CN101164144B - 曝光方法及曝光装置、以及器件制造方法 - Google Patents

曝光方法及曝光装置、以及器件制造方法 Download PDF

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Abstract

通过组合由照射装置(91)进行的对可动光学元件(90)的非曝光光照射所产生的光学***(PLL)的光学特性调整、以及通过光学特性调整装置使光学元件(90)移动所进行之光学***(PLL)的光学特性调整，来修正起因于例如以偏离光轴的位置为中心光学元件以偏离光轴的位置为中心的温度分布的光学***的光学特性变动。另外，为了在偶极(dipole)照明条件下等，将光瞳(PP1、PP2、PP3)附近的光学元件的非旋转对称的温度分布所导致之光学***的光学特性，设成由光学特性调整装置容易修正的光学特性，而通过照射装置(91A)对光学元件(111)照射非曝光光来使该光学元件(111)成为旋转对称的温度分布。由此，可有效地修正因吸收照明光所导致的光学***的光学特性变动。

Description

曝光方法及曝光装置、以及器件制造方法
技术领域
本发明涉及曝光方法及曝光装置、以及器件制造方法，更详细地说涉及在制造半导体元件(集成电路)、液晶显示元件等的电子器件的光刻(lithography)步骤中所使用的曝光方法及曝光装置、以及利用该曝光方法及曝光装置的器件制造方法。
背景技术
以往，在制造半导体元件(集成电路等)、液晶显示元件等的电子器件(微型器件)的光刻步骤中，主要使用步进重复方式的缩小投影曝光装置(即所谓步进曝光装置(stepper))或步进扫描方式的缩小投影曝光装置(即所谓的扫描步进曝光装置)等，其通过投影光学***，将掩模(或中间掩模)的图案像分别投影到涂布有抗蚀剂(感光剂)的晶片或玻璃板等的感应性物体(以下总称为“晶片”)上的多个照射(shot)区域。
此种投影曝光装置，随着用集成电路的高集成化导致图案的细微化，而逐年要求更高的析像力(分辨率)，最近有一种利用浸液法的曝光装置(以下称为“浸液曝光装置”)受到瞩目。
另外，在浸液曝光装置中，随着数值孔径(NA)实质上增大，投影光学***的中间掩模侧的开口也随之变大。因此，在仅以透镜构成的折射光学***中，则变得难以满足珀兹伐条件(Petzval Condition)，投影光学***趋向大型化。因此，为避免此种投影光学***的大型化，研究采用反射折射***来作为浸液曝光装置的投影光学***。
然而，在投影光学***采用反射折射***的曝光装置，在该投影光学***的物体面附近及像面附近的透镜，如图16(A)所示，照明光的光路(照明区域IA’)设定于偏离光轴的位置。因此，在透镜因吸收照明光而产生如图16(B)的等高线图所示的温度分布，由于此温度分布的产生，在投影光学***产生像差。
然而，如图16(B)的等高线图所示的温度分布所引起的像差变动，是难以在曝光装置一般采用的成像特性修正机构、例如使构成投影光学***一部分的透镜朝上下或倾斜移动的机构中进行修正的。例如，使透镜上下移动时，虽然可以以光轴AX为中心来改变像差，却难以修正如上所述的以偏离光轴AX的点为中心的像差变动。另外，来自图16(B)中的光轴AX的距离不同的两点，例如在点A与点B中因温度分布所产生的像差变化量虽然相同，但因为通过使透镜倾斜而产生的像差变化量，依照像高(离光轴的距离)而变化，因此通过使透镜倾斜而产生的像差变化量，很明显地在点A与点B是不同的。
并非一定是反射折射***，只要是照明光通过以偏离光轴的点作为中心的光学***，可以认为产生同样问题。
发明内容
本发明的第1观点，为一种第1曝光方法，经由光学***利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：照射步骤，为了调整上述光学***的光学特性，对构成上述光学***至少一部分的至少一个可动光学元件，照射与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束；以及修正步骤，移动包含上述第2能量束所照射的可动光学元件的至少一个可动光学元件，来调整上述光学***的光学特性。
此处，并不特别拘泥照射步骤与修正步骤的顺序，也可同时进行照射步骤与修正步骤。
据此，通过照射步骤处理与修正步骤处理的组合，可以高精度修正因光学元件的温度分布所引起的光学特性变动，其结果，可透过该光学特性变动经修正后的光学***利用第1能量束使物体曝光，由此可在物体上以良好精度形成规定的图案。
本发明的第2观点，为一种第2曝光方法，经由光学***利用能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于：作为上述光学***，使用包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，能量束通过偏离了光轴的区域的反射折射***，并包含如下步骤：至少进行上述规定的光学元件的温度调整，来调整上述光学***的光学特性，以使上述光学***的多个光学元件中，上述能量束通过偏离了光轴位置的规定的光学元件具有在上述光轴周围呈同心圆状的温度分布。
据此，在该光学***(反射折射***)的多个光学元件中，至少对能量束通过偏离其光轴位置的规定光学元件进行温度调整，以使该规定光学元件具有以该光轴为中心呈同心圆状的温度分布，由此来调整光学***的光学特性。此时，可容易地修正与经由该光学特性调整后的该光学元件的光轴周围呈同心圆状温度分布对应的光学***的光学特性的变动，其结果，通过经由透过该光学特性变动经修正的光学***利用能量束使物体曝光，在物体上以良好精度形成规定的图案。
本发明的第3观点，为一种第3曝光方法，经由光学***利用能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于：作为上述光学***，使用包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，能量束通过偏离了光轴的区域的反射折射***，并包含如下步骤：至少进行上述规定的光学元件的温度调整，来调整上述光学***的光学特性，以使上述光学***的多个光学元件中，上述能量束通过偏离了光轴位置的规定的光学元件具有在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的温度分布。
据此，在该光学***(反射折射***)的多个光学元件中，至少对能量束通过偏离其光轴位置的规定光学元件进行温度调整，以使该规定光学元件具有在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的温度分布，由此来调整规定光学***的光学特性。此时，可容易地修正与该光学特性经调整后的该光学元件的与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的温度分布对应的光学***的光学特性的变动，其结果，可通过经由该光学特性变动经修正的光学***利用能量束使物体曝光，来在物体上以良好精度形成规定的图案。
本发明的第4观点，为一种第4曝光方法，经由光学***利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于：作为上述光学***，使用包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件的反射折射***，且包含如下步骤：为了调整上述光学***的光学特性，将与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束照射到构成上述光学***的一部分且使上述第1能量束往返的折射光学元件。
据此，由于将波长区域与第1能量束不同的第2能量束照射于构成该光学***一部分且使该第1能量束往返的折射光学元件，即照射于所照射的第1能量束的能量吸收较第1能量束仅通过一次的光学元件大的折射光学元件，因此可有效地修正因第1能量束的照射所产生的光学***的光学特性变动。另外，可通过经由该光学特性经修正的光学***以第1能量束使物体曝光，来在物体上以良好精度形成规定图案。
本发明的第5观点，为一种第5曝光方法，经由光学***利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于：作为上述光学***，使用包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且具有在光学上彼此共轭的多个光瞳的反射折射***，并包含如下步骤：为了调整上述光学***的光学特性，将与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束照射到位于上述多个光瞳中最接近上述物体的光瞳以外的光瞳附近的光学元件。
一般当光学***的数值孔径(NA)变大时，光学***的多个光学元件中、越接近物体的光学元件越有大型化的倾向，但在本发明中为了调整该光学***的光学特性，将波长区域与该第1能量束不同的第2能量束，照射于位于该多个光瞳中、最接近该物体的光瞳以外的光瞳附近的光学元件，因此可对较小的光学元件照射第2能量束，而可有效率地照射第2能量束。另外，可通过经由该光学特性经修正的光学***以第1能量束使物体曝光，来在物体上以良好精度形成规定的图案。
本发明的第6观点，为一种第1曝光装置，利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：光学***，包含至少一个可动光学元件，对上述物体射出上述第1能量束；照射装置，为了调整上述光学***的光学特性，对上述至少一个可动光学元件照射与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束；以及光学特性调整装置，使至少一个包含上述第2能量束所照射的可动光学元件的可动光学元件移动，来调整上述光学***的光学特性。
据此，通过以照射装置对至少一个可动光学元件照射第2能量束的光学***的光学特性调整、以及通过以光学特性调整装置来移动至少一个可动光学元件来调整光学***的光学特性的组合，即可以高精度修正因光学元件的温度分布所引起的光学***的光学特性变动。
在这种情况下，照射装置与光学特性修正装置，既可先进行光学***的光学特性调整，也可分别同时进行光学***的光学特性调整。
本发明的第7观点，为一种第2曝光装置，利用能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：光学***，由包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，能量束通过偏离了光轴的区域的反射折射***构成；以及光学特性调整装置，至少进行上述规定的光学元件的温度调整，来调整上述光学***的光学特性，以使上述光学***的多个光学元件中，上述能量束通过偏离了光轴位置的规定的光学元件具有在上述光轴周围呈同心圆状的温度分布。
据此，通过光学特性调整装置，调整该规定的光学元件的温度，以使光学***(由反射折射***构成)的多个光学元件中、能量束通过相对其光轴呈偏心位置的规定光学元件具有绕该光轴呈同心圆状的温度分布，藉此来调整该光学***的光学特性。此时，可容易地修正光学***的光学特性的变动，该变动对应于该光学特性调整后的该光学元件的光轴周围的同心圆状温度分布。
本发明的第8观点，为一种第3曝光装置，利用能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：光学***，由包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，能量束通过偏离了光轴的区域的反射折射***构成；以及光学特性调整装置，至少进行上述规定的光学元件的温度调整，来调整上述光学***的光学特性，以使上述光学***的多个光学元件中，上述能量束通过偏离了光轴位置的规定的光学元件具有在与上述光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的温度分布。
据此，通过光学特性调整装置，调整该规定光学元件的温度，以使由反射折射***构成的光学***由反射折射***构成的多个光学元件中、该能量束通过相对其光轴呈偏心位置的规定光学元件，具有从与光轴正交的面内一侧缓缓变化至另一侧的温度分布，藉此来调整光学***的光学特性。此时，可容易地修正光学***的光学特性的变动，该变动对应于经由该光学特性调整后的该光学元件的与光轴正交的面内一侧缓缓变化至另一侧的温度分布。
本发明的第9观点，为一种第4曝光装置，利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：光学***，由包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，对上述物体射出上述第1能量束的反射折射***构成；以及照射装置，为了调整上述光学***的光学特性，将与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束照射到构成上述光学***的一部分且使上述第1能量束往返的折射光学元件。
据此，由于通过照射装置，将波长区域与第1能量束不同的第2能量束照射于构成该光学***一部分且使该第1能量束往返的折射光学元件，换言之照射于所照射的第1能量束的能量吸收较第1能量束仅通过一次的光学元件大的折射光学元件，因此可有效地修正因第1能量束的照射所产生的光学***的光学特性变动。
本发明的第10观点，为一种第5曝光装置，利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：光学***，包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件，且具有光学上彼此共轭的多个光瞳，对上述物体射出上述第1能量束；以及照射装置，为了调整上述光学***的光学特性，将与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束，照射到位于上述多个光瞳中、最接近上述物体的光瞳以外的光瞳附近的光学元件。
一般当光学***的数值孔径(NA)变大时，光学***的多个光学元件中、越接近物体的光学元件越有大型化的倾向，但在本发明中为了调整该光学***的光学特性，通过照射装置将波长区域与第1能量束不同的第2能量束，照射于位于该多个光瞳中、最接近该物体的光瞳以外的光瞳附近的光学元件，因此可对较小的光学元件照射第2能量束，而可有效率地照射第2能量束。
又，于光刻步骤中，通过使用本发明的第1～第五曝光方法的任意一个来在物体上形成组件的图案，可在物体上以良好精度形成器件图案。因此，本发明从别的观点来看，也可说是包含光刻步骤的器件制造方法，该光刻步骤使用本发明的第1～第五曝光方法的任意一个来在物体上形成组件图案。同样地，在光刻步骤中，通过使用本发明的第1～第五曝光装置的任意一个来在物体上形成组件图案，而可在物体上以良好精度形成器件图案。因此，本发明进一步从另外的观点来看，也可说是包含光刻步骤的器件制造方法，该光刻步骤使用本发明的第1～第五曝光装置的任意一个来在物体上形成器件图案。
附图说明
图1是概略表示一个实施方式的曝光装置的结构图。
图2是将投影光学***与非曝光光照射机构一同表示的图。
图3是表示非曝光光照射机构91的详细结构例的图。
图4是用以说明将非曝光光照射于光瞳附近的透镜111的照射机构的一个例子的图，并为沿图2的B-B线的光学单元PU的剖面图。
图5是表示投影光学***的像面侧及喷嘴构件附近的剖面图。
图6是从下方观看喷嘴构件的图。
图7是表示图1的装置的控制***的主要部分的方框图。
图8(A)是表示用于使投影光学***的透镜90产生旋转对称的温度分布的非曝光光的照射的情形的图，图8(B)是表示该非曝光光的照射的照射结果、在投影光学***产生旋转对称的像差的情形的图。
图9(A)是表示用于使投影光学***的透镜90产生在正交于光轴的面内从一侧缓缓变化到另一侧的温度分布的非曝光光的照射的情形的图、图9(B)是表示该非曝光光的照射结果，于投影光学***产生从一侧缓缓变化到另一侧的像差情形的图。
图10是表示在X轴偶极照明条件下的投影光学***的光瞳附近的透镜上的照明光的光量分布图。
图11是表示在Y轴偶极照明条件下的投影光学***的光瞳附近的透镜上的照明光的光量分布图。
图12是表示在X轴偶极照明条件下的投影光学***的光瞳附近的透镜上产生的温度分布图。
图13是表示在Y轴偶极照明条件下的投影光学***的光瞳附近的透镜上产生的温度分布图。
图14是表示用以说明器件制造方法的实施方式的流程图。
图15是表示图14的步骤204的具体例子的流程图。
图16(A)及图16(B)是表示用于说明背景技术的图。
主要部分符号说明
12：照明光学***，16、92A：光源，18：光束整形光学***，20：能量粗调器，21P：度不均传感器，22：光学积分器/复眼透镜，24：照明***孔径光阑板，26、98：分光镜，28A：第1中继透镜，28B：第2中继透镜，30A：第1中间掩模遮帘，30B：第2中间掩模遮帘，32、44、97、101：聚光透镜，34：旋转板，38：驱动马达，40：驱动装置，46：积分传感器，47：反射量监测器，48：中间掩模载台驱动***，50：主控制装置，52：成像特性修正控制器，53：中间掩模激光干涉仪，54：晶片激光干涉仪，56：晶片载台驱动***，58：照射量监测器，66：供应管，67：回收管，68：第1液体供应单元，69：第1液体回收单元，70：喷嘴构件，70a：喷嘴构件70的下面，70h：喷嘴构件70的孔部，70k：喷嘴构件70的孔部70h的侧壁内面，72：第2液体供应单元，73：第2液体回收单元，74：供应管，75：回收管，78：凹部，78a：凹部78的内部底面，78b：凹部78的侧壁内面，80a、80b：第1供应口，81：第1回收口，81P：多孔体，82：第1供应流路，83：第1回收流路，83K：环状流路，83M：支管流路，84：第2供应流路，85：第2回收流路，86：第2供应口，87：第2回收口，90、111：透镜，91、91A：非曝光光照射机构，92、92’：光源***，92B：控制部，93、93A：反射镜光学***，94、94A：光电传感器，951～95n、95K、95A1～95An：照射机构，961～96n：电流镜，99：导光器，100：曝光装置，102：保持框，1031～103n：光纤束，1041～104n、104A1～104A8：光电传感器，104c：镜筒140的侧壁内面，140：镜筒，140a：镜筒140的下面，104b：镜筒140的侧壁外面，140c：镜筒140的侧壁内面，191：终端光学元件，191a：终端光学元件191的下面，191b：终端光学元件191的上面，192：边界透镜/光学元件，192a：边界透镜192的下面，192b：边界透镜192的侧面，AR：浸液区域，AS：孔径光阑，AX、AX1、AX2、AX3：光轴，FM：光路弯曲镜，G1、G2、G3：成像光学***，IA：实效曝光区域/有效成像区域，IA’：照明区域，IAR：照明区域，IL：曝光用照明光，K1：第1空间，K2：第2空间，LB：激光束，Lq1、Lq2：液体，M：反射镜，M1：凹面反射镜，NA：数值孔径，NE、NE1～NE8：非曝光光，NL1～NLn：像差修正用光线/非曝光光，PL：投影光学***，PLL：光学***，PP1、PP2、PP3：光瞳，PU：投影单元，R：中间掩模，RST：中间掩模载台，W：晶片，WST：晶片载台。
具体实施方式
以下，基于图1～图13说明本发明的一个实施方式。
图1概略表示一个实施方式的曝光装置100的结构。此曝光装置100是步进扫描(step and scan)方式的扫描型曝光装置，即所谓的扫描仪(scanner)。
曝光装置100具备：包含光源16及照明光学***12的照明***；中间掩模载台RST，保持中间掩模R并将其移动到规定的扫描方向(此处，为图1中的纸面内左右方向即Y轴)，该中间掩模R由来自该照明***所射出的曝光用照明光IL来照明；投影单元PU，包含将中间掩模R的图案投影于作为物体的晶片W上的投影光学***PL；晶片载台WST，保持晶片W并在水平面(XY平面内)移动；浸液机构；以及控制它们的控制***等。
作为光源16的一个例子，使用发出波长为200nm～170nm的真空紫外区的光的脉冲光源即ArF准分子激光(输出波长193nm)。
前述照明光学***12包含：以规定位置关系配置的光束整形光学***18、能量粗调器20、光学积分器(uniformizer或homogenizer：均匀器)22、照明***孔径光阑板24、分光镜26、第1中继透镜28A、第2中继透镜28B、第1中间掩模遮帘30A、第2中间掩模遮帘30B、光路弯折用反射镜M、以及聚光透镜32等。此外，由于在图1中使用复眼透镜来作为光学积分器22，因此在以下也称之为“复眼透镜”。另外，也可使用内面反射型积分器(rod integrator：棒状积分器等)或衍射光学元件等来作为光学积分器22。
前述能量粗调器20配置于将从光源16射入的激光束LB的截面形状予以整形的光束整形光学***18后方的激光束LB的光路上。此能量粗调器20具有沿着圆周方向以规定间隔配置有不同透射率(＝1-减光率)的多个(例如六个)减光滤过器(以下也称为ND滤光器，在图1中示出其中两个ND滤光器)的旋转板(revolver)34，通过用驱动马达38使该旋转板34旋转，可将对于射入的激光束LB的透射率从100％起以多级的方式来切换。驱动马达38由主控制装置50来控制。此外，能量粗调器20也可使激光束LB的透射率连续可变。
在能量粗调器20的激光束LB的光路后方，通过复眼透镜22配置有由圆板状构件构成的照明***孔径光阑板24。此时，照明***孔径光阑板24配置于复眼透镜22的射出侧焦点面，在本实施方式中则配置成与照明光学***12的光瞳面大致一致。在照明***孔径光阑板24中以等角度间隔配置有多种孔径光阑(在图1中仅图示两种孔径光阑)。此多种孔径光阑，例如包含：由一般圆形孔径构成的孔径光阑(一般光阑)、由较小圆形孔径构成且使相干度(coherence factor)的σ值较一般光阑小的孔径光阑(小σ光阑)、环带照明用的环带状孔径光阑、以及使变形光源法(多极照明)用的多个孔径偏心所配置而成的多种变形孔径光阑(例如X轴偶极照明条件设定用的二极光阑、及Y轴偶极照明条件设定用的二极光阑等)等。此照明***孔径光阑板24通过由主控制装置50所控制的马达等的驱动装置40来旋转，据此在照明光IL的光路上选择性地设定某个孔径光阑，并在照明***孔径光阑板24的配置面即在照明光学***12的光瞳面上形成各种形状及大小的二次光源。在本实施方式中，虽然可以由孔径光阑板24来改变照明光学***12的光瞳面上的照明光IL的强度分布(即中间掩模R的照明条件)，但并不限于此，也可使用例如可交换的衍射光学元件、光轴方向的间隔可变的多个棱镜(axicon：锥形透镜)、以及包含可变焦距光学***的成形光学***，来代替孔径光阑板24。
在从上述照明***孔径光阑板24后方的上述二次光源射出的激光束LB即照明光IL的光路上，配置有反射率小且透射率大的分光镜26，进而在其后方的光路上，介于第1中间掩模遮帘(固定视野光阑)30A及第2中间掩模遮帘(可动视野光阑)30B之间配置有包含第1中继透镜28A及第2中继透镜28B的中继光学***。
第1中间掩模遮帘30A配置于从相对于中间掩模R的图案面的共轭面略微散焦的面，用以规定中间掩模R上的照明区域IAR。另外，在此第1中间掩模遮帘30A的配置面附近，配置有第2中间掩模遮帘30B，通过在扫描曝光开始及结束时，使用该第2中间掩模遮帘30B进一步限制照明区域IAR，以此来防止晶片W的不必要的曝光。
在第2中继透镜28B后方的照明光IL的光路上，配置有弯反射折射镜M，该弯反射折射镜M用来使通过该第2中继透镜28B的照明光IL朝中间掩模R反射，在此反射镜M后方的照明光IL的光路上配置有聚光透镜32。
另一方面，从照明***孔径光阑板24的一个孔径光阑射出、并在分光镜26的一个面(表面)反射的照明光IL，经过聚光透镜44由光电转换元件所构成的积分传感器46来受光，积分传感器46的光电变换信号，经过未图示的保持电路(hold circuit)及A/D变换器等作为输出DS(digit/pulse)供给主控制装置50。作为积分传感器46例如可使用在真空紫外区具有感度并且为了检测来自光源16的脉冲光具有较高响应频率的PIN型光电二极管等。
另外，为了接收在分光镜26其它面(背面)反射的光，在与照明光学***12的光瞳面共轭的位置上配置有由光电变换元件构成的反射量监测器47。在本实施方式中，由晶片W反射的照明光IL(反射光)，经过投影光学***PL、聚光透镜32、反射镜M、以及中继光学***而返到分光镜26，在分光镜26反射的光则在反射量监测器47受光，并将反射量监测器47的检测信号供给主控制装置50。反射量监测器47被用于成为用以算出光学***因吸收照明光所产生的成像特性(各种像差)的变动即照射变动的基础的晶片反射率的测定。
因此，由于可以从积分传感器46的输出信号，来监测经过中间掩模R、并通过投影光学***PL及充满于该投影光学***PL与晶片W间的液体Lq1的照明光IL的光量(设为第1光量)，并从反射量监测器47的检测信号来监测在晶片W反射并再次通过液体Lq1及投影光学***PL的反射光的光量(设为第2光量)，因此可基于该第1光量及第2光量，更正确地监测通过投影光学***PL及液体Lq1的光的全光量。如后所述，在本实施方式中，构成投影光学***PL的最接近像面的光学元件及与其相邻的光学元件间的空间，虽然也充满液体Lq2(参照图5)，但液体Lq2视为构成投影光学***PL的光学元件的一部分，在此仅将液体Lq1与投影光学***PL分别说明。
在前述中间掩模载台RST上，装载中间掩模R并由未图示的真空夹具等来吸附保持。中间掩模载台RST，例如可由线性马达方式的中间掩模载台驱动***48(未图示于图1、参照图7)在水平面(XY平面)内微幅驱动，同时朝扫描方向(在此为图1的纸面左右方向即Y轴方向)以规定行程范围来扫描。中间掩模载台RST的位置，使用载台RST的经镜面加工后的侧面(反射面)，由外部的中间掩模激光干涉仪53(未图示于图1、参照图7)来测量，并将此中间掩模激光干涉仪53的测量值提供给主控制装置50。
在本实施方式中，前述投影单元PU，如图1所示，配置于中间掩模载台RST下方。投影单元PU包含：镜筒140；以及具有以规定位置关系保持于该镜筒140内的多个光学元件的投影光学***PL。另外，在本实施方式中，使用反射折射***(eatadioptric system：反射折射光学***)来作为投影光学***PL。
在本实施方式的曝光装置100中，如后所述为了进行适用浸液法的曝光，随着数值孔径NA实质性地增大使中间掩模侧的开口变大。因此，在仅以透镜构成的折射光学***中，变得难以满足柏兹伐条件，且投影光学***有大型化的倾向。为了避免此种投影光学***的大型化，采用反射折射***来作为投影光学***PL。
在图2中，将投影光学***PL的构成例与中间掩模R(中间掩模载台RST)及晶片W(晶片载台WST)一起表示。此投影光学***PL包含在上述镜筒140内部以规定的位置关系配置的三个成像光学***G1、G2、G3等，整体为缩小光学***(投影倍率例如为1/4倍、1/5倍、或1/8倍)。此处，作为本实施方式的投影光学***PL的各透镜的材料，依照光源为ArF准分子激光这一点，采用石英及/或萤石。
投影光学***PL，具备：形成在中间掩模R上形成的图案的一次像的折射型第1成像光学***G1；使该一次像再成像以形成二次像的反射折射型第2成像光学***G2；以及使该二次像再成像于晶片上以形成最终像的第3成像光学***G3。如图2所示，此投影光学***PL在第1成像光学***G1内部具有第1光瞳PP1、在构成第2成像光学***G2一部分的透镜111附近具有第2光瞳PP2、并在第3成像光学***G3内部具有第3光瞳PP3。第1光瞳PP1、第2光瞳PP2、以及第3光瞳PP3是在光学上彼此共轭的，且这三个光瞳PP1～PP3与照明光学***12的光瞳面上也是在光学上共轭的。因此，在照明光学***12的光瞳面上形成的二次光源像成像于第1光瞳PP1、第2光瞳PP2、第3光瞳PP3的位置。于第3光瞳PP3的位置上，设置有用于规定投影光学***PL的数值孔径(NA)的孔径光阑AS。
在第1成像光学***G1与第2成像光学***G2间的光路中、以及第2成像光学***G2与第3成像光学***G3间的光路中，配置有光路弯曲镜FM。第1成像光学***G1的光轴AX1与第3成像光学***G3的光轴AX3共轴，这些光轴AX1，AX3与第2成像光学***G2的光轴AX2在一点交叉。光路弯曲镜FM所具有的两个反射面的假想顶点(棱线)位于此交叉点。
在此投影光学***PL中，由于构成第2成像光学***G2的一部分的凹面反射镜M1具有正折射力，且对柏兹伐和的贡献与负透镜相同，通过凹面反射镜M1与正透镜的组合可容易地修正柏兹伐和，因此可良好地修正像面弯曲。由此，即使是较大像侧数值孔径NA，也可在整个有效成像区域(实效曝光区域)来良好地修正球面像差或彗形像差(coma)。另外，在第2成像光学***G2中配置有一个以上的负透镜，通过这些负透镜与凹面反射镜M1的协同运作，来补偿在第1成像光学***G1与第3成像光学***G3所产生的色像差。
当使用此种投影光学***PL的反射折射***时，其课题在于如何分离朝凹面反射镜M1前进的光与从凹面反射镜M1反射回来的光。本实施方式的投影光学***PL，如图6所示，具有相对光轴AX(即光轴AX1，AX3)在-Y侧仅偏心距离A的实效曝光区域(有效成像区域)IA，并于光路中形成两个中间像(前述的一次像及二次像)。另外，在两个中间像附近配置光路分离用的平面反射镜、即光路弯曲镜FM的两个反射面，由此可容易地分离朝凹面反射镜M1前进的光与从凹面反射镜M1反射回来的光。通过这种构成，可将曝光区域(即有效曝光区域)IA的离开光轴AX的距离A即偏轴量设定为较小。这不仅有利于像差修正，也有利于投影光学***PL的小型化、光学调整、机械设计、制造成本等。另外，通过使两个中间像形成于较光路弯曲镜FM更靠凹面反射镜M1侧，可将偏轴量设定成更小。
另外，在中间掩模R上，与上述实效曝光区域IA的偏心对应，在从光轴AX朝-Y方向仅离开对应于偏轴量A的规定距离的位置上，形成具有对应于实效曝光区域IA的大小及形状的矩形照明区域(即实效照明光区域)IAR(参照图2)。
投影光学***PL的多个光学元件中，除终端光学元件191外，配置于最接近晶片位置的边界透镜192(以下适宜地记述为“光学元件192”)，在中间掩模侧具有凸面。换言之，边界透镜192的中间掩模侧的面具有正折射性。另外，在边界透镜192与晶片W间的光路中，配置有由平行平面板构成的终端光学元件191。进而，边界透镜192与终端光学元件191间的光路及终端光学元件191与晶片W间的光路，充满具有折射率大于1.1的液体。在本实施方式中，任一光路均充满对于ArF准分子激光即波长193nm的照明光IL的折射率为1.44的纯水。纯水不仅可使ArF准分子激光透射，也可使例如水银灯射出的紫外区的亮线(g线，h线，i线)及KrF准分子激光(波长248nm)等的远紫外光(DUV线)透射。
在本实施方式中，投影光学***PL的多个透镜中的特定的多个透镜，例如包含于第1成像光学***G1的多个透镜中的例如包含最接近中间掩模R的透镜90的多片(例如五片)透镜(以下也称之为“可动透镜”)，基于来自主控制装置50的指令，被图1所示的成像特性修正控制器52所驱动，由此可调整包含投影光学***PL的光学特性(包含成像特性)，例如倍率、畸变、彗形像差、及像面弯曲等的旋转对称的成像特性、以及在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的光学特性例如像面倾斜等。此处，所谓“旋转对称”与一般所指的“旋转对称”不同，即与“即使使一个图形等以一定角度绕固定轴(对称轴)旋转也不变性质”不同，而是意味着“即使使一个图形等以0°～360°的任何角度绕固定轴(对称轴)旋转也不变性质”，除此之外的情况都为非旋转对称。在本说明书中，以此种意义来使用旋转对称与非旋转对称的用语。
从图2可清楚得知，在本实施方式的投影光学***PL中，虽然在最接近中间掩模R的透镜90或终端光学元件191等中，因照明光IL通过离开光轴AX的区域而产生在前述背景技术中所说明的非旋转对称的温度分布，因而于包含投影光学***PL(包含液体Lq2)及液体Lq1的光学***(以下称为光学***PLL)产生非旋转对称的成像特性(像差)，但此非旋转对称的像差在由成像特性修正控制器52进行的包含透镜90的可动透镜的驱动中实质上无法进行修正。
在本实施方式中，由于使用平行平面板来作为终端光学元件191，且于其上下两面接触液体Lq2，Lq1，因此可以认为起因于终端光学元件191面内温度分布不均一性所产生的光学***PLL的非旋转对称像差为几乎可忽视的程度。
因此，本实施方式中，为了修正该光学***PLL的非旋转对称像差，在图1中，将与照明光IL不同波长的像差修正用光(以下称为非曝光光)NL(图1中代表性地显示非曝光光NLk、NLn)照射于投影光学***PL的最接近中间掩模的透镜90。以下说明关于用于将该非曝光光NL照射于透镜90的非曝光光照射机构91。
在本实施方式中，作为非曝光光NL使用几乎不使涂布于晶片W的抗蚀剂感光的波长区域的光。因此，非曝光光NL，作为一个例子使用从二氧化碳激光(CO2激光)脉冲发光的例如波长为10.6μm的红外光。此外，也可使用连续光作为二氧化碳(CO2)激光。此波长10.6μm的红外光，由于石英的吸收性较高，而由投影光学***PL中的一片透镜来大致完全吸收(较理想为90％以上)，因此对其他透镜不会有影响，且具有容易使用于控制像差的优点。另外，照射于本实施方式的透镜90的非曝光光NL，设定为90％以上被吸收，因此可有效率地加热透镜90的所希望部分。此外，作为非曝光光NL，除二氧化碳激光外，也可使用从YAG激光等固态激光所射出的波长为1μm左右的近红外光、或从半导体激光所射出的波长为数μm左右的红外光。即，产生非曝光光NL的光源，可以依照非曝光光NL所照射的光学构件(透镜等)的材料等来采用最适当的光源。另外，在图2等中，透镜90虽描绘为凸透镜，但也可是凹透镜。
如图1及图2所示，从非曝光光照射机构91的光源***92射出的非曝光光NL，通过反射镜光学***93，分别对应分支成朝向透镜90的多(此处为n个(n为8以上的整数))个光路及朝向光电传感器94(未图示于图1，参照图2)的一个光路。与光电传感器94所检测出的非曝光光NL的光量对应的检测信号被反馈至光源***92。另外，该n个光路内的两个光路的非曝光光NL，通过配置成在X轴方向夹着投影光学***PL的两个照射机构95k及95n来照射透镜90以作为各非曝光光NLk及NLn。
图3表示非曝光光照射机构91的详细构成例。在此图3中，光源***92包含光源92A及控制部92B。另外，从光源92A射出的非曝光光NL，经过可动反射镜、例如电流镜961、962、...96k、...96n-1、96n而射入到光电传感器94，并将光电传感器94的检测信号提供给控制部92B，该可动反射镜可高速切换到使各非曝光光NL的光路弯折90度的状态(关闭状态)或使各非曝光光NL的光路直接通过的状态(开启状态)。电流镜961～96n对应于图1的反射镜光学***93，控制部92B依照来自主控制装置50的控制信息，来个别地控制光源92A的发光定时、输出、以及电流镜961～96n的开闭。
另外，分别以n个电流镜961～96n将光路弯折后的各非曝光光NL，分别路由光纤束1031～103n(或也可使用金属管等)导至照射机构951～95n。
此处，在图3中，虽然电流镜、光纤束、以及照射机构均图示为八个，但实际上其存在n个(n≥8)。此n个照射机构951～95n内的照射机构95k及95n，具备聚光透镜97、具有较小规定的反射率的分光镜98、由光纤束或中继透镜***等构成的导光器99、聚光透镜101、以及将聚光透镜97及导光器99固定于分光镜98的保持框102。
此外，也可取代聚光透镜97，使用具有发散作用的透镜来扩大非曝光光NL。非曝光光NL从照射机构95k及95n分别作为非曝光光NLk及NLn照射于投影光学***PL内的透镜90。其它照射机构951、952、...、95k-1、95k+1、...95n-1，其构成与照射机构95k及95n相同，非曝光光NL从照射机构951、952、...95k-1、95k+1、...95n-1分别作为非曝光光NL1、NL2、...、NLk-1、NLk+1、...NLn-1照射于投影光学***PL内的透镜90。
此外，非曝光光NL1～NLn所照射的光学构件、以及在该光学构件上的非曝光光NL1～NLn的照射区域的形状及尺寸，通过实验或模拟以尽可能降低非旋转对称像差的方式来决定。另外，非曝光光NL1～NLn所照射的光学构件、以及该光学构件上的非曝光光NL1～NLn的照射区域的形状及尺寸，依照应降低的像差来决定。例如在图3中，使照射机构951～95n内的光学构件的位置成为可动，由此可改变非曝光光NL1～NLn的照射区域的形状或尺寸。另外，也可使照射机构95k～95n本身、或照射机构951～95n内部的光学构件成为可动，以构成为可调整非曝光光NL1～NLn的照射区域的位置。
另外，在照射机构951～95n设有光电传感器1041～104n，用来分别接受在各分光镜98反射的一部分非曝光光，且n个光电传感器1041～104n的检测信号也提供给控制部92B。控制部92B，可通过光电传感器1041～104n的检测信号来正确地监测从照射机构95k～95n向投影光学***PL内的透镜90照射的前一刻的非曝光光NL1～NLn的光量，并基于此监测结果使各非曝光光NL1～NLn的照射量，成为例如由主控制装置50所指示的值。通过在投影光学***PL之前，利用光电传感器1041～104n测量非曝光光NL的照射量，即使光纤束1031～103n有各种不同长度(光路长)，进而可不受光学***等随时间变化的影响，正确地监测照射于透镜90的非曝光光NL1～NLn的照射量。
此外，当基于光电传感器1041～104n的监测结果来控制非曝光光NL1～NLn的照射量时，各光电传感器1041～104n最好是经过校正。例如，可校正各光电传感器1041～104n以便测量当将非曝光光NL1～NLn照射于透镜90时透镜90的温度分布，使该温度分布成为所希望的状态。或者，也可校正各光电传感器1041～104n以便测量当将非曝光光NL1～NLn照射于透镜90时的成像特性(像差)的状态，使该成像特性(像差)成为所希望的状态。另外，当进行光电传感器的校正时，也可将所有非曝光光NL1～NLn照射于透镜90，也可配合非曝光光NL1～NLn的使用条件将其一部分(例如非曝光光NLk与NLn)照射于透镜90。
照射机构95k及95n，以朝向透镜90略倾斜于斜下方的方式，分别配置于设在镜筒140上端部附近的开口内。另外，照射机构95k及95n所射出的非曝光光NLk及NLn，从倾斜交叉于照明光IL光路的方向射入透镜90。图3的其它照射机构951、952、...、95k-1、95k+1、...95n-1也同样地，在镜筒140的开口以相同倾斜角来配置，来自它们的非曝光光NL1、NL2、...、NLk-1、NLk+1、...NLn-1，也从倾斜交叉于照明光IL的光路的方向射入透镜90。
由于各非曝光光NL1～NLn可以以与照明光IL的光路交叉的方式照射向照明光IL的光轴，因此可不经由投影光学***PL的其它光学构件，有效率地照射投影光学***PL的一部分光学构件(透镜90)。进而，由于非曝光光NL1～NLn在透镜90上的光路变长，非曝光光NL1～NLn于透镜90内几乎全被吸收，因此非曝光光NL几乎不会射入到投影光学***PL的其它光学构件，非曝光光NL1～NLn几乎不会从投影光学***PL射出。
另外，由于将非曝光光NL部分地照射于投影光学***PL的一部分光学构件(透镜90)的光学面、即照明光IL能射入(或射出)的区域，因此可更有效果且以短时间来调整透镜90的温度分布，还有投影光学***PL的成像特性。
此外，也可将照射机构95k及95n(其它照射机构951、952、...、95k-1、95k+1、...95n-1也一样)以朝向透镜90略倾斜于斜上方的方式，分别配置在设置于镜筒140的开口内，并以非曝光光NLk及NLn来照明透镜90的底面(下面/射出面)一侧。此时，可更加减低非曝光光NL1～NLn从投影单元PU的晶片侧漏出的量。
在本实施方式中，非曝光光照射机构91包含：光源92A、控制部92B、电流镜961～96n、光纤束1031～103n、照射机构951～95n、以及光电传感器1041～104n等所构成。另外，当仅将两个非曝光光NLk及NLn照射于透镜90时，可从完全开启电流镜961～96n的状态(使非曝光光NL通过的状态)，交互反复进行在规定时间关闭电流镜96k的动作(反射非曝光光NL的状态)、以及在规定时间关闭电流镜96n的动作。通过以对像差无影响的非常短暂时间(例如1msec)来切换电流镜，可排除对像差的影响。另外，本实施方式的非曝光光NL为脉冲光，因此也可以规定脉冲数为单位来进行电流镜961～96n的开闭动作。同样地，当将其它非曝光光照射于透镜90时，则也可交互反复进行使对应的电流镜以规定时间关闭的动作及开启的动作。通过以此种方式来使用电流镜961～96n，可在几乎无非曝光光NL的光量损失的状态下，以所希望的光量有效率地照射透镜90的透镜面的多个位置。
另外，非曝光光NL所照射的区域数目或位置(照射机构的数目或位置)，根据在投影光学***PL内的照明光IL的光量分布、以非曝光光NL所调整的像差的种类、以及该像差的容许值等来决定。
另外，在本实施方式中，代替使用电流镜961～96n，也可例如组合固定的反射镜与分光镜使非曝光光NL分支成多个光束，并使用快门来开闭这些光束。在这种构成中，可同时用非曝光光NL来照射多处。另外，当使用例如二氧化碳激光或半导体激光作为光源时，也可仅对于透镜90所需的照射区域的数目(在图3为八个)来准备该光源，通过这些光源的发光的ON/OFF或快门，来直接控制照射非曝光光NL的透镜90上的照射区域的个数、及在各照射区域上的照射量等。
另外，例如于偶极照明(二极照明)之外的变形照明条件下，在投影光学***PL的光瞳面中，照明光IL通过偏离光轴AX的区域，由此在投影光学***PL的第1光瞳PP1、第2光瞳PP2、以及第3光瞳PP3上产生非旋转对称的温度分布。此非旋转对称的温度分布会引起投影光学***PL(光学***PPL)的非旋转对称像差(变动)。
有鉴于此点，在本实施方式的曝光装置100中，如图2所示，设有将与照明光IL不同波长区域的像差修正用光(以下称为非曝光光)照射于位在第2光瞳PP2附近的透镜111的非曝光光照射机构91A。作为以此非曝光光照射机构91A所照射的非曝光光，使用几乎不使涂布于晶片W的抗蚀剂感光的波长的光，作为一个例子，使用从前述二氧化碳激光(CO2激光)脉冲发光的例如波长为10.6μm的红外光。以下，将从此非曝光光照射机构91A照射的非曝光光记述为非曝光光NE。
此外，作为非曝光光NE，除二氧化碳激光外，还可使用YAG激光等固态激光所射出的波长1μm左右的近红外光、或从半导体激光射出的波长为数μm左右的红外光。即，产生非曝光光NE的光源，可依照非曝光光NE所照射的光学构件(透镜等)的材料等来采用最适当的光源。
非曝光光照射机构91A，与上述非曝光光照射机构91同样地具备光源***92’、反射镜光学***93A、光电传感器94、以及多个(此处为八个)照射机构95A1～95A8(参照图4)等。光源***92’，与前述光源***92同样地包含光源及控制部。另外，反射镜光学***93A，与上述反射镜光学***93同样地，由可分别高速切换使各非曝光光NE的光路弯折90度的状态(关闭状态)、及使非曝光光NL直接通过的状态(开启状态)的多个(此处为八个)可动反射镜例如电流镜所构成。
以八个电流镜依序使光路弯折的非曝光光NE，分别经由光纤束(未图示)，导至图4所示的表示沿图2中B-B线的投影单元PU的截面的照射机构95A1～95An(95A8)。照射机构95A1～95A8，与前述照射机构95相同构成，可分别调整非曝光光NE1～NE8的照射区域的位置、大小、以及形状。照射机构95A1～95A8的射出端，如图4所示，以与透镜111(位于第2光瞳PP2附近、且构成第2成像光学***G2一部分的透镜)侧面对置的状态安装于镜筒140。因此，照射机构95A1～95A8的构成为可对透镜111的侧面分别照射非曝光光NE1～NE8。此外，在本实施方式中，由于非曝光光(NE1～NE8)照射于透镜111的侧面，因此非曝光光(NE1～NE8)的照射区域为沿透镜111的周围方向的长椭圆形。
通过构成前述光源***92’的一部分的控制部，依照来自主控制装置50的控制信息，来控制光源发光的定时、输出、以及电流镜的开闭。
另外，设有分别接收在构成照射机构95A1～95An的一部分的各分光镜所反射的一部分非曝光光NE的光电传感器104A1～104A8，八个光电传感器104A1～104A8的检测信号也提供给构成光源***92’的一部分的控制部。该控制部，可通过光电传感器104A1～104A8的检测信号，正确地监测从照射机构95A1～95A8照射到投影光学***PL内的透镜111前一刻的非曝光光NE1～NE8的光量，并基于此监测结果，来使各非曝光光NE1～NE8的照射量成为例如由主控制装置50所指示的值。
此外，当基于光电传感器104A1～104A8的监测结果来控制非曝光光NE1～NE8的照射量时，与前述同样地，各光电传感器104A1～104A8最好经过校正。另外，在本实施方式中，非曝光光照射机构91A的照射机构(95A1～95A8)的数目不限于八个，照射机构的数目越多，则可以更高精度来控制透镜111的温度(温度分布)。
另外，与前述非曝光光照射机构91的情况一样，从照射机构(95A1～95A8)照射到透镜111的非曝光光(NE1～NE8)的数目、位置、形状、大小、以及照射量，根据在透镜111中照明光IL的光量分布、由非曝光光(NE1～NE8)照射调整的像差的种类、以及该像差的容许值等来决定。
返回到图1，前述晶片载台WST，在投影光学***PL下方配置于未图示的底座上方，借助包含线性马达等的晶片载台驱动***56在XY面内(包含绕Z轴旋转(θz旋转))自由移动。另外，晶片载台WST，借助晶片载台驱动***56一部分即致动器，向Z轴方向及相对于XY平面的倾斜方向(绕X轴的旋转方向(θx方向)及绕Y轴的旋转方向(θy方向))微幅移动。此外，晶片载台驱动***56除了Z轴方向及相对于XY平面的倾斜方向以外，也可具备使晶片载台WST在XY面内进行微幅移动的致动器。
晶片载台WST于XY面内的位置、以及旋转(偏摇(绕Z轴旋转的θz旋转)、纵摇(绕X轴旋转的θx旋转)、横摇(绕Y轴旋转的θy旋转)，使用设于晶片载台WST的反射面，通过晶片激光干涉仪54来随时检测。
晶片载台WST的位置信息(或速度信息)提供给主控制装置50。主控制装置50根据晶片载台WST的上述位置信息(或速度信息)，经由晶片载台驱动***56来控制晶片载台WST。
在晶片载台WST上的规定位置上设置具有多个基准标记的基准构件(未图示)。另外，在晶片载台WST上的晶片W附近，设有例如公开于日本特开昭57-117238号公报及对应于此的美国专利第4,465,368号说明书等的照度不均传感器21P。照度不均传感器21P的受光面，设定为与晶片W的表面相同高度，并形成有针孔状的受光部(未图示)。进而，在晶片载台WST上，形成有比曝光区域IA宽的受光部(未图示)的例如日本特开平11-16816号公报及对应于此的美国专利申请公开第2002/0061469号说明书等所公开的照射量监测器58以其受光面大致位于与晶片W表面同一面的状态来设置。可通过照射量监测器58及照度不均传感器21P，在投影光学***PL的像面或其附近的面上接收通过投影光学***PL的照明光IL。
作为照射量监测器58及照度不均传感器21P，可以使用对与照明光IL相同的波长(例如波长300nm～100nm左右)具有感度，且为了检测出照明光IL具有较高响应频率的光电二极管或光倍增器等的光电转换元件。照射量监测器58及照度不均传感器21P的检测信号(光电转换信号)，经由未图示的保持电路及模拟/数字(A/D)转换器等提供给主控制装置50。在本国际专利申请指定的指定国(或选择后的选择国)的国内法令所允许的范围内，援用上述公报及对应的美国专利中的公开作为本说明书记载的一部分。
前述浸液机构，具备：第1液体供应单元68、第2液体供应单元72、第1液体回收单元69、第2液体回收单元73及喷嘴构件70、以及连接于这些各部的配管***等。
前述喷嘴构件70，是在晶片W(晶片载台WST)的上方，以包围镜筒140下端部周围的方式所设置的环状构件。此喷嘴构件70，经由未图示的支撑构件被支撑于经由防振装置(未图标)来保持投影单元PU的未图示主柱架上。
前述第1液体供应单元68，经由供应管66连接于喷嘴构件70。此第1液体供应单元68，经由供应管66将液体Lq1提供给位于投影光学***PL的最接近像面的终端光学元件191(参照图5)与晶片W(晶片载台WST)之间的第1空间K1。此第1液体供应单元68系包含：收容液体Lq1的容器、调整所供应的液体Lq1的温度的温度调整装置、去除液体Lq1中的异物的过滤装置、加压泵、以及控制所供应的液体Lq1的流量的流量控制阀等。此第1液体供应单元68由主控制装置50来控制，当在晶片W上形成浸液区域AR(参照图5)时，将液体Lq1提供给晶片W上。此外，也可不将容器、温度调整装置、过滤装置、加压泵的全部设置于曝光装置100的第1液体供应单元68，而将其中的至少一部分以设置曝光装置100的工厂等的设备来代用。
前述第1液体回收单元69，经由回收管67连接于喷嘴构件70。此第1液体回收单元69，用于回收提供给上述第1空间K1的液体Lq1。此第1液体回收单元69包含：例如真空泵等的真空***(吸引装置)、分离所回收的液体Lq1与气体的气液分离器、***回收的液体Lq1的容器、以及用于控制所回收的液体的流量的流量控制阀等。此外，也可不将真空***、气液分离器、槽、流量控制阀的全部设置于曝光装置100，而将其中的至少一部分以配置曝光装置100的工厂的设备来代用。第1液体回收单元69，由主控制装置50来控制，为了在晶片W上形成浸液区域AR，将由第1液体供应单元68所提供的晶片W上的液体Lq1回收规定量。
前述第2液体供应单元72，经由供应管74在喷嘴构件70的稍上方位置连接于镜筒140的+Y侧的侧面。此第2液体供应单元72，将液体Lq2提供给形成于投影光学***PL的终端光学元件191的上面侧的第2空间K2(参照图5)。此第2液体供应单元72具备：收容液体Lq2的容器、调整所供应的液体Lq2的温度的温度调整装置、去除液体Lq2中的异物的过滤装置、以及加压泵等。此外，也可不将容器、温度调整装置、过滤装置、加压泵的全部设置于曝光装置100的第2液体供应单元72，而将其中的至少一部分以设置曝光装置100的工厂等的设备来代用。
前述第2液体回收单元73，经由回收管75在喷嘴构件70的稍上方位置连接于镜筒140的-Y侧的侧面。此第2液体回收单元73，将提供给上述第2空间K2的液体Lq2回收。此第2液体回收单元具备：例如真空泵等的真空***(吸引装置)、分离所回收的液体Lq2与气体的气液分离器、***回收的液体Lq2的容器等。此外，也可不将真空***、气液分离器、容器的全部设置于曝光装置100，而将其中至少一部分以配置曝光装置100的工厂的设备来代用。
在图5中表示投影光学***PL的像面侧端部及喷嘴构件70附近的剖面图。在图6中表示从下观看喷嘴构件70的图。此处，根据这些图5及图6来说明关于喷嘴构件70附近的构成等。
在图5及图6中，终端光学元件191及配置于其上方的边界透镜192被镜筒140所支撑。终端光学元件191是平行平面板，该终端光学元件191的下面191a与镜筒140的下面140a大致为同一面。被镜筒140所支撑的终端光学元件191的上面191b及下面191a与XY平面大致平行。另外，终端光学元件(平行平面板)191被支撑成大致水平，而无折射力。另外，镜筒140与终端光学元件191的间隙被密封着。即，终端光学元件191的下侧的第1空间K1与终端光学元件191的上侧的第2空间K2为相互独立的空间，第1空间K1与第2空间K2之间的液体流通被阻断。如上所述，第1空间K1是终端光学元件191与晶片W(或晶片载台WST)之间的空间，以该第1空间K1的液体Lq1形成浸液区域AR。另一方面，第2空间K2是镜筒140的内部空间的一部分，为终端光学元件191的上面191b与配置于其上方的边界透镜192的下面192a之间的空间。
此外，终端光学元件191可容易地安装/拆卸于镜筒140。即，采用可交换终端光学元件191的构成。
喷嘴构件70，如图5所示，在与投影单元PU对向配置的晶片W(晶片载台WST)上方，设置成包围镜筒140下端部。此喷嘴构件70，在其中央部具有可经由规定间隙配置投影单元PU(镜筒140)的下端部的孔部70h。在本实施方式中，投影光学***PL的投影区域、即实效曝光区域IA，如图6所示，设定成以X轴方向(非扫描方向)为长边方向的矩形形状。
在与晶片W对置的喷嘴构件70的下面70a上，在其中央部形成有以X轴方向为长边方向的凹部78。在此凹部78的内部底面78a的中央部形成有前述孔部70h的开口端。凹部78的内部底面78a与XY平面大致平行，作为与支撑于晶片载台WST的晶片W对置的腔面。另外，凹部78的侧壁内面78b，被设置成相对XY平面呈大致正交。
在形成于喷嘴构件70的下面70a的凹部78的侧壁内面78b，夹着投影光学***PL的终端光学元件191(曝光区域IA)于Y轴方向的一侧及另一侧分别形成有第1供应口80a、80b。第1供应口80a、80b分别连接于形成于喷嘴构件70内部的第1供应流路82的一端部。此第1供应流路82，其另一端部连接于前述供应管66的一端，与连接于该供应管66一侧的相反侧的端部，从中途起分支成多个(两个)，各分支端分别连接于多个(两个)第1供应口80a、80b。
第1液体供应单元68的液体供应动作由主控制装置50来控制。为了形成浸液区域AR，主控制装置50从第1液体供应单元68送出液体Lq1。从第1液体供应单元68送出的液体Lq1，流过供应管66后流入形成于喷嘴构件70内部的第1供应流路82的一端部。接着，流入到第1供应流路82的一端部的液体Lq1，从形成于喷嘴构件70的多个(两个)第1供应口80a、80b，提供给终端光学元件191与晶片W(晶片载台WST)之间的第1空间K1。此外，在本实施方式中，从第1供应口80a，80b供给的液体Lq1，虽与晶片W表面大致平行喷出，但也可以以向下供给液体Lq1的方式来形成第1供应口。
另外，也可将第1供应口设于终端光学元件191的X轴方向的两侧，或第1供应口也可为一处。
于喷嘴构件70的下面70a中，以投影光学***PL的投影区域IA为基准于凹部78外侧设有第1回收口81。此第1回收口81，在与晶片W对置的喷嘴构件70的下面70a中，相对投影光学***PL的投影区域IA设置于第1供应口80a、80b的外侧，并以包围投影区域IA及第1供应口80a、80b的方式形成为环状。另外，在第1回收口81设置有多孔体81P。
前述回收管67的一个端部，如图5所示，连接于形成在喷嘴构件70内部并构成第1回收流路83的一部分的歧管流路83M的一个端部。另一方面，歧管流路83M的另一个端部连接于构成连接在第1回收口81的第1回收流路83的一部分的环状流路83K的一部分。
第1液体回收单元69的液体回收动作由主控制装置50来控制。主控制装置50为了回收液体Lq1驱动第1液体回收单元69。通过第1液体回收单元69的驱动，晶片W上的液体Lq1经由设于喷嘴构件70的下面70a的第1回收口81流过流路83。其后，经由回收管67吸引回收至第1液体回收单元69。
在镜筒140的侧壁内面104c设有第2供应口86。第2供应口86，形成于第2空间K2的附近位置，相对于投影光学***PL的光轴AX设置于+Y侧。此第2供应口86，连接于形成在镜筒140侧壁内部的第2供应流路84的一端，在第2供应流路84的另一端则连接有前述供应管74的一端。
另外，在与镜筒140的侧壁内面104c的第2供应口86大致呈对置的位置设有第2回收口87。第2回收口87形成于第2空间K2的附近位置，相对于投影光学***PL的光轴AX设置于-Y侧。此第2回收口87连接于形成在镜筒140侧壁的第2回收流路85的一端，在第2回收流路85的另一端部则连接有前述回收管75的一端。
第2液体供应单元72的液体供应动作由主控制装置50来控制。当主控制装置50从第2液体供应单元72送出液体Lq2后，该送出的液体Lq2在流过供应管74后，流入到形成于镜筒140内部的第2供应流路84的一个端部。另外，流入到第2供应流路84的一个端部的液体Lq2，从形成于镜筒140的侧壁内面140c的第2供应口86，供给到边界透镜(光学元件)192与终端光学元件191之间的第2空间K2。此时，从第2供应口86与终端光学元件191的上面191b大致平行地、即与XY平面大致平行地(横向方地)喷出液体Lq2。
第2液体回收单元73的液体回收动作由主控制装置50来控制。主控制装置50为了回收液体Lq2，驱动第2液体回收单元73。通过第2液体回收单元73的驱动，第2空间K2的液体Lq2经由第2回收口87流入到第2回收流路85，其后，经由回收管75吸引回收到第2液体回收单元73。
另外，在本实施方式中，虽然在镜筒140的侧壁内部分别形成有流路84、85，但也可在镜筒140的一部分上预先设置贯通孔，并使作为流路的配管通过该处。另外，在本实施方式中，供应管74及回收管75与喷嘴构件70分开设置，但也可在喷嘴构件70的内部设置供应路及回收路来代替供应管74及回收管75，并分别与镜筒140内部所形成的流路84、85连接。此外，浸液机构(喷嘴构件70、液体供应单元68、72、液体回收单元69、73等)的构造及配置，并不限于上述情形，只要能以液体填满包含照明光IL的光路的规定空间，可适用各种形态的浸液机构。
充满于第2空间K2的液体Lq2，接触边界透镜192的下面192a及终端光学元件191的上面191b，第1空间K1的液体Lq1则接触终端光学元件191的下面191a。在本实施方式中，至少光学元件191、192由石英形成。由于石英与液体Lq1、Lq2即纯水的亲和性较高，因此可使液体Lq1、Lq2密接于液体接触面即边界透镜192的下面192a、终端光学元件191的上面191b及下面191a的大致全面。因此，使液体Lq2，Lq1密接于光学元件192、191的液体接触面192a、191b及191a，而能使液体Lq2、Lq1确实地填满光学元件192与终端光学元件191间的光路、及终端光学元件191与晶片W间的光路。
此外，光学元件192、191的至少一方，也可是与水的亲和性较高的萤石。另外，也可例如以萤石来形成其余的光学元件、以石英来形成光学元件192、191，也可以石英(或萤石)来形成所有的光学元件。
也，也可对光学元件192，191的液体接触面192a、191b、191a实施亲水化(亲液化)处理，来进一步提高与液体Lq2、Lq1的亲和性。
另外，在本实施方式中，镜筒140的侧壁内面104c及边界透镜192的侧面192b分别经疏液化处理而具有疏液性。通过使镜筒140的侧壁内面104c、及边界透镜192的侧面192b分别具有疏液性，而可防止第2空间K2的液体Lq2渗入到侧壁内面104c与侧面192b之间所形成的间隙。
作为上述疏液化处理，可例举：涂布聚四氟乙烯等的氟系树脂材料、丙烯系树脂材料、以及硅系树脂材料等疏液性材料，或贴上由前述疏液性材料构成的薄膜等的处理。
另外，也可对镜筒140的侧壁外面104b、及喷嘴构件70的孔部70h的侧壁内面70k分别实施疏液处理。通过使侧壁外面104b及侧壁内面70k具备疏液性，可防止第1空间K1的液体Lq1渗入到侧壁外面104b与侧壁内面70k之间所形成的间隙。
在图1中，控制***包含主控制装置50，主控制装置50包含由CPU(中央处理单元)、ROM(read only memory：只读存储器)、RAM(random access memory：随机存取内存)等来组成的所谓的微机(或小型计算机)而构成，可统一控制整个装置。
其次，说明关于本实施方式的曝光装置100在曝光时的动作。
当进行对晶片W的曝光时，主控制装置50控制第2液体供应单元72，将液体Lq2提供给第2空间K2。此时，主控制装置50一边将第2液体供应单元72的单位时间的液体Lq2的供应量及第2液体回收单元73的单位时间的液体Lq2的回收量控制成最佳的量，一边进行第2液体供应单元72及第2液体回收单元73的液体Lq2的供应及回收，以液体Lq2来充满第2空间K2中、至少照明光IL的光路上。
另外，在装载位置(晶片交换位置)上将晶片W装载于晶片载台WST后，主控制装置50将保持晶片W的晶片载台WST移动至投影光学***PL之下即曝光位置。于是，在使晶片载台WST与投影光学***PL的终端光学元件191对置的状态下，主控制装置50一边将第1液体供应单元68每单位时间的液体Lq1供应量及第1液体回收单元69的单位时间的液体Lq1的回收量控制成最佳的量，一边进行第1液体供应单元68及第1液体回收单元69的液体Lq1的供应及回收，在第1空间K1中、至少照明光IL的光路上形成液体Lq1的浸液区域AR，以液体Lq1填满该照明光IL的光路。
此处，主控制装置50，在进行晶片W的曝光处理前，进行设于晶片载台WST上的基准构件上的标记测量、使用了上述照度不均传感器21P或照射量监测器58等的各种测量动作(至少包含用于测定前述照射量的事前准备、及用于测定晶片反射率的事前准备)，并根据其测量结果进行晶片W的对准处理、或投影光学***PL的成像特性调整等的校准处理。例如当使用了照度不均传感器21P或照射量监测器58等进行测量动作时，主控制装置50通过使晶片载台WST向XY方向移动，来使晶片载台WST相对液体Lq1的浸液区域AR移动，在这些传感器的受光面上形成液体Lq1的浸液区域AR，在该状态下进行经由液体Lq1的测量动作。
在进行上述对准处理及校准处理后，主控制装置50在由第1液体供应单元68进行对晶片W上的液体Lq1的供应的同时，一边由第1液体回收单元69进行晶片W上的液体Lq1的回收，一边沿Y轴方向(扫描方向)移动支撑晶片W的晶片载台WST，同时使中间掩模R的图案像经由投影光学***PL(包含液体Lq2)及第1空间K1的液体Lq1(即浸液区域AR的液体)投影于表面涂有抗蚀剂的晶片W上。此处，由第2液体供应单元72进行的液体的供应动作及由第2液体回收单元73进行的对液体的回收动作，最迟于曝光要开始时刻由主控制装置50予以停止，而成为液体Lq2填满于第2空间K2中、至少照明光IL的光路上的状态。
本实施方式的曝光装置100，一边使中间掩模R与晶片W移动于Y轴方向(扫描方向)，一边使中间掩模R的图案像投影于晶片W，在扫描曝光中经由投影光学***PL(包含液体Lq2)及第1空间的液体Lq1，将中间掩模R的一部分图案像投影于投影区域IA内，中间掩模R相对照明区域IAR朝-Y方向(或+Y方向)以速度V移动，与此同步，晶片W相对投影区域IA朝+Y方向(或-Y方向)以速度β·V(β为投影倍率)移动。在晶片W上设定有多个照射区域，当对一个照射区域的曝光结束后，通过晶片W的步进移动，移动到下一个照射区域扫描开始位置，以下，以步进扫描方式，一边移动晶片W一边顺序地进行对各照射区域的扫描曝光处理。
在本实施方式中，通过主控制装置50每隔时间Δt来执行起因于前述投影光学***PL(包含液体Lq2)的照明光吸收的、光学***PLL的成像特性(各项像差(包含聚焦))的照射变动的推定运算，并根据该成像特性的推定运算结果来控制曝光动作。
例如，在主控制装置50每隔例如时间Δt进行上述的推定运算，进行聚焦、像面弯曲、倍率、畸变、彗形像差、以及球面像差的照射变动的推定运算，并根据此推定运算结果，通过与例如公开于日本特开平11-258498号公报等的方法相同的方法，来求出用于修正该成像特性变化的各可动透镜的驱动量，通过根据此驱动量来驱动各可动透镜，来逐次修正光学***的像面弯曲、倍率、畸变、彗形像差、以及球面像差中的至少一项成像特性的照射变动。
另外，在主控制装置50中，在每次经由成像特性修正控制器52来修正除聚焦外的成像特性的照射变动时，执行晶片W的自动聚焦控制，该自动聚焦控制，例如进行如公开于上述日本特开平11-258498号公报等的运算来算出光学***本身的聚焦变化，将晶片载台WST驱动于Z轴方向以使聚焦误差几乎变成零。
但是，本实施方式的曝光装置100，由于使用如图2所示的反射折射***作为投影光学***PL，因此通过曝光时照明光IL的照射，在投影光学***PL的位于最接近中间掩模的透镜90产生与图16A相同的温度分布。因此，在本实施方式的曝光装置100中，因该温度分布而在投影光学***PL(光学***PLL)中不产生前述非旋转对称的成像特性，根据来自主控制装置50的指示，使非曝光光照射机构91的光源***92内部的控制部92B，控制来自照射机构951～95n的对透镜90的非曝光光NL1～NLn的照射位置及照射光量，以便产生容易修正的成像特性(像差)(或即使产生与上述相同的非旋转对称的成像特性也能立即转换成容易修正的成像特性)。控制部92B，作为一个例子，如图8(A)所示，以第1光强度将非曝光光NL1、NL3、NL4、NLk-1、NLk、NLk+1、NL1、NLm、NLn-1及NLn照射于透镜90外周部附近，同时以第2强度(＜第1强度)将非曝光光NL2、NL5照射于透镜90外周部附近的非曝光光NL3、NL4的两侧，进而，以第2强度将非曝光光NL6、NL7、NL8、NL9以及NL10照射于NLk-1、NLk、NLk+1、NL1、NLm、NLn-1、NLn以及NL1的内侧。此结果，在投影光学***PL(进而在光学***PLL)中，产生以例如图8(B)所示的光轴为中心的旋转对称像差(变动)。
接着，主控制装置50经由成像特性修正控制器52，将应该修正产生于投影光学***PL、进而光学***PLL中的旋转对称像差(变动)的，包含透镜90的五个可动透镜的至少一个驱动于光轴AX1方向。据此，在光学***PLL所产生的旋转对称像差(变动)，以与前述照射变动成分的修正的情况一样的方式来修正。此修正当然可在曝光中来进行，也可在非曝光时进行。
或者，非曝光光照射机构91的光源***92内部的控制部92B，依照来自主控制装置50的指示，例如图9(A)所示，以第1强度将非曝光光NL1、NL2、NL3、NL4、NL5、NLk-1照射于透镜90外周部附近的照明光IL的照射区域IA’的-X侧、-Y侧及+X侧，以第2强度(＜第1强度)将非曝光光NL6、NL11、NL10照射于照明光IL的照射区域IA’的+Y侧，以第3强度(＜第2强度)将非曝光光NLk、NL7、NL8、NL9、NLn、NL10照射于非曝光光NLk-1、NL6、NL11、NL10、NL1的+Y侧区域，进一步以第4强度(＜第3强度)将非曝光光NLk+1、NL1、NLm、NLn-1照射于非曝光光NLk、NL7、NL8、NL9、NLn的+Y侧区域。其结果，在投影光学***PL(进而在光学***PLL)，例如产生图9(B)所示的在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的像差(变动)。
在这种情况下，主控制装置50经由成像特性修正控制器52，将应该修正产生于投影光学***PL、进而光学***PLL中的像差(变动)的，包含透镜90的五个可动透镜的至少一个驱动于相对与光轴AX1正交的面的倾斜方向(此时为θx方向)。由此来修正在光学***PLL所产生的像差(变动)。此修正当然可在曝光中来进行，也可在对晶片W上的某照射区域的曝光和对下一个照射区域的曝光间的晶片载台WST(晶片W)的照射间的步进移动时，或晶片交换时等的非曝光时来进行。
此处，在本实施方式中，如以上所述，为了在投影光学***PL(光学***PLL)产生旋转对称的像差(变动)、或产生在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的像差(变动)(换言之，抑制前述非旋转对称像差的产生)，根据实验或模拟结果来求出各照射机构95k～95n分别应照射的非曝光光强度(及累积能量的量)的目标值、与照射于光学***PL的照明光IL的强度(及累积能量的量)的关系。因此，主控制装置50根据积分传感器46及反射量监测器47的检测值，来监测照射于光学***PL的照明光IL的强度(及累积能量的量)，并按此来控制赋予前述控制部92B的各照射机构951～95n的非曝光光照射强度(及累积能量的量)的目标值。
此外，也可例如将多个非接触方式的温度传感器配置于该透镜90附近，并根据各温度传感器的测量值来测量透镜90的温度分布。在这种情况下，也可根据该温度分布的测量结果，来决定各照射机构951～95n分别应照射的非曝光光的照射强度(及累积能量的量)的目标值。另外，当照明区域IA’的位置、形状、大小或照明区域IA’内的光量分布变化时，也可按照该变化来变更各照射机构951～95n分别应照射的非曝光光的照射区域的位置、形状、大小及强度中的至少一项。例如，当移动第1中间掩模遮帘30A来改变照明区域IA’的位置、形状、大小时，可根据第1中间掩模遮帘30A的设定信息，来变更各照射机构951～95n分别应照射的非曝光光的照射区域的位置、形状、大小及强度中的至少一项。另外，通过中间掩模R的变更，当照明区域IA’的光量分布变化时，则可按照中间掩模R的图案信息等，来调整各照射机构951～95n分别应照射的非曝光光的照射区域的位置、形状、大小及强度中的至少一项。
其次，考虑如下情况：在本实施方式的曝光装置100中，例如在中间掩模R的图案面的傅立叶转换相当面(照明光学***12的光瞳面)中，在形成于与非扫描方向即X轴方向对应的方向上、偏离照明光学***的光轴(与投影光学***的光轴AX一致)大致同一距离的两个位置具有极大值的光量分布的X轴偶极照明的条件下将中间掩模R上的图案投影于晶片上。此X轴偶极照明条件，设定成例如将在非扫描方向具有规定周期的等间隔线(L/S)图案(以下称为V图案)作为转印对象的图案的情形。
在图10中，表示在此偶极照明条件下的投影光学***的光瞳面(PP1、PP2、PP3)附近的透镜、例如在前述透镜111上的光量分布的一个例子。此图中的斜线部分表示照明光IL的照射区域。
在此X轴偶极照明条件下，在投影光学***PL(的光瞳面附近)因吸收照明光而产生例如图12所示的非旋转对称的温度分布。在此X轴偶极照明条件下，产生在投影光学***PL的光轴附近周期方向正交的两种L/S图案的成像面(最佳聚焦面)偏离的聚焦异向性、即中心异向性。此外，在X轴偶极照明条件下，聚焦的异向性也同样产生于投影光学***PL的光轴附近以外的地方。
另外，考虑如下情况：形成于与扫描方向即Y轴方向对应的方向上、偏离照明光学***12的光轴(与投影光学***的光轴AX一致)大致同一距离的两个位置具有极大值的光量分布的在Y轴偶极照明的条件下将中间掩模R上的图案投影于晶片上。此Y轴偶极照明条件，设定成例如将在扫描方向具有规定周期的等间隔线(L/S)图案(以下称为H图案)作为转印对象的图案的情形。
在此Y轴偶极照明条件下，在投影光学***的光瞳面(PP1、PP2、PP3)附近的透镜、例如在前述透镜111上产生如图11所示的光量分布。在此图11中的斜线部分表示照明光IL的照射区域。
在此Y轴偶极照明条件下，在投影光学***PL(的光瞳面附近)因吸收照明光IL产生例如图13所示的非旋转对称的温度分布。在此Y轴偶极照明条件下，产生V图案最佳聚焦面与H图案最佳聚焦面为与X轴极照明条件下相反的关系的聚焦异向性(中心异向性)。
在本实施方式中，在前述扫描曝光时，根据投影对象的图案，由主控制装置50使用照明***孔径光阑板24来进行照明条件的设定。此时，主控制装置50算出投影光学***PL对透镜111的照明光IL的光量分布，并依该算出的照明光IL的光量分布预测产生于透镜111的热的分布偏离状态，并根据来自对应于该预测结果的主控制装置50的指示，使光源***92’的控制部从八个照射机构95A1～95A8中选择适当的照射机构，并从该选择的照射机构将非曝光光NE(红外线)照射于透镜111侧面。
作为一个例子，当设定X轴偶极照明条件作为照明条件，并预测透镜111将变成如图10所示的发热状态(温度分布)时，根据来自主控制装置50的指示，控制部从照射机构95A4、95A8以外的照射机构95A1、95A2、95A3、95A5、95A6、95A7将非曝光光NE照射于透镜111的侧面，从而使投影光学***PL的发热状态接近于旋转对称的形状。此时，将从照射机构95A2、95A6所照射的红外线强度，加强至较其余照射机构95A1、95A3、95A5、95A7强。其结果，可修正产生于投影光学***PL(光学***PLL)的中心异向性等的异向性成像性能，而产生旋转对称的成像特性(的变动)。
这样在本实施方式中，由于并用来自用于修正在投影光学***PL的光瞳面的非旋转对称温度分布的非曝光光照射机构91A的非曝光光NE的照射、以及来自用于修正位于投影光学***PL的最接近中间掩模的透镜90所产生的非旋转对称温度分布的非曝光光照射机构91的非曝光光NL的照射，可抑制投影光学***PL(光学***PLL)的非旋转对称像差(成像特性)的变动的产生，使旋转对称像差变动产生于投影光学***PL(光学***PLL)，同时经由前述成像特性修正控制器52来修正投影光学***PL(光学***PLL)的旋转对称像差变动，因此可以良好的成像状态来进行中间掩模R的图案的转印。
此外，也可例如配置多个非接触方式或接触方式的温度传感器在透镜111附近，并根据各温度传感器的测量值来测量透镜111的温度分布。在这种情况下，也可根据该温度分布的测量结果，来调整各照射机构95A1～95An分别应照射的非曝光光的位置、形状、大小及强度(及累积能量的量)中的至少一项。
另外，在如本实施方式的曝光装置100的浸液曝光装置中，当持续液体的使用时液体(纯水)的纯度即会降低，而有可能产生细菌。因此，在本实施方式中，为了极力避免此种事态的发生，定期更换第2空间K2内的液体Lq2。然而，由于液体Lq2的更换会成为生产能力降低的主要原因，因此也无法太频繁地进行。因此，在本实施方式中，主控制装置50在各批量的最前面的晶片的曝光开始前一刻(或于规定片数的晶片曝光结束时)，使用第2液体供应单元72及第2液体回收单元73来更换第2空间K2内的液体Lq2，并借助于经过一定时间等，在液体Lq2的温度大致变成与边界透镜192相同温度的阶段开始曝光。这是为避免因液体Lq2的更换，使起因于液体Lq2吸收照明光的光学***PLL的成像性能变动量急剧地变化，而在光学***PLL的成像特性的照射变动的推定运算中产生较大误差。
如上所说明的那样，若根据本实施方式的曝光装置100，可以通过以下光学特性调整的组合来以高精度修正起因于透镜90的非旋转对称温度分布的光学特性变动，该光学特性调整的组合组合了由非曝光光照射机构91对可动透镜90照射非曝光光NL而进行的投影光学***PL(光学***PLL)的光学特性调整、以及由成像特性修正控制器52来移动至少一个可动透镜而进行的投影光学***PL(光学***PLL)的光学特性调整。
另外，若根据本实施方式的曝光装置100，例如在照明光学***12的光瞳面或投影光学***的光瞳面等的照明光IL的光量分布成为与光轴呈非旋转对称、使投影光学***PL的透镜因照明光IL的照射而被局部地(不均匀地)加热的照明条件下，如以上所述，通过由非曝光光照射机构91A对未被照明光IL照射的透镜其余部分照射非曝光光(红外线)来予以加热，其结果可大致使透镜的温度分布成为旋转对称。由此，则可抑制因透镜的不均匀的温度分布而产生的投影光学***PL(光学***PLL)难以修正的非旋转对称像差，例如中心异向性的产生。换言之，只要在中心异向性产生后执行上述透镜的加热，则可修正该中心异向性。因此，可修正在投影光学***PL的光瞳面的光量分布成为与光轴呈非旋转对称的照明条件、例如偶极照明条件下，产生于投影光学***PL(光学***PLL)的中心异向性，并经由修正后的该投影光学***PL(光学***PLL)来将图案转印于晶片上。因此，可降低起因于照明条件所产生的投影光学***的中心异向性的影响，实现高精密度的曝光。
另外，在本实施方式中，由于可通过非曝光光照射机构91A将非曝光光NE照射于使构成投影光学***PL的一部分的照明光IL往返的透镜(折射光学元件)，换言之照射于所照射的照明光IL的能量吸收比照明光IL仅通过一次的光学元件大的透镜111，因此可有效地修正在投影光学***PL的光瞳面(PP1、PP2、PP3)中照明光IL的光量分布为与光轴呈非旋转对称的照明条件下、因照明光IL的照射所产生的投影光学***PL(光学***PLL)的中心异向性等的非旋转对称成像特性(的变动)。
另外，在本实施方式的曝光装置100中，由于为了调整投影光学***PL(光学***PLL)的光学特性，由非曝光光照射机构91A来将非曝光光NE照射于投影光学***PL的三个光瞳中位于第2光瞳PP2附近的透镜111。因此，在数值孔径NA比1大的投影光学***PL的情形，与对第3光瞳PP3附近的透镜照射非曝光光的情形相比高效地照射非曝光光成为可能。其理由在于此种大NA的投影光学***的情形，越接近像面(晶片面)的光学元件越有大型化的倾向。
另外，在本实施方式中，由于使用红外线照射机构来作为非曝光光照射机构91、91A，因此由该非曝光光照射机构91、91A对透镜的加热，也可在曝光中进行。所以，可更确实地抑制投影光学***PL(光学***PLL)产生修正困难的光学特性(例如非旋转对称像差)。
另外，由红外线对透镜的加热，与由接触式加热机构(热源)进行的加热或接触式冷却机构进行的冷却不同，由于没有对透镜的接触，因此没有因加热或冷却机构的接触而使透镜变形的顾虑，另外，也无如通过送风来进行冷却那样使透镜产生振动的顾虑。
若根据本实施方式的曝光装置100，即可对晶片W进行良好的曝光，并以良好精度将中间掩模R的图案转印于晶片W上的各照射区域。另外，本实施方式的曝光装置100，通过浸液曝光进行高分辨率且大焦深的曝光，可以以良好的精度将中间掩模R的图案转印于晶片上，例如能以ArF准分子激光来实现作为器件规则(device rule)45～100nm左右的微细图案的转印。
另外，在本实施方式中，由于在具有透镜作用的边界透镜192下配置有由平行平面板构成的终端光学元件191，通过分别于终端光学元件191的下面191a侧及上面191b侧的第1、第2空间K1、K2填满液体Lq1、Lq2，可降低在边界透镜192的下面192a或终端光学元件191的上面191b的反射损失，并以确保较大像侧数值孔径的状态使晶片W良好地曝光。另外终端光学元件191，由于是无折射力的平行平面板，因此当液体Lq1中的污染物质附着于终端光学元件191的下面191a时，也可容易地更换。
此外，当不考虑终端光学元件191的更换等的情况下，终端光学元件191也可以是具有折射能力的透镜。
另外，在上述实施方式中，虽然从上述透镜畸变的抑制、振动的抑制等的观点来看，通过非曝光光照射机构91、91A所照射的红外线来进行透镜的加热，但并不限于此，只要是能与上述非曝光光照射机构同样地进行透镜的温度调整(部分加热或冷却等)的情况，也可使用其它的温度调整机构(加热机构或冷却机构等)。例如，也可采用由散热器与热源的组合等的接触式加热机构进行的加热、使用了利用帕耳帖(peltiert)元件等的接触式加热/冷却机构的加热及/或冷却、或经过温度调整后的气体的送风进行的加热或冷却、或它们的任意组合等。
此外，在上述实施方式中，虽然说明了具备对照明光IL通过偏离光轴AX的区域的透镜90照射非曝光光NL的非曝光光照射机构91、以及对位于光瞳附近的透镜照射非曝光光NE的非曝光光照射机构91A两者的情况，但本发明并不限定于此。例如也可仅具备非曝光光照射机构91，或具备与该非曝光光照射机构91同样地可局部调整配置于投影光学***PL的物体面侧或像面侧的光学元件即透镜90或其附近的透镜、或边界透镜192或其附近的透镜温度的机构。即使在这种情况下，也可通过透镜90或边界透镜192或其附近的透镜的局部温度调整，来将投影光学***PL(光学***PLL)的非旋转对称光学特性(的变动)转换成容易修正的光学特性(的变动)，该非旋转对称光学特性(的变动)起因于通过照明光IL通过偏离光轴AX的区域而产生于透镜90或边界透镜192等的非旋转对称温度变动。
另外，也可仅具备非曝光光照射机构91A，或具备与该非曝光光照射机构91A同样地可局部调整配置于投影光学***PL的光瞳附近的光学元件即透镜111或其附近的透镜的温度的机构。在这种情况下，也可通过透镜111或其附近的透镜的局部温度调整，来将投影光学***PL(光学***PLL)的非旋转对称光学特性(的变动)转换成旋转对称的光学特性(的变动)，该非旋转对称光学特性(的变动)起因于通过偶极照明等照明条件的设定而产生于光瞳面附近的透镜的非旋转对称温度变动。
此外，在上述实施方式中，非曝光光照射机构91A虽将非曝光光照射于透镜111侧面，但并不限于此，也可与非曝光光照射机构91A同样地，使用将非曝光光照射于透镜111的光学面(入射面与射出面中的至少一方)的机构，来取代非曝光光照射机构91A。
此外，在上述实施方式中，虽然说明了将投影光学***PL(光学***PLL)的光学特性转换成容易修正的光学特性(的变动)后，通过使可动透镜移动到光轴方向或倾斜方向来修正该光学特性(的变动)的情形，但并不限于此，也可使通过非曝光光照射机构91进行的对透镜的非曝光光的照射与可动透镜的移动同时进行。
另外，当设置用于通过偶极照明等的照明条件的设定来将产生于光瞳面附近的非旋转对称温度分布转换成旋转对称的温度分布的非曝光光照射机构91A或与此同等的可局部调整光瞳面附近的透镜温度的机构时，并不一定要设于第2成像光学***G2内部的第2光瞳PP2附近，也可设于第1成像光学***G1内部的第1光瞳PP1附近。另外，也可设于第1光瞳PP1附近与第2光瞳PP2附近两方。总之，特别是在数值孔径NA比1大且具有多个光瞳的投影光学***PL中，最好设于该多个光瞳中最接近于晶片W的光瞳以外的光瞳附近。
此外，在上述实施方式中，虽然提供纯水来作为液体Lq1、Lq2，但也可使提供到第1空间的纯水(液体Lq1)与供应至第2空间的纯水(液体Lq2)品质不同。作为纯水的品质，可举出例如温度均一性、温度稳定性、比电阻值、或TOC(total organic carbon)值等。
例如，也可使提供到接近投影光学***PL像面的第1空间K1的纯水品质比提供到第2空间的纯水高。另外，也可对第1空间与第2空间提供彼此相异种类的液体，使充满第1空间的液体Lq1与充满第2空间的液体Lq2为彼此相异的种类。例如，也可使第2空间K2充满纯水以外的规定的液体(氟系油类等)。由于油类是菌类等细菌的繁殖概率低的液体，因此能维持第2空间K2或第2液体LQ2(氟系油类)流动的流路的清洁度。
再者，液体Lq1、Lq2的双方也可是水以外的液体。例如，曝光用光的光源为F2激光时，由于此F2激光无法透过水，因此也可使用能使F2激光透过的液体来作为液体Lq1、Lq2，例如过氟聚醚(PFPE，perfluoro-polyether)或氟系列油等氟系列流体。此时，例如通过以包含氟的极性小的分子构造物质来形成薄膜，对与液体Lq1、Lq2接触的部分进行亲液化处理。另外，作为液体Lq1、Lq2，其它还可以使用对照明光IL具有透射性且折射率尽可能较高、并对涂布于投影光学***PL与晶片W表面的抗蚀剂稳定的(例如杉木油(cedar oil))。此时，表面处理也根据所使用的液体Lq1、Lq2的极性来进行。
此外，在上述实施方式中，虽然分别以液体Lq1、Lq2充满配置于投影光学***PL的最接近像面侧的光学元件(终端光学元件191)的入射侧及射出侧的双方空间K1、K2，但也可以使液体仅填满该终端光学元件射出侧的空间K1。此时，该终端光学元件为非平行平面板，可以是具有折射力的光学元件(透镜等)。
另外，在上述实施方式中，虽然通过成像特性修正控制器52移动投影光学***PL的至少一个光学元件，来修正特别是旋转对称的成像特性(像差)，但代替光学元件的移动机构、或与其组合可以使用例如调整投影光学***PL的多个光学元件间的折射能力(气体的压力等)的机构、或使用调整照明光IL的波长特性(中心波长等)的机构等。另外，利用成像特性修正控制器52应移动的光学元件，并不限于透镜等的折射光学元件，也可是其它例如反射镜、凹面镜等的反射光学元件。另外，利用成像特性修正控制器52进行的成像特性调整，与投影光学***PL对光学元件有无照射非曝光光(NL、NE)无关，在该成像特性的变动超过规定容许范围时进行。
此外，在如上所述的浸液曝光装置中，有时投影光学***PL的数值孔径NA会成为0.9～1.3。这样，当投影光学***的数值孔径NA变大时，由于作为曝光用光使用的任意偏极光有时会因偏光效果而使成像性能恶化，因此最好使用偏光照明。此时，最好是进行符合掩模(中间掩模)的等间隔线(line and space)图案的线图案长边方向的直线偏光照明，而从掩模(中间掩模)的图案射出较多S偏光成分(TE偏光成分)、即沿线图案长边方向的偏光方向成分的衍射光。由于在投影光学***PL与涂布于晶片W表面的抗蚀剂间充满液体时，与在投影光学***PL与涂布于晶片W表面的抗蚀剂间充满空气(气体)的情形相比较，由于对提高对比度有贡献的S偏光成分(TE偏光成分)的衍射光的抗蚀剂表面透射率变高，因此即使投影光学***的数值孔径NA超过1.0时，也能得到高成像性能。另外，若适当组合相移掩模、及/或如特开平6-188169号公报或特开平4-180612号公报及与其对应的美国专利第6,665,050号说明书所公开的符合线图案长边方向的斜入射照明法(特别是偶极照明法)等，则效果更佳。
再者，不仅是符合掩模(中间掩模)的线图案的长边方向的直线偏光照明(S偏光照明)，如特开平6-53120号公报、美国专利申请公开第2006/0072095号说明书等所公开的那样，组合在以光轴为中心的圆的切线方向上直线偏光的偏光照明法与斜入射照明法也有良好效果。
此外，作为投影光学***PL，可以适用例如在国际公开第2004/019128号小册子、国际公开第2004/107011号小册子、美国专利第6,636,350号说明书、美国专利第6,873,476号说明书、或美国专利申请公开第2004/0160666号说明书所公开的反射折射***。
此外，当投影光学***为不包含反射元件的折射***时，只要部分具有使曝光用光通过偏离光轴的区域的透镜，即也能采用前述非曝光光照射机构91或具有与此同等功能的机构，来修正在该透镜所产生的非旋转对称温度分布。
另外，在上述实施方式中，作为光学***PLL的光学特性，虽除了聚焦以外，也对倍率或畸变等预测其照射变动来调整该光学特性，根据需要，也可选择该光学特性的至少一个，来执行该变动的预测及调整。
此外，在上述实施方式中，虽然使用干涉仪***(53、56)来测量各中间掩模载台RST及晶片载台WST的位置信息，但并不限于此，例如也可使用检测设于各载台的标度(衍射格子)的编码器***。此时，作为具备干涉仪***及编码***双方的混合***，最好使用干涉仪***的测量结果来进行编码***的校正(calibration)。另外，也可切换干涉仪***及编码***来使用、或使用两者来进行载台的位置控制。
此外，在上述实施方式中，说明了本发明适用于扫描仪(扫描型曝光装置)的情况，但并不限于此，即使是步进重复方式的曝光装置(步进曝光装置)等的静止型曝光装置，进而步进接合方式(step and stitch)的曝光装置等本发明也可适用。另外，本发明不限于浸液曝光装置，也适用于不使用浸液法的一般的曝光装置。
另外，本发明也适用于如特开平10-163099号公报、特开平10-214783号公报、及对应此等的美国专利第6,341,007号说明书、特表2000-505958号公报及对应于此的美国专利第5,969,441号说明书2/3等所公开的具备多个保持晶片的晶片载台的多载台型曝光装置。另外，本发明还适用于例如国际公开第2005/074014号小册子等所公开的具备与晶片载台WST分别独立设置的测量载台的曝光装置。
另外，在上述实施方式中，虽然采用在投影光学***PL与晶片W间局部地填满液体的曝光装置，但本发明也适用于日本特开平6-124873号公报、特开平10-303114号公报、美国专利第5,825,043号等所公开的，在曝光对像的晶片等的表面整体浸泡于液体中的状态下来进行曝光的浸液曝光装置。
另外，在上述实施方式中，虽然使用了在光透射性基板上形成有规定的遮光图案(或相图案/减光图案)的光透射型掩模上，但也可取代此掩模，使用例如在美国专利第6,778,257号公报所公开的那样，可根据应曝光图案的电子数据来形成透射图案或反射图案、或发光图案的电子掩模(也称为可变成形掩模，包含例如非发光型像图显示元件(空间光调制器)的一种即DMD(Digital Micro-mirror Device)等)。
另外，本发明也可适用于如国际公开第2001/035168号小册子所公开的、通过在晶片W上形成干涉纹来于晶片W上形成等间隔线图案的曝光装置(光刻***)。另外，也可将本发明适用于例如特表2004/519850号公报(对应美国专利第6,611,316号说明书)所公开的，经由投影光学***在基板上合成两个掩模，并通过一次扫描曝光使基板上的一个照射区域大致同时双重曝光的曝光装置。
此外，在本国际专利申请所指定的指定国(或选择的选择国)的国内法令许可范围内，援上述实施方式所引用的有关曝光装置等的所有国际公开小册子、美国专利说明书、以及美国专利申请公开说明书的公开，作为本说明书记载的一部份。
作为曝光装置的用途，并不限于半导体制造用的曝光装置，也可广泛适用于例如将液晶显示元件图案转印于方型玻璃板的液晶用曝光装置，或用于制造有机EL、薄膜磁头、摄影元件(CCD等)、微型机器、MEMS(Micro Electro Machanical System：微机电***)、以及DNA芯片等的曝光装置。另外，不仅半导体元件等的微器件，也可使本发明适用于为了制造在光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置、以及电子线曝光装置等所使用中间掩模或掩模，将电路图案转印于玻璃基板或硅晶片等的曝光装置。
此外，上述实施方式的曝光装置的光源，并不限于ArF准分子激光，也可使用KrF准分子激光(输出波长248nm)、F2激光(输出波长157nm)、Ar2激光(输出波长126nm)、Kr2激光(输出波长146nm)等的脉冲激光光源、或发出g线(输出波长436nm)、i线(输出波长365nm)等亮线的超高压水银灯。另外，也可使用YAG激光的谐波产生装置等。此外，也可使用如国际公开第1999/46835号小册子所公开的例如用涂布有铒(或铒及镱两者)的光纤放大器，将从DFB半导体激光或纤维激光射出的红外线区或可见区的单一波长激光放大，并使用非线形光学结晶将其转换波长成紫外光的谐波。另外，投影光学***的倍率可不仅为缩小***，也可为等倍及放大***的任一种。
此外，将由多个透镜构成的照明光学***、投影光学组装到曝光装置本体进行光学调整，同时将由多个机械零件构成的中间掩模载台或晶片载台安装于曝光装置本体，并连接配线或配管，进一步地进行综合调整(电气调整、动作确认等)，可制造上述各实施方式的曝光装置。此外，曝光装置的制造最好在温度及清洁度等被管理的净化室来进行。
《器件制造方法》
其次，说明在光刻步骤使用上述曝光装置的器件的制造方法的实施方式。
图14，表示器件(IC或LSI等半导体芯片、液晶面板、CCD、薄膜磁头、微型机器等)的制造例流程图。如图14所示，首先，在步骤201(设计步骤)中，进行器件的功能/性能设计(例如半导体器件的电路设计等)，并进行用以实现其功能的图案设计。接着，在步骤202(掩模制作步骤)中，制作形成有所设计电路图案的掩模。另一方面，在步骤203(晶片制造步骤)中，使用硅等材料来制造晶片。
其次，在步骤204(晶片处理步骤)中，使用在步骤201～步骤203所准备的掩模与晶片，如后所述，通过光刻技术等将实际电路等形成于晶片上。其次，在步骤205(器件组装步骤)中，使用在步骤204所处理的晶片进行器件组装。在此步骤205中，根据需要包含切割工序、接合工序及封装工序(芯片封入)等工序。
最后，在步骤206(检查步骤)中，进行在步骤205制成的器件的动作确认测试、耐久测试等检查。在经过这些步骤后器件即告完成，并将其出货。
在图15，表示半导体器件中的上述步骤204的详细流程例。在图15中，在步骤211(氧化步骤)中，使晶片表面氧化。在步骤212中(CVD步骤)，在晶片表面形成绝缘膜。在步骤213(电极形成步骤)中，通过蒸镀将电极形成于晶片上。在步骤214(离子注入步骤)中，将离子注入晶片。以上步骤211～步骤214的各步骤，构成晶片处理的各阶段的前置处理工序，并根据各阶段所需处理加以选择执行。
在晶片处理的各阶段中，当结束上述前置处理工序后，进行如下后续处理工序。在此后续处理工序中，首先，在步骤215(抗蚀剂形成步骤)，将感光剂涂布于晶片。接着，在步骤216(曝光步骤)中，使用以上说明的曝光装置及曝光方法，将中间掩模(掩模)的电路图案转印于晶片。其次，在步骤217(显影步骤)中，使已曝光的晶片显影，在步骤218(蚀刻步骤)中，通过蚀刻除去抗蚀剂残存部分以外部分的露出构件。接着，在步骤219(抗蚀剂除去步骤)中，除去结束蚀刻后不需要的抗蚀剂。
反复进行这些前置处理工序及后续处理工序，在晶片上多重形成电路图案。
若使用以上说明的本实施方式的器件制造方法，即可在曝光工序(步骤216)中，通过上述实施方式的曝光装置及曝光方法来将中间掩模的电路图案以良好精度转印到晶片。其结果，可提升高集成度器件的生产性(包含成品率)。
如以上所说明的那样，本发明的曝光方法及曝光装置适合于使物体曝光。本发明的器件制造方法适合于微型器件的制造。

Claims (24)

1.一种曝光方法，经由光学***利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：
照射步骤，为了调整上述光学***的光学特性，对构成上述光学***至少一部分的至少一个可动光学元件，照射与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束；以及
修正步骤，移动包含上述第2能量束所照射的可动光学元件的至少一个可动光学元件，来调整上述光学***的光学特性；
作为上述光学***，使用在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，上述第1能量束通过偏离了光轴的区域的光学***。
2.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
上述光学***为包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件的反射折射***。
3.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
在上述照射步骤中，对在位于上述光学***的上述物体侧端部附近的至少一个光学元件和位于相反侧端部附近的至少一个光学元件中的至少一个可动光学元件照射上述第2能量束。
4.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
在上述照射步骤中，对上述光学元件照射上述第2能量束，以使上述光学***产生旋转对称的光学特性，
在上述修正步骤中，移动上述至少一个可动光学元件，来调整上述光学***的旋转对称的光学特性。
5.如权利要求4所述的曝光方法，其特征在于：
在上述修正步骤中，使上述至少一个可动光学元件向上述光学***的光轴方向移动。
6.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
在上述照射步骤中，对上述光学元件照射上述第2能量束，以使上述光学***产生在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的光学特性，
在上述修正步骤中，移动上述至少一个可动光学元件，来调整从上述一侧变化至另一侧的上述光学***的光学特性。
7.如权利要求6所述的曝光方法，其特征在于：
在上述修正步骤中，使上述至少一个可动光学元件向相对正交于上述光学***的光轴的面的倾斜方向移动。
8.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于还包括如下述步骤：
在偏离上述光学***的光瞳面上的光轴的位置上的上述第1能量束的能量强度大于其它区域部分时，照射第3能量束以使上述光瞳面的能量强度的分布成为旋转对称。
9.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
上述第2能量束是红外光。
10.如权利要求9所述的曝光方法，其特征在于：
上述第2能量束是二氧化碳激光。
11.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
上述光学***包含至少一个与上述第2能量束所照射的规定的光学元件不同的光学元件，
上述第2能量束不经由与上述第2能量束所照射的光学元件不同的光学元件，来照射上述规定的光学元件。
12.一种器件制造方法，其特征在于包括：
光刻步骤，使用权利要求1至11中任一项所述的曝光方法，将器件的图案形成于物体上。
13.一种曝光装置，利用第1能量束使物体曝光，在上述物体上形成规定的图案，其特征在于包括：
光学***，包含至少一个可动光学元件，对上述物体射出上述第1能量束；
照射装置，为了调整上述光学***的光学特性，对上述至少一个可动光学元件照射与上述第1能量束不同波长区域的第2能量束；以及
光学特性调整装置，使至少一个包含上述第2能量束所照射的可动光学元件的可动光学元件移动，来调整上述光学***的光学特性；
上述光学***是在包含上述物体侧端部与其相反侧端部的多个位置，上述第1能量束通过偏离了光轴的区域的光学***。
14.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述光学***是包含至少一个折射光学元件与至少一个反射光学元件的反射折射***。
15.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述照射装置对上述光学元件照射上述第2能量束，以使上述光学***产生旋转对称的光学特性，
上述光学特性调整装置移动上述至少一个可动光学元件，来调整上述光学***的旋转对称的光学特性。
16.如权利要求15所述的曝光装置，其特征在于：
上述光学特性调整装置使上述至少一个可动光学元件向上述光学***的光轴方向移动。
17.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述照射装置对上述光学元件照射上述第2能量束，以使上述光学***产生在与光轴正交的面内从一侧缓缓变化至另一侧的光学特性，
上述光学特性调整装置移动上述至少一个可动光学元件，来调整从上述一侧变化至另一侧的上述光学***的光学特性。
18.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于：
上述光学特性调整装置使上述至少一个可动光学元件向相对正交于上述光学***光轴的面的倾斜方向移动。
19.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述照射装置向位于上述光学***的上述物体侧端部附近的至少一个光学元件和位于相反侧端部附近的至少一个光学元件中的至少一个可动光学元件照射上述第2能量束。
20.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于还包括：与上述照射装置不同的照射装置，当在上述光学***的光瞳面上的偏离光轴的位置上的上述第1能量束的能量强度大于其它区域部分时，对上述光瞳面附近的光学元件照射第3能量束，以使上述光学***的光瞳面的能量强度分布成为旋转对称。
21.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述第2能量束是红外光。
22.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于：
上述第2能量束是二氧化碳激光。
23.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
上述光学***包含至少一个与上述第2能量束所照射的规定的光学元件不同的光学元件，
上述第2能量束不经由与上述第2能量束所照射的光学元件不同的光学元件，来照射上述规定的光学元件。
24.一种器件制造方法，其特征在于包括：
光刻步骤，使用权利要求13至23中任一项所述的曝光装置，将器件的图案形成于物体上。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005031792A1 (de) * 2005-07-07 2007-01-11 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren zur Entfernung von Kontamination von optischen Elementen, insbesondere von Oberflächen optischer Elemente sowie ein optisches System oder Teilsystem hierfür
TWI439815B (zh) 2006-07-03 2014-06-01 Zeiss Carl Smt Gmbh 校正／修復微影投影曝光裝置中之投影物鏡的方法與此投影物鏡
US7613538B2 (en) * 2006-07-24 2009-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Compensation for distortion in contact lithography
EP2097789B1 (en) * 2006-12-01 2012-08-01 Carl Zeiss SMT GmbH Optical system with an exchangeable, manipulable correction arrangement for reducing image aberrations
WO2008089953A1 (en) 2007-01-22 2008-07-31 Carl Zeiss Smt Ag Method for improving imaging properties of an optical system, and optical system
EP1998223A2 (de) * 2007-01-23 2008-12-03 Carl Zeiss SMT AG Projektionsobjektiv für die Lithographie
KR101492287B1 (ko) 2007-03-27 2015-02-11 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 편평하게 조사된 보정광을 이용한 광학 소자의 보정
US20100290020A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Shinichi Mori Optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and method for producing device
CN102428408B (zh) * 2009-05-16 2014-11-05 卡尔蔡司Smt有限责任公司 包括光学校正布置的用于半导体光刻的投射曝光设备
JP5458735B2 (ja) * 2009-08-17 2014-04-02 株式会社ニコン 照明装置
JP5722074B2 (ja) * 2010-02-25 2015-05-20 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置および方法
EP2550564B1 (en) * 2010-03-25 2015-03-04 ETH Zurich A beam line for a source of extreme ultraviolet (euv) radiation
US8040622B1 (en) * 2010-05-05 2011-10-18 Eastman Kodak Company Apparatus for compensating an imaging lens
DE112011103110B4 (de) * 2010-09-17 2016-12-01 Mitsubishi Electric Corporation Gaslaservorrichtung
JP5863974B2 (ja) 2011-09-29 2016-02-17 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズ
DE102011088740A1 (de) * 2011-12-15 2013-01-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System, sowie Verfahren zum Manipulieren des thermischen Zustandes eines optischen Elementes in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
TWI634382B (zh) * 2012-03-07 2018-09-01 尼康股份有限公司 圓筒型光罩製作方法、曝光方法、以及圖案形成方法
DE102012211256A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie
DE102012212194B4 (de) * 2012-07-12 2017-11-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zur Veränderung einer optischen Wellenfront in einem katoptrischen Objektiv einer solchen Anlage
WO2014117791A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus and method of operating same
JP6236095B2 (ja) * 2013-03-13 2017-11-22 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ装置
JP6264377B2 (ja) * 2013-07-17 2018-01-24 株式会社ニコン 構造化照明装置及び構造化照明顕微鏡装置
CN104570610B (zh) * 2013-10-11 2017-02-15 上海微电子装备有限公司 投影曝光装置
JP6422307B2 (ja) 2014-11-05 2018-11-14 キヤノン株式会社 露光方法、露光装置、および物品の製造方法
DE102015201020A1 (de) 2015-01-22 2016-07-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit Manipulator sowie Verfahren zum Steuern einer Projektionsbelichtungsanlage
JP6980443B2 (ja) 2017-07-28 2021-12-15 キヤノン株式会社 露光装置及び物品製造方法
JP6951498B2 (ja) * 2019-06-25 2021-10-20 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法および物品製造方法
KR20210057248A (ko) * 2019-11-11 2021-05-21 삼성디스플레이 주식회사 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
DE102019219289A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System, sowie Heizanordnung und Verfahren zum Heizen eines optischen Elements in einem optischen System
DE102020201723A1 (de) 2020-02-12 2021-08-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit einem thermischen Manipulator
DE102020207752A1 (de) 2020-06-23 2021-12-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Heizanordnung und Verfahren zum Heizen eines optischen Elements
US11287751B2 (en) * 2020-07-29 2022-03-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for lens heating control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0823662A2 (en) * 1996-08-07 1998-02-11 Nikon Corporation Projection exposure apparatus

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346164A (en) * 1980-10-06 1982-08-24 Werner Tabarelli Photolithographic method for the manufacture of integrated circuits
JPS57153433A (en) * 1981-03-18 1982-09-22 Hitachi Ltd Manufacturing device for semiconductor
US5521036A (en) * 1992-07-27 1996-05-28 Nikon Corporation Positioning method and apparatus
JPH06267824A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Nikon Corp 露光方法
JP2753930B2 (ja) * 1992-11-27 1998-05-20 キヤノン株式会社 液浸式投影露光装置
US5995263A (en) * 1993-11-12 1999-11-30 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
JP3368091B2 (ja) * 1994-04-22 2003-01-20 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイスの製造方法
JPH08316124A (ja) * 1995-05-19 1996-11-29 Hitachi Ltd 投影露光方法及び露光装置
JP3790833B2 (ja) * 1996-08-07 2006-06-28 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置
US5825043A (en) * 1996-10-07 1998-10-20 Nikon Precision Inc. Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus
JPH11162832A (ja) * 1997-11-25 1999-06-18 Nikon Corp 走査露光方法及び走査型露光装置
US7274430B2 (en) * 1998-02-20 2007-09-25 Carl Zeiss Smt Ag Optical arrangement and projection exposure system for microlithography with passive thermal compensation
US7112772B2 (en) * 1998-05-29 2006-09-26 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective with adaptive mirror and projection exposure method
DE19827603A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-23 Zeiss Carl Fa Optisches System, insbesondere Projektions-Belichtungsanlage der Mikrolithographie
DE19827602A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-23 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Korrektur nicht-rotationssymmetrischer Bildfehler
DE19859634A1 (de) * 1998-12-23 2000-06-29 Zeiss Carl Fa Optisches System, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie
JP3548464B2 (ja) * 1999-09-01 2004-07-28 キヤノン株式会社 露光方法及び走査型露光装置
DE19956354B4 (de) * 1999-11-24 2004-02-19 Carl Zeiss Verfahren zum Ausgleich von nicht rotationssymmetrischen Abbildungsfehlern in einem optischen System
DE19956353C1 (de) * 1999-11-24 2001-08-09 Zeiss Carl Optische Anordnung
DE19963587B4 (de) * 1999-12-29 2007-10-04 Carl Zeiss Smt Ag Projektions-Belichtungsanlage
DE19963588C2 (de) * 1999-12-29 2002-01-10 Zeiss Carl Optische Anordnung
DE10000193B4 (de) * 2000-01-05 2007-05-03 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System
DE10000191B8 (de) * 2000-01-05 2005-10-06 Carl Zeiss Smt Ag Projektbelichtungsanlage der Mikrolithographie
US7362508B2 (en) * 2002-08-23 2008-04-22 Nikon Corporation Projection optical system and method for photolithography and exposure apparatus and method using same
CN101424881B (zh) * 2002-11-12 2011-11-30 Asml荷兰有限公司 光刻投射装置
EP1480065A3 (en) * 2003-05-23 2006-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2005039211A (ja) * 2003-06-30 2005-02-10 Canon Inc 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
JP2005019628A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Nikon Corp 光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法
KR20060120629A (ko) * 2003-08-28 2006-11-27 가부시키가이샤 니콘 노광방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조방법
JP2005140999A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Nikon Corp 光学系、光学系の調整方法、露光装置、および露光方法
JP2005311020A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Nikon Corp 露光方法及びデバイス製造方法
JP2006073584A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Nikon Corp 露光装置及び方法並びにデバイス製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0823662A2 (en) * 1996-08-07 1998-02-11 Nikon Corporation Projection exposure apparatus

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