JP2008171961A

JP2008171961A - レーザ装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法

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Publication number: JP2008171961A
Application number: JP2007002882A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Arai; 誠義新井; Kiyoshi Mogi; 清茂木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】中心波長等の特性がほぼ同じ２つのレーザ光を出力できるレーザ装置を提供する。
【解決手段】それぞれ狭帯域化モジュールＬＮＭを有し、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２をパルス発光する第１及び第２のレーザ光源１Ａ及び１Ｂと、レーザ光の波長情報を計測するモニタ部６６Ｂと、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のいずれか一方を選択的にモニタ部６６Ｂに導く可動ミラー６５Ｂ及び６７と、モニタ部６６Ｂの計測結果に基づいてレーザ光源１Ａ，１Ｂ内の狭帯域化モジュールＬＮＭを介してレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の波長を制御する制御部３５Ａとを備えた。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数のレーザ光を並列に又は同軸に合成して出力するレーザ技術、並びにこのレーザ技術を用いる露光技術及びデバイス製造技術に関する。

半導体素子等のデバイス（マイクロデバイス、電子デバイス等）を製造するためのフォトリソグラフィ工程では、レチクル（又はフォトマスク等）に形成された回路パターンを投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に投影露光するために、ステッパ等の静止露光型（一括露光型）の投影露光装置、及びスキャニング・ステッパ等の走査露光型の投影露光装置等の露光装置が使用されている。斯かる露光装置では、半導体集積回路等の一層の微細化、高集積化に対応して、露光光を短波長化して解像力を向上させるために、その露光光源として、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、さらにはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）のような遠紫外域から真空紫外域にかけてのパルスレーザ光を発生するレーザ光源が使用されている。

また、露光光の短波長化以外に、結像性能を向上するための露光方法の一つに二重露光法がある。これは、ウエハ上の同一レイヤに例えば周期的パターンと孤立的パターンとが混じったパターンを露光するような場合に、レチクルパターンを周期的パターンを含む第１パターンと、孤立的パターンを含む第２パターンとに分けて、これら２つのパターンを順次露光条件を最適化させて二重露光することにより、高い結像性能を得るものである。

従来、このような二重露光法で露光を行う場合、その第１パターンが１個又は複数個形成された第１のレチクルを用いて１回目の露光を行い、次にレチクルをその第２パターンが１個又は複数個形成された第２のレチクルに交換して２回目の露光を行っていた。しかしながら、このようにレチクルを交換して露光を行うのでは高いスループットが得られない。

そこで、１枚のレチクルにその第１及び第２パターンを形成しておき、走査露光方式でそのレチクルのパターンをウエハ上の隣接する第１及び第２ショット領域に転写した後、そのウエハを走査方向に１つのショット領域分だけステップ移動して、そのレチクルのパターンをウエハ上の第２及び第３ショット領域に転写することによって、その第２ショット領域にその第１及び第２パターンを二重露光する露光方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この露光方法では、走査露光の途中で露光光がその第１及び第２パターンを照明する際の照明条件を切り替えることで、その２つのパターンに対する照明条件を個別に最適化することができる。
特開平１１−１１１６０１号公報

上記の如き走査露光と組み合わせた二重露光法で露光する際に、第１及び第２パターンをそれぞれ最適な照明条件で照明し、かつ第１パターンの露光から第２パターンの露光への切り替えを円滑に（高速に）行うには、露光装置において、２つの照明系（例えば最終段のコンデンサレンズ系等は共用してもよい）を設けておき、その２つの照明系からの露光光を切り替えながらその第１及び第２パターンを照明することが考えられる。この場合、露光光源としてレーザ光源を用いるものとして、１台のレーザ光源からのレーザ光をハーフミラー等で２つに分けてその２つの照明系に供給する方式では、分割後のレーザ光の出力（単位時間当たりのエネルギー）が低下するため、露光工程のスループットを高めにくいという問題がある。

また、露光光源として、２台のレーザ光源を並列に用いることも考えられるが、この場合、２台のレーザ光源から出力されるレーザ光の中心波長等の特性が異なると、投影光学系の結像特性（色収差等）の相違によって、二重露光後のパターンの結像性能が低下する恐れがある。
さらに、露光装置以外のレーザ加工機等においても、レーザ光源のコスト負担をあまり重くすることなく、加工工程のスループット等を高めるために、複数台のレーザ光源のコストよりも低いコストで、かつ複数のレーザ光を発生できるレーザ装置の開発が望まれている。

また、レーザ光源がエキシマレーザ光源のようなパルス光源である場合、その出力を高めるためには、パルスエネルギー及び発振周波数を高めればよい。しかしながら、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源の場合には、その発振周波数の上限は現状では４ｋＨｚ程度であり、レーザ特性を安定に維持した状態でそれ以上に発振周波数を高めるのは困難である。一方、パルスエネルギーを高めるために、そのピークレベルを高めると、露光装置の照明光学系及び投影光学系を構成する光学部材が損傷を受ける恐れがある。そのため、パルスエネルギーを高めるためには、そのピークレベルを大きくすることなく、そのパルス幅を広くすることが望ましい。

本発明はこのような事情に鑑み、例えば二重露光法による露光を行う際に使用できるように、中心波長等の特性がほぼ同じ２つのレーザ光を並列に又は同軸に合成して出力できるレーザ装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、２つのレーザ光を並列に又は同軸に合成して出力できる安価なレーザ装置を提供することを第２の目的とする。

また、本発明は、パルス幅を容易に広げることができる２つのレーザ光源を備えたレーザ装置を提供することを第３の目的とする。
また、本発明は、２つのレーザ光を出力するレーザ装置を用いて二重露光法による露光を行うことができる露光技術及びデバイス製造技術を提供することを第４の目的とする。

本発明による第１のレーザ装置は、２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、レーザ光の波長を制御する第１の波長選択光学系（ＬＮＭ）を有し、第１のレーザ光をパルス発光する第１のレーザ光源（１Ａ）と、レーザ光の波長を制御する第２の波長選択光学系（ＬＮＭ）を有し、第２のレーザ光をパルス発光する第２のレーザ光源（１Ｂ）と、レーザ光の波長情報を計測する波長モニタ（６６Ｂ）と、その第１及び第２のレーザ光のいずれか一方を選択的にその波長モニタに導く光路切り換え光学系（６５Ｂ，６７）と、その波長モニタで計測されるその第１及び第２のレーザ光の波長情報に基づいて、その第１及び第２の波長選択光学系を介してその第１及び第２のレーザ光の波長を制御する制御系（４５Ａ）とを備えたものである。

本発明によれば、その波長モニタの計測結果に基づいて、その第１及び第２の波長選択光学系を介してその第１及び第２のレーザ光の中心波長等を合わせることによって、中心波長等の特性がほぼ同じ２つのレーザ光を並列に出力できる。
また、本発明による第２のレーザ装置は、２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、それぞれレーザ光をパルス発光する第１及び第２のレーザ光源（６２Ａ，６２Ｂ）と、その第１のレーザ光源から出力されたレーザ光（ＬＣ１）から第１のレーザ光（ＬＣ１Ｂ）を分岐するとともに、第２のレーザ光を合成して出力する第１の分岐合成光学系（６３Ａ）と、その第２のレーザ光源から出力されたレーザ光（ＬＣ２）から第３のレーザ光（ＬＣ２Ｂ）を分岐するとともに、第４のレーザ光を合成して出力する第２の分岐合成光学系（６３Ｂ）と、その第１のレーザ光をその第２のレーザ光としてその第１の分岐光学系に導くとともに、その第３のレーザ光をその第４のレーザ光としてその第２の分岐光学系に導く送光光学系（６４Ａ〜６４Ｄ）とを備え、その第１及び第２の分岐合成光学系から出力される２つのレーザ光を並列に出力するものである。

本発明によれば、その第１及び第２の分岐合成光学系から出力されるパルスレーザ光は、ピークレベルがほぼ１／２になり、パルス幅がほぼ２倍に広がっている。しかも、その２つの分岐合成光学系から並列に出力されるパルスレーザ光のパルス幅（特性）はほぼ同じである。
また、本発明による第３のレーザ装置は、２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、レーザ光をパルス発光するレーザ光源（５０）と、そのレーザ光源から出力されるレーザ光をパルス毎に交互に光路の異なる第１及び第２のレーザ光として出力する分岐光学系（５２，５３）と、その第１及び第２のレーザ光をそれぞれ増幅して並列に出力する第１及び第２のレーザ増幅器（５５Ａ，５５Ｂ）とを備えたものである。

本発明によれば、波長制御用で出力は小さくてもよい１台のレーザ光源と、レーザ共振器を必ずしも必要としない２台のレーザ増幅器とを用いることによって、安価な構成で２つの中心波長等の特性が等しいレーザ光を並列に出力できる。
また、本発明による第４のレーザ装置は、レーザ光をパルス発光するレーザ装置であって、それぞれレーザ光をパルス発光する第１及び第２のレーザ光源（６２Ａ，６２Ｂ）と、その第１及び第２のレーザ光源からのレーザ光をほぼ同軸に合成する合成光学系（６３Ａ，６３Ｃ）と、その第１及び第２のレーザ光源を同じパルス周波数で、かつほぼ各パルス光の発光時間に相当する時間差で発光させる制御系（４５Ｂ）とを備えたものである。

本発明によれば、簡単な構成で、パルスレーザ光のピークレベルを変えることなく、パルス幅を容易に広げることができる。
次に、本発明による露光方法は、露光ビームでパターン及び投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）を露光した状態で、そのパターンを第１方向に移動するのに同期してその基板を対応する第２方向に移動する露光方法において、本発明のレーザ装置（１Ａ，１Ｂ，４５Ａ）から並列に出力される２つのレーザ光を第１及び第２照明光として使用し、そのパターン上にその第１方向に隣接して第１及び第２パターン領域（５２Ａ，５２Ｂ）が形成され、そのパターンをその第１方向に移動し、その第１パターン領域がその投影光学系の視野内を通過しているときに、その第１方向の幅が可変の第１照明領域（１０ＡＰ）を用いてその第１照明光でその第１パターン領域を照明してその基板を露光し、その第２パターン領域がその視野内を通過しているときに、その第１方向の幅が可変の第２照明領域（１０ＢＰ）を用いてその第２照明光でその第２パターン領域を照明してその基板を露光するものである。

