(57)【要約】【課題】  投影光学系の結像特性の変動量をより正確に求める。【解決手段】  単位露光エネルギー当たりの結像特性の変動量を露光係数として、基板を露光するための露光光が第１波長帯域である場合の投影光学系の光学特性の変動量のデータを用いて第１波長帯域の露光係数を算出し、第２波長帯域の露光係数を第１波長帯域の露光係数を用いて算出し、第２波長帯域の露光係数を用いて第２波長帯域の露光光を用いて基板を露光する場合の投影光学系の結像特性の変動量を算出する工程とを有する。【選択図】  図４
2013115348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いてマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を投影光学系を用いて基板に投影する露光装置における前記投影光学系の結像特性の変動量を算出する算出方法において、
単位露光エネルギー当たりの前記投影光学系の結像特性の変動量を露光係数として、
前記基板を露光するための露光光が第１波長帯域である場合の前記投影光学系の光学特性の変動量のデータを用いて、前記第１波長帯域の露光係数を算出する工程と、
前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の露光係数を、前記第１波長帯域の露光係数を用いて算出する工程と、
前記第２波長帯域の露光係数を用いて、前記第２波長帯域の露光光を用いて前記基板を露光する場合の前記投影光学系の結像特性の変動量を算出する工程とを有することを特徴とする算出方法。
【請求項２】
前記第１波長帯域の露光係数および前記第２波長帯域の露光係数を用いて、前記第１波長帯域の光および前記第２波長帯域の光を含む露光光に対して、前記第１波長帯域の光強度および前記第２波長帯域の光強度および前記投影光学系の透過率に応じた合成露光係数を算出する工程を有し、
前記合成露光係数を用いて、前記第１波長帯域の光および前記第２波長帯域の光を含む露光光を用いて前記基板を露光する場合の前記投影光学系の結像特性の変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の算出方法。
【請求項３】
前記第１波長帯域の露光係数を算出する工程において、前記投影光学系の結像特性の変動量を露光エネルギー値で割ることにより前記露光係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の算出方法。
【請求項４】
前記第２波長帯域の露光係数を、前記第１波長帯域に対する第２波長帯域の光強度比および前記投影光学系の透過率比を用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の算出方法。
【請求項５】
光源からの光を用いてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンの像を基板に投影する投影光学系とを有する露光装置において、
単位露光エネルギー当たりの前記投影光学系の結像特性の変動量を露光係数として、
前記基板を露光するための露光光の第１波長帯域の露光係数および前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の露光係数を記憶する記憶部と、
前記投影光学系の結像特性の変動量を算出する算出部とを有し、
前記記憶部は、前記露光光が第１波長帯域である場合の前記投影光学系の結像特性の変動量のデータを用いて算出された前記第１波長帯域の露光係数と、前記第１波長帯域の露光係数を用いて算出された前記第２波長帯域の露光係数とを記憶し、
前記算出部は、前記第２波長帯域の露光係数を用いて、前記第２波長帯域の露光光を用いて前記基板を露光する場合の前記投影光学系の結像特性の変動量を算出することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
該算出された前記投影光学系の結像特性の変動量を用いて、前記投影光学系、前記マスクを支持するマスクステージおよび前記基板を支持する基板ステージの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項５に記載の露光装置を用いて、前記投影光学系の結像特性を制御して前記基板を露光する工程と、
