(57)【要約】      （修正有）【課題】露光光が入射する領域の中心が光学素子の中心とずれている場合に生じる回転非対称な光学特性の変動を抑制し、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できるようにする。【解決手段】露光装置は、露光光を出射する露光光源と、非対称入射光学素子１５と、駆動手段１６とを備えている。非対称入射光学素子１５は、中心軸を持ち、その中心軸と露光光が入射する領域である露光光入射領域２１の中心位置とがずれている。駆動手段１６は、非対称入射光学素子１５をその中心軸を中心に回転させる。【選択図】図２
2008130827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を出射する露光光源と、
中心軸を持ち、その中心軸と前記露光光が入射する領域である露光光入射領域の中心位置とがずれている非対称入射光学素子と、
前記非対称入射光学素子をその中心軸を中心に回転させる駆動手段とを備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記非対称入射光学素子の回転位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記非対称入射光学素子に取り付けられたマーカと、前記マーカを検出する検知器とを含むことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
露光光を出射する露光光源と、
中心軸を持ち、その中心軸と前記露光光が入射する領域である露光光入射領域の中心位置とがずれている非対称入射光学素子と、
前記非対称入射光学素子の温度分布を、その中心軸に対して回転対称性を有するように補償する補償光を前記非対称入射光学素子に照射する補償光照射手段とを備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
前記補償光は、前記非対称入射光学素子の全体に照射することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記補償光は、前記非対称入射光学素子における前記露光光入射領域を除く領域に照射することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項７】
前記非対称入射光学素子における前記補償光の照射領域の位置と前記露光光入射領域の位置とは、前記非対称入射光学素子の中心軸に対して回転対称となる位置であることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項８】
前記補償光照射手段は、前記補償光を出射する補償光光源と、前記補償光を前記非対称入射光学素子に入射させる光路を制御する補償光光学系とを有していることを特徴とする請求項６又は７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記補償光光学系は、前記非対称入射光学素子における前記補償光の照射領域の大きさを制御するズーム機構を有していることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記補償光光学系は、前記非対称入射光学素子における前記補償光の照射領域の位置を制御する走査機構を有していることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記非対称入射光学素子をその中心軸を中心に回転させる駆動手段をさらに備えていることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記非対称入射光学素子の温度分布を測定する温度分布計測手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記温度分布計測手段は、赤外線センサ又は前記非対称入射光学素子の外周部に埋め込まれた熱電対を含むことを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記非対称入射光学素子は、レンズ又は反射鏡であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１５】
露光光源からの露光光を、光学素子の中心軸とは中心位置がずれた露光光入射領域に入射させるステップ（ａ）と、
前記光学素子に補償光を照射することにより、前記光学素子の温度分布を、前記光学素子の中心軸に対して回転対称性を有するように補償するステップ（ｂ）とを備えていることを特徴とする露光方法。
【請求項１６】
前記光学素子における前記補償光の入射領域の位置と前記露光光入射領域の位置とは、前記光学素子の中心軸に対して回転対称となる位置であることを特徴とする請求項１５に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記補償光は、前記露光光源から照射され、
