）該投影光学系の結像倍率が変動する
ことが大きな問題点となっていた。このうち問題点（ａ）については、焦点位置の変動に合わせてステージを光軸方向に移動させることにより、又、問題点（ｂ）については該投影光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させて結像倍率の変動を補正することによって各々対応している。
【０００６】
又、本出願人は光束が透過するレンズの中心部に比較して周辺部の温度が低くなることを防止する為にレンズの周辺部を加熱することによって、レンズ内部の温度分布を一様に保って投影光学系の光学特性の変動を最小限に抑えようとする方法を特開平５−３４７２３９号公報で提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＬＳＩのチップ面積の拡大に対応して、通常のステッパーよりも露光領域（画面サイズ）を広くとることが可能な所謂ステップアンドスキャン方式の投影露光装置が種々と提案されている。
【０００８】
このステップアンドスキャン方式の投影露光装置は、スリット状の露光領域を有し、ショットの露光は投影光学系に対してレチクルとウエハとを走査することにより行っている。そして１つのショットの走査露光が終了すると、ウエハが載ったステージを所定量移動させてウエハ上の次のショットの走査露光を行なう。これを繰り返してウエハ全体の露光を行っている。
【０００９】
図３６は従来のステップアンドスキャン方式の投影露光装置の要部斜視図である。図中、１０１は回路パターンの描かれているレチクル、１０２は投影レンズ、１０３はウエハＷが載せられた可動のステージである。１０６はアパーチャーであり、スリット開口１０５を有し、レチクル１０１に近接配置している。１０４は照明光束である。
【００１０】
照明光束１０４によって照明されたレチクル１０１上の回路パターンを投影レンズ１０２を介してステージ１０３上のウエハＷに転写する際、レチクル１０１の直前に設けたスリット開口１０５を有するアパーチャー１０６により形成したスリット状の照明光束でレチクル１０１を照明している。これによりレチクル１０１のうちスリット状の照明光束の当たった部分の回路パターンのみがウエハ面Ｗ上に投影転写されるようにしている。
【００１１】
そして図３６に示すようにレチクル１０１を矢印１０７の方向に所定の速度でスキャンすると同時に、レチクル１０１のスキャン速度に投影レンズ１０２の結像倍率を乗じた速度でステージ１０３を矢印１０８の方向にスキャンすることによってレチクル１０１上の回路パターン全体をウエハＷ上に投影転写している。
【００１２】
図３６に示す露光装置において、座標軸を１０９に示す通りに定めたとき、投影レンズ１０２の光軸１１０はｚ軸方向、スリット開口１０５の長手方向はｙ軸方向、レチクル１０１及びステージ１０３のスキャン方向はｘ軸方向となる。
【００１３】
あるショットに対するレチクル１０１面上の回路パターン全体の転写終了後にステージ１０３を所定の量だけ移動、即ちステップしてウエハＷ上の異なるショットに上記の方法で改めてレチクル１０１面上の回路パターンの転写を繰り返している。
【００１４】
次にステップアンドスキャン方式が通常のステッパー方式（スキャンを行わない方式）に比較して露光領域が広くとれる理由を図３７を用いて説明する。露光領域は投影レンズの収差が良好に補正された範囲として制限される。そこで今、投影レンズの収差が補正されている範囲を図３７（Ａ）の円１２１（半径：ｒ）で表し、回路パターンが正方形の範囲に収まっているとする。そうすると露光領域は円１２１に内接する最大の正方形、即ち図３７（Ａ）中の線分１２２のように一辺の長さが
【００１５】
【外１】
【００１６】
の正方形となる。そしてこの正方形の面積２ｒ2が通常のステッパーに於ける露光領域となる。尚ここでは、座標系１２３のｘ，ｙ軸を図中のように正方形１２２の直交する２つの辺の方向に一致するように定めている。
【００１７】
一方、図３７（Ｂ）のように、収差の補正された円１２１に内接する矩形の形状を正方形から長方形に変化させていけば、長方形１２４の長辺（ｙ軸方向）の長さは２ｒに近づく。このとき長方形１２４でｘ軸方向に回路パターンをスキャンすることによりパターン全体を転写すれば、露光領域はスキャン可能な長さをｓとして、面積２ｒｓで決定され、上記の面積２ｒ2より大きく取れる。ステップアンドスキャン方式は以上のようにして露光領域の拡大を図っている。
【００１８】
ステップアンドスキャン方式では上述のようにスリット状の照明光束を用いて投影露光をしている為、投影レンズ１０２内部を透過する光束も光軸１１０に関して回転対称にはならない。例えば典型的な場合では、図３８に示すようｙ軸方向に伸びた温度分布になる。図３８中で、１３１は投影レンズ１０２を構成する光学エレメントの一部をｘ，ｙ面内に描いたものであり、斜線部１３２は実際に光束が透過する範囲を摸式的に示してある。
【００１９】
前述の通り投影レンズが露光光の一部を吸収すると熱的変化により光学特性が変化することが問題となる。特に図３８に示すように、投影レンズの光軸に関して回転対称でない熱吸収（温度分布）がある場合には、レンズの波面収差が回転非対称となり、焦点位置，結像倍率等の光学特性が回転非対称となり、非点収差等の回転非対称な収差が生じる。従って、投影レンズの解像力が低下する。
【００２０】
更にレチクル上のパターン光透過率の不均一性、四重極照明等の新たな照明方法の普及等を考えると、投影レンズの温度分布が光軸に関して回転対称になることは多く、非回転対称な波面収差が発生する機会も多い。
【００２１】
本発明の目的は、解像力の低下を防止又は小さくすることができる投影露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【００２２】
【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第１物体をスリット状の光で照明する手段と、前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる光学特性の非回転対称性を実質的に補正する補正手段と、を有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項２の発明の投影露光装置は第１物体をスリット状の光で照明する手段と、前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる前記走査の方向と該走査方向に直交する方向に関する光学特性の差を補正する補正手段と、を有していることを特徴としている。
【００２４】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において前記補正手段は、前記露光により生じた前記投影レンズの光軸に関して非回転対称な温度分布を、略回転対称な温度分布に変換する温度制御手段を有することを特徴としている。
【００２５】
請求項４の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分に熱を与える加熱手段を有することを特徴としている。
【００２６】
請求項５の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分を冷やす冷却手段を有することを特徴としている。
【００２７】
請求項６の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの複数のレンズの温度分布を制御することを特徴としている。
【００２８】
請求項７の発明のデバイスの製造方法は請求項１〜６の何れか１項記載の投影露光装置を用いてデバイスパターンをウエハに露光する段階と、該ウエハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明をステップアンドスキャン方式の投影露光装置に適用した際の実施例１の要部概略構成を表している。
【００３０】
本実施例の以後の説明を容易にする為、予め座標系を１のように決めておく。即ちｘ，ｚ軸は紙面内にあり、ｙ軸は紙面と直交する方向にある。
【００３１】
本実施例の構成は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置の本体部分と、該投影露光装置の投影光学系に発生する波面収差を計測する計測部分に大別できる。そこでまず投影露光装置の本体部分の各要素を説明する。２は紫外光を発する露光用の光源、３は光源２からの光のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うシャッター、４は入射する光束を直線偏光（例えば紙面内に偏光面を有する）に変換する偏光板、５はハーフミラー、６は照明レンズ、７はｙ方向に伸びたスリット状の開口を有するアパーチャー、８は回路パターンの描かれているレチクル（第１物体）、９は縮小投影レンズ（投影光学系）、そして１０はウエハ（第２物体）Ｗの載置されているステージである。
【００３２】
光源２からの光は、順にシャッター３と偏光板４を通り、直線偏光となりハーフミラー５で反射し、照明レンズ６で集光されて、アパーチャー７を介してレチクル８上の回路パターンを照明している。又、レチクル８とステージ１０は共にｘｙ平面に平行に置かれており、レチクル８を矢印１１で示す方向にスキャンすると同時にステージ１０を矢印１２で示す方向にレチクル８のスキャン速度に投影倍率を乗じた速度比でスキャンすることにより、レチクル８上の回路パターン全体をステージ１０に載ったウエハＷ上に投影転写している。そして、該ウエハＷを公知の現像処理工程を介してこれより半導体デバイスを製造している。
【００３３】
図１ではスリット開口を有するアパーチャー７をレチクル８の直前に配置しているが、レチクル８上にｙ方向に長く伸びたスリット状の照明光束が当たっているようにすれば良く、例えばアパーチャー７を照明光束中でレチクル８と光学的に共役な位置に設ける構成としても良い。
【００３４】
又、本実施例の投影レンズ９には周辺部に温度調整装置１３，１４を設けており、後述するように制御手段１５と装置１３，１４を用いて投影レンズ９を構成するレンズのレンズ内部の温度分布を調整するようにしている。又、ステージ１０にはフォーカス調整装置１６を設けており、投影レンズ９のピント位置の変化（フォーカスエラー）に対して、制御手段１５からの指示によってウエハＷの高さの調整ができるようにしている。
【００３５】
次に波面収差の計測部分の構成について説明する。２０はレーザー等の高コヒーレンスの光束を発する光源、２１はコリメーターレンズで光源２０からの光を平行光としている。２２は光源２０からの光のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うシャッター、２３はハーフミラー、２４は平面ミラーで参照光を得ている。２５は偏光板で入射する光束を直線偏光（紙面と垂直方向に偏光面を有する。）としている。２６は結像用レンズであり、ＣＣＤカメラ２７に干渉縞を形成している。２８は演算手段であり、ＣＣＤカメラ２７からの信号を用いて後述するように投影レンズ９の波面収差を求めている。
【００３６】
本実施例において光源２０を発した光はコリメーターレンズ２１で平行光束に変換され、シャッター２２を介して矢印３０で示す向きにハーフミラー２３に入射する。前記光束の略半分はハーフミラー２３で反射し、矢印３１の方向に向きを変え、平面ミラー２４で矢印３２の方向に反射された後、再びハーフミラー２３に入射し、このうちハーフミラー２３を透過した光束は矢印３３で示すように結像レンズ２６で集光され、ＣＣＤカメラ２７に入射する。即ち、この経路を通った光束は投影レンズ９の波面収差を干渉法によって計測する際の参照光となる。
【００３７】
一方、シャッター２２からの光束のうちハーフミラー２３に入射した光束の残り半分はハーフミラー２３を透過し、矢印３４で示す向きに進行し、偏光板２５で直線偏光に変換された後、ハーフミラー５を透過して照明レンズ６，アパーチャー７を介して投影レンズ９へと導かれる。そして投影レンズ９を透過した光束はステージ１０上のウエハ表面Ｗａで反射され、再び投影レンズ９を透過した後、矢印３５で示すように元の経路を逆にたどり、ハーフミラー２３で反射されて矢印３６で示す向きに進行方向を変えて結像レンズ２６で集光され、ＣＣＤカメラ２７に入射する。この経路を通った光束には投影レンズ９の波面収差の情報が含められており、前記矢印３３のように進行する参照光束とＣＣＤカメラ２７面上で干渉させ、該ＣＣＤカメラ２７で干渉縞を観測することにより投影レンズ９で発生している波面収差の量を求めている。
【００３８】
即ち、本実施例では投影レンズ９を所謂トワイマングリーン型の干渉計の一部として組み込むことにより、投影レンズ９の波面収差を計測している。前記干渉縞はＣＣＤカメラ２７によって画像データに変換され、演算手段２８によって波面収差の非対称性及び大きさ等を算出している。そして前記算出された波面収差のデータを制御手段１５に送り、制御手段１５は前記波面収差量が小さくなるように補正手段としての温度調整装置１３，１４及びフォーカス調整装置１６の制御を行う。
【００３９】
次に本実施例で用いている偏光板４及び偏光板２５の働きについて説明する。露光用の光源２を発した光は前述の通りレチクル８を照明し、投影レンズ９を通してステージ１０上のウエハＷに達し、該ウエハ表面Ｗａに塗られたレジストを感光させるが、その光束の一部はウエハ表面Ｗａで反射された投影レンズ９を逆方向に透過する。この光束の一部はこの後ハーフミラー５を透過してノイズ光となり波面収差計測用のＣＣＤカメラ２７にまで到達する。このときの光束は波面収差計測時の計測精度を劣化させる原因となる。
【００４０】