該露光された基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投影光学系の結像特性の変動量の算出方法、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光を用いてマスク（レチクル）を照明し、マスクに描かれた回路パターンを、感光剤が塗布されたウエハ上に縮小投影する縮小投影露光装置が半導体がデバイスの製造工程で使用されている。
【０００３】
特許文献１には２つの波長帯域の露光光を用いて基板を露光する露光装置が記載されている。２波長帯域の露光光を用いると、基板上に塗布されたレジストを高い露光量で露光することができる。ただし、投影光学系に加わるエネルギー量が増大する。投影光学系は露光エネルギーの一部を吸収し、これによって発生する熱に起因して投影光学系の温度変化が生じ、投影光学系の屈折率などの光学特性が変化することが知られている。
【０００４】
投影光学系に露光光が長時間もしくは高照度で照射され続けると、投影光学系の光学特性の変動が大きくなる。その結果、収差、フォーカスや倍率などの投影光学系の結像特性の変動が大きくなって、フォーカスずれやアライメントずれが無視しえない量だけ発生する。このため、投影光学系ヘの露光エネルギー照射状態による結像特性の変動を補正する方法が提案されている（特許文献１、２）。
【０００５】
特許文献１には、投影光学系に対する露光光の照射時間と収差の変動量との関係を示す変動情報を露光光のある波長帯域（例えばｉ線の波長や、ｇ線とｈ線とｉ線を含む波長幅）で予め求め、その変動情報を用いて投影光学系の結像特性の補正を行っている。
【０００６】
特許文献２には、投影光学系の結像特性の変動量を表すモデル式（関数）を用いて変動量の演算を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０３８５３号公報
【特許文献２】特公平８−２１５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の変動情報は露光光のある波長帯域で予め求められ、記憶装置に記憶されている。一方、使用する露光光の波長帯域および光強度が変われば、露光による投影光学系の結像特性の変動量が変化する。そのため、特許文献１に記載の発明では、予め求めた露光光の波長帯域および光強度に対応した投影光学系の結像特性の変動量しか予測することができない。つまり、波長帯域および光強度の変化は考慮されておらず、それらが変化すると変動量の予測に誤差が生じる。
【０００９】
特許文献２では露光光の波長帯域は考慮されておらず、露光光の波長帯域に応じた投影光学系の結像特性の変動量を求めることができない。
【００１０】
したがって、投影光学系の結像特性について、予測された変動量と実際の変動量とに誤差が生じ、投影光学系の結像特性を高精度に補正することができない場合があった。
【００１１】
そこで、本発明は、投影光学系の結像特性の変動量をより正確に求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面としての算出方法は、光源からの光を用いてマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を投影光学系を用いて基板に投影する露光装置における前記投影光学系の結像特性の変動量を算出する算出方法において、単位露光エネルギー当たりの前記投影光学系の結像特性の変動量を露光係数として、前記基板を露光するための露光光が第１波長帯域である場合の前記投影光学系の光学特性の変動量のデータを用いて、前記第１波長帯域の露光係数を算出する工程と、前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の露光係数を、前記第１波長帯域の露光係数を用いて算出する工程と、前記第２波長帯域の露光係数を用いて、前記第２波長帯域の露光光を用いて前記基板を露光する場合の前記投影光学系の結像特性の変動量を算出する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、投影光学系の結像特性の変動量をより正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】露光装置の概略図である。
