JP6674250B2 - 露光装置、露光方法、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、露光方法、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスなどの製造工程（リソグラフィ工程）においてマスクのパターンを基板に転写するために用いられる露光装置には、回路パターンの微細化や高集積化に伴い、解像性能の向上が求められている。解像性能を向上させる１つの方法としては、透過光の位相を１８０度異ならせる第１領域および第２領域が設けられた位相シフトマスクを用いる位相シフト法が知られている。

位相シフト法では、位相シフトマスクの製造誤差などにより第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差が１８０度からずれると、焦点深度が変化しうる。特許文献１には、位相シフトマスクにおける第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差を測定した結果に基づいて、当該位相差が１８０度からずれることによって生じる焦点深度の変化を補正する方法が提案されている。

特開平１０−２３２４８３号公報

露光装置における解像性能を更に向上させるためには、位相シフトマスクを照明する照明光の波長（即ち、露光波長）を短くすることが好ましい。しかしながら、照明光の波長を、第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差が１８０度になる基準波長からずらすと、照明光の波長と基準波長とのずれに応じて焦点深度が変化しうる。特許文献１に記載された方法では、第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差の測定結果に基づいて焦点深度を補正しているため、照明光の波長を変更した後に当該位相差を測定する必要があり、焦点深度を補正する工程が煩雑になりうる。

そこで、本発明は、位相シフトマスクを用いて基板を露光する際の解像性能および焦点深度の点で有利な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、基準波長において透過光の位相を互いに異ならせる第１領域および第２領域を含む位相シフトマスクを用いて基板を露光する露光装置であって、前記位相シフトマスクを照明する光の照明波長を変更する第１変更部と、前記位相シフトマスクのパターン像を前記基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の球面収差を変更する第２変更部と、前記第１変更部により前記基準波長と異なる波長に変更することで生じる焦点深度の変化が補正されるように、前記基準波長および変更後の前記照明波長に基づいて前記第２変更部による前記球面収差の変更を制御する制御部と、を含む、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、位相シフトマスクを用いて基板を露光する際の解像性能および焦点深度の点で有利な技術を提供することができる。

露光装置の構成を示す概略図である。 位相シフトマスクを用いてフォーカス特性のリソグラフィ・シミュレーションを行った結果を示す図である。 焦点深度の定義を説明するための図である。 位相シフトマスクを用いてフォーカス特性のリソグラフィ・シミュレーションを行った結果を示す図である。 光学素子の駆動量と投影光学系に発生する球面収差との関係を示す図である。 変更量情報を取得する方法を示すフローチャートである。 投影光学系の球面収差を変更した複数の条件の各々についてのフォーカス特性を示す図である。 投影光学系の球面収差を変更した複数の条件の各々についてのフォーカス特性を示す図である。 変更量情報の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の露光装置１００について説明する。第１実施形態の露光装置１００は、解像性能（解像力）を向上させるため、透過光を互いに異ならせる第１領域および第２領域を含む位相シフトマスクＭを用いて、例えば単結晶シリコン基板やガラス基板などの基板Ｐを露光する。位相シフトマスクＭには幾つかの種類があり、中でもハーフトーン型位相シフトマスクは、利便性が高く、半導体製造の分野において最も一般的に使用されている。ハーフトーン型位相シフトマスクは、光を透過する第１領域（透過領域）と、光の透過率が第１領域より小さい第２領域（部分透過領域）とを含み、ある基準波長において第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差が１８０度になるように設計されている。第２領域には、バイナリマスクでいう遮光膜の代わりに、光の透過率が例えば３％〜２０％である部分透過膜が設けられており、部分透過膜の材料としては、例えば、酸化窒化クロム、酸化窒化モリブデンシリサイドなどが用いられる。このように構成されたハーフトーン型位相シフトマスクを用いると、基板Ｐに投影されたパターン像のエッジが強調されるため、解像性能を向上させることができる。

