(57)【要約】【課題】収差の発生を抑制できる投影光学系を提供する。【解決手段】投影光学系は、第１面からの照射光を第２面に供給して、第１面の像を第２面に投影する。投影光学系は、照射光の光路に配置可能であり、照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、光路に位相差補償部材が配置されるように位相差補償部材をリリース可能に保持する保持機構とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面からの照射光を第２面に供給して、前記第１面の像を前記第２面に投影する投影光学系であって、
前記照射光の光路に配置可能であり、前記照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、
前記光路に前記位相差補償部材が配置されるように前記位相差補償部材をリリース可能に保持する保持機構と、を備えた投影光学系。
【請求項２】
前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる光学素子を複数有し、
前記位相差補償部材は、前記光学素子に対して前記第１面に最も近い位置に配置される請求項１記載の投影光学系。
【請求項３】
前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる光学素子を複数有し、
前記位相差補償部材は、前記光学素子に対して前記第２面に最も近い位置に配置される請求項１記載の投影光学系。
【請求項４】
第１面からの照射光を第２面に供給して、前記第１面の像を前記第２面に投影する投影光学系であって、
前記照射光の光路に配置可能であり、前記照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、
前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、
前記光学素子を保持する第１保持部材と、
前記第１保持部材の一部に形成された開口を介して、前記光路内及び前記光路外の一方から他方へ前記位相差補償部材を移動して、前記位相差補償部材を交換する交換システムと、を備えた投影光学系。
【請求項５】
前記位相差補償部材を保持する第２保持部材を備え、
前記交換システムは、前記第２保持部材を移動して、前記位相差補償部材を交換する請求項４記載の投影光学系。
【請求項６】
第１面からの照射光を第２面に供給して、前記第１面の像を前記第２面に投影する投影光学系であって、
前記照射光の光路に配置可能であり、前記照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、
前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、
前記光学素子を保持する第１保持部材と、
前記位相差補償部材を保持する第２保持部材と、
前記第１保持部材の少なくとも一部に配置され、前記光路に前記位相差補償部材が配置されるように前記第２保持部材をリリース可能に保持する保持機構と、を備えた投影光学系。
【請求項７】
前記位相差補償部材は、前記光学素子に対して前記第１面に最も近い位置に配置される請求項６記載の投影光学系。
【請求項８】
前記位相差補償部材は、光透過部材と、前記光透過部材上に形成され、前記位相差を低減する多層膜とを有する請求項１〜７のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項９】
前記光透過部材は、平行平板である請求項８記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記位相差補償部材は、前記光路に沿って複数配置される請求項１〜９のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項記載の投影光学系を介して露光光で基板を露光する露光装置。
【請求項１２】
投影光学系を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記投影光学系において前記露光光の光路に配置可能であり、前記露光光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、
前記位相差補償部材を交換する交換システムと、を備えた露光装置。
【請求項１３】
前記交換システムは、前記投影光学系に設けられ、前記光路に前記位相差補償部材が配置されるように前記位相差補償部材をリリース可能に保持する保持機構と、前記位相差補償部材を搬送する搬送装置とを有する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記投影光学系は、前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、前記光学素子を保持する第１保持部材と、を備え、
前記交換システムは、前記第１保持部材の一部に形成された開口を介して、前記光路内及び前記光路外の一方から他方へ前記位相差補償部材を移動可能な搬送装置を有する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
前記位相差補償部材を保持する第２保持部材を備え、
前記搬送装置は、前記第２保持部材を移動して、前記位相差補償部材を移動する請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記位相差補償部材は、前記投影光学系の複数の光学素子に対して前記第１面に最も近い位置に配置される請求項１２〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記投影光学系は、前記光路に配置され、前記位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、前記光学素子を保持する第１保持部材と、を備え、
前記位相差補償部材を保持する第２保持部材を備え、
前記交換システムは、前記第１保持部材の少なくとも一部に配置され、前記光路に前記位相差補償部材が配置されるように前記第２保持部材をリリース可能に保持する保持機構と、前記第２保持部材を搬送する搬送装置とを有する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１８】
前記保持機構は、前記第１面と面することができる前記第１保持部材の一端に配置される請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記位相差補償部材は、光透過部材と、前記光透過部材上に形成され、前記位相差を低減する多層膜とを有する請求項１２〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
前記位相差補償部材は、前記光路に沿って複数配置される請求項１２〜１９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２１】