本発明によれば、その基板上にその第１パターン領域の像とその第２パターン領域の像とを重ねて露光することによって、二重露光法によって露光を行うことができる。
また、本発明による第１の露光装置は、照明光でパターン及び投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）を露光した状態で、そのパターンを第１方向に移動するのに同期してその基板を対応する第２方向に移動する露光装置において、本発明による２つのレーザ光を並列に出力するレーザ装置（１Ａ，１Ｂ，４５Ａ）と、その投影光学系の視野内のその第１方向の幅が可変の第１照明領域（１０ＡＰ）をそのレーザ装置から出力される一方のレーザ光よりなる第１照明光で照明するとともに、その視野内のその第１方向の幅が可変の第２照明領域（１０ＢＰ）をそのレーザ装置から出力される他方のレーザ光よりなる第２照明光で照明する照明光学系（ＩＵ）と、そのパターンのその第１方向の位置に応じてその第１及び第２照明領域のその第１方向の幅を制御する照明制御装置（４２Ｒ，１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ）とを備えたものである。

本発明によれば、そのパターン上に所定方向に第１及び第２パターン領域を形成しておき、その所定方向にそのパターンを走査するのに同期してその基板を走査するに際して、その第１及び第２照明領域でその第１及び第２パターン領域を照明してその基板を露光する。そして、その基板上にその第１パターン領域の像とその第２パターン領域の像とを重ねて露光することによって、二重露光法によって露光を行うことができる。

また、本発明による第２の露光装置は、照明光で光学部材（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）を露光する露光装置において、本発明のレーザ装置（７１，４５Ａ）を備え、そのレーザ装置からのレーザ光をその照明光として用いるものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用いるものである。本発明によれば、例えば二重露光法の適用によって、基板上の１つのレイヤに最適な照明条件の異なる複数の回路パターンを高精度に形成できる。

なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態を示す図面中の部材に対応しているが、各符号は本発明を分かり易くするために本発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するものではない。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明のレーザ装置の第１の実施形態につき図１〜図５を参照して説明する。本実施形態は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）とほぼ同じ波長の２つのパルスレーザ光を出力するレーザ光源装置に本発明を適用したものである。なお、本発明は、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ａｒ₂ エキシマレーザ（波長１２６ｍ）、あるいはＦ₂ レーザ（波長１５７ｎｍ）等とほぼ同じ波長の２つのレーザ光、又は他の任意の波長の２つのレーザ光をパルス発光するレーザ光源装置にも同様に適用できる。

図１は、本例のレーザ光源装置を示し、この図１において、このレーザ光源装置は、波長が制御された小さい出力のレーザ光（シード光）ＬＢをパルス発光する発振用のレーザ光源５０と、そのレーザ光ＬＢの光路を１パルス毎に交互に振り分けて２つのレーザ光ＬＢ１及びＬＢ２を生成する分岐用の光学系と、そのレーザ光ＬＢ１及びＬＢ２を増幅して同じ波長特性で、かつ同じ発光タイミングのレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２をパルス発光する互いに同一構成のレーザ増幅チャンバ５５Ａ及び５５Ｂと、これらの動作を制御するコンピュータを含む制御部３５とを備えている。並列に出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２は、不図示のレチクルのパターンをウエハ等の基板上に露光する露光装置本体部において露光光として使用され、その露光装置本体部の制御系から制御部３５に対して、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のパルス発光のタイミングを示す発光トリガパルスＴＰと、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長、スペクトル幅、及びパルスエネルギー等のレーザ特性の設定目標値を示す制御情報とが供給されている。

具体的に、発振用のレーザ光源５０は、アルゴン（Ａｒ）及びフッ素（Ｆ₂ ）を混合したレーザガスと、このレーザガスを希釈するためのガス（例えばネオン（Ｎｅ）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガス）とが封入されるとともに、放電用の１対の電極が設置された放電用のチャンバ５１と、チャンバ５１を長手方向に挟むように配置された狭帯域化モジュール（Line Narrow Module）（以下、ＬＮＭという。）及び出力ミラーＯＣからなるレーザ共振器と、そのチャンバ５１内の電極間に放電させるための電源を含む放電回路部（不図示）とを備えている。その放電回路部は、制御部３５からのトリガ信号ＴＳ１に同期してその電極間に放電させる。チャンバ５１のレーザ光ＬＢが通過する両端部は、レーザ光のＰ偏光成分（入射面に平行な偏光成分）の反射損失を低減するとともに、位置シフトを生じさせないために、互いに反対方向のブリュースタ角で傾斜した窓部で密閉されている。従って、レーザ光源５０から射出されるレーザ光ＬＢは、図１の紙面に平行な方向に偏光した直線偏光である。

また、狭帯域化モジュールＬＮＭは、例えば３個又は４個の拡大プリズムと、波長選択素子である回折格子等の光学素子とから構成される。なお、狭帯域化モジュールＬＮＭは、波長選択素子であるエタロンと全反射ミラー等の光学素子とで構成される場合もある。さらに、実際には、出力ミラーＯＣの後に反射率の小さいビームスプリッタ（不図示）が設置され、このビームスプリッタで反射されたレーザ光ＬＢの一部がレーザ光の中心波長、スペクトル幅、及びパルスエネルギー等のレーザ特性情報を計測するモニタ部（不図示）に供給され、このモニタ部の計測結果が制御部３５に供給されている。制御部３５は、そのモニタ部の計測結果に基づいて、狭帯域化モジュールＬＮＭの光学部材を駆動することによって、レーザ光源５０から出力されるレーザ光ＬＢの中心波長及びスペクトル幅を上述の制御情報に含まれる設定目標値に設定する。

また、その分岐用の光学系は、レーザ光ＬＢを偏光方向が回転しない第１状態（Ｐ偏光）のレーザ光ＬＢ１と、偏光方向が９０°回転した第２状態（Ｓ偏光）のレーザ光ＬＢ２とに選択的に切り替える偏光変調素子５２と、偏光変調素子５２から出力されたレーザ光のうち、レーザ光ＬＢ１はそのままレーザ増幅チャンバ５５Ａに通し、レーザ光ＬＢ２は光路を９０°折り曲げる偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという。）５３と、そのレーザ光ＬＢ２の光路をレーザ光ＬＢ１と平行にしてレーザ増幅チャンバ５５Ｂに送るミラー５４とを備えている。一例として、偏光変調素子５２は、制御部３５からの制御信号ＴＥ１がローレベルの期間ではレーザ光ＬＢ１を出力し、ハイレベルの期間ではレーザ光ＬＢ２を出力する。

偏光変調素子５２としては、結晶（又は液体）の複屈折を電気的に変化させて、内部を通過する光の偏光方向を変化させるポッケルス・セル又はカーセル等（ただし、偏光子、検光子は不要）の電気光学変調素子を用いることができる。その他に、偏光変調素子５２としては、磁場による偏波面回転等の磁気光学効果を用いるファラデーセル等の磁気光学変調素子、又は光弾性効果を用いて偏光方向を変える変調素子等を用いることができる。

また、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂは、それぞれチャンバ５１と同様に、レーザガス等が封入されるとともに、１対の電極が設置された放電用のチャンバと、その電極間に放電させるための電源を含む放電回路部（不図示）とを備えている。その放電回路部は、制御部３５からのトリガ信号ＴＳ２及びＴＳ３に同期してその電極間に放電させる。本例では、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂはレーザ共振器を備えておらず、レーザ光源５０から出力されたレーザ光ＬＢ１及びＬＢ２を増幅する機能を有する。すなわち、本例のレーザ光源装置は、レーザ光源５０を主発振器（Master Oscillator (ＭＯ)）とし、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂなどを含むレーザ光源を光出力増幅器（Power Amplifier (ＰＡ)）とするＭＯＰＡレーザシステムである。従って、トリガ信号ＴＳ１，ＴＳ２は、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２がレーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂに入射するタイミングでハイレベルとなるように供給される。さらに、レーザ光ＬＢ１及びＬＢ２はそれぞれＰ偏光及びＳ偏光であるため、レーザ増幅チャンバ５５Ａ及び５５Ｂの窓部５５Ａａ，５５Ａｂ及び窓部５５Ｂａ，５５Ｂｂは、それぞれ図１の紙面に平行な面内及び垂直な面内でブリュースタ角となるように回転角が設定されている。並列に出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２は偏光方向が直交した直線偏光であるが、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の偏光方向を平行にするために、例えばレーザ増幅チャンバ５５Ｂの直後に１／２波長板を設置してもよい。

図１のレーザ光源装置の発光動作の一例につき図２を参照して説明する。図２（Ａ）〜（Ｈ）の横軸は時間ｔ、図２（Ａ）〜（Ｅ）の縦軸は信号強度、図２（Ｆ）〜（Ｈ）の縦軸は光強度である。先ず、図２（Ａ）に示すように、露光装置本体部（不図示）から図１の制御部３５に所定周波数でハイレベルのパルスとなる発光トリガパルスＴＰが供給され、これに応じて制御部３５では、発光トリガパルスＴＰに同期した同じ周波数のトリガ信号ＴＳ１（図２（Ｂ））、及び発光トリガパルスＴＰがハイレベルのパルスとなる毎にレベルが反転する制御信号ＴＥ１（図２（Ｃ））をレーザ光源５０及び偏光変調素子５２に供給する。さらに、制御部３５は、トリガ信号ＴＳ１の奇数番目及び偶数番目のハイレベルのパルスと同じタイミングでそれぞれハイレベルとなるトリガ信号ＴＳ２（図２（Ｄ））及びＴＳ３（図２（Ｅ））をレーザ増幅チャンバ５５Ａ及び５５Ｂに供給する。この結果、レーザ光源５０からは、図２（Ｆ）に示すように、トリガ信号ＴＳ１に同期して、発光トリガパルスＴＰと同じ発振周波数で出力が小さいレーザ光ＬＢが出力される。また、一方のレーザ増幅チャンバ５５Ａからは、レーザ光ＬＢの奇数番目のパルスを増幅したレーザ光ＬＣ１（図２（Ｇ））が出力され、他方のレーザ増幅チャンバ５５Ｂからは、レーザ光ＬＢの偶数番目のパルスを増幅したレーザ光ＬＣ２（図２（Ｈ））が出力される。出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の周波数は、レーザ光ＬＢ（シード光）の周波数（発光トリガパルスＴＰの周波数）の１／２であり、かつレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２は、中心波長及びスペクトル幅がレーザ光ＬＢと同じである。