前記ステップ（ａ）における前記露光光の光量と、前記ステップ（ｂ）における前記補償光の光量とは等しいことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の露光方法。
【請求項１８】
前記補償光は、前記露光光とは異なる波長の光であり、
前記ステップ（ｂ）における前記補償光は、前記ステップ（ａ）における前記露光光の光量に、前記露光光の前記光学素子への熱吸収係数と前記補償光の前記光学素子への熱吸収係数との比の値を乗じた光量を有していることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の露光方法。
【請求項１９】
前記ステップ（ａ）と前記ステップ（ｂ）との間に、前記光学素子の温度分布を計測するステップ（ｃ）をさらに備え、
前記ステップ（ｂ）は、前記温度分布が予め決められた条件を満たす場合に行うことを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項２０】
前記ステップ（ａ）よりも前に、前記ステップ（ａ）を実行した後における前記光学素子の温度分布を予測し、予測した温度分布に基づいて、前記ステップ（ｂ）における前記補償光の光量と、前記補償光の入射領域の位置とを算出するステップ（ｄ）をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の露光方法。
【請求項２１】
前記工程（ｄ）は、露光レシピとして設定される露光条件と、マスクタイプと、露光量と、ショット数と、露光枚数とから前記温度分布を予測するステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置及び露光方法に関し、特に高解像度且つ高精度の露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化が進み、ゲート長が１００ｎｍを切った現在でもムーアの法則に従い微細化の一途を辿っている。このため、リソグラフィにおいて、波長が１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）レーザ光を用い、露光波長の半分以下の解像度が求められている。
【０００３】
また、露光装置には、ウェハの表面高さの変動及びフォーカス検出のばらつき等を吸収するために、解像度と共にある程度の焦点深度が必要とされる。
【０００４】
このような超高解像度と焦点深度とを実現する方法として、投影光学系の下面とウェハ表面との間に水等の液体を満たす液浸法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。液体中において露光光の波長は、空気中のｎ分の１（但し、ｎは液体の屈折率。）となるため、液浸法を用いることにより解像度の向上と焦点深度の拡大とが実現できる。
【０００５】
一方、露光光の波長が短くなると、投影光学系の光路を長くする必要がある。このため、露光装置の投影光学系に屈折光学系を用いた場合には、レンズ鏡筒長が大幅に長くなってしまう。従って、露光装置の高さが３メートルを大幅に超えることになってしまい、装置のメンテナンスを行うための天井高さを考えると現行のクリーンルームの天井高さを大幅に高くしなければならない。現実的には現行のクリーンルームの天井高さを大幅に変えることは困難であり、屈折型光学系に反射ミラーを組み合わせたいわゆる反射屈折型光学系が採用されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
また、ハーフピッチが３２ｎｍ以下のパターン形成には、露光装置の光源としてＡｒＦレーザ光よりもさらに波長が短い極紫外線（ＥＵＶ）を用いることが有力視されているが、ＥＵＶを用いる場合の投影光学系も反射屈折型光学系が主流となると予測される。
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１００４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、反射屈折型光学系には以下のような問題がある。一般に、光学素子は、露光波長の光に対する透過率が高い材料により形成されているが、光学素子に若干の光吸収が生じることを避けることができない。光学素子に光が吸収されると、その光は熱エネルギーに変換されるため、光学素子内に熱が蓄積されることになる。これにより、光学素子内において露光光が照射された領域と露光光が照射されていない領域との間に温度分布が発生する。光学素子内に温度分布が発生すると、光学素子の光学特性が変動してしまうレンズヒーティングが発生する。光学素子の温度分布が、光学素子の中心軸に対して回転対称となる場合には、光学特性も光学素子の中心に対して回転対称となるように変動し、倍率変動及び光軸上焦点位置変動等が生じる。このような変動は、露光量に対する光学変動係数を装置に保有させ、露光量ごとに光学調整を入れることにより比較的容易に補正することが可能である。