請求項１１〜２０のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、露光光で基板を露光する露光装置が使用される。露光装置は、例えば下記特許文献に開示されているような投影光学系を備え、マスクからの露光光を投影光学系を介して基板に供給して、マスクのパターンの像を基板に投影する。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００５８４２１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０１２２４９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
投影光学系において、収差が発生すると、例えば基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。
【０００４】
本発明の態様は、収差の発生を抑制できる投影光学系を提供することを目的とする。また本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、第１面からの照射光を第２面に供給して、第１面の像を第２面に投影する投影光学系であって、照射光の光路に配置可能であり、照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、光路に位相差補償部材が配置されるように位相差補償部材をリリース可能に保持する保持機構と、を備えた投影光学系が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様に従えば、第１面からの照射光を第２面に供給して、第１面の像を第２面に投影する投影光学系であって、照射光の光路に配置可能であり、照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、光路に配置され、位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、光学素子を保持する第１保持部材と、第１保持部材の一部に形成された開口を介して、光路内及び光路外の一方から他方へ位相差補償部材を移動して、位相差補償部材を交換する交換システムと、を備えた投影光学系が提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様に従えば、第１面からの照射光を第２面に供給して、第１面の像を第２面に投影する投影光学系であって、照射光の光路に配置可能であり、照射光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、光路に配置され、位相差補償部材と異なる複数の光学素子と、光学素子を保持する第１保持部材と、位相差補償部材を保持する第２保持部材と、第１保持部材の少なくとも一部に配置され、光路に位相差補償部材が配置されるように第２保持部材をリリース可能に保持する保持機構と、を備えた投影光学系が提供される。
【０００８】
本発明の第４の態様に従えば、第１〜第３のいずれか一つの態様の投影光学系を介して露光光で基板を露光する露光装置が提供される。
【０００９】
本発明の第５の態様に従えば、投影光学系を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、投影光学系において露光光の光路に配置可能であり、露光光のうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材と、位相差補償部材を交換する交換システムと、を備えた露光装置が提供される。
【００１０】
本発明の第６の態様に従えば、第５の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、収差の発生を抑制できる。また本発明によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージ２に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３とを備えている。
【００１４】
基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。
【００１５】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本実施形態において、マスクＭは、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクである。なお、マスクＭが、反射型マスクでもよい。
【００１６】
照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。
【００１７】
本実施形態の照明系ＩＬは、例えば米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号明細書に開示されているような、ビームエキスパンダ、偏光状態切換光学系、回折光学素子、アフォーカル光学系（無焦点光学系）、ズーム光学系、偏光変換素子、オプティカルインテグレータ、及びコンデンサー光学系等を含む所定光学系と、例えば米国特許第６５９７００２号明細書に開示されているような、マスクＭ上での露光光ＥＬによる照明領域ＩＲを規定する固定ブラインド、及び露光光ＥＬによる基板Ｐの不要な露光を防止するための可動ブラインドを含むブラインド装置（マスキングシステム）とを備えている。
【００１８】
また、本実施形態の照明系ＩＬは、ダイポール照明用の二極照明絞り、及びクロスポール照明用の四極照明絞りを有する。制御装置３は、二極照明絞り及び四極照明絞りの少なくとも一方を露光光ＥＬの光路に配置して、マスクＭのライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行うことができる。制御装置３は、マスクＭのラインパターンに応じて、例えば二極照明絞りを露光光ＥＬの光路に配置して、露光光ＥＬのうち、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）が主成分（例えばＳ偏光成分が９０％以上）の露光光ＥＬでマスクＭをダイポール照明することができる。また、制御装置３は、マスクＭのラインパターンに応じて、例えば二極照明絞りを露光光ＥＬの光路に配置して、露光光ＥＬのうち、Ｐ偏光成分（ＴＭ偏光成分）が主成分（例えばＰ偏光成分が９０％以上）の露光光ＥＬでマスクＭをダイポール照明することができる。また、制御装置３は、マスクＭのラインパターンに応じて、例えば四極照明絞りを露光光ＥＬの光路に配置して、露光光ＥＬのうち、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）が主成分（例えばＳ偏光成分が９０％以上）の露光光ＥＬと、Ｐ偏光成分（ＴＥ偏光成分）が主成分（例えばＰ偏光成分が９０％以上）の露光光ＥＬとで、マスクＭをクロスポール照明することができる。
【００１９】
なお、照明系ＩＬが、ランダム偏光光の露光光ＥＬでマスクＭを照明してもよい。
【００２０】