そこで本実施例では偏光板４で露光用の光束を、例えば図１の紙面内に偏光面を有する直線偏光に変換すると共に、波面収差計測用のレーザー光に対して図１の紙面と垂直方向に偏光面を有する光束のみを透過させる偏光板２５を設けている。そうすることにより、光源２を出てウエハ表面Ｗａで反射した光のうち波面収差計測用のＣＣＤ２７に向かう成分を偏光板２５で遮蔽している。
【００４１】
次に本実施例で用いている温度調整装置１３，１４について説明する。温度調整装置１３，１４は投影レンズ９内のレンズエレメントが露光光を吸収することにより温度分布が光軸に関して回転非対称になってしまうのを補正する為に設けている。その第１の方法としてはレンズエレメントの周辺で温度が低い部分に外部から熱を与えることにより、レンズ全体の温度分布を光軸に関して回転対称になるようにしている。又、第２の方法としてはレンズエレメントの周辺で温度が高い部分を外部から冷却することにより全体の温度分布が光軸に関して回転対称になるようにしている。
【００４２】
以下、この２通りの方法を説明する。ここでは温度調整装置として前者を加熱手段、そして後者を冷却手段と呼ぶことにする。
【００４３】
本実施例の説明では、温度調整装置として加熱手段を用いる場合について主な説明を行う。図２は図１中の投影レンズ９を構成する光学エレメントの一部をｘｙ面の断面で描いたものであり、その際、座標軸は４０に示すようにとってある。図中４１はレンズ、斜線部４２は光束が透過する範囲を表している。
【００４４】
本実施例では前に説明した通り、ｙ軸方向に伸びたスリット状の光束でパターンの照明を行っているので、投影レンズ９の内部を透過する光束は、該投影レンズ９の光軸を含んだｘ，ｚ面（図２中の点線４３で表す）、及び前記光軸を含んだｙ，ｚ面（同点線４４）に関して対称性を有するが、前記光軸に関する回転対称性は持たない、即ち典型的な場合には、図２中の斜線部４２に示すような分布となる。その場合、ｘ軸方向，ｙ軸方向で熱吸収による温度分布が非対称になり、大きな非点収差の原因となる。
【００４５】
その非対称な温度分布に対して、本実施例では上昇温度の低い部分に温度調整装置として加熱手段を設け、レンズ内部の温度分布が前記光軸に関して回転対称になるように加熱し、補正することを特徴としている。その為、本実施例では加熱手段をレンズ周辺部のうち点線４３及び点線４４に関して対称な位置に設置している。レンズ周辺部に２個の加熱手段１３及び１４を設ける場合には、上昇温度が小さく且つ上記の対称性を満たす位置、即ち図２に示す位置としている。
【００４６】
次にレンズ４１の熱吸収後の温度分布と形状及び加熱手段１３，１４で修正を行った後の温度分布と形状について説明する。
【００４７】
まず、図２の斜線部４２で示す部分を光束が透過すると、該光束の一部が吸収され、温度分布は図３で示すようになる。図３は温度の等高線分布を摸式的に示したものであり、中心部ほど温度が高くなっている。
【００４８】
図４，図５は上記の温度分布によって熱的に変形した後のレンズ形状の断面を示している。図４はレンズ４１の中心軸５０を含んだ断面のうち、座標系５１で示されるようにｘ，ｚ面方向の形状を表す。図４中の５２は変形前のレンズ形状であり、斜線部５３，５４は熱により膨張した部分である。図５は図４と同一のレンズを座標系１で示すようにｙ，ｚ方向の断面で表示したものである。斜線部５６，５７は熱により膨張した部分であるが、図４と比較すると横方向に長く拡がっている。
【００４９】
次に加熱手段１３，１４を働かせた後の温度分布、形状について説明を行う。本実施例では図３に示した温度分布を有するレンズ４１に対して、レンズ４１周辺の温度の低い位置に設けた加熱手段１３，１４の加熱量を最適に制御することによってレンズ４１の温度分布が図６に示すように中心に関して対称となるようにしている。
【００５０】
図７，図８はこのときのレンズ４１の断面形状を示している。図７は図４と同様のレンズ４１のｘ，ｚ方向の断面である。図中、斜線部６０，６１が熱により膨張した部分を表す。一方、図８は図５と同様、レンズ４１のｙ，ｚ方向の断面を表す。図中、斜線部６２，６３が熱によって膨張した部分である。この場合、温度分布、形状変化ともｘ，ｙ方向での非対称性は現れないので、波面収差が回転対称となり、非点収差は発生せず、結像位置や倍率のｘ，ｙ方向に関する不一致も生じない。
【００５１】
具体的な加熱手段としてはニクロム線等の発熱体を適切な熱抵抗を持った物質を介してレンズエレメントに接触させた構成とし、その制御を該発熱体に供給される電圧又は電流を変化させることにより行っている。
【００５２】
加熱手段を用いることにより結像位置や倍率の光軸に関する非回転対称性は補正されるが、この種の光学特性の予め決めた位置や値からのずれは残っている。従って、結像位置のずれについては、ウエハステージを光軸方向に移動して補正し、倍率のずれについては投影光学系の光学エレメントやレチクルを光軸方向に移動して補正する。
【００５３】
次に本実施例において温度調整装置１３，１４として冷却手段を用いる場合について図９を用いて説明する。図９は、図２を用いて説明したように、レンズ４１の斜線部４２を露光光が透過する様子を示している。そしてその際にはｙ方向に伸びた範囲で温度の上昇が起こることは前述の通りである。ここで温度調整装置としての２つの冷却手段１３′，１４′をレンズ４１の周辺部のうち、図９に示す位置に設け、その部分の温度を制御することにより、レンズ４１の温度分布を図６で説明したように中心に対して対称な形に補正している。
【００５４】
具体的な冷却手段としては、例えばレンズ周辺部の冷却手段を装着した位置に冷却した気体を吹き付け、その気体の温度及び吹き付け量を制御手段１５によって制御する構成を用いている。
【００５５】
次に上記各実施例の温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′及びフォーカス調整装置１６の制御の方法について説明する。図１０は投影レンズ９に発生する波面収差に対応した干渉縞を表し、ＣＣＤカメラ２７によって得られるものである。図１０（Ａ）はスリット状の照明光束を用いた露光によって投影レンズ９に非点収差が発生している状態である。図１０（Ｂ）は温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′を動作させることにより、非回転対称な波面収差を、光軸に関して回転対称となるように補正を行ったものである。図１０（Ｂ）の状態では、球面収差が多少発生して投影レンズ９の最良のフォーカス位置が変動してしまっているので、フォーカス調整装置１６によりステージ１０の上下方向の位置を微調整することにより、ＣＣＤカメラ２７から出力される干渉縞を図１０（Ｃ）の状態、即ちほとんど無収差で干渉縞が現れない状態に調整している。
【００５６】
ＣＣＤカメラ２７で得られた干渉縞のデータは演算手段２８に送られ、そこで干渉縞の非回転対称性、大きさ等を表すデータを制御手段１５に送っている。制御手段１５は前記波面収差の非回転対称性、大きさ等のデータからそれらの量が減少するように温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′及びフォーカス調整装置１６の制御を行っている。このような制御を行うことにより、投影レンズ９の結像位置，結像倍率と収差の回転非対称性を補正することができる。
【００５７】
ここで制御手段１５による制御を行った後に計測される波面収差のデータは再び同様の処理により制御手段１５の制御にフィードバックしている。即ち、一連の制御系をフィードバック系とし、高精度に投影レンズ９で発生した非回転対称な波面収差を補正することができる構成としている。
【００５８】
以上の各実施例の説明では屈折レンズのみで構成される光学系を念頭に説明を行ったが、投影光学系として屈折レンズ，ビームスプリッター，反射ミラー系を組み合わせたカタディオプティック光学系を用い、その屈折レンズ部分、ビームスプリッター部分及び反射ミラーの部分に本発明を同様に適用することができる。
【００５９】
以上の各実施例では２つの温度調整手段をレンズエレメントの周辺部に設けるとして主な説明を行っているが、その数は２つに限ったものではない。投影光学系が複数個の光学エレメントから構成されている場合、本発明を適用するのはその内の１つの光学エレメントに限る必要はなく、２つ以上の光学エレメントに対して同時に本発明を適用し、温度調整装置の制御も本発明を適用した各光学エレメント毎に独立に行うことが可能である。
【００６０】
又、本実施例では偏光板４及び２５，ハーフミラー５を用いることにより、回路パターン焼き付けの為の露光と投影レンズの波面収差の計測を同時に行えるようにしているが、光をより効率的に使う為に、露光と波面収差の計測を時系列的に反復して行う構成とすることもできる。即ち、ハーフミラー５の代わりに通常のミラー５ａを用いて光源２からの光束が全て照明レンズ６に導かれるようにして露光を行う。その際、シャッター２２は閉じておく。
【００６１】
次にシャッター３を閉じると共に前記ミラー５ａを取り除き、更にシャッター２２を開けて光源２０からの光束が投影レンズ９に入射して波面収差の計測を行う。次に再び前記ミラー５ａを挿入すると共にシャッター３を開け、同時にシャッター２２を閉じることにより露光を開始する。
【００６２】
以上の操作を繰り返し行うことにより、実質的には露光と波面収差の計測を同時に行うのと略同様の精度で投影レンズ９に発生する波面収差の補正を行うことが可能になる。そしてこの場合には偏光板４及び偏光板２５は不要になる。
【００６３】
本実施例の説明では、光軸に関して非回転対称な温度分布や形状を有するレンズをレンズ周辺部より加熱又は冷却を行うことによって波面収差の非回転対称性を補正しているが、加熱と冷却を組み合わせても良い。
【００６４】
一方、非回転対称な形状のみを補正する為には補正手段としてレンズに力学的な力を加えることによっても可能である。例えば図１１に示すようにレンズ４１に対して斜線部４２のような形状の光束が入射する場合、前述の通りｘ方向とｙ方向ではレンズは異なった形状となる。そこで、レンズ内部の屈折率分布の非回転対称性が無視できる場合には、図中矢印７０及び７１で示す方向に力学的な力を加えることにより、レンズ４１の形状を光束が透過する中心部付近でｚ軸に関して略回転対称となるようにしても良い。
【００６５】
図１２は本発明の実施例２の要部概略図であり、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置を示している。図中、２０１は第１物体としてのレチクル（マスク）であり、その面上には回路パターンが形成されている。２０２は縮小投影レンズ（投影光学系）、２０３は可動のステージであり、第２物体としてのウエハＷを載置している。２０４は照明系（不図示）からの照明光束である。
【００６６】
２０６はアパーチャーであり、その一部にスリット開口２０５が設けてあり、レチクル２０１に近接配置している。尚アパーチャー２０６（スリット開口２０５）はレチクル２０１の直前に設ける他に照明光学系（不図示）中でレチクル２０１と光学的に共役な位置に設けても良い。２０７はｘ，ｙ，ｚ軸を示す座標系を示している。
【００６７】
２２１，２２２はヒータ線等の加熱手段であり、投影レンズ２０２の所定のレンズ（光学エレメント）の周辺部に設けている。２２３はコントローラ（制御手段）であり、メモリ２２４からの情報に基づいて加熱手段２２１，２２２の加熱を制御している。２１１〜２１４は光線であり、レチクル２０１上の回路パターンからの回折光がステージ２０３上のウエハＷに到達するまでを摸式的に描いている。
【００６８】
本実施例においては、照明光束２０４でスリット状に照明したレチクル２０１面上の回路パターンを投影レンズ２０２によりウエハＷに投影露光している。本実施例では投影光学系２０２の光軸２０８をｚ軸方向に、スリット開口２０５の長手方向をｙ軸方向と一致するようにとっている。
【００６９】
ここでレチクル２０１、ステージ２０３は共にｘｙ平面に平行に配置しており、図２４に示すのと同様にレチクル２０１を不図示の移動ステージに載せてｘ軸方向にスキャンすると同時にステージ２０３をレチクル２０１のスキャン速度に投影レンズ２０２の投影倍率を乗じた速度でｘ軸方向に同期してスキャンすることにより、レチクル２０１上の回路パターン全体をステージ２０３に載ったウエハＷ上に投影転写している。そして該ウエハに公知の現像処理を行い、半導体デバイスを得ている。
【００７０】
本実施例はスリット状の光束に基づく投影露光に伴い、投影レンズ２０２を構成するレンズが露光光を吸収したときの光学特性の変化をレンズに照射されるスリット状の光束の状態を考慮して、レンズの周辺部の所定位置に加熱手段２２１，２２２を設け、コントローラ２２３によりメモリ２２４からの情報（データ）に基づいて加熱制御することにより温度分布を均一にして効果的に防止している。
【００７１】
次に本実施例の加熱手段２２１，２２２の特徴について説明する。
【００７２】
図１３は図１２の投影レンズ２０２を構成する光学エレメントの一部をｘｙ断面で描いた概略図である。図中、２３１はレンズ、斜線部２３２は投影露光に伴いレンズ中を光束が透過する範囲を表している。
【００７３】
本実施例では図１２で示した座標系の通りｙ軸方向に伸びたスリット状の光束でレチクル２０１面上の回路パターンの照明を行っている。この為、投影レンズ２０２の内部を透過する光束は光軸２０８を含んだｘ，ｚ面（図１３中、点線２３３で表す）、及び光軸２０８を含んだｙ，ｚ面（同点線２３４）に関して対称性を有するが、光軸２０８に関する回転対称性は持たない、即ち典型的な場合には図１３中の斜線部２３２に示すような分布となる。
【００７４】
その場合、ｘ軸方向，ｙ軸方向で熱吸収による温度分布が非回転対称になり、結像位置や倍率等の光学特性が非回転対称となる。特に、温度分布の非回転対称に基づいて非点収差が多く発生してくる。
【００７５】