【図２】光源からの光のスペクトルを示す図である。
【図３】露光による投影光学系の結像特性の経時変化の一例を示す図である。
【図４】投影光学系の結像特性変動を計測する工程を示す図である。
【図５】投影光学系の結像特性変動を計測する工程を示す図である。
【図６】波長帯域の違いによる結像特性の変動履歴の違いを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本明細書において、結像特性は、フォーカス、倍率、歪曲、非点収差、球面収差、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲および波面収差のうち少なくともいずれか一つを含むものとする。主に非点収差、球面収差、コマ収差を含む収差はツェルニケ多項式で展開した各項として表現されうる。また、非点収差、球面収差、コマ収差、歪曲収差および像面湾曲を総じて「収差」と呼称することもある。なお、光学特性は屈折率や透過率を示す。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は露光装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
光源１０１は、複数の波長の光を露光光として射出することができる。なお、本明細書で波長と表現する場合、特定の値の波長だけでなく、ある程度幅を有する波長帯域を指す場合もある。光源として、例えば、ｉ線およびｈ線を含む波長の光を射出する光源や、ｇ線、ｈ線およびｉ線を含む波長の光を射出する光源などがある。
【００１９】
図２は光源１０１から発する光のスペクトルを示す図である。ここでは、光源１０１として超高圧ＵＶランプから照射される光のスペクトルについて説明する。超高圧ＵＶランプは、ｉ線（波長３６５．０ｎｍ）、ｈ線（波長４０４．７ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）において輝線（ピーク）を有している。このように、光源１０１から照射された光は複数の波長においてピーク（輝線）を有する。
【００２０】
光源１０１からの光を用いてマスク１０９を照明する照明光学系１０４は、露光波長変更部１０２を有する。露光波長変更部１０２は、マスクや基板（ウエハ）を照明する露光光の波長を変更することができる。露光波長変更部１０２は、特定の波長帯域（例えばｉ線のみ、または、ｉ線及びｈ線のみ）を透過するフィルタ等、異なる波長帯域の光を透過する複数種類のフィルタを有し、それらを切り替えて１つまたは複数光路内に配置する。フィルタとして、バンドパスフィルタ、ショートパスフィルタ、ロングパスフィルタなどが使用可能である。
【００２１】
光源１０１より射出した光は、照明光学系１０４の整形光学系（図示省略）を介して所定のビーム形状に整形される。整形されたビームはオプティカルインテグレータ（図示省略）に入射され、オプティカルインテグレータはマスク１０９を均一な照度分布で照明するために多数の２次光源を形成する。
【００２２】
開口絞り１０５は、照明光学系１０４の瞳面に配置され、開口形状はほぼ円形である。照明系制御装置１０８は開口絞り１０５の開口の大きさを制御し、照明光学系１０４の開口数（ＮＡ）を所定の値に設定できるようになっている。なお、後述する投影光学系１１０の開口数に対する照明光学系１０４の開口数の比の値がコヒーレンスファクタ（σ値）であるため、照明系制御装置１０８は開口絞り１０５を制御することでσ値を設定できることになる。
【００２３】
照明光学系１０４の光路上にはビームスプリッタ１０６が配置され、マスク１０９を照明する露光光の一部がビームスプリッタ１０６により反射され取り出される。ビームスプリッタ１０６で反射された反射光の光路上にはフォトセンサ１０７が配置され、フォトセンサ１０７は光源からの光の強度（露光エネルギー）に応じた電気信号を出力する。
【００２４】
フォトセンサ１０７の出力値は、光源１０１の露光エネルギーを表す値に変換され、照明系制御装置１０８を介して露光装置本体を制御する主制御装置１０３（コンピュータ）に入力される。原版としてのマスク（レチクル）１０９上には、半導体デバイスの回路パターンに相当するパターンが形成されており、照明光学系１０４より照射される。
【００２５】