【０００８】
一方、光学素子の温度分布が、光学素子の中心軸に対して回転対称とならない場合には、非点収差の増大及び焦点位置変動が光軸上からはずれてしまう等の光学特性の変動が生じる。このような、光学特性の変動に対しては、光学系の微調整により補正を行うことが技術的に困難である。
【０００９】
反射屈折型光学系は大きく単軸（uni-axial）系と複軸（multi-axial）系の２つにわけられるが、どちらにおいても一部の光学素子において、露光光が光学素子の中心軸とは中心がずれた位置にある領域に入射することになる。例えば、図８に示すようなuni-axial系の光学系においては、レチクルＭに最も近い位置にあるレンズＧ１１には、レンズの左側半分のみにレチクル像が投影されるため、投影領域の中心とレンズの中心とが大きくずれてしまう。このため、レンズの左側半分の温度が上昇し、レンズを構成する硝材が不均一に膨張するため、レンズは回転非対称に歪んでしまう。
【００１０】
また、ＥＵＶにおいて採用されるシュバルトシルト光学系なども、同様のメカニズムで光学素子上に非回転対称な熱膨張が生じ、回転非対称な光学特性の変動が生じる可能性がある。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題を解決し、露光光が入射する領域の中心が光学素子の中心とずれている場合に生じる回転非対称な光学特性の変動を抑制し、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明は露光装置を、中心軸とはずれた位置に露光光が入射する領域の中心がある光学素子を回転させる手段を備えた構成とする。
【００１３】
具体的に、本発明に係る第１の露光装置は、露光光を出射する露光光源と、中心軸を持ち、その中心軸と露光光が入射する領域である露光光入射領域の中心位置とがずれている非対称入射光学素子と、非対称入射光学素子をその中心軸を中心に回転させる駆動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第１の露光装置によれば、非対称入射光学素子をその中心軸を中心に回転させる駆動手段を備えているため、露光光入射領域の中心と光学素子の中心軸とがずれている非対称入射光学素子において、露光光入射領域以外の領域にも光を入射させることができる。従って、非対称入射光学素子の熱膨張が非対称入射光学素子の中心に対して回転対称となるようにすることができるので、非対称入射光学素子に補正が困難な回転非対称な光学特性変動が生じることを抑えることが可能となる。その結果、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できる。
【００１５】
第１の露光装置において、非対称入射光学素子の回転位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、非対称入射光学素子を回転させて、露光光入射領域以外の領域に光を入射させて熱膨張の補正を行った後、再び非対称入射光学素子を元の位置に正確に戻すことが可能となる。このため、収差精度が悪化することを防止することができる。
【００１６】
この場合において、位置検出手段は、非対称入射光学素子に取り付けられたマーカと、マーカを検出する検知器とを含むことが好ましい。
【００１７】
本発明に係る第２の露光装置は、露光光を出射する露光光源と、中心軸を持ち、その中心軸と露光光が入射する領域である露光光入射領域の中心位置とがずれている非対称入射光学素子と、非対称入射光学素子の温度分布を、その中心軸に対して回転対称性を有するように補償する補償光を非対称入射光学素子に照射する補償光照射手段とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
第２の露光装置によれば、非対称入射光学素子の温度分布を、その中心軸に対して回転対称性を有するように補償する補償光を非対称入射光学素子に照射する補償光照射手段を備えているため、非対称入射光学素子に不均一な熱膨張が生じることを防ぐことができる。従って、非対称入射光学素子に補正が困難な回転非対称な光学特性変動が生じることを抑えることができるので、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できる。
【００１９】
第２の露光装置において、補償光は、非対称入射光学素子の全体に照射することが好ましく、非対称入射光学素子における露光光入射領域を除く領域に照射してもよい。また非対称入射光学素子における補償光の照射領域の位置と露光光入射領域の位置とは、非対称入射光学素子の中心軸に対して回転対称となる位置であることが好ましい。このような構成とすることにより、非対称入射光学素子の温度分布を中心軸に対して回転対称に確実にすることができる。