そこで本実施例では、図１３に示すようにレンズ表面での非対称な温度分布に対して、上昇温度の低くなるスリット開口２０５の短手方向（スリット開口２０５の長手方向と直交する方向の部分）に複数の加熱手段２２１，２２２を設け、レンズ内部の温度分布を光軸２０８に関して回転対称になるように補正している。即ち、加熱手段２２１，２２２をレンズ２３１の周辺部のうち点線２３３及び点線２３４に関して対称な位置に設置している。
【００７６】
図１３のようにレンズ周辺部に２個の加熱手段を設ける場合には、上昇温度が小さく且つ上記の対称性を満たす位置、即ち図１３に示すｘ方向の位置とするのが良い。
【００７７】
図１４は多くの加熱手段２２１ａ〜２２１ｃ，２２２ａ〜２２２ｃを設けて精度の高い温度制御を行う場合を示しており、この場合にも加熱手段２２１ａ〜２２１ｃ，２２２ａ〜２２２ｃは上記の対称性を満たす位置に設置している。
【００７８】
次に本発明に係る加熱手段２２１，２２２の加熱制御について説明する。
【００７９】
本実施例においては、加熱を行う際には、まず加熱を行わない場合の温度分布を正確に求め分布の非対称性を補正する為に最適な加熱量を求めている。レンズが露光光を吸収することによる温度上昇、変形を実験的に測定し、該測定量に基づいて加熱手段２２１，２２２を制御しても良いが、本実施例では図１３での斜線部２３２に示したようなレンズに非回転対称な熱吸収があった場合の温度分布と形状の変化をシミュレーションによって求めている。例えば投影露光開始後の時間と透過光束の総エネルギー等の関数として表されるように求めている。
【００８０】
一般に物体が熱を吸収して温度が上昇し、それに伴い形状が変化するという過程は、有限要素法を用いて精度良くシミュレーションできることは良く知られている。図１５はこの有限要素法の為の解析モデルの説明図である。
【００８１】
図１３の熱吸収は点線２３３及び点線２３４に関してそれぞれ対称性を持つので、解析モデルは図１３のレンズ２３２の面積の１／４の部分、即ち図１５に示した部分を考えれば良い。図１５はレンズの面積のうち１／４の部分を有限要素法解析の為にメッシュ状に分割した状態を摸式的に示しており、斜線部２４２で熱吸収が起こっているとしている。
【００８２】
図１５において、２０８は図１２中に示した投影光学系２０２の光軸である。適当な境界条件を設定して有限要素法解析を行うことにより、上記のような熱吸収があった場合の温度分布は、例えば図１６に示すように求められる。
【００８３】
図１６において、２３１はレンズを表し、色の濃さが温度に対応している。図１６から明らかのようにレンズ２３１の中心部から周辺にいくに従って温度が下がっていること、分布の形状がｙ軸方向の伸びていること等が読み取れる。
【００８４】
図１７，図１８に上記の温度分布によって熱的に変形した後のレンズ形状の断面図を示す。
【００８５】
図１７は光軸２０８を含んだｘ，ｚ面方向の断面を示す。図１７において、２４１は変形前のレンズ形状であり、斜線部２４２，２４３は熱により膨張した部分である。同様に図１８はｙ，ｚ方向の断面であり、斜線部２４４，２４５は熱により膨張した部分である。以上の方法によって加熱手段２２１，２２２を動作させない場合にレンズに発生する温度分布、形状変化を求めている。
【００８６】
そして次に、図１６〜図１８を用いて示した非対称な温度、形状分布が発生しないように、加熱手段２２１，２２２によりレンズに与えるべき熱量を決定している。その際には有限要素法のシミュレーションで与える熱量はトライアンドエラーで最適な値を決めている。そのように決定されたデータは、図１２中のメモリ２２４に記憶し、露光中はコントローラ２２３がメモリ２２４からのデータに基づいて加熱手段２２１，２２２を制御するようにしている。
【００８７】
具体的な加熱手段としては、例えばニクロム線等の発熱体を適切な熱抵抗を持った物質を介してレンズエレメントに接触させた構成とし、その制御は該発熱体に供給される電圧又は電流を変化させることにより行っている。
【００８８】
次に本発明に係る加熱制御手段を利用して加熱手段２２１，２２２を加熱制御することによって得られるレンズの温度分布及び形状変化を示す。
【００８９】
図１９は加熱手段（不図示）よりレンズ２５１に加える熱量を最適になるように制御した際に得られる温度分布の説明図である。加熱手段２２１，２２２によりレンズ２５１のうちの熱吸収による温度上昇が少ない部分に熱を加えることにより、図１９に示すようなｘ，ｙ軸方向で略対称な温度分布を得ている。
【００９０】
図２０はレンズ２５１の形状変化を示す光軸２０８を含むｘ，ｚ面方向の断面図である。図中、２５２は変形前のレンズ形状、斜線部２５３，２５４は熱によって膨張した部分を表す。
【００９１】
図２１は同様にレンズ２５１の形状変化を示す光軸２０８を含むｙ，ｚ面方向の断面図である。図中、２５２は変形前のレンズ形状、斜線部２５５，２５６は熱によって膨張した部分を表す。この場合、温度分布、形状変化ともｘ，ｙ方向での非対称性は現れないので、従来の技術で補正することが難しい非点収差は発生しない。尚、加熱手段の代わりに、又は組み合わせて、図９で示したような冷却手段を用いても良い。
【００９２】
図２２は本発明の実施例３の要部概略図である。
【００９３】
本実施例は所謂ステッパに適用した際の概略構成を表している。この後の説明を容易にする為、予め座標系を３０１のように決めておく。
【００９４】
図中、３０２は不図示の照明光学系より発せられる照明光束、３０３は回路パターンの描かれているレチクル、３０４は縮小投影レンズ、そして３０５はウエハの載置されているステージを表す。ここで、レチクル３０３及びステージ３０５はｘｙ面に平行、投影レンズ３０４の光軸はｚ軸に平行になるように配置している。
【００９５】
照明光束３０２はレチクル３０３上の回路パターンを照明し、図中３０６及び３０７で示す回折光が発せられる。そして回折光３０６，３０７は投影レンズ３０４を介して夫々像空間の光束３０８，３０９へと変換され、ステージ３０５に載置された半導体ウエハＷ上に回路パターンを結像する。前記ウエハＷ上には照明光束３０２の波長に対して化学変化を起こすレジストが塗布されており、レチクル３０３上の回路パターンの転写を行う。
【００９６】
図中３１０，３１１，３１２，３１３は本実施例の本質となる温度制御装置であり、投影レンズ３０４を構成するレンズエレメントの周辺部に設けられている。ここで温度制御装置３１０〜３１３はメモリ３１５に蓄えられた情報に基づいてコントローラ３１４によって制御される。
【００９７】
本実施例の説明の為、レチクル３０３として図２３に示したものを考える。図２３はレチクル３０３を座標軸３０１で示すようにｘｙ面内で描いたものであり、周辺の黒い部分では照明光束３０２は完全に遮光される。簡単の為レチクル３０３上に２つの領域３２２，３２３を考え、３２２は光遮光部よりも光透過部を多く含むパターンから構成され、３２３は逆に光透過部よりも光遮光部を多く含むパターンから構成されるとする。その為、領域３２２と３２３を比較すると透過する光量は全体として領域３２２の方が領域３２３よりも多くなっている。領域３２２と３２３はその部分を透過して投影レンズ３０４に入射する光量の違いを示している。
【００９８】
図２２においてレチクル３０３からの回折光３０６，３０７を異なった本数で示したのは回折光３０６，３０７が夫々図２３中の相異なる領域３２２，３２３のパターンからの回折光であることを分かり易くする為である。
【００９９】
図２４は領域３２２，３２３にあるパターンからの回折光が投影レンズ３０４に入射する様子を説明したものである。図２４において、３２６は投影レンズ３０４を構成するレンズエレメントの１枚をｘｙ面内で示したものである。簡単の為、レンズエレメント３２６として投影レンズ３０４の内部でレチクル３０３に近い部分に配置されているものを考える。するとそこに入射する光束は、レチクル３０３上の領域３２２に対応する部分では大きく、領域３２３に対応する部分では小さくなり、摸式的に示すと図２４中の斜線部３２７のようになる。
【０１００】
前述の通り、レンズを光束が透過すると硝材が熱を吸収して光学特性の変動が生ずる。図２４で３２７で示した部分に光束が入射して熱が吸収されるとそこにできる温度分布は図２５に示すものとなる。
【０１０１】
図中、３３１は座標軸３２５と同様の座標軸であり、レンズエレメント３２６の温度分布を色の濃淡によって示している。中央の色の濃い部分ほど温度が高いことを表す。温度分布が図２５のように光軸に関して非回転対称になってしまうと、そこで発生する波面収差（結像位置，結像倍率）が問題となることは前述した通りである。
【０１０２】
本発明は図２２に３１０〜３１３で示した温度制御装置を用いることにより、図２５のような非回転対称な温度分布の補正を行うものである。ここでレンズエレメント３２６はレチクル３０３に近い位置に配置されているとしているので、レンズエレメント３２６は温度制御装置３１０によって温度の制御が行われるとする。
【０１０３】
図２５で３３２〜３３９は夫々の温度を独立に制御することが可能な加熱手段であり、全体として温度制御装置３１０を構成している。加熱手段３３２〜３３９はレンズエレメント３２６の周辺部に密着して等間隔に配置され、夫々はニクロム線等の抵抗体を内蔵して、そこに流す電流を制御することによって温度の調整を行うものである。
【０１０４】
図２５の場合には、レンズエレメント３２６の周辺部のうち、温度の低い部分に配置されている加熱手段３３２，３３３，３３５，３３６の温度を主として上昇させることにより、図２６に示すような光軸に関して対称な形状の温度分布に変換することができる。ここで加熱手段３３２〜３３９に与える電流の量は、図２２中のコントローラ３１４によって制御される。
【０１０５】
投影レンズ３０４中の他のレンズエレメントに関しても、同様の構成を持った温度制御装置３１１〜３１３を用いることにより、光軸に関して非対称に発生する温度分布を補正することが可能になる。温度調整装置を用いるだけでは光軸に関して回転対称な温度分布や形状変化に伴なう光学特性の変化は補正できないが、この種の光学特性の変化はステージ又は光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させるという従来の方法で補正することが可能なことは前述の通りである。ここで温度制御装置の数として３１０〜３１３の４つに限られたものでないことは言うまでもない。
【０１０６】
図２２中のメモリ３１５には、レチクル３０３上の回路パターンの情報、各回路パターンからの回折光によって投影レンズ３０４中の各レンズエレメントに発生する温度分布の情報、それらの温度分布を補正する為に温度制御装置３１０〜３１３に与える熱量の情報、等が保存されており、コントローラ３１４はそれらの情報に基づいて温度制御装置３１０〜３１３の制御を行う構成となっている。
【０１０７】
本実施例の説明では温度制御装置として図２５の３３２〜３３９で示したように温度の低い部分の温度を上昇させる加熱手段を用いたが、図９に示したような温度の高い部分の温度を低下させる冷却手段を用いても同様の効果が得られる。 図２７は本発明の実施例４の要部概略図である。本実施例はステッパに適用した際の概略構成を表している。
【０１０８】
図中、３４１は説明の為に用いる座標軸、３４２は光源を含む照明光学系、３４３，３４４は照明光束、３４５は回路パターンの描かれたレチクル、３４６は縮小投影レンズ、３４７は不図示のウエハが載置されたステージを表し、レチクル３４５上の回路パターンが投影レンズ３４６を介して前記ウエハＷ上に転写されるのは実施例３と同様である。
【０１０９】
本実施例では照明光学系にアパーチャ３４８を挿入して照明用の光束を制限し、照明レンズ３４９を介して前記２つの斜入射照明光束３４３，３４４を得ているのが特徴である。アパーチャ３４８は通常の場合において照明光学系の有効光源面、即ちレチクル３４５とは光学的にフーリエ変換の関係にあり、一方、投影レンズ３４６の瞳位置（図中点線３５０で示す）とは光学的に共役な関係になる位置に配置される。
【０１１０】
アパーチャ３４８としては、例えば図２８に示すものが用いられる。図２８中、３６１は座標軸であり、アパーチャ３４８がｘｙ面に平行に設置されることを表す。アパーチャ３４８には２つの開口３６２，３６３が設けられており、前記開口を透過した光束が照明レンズ３４９を介して２つの照明光束３４３，３４４としてレチクル３４５上の回路パターンを互いに対称な光路に沿って斜め方向から照明する構成となっている。このような照明方法を採用することにより、レチクル３４５上でｘ方向に繰り返し周期を有する周期パターンの解像度が向上する。
【０１１１】
この考え方を更に進めて、アパーチャ３４８として図２９のように４つの開口３６４〜３６７を有するものを用いることにより、レチクル３４５上でｘ方向に繰り返し周期を有するパターンと共にｙ方向に繰り返し周期を有するパターンの解像度を向上させることもできる。
【０１１２】
上述の変形照明法により解像度が向上する理由については、例えば“Proc.SPIE No.1674 Optical/Laser Microlithography V,P.92(1992) ”等に詳しく記載されているのでここでは説明を省略する。
【０１１３】
アパーチャ３４８は、前述の通り投影レンズ３４６の瞳位置３５０と共役な位置に設置されるので、前記アパーチャ３４８の開口部の像が、投影レンズ３４６の内部の瞳位置３５０の近傍に形成されることになる。その影響を図３０を用いて説明する。
【０１１４】
図中、３７２は前記瞳位置３５０近傍にあるレンズエレメントのうちの１枚を表す。アパーチャ３４３として図２８に示したものを用いると、レンズエレメント３７２には斜線３７４，３７５の位置に光束が集中的に入射することになり、その結果、レンズエレメント３７２の温度分布は図３１に示すように光軸に関して非回転対称な分布になってしまう。
【０１１５】