投影光学系１１０は、マスク１０９の回路パターン像を縮小倍率β（例えば、β＝１／２）で縮小し、フォトレジストが塗布された感光基板であるウエハ１１５上の１つのショット領域に結像投影する。投影光学系１１０の瞳面（マスクに対するフーリエ変換面）には、開口部がほぼ円形である開口絞り１１１が配置され、アクチュエータ等の駆動機構１１２によって開口部の直径を制御することで所定の値に設定できる。
【００２６】
駆動装置１１３は、投影光学系１１０を構成している光学素子を移動させるアクチュエータ等である。投影光学系１１０を構成している光学素子を移動させることにより、投影光学系１１０の結像特性を調整することができる。これにより諸収差の悪化を防止しつつ、投影倍率を良好にすることができる。投影系制御装置１１４は、駆動機構１１２及び駆動装置１１３を制御する。
【００２７】
基板ステージ１１６はウエハ１１５を支持し、３次元方向に移動可能にし、投影光学系１１０の光軸方向（Ｚ方向）、及び、光軸方向に直交する面内（ＸＹ面）を移動する。そして、基板ステージ１１６に固定された移動鏡１１７までの距離をレーザ干渉計１１８で計測することで基板ステージ１１６のＸ−Ｙ面位置を検出する。ステージ制御装置１２０は、レーザ干渉計１１８により基板ステージ１１６の位置を検出し、モータ等の駆動機構１１９を制御することで、基板ステージ１１６を所定のＸ−Ｙ面位置へ移動させる。主制御装置１０３は、光源１０１、照明系制御装置１０８、投影系制御装置１１４およびステージ制御装置１２０と電気的に接続されており、それぞれを制御する。主制御装置１０３は、後述する露光係数記憶部１２３を有する。
【００２８】
投光光学系１２１と検出光学系１２２はフォーカス面検出部を構成している。投光光学系１２１はウエハ１１５上のフォトレジストを感光させない波長の非露光光から成る複数個の光束を投光し、その光束はウエハ１１５上に各々集光されて反射される。ウエハ１１５で反射された光束は、検出光学系１２２に入射する。検出光学系１２２内には各反射光束に対応させて複数個の位置検出用の受光素子が配置されており、各位置検出用受光素子の受光面とウエハ１１５上での各光束の反射点が結像光学系によりほぼ共役となるように構成されている。投影光学系１１０の光軸方向におけるウエハ１１５面の位置ずれは、検出光学系１２２内の位置検出用受光素子上の入射光束の位置ずれとして計測される。
【００２９】
次に、投影光学系１１０の結像特性の変化について説明する。
【００３０】
投影光学系は露光光のエネルギーの一部を吸収し、これによって発生する熱に起因して投影光学系の温度変化が生じ、投影光学系の結像特性が変化する。
【００３１】
図３は、露光による投影光学系の収差の経時変化の一例を示している。横軸は時間ｔ、縦軸は投影光学系のある像高における収差量Ｆを示している。また、ΔＦは収差の変動量を表し、これは一般には像高ごとに異なる値をとる。投影光学系の結像特性値としての収差量の初期値をＦ０として、時刻ｔ０から露光が開始されると、時間とともに投影光学系の収差が変動し、時刻ｔ１で一定の収差量Ｆ１に安定する。その後、引き続き露光光を投影光学系に照射しても、投影光学系１１０に吸収されて熱となるエネルギーと、投影光学系より放出される熱エネルギーが平衡状態に達し、収差量はＦ１から変化しない。そして、時刻ｔ２で露光を停止すると、収差量は時間と共に減り、時刻ｔ３では初期の収差量Ｆ０になる。
【００３２】
図３に示す時定数ＴＳ１とＴＳ２は、投影光学系１１０の熱伝達特性上の時定数と等価である。これらの時定数は投影光学系に固有の値であり、かつ結像特性毎に異なる値なので、投影光学系の結像特性の検査時に、装置毎に、かつ結像特性毎に取得する。
【００３３】
収差変動量ΔＦ（Ｆ０からＦ１までの変動量）は、投影光学系に照射される露光エネルギー量によって比例的に変化する。そのため、収差変動量ΔＦは、単位露光エネルギー当たりの結像特性の変動量Ｋ（露光係数）と、投影光学系に照射される露光エネルギーＱを用いて、式（１）のように表すことができる。
ΔＦ＝Ｋ×Ｑ・・・（１）
【００３４】
ここで、ある時刻における収差量をΔＦｋとすると、それから時間Δｔだけ露光した後の収差量ΔＦｋ＋１は、収差変動量ΔＦと結像特性毎に保存している時定数ＴＳ１、ＴＳ２より、
ΔＦｋ＋１＝ΔＦｋ＋ΔＦ×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／ＴＳ１））・・・（２）
で近似される。