次に、第１実施形態の露光装置１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、例えば、位相シフトマスクＭを照明する照明光学系１と、位相シフトマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する投影光学系２と、制御部３と、コンソール部４とを含みうる。制御部３は、例えばＣＰＵやメモリを含み、露光装置１００の各部を制御する（基板Ｐを露光する露光処理を制御する）。コンソール４０は、オペレータが露光装置１００を操作するためのユニットである。また、露光装置１００は、位相シフトマスクＭを保持して移動可能なマスクステージ５と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ６とを含みうる。

照明光学系１は、例えば、光源１１、波長フィルタ１２、ＮＤフィルタ１３、オプティカル・インテグレータ１４、コンデンサレンズ１５、ビームスプリッタ１６ａ、検出器１６ｂ、マスキングブレード１７、レンズ１８、およびミラー１９を含みうる。光源１１は、例えば、ｇ線、ｈ線およびｉ線などの複数の輝線スペクトルを含むブロード光（重心波長４００ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプなどが用いられうる。波長フィルタ１２は、所定の範囲内の波長の光を透過し、当該範囲外の波長の光を遮断するように、即ち、光源１１から射出されたブロード光の波長帯域を狭めるように構成される。照明光学系１には、透過する光の波長の範囲が互いに異なる複数の波長フィルタ１２が設けられうる。そして、複数の波長フィルタ１２のうちの１つを光路上に配置することにより、位相シフトマスクＭを照明する光の波長を変更することができる。即ち、波長フィルタ１２は、照明波長を変更する第１変更部としての機能を有する。ここで、第１実施形態では、波長フィルタ１２を第１変更部として用いているが、例えば、射出する光の波長を変更可能に構成された光源１１を第１変更部として用いてもよい。また、以下では、位相シフトマスクＭを照明する光の波長を「照明波長」と呼ぶ。

ＮＤフィルタ１３は、波長フィルタ１２を透過した光の強度を調整するために用いられる。オプティカル・インテグレータ１４は、位相シフトマスクＭに照明される光の強度分布を均一化するための光学系である。オプティカル・インテグレータ１４を透過した光は、コンデンサレンズ１５で集光されてビームスプリッタ１６ａに入射する。ビームスプリッタ１６ａに入射した光の一部は、ビームスプリッタ１６ａで反射されて検出器１６ｂに入射する。検出器１６ｂは、入射した光の強度および波長を検出するように構成される。これにより、制御部３は、検出器１６ｂによる検出結果に基づいて、コンデンサレンズ１５を透過した光の強度および波長が所望の値になるように、光源１１および波長フィルタ１２を制御することができる。一方、ビームスプリッタ１６ａを透過した光は、マスキングブレード１７、レンズ１８およびミラー１９を介して、位相シフトマスクＭに入射する。マスキングブレード１７には、位相シフトマスクＭを照明する範囲を規定するための開口が形成されており、当該開口の像がレンズ１８によって位相シフトマスクＭ上に結像される。

投影光学系２は、例えば、補正光学素子２１、台形鏡２２、凹面鏡２３、光学素子２４、凸面鏡２５、およびＮＡ絞り２６を含みうる。位相シフトマスクＭを通過した光は、補正光学素子２１に入射する。補正光学素子２１は、例えば平行平板を含み、当該平行平板を光軸に対して傾けることにより、コマ収差や非点収差、歪曲収差の補正を行うことができる。補正光学素子２１を透過した光は、台形鏡２２、および凹面鏡２３で反射されて凸面鏡２５に入射する。そして、凸面鏡２５で反射された光は、凹面鏡２３、および台形鏡２２で反射されて基板Ｐに入射する。また、凹面鏡２３と凸面鏡２５との間（例えば、後述する光学素子２４と凸面鏡２５との間）には、投影光学系２の開口数（ＮＡ）を変化させるためのＮＡ絞り２６が配置される。ＮＡ絞り２６は、光を通過させる開口を有しており、当該開口の径を不図示の駆動機構で変化させることにより、投影光学系２の開口数（ＮＡ）を変化させることができる。