図３１中、色が濃い部分ほど温度が高いことを表すのは前述の図２５及び図２６の説明の場合と同様である。図３１中の３８１〜３８８は実施例３で３３２〜３３９として説明したものと同様の加熱手段であり、この場合には加熱手段３８１，３８５の温度を主として上昇させることにより、レンズエレメント３７２の温度分布を図２６で説明したような回転対称な形に補正することができる。
【０１１６】
又、アパーチャ３４８として図２９に示すものを用いれば、レンズエレメント３７２には図３２の斜線３９１〜３９４で示す部分に光束が集中的に入射するようになり、その結果、レンズエレメント３７２の温度分布は図３３に示すようになる。この場合には、加熱手段３８１，３８３，３８５，３８７の温度を主として上昇させることにより、レンズエレメント３７２の温度分布を図２６で示すように対称な形に補正することができる。
【０１１７】
図３１及び図３３で３８１〜３８８として示した加熱手段は、全体として図２７で３５１で示す温度制御装置を構成している。温度制御装置３５１はメモリ３５３の情報に基づいてコントローラ３５２によって制御されるのは実施例３と全く同様であるので説明を省略する。
【０１１８】
本実施例の説明では温度制御装置として、温度の低い部分の温度を上昇させる加熱手段を用いたが、図９に示したような温度の高い部分の温度を低下させる冷却手段を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１１９】
本実施例では光軸に関して回転対称な温度分布、形状変化の発生によって引き起こされる光学特性の変化は、従来と同様にステージ又は光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させることにより補正している。
【０１２０】
以上の説明は投影光学系が屈折レンズのみで構成されている場合について説明したが、投影光学系として屈折レンズ、ビームスプリッター、反射ミラー系を組み合わせたカタディオプティック光学系でも良く、その屈折レンズ部分、ビームスプリッター部分、及び反射ミラーの部分に本発明同様に適用することができる。又、投影光学系が反射ミラー系のみで構成される場合にも適用することができる。
【０１２１】
又、投影光学系が複数個の光学エレメントから構成されている場合、加熱制御手段をそのうちの１つの光学エレメントに限って設ける必要はなく、２つ以上の光学エレメントに対して同時に適用しても良い。又、このときの加熱制御手段の制御を各光学エレメント毎に独立に又は並列的に行っても良い。
【０１２２】
上記各実施例において加熱手段の代わりに用いる冷却手段としては冷却空気や液体窒素や液体酸素等を供給する冷却手段を用いる。
【０１２３】
又、光軸に関して非回転対称な波面収差を補正し、回転対称な波面（収差）を供給する手段としては、投影光学系のレンズやミラーを光軸に対して偏心させる手段や、投影光学系中に設置した透明平行平面板を光軸に対して所望の角度で傾ける手段等も使える。
【０１２４】
又、光軸に関して非回転対称な波面収差を補正し、回転対称な波面（収差）を供給する別の手段としては、投影光学系の凹面鏡，凸面鏡，平面鏡の反射面を裏面側から押したり引いたりしてアクチュエーター等で変形させる手段や、投影光学系中に設置した透明平行平面板をアクチュエーター等で変形させる手段がある。
【０１２５】
次に上記説明した投影露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【０１２６】
図３４はデバイス（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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。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。
【０１３０】
図３５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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、露光により生じた光学特性の非回転対称性を補正することができ、従って、高い解像力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】図１の一部分の温度制御装置の説明図
【図３】図１のレンズ温度分布を示す説明図
【図４】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図５】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図６】図１のレンズの温度分布を示す説明図
【図７】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図８】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図９】図１の一部分の温度制御装置の説明図
【図１０】図１の波面収差を示す説明図
【図１１】本発明に係る他の実施例の説明図
【図１２】本発明の実施例２の要部概略図
【図１３】図１２の一部分の説明図
【図１４】図１２の一部分の他の実施例の説明図
【図１５】有限要素法モデルの説明図
【図１６】図１２のレンズの温度分布の説明図
【図１７】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図１８】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図１９】図１２のレンズの温度分布の説明図
【図２０】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図２１】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図２２】本発明の実施例３の要部概略図
【図２３】図２２の一部分の説明図
【図２４】レンズの光透過部を表す説明図
【図２５】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図２６】補正後のレンズの温度分布を表す説明図
【図２７】本発明の実施例４の要部概略図
【図２８】照明系中のアパーチャを表す説明図
【図２９】照明系中のアパーチャを表す説明図
【図３０】レンズの光透過部を表す説明図
【図３１】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図３２】レンズの光透過部を表す説明図
【図３３】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図３４】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図３５】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図３６】従来のステップアンドスキャン方式の露光装置の概略図
【図３７】ステッパーとステップアンドスキャン方式の露光装置による露光領域の説明図
【図３８】ステップアンドスキャン方式の露光装置における投影光学系のレンズの光透過領域の説明図
【符号の説明】
８，２０１，３０３ レチクル（第１物体）
９，２０２，３０４ 投影光学系
１０，２０３，３０５ ステージ
Ｗ ウエハ（第２物体）
２０４ 照明光束
２０５ スリット開口
７，２０６ アパーチャー
２０８ 光軸
２２１，２２２ 加熱手段
１５，２２３，３１４ 制御手段
２２４，３１５ 記憶手段
２７ ＣＣＤカメラ
２８ 演算手段
２，２０ 光源
５，２３ ハーフミラー
４，２５ 偏光板
１６ フォーカス調整装置
３，２２ シャッター
３１０〜３１３ 温度制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は投影露光装置及びデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程のうちリソグラフィー工程に使用される際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイスの高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う半導体ウエハの微細加工技術の進展も著しい。この微細加工技術としてマスク（レチクル）の回路パターン像を投影光学系により感光基板上に形成し、感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮小投影露光装置（ステッパー）が種々と提案されている。
【０００３】
このステッパーにおいては、レチクル上の回路パターンを所定の縮小倍率を持った投影光学系を介してウエハ面上のある位置（ショット）に縮小投影して転写を行い、１回の投影転写終了後、ウエハが載ったステージを所定の量移動させて別の位置に再び転写を行うことを繰り返して、ウエハ全面の露光を行っている。
【０００４】
一般に投影光学系を有したステッパーを用いて微細な回路パターンの転写を行う際、該投影光学系を構成するレンズが露光用の紫外光の一部を吸収して、レンズが熱的に膨張して、その表面形状が変化したり、更にはレンズの内部の温度分布が一様でなくなりレンズ内部に不均一な屈折率分布が生じてくる場合がある。この結果、該投影光学系の結像特性が変化してくるという問題があった。
【０００５】
特にレンズの熱吸収に伴って、
（ａ）該投影光学系の焦点位置が変動する
（ｂ）該投影光学系の結像倍率が変動する
ことが大きな問題点となっていた。このうち問題点（ａ）については、焦点位置の変動に合わせてステージを光軸方向に移動させることにより、又、問題点（ｂ）については該投影光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させて結像倍率の変動を補正することによって各々対応している。
【０００６】
又、本出願人は光束が透過するレンズの中心部に比較して周辺部の温度が低くなることを防止する為にレンズの周辺部を加熱することによって、レンズ内部の温度分布を一様に保って投影光学系の光学特性の変動を最小限に抑えようとする方法を特開平５−３４７２３９号公報で提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＬＳＩのチップ面積の拡大に対応して、通常のステッパーよりも露光領域（画面サイズ）を広くとることが可能な所謂ステップアンドスキャン方式の投影露光装置が種々と提案されている。
【０００８】
このステップアンドスキャン方式の投影露光装置は、スリット状の露光領域を有し、ショットの露光は投影光学系に対してレチクルとウエハとを走査することにより行っている。そして１つのショットの走査露光が終了すると、ウエハが載ったステージを所定量移動させてウエハ上の次のショットの走査露光を行なう。これを繰り返してウエハ全体の露光を行っている。
【０００９】
図３６は従来のステップアンドスキャン方式の投影露光装置の要部斜視図である。図中、１０１は回路パターンの描かれているレチクル、１０２は投影レンズ、１０３はウエハＷが載せられた可動のステージである。１０６はアパーチャーであり、スリット開口１０５を有し、レチクル１０１に近接配置している。１０４は照明光束である。
【００１０】
照明光束１０４によって照明されたレチクル１０１上の回路パターンを投影レンズ１０２を介してステージ１０３上のウエハＷに転写する際、レチクル１０１の直前に設けたスリット開口１０５を有するアパーチャー１０６により形成したスリット状の照明光束でレチクル１０１を照明している。これによりレチクル１０１のうちスリット状の照明光束の当たった部分の回路パターンのみがウエハ面Ｗ上に投影転写されるようにしている。
【００１１】
そして図３６に示すようにレチクル１０１を矢印１０７の方向に所定の速度でスキャンすると同時に、レチクル１０１のスキャン速度に投影レンズ１０２の結像倍率を乗じた速度でステージ１０３を矢印１０８の方向にスキャンすることによってレチクル１０１上の回路パターン全体をウエハＷ上に投影転写している。
【００１２】
図３６に示す露光装置において、座標軸を１０９に示す通りに定めたとき、投影レンズ１０２の光軸１１０はｚ軸方向、スリット開口１０５の長手方向はｙ軸方向、レチクル１０１及びステージ１０３のスキャン方向はｘ軸方向となる。
【００１３】
あるショットに対するレチクル１０１面上の回路パターン全体の転写終了後にステージ１０３を所定の量だけ移動、即ちステップしてウエハＷ上の異なるショットに上記の方法で改めてレチクル１０１面上の回路パターンの転写を繰り返している。
【００１４】
次にステップアンドスキャン方式が通常のステッパー方式（スキャンを行わない方式）に比較して露光領域が広くとれる理由を図３７を用いて説明する。露光領域は投影レンズの収差が良好に補正された範囲として制限される。そこで今、投影レンズの収差が補正されている範囲を図３７（Ａ）の円１２１（半径：ｒ）で表し、回路パターンが正方形の範囲に収まっているとする。そうすると露光領域は円１２１に内接する最大の正方形、即ち図３７（Ａ）中の線分１２２のように一辺の長さが
【００１５】
【外１】
の正方形となる。そしてこの正方形の面積２ｒ2が通常のステッパーに於ける露光領域となる。尚ここでは、座標系１２３のｘ，ｙ軸を図中のように正方形１２２の直交する２つの辺の方向に一致するように定めている。
【００１７】
一方、図３７（Ｂ）のように、収差の補正された円１２１に内接する矩形の形状を正方形から長方形に変化させていけば、長方形１２４の長辺（ｙ軸方向）の長さは２ｒに近づく。このとき長方形１２４でｘ軸方向に回路パターンをスキャンすることによりパターン全体を転写すれば、露光領域はスキャン可能な長さをｓとして、面積２ｒｓで決定され、上記の面積２ｒ2より大きく取れる。ステップアンドスキャン方式は以上のようにして露光領域の拡大を図っている。