マスクステージ１は、露光光ＥＬの光路に対して可動である。マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部１Ｈを有する。本実施形態において、マスク保持部１Ｈは、マスクＭのパターン形成面（表面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステージ１は、第１定盤４のガイド面４Ｇ上を移動可能である。マスクステージ１は、ガイド面４Ｇ上において、照明領域ＩＲにマスクＭを保持して移動可能である。ガイド面４Ｇは、ＸＹ平面とほぼ平行である。マスクステージ１は、駆動システム５の作動により、ガイド面４Ｇ上で移動可能である。本実施形態において、駆動システム５は、ガイド面４Ｇ上でマスクステージ１を移動するための平面モータを含む。マスクステージ１を移動するための平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、マスクステージ１に配置された可動子と、第１定盤４に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、平面モータを含む駆動システム５の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２１】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの物体面からの露光光ＥＬを、投影光学系ＰＬの像面に供給して、物体面の像を像面に投影する。本実施形態においては、基板Ｐの露光時に、投影光学系ＰＬの物体面に、マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面が配置され、投影光学系ＰＬの像面に、基板ステージ２に保持された基板Ｐの露光面が配置される。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン形成面からの露光光ＥＬを基板Ｐの露光面に供給して、そのマスクＭのパターンの像を、所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。
【００２２】
基板ステージ２は、露光光ＥＬの光路に対して可動である。基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部２Ｈを有する。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、基板Ｐの露光面（表面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、第２定盤６のガイド面６Ｇ上を移動可能である。基板ステージ２は、ガイド面６Ｇ上において、投影領域ＰＲに基板Ｐを保持して移動可能である。ガイド面６Ｇは、ＸＹ平面とほぼ平行である。基板ステージ２は、駆動システム７の作動により、ガイド面６Ｇ上で移動可能である。本実施形態において、駆動システム７は、ガイド面６Ｇ上で基板ステージ２を移動するための平面モータを含む。基板ステージ２を移動するための平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、基板ステージ２に配置された可動子と、第２定盤６に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、基板ステージ２は、平面モータを含む駆動システム７の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２３】
本実施形態においては、投影光学系ＰＬとして、反射屈折光学系を適用する。本実施形態において、投影光学系ＰＬを構成する反射屈折光学系の基準光軸ＡＸは、Ｚ軸と平行である。
【００２４】
本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１結像光学系Ｇ１と、第２結像光学系Ｇ２と、第３結像光学系Ｇ３とを備えている。第１結像光学系Ｇ１は、屈折型であり、マスクＭのパターンの第１中間像（１次像）を形成する。第２結像光学系Ｇ２は、マスクＭのパターンの第２中間像（２次像）を形成する。本実施形態において、第２結像光学系Ｇ２は、第１中間像とほぼ等倍の第２中間像を形成する。第３結像光学系Ｇ３は、屈折型であり、第２中間像からの露光光ＥＬに基づいて、マスクＭのパターンの最終像を基板Ｐ上に形成する。第３結像光学系Ｇ３は、マスクＭのパターンの縮小像を形成する。
【００２５】
第１結像光学系Ｇ１は、光軸ＡＸ１を有し、第３結像光学系Ｇ３は、光軸ＡＸ３を有する。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ３とは、共通の単一光軸である基準光軸ＡＸと一致する。基準光軸ＡＸは、Ｚ軸方向とほぼ平行である。マスクＭ及び基板Ｐは、Ｚ軸方向と直交するＸＹ平面（水平面）とほぼ平行である。第２結像光学系Ｇ２は、光軸ＡＸ２を有する。光軸ＡＸ２は、基準光軸ＡＸと直交する。
【００２６】
第１結像光学系Ｇ１は、複数の光学素子Ｅ１〜Ｅ７を備えている。本実施形態において、光学素子Ｅ１は、露光光ＥＬの光路に配置可能であり、マスクＭから投影光学系ＰＬに供給された露光光ＥＬのうち、第１偏光成分（例えばＰ偏光成分）の光と、第２偏光成分（例えばＳ偏光成分）の光との間で発生する位相差を低減する位相差補償部材である。光学素子Ｅ２〜Ｅ７は、露光光ＥＬの光路に配置され、位相差補償部材Ｅ１と異なる複数のレンズである。以下の説明において、光学素子Ｅ１を適宜、位相差補償部材Ｅ１、と称し、光学素子Ｅ２〜Ｅ７を適宜、レンズＥ２〜Ｅ７、と称する。
【００２７】
位相差補償部材Ｅ１は、レンズＥ２〜Ｅ７に対して、投影光学系ＰＬの物体面（マスクＭのパターン形成面）に最も近い位置に配置されている。換言すれば、位相差補償部材Ｅ１は、露光光ＥＬの光路に配置される投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの物体面に最も近い位置に配置される。本実施形態において、位相差補償部材Ｅ１は、平行平板を含む。
【００２８】
第２結像光学系Ｇ２は、露光光ＥＬの光路に配置される複数の光学素子Ｅ８〜Ｅ１０を備えている。本実施形態において、光学素子Ｅ８、Ｅ９は、露光光ＥＬの光路に配置されるレンズである。光学素子Ｅ１０は、露光光ＥＬの光路に配置される凹面反射鏡である。以下の説明において、光学素子Ｅ８、Ｅ９を適宜、レンズＥ８、Ｅ９、と称し、光学素子Ｅ１０を適宜、凹面反射鏡Ｅ１０、と称する。
【００２９】
第３結像光学系Ｇ３は、露光光ＥＬの光路に配置される光学素子Ｅ１２〜Ｅ１５及び光学部材ＡＳを備えている。本実施形態において、光学素子Ｅ１２〜Ｅ１５は、露光光ＥＬの光路に配置されるレンズである。光学部材ＡＳは、可変開口絞りである。以下の説明において、光学素子Ｅ１２〜Ｅ１５を適宜、レンズＥ１２〜Ｅ１５、と称し、光学部材ＡＳを適宜、可変開口絞りＡＳ、と称する。
【００３０】
レンズＥ１５は、レンズＥ１２〜Ｅ１４に対して、投影光学系ＰＬの像面（基板Ｐの露光面）に最も近い位置に配置されている。換言すれば、レンズＥ１５は、露光光ＥＬの光路に配置される投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い位置に配置される。
