JPH088178A - 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Info
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- JPH088178A JPH088178A JP7090302A JP9030295A JPH088178A JP H088178 A JPH088178 A JP H088178A JP 7090302 A JP7090302 A JP 7090302A JP 9030295 A JP9030295 A JP 9030295A JP H088178 A JPH088178 A JP H088178A
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- exposure apparatus
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- projection exposure
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
- G03F7/70891—Temperature
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
- G03F7/70266—Adaptive optics, e.g. deformable optical elements for wavefront control, e.g. for aberration adjustment or correction
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステップアンドスキャン方式を用いた露光装
置で露光光吸収によるレンズの熱的変化に伴う光学特性
を補正し、高解像度のパターン像が得られる投影露光装
置及びそれを用いたデバイスの製造方法を得ること。 【構成】 第１物体のパターンを第２物体上に投影露光
する投影光学系と、露光により前記投影光学系に生じ
る、前記投影光学系の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。
置で露光光吸収によるレンズの熱的変化に伴う光学特性
を補正し、高解像度のパターン像が得られる投影露光装
置及びそれを用いたデバイスの製造方法を得ること。 【構成】 第１物体のパターンを第２物体上に投影露光
する投影光学系と、露光により前記投影光学系に生じ
る、前記投影光学系の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。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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。
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。
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。
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。
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。
（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５−３４７２
３９号公報で提案している。
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５−３４７２
３９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。
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。
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１０
５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。
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１０
５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１
０１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１０
１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。
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１
０１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１０
１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。
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。
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。
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
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。
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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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。
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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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。
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。
【００２１】
【課題を解決する為の手段】本発明の投影露光装置は、 （１）第１物体のパターンを第２物体上に投影露光する
投影光学系と、露光により前記投影光学系に生じる、前
記投影光学系の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。
投影光学系と、露光により前記投影光学系に生じる、前
記投影光学系の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。
【００２２】特に、構成要件（１）において、 （１−１） (1-1-1)前記光学特性は前記投影光学系の光軸方向に関
する前記パターンの結像位置を含むこと。 (1-1-2)前記光学特性は前記パターンの結像倍率を含む
こと。 (1-1-3)前記光学特性は前記投影光学系の光軸方向に関
する前記パターンの結像位置を含むこと。 等、を特徴としている。
する前記パターンの結像位置を含むこと。 (1-1-2)前記光学特性は前記パターンの結像倍率を含む
こと。 (1-1-3)前記光学特性は前記投影光学系の光軸方向に関
する前記パターンの結像位置を含むこと。 等、を特徴としている。
【００２３】（１−２） (1-2-1)前記光学特性は前記投影光学系の波面収差を含
むこと。 (1-2-2)前記投影光学系の波面収差を測定する測定手段
を有すること。 等、を特徴としている。
むこと。 (1-2-2)前記投影光学系の波面収差を測定する測定手段
を有すること。 等、を特徴としている。
【００２４】（１−３） (1-3-1)前記補正手段は、前記露光により前記投影光学
系の光学エレメントに生じた前記投影光学系の光軸に関
して非回転対称な温度分布を、略回転対称な温度分布に
変換する温度分布制御手段を含むこと。 (1-3-2)前記温度制御手段は、前記光学エレメントの所
望の部分に熱を与える加熱手段を有すること。 (1-3-3)前記温度制御手段は、前記光学エレメントの所
望の部分を冷やす冷却手段を有すること。 (1-3-4)前記温度制御手段は、前記投影光学系の複数の
光学エレメントの温度分布を制御すること。 (1-3-5)前記露光による前記光学エレメントの温度分布
の変化に関連した制御データを格納した記憶手段を備
え、前記温度分布制御手段は、露光時間と露光エネルギ
ーと前記制御データとを用いて前記光学エレメントの温
度分布を制御すること。 等、を特徴としている。
系の光学エレメントに生じた前記投影光学系の光軸に関
して非回転対称な温度分布を、略回転対称な温度分布に
変換する温度分布制御手段を含むこと。 (1-3-2)前記温度制御手段は、前記光学エレメントの所
望の部分に熱を与える加熱手段を有すること。 (1-3-3)前記温度制御手段は、前記光学エレメントの所
望の部分を冷やす冷却手段を有すること。 (1-3-4)前記温度制御手段は、前記投影光学系の複数の
光学エレメントの温度分布を制御すること。 (1-3-5)前記露光による前記光学エレメントの温度分布
の変化に関連した制御データを格納した記憶手段を備
え、前記温度分布制御手段は、露光時間と露光エネルギ
ーと前記制御データとを用いて前記光学エレメントの温
度分布を制御すること。 等、を特徴としている。
【００２５】（１−４） (1-4-1)前記補正手段は、前記投影光学系の光学エレメ
ントを前記投影光学系の光軸に対して偏心させる光学エ
レメント駆動手段を備えること。 (1-4-2)前記光学エレメントはミラーを含むこと。 (1-4-3)前記光学エレメントはレンズを含むこと。 等、を特徴としている。
ントを前記投影光学系の光軸に対して偏心させる光学エ
レメント駆動手段を備えること。 (1-4-2)前記光学エレメントはミラーを含むこと。 (1-4-3)前記光学エレメントはレンズを含むこと。 等、を特徴としている。
【００２６】（１−５） (1-5-1)前記補正手段は、前記投影光学系の光学エレメ
ントの面形状を変化させる面形状変更手段を備えるこ
と。 (1-5-2)前記光学エレメントはミラーを含むこと。 (1-5-3)前記光学エレメントはレンズを含むこと。 (1-5-4)前記光学エレメントは透明な平行平面板を含む
こと。 (1-5-5)前記面形状変更手段は、前記露光により前記光
学エレメントに生じた面形状の非回転対称性を補正する
こと。
ントの面形状を変化させる面形状変更手段を備えるこ
と。 (1-5-2)前記光学エレメントはミラーを含むこと。 (1-5-3)前記光学エレメントはレンズを含むこと。 (1-5-4)前記光学エレメントは透明な平行平面板を含む