このように本例のレーザ光源装置によれば、発振用のレーザ光源５０を２台の増幅用のレーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂで共用しているため、それぞれ発振用及び増幅用のチャンバを含む２台のレーザ光源装置を用いる場合に比べて低コストで、中心波長等のレーザ特性が等しい２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を並列にパルス発光することができる。また、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂにおける放電電圧（増幅率）は独立に制御できるため、射出されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のパルスエネルギーは互いに独立に制御可能である。

また、ＡｒＦエキシマレーザ光を発生する場合、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂのレーザ特性を安定に維持できる最大の発振周波数は４ｋＨｚ〜６ｋＨｚ程度であるが、発振用のレーザ光源５０は出力がかなり小さいため、レーザ光源５０では、レーザ特性を安定に維持した状態で、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂの最大の発振周波数の２倍程度の発振周波数でレーザ光ＬＢを発生できる。従って、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２の発振周波数は、それぞれ現状のＡｒＦエキシマレーザの最大の発振周波数まで高めることができる。

なお、図１のレーザ光源装置の発振用のレーザ光源５０（ガスレーザ光源）の代わりに、図３（Ａ）に示すように、所定周波数（角周波数をωとする）のパルスレーザ光である基本波ＬＡを発生する固体レーザ光源方式の基本波発生部５６と、基本波ＬＡを伝送する光ファイバ５７と、光ファイバ５７から出力される基本波ＬＡの８倍高調波（角周波数が８ω）を生成し、その８倍高調波をレーザ光ＬＢとして出力する波長変換部５８とを備えたレーザ光源装置を用いてもよい。本例では、レーザ光ＬＢの波長がＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）と同じであるため、基本波ＬＡは波長１５４４ｎｍ（１９３ｎｍの８倍）の近赤外光である。なお、これを一般化して、波長変換部５８において基本波ＬＡのｋ倍高調波（ｋは２以上の整数）を発生するものとして、変換後のレーザ光ＬＢの波長をλＢとすると、基本波ＬＡの波長λＡはｋ・λＢであればよい。レーザ光ＬＢの波長をＦ₂ レーザと同じ１５７ｎｍにしたい場合には、一例として、基本波発生部５６では波長１５７０ｎｍの基本波ＬＡを発生し、波長変換部５８では１０倍高調波（ｋ＝１０）を発生すればよい。

また、一例として、基本波発生部５６は、単一モードの連続波である発振波長１５４４ｎｍのレーザ光を発生する半導体レーザと、その連続波であるレーザ光をパルス光に変換する光変調素子（電気光学変調素子等）と、そのパルス光を増幅する光ファイバ増幅器等とから構成することができる。その半導体レーザとしては、例えばインジウム・ガリウム・ヒ素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）構造で分布帰還型（ＤＦＢ:Distributed feedback)の半導体レーザを用いることができる。また、その光ファイバ増幅器としては、エルビウム・ドープ・光ファイバ増幅器等を使用することができる。

次に、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中の波長変換部５８の構成例を示し、この図３（Ｂ）において、光ファイバ５７から射出された基本波ＬＡは、集光レンズ５９Ａを介して非線形光学結晶６０Ａに入射して、角周波数が２ωの２倍高調波に変換される。そして、非線形光学結晶６０Ａから射出された２倍高調波は、集光レンズ５９Ｂを介して非線形光学結晶６０Ｂに入射して、角周波数が４ωの４倍高調波に変換され、非線形光学結晶６０Ｂから射出された４倍高調波は、集光レンズ５９Ｃを介して非線形光学結晶６０Ｃに入射して、角周波数が８ωの８倍高調波に変換される。そして、非線形光学結晶６０Ｃから射出された８倍高調波は、コリメータレンズ５９Ｄを介して平行光束よりなるレーザ光ＬＢとして射出される。このように、集光レンズ５９Ａ〜５９Ｃ、非線形光学結晶６０Ａ〜６０Ｃ、及びコリメータレンズ５９Ｄから波長変換部５８が構成されている。

図３（Ｂ）において、非線形光学結晶６０Ａ，６０Ｂは、例えばＬｉＢ₃Ｏ₅（ＬＢＯ）結晶から形成でき、非線形光学結晶６０Ｃは、例えばＳｒ₂Ｂｅ₂Ｂ₂Ｏ₇（ＳＢＢＯ）結晶から形成できる。なお、波長変換部５８は、２倍高調波を発生する結晶の組合せの他に、和周波数及び／又は差周波数の高調波を発生する結晶と、２倍又はこれ以上の高調波を発生する結晶との組合せ等から構成することも可能である。なお、図３（Ａ）の基本波発生部５６及び波長変換部５８の詳細な構成及びその種々の変形例については、本出願人による国際公開第０１／２０６５１号パンフレット等に開示されている。

図３（Ａ）のレーザ光源装置における、その他の構成は図１のレーザ光源装置と同様であり、波長変換部５８から射出されたレーザ光ＬＢはレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に分岐された後、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂによって増幅されてレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２となる。図３（Ａ）のレーザ光源装置によれば、基本波発生部５６からの近赤外域の基本波ＬＡは、可撓性を持つ光ファイバ５７を介して伝送できるため、装置を構成する部材の配置の自由度が向上する。また、基本波発生部５６から出力される基本波ＬＡの波長は、半導体レーザの構造によって制御可能であるため、波長変換部５８における波長変換との組合せによって、最終的に出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の波長を容易に所望の値に設定できる。

また、図４に示すように、分岐用の光学系を基本波発生部５６と波長変換部との間に配置してもよい。図４のレーザ光源装置において、基本波発生部５６から出力される基本波ＬＡは、偏光変調素子５２、ＰＢＳ５３、及びミラー５４よりなる分岐用の光学系を経て、基本波ＬＡと同じ近赤外域のレーザ光ＬＡ１及びＬＡ２に分岐される。さらに、一方のレーザ光ＬＡ２は１／２波長板６１によって偏光方向が９０°回転されて、偏光方向がレーザ光ＬＡ１と同じになる。これらの偏光方向が同じレーザ光ＬＡ１，ＬＡ２は、それぞれ図３（Ａ）の波長変換部５８と同じ構成の波長変換部５８Ａ，５８Ｂを介して周波数が８倍のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に変換された後、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂによって増幅されてレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２として出力される。図４のレーザ光源装置によれば、分岐用の光学系に入射するレーザ光ＬＡは近赤外域であるため、分岐用の光学系を容易に構成できる。さらに、波長変換部５８Ａ，５８Ｂに入射するレーザ光ＬＡ１，ＬＡ２の周波数は、図３（Ａ）の波長変換部５８に入射する基本波ＬＡの１／２であるため、波長変換部５８Ａ，５８Ｂの耐久性が向上する。

なお、上記の実施形態では、射出される２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２は中心波長、スペクトル幅、及び発振周波数が等しい。これに対して、射出される２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長等を独立に制御する必要がある用途では、図５に示すように、図３（Ａ）の基本波発生部５６と同じ構成の２つの基本波発生部５６Ａ，５６Ｂを設ければよい。図５において、基本波発生部５６Ａ，５６Ｂから独立にパルス発光された基本波ＬＡ１，ＬＡ２は、それぞれ光ファイバ５７Ａ，５７Ｂを介して波長変換部５８Ａ，５８Ｂに供給される。そして、波長変換部５８Ａ，５８Ｂから出力される周波数が８倍のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２は、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂにおいて増幅されてレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２となる。図５のレーザ光源装置によれば、基本波発生部５６Ａ，５６Ｂにおいて、光変調素子の切り替え周波数を制御することによって、最終的に出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の発振周波数を独立に制御できる。

なお、上記の図１の実施形態では、レーザ光源５０からのレーザ光ＬＢをパルス毎に分岐して周波数が１／２のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を生成しているが、図１において、偏光変調素子５２を省略し、ＰＢＳ５３の代わりにハーフミラーを設置して、レーザ光源５０からのレーザ光ＬＢを同じ周波数でパルスエネルギーが１／２の２つのレーザ光に分岐して、このレーザ光をレーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂで増幅してもよい。この場合には、レーザ光源５０における発振周波数を、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂの最大の発振周波数以下に設定する必要があるが、分岐用の光学系の構成が簡略であり、特に電気的な光路の切り替えを必要としないという利点がある。