【００３１】
また、投影光学系ＰＬは、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路において第１中間像の形成位置の近傍に配置され、第１結像光学系Ｇ１からの光を第２結像光学系Ｇ２に偏向する第１反射面Ｒ１と、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路において第２中間像の形成位置の近傍に配置され、第２結像光学系Ｇ２からの光を第３結像光学系Ｇ３に偏向する第２反射面Ｒ２とを備えている。第１中間像は、第１反射面Ｒ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路に形成される。第２中間像は、第２結像光学系Ｇ２と第２反射面Ｒ２との間の光路に形成される。
【００３２】
第１反射面Ｒ１及び第２反射面Ｒ２のそれぞれは平面である。本実施形態において、第１反射面Ｒ１と第２反射面Ｒ２とは、光学素子Ｅ１１に配置されている。第１反射面Ｒ１と第２反射面Ｒ２との交線は、第１結像光学系Ｇ１のＡＸ１、第２結像光学系Ｇ２のＡＸ２、及び第３結像光学系Ｇ３のＡＸ３と一点で交わる。
【００３３】
また、投影光学系ＰＬは、複数の光学素子Ｅ１〜Ｅ１５及び光学部材ＡＳを保持可能なハウジング（鏡筒）ＨＧを備えている。本実施形態において、ハウジングＨＧは、複数のサブバレル（分割鏡筒）Ｈ１〜Ｈ１５、及びサブバレルＨＳによって構成される。具体的には、ハウジングＨＧは、第１結像光学系Ｇ１の位相差補償部材Ｅ１、及びレンズＥ２〜Ｅ７のそれぞれを保持可能なサブバレルＨ１〜Ｈ７と、第２結像光学系Ｇ２のレンズＥ８、Ｅ９、及び凹面反射鏡Ｅ１０を保持可能なサブバレルＨ８〜Ｈ１０と、第３結像光学系Ｇ３のレンズＥ１２〜Ｅ１５、及び開口絞りＡＳを保持可能なサブバレルＨ１２〜Ｈ１５、及びサブバレルＨＳとを含む。
【００３４】
本実施形態において、光学素子Ｅ２〜Ｅ７、Ｅ１２〜Ｅ１５は、セルによって保持されており、サブバレルＨ２〜Ｈ７、Ｈ１２〜Ｈ１５は、フレームＦ２〜Ｆ７、Ｆ１２〜Ｆ１５を介して、光学素子Ｅ２〜Ｅ７、Ｅ１２〜Ｅ１５を保持するセルと接続される。また、光学素子Ｅ８〜Ｅ１０は、セルによって保持されており、サブバレルＨ８〜Ｈ１０は、光学素子Ｅ８〜Ｅ１０を保持するセルと接続される。また、サブバレルＨＳは、可変開口絞りＡＳの少なくとも一部と接続される。
【００３５】
図２は、位相差補償部材Ｅ１の近傍を示す拡大図である。図２において、投影光学系ＰＬは、露光光ＥＬの光路に位相差補償部材Ｅ１が配置されるように、その位相差補償部材Ｅ１をリリース可能に保持する保持機構１０を備えている。本実施形態において、保持機構１０は、サブバレルＨ１と、位相差補償部材Ｅ１をリリース可能に保持する保持部材１１と、サブバレルＨ１と保持部材１１とを接続するフレームＦ１とを有する。
【００３６】
本実施形態において、保持部材１１は、位相差補償部材Ｅ１の下面の周縁領域を保持する保持面１１Ｈを有する。位相差補償部材Ｅ１の下面の周縁領域は、保持面１１Ｈと接触可能である。本実施形態において、保持面１１Ｈに、気体を吸引可能な吸引口１２が配置されている。吸引口１２は、真空システム（不図示）と接続されている。位相差補償部材Ｅ１の下面の周縁領域と保持面１１Ｈとが接触した状態で、真空システムが作動することによって、位相差補償部材Ｅ１の下面が保持面１１Ｈに吸着保持される。また、真空システムの作動を停止することによって、保持面１１Ｈから位相差補償部材Ｅ１を外すことができる。このように、本実施形態においては、保持機構１０は、所謂、真空吸着機構を含み、位相差補償部材Ｅ１をリリース可能に保持できる。
【００３７】
位相差補償部材Ｅ１は、保持機構１０に保持されることによって、投影光学系ＰＬの複数の光学素子Ｅ１〜Ｅ１５のうち、投影光学系ＰＬの物体面に最も近い位置に配置される。
【００３８】
なお、保持部材１１が、位相差補償部材Ｅ１の周縁領域を挟むことによって、その位相差補償部材Ｅ１を保持するクランプ機構を有してもよい。また、保持機構１０が、所謂、静電チャック機構を有してもよい。
【００３９】
また、本実施形態においては、サブバレルＨ２は、サブバレルＨ１をリリース可能に保持する保持機構２０を有している。保持機構２０は、サブバレルＨ２の少なくとも一部に配置されている。保持機構２０は、露光光ＥＬの光路に位相差補償部材Ｅ１が配置されるように、サブバレルＨ１をリリース可能に保持する。
【００４０】
本実施形態において、保持機構２０は、投影光学系ＰＬの物体面（マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面）と面することができるサブバレルＨ２の上端（＋Ｚ側の端）に配置されている。
【００４１】
本実施形態において、保持機構２０は、サブバレルＨ１の下面を保持する保持面２０Ｈを有する。本実施形態において、保持面２０Ｈは、サブバレルＨ１の下面と対向可能なサブバレルＨ２の上面を含む。サブバレルＨ１の下面は、保持面２０Ｈと接触可能である。本実施形態において、保持面２０Ｈに、気体を吸引可能な吸引口２２が配置されている。吸引口２２は、真空システム（不図示）と接続されている。サブバレルＨ１の下面と保持面２０Ｈとが接触した状態で、真空システムが作動することによって、サブバレルＨ１の下面が保持面２０Ｈに吸着保持される。また、真空システムの作動を停止することによって、保持面２０ＨからサブバレルＨ１を外すことができる。このように、本実施形態においては、保持機構２０は、所謂、真空吸着機構を含み、サブバレルＨ１をリリース可能に保持できる。
【００４２】
なお、保持機構２０が、所謂、静電チャック機構を有してもよい。また、サブバレルＨ１とサブバレルＨ２とが、例えばボルト部材等を含む締結部材を介してリリース可能に接続されてもよい。
【００４３】
保持機構１０に保持される位相差補償部材Ｅ１は、サブバレルＨ１が保持機構２０に保持されることによって、サブバレルＨ２〜Ｈ１５に保持される光学素子Ｅ２〜Ｅ１５に対して、投影光学系ＰＬの物体面に最も近い位置に配置される。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る位相差補償部材Ｅ１の一例を示す拡大断面図である。図３に示すように、本実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１は、露光光ＥＬを透過可能な光透過部材３０と、光透過部材３０上に形成され、露光光ＥＬのうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光とが投影光学系ＰＬを通過する際に、それら第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との間で発生する位相差を低減する多層膜３３とを有する。
【００４５】
本実施形態において、光透過部材３０は、平行平板である。本実施形態において、光透過部材３０は、石英ガラスで形成されている。なお、光透過部材３０が、蛍石で形成されてもよい。
【００４６】
なお、本実施形態において、位相差補償部材Ｅ１以外の他の光学素子Ｅ２〜Ｅ１５の少なくとも一つは、石英ガラスで形成される。なお、光学素子Ｅ２〜Ｅ１５の少なくとも一つが、蛍石で形成されてもよい。また、光学素子Ｅ２〜Ｅ１５の少なくとも一つが、例えばフッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、及びフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）等で形成されてもよい。
【００４７】
多層膜３３は、光透過部材３０上に交互に積層された第１膜３１及び第２膜３２を含む。第１膜３１は、露光光ＥＬに対する屈折率と真空の屈折率との差が大きい物質で形成されている。第２膜３２は、露光光ＥＬに対する屈折率と真空の屈折率との差が小さい物質で形成されている。換言すれば、露光光ＥＬに対する屈折率は、第１膜３１のほうが、第２膜３２より大きい。
【００４８】
本実施形態において、第１膜３１は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であり、第２膜３２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）である。なお、第１膜３１が、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）、及びフッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）からなる群から選択される１種類の材料で形成されてもよいし、２種類以上の組み合わせからなる材料で形成されてもよい。また、第２膜３２が、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、及びフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）からなる群から選択される１種類の材料で形成されてもよいし、２種類以上の組み合わせからなる材料で形成されてもよい。
【００４９】
本実施形態において、多層膜３３のうち、光透過部材３０に最も近い膜は、第１膜３１である。なお、光透過部材３０に最も近い膜が、第２膜３２でもよい。本実施形態において、多層膜３３のうち、光透過部材３０から最も遠い膜は、第２膜３２である。
【００５０】
本実施形態において、多層膜３３は、投影光学系ＰＬの物体面と面することができる光透過部材３０の上面と、その上面の反対側の下面のそれぞれに配置されている。なお、多層膜３３が光透過部材３０の上面のみに配置されてもよいし、下面のみに配置されてもよい。
【００５１】
本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する光学素子Ｅ１〜Ｅ１５が有する複屈折によって生じる偏光収差（所定方向に振動する第１偏光成分の光と、所定方向と異なる方向に振動する第２偏光成分の光との位相差）が、多層膜３３によって補償される。
【００５２】
本実施形態においては、光学素子Ｅ１〜Ｅ１５が有する固有複屈折及び応力複屈折の少なくとも一方によって生じる位相差が、多層膜３３によって補償される。ここで、固有複屈折は、結晶性材料のような結晶の異方性に起因する複屈折であり、応力複屈折は、歪みのような応力が作用した場合に生じる複屈折である。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る多層膜３３の位相差と入射角特性との関係を示す。図４において、縦軸は、多層膜３３を透過した後の第１偏光成分（Ｐ偏光成分）の光と第２偏光成分（Ｓ偏光成分）の光との位相差であり、横軸は、多層膜３３に対する露光光ＥＬの入射角である。
【００５４】
図４に示すように、多層膜３３に対する露光光ＥＬの入射角に応じて、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光との位相差が変化する。また、図４に示すように、多層膜３３を含む位相差補償部材Ｅ１の構造を調整することによって、光学特性を変化させ、入射角に応じた位相差の変化量を調整することができる。また、多層膜３３を含む位相差補償部材Ｅ１の構造を調整することによって、Ｐ偏光成分の光の位相をＳ偏光成分の光の位相に対して進ませることができるし、Ｓ偏光成分の光の位相をＰ偏光成分の光の位相に対して進ませることもできる。多層膜３３を含む位相差補償部材Ｅ１の構造は、例えば第１膜３１の厚み、第２膜３２の厚み、多層膜３３全体の厚み、第１膜３１と第２膜３２との積層数、第１膜３１を形成する材料の種類、第２膜３２を形成する材料の種類、光透過部材３０の厚み、及び光透過部材３０を形成する材料の種類の少なくとも一つを含む。
【００５５】
図４には、一例として、第１の構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１の位相差と入射角特性との関係、第２の構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１の位相差と入射角特性との関係、及び第３の構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１の位相差と入射角特性との関係が示されている。
【００５６】
本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する光学素子Ｅ１〜Ｅ１５が有する複屈折によって生じる偏光収差（第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との位相差）が低減されるように、すなわち、投影光学系ＰＬ全体の偏光収差が低減されるように、最適な構造を有する位相差補償部材Ｅ１が、露光光ＥＬの光路に配置される。位相差補償部材Ｅ１が露光光ＥＬの光路に配置されることによって、投影光学系ＰＬの総合的な偏光収差が低減される。
【００５７】
なお、投影光学系ＰＬの偏光収差（第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との位相差）を補償するための位相差補償部材Ｅ１の最適な構造は、例えば予備実験、あるいはシミュレーションによって決定することができる。
【００５８】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
【００５９】
露光光ＥＬのうち、第１偏光成分の光と第２偏光成分の光との位相差に基づく投影光学系ＰＬの偏光収差を補償するために、最適な構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１が、保持機構１０に保持される。上述のように、投影光学系ＰＬの偏光収差を低減するための位相差補償部材Ｅ１の最適な構造（光学特性）は、予備実験、あるいはシミュレーションによって予め求めることができ、その求めた結果に応じて、最適な構造（光学特性）の位相差補償部材Ｅ１が製造され、保持機構１０に保持される。
【００６０】
制御装置３は、搬送システム（不図示）を用いて、マスクＭをマスクステージ１に搬送し、基板Ｐを基板ステージ２に搬送する。マスクＭがマスクステージ１に保持され、基板Ｐが基板ステージ２に保持されると、制御装置３は、基板Ｐの露光を開始する。
【００６１】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに照射する。これにより、マスクＭ及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐが露光され、基板ＰにマスクＭのパターンの像が投影される。
【００６２】
本実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１によって、収差が低減された投影光学系ＰＬを用いて基板Ｐを露光するので、露光不良の発生を抑制しつつ、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００６３】
ところで、例えば、位相差補償部材Ｅ１の表面が劣化したり、位相差補償部材Ｅ１の光学特性が変化したりする可能性がある。そのような位相差補償部材Ｅ１を使用し続けると、投影光学系ＰＬの収差を十分に補償できず、例えば基板Ｐに形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。
【００６４】
また、例えば投影光学系ＰＬの光学特性が経時的に変化することも考えられる。その場合、所定の構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１を使用したのでは、その光学特性が変化した投影光学系ＰＬの収差を十分に低減することが困難となる可能性がある。その結果、例えば基板Ｐに形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。
【００６５】
そこで、本実施形態においては、所定のタイミングで、位相差補償部材Ｅ１の交換処理が実行される。
【００６６】
図５は、位相差補償部材Ｅ１を交換している状態の一例を示す図である。本実施形態において、露光装置ＥＸは、位相差補償部材Ｅ１を搬送可能な搬送装置４０を備えている。搬送装置４０は、保持機構１０から位相差補償部材Ｅ１を搬出する動作、及び位相差補償部材Ｅ１を保持機構１０に搬入する動作の少なくとも一方を含む交換処理を実行可能である。
【００６７】
位相差補償部材Ｅ１を交換するために、保持機構１０から位相差補償部材Ｅ１を搬出するとき、制御装置３は、保持機構１０の吸着保持動作を解除して、保持機構１０から位相差補償部材Ｅ１をリリースする。制御装置３は、保持機構１０からリリースされた位相差補償部材Ｅ１を、搬送装置４０を用いて、保持機構１０から搬出する。
【００６８】
制御装置３は、搬送装置４０を用いて、新たな位相差補償部材Ｅ１を、保持機構１０に搬送する。新たな位相差補償部材Ｅ１は、投影光学系ＰＬの収差を低減するために、その投影光学系ＰＬに対して最適な構造（光学特性）を有する。
【００６９】
制御装置３は、搬送装置４０によって保持機構１０に搬送された新たな位相差補償部材Ｅ１と保持面１１Ｈとを接触させ、吸引口１２を用いる吸引動作を開始する。これにより、新たな位相差補償部材Ｅ１が、保持機構１０に保持される。以上により、位相差補償部材Ｅ１の交換処理が終了する。新たな位相差補償部材Ｅ１に交換した後、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐを露光することによって、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００７０】
なお、本実施形態においては、搬送装置４０を用いて、保持機構１０から位相差補償部材Ｅ１を搬出する動作、及び保持機構１０に位相差補償部材Ｅ１を搬入する動作を実行する場合を例にして説明したが、搬送装置４０を用いずに、例えば作業者が位相差補償部材Ｅ１を搬送してもよい。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、位相差補償部材Ｅ１を容易に交換することができる。したがって、最適な構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１を用いて、投影光学系ＰＬの収差を十分に低減できる。したがって、その収差が十分に低減された投影光学系ＰＬを用いて、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００７２】
本実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子Ｅ１〜Ｅ１５のうち、投影光学系ＰＬの物体面に最も近い位置に配置される。したがって、他の光学素子Ｅ２〜Ｅ１５に与える影響を抑えつつ、位相差補償部材Ｅ１の交換処理を円滑に実行することができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１は、平行平板を含む。したがって、例えば交換前における位相差補償部材Ｅ１の位置に対して、交換後における位相差補償部材Ｅ１の位置が僅かにずれた場合でも、交換前と交換後とにおける位相差補償部材Ｅ１の光学特性の変化量を最小限に抑えることができる。これにより、例えば交換前に対する交換後の光学特性の変化を抑制しつつ、交換後における位相差補償部材Ｅ１の位置調整を円滑に実行することができる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００７５】
図６は、第２実施形態に係る位相差補償部材Ｅ１を交換している状態の一例を示す図である。本実施形態において、露光装置ＥＸは、サブバレルＨ１を搬送可能な搬送装置４２を備えている。搬送装置４２は、保持機構２０からサブバレルＨ１を搬出する動作、及びサブバレルＨ１を保持機構２０に搬入する動作の少なくとも一方を含む交換処理を実行可能である。本実施形態においては、制御装置３は、搬送装置４２を用いてサブバレルＨ１を搬送して、位相差補償部材Ｅ１をサブバレルＨ１と一緒に交換する。
【００７６】
位相差補償部材Ｅ１を交換するために、保持機構２０からサブバレルＨ１を搬出するとき、制御装置３は、保持機構２０の吸着保持動作を解除して、保持機構２０から、位相差補償部材Ｅ１を保持したサブバレルＨ１をリリースする。制御装置３は、保持機構２０からリリースされたサブバレルＨ１を、搬送装置４２を用いて、保持機構２０から搬出する。
【００７７】
制御装置３は、搬送装置４２を用いて、新たな位相差補償部材Ｅ１を保持したサブバレルＨ１を、保持機構２０に搬送する。新たな位相差補償部材Ｅ１は、投影光学系ＰＬの収差を低減するために、その投影光学系ＰＬに対して最適な構造（光学特性）を有する。
【００７８】
制御装置３は、搬送装置４２によって保持機構２０に搬送されたサブバレルＨ１と保持面２０Ｈとを接触させ、吸引口２２を用いる吸引動作を開始する。これにより、新たな位相差補償部材Ｅ１を保持したサブバレルＨ１が、保持機構２０に保持される。以上により、位相差補償部材Ｅ１の交換処理が終了する。新たな位相差補償部材Ｅ１に交換した後、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐを露光することによって、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００７９】
なお、本実施形態においては、搬送装置４２を用いて、保持機構２０からサブバレルＨ１を搬出する動作、及び保持機構２０にサブバレルＨ１を搬入する動作を実行する場合を例にして説明したが、搬送装置４２を用いずに、例えば作業者がサブバレルＨ１を搬送してもよい。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態においても、他の光学素子Ｅ２〜Ｅ１５に与える影響を抑えつつ、位相差補償部材Ｅ１を容易に交換することができる。したがって、最適な構造（光学特性）を有する位相差補償部材Ｅ１を用いて、投影光学系ＰＬの収差を十分に低減できる。したがって、その収差が十分に低減された投影光学系ＰＬを用いて、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００８１】
なお、本実施形態においては、ハウジングＨＧが、各光学素子Ｅ１〜Ｅ１５のそれぞれを保持可能なサブバレルＨ１〜Ｈ１５を有する場合を例にして説明したが、例えば位相差補償部材Ｅ１以外の光学素子Ｅ２〜Ｅ１５を保持するサブバレルＨ２〜Ｅ１５を一体として、ハウジングＨＧが、光学素子Ｅ２〜Ｅ１５を保持するサブバレルと、位相差補償部材Ｅ１を保持するサブバレルＨ１とによって構成されてもよい。その場合においても、投影光学系ＰＬの物体面と面することができる、光学素子Ｅ２〜Ｅ１５を保持するサブバレルの上端に、サブバレルＨ１をリリース可能に保持できる保持機構２０を設けることによって、位相差補償部材Ｅ１を、サブバレルＨ１と一緒に交換することができる。
【００８２】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８３】
図７は、第３実施形態に係る投影光学系ＰＬｂの一部を示す図である。図７に示すように、本実施形態の投影光学系ＰＬｂは、露光光ＥＬの光路に沿って配置される複数の位相差補償部材Ｅ１を有する。図７には、一例として、位相差補償部材Ｅ１が、露光光ＥＬの光路に沿って３つ配置されている例を示す。
【００８４】
例えば、投影光学系ＰＬｂの収差を低減するために、多層膜３３を透過した後の第１偏光成分（Ｐ偏光成分）の光と第２偏光成分（Ｓ偏光成分）の光との位相差を大きくしたい場合、露光光ＥＬの光路に配置される多層膜３３の厚みを大きくしなければならない可能性がある。１つの光透過部材３０上に、厚みが大きい多層膜３３を形成すると、例えばその多層膜３３にクラック等の欠陥が発生しやすくなる等、不具合が発生する可能性が高くなる。
【００８５】
そこで、光透過部材３０を複数設け、それら複数の光透過部材３０のそれぞれに多層膜３３を形成することによって、投影光学系ＰＬの収差を低減するために露光光ＥＬの光路に配置すべき多層膜３３の厚みを確保しつつ、１つの光透過部材３０に形成される多層膜３３の厚みが大きくなることを抑制することができる。したがって、例えば多層膜３３にクラック等が発生することを抑制しつつ、複数の位相差補償部材Ｅ１を用いて、投影光学系ＰＬの収差を低減することができる。
【００８６】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８７】
図８は、第４実施形態に係る投影光学系ＰＬｃの一例を示す図である。図８に示すように、投影光学系ＰＬｃは、位相差補償部材Ｅ１５ｃを備えている。本実施形態においては、第３結像光学系Ｇ３が、位相差補償部材Ｅ１５ｃを有する。位相差補償部材Ｅ１５ｃは、光学素子Ｅ１２〜Ｅ１４に対して、投影光学系ＰＬｃの像面（基板Ｐの露光面）に最も近い位置に配置される。
【００８８】
投影光学系ＰＬｃは、露光光ＥＬの光路に位相差補償部材Ｅ１５ｃが配置されるように、その位相差補償部材Ｅ１５ｃをリリース可能に保持する保持機構５０を備えている。本実施形態において、保持機構５０は、サブバレルＨ１５と、位相差補償部材Ｅ１５ｃをリリース可能に保持する保持部材５１と、サブバレルＨ１５と保持部材５１とを接続するフレームＦ１５とを有する。
【００８９】
本実施形態において、保持部材５１は、位相差補償部材Ｅ１５ｃの上面の周縁領域を保持する保持面５１Ｈを有する。位相差補償部材Ｅ１５ｃの上面の周縁領域は、保持面５１Ｈと接触可能である。本実施形態において、保持面５１Ｈに、気体を吸引可能な吸引口５２が配置されている。吸引口５２は、真空システム（不図示）と接続されている。位相差補償部材Ｅ１５ｃの上面の周縁領域と保持面５１Ｈとが接触した状態で、真空システムが作動することによって、位相差補償部材Ｅ１５ｃの上面が保持面５１Ｈに吸着保持される。また、真空システムの作動を停止することによって、保持面５１Ｈから位相差補償部材Ｅ１５ｃを外すことができる。このように、本実施形態においては、保持機構５０は、所謂、真空吸着機構を含み、位相差補償部材Ｅ１５ｃをリリース可能に保持できる。
【００９０】
本実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１５ｃが、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い位置に配置される。したがって、位相差補償部材Ｅ１５ｃの交換処理を円滑に実行することができる。
【００９１】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９２】
図９は、第５実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。図９において、投影光学系ＰＬｄは、露光光ＥＬの光路に配置可能な位相差補償部材Ｅ１と、露光光ＥＬの光路に配置され、位相差補償部材Ｅ１と異なる複数の光学素子Ｅ２〜Ｅ１５と、光学素子Ｅ１〜Ｅ１５を保持するハウジングＨＧｄと、ハウジングＨＧｄの一部に形成された開口５５を介して、露光光ＥＬの光路内及び光路外の一方から他方へ位相差補償部材Ｅ１を移動して、その位相差補償部材Ｅ１を交換する交換システム６０とを備えている。なお、図９には、光学素子Ｅ１〜Ｅ１５の図示が省略されている。
【００９３】
本実施形態において、位相差補償部材Ｅ１は、保持部材５６によって保持される。交換システム６０は、保持部材５６を移動して、位相差補償部材Ｅ１を交換する。本実施形態において、位相差補償部材Ｅ１を保持した保持部材５６は、開口５５を通過可能である。交換システム６０は、開口５５を介して、露光光ＥＬの光路内及び光路外の一方から他方へ保持部材５６を移動して、その位相差補償部材Ｅ１を交換する。
【００９４】
交換システム６０は、保持部材５６を移動可能な搬送装置６１を備えている。交換システム６０は、搬送装置６１を用いて、開口５５を介して露光光ＥＬの光路内及び光路外の一方から他方へ位相差補償部材Ｅ１を保持した保持部材５６を移動して、位相差補償部材Ｅ１を移動する。
【００９５】
本実施形態において、保持部材５６は、プレート状の部材である。開口５５は、保持部材の外形とほぼ相似であり、開口５５の内面と保持部材５６の外面とは良好に接触可能である。開口５５の内面と保持部材５６の外面との間には、ハウジングＨＧｄの内部と外部との気体の出入りを抑制するシールが形成される。
【００９６】
搬送装置６１は、保持部材５６の一端（−Ｙ側の端）を保持して、保持部材５６を移動する。保持部材５６の他端（＋Ｙ側の端）は、ハウジングＨＧｄの内面の少なくとも一部と接触することによって、ハウジングＨＧｄ（露光光ＥＬの光路）に対して位置決めされる。
【００９７】
なお、ハウジングの一部に形成された開口を介して投影光学系の光学素子を交換する交換システムの一例が、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７７１２２号明細書に開示されている。本実施形態において、位相差補償部材Ｅ１を交換するために、米国特許出願公開第２００７／０１７７１２２号明細書に開示されている交換システムを用いることができる。
【００９８】
なお、上述の第１〜第５実施形態においては、位相差補償部材Ｅ１の光透過部材３０が平行平板である場合を例にして説明したが、屈折力を有する光学素子（レンズ）でもよい。
【００９９】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１００】
図１０は、第６実施形態に係る投影光学系ＰＬｅの一例を示す図である。図１０において、投影光学系ＰＬｅは、物体面Ｏの像を像面Ｂに投影する。図１０に示す投影光学系ＰＬｅは、特開２００８−１８１１２５号公報の図３に開示されているような投影光学系であって、第１補正素子Ｋ１及び第２補正素子Ｋ２を備えている。第１補正素子Ｋ１は、投影光学系ＰＬｄの光学的に第１瞳面ｐ１の近傍に配置されている。第２補正素子Ｌ２は、第１瞳面ｐ１と第１中間像ｚ１との間に配置されている。
【０１０１】
本実施形態においては、第１補正素子Ｋ１及び第２補正素子Ｋ２の少なくとも一方が、上述の各実施形態で説明したような位相差補償部材Ｅ１である。
【０１０２】
また、図１０に示す投影光学系ＰＬｅがハウジングに収容される場合、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７７１２２号明細書に開示されているように、ハウジングの一部に開口を設け、交換システムを用いて、ハウジングに設けられた開口を介して、第１，第２補正素子（位相差補償部材）Ｋ１，Ｋ２を交換することができる。
【０１０３】
図１１は、第６実施形態に係る投影光学系ＰＬｆの一例を示す図である。図１１において、投影光学系ＰＬｆは、物体面Ｏの像を像面Ｂに投影する。図１１に示す投影光学系ＰＬｆは、特開２００８−１８１１２５号公報の図７に開示されているような投影光学系であって、第１補正素子Ｋ１、第２補正素子Ｋ２、及び第３補正素子Ｋ３を備えている。第１補正素子Ｋ１は、投影光学系ＰＬｆの光学的に第１瞳面ｐ１の近傍に配置されている。第２補正素子Ｌ２は、第１瞳面ｐ１と物体面Ｏとの間に配置されている。第３補正素子Ｋ３は、投影光学系ＰＬｆの光学的に第３瞳面ｐ３の近傍に配置されている。
【０１０４】
本実施形態においては、第１補正素子Ｋ１、第２補正素子Ｋ２、及び第３補正素子Ｋ３の少なくとも一つが、上述の各実施形態で説明したような位相差補償部材Ｅ１である。
【０１０５】
また、図１１に示す投影光学系ＰＬｆがハウジングに収容されている場合、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７７１２２号明細書に開示されているように、ハウジングの一部に開口を設け、交換システムを用いて、ハウジングに設けられた開口を介して、第１，第２，第３補正素子（位相差補償部材）Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を交換することができる。
【０１０６】
なお、上述の第１〜第６実施形態における基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【０１０７】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【０１０８】
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１０９】
また、例えば米国特許第第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
【０１１０】
また、露光装置ＥＸとして、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６４００４４１号明細書、米国特許第６５４９２６９号明細書、米国特許第６５９０６３４号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、及び米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１１１】
更に、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【０１１２】
また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置に適用することもできる。
【０１１３】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【０１１４】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。
【０１１５】
上述の実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１６】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１１７】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る投影光学系の一部を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る位相差補償部材の一例を示す拡大断面図である。
【図４】位相差補償部材の光学特性の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る投影光学系の一部を示す図である。
【図８】第４実施形態に係る投影光学系の一部を示す図である。
【図９】第５実施形態に係る露光装置の一部を示す図である。
【図１０】第６実施形態に係る投影光学系の一部を示す図である。
【図１１】第６実施形態に係る投影光学系の一部を示す図である。
【図１２】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…保持機構、２０…保持機構、４０…搬送装置、４２…搬送装置、５５…開口、５６…保持部材、６０…交換システム、６１…搬送装置、Ｅ１…位相差補償部材、Ｅ２〜Ｅ１５…光学素子、ＥＬ…露光光、Ｈ１…サブバレル、Ｈ２〜Ｈ１５…サブバレル、ＨＧ…ハウジング、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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