露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法
【課題】 露光パターンの線幅精度の悪化を抑制する露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、第１の波長とは異なる第２の波長を有し、パルス発振された第２照明光とをマスクへ照射する照射ユニットを備え、照射ユニットは、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと、第２照明光がマスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、第１照明光と第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含む露光装置。
【解決手段】第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、第１の波長とは異なる第２の波長を有し、パルス発振された第２照明光とをマスクへ照射する照射ユニットを備え、照射ユニットは、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと、第２照明光がマスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、第１照明光と第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含む露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクのパターンを基板に転写する露光装置、露光方法、及びデバイスの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マスク又はレチクル（以下「マスク」と総称する）上に形成されたパターンを感光性基板上に転写する、いわゆるリソグラフィ工程において、マスクのパターンを投影光学系を介して感光性基板上のショット（露光領域）に投影する露光装置が使用されている。
【０００３】
上記露光装置の解像度及び焦点深度は、投影光学系の解像度Ｒ及び焦点深度δで表される。（１）式に示すように解像度Ｒは、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。一方で、（２）式に示すように焦点深度δは、露光波長が短くなるほど、また開口数が大きいほど小さくなる。
【０００４】
Ｒ＝ｋ１・λ／NA ・・・（１）
δ＝±ｋ２・λ／NA２ ・・・（２）
ここで、λは露光波長、NAは投影露光系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。
近年の高解像度化のニーズから、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。６５nm〜３２nmサイズのノード世代では、露光波長はＡｒＦエキシマレーザ１９３ｎｍで、液浸法を利用した液浸露光装置が利用されている。液浸法とは、特許文献１に開示されているように、投影光学系の下面と基板表との間を純水等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ（ｎは空気中の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上させる露光方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の高解像度化に伴い、露光波長が短くなり、開口数が大きくなると、（２）式より焦点深度δが小さくなる。つまり、所定パターンの露光において確保できる焦点深度が小さくなる。
【０００７】
また、エキシマレーザ光は空間コヒーレンスが非常に高く、同位相の光が干渉し合うためマスクを照明する光の照度分布にむらが生じ、基板に形成されたパターン（以下、露光パターンとする）の線幅のばらつきを悪化させる。
【０００８】
これらの要因のため、投影光学系の収差変動や露光装置の装置間誤差等により、露光パターンの線幅のばらつきが大きくなり、露光パターンの線幅精度が悪化することがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、焦点深度を拡大しつつ、マスクを照明する光の照度分布のむらを抑制することで、露光パターンの線幅のばらつきを抑え、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制する露光装置、露光方法、並びにデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る露光装置は、第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、第１の波長とは異なる第２の波長を有し、パルス発振された第２照明光とをマスクへ照射する照射ユニットを備え、照射ユニットは、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと、第２照明光がマスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、第１照明光と第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含む。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る露光方法は、パルス発振される第１照明光の波長を第１の波長に設定することと、パルス発振される第２照明光の波長を第１の波長とは異なる第２の波長に設定することと、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと第２照明光がマスクに照射されるタイミングとを所定時間ずらすことと、マスクを第１照明光と第２照明光とで照明し、パターンを基板に転写することとを有する。
【００１２】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光方法を用い、マスクのパターンを基板に転写することと、基板を現像することとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る光源ユニットの平面図である。
【図３】第１実施形態に係る２波長及び遅延時間を決定してから、基板を露光していく露 光動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る光源ユニットを示す概略構成図である。
【図５】第２実施形態に係る２波長分岐装置及び遅延分岐装置の構成を示す概略構成図で ある。
【図６】第３実施形態に係る光源ユニットを示す概略構成図である。
【図７】第３実施形態に係る遅延光学系の概略構成図である。
【図８】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限
されない。
【００１５】
また、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しながら説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１６】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について説明する。
【００１７】
まず、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図１を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における露光装置ＥＸを示す概略構成図である。
【００１９】
露光装置ＥＸは、パルス発振された照明光ＥＬを射出する光源ユニットＥＬＳＵと、射出された照明光ＥＬでマスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、マスクＭを保持可能なマスクステージ１と、照明光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐを保持可能な基板テーブル３と、基板テーブル３を駆動する基板ステージ２と、基板テーブル３上に液体ＬＱを供給する液体供給装置４と、供給された液体ＬＱを回収する液体回収装置５と、マスクＭ及び基板Ｐのアライメントを行うアライメント系（不図示）と、露光装置ＥＸの動作を制御する主制御装置ＣＯＮＴを備えている。
【００２０】
光源ユニットＥＬＳＵは、相異なる２つの波長の光を射出する。光源ユニットＥＬＳＵの構成の詳細については後述する。
【００２１】
照明光学系ＩＬは、光源ユニットＥＬＳＵから射出された照明光ＥＬでマスクステージ１に保持されているマスクＭを照明するものである。具体的には、光源ユニットＥＬＳＵから射出された照明光ＥＬを、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズ、可変視野絞り等を介してマスクＭを照明することで、マスクＭを照明する照明領域ＩＲを規定し、照明領域ＩＲの照度分布を均一化する。本実施形態において、光源ユニットＥＬＳＵから照明光学系ＩＬを介して射出される照明光ＥＬはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）である。なお、この他にも照明光ＥＬは、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などを用いても良い。
【００２２】
マスクステージ１は、リニアモータで構成されるマスクステージ駆動装置６により駆動され、マスクＭをＸＹ平面とほぼ平行に保持して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に２次元移動可能でθＺ方向に回転可能である。また、マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスのパターンが形成されたマスク又はレチクルである。マスクＭは、例えばガラス基板等の透明板上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることも出来る。
【００２３】
マスクステージ１上に設けられた移動鏡７に対向する位置にマスク側レーザ干渉計８が設置されている。マスク側レーザ干渉計８は、移動鏡７に計測光を照射し、その移動鏡７を介した計測光を用いて、マスクステージ１のＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。
【００２４】
投影光学系ＰＬは、複数の光学素子（不図示）と、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子９と、複数の光学素子（不図示）及び終端光学素子９を保持する鏡筒ＰＫとを含む。投影光学系ＰＬは、投影領域ＡＲ１にパルス光ＥＬを照射し、投影領域ＡＲ１に入るように配置された基板Ｐにおいて、基板Ｐの少なくとも一部に所定の投影倍率でマスクＭのパターン像を投影する。投影光学系ＰＬの投影倍率は、１／４、１／５又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでも良い。投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸とほぼ平行である。
【００２５】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持して移動可能な基板テーブル３と、基板テーブル３を支持するステージ本体１０と、ステージ本体１０を支持するベース１１とを備えている。リニアモータで構成される基板ステージ駆動装置１５により、基板テーブル３及びステージ本体１０が駆動される。
【００２６】
ステージ本体１０は、基板ステージ駆動装置１５によりＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能となる。つまり、ステージ本体１０に支持されている基板テーブル３に保持された基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。
【００２７】
基板テーブル３は、基板ステージ駆動装置１５により、ステージ本体１０に対してＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。すなわち、基板テーブル３は、基板ステージ駆動装置１５により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの６つの方向に移動可能である。
【００２８】
また、基板Ｐの周囲を覆うように保持された補助プレート１３と、基板Ｐ及び補助プレート１３を吸着保持可能な保持部（不図示）と、基板テーブル３上に設けられた移動鏡１４とが設けられている。
【００２９】
補助プレート１３は、基板Ｐを配置可能な開口を有しており、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合に、補助プレート１３により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができるように基板Ｐの周囲に設けられている。補助プレート１３の表面は、液体ＬＱに対して撥液性を有している。補助プレート１４は、ステンレスの基材と、その基材上に形成された撥液性材料の膜とで構成される。なお、基材は、ステンレス以外の金属であっても良いし、金属以外のガラスやプラスチックであっても良い。また、補助プレート１３自体が撥液性材料で形成されていても良い。液体ＬＱに対する補助プレート１３の表面の接触角は、例えば９０度以上である。
【００３０】
なお、基板Ｐは、補助プレート１３とは独立に吸着保持可能な保持部（不図示）に吸着保持される。基板Ｐは、シリコンウエハの基材と、基材上に、照明光ＥＬの投影により形成された露光領域であるショットと、基材及びショットの上面に形成された感光膜とで構成されている。基板Ｐの表面は、液体ＬＱに対して撥液性を有する。また、基板Ｐの表面は感光膜の表面を含む。感光膜は、液体ＬＱに対して撥液性を有する。また、基板Ｐの表面が感光膜を覆う保護膜で形成されても良い。保護膜はトップコートと呼ばれる膜であり、感光膜を液体ＬＱから保護する。
【００３１】
基板Ｐが吸着保持された状態で基板Ｐの上面と補助プレート１３の上面とはほぼ同一平面内になる（ほぼ面一であり）。また、基板Ｐの直径に対して、補助プレート１３の開口（基材の中央に形成された円形開口）の直径は大きくなっており、基板Ｐ上面の外側エッジと補助プレート１３上面の内側エッジとの間にギャップが形成されている。ギャップの開口幅は、液浸領域ＡＲ２の形成に伴い、液体ＬＱがその液体ＬＱに作用する表面張力によりギャップに浸入しないように０．１ｍｍ〜１．０ｍｍとなっており、ギャップを形成する基板Ｐの表面と、補助プレート１３の表面とが、液体ＬＱに対して撥液性を有する。
【００３２】
また、基板テーブル３上に設けられた移動鏡１１に対向する位置に設置された基板側レーザ干渉計１６が設けられている。なお、基板テーブル３とステージ本体１０とを一体的に設けても良い。基板側レーザ干渉計１４は、移動鏡１４に計測光を照射し、その移動鏡１４を介した計測光を用いて、基板テーブル３のＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。