また、上記の実施形態では、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を並列に出力しているが、例えば図１において、レーザ光源５０からのレーザ光ＬＢを例えば複数枚のビームスプリッタを組み合わせた分岐用の光学系を用いて、３つ以上のレーザ光に分岐して、それぞれをレーザ増幅チャンバ５５Ａと同様のレーザ増幅チャンバで増幅することによって、３つ以上のパルスレーザ光を並列に出力することも可能である。
また、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を同軸に合成して出力してもよい。すなわち、例えば図５において、レーザ増幅チャンバ５５Ｂから出力されるレーザ光ＬＣ２をミラー（不図示）でレーザ光ＬＣ１側に折り曲げ、レーザ増幅チャンバ５５Ａの射出側に配置された偏光ビームスプリッタ（不図示）によって２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を同軸に合成して出力してもよい。この場合、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の発振タイミングを異ならせてもよい。その発振タイミングは、ほぼ等時間間隔で交互に発振するように設定してもよい。さらに、基本波発生部５６Ａ，５６Ｂにおける発振タイミングを制御することによって、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の発振タイミングを例えば各パルス光のパルス幅程度だけシフトさせてもよい。これによって、合成されたレーザ光のピークレベルが小さく維持され、このレーザ光が照射される光学部材の損傷が防止される。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明のレーザ装置の第２の実施形態につき図６及び図７を参照して説明する。本実施形態は、パルスレーザ光のピークレベルを下げてパルス幅を広くするパルス・ストレッチャを備えたレーザ光源装置に本発明を適用したものである。
図６は、本例のレーザ光源装置の光源部及びパルス・ストレッチャとしての光学系を示し、この図６のレーザ光源装置は、パルス幅及び発振周波数がほぼ等しい直線偏光のレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２をパルス発光する２台のレーザ光源６２Ａ，６２Ｂと、レーザ光源６２Ａ，６２Ｂの発光タイミング、発振波長等を制御する制御部３５Ｂと、レーザ光源６２Ａから出力されたレーザ光ＬＣ１のＰ偏光成分ＬＣ１Ａを透過して、Ｓ偏光成分ＬＣ１Ｂ（第１レーザ光）を反射して分岐する第１のＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）６３Ａと、レーザ光源６２Ｂから出力されたレーザ光ＬＣ２のＰ偏光成分ＬＣ２Ａを透過して、Ｓ偏光成分ＬＣ２Ｂを反射して分岐する第２のＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）６３Ｂと、ＰＢＳ６３Ａで反射されたＳ偏光成分ＬＣ１ＢをＰＢＳ６３Ａに戻すように送光する４枚のミラー６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄとを備えている。

この場合、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２は偏光方向がほぼ入射面に対して４５°回転した状態でＰＢＳ６３Ａ，６３Ｂに平行に、かつ上下方向に位置ずれして入射しているため、それらを透過するＰ偏光成分と反射されるＳ偏光成分との光量はほぼ等しい。また、２つのＰＢＳ６３Ａ，６３Ｂは分岐面が平行になるように配置され、４枚のミラー６４Ａ〜６４Ｄは、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心軸に対してほぼ線対称となるように、かつＳ偏光成分ＬＣ１Ｂがほぼ８の字状の光路を経てＰＢＳ６３Ａに戻るように配置されている。そして、ＰＢＳ６３Ａに戻されたＳ偏光成分ＬＣ１Ｂ（第２レーザ光）は、ＰＢＳ６３Ａで再び反射された後、Ｐ偏光成分ＬＣ１Ａと同軸に合成されてレーザ光ＬＤ１として射出される。

さらに、ＰＢＳ６３Ｂで反射されたＳ偏光成分ＬＣ２Ｂ（第３レーザ光）は、その４枚のミラー６４Ａ〜６４Ｄで反射されて８の字状の光路（ただし、Ｓ偏光成分ＬＣ１Ｂよりも上方にずれた光路）を経てＰＢＳ６３Ｂに戻される。そのように戻されたＳ偏光成分ＬＣ２Ｂ（第４レーザ光）は、ＰＢＳ６３Ｂで再び反射された後、Ｐ偏光成分ＬＣ２Ａと同軸に合成されてレーザ光ＬＤ２として射出される。この結果、パルス発光される２つのレーザ光ＬＤ１及びＬＤ２が並列に射出される。

本例において、レーザ光源６２Ａ，６２Ｂから出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を図７（Ａ）の点線に示すパルス光であるとすると、図６のミラー６４Ａ〜６４Ｄを通過したＳ偏光成分ＬＣ１Ｂ，ＬＣ２Ｂの遅延時間は、ほぼレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のパルス幅に等しく設定されている。この結果、ＰＢＳ６３Ａ，６３Ｂから合成されて出力されるレーザ光ＬＤ１，ＬＤ２は、図７（Ａ）の実線で示すように、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２に対してピークレベルがほぼ１／２でパルス幅がほぼ２倍となる。従って、本例のＰＢＳ６３Ａ，６３Ｂ及びミラー６４Ａ〜６４Ｄは、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のピークレベルを下げてパルス幅を広くするためのパルス・ストレッチャとして動作している。このように、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のピークレベルを下げて、パルス幅を広くしたレーザ光ＬＤ１，ＬＤ２を露光装置の露光光として使用する場合には、露光装置の照明光学系及び投影光学系を構成する光学部材における損傷を低減できるか、又はその光学部材の交換までの期間を長くできるとともに、パルスエネルギーは同じであるため、露光工程のスループットは低下しない。さらに、本例ではそのパルス・ストレッチャ中のミラー６４Ａ〜６４Ｄがレーザ光源６２Ａ，６２Ｂで共用されているため、レーザ光源装置を安価に製造できるとともに、出力される２つのレーザ光ＬＤ１，ＬＤ２のレーザ特性としてのパルス幅をほぼ等しくできるという利点がある。

なお、図６において、レーザ光を送光するための光学系としては、４枚のミラー６４Ａ〜６４Ｄよりなる光学系の代わりに、３枚のミラー又は５枚以上のミラーよりなる光学系を用いてもよい。また、図６において、ＰＢＳ６３Ａ，６３Ｂの代わりに反射率がほぼ１／２のビームスプリッタを使用しても、出力されるレーザ光ＬＤ１，ＬＤ２のピークレベルをほぼ１／２にして、パルス幅をほぼ２倍にすることができる。さらに、パルス幅については、従来は半値全幅（ＦＷＨＭ:Full Width Half Maximum）が使用されていたが、パルス光の時間軸ｔ上の光強度分布ｉ（ｔ）がガウス分布から外れているような場合には、以下の式で定義されるＴｉｓ(total integral square pulse duration)をパルス幅を表す量として使用してもよい。なお、記号∫は、時間ｔに関する積分を意味している。

Ｔｉｓ＝｛∫ｉ（ｔ）ｄｔ｝² ／｛∫ｉ（ｔ）² ｄｔ｝ …（１）
このようにパルス幅としてＴｉｓを用いる場合には、一例としてＴｉｓが設定目標値になるようにパルス・ストレッチャを構成すればよい。
次に、図６の実施形態において、ミラー６４Ａ〜６４Ｄを省略し、ＰＢＳ６３Ｂの代わりにミラー６３Ｃを配置し、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２をそれぞれＰＢＳ６３Ａに対してＰ偏光及びＳ偏光としてもよい。この構成では、レーザ光源６２Ａから出力されたレーザ光ＬＣ１はＰＢＳ６３Ａをそのまま透過し、レーザ光源６２Ｂから出力されたレーザ光ＬＣ２は、ミラー６３Ｃで反射された後、ＰＢＳ６３Ａで反射されてレーザ光ＬＣ１と同軸に合成されてレーザ光ＬＥとなる。言い換えると、ミラー６３Ｃ及びＰＢＳ６３Ａから、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を同軸に合成する光学系が構成される。

この場合、図６の制御部３５Ｂは、レーザ光源６２Ａからは図７（Ｂ）に示すように、パルス幅ｔｐで所定周波数のレーザ光ＬＣ１を発光させるのと同期して、レーザ光源６２Ｂからは図７（Ｃ）に示すように、レーザ光ＬＣ１に対してほぼパルス幅ｔｐだけ遅延させて、レーザ光ＬＣ１とほぼ同じパルス幅で、ほぼ同じピークレベルで、かつ同じ周波数のレーザ光ＬＣ２をパルス発光させる。この結果、図６のＰＢＳ６３Ａで合成されるレーザ光ＬＥは、図７（Ｄ）に示すように、パルス幅がほぼ２ｔｐで、ピークレベルがほぼレーザ光ＬＣ１と同じで、かつ周波数がレーザ光ＬＣ１と同じになる。このように、図６のレーザ光源装置において、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を同軸に合成し、かつレーザ光ＬＣ２をほぼパルス幅ｔｐだけレーザ光ＬＣ１から遅延させて発光させることによって、ピークレベルが各レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２とほぼ同じで、かつ出力が各レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の２倍のレーザ光ＬＥを得ることができる。このレーザ光ＬＥを例えば露光装置の露光光として用いることによって、露光工程のスループットを向上できるとともに、光学部材の損傷を抑制できる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明のレーザ装置の第３の実施形態につき図８を参照して説明する。本実施形態は、露光装置の露光光源として使用されるレーザ光源装置に本発明を適用したものであり、図８において、図１に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図８は、本例の露光光源７１及び露光装置本体部７２を示し、この図８において、半導体素子等のデバイスの製造工場の床ＦＬ１上に、露光光ＩＬ１及びＩＬ２を並列に発生する露光光源７１が設置され、その上の床ＦＬ２上に、その露光光ＩＬ１，ＩＬ２でレチクル及び投影光学系を介してウエハ等の基板を露光する露光装置本体部７２が設置されている。

露光光源７１は、それぞれレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２を独立にパルス発光する２台のレーザ光源１Ａ及び１Ｂと、一方のレーザ光ＬＣ１の光路上に設置された反射率の小さいビームスプリッタ６５Ａと、他方のレーザ光ＬＣ２の光路上に待避可能に設置された反射率の小さいビームスプリッタ６５Ｂと、ビームスプリッタ６５Ａ及び６５Ｂで分岐されたレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２の一部の中心波長、スペクトル幅、及びパルスエネルギー等のレーザ特性情報を計測するモニタ部６６Ａ及び６６Ｂと、通常は待避していて、随時、レーザ光ＬＣ１の一部をレーザ光源１Ｂ側のモニタ部６６Ｂに入射させるためのビームスプリッタ６７と、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２をそれぞれ露光装置本体部７２側に反射するミラー６９及び可動ミラー７０（例えばガルバノミラー）と、ビームスプリッタ６５Ａとミラー６９との間に待避可能に設置された光路偏向用のプリズム６８とを備えている。この場合、レーザ光源１Ａ及び１Ｂは、それぞれ図１のレーザ光源５０と同じ構成の狭帯域化モジュールＬＮＭ及び出力ミラーＯＣよりなるレーザ共振器を含む発振用のレーザ光源５０Ａ及び５０Ｂと、これらのレーザ光源５０Ａ及び５０Ｂから出力されたレーザ光を増幅してレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２を出力するレーザ増幅チャンバ５５Ａ及び５５Ｂとを備えており、レーザ光源１Ａ及び１Ｂからレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２がパルス発光される。従って、本例では、並列に出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長、スペクトル幅、パルスエネルギー、及び周波数は互いに独立に制御可能である。