【００２０】
第２の露光装置において補償光照射手段は、補償光を出射する補償光光源と、補償光を非対称入射光学素子に入射させる光路を制御する補償光光学系とを有していることが好ましい。このような構成とすることにより、非対称入射光学素子の特定の領域に補償光を照射することが可能となる。
【００２１】
この場合において補償光光学系は、非対称入射光学素子における補償光の照射領域の大きさを制御するズーム機構を有していることが好ましい。また、非対称入射光学素子における補償光の照射領域の位置を制御する走査機構を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、補償光の光量、照射範囲及び照射位置を制御することが可能となり、非対称入射光学素子の温度制御をより高精度に行うことができる。
【００２２】
第２の露光装置において、非対称入射光学素子をその中心軸を中心に回転させる駆動手段をさらに備えていることが好ましい。このような構成としても、非対称入射光学素子の至適な位置に補償光を入射させることが可能となる。
【００２３】
第１及び第２の露光装置において、非対称入射光学素子の温度分布を測定する温度分布計測手段をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、非対称入射光学素子の温度分布の補償を確実に行うことが可能となる。また温度分布に偏りが生じた場合にのみ補償光を入射させることが可能となり、作業効率を向上させることが可能となる。さらに、正確な温度制御が可能となる。
【００２４】
この場合において温度分布計測手段は、赤外線センサ又は非対称入射光学素子の外周部に埋め込まれた熱電対を含むことを特徴とする。
【００２５】
第１及び第２の露光装置において非対称入射光学素子は、レンズ又は反射鏡であることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る露光方法は露光光源からの露光光を、光学素子の中心軸とは中心位置がずれた露光光入射領域に入射させるステップ（ａ）と、光学素子に補償光を照射することにより、光学素子の温度分布を、光学素子の中心軸に対して回転対称性を有するように補償するステップ（ｂ）とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の露光方法は、光学素子に補償光を照射することにより、光学素子の温度分布を、光学素子の中心軸に対して回転対称性を有するように補償するステップを備えているため、光学特性の熱膨張が等方性を有するようにすることができる。従って、光学素子に補正が困難な回転非対称な特性変動が生じることを抑えることができるので、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できる。
【００２８】
本発明の露光方法において、光学素子における補償光の入射領域の位置と露光光入射領域の位置とは、光学素子の中心軸に対して回転対称となる位置であることが好ましい。このような構成とすることにより、光学素子の温度分布を、光学素子の中心軸に対して回転対称に確実にすることが可能となる。
【００２９】
本発明の露光方法において、補償光は露光光源から照射され、ステップ（ａ）における露光光の光量と、ステップ（ｂ）における補償光の光量とは等しいことが好ましい。このような構成とすることにより、光学素子の温度分布を、光学素子の中心軸に対して回転対称に確実にすることが可能となる。また、補償の操作も容易となる。
【００３０】
本発明の露光方法において、補償光は露光光とは異なる波長の光であり、ステップ（ｂ）における補償光は、ステップ（ａ）における露光光の光量に、露光光の光学素子への熱吸収係数と補償光の光学素子への熱吸収係数との比の値を乗じた光量を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、安価な光源を補償光源として用いることができ、ランニングコストを抑えることが可能となる。
【００３１】
本発明の露光方法において、ステップ（ａ）とステップ（ｂ）との間に、光学素子の温度分布を計測するステップ（ｃ）をさらに備え、ステップ（ｂ）は、温度分布が予め決められた条件を満たす場合に行うことが好ましい。このような構成とすることにより、補償光の照射を必要な場合のみに行うことが可能となり、作業効率を向上させることができる。
【００３２】
本発明の露光方法において、ステップ（ａ）よりも前に、ステップ（ａ）を実行した後における光学素子の温度分布を予測し、予測した温度分布に基づいて、ステップ（ｂ）における補償光の光量と、補償光の入射領域の位置とを算出するステップ（ｄ）をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、補償光の照射を必要な場合のみに必要な範囲に行うことが可能となり、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