【００３３】
液体供給機構４は、液浸領域ＡＲ２を形成するために基板テーブル３上に所定の液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給装置１７と、液体供給装置１７に供給管１８を介して接続され、この液体供給装置１７から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給口を有する供給ノズル１９とを備えている。供給ノズル１９は基板Ｐの表面に近接して配置されている。
【００３４】
液体供給装置１７は、液体ＬＱを収容するタンク及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１８及び供給ノズル１９を介して基板テーブル３上に液体ＬＱを供給する。また、液体供給装置１７は液体ＬＱの温度調整機構を有しており、液体供給装置１７が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度（例えば２３℃）の液体ＬＱを基板Ｐ上に供給するようになっている。なお、液体ＬＱを供給するためのタンクや加圧ポンプは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００３５】
液体回収機構５は、基板テーブルＰＴ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２０と、この回収ノズル２０に回収管２１を介して接続された液体回収装置２２とを備えている。
【００３６】
液体回収装置２２は、真空ポンプ等の真空系（吸引装置）及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えており、基板テーブル３上の液体ＬＱを回収ノズル２０及び回収管２１を介して回収する。なお、液体ＬＱを回収するための真空系やタンクは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００３７】
次に、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの構成について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの平面図である。
【００３９】
本実施形態において、光源ユニットＥＬＳＵは、第１照明光ＥＬ１をパルス発振する第１光源ＥＬＳ１と、第２照明光ＥＬ２をパルス発振する第２光源ＥＬＳ２と、第１光源ＥＬＳ１から射出される第１照明光ＥＬ１の進路を曲げるミラー２３と、第２光源ＥＬＳ２から射出される第２照明光ＥＬ２と第１照明光ＥＬ１とを合成する光合成器５６とを備えている。
【００４０】
第１光源ＥＬＳ１は、波長λ１の第１照明光ＥＬ１を所定の周期でパルス発振する。また、本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１は、第１照明光ＥＬ１を発生させる第１共振器２５と、発振する第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定する第１波長設定装置２４と、第１光源ＥＬＳ１の動作を統括する第１制御装置ＣＯＮＴ１とを備えている。
【００４１】
本実施形態において、第１照明光ＥＬ１はＡｒＦエキシマレーザであり、第１共振器２５は、アルゴンガス及びフッ素ガスを励起することによって第１照明光ＥＬ１を発生させる。
【００４２】
第１波長設定装置２４は、特開平１１−２４８９１３号に開示されているように、第１照明光ＥＬ１を複数の波長に分割するプリズム（不図示）と、プリズムで分割された所定波長の光線を狭帯化して反射する回動可能な回折格子（不図示）とで構成され、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を所望の波長に設定する。
【００４３】
なお、第１波長設定装置２４は、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定可能であれば以上の構成でなくてもよい。例えば、特開平７−２６３７７９号、特開平３−１５７９１７号に開示されているように、反射鏡及びエタロンを備えたものであってもよい。
【００４４】
第１制御装置ＣＯＮＴ１は、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を所定の波長に設定する信号である第１波長信号２７を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第１波長設定装置２４を制御して第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定させる。また、第１光源ＥＬＳ１から第１照明光ＥＬ１を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガパルス２８を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第１共振器２５を制御して第１照明光ＥＬ１を発振させる。
【００４５】
一方で、第２光源ＥＬＳ２は、波長λ２の第２照明光ＥＬ２を所定の周期でパルス発振する。第２光源ＥＬＳ２の構成は、第１光源ＥＬＳ１の構成と同様であり、第２照明光ＥＬ２を発生させる第２共振器３０と、発振する第２照明光ＥＬ２の波長λ２を設定する第２波長設定装置２９と、第２光源ＥＬＳ２の動作を統括する第２制御装置ＣＯＮＴ２とを備えている。
【００４６】
また、本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１が第１照明光ＥＬ１を発振する周期と、第２光源ＥＬＳ２が第２照明光ＥＬ２を発振する周期はほぼ同一である。
【００４７】
第２制御装置ＣＯＮＴ２は、第１制御装置ＣＯＮＴ１と同様に、第２照明光ＥＬ２の波長λ２を所定の波長に設定する信号である第２波長信号３２を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第２波長設定装置２９を制御して第２照明光ＥＬ２の波長λ２を設定させる。また、第２光源ＥＬＳ２から第２照明光ＥＬ２を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガパルス３３を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第２共振器３０を制御して第２照明光ＥＬ２を発振させる。
【００４８】
反射ミラー２３は、第１光源ＥＬＳ２から射出された第１照明光ＥＬ１の進路を９０度曲げる。
【００４９】
光合成器５６は、反射ミラー２で進路を９０度曲げられた第１照明光ＥＬ１と第２光源ＥＬＳ２から射出された第２照明光ＥＬ２とを合成するハーフミラーである。なお、光合成器５６は、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを合成可能であればハーフミラーでなくてもよく、例えば、予め第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを偏光させて合成する偏光カプラであってもよい。
【００５０】
主制御装置ＣＯＮＴは、第１波長信号２７及び第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１へ送信し、第２波長信号３２及び第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２へ送信する。
【００５１】
このとき、主制御装置ＣＯＮＴは、第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１に送信するタイミングと第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信するタイミングとをずらす。詳しくは、主制御装置ＣＯＮＴは、第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１に送信してから所定時間だけ遅延させて第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信する。本実施形態において、第１トリガパルス２８に対し第２トリガパルス３３の送信を遅らせる時間は１３０ns〜１０００nsの中で設定される。
【００５２】
また、主制御装置ＣＯＮＴは、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが相異なる波長となるように、第１波長信号２７と第２波長信号３２とをそれぞれ、第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２へ送信する。本実施形態において、第１照明光ＥＬ１の波長λ１と第２照明光ＥＬ２の波長λ２とは、基準波長±８０ｆｍ内で設定される。ここで、基準波長はＡｒＦエキシマレーザの場合、１９３nｍである。
【００５３】
つまり、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、主制御装置ＣＯＮＴから送信された第１波長信号２７と第２波長信号３２とをそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２で受信し、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを相異なる２つの波長に設定すると共に、主制御装置ＣＯＮＴから所定時間ずらして送信された第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とをそれぞれ第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２とで受信することで、合成された照明光ＥＬに含まれる相異なる波長の第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とをマスクＭへ入射するタイミングをずらしてマスクＭを照明し、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影することができる。
【００５４】
以上より、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを相異なる波長に設定することで、基板Ｐ上でそれぞれの波長に応じた２つの結像点が生じるため、焦点のずれ量に対するパターン像のコントラスト変化が低減され、投影光学系ＰＬの焦点深度を拡大させることができる。また、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのマスクＭへの入射のタイミングを所定時間ずらすことで、合成された照明光ＥＬの空間コヒーレンスが低減し、マスクＭ上における照明光ＥＬの照度分布のむらを抑制することができる。
【００５５】
したがって、焦点深度を拡大しつつ、マスクＭを照明する照明光ＥＬの照度分布のむらが抑制され、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制することができる。
【００５６】
次に、露光パラメータの決定から露光装置ＥＸで基板Ｐを露光処理していく流れについて図３を用いて説明する。
【００５７】
ここでは、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とでマスクＭに入射するタイミングをずらすことに関して、例として、第２照明光ＥＬ２を第１照明光ＥＬ１に対して所定の時間（以下、遅延時間とする）遅延させてマスクＭに入射させることについて説明する。
【００５８】
まず、基板Ｐに転写しようとする設計パターンから、数学的モデルやシミュレーションを使用し、マスクＭに形成するマスクパターンや、投影光学系ＰＬの瞳面上の光源分布等が最適化される。また、露光量、フォーカス（焦点深度）、照明光ＥＬの基準波長、２波長λ１及びλ２、遅延時間等の各値がショット毎に振られ、初期パラメータが作成される（ステップ１０１）。このとき、初期パラメータは上記の各値を変化させて複数作成される。
【００５９】
２波長λ１及びλ２は、それぞれ複数の波長が複数の初期パラメータに割り振られる。本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２の変更波長幅が、基準波長から±８０fmであり、その波長幅の中から複数の２波長λ１及びλ２が選択され複数の初期パラメータに割り振られる。
【００６０】
このとき、遅延時間の下限は、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅とする。また、遅延時間の上限は、遅延させた第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが照明光学系ＩＬのインテグレータセンサ（不図示）にて１つのパルスとして認識される最長の時間とする。その上限と下限の時間幅の中から複数の時間が複数の初期パラメータに割り振られる。例えば、本実施形態においては、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅が共に１３０nsecであり、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを１つのパルスとして応答しうる最長時間が１０００nsecであるため、遅延時間は１３０nsec〜１０００nsecの時間幅の中から複数の時間が選択され複数の初期パラメータに割り振られる。
【００６１】
次に、ステップ１０１で作成された複数の初期パラメータが上述の露光装置ＥＸに備えられた主制御装置ＣＯＮＴに記憶され、初期パラメータ毎にテスト基板を露光装置ＥＸでテスト露光後、現像、レジストの成膜、露光が繰り返され、テスト基板上にマスクＭのパターンが形成される（ステップ１０２）。
【００６２】
続いて、テスト基板に形成されたパターンの仕上がり寸法が半導体検査装置（不図示）で計測され（ステップ１０３）、予め設計された理想の設計パターンの寸法である設計寸法と仕上がり寸法とが比較され、ステップ１０１で作成された複数の初期パラメータのうち、形成されたパターンの仕様が満たされている初期パラメータがあるかどうかが判断される（ステップ１０４）。ここで、本実施形態において仕様とはパターンの設計寸法±０．５％とする。
【００６３】
ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たす初期パラメータがないと判断された場合、２波長λ１及びλ２や遅延時間等のパラメータを振り直し、ステップ１０１で作成された初期パラメータを修正して再度テスト露光を実施し、テスト基板に形成されたパターンを計測する。
【００６４】
一方、ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たす初期パラメータがあると判断された場合、ステップ１０３の計測結果に基づいて、パターンの仕上がり寸法が最も設計寸法に近い初期パラメータが露光パラメータとして決定され、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴに記憶される（ステップ１０５）。