【００１８】
ステップアンドスキャン方式では上述のようにスリット状の照明光束を用いて投影露光をしている為、投影レンズ１０２内部を透過する光束も光軸１１０に関して回転対称にはならない。例えば典型的な場合では、図３８に示すようｙ軸方向に伸びた温度分布になる。図３８中で、１３１は投影レンズ１０２を構成する光学エレメントの一部をｘ，ｙ面内に描いたものであり、斜線部１３２は実際に光束が透過する範囲を摸式的に示してある。
【００１９】
前述の通り投影レンズが露光光の一部を吸収すると熱的変化により光学特性が変化することが問題となる。特に図３８に示すように、投影レンズの光軸に関して回転対称でない熱吸収（温度分布）がある場合には、レンズの波面収差が回転非対称となり、焦点位置，結像倍率等の光学特性が回転非対称となり、非点収差等の回転非対称な収差が生じる。従って、投影レンズの解像力が低下する。
【００２０】
更にレチクル上のパターン光透過率の不均一性、四重極照明等の新たな照明方法の普及等を考えると、投影レンズの温度分布が光軸に関して回転対称になることは多く、非回転対称な波面収差が発生する機会も多い。
【００２１】
本発明の目的は、解像力の低下を防止又は小さくすることができる投影露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【００２２】
【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第１物体をスリット状の光で照明する手段と、前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる光学特性の非回転対称性を実質的に補正する補正手段と、を有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項２の発明の投影露光装置は第１物体をスリット状の光で照明する手段と、前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる前記走査の方向と該走査方向に直交する方向に関する光学特性の差を補正する補正手段と、を有していることを特徴としている。
【００２４】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において前記補正手段は、前記露光により生じた前記投影レンズの光軸に関して非回転対称な温度分布を、略回転対称な温度分布に変換する温度制御手段を有することを特徴としている。
【００２５】
請求項４の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分に熱を与える加熱手段を有することを特徴としている。
【００２６】
請求項５の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分を冷やす冷却手段を有することを特徴としている。
【００２７】
請求項６の発明は請求項３の発明において前記温度制御手段は、前記投影レンズの複数のレンズの温度分布を制御することを特徴としている。
【００２８】
請求項７の発明のデバイスの製造方法は請求項１〜６の何れか１項記載の投影露光装置を用いてデバイスパターンをウエハに露光する段階と、該ウエハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明をステップアンドスキャン方式の投影露光装置に適用した際の実施例１の要部概略構成を表している。
【００３０】
本実施例の以後の説明を容易にする為、予め座標系を１のように決めておく。即ちｘ，ｚ軸は紙面内にあり、ｙ軸は紙面と直交する方向にある。
【００３１】
本実施例の構成は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置の本体部分と、該投影露光装置の投影光学系に発生する波面収差を計測する計測部分に大別できる。そこでまず投影露光装置の本体部分の各要素を説明する。２は紫外光を発する露光用の光源、３は光源２からの光のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うシャッター、４は入射する光束を直線偏光（例えば紙面内に偏光面を有する）に変換する偏光板、５はハーフミラー、６は照明レンズ、７はｙ方向に伸びたスリット状の開口を有するアパーチャー、８は回路パターンの描かれているレチクル（第１物体）、９は縮小投影レンズ（投影光学系）、そして１０はウエハ（第２物体）Ｗの載置されているステージである。
【００３２】
光源２からの光は、順にシャッター３と偏光板４を通り、直線偏光となりハーフミラー５で反射し、照明レンズ６で集光されて、アパーチャー７を介してレチクル８上の回路パターンを照明している。又、レチクル８とステージ１０は共にｘｙ平面に平行に置かれており、レチクル８を矢印１１で示す方向にスキャンすると同時にステージ１０を矢印１２で示す方向にレチクル８のスキャン速度に投影倍率を乗じた速度比でスキャンすることにより、レチクル８上の回路パターン全体をステージ１０に載ったウエハＷ上に投影転写している。そして、該ウエハＷを公知の現像処理工程を介してこれより半導体デバイスを製造している。
【００３３】
図１ではスリット開口を有するアパーチャー７をレチクル８の直前に配置しているが、レチクル８上にｙ方向に長く伸びたスリット状の照明光束が当たっているようにすれば良く、例えばアパーチャー７を照明光束中でレチクル８と光学的に共役な位置に設ける構成としても良い。
【００３４】
又、本実施例の投影レンズ９には周辺部に温度調整装置１３，１４を設けており、後述するように制御手段１５と装置１３，１４を用いて投影レンズ９を構成するレンズのレンズ内部の温度分布を調整するようにしている。又、ステージ１０にはフォーカス調整装置１６を設けており、投影レンズ９のピント位置の変化（フォーカスエラー）に対して、制御手段１５からの指示によってウエハＷの高さの調整ができるようにしている。
【００３５】
次に波面収差の計測部分の構成について説明する。２０はレーザー等の高コヒーレンスの光束を発する光源、２１はコリメーターレンズで光源２０からの光を平行光としている。２２は光源２０からの光のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うシャッター、２３はハーフミラー、２４は平面ミラーで参照光を得ている。２５は偏光板で入射する光束を直線偏光（紙面と垂直方向に偏光面を有する。）としている。２６は結像用レンズであり、ＣＣＤカメラ２７に干渉縞を形成している。２８は演算手段であり、ＣＣＤカメラ２７からの信号を用いて後述するように投影レンズ９の波面収差を求めている。
【００３６】
本実施例において光源２０を発した光はコリメーターレンズ２１で平行光束に変換され、シャッター２２を介して矢印３０で示す向きにハーフミラー２３に入射する。前記光束の略半分はハーフミラー２３で反射し、矢印３１の方向に向きを変え、平面ミラー２４で矢印３２の方向に反射された後、再びハーフミラー２３に入射し、このうちハーフミラー２３を透過した光束は矢印３３で示すように結像レンズ２６で集光され、ＣＣＤカメラ２７に入射する。即ち、この経路を通った光束は投影レンズ９の波面収差を干渉法によって計測する際の参照光となる。
【００３７】
一方、シャッター２２からの光束のうちハーフミラー２３に入射した光束の残り半分はハーフミラー２３を透過し、矢印３４で示す向きに進行し、偏光板２５で直線偏光に変換された後、ハーフミラー５を透過して照明レンズ６，アパーチャー７を介して投影レンズ９へと導かれる。そして投影レンズ９を透過した光束はステージ１０上のウエハ表面Ｗａで反射され、再び投影レンズ９を透過した後、矢印３５で示すように元の経路を逆にたどり、ハーフミラー２３で反射されて矢印３６で示す向きに進行方向を変えて結像レンズ２６で集光され、ＣＣＤカメラ２７に入射する。この経路を通った光束には投影レンズ９の波面収差の情報が含められており、前記矢印３３のように進行する参照光束とＣＣＤカメラ２７面上で干渉させ、該ＣＣＤカメラ２７で干渉縞を観測することにより投影レンズ９で発生している波面収差の量を求めている。
【００３８】
即ち、本実施例では投影レンズ９を所謂トワイマングリーン型の干渉計の一部として組み込むことにより、投影レンズ９の波面収差を計測している。前記干渉縞はＣＣＤカメラ２７によって画像データに変換され、演算手段２８によって波面収差の非対称性及び大きさ等を算出している。そして前記算出された波面収差のデータを制御手段１５に送り、制御手段１５は前記波面収差量が小さくなるように補正手段としての温度調整装置１３，１４及びフォーカス調整装置１６の制御を行う。
【００３９】
次に本実施例で用いている偏光板４及び偏光板２５の働きについて説明する。露光用の光源２を発した光は前述の通りレチクル８を照明し、投影レンズ９を通してステージ１０上のウエハＷに達し、該ウエハ表面Ｗａに塗られたレジストを感光させるが、その光束の一部はウエハ表面Ｗａで反射された投影レンズ９を逆方向に透過する。この光束の一部はこの後ハーフミラー５を透過してノイズ光となり波面収差計測用のＣＣＤカメラ２７にまで到達する。このときの光束は波面収差計測時の計測精度を劣化させる原因となる。
【００４０】
そこで本実施例では偏光板４で露光用の光束を、例えば図１の紙面内に偏光面を有する直線偏光に変換すると共に、波面収差計測用のレーザー光に対して図１の紙面と垂直方向に偏光面を有する光束のみを透過させる偏光板２５を設けている。そうすることにより、光源２を出てウエハ表面Ｗａで反射した光のうち波面収差計測用のＣＣＤ２７に向かう成分を偏光板２５で遮蔽している。
【００４１】
次に本実施例で用いている温度調整装置１３，１４について説明する。温度調整装置１３，１４は投影レンズ９内のレンズエレメントが露光光を吸収することにより温度分布が光軸に関して回転非対称になってしまうのを補正する為に設けている。その第１の方法としてはレンズエレメントの周辺で温度が低い部分に外部から熱を与えることにより、レンズ全体の温度分布を光軸に関して回転対称になるようにしている。又、第２の方法としてはレンズエレメントの周辺で温度が高い部分を外部から冷却することにより全体の温度分布が光軸に関して回転対称になるようにしている。
【００４２】
以下、この２通りの方法を説明する。ここでは温度調整装置として前者を加熱手段、そして後者を冷却手段と呼ぶことにする。
【００４３】
本実施例の説明では、温度調整装置として加熱手段を用いる場合について主な説明を行う。図２は図１中の投影レンズ９を構成する光学エレメントの一部をｘｙ面の断面で描いたものであり、その際、座標軸は４０に示すようにとってある。図中４１はレンズ、斜線部４２は光束が透過する範囲を表している。
【００４４】
本実施例では前に説明した通り、ｙ軸方向に伸びたスリット状の光束でパターンの照明を行っているので、投影レンズ９の内部を透過する光束は、該投影レンズ９の光軸を含んだｘ，ｚ面（図２中の点線４３で表す）、及び前記光軸を含んだｙ，ｚ面（同点線４４）に関して対称性を有するが、前記光軸に関する回転対称性は持たない、即ち典型的な場合には、図２中の斜線部４２に示すような分布となる。その場合、ｘ軸方向，ｙ軸方向で熱吸収による温度分布が非対称になり、大きな非点収差の原因となる。
【００４５】
その非対称な温度分布に対して、本実施例では上昇温度の低い部分に温度調整装置として加熱手段を設け、レンズ内部の温度分布が前記光軸に関して回転対称になるように加熱し、補正することを特徴としている。その為、本実施例では加熱手段をレンズ周辺部のうち点線４３及び点線４４に関して対称な位置に設置している。レンズ周辺部に２個の加熱手段１３及び１４を設ける場合には、上昇温度が小さく且つ上記の対称性を満たす位置、即ち図２に示す位置としている。
【００４６】
次にレンズ４１の熱吸収後の温度分布と形状及び加熱手段１３，１４で修正を行った後の温度分布と形状について説明する。
【００４７】
まず、図２の斜線部４２で示す部分を光束が透過すると、該光束の一部が吸収され、温度分布は図３で示すようになる。図３は温度の等高線分布を摸式的に示したものであり、中心部ほど温度が高くなっている。
【００４８】
図４，図５は上記の温度分布によって熱的に変形した後のレンズ形状の断面を示している。図４はレンズ４１の中心軸５０を含んだ断面のうち、座標系５１で示されるようにｘ，ｚ面方向の形状を表す。図４中の５２は変形前のレンズ形状であり、斜線部５３，５４は熱により膨張した部分である。図５は図４と同一のレンズを座標系１で示すようにｙ，ｚ方向の断面で表示したものである。斜線部５６，５７は熱により膨張した部分であるが、図４と比較すると横方向に長く拡がっている。
【００４９】
次に加熱手段１３，１４を働かせた後の温度分布、形状について説明を行う。本実施例では図３に示した温度分布を有するレンズ４１に対して、レンズ４１周辺の温度の低い位置に設けた加熱手段１３，１４の加熱量を最適に制御することによってレンズ４１の温度分布が図６に示すように中心に関して対称となるようにしている。
【００５０】
図７，図８はこのときのレンズ４１の断面形状を示している。図７は図４と同様のレンズ４１のｘ，ｚ方向の断面である。図中、斜線部６０，６１が熱により膨張した部分を表す。一方、図８は図５と同様、レンズ４１のｙ，ｚ方向の断面を表す。図中、斜線部６２，６３が熱によって膨張した部分である。この場合、温度分布、形状変化ともｘ，ｙ方向での非対称性は現れないので、波面収差が回転対称となり、非点収差は発生せず、結像位置や倍率のｘ，ｙ方向に関する不一致も生じない。
【００５１】