また、モニタ部６６Ａ，６６Ｂで計測された情報を処理する制御部３５Ａが備えられ、制御部３５Ａには、露光装置本体部７２の制御系からレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長及びスペクトル幅の設定目標値等の制御情報、及びレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の発光タイミングを示す発光トリガパルスＴＰが供給されている。制御部３５Ａは、その制御情報及び発光トリガパルスＴＰに基づいて、必要に応じて駆動機構（不図示）を介してビームスプリッタ６５Ｂ，６７、プリズム６８の光路への挿脱、及び可動ミラー７０の振動を制御するとともに、レーザ光源１Ａ及び１Ｂのパルス発光動作を制御する。また、露光光源７１と露光装置本体部７２との間のレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の光路上には、レーザ光を光量損失が少ない状態で送光するためのビームマッチングユニット７３が設置されている。

本例の露光光源７１の発光動作には、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を並列に露光光ＩＬ１，ＩＬ２として露光装置本体部７２側に供給する第１発光モードと、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長等のマッチングを行うための第２発光モードと、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を同軸に合成してレーザ光ＬＥとして露光装置本体部７２側に供給する第３発光モードとがある。その第１発光モードでは、ビームスプリッタ６５Ｂが光路に設置され、ビームスプリッタ６７及びプリズム６８が光路から待避され、可動ミラー７０がレーザ光ＬＣ２を露光装置本体部７２側に反射する角度に固定された状態で、レーザ光源１Ａ，１Ｂから独立にレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２が発光される。この際に、制御部３５Ａでは、モニタ部６６Ａ，６６Ｂを介してレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長等をモニタし、これらの中心波長等が設定目標値になるようにレーザ光源１Ａ，１Ｂ中の狭帯域化モジュールＬＮＭを制御する。

一方、その第２発光モードでは、図８において、制御部３５Ａはレーザ光源１Ａ及び１Ｂをそれぞれ中心波長λｃ及びスペクトル幅Δλｃでパルス発光させる。この際に、モニタ部６６Ａ及び６６Ｂで計測されるレーザ光の中心波長及びスペクトル幅の計測値（所定の誤差が含まれている）はそれぞれλｃ及びΔλｃに一致している。次に、制御部３５Ａは、ビームスプリッタ６５Ｂを光路外の位置Ｐ１に待避させ、ビームスプリッタ６７を光路上の位置Ｐ２に設定して、レーザ光源１Ａから出力されるレーザ光ＬＣ１の一部をモニタ部６６Ｂに入射させて、モニタ部６６Ｂでレーザ光ＬＣ１の中心波長λｄ及びスペクトル幅Δλｄを計測する。そして、この計測値と先ほどの計測値λｃ及びΔλｃとのオフセットλｏｆ及びΔλｏｆを次式から求めて、内部の記憶部に記憶する。

λｏｆ＝λｄ−λｃ，Δλｏｆ＝Δλｄ−Δλｃ …（２）
その後、再びその第１発光モードに設定して、レーザ光源１Ａ，１Ｂをパルス発光させる場合に、制御部３５Ａでは、モニタ部６６Ａで計測されるレーザ光ＬＣ１の中心波長及びスペクトル幅に、その第２発光モードで求めた式（２）のオフセットλｏｆ及びΔλｏｆをそれぞれ加算した値をレーザ光ＬＣ１の中心波長及びスペクトル幅とする。これによって、モニタ部６６Ａ及び６６Ｂの計測値のオフセットを解消して、露光光源７１から出力されるレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長及びスペクトル幅を一致させることができる。なお、この場合には、実質的にモニタ部６６Ｂを基準にしてモニタ部６６Ａの計測値のキャリブレーションを行っていることになる。そのため、例えばレーザ光ＬＣ２（露光光ＩＬ２）の中心波長及びスペクトル幅を露光装置本体部７２側でも計測し、この計測値に基づいてモニタ部６６Ｂの計測値のキャリブレーションを行っておくことが好ましい。

次に、上記の第３発光モードでは、露光装置本体部７２では、２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を必要とすることなく、一方のレーザ光（ここではレーザ光ＬＣ２とする）の光路に沿ったレーザ光ＬＥのみが必要であるとする。また、レーザ光ＬＥの必要とされる周波数ｆｎｅは、レーザ光源１Ａ，１Ｂの上限の発振周波数のほぼ２倍であり、レーザ光ＬＥの各パルスエネルギーは露光装置の光学部材に損傷を与えないように設定されているとする。このとき制御部３５Ａは、ビームスプリッタ６６Ｂを光路に設置し、ビームスプリッタ６７を光路外に待避させて、プリズム６８を光路上に設置する。この状態で、レーザ光ＬＣ１はプリズム６８によって可動ミラー７０側に偏向される。その後、制御部３５Ａは、レーザ光源１Ａ及び１Ｂをそれぞれ発振周波数ｆｎｅ／２で、かつ交互にパルス発光させるとともに、レーザ光ＬＣ１が発光されるときには可動ミラー７０の角度を実線で示す位置に設置し、レーザ光ＬＣ２が発光されるときには可動ミラー７０の角度を点線で示す位置に設置するように可動ミラー７０の角度を交互に切り替えて、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２を同軸に合成してレーザ光ＬＥを生成する。このレーザ光ＬＥは周波数ｆｎｅで露光装置本体部７２に供給される。この場合、レーザ光ＬＥは、レーザ光源１Ａ，１Ｂの最大発振周波数のほぼ２倍の周波数であり、その出力はレーザ光源１Ａ，１Ｂ単体の出力のほぼ２倍であるため、露光装置本体部７２側で高いスループットが得られるとともに、各パルスエネルギーは高くないため、光学部材に損傷を与えることがない。

なお、図８の露光光源７１のその第３発光モードにおいて、レーザ光源１Ａに対してレーザ光源１Ｂをほぼパルス幅分だけ遅延させて発光させるとともに、これに同期して可動ミラー７０を切り替えることによって、図７（Ｄ）に示すように、パルス幅が各レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２のほぼ２倍で、周波数が各レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２と等しいレーザ光ＬＥを生成できる。また、本例の露光光源７１は３つの発光モード（第１、第２、第３発光モード）を有するものとしたが、そのうちのいずれか２つのみを有していてもよいし、いずれか１つのみを有していてもよい。例えば、露光光源７１は、第１発光モード及び第２発光モードのみを有してもよい。この場合には、プリズム６８を設けずに、可動ミラー７０を固定ミラーとしてもよい。また、露光光源７１は、第３発光モードのみを有してもよい。この場合には、可動ミラー７０を設けずに、例えば２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を偏光ビームスプリッタ等で同軸に合成して出力するだけでもよい

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態につき図９〜図１２を参照して説明する。本実施形態は、二重露光を行う走査露光方式の投影露光装置（露光装置）に本発明を適用したものであり、図９において図８に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図９は本例の露光装置を示し、この図９において、その露光装置は、レーザ光源１Ａ，１Ｂを含む露光光源と、そのレーザ光源１Ａ，１Ｂのパルス発光を制御する制御部３５Ａと、レーザ光源１Ａ，１Ｂからのレーザ光よりなる露光光でレチクルＲを照明する照明光学系ＩＵと、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージ２２と、レチクルＲの照明領域内のパターンの像を基板としてのフォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持して移動するウエハステージ２５と、これらのステージ等の駆動機構と、これらの駆動機構等の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系４１とを備えている。なお、レーザ光源１Ａ，１Ｂには図８に示すように、中心波長、スペクトル幅、及びパルスエネルギー等を計測するためのモニタ部６６Ａ及び６６Ｂ（図９では図示省略）が備えられている。

その露光光源からは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が供給されるが、その他に、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）又はＦ₂ レーザ光（波長１５７ｎｍ）等を供給することもできる。図９において、露光光源としてのレーザ光源１Ａ及び１Ｂからパルス発光されたレーザ光ＬＣ１及びＬＣ２は、それぞれミラー２Ａ及び２Ｂによって反射されて、第１露光光ＩＬ１及び第２露光光ＩＬ２として第１照明ユニット１４Ａ及び第２照明ユニット１４Ｂに入射する。さらに、ミラー２Ａは不図示の駆動部を介して主制御系４１によって位置Ｐ３に待避可能であり、反射率がミラー２Ａと等しいミラー３が、不図示の駆動部を介して主制御系４１によって、ミラー２Ｂと第２照明ユニット１４Ｂとの間の位置Ｐ４に設置できるように配置されている。本例では、必要に応じて、ミラー２Ａを位置Ｐ３に待避させて、ミラー３を位置Ｐ４に設置することによって、レーザ光ＬＣ１（第１露光光ＩＬ１）を第２照明ユニット１４Ｂに供給できるように構成されている。

ミラー３が待避され、ミラー２Ａが光路上に設置される通常の状態では、第１照明ユニット１４Ａに入射した第１露光光ＩＬ１は、偏光状態を制御する偏光制御素子４Ａ（例えば１／２波長板から構成される）、光量制御部材（不図示）、及び露光光の断面形状を後続のオプティカル・インテグレータの入射面に合わせて成形する成形光学系５Ａを経てオプティカル・インテグレータ６Ａに入射する。成形光学系５Ａは、一例として回折光学素子（Diffractive Optical Element:ＤＯＥ）、ズームレンズ系、及び少なくとも一方が可動の一対のプリズム（アキシコン等）を含んで構成される。オプティカル・インテグレータ６Ａとしてはフライアイレンズが使用されているが、その代わりに内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）、又は回折光学素子等を用いてもよい。