このように位相シフトマスクＭを用いて基板Ｐを露光する露光装置１００では、近年における回路パターンの微細化や高集積化に伴い、解像性能を更に向上させることが求められている。解像性能を更に向上させる方法の１つとしては、例えばブロード光の波長帯域を狭めることなどにより、照明波長を変更する（短くする）方法がある。しかしながら、照明波長を変更すると、照明波長が、第１領域の透過光と第２領域の透過光との位相差が１８０度になる基準波長からずれるため、照明波長と基準波長とのずれに応じてフォーカス特性が傾き、焦点深度が低下しうる。この現象について、図２を参照しながら説明する。

図２は、２．０μｍのホールパターンが形成された位相シフトマスクＭを用いてフォーカス特性のリソグラフィ・シミュレーションを行った結果を示す図である。図２に示すグラフはフォーカス特性を示しており、横軸はデフォーカス量、および縦軸は解像性能としてのＣＤ値（解像線幅）である。また、図２の実線３１は、位相シフトマスクＭの基準波長をｈ線波長（４０５ｎｍ）とし、ｇ線、ｈ線およびｉ線などの複数の輝線スペクトルを含むブロード光（重心波長４００ｎｍ）で当該位相シフトマスクＭを照明したときの結果を示している。図２の破線３２は、位相シフトマスクＭの基準波長をｈ線波長とし、ｉ線（３６５ｎｍ）で当該位相シフトマスクＭを照明したときの結果を示している。図２の一点鎖線３３は、位相シフトマスクＭの基準波長をｉ線波長とし、ｉ線で当該位相シフトマスクＭを照明したときの結果を示している。

まず、本実施形態における焦点深度の定義について、図３を参照しながら説明する。本実施形態では、フォーカス特性におけるＣＤ値のピーク値（最大値または最小値）を決定し、当該ピーク値に目標ＣＤ値の１０％を足した第１値と、当該ピーク値に目標ＣＤ値の１０％を引いた第２値とを求める。そして、当該フォーカス特性のＣＤ値が第１値と第２値との間に収まるデフォーカス量の範囲を、焦点深度としている。

次に、図２の実線３１および破線３２を参照して、基準波長がｈ線波長（４０５ｎｍ）である位相シフトマスクＭを、４００ｎｍの照明波長の光で照明する場合と、３６５ｎｍの照明波長の光（ｉ線）で照明する場合とを比較する。実線３１と破線３２とを比較すると、基準波長と照明波長が実質的に同じである実線３１では焦点深度が４１μｍであるに対し、照明波長をｉ線にした破線３２では、フォーカス特性が急峻な特性になり、焦点深度が３２μｍと狭くなっていることが分かる。これは、解像性能を向上させるために照明波長を変更すると、照明波長と基準波長とのずれに応じて焦点深度が低下することを示している。

一方、図２の一点鎖線３３に示すように、３６５ｎｍの照明波長の光（ｉ線）で位相シフトマスクＭを照明することに合わせて、基準波長がｉ線波長である位相シフトマスクＭを用いると、焦点深度を３６μｍまで改善することができる。しかしながら、これは、変更後の照明波長を基準波長として有する位相シフトマスクＭを新たに準備する必要があることを示している。つまり、従来の露光装置において照明波長を例えば３０ｎｍ以上変更することによって解像性能を向上させるためには、変更後の照明波長に応じて位相シフトマスクＭを新たに作製し直す必要があった。