具体的な加熱手段としてはニクロム線等の発熱体を適切な熱抵抗を持った物質を介してレンズエレメントに接触させた構成とし、その制御を該発熱体に供給される電圧又は電流を変化させることにより行っている。
【００５２】
加熱手段を用いることにより結像位置や倍率の光軸に関する非回転対称性は補正されるが、この種の光学特性の予め決めた位置や値からのずれは残っている。従って、結像位置のずれについては、ウエハステージを光軸方向に移動して補正し、倍率のずれについては投影光学系の光学エレメントやレチクルを光軸方向に移動して補正する。
【００５３】
次に本実施例において温度調整装置１３，１４として冷却手段を用いる場合について図９を用いて説明する。図９は、図２を用いて説明したように、レンズ４１の斜線部４２を露光光が透過する様子を示している。そしてその際にはｙ方向に伸びた範囲で温度の上昇が起こることは前述の通りである。ここで温度調整装置としての２つの冷却手段１３′，１４′をレンズ４１の周辺部のうち、図９に示す位置に設け、その部分の温度を制御することにより、レンズ４１の温度分布を図６で説明したように中心に対して対称な形に補正している。
【００５４】
具体的な冷却手段としては、例えばレンズ周辺部の冷却手段を装着した位置に冷却した気体を吹き付け、その気体の温度及び吹き付け量を制御手段１５によって制御する構成を用いている。
【００５５】
次に上記各実施例の温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′及びフォーカス調整装置１６の制御の方法について説明する。図１０は投影レンズ９に発生する波面収差に対応した干渉縞を表し、ＣＣＤカメラ２７によって得られるものである。図１０（Ａ）はスリット状の照明光束を用いた露光によって投影レンズ９に非点収差が発生している状態である。図１０（Ｂ）は温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′を動作させることにより、非回転対称な波面収差を、光軸に関して回転対称となるように補正を行ったものである。図１０（Ｂ）の状態では、球面収差が多少発生して投影レンズ９の最良のフォーカス位置が変動してしまっているので、フォーカス調整装置１６によりステージ１０の上下方向の位置を微調整することにより、ＣＣＤカメラ２７から出力される干渉縞を図１０（Ｃ）の状態、即ちほとんど無収差で干渉縞が現れない状態に調整している。
【００５６】
ＣＣＤカメラ２７で得られた干渉縞のデータは演算手段２８に送られ、そこで干渉縞の非回転対称性、大きさ等を表すデータを制御手段１５に送っている。制御手段１５は前記波面収差の非回転対称性、大きさ等のデータからそれらの量が減少するように温度調整装置１３，１４又は１３′，１４′及びフォーカス調整装置１６の制御を行っている。このような制御を行うことにより、投影レンズ９の結像位置，結像倍率と収差の回転非対称性を補正することができる。
【００５７】
ここで制御手段１５による制御を行った後に計測される波面収差のデータは再び同様の処理により制御手段１５の制御にフィードバックしている。即ち、一連の制御系をフィードバック系とし、高精度に投影レンズ９で発生した非回転対称な波面収差を補正することができる構成としている。
【００５８】
以上の各実施例の説明では屈折レンズのみで構成される光学系を念頭に説明を行ったが、投影光学系として屈折レンズ，ビームスプリッター，反射ミラー系を組み合わせたカタディオプティック光学系を用い、その屈折レンズ部分、ビームスプリッター部分及び反射ミラーの部分に本発明を同様に適用することができる。
【００５９】
以上の各実施例では２つの温度調整手段をレンズエレメントの周辺部に設けるとして主な説明を行っているが、その数は２つに限ったものではない。投影光学系が複数個の光学エレメントから構成されている場合、本発明を適用するのはその内の１つの光学エレメントに限る必要はなく、２つ以上の光学エレメントに対して同時に本発明を適用し、温度調整装置の制御も本発明を適用した各光学エレメント毎に独立に行うことが可能である。
【００６０】
又、本実施例では偏光板４及び２５，ハーフミラー５を用いることにより、回路パターン焼き付けの為の露光と投影レンズの波面収差の計測を同時に行えるようにしているが、光をより効率的に使う為に、露光と波面収差の計測を時系列的に反復して行う構成とすることもできる。即ち、ハーフミラー５の代わりに通常のミラー５ａを用いて光源２からの光束が全て照明レンズ６に導かれるようにして露光を行う。その際、シャッター２２は閉じておく。
【００６１】
次にシャッター３を閉じると共に前記ミラー５ａを取り除き、更にシャッター２２を開けて光源２０からの光束が投影レンズ９に入射して波面収差の計測を行う。次に再び前記ミラー５ａを挿入すると共にシャッター３を開け、同時にシャッター２２を閉じることにより露光を開始する。
【００６２】
以上の操作を繰り返し行うことにより、実質的には露光と波面収差の計測を同時に行うのと略同様の精度で投影レンズ９に発生する波面収差の補正を行うことが可能になる。そしてこの場合には偏光板４及び偏光板２５は不要になる。
【００６３】
本実施例の説明では、光軸に関して非回転対称な温度分布や形状を有するレンズをレンズ周辺部より加熱又は冷却を行うことによって波面収差の非回転対称性を補正しているが、加熱と冷却を組み合わせても良い。
【００６４】
一方、非回転対称な形状のみを補正する為には補正手段としてレンズに力学的な力を加えることによっても可能である。例えば図１１に示すようにレンズ４１に対して斜線部４２のような形状の光束が入射する場合、前述の通りｘ方向とｙ方向ではレンズは異なった形状となる。そこで、レンズ内部の屈折率分布の非回転対称性が無視できる場合には、図中矢印７０及び７１で示す方向に力学的な力を加えることにより、レンズ４１の形状を光束が透過する中心部付近でｚ軸に関して略回転対称となるようにしても良い。
【００６５】
図１２は本発明の実施例２の要部概略図であり、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置を示している。図中、２０１は第１物体としてのレチクル（マスク）であり、その面上には回路パターンが形成されている。２０２は縮小投影レンズ（投影光学系）、２０３は可動のステージであり、第２物体としてのウエハＷを載置している。２０４は照明系（不図示）からの照明光束である。
【００６６】
２０６はアパーチャーであり、その一部にスリット開口２０５が設けてあり、レチクル２０１に近接配置している。尚アパーチャー２０６（スリット開口２０５）はレチクル２０１の直前に設ける他に照明光学系（不図示）中でレチクル２０１と光学的に共役な位置に設けても良い。２０７はｘ，ｙ，ｚ軸を示す座標系を示している。
【００６７】
２２１，２２２はヒータ線等の加熱手段であり、投影レンズ２０２の所定のレンズ（光学エレメント）の周辺部に設けている。２２３はコントローラ（制御手段）であり、メモリ２２４からの情報に基づいて加熱手段２２１，２２２の加熱を制御している。２１１〜２１４は光線であり、レチクル２０１上の回路パターンからの回折光がステージ２０３上のウエハＷに到達するまでを摸式的に描いている。
【００６８】
本実施例においては、照明光束２０４でスリット状に照明したレチクル２０１面上の回路パターンを投影レンズ２０２によりウエハＷに投影露光している。本実施例では投影光学系２０２の光軸２０８をｚ軸方向に、スリット開口２０５の長手方向をｙ軸方向と一致するようにとっている。
【００６９】
ここでレチクル２０１、ステージ２０３は共にｘｙ平面に平行に配置しており、図２４に示すのと同様にレチクル２０１を不図示の移動ステージに載せてｘ軸方向にスキャンすると同時にステージ２０３をレチクル２０１のスキャン速度に投影レンズ２０２の投影倍率を乗じた速度でｘ軸方向に同期してスキャンすることにより、レチクル２０１上の回路パターン全体をステージ２０３に載ったウエハＷ上に投影転写している。そして該ウエハに公知の現像処理を行い、半導体デバイスを得ている。
【００７０】
本実施例はスリット状の光束に基づく投影露光に伴い、投影レンズ２０２を構成するレンズが露光光を吸収したときの光学特性の変化をレンズに照射されるスリット状の光束の状態を考慮して、レンズの周辺部の所定位置に加熱手段２２１，２２２を設け、コントローラ２２３によりメモリ２２４からの情報（データ）に基づいて加熱制御することにより温度分布を均一にして効果的に防止している。
【００７１】
次に本実施例の加熱手段２２１，２２２の特徴について説明する。
【００７２】
図１３は図１２の投影レンズ２０２を構成する光学エレメントの一部をｘｙ断面で描いた概略図である。図中、２３１はレンズ、斜線部２３２は投影露光に伴いレンズ中を光束が透過する範囲を表している。
【００７３】
本実施例では図１２で示した座標系の通りｙ軸方向に伸びたスリット状の光束でレチクル２０１面上の回路パターンの照明を行っている。この為、投影レンズ２０２の内部を透過する光束は光軸２０８を含んだｘ，ｚ面（図１３中、点線２３３で表す）、及び光軸２０８を含んだｙ，ｚ面（同点線２３４）に関して対称性を有するが、光軸２０８に関する回転対称性は持たない、即ち典型的な場合には図１３中の斜線部２３２に示すような分布となる。
【００７４】
その場合、ｘ軸方向，ｙ軸方向で熱吸収による温度分布が非回転対称になり、結像位置や倍率等の光学特性が非回転対称となる。特に、温度分布の非回転対称に基づいて非点収差が多く発生してくる。
【００７５】
そこで本実施例では、図１３に示すようにレンズ表面での非対称な温度分布に対して、上昇温度の低くなるスリット開口２０５の短手方向（スリット開口２０５の長手方向と直交する方向の部分）に複数の加熱手段２２１，２２２を設け、レンズ内部の温度分布を光軸２０８に関して回転対称になるように補正している。即ち、加熱手段２２１，２２２をレンズ２３１の周辺部のうち点線２３３及び点線２３４に関して対称な位置に設置している。
【００７６】
図１３のようにレンズ周辺部に２個の加熱手段を設ける場合には、上昇温度が小さく且つ上記の対称性を満たす位置、即ち図１３に示すｘ方向の位置とするのが良い。
【００７７】
図１４は多くの加熱手段２２１ａ〜２２１ｃ，２２２ａ〜２２２ｃを設けて精度の高い温度制御を行う場合を示しており、この場合にも加熱手段２２１ａ〜２２１ｃ，２２２ａ〜２２２ｃは上記の対称性を満たす位置に設置している。
【００７８】
次に本発明に係る加熱手段２２１，２２２の加熱制御について説明する。
【００７９】
本実施例においては、加熱を行う際には、まず加熱を行わない場合の温度分布を正確に求め分布の非対称性を補正する為に最適な加熱量を求めている。レンズが露光光を吸収することによる温度上昇、変形を実験的に測定し、該測定量に基づいて加熱手段２２１，２２２を制御しても良いが、本実施例では図１３での斜線部２３２に示したようなレンズに非回転対称な熱吸収があった場合の温度分布と形状の変化をシミュレーションによって求めている。例えば投影露光開始後の時間と透過光束の総エネルギー等の関数として表されるように求めている。
【００８０】
一般に物体が熱を吸収して温度が上昇し、それに伴い形状が変化するという過程は、有限要素法を用いて精度良くシミュレーションできることは良く知られている。図１５はこの有限要素法の為の解析モデルの説明図である。
【００８１】
図１３の熱吸収は点線２３３及び点線２３４に関してそれぞれ対称性を持つので、解析モデルは図１３のレンズ２３２の面積の１／４の部分、即ち図１５に示した部分を考えれば良い。図１５はレンズの面積のうち１／４の部分を有限要素法解析の為にメッシュ状に分割した状態を摸式的に示しており、斜線部２４２で熱吸収が起こっているとしている。
【００８２】
図１５において、２０８は図１２中に示した投影光学系２０２の光軸である。適当な境界条件を設定して有限要素法解析を行うことにより、上記のような熱吸収があった場合の温度分布は、例えば図１６に示すように求められる。
【００８３】
図１６において、２３１はレンズを表し、色の濃さが温度に対応している。図１６から明らかのようにレンズ２３１の中心部から周辺にいくに従って温度が下がっていること、分布の形状がｙ軸方向の伸びていること等が読み取れる。
【００８４】
図１７，図１８に上記の温度分布によって熱的に変形した後のレンズ形状の断面図を示す。
【００８５】
図１７は光軸２０８を含んだｘ，ｚ面方向の断面を示す。図１７において、２４１は変形前のレンズ形状であり、斜線部２４２，２４３は熱により膨張した部分である。同様に図１８はｙ，ｚ方向の断面であり、斜線部２４４，２４５は熱により膨張した部分である。以上の方法によって加熱手段２２１，２２２を動作させない場合にレンズに発生する温度分布、形状変化を求めている。
【００８６】
そして次に、図１６〜図１８を用いて示した非対称な温度、形状分布が発生しないように、加熱手段２２１，２２２によりレンズに与えるべき熱量を決定している。その際には有限要素法のシミュレーションで与える熱量はトライアンドエラーで最適な値を決めている。そのように決定されたデータは、図１２中のメモリ２２４に記憶し、露光中はコントローラ２２３がメモリ２２４からのデータに基づいて加熱手段２２１，２２２を制御するようにしている。
【００８７】
具体的な加熱手段としては、例えばニクロム線等の発熱体を適切な熱抵抗を持った物質を介してレンズエレメントに接触させた構成とし、その制御は該発熱体に供給される電圧又は電流を変化させることにより行っている。
【００８８】
次に本発明に係る加熱制御手段を利用して加熱手段２２１，２２２を加熱制御することによって得られるレンズの温度分布及び形状変化を示す。
【００８９】
図１９は加熱手段（不図示）よりレンズ２５１に加える熱量を最適になるように制御した際に得られる温度分布の説明図である。加熱手段２２１，２２２によりレンズ２５１のうちの熱吸収による温度上昇が少ない部分に熱を加えることにより、図１９に示すようなｘ，ｙ軸方向で略対称な温度分布を得ている。