【００３５】
同様に、時間Δｔだけ露光しなかった場合は、
ΔＦｋ＋１＝ΔＦｋ×ｅｘｐ（−Δｔ／ＴＳ２）・・・（３）
と近似することができる。
【００３６】
図３で示した投影光学系の結像特性の変動を示す曲線を、上記した式（１）、式（２）、式（３）の関数でモデル化することにより、露光熱によって変動する投影光学系の結像特性の変動を予測する。ただし、式（１）、式（２）、式（３）のモデル式は本実施形態における一例であり、露光による投影光学系の結像特性変動のモデル式としては、他の公知のモデル式を用いても良い。
【００３７】
投影光学系の結像特性変動のモデルは、投影光学系への露光光の照射中における結像特性変動を表す露光モデルと、露光光の照射を停止した状態における結像特性変動を表す非露光モデルとを含み、前者は式（２）で、後者は式（３）で表される。
【００３８】
露光係数Ｋについて説明する。露光係数Ｋは、投影光学系の複数の結像特性（例えば、フォーカス、倍率、歪曲収差、非点収差、球面収差、コマ収差など）のそれぞれについて定められる。さらに、露光係数Ｋは露光条件毎に定められる。ここで、露光条件とは、投影光学系のＮＡ、照明光学系のＮＡ、照明光学系の瞳面に形成される有効光源分布、マスクのパターン、及びマスクを照射する領域、中心位置などを含む。なぜなら、これらの露光条件を変化させると、投影光学系に入射する光のエネルギー密度分布が変化し、その結果、投影光学系の結像特性の変動量、及びその像高依存性が変化するためである。露光エネルギーＱは、露光エネルギーを決定する条件（ウエハの露光時間、露光量、ステージの走査速度、マスクの露光領域の情報（大きさ）等）によって定まる。
【００３９】
次に、図４を用いて、以下の第１〜５工程を説明する。
【００４０】
まず、図５のフローに基づいて、投影光学系の結像特性変動を計測する工程（第１工程）について説明する。この計測工程では、主制御装置１０３の制御のもと、ウエハを露光する露光光の波長を所定の波長帯域（第１波長帯域）にして、その露光光を用いて第１波長帯域についての投影光学系の結像特性変動を計測する。
【００４１】
まず、露光波長変更部１０２により露光光の波長を第１波長帯域に設定する（Ｓ１）。露光波長変更部１０２は、光源１０１からの光のうち第１波長帯域の光のみを透過するフィルタを光路内に配置して、露光光の波長を第１波長帯域にする。次に、初期計測を行った後に露光および結像特性の計測を行う（Ｓ２、Ｓ３）。Ｓ２では、計測用パターンが形成されたマスクを用いてウエハを露光する。Ｓ３では、ウエハ上に形成されたパターンの線幅や形状等を計測装置で計測する。そして、計測で得られたデータを用いて結像特性の値（変動量）を算出する。
【００４２】
Ｓ４において、主制御装置１０３は、露光すべき時間として予め決められた所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過していなければＳ２およびＳ３を繰り返し、所定時間が経過していればＳ５へ進む。
【００４３】
Ｓ５において、主制御装置１０３は、計測点数として予め設定された点数を取得したどうかを判断する。設定点数に満たない場合はＳ２およびＳ３を繰り返し、設定点数を満たす場合は露光を終了する。このように、所定時間および設定点数を満たすまで、Ｓ２およびＳ３を繰り返し行い、時間的に離散的な、結像特性の変動データを取得する。
【００４４】
次に、露光を停止してから、投影光学系の結像特性値が露光開始時における初期値Ｆ０に戻るまでの結像特性の変動量を計測する（Ｓ６）。
【００４５】
複数種類の結像特性の変動データを得たい場合には、結像特性の各々について同様な計測を行う。なお、計測の間隔、所定時間及び設定点数は補正を目的とする収差や装置により異なる。
【００４６】
次に、第１工程で得られた結像特性の変動の計測データを用いて、第１波長帯域の露光係数Ｋを算出する工程（第２工程）について説明する。
【００４７】
最初に、第１工程で得られた結像特性の変動の計測データを用いて、結像特性変動の近似式を求める。近似式は、結像特性の変動の計測データとの残差が最小となるように決められる。そして、近似式に基づいて結像特性の変動量ΔＦの値を求める。そして、式（１）に基づいて、変動量ΔＦを露光エネルギー値Ｑで割って露光係数Ｋの値を算出する。
【００４８】