そこで、第１実施形態の露光装置１００は、投影光学系２の球面収差を変更すると焦点深度が変化することを利用して、基準波長と異なる波長に照明波長を変更することで生じる焦点深度の変化を補正する。つまり、露光装置１００は、投影光学系２の球面収差を変更する第２変更部を有し、基準波長と異なる波長に照明波長を変更することで生じる焦点深度の変化が補正されるように、基準波長および変更後の照明波長に基づいて第２変更部を制御する。第２変更部は、投影光学系２の光路上（例えば凹面鏡２３と凸面鏡２５との間の光路上）に配置された光学素子２４と、光学素子２４を駆動する駆動部２７とを含みうる。光学素子２４は、例えば、メニスカスレンズを含み、凹面鏡２３と凸面鏡２５との間で、凹面鏡２３からの距離と凸面鏡２５からの距離との比率が変わる方向（図１におけるＸ方向）に駆動部２７によって駆動される。このように光学素子２４を駆動することにより、投影光学系２の球面収差を変更することができる。

図４は、２．０μｍのホールパターンが形成された位相シフトマスクＭを用いてフォーカス特性のリソグラフィ・シミュレーションを行った結果を示す図である。図４に示すグラフはフォーカス特性を示しており、横軸はデフォーカス量、および縦軸は解像性能としてのＣＤ値（解像線幅）である。図４の実線４１は、位相シフトマスクＭの基準波長をｈ線波長（４０５ｎｍ）とし、ｇ線、ｈ線およびｉ線などの複数の輝線スペクトルを含むブロード光（重心波長４００ｎｍ）で当該位相シフトマスクＭを照明したときの結果を示している。図４の破線４２は、位相シフトマスクＭの基準波長をｈ線波長とし、ｉ線（３６５ｎｍ）で当該位相シフトマスクＭを照明したときの結果を示している。図４の実線４１および破線４２は、図２の実線３１および破線３２にそれぞれ対応し、４１μｍおよび３２μｍの焦点深度をそれぞれ有する。

また、図４の二点鎖線４３は、破線４２の条件に対して、投影光学系２の球面収差を変更したときの結果を示している。具体的には、図４の二点鎖線４３は、破線４２が得られたときの投影光学系２の球面収差に＋０．１λの球面収差が更に付加されるように、駆動部２７により光学素子２４を駆動したときの結果を示している。このように投影光学系２の球面収差を変更することにより、基準波長と照明波長とを互いに異ならせた条件であっても、基準波長と照明波長とが実質的に同じである実線４１にフォーカス特性を近づけることができる。即ち、照明波長を変更することにより変化した焦点深度を、基準波長と照明波長とが実質的に同じであるときの焦点深度に近づくように補正することができる。

ここで、露光装置１００（制御部３）は、基準波長と変更後の照明波長との波長差に対する投影光学系２の球面収差の変更量を示す情報（以下、変更量情報）に基づいて、第２変更部を制御するとよい。例えば、制御部３は、駆動部２７による光学素子２４の駆動量と、当該駆動量のときに投影光学系２に発生する球面収差との関係を予め求めておく。当該関係は、例えば図５に示すように、比例関係になりうる。図５は、光学素子２４の駆動量と投影光学系２に発生する球面収差との関係を示す図であり、図５の横軸では、光学素子２４を基準位置（駆動量＝０）から凹面鏡２３に向かって駆動させる方向（図１における＋Ｘ方向）を正方向としている。そして、制御部３は、当該関係および変更量情報に基づいて、照明波長を変更することで生じる焦点深度の変化を補正するための光学素子２４の駆動量を求め、求めた駆動量に従って駆動部２７を制御する。

以下に、変更量情報を求める方法について説明する。変更量情報は、例えば、互いに異なる複数の波長の各々に照明波長を変更し、当該複数の波長の各々について焦点深度が最大となる投影光学系の球面収差を取得することにより求められうる。変更量情報を求める方法の具体的な工程について、図６を参照しながら説明する。図６は、変更量情報を取得する方法を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの各工程は、制御部３によって実行されうるが、露光装置１００の外部におけるコンピュータなどを用いて実行されてもよい。また、以下では、２．０μｍのホールパターンが形成された位相シフトマスクＭを用いて変更量情報を求める例について説明し、以下の説明における定義を次の１）、２）に示す。
１）光学素子２４が基準位置にあるときの投影光学系２の球面収差を基準球面収差（±０ｍλ）とする。
２）投影光学系２の球面収差を基準球面収差（±０ｍλ）としたときのベストフォーカス位置を「デフォーカス量＝０μｍ」とする。