【００９０】
図２０はレンズ２５１の形状変化を示す光軸２０８を含むｘ，ｚ面方向の断面図である。図中、２５２は変形前のレンズ形状、斜線部２５３，２５４は熱によって膨張した部分を表す。
【００９１】
図２１は同様にレンズ２５１の形状変化を示す光軸２０８を含むｙ，ｚ面方向の断面図である。図中、２５２は変形前のレンズ形状、斜線部２５５，２５６は熱によって膨張した部分を表す。この場合、温度分布、形状変化ともｘ，ｙ方向での非対称性は現れないので、従来の技術で補正することが難しい非点収差は発生しない。尚、加熱手段の代わりに、又は組み合わせて、図９で示したような冷却手段を用いても良い。
【００９２】
図２２は本発明の実施例３の要部概略図である。
【００９３】
本実施例は所謂ステッパに適用した際の概略構成を表している。この後の説明を容易にする為、予め座標系を３０１のように決めておく。
【００９４】
図中、３０２は不図示の照明光学系より発せられる照明光束、３０３は回路パターンの描かれているレチクル、３０４は縮小投影レンズ、そして３０５はウエハの載置されているステージを表す。ここで、レチクル３０３及びステージ３０５はｘｙ面に平行、投影レンズ３０４の光軸はｚ軸に平行になるように配置している。
【００９５】
照明光束３０２はレチクル３０３上の回路パターンを照明し、図中３０６及び３０７で示す回折光が発せられる。そして回折光３０６，３０７は投影レンズ３０４を介して夫々像空間の光束３０８，３０９へと変換され、ステージ３０５に載置された半導体ウエハＷ上に回路パターンを結像する。前記ウエハＷ上には照明光束３０２の波長に対して化学変化を起こすレジストが塗布されており、レチクル３０３上の回路パターンの転写を行う。
【００９６】
図中３１０，３１１，３１２，３１３は本実施例の本質となる温度制御装置であり、投影レンズ３０４を構成するレンズエレメントの周辺部に設けられている。ここで温度制御装置３１０〜３１３はメモリ３１５に蓄えられた情報に基づいてコントローラ３１４によって制御される。
【００９７】
本実施例の説明の為、レチクル３０３として図２３に示したものを考える。図２３はレチクル３０３を座標軸３０１で示すようにｘｙ面内で描いたものであり、周辺の黒い部分では照明光束３０２は完全に遮光される。簡単の為レチクル３０３上に２つの領域３２２，３２３を考え、３２２は光遮光部よりも光透過部を多く含むパターンから構成され、３２３は逆に光透過部よりも光遮光部を多く含むパターンから構成されるとする。その為、領域３２２と３２３を比較すると透過する光量は全体として領域３２２の方が領域３２３よりも多くなっている。領域３２２と３２３はその部分を透過して投影レンズ３０４に入射する光量の違いを示している。
【００９８】
図２２においてレチクル３０３からの回折光３０６，３０７を異なった本数で示したのは回折光３０６，３０７が夫々図２３中の相異なる領域３２２，３２３のパターンからの回折光であることを分かり易くする為である。
【００９９】
図２４は領域３２２，３２３にあるパターンからの回折光が投影レンズ３０４に入射する様子を説明したものである。図２４において、３２６は投影レンズ３０４を構成するレンズエレメントの１枚をｘｙ面内で示したものである。簡単の為、レンズエレメント３２６として投影レンズ３０４の内部でレチクル３０３に近い部分に配置されているものを考える。するとそこに入射する光束は、レチクル３０３上の領域３２２に対応する部分では大きく、領域３２３に対応する部分では小さくなり、摸式的に示すと図２４中の斜線部３２７のようになる。
【０１００】
前述の通り、レンズを光束が透過すると硝材が熱を吸収して光学特性の変動が生ずる。図２４で３２７で示した部分に光束が入射して熱が吸収されるとそこにできる温度分布は図２５に示すものとなる。
【０１０１】
図中、３３１は座標軸３２５と同様の座標軸であり、レンズエレメント３２６の温度分布を色の濃淡によって示している。中央の色の濃い部分ほど温度が高いことを表す。温度分布が図２５のように光軸に関して非回転対称になってしまうと、そこで発生する波面収差（結像位置，結像倍率）が問題となることは前述した通りである。
【０１０２】
本発明は図２２に３１０〜３１３で示した温度制御装置を用いることにより、図２５のような非回転対称な温度分布の補正を行うものである。ここでレンズエレメント３２６はレチクル３０３に近い位置に配置されているとしているので、レンズエレメント３２６は温度制御装置３１０によって温度の制御が行われるとする。
【０１０３】
図２５で３３２〜３３９は夫々の温度を独立に制御することが可能な加熱手段であり、全体として温度制御装置３１０を構成している。加熱手段３３２〜３３９はレンズエレメント３２６の周辺部に密着して等間隔に配置され、夫々はニクロム線等の抵抗体を内蔵して、そこに流す電流を制御することによって温度の調整を行うものである。
【０１０４】
図２５の場合には、レンズエレメント３２６の周辺部のうち、温度の低い部分に配置されている加熱手段３３２，３３３，３３５，３３６の温度を主として上昇させることにより、図２６に示すような光軸に関して対称な形状の温度分布に変換することができる。ここで加熱手段３３２〜３３９に与える電流の量は、図２２中のコントローラ３１４によって制御される。
【０１０５】
投影レンズ３０４中の他のレンズエレメントに関しても、同様の構成を持った温度制御装置３１１〜３１３を用いることにより、光軸に関して非対称に発生する温度分布を補正することが可能になる。温度調整装置を用いるだけでは光軸に関して回転対称な温度分布や形状変化に伴なう光学特性の変化は補正できないが、この種の光学特性の変化はステージ又は光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させるという従来の方法で補正することが可能なことは前述の通りである。ここで温度制御装置の数として３１０〜３１３の４つに限られたものでないことは言うまでもない。
【０１０６】
図２２中のメモリ３１５には、レチクル３０３上の回路パターンの情報、各回路パターンからの回折光によって投影レンズ３０４中の各レンズエレメントに発生する温度分布の情報、それらの温度分布を補正する為に温度制御装置３１０〜３１３に与える熱量の情報、等が保存されており、コントローラ３１４はそれらの情報に基づいて温度制御装置３１０〜３１３の制御を行う構成となっている。
【０１０７】
本実施例の説明では温度制御装置として図２５の３３２〜３３９で示したように温度の低い部分の温度を上昇させる加熱手段を用いたが、図９に示したような温度の高い部分の温度を低下させる冷却手段を用いても同様の効果が得られる。 図２７は本発明の実施例４の要部概略図である。本実施例はステッパに適用した際の概略構成を表している。
【０１０８】
図中、３４１は説明の為に用いる座標軸、３４２は光源を含む照明光学系、３４３，３４４は照明光束、３４５は回路パターンの描かれたレチクル、３４６は縮小投影レンズ、３４７は不図示のウエハが載置されたステージを表し、レチクル３４５上の回路パターンが投影レンズ３４６を介して前記ウエハＷ上に転写されるのは実施例３と同様である。
【０１０９】
本実施例では照明光学系にアパーチャ３４８を挿入して照明用の光束を制限し、照明レンズ３４９を介して前記２つの斜入射照明光束３４３，３４４を得ているのが特徴である。アパーチャ３４８は通常の場合において照明光学系の有効光源面、即ちレチクル３４５とは光学的にフーリエ変換の関係にあり、一方、投影レンズ３４６の瞳位置（図中点線３５０で示す）とは光学的に共役な関係になる位置に配置される。
【０１１０】
アパーチャ３４８としては、例えば図２８に示すものが用いられる。図２８中、３６１は座標軸であり、アパーチャ３４８がｘｙ面に平行に設置されることを表す。アパーチャ３４８には２つの開口３６２，３６３が設けられており、前記開口を透過した光束が照明レンズ３４９を介して２つの照明光束３４３，３４４としてレチクル３４５上の回路パターンを互いに対称な光路に沿って斜め方向から照明する構成となっている。このような照明方法を採用することにより、レチクル３４５上でｘ方向に繰り返し周期を有する周期パターンの解像度が向上する。
【０１１１】
この考え方を更に進めて、アパーチャ３４８として図２９のように４つの開口３６４〜３６７を有するものを用いることにより、レチクル３４５上でｘ方向に繰り返し周期を有するパターンと共にｙ方向に繰り返し周期を有するパターンの解像度を向上させることもできる。
【０１１２】
上述の変形照明法により解像度が向上する理由については、例えば“Proc.SPIE No.1674 Optical/Laser Microlithography V,P.92(1992) ”等に詳しく記載されているのでここでは説明を省略する。
【０１１３】
アパーチャ３４８は、前述の通り投影レンズ３４６の瞳位置３５０と共役な位置に設置されるので、前記アパーチャ３４８の開口部の像が、投影レンズ３４６の内部の瞳位置３５０の近傍に形成されることになる。その影響を図３０を用いて説明する。
【０１１４】
図中、３７２は前記瞳位置３５０近傍にあるレンズエレメントのうちの１枚を表す。アパーチャ３４３として図２８に示したものを用いると、レンズエレメント３７２には斜線３７４，３７５の位置に光束が集中的に入射することになり、その結果、レンズエレメント３７２の温度分布は図３１に示すように光軸に関して非回転対称な分布になってしまう。
【０１１５】
図３１中、色が濃い部分ほど温度が高いことを表すのは前述の図２５及び図２６の説明の場合と同様である。図３１中の３８１〜３８８は実施例３で３３２〜３３９として説明したものと同様の加熱手段であり、この場合には加熱手段３８１，３８５の温度を主として上昇させることにより、レンズエレメント３７２の温度分布を図２６で説明したような回転対称な形に補正することができる。
【０１１６】
又、アパーチャ３４８として図２９に示すものを用いれば、レンズエレメント３７２には図３２の斜線３９１〜３９４で示す部分に光束が集中的に入射するようになり、その結果、レンズエレメント３７２の温度分布は図３３に示すようになる。この場合には、加熱手段３８１，３８３，３８５，３８７の温度を主として上昇させることにより、レンズエレメント３７２の温度分布を図２６で示すように対称な形に補正することができる。
【０１１７】
図３１及び図３３で３８１〜３８８として示した加熱手段は、全体として図２７で３５１で示す温度制御装置を構成している。温度制御装置３５１はメモリ３５３の情報に基づいてコントローラ３５２によって制御されるのは実施例３と全く同様であるので説明を省略する。
【０１１８】
本実施例の説明では温度制御装置として、温度の低い部分の温度を上昇させる加熱手段を用いたが、図９に示したような温度の高い部分の温度を低下させる冷却手段を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１１９】
本実施例では光軸に関して回転対称な温度分布、形状変化の発生によって引き起こされる光学特性の変化は、従来と同様にステージ又は光学系を構成する光学エレメントの一部を移動させることにより補正している。
【０１２０】
以上の説明は投影光学系が屈折レンズのみで構成されている場合について説明したが、投影光学系として屈折レンズ、ビームスプリッター、反射ミラー系を組み合わせたカタディオプティック光学系でも良く、その屈折レンズ部分、ビームスプリッター部分、及び反射ミラーの部分に本発明同様に適用することができる。又、投影光学系が反射ミラー系のみで構成される場合にも適用することができる。
【０１２１】
又、投影光学系が複数個の光学エレメントから構成されている場合、加熱制御手段をそのうちの１つの光学エレメントに限って設ける必要はなく、２つ以上の光学エレメントに対して同時に適用しても良い。又、このときの加熱制御手段の制御を各光学エレメント毎に独立に又は並列的に行っても良い。
【０１２２】
上記各実施例において加熱手段の代わりに用いる冷却手段としては冷却空気や液体窒素や液体酸素等を供給する冷却手段を用いる。
【０１２３】
又、光軸に関して非回転対称な波面収差を補正し、回転対称な波面（収差）を供給する手段としては、投影光学系のレンズやミラーを光軸に対して偏心させる手段や、投影光学系中に設置した透明平行平面板を光軸に対して所望の角度で傾ける手段等も使える。
【０１２４】
又、光軸に関して非回転対称な波面収差を補正し、回転対称な波面（収差）を供給する別の手段としては、投影光学系の凹面鏡，凸面鏡，平面鏡の反射面を裏面側から押したり引いたりしてアクチュエーター等で変形させる手段や、投影光学系中に設置した透明平行平面板をアクチュエーター等で変形させる手段がある。
【０１２５】
次に上記説明した投影露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【０１２６】
図３４はデバイス（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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。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。
【０１３０】
図３５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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、露光により生じた光学特性の非回転対称性を補正することができ、従って、高い解像力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】図１の一部分の温度制御装置の説明図
【図３】図１のレンズ温度分布を示す説明図