こと。 (1-5-5)前記面形状変更手段は、前記露光により前記光
学エレメントに生じた面形状の非回転対称性を補正する
こと。
【００２７】（１−６）前記補正手段は、前記投影光学
系の透明な平行平面板の前記投影光学系の光軸に対する
傾き角を変化させる傾き角変更手段を備えることを特徴
としている。
系の透明な平行平面板の前記投影光学系の光軸に対する
傾き角を変化させる傾き角変更手段を備えることを特徴
としている。
【００２８】（１−７）前記補正手段は、前記露光によ
り生じる前記投影光学系の光軸方向に関する前記パター
ンの結像位置の非回転対称性を補正し、更に、前記非回
転対称性が補正された前記投影光学系の結像位置と前記
第２物体の表面を合致させるフォーカシング手段を備え
ることを特徴としている。
り生じる前記投影光学系の光軸方向に関する前記パター
ンの結像位置の非回転対称性を補正し、更に、前記非回
転対称性が補正された前記投影光学系の結像位置と前記
第２物体の表面を合致させるフォーカシング手段を備え
ることを特徴としている。
【００２９】（１−８）前記補正手段は、前記露光によ
り生じる前記投影光学系による前記パターンの結像倍率
の非回転対称性を補正し、更に、前記非回転対称性が補
正された前記投影光学系の結像倍率を所望の倍率に調整
する倍率調整手段を備えることを特徴としている。
り生じる前記投影光学系による前記パターンの結像倍率
の非回転対称性を補正し、更に、前記非回転対称性が補
正された前記投影光学系の結像倍率を所望の倍率に調整
する倍率調整手段を備えることを特徴としている。
【００３０】（１−９）前記補正手段は、前記露光によ
り生じる前記投影光学系による前記パターンの結像倍率
及び前記露光により生じる前記投影光学系の光軸方向に
関する前記パターンの結像位置の非回転対称性を補正
し、更に、前記非回転対称性が補正された前記投影光学
系の結像位置と前記第２物体の表面を合致させるフォー
カシング手段と前記非回転対称性が補正された前記投影
光学系の結像倍率を所望の倍率に調整する倍率調整手段
とを備えることを特徴としている。
り生じる前記投影光学系による前記パターンの結像倍率
及び前記露光により生じる前記投影光学系の光軸方向に
関する前記パターンの結像位置の非回転対称性を補正
し、更に、前記非回転対称性が補正された前記投影光学
系の結像位置と前記第２物体の表面を合致させるフォー
カシング手段と前記非回転対称性が補正された前記投影
光学系の結像倍率を所望の倍率に調整する倍率調整手段
とを備えることを特徴としている。
【００３１】（１−１０）前記第１物体を断面がスリッ
ト状の露光光で照明する手段と、前記第１物体及び第２
物体を前記露光光及び前記投影光学系に対して走査する
手段とを有していることを特徴としている。
ト状の露光光で照明する手段と、前記第１物体及び第２
物体を前記露光光及び前記投影光学系に対して走査する
手段とを有していることを特徴としている。
【００３２】（１−１１）前記第１物体を光軸外に複数
個の開口を備える絞りを介して照明する手段を備えるこ
とを特徴としている。
個の開口を備える絞りを介して照明する手段を備えるこ
とを特徴としている。
【００３３】（１−１２）前記第１物体のパターンは場
所により密度が異なることを特徴としている。
所により密度が異なることを特徴としている。
【００３４】本発明のデバイスの製造方法は、 （２）前記多項の何れか１つの投影露光装置を用いてデ
バイスパターンを基板上にプリントする段階を含むこと
を特徴としている。
バイスパターンを基板上にプリントする段階を含むこと
を特徴としている。
【００３５】
【実施例】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。
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。
【００３６】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。
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。
【００３７】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。
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。
【００３８】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。
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。
【００３９】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。
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。
【００４０】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。
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。
【００４１】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、ＣＣ
Ｄ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。
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、ＣＣ
Ｄ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。
【００４２】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、ＣＣ
Ｄ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。
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、ＣＣ
Ｄ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。
【００４３】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。
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。
【００４４】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。
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。
【００４５】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。
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。
【００４６】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。
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。
【００４７】次に本実施例で用いている温度調整装置１
３，１４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。
３，１４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。
【００４８】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。
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。
【００４９】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。
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。
【００５０】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。
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。
【００５１】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。
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。
【００５２】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。
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。
【００５３】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。
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。
【００５４】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５
１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。
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５
１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。
【００５５】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４
１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。
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４
１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。
【００５６】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６
２，６３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。
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６
２，６３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。
【００５７】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。
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。
【００５８】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。
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。
【００５９】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。
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。
【００６０】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。
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。
【００６１】次に上記各実施例の温度調整装置１３，１
４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。
４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。
【００６２】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。
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。
【００６３】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。
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。
【００６４】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。
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。
【００６５】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。
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。
【００６６】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。
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。
【００６７】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２
０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。
ー５ａを取り除き、更にシャッター２２を開けて光源２
０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。
【００６８】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。
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。
【００６９】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。
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。
【００７０】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。
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。
【００７１】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）、２
０３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。
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）、２
０３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。
【００７２】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。
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。
【００７３】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。
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。
【００７４】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。
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。
【００７５】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。
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。
【００７６】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。
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。
【００７７】次に本実施例の加熱手段２２１，２２２の
特徴について説明する。
特徴について説明する。
【００７８】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。
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。
【００７９】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２
０８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。
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２
０８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。
【００８０】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。
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。
【００８１】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。
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。
【００８２】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。
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。
【００８３】図１４は多くの加熱手段２２１ａ〜２２１
ｃ，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。
ｃ，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。
【００８４】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。
の加熱制御について説明する。
【００８５】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２２１，２
２２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。
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２２１，２
２２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。
【００８６】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。
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。
【００８７】図１３の熱吸収は点線２３３及び点線２３
４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。
４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。
【００８８】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。
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。
【００８９】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。
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。
【００９０】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。
熱的に変形した後のレンズ形状の断面図を示す。
【００９１】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、形状変化が
求めている。
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、形状変化が
求めている。
【００９２】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。
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。
【００９３】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。
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。
【００９４】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。
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。
【００９５】図１９は加熱手段（不図示）よりレンズ２
５１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。
５１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。
【００９６】図２０はレンズ２５１の形状変化を光軸２
０８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。
０８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。
【００９７】図２１は同様にレンズ２５１の形状変化を
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。
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。
【００９８】図２２は本発明の実施例３の要部概略図で
ある。
ある。
【００９９】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。
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。
【０１００】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。
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。
【０１０１】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。
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。
【０１０２】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３
０４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３１
５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。
実施例の本質となる温度制御装置であり、投影レンズ３
０４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３１
５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。
【０１０３】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３０
３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３２
２，３２３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。
て図２３に示したものを考える。図２３はレチクル３０
３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３２
２，３２３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。
【０１０４】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３
０６，３０７が夫々図２３中の相異なる領域３２２，３
２３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。
光３０６，３０７を異なった本数で示したのは回折光３
０６，３０７が夫々図２３中の相異なる領域３２２，３
２３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。
【０１０５】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３２
６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。
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３２
６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。
【０１０６】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３
２７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。
材が熱を吸収して光学特性の変動が生ずる。図２４で３
２７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。
【０１０７】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。
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。
【０１０８】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。
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。
【０１０９】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。
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。
【０１１０】図２５の場合には、レンズエレメント３２
６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２
２中のコントローラ３１４によって制御される。
６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２
２中のコントローラ３１４によって制御される。
【０１１１】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。
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。
【０１１２】図２２中のメモリ３１５には、レチクル３
０３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。
０３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。
【０１１３】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。
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。
【０１１４】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。
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。
【０１１５】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、３４
６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。
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、３４
６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。
【０１１６】本実施例では照明光学系にアパーチャ３４
８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。
８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。
【０１１７】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３６３，３
６４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３４
５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。
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３６３，３
６４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３４
５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。
【０１１８】この考え方を更に進めて、アパーチャ３４
８として図２９のように４つの開口３４６〜３４７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。
８として図２９のように４つの開口３４６〜３４７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。
【０１１９】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。
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。
【０１２０】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。
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。
【０１２１】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３
４３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。
るレンズエレメントのうちの１枚を表す。アパーチャ３
４３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。
【０１２２】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３３
２〜３３９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。
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３３
２〜３３９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。
【０１２３】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。
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。
【０１２４】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。
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。
【０１２５】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。
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。
【０１２６】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。
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。
【０１２７】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。
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。
【０１２８】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。
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。
【０１２９】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。
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。
【０１３０】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。
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。
【０１３１】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。
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。
【０１３２】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。
デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【０１３３】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。
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。
【０１３４】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。
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。
【０１３５】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。
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。
【０１３６】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。
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。
【０１３７】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。
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。
【０１３８】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。
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。
【０１３９】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。
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。
【０１４０】
【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。
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
ト
【図３５】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
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
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
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
ける投影光学系のレンズの光透過領域の説明図
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 (27)
- 【請求項１】 第１物体のパターンを第２物体上に投影
露光する投影光学系と、露光により前記投影光学系に生
じる、前記投影光学系の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。 - 【請求項２】 前記光学特性は前記投影光学系の光軸方
向に関する前記パターンの結像位置を含むことを特徴と
する請求項１の投影露光装置。 - 【請求項３】 前記光学特性は前記パターンの結像倍率
を含むことを特徴とする請求項２の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記光学特性は前記投影光学系の光軸方
向に関する前記パターンの結像位置を含むことを特徴と
する請求項３の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記光学特性は前記投影光学系の波面収
差を含むことを特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項６】 前記投影光学系の波面収差を測定する測
定手段を有することを特徴とする請求項５の投影露光装
置。 - 【請求項７】 前記補正手段は、前記露光により前記投
影光学系の光学エレメントに生じた前記投影光学系の光
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分布制御手段を含むことを特徴とす
る請求項１の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記温度制御手段は、前記光学エレメン
ト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７の投影露光装置。 - 【請求項９】 前記温度制御手段は、前記光学エレメン
ト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７の投影露光装置。 - 【請求項１０】 前記温度制御手段は、前記投影光学系
の複数の光学エレメントの温度分布を制御することを特
徴とする請求項７の投影露光装置。 - 【請求項１１】 前記露光による前記光学エレメントの
温度分布の変化に関連した制御データを格納した記憶手
段を備え、前記温度分布制御手段は、露光時間と露光エ
ネルギーと前記制御データとを用いて前記光学エレメン
トの温度分布を制御することを特徴とする請求項７の投
影露光装置。 - 【請求項１２】 前記補正手段は、前記投影光学系の光
学エレメントを前記投影光学系の光軸に対して偏心させ
る光学エレメント駆動手段を備えることを特徴とする請
求項１の投影露光装置。 - 【請求項１３】 前記光学エレメントはミラーを含むこ
とを特徴とする請求項１２の投影露光装置。 - 【請求項１４】 前記光学エレメントはレンズを含むこ
とを特徴とする請求項１２の投影露光装置。 - 【請求項１５】 前記補正手段は、前記投影光学系の光
学エレメントの面形状を変化させる面形状変更手段を備
えることを特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項１６】 前記光学エレメントはミラーを含むこ
とを特徴とする請求項１５の投影露光装置。 - 【請求項１７】 前記光学エレメントはレンズを含むこ
とを特徴とする請求項１５の投影露光装置。 - 【請求項１８】 前記光学エレメントは透明な平行平面
板を含むことを特徴とする請求項１５の投影露光装置。 - 【請求項１９】 前記面形状変更手段は、前記露光によ
り前記光学エレメントに生じた面形状の非回転対称性を
補正することを特徴とする請求項１５の投影露光装置。 - 【請求項２０】 前記補正手段は、前記投影光学系の透
明な平行平面板の前記投影光学系の光軸に対する傾き角
を変化させる傾き角変更手段を備えることを特徴とする
請求項１の投影露光装置。 - 【請求項２１】 前記補正手段は、前記露光により生じ
る前記投影光学系の光軸方向に関する前記パターンの結
像位置の非回転対称性を補正し、更に、前記非回転対称
性が補正された前記投影光学系の結像位置と前記第２物
体の表面を合致させるフォーカシング手段を備えること
を特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項２２】 前記補正手段は、前記露光により生じ
る前記投影光学系による前記パターンの結像倍率の非回
転対称性を補正し、更に、前記非回転対称性が補正され
た前記投影光学系の結像倍率を所望の倍率に調整する倍
率調整手段を備えることを特徴とする請求項１の投影露
光装置。 - 【請求項２３】 前記補正手段は、前記露光により生じ
る前記投影光学系による前記パターンの結像倍率及び前
記露光により生じる前記投影光学系の光軸方向に関する
前記パターンの結像位置の非回転対称性を補正し、更
に、前記非回転対称性が補正された前記投影光学系の結
像位置と前記第２物体の表面を合致させるフォーカシン
グ手段と前記非回転対称性が補正された前記投影光学系
の結像倍率を所望の倍率に調整する倍率調整手段とを備
えることを特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項２４】 前記第１物体を断面がスリット状の露
光光で照明する手段と、前記第１物体及び第２物体を前
記露光光及び前記投影光学系に対して走査する手段とを
有していることを特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項２５】 前記第１物体を光軸外に複数個の開口
を備える絞りを介して照明する手段を備えることを特徴
とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項２６】 前記第１物体のパターンは場所により
密度が異なることを特徴とする請求項１の投影露光装
置。 - 【請求項２７】 請求項１〜２６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基板上にプリン
トする段階を含むことを特徴とするデバイスの製造方
法。
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