Ｓ１１では、制御部３は、駆動部２７で光学素子２４を移動させることにより投影光学系２の球面収差を変更した複数の条件の各々について、フォーカス特性（デフォーカス量と解像性能（ＣＤ値）との関係）を取得する。例えば、制御部３は、投影光学系２の球面収差を変更した複数の条件の各々について、デフォーカス量を振ったときの解像性能（ＣＤ値）を取得することにより、各条件についてのフォーカス特性を、図７および図８のように得ることができる。

図７および図８は、当該複数の条件の各々におけるフォーカス特性をそれぞれ示す図である。図７は、デフォーカス量が０μｍのときのＣＤ値が目標値（２．０μｍ）になるように露光量を調整して、各条件についてのフォーカス特性を取得した結果である。また、図８は、各条件におけるＣＤ値のピーク値が目標値（２．０μｍ）になるように露光量を調整して、各条件についてのフォーカス特性を取得した結果である。ここでは、複数の条件の各々におけるフォーカス特性として図７および図８を例示したが、変更量情報を求めるためには図７および図８のいずれか一方に示すフォーカス特性が取得されればよい。また、図７および図８では、基準球面収差（±０ｍλ）に対する±２００ｍλの範囲内において、１００ｍλのピッチで投影光学系２の球面収差を変更したが、それに限られるものではなく、球面収差を変更する範囲およびピッチを任意に変更してもよい。

ここで、本実施形態では、解像性能としてＣＤ値を用いているが、ＣＤ値の他に、コントラスト値やＮＩＬＳ値（Normalized Image Log-Slope）なども解像性能として用いてもよい。また、ＣＤ値の取得方法としては、例えば、位相シフトマスクＭのパターン像を検出する検出部（例えばイメージセンサ）を基板ステージ６に備えておき、当該検出部によって得られた画像からＣＤ値を取得する方法が用いられてもよい。また、位相シフトマスクＭを用いて実際に基板Ｐを露光し、それにより基板Ｐに形成されたパターンの寸法を外部装置で計測した結果からＣＤ値を取得する方法が用いられてもよい。

Ｓ１２では、制御部３は、Ｓ１１で求めたフォーカス特性から複数の条件の各々について焦点深度を求め、複数の条件の中から焦点深度が最大となる条件（投影光学系２の球面収差の変更量）を選択する。ここで、第１実施形態では、複数の条件の中から焦点深度が最大となる条件を選択したが、それに限られるものではない。例えば、制御部３は、複数の条件の中から、照明波長と基準波長が同じであり且つデフォーカス量が０μｍのときの焦点深度に最も近い焦点深度を有する条件を選択してもよい。また、制御部３は、複数の条件の中から、フォーカス特性のピーク位置における傾きが最も平坦となる条件を選択してもよい。

Ｓ１３では、制御部３は、照明波長を変更してＳ１１〜Ｓ１２の工程を繰り返すか否かを判断する。例えば、制御部３は、照明波長を変化させる範囲およびピッチに関する情報に基づいて、照明波長を変更すべき複数の波長を決定する。そして、制御部３は、決定した全ての波長でＳ１１〜Ｓ１２の工程を行った場合は当該工程を繰り返さないと判断し、Ｓ１１〜Ｓ１２の工程を行っていない波長がある場合は当該工程を繰り返すと判断する。Ｓ１１〜Ｓ１２の工程を繰り返すと判断された場合はＳ１４に進み、Ｓ１４で照明波長を変更した後、Ｓ１１に進む。一方、Ｓ１１〜Ｓ１２の工程を繰り返さないと判断された場合はＳ１５に進む。Ｓ１５に進む場合、制御部３は、焦点深度が最大となる球面収差の変更量を、決定された複数の波長の各々について取得していることとなる。