【図４】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図５】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図６】図１のレンズの温度分布を示す説明図
【図７】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図８】図１のレンズの断面形状を示す説明図
【図９】図１の一部分の温度制御装置の説明図
【図１０】図１の波面収差を示す説明図
【図１１】本発明に係る他の実施例の説明図
【図１２】本発明の実施例２の要部概略図
【図１３】図１２の一部分の説明図
【図１４】図１２の一部分の他の実施例の説明図
【図１５】有限要素法モデルの説明図
【図１６】図１２のレンズの温度分布の説明図
【図１７】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図１８】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図１９】図１２のレンズの温度分布の説明図
【図２０】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図２１】図１２のレンズの断面形状の説明図
【図２２】本発明の実施例３の要部概略図
【図２３】図２２の一部分の説明図
【図２４】レンズの光透過部を表す説明図
【図２５】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図２６】補正後のレンズの温度分布を表す説明図
【図２７】本発明の実施例４の要部概略図
【図２８】照明系中のアパーチャを表す説明図
【図２９】照明系中のアパーチャを表す説明図
【図３０】レンズの光透過部を表す説明図
【図３１】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図３２】レンズの光透過部を表す説明図
【図３３】補正前のレンズの温度分布を表す説明図
【図３４】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図３５】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図３６】従来のステップアンドスキャン方式の露光装置の概略図
【図３７】ステッパーとステップアンドスキャン方式の露光装置による露光領域の説明図
【図３８】ステップアンドスキャン方式の露光装置における投影光学系のレンズの光透過領域の説明図
【符号の説明】
８，２０１，３０３ レチクル（第１物体）
９，２０２，３０４ 投影光学系
１０，２０３，３０５ ステージ
Ｗ ウエハ（第２物体）
２０４ 照明光束
２０５ スリット開口
７，２０６ アパーチャー
２０８ 光軸
２２１，２２２ 加熱手段
１５，２２３，３１４ 制御手段
２２４，３１５ 記憶手段
２７ ＣＣＤカメラ
２８ 演算手段
２，２０ 光源
５，２３ ハーフミラー
４，２５ 偏光板
１６ フォーカス調整装置
３，２２ シャッター
３１０〜３１３ 温度制御装置
Claims (7)
- 第１物体をスリット状の光で照明する手段と、
前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、
前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、
前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる光学特性の非回転対称性を実質的に補正する補正手段と、を有していることを特徴とする投影露光装置。 - 第１物体をスリット状の光で照明する手段と、
前記スリット状の光で照明される前記第１物体のパターンを第２物体に投影する投影レンズと、
前記第１物体及び第２物体を前記スリット状の光及び前記投影レンズに対して走査する手段と、
前記スリット状の光で前記パターンを投影することにより前記投影レンズに生じる前記走査の方向と該走査方向に直交する方向に関する光学特性の差を補正する補正手段と、を有していることを特徴とする投影露光装置。 - 前記補正手段は、前記露光により生じた前記投影レンズの光軸に関して非回転対称な温度分布を、略回転対称な温度分布に変換する温度制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２の投影露光装置。
- 前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分に熱を与える加熱手段を有することを特徴とする請求項３の投影露光装置。
- 前記温度制御手段は、前記投影レンズの所望の部分を冷やす冷却手段を有することを特徴とする請求項３の投影露光装置。
- 前記温度制御手段は、前記投影レンズの複数のレンズの温度分布を制御することを特徴とする請求項３の投影露光装置。
- 請求項１〜６の何れか１項記載の投影露光装置を用いてデバイスパターンをウエハに露光する段階と、該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の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002169089A JP3652325B2 (ja) | 1994-04-22 | 2002-06-10 | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10786994 | 1994-04-22 | ||
| JP6-107869 | 1994-04-22 | ||
| JP2002169089A JP3652325B2 (ja) | 1994-04-22 | 2002-06-10 | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09030295A Division JP3368091B2 (ja) | 1994-04-22 | 1995-03-23 | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002373857A JP2002373857A (ja) | 2002-12-26 |
| JP3652325B2 true JP3652325B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=26447842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002169089A Expired - Fee Related JP3652325B2 (ja) | 1994-04-22 | 2002-06-10 | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3652325B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006039895A1 (de) * | 2006-08-25 | 2008-03-13 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zur Korrektur von durch Intensitätsverteilungen in optischen Systemen erzeugten Abbildungsveränderungen sowie entsprechendes optisches System |
| US7525640B2 (en) * | 2006-11-07 | 2009-04-28 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| NL1036905A1 (nl) * | 2008-06-03 | 2009-12-04 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| DE102010041528A1 (de) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projektionsbelichtungsanlage mit optimierter Justagemöglichkeit |
| NL2007498A (en) | 2010-12-23 | 2012-06-27 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and method of modifying a beam of radiation within a lithographic apparatus. |
| JP6260847B2 (ja) * | 2013-02-23 | 2018-01-17 | 株式会社ニコン | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| JP6477850B2 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-03-06 | 株式会社ニコン | 算出装置及び方法、プログラム、並びに露光方法 |
| US11474439B2 (en) * | 2019-06-25 | 2022-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing article |
-
2002
- 2002-06-10 JP JP2002169089A patent/JP3652325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002373857A (ja) | 2002-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3368091B2 (ja) | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 | |
| JP3395280B2 (ja) | 投影露光装置及び方法 | |
| JP3186011B2 (ja) | 投影露光装置及びデバイス製造方法 | |
| KR100791161B1 (ko) | 광학장치 및 그것을 구비한 노광장치 | |
| US5872617A (en) | Scanning type exposure apparatus and device manufacturing method | |
| US7417712B2 (en) | Exposure apparatus having interferometer and device manufacturing method | |
| US6699628B2 (en) | Aligning method for a scanning projection exposure apparatus | |
| KR20060044393A (ko) | 조명장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법 | |
| JP3057998B2 (ja) | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 | |
| US7385672B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
| JP4692862B2 (ja) | 検査装置、該検査装置を備えた露光装置、およびマイクロデバイスの製造方法 | |
| KR20040086313A (ko) | 노광장치 및 노광방법 | |
| JP4392879B2 (ja) | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 | |
| JP3599629B2 (ja) | 照明光学系及び前記照明光学系を用いた露光装置 | |
| US6738129B2 (en) | Illumination apparatus, exposure apparatus, and device fabricating method using the same | |
| TW200809919A (en) | Exposure apparatus | |
| JP3762323B2 (ja) | 露光装置 | |
| JP3652325B2 (ja) | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 | |
| JP2001244183A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3028028B2 (ja) | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 | |
| JP2010123755A (ja) | 露光装置及びデバイス製造方法 | |
| WO2013094733A1 (ja) | 計測方法、メンテナンス方法及びその装置 | |
| JPWO2004066371A1 (ja) | 露光装置 | |
| JP2008172004A (ja) | 収差評価方法、調整方法、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 | |
| JP2006080444A (ja) | 測定装置、テストレチクル、露光装置及びデバイス製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050222 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |