WO1999018604A1

WO1999018604A1 - Procede et appareil d'exposition par projection

Info

Publication number: WO1999018604A1
Application number: PCT/JP1998/004536
Authority: WO
Inventors: Kousuke Suzuki; Minoru Onda
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 1999-04-15
Also published as: EP1037266A4; KR20010015698A; EP1037266A1; AU9458198A

Description

明細書

投影露光方法及び装置発明の背景

Fie l d of the Invent i on

本発明は、例えば半導体素子、撮像素子（C C D等）、液晶表示素子、又は薄膜磁気へッド等を製造するためのリソグラフイエ程で、マスクパターンをウェハ等の基板上に転写する際に使用される投影露光方法、及び装置に関し、特に結像特性の補正機構を備え、マスクと基板とを投影光学系に対して同期走査して露光を行うステップ · アンド · スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置に使用して好適なものである。 Related Background Ar t

マスクとしてのレチクルのパターンを、投影光学系を介して、レジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上に転写する投影露光装置においては、常に高い結像特性を維持した状態で露光を行う必要がある。その結像特性に影響を与える要因の一つに、露光光の照射によるレチクルや投影光学系の光学素子の熱変形がある。従来から、例えば露光によるレチクルの熱変形に起因する結像特性の変化を補正するため、種々の提案がなされている。例えば、特開平 4一 1 9 2 3 1 7号公報では、レチクルのパターン面内での変形量の分布を計算で求め、その変形による結像特性の変化を投影光学系の一部のレンズ素子を光軸方向に駆動するか、又は光軸に対して傾斜することで補正する技術が提案されている。

また、従来は一括露光型の投影露光装置（ステッパー）が多用されていたが、最近は投影光学系を大型化することなく大面積のレチクルのパ夕一ンを高精度に転写するために、レチクル及びゥェ八を投影光学系に対して同期走査して露光を行うステップ ' アンド ■ スキヤン方式のような走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）が注目されている。この走査型露光装置における露光光の照射による結像特性変化の補正に閧しても、例えば特開平 6 - 2 9 1 0 1 6号公報、及びこれに対応する米国特許第 5， 7 2 1 , 6 0 8号において、一括露光型の場合の補正方法を適用して、照射による投影光学系の結像特性の変化量を補正する技術が開示されている。

上記の如く従来の走査型露光装置における結像特性の補正方法は、一括露光型で考えられた方式を適用した技術がほとんどであり、走査型露光装置に特有のレチクルと投影光学系とを含めた装置全体での露光光の照射による結像特性の変化を考慮した補正方法は無かった。

しかしながら、走査型露光装置において使用されるレチクルに描かれている原版パターンは、一括露光型用のレチクルと同程度か、それ以上の大面積を有するものであり、走査露光中にはその原版パターンの全面が所謂スリット状の照明領域で逐次照明される。これに対して、投影光学系は常にそのスリット状の照明領域で非軸対称に照射される状態になるため、レチクルと投影光学系との熱変形量に関する計算方法、及び対応する結像特性の補正方法には自ずと違いが生じてくる。また、レチクルが熱膨張した場合と投影光学系が熱膨張した場合とでは、ウェハ上に形成される投影像に対する影響が異なる。

更に、一括露光型の投影露光装置においても、近年投影露光されるパターンの線幅はますます微細化し、更に高精度に結像特性を補正することが要求されている。

SUMMARY OF THE INVENTION

本発明は、高精度に結像特性を補正できる投影露光方法を提供することを第 1の目的とする。

更に本発明は、特に走査型露光装置において、露光光吸収による投影光学系の結像特性の変化量、又はレチダルの熱変形による結像特性の変化量をそれぞれ正確に求めることができ、それに応じてその結像特性の補正を高精度に行って、レチクルのパターン像をウェハ上に高精度に転写することができる投影露光方法を提供することを第 2の目的とする。更に本発明は、そのような投影露光方法を実施できる投影露光装置をも提供することを第 3の目的とする。

本発明の投影露光装置は、感光基板にマスクのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の前記感光基板側に前記投影光学系の光軸にほぼ垂直に配置される平行平面板と、前記投影光学系の光軸に対する前記平行平面板の法線の傾き角と前記平行平面板の傾き方向との少なくとも一方を調整する調整装置とを備える。

また、好ましい態様によれば、前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系を更に備え、前記調整装置が、前記 2次光源の変更に連動して、前記平行平面板の傾き角及び傾き方向の少なくとも一方を調整する。

また、別の態様によれば、マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置において、前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿って配列される複数の光学素子と前記感光基板側に配置される平行平面板とを有する投影光学系と、前記感光基板の露光条件の変更に応じて前記平行平面板を移動して投影光学系の収差を調整する調整装置とを備える。

また、好ましい態様によれば、前記調整装置が、前記平行平面板を実質的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して相对的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収差を調整する。

また、好ましい態様によれば、偏心コマ収差以外の前記投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整するために、前記投影光学系の複数の光学素子の少なくとも 1つを移動する駆動装置を更に備える。

また、好ましい態様によれば、前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系と、前記照明光学系の開口数を可変とする開口絞りとを更に備え、前記感光基板の露光条件が、前記 2次光源の大きさと形状、前記マスク上のパターンの種類、及び前記投影光学系の開口数の少なくとも 1つを含む。

また、別の態様によれば、マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置において、前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿って配列される平行平面板を有する投影光学系と、前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して前記平行平面板を傾ける駆動機構とを備える。

また、好ましい態様によれば、前記投影光学系の投影倍率に応じた速度比で前記マスクと前記感光基板とを同期移動するステージシステムを更に備え、前記ステージシステムを駆動して、前記マスクのパターンで前記感光基板を走査露光する。

本発明の第 1の投影露光方法は、投影光学系を介してマスクのパターンで感光基板を露光する投影露光方法において、 2次光源から出射して前記マスクを通過する光ビームの前記投影光学系の瞳面上での光強度分布を変更する第 1工程と、前記光強度分布の変更に連動して、前記投影光学系の前記感光基板側に配置される平行平面板を移動する第 2工程とを含む。

また、好ましい態様によれば、前記第 1工程が、前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する。また、好ましい態様によれば、前記第 2工程が、前記平行平面板を実質的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収差を調整する。

本発明による第 2の投影露光方法は、マスクと基板とを同期して移動することにより、そのマスクのパターンの像を投影光学系を介してその基板上に転写する投影露光方法において、走査露光前、又は走査露光中に、投影光学系の少なくとも 1つの光学素子の光軸方向の位置、その少なくとも 1つの光学素子の光軸方向の傾斜角、マスクと基板との相対走査速度、及びマスクと基板との走査方向の平行度の内の少なくとも 1つを調整して結像特性を補正するものである。斯かる本発明の投影露光方法によれば、走査露光前、又は走査露光中に、投影光学系の少なくとも 1つの光学素子の位置や傾斜角を調整することで、投影像の倍率誤差や所定のディストーション等が補正される。また、マスクと基板との相対走査速度を調整することで、その投影像の走査方向の倍率誤差が補正でき、マスクと基板との走査方向の平行度を調整することで、例えば平行四辺形状のディストーション（所謂スキュ一誤差）が補正できる。特にそれらの調整を走査露光中に行うと、マスクの走査方向での部分的な熱変形にも対応できる。

また、本発明による第 3の投影露光方法は、マスクと基板とを同期して移動することにより、そのマスクのパターンの像を投影光学系を介してその基板上に転写する投影露光方法において、そのマスクの熱変形による結像特性の変化を、走査方向の成分はマスクと基板との相対走査速度を調整することによって、非走査方向の成分は投影光学系の投影倍率を調整することによって、それぞれ補正するものである。

斯かる投影露光方によれば、マスクが走査方向に熱膨張している場合には、基板の走査速度を、マスクの走査速度に投影光学系の投影倍率を乗じて定まる基準速度よりも遅くすることで、走査方向のみの倍率が補正される。一方、マスクが非走査方向（走査方向に直交する方向）に熱膨張している場合には、投影光学系の投影倍率を調整し、それを相殺するようにマスクと基板との相対走査速度を調整することで、非走査方向のみの倍率が補正される。

この場合、そのマスクのパターン領域外で生じる熱移動、及びそのマスクのパターン存在率に基づいてそのマスクの熱吸収量を求め、この熱吸収量よりそのマスクの熱変形量を計算することが望ましい。このようにパターン領域外の熱移動、及びパターン存在率を考慮することで、マスクの熱変形量が高精度に求められ、それに応じてその熱変形による結像特性の変化を高精度に補正することができる。

また、本発明による第 4の投影露光方法は、マスクと基板とを同期して移動することにより、そのマスクのパターンの像を投影光学系を介してその基板上に転写する投影露光方法において、そのマスクの照明領域の幅を調整可能なブラインド機構を備え、その基板上に結像されるそのマスクのパターンの像の、走査方向と非走査方向との倍率変化の差に応じて、そのブラインド機構を駆動し投影像のコントラストを補正するものである。

斯かる投影露光方法によれば、マスク上の照明領域の幅（走査方向、非走査方向の何れも同様）を広くすれば、基板上でのその方向の照度が高くなり、逆にその照明領域の幅を狭くすれば、基板上でのその方向の照度が低下する。また、マスク上での照度が同一であれば、投影倍率が高くなれば基板上での照度は低下し、投影倍率が低くなれば基板上での照度は高くなる。従って、走査方向、及び非走査方向の倍率が異なるときに、それを相殺するようにブラインド機構を介して照明領域の幅を変えることで、基板上での走査方向及び非走査方向の照度が一定に保たれて、投影像のコントラストのむらが無くなる。

また、本発明による第 5の投影露光方法は、マスクと基板とを同期して移動することにより、そのマスクのパターンの像を投影光学系を介してその基板上に転写する投影露光方法において、そのマスクを載置するためのマスクステージ上に、その投影光学系の透過率測定用の光透過窓を備え、この光透過窓を介してその投影光学系の透過率を測定するものである。

斯かる投影露光方法によれば、マスクステージ上の光透過窓を介して投影光学系の透過率を測定することにより、投影光学系の露光光吸収による結像特性の変化を求めることができ、これに基づいて高精度に結像特性を補正できる。

この場合、 2つの光透過窓を、マスクを挟み、かつマスクの移動方向に離して設置することが望ましい。マスクの走査方向に応じてどちらかの光透過窓を使用できるため、測定効率が高く維持される。

次に、本発明による第 6の投影露光方法は、マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に転写する投影露光方法において、その投影光学系の複数の光学素子をそれぞれ独立的に駆動することにより、その投影光学系の結像特性を補正し、その投影光学系はその基板側に第 1平行平面板を備え、この第 1平行平面板を光軸方向に駆動して、所定の結像特性を捕正するものである。

斯かる投影露光方法によれば、投影光学系の複数の光学素子の駆動と、投影光学系の第 1平行平面板の駆動とを組み合わせることによって、種々の結像特性が高精度に補正できる。

この場合、その投影光学系はマスク側に、その投影光学系の収差の残留成分を捕正するために表面に所定の凹凸加工が施された第 2平行平面板を備えることが望ましい。この第 2平行平面板によって残留するディスト一ション等が補正できる。

また、一例として、そのマスクは 2次光源からの光ビームで照明され、その 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更するごとにその第 1平行平面板を駆動して投影光学系の偏心コマ収差を補正するようにしてもよい。

また、露光光源として A r Fエキシマレ一ザ光源を使用している場合に、その投影光学系内部を不活性ガス（ヘリウム等）又は窒素ガスで置換することが望ましい。この場合、不活性ガスで置換する場合には、 A r Fエキシマレーザ光の波長（ 1 9 3 n m) 付近に吸収帯を有する酸素が殆ど無いために、露光光に対する透過率が向上する。同様に窒素ガスで置換する場合にも、窒素ガスは A r Fエキシマレ一ザ光を殆ど吸収しないため、露光光に対する透過率が向上する。

特に前者のように不活性ガスで置換する場合には、大気圧の変動の影' 響が投影光学系の内部に殆ど及ばなくなるため、投影光学系内部の気圧変化による結像特性の変化を抑制することができる。

また、投影光学系内部の気圧を測定し、この測定結果に基づいて結像特性の補正をすることが望ましい。その内部の気圧の変化によっても結像特性が変化するため、それに応じた補正を行うことで、より高精度に結像特性を補正できる。次に、本発明による投影露光装置は、マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に転写する投影露光装置において、その投影光学系は、そのマスクとその基板との間で光軸に沿って配列される複数の光学素子と、その基板側に配置される第 1平行平面板と、そのマスク側に配置される第 2平行平面板とを有し、その投影光学系の偏心コマ収差を調整するためにその第 1平行平面板を移動すると共に、その偏心コマ収差以外のその投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整するために、その第 2平行平面板をそのマスクに対して相対移動することなく、その複数の光学素子の少なくとも 1つを移動する駆動装置を備えたものである。

斯かる本発明の投影露光装置によれば、本発明の第 6の投影露光方法が実施できる。この場合、その駆動装置は、一例としてその投影光学系の少なくとも 3つの光学素子を移動するものである。これによつて投影倍率、ディストーション、及び非点収差を調整できる。

また、その駆動装置は、その投影光学系の少なくとも 4つの光学素子を移動してもよい。これによつて投影倍率、ディストーション、非点収差、及びコマ収差を調整できる。

また、その駆動装置は、その投影光学系の少なくとも 5つの光学素子を移動してもよい。これによつて投影倍率、ディストーション、 '非点収差、コマ収差、及び球面収差を調整できる。

また、その投影光学系の像面湾曲を調整するために、そのマスクとその複数の光学素子とによって形成される複数の空間の内の少なくとも 1 つでの屈折率を変化させる調整装置を更に備えることが望ましい。

また、照明光学系において、マスクのパターンに応じて 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更したときに、 2次光源の変更に連動して、複数の光学素子と第 1平行平面板との少なくとも 1つを移動することが望ましい。

また、その投影光学系内の気圧を測定する測定器を更に備え、その駆動装置は、その気圧の変化に連動して、その複数の光学素子とその第 1 平行平面板との少なくとも一つを移動することが望ましい。

また、その駆動装置は、第 1平行平面板を実質的に回転させることなく投影光学系の像面に対して相対的に傾け、投影光学系の偏心コマ収差を調整することが望ましい。

また、その第 2平行平面板は、投影光学系の非対称な収差を補正するようにその表面が凹凸加工されていることが望ましい。

また、そのマスクのパターンの像をその基板上に走査露光するために、そのマスクとその基板とを同期移動するステージ · システムを更に備えることが望ましい。これは、本発明を走査露光型の投影露光装置に適用することを意味する。

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

図 1は、第 1実施形態の投影露光装置の構造を示した図。

図 2は、図 1の投影露光装置に組み込まれる夕レツト板の構造を説明する図。

図 3 ( a )及び図 3 ( b ) は、図 1の投影露光装置に設けた調整装置の構造を説明する図。

図 4は、図 3 ( a )及び図 3 ( b ) の調整装置に固定保持された平行平面板の傾斜と偏心コマ収差との関係を説明する図。

図 5は、第 1実施形態の投影露光装置の構造の変形例を示す図。

図 6 ( a ) 及び図 6 ( b ) は、図 5の投影露光装置に設けた調整装置の要部の構造を説明する図。

図 7は、本発明の第 2実施形態の一例で使用される投影露光装置を示す概略構成図である。

図 8は、図 7の投影光学系の内部構成を示す一部を切り欠いた構成図。図 9は、図 8の投影光学系のレンズ群の一部を示す平面図。

図 1 0は、図 7の照明系の開口絞り板に設けられた複数の開口絞りを示す図。

図 1 1は、図 7のレチクルステージの駆動機構等を示す平面図。図 12は、レチクルの熱変形量の計算方法の説明に供する図。

図 13 (a) 〜図 1 3 ( g ) は、レチクルの熱変形量を分解して得られる各成分と、対応する結像特性の補正量との関係を示す図。

図 14は、熱変形量の各成分を走査方向の座標に応じて関数化する方法の説明に供する図。

図 15は、露光領域外の熱移動を考慮に入れた場合のレチクルの熱変形量の計算点の分布の一例を示す図。

図 16は、レチクルの一部のみを露光領域とする場合のレチクルの熱変形量の計算方法の説明に供する図。

図 17 (a) 及び図 1 7 (b) は、レチクルの一部のみを露光領域とする場合に、露光領域外の熱移動を考慮に入れたレチクルの熱変形量の計算方法についての説明に供する図。

図 18 (a) 及び図 1 8 (b) は、レチクルの一部のみを露光領域とする場合に、露光領域外の熱移動を考慮に入れたレチクルの熱変形量の計算方法の他の例の説明に供する図。

図 1 9は、ウェハの反射率と反射率センサの出力との関係を示す図。図 20 (a l)、図 20 (a 2)、図 20 (a 3)、図 20 (b l)、図 20 (b 2)、図 2 0 (b 3 ) は、図 7のレチクルブラインドの開口部の幅と投影像のシフ卜量との関係を示す図。

図 21 (a) 〜図 21 ( f ) は、係数 k 1〜 k 6に対応するレチクルの熱変形の例を示す図。

図 22 (a) 〜図 22 ( f ) は、係数 k 7〜 k 12に対応するレチクルの熱変形の例を示す図。

図 23 (a) 〜図 23 ( f ) は、係数 k 13〜k 18に対応するレチクルの熱変形の例を示す図。

図 24 (a) 及び図 24 (b) は、係数 k l 9， k 20に対応するレチクルの熱変形の例を示す図。

DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS 〔第 1実施形態〕図 1は、本発明の第 1実施形態に係る投影露光装置の概略的構成を説明する図であ.る。図 1に示すように、投影露光装置本体は、チャンバ 1 0 0内に収容されており、内部温度が一定に保たれるように制御されている。

まず、チャンパ 1 0 0内の適所に配置されたマスクであるレチクル 1 6を照明するための照明光学系の概要について簡単に説明する。チャンパ 1 0 0外に設けた A r Fエキシマレーザ光源 1は、レーザ光をほぼ平行光束として出射する。 A r Fエキシマレーザ光源 1からのレーザ光は、シャッ夕 2を介して投影露光装置の本体側の光透過窓 3へ導かれる。光透過窓 3を通過したレーザ光は、チャンバ 1 0 0内に設けたビーム整形光学系 4で所定断面形状のレーザ光に整形され、夕一レツト板 T Pに設けられた互いに透過率が異なる複数の N Dフィル夕のいずれか 1つ（図 1では N D 1 ) を通過して反射ミラ一 5で反封され、オプティカルインテグレー夕（ホモジナイザー）であるフライアイレンズ 6に導かれる。

このフライァレンズ 6によって形成される多数の 2次光源からの光束は、ターレット板 7の可変開口絞りを通過してビームスプリッタ 9で 2 つの光路に分岐される。ビ一ムスプリッ夕 9からの反射光は、光電検出器 1 0に導かれて照明光の照度（強度）が検出される。検出された照度に応じた信号は、メインコントローラ 4 0に入力される。一方、ビームスブリッ夕 9からの透過光は、可変視野絞り 1 2を間に挟んだ一対のリレーレンズ 1 1、 1 3を通って反射ミラー 1 4で反射された後、複数のレンズ等の屈折光学素子で構成されるコンデンサ光学系 1 5にて集光される。これにより、リレーレンズ 1 1、 1 3間に設けた可変視野絞り 1 2の開口によって規定されるレチクル 1 6上の照明領域が重畳的にほぼ均一に照明される。

次に、感光基板であるウェハ 2 5にレチクル 1 6上の回路パターンを投影するための投影光学系 2 3について簡単に説明する。投影光学系 2 3は、光学素子である複数のレンズから構成される本体部分 7 0と、本体部分 7 0の下部に配置される平行平面板 8 1を移動して本体部分 7 0 の特定の収差を調整する調整装置 8 0とを備える。照明光学系によって照明されたレチクル 1 6上の回路パターンの像は、投影光学系 2 3によつてウェハ 2 5上に縮小投影され、ウェハ 2 5上に塗布されたレジストが感光して、ウェハ 2 5上に回路パターン像が転写される。

以下、各部の詳細について説明する。照明光学系を構成する A r Fェキシマレ一ザ光源 1は、例えば波長 1 9 3 n mのレーザ光を発生する。この A r Fエキシマレーザ光源 1は、光源制御回路 4 5から送出されるトリガパルスに応じてパルス光を発振する。光源制御回路 4 5は、 A r Fエキシマレーザ光源 1への印加電圧（充電電圧）を調整して、 A r F エキシマレ一ザ光源 1から射出されるパルス光の強度を調整する。なお、光源制御回路 4 5は、投影露光装置全体を統括制御するメインコント口ーラ 4 0からの指令に従って A r Fエキシマレ一ザ光源 1を制御する。シャツ夕 2は、例えばウェハまたはレチクルの交換中に照明光路を閉じ、これにより A r Fエキシマレ一ザ光源 1が自己発振して、パルス光の中心波長、波長幅および強度の少なくとも 1つを含むビーム特性を安定化（調節）する。

夕一レット板 T Pは、 6つの N Dフィルタ（図 1では N D 1 、 N D 2 のみ図示）を保持しており、メインコントローラ 4 0に制御されたモー夕 M T 1によってターレット板 T Pを回転させることにより、 6つのフィル夕がそれぞれ回転可能に照明光路内に配置されるようになっている。ここで、 6つの N Dフィルタは、ウェハ 2 5上のレジスト感度、 A r F エキシマレ一ザ光源 1の強度のばらつき、およびウェハ 2 5上の 1点に照射すべきパルス光の数（露光パルス数）に応じて適宜選択される。このうち露光パルス数とは、可変視野絞り 1 2によって規定されるレチクル 1 6上の照明領域と投影光学系 2 3に関して共役な領域（すなわち、照明領域内に存在するレチクル 1 6のパターンの部分像が投影される領域）を、ウェハ 2 5上の 1点がその走査方向に沿って横切る間にその 1 点に照射されるパルス光の数である。

なお、図 1中の夕一レット板 T Pの代わりに、例えば複数のスリットをそれぞれ有する 2枚のプレートを対向して配置し、その 2枚のプレートをスリットの配列方向に相対移動してパルス光の強度を調整するものでもよい。 .

この実施形態では、光源制御回路 4 5による A r Fエキシマレーザ光源 1の発振強度の調整と、ターレツト板 T Pによるパルス光の透過率（減光率）の調整との少なくとも一方によって、レチクル 1 6すなわちゥェハ 2 5上でのパルス光の強度を調整できるようになっている。

ミラ一 5は、レチクル 1 6 とウェハ 2 5とを同期移動してレチクル 1 6のパターンの像でウェハ 2 5を露光している間、モ一夕 M T 2によつて回転される。ミラ一 5の制御方法などについては、例えば特開平 7— 1 4 2 3 5 4号公報、及びこれに対応する米国特許第 5 , 5 3 4 , 9 7 0 号に開示されている。このミラー 5の回転により、走査露光中、可変視野絞り 1 2によって規定されるレチクル 1 6上の照明領域内でスぺックルなどの干渉縞が移動し、これによつてウェハ 2 5上でのパルス光の積算光量分布がほぼ均一化される。

この方法では、メインコントローラ 4 0によって制御されるミラー 5 の回転に伴って、レチクル 1 6上の 1点がその走査方向に沿ってその照明領域を横切る間にその干渉縞を一回移動させる。また、照明領域内で干渉縞が走査方向、およびその走査方向と直交する方向にそれぞれ移動するように反射ミラー 5を振動させることが好ましい。なお、照明領域内で干渉縞をレチクル 1 6の走査方向に沿って移動させるときは、前後一対のパルス発光の間にレチクル 1 6が移動する距離を考慮し、レチクル 1 6上の 1点が照明領域を横切る間にその 1点と干渉縞との位置関係が適宜変化するように、そのパルス発光間での反射ミラー 5の振り角、すなわち干渉縞の移動量を決定する。

フライアイレンズ 6は、多数のレンズ素子が束ねられて構成されており、このフライアイレンズ 6の出射端面側には、これを構成するレンズ素子の数に対応した多数の光源像（ 2次光源）が形成される。

なお、この実施形態では、フライアイレンズ 6を 1つ設けているが、例えば特開平 1一 2 5 9 5 3 3号公報、及びこれに対応する米国特許第 5， 3 0 7 , 2 0 7号に開示されているように、反射ミラ一 5と夕一レツト板 TPとの間に、第 2のフライアイレンズを設けてもよい。さらには、フライアイレンズ 6の代わりに、内面反射型の口ッド · インテグレ一夕を用いてもよい。

フライアイレンズ 6により多数の 2次光源が形成される位置近傍には、 2次光源の形状および大きさの少なくとも一方を調節するための夕一レット板 7が設けられている。

このターレット板 7は、石英性の透明基板からなり、図 2に示すように、互いに形状と大きさの少なくとも一方が異なる複数の開口絞り 7 a 〜7 f が形成されている。これらのうち、円形開口を持つ 3つの開口絞り 7 a~ 7 cは、 σ値（コヒーレント ' ファクタ）を積極的に変化させるためのものである。また、残り 3つの開口絞り 7 d〜7 iは投影光学系 2 3の解像力（焦点深度）を向上させるためのものである。開口校り 7 d、 7 eは、互いに輪帯比（輪帯開口の内径と外径の比）の異なる開口を持つ絞りであり、残りの.1つの開口絞り 7 f は、 4つの偏心した 2 次光源領域を形成するために 4つの偏心した開口を持つ絞りである。

ここで、ひ値について簡単に説明しておく。図 1に示すように、照明光学系の光路中に挿入されたターレツト板 7上の開口絞りの最周縁（最外径）から光軸 AXに平行に進行する主光線 R iにより決定される照明光学系の開口数を N A i (= s i n 0 i ) とし、投影光学素 2 3の開口絞り E pの最周縁から光軸 A Xに平行に進行する主光線 R 0により決定される投影光学系 2 3の照明光学系側（レチクル側）の開口数を NA 0

(= s i η Θ 0 ) とするとき、 σ値は σ=ΝΑ i / NA Oで定義される。一般的に、光リソグラフィ一工程における投影露光装置の σ値は、 0.

3〜0. 8の範囲に設定されるように構成されている。

この夕一レット板 7は、メインコントローラ 40によって制御されているモー夕 8にて回転駆動され、ウェハ 2 5上に転写すべきレチクル 1 6のパターンに応じて 1つの開口絞りが選択されて照明光学系の光路中に揷入される。

可変視野絞り 1 2は、レチクル 1 6上の照明領域を規定するが、この照明領域は、レチクル 1 6の走査方向の幅がパターン領域よりも狭くなつており、かつ走査方向と直交する方向の幅がパターン領域よりも広くなっている。さらに照明領域は、投影光学系 2 3の光軸 A Xを中心とし、投影光学系 2 3の円形のイメージフィールド内でその直径に沿って延びている。

また、メインコントローラ 4 0によって制御されたモータ M T 3によつて、可変視野絞り 1 2を構成する少なくとも 1つのブレードを移動することにより、可変視野絞り 1 2の矩形開口の形状や大きさを変更できるようになっている。特に、矩形開口の短手方向の幅を変更すると、レチクル 1 6上での照明領域の走査方向の幅が変化し、これにより走査露光にウェハ 2 5上の 1点に照射される複数のパルス光の積算光量（露光ドーズ）を調整することが可能となる。これは、投影光学系 2 3に関してレチクル 1 6上の照明領域と共役な矩形領域をウェハ 2 5上の 1点がその走査方向に沿って横切る間にその 1点に照射されるパルス光の数が結果的に変更されるためである。

また、この実施形態では、前述したように光源制御回路 4 5から送出されるトリガパルスによって A r Fエキシマレーザ光源 1の発振周波数を変更でき、これにより走査露光中にウェハ 2 5上の 1点に照射される複数のパルス光の積算光量を調整することが可能となっている。さらに、ウェハ 2 5 (およびレチクル 1 6 ) の走査速度を変更することによっても、走査露光中にウェハ 2 5上の 1点に照射される複数のパルス光の積算光量を調整できる。これも前述と同様に、発振周渡数や走査速度の変更により、レチクル 1 6上の照明模域と共役な投影領域をウェハ 2 5上の 1点がその走査方向に沿って横切る間にその 1点に照射されるパルス光の数が変更されるためである。以上の説明からも明らかなように、このような走査型の露光装置では、ウェハ 2 5上でのパルス光の強度と、走査露光中にゥェ八 2 5上の各点にそれぞれ照射されるパルス光の数との少なくとも一方を調整し、これによってレチクル 1 6のパターン像が転写されるウェハ 2 5上の領域内の各点にそれぞれ照射される複数のパルス光の積算光量を、ウェハ 2 5 上のフォトレジストの感度に応じた適正値に制御している。すなわち、この実施形態では、 A r Fエキシマレーザ光源 1の発振強度、パルス光の透過率（減光率）、ウェハ 2 5上でのパルス光の幅、光源 1の発振周波数、およびウェハ 2 5の走査速度の少なくとも 1つを調整して、ウェハ 2 5上の各点での露光ドーズをその適正値に、あるいはその露光ドーズの制御精度を要求精度（例えば ± 1〜2 % ) 内に設定できる。

投影光学系 2 3の本体部分 7 0は、全てレンズ等の屈折光学素子で構成されており、投影光学系 2 3の瞳（入射瞳）の位置には開口絞り E p が配置されている。この開口絞り E pは、投影光学系 2 3の開口数を変更できるように、メインコントローラ 4 0に制御された絞り駆動装置 6 1によって開口の大きさを適宜変更できる構造になっている。なお、投影光学系 2 3内の開口絞り E pと照明光学系内の可変開口絞り 7 a〜 7 gとは、光学的に共役な位置に配置される。

投影光学系 2 3の本体部分 7 0に配置された特定のレンズ 7 0 aは、メインコントローラ 4 0によって制御されるレンズ駆動装置 6 2によつて適宜移動可能となっており、このようなレンズ 7 0 aの移動により、偏心コマ収差以外の収差（像面湾曲、非点収差、コマ収差、ディスト一シヨン、球面収差など）、投影倍率、および焦点位置の少なくとも 1つが調整される。

投影光学系 2 3を構成する調整装置 8 0は、本体部分 7 0とウェハ 2 5との間に配置され、投影光学系 2 3の偏心コマ収差を補正する平行平面板 8 1を備える。この平行平面板 8 1は、投影光学系 2 3の光軸 A X にほぼ垂直に配置されているが、メインコントローラ 4 0に制御された平行板駆動装置 6 3によって適宜移動可能となっている。例えば、平行平面板 8 1を光軸 A Xに垂直な面から僅かに傾けることにより、本体部分 7 0で生じた偏心コマ収差のみを独立して補正することができる。すなわち、平行平面板 8 1の法線が光軸 A Xとなす傾き角と、平行平面板 8 1の傾きの方向との少なくとも一方を調整することによって、他の収差等から独立して投影光学系 2 3の偏心コマ収差のみを独立して補正することができる。このような偏心コマ収差の補正は、ウェハ 2 5の露光条件の変化に応じて適宜再調整が行われる。具体的には、露光条件として、 2次光源の大きさや形状、ターレット板 7の開口絞り 7 a〜 7 f の変更、レチクル 1 6上のパターンの種類、および投影光学系 2 3の開口数の少なくとも 1つを変更した場合、平行板駆動装置 6 3を駆動して投影光学系 2 3の偏心コマ収差が最小限となるような補正を行う。

レチクル 1 6は、レチクルホルダ 1 7によりレチクルステージ 1 8に保持固定される。レチクルステージ 1 8は、図 1の紙面と直交する面内に沿って 2次元的に移動するようにべ一ス 2 2に取り付けられている。レチクルホルダ 1 7にはミラー 2 1が設置され、レーザ干渉計 2 0からのレーザ光がミラー 2 1で反射されてレーザ干渉計 2 0に人射する。このようなレーザ干渉計 2 0により、レチクルステージ 1 8の位置が計測される。この位置情報は、メインコントローラ 4 0に入力され、この位置情報に基づいてメインコントローラ 4 0はレチクルステージ駆動用モ一夕 1 9を駆動して、レチクル 1 6の位置、走査露光中のレチクル 1 6 の速度等を制御している。

ウェハ 2 5は、ウェハホルダ 2 6によりウェハステージ 2 7に保持固定される。ウェハステージ 2 7は、図 1の紙面と直交する面内に沿って 2次元的に移動するように設けられている。ウェハステージ 2 7にはミラー 3 1が設置され、レーザ干渉計 3 0からのレーザ光がミラー 3 1で反射されてレーザ干渉計 3 0に入射する。このようなレーザ干渉計 3 0 によりウェハステージ 2 7の位置が計測される。この位置情報はメインコントローラ 4 0に入力され、この位置情報に基づいてメインコント口 —ラ 4 0はウェハステージ駆動用モータ 2 9を駆動して、ウェハ 2 5の位置、および走査露光中のウェハ 2 5の速度などを制御している。ゥェハステージ 2 7上には照度センサ（光電検出器） 2 8が設けられ、ゥェハ 2 5に照射される露光光の照度が検出される。この照度センサ 2 8の検出信号はメインコントローラ 4 0に入力される。

この実施形態の投影露光装置では、照明光学系を窒素ガス、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中に配設する。そのため、例えば特開平 6— 2 6 0 3 8 5号公報、及びこれに対応する米国特許第 5， 5 5 9 , 5 8 4号に開示されているように、図示しない照明光学系の筐体に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、筐体から汚染された不活性ガスを排出する不活性ガス排出装置とが設けられる。また、投影光学系 2 3を構成する複数の光学素子間に形成される複数の空間にも窒素ガスなどの不活性ガスを供給し、汚染された不活性ガスを複数の空間から排出する。そのため、不活性ガス供給装置 4 1と不活性ガス排出装置 4 2が設けられ、ガス供給装置 4 1は、パイプ 4 3を介して投影光学素 2 3の内部へ乾燥した窒素などの不活性ガスを供給し、排出装置 4 2は投影光学系 2 3の内部の気体をパイプ 4 4を介して外部へ排出する。

図 3 ( a )、 3 ( b ) は、投影光学系 2 3の下端部に配置される調整装置 8 0の構造を説明する図である。図 3 ( a ) は側方の断面構造を模式的に示し、図 3 ( b ) は、側面の構造を示す。図示のように、調整装置 8 0は、平行平面板 8 1を内部に保持固定するための金具である第 1部材 8 2と、この第 1部材 8 2と本体部分 7 0との間に配置される金具である第 2部材 8 3とを備える。

第 1部材 8 2と第 2部材 8 3とは、光軸 A Xに垂直な面から僅かに傾いた摺り合わせ面 8 6を介して摺動可能に連結されており、両部材 8 2、 8 3を光軸 A Xの回りに相対的に回転させることにより、光軸 A Xに対する平行平面板 8 1の法線の傾き角を調節できるようになつている。なお、光軸 A Xと摺り合わせ面 8 6との傾き角は、平行平面板 8 1の法線の光軸 A Xに対する最大の傾き角の 1 / 2に設定されている。つまり、図示の状態から第 1部材 8 2が第 2部材 8 3に対して 1 8 0 ° 回転すると、平行平面板 8 1の法線の光軸 A Xに対する傾き角は、光軸 A Xと摺り合わせ面 8 6との傾き角の 2倍となる。

第 2部材 8 3と本体部分 7 0とは、光軸 A Xに垂直な摺り合わせ面 8 7を介して摺動可能に連結されており、第 2部材 8 3および本体部分 7 0を光軸 A Xの回りに相対的に回転させることにより、光軸 A Xに対する平行平面板 8 1の法線の傾き方向が調節可能になっている。

第 1部材 8 2と第 2部材 8 3との相対的な回転位置は、第 1部材 8 2 の上端周囲に設けた目盛環 8 4を、第 2部材 8 3の下端の一箇所に設けた指標 8 9で読み取ることにより視覚的に検出することができる。また、第 2部材 8 3の本体部分 7 0 との相対的な回転位置は、第 2部材 8 3の上端周囲に設けた目盛環 8 7を、本体部分 7 0の下端の一箇所に設けた指標 8 9で読み取ることにより視覚的に検出することができる。

駆動装置 6 3に設けた第 1駆動部 6 3 aは、第 1部材 8 2と第 2部材 8 3との相対的な回転位置を調整して、平行平面板 8 1を光軸 A Xに垂直な面から所望の角度だけ傾ける。これにより、本体部分 7 0で生じた特定方向の偏心コマ収差のみを独立して補正することができる。一方、第 2駆動部 6 3 bは、第 1部材 8 2と本体部分 7 0との相対的な回転位置を調整して、平行平面板 8 1の傾き方向を適宜設定する。これにより、偏心コマ収差の補正方向を調節することができる。なお、第 1部材 8 2 と第 2部材 8 3との相対的な回転位置や、第 1部材 8 2と本体部分 7 0 との相対的な回転位置は、両駆動部 6 3 a、 6 3 bによる駆動量をモニ夕することにより電気的に検出することもできる。例えば、第 1部材 8 2と第 2部材 8 3との相対的な回転位置を両駆動部 6 3 aの駆動量に基づいて検出することにより、この回転位置を第 1部材 8 2の傾き角に換算することができる。

なお、図示を省略しているが、第 1部材 8 2と第 2部材 8 3とを光軸 A Xを中心にした任意の角度で確実に固定できるように、第 1部材 8 2 側に固定用のビス長穴が加工されている。さらに、第 2部材 8 3と本体部分 7 0とを、光軸 A Xを中心にした任意の角度で確実に固定できるよ W

20 うに、第 2部材 8 3側に固定用のビス長穴が加工されている。

図 4は、第 1部材 8 2に保持されている平行平面板 8 1の傾き角と偏心コマ収差の発生および補正との関係を概念的に説明する図である。例えば、実線で示すように平行平面板 8 1とウェハ 2 5とが平行になっている場合、本体部分 7 0からの露光用のレーザ光 L Bはウェハ 2 5上の点 P 1に結像するものとする。この状態から平行平面板 8 1を 2点鎖線で示すように僅かに傾けると、露光用のレーザ光 L Bは、偏心コマ収差によって点 P 1に結像しなくなる。具体的には、レーザ光 L Bのうち光軸 A Xに沿って進行してきた光は、平行平面板 8 1によって平行移動して点 P 1の近傍の点 P 2に結像するが、レーザ光 L Bのうち開口角で進行してきた光は、平行平面板 8 1の比較的大きな作用を受けて平行移動し、点 P 2よりも点 P 1から離れた点 P 3に結像する。つまり、本体部分 7 0によって偏心コマ収差が生じていなかったとしても、平行平面板 8 1を傾けることによって偏心コマ収差が生じてしまう。このことは、 2点鎖線で示すレーザ光 L Bのような偏心コマ収差が生じていた場合、平行平面板 8 1を時計方向に回転させることによって偏心コマ収差を補正できることを意味する。

〔第 1実施形態の変形例〕

図 5は、本例の投影露光装置の要部を概念的に説明する図である。図 5の投影露光装置では、調整装置 8 0に設けた平行平面板 8 1を光軸 A Xに垂直な面に対して傾けるために、マイクロメ一夕へッド 1 8 2とァクチユエ一夕 1 8 3とからなる微調機構を設けている。この微調機構によれば、平行平面板 8 1を本体部分の光軸 A Xの回りに回転させることがなく、他の収差を発生させる可能性を低くすることができる。

投影光学系を構成する本体部分 7 0の下部に固定された台座 1 8 5は，図示を省略する装置に案内されて平行平板保持室 1 8 6に対して光軸方向に相対的に移動可能となっている。台座 1 8 5と平行平板保持室 1 8 6との距離は、台座 1 8 5の周囲 3箇所に固定された 3つのマイクロメ —夕ヘッド 1 8 2をァクチユエ一夕 1 8 3によって駆動することによつて調節できる。この際、各マイクロメ一夕ヘッド 1 8 2の駆動量を不均等にして、台座 1 8 5の下面からのスピンドル 1 8 4の突出量を異ならせるものとすれば、平行平板保持室 1 8 6に固定保持された平行平面板 8 1を光軸 A Xに垂直な面に対して任意の方向に任意の角度だけ傾けることができる。なお、マイクロメータヘッド 1 8 2の駆動量と平行平面板 8 1の傾き角および方向とは一定の関係にあるので、必要な傾き角および方向をメインコントローラ 4 0に設定することにより、予め求めてある計算式に従って各マイクロメ一夕へッド 1 8 2の駆動量を算出することができる。

図 6 ( a ) は、図 5に示す投影光学系の平面図であり、図 6 ( b ) は、投影光学系の下部に設けた平行平板保持室 1 8 6の平面図である。マイクロメータヘッド 1 8 2は、図 6 ( a ) に示すように、本体部分 7 0の下端に固定した台座 1 8 5の周囲を均等に区分する位置に配置されている。また、マイクロメータヘッド 1 8 2のスピンドル 1 8 4は、平行平板保持室 1 8 6に対し、図 6 ( b ) に示すような位置で当接する。すなわち、平行平板保持室 1 8 6上に台座 1 8 5および本体部分 7 0が 3点支持された状態で載置されていることになる。

図 5に戻って、コンデンサ光学系 1 5とレチクル 1 6との間には光量その他の照明条件を検出するセンサ 1 4が配置されている。このセンサ 1 4で検出された照明条件の変化は、メインコントローラ 4 0に伝達される。メインコントローラ 4 0は、センサ 1 4等で検出された照明条件の変化に応じてァクチユエ一夕 1 8 3を駆動し、平行平面板 8 1の傾き角および方向を適宜調節する。

ところで、図 1では平行平面板 8 1の傾き角および方向を調節する第 1および第 2部材 8 2、 8 3の回転を、図 5ではマイクロメータヘッド 1 8 2の駆動を、作業者が手作業によって行うことができる。ただし、上記実施形態のように露光条件の変化に応じて自動的に平行平面板 8 1 を傾けて、作業者を介在させることなく収差補正を行う方が、スループットの低下を引き起こすことなく露光が可能であるという点で有利である。

以上の実施形態では、投影光学系の感光基板側に投影光学系の光軸にほぼ垂直に配置される平行平面板と、投影光学系の光軸に対する平行平面板の法線の傾き角と平行平面板の傾き方向との少なくとも一方を調整する調整装置とを備える。このため、投影光学系の偏心コマ収差を他の収差から独立して簡易に補正することができ、偏心コマ収差の補正によつて他の収差を相対的に悪化させるという副作用が生じにくい。

また、別の態様によれば、マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系を更に備え、調整装置が 2次光源の変更に連動して前記平行平面板の傾き角及び傾き方向の少なくとも一方を調整する。このため、 2次光源の変更に伴って照明条件が変化し、偏心コマ収差の補正の前提条件が変化した場合にも、かかる前提条件の変化に対応して偏心コマ収差を最適に補正することができ、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止できる。

また、別の態様によれば、マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置は、マスクと感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿つて配列される複数の光学素子と、感光基板側に配置される平行平面板とを有する投影光学系と、感光基板の露光条件の変更に応じて平行平面板を移動して投影光学系の収差を調整する調整装置とを備える。このため、露光条件が変化した場合にかかる前提条件の変化に対応して偏心コマ収差等を補正することができ、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止できる。

また、好ましい態様によれば、調整装置が平行平面板を実質的に回転させることなく投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて、投影光学系の偏心コマ収差を調整する。このため、露光条件の変動にともなつて、偏心コマ収差の補正の前提条件が変化した場合にかかる前提条件の変化に対応して偏心コマ収差を最適に補正することができ、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止できる。

また、好ましい態様によれば、偏心コマ収差以外の投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整するために、投影光学系の複数の光学素子の少なくとも 1つを移動する駆動装置を更に備える。このため、偏心コマ収差を最適に補正しつつ投影光学系による結像を最適なものとすることができる。

また、好ましい態様によれば、マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系と、照明光学系の開口数を可変とする開口絞りとを更に備え、感光基板の露光条件が、 2次光源の大きさと形状、マスク上のパターンの種類、及び投影光学系の開口数の少なくとも 1つを含むので、偏心コマ収差等を最適に補正しつつ、上記のような各種露光条件を適宜変更することができる。

また、別の態様によれば、マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置は、マスクと感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿つて配列される平行平面板を有する投影光学系と、投影光学系の光軸と垂直な面に対して平行平面板を傾ける駆動機構とを備える。このため、露光条件の変動にともなって、偏心コマ収差の補正の前提条件が変化した場合にかかる前提条件の変化に対応して偏心コマ収差を最適に補正することができ、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止できる。

次に、本発明の第 2実施形態につき図面を参照して説明する。以下の実施形態は、ステップ ' アンド · スキャン方式の投影露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものである。

[第 2実施形態]

図 7は本例で使用されるステップ · アンド · スキャン方式の投影露光装置を示す。図 7において、 K r Fエキシマレーザ光源、又は A r Fェキシマレーザ光源などよりなる露光光源 2 0 1から射出された紫外パルス光よりなる露光光は、不図示のビーム整形光学系、光量減衰器等を経てフライアイレンズ 2 0 4に入射する。フライアイレンズ 2 0 4の射出面には、照明系の開口絞り板 2 0 5が回転自在に配置され、開口絞り板 2 0 5の回転軸の周りには、図 1 0に示すように、通常照明用の円形の開口絞り 2 0 5 a、小さいコヒ一レンスファクタ（ σ値）用の小さい円形の開口絞り 2 0 5 b、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り 2 0 5 c、及び複数の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞り 2 0 5 bが配置されている。なお、必要に応じて更に多くの照明系開口絞りを設けてもよい。

図 7に戻り、装置全体の動作を統轄制御する主制御系 2 3 4が、駆動モータ 2 0 6を介して開口絞り板 2 0 5を回転することによって、フラィアイレンズ 2 0 4の射出面に所望の照明系開口絞りを配置できるように構成されている。主制御系 2 3 4には、後述のようにレチクルの変形量や結像特性の補正量等を計算するためのコンピュータも含まれている。フライアイレンズ 2 0 4の射出面の開口絞りを通過した露光光 I Lの一部は、ビームスプリツ夕 2 0 7にて反射された後、光電検出器よりなるインテグレー夕センサ 2 0 8に入射する。インテグレ一タセンサ 2 0 8 の検出信号は主制御系 2 3 4に供給され、主制御系 2 3 4は、その検出信号より露光光 I Lのウェハ 2 2 0の表面での照度（パルスエネルギー）、及びウェハ 2 2 0上の各点での積算露光量を間接的にモニタする。そして、このようにモニタされる照度、又は積算露光量が目標値になるように主制御系 2 3 4は、電源装置 2 0 3を介して露光光源 2 0 1の出力を制御すると共に、不図示の光量減衰器での露光光の減衰率等を制御する。一方、ビームスプリツ夕 2 0 7を透過した露光光 I Lは、不図示のリレーレンズ、レチクルブラインド 2 1 0、光路折り曲げ用のミラ一 2 1 2、及びコンデンサレンズ 2 1 3を経て、レチクル 2 1 4のパターン面 (下面）に設けられたパターン領域内の矩形の照明領域を照明する。レチクル 2 1 4の照明領域内のパターンは、投影光学系 2 1 6を介して所定の投影倍率 3 ( )3は 1 Z 4 , 1 / 5等）でレジストが塗布されたゥェ八 2 2 0上の露光領域に縮小投影される。投影光学系 2 1 6内のレチクル 2 1 4のパターン面に対する光学的フーリエ変換面（瞳面）内には開口絞り 2 1 7が配置されており、主制御系 2 3 4が駆動系 2 3 3を介して開口絞り 2 1 7の開口径を制御することによって、投影光学系 2 1 6 の開口数 N Aが設定される。また、レチクルブラインド 2 1 0の配置面は、レチクル 2 1 4のパ夕 —ン面とほぽ共役であり、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状によつてレチクル 2 1 4上での矩形の照明領域の形状、及び大きさが設定される。本例では、主制御系 2 3 4が駆動系 2 1 1を介してレチクルブラインド 2 1 0の開口形状を制御することができ、これによつてレチクル 2 1 4上での照明領域の走査方向、及びこれに直交する非走査方向の幅を調整できるようになっている。その照明領域の幅の制御によってウェハ 2 2 0上での走査方向、及び非走査方向の照度が調整できる。更に、不図示であるが、レチクルブラインド 2 1 0 (固定ブラインド）の近傍に、走査露光の開始直後、及び終了直前に不要な部分への露光を防ぐために、レチクルブラインド 2 1 0の開口部を覆うための可動プラインドも備えられている。但し、この可動ブラインドの機能をレチクルブラインド 2 1 0で兼用してもよい。以下、投影光学系 2 1 6の光軸 A Xに平行に Z 軸を取り、 Z軸に垂直な平面内で走査露光時の走査方向（図 7の紙面に垂直な方向）に沿って Y軸を取り、非走査方向（図 7の紙面に平行な方向）に沿って X軸を取って説明する。

先ず、レチクル 2 1 4はレチクルステージ 2 1 5上に保持されている。図 1 1は、レチクルステージ 2 1 5の駆動機構を示し、この図 1 1において、レチクルステージ 2 1 5は、微動ステージ 2 4 8上に回転自在に載置され、微動ステージ 2 4 8は、粗動ステージ 2 5 0上に駆動モー夕 2 5 1によって X方向に微動できるように載置されている。粗動ステージ 2 5 0は、 Y方向（走査方向）に沿って配置された 1組のガイド 2 5 2上にエアーべァリングを介して設置され、粗動ステージ 2 5 0はガイド 2 5 2に沿って例えばリ二ァモ一夕によって Y方向に連続移動する _c 微動ステージ 2 4 8に対してレチクルステージ 2 1 5は回転機構 2 4 9 を介して連結され、レチクルステージ 2 1 5は 3箇所の引っ張りコイルばね 2 6 0によって回転機構 2 4 9側に付勢されており、回転機構 2 4 9によってレチクルステージ 2 1 5は微動ステージ 2 4 8に対して回転する。即ち、レチクルステージ 2 1 5は、 Y方向に連続移動できると共に、 X方向、 Y方向、回転方向に微動できるように支持されている。また、レチクルステージ 2 1 5上の一 Υ方向の端部、及び + Χ方向の端部にそれぞれ Υ軸の移動鏡 2 5 4、及び X軸の移動鏡 2 5 3が固定され、移動鏡 2 5 4には不図示の Υ軸の例えば 2軸のレーザ干渉計よりレ一ザビームが照射され、移動鏡 2 5 3には不図示の X軸のレーザ干渉計よりレ一ザビームが照射され、これらのレーザ干渉計によってレチクルステージ 2 1 5の X座標、 Υ座標、及び回転角が計測されている。これらの計測値は図 7の主制御系 2 3 4に供給され、主制御系 2 3 4はこれらの計測値に基づいて不図示のリニアモー夕等を介してレチクルステージ 2 1 5の移動速度、及び位置を制御する。

図 7に戻り、ウェハ 2 2 0は不図示のウェハホルダ上に吸着保持され、ウェハホルダは試料台 2 2 1上に固定され、試料台 2 2 1上のウェハ 2 2 0 (ウェハホルダ）の近傍には光電検出器よりなる照射量モニタ 2 2 8が取り付けられ、照射量モニタ 2 2 8の検出信号が主制御系 2 3 4に供給されている。そして、試料台 2 2 1は、この試料台 2 2 1を Υ方向に連続移動し、 X方向、 Υ方向にステッピング駆動するウェハステージ 2 2 2上に固定されている。ウェハステージ 2 2 2には、試料台 2 2 1 の Ζ方向の位置（フォーカス位置）、及び傾斜角を制御する Ζステージ機構も組み込まれている。

投影光学系 2 1 6の側面に送光系 2 2 6、及び受光系 2 2 7よりなるオートフォーカスセンサ（以下、「A Fセンサ 2 2 6， 2 2 7」と呼ぶ）が配置され、送光系 2 2 6からウェハ 2 2 0の表面に斜めに投影される複数のスリット像を受光系 2 2 7で再結像し、再結像された像の横ずれ量を検出することによって、それらのスリツト像が投影された複数の計測点でのフォーカス位置が検出され、検出結果がウェハステージ駆動系 2 2 5に供給されている。ウェハステージ駆動系 2 2 5は、 A Fセンサ 2 2 6 , 2 2 7によって検出される複数のフォーカス位置が、主制御系 2 3 4より予め入力されている投影光学系 2 1 6の像面の位置に合致するように、オートフォーカス方式、及びオートレべリング方式でウェハステージ 2 2 2内の Zステージ機構を駆動する。

また、ウェハステージ 2 2 2上に直交する反射面を有する移動鏡 2 2 3が固定され、外部の 3軸のレーザ干渉計 2 2 4から移動鏡 2 2 3にレ一ザビームが照射され、それらのレーザ干渉計によって試料台 2 2 1 (ゥェハ 2 2 0 ) の X座標、 Y座標、及び回転角が計測され、この計測値がウェハステージ駆動系 2 2 5、及び主制御系 2 3 4に供給されている。ウェハステージ駆動系 2 2 5は、レーザ干渉計 2 2 4の計測値、及び主制御系 2 3 4からの制御情報に基づいてウェハステージ 2 2 2を X方向、 Y方向に駆動する。

走査露光時には、レチクルステージ 2 1 5を介してレチクル 2 1 4を矩形の照明領域に対して + Y方向（又は一 Y方向）に速度 V Rで移動するのと同期して、ウェハステージ 2 2 2を介してウェハ 2 2 0を矩形の露光領域に対して一 Y方向（又は + Y方向）に速度 j3 ' V R ( /3はレチクル 2 1 4からウェハ 2 2 0への投影倍率）で移動することによって、レチクル 2 1 4のパターン領域内のパターン像がウェハ 2 2 0上の 1つのショット領域に逐次転写される。その後、ウェハステージ 2 2 2をステツビングさせてウェハ 2 2 0上の次のショット領域を走査開始位置に移動して、走査露光を行うという動作がステツプ · アンド，スキャン方式で繰り返されて、ウェハ 2 2 0上の各ショット領域への露光が行われる。この際に、インテグレー'夕センサ 2 0 8の検出信号に基づいて、主制御系 2 3 4が各ショット領域上の各点に対する露光量を所定の目標値に制御する。

さて、このような走査露光を継続すると、露光光 I Lの照射熱によつてレチクル 2 1 4、及び投影光学系 2 1 6を構成する各光学部材が膨張、又は変形し、これらに応じてウェハ 2 2 0上に投影される投影像の倍率、及び諸収差等の結像特性も次第に変化してしまい、このままでは目標とする投影像が露光されなくなる。また、大気圧等の環境条件の変化によつても結像特性が変化する。このような結像特性の変動を避けるために、本例の投影露光装置には露光光 I Lの照射量や環境条件の計測機構、及び投影像の結像特性の補正機構が組み込まれている。

[露光光の照射量の計測機構]

先ず、露光光 I Lの照射量の計測機構の一部が試料台 2 2 1上の照射量モニタ 2 2 8である。照射量モニタ 2 2 8は実際に投影光学系 2 1 6 を通過した露光光 I Lの光量を測定できるように構成されており、投影光学系 2 1 6の像面の位置（ベストフォーカス位置）が変化しても、ゥェハステージ 2 2 2を Z方向に駆動することで、照射量モニタ 2 2 8の受光面をそのべストフォーカス位置に位置決めできるようになっている。照射量モニタ 2 2 8 としては、シリコンフォトダイォードゃフォトマルチプライアを使用できる。なお、本例ではウェハステージ 2 2 2上に照射量モニタ 2 2 8が設置されているが、ウェハステージ 2 2 2上には集光光学系のみを組み込み、この集光光学系で集光された露光光をリレー光学系、又は光ファイバ等を介して、外部の照射量モニタ 2 2 8に導くようにしてもよい。この場合、照射量モニタ 2 2 8をウェハステージ 2 2 2上に設置しなくても済むため、照射量モニタ 2 2 8の発熱によるゥェハステージ 2 2 2の位置決め精度等の悪化を防ぐことができる。

また、本例において、ウェハ 2 2 0で反射された露光光 I Lは、投影光学系 2 1 6、レチクル 2 1 4、及びコンデンサレンズ 2 1 3等を経てビームスプリッ夕 2 0 7に戻り、ビームスプリッ夕 2 0 7で反射された光束が光電検出器よりなる反射率センサ 2 0 9に入射し、反射率センサ 9の検出信号が主制御系 2 3 4に供給されている。主制御系 2 3 4は、反射率センサ 2 0 9の検出信号よりウェハ 2 2 0の反射率を算出する。照射量モニタ 2 2 8で計測される露光光 I Lの照度（パルスエネルギー）と、この照度に反射率センサ 2 0 9を介して検出される反射率を乗じて得られる照度との和より、投影光学系 2 1 6を通過する露光光 I Lの単位時間当たりのエネルギーが求められる。

更に、例えば図 7において、投影光学系 2 1 6を通過した光量を照射量モニタ 2 2 8を用いて計測する場合、途中にレチクル 2 1 4が配置されているため、レチクル 2 1 4の透過率変動の影響も受けてしまう。このレチクル 2 1 4の透過率変動の影響を避けるために、レチクルステ一ジ 2 1 5上には透過窓が設けられている。

即ち、図 1 1に示すように、レチクルステージ 2 1 5上でレチクル 2 1 4を走査方向（Y方向）に挟む 2箇所に貫通孔よりなる光透過窓 2 5 5及び 2 5 6が形成されている。そして、ウェハステージ 2 2 2側で露光領域内に照射量モニタ 2 2 8を配置しておき、レチクル 2 1 4を + Y 方向に走査する場合には、 + Y方向側の光透過窓 2 5 5が露光光の照明領域にあるときに、照射量モニタ 2 2 8の検出信号を取り込み、レチクル 2 1 4を一 Y方向に走査する場合には、一 Y方向側の光透過窓 2 5 6 が露光光の照明領域にあるときに、照射量モニタ 2 2 8の検出信号を取り込むことで、レチクル 2 1 4を介することなく、投影光学系 2 1 6を通過した光量を検出できる。

また、レチクルステージ 2 1 5上で光透過窓 2 5 6の近傍に光電検出器よりなる照度センサ 2 5 7が設置され、この照度センサ 2 5 7の近傍にレチクル 2 1 4上での照明領域よりも大きい面積の基準反射板 2 5 8 が設置されている。照度センサ 2 5 7の検出信号は図 7の主制御系 2 3 4に供給されており、照度センサ 2 5 7によってレチクル 2 1 4上での露光光 I Lの照度を高精度に検出できる。一方、基準反射板 2 5 8を露光光 I Lの照明領域に設置した状態で、図 7の反射率センサ 2 0 9の検出信号を取り込むことによって、レチクル 2 1 4や投影光学系 2 1 6の透過率変動の影響を受けることなく、ビームスプリッタ 2 0 7以降の照明光学系の透過率変動を計測できる。

なお、図 1 1の照度センサ 2 5 7 としても、シリコンフォトダイォード、又はフォトマルチプライア等が使用できる。そして、照度センサ 2 5 7についても、レチクルステージ 2 1 5上には集光光学系のみを組み込み、この集光光学系で集光された露光光をリレー光学系、又は光ファィパ等を介して、外部の照度センサ 2 5 7に導くようにしてもよい。この場合、照度センサ 2 5 7をレチクルステージ 2 1 5上に設置しなくても済むため、照度センサ 2 5 7の発熱によるレチクルステージ 2 1 5の位置決め精度等の悪化を防ぐことができる。

更に、環境条件の計測機構として、図 7において、先ず、投影光学系 2 1 6の内部（鏡筒の内側）には気圧センサ 2 2 9が設けられており、気圧センサ 2 2 9の計測値が主制御系 2 3 4に供給されている。また、投影光学系 2 1 6の近傍に設けられた温度センサ 2 3 0、気圧センサ 2 3 1、及び湿度センサ 2 3 2によってそれぞれ計測される投影光学系 2 1 6を囲む気体の温度、気圧、及び湿度の情報も主制御系 2 3 4に供給されている。

[結像特性の補正機構]

次に、本例の結像特性の補正機構につき説明する。図 7において、投影光学系 2 1 6の内部には結像特性補正部 2 1 8が設けられ、主制御系 2 3 4が結像特性制御部 2 1 9を介して結像特性補正部 2 1 8を構成する所定のレンズを変位させることによって、所定の結像特性が補正できるように構成されている。以下では、結像特性補正部 2 1 8の構成につき図 8を参照して説明する。

図 8は本例の投影露光装置の投影光学系 2 1 6の内部構成を示し、この図 8において、投影光学系 2 1 6を構成する複数のレンズ群内の 5個のレンズ群 2 3 6〜 2 4 0が、対応する圧電素子（ピエゾ素子等）等からなる伸縮自在の駆動素子 2 4 2〜 2 4 6によって駆動できるように支持されている。駆動素子 2 4 2 ~ 2 4 6は、それぞれ 3個の駆動素子より構成され、対応するレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を投影光学系 2 1 6の光軸方向に移動できると共に、その光軸に垂直な面に対して傾斜させることができ、これによつて対応する結像特性が変化する。図 7の主制御系 2 3 4から所定の結像特性の補正量の情報が結像特性制御部 2 1 9に供給されると、結像特性制御部 2 1 9では対応する駆動素子 2 4 2〜 2 4 6をその補正量に応じた量だけ駆動する。これによつて、その所定の結像特性が補正される。

この場合、レチクル 2 1 4側の 2つのレンズ群 2 3 6 , 2 3 7は駆動素子 2 4 3によってまとめて駆動することができるように構成され、ゥェハ 2 2 0側の 3つのレンズ群 2 3 8， 2 3 9， 2 4 0は各レンズ群が単独で駆動でき、それぞれ 1つのレンズ群の駆動でその上側及び下側の 2つのレンズ群に対する間隔を同時に変更できる構成となっている。この方式では、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量が全体として減少できるという利点がある。なお、各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量と結像特性の変化量との関係から、上の 2つのレンズ群 2 3 6， 2 3 7をまとめて駆動する方式の代わりに、下の 2群（例えばレンズ群 2 3 9， 2 4 0 ) をまとめて駆動する方式を採用してもよく、どちらの方式を採用するかは、補正する上での各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量と各レンズ群 2

3 6〜2 4 0に要求される位置安定精度とから決定すると良い。更に、投影光学系 2 1 6内のウェハ 2 2 0側には、駆動素子 2 4 7によって駆動できるように平行平面板 2 4 1が設置されており、結像特性制御部 2

1 9が平行平面板 2 4 1の Z方向の位置や傾斜角を制御することで主に偏心コマ収差が補正される。そして、投影光学系 2 1 6のレチクル 2 1

4側には、投影光学系 2 1 6の全系が持っている収差の内、特にディストーシヨン（歪曲収差）についてその非回転対称成分を補正するために、表面に微妙な凹凸が形成された平行平面板 2 3 5が設置されている。

ここで、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0を代表して、レンズ群 2 3 6の駆動方法につき図 9を参照して説明する。

図 9は、図 8の投影光学系 2 1 6内のレンズ群 2 3 6を示す平面図であり、この図 9において、レンズ群 2 3 6は不図示の金属製のレンズ枠内に保持され、このレンズ枠は 3個の駆動素子 2 4 2 a , 2 4 2 b , 2

4 2 cを介して、その下のレンズ群のレンズ枠上に載置されている。駆動素子 2 4 2 a〜 2 4 2 cは、図 8では 1つの駆動素子 2 4 2で表されている。この場合、 3個の駆動素子 2 4 2 a〜 2 4 2 cを互いに独立に Z方向に伸縮させることによって、レンズ群 2 3 6の Z方向（光軸方向）への駆動、及び傾斜が行われる。

また、駆動素子 2 4 2 a〜 2 4 2 cが配置されている位置（駆動点）には、不図示の位置センサが配置され、これらの位置センサで検出される駆動素子 2 4 2 a〜 2 4 2 cの伸縮量の情報が結像特性制御部 2 1 9 に供給され、結像特性制御部 2 1 9では検出される伸縮量が目標値になるようにクローズドル一プ方式で駆動素子 2 4 2 a ~ 2 4 2 cを駆動する。位置センサとしては、例えば静電容量型のギャップセンサ、光学式や磁気式のリニアエンコーダ、又は干渉計等が使用できる。

図 8に戻り、投影光学系 2 1 6内のレンズ群 2 3 6〜 2 4 0、平行平面板 2 4 1、及び平行平面板 2 3 5のそれぞれの Z方向の位置、及び傾斜角の組み合わせを変更することにより、種々の結像特性を所定の状態に補正することができる。

なお、本例のようにレチクル 2 1 4に近い位置に平行平面板 2 3 5を設置する場合には、レチクル 2 1 4を透過した露光光は、瞳面（レチクルのパターン面に対する光学的フ一リェ変換面）付近と異なり平行平面板 2 3 5の位置では分かれている。そのため、投影光学系 2 1 6が縮小投影光学系である場合には、加工精度を緩くできるという利点がある。逆に、投影光学系 2 1 6が等倍投影光学系ならば、レチクル 2 1 4側とウェハ 2 2 0側とのどちらに平行平面板 2 3 5を設置しても良く、投影光学系 2 1 6が拡大投影光学系である場合には、ウェハ 2 2 0側に平行平面板 2 3 5を設置することで同様の効果が得られる。

また、本例では各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0、及び平行平面板 2 3 5， 2 4 1を駆動することにより結像特性を補正しているが、投影光学系 2 1 6の内部の一部のレンズ間の空間を密封して内部圧力を変更することにより結像特性を補正する機構を採用しても良い。即ち、図 1において、投影光学系 2 1 6内の所定の空間 2 1 8 A内の気体の圧力を結像特性制御部 2 1 9 Aによって制御することによって、倍率等の結像特性を補正するようにしてもよい。また、レンズ間の内部圧力を制御する機構と、上記のようにレンズ又は平行平面板を駆動する機構とを組み合わせて使用してもよい。更に、レチクル 2 1 4の Z方向の位置や傾斜角を制御する機構を組み合わせてもよい。

[レチクルの熱変形量の計算方法] 上記のように、本例では露光光の照射量の計測機構が設けられている.。この計測結果に応じて結像特性を補正するためには、その露光光の照射量に応じたレチクル 2 1 4の熱変形量、及びそれに伴う結像特性の変動量を計算する必要がある。そこで、レチクル 2 1 4の熱変形量の計算方法について説明する。レチクル 2 1 4の熱変形は、レチクル 2 14の温度分布に依存して発生する。そこで、熱変形量を計算するために、レチクル 2 1 4の或る時点における温度分布を求める。この温度分布を計算する方法として、レチクル 2 14を所定の有限な要素に分解し、各点の温度変化を差分法、又は有限要素法等により計算する方法がある。本例では比較的単純な差分法を用いて計算を行う。

図 1 2はレチクル 2 14のパターン領域 2 6 1を走査方向（Y方向）に 5分割、非走査方向（X方向）に 4分割、即ち、 5 X4個の 20プロックに分割した状態を示し、この図 1 2において、分割されたブロックをブロック B 1〜B 2 0とし、また、各ブロック B 1〜B 2 0の中心点を P 1 ~P 2 0とする。なお、分割数、及び計算方法の選択は最終的に必要な精度やコンピュータの計算速度等から決定すればよく、本例ではパターン領域 2 6 1を便宜的に 2 0分割したに過ぎない。

更に、レチクル 2 1 4のブロック B 1〜B 2 0が互いに同一な照度で照明された場合であっても、レチクル 2 14に吸収される熱量はパターン存在率の分布によりブロック B 1〜B 20ごとに異なる。このため、レチクル 2 1 4上のブロック B 1 ~B 20ごとにパターン存在率を求める必要がある。但し、吸収される熱量は各ブロック内においては均一であると仮定する。

各ブロック B 1〜B 2 0内のパターン存在率は、図 7のインテグレー夕センサ 2 0 8と試料台 2 2 1上の照射量モニタ 2 28との出力比から求められる。そのためには先ず、図 1 2のレチクル 2 14と同じ形状でパターンの全く描かれていないレチクル（テストレチクル）を、ブロック B 1〜B 4の走査方向の中心が露光光 I Lの照明領域の中心（本例では投影光学系 2 1 6の光軸 AX) にほぼ合致するように位置決めする。次に、図 7のウェハステージ 2 2 2を移動させて、照射量モニタ 2 2 8 の中心を投影光学系 2 1 6による露光領域のほぼ中心に送り込む。照射量モニタ 2 2 8はウェハ 2 2 0上に照射される露光光を全て受光して光電検出する'必要があるため、照射量モニタ 2 2 8の受光面は投影光学系 2 1 6の露光領域より若干大きくなつている。そして、そのテストレチクル等を介して試料台 2 2 1上に到達する露光光の照射量を測定する。その後、駆動系 2 1 1を介してレチクルブラインド 2 1 0の開口部の形状を変更して、ブロック B 1だけを照明するようにして、照射量モニ夕 2 2 8の出力を測定する。これと同時にインテグレ一夕センサ 2 0 8 の出力も測定する。以下、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の形状を変更して、順次ブロック B 2〜B 4のそれぞれを照明し、各ブロック B 2〜B 4を照明した状態で、照射量モニタ 2 2 8及びィンテグレ一夕センサ 2 0 8の出力を測定する。その後、レチクルステージ 2 1 5を駆動して、図 1 2の次列のブロック B 5〜B 8の中心を露光光の照明領域の中心付近に位置決めし、レチクルブラインド 2 1 0を介して順次ブロック B 5〜B 8を照明してそれぞれ照射量モニタ 2 2 8及びィンテグレー夕センサ 2 0 8の出力を測定する。更に、同様の測定を次列以降のプロック B 9〜B 1 2， B 1 3 ~ B 1 6 , B 1 7〜 B 2 0においても実行する。

次に、実露光用のパターンの描かれているレチクル 2 1 4についても、上述のテストレチクルと同様の測定を繰り返し、各ブロック B 1〜； B 2 0毎に照射量モニタ 2 2 8及びィンテグレー夕センサ 2 0 8の出力を測定する。そして、パターンの描かれていないテストレチクルでの照射量モニタ 2 2 8の出力とインテグレ一夕センサ 2 0 8の出力との比、及びパターンの描かれているレチクル 2 1 4での照射量モニタ 2 2 8の出力とインテグレー夕センサ 2 0 8の出力との比に基づいて、レチクル 2 1 4上のパターン存在率をプロック B 1〜B 2 0毎に求める。

なお、本例ではパターン存在率測定において、パターンの全く描かれていないテストレチクルを使用したが、レチクルステージ 2 1 5上にレ W

35 チクル 2 1 4の無い状態で、照射量モニタ 2 2 8とインテグレー夕センサ 2 0 8との出力比を求めても良い。この場合、テストレチクルを準備する必要がないため、露光工程のスループットが向上し、更に製造コストも低下するという利点がある。

また、本例ではレチクルブラインド 2 1 0の開口部の幅をそれぞれブロック B 1〜B 2 0の大きさに合わせてから測定しているが、照射量モ二夕 2 2 8をブロック B 1〜B 4の大きさに 4分割して独立に光量をモ二夕できる構成としておき、レチクルブラインド 2 1 0の開口部をプロック B 1 ~ B 4の全部を照明できる大きさに広げて、 4分割された照射量モニタを用いて、同時に 4つのブロック B 1〜B 4の光量を測定しても良い。なお、インテグレー夕センサ 2 0 8はレチクル 2 1 4より露光光源 2 0 1側にあり、レチクル 2 1 4のパターンの影響を受けないため、ブロック B 1〜： B 4においてインテグレー夕センサ 2 0 8の出力は同じ値を用いても問題はない。

更に、インテグレー夕センサ 2 0 8の受光面を投影光学系 2 1 6の瞳面と共役な位置に配置することで、よりレチクル 2 1 4のパターンの影響を受け難くすることもできる。この場合、インテグレ一夕センサ 2 0 8の受光面積は露光光の全てを受光できるだけの大きさを確保する必要は無く、これによつて照明光学系全体の大きさを小さくできる。

また、レチクル 2 1 4のパターン存在率は、レチクル 2 1 4を交換するごと測定しても良いし、予めレチクル 2 1 4の製造時等に測定しておき主制御系 2 3 4に記憶させても良い。この場合、露光時のスループットの低下を防ぐことができる。そして、レチクル 2 1 4を分割する各ブロック B 1〜B 2 0の面積が等しい場合、照射量モニタ 2 2 8の受光面の面積を各ブロックの面積に相当する大きさとし、パターン存率を求める'際にウェハステージ 2 2 2を介して照射量モニタ 2 2 8をステツプ移動させることによって、レチクル 2 1 4の全面の透過光量を測定するようにしても良い。この方式では、ウェハステージ 2 2 2を小型化できるという利点がある。続いて、各プロック B 1〜B 20のパターン存在率に基づいて各プロックの熱吸収量を計算する。各ブロックは露光光 I Lの照度（露光光源 20 1のパワーに比例する）とパターン存在率とに比例して熱量を吸収する。吸収された熱量は空気中、あるいはレチクルステージ 21 5へ放射や拡散によって移動する。また、各プロック間においても熱移動が生じる。先ず、 2つの物体間における熱移動を考える。この場合の熱移動は、基本的に 2つの物体間の温度差に比例する。また、熱移動に伴う温度変化の変化率は熱量の移動量に比例する。これらを式で表すと以下のようになる。

· (Ti 一 T₂ ) ,

(dT) ) / (d t) =一 k_:

(dT₂ ) / (d t) =k₃ 厶 Q … （式 1) 伹し、は移動した熱量、 Τ,, T₂は各物体の温度、 tは時間、 k k₂， k₃は比例係数である。以上より、次の式が成り立つ

(dT! ) / (d t) =-k₄ · (T, 一 T₂ ) ,

(dT₂ ) / (d t). = k₅ · (T】一 T₂ ) … （一）但し、 k₄， k₅ は比例係数である。上記の式は一次遅れ系を表すものであり、と T₂とに温度差がある場合、両者はェクスポネンシャルカ —ブを描きながら一定の温度に達する。上式に基づいて、レチクル 2 1 4の温度分布を計算する。

初めに、図 12のブロック Β 1に注目すると、ブロック B 1は隣接するブロック Β 2， Β 5と熱のやり取り（熱伝導）を行う。また、ブロック Β 1は周辺の空気ゃレチクルステージ 21 5とも熱の受け渡しを行うが、簡単のため、空気の温度及びレチクルステージ 2 15の温度の変化量は、各ブロック Β 1〜Β 20の温度の変化量に比べて非常に小さく、空気及びレチクルステージ 2 1 5の温度は常に一定であるとする。そして、各ブロック Β 1〜Β 20の温度を丁,〜！^。、空気の温度を Τ レチクルステージ 2 1 5の温度を T_Hとすると、ブロック B 1に関して次式が成り立つ。

(d Ti ) / (d t ) =k ₁₂ - (T₂ -Τι ) +k ₁₅ - (T₅ -Τ₅ )

+ k_H · (T_H -T. ) +K。 · (To -T r ) +k_P · 7? , · P - D, …（式³) ここで、 k ₁₂, k ₁₅は各々ブロック B 1と B 2との間、及びブロック B 1と B 5との間の熱の伝導を表す係数、 k_Hはブロック B 1 とレチクルステージ 2 1 5との間の熱の伝導を表す係数、 k_Dは各ブロック B 1〜： B 2 0と空気との熱の伝導を表す係数である。また、 7ί ,はブロック B 1のパターン存在率、 Ρは露光光源 2 0 1のパワーであり、インテグレー夕センサ 2 0 8の出力に対応している。 D ,はブロック Β 1内において照明光により照明されている部分の割合を表す係数で 0 ~ 1の値をとる。プロック Β 1全面に照明光があたっているときは D|= 1であり、後は露光に応じてレチクル 2 1 4の位置がずれるに従いブロック B 1の面積中で照明されている面積の割合に応じてが徐々に減っていき、ブロック B 1 が照明領域外に出たとき、 0 ,^ 0となる。もちろん、照明されていないときにも = 0となる。 D _t の値はレチクルステージ 2 1 5の位置、及びレチクルブラインド 2 1 0の開口面積から計算により求められる。 k_p は照明光を各ブロックが吸収した熱量と 7]„ Pとを関係づける係数である。上述の式の最後の項は照明光から吸収する熱量を示しており、その他の項は分散する熱量を示している。

ここで、 T_H, T。は一定であり、 T_B= T。として各ブロック B 1〜： B 2 0の温度は T。十 ΔΤ ,から Τ。+ ΔΤ₂。で表せる。更に、レチクル 2 1 4上の各ブロックはともに同じ材質（通常石英である場合が多い）であるため、 k ₁₂, k ₁₅等の隣接するブロック間における熱の伝導を表す係数は、全て等しいことを考慮に入れると、（式 3 ) は以下の式で表せる。 (dATj) (d t) =k_E- (ΔΤ₂ -ΔΤ! ) +k_R- (厶 T₅ -ΔΤ! ) + k_H · (-ΔΤι ) +Ko ' (-ΔΤι ) +k_P - 77 ! · P · Di

= (-2 · k_E — k_H — k。 ) ·ΔΤι +k_R-AT₂

+ k_E - ΔΤ₅ +k_P - τ) ι - P · Dt …（式 4)

上記の式をブロック B 1〜： B 2 0について各々求めて、マトリクス表現で表すと次式のようになる。以下の式中で Ρ , Ρ は、それぞれプロック B 1〜： Β 2 0に対する露光光源 2 0 1のパワーであり、 Δ Τ^〜厶 Τ 2₀は、それぞれブロック B 1 ~B 2 0の温度変化量である。

in -Pi ·])】

77 z -P₂ -Da

7? 20'P20'D20 (式 5)

これは一階の微分方程式の 2 0元連立方程式であり、数値解析により解くことができる。また、微分の形を或る微小時間（コンピュータの計算周期）の値として差分形式で表現して解くこともできる。計算周期はコンピュータの能力と必要精度とから決めれば良い。計算周期が必要精度に対して粗い場合には、係数 P と係数 D,〜D_2Dとを計算周期の間の平均値として記憶しておく必要がある。係数 P i P ;。を計算する際には、逐次ィンテグレー夕センサ 2 0 8の出力を測定して露光光源 2 0 1の 'パワー変動を測定することによって、計算精度を向上できる。また、計算周期が必要精度に対して十分細かい場合には、係数 P ,〜P ₂。及び係数 D i〜D ₂。として、計算する瞬間の値を使用すると良い。この場合、平均値として記憶する必要がないので、プログラムが単純化でき、コンビユー夕のメモリを節約できるという利点がある。

また、外力の項（露光光から吸収する熱量）は最後の項になるので、単位時間ごとの各ブロック B 1〜B 2 0の係数の値、即ち？？ぃ Ρ ,, D ,, 7? ₂, Ρ ₂, ϋ ₂··· , 20. P ₂o> D ₂。の値から各時間ごとの厶！^〜厶！^の値を求めることができる。パターン存在率 7? ,〜 V ₂。の値は実測によって得られ、入射光量！\〜？₂₍₎はインテグレ一夕センサ 2 0 8及び照射量モニタ 2 2 8を用いて求めることができる。また、各係数 k _R， k ₀, k _H) k _pはレチクル 2 1 4の物性、空気の物性、空気の流速等から計算により求めることができる。あるいは、種々のレチクルに関して実験を行い、各係数が現実に最も良く合うように決定しても良い。

求めたレチクル 2 1 4の温度分布丁！〜厶丁とレチクル 2 1 4 (石英ガラス）の膨張係数とより、各ブロック B 1 ~ B 2 0の中心点 P 1〜 P 2 0の相互の距離の変化を求めることができ、レチクル 2 1 4上の各点の変位を決定することができる。これに基づいて、結像特性の変動、例えばウェハ 2 2 0上に投影される像の歪み等を計算することができる。なお、レチクルによって空気との間の熱の伝導を表す係数等が異なる。これはレチクルの表面の薄膜の特性（反射率や熱伝達、熱伝導係数等）や防塵のために装着したペリクル（防塵膜）による熱移動の変化があり、且つレチクルの材質が異なる場合があるためである。従って、複数のレチクルで同一の熱の伝導を表す係数等を使用できない場合には、予め熱の伝導を表す係数等を数種類記億しておいて、レチクルに応じて使い分ければ良い。

なお、本例ではレチクル 2 1 4の周辺を空気として計算しているが、別の流体に関しても同様の手法を適用できる。別の流体として窒素を用いた場合には、露光光源 20 1が Ar Fエキシマレーザ光源等の場合にオゾンの発生が防止される、即ち酸素による露光光の吸収が無くなるという利点がある。また、ヘリウムを用いた場合には、オゾン発生を防ぐ効果に加えて、空気や窒素に比べて屈折率が小さいことから、気圧が変化したときの投影光学系 2 16の結像特性の変化量を低減する効果もあり、結像特性補正部 218の駆動量を小さくできる。

また、本例では一旦レチクル 2 14の温度分布 ΔΤを求めてから、各プロックの中心点 Pの動きを求め、ひいては像歪みを求めるという手法をとつたが、 ΔΤの代わりに直接像歪み（ディストーション、像面湾曲等の結像特性）を計算することもできる。この場合、各係数 k_R， k₀, k_H， k_pを実験により求めるため、レチクル 2 14の撓みによる変形等も計算に.含まれる。また、レチクル 214の熱伝導性が非常によく、且っレチクル 2 14の一部のみにパターンがある、あるいは一部のみに露光光が照射される場合でも、レチクル 2 14がー様に膨張すると考えても精度上問題がなければ、上述のような複雑な計算は必要がなく、より単純な計算により像歪みを計算しても良い。

[レチクルの熱変形量の各成分への分解]

次に、求めたレチクル 214の各ブロック B 1〜： B 20の中心点 P 1 〜P 20の移動量を各成分に分解する。

図 13 (a) 〜図 13 (g) は、レチクル 2 14の Y座標と分解された熱変形量の各成分との関係の一例とそれに応じた補正量とを示し、この図 13 (a) 〜 1 3 (g) において、横軸はレチクル 2 14の走査方向の位置（Y座標）を表し、縦軸は Y座標に対応するレチクル 214の各熱変形量、又は補正量を表しており、点線の曲線 C 1〜C 7がそれぞれ変形量の計算値を表し、実線の曲線 D 1〜D 7がそれぞれ対応する補正量を表している。図 1 3 (a) の X倍率 1は、図 1 2の外側の中心点 P 1と P 4との X方向への移動量から算出される倍率変化量、図 1 3

(b) の X倍率 2は、内側の中心点 P 2と P 3との X方向への移動量から算出される倍率変化量である。また、図 1 3 (c) の X倍率傾斜 1は、外側の中心点 P 1と P 4との X方向への移動量の差から算出される値、図 1 3 (d) の X倍率傾斜 2は、内側の中心点 P ·2と P 3との X方向への移動量の差から算出される値である。

レチクル 2 14のパターン存在率の分布に偏りがある場合、例えばブロック B l， Β 2でパターン存在率が大きく、ブロック Β 3, Β4でパターン存在率が小さい場合には、レチクル 2 14の熱変形量はブロック Β 3 , Β4側で大きくなり、 X方向の倍率に偏りが現れる。また、図 1 3 ( e ) の Yシフトは、図 12の中心点 P 1〜 P 4の平均的な Y方向への移動量、図 13 ( f ) の回転は、中心点 P 1〜P 4の Y方向への移動量と各像高の関係とを直線近似することで求められる回転角、図 1 3 (g) の Xシフトは、中心点 P 1〜 P 4の平均的な X方向への移動量を表している。上述の各成分は、レチクル 2 14を計算上で Y方向に順次所定ステップ量だけ移動するごとに算出される。

[各成分の走査方向の位置に応じた関数化]

次に、求めた各成分を Y座標の関数で近似する。ここでは、簡単のため図 13 (a) の X倍率 1についてのみ述べる。図 14は、 Y座標の各位置で求められた X倍率 1の値 ΔΧの例を示し、この図 14において、 Y方向の計測点の個数を n (nは 2以上の整数で、本例では n=5)、 i 番目の計測点の Y座標を y i = 1〜 5)、位置 y iでの X倍率 1をとする。このとき、 Y座標の値を yとして、 Y座標に対応した X倍率 1 の値を ί (y ) と定義する。そして、 X倍率 1の値 ί (y ) を、次のように n個の係数 a i = 0〜！！一 1) を用いて Y座標の値 yの（n— 1) 次関数で表し、計算された n組の値（γ Δχ を用いてそれらの係数 a,の値を決定する。

(式

6) 即ち、（式 6) において、計算条件は以下のようになる。

Δ X j= f ( y j) ( j = 1 ~ n )

本例では、図 1 2に示すように、レチクル 2 14を複数のブロックに分割する際に Y方向に 5分割しているので、 n= 5となり、（式 6) は 4 次関数となっている。その 4次関数は、 5点での条件から一義的に決定することができる。

更に（式 6) の代わりに使用できる別のモデル関数として、計算条件として 5点の中で端点を除く 3点についての微分係数を追加した以下の関数を用いても良い。

(式 7)

の場合の計算条件は以下のようになる

A j = f (y j ) ( j = l〜_n) ,

(d f (yj)) /dy= (Δχ _j+1 -Axj. / (y_J+1 — _yj_J . _ ₀. , '·· o

( j = 2〜 n— 1 ) この場合も、 n= 5である。（式 7) は 5点を通る 7次関数であり、 5 点を通る条件と、 3点の微分係数との計 8個の情報からその 7次関数は一義的に求めることができる。この関数は上述の 5点を通る 4次関数より各点において滑らかなものとなる。また、熱変形量の計算精度をより高めるためには、レチクル 2 14のパターン領域外での変形も考慮することが望ましい。

図 15は、レチクル 2 14のパターン領域 26 1の外部にも計算点を設けて計算するモデルを示し、この図 1 5において、パターン領域 26 1の周囲にも計算点 26 7が設けられている。この場合、 X倍率 1の値 f (y) を表すモデル関数は（式 7) と同様に以下のようになる。 2xa-S

f (y)=∑ (aiXy¹) … （式 9 )

1=0

但し、図 1 5では、走査方向の計測点（パターン領域 2 6 1内では各ブロックの中心点）は 7個であるため、 n= 7である。この関数はパターン領域 2 6 1内の両端の 2つの中心点においても滑らかなものとなる。図 1 3 (b) 〜 1 3 (g) に示す他の成分についても、同様に各々 Y 座標の関数として表す。これらの結像特性の関数化された各成分は、図 7の主制御系 2 34内の記億部に記憶され、主制御系 2 34は、一例として記憶された各成分を相殺するようにそれぞれの結像特性を補正する。このように、本例ではレチクル 2 1 4の熱変形量の各成分を Y座標に対する関数としている力 S、それ程厳しい補正精度が要求されない場合には、レチクル 2 1 4の熱変形量を計算した座標ごとに不連続に補正しても良い。また、より簡単に直線補間により関数化しても良い。

なお、例えばレチクルのパターン領域内の一部の領域のみが露光される場合には、その露光される領域のみの熱変形データを使用してもよい。図 1 6はパターン領域全面を使用せずにその一部の領域のみを露光する場合のモデルを示し、この図 1 6において、レチクル 2 1 4のパターン領域内の一部の領域 2 6 2のみが露光されるものとする。この場合、熱変形量の計算は、図 1 2、又は図 1 6のパターン領域 2 6 1全面を含む計測点で実行されるが、実際に図 1 3 (a) 〜 1 3 (g) の各成分に分解するために使用する熱変形データは、その一部の領域 2 62内の計測点（各ブロックの中心点）の熱変形データのみとする。これによつて、結像特性の変動量の計算精度が向上する。即ち、露光される領域 2 6 2 外においても熱の伝導はあるため、パターン領域の全面を含む領域で熱変形量を計算することによって、熱変形量の計算精度が高くなり、次に露光領域 2 6 2内の計算値のみから結像特性の各成分を求めることによつて、高精度な成分分解ができ、結果として高精度に補正を行うことができる。

また、レチクル 2 14上の露光対象の領域が図 1 7 (a) の Y方向に細長い部分的な領域 2 6 3のような場合には、レチクル 2 1 4の熱変形量の計算点を、図 1 7 ( b ) のように領域 2 6 3を X方向に 1ブロック分ずつ広げた領域 2 6 4として、各成分を求める場合に領域 2 6 3内の計測データを使用するようにしてもよい。また、露光対象の領域が図 1 8 ( a ) のようにパターン領域の端部の領域 2 6 5である場合には、熱変形量の計算点をその領域 2 6 5を内側に 1ブロック分広げた領域 2 6 6としてもよい。これによつて、露光面積が小さい場合には、得られる結像特性の変化量の精度を殆ど低下させることなく、計算量を少なくできる。但し、図 1 8 ( b ) の場合には、パターン領域の外部にも計算点を設けても良い。

また、通常走査露光装置ではスループットを向上させるために、次のショット領域への露光に移行するごとにレチクル 2 1 4の走査方向を + Y方向から— Y方向へ、又は一 Y方向から + Y方向に反転させている。この際に、上述の結像特性を表す関数は Y座標に応じた関数であるため、走査方向を切り替えた場合にもそのまま適用することができる。更に、コンピュータで計算する際に上述の関数の値をメモリに Y座標の一定間隔ごとに記憶させて、直接 Y座標の値は記憶させない方法をとつても良い。この場合、メモリの記憶容量を節約できる利点がある。そして、逆方向に走査する場合には、正方向走査とは読み出す番地の順序を逆にしてメモリから結像特性の各成分を銃み出せば良い。

次に、結像特性の各成分ごとの補正方法について説明する。

[ X倍率 1 、 X倍率 2の補正方法]

図 1 3 ( a ) , ( b ) の X倍率 1及び X倍率 2は、図 8の投影光学系 2 1 6の 5つのレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を光軸方向に駆動することで変化させることができる。通常、レチクル 2 1 4の X倍率 1と X倍率 2との比率と、或る一部のレンズ群を駆動したときの X倍率 1及び X倍率 2と同じ像高の倍率変化量の比率とは一致しないので、同時に X倍率 1及び X倍率 2を補正するには少なくとも 2つのレンズ群を同時に組み合わせて駆動する必要がある。このとき、レンズ群の駆動により他の結像特性

(像面湾曲、コマ収差、球面収差）も変化するので、更に他の 3つのレンズ群を同時に駆動して、都合 5つのレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動することにより X倍率 1及び X倍率 2を所定の値に変化させて、像面湾曲、コマ収差、球面収差の変動も抑えることができる。なお、 X倍率 1 と X 倍率 2とを補正するときにレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動することにより発生するコマ収差や球面収差が小さく無視してもよい場合には、駆動するレンズ群 2 3 6〜 2 4 0の数を減らしても良い。また、補正による X倍率 1 と X倍率 2 との中間像高の倍率変化が無視できない場合には、更に駆動するレンズ群を 1つ追加し、合計 6つのレンズ群の駆動により補正すると良い。

また、 X倍率 1 と X倍率 2とを補正するために Y座標に応じてレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動すると像面の位置（ベストフォーカス位置）が変化する。このようにベストフォーカス位置が変化したときには、図 7 の A Fセンサ 2 2 6， 2 2 7からのフォーカス位置の検出結果に基づいて試料台 2 2 1を Z方向に駆動する際の目標値を補正すればよい。この場合、 Y座標に応じて試料台 2 2 1の Z座標の目標値が変化することがある。なお、フォーカス位置の補正方法としては、レチクル 2 1 4を光軸方向に上下させる機能を付加して補正しても良い。この場合、投影光学系 2 1 6として縮小投影系を使用しているときには、光軸方向の位置決め精度が多少粗くても良いという利点がある。

なお、 X倍率 1 、 X倍率 2の補正においては、各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0を光軸に平行に駆動させるのが理想的であるが、通常、平行度は製造誤差等により若千ずれている。また、レンズ面にも製造誤差があり、完全に理想的な状態にあるわけではない。従って、各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動することでレチクル 2 1 4のパターン像のウェハ 2 2 0への投影像の位置が若干ずれてしまうことがある。この場合、予め各レチクルにおいてレンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量と像位置のシフト量との関係を実験により求めて記憶しておく必要がある。 X倍率 1 、 X倍率 2 の補正のためにレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動する場合には、記憶しておいた関係から全体のシフト量を求めて、後述する Xシフト補正量と Y シフト補正量とに加算して補正すればよい。

[ X倍率傾斜 1 、 X倍率傾斜 2の補正方法]

図 1 3 ( c ) , ( d ) の X倍率傾斜 1、 X倍率傾斜 2は、図 8の 5つのレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を光軸に対して X方向に（γ軸に平行な軸の周りに）傾斜させることで補正する。通常は、レチクル 2 1 4の X倍率傾斜 1 と X倍率傾斜 2との比率と、或る一部のレンズ群を傾斜したときの X倍率 1及び X倍率 2と同じ像高の倍率傾斜の変化量の比率とは一致しないので、同時に X倍率傾斜 1と X倍率傾斜 2を補正するには少なくとも 2つのレンズ群を同時に光軸方向に傾斜させる必要がある。このとき、レンズ群 2 3 6 - 2 4 0の傾斜により他の結像特性（像面傾斜、コマの傾斜、球面の傾斜）が変化するので、更に 3つのレンズ群を同時に駆動して、都合 5つのレンズ群 2 3 6 - 2 4 0を傾斜させることにより X倍率傾斜 1と X倍率傾斜 2とを所定の値にした上で、像面傾斜、コマ収差の傾斜、球面収差の傾斜の変化を抑える。

なお、 X倍率傾斜 1、 X倍率傾斜 2を補正するときにレンズ群 2 3 6 〜 2 4 0を傾斜することで発生するコマ収差の傾斜量や球面収差の傾斜量が小さく無視してもよい場合には、傾斜するレンズ群の数を減らしても良い。また、 X倍率傾斜 1と X倍率傾斜 2との中間像高の倍率変化が無視できない場合には、更に傾斜するレンズ群を 1つ追加して合計 6つのレンズ群の傾斜により各結像特性を補正すると良い。

なお、コマ収差の傾斜に関しては投影光学系 2 1 6の先端の平行平面板 2 4 1を傾斜することで補正しても良い。この場合、投影光学系 2 1 6の先端の平行平面板 2 4 1を傾斜して発生する結像特性の変化はコマ収差の傾斜が大部分を占めるので、独立性の高い補正が可能となり、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の傾斜量を小さくできる利点がある。

また、通常レンズ群 2 3 6〜 2 4 0を傾斜させたときに発生する像面傾斜は、同時に非点収差の傾斜も発生することになるが、この非点収差の傾斜の発生量が小さい場合には、レチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との相対的な平行度を変化させて補正しても良い。特に縮小投影系の場合、ウェハ 2 2 0側を傾斜させる場合には、傾斜させる量が小さくて済む利点があり、レチクル 2 1 4側で傾斜させる場合には、位置決めが比較的緩くできる利点があり、ウェハ 2 2 0とレチクル 2 1 4とを両方組み合わせて傾斜させる場合には、ウェハ 2 2 0側で傾斜させる量を少なくし、且つレチクル 2 1 4側で微細な位置決めをすることができる。

なお、本例では像面傾斜の補正をレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を傾斜することにより行っているが、この補正方法は、露光光が投影光学系 2 1 6 を照射することで像面傾斜が発生した場合や、照明条件（照明系開口絞りの種類、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状、レチクル 2 1 4のパターン、及び投影光学系 2 1 6の開口絞り 2 1 7の開口形状等）を変更することで発生する像面傾斜や、ウェハ 2 2 0又はレチクル 2 1 4の平面度が悪い場合に発生する像面傾斜の補正を行う際にも適用することができる。

また、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0や平行平面板 2 4 1を傾斜することで、レチクル 2 1 4のパターン像のウェハ 2 2 0への投影像の位置が若干ずれてしまうことがある。この場合、予めレンズ群 2 3 6〜 2 4 0の傾斜角と像位置のシフト量との関係を実験により求めて記憶しておく必要がある。 X倍率傾斜 1、及び X倍率傾斜 2の補正でレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を傾斜させる場合には、記憶しておいた関係から全体でのシフト量を求めて、後述する Xシフト補正量と Yシフト補正量とに加算して補正すればよい。

[ Yシフ卜の補正方法]

図 1 3 ( e ) の Yシフトはレチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との相対位置を Y方向にずらすことにより補正する。通常、レチクル 2 1 4は露光光吸収によって倍率が大きくなる方向に変化するため、結果的にレチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との相対速度をレチクル 2 1 4の Y座標に応じて変更すればよい。具体的に、上述のように Y座標に応じて Yシフト量を求め、 Y座標に応じてその Yシフト量を相殺するようにレチクル 2 1 4の走査速度を変更して補正を行う。その補正の際には、図 8のレンズ群 2 3 6〜 2 40の駆動や傾斜により発生した Υシフト量を含めて補正を行う。

露光光吸収によりレチクル 2 1 4が Υ方向に膨張したように Υシフトが発生しているときは、レチクル 2 14の走査速度を高速にし、その逆の場合は、レチクル 2 1 4の走查速度を低速にする。なお、ウェハステ —ジ 2 22で Υシフトを補正しても良い。この場合、レチクル 2 14が Υ方向に膨張したように Υシフトが発生しているときには、ウェハステージ 2 22の走査速度を低速にし、その逆の場合には、ウェハステージ 2 2 2の走査速度を高速にする。

[回転の補正方法]

図 1 3 ( f ) の回転の成分は、レチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との相対回転量を変更することで補正する。即ち、図 1 1のレチクルステージ 2 1 5上の回転機構 249によりレチクル 2 1 4を回転すればよい。このとき、図 1 2においてレチクル 2 1 4のブロック81〜：84が照明されているときは、照明領域に対してブロック B 1〜B 4の中心点 P 1〜 P 4が走査方向に対して垂直になるように Y座標に応じて回転量を制御する。なお、ウェハ 22 0側で回転を補正しても良い。この場合には、ウェハステージ 2 2 2側にも回転機構（不図示）を設けておき、この回転機構によりウェハ 2 20を回転させることになる。

[Xシフトの補正方法]

図 1 3 (g) の Xシフトは、レチクルステージ 2 1 5を X方向にずらすことで補正する。その際、レンズ群 2 36 ~ 240の駆動や傾斜により発生した Xシフト量を含めて補正する。このとき、レチクル 2 1 4のブロック B 1〜B 4が照明されている際には、照明領域に対してブロック B 1〜B 4の中心点 P 1〜？ 4のシフト量が照明領域中心でのシフト量となるように Y座標に応じて Xシフト量を制御する。なお、ウェハ 2 2 0側で Xシフトを補正しても良い。この場合には、 Xシフトと同じ 49 量だけウェハ 220を X方向にずらすようにすればよい。

[投影光学系の結像特性の変化量の計算方法]

次に、図 7の投影光学系 216の結像特性の測定、及び計算方法について説明する。そのために、先ず、ウェハ 220の反射率 Rを求める。ウェハステージ 222上の試料台 22 1上には矩形の露光領域を覆う大きさを備え、それぞれ反射率が RH及び RL (RH〉RL) である 2つの反射板（不図示）が設置してある。そして、レチクル 2 14をレチクルステージ 2 1 5上に設置した状態で、ウェハステージ 22 2を駆動して反射率 RHの反射板を投影光学系 2 16の露光領域に移動する。次に、照明条件（照明系開口絞りの種類、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状、レチクル 2 14のパターン、及び投影光学系 2 1 6の開口絞り 21 7の開口形状等）を所定の状態に設定した上で、レチクル 2 14を所定の距離だけ Y方向に移動させながら反射率センサ 209の出力 VHを測定する。次に、ウェハステージ 222を駆動させることにより反射率 R Lの反射板を投影光学系 216の露光領域に移動して、レチクル 2 14 を所定の距離だけ Y方向に移動しながら反射率センサ 209の出力 VL を測定する。

図 19は、計測されるウェハ 220の反射率と反射率センサ 209の出力との関係を示し、この図 1 9において、横軸は計測される反射率 R であり、縦軸は反射率センサ 209の出力 Vである。この図 19に示すように、上述の 2回の反射率の測定結果（RH, VH) 及び（RL, V L) を直線で結ぶことによって、レチクル 214の Y座標ごとに反射率 Rと反射率センサ 209の出力 Vとの関係を直線（ 1次関数）で表すことができる。その後、ウェハ 220を露光する際には、反射率センサ 2 09の出力 Vを用いて、レチクル 2 14の Y座標に応じて図 1 9の直線に対応する以下の式よりウェハ 220の反射率 Rを算出する。 VH-VL VLXRH-VHXRL

V— ΙΓΓ^―" ~" x ϋ十

RH - RL RH - RL …ぱ 1 0) なお、本例では Y座標に応じて反射率 Rを別々の直線関係から求めたが、例えばそれ程高い計算精度が要求されない場合には、レチクル 2 1 4の Y座標に応じて反射率 Rを計算する必要はなく、走査中の平均的な反射率を算出する方法を採っても良い。即ち、 2つの反射板の反射率を測定する際に、反射率と反射率センサ 20 9の出力との関係を、 Y座標ごと求めるのではなく走査中の平均値とすることにより Y座標に依存しない関係を得ることができる。この場合、 Y座標に応じた反射率センサ 2 0 9の出力を記憶しておく必要がないという利点がある。

続いて、露光光吸収による投影光学系 2 1 6の結像特性の変化を求める。先ず、図 7のウェハステージ 2 22を駆動して照射量モニタ 2 28 を投影光学系 2 1 6の露光領域に移動する。レチクル 2 1 4をレチクルステージ 2 1 5上に設置し、照明条件（照明系開口絞りの種類、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状、レチクル 2 1 4のパターン、及び投影光学系 2 1 6の開口絞り 2 1 7の開口形状等）を所定の状態にして照射量モニタ 2 2 8を照明し、そのときの照射量モニタ 22 8の出力 P_Mとインテグレー夕センサ 8 2 0の出力 I。とを記憶する。そして、露光を行う際に、インテグレ一タセンサ 2 0 8の出力 I と反射率センサ 2 0 9から求めた反射率 Rとを用いて以下の式より計算を行えばよい。

M_h=PowX(i+R)XK_mX 1— exp {—-—·) X

(式 1 1) 但し、 M_h， K_m, 及び Tmは、それぞれ露光光吸収による投影光学系 2 1 6の倍率変化量、倍率変化係数、及び時定数である。

ィンテグレ一タセンサ 2 0 8の出力 Iには露光光源 2 0 1の照射量の経時変化を測定する役割と、投影光学系 2 1 6に露光光が入射しているかどうかを判定する役割との 2つの役割がある。なお、露光光源 2 0 1 の照射量の経時変化を測定するために、図 1 1のレチクルステージ 2 1 5上の光透過窓 2 5 5 , 2 5 6を用いて、 1ショット露光するごとに光透過窓 2 5 5 , 2 5 6のどちらかをレチクルステージ 2 1 5を駆動して照明領域内に移動し、ウェハステージ 2 2 2を駆動して照射量モニタ 2 2 8を露光領域に移動して、照射量モニタ 2 2 8により露光光源 2 0 1 の照射量を測定するようにしても良い。この場合、レチクル 2 1 4の Y 方向の両側に光透過窓 2 5 5， 2 5 6があるので、走査露光後に、露光時のレチクル 2 1 4の走査方向が Y軸に対して正逆方向のどちらであつても、走査を継続したまま光透過窓 2 5 5， 2 5 6を照明領域内に移動できるため、 1ショッ卜の露光終了から露光光源 2 0 1の照射量測定までの時間が短縮されるという利点がある。更に、その照射量はウェハ 2 2 0の露光面と同じ位置で測定しているため、図 7のビームスプリツ夕 2 0 7からコンデンサレンズ 2 1 3までの光学系、及び投影光学系 2 1 6の透過率や反射率の変化による露光光源 2 0 1からウェハ 2 2 0までのエネルギー到達割合の変化を正確に測定できる。

また、露光光源 2 0 1の変動時間が 1ショットの露光時間に対して十分に長い場合には、光透過窓 2 5 5 , 2 5 6をどちらか 1つのみとして、この光透過窓の方向へレチクル 2 1 4を走査露光した後でのみ透過率を測定する方法や、ウェハ 2 2 0の交換時にのみ透過率を測定する方法をとっても良い。この場合、レチクルステージ 2 1 5を小さくできるのでレチクルステージ 2 1 5の駆動性や位置決め精度が向上するという利点がある。また、レチクルステージ 2 1 5の大きさを変更せずに光透過窓 2 5 5 , 2 5 6をどちらか 1つにする場合には、開口部が少なくなりレチクルステージ 2 1 5全体の剛性が向上するという利点がある。

また、各結像特性の変化係数、及び時定数については、予め実験により求めておいても良く、熱伝導のシミュレーションにより計算で求めても良い。また、照明条件（照明系開口絞りの種類、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状、レチクル 2 1 4のパターン、及び投影光学系 2 1 6 の開口絞り 2 1 7の開口形状等）の変更に応じて結像特性の変化係数と時定数とを変更しても良い。この場合、図 1 0の照明系の開口絞り 2 0 5 a〜 2 0 5 dの違いによる微妙な結像特性の変化も高精度に計算することができる。なお、本例では照射熱吸収による結像特性の変化を 1次遅れ系としたが、更に高精度な計算をするために 2次系やむだ時間系、あるいはそれらを組み合わせた伝達関数を導入しても良い。

続いて、図 7の温度センサ 2 3 0〜湿度センサ 2 3 2を介して投影光学系 2 1 6の周囲での気圧、温度、及び湿度を測定し、気圧センサ 2 2 9を介して投影光学系 2 1 6の内部の気圧を測定し、これらの測定結果より投影光学系 2 1 6の倍率変化量を計算し、次式より全体としての結像特性の変化量を求める。

M= Kmp l P I + Km_P 2 X P ₂ + K_mt X T + Kmh X H + Mh … （式 1 2 )

但し、 Mは投影光学系 2 1 6の照射による倍率変化量と環境変化による倍率変化量との合計の倍率変化量、は投影光学系 2 1 6の周辺の気圧、 P ₂は投影光学系 2 1 6内部の気圧、 Tは投影光学系 2 1 6の周辺の温度（これは投影光学系 2 1 6の温度とみなすことができる）、 Hは投影光学系 2 1 6の周辺の湿度である。更に、 K_BPIは投影光学系 2 1 6周辺の気圧変化に対する倍率変化係数、 K_BP2投影光学系 2 1 6内部の気圧変化に対する倍率変化係数、 K_{B |}は投影光学系 2 1 6の温度変化に対する倍率変化係数、 K _Bhは投影光学系 2 1 6の周辺の湿度変化に対する倍率変化係数である。

なお、投影光学系 2 1 6内部に不純物が混入して、レンズ表面が曇つたりすることを防ぐために投影光学系 2 1 6の内部に乾燥窒素ガス等の流体を循環させる場合がある。この場合、投影光学系 2 1 6内部と投影光学系 2 1 6周辺部とで気圧差が生じるため、本例のように、投影光学系 2 1 6の内部と周辺部とに気圧センサ 2 2 9 , 2 3 1を 2個配置し、例えば投影光学系 2 1 6の最もレチクル 2 1 4に近いレンズ面とウェハ 2 2 0に最も近いレンズ面とは投影光学系 2 1 6周辺部の気圧センサ 2 53

3 1の測定値を用い、それ以外のレンズ面はレンズ内部の気圧センサ 2 2 9の測定値を用いて、気圧変化による倍率変化量を計算すると良い。また、投影光学系 2 1 6内部に循環させる流体としては空気、窒素、ヘリウム等が選択される。空気は主に不純物混入を避ける目的で選択される。窒素は露光光源 2 0 1として短波長のもの（例えば A r Fエキシマレーザ光源）を使用した際に酸素と反応してオゾンが発生するのを避けるために選択される。ヘリウムは主に投影光学系 2 1 6の気圧変化による結像特性変化を抑制するために選択される。もちろん、流体に応じて気圧変化に対する倍率変化係数を変更する。

また、複数のレンズ間の所定の密閉空間（気密室）の圧力を調整して結像特性を変えるようにしても良い。この場合、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動により補正することのできない像面湾曲を、複数のレンズ 2 3 6〜 2 4 0間の所定の密閉空間（気密室）の圧力を調整することにより補正することができる。

なお、投影光学系 2 1 6周辺と投影光学系 2 1 6内部との気圧がほぼ同一であるとみなしても精度上問題なければ、気圧センサ 2 2 9 , 2 3 1は 1つでも良い。また、温度や湿度の投影光学系 2 1 6の内外での差が精度上問題となる場合には、温度センサ 2 3 0や湿度センサ 2 3 2と同じセンサを投影光学系 2 1 6内にも設置して、上式の温度や湿度の項も気圧と同様に投影光学系 2 1 6内部と周辺部との 2つのセンサの出力を用いて計算すればよい。

なお、本例では結像特性の変動量を各環境の変動量に対して比例するとして求めているが、より高精度に結像特性を求めるために、例えば温度に対して 1次遅れ系や熱の移動を考慮したむだ時間系、あるいはそれらの組み合わせの伝達関数を採用しても良い。温度、湿度、気圧変化による結像特性の変化量を計算できるモデルであればどのようなモデルでも良い。

以上により投影光学系 2 1 6の倍率変化量が求められる。更に、同様の手法により他の各結像特性の変化を求めることができる。本例では結像特性として 2つの像高での倍率変化量 C ,， C コマ収差の変化量 C ₃、球面収差の変化量 C ₄、及び像面湾曲 C _sの変化量について計算する。なお、照明条件を変更した場合、照射による投影光学系 2 1 6の結像特性の変化量の計算における倍率変化量や時定数が変化するため、予め、各種照明条件に応じて、倍率変化量と時定数とを実験的に求めておいて記憶しておくこととする。露光の際には、照明条件の変更に応じて倍率変化量と時定数とを変更して計算すればよい。また、照明条件変更によつて各結像特性の変化量 C _t〜C ₅のオフセットも変化するため、各種照明条件における各結像特性の変化量 C t C sのオフセットを予め実験的に求め記憶しておき、露光の際に照明条件に応じて各結像特性の変化量のオフセットを各結像特性の変化量 C i〜C ₅に加えて補正する。なお、ベストフォーカス位置の補正に関しては上記のように A Fセンサ 2 2 6，

2 2 7を含むオートフォーカス機構でそのオフセット分を加算して補正すればよい。

なお、照明条件を変更した場合、上述の結像特性の補正では十分に補正できないものがある。例えば、投影光学系 2 1 6の製造誤差等により発生する比較的高次の、又はランダムな形状のディストーシヨンである。これは、投影光学系 2 1 6のレチクル 2 1 4寄りにある所定の凹凸加工が施された平行平面板 2 3 5を照明条件変更に応じて切替えることにより補正することができる。このため、投影光学系 2 1 6の平行平面板 2

3 5は照明系の開口絞り 2 0 5 a〜 2 0 5 dと同様に複数種類切り換えられるようにすると良い。なお、このディストーション補正にはレチクル 2 1 4寄りに平行平面板 2 3 5を配置することが望ましいが、平行平面板 2 3 5の設置場所は、レチクル 2 1 4寄りに限定するものではなく、ウェハ 2 2 0側でもあるいは投影光学系 2 1 6の瞳面付近でもレチクル 2 1 4からウェハ 2 2 0の間ならば良く、設置場所により補正できる結像特性が変更できる。

[結像特性を補正するための各レンズ群の駆動方法]

次に、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動による各結像特性の変化量 C i 55 から以下の連立方程式を解いて、補正に要する各レンズ群 2 3 6 2 4 0の駆動量 L iを求める。

… （式 1 3 ) 但し、 b„ ( i， j = l〜5 ) は各レンズ群を駆動した場合の結像特性の変化量を表す係数である。これらの係数は光学計算値を使用しても良く、実験的に求めても良く、結像特性の変化量を相殺するように各レンズ群が駆動される。

なお、投影光学系 2 1 6の結像特性の変化量の中で 1つの結像特性の変化量が小さく補正する必要がない場合には、（式 1 3 )のマトリクスを 4行 X 4列に縮小して計算しても良い。また、本例では倍率変化量を 2 つの像高で計算することによりディストーションの変化量を抑えることとしているが、補正する倍率の像高を更に増やし、更に細かくディストーションを補正するようにしても良い。例えば合計 3つの像高での倍率変化量を補正する場合、駆動するレンズ群を 1つ追加し、（式 1 3 ) のマトリクスも 6 X 6に拡張する。

また、本例では回転対称な結像特性を補正したが、各レンズ群 2 3 6 〜2 4 0を光軸 A X方向に対して傾斜自在な構成としているため、非回転対称な結像特性を補正することもできる。この場合、投影光学系 2 1 6の結像特性の変化量を測定及び計算する際に、各結像特性について X 方向、 Y方向の傾斜成分も同様の計算により求めて、 X方向、及び Y方向別に各レンズ群 2 3 6〜2 4 0の傾斜角と結像特性変化量との関係から、回転対称な結像特性の変化量の補正と同様に 5 X 5のマトリクスを解いて各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の傾斜角を求める。なお、結像特性の変化量の程度に応じてそのマトリクスを縮小、又は拡張しても良い。

[べストフォーカス位置の補正方法]

次に、ベストフォーカス位置の補正方法について説明する。既に一部説明したようにべストフォーカス位置（像面の位置）の変化要因には、照射によるもの、環境変化によるもの、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動によるもの、及び照明条件の変更によるものの 4種類がある。照射熱によるべストフォーカス位置の変化、及び環境変化によるべストフオーカス位置の変化は、それぞれ上述の投影光学系 2 1 6の倍率変化と同様に計算して求めれば良い。また、各結像特性を補正する際のレンズ群 2 3 6 - 2 4 0の駆動によるべストフォーカス位置の変化量は、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量とレンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量に対するフォ —カス変化係数とを各々掛けた値の合計として求められる。照明条件の変化によるべストフォーカス位置の変化は予めその関係を実験的に求めておく必要がある。以上 4種類のべストフォーカス位置の変化量を合わせたものが全体のべストフォーカス位置の変化量になり、この変化量が A Fセンサ 2 2 6 , 2 2 7を含むオートフォーカス機構部に送信される。なお、各レンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動量とべストフォーカス位置の変化量との関係は、他の結像特性と同様に、光学計算値により求めてもよく、実験的に求めても良い。

[ウェハのプロセス変形に対する補正方法]

次に、ウェハ 2 2 0が変形した場合の結像特性の補正方法について説明する。ウェハ 2 2 0は、露光後の現像やエッチング等のプロセス処理で等方的、あるいは非等方的に変形する場合がある。この場合、結像特性をウェハ 2 2 0に合わせて補正することが必要となる。ウェハ 2 2 0 の変形量が分かれば、これまでの補正と同様にウェハ 2 2 0の変形量に合わせて結像特性を補正すればよい。更に、ウェハ 2 2 0内の位置により変形量が異なる場合には、それに応じて結像特性の補正の目標値を変更すればよい。

ここで、図 7のウェハ 2 2 0の変形量を求める方法について説明する。最も一般的な方法として、ウェハ 2 2 0用のマーク検出センサによってウェハ 2 2 0上のァライメントマーク（ウェハマーク）の目標位置からのずれ量を測定して、ウェハ 2 2 0の変形量の分布を求める方法がある。マーク検出センサとして、 H e— N eレーザ光を投影光学系 2 1 6を介してウェハ 2 2 0上の被検マークにあてて回折光を検出するセンサや、投影光学系 2 1 6とは別の光学系を設けてオフ · ァクシス方式で画像処理により検出するセンサが使用可能であり、露光装置とは全く別の計測機によりウェハ 2 2 0上の被検マークの位置を検出して、計測データを露光装置に転送して補正する方法を使用してもよい。なお、プロセス処理によるウェハ 2 2 0の変形量が予め判明している場合、ウェハ 2 2 0 の変形量を測定する必要はない。

また、プロセス処理によるウェハ 2 2 0の熱変形量は、一般的に等方的な成分が大きいので、ウェハ 2 2 0の等方的な倍率のみを算出して補正しても良い。この場合、算出すべきウェハ 2 2 0の変形量の成分が倍率のみであるため、ウェハ 2 2 0上の被検マークの数を減らすことができ、計測時間を短縮できるという利点がある。更に、ウェハ 2 2 0の変形量を考慮してウェハステージ 2 2 2の露光位置を決定することにより、重ね合わせ精度の向上を図ることができる。また、露光により生じるゥェハ 2 2 0の熱変形について補正する場合には、ウェハ 2 2 0の反射率と照射量モニタ 2 2 8の計測値との関係を予め実験的に求めておき、その関係から照射変動量を計算するとよい。

[第 3実施形態〗

次に、本発明の第 3実施形態について説明する。第 2実施形態では、図 1 2に示すように例えばレチクル 2 1 4のブロック B 1〜B 2 0ごとに結像特性の変化量を計算し、レチクル 2 1 4の回転角を考慮して結像特性の補正を実行している。そのため、図 1 1に示すように、レチクルステージ 2 1 5上に回転機構 2 4 9を設置する必要があり、レチクルステージ 2 1 5が全体として重くなつていた。これに対してスループットを重視する場合には、レチクルステージ 2 1 5を軽量化したいことがある。そこで、本例では、より簡便な機構でレチクル 2 1 4の熱変形量に応じた結像特性を補正する。

先ず、レチクル 2 1 4のパターン存在率を測定する。そのため、図 7 において、レチクルステージ 2 1 5上の照明領域を含む領域にパターンの描かれていないテストレチクルを設置した状態で、照明条件 '(照明系開口絞りの種類、レチクルブラインド 2 1 0の開口形状、及び投影光学系 2 1 6の開口絞り 2 1 7の開口形状等）を所定の状態に設定する。次に、ウェハステージ 2 2 2を駆動して照射量モニタ 22 8を投影光学系 2 1 6の露光領域側に移動して、照射量モニタ 2 2 8の有効受光領域がその露光領域を力パーするように位置決めし、インテグレー夕センサ 2 0 8の出力 I。と照射量モニタ 2 2 8の出力 P_Dとを測定して記憶する。次に、実露光用のパターンの描かれたレチクル 2 14をレチクルステージ 2 1 5上に設置して、露光光源 2 0 1の発光を開始して、インテグレ一夕センサ 2 0 8の出力 I ,と照射量モニタ 2 2 8の出力 P,とを測定する。そして、次式に従ってパターン存在率 7]を計算する。 =1一（PL ZI i )ノ（p。 I。） … （式 _{1 4})

本例でも、インテグレー夕センサ 2 0 8は露光光源 2 0 1のパワーの変動をモニタするためにも使用される。なお、パターンの描かれていないテストレチクルでの測定時の照明条件と、パターンの描かれたレチクル 2 14での測定時の照明条件とが異なる場合には、各々の照明条件に換算してパターン存在率を求める。例えば、図 2 0 (a 1 ) に示すレチクルブラインド 2 1 0に対して、図 20 ( a 2 ), 図 20 ( a 3) の開口部 2 1 0 a， 2 1 0 bで示すように、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の走査方向に対応する方向（これも Y方向とする）の幅が異なる場合、パターンの描かれたレチクル 2 14での測定時の開口部の面積と、パターンの描かれていないテストレチクルでの測定時の開口部の面積との比の値に照射量モニタ 2 2 8の出力 P。の値を比例させて換算することになる。また、図 1 0に示す照明系の開口絞り 2 0 5 a〜2 0 5 dや図 7 の投影光学系 2 1 6の開口絞り 2 1 7の開口が異なる複数の場合における、インテグレ一タセンサ 2 0 8の出力と照射量モニタ 2 2 8の出力との関係もそれぞれ予め測定して記憶しておけばよい。なお、本例ではパターンの描かれていないテストレチクルを使用しているが、レチクル 2 1 4が無い状態で測定しても良い。

[レチクルのパターン面での照度測定方法]

次に、レチクル 2 1 4のパターン面（レチクル面）での照度測定について説明する。そのためには、図 1 1のレチクルステージ 2 1 5を駆動してレチクルステージ 2 1 5上の照度センサ 2 5 7を照明領域内のほぼ中央に移動して、照度センサ 2 5 7の出力 Wを測定する。なお、光透過窓 2 5 5 , 2 5 6のどちらかを介して照射量モニタ 2 2 8で照度を測定しても良い。後者の場合、照射量モニタ 2 2 8の出力と投影光学系 2 1 6の透過率との関係を記憶しておき、照射量モニタ 2 2 8の出力を投影光学系 2 1 6の透過率で除算することでレチクル面での照度を算出することができる。更に、縮小投影系や拡大投影系においては投影倍率を考慮した上でレチクル面での照度を算出する。

また、予めインテグレー夕センサ 2 0 8の出力とレチクル面での照度との関係を実験的に求めておいて、露光時はィンテグレー夕センサ 2 0 8の出力からレチクル面の照度を計算しても良い。この場合、照度センサ 2 5 7や照射量モニタ 2 2 8を照明領域内に移動させる必要がないためスループットが向上するというという利点がある。更に、レチクルステ一ジ 2 1 5上に発熱物である照度センサ 2 5 7を設置する必要がないので、レチクルステージ 2 1 5の熱的な安定性を向上させることができる。

[レチクルの反射率の測定方法]

次に、レチクル 2 1 4の反射率を測定する。このために、ウェハ 2 2 0の反射率測定と同様の手法を適用する。先ず、レチクルステージ 2 1 5上に反射率が既知である 2つの基準反射板（不図示）を設けておき、これらの基準反射板を順次照明領域内に移動して、それぞれ図 7の反射率センサ 2 0 9の出力を測定する。これにより、レチクル面での反射率と反射率センサ 2 0 9の出力との関係を線形関係（ 1次関数）として求めることができる。その後、実際の露光に使用するレチクル 214をレチクルステージ 2 1 5上に設置して、パターンの描かれている部分を照明領域内に移動して、反射率センサ 209の出力を測定し、この測定結果と先に求めた反射率と反射率センサ 209の出力との線形関係とから、パターンの描かれたレチクル 2 14の反射率を算出できる。通常、レチクル 214の最外周部はクロムパターンで覆われているので、' その部分を使用して反射率測定を行うと良い。なお、レチクル 214の反射率が予め判明している場合には、レチクル 214の反射率を記憶しておくだけで良い。この場合、反射率を測定する必要がなくスループットを向上させるという利点がある。

[レチクルの熱変形量の計算方法]

次に、これまで測定したパラメ一夕を用いて、次式よりレチクル 21 4の熱変形量を計算する。

M_x(t)=M_x(t-At)-exp(--^)+ _x 1 / Δ t)

(式 15)

M_y(t)= M_y(t—At _eXp卜 l)+K_y'{l _exp (一 l (式 16)

但し、 △ tはコンピュータの計算周期、 M_∑ ( t—△ t ) は計算周期が 1回前の X方向の倍率変化、 K_xは照射に対する X方向の倍率変化量を表す飽和値、 Τ_χは照射による X方向の倍率変化量の時定数である。添え字が Υのものは Υ方向の倍率に関するものである。飽和値と時定数とは予め実験により求めておくものとする。上記の式は、第 1の実施例の照射による投影光学系 2 16の倍率変化の計算式と同様に 1階微分方式を解いて時系列表現したものである。なお、計算に使用する式は上記の式に限定されるわけではなく、例えば時定数成分を 2つに拡張した伝達関数やむだ時間系の伝達関数などを導入しても良い。

[X方向、 Y方向の倍率変化の補正方法]

次に、第 1実施形態における投影光学系 2 1 6の結像特性の補正と同様に、図 8の各レンズ群 236〜 240を駆動し、レチクル 214の熱変形による X方向の倍率変化量を補正する。他の結像特性の変化量が小さい場合には、駆動するレンズ群は 1つでも良い。また、レンズ群 23 6〜240の駆動による他の結像特性の変化量が無視できない場合には、駆動するレンズ群を増やせば良い。

Y方向の倍率変化量は、レチクル 214とウェハ 220との相対走査速度を変更することにより補正する。レチクル 2 14は露光するごとに熱変形するため、 1ショットごとに相対走査速度をレチクル 214の熱変形量に応じて変更する。なお、熱変形によるレチクル 2 14の変化が緩やかであれば、ウェハ 220を 1枚露光するごと、ウェハ 220を数枚露光するごと、ロット処理の先頭、又はレチクル 214の熱変形量が所定の閾値を超えるごと等のように、相対走査速度の変更を行う間隔を変更しても良い。

X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量とが同量であれば、 X方向、 Y方向の各補正により投影像は所定の状態になり、レチクル 214とゥェハ 220との相対走査速度も変化しない。しかし、 X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量とに差が生じている場合には、投影像のコントラストが低下する。この補正方法について、図 20 (a 1 ) 〜20 (a 3) 及び図 2 0 (b 1) 〜20 (b 3) に沿って説明する。

図 20 ( a 1 ) 〜20 ( a 3 ) 及び図 20 (b l) 〜20 (b 3) は、レチクルブラインド 21 0の幅と投影像のコントラストとの関係を示し、レチクルブラインド 21 0の幅が図 20 ( a 1 ) 〜（ a 3 ) に示す場合の、ウェハ 2 20上での投影像の照度分布がそれぞれ図 2 0 (b 1) 〜 (b 3) に示されている。 X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量とに差が生じている状態で、レチクルブラインド 2 10の開口部の幅を図 20 (a 1) に示すように所定幅に設定して走査露光した場合、その差に応じて投影像の位置に位置ずれを生じる。このとき、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅の積算値に対応してウェハ 2 2 0に塗布されたレジストは感光するため、 Y方向に投影像がずれた分だけコントラストは低下する。しかし、図 2 0 ( a 2 ) のように、レチクルブラインド 2 1 0の開口部 2 1 0 aの走査方向の幅を狭くして走査露光すると、投影像の Y方向の位置ずれ量は開口部 2 1 0 aの Y方向の幅に比例して小さくなる。また、図 2 0 ( a 3 ) のように、レチクルブラインド 2 1 0の開口部 2 1 0 bの走査方向の幅を更に狭くすると、一層投影像のコントラストを向上させることができる。レチクルブラインド 2 1 0 の開口部の Y方向の幅と投影像のコントラストとの関係は、予め例えばシミュレーションにより求めておけば良い。このとき、複数のパターンについて別々にシミュレーションして記憶しておくことで、パターンの種類の違いに応じてレチクルブラインド 2 1 0の開口部の最適な幅を設定することができる。例えば、線幅が太いパターンの場合に比べて、線幅が細いパターンの場合には、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y 方向の幅を狭くすると良い。

但し、レチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との各々の走査速度を変更せずに、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅を狭くするとゥェハ 2 2 0上での露光量が不足する。この場合、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅を狭くした量に応じて、レチクル 2 1 4とゥェハ 2 2 0との走査速度を速度比が一定（投影倍率）のままで遅くすることにより露光量を一定に保つことができる。なお、露光光源 2 0 1のパヮーを増加させたり、本例のように露光光源 2 0 1が r Fエキシマレ一ザや A r Fエキシマレーザ等のパルスレーザ光源である場合には、露光光源 2 0 1の発振周波数を増やすことでも同様の効果を得ることができる。この場合、走査速度を遅くする必要がないので、スループットの悪化を防ぐことができる。

上記のように、本例ではレチクル 2 1 4の熱変形量を X方向と Y方向とで各々 1種類計算しているが、必要な精度に対して熱変形量が大きい場合には、 X方向、 Y方向の各々複数の像高で倍率を計算すると良い。この場合、結像特性を補正するために駆動させるレンズ群が最低でも 2 つ必要になる。また、図 8のレンズ群 2 3 6〜 2 4 0の駆動などにより変化する結像特性の種類に応じて、駆動するレンズ群を増やしても良い。なお、本例ではレチクル 2 1 4の X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量とに応じた露光量制御について説明したが、同様の手法を投影光学系 2 1 6の結像特性の補正に適用することができる。この場合、投影光学系 2 1 6の倍率変化量を、レチクル 2 1 4の熱変形量の計算と同様に X方向と Y方向とで別々に計算する。そして、レチクル 2 1 4の場合と同様に X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量との差の補正後の残留分に応じて、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅、及び走査速度を変更することで露光量を一定に保つことができる。投影光学系 2 1 6の照射による X方向の倍率変化量と Y方向の倍率変化量との関係は、実験により求めておけば良い。

[計算の不連続性]

また、本例中の補正では、コンピュータによりレチクル 2 1 4の熱変形量、及び投影光学系 2 1 6の照射による結像特性の変化量を計算しているため、コンピュータの計算間隔による離散化誤差が生じる場合がある。この場合、必要精度を得るために必要な計算間隔に対応できる高速な計算機を採用して連続的に制御できるようにすることが最も一般的であり、コンピュータを選択する際には必要精度と計算量とを考慮する必要がある。実際にレチクル 2 1 4を回転したり、レンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動したりする際に、結像特性の変化量と必要精度とから考えて制御目標値をそれほど連続的に変更する必要がない場合には、不連続に制御目標値を変更する方法を採用しても良い。この場合、補正誤差は多少粗くなるが、これまでと同様の効果は得られる。即ち、補正量が小さい場合には、計算間隔、又は制御目標値の変更間隔を粗くしても良いと言える。また、本例で計算している他の種々の結像特性の変化量の補正に関しても同様のことが言え、必要精度に対し補正量が小さい場合には、計算間隔、又は制御目標値の変更間隔を粗くしてコンピュータの能力に余裕を持たせてもよい。

つまり、レチクル 2 1 4の熱変形量が大きい（パターン存在率が大きく熱吸収量が多い）場合には、投影光学系 2 1 6に向かう露光光の光量が減少して露光光の照射による投影光学系 2 1 6の結像特性の変動量 (照射変動量）は小さくなるため、レチクル 2 1 4の熱変形量と投影光学系 2 1 6の照射変動量とはどちらかが大きいと他方は小さくなる関係にある。従って、レチクル 2 1 4のパターン存在率に応じて、レチクル 2 1 4の熱変形量の計算間隔、又は制御目標値の変更間隔と、投影光学系 2 1 6の照射変動量の計算間隔、又は制御目標値の変更間隔とを変更しても良い。例えば、レチクル 2 1 4がコンタクトホールパターン用である場合には、細かいコンタクトホールがレチクル 2 1 4内に点在しているのみで、レチクル 2 1 4のパターン領域は殆どクロム膜に覆われていてパターン存在率は 1 0 0 %に近い。

このような場合、例えばレチクル 2 1 4の熱変形量の計算間隔と投影光学系 2 1 6の照射変動量の計算間隔とをそれぞれ l m s e cにした場合には処理不能なコンピュータであっても、レチクル 2 1 4の熱変形量の計算間隔を 1 m s e cのままで投影光学系 2 1 6の照射変動量の計算間隔を 1 0 m s e cにすることで計算誤差の小さい補正ができる。もちろん、制御目標値の変更間隔を粗くすることでも同様の効果が得られる。なお、この計算間隔は上述の数値に限定されるものではないことは言うまでもない。また、計算誤差についてのみ記述したが、補正間隔についても同様のことが言える。この他に、計算誤差と異なり、補正間隔を選択する上では共振を避ける等の制御上の指針、例えば、制御安定性ゃ応答速度等から補正間隔を決定しても良い。

[より具体的な補正方法]

次に、より実際に露光されるレチクルに近いレチクルの熱変形量の補正の例を示す。ウェハ 2 2 0の歪みの補正や投影光学系 2 1 6のデイストーションの補正においても同じ手法を適用することができる。先ず、上記のレチクル 2 14の熱変形量を以下の式を用いて最小 2乗法により成分分解する。

Dx = k 1 +k 3 · x + k 5 · y + k 7 - ² +k 9 · x · y

+ k 1 1 · y² +k 13 · x³ +k 15 · x² · y

+ k 17 · x · y² + k 19 · y³ ,

Dy = k 2 + k4 · y-f- k 6 · x + k 8 - y² + k 10 · y · x

+ k 12 · x² +k 14 · y³ +k 16 · x · y² . …（式 17)

+ k l 8 - x² - y + k20 - x³ 伹し、これらの式において、 Dx, D yは各計算像高での X方向と Y 方向とのそれぞれのディスト一ションの変化量、 k 1〜k 20は各成分ごとの変形量を表す係数、 X及び yは各計算像高の座標を表している。なお、本例では、 3次成分までのモデルとしたが、より高精度に補正する必要がある場合には、必要に応じて次数を高次に拡張すれば良い。図 21 (a) 〜2 1 (f )、図 22 (a) 〜22 (ί)、図 23 (a) 〜23 (f )、及び図 24 (a), 24 (b) は、それぞれレチクルの変形量の成分ごとの係数 k 1 ~k 20に対応するレチクルの変形量の分布の一例を示し、図 2 1 (a) 〜21 (f )、図 22 (a) 〜22 ( f )、図 23 (a) 〜23 (ί)、及び図 24 (a), 24 (b) において、レチクル 214の熱変形前の状態が白丸の格子点 269で表され、変形後の状態が黒丸の格子点 268で表されている。以下、図 2 1 (a) 〜2 1 (ί)、図 22 (a) 〜22 (f )、図 23 (a) 〜23 ( ί)、及び図 24 (a), 24 (b) を参照して、レチクル 2 14の熱変形量の例及びその補正方法について係数 k 1〜k 20ごとに説明する。

図 21 (a) は、係数 k 1に対応したレチクルの変形を示し、 Xシフトが Y座標によらず一定量発生している場合でもある。これは、図 7において走査露光の際にレチクル 214を一定量 X方向にずらすことにより補正することができる。なお、レチクル 2 14とウェハ 220との相対的な X方向の位置がずれれば良いので、ウェハ 2 2 0側を投影倍率を考慮して一定量ずらして走査露光しても良い。また、レチクル 2 1 4とウェハ 22 0との両方をずらしても走査露光しても良い。

図 2 1 (b) は、係数 k 2に対応した変形を示し、 Yシフトが Y座標によらず一定量発生している場合でもある。これは、走査露光の際にレチクル 2 14を一定量 Y方向にずらすことにより補正することができる。なお、図 2 1 (a) の場合と同様に、レチクル 2 1 4とウェハ 22 0との相対的な Y方向の位置がずれれば良いので、ウェハ 22 0側で補正しても良く、レチクル 2 14とウェハ 22 0との両方で補正しても良い。図 2 1 (c ) は、係数 k 3に対応した変形（= k 3 · X) を示し、 X 方向に像高に比例した倍率変化が生じた場合でもあり、図 1 3 (a) 〜 1 3 (g) の X倍率 1と X倍率 2とが各計算像高に比例して発生していることになる。これは、図 8のレンズ群 2 3 6〜 240の光軸方向への駆動を組み合わせて倍率変化を調整してから、走査露光することにより補正する。なお、レンズ群 2 3 6〜 240の光軸方向への駆動により Y 方向にも倍率変化が生じ、投影像のコントラストが低下する。これが問題になる場合には、走査露光前にレチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅、又は露光量を変更して投影像のコントラストを調整すればよい。

図 2 1 (d) は、係数 k 4に対応した変形（= k 4 . y) を示し、 Y 方向に像高に比例した倍率変化が生じた場合でもあり、 Yシフ卜が Y座標に比例して発生していることになる。従って、レチクル 2 14の走査位置に応じて、 Y方向の走査速度を所定の値から一定量ずらすことにより補正できる。例えば、 Y方向の位置に応じて Yシフト量が大きくなる場合、即ち、 Y方向に倍率が大きくなつている場合には、レチクル 2 1 4の走査速度を高速にする。なお、レチクル 2 1 4とウェハ 22 0との相対速度が変更されれば良いの、ウェハ 2 2 0側を低速にしても良い。また、レチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との両方の速度を変更しても良い。図 2 1 ( e ) は、係数 k 5に対応した変形（= k 5 . y) を示し、 X W

67 方向を底辺とする平行四辺形状に変形した場合でもあり、 Xシフトが走査方向の座標（Y座標）に応じて変化していることになる。従づて、レチクル 214とウェハ 220との走査軸を相対的に傾けることで補正できる。レチクル 2 14側で補正する際に、レチクルステージ 2 15の X 軸のレーザ干渉計が常にレチクル 2 14の照明領域を参照しているように構成されている場合には、 Y方向の走査位置に応じて、 X方向のオフセットを直線的に変更すればよい。なお、ウェハ 220側あるいはレチクル 214とウェハ 220との両方で補正しても良い。

図 21 ( f ) は、係数 k 6に対応した変形（= k 6 · X ) を示し、 Y 方向を底辺とする平行四辺形状に変形した場合でもあり、レチクル 2 1 4を所定量回転させたままレチクル 214とウェハ 220との走査軸を相対的に傾けることで補正できる。また、レチクルステージ 215の X 軸のレーザ干渉計が常にレチクル 2 14の照明領域を参照しているように構成されている場合には、レチクル 2 14の回転によりレチクルステージ 21 5の移動鏡 253 (図 1 1参照）も一緒に回転するため、レーザ干渉計の計測値が所定値になるようにサーポ制御を行って走査することにより、自動的にレチクル 2 14は徐々に X方向にずれていき結果的に走査軸を傾けていることになる。レチクル 2 14の回転機構 249とレチクルステージ 2 1 5の移動鏡 253とが連動しない構成の場合には、レチクル 2 14を所定量回転させて、走査に応じて X方向にずらしていくことで同様の効果を得られる。

図 22 (a) は、係数 k 7に対応した変形（=k 7 · x²)を示し、 X 方向の偏芯倍率変化でもあり、図 1 3 (a) 〜 1 3 (g) の X倍率傾斜 1、 X倍率傾斜 2がー定量発生していることになる。従って、レンズ群 236〜 240を組み合わせて光軸に対して傾斜してから走査露光することで補正できる。なお、レンズ群 236〜240を傾斜して倍率傾斜を発生すると倍率を大きくした側では Y方向の倍率が大きくなり、倍率を小さくした側では Y方向の倍率が小さくなるため、 X座標によっては投影像の位置ずれが反対方向になり投影像のコントラストが低下することになる。この場合、レチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅の変更と露光量の変更とを組み合わせて補正すればよい。

図 2 2 (b) は、係数 k 8に対応した変形（= k 8 · y²)を示し、 Y 方向の偏芯倍率変化でもあり、 Y座標に応じて Yシフトが変化していることになる。従って、レチクル 2 14とウェハ 2 2 0との相対速度を走査位置に応じて変更することにより補正できる。具体的に、走査露光しながら Y座標に応じて Yシフトを補正するようにレチクル 2 14に Y方向ずらしていけばよい。なお、本例では、走査速度を走査位置に応じて直線的に変更することで補正するが、もちろん、使用するモデルに応じて任意に変更しても良い。なお、ウェハ 2 2 0とレチクル 2 14との両方の速度を変更して補正しても良い。

図 22 ( c ) は、係数 k 9に対応した変形（=k 9 ' x . y) を示し、 X方向を底辺とする台形状に変形した場合でもあり、 Y座標に応じて X 倍率 1 , X倍率 2が変化していることになる。従って、その補正には、走査位置に応じて投影倍率を変更すれば良い。具体的に、走査位置に応じてレンズ群 2 3 6〜 2 40を光軸方向に駆動することで補正できる。図 22 ( d ) は、係数 k 1 0に対応した変形（= k 1 0 . y . X ) を示し、 Y方向を底辺とする台形状に変形した場合でもあり、 Y座標に応じてレチクル 2 1 4が回転していることになる。従って、走査位置に応じてレチクル 2 14とウェハ 22 0との相対平行度を変更することで補正できる。

図 22 (e) は、係数 k 1 1に対応した変形（=k 1 1 · yりを示し、 Y座標に応じて Xシフトが変化していることになる。従って、走査位置に応じてレチクル 2 1 4とウェハ 2 20との相対位置を X方向にずらすことで補正できる。

図 22 ( f ) は、係数 k 1 2に対応した変形（= k 1 2 · X²)を示し、これは第 1の実施の形態での成分分解で表すことはできない。これを補正するためには、一例として他の成分を組み合わせてなるべく誤差が小さくなるように補正すればよい。例えば、係数 k 2の成分と係数 k 8の成分との補正によって誤差を小さくすることが可能である。この場合、

(式 1 7) から係数 k 1 2の項を削除して最小 2乗法により計算することで、自動的に係数 k 1 2の成分が他の成分に振り分けられる。

また、その図 2 2 ( f ) の変形は、レチクルの中心からの X座標の偏差量が大きいほど特定（+方向、又は一方向）の Y方向に変形している場合でもある。そこで別の補正方法として、投影光学系 2 1 6を構成する一部のレンズを X軸に（非走査方向に）平行な軸の回り、即ち Y方向 (走査方向）に傾斜させたまま走査露光すればよい。

図 2 3 ( a) は、係数 k 1 3に対応した変形（=k l 3 ' x³)を示し、 X方向の倍率変化でもあり、 X倍率 1と X倍率 2とが各計算像高に比例しない点で係数 k 3の場合と異なる。そのディストーションは、各レンズ群 2 3 6〜 240を光軸方向に駆動して X倍率 1と X倍率 2とを各々補正してから走査露光することで補正できる。なお、レンズ群 2 3 6〜 240の光軸方向への駆動により Y方向にも倍率変化が生じて投影像のコントラストが低下する。これが問題になる場合には、走査露光前にレチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅や、露光量を変更してか · ら露光を開始すると良い。

図 23 (b) は、係数 k 1 4に対応した変形（= k l 4 ' y³)を示し、 Y方向の倍率変化でもあり、 Yシフトが Y座標に比例しない点で係数 k 4の場合と異なる。このディストーションは、走査位置に応じてレチクル 2 14とウェハ 2 2 0との走査速度を変更することで補正できる。図 23 ( c ) は、係数 k 1 5に対応した変形（=k l 5 * x²'y) を示し、 X倍率傾斜 1、 X倍率傾斜 2も変化している点で係数 k 5の場合と異なる。このディストーションは、走査位置に応じて X倍率傾斜 1、 X倍率傾斜 2を補正するようにレンズ群 2 3 6〜 240の傾斜角を変更することによりで補正できる。

図 2 3 ( d) は、係数 k 1 6に対応した変形（= k l 6 ' y²'x) を示し、回転量が一定にならない点で係数 k 6の場合と異なる。これは、走査位置に応じてレチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との相対的な平行度を変更することで補正できる。

図 2 3 ( e ) は、係数 k 1 7に対応した変形（= k 1 7 · x · y ²)を示し、 X方向の糸巻き型ディストーションでもあり、 Y座標に応じて X 倍率 1， X倍率 2が変化していることになる。従って、走査位置に応じて X倍率 1 、 X倍率 2を補正するように光軸方向にレンズ群 2 3 6〜 2 4 0を駆動することで補正できる。なお、レンズ群 2 3 6 ~ 2 4 0の光軸方向への駆動により Y方向にも倍率変化が生じるため投影像のコントラストが低下する。これが問題になる場合には、走査露光前にレチクルブラインド 2 1 0の開口部の Y方向の幅や、露光量を変更してから露光を開始すれば良い。

図 2 3 ( f ) は、係数 k 1 8に対応した変形（= k 1 8 · y · X ²)を示し、 Y方向の糸巻き型ディストーションでもあり、これは第 1の実施の形態での成分分解で表すことはできない。これを補正するためには、一例として他の成分を組み合わせてなるべく誤差が小さくなるように補正すればよい。例えば、係数 k 4の成分と係数 k 1 4の成分との補正によって誤差を小さくすることが可能である。この場合、（式 1 7 )から係数 1 8の項を削除して最小 2乗法により計算することで、係数 k 1 8 の成分を他の成分に振り分けることができる。

また、図 2 3 ( f ) の変形は、レチクルの中心からの X座標の偏差量が大きくなるほど Y方向（走査方向）の倍率が大きくなつている変形でもある。そこで、この変形を補正するための別の方法として、図 2 2 ( ί ) の補正方法を応用して、投影光学系 2 1 6を構成する一部のレンズの Υ 方向への傾斜角を、レチクルの走査方向の位置に応じて連続的に変化させながら走査露光を行う方法もある。なお、そのレンズの傾斜角を連続的に変化させると、ウェハ上の投影像の位置も変化するため、レチクルの走査方向の位置に応じて、レチクルとゥェ八との相対位置の補正を行うことが望ましい。

図 2 4 ( a ) は、係数 k 1 9に対応した変形（= k l 9 ' y ³)を示し、走査位置に応じて Xシフトが比較的ランダムに発生している場合でもある。これは走査位置に応じてレチクル 2 1 4とウェハ 2 2 0との X方向の相対位置を変更することで補正できる。

図 2 4 ( b ) は、係数 k 2 0に対応した変形（= k 2 0 · X ³)を示し、係数 k 1 9を 9 0 ° 回転したような形であり、第 1の実施の形態での成分分解で表すことはできない。これを補正するためには、他の成分を組み合わせてなるべく誤差が小さくなるように補正すればよい。例えば、係数 k 5の成分と係数 k 1 6の成分との補正によって誤差を小さくすることが可能である。この場合、（式 1 7 )から係数 k 2 0の項を削除して最小 2乗法により計算することで、自動的に係数 k 2 0の成分が他の成分に振り分けられる。

次に、上記の実施の形態では、投影光学系 2 1 6の所定の結像特性を補正するために、図 8に示すように投影光学系 2 1 6のレチクル 2 1 4 側、及びウェハ 2 2 0側に Z方向（光軸方向）の位置や傾斜角を制御できる平行平面板 2 3 5 , 2 4 1が設けられている。なお、その平行平面板には、表面に微少な凹凸が形成されている平板も含まれているため、以下では結像特性補正用に使用される平行平面板状の光学部材、即ち表面に微少な凹凸分布（位相分布）を有するもの、部分的に異なる屈折率分布を有するもの、又は局所的に或る程度の屈折力（パワー）を持つもの等を含めた平行平面板状の光学部材を単に「平板」と呼ぶ。

この平板を用いると以下の（ a ) 〜（ j ) に示すような結像特性のランダムな変動（不規則な変動）を補正することができる。その結像特性のランダムな変動とは、投影像中に部分的に（局所的に）生じる結像特性の変動を意味している。実際には、複数種類の平板を交換自在に配置しておき、レチクルの熱変形の状態等に応じて生じている結像特性の変動量を相殺するのに好適な平板を適宜、結像光束の光路上に配置するようにしてもよい。これによつて、次第に変化する結像特性の変動も補正することができる。

( a ) 部分的な焦点位置のずれ

投影光学系 2 1 6の外側、即ち例えば投影光学系 2 1 6とレチクル、又はウェハとの間に、部分的な屈折力分布を持つ平板を配置することで補正できる。

( b ) 部分的な結像点の横シフト（実質的に部分的なディストーションと同じ）

投影光学系 2 1 6の外側に、部分的に傾斜角が変化している 1枚、又は複数枚の平板を配置することで補正できる。複数枚の平板を使用する場合には、投影光学系 2 1 6のテレセントリック性を悪化させないことが可能である。

( c ) 部分的な球面収差

投影光学系 2 1 6の内部のレチクルのパターン面に対する光学的なフ一リエ変換面（即ち、瞳面）の近傍に、部分的に照明光の波面の遅れ（又は進み）を打ち消すような凹凸分布（即ち、位相差を与える形状）を有する平板を配置することによって補正できる。また、その瞳面の近傍のレンズの面にそのような凹凸分布を与える加工を行っても補正できる。

( d ) 部分的なコマ収差

投影光学系 2 1 6の内部でその瞳面から離れた位置に、部分的に照明光の波面の遅れ（又は進み）を打ち消すような凹凸分布（即ち、位相差を与える形状）を有する平板を配置することによって補正できる。また、その瞳面の近傍のレンズの面にそのような凹凸分布を与える加工を行つても補正できる。

( e ) サジタル像面における像面湾曲

投影光学系 2 1 6の外側に、部分的にサジタル方向への屈折力分布を持つ平板を配置することで補正できる。

( f ) メリジォナル（タンジェンシャル）像面における像面湾曲投影光学系 2 1 6の外側に、部分的にメリジォナル（夕ンジェンシャル）方向への屈折力分布を持つ平板を配置することで補正できる。

( g ) 部分的なディスト一シヨン

( h ) 部分的な縦の色収差

投影光学系 2 1 6の外側に、部分的に分散（アッベ数）の異なる光学材料（硝材）を用いるか、又は部分的に異なる屈折率分布を持つ光学材料を用いて製造された平板を配置することで補正できる。 .

( i ) 部分的な横の色収差

投影光学系 2 1 6の内部に、部分的に分散（アッベ数）の異なる光学材料を用いるか、又は部分的に異なる屈折率分布を持つ光学材料を用いて製造された平板を配置することで補正できる。

( j ) 部分的なテレセントリック性の崩れ

投影光学系 2 1 6の外側に、部分的に傾斜角が変化している 1枚、又は複数枚の平板を配置することで補正できる。複数枚の平板を使用する場合には、投影像のディストーション（結像点の横シフト）に影響を与えないことが可能である。

なお、上記の実施の形態では、レチクル 2 1 4の熱変形について説明したが、ウェハ 2 2 0が歪んでいる場合や、重ね合わせ露光するときに前の露光装置のディストーション特性が歪んでいる場合や、投影光学系 2 1 6に非等方的なディストーションが発生している場合に適用しても良い。この場合、レチクル 2 1 4の熱変形量と、投影光学系 2 1 6の照射変動量と、ウェハ 2 2 0の歪みと、前の露光装置のディストーション特性とから総合的に誤差が小さくなるように補正しても良い。

また、上記の実施の形態では露光装置としてステップ，アンド · スキャン方式の投影露光装置が使用されているが、レチクルの熱変形量に応じた結像特性の補正等は、露光装置としてステッパーのような一括露光型の投影露光装置を使用する場合にも適用できる。

以上の第 2又は第 3の実施形態によれば、投影光学系の少なくとも 1 つの光学素子の光軸方向の位置、少なくとも 1つの光学素子の光軸方向の傾斜角、マスクと基板との相対走査速度、及びマスクと基板との走査方向の平行度の内の少なくとも 1つを調整することで、高精度に結像特性を補正できる利点がある。これによつてマスクのパターン像を基板上に高精度に転写できる。

また、マスクの熱変形による結像特性の変化を走査方向の成分と非走査方向の成分とでそれぞれ独立的に補正するため、マスクの熱変形による結像特性の変化を高精度に補正できる。

また、マスクのパターン存在率に基づいてマスクの熱吸収量を求めることで、マスクの熱変形量を正確に求めることができる。更に、マスクのパターン領域外で生じる熱移動を考慮してマスクの熱変形量を求めることにより、マスクの熱変形量、ひいてはこれによる結像特性の変化量を高精度に求めることができ、それに基づいて ¾精度に結像特性を補正することができる。

また、基板上に結像されるマスクのパターンの像の走査方向と非走査方向との倍率変化の差に応じて、ブラインド機構を駆動して照明領域の幅を調整することにより、結像特性としての投影像のコントラストを高精度に補正することができる。

また、マスクステージ上の光透過窓を介してウェハステージ上の照射量センサにより露光光源の照射量を測定して投影光学系の透過率を求めるため、マスクに影響されることなく高精度に照明光吸収による投影光学系の結像特性の変化を求めることができ、結果として高精度に結像特性を補正できる。

また、 2つの光透過窓を、マスクを挟み、かつマスクの移動方向に離して設置する場合、マスクを走査方向の正逆方向どちらに走査した場合でも、走査を継続したまま光透過窓を照明領域内に移動させることができるため、スループットが低下しない。

また、投影光学系の複数の光学素子をそれぞれ独立的に駆動することにより投影光学系の結像特性を補正することができ、また、投影光学系の基板側に備えられた第 1平行平面板を駆動することにより所定の結像特性を高精度に補正することができる。また、投影光学系のマスク側に備えられた第 2平行平面板の表面に所定の凹凸加工が施されているときには、投影光学系の光学素子の製造誤差等により発生するディスト一ションを高精度に補正することができる。

また、 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更するごとに第 1平行平面.板を駆動することで、 2次光源の形状と大きさとに応じた投影光学系の偏心コマ収差の補正を行うことができる。

また、露光光源として A r Fエキシマレーザ光源を使用し、かつ投影光学系内部を窒素ガス、又は不活性ガスで置換する場合には、酸素が反応してオゾンが発生するのを防ぐことができ、また、露光光に対する透過率が向上する。

また、投影光学系内部の気圧を測定する場合には、その測定結果に基づいてより高精度に投影光学系の結像特性の補正を行うことができる。次に、第 2又は第 3の実施形態の投影露光装置によれば、第 1平行平面板を移動することにより投影光学系の偏心コマ収差を調整することができ、また、第 2平行平面板をマスクに対して相対移動することなく複数の光学素子の少なくとも 1つを移動することにより、偏心コマ収差以外め投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整することができる。

また、投影光学系の少なくとも 3つ〜 5つの光学素子を移動する場合には、それぞれ投影光学系の 3つ〜 5つの結像特性を補正できる。

また、マスクと複数の光学素子とによって形成される複数の空間の内の少なくとも 1つで屈折率を変化させる調整装置により、簡単な制御で所定の結像特性を補正できる。

また、照明光学系は、マスクのパターンに応じて 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更することができ、その変更ごとに複数の光学素子と第 1平行平面板との少なくとも 1つを駆動するときには、照明条件に応じた結像特性の補正ができる。

また、投影光学系内部の気圧を測定し、その気圧の変化に連動して複数の光学素子と第 1平行平面板との少なくとも一つを移動するときには、より高精度に結像特性の補正を行うことができる。

また、第 1平行平面板、又は第 2平行平面板によりそれぞれ投影光学系の偏心コマ収差、又は非対称な収差を調整することができる。

ところで、上記実施形態では露光用照明光として波長が 1 00 nm以上の紫外光、例えば g線、 i線、及び K r Fエキシマレーザなどの遠紫外（DUV) 光、 A r Fエキシマレーザ、及び F ₂レーザ（波長 1 5 7 nm) などの真空紫外（VUV) 光を用いることができる。なお、 YA Gレーザの高調波などを用いてもよい。

さらに、 D F B半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はェルビゥムとィットリビゥムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。

例えば、単一波長レーザの発振波長を 1. 5 1〜 1. 5 9 mの範囲内とすると、発生波長が 1 8 9〜 1 99 nmの範囲内である 8倍高調波、又は発生波長が 1 5 1〜 1 5 9 nmの範囲内である 1 0倍高調波が出力される。特に発振波長を 1. 544〜 1. 5 5 3 imの範囲内とすると、 1 9 3〜 1 9 4 nmの範囲内の 8倍高調波、即ち A r Fエキシマレ一ザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を 1. 5 7〜 1. 5 8 /zmの範囲内とすると、 1 5 7〜 1 58 nmの範囲内の 1 0倍高調波、即ち F ₂レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。

また、発振波長を 1. 0 3〜 1. 1 2 の範囲内とすると、発生波長が 147〜 1 6 0 nmの範囲内である 7倍高調波が出力され、特に発振波長を 1. 0 9 9〜 1. 1 0 6 mの範囲内とすると、発生波長が 1 5 7〜 1 5 8 mの範囲内の 7倍高調波、即ち F ₂レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。なお、単一波長発振レーザとしてはイットリビゥム · ドープ · ファイバ一レーザを用いる。

さて、上記実施形態では露光用照明光の波長が 1 0 0 nm以上に限定されないことは勿論である。例えば、 7 0 nm以下のパターンを露光するために、 S〇 Rやプラズマレーザを光源として、軟 X線領域（例えば 5〜 1 5 n mの波長域）の E U V (Ex t reme Ul t ra V i o l e t )光を発生さ.せるとともに、その露光波長（例えば 1 3 . 5 n m) の基で設計されたォール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いた E U V露光装置の開発が行なわれている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとゥェハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置も本発明の適用範囲に含まれるものである。

また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。電子線露光装置では電子銃として、例えば熱電子放射型のランタンへキサボライト（L a B ₆)、夕ン夕ル（T a )を用いることができる。なお、電子線露光装置はペンシルビ一ム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクシヨン方式、ブランキング ' ァパ一チヤ ' アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであってもよい。マスク投影方式は、マスク上で互いに分離した 2 5 0 n m角程度の多数のサブフィールドに回路パターンを分解して形成し、マスク上で電子線を第 1方向に順次シフトさせるとともに、第 1方向と直交する第 2方向にマスクを移動するのに同期して、分解パターンを縮小投影する電子光学系に対してウェハを相対移動し、ウェハ上で分解パターンの縮小像をつなぎ合わせて合成パターンを形成するものである。

ところで、前述の実施形態ではステップ，アンド · スキャン方式の縮小投影露光装置（スキャニング · ステッパー〉を用いるものとしたが、レチクルとウェハとをほぼ静止させた状態で、投影光学系を介してレチクルのパターンをウェハに転写する動作を繰り返すステツプ ' アンド · リピート方式の縮小投影露光装置（ステッパー）を用いてもよいし、あるいはミラ一プロジェクシヨン · ァライナ一などにも本発明を適用できる。

また、投影光学系は縮小系だけでなく等倍系、又は拡大系（例えば液晶ブイスプレイ製造用露光装置など）を用いても良い。さらに、投影光学系は屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであってもよい。なお、露光用照明光の波長によって光学素子（特に屈折素子）に使用可能な硝材ゃコ一ティング材の種類が制限され、かつ硝材毎にその製造可能な最大口径も異なるので、露光装置の仕様から決定される露波長やその波長幅（狭帯幅）、及び投影光学系のフィールドサイズや開口数などを考慮して、屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれかを選択することになる。

一般に、露光波長が 1 9 0 n m程度以上であれば、硝材として合成石英と蛍石とを用いることができるので、反射系、及び反射屈折系は言うに及ばず、屈折系も比較的容易に採用することができる。また、波長が 2 0 0 n m程度以下の真空紫外光では、その狭帯化された波長幅によつては屈折系をも用いることができるが、特に波長が 1 9 0 n m程度以下では、硝材として蛍石以外に適当なものがなく、かつ波長の狭帯化も困難になることから、反射系、又は反射屈折系を採用するのが有利である。さらに E U V光では、複数枚（例えば 3〜6枚程度）の反射素子のみからなる反射系が採用される。なお、電子線露光装置では電子レンズ及び偏向器からなる電子光学系が用いられる。また、真空紫外域の露光用照明光ではその減衰を低減する気体（例えば窒素、ヘリウムなどの不活性ガス）で光路を満たすか、あるいはその光路を真空とし、 E U V光、文は電子線ではその光路を真空とする。

さらに、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパ夕 —ンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウェハ上に転写する露光装置、撮像素子（C C Dなど）の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。

さらに、レチクル、又はマスクを製造するために、ガラス基板、又はシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、 D U V光や V U V光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英 CT/JP98/

79 ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、又は水晶などが用いられる。また、 E U V露光装置では反射型マスクが用いられ、プロキシミティ方式の X線露光装置、又はマスク投影方式の電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハなどが用いられる。

ところで、複数のレンズから構成される照明光学系、及び投影光学系を露光装置本体に組み込んで光学調整を行うとともに、多数の機栻部品からなるレチクルステージやウェハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより上記実施形態の露光装置を製造することができる。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。

また、半導体デバイスは、デバイスの機能 '性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを制作するステップ、前述の実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウェハに露光するステツプ、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）、検查ステップ等を経て製造される。 '

このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

Claims

請求の範囲

1 . 投影露光装置は以下のものを含む：

感光基板にマスクのパターンを投影する投影光学系；

前記投影光学系の前記感光基板側に前記投影光学系の光軸にほぼ垂直に配置される平行平面板； an d

前記投影光学系の光軸に対する前記平行平面板の法線の傾き角と、前記平行平面板の傾き方向との少なくとも一方を調整する調整装置。

2 . 請求項 1の装置、

前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系を更に備え、

前記調整装置は、前記 2次光源の変更に連動して、前記平行平面板の傾き角及び傾き方向の少なくとも一方を調整する。

3 . マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置は以下のものを含む：

前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿って配列される複数の光学素子と、前記感光基板側に配置される平行平面板とを有する投影光学系； and

前記感光基板の露光条件の変更に応じて、前記平行平面板を移動して投影光学系の収差を調整する調整装置。

4 . 請求項 2の装置、

前記調整装置は、前記平行平面板を実質的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収差を調整する。

5 . 請求項 4の装置、

前記偏心コマ収差以外の前記投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整するために、前記投影光学系の複数の光学素子の少なくとも 1つを移動する駆動装置。

6 . 請求項 3の装置、

前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学系と、

前記照明光学系の開口数を可変とする開口絞りとを更に備え、前記感光基板の露光条件は、前記 2次光源の大きさと形状、前記マスク上のパターンの種類、及び前記投影光学系の開口数の少なくとも 1つを含む。

7 . マスクのパターンで感光基板を露光する投影露光装置は以下のものを含む：

前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿って配列される平行平面板を有する投影光学系； and

前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して前記平行平面板を傾ける駆動機構。

8 . 請求項 7の装置、

前記投影光学系の投影倍率に応じた速度比で前記マスクと前記感光基板とを同期移動するステージシステムを更に備え、

前記ステージシステムを駆動して、前記マスクのパターンで前記感光基板を走査露光する。

9 . 投影光学系を介してマスクのパターンで感光基板を露光する投影露光方法は以下の行程を含む：

2次光源から出射して前記マスクを通過する光ビームの前記投影光学系の瞳面上での光強度分布を変更する第 1工程と、

前記光強度分布の変更に連動して、前記投影光学系の前記感光基板側に配置される平行平面板を移動する第 2工程。

1 0 . 請求項 9の方法、

前記第 1工程は、前記マスクのパターンに応じて 2次光源の大きさと形状との少なくとも一方を変更する。

1 1 . 請求項 9の方法、

前記第 2工程は、前記平行平面板を実質的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収差を調整する。

1 2 . 投影露光方法は以下を含む：

マスクと基板とを同期移動して、前記マスクのパターン像を投影光学系を介して前記基板上に転写する； and

走査露光前、又は走査露光中に、前記投影光学系の少なくとも 1つの光学素子の光軸方向の位置、前記少なくとも 1つの光学素子の光軸方向の傾斜角、前記マスクと前記基板との相対走査速度、及び前記マスクと前記基板との走査方向の平行度の内の少なくとも 1つを調整して結像特性を補正する。

1 3 . 投影露光方法は以下を含む：

前記マスクの熱変形による結像特性の変化を、走査方向の成分は前記マスクと前記基板との相対走査速度を調整することによって、非走査方向の成分は前記投影光学系の投影倍率を調整することによって、それぞれ補正する。

1 4 . 請求項 1 3の方法、

前記マスクのパターン領域外で生じる熱移動、及び前記マスクのパ夕 —ン存在率に基づいて前記マスクの熱吸収量を求め、該熱吸収量より前記マスクの熱変形量を計算する。

1 5 . マスクと基板とを同期移動して、投影光学系を介して前記マスクのパターン像を前記基板上に転写する投影露光方法は以下を含む：前記マスクのパターン像の走査方向と非走査方向との倍率変化の差に応じて、前記マスクの照明領域を規定する可変視野絞りを駆動して、前記パターン像のコントラストを補正する； and

前記マスクに照射される照明光で前記基板を走査露光する。

1 6 . 投影光学系を介してマスクのパターン像を基板上に転写する投影露光方法は以下を含む：

前記マスクを保持するマスクステージに設けられる光透過窓を介して前記投影光学系の透過率を測定する； and 前記マスクと前記基板とを同期移動して、前記マスクに照射される照明光で前記基板を走査露光する。

1 7 . 請求項 1 6の方法、

前記光透過窓は、前記マスクを挟み、かつ前記マスクの移動方向に離れて 2つ設けられる。

1 8 . 投影光学系を介してマスクのパターン像を基板上に転写する投影露光方法は以下を含む：

前記投影光学系の複数の光学素子をそれぞれ独立的に駆動することにより、前記投影光学系の結像特性を補正する； an d

前記投影光学系の前記基板側に配置される第 1平行平面板を光軸方向に駆動して、所定の結像特性を補正する。

1 9 . 請求項 1 8の方法、

前記投影光学系は前記マスク側に、前記投影光学系の収差の残留成分を補正するために表面に所定の凹凸加工が施された第 2平行平面板を備える

2 0 . 請求項 1 8の方法、

前記マスクは 2次光源からの光ビームで照明され、前記 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更するごとに前記第 1平行平面板を駆動して前記投影光学系の偏心コマ収差を補正する。

2 1 . 請求項 1 8の方法、

前記マスクは、波長が 2 0 0 n m以下の照明光で照明され、前記投影光学系内部に不活性ガス又は窒素ガスを供給する。

2 2 . 請求項 2 1の方法、

前記照明光は A r Fエキシマレーザ、又は F ₂レーザである。

2 3 . 請求項 1 8の方法、

前記投影光学系内部の気圧を測定し、該測定結果に基づいて、前記パターン像の結像特性を調整する。

2 4 . 投影露光装置は以下のものを含む：

マスクのパターン像を基板上に投影する投影光学系であって、前記投影光学系は、前記マスクと前記基板との間で光軸に沿って配列される複数の光学素子と、前記基板側に配置される第 1平行平面板と、前記マスク側に配置される第 2平行平面板とを有し、 and

前記投影光学系の偏心コマ収差を調整するために前記第 1平行平面板を移動すると共に、前記偏心コマ収差以外の前記投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも 1つを調整するために、前記第 2平行平面板を前記マスクに対して相対移動することなく、前記複数の光学素子の少なくとも 1つを移動する駆動装置。

2 5 . 請求項 2 4の装置、

前記駆動装置は、前記投影光学系の少なくとも 3つの光学素子を移動して投影倍率、ディストーション、及び非点収差を調整する。

2 6 . 請求項 2 4の装置、

前記駆動装置は、前記投影光学系の少なくとも 4つの光学素子を移動して投影倍率、ディストーション、非点収差、及びコマ収差を調整する。

2 7 . 請求項 2 4の装置、

前記駆動装置は、前記投影光学系の少なくとも 5つの光学素子を移動して投影倍率、ディストーション、非点収差、コマ収差、及び球面収差を調整する。

2 8 . 請求項 2 4の装置はさらに以下のもを含む：

前記投影光学系の像面湾曲を調整するために、前記マスクと前記複数の光学素子とによって形成される複数の空間の内の少なくとも 1つでの屈折率を変化させる調整装置。

2 9 . 請求項 2 4の装置、

前記マスクのパターンに応じて 2次光源の形状と大きさとの少なくとも一方を変更する照明光学系を更に備え、

前記駆動装置は、前記 2次光源の変更に連動して、前記複数の光学素子と前記第 1平行平面板との少なくとも 1つを移動する。

3 0 . 請求項 2 4の装置、

前記投影光学系内の気圧を測定する測定器を更に備え、前記駆動装置は、前記気圧の変化に連動して、前記複数の光学素子と前記第 1平行平面板との少なくとも一つを移動する。

3 1 . 請求項 2 4の装置、

前記駆動装置は、前記第 1平行平面板を実質的に回転させることなく前記投影光学系の像面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収差を調整する。

3 2 . 請求項 2 4の装置、

前記第 2平行平面板は、前記投影光学系の非対称な収差を補正するようにその表面が凹凸加工されている。

3 3 . 請求項 2 4の装置はさらに以下のものを含む：

前記マスクのパターンの像を前記基板上に走査露光するために、前記マスクと前記基板とを同期移動するステージ · システム。