【００６５】
次に、マスクＭが、ロボットアーム（不図示）を含む搬送装置の駆動により、マスクステージ１にロード（吸着保持）される（ステップ１０６）。
【００６６】
続いて、基板Ｐが、ロボットアーム（不図示）を含む搬送装置の駆動により、基板テーブル３にロード（吸着保持）される（ステップ１０７）。
【００６７】
続いて、液浸領域ＡＲ２が形成される。液浸領域ＡＲ２は、液体供給機構４の駆動により、基板テーブル３上への液体供給動作が開始されると共に、液体回収機構５の駆動により、基板テーブル３上からの液体回収動作が開始されることで投影光学系ＰＬと基板テーブル３との間に形成される（ステップ１０８）。この時、液体供給装置１７による基板テーブル３上への単位時間あたりの液体供給量が制御されると共に、液体回収装置２２による単位時間あたりの液体回収量が制御される。
【００６８】
次に、主制御装置ＣＯＮＴに記憶された露光パラメータに基づいて、２波長λ１、λ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される（ステップ１０９）。より詳しくは、露光パラメータに基づいて主制御装置ＣＯＮＴから送信された第１波長信号２７と第２波長信号３２とがそれぞれ、第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９が駆動されることで、２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される。
【００６９】
また、本実施形態において、任意のショットを露光する２波長λ１、λ２は、任意のショットの露光とその前のショットの露光との間で第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９で設定される。
【００７０】
また、本ステップで、露光装置ＥＸにおいて第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２以外の構成のパラメータも露光パラメータに基づいて設定される。
【００７１】
そして、露光パラメータに基づいて所定の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とが合成された照明光ＥＬにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【００７２】
より詳しくは、主制御装置ＣＯＮＴから第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とがそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１の第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２光源ＥＬＳ２の第２制御装置ＣＯＮＴ２とへ送信される。このとき、第２トリガパルス３３は第１トリガパルス２８に対してステップ１０５で決定された遅延時間分、遅れて送信され、第２照明光ＥＬ２は第１照明光ＥＬ１に対して遅延時間分、遅れて発振される。
【００７３】
次に、ステップ１１０のショットの露光で基板Ｐの全てのショットが露光されたかどうかが判断される（ステップ１１１）。
【００７４】
ステップ１１１で全てのショットが露光されていない場合、ステップ１０９に戻り、次のショットを露光する２波長λ１及びλ２やその他の露光装置ＥＸの装置パラメータが露光パラメータに基づいて設定され、次のショットが露光される。
【００７５】
一方、ステップ１１１で全てのショットが露光された場合、ロットが終了し、マスクＭを交換するかどうかが判断され（ステップ１１２）、マスクＭを変更しない場合、新たな基板Ｐがロボットアーム（不図示）の駆動によりロード（吸着保持）される。
【００７６】
ロットが終了し、ステップ１１２でマスクＭを変更する場合、新たなマスクＭがロボットアーム（不図示）の駆動によりロード（吸着保持）された後、露光が繰り返されていく。
【００７７】
以上、第１パルス光Ｐａ１（第１照明光ＥＬ１）と第２パルス光Ｐａ２（第２照明光ＥＬ２）とを相異なる２波長λ１及びλ２に設定し、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させて、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのマスクＭへの入射のタイミングをずらすことで、投影光学系ＰＬの焦点深度が拡大されつつ、マスクＭを照明する照明光ＥＬの照度分布のむらが抑制されるため、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制することができる。
【００７８】
なお、ステップ１０１において、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２の変更波長幅が、基準波長から±８０fmであり、その波長幅の中から複数の２波長λ１及びλ２が選択されるが、光源を改造又は変更することによって変更波長幅を拡大しても良い。
【００７９】
なお、ステップ１０１において、遅延時間は、１３０nsec〜１０００nsecの時間幅としているが、下限では、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅は１３０nsecでなくても良く、上限では、照明光学系ＩＬのインテグレータセンサを改造又は変更することで１０００nsec以上にしても良い。また、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅は等しくなくても良い。
【００８０】
なお、ステップ１０４において、仕様は設計寸法±０．５％でなくても良い。例えば、パターンのレイアウトや製造するデバイスに基づいて仕様を変更しても良い。
【００８１】
なお、ステップ１０５において、２波長λ１、λ２と遅延時間とは、ショット毎に露光パラメータとして決定したが、ショット毎に決定しなくてもよく、例えば、基板毎やロット毎に決定しても良い。
【００８２】
なお、ステップ１０５において、設計寸法に対してパターンの仕上がり寸法が最も近い初期パラメータが露光パラメータとして決定される際に、Bossung曲線を作成して露光パラメータを決定してもよい。ここで、Bossung曲線とは、任意の露光量に対し、横軸をフォーカス量、縦軸をパターンの仕上がり寸法とした曲線である。この場合、ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たすと判断された初期パラメータでテスト露光された結果を用いてBossung曲線が作成される。そして、このBossung曲線に基づいてフォーカス量を変化させてもパターンの仕上がり寸法の変化が最も少ないパラメータを露光パラメータとして決定する。
【００８３】
なお、ステップ１１０において、第２トリガパルスＰａ２は第１トリガパルスＰａ１に対して遅延時間分、遅らせて主制御装置ＣＯＮＴから第２光源ＥＬＳ２の第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信されるが、第２制御装置ＣＯＮＴ２が第２トリガパルスＰａ２を受信するタイミングを遅延時間分、遅らせるようにしても良い。この場合、第１トリガパルスＰａ１と第２トリガパルスＰａ２は、ほぼ同じタイミングで主制御装置ＣＯＮＴから送信される。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００８５】
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８６】
以下、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図４を用いて説明する。
【００８７】
図４は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵを示す概略構成図である。
【００８８】
本実施形態の光源ユニットＥＬＳＵは、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１波長信号２７を２つの該信号に分岐し、一方の第１波長信号２７を第２波長信号３２に変換することで、第１波長信号２７と第２波長信号３２とを生成する２波長分岐装置３４と、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１トリガパルス２８を２つの該トリガパルスに分岐し、一方の第１トリガパルス２８を所望の遅延時間だけ遅延させて第２トリガパルス３３とすることで、第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とを生成する遅延分岐装置３５とを備える。
【００８９】
次に、２波長分岐装置３４と遅延分岐装置３５の詳細な構成について図５を用いて説明する。
【００９０】
図５は、本実施形態における２波長分岐装置３４と遅延分岐装置３５の概略構成図である。
【００９１】
図５（a）に示すように、２波長分岐装置３４は、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１波長信号２７（デジタル信号）を２つの第１波長信号２７に分岐する分岐回路３６と、分岐された２つの第１波長信号２７の一方の信号と、主制御装置ＣＯＮＴから送信された信号であって第１波長信号２７を第２波長信号３２へと変換するシフト波長信号３７（デジタル信号）とを加算して第２波長信号３２を生成する加算器３８とを備える。２波長分岐装置３４で生成された第１波長信号２７と第２波長信号３２とはそれぞれ、第１実施形態の露光装置ＥＸと同様に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１パルス光Ｐａ１（第１照明光ＥＬ１）と第２パルス光Ｐａ２（第２照明光ＥＬ２）の波長が設定される。
【００９２】
分岐回路３６は、デジタル信号を２つのデジタル信号に分岐する信号分岐回路である。
【００９３】
加算器３８は、デジタル信号同士を論理加算する論理演算素子である。
【００９４】
なお、加算器３８は、デジタル信号同士を加算する素子に限らない。例えば、デジタル信号同士を減算する減算器のほか、乗算器や除算器のような論理演算素子であっても良い。
【００９５】
また、図５（b）に示すように、遅延分岐装置３５は、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１トリガパルス２８（光信号）を第１トリガ信号４２（電気信号）に光電変換する第１光電変換素子４４と、第１トリガ信号４２を２つの第１トリガ信号４２に分岐する分岐回路４０と、主制御装置ＣＯＮＴから送信された信号であって、第１トリガ信号４２を所望の遅延時間だけ遅延させる遅延カウント３９を受信し、該遅延カウントをカウント後、２つの第１トリガ信号４２の一方の信号を通過させることで他方の信号に対して所望の遅延時間だけ遅延させた第２トリガ信号４３を生成するカウンタ４１と、該他方の信号（電気信号）を第１トリガパルス光２８（光信号）に変換する第２光電変換素子４６と、第２トリガ信号（電気信号）を第２トリガパルス（光信号）に変換する第３光電変換素子４５とを備える。
【００９６】
遅延分岐装置３５で生成された第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とはそれぞれ、第１実施形態の露光装置ＥＸと同様に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが射出される。
【００９７】
分岐回路４０は、デジタル信号を２つのデジタル信号に分岐する信号分岐回路である。
【００９８】
カウンタ４１は、遅延カウント３９の受信に応じてダウンカウントを開始し、０になると、第２トリガ信号を第２光電変換素子へと通すダウンカウンタである。
【００９９】
なお、カウンタ４１は、ダウンカウンタでなくても良い。例えば、遅延カウントに応じてカウントを数え上げるアップカウンタであっても良い。
【０１００】
なお、本実施形態において、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させているが、第２照明光ＥＬ２に対して第１照明光ＥＬ１を遅延させても良い。
【０１０１】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸの基本動作の中で、上述の各実施形態との差異について図３を用いて説明する。
【０１０２】
ステップ１０８において、液浸領域ＡＲ２が形成された後、本実施形態では、ステップ１０５で決定された露光パラメータに基づいて、主制御装置ＣＯＮＴから２波長分岐装置３４へと第１波長信号２７とシフト波長信号３７とが送信され、２波長分岐装置３４において、第２波長信号３２が生成され、分岐された第１波長信号２７と共に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信される。そして、これらの信号により第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９が駆動されることで、２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される（ステップ１０９）。
【０１０３】
続いて、露光パラメータに基づいて、主制御装置ＣＯＮＴから遅延分岐装置３５へと第１トリガパルス２８と遅延カウント３９とが送信され、遅延分岐装置３５において、第２トリガパルス３３が生成され、分岐された第１トリガパルス２８と共に第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２とで受信され、所望の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【０１０４】
以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、例えば、現状で１種類の波長を使用して基板を露光する露光装置の場合、主制御装置ＣＯＮＴから送信した第１波長信号２７から２波長分岐装置３４にて第２波長信号３２を生成するため、制御装置ＣＯＮＴに同系統の信号線を増やすことなく、２波長分岐装置３４を外付けするだけで簡便に２つの波長信号を生成することが可能となる。
【０１０５】
また、第１トリガパルス２８に対して第２トリガパルス３３を遅延させる構成を主制御装置ＣＯＮＴに設けることなく、遅延分岐装置３５を外付けするだけで簡便に遅延発振させることが可能となる。つまり、１波長の照明光で露光を行う露光装置を相異なる波長の照明光を遅延させて発振する構成に変更する場合であっても主制御装置ＣＯＮＴの改造を極力抑えて簡便に変更することが可能となる。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１０７】
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１０８】
以下、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図６、図７用いて説明する。
【０１０９】
図６は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの一例を示す概略構成図である。
【０１１０】
図７は、本実施形態における遅延光学系４７の概略構成図である。
【０１１１】
図６に示すように、上述の第２実施形態の露光装置ＥＸと本実施形態の差異は、光源ユニットＥＬＳＵが、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させる遅延部として第２照明光ＥＬ２の光路上に設置された遅延光学系４７を備えていることである。
【０１１２】
図７に示すように、本実施形態の遅延光学系４７は、入射窓４８と、４枚のミラー４９〜５２と、４枚のプリズム５１〜５４と、射出窓５５とを含んでいる。
【０１１３】
第２光源ＥＬＳ２から射出された第２照明光ＥＬ２は入射窓４８を介してミラー４９で９０度曲げられ、プリズム５１、５２で光路調整されてミラー５０、５１を介して１８０度曲げられ、プリズム５３、５４で再度光路調整され、ミラー５２で９０度曲げられて、射出窓５５からレーザ結合器２４へと進行する。すなわち、第２照明光ＥＬ２が遅延光学系４７に進入することで、第２照明光ＥＬ２の光路を延伸することができ、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させることができる。
【０１１４】
また、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の遅延時間の調節は、ＸＹ平面上において４枚のミラー４９〜５２と４枚のプリズム５１〜５４を駆動機構（不図示）で回動させ、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の光路の長さを調節することで行う。
【０１１５】
なお、ミラー及びプリズムの枚数は４枚でなくても良く、それらの配置についても図７に限定されない。例えば、設定する遅延時間に応じて延長する光路の長さを見積もり、その光路の長さに基づいてミラー及びプリズムの枚数と配置を決めても良い。
【０１１６】
なお、遅延光学系４７は、第２パルス光Ｐａ２を第１パルス光Ｐａ１に対して所望の遅延時間だけ遅延させることが可能であればミラー及びプリズムを用いなくても良い。例えば、遅延光学系４７は第２照明光ＥＬ２の光路上に設置された所定の長さの光学ガラスを含み、第２照明光ＥＬ２が光学ガラスを透過することにより遅延させても良い。また、光学ガラスは、光が透過する材質であればガラスでなくても良く、プラスチックでも良い。また、遅延光学系４７は、光学ガラスとミラーとプリズムを併用しても良い。
【０１１７】
なお、本実施形態において、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させているが、第２照明光ＥＬ２に対して第１照明光ＥＬ１を遅延させても良い。この場合、遅延光学系４７は、第１照明光ＥＬ１の光路上に設置する。
【０１１８】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸの基本動作の中で、上述の各実施形態との差異について図３を用いて説明する。
【０１１９】
ステップ１０９において、決定された露光パラメータに基づいて、ショットを露光する２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定された後、本実施形態では、露光パラメータに基づいて、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の遅延時間が所望の遅延時間となるように、主制御装置ＣＯＮＴにより遅延光学系４７のミラー４９〜５２及びプリズム５１〜５４が駆動され、第２照明光ＥＬ２の光路が所望の長さに調整される。そして、所望の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とが合成され、照明光ＥＬにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【０１２０】
以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、遅延光学系４７を用いて第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を光学的に遅延させることで、露光パラメータに基づいて、より高精度に遅延時間を設定することが可能となる。
【０１２１】
なお、上述の実施形態において、２つの光源（第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２）から第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを射出しているが、１つの光源から射出した光線を２つの光線に分離して第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２としても良い。この場合、２つの光線への分離は、例えば、射出された光線を２つのハーフミラーを介して分離しても良いし、偏光変調素子と偏光ビームスプリッタとを組み合わせ、射出された光線をｐ偏光及びｓ偏光として分離しても良い。
【０１２２】
また、２波長λ１及びλ２の設定は、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのそれぞれの光路上に波長設定機構を設置して行う。波長設定機構は、例えば、回動可能なエタロンである。このとき、例えば、第２照明光ＥＬ２の光路上に遅延光学系（図７参照）を設置して第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２を所定の時間だけ遅延させる。
【０１２３】
なお、上述の各実施形態において、投影光学系ＰＬは、終端光学素子１０の射出側（像面側）の光路空間を液体ＬＱで満たしているが、米国特許第７,３６２,５０８号に開示されているように、終端光学素子９の入射側（物体面側）の光路空間も液体ＬＱで満たす投影光学系を採用することも出来る。また、露光対象の基板Ｐの表面全体が液体ＬＱで覆われる液浸露光装置にも適用出来る。
【０１２４】
なお、上述の実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、照明光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系、あるいは基板の表面を形成する感光材（フォトレジスト）の膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル、セダー油等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で、液体ＬＱと接触する投影光学系ＰＬの光学素子（終端光学素子など）を形成してもよい。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。
【０１２５】
なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【０１２６】
なお、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の液浸スキャナの他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の液浸ステッパにも適用することが出来る。また、上述の各実施形態において、露光装置ＥＸとして、液体ＬＱを介さずに、マスクＭのパターンを基板Ｐに露光していくスキャナ及びステッパにも適用することが出来る。
【０１２７】
また、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用出来る。
【０１２８】
更に、例えば米国特許６,６１１,３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することが出来る。
【０１２９】
また、本発明は、米国特許第６,４００,４４１号、国際公開９８／２８６６５号、米国特許６,３４１,００７号、米国特許６,４００,４４１号、米国特許６,５４９,２６９号、及び米国特許６,５９０,６３４号、米国特許６,２０８,４０７号、米国特許６,２６２,７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用出来る。
【０１３０】
なお、露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用出来る。
【０１３１】
なお、上述の各実施形態においては、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６を用いてマスクステージ１及び基板テーブル３の各位置を計測するものとしたが、これに限らず、例えば、マスクステージ１及び基板テーブル３に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方の計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしても良い。
【０１３２】
なお、上述の各実施形態では、照明光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いているが、例えば、米国特許第７,０２３,６１０号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などの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでも良い。
【０１３３】
なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６,７７８,２５７号に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。
【０１３４】
また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
【０１３５】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１３６】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。
【０１３７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１３８】
なお、上述の各実施形態の要件は適宜組み合わせることが出来る。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した露光装置等の全ての公開公報、及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１３９】
ＥＸ：露光装置、ＥＬ１：第１照明光、ＥＬ２：第２照明光、ＥＬ：照明光、ＥＬＳＵ：光源ユニット、ＥＬＳ１：第１光源、ＥＬＳ２：第２光源、ＣＯＮＴ１：第１制御装置、ＣＯＮＴ２：第２制御装置、ＣＯＮＴ：主制御装置、２４：第１波長設定装置、２９：第２波長設定装置、２８：第１トリガパルス、３３：第２トリガパルス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクのパターンを基板に転写する露光装置、露光方法、及びデバイスの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マスク又はレチクル（以下「マスク」と総称する）上に形成されたパターンを感光性基板上に転写する、いわゆるリソグラフィ工程において、マスクのパターンを投影光学系を介して感光性基板上のショット（露光領域）に投影する露光装置が使用されている。
【０００３】
上記露光装置の解像度及び焦点深度は、投影光学系の解像度Ｒ及び焦点深度δで表される。（１）式に示すように解像度Ｒは、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。一方で、（２）式に示すように焦点深度δは、露光波長が短くなるほど、また開口数が大きいほど小さくなる。
【０００４】
Ｒ＝ｋ１・λ／NA ・・・（１）
δ＝±ｋ２・λ／NA２ ・・・（２）
ここで、λは露光波長、NAは投影露光系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。
近年の高解像度化のニーズから、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。６５nm〜３２nmサイズのノード世代では、露光波長はＡｒＦエキシマレーザ１９３ｎｍで、液浸法を利用した液浸露光装置が利用されている。液浸法とは、特許文献１に開示されているように、投影光学系の下面と基板表との間を純水等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ（ｎは空気中の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上させる露光方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の高解像度化に伴い、露光波長が短くなり、開口数が大きくなると、（２）式より焦点深度δが小さくなる。つまり、所定パターンの露光において確保できる焦点深度が小さくなる。
【０００７】
また、エキシマレーザ光は空間コヒーレンスが非常に高く、同位相の光が干渉し合うためマスクを照明する光の照度分布にむらが生じ、基板に形成されたパターン（以下、露光パターンとする）の線幅のばらつきを悪化させる。
【０００８】
これらの要因のため、投影光学系の収差変動や露光装置の装置間誤差等により、露光パターンの線幅のばらつきが大きくなり、露光パターンの線幅精度が悪化することがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、焦点深度を拡大しつつ、マスクを照明する光の照度分布のむらを抑制することで、露光パターンの線幅のばらつきを抑え、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制する露光装置、露光方法、並びにデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る露光装置は、第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、第１の波長とは異なる第２の波長を有し、パルス発振された第２照明光とをマスクへ照射する照射ユニットを備え、照射ユニットは、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと、第２照明光がマスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、第１照明光と第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含む。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る露光方法は、パルス発振される第１照明光の波長を第１の波長に設定することと、パルス発振される第２照明光の波長を第１の波長とは異なる第２の波長に設定することと、第１照明光がマスクに照射されるタイミングと第２照明光がマスクに照射されるタイミングとを所定時間ずらすことと、マスクを第１照明光と第２照明光とで照明し、パターンを基板に転写することとを有する。
【００１２】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光方法を用い、マスクのパターンを基板に転写することと、基板を現像することとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る光源ユニットの平面図である。
【図３】第１実施形態に係る２波長及び遅延時間を決定してから、基板を露光していく露 光動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る光源ユニットを示す概略構成図である。
【図５】第２実施形態に係る２波長分岐装置及び遅延分岐装置の構成を示す概略構成図で ある。
【図６】第３実施形態に係る光源ユニットを示す概略構成図である。
【図７】第３実施形態に係る遅延光学系の概略構成図である。
【図８】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限
されない。
【００１５】
また、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しながら説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１６】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について説明する。
【００１７】
まず、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図１を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における露光装置ＥＸを示す概略構成図である。
【００１９】
露光装置ＥＸは、パルス発振された照明光ＥＬを射出する光源ユニットＥＬＳＵと、射出された照明光ＥＬでマスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、マスクＭを保持可能なマスクステージ１と、照明光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐを保持可能な基板テーブル３と、基板テーブル３を駆動する基板ステージ２と、基板テーブル３上に液体ＬＱを供給する液体供給装置４と、供給された液体ＬＱを回収する液体回収装置５と、マスクＭ及び基板Ｐのアライメントを行うアライメント系（不図示）と、露光装置ＥＸの動作を制御する主制御装置ＣＯＮＴを備えている。
【００２０】
光源ユニットＥＬＳＵは、相異なる２つの波長の光を射出する。光源ユニットＥＬＳＵの構成の詳細については後述する。
【００２１】
照明光学系ＩＬは、光源ユニットＥＬＳＵから射出された照明光ＥＬでマスクステージ１に保持されているマスクＭを照明するものである。具体的には、光源ユニットＥＬＳＵから射出された照明光ＥＬを、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズ、可変視野絞り等を介してマスクＭを照明することで、マスクＭを照明する照明領域ＩＲを規定し、照明領域ＩＲの照度分布を均一化する。本実施形態において、光源ユニットＥＬＳＵから照明光学系ＩＬを介して射出される照明光ＥＬはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）である。なお、この他にも照明光ＥＬは、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などを用いても良い。
【００２２】
マスクステージ１は、リニアモータで構成されるマスクステージ駆動装置６により駆動され、マスクＭをＸＹ平面とほぼ平行に保持して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に２次元移動可能でθＺ方向に回転可能である。また、マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスのパターンが形成されたマスク又はレチクルである。マスクＭは、例えばガラス基板等の透明板上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることも出来る。
【００２３】
マスクステージ１上に設けられた移動鏡７に対向する位置にマスク側レーザ干渉計８が設置されている。マスク側レーザ干渉計８は、移動鏡７に計測光を照射し、その移動鏡７を介した計測光を用いて、マスクステージ１のＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。
【００２４】
投影光学系ＰＬは、複数の光学素子（不図示）と、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子９と、複数の光学素子（不図示）及び終端光学素子９を保持する鏡筒ＰＫとを含む。投影光学系ＰＬは、投影領域ＡＲ１にパルス光ＥＬを照射し、投影領域ＡＲ１に入るように配置された基板Ｐにおいて、基板Ｐの少なくとも一部に所定の投影倍率でマスクＭのパターン像を投影する。投影光学系ＰＬの投影倍率は、１／４、１／５又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでも良い。投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸とほぼ平行である。
【００２５】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持して移動可能な基板テーブル３と、基板テーブル３を支持するステージ本体１０と、ステージ本体１０を支持するベース１１とを備えている。リニアモータで構成される基板ステージ駆動装置１５により、基板テーブル３及びステージ本体１０が駆動される。
【００２６】
ステージ本体１０は、基板ステージ駆動装置１５によりＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能となる。つまり、ステージ本体１０に支持されている基板テーブル３に保持された基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。
【００２７】
基板テーブル３は、基板ステージ駆動装置１５により、ステージ本体１０に対してＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。すなわち、基板テーブル３は、基板ステージ駆動装置１５により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの６つの方向に移動可能である。
【００２８】
また、基板Ｐの周囲を覆うように保持された補助プレート１３と、基板Ｐ及び補助プレート１３を吸着保持可能な保持部（不図示）と、基板テーブル３上に設けられた移動鏡１４とが設けられている。
【００２９】
補助プレート１３は、基板Ｐを配置可能な開口を有しており、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合に、補助プレート１３により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができるように基板Ｐの周囲に設けられている。補助プレート１３の表面は、液体ＬＱに対して撥液性を有している。補助プレート１４は、ステンレスの基材と、その基材上に形成された撥液性材料の膜とで構成される。なお、基材は、ステンレス以外の金属であっても良いし、金属以外のガラスやプラスチックであっても良い。また、補助プレート１３自体が撥液性材料で形成されていても良い。液体ＬＱに対する補助プレート１３の表面の接触角は、例えば９０度以上である。
【００３０】
なお、基板Ｐは、補助プレート１３とは独立に吸着保持可能な保持部（不図示）に吸着保持される。基板Ｐは、シリコンウエハの基材と、基材上に、照明光ＥＬの投影により形成された露光領域であるショットと、基材及びショットの上面に形成された感光膜とで構成されている。基板Ｐの表面は、液体ＬＱに対して撥液性を有する。また、基板Ｐの表面は感光膜の表面を含む。感光膜は、液体ＬＱに対して撥液性を有する。また、基板Ｐの表面が感光膜を覆う保護膜で形成されても良い。保護膜はトップコートと呼ばれる膜であり、感光膜を液体ＬＱから保護する。
【００３１】
基板Ｐが吸着保持された状態で基板Ｐの上面と補助プレート１３の上面とはほぼ同一平面内になる（ほぼ面一であり）。また、基板Ｐの直径に対して、補助プレート１３の開口（基材の中央に形成された円形開口）の直径は大きくなっており、基板Ｐ上面の外側エッジと補助プレート１３上面の内側エッジとの間にギャップが形成されている。ギャップの開口幅は、液浸領域ＡＲ２の形成に伴い、液体ＬＱがその液体ＬＱに作用する表面張力によりギャップに浸入しないように０．１ｍｍ〜１．０ｍｍとなっており、ギャップを形成する基板Ｐの表面と、補助プレート１３の表面とが、液体ＬＱに対して撥液性を有する。
【００３２】
また、基板テーブル３上に設けられた移動鏡１１に対向する位置に設置された基板側レーザ干渉計１６が設けられている。なお、基板テーブル３とステージ本体１０とを一体的に設けても良い。基板側レーザ干渉計１４は、移動鏡１４に計測光を照射し、その移動鏡１４を介した計測光を用いて、基板テーブル３のＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。
【００３３】
液体供給機構４は、液浸領域ＡＲ２を形成するために基板テーブル３上に所定の液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給装置１７と、液体供給装置１７に供給管１８を介して接続され、この液体供給装置１７から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給口を有する供給ノズル１９とを備えている。供給ノズル１９は基板Ｐの表面に近接して配置されている。
【００３４】
液体供給装置１７は、液体ＬＱを収容するタンク及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１８及び供給ノズル１９を介して基板テーブル３上に液体ＬＱを供給する。また、液体供給装置１７は液体ＬＱの温度調整機構を有しており、液体供給装置１７が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度（例えば２３℃）の液体ＬＱを基板Ｐ上に供給するようになっている。なお、液体ＬＱを供給するためのタンクや加圧ポンプは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００３５】
液体回収機構５は、基板テーブルＰＴ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２０と、この回収ノズル２０に回収管２１を介して接続された液体回収装置２２とを備えている。
【００３６】
液体回収装置２２は、真空ポンプ等の真空系（吸引装置）及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えており、基板テーブル３上の液体ＬＱを回収ノズル２０及び回収管２１を介して回収する。なお、液体ＬＱを回収するための真空系やタンクは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００３７】
次に、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの構成について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの平面図である。
【００３９】
本実施形態において、光源ユニットＥＬＳＵは、第１照明光ＥＬ１をパルス発振する第１光源ＥＬＳ１と、第２照明光ＥＬ２をパルス発振する第２光源ＥＬＳ２と、第１光源ＥＬＳ１から射出される第１照明光ＥＬ１の進路を曲げるミラー２３と、第２光源ＥＬＳ２から射出される第２照明光ＥＬ２と第１照明光ＥＬ１とを合成する光合成器５６とを備えている。
【００４０】
第１光源ＥＬＳ１は、波長λ１の第１照明光ＥＬ１を所定の周期でパルス発振する。また、本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１は、第１照明光ＥＬ１を発生させる第１共振器２５と、発振する第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定する第１波長設定装置２４と、第１光源ＥＬＳ１の動作を統括する第１制御装置ＣＯＮＴ１とを備えている。
【００４１】
本実施形態において、第１照明光ＥＬ１はＡｒＦエキシマレーザであり、第１共振器２５は、アルゴンガス及びフッ素ガスを励起することによって第１照明光ＥＬ１を発生させる。
【００４２】
第１波長設定装置２４は、特開平１１−２４８９１３号に開示されているように、第１照明光ＥＬ１を複数の波長に分割するプリズム（不図示）と、プリズムで分割された所定波長の光線を狭帯化して反射する回動可能な回折格子（不図示）とで構成され、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を所望の波長に設定する。
【００４３】
なお、第１波長設定装置２４は、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定可能であれば以上の構成でなくてもよい。例えば、特開平７−２６３７７９号、特開平３−１５７９１７号に開示されているように、反射鏡及びエタロンを備えたものであってもよい。
【００４４】
第１制御装置ＣＯＮＴ１は、第１照明光ＥＬ１の波長λ１を所定の波長に設定する信号である第１波長信号２７を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第１波長設定装置２４を制御して第１照明光ＥＬ１の波長λ１を設定させる。また、第１光源ＥＬＳ１から第１照明光ＥＬ１を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガパルス２８を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第１共振器２５を制御して第１照明光ＥＬ１を発振させる。
【００４５】
一方で、第２光源ＥＬＳ２は、波長λ２の第２照明光ＥＬ２を所定の周期でパルス発振する。第２光源ＥＬＳ２の構成は、第１光源ＥＬＳ１の構成と同様であり、第２照明光ＥＬ２を発生させる第２共振器３０と、発振する第２照明光ＥＬ２の波長λ２を設定する第２波長設定装置２９と、第２光源ＥＬＳ２の動作を統括する第２制御装置ＣＯＮＴ２とを備えている。
【００４６】
また、本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１が第１照明光ＥＬ１を発振する周期と、第２光源ＥＬＳ２が第２照明光ＥＬ２を発振する周期はほぼ同一である。
【００４７】
第２制御装置ＣＯＮＴ２は、第１制御装置ＣＯＮＴ１と同様に、第２照明光ＥＬ２の波長λ２を所定の波長に設定する信号である第２波長信号３２を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第２波長設定装置２９を制御して第２照明光ＥＬ２の波長λ２を設定させる。また、第２光源ＥＬＳ２から第２照明光ＥＬ２を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガパルス３３を主制御装置ＣＯＮＴから受信し、第２共振器３０を制御して第２照明光ＥＬ２を発振させる。
【００４８】
反射ミラー２３は、第１光源ＥＬＳ２から射出された第１照明光ＥＬ１の進路を９０度曲げる。
【００４９】
光合成器５６は、反射ミラー２で進路を９０度曲げられた第１照明光ＥＬ１と第２光源ＥＬＳ２から射出された第２照明光ＥＬ２とを合成するハーフミラーである。なお、光合成器５６は、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを合成可能であればハーフミラーでなくてもよく、例えば、予め第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを偏光させて合成する偏光カプラであってもよい。
【００５０】
主制御装置ＣＯＮＴは、第１波長信号２７及び第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１へ送信し、第２波長信号３２及び第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２へ送信する。
【００５１】
このとき、主制御装置ＣＯＮＴは、第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１に送信するタイミングと第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信するタイミングとをずらす。詳しくは、主制御装置ＣＯＮＴは、第１トリガパルス２８を第１制御装置ＣＯＮＴ１に送信してから所定時間だけ遅延させて第２トリガパルス３３を第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信する。本実施形態において、第１トリガパルス２８に対し第２トリガパルス３３の送信を遅らせる時間は１３０ns〜１０００nsの中で設定される。
【００５２】
また、主制御装置ＣＯＮＴは、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが相異なる波長となるように、第１波長信号２７と第２波長信号３２とをそれぞれ、第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２へ送信する。本実施形態において、第１照明光ＥＬ１の波長λ１と第２照明光ＥＬ２の波長λ２とは、基準波長±８０ｆｍ内で設定される。ここで、基準波長はＡｒＦエキシマレーザの場合、１９３nｍである。
【００５３】
つまり、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、主制御装置ＣＯＮＴから送信された第１波長信号２７と第２波長信号３２とをそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２で受信し、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを相異なる２つの波長に設定すると共に、主制御装置ＣＯＮＴから所定時間ずらして送信された第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とをそれぞれ第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２とで受信することで、合成された照明光ＥＬに含まれる相異なる波長の第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とをマスクＭへ入射するタイミングをずらしてマスクＭを照明し、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影することができる。
【００５４】
以上より、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを相異なる波長に設定することで、基板Ｐ上でそれぞれの波長に応じた２つの結像点が生じるため、焦点のずれ量に対するパターン像のコントラスト変化が低減され、投影光学系ＰＬの焦点深度を拡大させることができる。また、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのマスクＭへの入射のタイミングを所定時間ずらすことで、合成された照明光ＥＬの空間コヒーレンスが低減し、マスクＭ上における照明光ＥＬの照度分布のむらを抑制することができる。
【００５５】
したがって、焦点深度を拡大しつつ、マスクＭを照明する照明光ＥＬの照度分布のむらが抑制され、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制することができる。
【００５６】
次に、露光パラメータの決定から露光装置ＥＸで基板Ｐを露光処理していく流れについて図３を用いて説明する。
【００５７】
ここでは、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とでマスクＭに入射するタイミングをずらすことに関して、例として、第２照明光ＥＬ２を第１照明光ＥＬ１に対して所定の時間（以下、遅延時間とする）遅延させてマスクＭに入射させることについて説明する。
【００５８】
まず、基板Ｐに転写しようとする設計パターンから、数学的モデルやシミュレーションを使用し、マスクＭに形成するマスクパターンや、投影光学系ＰＬの瞳面上の光源分布等が最適化される。また、露光量、フォーカス（焦点深度）、照明光ＥＬの基準波長、２波長λ１及びλ２、遅延時間等の各値がショット毎に振られ、初期パラメータが作成される（ステップ１０１）。このとき、初期パラメータは上記の各値を変化させて複数作成される。
【００５９】
２波長λ１及びλ２は、それぞれ複数の波長が複数の初期パラメータに割り振られる。本実施形態において、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２の変更波長幅が、基準波長から±８０fmであり、その波長幅の中から複数の２波長λ１及びλ２が選択され複数の初期パラメータに割り振られる。
【００６０】
このとき、遅延時間の下限は、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅とする。また、遅延時間の上限は、遅延させた第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが照明光学系ＩＬのインテグレータセンサ（不図示）にて１つのパルスとして認識される最長の時間とする。その上限と下限の時間幅の中から複数の時間が複数の初期パラメータに割り振られる。例えば、本実施形態においては、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅が共に１３０nsecであり、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを１つのパルスとして応答しうる最長時間が１０００nsecであるため、遅延時間は１３０nsec〜１０００nsecの時間幅の中から複数の時間が選択され複数の初期パラメータに割り振られる。
【００６１】
次に、ステップ１０１で作成された複数の初期パラメータが上述の露光装置ＥＸに備えられた主制御装置ＣＯＮＴに記憶され、初期パラメータ毎にテスト基板を露光装置ＥＸでテスト露光後、現像、レジストの成膜、露光が繰り返され、テスト基板上にマスクＭのパターンが形成される（ステップ１０２）。
【００６２】
続いて、テスト基板に形成されたパターンの仕上がり寸法が半導体検査装置（不図示）で計測され（ステップ１０３）、予め設計された理想の設計パターンの寸法である設計寸法と仕上がり寸法とが比較され、ステップ１０１で作成された複数の初期パラメータのうち、形成されたパターンの仕様が満たされている初期パラメータがあるかどうかが判断される（ステップ１０４）。ここで、本実施形態において仕様とはパターンの設計寸法±０．５％とする。
【００６３】
ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たす初期パラメータがないと判断された場合、２波長λ１及びλ２や遅延時間等のパラメータを振り直し、ステップ１０１で作成された初期パラメータを修正して再度テスト露光を実施し、テスト基板に形成されたパターンを計測する。
【００６４】
一方、ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たす初期パラメータがあると判断された場合、ステップ１０３の計測結果に基づいて、パターンの仕上がり寸法が最も設計寸法に近い初期パラメータが露光パラメータとして決定され、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴに記憶される（ステップ１０５）。
【００６５】
次に、マスクＭが、ロボットアーム（不図示）を含む搬送装置の駆動により、マスクステージ１にロード（吸着保持）される（ステップ１０６）。
【００６６】
続いて、基板Ｐが、ロボットアーム（不図示）を含む搬送装置の駆動により、基板テーブル３にロード（吸着保持）される（ステップ１０７）。
【００６７】
続いて、液浸領域ＡＲ２が形成される。液浸領域ＡＲ２は、液体供給機構４の駆動により、基板テーブル３上への液体供給動作が開始されると共に、液体回収機構５の駆動により、基板テーブル３上からの液体回収動作が開始されることで投影光学系ＰＬと基板テーブル３との間に形成される（ステップ１０８）。この時、液体供給装置１７による基板テーブル３上への単位時間あたりの液体供給量が制御されると共に、液体回収装置２２による単位時間あたりの液体回収量が制御される。
【００６８】
次に、主制御装置ＣＯＮＴに記憶された露光パラメータに基づいて、２波長λ１、λ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される（ステップ１０９）。より詳しくは、露光パラメータに基づいて主制御装置ＣＯＮＴから送信された第１波長信号２７と第２波長信号３２とがそれぞれ、第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９が駆動されることで、２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される。
【００６９】
また、本実施形態において、任意のショットを露光する２波長λ１、λ２は、任意のショットの露光とその前のショットの露光との間で第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９で設定される。
【００７０】
また、本ステップで、露光装置ＥＸにおいて第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２以外の構成のパラメータも露光パラメータに基づいて設定される。
【００７１】
そして、露光パラメータに基づいて所定の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とが合成された照明光ＥＬにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【００７２】
より詳しくは、主制御装置ＣＯＮＴから第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とがそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１の第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２光源ＥＬＳ２の第２制御装置ＣＯＮＴ２とへ送信される。このとき、第２トリガパルス３３は第１トリガパルス２８に対してステップ１０５で決定された遅延時間分、遅れて送信され、第２照明光ＥＬ２は第１照明光ＥＬ１に対して遅延時間分、遅れて発振される。
【００７３】
次に、ステップ１１０のショットの露光で基板Ｐの全てのショットが露光されたかどうかが判断される（ステップ１１１）。
【００７４】
ステップ１１１で全てのショットが露光されていない場合、ステップ１０９に戻り、次のショットを露光する２波長λ１及びλ２やその他の露光装置ＥＸの装置パラメータが露光パラメータに基づいて設定され、次のショットが露光される。
【００７５】
一方、ステップ１１１で全てのショットが露光された場合、ロットが終了し、マスクＭを交換するかどうかが判断され（ステップ１１２）、マスクＭを変更しない場合、新たな基板Ｐがロボットアーム（不図示）の駆動によりロード（吸着保持）される。
【００７６】
ロットが終了し、ステップ１１２でマスクＭを変更する場合、新たなマスクＭがロボットアーム（不図示）の駆動によりロード（吸着保持）された後、露光が繰り返されていく。
【００７７】
以上、第１パルス光Ｐａ１（第１照明光ＥＬ１）と第２パルス光Ｐａ２（第２照明光ＥＬ２）とを相異なる２波長λ１及びλ２に設定し、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させて、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのマスクＭへの入射のタイミングをずらすことで、投影光学系ＰＬの焦点深度が拡大されつつ、マスクＭを照明する照明光ＥＬの照度分布のむらが抑制されるため、露光パターンの線幅精度の悪化を抑制することができる。
【００７８】
なお、ステップ１０１において、第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２の変更波長幅が、基準波長から±８０fmであり、その波長幅の中から複数の２波長λ１及びλ２が選択されるが、光源を改造又は変更することによって変更波長幅を拡大しても良い。
【００７９】
なお、ステップ１０１において、遅延時間は、１３０nsec〜１０００nsecの時間幅としているが、下限では、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅は１３０nsecでなくても良く、上限では、照明光学系ＩＬのインテグレータセンサを改造又は変更することで１０００nsec以上にしても良い。また、第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２のパルス幅は等しくなくても良い。
【００８０】
なお、ステップ１０４において、仕様は設計寸法±０．５％でなくても良い。例えば、パターンのレイアウトや製造するデバイスに基づいて仕様を変更しても良い。
【００８１】
なお、ステップ１０５において、２波長λ１、λ２と遅延時間とは、ショット毎に露光パラメータとして決定したが、ショット毎に決定しなくてもよく、例えば、基板毎やロット毎に決定しても良い。
【００８２】
なお、ステップ１０５において、設計寸法に対してパターンの仕上がり寸法が最も近い初期パラメータが露光パラメータとして決定される際に、Bossung曲線を作成して露光パラメータを決定してもよい。ここで、Bossung曲線とは、任意の露光量に対し、横軸をフォーカス量、縦軸をパターンの仕上がり寸法とした曲線である。この場合、ステップ１０４でパターンの仕上がり寸法が仕様を満たすと判断された初期パラメータでテスト露光された結果を用いてBossung曲線が作成される。そして、このBossung曲線に基づいてフォーカス量を変化させてもパターンの仕上がり寸法の変化が最も少ないパラメータを露光パラメータとして決定する。
【００８３】
なお、ステップ１１０において、第２トリガパルスＰａ２は第１トリガパルスＰａ１に対して遅延時間分、遅らせて主制御装置ＣＯＮＴから第２光源ＥＬＳ２の第２制御装置ＣＯＮＴ２に送信されるが、第２制御装置ＣＯＮＴ２が第２トリガパルスＰａ２を受信するタイミングを遅延時間分、遅らせるようにしても良い。この場合、第１トリガパルスＰａ１と第２トリガパルスＰａ２は、ほぼ同じタイミングで主制御装置ＣＯＮＴから送信される。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００８５】
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８６】
以下、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図４を用いて説明する。
【００８７】
図４は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵを示す概略構成図である。
【００８８】
本実施形態の光源ユニットＥＬＳＵは、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１波長信号２７を２つの該信号に分岐し、一方の第１波長信号２７を第２波長信号３２に変換することで、第１波長信号２７と第２波長信号３２とを生成する２波長分岐装置３４と、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１トリガパルス２８を２つの該トリガパルスに分岐し、一方の第１トリガパルス２８を所望の遅延時間だけ遅延させて第２トリガパルス３３とすることで、第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とを生成する遅延分岐装置３５とを備える。
【００８９】
次に、２波長分岐装置３４と遅延分岐装置３５の詳細な構成について図５を用いて説明する。
【００９０】
図５は、本実施形態における２波長分岐装置３４と遅延分岐装置３５の概略構成図である。
【００９１】
図５（a）に示すように、２波長分岐装置３４は、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１波長信号２７（デジタル信号）を２つの第１波長信号２７に分岐する分岐回路３６と、分岐された２つの第１波長信号２７の一方の信号と、主制御装置ＣＯＮＴから送信された信号であって第１波長信号２７を第２波長信号３２へと変換するシフト波長信号３７（デジタル信号）とを加算して第２波長信号３２を生成する加算器３８とを備える。２波長分岐装置３４で生成された第１波長信号２７と第２波長信号３２とはそれぞれ、第１実施形態の露光装置ＥＸと同様に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１パルス光Ｐａ１（第１照明光ＥＬ１）と第２パルス光Ｐａ２（第２照明光ＥＬ２）の波長が設定される。
【００９２】
分岐回路３６は、デジタル信号を２つのデジタル信号に分岐する信号分岐回路である。
【００９３】
加算器３８は、デジタル信号同士を論理加算する論理演算素子である。
【００９４】
なお、加算器３８は、デジタル信号同士を加算する素子に限らない。例えば、デジタル信号同士を減算する減算器のほか、乗算器や除算器のような論理演算素子であっても良い。
【００９５】
また、図５（b）に示すように、遅延分岐装置３５は、主制御装置ＣＯＮＴから送信される第１トリガパルス２８（光信号）を第１トリガ信号４２（電気信号）に光電変換する第１光電変換素子４４と、第１トリガ信号４２を２つの第１トリガ信号４２に分岐する分岐回路４０と、主制御装置ＣＯＮＴから送信された信号であって、第１トリガ信号４２を所望の遅延時間だけ遅延させる遅延カウント３９を受信し、該遅延カウントをカウント後、２つの第１トリガ信号４２の一方の信号を通過させることで他方の信号に対して所望の遅延時間だけ遅延させた第２トリガ信号４３を生成するカウンタ４１と、該他方の信号（電気信号）を第１トリガパルス光２８（光信号）に変換する第２光電変換素子４６と、第２トリガ信号（電気信号）を第２トリガパルス（光信号）に変換する第３光電変換素子４５とを備える。
【００９６】
遅延分岐装置３５で生成された第１トリガパルス２８と第２トリガパルス３３とはそれぞれ、第１実施形態の露光装置ＥＸと同様に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信され、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とが射出される。
【００９７】
分岐回路４０は、デジタル信号を２つのデジタル信号に分岐する信号分岐回路である。
【００９８】
カウンタ４１は、遅延カウント３９の受信に応じてダウンカウントを開始し、０になると、第２トリガ信号を第２光電変換素子へと通すダウンカウンタである。
【００９９】
なお、カウンタ４１は、ダウンカウンタでなくても良い。例えば、遅延カウントに応じてカウントを数え上げるアップカウンタであっても良い。
【０１００】
なお、本実施形態において、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させているが、第２照明光ＥＬ２に対して第１照明光ＥＬ１を遅延させても良い。
【０１０１】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸの基本動作の中で、上述の各実施形態との差異について図３を用いて説明する。
【０１０２】
ステップ１０８において、液浸領域ＡＲ２が形成された後、本実施形態では、ステップ１０５で決定された露光パラメータに基づいて、主制御装置ＣＯＮＴから２波長分岐装置３４へと第１波長信号２７とシフト波長信号３７とが送信され、２波長分岐装置３４において、第２波長信号３２が生成され、分岐された第１波長信号２７と共に第１制御装置ＣＯＮＴ１及び第２制御装置ＣＯＮＴ２で受信される。そして、これらの信号により第１波長設定装置２４及び第２波長設定装置２９が駆動されることで、２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定される（ステップ１０９）。
【０１０３】
続いて、露光パラメータに基づいて、主制御装置ＣＯＮＴから遅延分岐装置３５へと第１トリガパルス２８と遅延カウント３９とが送信され、遅延分岐装置３５において、第２トリガパルス３３が生成され、分岐された第１トリガパルス２８と共に第１制御装置ＣＯＮＴ１と第２制御装置ＣＯＮＴ２とで受信され、所望の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【０１０４】
以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、例えば、現状で１種類の波長を使用して基板を露光する露光装置の場合、主制御装置ＣＯＮＴから送信した第１波長信号２７から２波長分岐装置３４にて第２波長信号３２を生成するため、制御装置ＣＯＮＴに同系統の信号線を増やすことなく、２波長分岐装置３４を外付けするだけで簡便に２つの波長信号を生成することが可能となる。
【０１０５】
また、第１トリガパルス２８に対して第２トリガパルス３３を遅延させる構成を主制御装置ＣＯＮＴに設けることなく、遅延分岐装置３５を外付けするだけで簡便に遅延発振させることが可能となる。つまり、１波長の照明光で露光を行う露光装置を相異なる波長の照明光を遅延させて発振する構成に変更する場合であっても主制御装置ＣＯＮＴの改造を極力抑えて簡便に変更することが可能となる。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１０７】
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１０８】
以下、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図６、図７用いて説明する。
【０１０９】
図６は、本実施形態における光源ユニットＥＬＳＵの一例を示す概略構成図である。
【０１１０】
図７は、本実施形態における遅延光学系４７の概略構成図である。
【０１１１】
図６に示すように、上述の第２実施形態の露光装置ＥＸと本実施形態の差異は、光源ユニットＥＬＳＵが、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させる遅延部として第２照明光ＥＬ２の光路上に設置された遅延光学系４７を備えていることである。
【０１１２】
図７に示すように、本実施形態の遅延光学系４７は、入射窓４８と、４枚のミラー４９〜５２と、４枚のプリズム５１〜５４と、射出窓５５とを含んでいる。
【０１１３】
第２光源ＥＬＳ２から射出された第２照明光ＥＬ２は入射窓４８を介してミラー４９で９０度曲げられ、プリズム５１、５２で光路調整されてミラー５０、５１を介して１８０度曲げられ、プリズム５３、５４で再度光路調整され、ミラー５２で９０度曲げられて、射出窓５５からレーザ結合器２４へと進行する。すなわち、第２照明光ＥＬ２が遅延光学系４７に進入することで、第２照明光ＥＬ２の光路を延伸することができ、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させることができる。
【０１１４】
また、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の遅延時間の調節は、ＸＹ平面上において４枚のミラー４９〜５２と４枚のプリズム５１〜５４を駆動機構（不図示）で回動させ、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の光路の長さを調節することで行う。
【０１１５】
なお、ミラー及びプリズムの枚数は４枚でなくても良く、それらの配置についても図７に限定されない。例えば、設定する遅延時間に応じて延長する光路の長さを見積もり、その光路の長さに基づいてミラー及びプリズムの枚数と配置を決めても良い。
【０１１６】
なお、遅延光学系４７は、第２パルス光Ｐａ２を第１パルス光Ｐａ１に対して所望の遅延時間だけ遅延させることが可能であればミラー及びプリズムを用いなくても良い。例えば、遅延光学系４７は第２照明光ＥＬ２の光路上に設置された所定の長さの光学ガラスを含み、第２照明光ＥＬ２が光学ガラスを透過することにより遅延させても良い。また、光学ガラスは、光が透過する材質であればガラスでなくても良く、プラスチックでも良い。また、遅延光学系４７は、光学ガラスとミラーとプリズムを併用しても良い。
【０１１７】
なお、本実施形態において、第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を遅延させているが、第２照明光ＥＬ２に対して第１照明光ＥＬ１を遅延させても良い。この場合、遅延光学系４７は、第１照明光ＥＬ１の光路上に設置する。
【０１１８】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸの基本動作の中で、上述の各実施形態との差異について図３を用いて説明する。
【０１１９】
ステップ１０９において、決定された露光パラメータに基づいて、ショットを露光する２波長λ１及びλ２がそれぞれ、第１光源ＥＬＳ１及び第２光源ＥＬＳ２で設定された後、本実施形態では、露光パラメータに基づいて、第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２の遅延時間が所望の遅延時間となるように、主制御装置ＣＯＮＴにより遅延光学系４７のミラー４９〜５２及びプリズム５１〜５４が駆動され、第２照明光ＥＬ２の光路が所望の長さに調整される。そして、所望の遅延時間で射出された波長λ１の第１照明光ＥＬ１と波長λ２の第２照明光ＥＬ２とが合成され、照明光ＥＬにより基板Ｐのショットが露光される（ステップ１１０）。
【０１２０】
以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、遅延光学系４７を用いて第１照明光ＥＬ１に対して第２照明光ＥＬ２を光学的に遅延させることで、露光パラメータに基づいて、より高精度に遅延時間を設定することが可能となる。
【０１２１】
なお、上述の実施形態において、２つの光源（第１光源ＥＬＳ１と第２光源ＥＬＳ２）から第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とを射出しているが、１つの光源から射出した光線を２つの光線に分離して第１照明光ＥＬ１及び第２照明光ＥＬ２としても良い。この場合、２つの光線への分離は、例えば、射出された光線を２つのハーフミラーを介して分離しても良いし、偏光変調素子と偏光ビームスプリッタとを組み合わせ、射出された光線をｐ偏光及びｓ偏光として分離しても良い。
【０１２２】
また、２波長λ１及びλ２の設定は、第１照明光ＥＬ１と第２照明光ＥＬ２とのそれぞれの光路上に波長設定機構を設置して行う。波長設定機構は、例えば、回動可能なエタロンである。このとき、例えば、第２照明光ＥＬ２の光路上に遅延光学系（図７参照）を設置して第１照明光ＥＬ１に対する第２照明光ＥＬ２を所定の時間だけ遅延させる。
【０１２３】
なお、上述の各実施形態において、投影光学系ＰＬは、終端光学素子１０の射出側（像面側）の光路空間を液体ＬＱで満たしているが、米国特許第７,３６２,５０８号に開示されているように、終端光学素子９の入射側（物体面側）の光路空間も液体ＬＱで満たす投影光学系を採用することも出来る。また、露光対象の基板Ｐの表面全体が液体ＬＱで覆われる液浸露光装置にも適用出来る。
【０１２４】
なお、上述の実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、照明光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系、あるいは基板の表面を形成する感光材（フォトレジスト）の膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル、セダー油等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で、液体ＬＱと接触する投影光学系ＰＬの光学素子（終端光学素子など）を形成してもよい。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。
【０１２５】
なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【０１２６】