Ｓ１５では、制御部３は、Ｓ１４で決定された複数の波長の各々と位相シフトマスクＭの基準波長との差を求め、当該差と焦点深度が最大となる球面収差の変更量との関係を、変更量情報として決定する。図９は、Ｓ１５で求められた変更量情報の一例を示す図である。変更量情報は、上述したように、基準波長と変更後の照明波長との波長差に対する投影光学系２の球面収差の変更量を示す情報であり、図９に示す例では、波長差は、変更後の照明波長から基準波長を引いた値として定義されうる。このように変更量情報を決定することにより、制御部３は、照明波長を変更した際、基準波長と変更後の照明波長との差、および図９に示す変更量情報に基づいて、投影光学系２の球面収差の変更量を求めることができる。そして、制御部３は、図５に示す光学素子２４の駆動量と投影光学系２に発生する球面収差との関係に基づいて、求めた球面収差の変更量から光学素子２４の駆動量を求めることができる。

上述したように、第１実施形態の露光装置１００は、基準波長と異なる波長に照明波長を変更することで生じる焦点深度の変化が補正されるように、基準波長および変更後の照明波長に基づいて投影光学系２の球面収差を変更するように構成される。これにより、露光装置１００は、位相シフトマスクを新たに作製することなく、露光装置１００の解像性能が向上するように照明波長を変更することができる。

ここで、本実施形態では、光学素子２４を移動させることにより投影光学系２の球面収差を変更したが、それに限られるものではない。例えば、投影光学系２の球面収差の変更量が互いに異なる複数の光学素子２４を備えておき、光学素子２４を交換することで投影光学系２の球面収差を変更してもよい。この場合、投影光学系２の球面収差を変更する第２変更部には、光学素子２４を交換するための交換部が含まれうる。また、投影光学系２の球面収差を変更する方法としては、投影光学系２における光路上に透明な平板を配置する方法や、位相シフトマスクＭと投影光学系２との距離を変更する方法などもある。さらに、本実施形態では、投影光学系２の例としてオフナー型の光学系を用いて説明したが、オフナー型以外の光学系も投影光学系２として用いることができる。

＜第２実施形態＞
露光装置１００において、基準波長と異なる波長に照明波長を変更すると、図２に示すように、焦点深度に加えて、デフォーカス量も変化しうる。そして、照明波長の変更で生じる焦点深度の変化が補正されるように第２変更部を制御した後においても、デフォーカス量が許容範囲に収まらないことがありうる。そのため、露光装置１００は、デフォーカス量を変化させる第３変更部を含み、第２変更部を制御した後のデフォーカス量が補正されるように第３変更部を制御するとよい。第３変更部としては、例えば、マスクステージ５および基板ステージ６の少なくとも一方が用いられうる。第３変更部としてマスクステージ５を用いる場合では、位相シフトマスクＭと投影光学系２との距離を変える方向（例えばＺ方向）にマスクステージ５によって位相シフトマスクＭを移動させることでデフォーカス量を変更することができる。また、第３変更部として基板ステージ６を用いる場合では、基板Ｐと投影光学系２との距離を変える方向（例えばＺ方向）に基板ステージ６によって基板Ｐを移動させることでデフォーカス量を変更することができる。ここで、例えば、マスクステージ５および基板ステージ６の少なくとも一方が第２変更部として用いられている場合には、光学素子２４および駆動部２７を第３変更部として用いてもよい。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１：照明光学系、２：投影光学系、３：制御部、４：コンソール、５：マスクステージ、６：基板ステージ、１１：光源、１２：波長フィルタ、２４：光学素子、２７：駆動部、１００：露光装置

Claims (14)

1. 基準波長において透過光の位相を互いに異ならせる第１領域および第２領域を含む位相シフトマスクを用いて基板を露光する露光装置であって、
   前記位相シフトマスクを照明する光の照明波長を変更する第１変更部と、
   前記位相シフトマスクのパターン像を前記基板に投影する投影光学系と、
   前記投影光学系の球面収差を変更する第２変更部と、
   前記第１変更部により前記基準波長と異なる波長に変更することで生じる焦点深度の変化が補正されるように、前記基準波長および変更後の前記照明波長に基づいて前記第２変更部による前記球面収差の変更を制御する制御部と、
   を含む、ことを特徴とする露光装置。
2. 前記基準波長と異なる波長に変更された変更後の前記照明波長で前記位相シフトマスクを照明し、前記基準波長および変更後の前記照明波長に基づいて変更された前記球面収差をもつ前記投影光学系を用いて前記位相シフトマスクのパターン像を前記基板に投影する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記制御部は、前記第１変更部により前記照明波長を前記基準波長に対して３０ｎｍ以上短くすることで生じる焦点深度の変化が低減されるように前記第２変更部による前記球面収差の変更を制御する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 複数の輝線スペクトルを含む光を射出する光源を更に含み、
   前記第１変更部は、前記光源から射出された前記複数の輝線スペクトルを含む光の波長帯域を狭めることにより前記照明波長を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記制御部は、前記基準波長と変更後の前記照明波長との差に対する前記投影光学系の球面収差の変更量を示す情報に基づいて前記第２変更部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記制御部は、前記照明波長を互いに異なる複数の波長の各々に変更し、前記複数の波長の各々について焦点深度が最大となる前記投影光学系の球面収差を求めることにより前記情報を取得する、ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記第２変更部は、前記投影光学系における光路上に配置された光学素子を移動させることにより前記投影光学系の球面収差を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
8. 前記第２変更部は、前記投影光学系における光路上に配置された光学素子を交換することにより前記投影光学系の球面収差を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
9. 前記投影光学系は、凹面鏡および凸面鏡を含み、
   前記光学素子は、前記凹面鏡と前記凸面鏡との間の光路上に配置されたメニスカスレンズを含む、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の露光装置。
10. デフォーカス量を変更する第３変更部を更に含み、
    前記制御部は、前記第２変更部を制御した後のデフォーカス量が補正されるように第３変更部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の露光装置。
11. 前記基準波長は、前記第１領域の透過光と前記第２領域の透過光との位相差が１８０度になるときの波長である、ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の露光装置。
12. 請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光を行われた前記基板を現像する工程と、
    を含み、現像された基板から物品を得ることを特徴とする物品の製造方法。
13. 基準波長において透過光の位相が互いに異なる第１領域および第２領域を含む位相シフトマスクと、前記位相シフトマスクのパターン像を基板に投影する投影光学系とを用いて前記基板を露光する露光方法であって、
    前記位相シフトマスクを照明する光の照明波長を前記基準波長と異なる波長に変更する工程と、
    前記照明波長を変更したことで生じる焦点深度の変化が補正されるように、前記基準波長および変更後の前記照明波長に基づいて、前記投影光学系の球面収差を変更する工程と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
14. マスクを照明する光の照明波長を変更する第１変更部、前記マスクのパターン像を基板に投影する投影光学系、前記投影光学系の球面収差を変更する第２変更部、及び、前記第１変更部による波長の変更に基づいて前記第２変更部による前記球面収差の変更を制御する制御部を含む露光装置と、基準波長において透過光の位相を互いに異ならせる第１領域及び第２領域を含む位相シフトマスクと、を用いて、前記基板を露光する露光方法であって、
    前記第１変更部により前記照明波長を前記基準波長と異なる波長に変更することで生じる焦点深度の変化が補正されるように、前記基準波長および変更後の前記照明波長に基づいて前記第２変更部による前記球面収差の変更を制御する工程、
    を有することを特徴とする露光方法。

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