この場合において工程（ｄ）は、露光レシピとして設定される露光条件と、マスクタイプと、露光量と、ショット数と、露光枚数とから温度分布を予測するステップを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る露光装置及び露光方法によれば、露光光が入射する領域の中心が光学素子の中心とずれている場合に生じる回転非対称な光学特性の変動を抑制し、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る露光装置の要部を示している。第１の実施形態に係る露光装置は、例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）レーザ光を照射する露光光源１１と、レチクルマスク１２のパターンを基板１３に投影するための投影光学系１４とを備えている。
【００３６】
投影光学系１４は、それぞれがレンズ又は反射鏡等である複数の光学素子により構成された反射屈折型光学系であり、複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、露光光が入射する露光光入射領域の中心が光学素子の中心軸からずれている非対称入射光学素子である。
【００３７】
図２は本実施形態における露光装置の投影光学系１４に設けられた非対称入射光学素子１５の部分を拡大して示している。本実施形態の非対称入射光学素子１５はレンズであり、レンズの中心軸からずれた位置に中心がある露光光入射領域２１に露光光源１１からの露光光が入射する。
【００３８】
露光光が非対称入射光学素子１５に入射すると、露光光入射領域２１においては光の吸収により温度が上昇して熱膨張する。一方、露光光が入射していない領域の温度上昇は露光光入射領域２１と比べて小さいため、非対称入射光学素子１５に熱膨張による歪みが生じる。露光光入射領域の中心と光学素子の中心軸とが一致している場合には、光学素子の温度分布が光学素子の中心軸に対して回転対称性を有するため、歪みも回転対称性を有する。このため、歪みによる光学特性の変動を補正することができる。しかし、露光光入射領域の中心と光学素子の中心軸とが一致していない非対称入射光学素子１５の場合には、回転非対称な歪みが生じ、補正が困難な光学特性の変動が生じる。
【００３９】
しかし、本実施形態の非対称入射光学素子１５は、駆動手段１６と接続されており、非対称入射光学素子１５は、その中心軸を中心に回転させることができる。このため、露光光が露光光入射領域２１に入射することにより、露光光入射領域２１の温度が上昇し、光学素子の温度分布に回転非対称な偏りが生じた場合には、非対称入射光学素子１５を回転させて、他の領域に露光光を入射させることにより、非対称入射光学素子１５内の温度分布が回転対称性を有するように補償することができる。なお、非対称入射光学素子１５が取り付けられた鏡筒全体を回転させてもよい。
【００４０】
温度分布を補償するために露光光を照射する補償露光は、非対称入射光学素子１５の中心軸に対して露光光入射領域２１と回転対称となる補償光入射領域２２に対して行えばよい。また、この際の光量は、露光光入射領域２１に入射した光量と等しくなるようにすればよい。このようにすれば、非対称入射光学素子１５の温度分布が中心軸に対して回転対称となるため、非対称入射光学素子１５の歪みは中心軸に対して回転対称となる。従って、非対称入射光学素子１５の光学特性の変動を補償することが可能となる。
【００４１】
また、非対称入射光学素子１５における露光光入射領域２１以外の領域に均等に照射して、非対称入射光学素子１５の温度分布が均一となるようにしてもよい。
【００４２】
補償露光は、１枚のウェハに露光するごとに行うことが効果的であるが、生産性及びランニングコストの観点からは、一定枚数のウェハを処理するごとに行ったり、１ロットごとに行ったりすることが好ましい。
【００４３】
また、露光レシピ等に基づいて、非対称入射光学素子１５の温度分布を予測して、予測値が許容範囲を超える時点において補償露光を行うようにしてもよい。具体的には、予め露光量、照明条件及びショット数等のパラメータと、非対称入射光学素子１５の温度分布との相関を経験値又は計算により求めておく。その上で、露光前に露光レシピとして照明条件、マスクタイプ、露光量、ショット数及び露光枚数等を設定する際に、予め求めた経験値又は計算値に基づいて、露光量及び露光ショット数から算出される非対称入射光学素子１５の単位面積当たりの熱蓄積量と、露光枚数とショット数から算出される露光間隔から非対称入射光学素子１５におけるショットごとの熱蓄積量とを算出する。この結果を元に補償露光の光量及び補償露光を行う領域を算出して補償露光を行うことにより、非対称入射光学素子１５の温度分布を高精度に管理することが可能となる。
【００４４】