なお、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の液浸スキャナの他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の液浸ステッパにも適用することが出来る。また、上述の各実施形態において、露光装置ＥＸとして、液体ＬＱを介さずに、マスクＭのパターンを基板Ｐに露光していくスキャナ及びステッパにも適用することが出来る。
【０１２７】
また、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用出来る。
【０１２８】
更に、例えば米国特許６,６１１,３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することが出来る。
【０１２９】
また、本発明は、米国特許第６,４００,４４１号、国際公開９８／２８６６５号、米国特許６,３４１,００７号、米国特許６,４００,４４１号、米国特許６,５４９,２６９号、及び米国特許６,５９０,６３４号、米国特許６,２０８,４０７号、米国特許６,２６２,７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用出来る。
【０１３０】
なお、露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用出来る。
【０１３１】
なお、上述の各実施形態においては、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６を用いてマスクステージ１及び基板テーブル３の各位置を計測するものとしたが、これに限らず、例えば、マスクステージ１及び基板テーブル３に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方の計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、マスク側レーザ干渉計８及び基板側レーザ干渉計１６の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしても良い。
【０１３２】
なお、上述の各実施形態では、照明光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いているが、例えば、米国特許第７,０２３,６１０号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などの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでも良い。
【０１３３】
なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６,７７８,２５７号に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。
【０１３４】
また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
【０１３５】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１３６】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。
【０１３７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１３８】
なお、上述の各実施形態の要件は適宜組み合わせることが出来る。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した露光装置等の全ての公開公報、及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１３９】
ＥＸ：露光装置、ＥＬ１：第１照明光、ＥＬ２：第２照明光、ＥＬ：照明光、ＥＬＳＵ：光源ユニット、ＥＬＳ１：第１光源、ＥＬＳ２：第２光源、ＣＯＮＴ１：第１制御装置、ＣＯＮＴ２：第２制御装置、ＣＯＮＴ：主制御装置、２４：第１波長設定装置、２９：第２波長設定装置、２８：第１トリガパルス、３３：第２トリガパルス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、該第１の波長とは異なる第２の波 長を有し、パルス発振された第２照明光とを前記マスクへ照射する照射ユニットを備え、
前記照射ユニットは、前記第１照明光が前記マスクに照射されるタイミングと、前記第２照明光が前記マスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、前記第１照明 光と前記第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含むことを特徴とする 露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１照明光がパルス発振されるタイミングと前記第２照明光がパルス発振されるタイミングとが前記所定時間ずれるように、前記第１照明光と前記第２照明光とのパルス発振のタイミングを設定することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１パルス光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガと、前記第２パルス光を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガとを生成し、前記第１照明光を発振する第１光源へ前記第１トリガを送信するタイミングと、 前記第２照明光を発振する第２光源へ前記第２トリガを送信するタイミングとを前記所定時間ずらすことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、
前記第１トリガを生成するトリガ生成部と、
前記第１トリガを２つの前記第１トリガに分岐するトリガ分岐部と、
分岐された前記第１トリガの一方を前記所定時間だけ遅延させて前記第２トリガとするトリガ遅延部と、
前記第１トリガと前記第２トリガとをそれぞれ、前記第１光源と前記第２光源とに送信するトリガ送信部と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１照明光と前記第２照明光とのうち、少なくとも第２照明光の光路に設けられ、前記第２照明光の光路の長さを延伸する光学系を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
マスクのパターンを基板に転写する露光方法において、
パルス発振される第１照明光の波長を第１の波長に設定することと、
パルス発振される第２照明光の波長を前記第１の波長とは異なる第２の波長に設定することと、
前記第１照明光が前記マスクに照射されるタイミングと前記第２照明光が前記マスクに照射されるタイミングとを所定時間ずらすことと、
前記マスクを前記第１照明光と前記第２照明光とで照明し、前記パターンを前記基板に転写することと、
を有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
請求項６記載の露光方法において、
前記タイミングをずらすことは、前記第１照明光がパルス発振されるタイミングと前記第２照明光がパルス発振されるタイミングとを所定時間ずらすことを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項７記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、
前記第１照明光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガを生成することと、
前記第２照明光を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガを生成することと、
前記第１照明光を発振する前記第１光源に前記第１トリガを送信するタイミングと、前記第２照明光を発振する前記第２光源に前記第２トリガを送信するタイミングとを前記所定時間ずらすことと、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項９】
請求項８記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、
前記第１照明光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガを生成することと、
生成された前記第１トリガを２つの前記第１トリガに分岐することと、
分岐した一方の前記第１トリガを他方の前記第１トリガに対して前記所定時間だけ遅延させ、前記第２パルスを発振するタイミングを規定する第２トリガとすることと、
前記第１照明光を発振する第１光源に前記第１トリガを送信することと、
前記第２照明光を発振する第２光源に前記第２トリガを送信することと、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、前記第１照明光と前記第２照明光とのうち、少なくとも前記第２照明光の光路の長さを延伸することを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記マスクのパターンを前記基板に転写することと、
前記基板を現像することと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
マスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
第１の波長を有し、パルス発振された第１照明光と、該第１の波長とは異なる第２の波 長を有し、パルス発振された第２照明光とを前記マスクへ照射する照射ユニットを備え、
前記照射ユニットは、前記第１照明光が前記マスクに照射されるタイミングと、前記第２照明光が前記マスクに照射されるタイミングとが所定時間ずれるように、前記第１照明 光と前記第２照明光との照射のタイミングを設定する遅延設定部を含むことを特徴とする 露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１照明光がパルス発振されるタイミングと前記第２照明光がパルス発振されるタイミングとが前記所定時間ずれるように、前記第１照明光と前記第２照明光とのパルス発振のタイミングを設定することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１パルス光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガと、前記第２パルス光を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガとを生成し、前記第１照明光を発振する第１光源へ前記第１トリガを送信するタイミングと、 前記第２照明光を発振する第２光源へ前記第２トリガを送信するタイミングとを前記所定時間ずらすことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、
前記第１トリガを生成するトリガ生成部と、
前記第１トリガを２つの前記第１トリガに分岐するトリガ分岐部と、
分岐された前記第１トリガの一方を前記所定時間だけ遅延させて前記第２トリガとするトリガ遅延部と、
前記第１トリガと前記第２トリガとをそれぞれ、前記第１光源と前記第２光源とに送信するトリガ送信部と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記遅延設定部は、前記第１照明光と前記第２照明光とのうち、少なくとも第２照明光の光路に設けられ、前記第２照明光の光路の長さを延伸する光学系を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
マスクのパターンを基板に転写する露光方法において、
パルス発振される第１照明光の波長を第１の波長に設定することと、
パルス発振される第２照明光の波長を前記第１の波長とは異なる第２の波長に設定することと、
前記第１照明光が前記マスクに照射されるタイミングと前記第２照明光が前記マスクに照射されるタイミングとを所定時間ずらすことと、
前記マスクを前記第１照明光と前記第２照明光とで照明し、前記パターンを前記基板に転写することと、
を有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
請求項６記載の露光方法において、
前記タイミングをずらすことは、前記第１照明光がパルス発振されるタイミングと前記第２照明光がパルス発振されるタイミングとを所定時間ずらすことを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項７記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、
前記第１照明光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガを生成することと、
前記第２照明光を発振するタイミングを規定する信号である第２トリガを生成することと、
前記第１照明光を発振する前記第１光源に前記第１トリガを送信するタイミングと、前記第２照明光を発振する前記第２光源に前記第２トリガを送信するタイミングとを前記所定時間ずらすことと、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項９】
請求項８記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、
前記第１照明光を発振するタイミングを規定する信号である第１トリガを生成することと、
生成された前記第１トリガを２つの前記第１トリガに分岐することと、
分岐した一方の前記第１トリガを他方の前記第１トリガに対して前記所定時間だけ遅延させ、前記第２パルスを発振するタイミングを規定する第２トリガとすることと、
前記第１照明光を発振する第１光源に前記第１トリガを送信することと、
前記第２照明光を発振する第２光源に前記第２トリガを送信することと、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記タイミングを所定時間ずらすことは、前記第１照明光と前記第２照明光とのうち、少なくとも前記第２照明光の光路の長さを延伸することを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記マスクのパターンを前記基板に転写することと、
前記基板を現像することと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７４８８３（Ｐ２０１２−１７４８８３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５４１３（Ｐ２０１１−３５４１３）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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