次に、第１の波長帯域とは異なる波長である第２波長帯域の露光係数を算出する工程（第３工程）について説明する。例えば、第１の波長帯域としてｉ線、第２の波長帯域としてｈ線とする。波長帯域が異なると、露光条件が同じであっても、光源から出力される光の強度の違い、投影光学系を構成している光学素子の波長に対する透過率差などの光学特性の違いから、結像特性の変動量に違いが生じる。図６（ａ）は、第１波長帯域における結像特性の変動履歴、および、第２波長帯域における結像特性の変動履歴を示す。結像特性の変動量は、上記の式（１）、式（２）、式（３）を用いて予測する。そのため、第２波長帯域における結像特性の変動量を、第１波長帯域の露光係数を用いて予測すると図６（ｂ）のように誤差が生じてしまう。
【００４９】
そこで、露光光の強度の違い、投影光学系を構成している光学素子の光学特性、例えば波長に対する透過率の違いなどを考慮して、第１波長帯域の露光係数を利用して第２波長帯域の露光係数を算出する。第１工程で使用した第１波長帯域の露光光の強度をα１、第２波長帯域の露光光の強度をα２とし、投影光学系の光透過率について、第１波長帯域の光の透過率をβ１、第２波長帯域の光の透過率をβ２とする。基準となる第１波長帯域の露光係数をＫ（１）とすると、第２波長帯域の露光係数Ｋ（２）は式（４）により求めることができる。
Ｋ（２）＝Ｋ（１）×（α２／α１）×（β２／β１）・・・（４）
【００５０】
算出された露光係数Ｋ（１）およびＫ（２）は主制御装置１０３内の露光係数記憶部１２３に記憶される。なお、光強度比と透過率比を用いて第１波長帯域の露光係数から第２波長帯域の露光係数を算出したが、光強度比と透過率比以外の他のパラメータを用いて算出することもできる。
【００５１】
以上のように、実際には第１波長帯域の露光光を用いて結像特性を計測するだけで、任意の波長帯域の露光光における露光係数を算出することができるため、計測時間を短縮することができる。
【００５２】
次に、露光係数を用いて投影光学系の結像特性の変動を予測して補正する工程（第４工程）について説明する。
【００５３】
まず、露光装置が、ユーザーによって入力されたデータに従って、設定された波長で実際にウエハを露光できるように露光波長変更部１０２の設定をする。例えば、使用する波長に関するデータは入力画面等からユーザーによって入力され、その入力データに基づいて、露光波長変更部１０２が適切なフィルタを選択して光路内に配置する。
【００５４】
また、使用する露光光の波長に関するデータを用いて、第３工程に記載のように、主制御部１０３は露光係数記憶部１２３に記憶された第１波長帯域の露光係数から第２波長帯域の露光係数を算出する。そして、算出した露光係数Ｋと露光エネルギーＱから式（２）、（３）を用いて露光中および非露光中の結像特性の時間変化を予測する。そして、その予測データを用いて、結像特性の変動量による影響を低減するように、主制御装置１０３が制御情報を算出し、可動部（投影光学系を構成する光学素子、マスクステージおよび基板ステージのうちの少なくともいずれか１つ）を制御する。なお、露光前に可動部の制御を行う場合は、気圧センサにより投影光学系を取巻く周辺気体の気圧が投影光学系に及ぼす影響、及び、露光装置毎に設定されているオフセット量が加味されて制御情報が算出されうる。
【００５５】
以上のように、本実施形態では、露光光の各波長帯域の特性を考慮して露光係数（モデル式）を求めているため、投影光学系の結像特性の変動量をより正確に求めることができる。そのため、光学特性の変動量による影響をより低減することができる。
【００５６】
なお、第２波長帯域の露光光を用いてウエハを露光する場合の例を説明したが、その例に限らず、第１波長帯域および第２波長帯域の光を含む露光光を用いてウエハを露光する場合でも適用可能である。
【００５７】
第１および２波長帯域の光を含む露光光を用いてウエハを露光する場合、主制御装置１０３（算出部）は、記憶された露光係数Ｋ（１）とＫ（２）を用いて、第１および第２波長帯域の光を含む露光光の合成露光係数Ｋ（１＋２）を算出する。
【００５８】
ウエハを露光するときは、要求される焦点深度やパターンの解像度に応じて、露光光における第１波長帯域の光の強度と第２波長帯域の光の強度が設定される。そのため、それらの強度に応じて露光係数を求める必要がある。実際に投影光学系を透過する第１波長帯域の露光光の強度と、第２波長帯域の露光光の強度とは、露光波長変更部１０２のフィルタの透過率特性により決まる。