オプティカル・インテグレータ６Ａの射出面には、照明系の開口絞り板７Ａが回転自在に配置され、開口絞り板７Ａの回転軸の周りには、通常照明用の円形の開口絞り７Ａ１、２個の偏心した小開口よりなるＸ軸の２極照明用の開口絞り、この開口絞りを９０°回転した形状のＹ軸の２極照明用の開口絞り７Ａ３、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び小さいコヒーレンスファクタ（σ値）用の開口絞り等が配置されている。そして、主制御系４１が、駆動モータ８Ａを介して開口絞り板７Ａを回転することによって、オプティカル・インテグレータ６Ａの射出面に所望の照明系開口絞りを配置して、対応する照明条件を設定できるように構成されている。

オプティカル・インテグレータ６Ａの射出面の開口絞りを通過した第１露光光ＩＬ１は、第１リレーレンズ９Ａを通過した後、その一部がビームスプリッタ４４Ａにより分岐されて、光電検出器よりなるインテグレータセンサ４５Ａに入射して、その光量が計測され、この計測値が露光量制御系４３に供給される。露光量制御系４３では、その計測値からウエハＷ上の各点での積算露光量を間接的にモニタし、このモニタ結果を主制御系４１に供給する。主制御系４１の制御のもとで露光量制御系４３は、露光光源側の制御部３５Ａに対して、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長、スペクトル幅、パルスエネルギー等の制御情報、及びレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の発光トリガパルスを供給する。

また、第１露光光ＩＬ１の大部分は、順次固定ブラインド（固定視野絞り）１２Ａ、及び可動ブラインド（可動視野絞り）１０Ａに入射する。固定ブラインド１２Ａ、及び可動ブラインド１０Ａは近接して、ほぼ転写対象のレチクルＲのパターン面との共役面に配置されている。固定ブラインド１２Ａは、レチクルＲ上の非走査方向に細長い照明領域の形状を規定する視野絞りであり、可動ブラインド１０Ａは、走査露光時にレチクルＲ上の所望のパターン領域以外の領域に第１露光光ＩＬが照射されないように照明領域を閉じるために駆動機構１１Ａによって駆動される。駆動機構１１Ａの動作は、後述のレチクルステージ駆動系４２Ｒによって制御される。可動ブラインド１０Ａは、その照明領域の非走査方向の幅を制御するためにも使用される。

本例では後述のように第１照明ユニット１４Ａによって設定される照明領域と、第２照明ユニット１４Ｂによって設定される照明領域とがレチクルＲのパターン面で視野合成されるため、以下では第１照明ユニット１４Ａの固定ブラインド１２Ａ及び可動ブラインド１０ＡによってレチクルＲ上に設定される照明領域を第１照明スリット１０ＡＰと呼び、第２照明ユニット１４Ｂの固定ブラインド１２Ｂ（後述）及び可動ブラインド１０Ｂ（後述）によってレチクルＲ上に設定される照明領域を第２照明スリット１０ＢＰと呼ぶ。可動ブラインド１０Ａ及び１０Ｂが全開の状態では、本例の第１照明スリット１０ＡＰ及び第２照明スリット１０ＢＰは、投影光学系ＰＬの視野内の同一の領域となる。

固定ブラインド１２Ａ及び可動ブラインド１０Ａを通過した第１露光光ＩＬ１は、第２リレーレンズ１３Ａ、光路折り曲げ用のミラー１５Ａを経てほぼ直角に折り曲げられて視野合成器１６に入射する。以上の偏光制御素子４Ａから第２リレーレンズ１３Ａまでの光学部材を含んで第１照明ユニット１４Ａが構成されている。
一方、第２照明ユニット１４Ｂに入射した第２露光光ＩＬ２（レーザ光ＬＣ２）は、第１照明ユニット１４Ａ内の光学部材とそれぞれ同一構成の偏光制御素子４Ｂ、光量制御部材（不図示）、成形光学系５Ｂ、オプティカル・インテグレータ６Ｂ、開口絞り板７Ｂ（駆動モータ８Ｂで駆動される）、第１リレーレンズ９Ｂ、ビームスプリッタ４４Ｂ（この反射光がインテグレータセンサ４５Ｂを介して計測され、この計測値が露光量制御系４３に供給される）、固定ブラインド１２Ｂ、及び可動ブラインド１０Ｂ（レチクルステージ駆動系４２Ｒによって制御される駆動機構１１Ｂで駆動される）を介して第２リレーレンズ１３Ｂに入射する。偏光制御素子４Ｂから第２リレーレンズ１３Ｂまでの光学部材を含んで第２照明ユニット１４Ｂが構成されている。第２リレーレンズ１３Ｂを通過した第２露光光ＩＬ２は、光路折り曲げ用のミラー１５Ｂ及び１５Ｃを介して光軸が平行にずれた状態で、視野合成器１６に入射する。視野合成器１６が偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である場合には、偏光制御素子４Ａ及び４Ｂによって、第１露光光ＩＬ１及び第２露光光ＩＬ２はそれぞれＳ偏光及びＰ偏光で視野合成器１６に入射して同軸に合成される。視野合成器１６がハーフミラーである場合には、出力は１／２に低下するが、第１露光光ＩＬ及び第２露光光ＩＬ２を所望の偏光状態でレチクルＲに照射できる。

即ち、視野合成器１６から射出される第１露光光ＩＬ１及び第２露光光ＩＬ２は同軸に合成される。このように第１照明ユニット１４Ａと第２照明ユニット１４Ｂとは同一構成であるが、可動ブラインド１０Ａ及び１０Ｂは互いに独立に駆動される。従って、第１照明ユニット１４Ａのブラインド１２Ａ及１０ＡによってレチクルＲ上に設定される第１露光光ＩＬ１の照明領域（第１照明スリット１０ＡＰ）の形状と、第２照明ユニット１４Ｂのブラインド１２Ｂ及び１０ＢによってレチクルＲ上に設定される第２露光光ＩＬ２の照明領域（第２照明スリット１０ＢＰ）の形状とは互いに独立に設定することができる。さらに、開口絞り板７Ａ及び７Ｂも互いに独立に駆動される。従って、第１照明ユニット１４Ａによって設定される第１照明スリット１０ＡＰ内の照明条件と、第２照明ユニット１４Ｂによって設定される第２照明スリット１０ＢＰ内の照明条件とは互いに独立に設定することができる。

視野合成器１６で合成された露光光ＩＬ１及びＩＬ２は、光路を水平方向に折り曲げるミラー１７、第１コンデンサレンズ１８、光路をほぼ鉛直下方に折り曲げるミラー１９、及び第２コンデンサレンズ２０を経て、レチクルＲのパターン面（下面）に設けられたパターン領域内の照明スリット１０ＡＰ及び１０ＢＰを均一な照度分布で照明する。ミラー１５Ａ〜１５Ｃ、視野合成器１６、ミラー１７，１９、及びコンデンサレンズ１８，２０から視野合成用の光学系が構成され、この視野合成用の光学系と、第１照明ユニット１４Ａと、第２照明ユニット１４Ｂとを含んで照明光学系ＩＵが構成されている。

露光光ＩＬ１，ＩＬ２のもとで、レチクルＲの照明スリット１０ＡＰ，１０ＢＰ内のパターンは、投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは１／４，１／５等）でフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の投影領域２１Ｗに投影される。投影光学系ＰＬとしては、屈折系の他に、例えば特開２００１−２４９２８６号公報に開示されているように、レチクルからウエハに向かう光軸を持つ光学系と、その光軸に対してほぼ直交する光軸を持つ反射屈折光学系とを有し、内部で中間像を２回形成する反射屈折系、あるいは、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレット（対応米国公開第２００６／０１２１３６４号）に開示されているように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系等も使用できる。

本例の投影光学系ＰＬは屈折系であり、その物体面側の有効視野は光軸ＡＸを中心とする円形領域であり、照明スリット１０ＡＰ及び１０ＢＰを最大にしたときの領域は、それぞれその光軸ＡＸを中心としてその円形領域（有効視野の輪郭）にほぼ内接するＹ方向に細長い長方形の領域である。ここでは、照明スリット１０ＡＰ及び１０ＢＰを最大にしたときの共通の領域を、投影光学系ＰＬの視野（物体面側の視野）と呼ぶ。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向（図９の紙面に平行な方向）に沿ってＹ軸を取り、その走査方向に垂直な非走査方向（図９の紙面に垂直な方向）に沿ってＸ軸を取って説明する。

先ず、レチクルＲはレチクルステージ２２上に吸着保持され、レチクルステージ２２はレチクルベース２３上にリニアモータ等によってＹ方向に連続移動できるように載置されている。更に、レチクルステージ２２には、レチクルＲをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ軸の周りの回転方向等に微動する機構も組み込まれている。レチクルステージ２２（レチクルＲ）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角は、レチクルステージ２２上の移動鏡２６Ｒ（又は反射面でもよい。）及びこれに対向してその一部が配置されるレーザ干渉計２７Ｒによって高精度に計測され、この計測結果及び主制御系４１からの制御情報に基づいてレチクルステージ駆動系４２Ｒがレチクルステージ２２の動作を制御する。また、レチクルステージ駆動系４２Ｒは、レチクルステージ２２（ひいてはレチクルＲ）のＹ方向（走査方向）の位置情報に基づいて、駆動機構１１Ａ及び１１Ｂを介して可動ブラインド１０Ａ及び１０Ｂの開閉動作、即ち第１照明スリット１０ＡＰ及び第２照明スリット１０ＢＰのそれぞれのＹ方向の幅を制御する。

なお、可動ブラインド１０Ａ及び１０Ｂの開閉動作は、レチクルステージ駆動系４２Ｒとは独立に設けた制御装置によって制御してもよい。
一方、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージ２５上に吸着保持され、ウエハステージ２５は、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御するＺチルトステージと、リニアモータ等によってウエハベース３０上でＹ方向に連続移動すると共に、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動するＸＹステージとから構成されている。ウエハステージ２５（ウエハＷ）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角は、ウエハステージ２５上の移動鏡２６Ｗ（又は反射面でもよい。）及びこれに対向してその一部が配置されるレーザ干渉計２７Ｗによって高精度に計測され、この計測結果及び主制御系４１からの制御情報に基づいてウエハステージ駆動系４２Ｗがウエハステージ２５の動作を制御する。

