(57)【要約】【課題】露光の際に、レチクルのパターン領域内部に所望の温度分布を生じさせる。【解決手段】  露光装置１００は、パターンが形成されたパターン領域を有するレチクルＲを保持してＸＹ平面内で移動可能なレチクルステージＲＳＴと、露光光ＩＬとは異なる波長の非露光光ＮＬを照射可能な照射装置３０と、パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて、照射装置３０を介して非露光光ＮＬをレチクルＲの一部に照射する制御装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたパターン領域を有するマスクと物体とを同期して走査方向に移動させて露光光により前記パターンの像を物体上に逐次転写する走査露光を行うことと、
前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて前記露光光とは異なるエネルギビームを前記マスクの一部に照射することと、を含む露光方法。
【請求項２】
前記照射することでは、前記走査露光のための前記マスクの移動中に、前記エネルギビームが前記マスクの一部に照射される請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記照射することでは、前記露光光が前記パターン領域の一部に照射される前記走査露光中に、前記エネルギビームが前記マスクの一部に照射される請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記照射することでは、前記マスクの前記走査方向の位置情報にさらに基づいて、前記エネルギビームが前記マスクの一部に照射される請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項５】
前記照射することでは、前記走査露光中において前記マスクの前記パターン領域内部を含む領域が所望の加熱状態となるように前記エネルギビームは前記マスクの一部に照射される請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記走査露光を行うことでは、前記パターンの像は、投影光学系を介して前記物体上に逐次転写される請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記所望の加熱状態は、前記物体上における前記パターンの像の形成状態を調整するシステムの調整機能を考慮して決定される請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記照射することでは、前記マスクの一部に照射される前記エネルギビームの、前記走査方向に直交する非走査方向に関する強度分布が調整可能である請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項９】
前記エネルギビームは、赤外域の波長の光である請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光方法により基板上に前記パターンの像を転写することと、
前記パターンの像が転写された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項１１】
露光光を照射して物体を露光する露光装置であって、
パターンが形成されたパターン領域を有するマスクを保持して少なくとも所定の走査方向に移動可能な第１移動体と、
前記露光光とは異なる波長のエネルギビームを照射可能な照射装置と、
前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する制御装置と、を備える露光装置。
【請求項１２】
前記第１移動体の位置情報を計測する第１位置計測装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１移動体の前記走査方向の前記位置情報に基づいて、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記物体を保持して移動する第２移動体をさらに備え、
前記制御装置は、前記露光光に対して前記第１移動体と前記第２移動体とを同期して前記走査方向に移動することにより、前記パターンの像を前記物体上に逐次転写する走査露光を行う請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記走査露光のための前記マスクの移動中に、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記露光光が前記パターン領域の一部に照射される前記走査露光中に、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する請求項１３又は１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１移動体の位置情報を計測する第１位置計測装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１移動体の前記走査方向の前記位置情報に基づいて、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、前記走査露光中において前記マスクの前記パターン領域内部を含む領域が所望の加熱状態となるように前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記露光光で照明された前記マスク上の前記パターン領域の一部の像を前記物体上に投影する投影光学系をさらに備え、
前記走査露光時に、前記パターンの像は、前記投影光学系を介して前記物体上に逐次転写される請求項１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記投影光学系を介した前記パターンの像の前記物体上での形成状態を調整する像形成状態調整システムをさらに備え、
前記所望の加熱状態は、前記像形成状態調整システムによる前記形成状態の調整機能を考慮して決定される請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記像形成状態調整システムは、前記パターン領域の像の投影倍率を含む前記投影光学系の光学特性を調整する光学特性調整装置を含む請求項１９に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記マスクの透過率分布に関する情報を計測可能な計測装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記計測装置を用いて前記マスク上の前記パターン領域内部の透過率分布に関する情報を計測する請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記制御装置は、前記マスクを保持した前記第１移動体を前記走査方向に移動させつつ、前記計測装置を用いて前記マスク上の前記パターン領域内部の透過率分布に関する情報を計測する請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記計測装置は、前記パターン領域内部のパターンの存在率の分布情報を計測する請求項２１又は２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記照射装置は、前記露光光が照射される前記マスク上の領域に前記エネルギビームを照射する請求項１１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記照射装置は、少なくとも前記走査方向に直交する非走査方向に関して前記マスク上における前記エネルギビームの強度分布が調整可能である請求項１１〜２４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２６】
前記照射装置は、前記エネルギビームの光路上に配置され、前記非走査方向に対応する方向に延びる反射面を有する偏向部材を有し、
前記非走査方向に対応する方向に並んだ前記反射面上の複数の照射点に前記エネルギビームがそれぞれ照射され、前記複数の照射点に照射された前記エネルギビームは、前記反射面で反射されて光路が前記マスクに向けて偏向される請求項２５に記載の露光装置。
【請求項２７】
前記照射装置は、前記エネルギビームを前記反射面上の前記複数の照射点に個別に照射する複数の光源を有し、
前記制御装置は、前記複数の光源のオン・オフを個別に制御する請求項２６に記載の露光装置。
【請求項２８】
前記複数の光源は、パルス光源であり、
前記制御装置は、前記複数の光源からそれぞれ射出される前記エネルギビームのパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つを、個別に制御する請求項２７に記載の露光装置。
【請求項２９】
前記照射装置は、前記エネルギビームの光路上に配置され、前記非走査方向に対応する方向に並んだ複数のミラー素子と該複数のミラー素子を個別に駆動する駆動部とを含むミラーアレイ装置、を有し、前記各ミラー素子は、前記エネルギビームを前記マスクに向けて反射する第１の状態と、前記マスク以外に向けて反射する第２の状態とに設定可能であり、
前記制御装置は、前記駆動部を介して、前記複数のミラー素子を、前記第１の状態と前記第２の状態とのいずれかに、個別に設定する請求項２５に記載の露光装置。
【請求項３０】
前記照射装置は、前記エネルギビームを射出するパルス光源を有し、
前記制御装置は、前記パルス光源から射出される前記エネルギビームのパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つを制御する請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３１】
前記エネルギビームは、赤外域の波長の光である請求項１１〜３０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３２】
請求項１１〜３１のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板上に前記パターンの像を転写することと、
前記パターンの像が転写された前記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、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に、マスクと物体とを同期して走査方向に移動してマスクに形成されたパターンの像を物体上に逐次転写する走査露光方式の露光方法及び露光装置、並びに露光方法又は露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ）及び薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際には、フォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（感光基板）上に投影露光する投影露光装置が使用されている。近年においては、半導体素子の高集積化によるパターン線幅のますますの微細化に伴い、フィールドサイズの制限を受けずに大面積の露光が行えるスリット・スキャン、ステップ・アンド・スキャン等の走査露光方式を採用する走査型露光装置が、主として採用されている。
【０００３】
走査型露光装置では、露光光が照射されるレチクル上の領域（照明領域）はスリット状の限られた一部領域になっている。このため、露光光の照射により、レチクルに生じる熱膨張は一様でない非線形な（不均一な）膨張となり、そのため、レチクル、ひいてはそれに形成されたパターンを歪ませ、結果的に感光基板上に投影されたパターンの像にディストーションを発生させることになる。しかるに、そのディストーションはレチクルに生じた不均一な熱膨張に起因するため、それを光学的に、例えば倍率補正機構等を用いて補正することは非常に困難である。従来においても、かかるレチクルの局所的な温度上昇に起因して、感光基板上に投影されるパターンの像にディストーションが発生するのを抑制することができる露光方法及び露光装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示される露光方法及び露光装置では、レチクル上の照明領域以外の領域に、照明領域に照射される露光光のエネルギ量に応じた光を照射しつつ、レチクルと感光基板とが投影光学系に対して所定の走査方向に相対移動され、走査露光が行われる。このため、レチクル上の照明領域以外の領域が、照明領域に照射される露光光のエネルギ量に応じた光の照射エネルギにより加熱され、これによりレチクル上の照明領域部分に局所的な温度上昇が生ずるのが抑制され、結果的に感光基板上に投影されるパターンの像の歪み（ディストーション）の発生が抑えられる。
【０００４】
ところで、近年、半導体デバイスの搭載機器がパソコン（ＰＣ）から、携帯電話機などのインターネット、デジタル民生機器に移行して来ており、半導体製品は、マーケットウインドウの縮小、寿命の短命化、及び多品種少量化が進んでいる。かかる多品種少量化に対応するため、パターン領域の内部に、複数種類のチップに対応する複数の部分パターン領域が形成されたレチクルが、比較的多く用いられるようになってきた。この種のレチクルでは、パターン領域内部の透過率が部分パターン領域毎に異なる場合が多い。このようなレチクルを用いる走査露光に、特許文献１に開示される走査露光方法を適用しても、レチクルのパターン領域内部の不均一な温度上昇、及びそれに起因するパターン領域内部の不均一な熱変形が生ずるのを抑制することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０-２５６１５０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、パターンが形成されたパターン領域を有するマスクと物体とを同期して走査方向に移動させて露光光により前記パターンの像を物体上に逐次転写する走査露光を行うことと、前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて前記露光光とは異なるエネルギビームを前記マスクの一部に照射することと、を含む露光方法が、提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る露光方法により基板上に前記パターンの像を転写することと、前記パターンの像が転写された前記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。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、露光光を照射して物体を露光する露光装置であって、パターンが形成されたパターン領域を有するマスクを保持して少なくとも所定の走査方向に移動可能な第１移動体と、前記露光光とは異なる波長のエネルギビームを照射可能な照射装置と、前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する制御装置と、を備える露光装置が、提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第３の態様に係る露光装置を用いて基板上に前記パターンの像を転写することと、前記パターンの像が転写された前記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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のレチクルステージ近傍の構成部分を一部断面して示す図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、ミラーアレイの構成及び動作について説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【図５】図５（Ａ）は、１ショット４チップ取り用のレチクルの一例を示す図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のレチクルの部分パターン領域ＰＡ１、ＰＡ２を走査露光する際の非露光光の照射方法について説明するための図である。
【図６】図５（Ａ）のレチクルの部分パターン領域ＰＡ３、ＰＡ４を走査露光する際の非露光光の照射方法について説明するための図である。
【図７】レチクルのパターン領域の内部の吸収熱量を一様にした場合に、実際に生じるパターン領域の変形後の形状を示す図である。
【図８】第１の実施形態の変形例に係る露光装置のレチクルステージ近傍の構成部分を一部断面して示す図である。
【図９】図９（Ａ）は、第２の実施形態に係る露光装置のレチクルステージ定盤上に配置された照射装置を示す図、図９（Ｂ）は、照射装置を取り出して示す斜視図である。
【図１０】第２の実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。
【００１２】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される方向（図１における紙面内左右方向）をＹ軸方向、これらＺ軸及びＹ軸に直交する方向（図１における紙面直交方向）をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転（傾斜）方向を、θｘ、θｙ、θｚ方向として説明を行なう。
【００１３】
露光装置１００は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して移動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びにレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬを保持するコラム１０等を備えている。
【００１４】
照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）により設定（制限）される矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲに露光光（照明光）ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたパターン領域ＰＡ（図２参照）を有するレチクルＲを均一な照度で照明する。照明ユニットＩＯＰと同様の照明系は、例えば米国特許第５，５３４，９７０号明細書などに開示されている。ここでは、一例として露光光ＩＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられるものとする。また、照明光学系内部に配置されたビームスプリッタ（不図示）により露光光ＩＬの一部が取り出され、インテグレータセンサと呼ばれるパワーモニタ１１で受光され、インテグレータセンサ１１の検出信号（光電変換信号）が、ホールド回路（例えばピークホールド回路など）及びＡ／Ｄ変換器（いずれも不図示）を介して主制御装置５０（図１では不図示、図４参照）に供給される。インテグレータセンサ１１としては、例えば遠紫外域や真空紫外域で感度があり、且つ光源（ＡｒＦエキシマレーザ）からのパルス光を検出するために高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフォトダイオード等が使用できる。
【００１５】
レチクルステージＲＳＴは、照明ユニットＩＯＰの下方に所定間隔を隔ててほぼ平行に配置されたレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳは、図１に示されるように、コラム１０の天板部１２上に複数（例えば３つ）の防振ユニット１４を介して略水平に支持されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に、レチクルステージＲＳＴが配置され、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲが保持されている。
【００１６】
レチクルステージ定盤ＲＢＳは、平面視（上方から見て）略長方形の板状部材から成り、その中央部には、露光光ＩＬの通路となる開口ＲＢＳａが形成されている。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の、中心から−Ｘ方向及び＋Ｘ方向に等距離離れた位置には、一対の凸状部分ＲＢＳｂ（図１においては紙面奥側の凸状部分ＲＢＳｂは紙面手前側の凸状部分ＲＢＳｂの奥に隠れている）がＹ軸方向に延設されている。一対の凸状部分ＲＢＳｂの上面（＋Ｚ側の面）は、平坦度が非常に高くなるように加工され、レチクルステージＲＳＴの移動の際のガイド面が形成されている。
【００１７】
防振ユニット１４は、それぞれがエアダンパ又は油圧式のダンパ等の機械式のダンパを含んでおり、エアダンパ又は油圧式のダンパによって例えば比較的高周波の振動がレチクルステージＲＳＴへ伝達するのを回避することができる。
【００１８】
図２には、レチクルステージＲＳＴ近傍部分の構成が一部断面して示されている。この図２に示されるように、レチクルステージＲＳＴは、上面のＸ軸方向の中央の部分が両端部より低い凹部２２が形成されたＸＺ断面Ｕ字状の部材から成り、凹部２２の底面２２ａの中央に露光光ＩＬの通路となる開口２２ｂが形成されている。
【００１９】
レチクルＲは、開口２２ｂを上方から塞ぐ状態で、レチクルステージＲＳＴの凹部２２の底面２２ａ上に載置されている。そして、レチクルＲは、凹部２２の底面２２ａのＸ軸方向の両端部に設けられた不図示のバキュームチャックにより、その下面のＸ軸方向両端部が吸着されている。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴの底面のレチクルステージ定盤ＲＢＳの前述の一対の凸状部分ＲＢＳｂに対向する部分には、表面絞り溝を有する給気溝と排気溝とが、Ｙ軸方向の全長に渡って形成されている。また、給気溝と排気溝とのそれぞれの少なくとも一部に対向して一対の凸状部分ＲＢＳｂの上面に、給気口と排気口とがそれぞれ形成されている。このように、本実施形態では、いわゆる定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受が用いられている。定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受の詳細は、例えば米国特許第７，４８９，３８９号明細書などに詳細に開示されている。
【００２１】
本実施形態では、給気口を介して供給され表面絞り溝から一対の凸状部分ＲＢＳｂの上面に噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、凸状部分ＲＢＳｂの上に数ミクロン程度のクリアランス（ギャップ、隙間）を介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持される。ここで、加圧気体としては、例えばクリーンドライエア（ＣＤＡ）などが用いられる。
【００２２】
レチクルステージＲＳＴには、図２に示されるように、照明領域ＩＡＲより一回り大きい矩形の受光面を有し、照明ユニットＩＯＰから照明領域ＩＡＲに照射される露光光の光量を検出する光電センサから成る照射量センサ２３が、凹部２２の底面２２ａの開口２２ｂの−Ｙ側の位置に埋め込まれている。照射量センサ２３の受光面（上面）は、レチクルＲのパターン面（下面）と一致している。照明領域ＩＡＲに照射される露光光ＩＬを照射量センサ２３が受光できる位置にレチクルステージＲＳＴが位置決めされ、露光光ＩＬが照射量センサ２３に照射されると、照射量センサ２３から入射光量に応じた検出信号が出力され、その検出信号はホールド回路（例えばピークホールド回路など）及びＡ／Ｄ変換器（いずれも不図示）を介して主制御装置５０に供給される（図４参照）。主制御装置５０は、その検出信号（照射量センサ２３の出力）に基づいて、レチクルＲに入射する露光光ＩＬの光量を算出する。また、照射量センサ２３に露光光ＩＬが入射される際には、インテグレータセンサ１１にも露光光ＩＬが入射されているので、インテグレータセンサ１１からも入射光量に応じた検出信号が主制御装置５０に供給されており、主制御装置５０は、その検出信号（インテグレータセンサ１１の出力）に基づいて、インテグレータセンサ１１に入射する露光光ＩＬの光量を算出する。したがって、主制御装置５０は、インテグレータセンサ１１に入射する露光光ＩＬの光量とレチクルＲに入射する露光光ＩＬの光量との関係（比）、すなわちインテグレータセンサ１１の検出信号（インテグレータセンサ１１の出力）からレチクルＲに入射する露光光ＩＬの光量を演算により求めるための変換係数（又は変換関数）を求めることができる。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系２４（図４参照）によって、Ｙ軸方向（走査方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微小駆動される。
【００２４】
レチクルステージＲＳＴの位置情報は、干渉計システム又はエンコーダシステム等から成るレチクルステージ位置計測系２６（図４参照）によって計測される。レチクルステージ位置計測系２６による計測情報（レチクルステージＲＳＴの位置情報）は、主制御装置５０（図４参照）に供給される。主制御装置５０は、レチクルステージ位置計測系２６からの計測情報に基づいて、レチクルステージ駆動系２４によるレチクルステージＲＳＴの駆動を制御する。
【００２５】
本実施形態では、図１に示されるように、照明ユニットＩＯＰとレチクルステージＲＳＴとの間に、ミラー３３Ｂが設けられている。ミラー３３Ｂは、後述する照射装置３０から射出され、ミラー３３Ａで反射されて光路が折り曲げられ−Ｙ方向に進行する非露光光ＮＬを反射し、その進行方向を照明領域ＩＡＲに向かう方向に偏向する。なお、照射装置３０の構成等については後述する。
【００２６】
投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向の共通の光軸を有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４あるいは１／５）を有する。このため、照明ユニットＩＯＰからの露光光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の投影像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な領域（露光領域）ＩＡに形成される。
【００２７】
そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（露光光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域ＩＡ（露光光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では、照明ユニットＩＯＰ（より正確には、照明光学系）及び投影光学系ＰＬによって、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンの像が生成され、露光光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンの像が転写される。
【００２８】
図１に示されるように、投影光学系ＰＬの鏡筒の高さ方向のほぼ中央に、フランジＦＬＧが設けられている。また、投影光学系ＰＬには、結像特性補正コントローラ２８（図１では不図示、図４参照）が接続されている。なお、結像特性補正コントローラ２８を含む結像特性補正装置（光学特性調整装置）については、後述する。
【００２９】
コラム１０は、床面Ｆにその下端部が固定された複数（例えば３本）の脚部１６（図１における紙面奥側の脚部は不図示）と、複数の脚部１６により床面Ｆ上方で支持された前述した天板部１２とを有している。天板部１２の中央部には、上下方向（Ｚ軸方向）に貫通した開口１２ａが形成されている。開口１２ａは、前述した開口ＲＢＳａとＺ軸方向に連通した状態となっている。
【００３０】
天板部１２の下面側に一端が固定された３つの吊り下げ支持機構４２（ただし紙面奥側の吊り下げ支持機構は不図示）の他端がフランジＦＬＧに接続され、これにより投影光学系ＰＬが吊り下げ支持されている。３つの吊り下げ支持機構４２のそれぞれは、柔構造の連結部材であるコイルばね４４とワイヤ４６とを含む。コイルばね４４は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な方向（ＸＹ平面に平行な方向）には振り子のように振動するため、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な方向の除振性能（床の振動が投影光学系ＰＬに伝達するのを防止する性能）を有している。また、光軸ＡＸに平行な方向（Ｚ軸方向）に関しても、高い除振性能を有している。
【００３１】
また、コラム１０の脚部１６のそれぞれのＺ軸方向に関する中央部近傍には凸部１６ａが形成され、凸部１６ａのそれぞれと投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの外周部との間には、駆動系４８が設けられている。駆動系４８は、投影光学系ＰＬを鏡筒の半径方向に駆動するボイスコイルモータと、投影光学系ＰＬを光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に駆動するボイスコイルモータとを含んでいる。駆動系４８により投影光学系ＰＬを６自由度方向に駆動できる構成となっている。
【００３２】
投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧには、投影光学系ＰＬの６自由度方向の加速度を検出するための加速度センサ５２（図１では不図示、図４参照）が設けられており、加速度センサ５２で検出される加速度情報に基づいて、主制御装置５０（図１では不図示、図４参照）が、投影光学系ＰＬがコラム１０及び床面Ｆに対して静止した状態となるように駆動系４８のボイスコイルモータの駆動を制御する。
【００３３】
投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの下面からは、リング状の計測マウント５４が複数（ここでは例えば３本）の支持部材５６（ただし、紙面奥側の支持部材は不図示）を介して吊り下げ支持されている。３本の支持部材５６は、実際には、その両端部に支持部材５６の長手方向以外の５自由度の変位が可能なフレクシャ部を有するリンク部材を含んで構成され、計測マウント５４とフランジＦＬＧとの間に応力が殆ど生じることなく計測マウント５４を支持することができるようになっている。
【００３４】
計測マウント５４には、ウエハステージＷＳＴの６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ及びθｚの各方向）の位置情報を計測するウエハ干渉計５８、アライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図４参照）、及び多点焦点位置検出系６０（図１では不図示、図４参照）などが保持されている。アライメント系ＡＬＧとしては、例えば米国特許第５，７２１，６０５号明細書などに開示される画像処理方式のＦＩＡ系を用いることができる。また、多点焦点位置検出系６０としては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される多点焦点位置検出系を用いることができる。
【００３５】
本実施形態では、ステージ定盤ＢＳは、直接的に床面Ｆ上に据え付けられている。ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ６２を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、例えば磁気浮上型の平面モータから成るウエハステージ駆動系６４（図１では不図示、図４参照）を介して、ステージ定盤ＢＳ上で６自由度方向に駆動される。なお、ウエハステージＷＳＴを、ステージ定盤ＢＳの上面にその底面に設けられたエアベアリングなどを介して浮上支持され、ステージ定盤ＢＳの上面に沿ってＸＹ平面内で自在に移動するステージ本体と、ステージ本体に対してＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向に微小駆動可能でウエハホルダが設けられたテーブルとを、備えた構成としても良い。この場合、ステージ定盤ＢＳの＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されて、ウエハステージＷＳＴの移動基準面（ガイド面）とされる。
【００３６】
ここで、説明は前後したが、結像特性補正装置（光学特性調整装置）について説明する。前述の如く、投影光学系ＰＬには、結像特性補正コントローラ２８（図１では不図示、図４参照）が接続されている。結像特性補正コントローラ２８は、一部のレンズエレメントを、Ｚ軸方向（光軸ＡＸに平行な方向）に微小駆動及びＸＹ平面に対して傾斜させるピエゾ素子等のアクチュエータを制御する。アクチュエータの駆動量は、エンコーダによって計測されており、結像特性補正コントローラ２８は、エンコーダの計測値に基づいてアクチュエータを制御する。結像特性補正コントローラ２８は、一部のレンズエレメントを、Ｚ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の少なくとも１方向に微小駆動することで、ウエハＷ上に投影される像の形成状態を調整する。結像特性補正コントローラ２８は、主制御装置５０からの投影像の歪みの修正に関する指示に従ってアクチュエータを制御する。本実施形態では、結像特性補正コントローラ２８と、結像特性補正コントローラ２８によって制御され、一部のレンズエレメントを微小駆動するアクチュエータとによって、ウエハＷ上に投影される像の形成状態を調整し、あるいは良好に維持するため、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば、球面収差（結像位置の収差）、コマ収差（倍率の収差）、非点収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）等の諸収差（結像特性）を調整する結像特性補正装置（光学特性調整装置）が構成されている。
【００３７】
ここで、レチクルＲのパターンの像の形成状態は、投影光学系ＰＬの一部のレンズエレメントの駆動に代えて、あるいはその一部のレンズエレメントの駆動とともに、ウエハステージＷＳＴを、Ｚ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の少なくとも１つの方向に微小駆動する、あるいは露光光ＩＬの波長を変更（微調整）することで行っても良い。すなわち、本実施形態では、図４に示されるように、前述した結像特性補正コントローラ２８（結像特性補正装置）と、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系６４と、露光光ＩＬの波長を調整可能な狭帯域化モジュール８０とを含んで投影光学系ＰＬを介したパターンの像のウエハＷ上での形成状態を調整する像形成状態調整システム９０が構成されている。像形成状態調整システム９０の構成各部は、主制御装置５０によって制御される。なお、本実施形態では、狭帯域化モジュール８０は、例えば露光光源であるＡｒFエキシマレーザが備えるエキシマレーザチューブとフロントミラーとの間に配置された固定のファブリペローエタロンと傾角が可変のファブリペローエタロンとを含んで構成することができる（例えば、米国特許出願公開第２００３／０２３４８５４号明細書参照）。
【００３８】
照射装置３０は、図２に示されるように、露光光ＩＬとは異なる波長のエネルギビームである非露光光ＮＬを射出する光源系３１と、光源系３１から射出される非露光光ＮＬの光路上に配置されたミラーアレイ３２と、整形光学系３８と、を備えている。光源系３１は、光源３１Ａとビームエキスパンダ３１Ｂとを含み、光源３１Ａから射出された非露光光ＮＬの断面をビームエキスパンダ３１Ｂにより拡大してミラーアレイ３２に向けて−Ｙ方向に射出する。
【００３９】
本実施形態では、非露光光ＮＬとして、ウエハＷに塗布されたレジストを殆ど感光させない波長域の光を使用する。そのため、光源３１Ａとして、パルス発振型の炭酸ガスレーザ（ＣＯ２レーザ）が用いられており、光源３１Ａからパルス発光される、例えば波長１０．６μｍの赤外光が非露光光ＮＬとして用いられている。光源３１Ａは、主制御装置５０に接続されており（図４参照）、本実施形態では、主制御装置５０によって、光源３１Ａのオン・オフ及び光源３１Ａから射出される非露光光ＮＬのパルス幅、周波数及び強度等が制御可能である。
【００４０】
なお、非露光光ＮＬとして連続発振型の炭酸ガス（ＣＯ２）レーザから発光される連続光を用いても良い。波長１０．６μｍの赤外光は、石英の吸収性が高い。本実施形態では、レチクルＲは石英ガラスによって形成されており、レチクルＲに照射された非露光光ＮＬは、例えば９０％以上が吸収されるようになっている。なお、非露光光ＮＬとして、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ光の他に、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ光源から射出される波長１μｍ程度の近赤外光、又は半導体レーザから射出される波長数μｍ程度の赤外光なども使用することができる。すなわち、非露光光ＮＬを発生する光源は、非露光光ＮＬが照射される部材（レチクルＲ）の材料などに応じて最適なものを採用することができる。
【００４１】
ミラーアレイ３２は、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）の一種である。ここで、空間光変調器とは、入射光の振幅（強度）、位相、偏光の状態あるいは進行方向などを空間的に変調（制御）する素子の総称である。
【００４２】
ミラーアレイ３２は、本実施形態では、図２に示されるようにＸＹ平面及びＸＺ平面に対して例えば４５度を成す面（以下、便宜上基準面と呼ぶ）を一面に有するベース部材３４と、ベース部材３４の基準面上に例えばＰ行Ｑ列のマトリクス状に配置された例えばＭ（＝Ｐ×Ｑ）個のミラー素子３５ｐ,ｑ（ｐ＝１〜Ｐ、ｑ＝１〜Ｑ）と、各ミラー素子３５ｐ,ｑを個別に駆動するＭ個のアクチュエータ（不図示）を含む駆動部３６（図２では図示せず、図４参照）とを有している。なお、ミラーアレイ３２として、ＭＥＭＳ技術によって作製されるデジタル・マイクロミラー・デバイス（Digital Micromirror Device：ＤＭＤ（登録商標））を用いても良い。
【００４３】
ミラーアレイ３２の各ミラー素子３５ｐ,ｑは、例えばＸ軸に平行な軸線回りに回動可能に構成され、駆動部３６を構成する各アクチュエータにより、その反射面が図３（Ａ）及び図２に示されるように基準面と平行となる第１の状態と、その反射面が図３（Ｂ）に示されるように基準面と所定角度を成す第２の状態とに、切り換え設定可能である。駆動部３６は、主制御装置５０に接続されている（図４参照）。
【００４４】
例えば、ミラーアレイ３２の全てのミラー素子３５ｐ,ｑが第１の状態にあるとき、図２に示されるように、各ミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、ミラーアレイ３２の−Ｚ側に所定間隔離れて配置された整形光学系３８に入射する。
【００４５】
整形光学系３８は、不図示ではあるが、シリンドリカルレンズ及びその他の光学素子（レンズ等）を含む。整形光学系３８は、例えばミラーアレイ３２のＭ個のミラー素子３５ｐ,ｑが第１の状態にあるとき、シリンドリカルレンズにより、そのＭ個のミラー素子３５ｐ,ｑからの反射ビーム（非露光光ＮＬ）を全体として断面が長方形のビームに整形した後、光学素子を介して鉛直下向き（−Ｚ方向）に射出する。本実施形態では、整形光学系３８から射出される非露光光ＮＬは、平行ビームであるものとする。この場合、整形光学系３８から射出されたＭ個のミラー素子３５ｐ,ｑからの反射ビームである非露光光ＮＬ（平行ビーム）は、２つのミラー３３Ａ、３３Ｂで順次反射された後、レチクルＲの露光光ＩＬが照射される照明領域ＩＡＲ部分の全域に渡ってほぼ均等な間隔で入射する。この場合、シリンドリカルレンズにより、ミラーアレイ３２のＭ個のミラー素子３５ｐ,ｑからの反射ビーム（非露光光ＮＬ）は、照明領域ＩＡＲの形状及び大きさに応じた断面長方形状のビームに整形される。
【００４６】
例えば、ミラーアレイ３２のＭ個のミラー素子３５ｐ,ｑが、Ｐ行Ｑ列、例えば４行２０列のマトリクス状の配置で設けられているものとすると、照射装置３０は、露光光ＩＬで照明されているレチクルＲの領域をＹ軸方向に４等分、かつＸ軸方向に２０等分した合計８０個の分割領域のそれぞれに非露光光ＮＬを照射することができる。Ｍ＝８０個のミラー素子３５ｐ,ｑが全て第１の状態に設定されている図２に示される状態では、８０個の分割領域に同時にかつ個別に非露光光ＮＬが照射される。以下、各ミラー素子３５ｐ,ｑの第１の状態をオン状態とも呼ぶ。なお、ミラーアレイ３２の全てのミラー素子３５ｐ,ｑがオン状態にあるときに、ミラーアレイ３２を介して非露光光ＮＬが照射されるレチクルＲ上の領域は、照明領域ＩＡＲと同じ大きさである必要はなく、例えば照明領域ＩＡＲを含む領域であっても良い。
【００４７】
ミラーアレイ３２の各ミラー素子３５ｐ,ｑが、図３（Ｂ）に示される第２の状態にあるとき、各ミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、整形光学系３８の外部かつレチクルステージ定盤ＲＢＳの外部に向けて反射される。以下、各ミラー素子３５ｐ,ｑの第２の状態をオフ状態とも呼ぶ。各ミラー素子３５ｐ,ｑがオフ状態にあるとき、そのミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、レチクルＲに照射されることはなく、レチクルＲを介して投影光学系ＰＬに向かうこともない。したがって、必ずしも非露光光ＮＬとして、レジストを殆ど感光させない波長域の光を使用する必要はない。
【００４８】
さらに、本実施形態に係る露光装置１００では、図２に示されるように、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内の透過率の分布に関する情報として、パターンの存在率の分布情報を計測するための計測装置７０が、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上面の開口ＲＢＳａの−Ｙ側の近傍に埋め込み状態で設けられている。通常、レチクルは石英ガラスで出来ており、クロムでパターンが描かれている。レチクルＲ中で入射する光（例えば露光光ＩＬ）を吸収する部分は主にクロムパターン層である。レチクルＲのパターンの存在しない部分は、露光光ＩＬが透過する部分である。したがって、パターンの存在率と透過率との間には、パターンの存在率＋透過率＝１の関係があると考えて差し支えなく、パターンの存在率の分布情報は、透過率の分布に関する情報に他ならない。
【００４９】
計測装置７０は、レチクルＲのパターン面に下方から計測光を照射し、その計測光のパターン面からの反射光を受光する。計測装置７０は、実際には、Ｘ軸方向に所定長さ（パターン領域ＰＡのＸ軸方向の幅より大きい長さ）を有し、パターン領域ＰＡのＸ軸方向の全長に渡る所定幅の帯状の領域を下方から計測光で照射可能な光源と、その計測光のレチクルＲのパターン面からの反射光を同時に受光可能でＸ軸方向に所定間隔で配置された複数の受光部（又は画素）を有する受光器とを含む。受光器は、例えばＣＣＤラインセンサで構成しても良い。受光器の受光部又は画素の数は、ミラーアレイ３２の列の数Ｑ（一例として２０）と同じ又は整数倍に設定されている。ただし、受光器の受光部又は画素の数は、これらに限定されるものではない。
【００５０】
計測装置７０は、レチクルＲのパターン領域ＰＡのＸ軸方向の全長に渡る所定幅の帯状の領域内での、パターンの存在率の分布に応じた検出信号（光電変換信号）を出力する。計測装置７０は、主制御装置５０に接続されている（図４参照）。
【００５１】
図４には、本実施形態の露光装置１００の制御系を中心的に構成する主制御装置５０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する。主制御装置５０には、メモリ５１が、併設されている。メモリ５１内には、前述のようにして予め求められた、インテグレータセンサ１１の検出信号からレチクルＲに入射する露光光ＩＬの光量を演算により求めるための変換係数（又は変換関数）等が記憶されている。
【００５２】
上述のようにして構成された露光装置１００による露光動作の流れについて簡単に説明する。
【００５３】
まず、主制御装置５０の管理の下、不図示のレチクルローダによって、レチクルステージＲＳＴ上へのレチクルＲのロード、及び不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ上へのウエハＷのロードが行なわれ、また、アライメント系ＡＬＧ（図４参照）及びレチクルアライメント系（不図示）等を用いて、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される所定の手順に従ってレチクルアライメント、アライメント系ＡＬＧのベースライン計測等の準備作業が行なわれる。なお、レチクルアライメント系に代えて、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた不図示の空間像計測器を用いてレチクルアライメントを行っても良い。
【００５４】
次いで、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内部の透過率分布に関する情報の一種であるパターンの存在率分布の計測が行われる。なお、このパターンの存在率分布の計測が開始される時点では、レチクルアライメントが終了しているので、レチクルステージＲＳＴとレチクルＲとの位置関係が既知である。また、レチクルＲの位置は、通常、レチクルＲに形成されたレチクルアライメントマークの位置の計測結果から算出されるパターン領域ＰＡの位置を意味する。したがって、レチクルステージＲＳＴの位置を、パターン領域ＰＡの位置に簡単に変換できるので、以下では、説明を簡略にするため、レチクルステージ位置計測系２６によりレチクルステージＲＳＴの位置情報として、パターン領域ＰＡの中心の位置座標（Ｘ，Ｙ）が計測されるものとする。
【００５５】
パターンの存在率分布の計測は、次のようにして行われる。すなわち、主制御装置５０により、レチクルステージ位置計測系２６の計測情報に基づいて、レチクルステージ駆動系２４が制御され、レチクルステージＲＳＴが、Ｙ軸方向に走査駆動される。ここで、この走査駆動に際しては、主制御装置５０は、レチクルステージ位置計測系２６の計測情報に基づいて、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）を、そのＸ軸方向（非走査方向）の位置を所定の位置に維持しかつθｚ方向の回転量を零に維持しつつＹ軸方向に走査駆動する。駆動開始後、レチクルステージ位置計測系２６により計測されるレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置情報（以下、「Ｙ位置情報（Ｙ）」と表記する）に基づいて、レチクルＲのパターン領域ＰＡが計測装置７０の上方に近づいたことを確認すると、主制御装置５０は、レチクルステージＲＳＴの走査駆動を継続しつつ、計測装置７０からのレチクルＲのパターン面に対する計測光の照射を開始する。そして、主制御装置５０は、所定のサンプリング間隔毎にレチクルステージ位置計測系２６で計測されるレチクルステージＲＳＴのＹ位置情報（Ｙ）と、計測装置７０からの検出信号とを、同期して取り込み、両者を対応付けてメモリ５１内に逐次記憶する。そして、レチクルステージ位置計測系２６で計測されるレチクルステージＲＳＴのＹ位置情報（Ｙ）に基づいて、レチクルＲのパターン領域ＰＡの全面が計測装置７０の上方を通過したことを確認すると、主制御装置５０は、計測装置７０からの計測光の照射を停止した後、レチクルステージＲＳＴを停止させて、パターンの存在率分布の計測を終了する。この時点では、メモリ内５１内には、各サンプリングタイミングに対応するレチクルステージＲＳＴの走査方向の位置（Ｙｉ）毎にレチクルＲのパターン領域ＰＡ内の非走査方向に関するパターンの存在率分布（ｐ（ｘ、Ｙｉ）とする）の情報が格納されている。そこで、主制御装置５０は、パターンの存在率分布ｐ（ｘ、Ｙｉ）（ｉ＝１〜Ｉ）に基づいて、所定の演算を行い、パターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布を表す関数ｐ（ｘ，ｙ）を求める。ここで、パターン領域ＰＡの中心を原点とする直交座標系を（ｘ，ｙ）座標系としている。
【００５６】
ところで、クロムの所定波長の光に対する反射率は既知であるので、露光光ＩＬの照射の際のレチクルの熱吸収率を予め設定しておくことが可能である。いま、レチクルＲの熱吸収率をｈとする。また、インテグレータセンサ１１の検出信号からレチクルＲに入射する露光光ＩＬの光量を演算により求めるための変換係数が、予め計測されてメモリ５１内に記憶されている。
【００５７】
したがって、主制御装置５０は、例えば後述する走査露光時に、インテグレータセンサ１１の検出信号と変換係数とを用いてレチクルＲへの入射光量（ＱＲとする）を求め、この入射光量ＱＲと、レチクルの熱吸収率ｈ、及びパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）に応じたパターン存在率ｐの積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により、パターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数としてレチクルＲの吸収光量（吸収熱量）を求めることができる。
【００５８】
その後、主制御装置５０により、アライメント系ＡＬＧを用いて例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントが実行され、ウエハアライメントの終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるので、ここでは詳細説明は省略する。
【００５９】
また、主制御装置５０は、走査露光中、レチクルＲのパターン領域ＰＡの全面が一様に加熱される（温度上昇する）ように、次のようにしてレチクルＲに対する非露光光ＮＬの照射を行う。
【００６０】
すなわち、主制御装置５０は、通常の走査型露光装置と同様に、レチクルステージ位置計測系２６で計測されるレチクルステージＲＳＴの位置情報と、ウエハ干渉計５８で計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報とに基づいて、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを、走査方向に加速した後、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達し所定の整定時間の後、等速同期状態に達すると、露光光ＩＬを照明領域ＩＡＲに照射して走査露光を開始する。この走査露光中、主制御装置５０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報（パターン領域ＰＡの中心の位置座標（Ｘ，Ｙ））に基づいて、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により、パターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数としてレチクルＲの吸収光量（吸収熱量）を求め、パターン領域ＰＡの内部の吸収熱量が一様になるように、レチクルステージ位置計測系２６で計測されるレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、照明領域ＩＡＲとパターン領域ＰＡとの位置関係をモニタしつつ、ミラーアレイ３２の各ミラー素子３５p,qを駆動部３６を介して、オン状態又はオフ状態に適宜設定する。
【００６１】
ここで、一例として、図５（Ａ）に示される１ショット４チップ取り用のレチクルＲ１を用いて、走査露光を行う場合について、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡを一様加熱するための非露光光ＮＬの照射方法について説明する。なお、レチクルＲ１には、パターン領域ＰＡとの位置関係が既知のレチクルアライメントマークが形成されているが、図５（Ａ）では、レチクルアライメントマークの図示は省略されている。
【００６２】
レチクルＲ１のパターン領域ＰＡは、４つのチップにそれぞれ対応する４つの部分パターン領域ＰＡ１〜ＰＡ４を有しているが、ここでは、説明の簡略化のため、部分パターン領域ＰＡ１〜ＰＡ４それぞれの内部ではパターンの存在分布が一様、すなわち露光光ＩＬの透過率が一様であるものとする。
【００６３】
例えば、非露光光ＮＬの照射を行わない場合には、走査露光中の、図５（Ａ）中のＡ−Ａ線に沿った断面におけるレチクルＲのパターン領域ＰＡ部分の吸収光量（吸収熱量）Ａｈは、図５（Ｂ）にハッチングで示されるような分布となる。図５（Ｂ）において、横軸はパターン領域ＰＡ内のＸ軸方向の位置ｘ、縦軸は吸収光量（吸収熱量）Ａｈである。そこで、主制御装置５０は、部分パターン領域ＰＡ１と部分パターン領域ＰＡ２とが照明領域ＩＡＲに対して同時に走査される走査露光区間では、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により求めたパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数に基づき、その走査方向の位置（Ｙｉ）に対応する、図５（Ｂ）中にハッチングで示されるようなレチクルＲ１のパターン領域ＰＡ内部の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求め、さらにこの分布に基づいて、部分パターン領域ＰＡ１と部分パターン領域ＰＡ２との中間部近傍から部分パターン領域ＰＡ２に図５（Ｂ）中に多数の上向きの矢印で示されるような吸収熱量の増分が生じるように、部分パターン領域ＰＡ２に非露光光ＮＬを照射すべく、ミラーアレイ３２の部分パターン領域ＰＡ２に対応するミラー素子３５p,qをオン状態、残りの部分パターン領域ＰＡ１に対応するミラー素子３５p,qをオフ状態に設定する。この場合、部分パターン領域ＰＡ２に熱量の吸収増分ΔＡｈ１が生じるようにするため、主制御装置５０は、光源系３１内部の光源３１Ａから射出される非露光光のパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つを制御する。この場合において、主制御装置５０は、部分パターン領域ＰＡ２に熱量の吸収増分ΔＡｈ１が生じるようにするため、光源３１Ａから射出される非露光光ＮＬのパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つの制御に代えて、あるいは加えて、ミラーアレイ３２の部分パターン領域ＰＡ２に対応するミラー素子３５p,qのオン状態とオフ状態との切り換え制御を実行しても良い。
【００６４】
なお、図５（Ｂ）では、部分パターン領域ＰＡ１と部分パターン領域ＰＡ２との境界の部分にも＋ｘ側に行くにつれて徐々に大きくなる熱量の吸収増分が生じる状態が示されているが、実際には部分パターン領域ＰＡ２の非走査方向の全域に非露光光ＮＬが照射されるので、境界部分の熱吸収状態は、図５（Ｂ）に示される状態とは幾分相違する状態となる。なお、ミラーアレイ３２が多数のミラー素子を有する場合には、部分パターン領域ＰＡ１と部分パターン領域ＰＡ２との境界部分に必要以上の熱量の吸収増分が生じないようにその境界部分近傍に対応する列のミラー素子をオフ状態として、図５（Ｂ）に示される状態により近い境界部分の熱吸収状態を実現させることも可能である。
【００６５】
また、例えば、非露光光ＮＬの照射を行わない場合における、走査露光中の、図５（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面におけるレチクルＲのパターン領域ＰＡ部分の吸収光量（吸収熱量）Ａｈは、図６にハッチングで示されるような分布となる。図６においても、横軸はパターン領域ＰＡ内のＸ軸方向の位置ｘ、縦軸は吸収光量（吸収熱量）Ａｈである。
【００６６】
この場合、主制御装置５０は、部分パターン領域ＰＡ３と部分パターン領域ＰＡ４とが照明領域ＩＡＲに対して同時に走査される走査露光区間では、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により求めたパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数に基づき、その走査方向の位置（Ｙｉ）に対応する、図６中にハッチングで示されるようなレチクルＲのパターン領域ＰＡ内部の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求め、さらにこの分布に基づいて、部分パターン領域ＰＡ３に熱量の吸収増分ΔＡｈ１が生じるようにするため、前述と同様にして照射装置３０の構成各部を制御する。
【００６７】
第１の照射方法では、上述した非露光光ＮＬの照射制御が走査露光中に行われることで、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの全面を、一様な加熱状態（吸熱状態）に設定することができる。
【００６８】
次に、レチクルＲ１を用いて走査露光を行う場合における、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡを一様加熱するための非露光光ＮＬの第２の照射方法について説明する。
【００６９】
この第２の照射方法は、前述した第1の照射方法の場合と異なり、ミラーアレイ３２のレチクルＲ１のパターン領域ＰＡに対応する全てのミラー素子３５p,qを用いて、非露光光ＮＬを照射する方法である。
【００７０】
主制御装置５０は、例えば、部分パターン領域ＰＡ１と部分パターン領域ＰＡ２とが照明領域ＩＡＲに対して同時に走査される走査露光区間では、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により求めたパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数に基づき、図５（Ｂ）中にハッチングで示されるようなレチクルＲ１のパターン領域ＰＡ内部の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求め、さらにこの分布に基づいて、部分パターン領域ＰＡ２には、熱吸収量の増分｛ΔＡｈ１＋（Ａｈ２−Ａｈ１）｝が生じ、部分パターン領域ＰＡ１には、熱吸収量の増分（Ａｈ２−Ａｈ１）が生じるように、ミラーアレイ３２のパターン領域ＰＡに対応する全てのミラー素子３５p,qをオン・オフ制御するとともに、必要に応じて光源３１Ａから射出される非露光光ＮＬのパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つを制御する。
【００７１】
また、主制御装置５０は、例えば、部分パターン領域ＰＡ３と部分パターン領域ＰＡ４とが照明領域ＩＡＲに対して同時に走査される走査露光区間では、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により求めたパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数に基づき、図６中にハッチングで示されるようなレチクルＲのパターン領域ＰＡ内部の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求め、さらにこの分布に基づいて、部分パターン領域ＰＡ４には、熱吸収量の増分（Ａｈ２−Ａｈ１）が生じ、部分パターン領域ＰＡ３には、熱吸収量の増分｛ΔＡｈ１＋（Ａｈ２−Ａｈ１）｝が生じるように、ミラーアレイ３２のパターン領域ＰＡに対応する全てのミラー素子３５p,qをオン・オフ制御するとともに、必要に応じて光源３１Ａから射出される非露光光ＮＬのパルス幅、周波数及び強度の少なくとも１つを制御する。
【００７２】
この第２の照射方法は、４つの部分パターン領域ＰＡ１〜ＰＡ４それぞれの透過率が互いに異なる場合などに有効である。かかる場合には、前述した第１の照射方法では、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡの全面を、一様な加熱状態（吸熱状態）に設定することが困難であるが、第２の照射方法では、レチクルＲの走査方向の位置を問わず、パターン領域ＰＡの内部に一様に目標となる吸収熱量Ａｈ２が生じるように非露光光ＮＬを照射することで、４つの部分パターン領域ＰＡ１〜ＰＡ４それぞれの透過率が互いに異なる場合であっても、支障なくレチクルＲ１のパターン領域ＰＡの全面を、一様な加熱状態（吸熱状態）に設定することが可能である。
【００７３】
なお、これまでの説明では、パターン領域ＰＡが４つの部分パターン領域を有し、それぞれの部分パターン領域内では透過率が一様であるレチクルＲ１を用い、走査露光中にそのレチクルＲ１のパターン領域ＰＡの全面を、一様な加熱状態（吸熱状態）にする場合について説明した。しかしながら、実際に露光に用いられるデバイス製造用のレチクルは、１ショット複数チップ取り用のレチクルは勿論、通常の１ショット１チップ取り用のレチクルであっても、パターン領域内部のパターン存在率の分布は、一様ではない。しかるに、本実施形態に係る露光装置１００では、前述の積（ＱＲ・ｈ・ｐ）により求めたパターン領域ＰＡ内の位置（ｘ、ｙ）の関数に基づき、サンプリング時のレチクルステージＲＳＴのＹ位置（Ｙｉ）に対応する、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内の非走査方向の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求めることができ、この吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布に基づいて、吸収熱量が一様になるように照射装置３０を介して非露光光ＮＬを、露光光ＩＬが照射される照明領域ＩＡＲ内に、照射することが可能である。
【００７４】
本実施形態に係る露光装置１００では、主制御装置５０は、走査露光中に、前述した手法により非露光光ＮＬを照射することで、レチクルＲのパターン領域ＰＡの内部の吸収熱量を一様にする。したがって、レチクルＲが何ら拘束されず、吸収熱量に応じて熱膨張が許容されているのであれば、レチクルＲのパターン領域は、等方的な熱膨張が生じ、膨張の前後で相似形になる。しかるに、実際には、レチクルＲは、Ｘ軸方向（非走査方向）の両端部が不図示のバキュームチャックを介してレチクルステージＲＳＴに吸着されている。このため、レチクルＲのパターン領域は、図７に示されるように、Ｙ軸方向に関してはたる型ディストーションと同様の変形を生じ、同時にＸ軸方向に関しては糸巻き型ディストーションと同様の変形が生じる。図７に示される変形後の形状は、日本の地図記号の銀行のマークに似ているので、以下では銀行マーク形状と呼ぶ。図７において、パターン領域ＰＡを格子を用いて示しているのは、パターン領域ＰＡ内部の各部に生じる変形状態を視覚的に示すためである。点線は、変形前のパターン領域ＰＡの形状を示す。
【００７５】
そこで、主制御装置５０は、走査露光中、前述した非露光光ＮＬの照射ための照射装置３０の制御と並行して、像形成状態調整システム９０の一部、例えば結像特性補正コントローラ２８を制御して、一部のレンズエレメントを駆動することで、レチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬによる投影像の歪みを調整（補正）する。なお、主制御装置５０は、走査露光中、ウエハＷ上に転写されるレチクルＲのパターンの像の形成状態を調整するため、結像特性補正コントローラ２８の制御に代えて、あるいは加えてウエハステージ駆動系６４を制御してウエハＷをＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の少なくとも１方向に駆動する、又は狭帯域化モジュール８０を制御して露光光ＩＬの波長を僅かに変更することとしても良い。
【００７６】
なお、図７に示されるような変形後のパターン領域の形状（銀行マーク形状）は、レチクルＲのパターン領域ＰＡの内部の吸収熱量を一様にした結果の形状であるから、予期しない形状ではなく、予想される形状であり、その補正方法も既知である。換言すれば、像形成状態調整システム９０によるレチクルＲのパターンの像のウエハＷ上での形成状態の調整機能、例えば結像特性補正コントローラ２８による投影像の歪み補正機能を考慮して、確実にウエハＷ上に形成されるレチクルＲのパターンの像の形状補正ができるように、レチクルＲのパターン領域の加熱状態、及びその加熱状態に対応するパターン領域の変形後の形状は、決定されている。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御装置５０は、レチクルＲのパターン領域ＰＡの透過率分布に関する情報の一種であるパターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布の情報に基づいて、照射装置３０を介して露光光ＩＬとは異なる非露光光ＮＬをレチクルＲの一部に照射する。ここで、パターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布は、露光光ＩＬの照射により生じるパターン領域内部の温度上昇率（熱の吸収量）の分布に対応する。したがって、走査露光の際に、パターン領域内部に所望の温度分布を生じさせる、レチクルＲに対する非露光光の照射が可能になる。例えば、先に説明したように、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ内部の透過率が高い部分（例えば部分パターン領域ＰＡ２、ＰＡ３）に透過率が低い部分（例えば部分パターン領域ＰＡ１、ＰＡ４）より多くの非露光光ＮＬを照射装置３０を介して照射することで、露光の際に、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡに一様な温度上昇を生じさせることが可能になる。そして、パターン領域ＰＡに一様な温度上昇を生じさせた結果生じる予期できるパターン領域ＰＡの形状変化に起因して、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に形成されるレチクルのパターンの像の歪を、像形成状態調整システム９０を用いて要求される重ね合わせ精度が得られるように調整することができる。これにより、レチクルＲのパターン領域の熱膨張変形の影響を受けることがない高精度な露光が可能になる。
【００７８】
なお、上記実施形態では、走査露光中、すなわちレチクルＲとウエハＷとを同期して走査方向（Ｙ軸方向）に移動させて露光光ＩＬによりレチクルＲのパターンの像をウエハＷ上に逐次転写する際に、パターン領域ＰＡの透過率分布に関する情報（パターンの存在率の分布情報）に基づいて、非露光光ＮＬを、露光光ＩＬが照射されるレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ内に、照射することで、パターン領域ＰＡ内の温度上昇状態を所望の状態、例えば一様加熱状態にする場合について説明した。しかし、走査露光中に限らず、走査露光のためのレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）の移動中、例えば等速移動に先立つレチクルステージＲＳＴ加速期間中、又は走査露光終了後（等速移動後）のレチクルステージＲＳＴの減速期間中に、パターン領域ＰＡの透過率分布に関する情報（パターンの存在率の分布情報）に基づいて、非露光光ＮＬを、レチクルＲのパターン領域内の一部（透過率の高い部分、すなわちパターンの存在率の低い部分）に、選択的に照射しても良い。前者の加速期間中の非露光光ＮＬの照射は、パターン領域内の一部（透過率の高い部分、すなわちパターンの存在率の低い部分）を予め予熱することで、走査露光時には、露光光ＩＬがパターン領域に照射される結果、パターン領域が一様な加熱状態になる。一方、後者の減速期間中の非露光光ＮＬの照射は、パターン領域内の一部（透過率の高い部分、すなわちパターンの存在率の低い部分）を事後的に予熱することで、次の走査露光に先立って、パターン領域を一様な加熱状態としておく。これにより、次の走査露光に際して、レチクルＲに露光光ＩＬが照射されても、パターン領域ＰＡに許容値を超える局所的な温度上昇が生ずるのが抑制される。
【００７９】
また、走査露光のためのレチクルステージＲＳＴの移動時以外のとき、例えば、１枚のウエハに対する露光終了後から次のウエハに対する露光開始までの間、例えばウエハ交換時に、パターン領域ＰＡの透過率分布に関する情報（パターンの存在率の分布情報）に基づいて、非露光光ＮＬを、レチクルＲのパターン領域内の一部（透過率の高い部分、すなわちパターンの存在率の低い部分）に、選択的に照射しても良い。
【００８０】
《変形例》
なお、露光装置１００は、前述した照射装置３０に代えて、図８に示されるような構成の照射装置３０Ａを備えていても良い。この照射装置３０Ａは、非露光光ＮＬを射出する光源系３１と、光源系３１から射出される非露光光ＮＬの光路上に配置された前述のミラーアレイ３２とを備えている。光源系３１は、光源３１Ａから射出された光を光学系を介して非露光光ＮＬとしてミラーアレイ３２に向けて−Ｙ方向に射出する。
【００８１】
例えば、ミラーアレイ３２の全てのミラー素子３５ｐ,ｑがオン状態にあるとき、図８に示されるように、各ミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ部分に入射する。本変形例では、Ｍ個のミラー素子３５ｐ,ｑが、Ｐ行Ｑ列のマトリクス状の配置で設けられ、各ラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、照明領域ＩＡＲ部分の全域に渡ってほぼ均等な間隔で入射する。したがって、露光光ＩＬで照明されているレチクルＲの領域をＹ軸方向にＰ等分、かつＸ軸方向にＱ等分した合計８０個の分割領域のそれぞれに非露光光ＮＬを照射することができる。この場合も、ミラーアレイ３２の全てのミラー素子３５ｐ,ｑがオン状態にあるときに、ミラーアレイ３２を介して非露光光ＮＬが照射されるレチクルＲ上の領域は、照明領域ＩＡＲと同じ大きさである必要はなく、例えば照明領域ＩＡＲを含む領域であっても良い。
【００８２】
ミラーアレイ３２の各ミラー素子３５ｐ,ｑが、オフ状態にあるとき、各ミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、照明領域ＩＡＲから離れた領域に照射される。各ミラー素子３５ｐ,ｑがオフ状態にあるとき、そのミラー素子３５ｐ,ｑで反射された非露光光ＮＬは、レチクルＲを介して投影光学系ＰＬに向かうことがない。
《第２の実施形態》
【００８３】
次に、第２の実施形態について、図９（Ａ）〜図１０に基づいて説明する。
【００８４】
本第２の実施形態に係る露光装置は、前述した第１の実施形態に係る露光装置１００とは非露光光ＮＬの照射装置の構成が異なるのみで、その他の部分の構成は同様である。以下では、相違点を中心として説明を行う。露光装置１００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いるとともに、詳細説明を省略する。
【００８５】
図９（Ａ）には、第２の実施形態に係る露光装置のレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置された照射装置１３０が示されている。また、図９（Ｂ）には、照射装置１３０が斜視図にて示されている。また、図１０には、第２の実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成し、装置全体を統括して制御する主制御装置５０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。
【００８６】
照射装置１３０は、図９（Ａ）に示されるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上にＸ軸方向に所定間隔で配置された複数（例えばＪ個）の光源１３１j（ｊ＝１〜Ｊ）と、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上面上の開口ＲＢＳａの−Ｙ側の部分に、Ｘ軸方向に延設された直角プリズム１３２と、を有している。光源１３１jとしては、例えば波長数μｍ程度の赤外光を非露光光ＮＬとして射出する半導体レーザが用いられている。なお、図９（Ｂ）では、図示の便宜上から、光源１３１jが５つ（Ｊ＝５）の例が示されているが、実際には、より多くの光源１３１j（ｊ＝１〜Ｊ（Ｊ＞５））が設けられている（図１０参照）。
【００８７】
複数の光源１３１jからは、直角プリズム１３２に向かって＋Ｙ方向に非露光光ＮＬがそれぞれ射出され、直角プリズム１３２の斜面で反射されて進行方向が＋Ｚ方向に偏向され、レチクルＲのパターン面に照射される。複数の光源１３１j（ｊ＝１〜Ｊ（Ｊ＞５））は、主制御装置５０によって個別にオン・オフが制御される（図４参照）。また、主制御装置５０は、複数の光源１３１jからそれぞれ射出される非露光光ＮＬのパルス幅、周波数及び強度等を、個別に制御可能である。
【００８８】
本第２の実施形態に係る露光装置では、照射装置１３０の配置に伴い、前述した計測装置７０が、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａの−Ｙ側ではなく＋Ｙ側の近傍に設けられている。本第２の実施形態に係る露光装置のその他の部分の構成は、前述した第１の実施形態に係る露光装置１００と同様になっている。
【００８９】
このようにして構成された本第２の実施形態に係る露光装置では、前述した第１の実施形態に係る露光装置１００と同様と同様の手順で、一連の動作が行われるが、非露光光ＮＬが、露光光ＩＬが照射されるレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ部分ではなく、その照明領域から幾分−Ｙ方向にずれた位置でパターン面に下方から照射される点が異なる。レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）を、照明領域ＩＡＲ及び投影光学系ＰＬに対して＋Ｙ方向に走査するプラススキャン時には、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内の一部に、露光光ＩＬの照射に先立って、主制御装置５０によって照射装置１３０を用いて非露光光ＮＬが照射される。一方、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）を、照明領域ＩＡＲ及び投影光学系ＰＬに対して−Ｙ方向に走査するマイナススキャン時には、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内の一部に、露光光ＩＬが照射された後に、主制御装置５０によって照射装置１３０を用いて非露光光ＮＬが照射される。
【００９０】
本第２の実施形態に係る露光装置では、露光装置１００と同様に、主制御装置５０は、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布の情報に基づいて、照射装置１３０を介して非露光光ＮＬをレチクルＲの一部に照射する。本第２の実施形態に係る露光装置では、レチクルＲに対する非露光光ＮＬの照射のタイミングが、露光装置１００と異なるが、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布の情報に基づいてレチクルＲに対する非露光光ＮＬの照射が行われるなど、その他の点は同様である。したがって、走査露光の際に、パターン領域内部に所望の温度分布を生じさせる、レチクルＲに対する非露光光の照射が可能になる。
【００９１】
本第２の実施形態に係る露光装置では、前述した第１の実施形態に係る露光装置１００と同等の効果を得ることができる。
【００９２】
なお、上記第１、第２の実施形態では、レチクルのパターン領域の全域を一様に加熱することで、パターン領域を銀行マーク形状に意図的に変形させる場合につて説明したが、レチクルステージによるレチクルの保持機構の構造を工夫することにより、レチクルの自由な熱膨張を許容した状態でレチクルを保持できるのであれば、レチクルのパターン領域の全域を一様に加熱することで、パターン領域を変形前より一回り大きな矩形に変形させても良い。あるいは、前述と同様のレチクルの保持機構を採用する場合においても、例えば前述したミラーアレイ３２を微細なミラー素子を多数有するＤＭＤによって構成し、パターン領域ＰＡの内部をＤＭＤの多数のミラー素子に個別に対応する多数の区画に分け、その多数のミラー素子を個別にオン・オフ制御することで区画毎に与える熱量を個別に調整し、これにより、パターン領域を変形前と相似な矩形状に熱膨張変形させることとしても良い。これらの場合、走査露光に先立って、例えば投影光学系ＰＬの投影倍率を調整するのみで、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影されるパターン領域の像を、ウエハＷ上に形成された矩形の区画領域（ショット領域）に精度良く重ねあわせることが可能になる。この場合、像形成状態調整システムは、パターン領域の像の倍率調整機能を有していれば足りる。
【００９３】
なお、上記各実施形態では、レチクルのパターン面にレチクルＲのパターン面に下方から計測光を照射し、その計測光のパターン面からの反射光を受光する反射光検出タイプの計測装置７０により、パターンの存在率の分布に関する情報を、透過率の分布に関する情報として計測する場合について説明した。しかしながら、反射光検出タイプの計測装置に代えて、レチクルの一方の面側に配置された発光部からレチクルに計測光を照射し、そのレチクルを介した透過光を、レチクルの他方の面側に配置された受光部で受光する、透過光検出タイプの計測装置により、パターンの存在率の分布に関する情報を、透過率の分布に関する情報として計測しても良い。この他、例えば、前述した露光装置１００において、計測装置７０に代えて、ウエハステージＷＳＴ上に光電センサから成る光量モニタを設ける。そして、先ず、レチクルがない状態で照明領域ＩＡＲに対応する露光領域ＩＡをカバーするように光量モニタの受光面を設定した後、レチクルステージＲＳＴをダミーでスキャンして走査方向の各位置座標における光量モニタの出力値を記憶しておく。次に、実際に使用するレチクルＲを載せた状態でレチクルステージＲＳＴをスキャンして、同様に走査方向の各位置座標で光量モニタの出力値を記憶する。光量モニタのレチクルＲが無いダミー状態での出力値と、レチクルＲを載置した状態での出力値との出力比がレチクルの透過率である。これにより、走査方向の位置（Ｙｉ）に応じた透過率、すなわち走査方向に関する透過率の分布が求められる。ここで、光量モニタとして、前述の計測装置７０の受光器と同様にＸ軸方向に所定間隔で配置された複数の受光部（又は画素）を有するものを用い、受光部毎に上記出力比を求めることで、パターン領域内の位置（ｘ、ｙ）に応じた透過率の分布が求められる。また、受光部毎に、求めた透過率を１から差し引き、所定の演算をおこなうことにより、前述したパターン領域ＰＡ内部のパターンの存在率分布を表す関数ｐ（ｘ，ｙ）を求めることができる。したがって、この関数ｐ（ｘ，ｙ）を用いることで、前述と同様にして、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内部の吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布を求め、さらにこの吸収光量（吸収熱量）Ａｈの分布に基づいて、非露光光ＮＬを上記各実施形態と同様にしてレチクルＲに照射することで、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００９４】
なお、これまでは、レチクルＲの透過率に分布に関する情報を計測し、その計測した情報に基づいて、非露光光ＮＬをレチクルＲの一部に照射する場合について説明したが、これに限らず、レチクルＲの透過率に分布に関する情報を計測することなく、パターンの設計情報から得られるパターンの存在率分布情報に基づいて、非露光光ＮＬをレチクルＲの一部に照射することとしても良い。
【００９５】
なお、上記実施形態では、コラム１０の天板部１２に対して投影光学系ＰＬが吊り下げ支持されるものとしたが、床上に防振装置を介して設置されたボディの一部を構成するメインフレーム部材（鏡筒定盤とも呼ばれる）に投影光学系ＰＬを載置するものとしても良い。
【００９６】
上記各実施形態によれば、パターンが形成されたパターン領域を有するマスクと物体とを同期して走査方向に移動させて露光光により前記パターンの像を物体上に逐次転写する走査露光を行い、前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて前記露光光とは異なるエネルギビームを前記マスクの一部に照射している。
【００９７】
例えば走査露光が複数回行われると、走査露光の都度、マスクに露光光が照射されることで、マスクのパターン領域内部の透過率が低い部分では透過率が高い部分に比べて露光光の熱エネルギをより多く吸収して温度が高くなって局所的に大きな熱膨張が生じ、パターン領域に非等方的な変形が生じる。そこで、パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて露光光とは異なるエネルギビームをマスクの一部に照射する。ここで、パターン領域の透過率分布は、露光光の照射により生じるパターン領域内部の温度上昇率（熱の吸収量）の分布に対応する。したがって、マスクに対するエネルギビームの照射により、露光の際に、パターン領域内部に所望の温度分布を生じさせることが可能になる。例えばマスクのパターン領域内部の透過率が高い部分に透過率が低い部分より多くの露光光とは異なるエネルギビームを照射することで、露光の際に、パターン領域に一様な温度分布を生じさせることが可能になる。なお、マスクに対するエネルギビームの照射は、走査露光中に限らず、走査露光の前あるいは後に、又は走査露光のためのマスク（マスクステージ）の移動時以外のいずれのときに行っても良いが、マスクのパターン領域に無視できないレベルの非等方的な変形が生じる前の時点でマスクに対するエネルギビームの照射を行うことが望ましい。
【００９８】
また、上記各実施形態によれば、露光光を照射して物体を露光する露光装置が、パターンが形成されたパターン領域を有するマスクを保持して少なくとも所定の走査方向に移動可能な第１移動体と、前記露光光とは異なる波長のエネルギビームを照射可能な照射装置と、前記パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて、前記照射装置を介して前記エネルギビームを前記マスクの一部に照射する制御装置と、を備える。
【００９９】
これによれば、制御装置は、パターン領域の透過率分布に関する情報に基づいて、照射装置を介して露光光とは異なるエネルギビームをマスクの一部に照射する。これにより、マスクに対するエネルギビームの照射により、露光の際に、パターン領域内部に所望の温度分布、例えば一様な温度分布を生じさせることが可能になる。
【０１００】
なお、上述の実施形態の露光装置は、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置であったが、これに限らず、上記実施形態を、例えば国際公開第９９／０４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置に適用することもできる。また、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、液浸露光装置などにも、適用することができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置であるものとしたが、これに限らず、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどであっても良い。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも適用が可能である。
【０１０２】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
【０１０３】
また、露光光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの他の真空紫外光は勿論、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）を用いることも可能である。また、真空紫外光としては、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書などに開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外域に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１０４】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書などに開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の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にも上記実施形態を適用することができる。
【０１０５】
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。
【０１０６】
また、上記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。
【０１０７】
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の露光装置は、物体上にパターンの像を転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
【符号の説明】
【０１０９】
２６…レチクルステージ位置計測系、２８…結像特性補正コントローラ、３０…照射装置、３１Ａ…光源、３２…ミラーアレイ、３５p,q…ミラー素子、３６…駆動部、５０…主制御装置、７０…計測装置、９０…像形成状態調整システム、１００…露光装置、１３１１〜１３１Ｊ…光源、１３２…直角プリズム、ＩＬ…露光光、ＮＬ…非露光光、ＰＡ…パターン領域、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、Ｒ１…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【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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