【００５９】
第１波長帯域についてε１、第２波長帯域についてε２という比率によって、式（５）のように合成露光係数Ｋ（１＋２）を算出できる。
Ｋ（１＋２）＝ε１×Ｋ１＋ε２×Ｋ２・・・（５）
【００６０】
なお、ε１がゼロのときは第２波長帯域の露光光のみで露光する場合で、ε２がゼロのときは第１波長帯域の露光光のみで露光する場合である。ε１およびε２は、任意の値であり、例えば実際に使用する露光光の各波長帯域の強度と各波長帯域に対する投影光学系の透過率の乗算に応じて設定され、算出される。
【００６１】
第１波長帯域および第２波長帯域の２つの波長について説明してきたが、２つに限らず３つ以上の波長帯域についても同様に合成露光係数を算出することができる。例えば、各波長帯域の比をεｎ（ｎ＝１、２、３・・・）として、式（６）の式のように、任意の波長帯域における合成露光係数Ｋｘを算出できる。
Ｋｘ＝Σεｎ×Ｋ（ｎ）  （ｎ＝１、２、３…）・・・（６）
【００６２】
そして、ユーザーによって入力されたデータに従って、設定された波長で実際にウエハを露光できるように露光波長変更部１０２の設定をする。また、使用する露光光の波長に関するデータを用いて、主制御部１０３は露光係数記憶部１２３に記憶された各波長帯域に対する比率（露光係数）を取得し、実際に使用する露光光の合成露光係数を算出する。そして、算出した合成露光係数Ｋと露光エネルギーＱから式（２）、（３）を用いて露光中および非露光中の結像特性の時間変化を予測する。そして、その予測データを用いて、結像特性の変動量による影響を低減するように、主制御装置１０３が制御情報を算出し、可動部（投影光学系を構成する光学素子、マスクステージおよび基板ステージのうちの少なくともいずれか１つ）を制御する。
【００６３】
次に、可動部の制御方法を説明する。投影光学系には、結像特性の動的補正のために光学素子を所望の方向に駆動する駆動素子が実装されている。主制御装置１０３において算出された制御情報は投影系制御装置に伝えられ、光学素子を所望の方向に駆動し、発生している収差を補正することが可能である。また、例えば、投影光学系のフォーカスが変動した場合は、ウエハ面がベストフォーカス位置となるように、主制御装置１０３からステージ制御装置１２０に補正量が伝えられる。そして、ウエハが載置されている基板ステージをＺ方向駆動や傾斜駆動して、これらの位置姿勢を制御する。さらに、投影光学系や、マスクが載置されているマスクステージも制御装置により制御することができる。
【００６４】
本実施形態では変動する結像特性を可動部を駆動して補正する方法を示した。ただし、これに限らず、主制御装置１０３に結像特性の変動量に対する閾値を記憶しておき、予測された変動量が閾値を超えた場合には、露光量を下げたり、露光を停止したりして露光負荷の調整を行って変動量自体を低減することもできる。
【００６５】
なお、これまではある像高における変動モデルおよび変動量の補正について説明したが、従来知られている像高毎の変動モデルを使用することにより、任意の像高における変動量を予測し、補正することも可能である。
【００６６】
上述の露光条件が異なるときには、各露光条件に応じて露光係数を求めるが、同一の露光条件であれば、上述のように結像特性の変動量を精度良く予測することができ、良好な状態でウエハを露光できる。
【００６７】
（第２実施形態）
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。ここでは、半導体デバイスの製造方法を例に説明する。
【００６８】
半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。露光工程においては、上述のように投影光学系の結像特性の変動量を予測し、変動量を低減するように制御を行いながらウエハを露光する。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。なお、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【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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