通常の走査露光時には、レチクルステージ２２を介してレチクルＲを照明スリット１０ＡＰ及び／又は１０ＢＰに対してＹ方向に速度ＶＲで移動するのと同期して、ウエハステージ２５を介してウエハＷを投影領域２１Ｗに対してＹ方向に速度β・ＶＲ（βはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で移動することによって、レチクルＲの一連の２つのパターン領域（詳細後述）内のパターン像がウエハＷ上の２つの走査方向に隣接したショット領域に逐次転写される。その後、ウエハステージ２５をステップ移動させてウエハ上の次のショット領域を走査開始位置に移動して、上述の走査露光を行うという動作がステップ・アンド・スキャン方式で繰り返されて、ウエハＷ上の走査方向に隣接する２つのショット領域毎に順次露光が行われる。その後、ウエハＷを１つのショット領域の幅分だけＹ方向にずらした状態で、上記のステップ・アンド・スキャン方式でレチクルＲのパターンの像をウエハＷ上の隣接する２つのショット領域に順次露光することによって、ウエハＷ上の各ショット領域に二重露光が行われる。

また、この露光が重ね合わせ露光である場合には、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そこで、ウエハステージ２５上のウエハの近傍に基準マークが形成された基準マーク部材（不図示）が固定され、投影光学系ＰＬの側面にウエハＷ上の各ショット領域に付設されたアライメントマークの位置を検出するための画像処理方式のアライメントセンサ３６が設置されている。また、レチクルステージ２２の上方に、レチクルＲ上のアライメントマークの位置を計測するために、画像処理方式の１対のアライメント系３４Ａ，３４Ｂが設置されている。アライメント系３４Ａ，３４Ｂは、実際には照明スリット１０ＡＰ，１０ＢＰのＸ方向（非走査方向）の両端部の上方に配置されている。アライメントセンサ３６及びアライメント系３４Ａ，３４Ｂの検出結果は不図示のアライメント制御系で処理されている。なお、アライメントセンサ３６及びアライメント系３４Ａ，３４Ｂは画像処理方式に限られるものでなく、例えばコヒーレントなビームの照射によってマークから発生する回折光を検出する方式などでもよい。

また、ウエハステージ２５上のウエハＷの近傍に、露光光ＩＬ１及びＩＬ２のエネルギーを計測するための照射量モニタ４６が設置され、照射モニタ４６の計測値が露光量制御系４３に供給されている。さらに、ウエハステージ２５上のウエハＷの近傍に、ウエハＷの表面と同じ高さの表面を有し、その表面にＸ軸及びＹ軸に平行なスリットが形成された露光光ＩＬ１，ＩＬ２を透過するスリット板２９が固定され、スリット板２９の底面のウエハステージ２５内に、集光レンズ４７及び光電検出器４８が設置され、光電検出器４８の検出信号が露光量制御系４３に供給されている。通常は、例えばレチクルステージ２２上にＹ方向（又はＸ方向）に所定ピッチでライン・アンド・スペースパターン（以下、Ｌ＆Ｓパターンという。）が形成されたテストレチクルをロードし、そのＬ＆Ｓパターンの投影光学系ＰＬによる像を、スリット板２９でＹ方向に走査して、光電検出器４８から出力される検出信号のコントラストを検出するという動作を、ウエハステージ２５のＺ方向の位置（フォーカス位置）を変化させながら繰り返すことによって、最もコントラストの高いときのウエハステージ２５のフォーカス位置から投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置を求めることができる。

さらに、本例では、露光光ＩＬ１，ＩＬ２（レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２）の波長のキャリブレーションを行うために、第１露光光ＩＬ１（レーザ光ＬＣ１）のみを照明光学系ＩＵに照射した状態で、上記のテストレチクルのＬ＆Ｓパターンの投影光学系ＰＬによる像を、スリット板２９でＹ方向に走査して、光電検出器４８から出力される検出信号のコントラストを検出する動作をウエハステージ２５の複数のフォーカス位置で繰り返すことによって、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置ＦＺ１を求める。次に、第２露光光ＩＬ２（レーザ光ＬＣ２）のみを照明光学系ＩＵに照射した状態で、そのＬ＆Ｓパターンの投影光学系ＰＬによる像を、スリット板２９でＹ方向に走査することによって、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置ＦＺ２を求める。この場合、２回の計測によって得られるベストフォーカス位置ＦＺ１及びＦＺ２の差分ΔＺＦ（＝ＦＺ２−ＦＺ１）は、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の中心波長λ１，λ２の差分Δλの関数とみなすことができる。

そこで、予めコンピュータのシミュレーション等によって、その差分ΔＺＦと差分Δλとの関係を示すテーブルを求めて主制御系４１内の記憶部に記憶しておき、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の波長のキャリブレーション時に、そのベストフォーカス位置の差分ΔＺＦを計測することで、そのテーブルからレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の波長の差分Δλを求めることができる。このようにして計測されたレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２の波長の差分Δλの情報は、制御部３５Ａに供給される。制御部３５Ａでは、例えば一方のレーザ光ＬＣ２の波長については、付属のモニタ部の計測値によってその波長を高精度に計測しておき、そのレーザ光ＬＣ２の波長をその差分Δλで補正することによって、他方のレーザ光ＬＣ１の波長を正確に求めることができる。

以下、本例の二重露光動作の一例につき説明する。本例のレチクルＲのパターン面には、走査方向に沿って二重露光用の２個のパターン領域（転写用のパターン）が形成されている。
図１０は、本例で使用されるレチクルＲのパターン配置を示す平面図であり、この図１０において、レチクルＲの矩形の枠状の遮光帯８１に囲まれた領域が、Ｙ方向に２つの同一の大きさの第１及び第２のパターン領域８２Ａ，８２Ｂに分割され、パターン領域８２Ａ及び８２Ｂ内にそれぞれ異なる転写用のパターン（以下、それぞれパターンＡ及びＢと呼ぶ）が描画されている。パターンＡ及びＢは、ウエハＷ上の各ショット領域の１つのレイヤに転写される回路パターンから生成されたパターンであり、パターンＡ及びＢの像を重ねて露光することによってその回路パターンに対応する投影像が各ショット領域に露光される。一例として、第１のパターン領域８２Ａ内のパターンＡは、Ｙ方向に解像限界程度のピッチで配列されたＹ方向のＬ＆Ｓパターン８５Ｙよりなり、第２のパターン領域５２Ｂ内のパターンＢは、Ｘ方向に解像限界程度のピッチで配列されたＸ方向のＬ＆Ｓパターン８５Ｘよりなる。

本例では、図９の第１照明スリット１０ＡＰ及び第２照明スリット１０ＢＰによってそれぞれ第１のパターン領域８２Ａ及び第２のパターン領域８２Ｂ内のパターンＢを転写するため、解像力を高めるために、第１照明ユニット１４ＡではＹ方向のＬ＆Ｓパターン８５Ｙ用のＹ軸の（Ｙ方向に離れた２つの２次光源を持つ）２極照明用の開口絞り７Ａ３を選択し、第２照明ユニット１４ＢではＸ方向のＬ＆Ｓパターン８５Ｘ用のＸ軸の（Ｘ方向に離れた２つの２次光源を持つ）２極照明用の開口絞り７Ｂ２を選択する。この場合、照明スリット１０ＡＰ及び１０ＢＰは、互いに直交する２極照明で照明される。なお、例えばパターンＡが周期的パターンよりなり、パターンＢが孤立的パターンよりなる場合には、一例として、第１照明スリット１０ＡＰの照明条件を輪帯照明として、第２照明スリット１０ＢＰの照明条件を小σ照明等としてもよい。また、図９の視野合成器１６がハーフミラーである場合には、パターン領域５２Ａ，５２Ｂ毎に偏光照明の最適化を行うことも可能である。

また、図１０のレチクルＲのパターン領域８２Ａ及び８２Ｂの大きさは、それぞれウエハＷ上の一つのショット領域の大きさに対応しており、パターン領域８２Ａ及び８２Ｂの境界の遮光帯８３は、ウエハＷ上の隣接するストリートラインの幅に対応する幅を持っている。即ち、２つのパターン領域８２Ａ及び８２Ｂを投影光学系ＰＬの投影倍率で縮小した像が、ウエハＷ上の走査方向に隣接する２つのショット領域の大きさに対応する。ウエハＷ上のストリートラインの幅を１００μｍとして、投影光学系ＰＬの倍率を１／４とすると、遮光帯８３の幅は４００μｍとなる。この程度の幅があれば、図９の可動ブラインド１０Ａ及び１０Ｂのエッジ部の僅かな位置決め誤差があっても、第１照明スリット１０ＡＰ（又は第２照明スリット１０ＢＰ）が第２のパターン領域８２Ｂ（又は第１のパターン領域８２Ａ）内に照射されるのを防止できる。

また、レチクルＲのパターン領域をＸ方向に挟むように１対のアライメントマーク８４Ａ及び８４Ｂが形成されており、これらのアライメントマーク８４Ａ及び８４Ｂの位置を図９のアライメント系３４Ａ，３４Ｂで計測することによって、レチクルＲのアライメントを行うことができる。
次に、図９のウエハＷ上のＹ方向に隣接する２つのショット領域にそれぞれ図１０のレチクルＲの第１のパターン領域８２ＡのパターンＡの像と、第２のパターン領域８２ＢのパターンＢの像とを１回の走査露光で露光する。その後、ウエハＷ上のＹ方向に隣接する２つのショット領域（ただし、１回目の露光時とは１つのショット領域分だけＹ方向の位置がずれている。）にそれぞれ図１０のレチクルＲの第１のパターン領域８２ＡのパターンＡの像と、第２のパターン領域８２ＢのパターンＢの像とを１回の走査露光で露光することによって、ウエハＷ上の各ショット領域にパターンＡの像とパターンＢの像とが二重露光される。その後、ウエハＷのフォトレジストの現像を行い、エッチング等を行うことによって、ウエハＷ上の各ショット領域にパターンＡ及びＢを重ねたパターンに対応する回路パターンが形成される。このように、本例の二重露光法によれば、２つの回路パターンをそれぞれ最適な照明条件でウエハＷ上の各ショット領域に露光できるとともに、１回の走査露光でウエハＷ上の隣接する２つのショット領域に露光できるため、高機能のデバイスを高いスループットで高精度に製造できる。