また、図３に示すように非対称入射光学素子１５の温度分布をモニタする温度分布計測手段１７を設け、非対称入射光学素子１５の温度分布が許容範囲をはずれた場合に、露光光入射領域２１以外の領域に対する露光光の照射を行うようにしてもよい。
【００４５】
この場合、温度分布計測手段１７は例えば赤外線センサを用いればよい。また、非対称入射光学素子１５に熱電対等を取り付けて非対称入射光学素子１５の温度分布を測定してもよい。
【００４６】
なお、具体的な許容温度分布は、非対称入射光学素子１５を形成する材料及び設計等に依存し、その補償光の照射量は非対称入射光学素子１５における補償光の単位面積当たりの熱吸収係数を経験的に又は計算により求めて決定することが好ましい。
【００４７】
また、半導体デバイス製造用に用いられる露光装置は、ショット内において、数ｎｍの線幅制御を行うことが求められており、レンズに要求される収差精度も高い。現行のレンズ加工精度では十分な性能が引き出せない場合等には、複数のレンズを組み合わせることにより最適化して収差を抑制する。このため、複数の光学素子を投影光学系に用いる場合には、露光光が常に光学素子の同一部分を透過又は反射することが望ましい。このため、非対称入射光学素子１５の回転位置を検出するための位置検出手段１８を設け、補償露光を行った後、非対称入射光学素子１５を正確に元の位置に戻せるようにすることが好ましい。
【００４８】
位置検出手段１８は、例えば図４に示すように、非対称入射光学素子１５の側面に設けられた位置マーカ３２と、位置マーカ３２を検出する位置センサである検出器３３とにより構成すればよい。この場合、複数の位置マーカ３２を非対称入射光学素子１５の側面に設置し、露光を行う位置において、そのうち最低でも２つ以上の位置マーカ３２の位置を読み取れるように複数の検出器３３を設置することが好ましい。このようにすれば、非対称入射光学素子１５を回転させて補償露光を行った後、非対称入射光学素子を精度良く元の位置に戻すことができる。
【００４９】
また、このようにすれば、補償光を入射する領域を高精度に管理することも可能となる。なお、非対称入射光学素子１５が取り付けられた鏡筒全体を回転させる場合には、非対称入射光学素子１５自体ではなく鏡筒に位置マーカ３２を設けてもよい。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図５は第２の実施形態に係る露光装置の投影光学系１４に設けられた非対称入射光学素子の部分を拡大して示している。図５において図２と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５１】
図５に示すように本実施形態の露光装置は、補償光照射手段を備えている。本実施形態の補償光照射手段は、露光光源とは別に設けられた補償光源４１である。このため、補償光源４１を非対称入射光学素子１５の近傍に設け、露光光の照射に伴う非対称入射光学素子１５の発熱量を十分上回るように補償光を非対称入射光学素子１５に照射し、非対称入射光学素子１５全体の温度を維持すれば、非対称入射光学素子１５の温度補償を容易に行うことができる。
【００５２】
この場合、補償光は非対称光学素子１５の全体に入射するようにしても、マスク等を用いて、露光光入射領域２１を除く領域に入射するようにしてもよい。また、補償光源４１は、特に限定されないがハロゲンランプ等を用いることができる。補償光源４１に安価な光源を用いることにより補償光源４１のランニングコストを抑えることが可能となる。
【００５３】
また、図６に示すように補償光照射手段を、補償光源４１と補償光学系４２との組み合わせとして、非対称入射光学素子１５の補償光入射領域２２に補償光を入射させるようにしてもよい。この場合、全体的な発熱を抑えることができる。図６において補償光学系４２は、ハロゲンランプからなる補償光源４１が収納された遮光ボックス４２ａと、遮光ボックス４２ａから取り出した補償光を集光するレンズ４２ｂ及びレンズ４２ｃと、レンズ４２ｃを補償光の光軸に沿って移動させるズーム機構４３とを有している。遮光ボックス４２ａは指向性を有する光源を補償光源４１として用いる場合には特に必要ない。また、ズーム機構４３は、露光光が照射される補償光入射領域２２の大きさをズーミングして補償光量を制御するためのものであり、必要に応じて設ければよい。
【００５４】
非対称入射光学素子１５における補償光が入射する補償光入射領域２２は、露光光入射領域２１と非対称入射光学素子１５の中心軸に対して回転対称となる領域とすればよい。また、カットアンドトライにより、非対称入射光学素子１５の温度分布が最も均一となる領域を選択してもよい。
【００５５】
補償光源４１を露光光源１１と別に設ける場合には、補償光の波長と露光光の波長とが異なるため、非対称入射光学素子１５の発熱が、露光光と補償光とで異なってくる。このため、非対称入射光学素子１５を形成する硝材並びに反射コート材及び反射解析材料等の材質を考慮して、露光光に対する熱吸収係数Ｋ１と補償光に対する熱吸収係数Ｋ２とを経験的に又はシミュレーションにより求め、補償光の光量を以下の式のように求めてもよい。
補償光の光量＝露光光の光量×（Ｋ１／Ｋ２）
例えば、露光光にＡｒＦレーザ光を用い、補償光にハロゲンランプ光を用い、非対称入射光学素子が石英レンズの場合には、Ｋ１／Ｋ２が０．９２となるため、補償光の光量は、露光光の光量の０．９２倍とすればよい。
【００５６】
また、図７に示すように、補償光学系４２に例えば可動式の反射ミラー４２ｄ及び可動式のレンズ４２ｅを用いて走査機構４４を設け、補償光を照射する補償光入射領域２２を非対称入射光学素子１５の任意の位置に設定できるようにしてもよい。この場合、露光レシピを元に経験値又はシミュレーション等により、用いる露光レシピごとに最適な補償光入射領域２２の位置を算出して補償露光を行えば、非対称入射光学素子１５の温度分布を高精度に管理することが可能となる。
【００５７】
また、第１の実施形態において示したように、温度分布をモニタする温度分布計測手段を設け、モニタ結果に基づいて補償光入射領域２２の非対称入射光学素子１５における位置を算出して補償露光を行えば、非対称入射光学素子１５の温度分布をさらに高精度に管理することが可能となる。
【００５８】
なお、補償光学系４２を駆動して補償光が入射する領域を設定するのではなく、第１の実施形態のように非対称入射光学素子１５を回転させることにより、補償光が入射する領域を設定してもよい。また、補償光学系４２の駆動と非対称入射光学素子１５の回転とを併用してもよい。
【００５９】
また、第２の実施形態の露光装置においても、補償露光を行うタイミングは、第１の実施形態と同様に、一定のインターバルとしても、温度分布の予測又は実測に基づいて決定してもよい。
【００６０】
なお、第２の実施形態において、補償光源４１としてハロゲンランプを用いる例を示したが、非対称入射光学素子１５に吸収され加熱できればどのような光源であってもよい。また、露光光源と同一の光源を用いれば、ランニングコスト等の問題はあるが、露光光量の計算を容易に且つ正確に行うことが可能になるというメリットがある。
【００６１】
第１の実施形態及び第２の実施形態において、非対称入射光学素子１５がレンズの場合を説明したが、反射ミラーであってもよい。また、非対称入射光学素子１５は、投影光学系１４に複数含まれていてもよい。
【００６２】
また、露光光がＡｒＦレーザ光の場合について説明したが、フッ化クリプトンレーザ光、極紫外線等であってもよい。
【００６３】
また、反射屈折型光学系に限らず、光学素子の中心とずれた位置に中心がある領域に露光光が入射する光学素子を有している場合には適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の露光装置及び露光方法は、露光光が入射する領域の中心が光学素子の中心とずれている場合に生じる回転非対称な光学特性の変動を抑制し、高解像度で且つ高精度な露光装置を実現でき、特に半導体装置の製造に用いる高解像度且つ高精度の露光装置及び露光方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の要部を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の要部の変形例を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の要部の変形例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る露光装置の要部を示す概略図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る露光装置の要部の変形例を示す概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る露光装置の要部の変形例を示す概略図である。
【図８】従来例に係る露光装置の投影光学系を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１      露光光源
１２      レチクルマスク
１３      基板
１４      投影光学系
１５      非対称入射光学素子
１６      駆動手段
１７      温度分布計測手段
１８      位置検出手段
２１      露光光入射領域
２２      補償光入射領域
３２      位置マーカ
３３      検出器
４１      補償光源
４２      補償光学系
４２ａ    遮光ボックス
４２ｂ    レンズ
４２ｃ    レンズ
４２ｄ    反射ミラー
４２ｅ    レンズ
４３      ズーム機構
４４      走査機構
【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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