次に、図９の露光装置の２つのインテグレータセンサ４５Ａ，４５Ｂのキャリブレーション動作の一例につき図１１のフローチャートを参照して説明する。以下の全体の動作は主制御系４１によって制御されている。
先ず、図１１のステップ１０１において、図９のレチクルステージ２２上にパターンの形成されていないレチクルをロードし、照明光学系ＩＵ内の可動ブラインド１０Ａ，１０Ｂを全開にして、投影光学系ＰＬの投影領域２１Ｗ（まだ露光光ＩＬ１，ＩＬ２は照射されていない）内にウエハステージ２５上の照射量モニタ４６を移動する。次に、露光量制御系４３がレーザ光源１Ａの出力（パルスエネルギーと周波数との積）を可変範囲内の中央値Ｅ１に設定し（ステップ１０２）、ミラー２Ａを光路上に設置して、第１照明ユニット１４Ａにレーザ光源１Ａからのレーザ光ＬＣ１（第１露光光ＩＬ１）の光路を設定する（ステップ１０３）。次のステップ１０４において、レーザ光源１Ａをその中央値Ｅ１でパルス発光させて、インテグレータセンサ４５Ａの計測値ＩＵ１及び照射量モニタ４６の計測値Ｓ１を記憶する。

次に、ミラー２Ａを位置Ｐ３に待避させ、ミラー３を光路上の位置Ｐ４に設定して、第２照明ユニット１４Ｂにレーザ光源１Ａからのレーザ光ＬＣ１（第１露光光ＩＬ１）の光路を設定した後（ステップ１０５）、レーザ光源１Ａをその中央値Ｅ１でパルス発光させて、インテグレータセンサ４５Ｂの計測値ＩＵ２及び照射量モニタ４６の計測値Ｓ２を記憶する（ステップ１０６）。次のステップ１０７において、露光量制御系４３では、ステップ１０４及び１０６の計測値を用いて、次のようにインテグレータセンサ４５Ａ，４５Ｂの計測値の誤差ΔＩＵ、照射量モニタ４６の計測値の変動量ΔＳを計算する。

ΔＩＵ＝（ＩＵ２／ＩＵ１−１）×１００（％） …（３）
ΔＳ＝（Ｓ２／Ｓ１−１）×１００（％） …（４）
さらに、露光量制御系４３では、その誤差ΔＩＵ及び変動量ΔＳを用いて、次のように誤差係数ΔＰＬを計算する。
ΔＰＬ＝ΔＳ／ΔＩＵ …（５）
この後は、一例として、第２照明ユニット１４Ｂ側のインテグレータセンサ４５Ｂについて、誤差ΔＩＵを補正するように、オフセット又はゲインを調整してもよい。これによって、共通のレーザ光ＬＣ１を基準として、２つのインテグレータセンサ４５Ａ及び４５Ｂの計測値のマッチングを図ることができる。また、例えば誤差係数ΔＰＬが所定の値から大きく外れているような場合には、照明光学系ＩＵの調整等を行ってもよい。

次に、図９の露光装置において、露光光源であるレーザ光源１Ａ，１Ｂの発振周波数等を定める方法の一例につき、図１２のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系４１において実行される。この場合、パルスレーザ光はパルス毎にエネルギーのばらつきがあるため、ウエハＷ上の各点における積算露光量を均一化するために必要な最小露光パルス数Ｎｍｉｎ、及びそれ以上露光パルス数を増加しても積算露光量の均一性は実質的に変わらない最大露光パルス数Ｎｍａｘが予め定められ、主制御系４１内の記憶部に記憶されている。また、図１０のレチクルＲ上の２つのパターン領域８２Ａ及び８２Ｂのパターンを露光するためのウエハＷ上のフォトレジストに対する適正露光量をそれぞれDose1 及びDose2 とする。なお、パターン領域８２Ａ及び８２Ｂの露光にはそれぞれレーザ光源１Ａのレーザ光ＬＣ１及びレーザ光源１Ｂのレーザ光ＬＣ２が使用される。さらに、レーザ光源１Ａ及び１Ｂの最大発振周波数はほぼｆｍａｘであり、レーザ光ＬＣ１及びＬＣ２のパルスエネルギーをそれぞれＰｅ１及びＰｅ２（これらの中央値はＰｅ１０，Ｐｅ２０である）とする。

先ず、第１のレーザ光源１Ａの発振周波数ｆ１等を定めるために、図１２のステップ１１０において、レーザ光源１ＡからのパルスエネルギーＰｅ１０のレーザ光ＬＣ１（露光光ＩＬ１）でウエハＷ上の各点を適正露光量Dose1 で露光するのに必要な露光パルス数N1max を次式から求める。
N1max＝Dose1 ／Ｐｅ１０ …（６）
次に、計算された露光パルス数N1max が最小露光パルス数Ｎｍｉｎより小さいかどうかを判定し（ステップ１１１）、N1max がＮｍｉｎより小さいときには、動作はステップ１１２に移行して、露光パルス数がその最小露光パルス数Ｎｍｉｎになるように、そのＮｍｉｎを用いて次式からレーザ光源１Ａの発振周波数ｆ１を計算する。なお、ウエハステージ２５のＹ方向への走査速度（初期値は例えば最大値）をＶｗ、投影領域２１Ｗの全開時のＹ方向の幅（スリット幅）をＳｗとしている。従って、Ｓｗ／Ｖｗは、ウエハＷ上の各点が投影領域２１Ｗを走査方向に横切るのに要する時間（露光時間）であり、露光パルス数を露光時間で割ることによって、単位時間当たりのパルス数、即ち発振周波数が求められる。

ｆ１＝Ｎｍｉｎ／（Ｓｗ／Ｖｗ）＝Ｎｍｉｎ・Ｖｗ／Ｓｗ …（７）
また、このときのパルスエネルギーＰｅ１は、Dose1 ／Ｎｍｉｎに変更される。なお、式（７）で計算される周波数ｆ１が最大周波数ｆｍａｘを超える場合には、走査速度Ｖｗを低くすればよい。
一方、ステップ１１１で、N1max がＮｍｉｎ以上であるときには、ステップ１１３に移行して、N1max が最大露光パルス数Ｎｍａｘより小さいかどうかを判定する。そして、N1max がＮｍａｘより小さいときには、N1max をそのままレーザ光ＬＣ１の露光パルス数とできるため、ステップ１１４に移行して、N1max を用いて式（７）に対応する次式からレーザ光源１Ａの発振周波数ｆ１を計算する。このときのパルスエネルギーＰｅ１は初期値Ｐｅ１０でよい。

ｆ１＝N1max ・Ｖｗ／Ｓｗ …（８）
また、ステップ１１３で、N1max がＮｍａｘ以上であるときには、ステップ１１５に移行して、レーザ光源１Ａの発振周波数ｆ１を最大値ｆｍａｘに設定し、これに合わせて、露光パルス数がＮｍａｘとなるように、次式からウエハステージ２５の走査速度Ｖ１を計算する。このときのパルスエネルギーＰｅ１は、Dose1 ／Ｎｍａｘである。

Ｖ１＝ｆｍａｘ・Ｓｗ／Ｎｍａｘ …（９）
次に、第２のレーザ光源１Ｂの発振周波数ｆ２等を定める場合には、式（６）の露光パルス数N1max 、適正露光量Dose1 、パルスエネルギーＰｅ１０をそれぞれN2max 、Dose2 、Ｐｅ２０に置き換えて、図１２のステップ１１０〜１１５を実行すればよい。ただし、レーザ光源１Ｂ側では、ウエハステージ２５の走査速度Ｖ２は、レーザ光源１Ａに対して最適化された走査速度Ｖ１（又はＶｗ）をそのまま使用することになる。そこで、レーザ光源１Ｂの場合には、図１２のステップ１１５に対応して、ステップ１１５Ａに示すように、ウエハステージ２５の走査速度Ｖ２をＶ１、レーザ光源１Ｂの発振周波数ｆ２を最大周波数ｆｍａｘの近傍として、レーザ光ＬＣ２のパルスエネルギーＰｅ２を次式から計算すればよい。この場合には、レーザ光ＬＣ２によるウエハＷに対する露光パルス数Ｎ２は、Ｎｍａｘとは僅かに異なることがある。

Ｖ１＝ｆ２・Ｓｗ／Ｎ２ …（１０）
Ｐｅ２＝Dose2 ／Ｎ２ …（１１）
以上説明したように、本例の図９の露光装置によれば、一方のレーザ光ＬＣ１を照明ユニット１４Ａ及び１４Ｂに交互に入射させることによって、インテグレータセンサ４５Ａ，４５Ｂのキャリブレーションを容易に行うことができる。また、露光パルス数が適正範囲になるように、レーザ光源１Ａ，１Ｂの発振周波数及びパルスエネルギー等を定めているため、ウエハＷ上の積算露光量の均一性が向上する。また、第２のレーザ光源１Ｂ側では発振周波数及びパルスエネルギーを調整することによって、ウエハステージ２５の走査速度を２つのレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２に対して共通に最適化できる。

なお、本実施形態では図８の露光光源７１のレーザ光源１Ａ，１Ｂを用いるものとしたが、露光光源はこれに限らず、例えば上記第１又は第２実施形態のレーザ光源装置を用いてもよい。また、本実施形態では第１、第２照明ユニット１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ開口絞り板７Ａ、７Ｂを設けなくてもよいし、例えば米国特許公開第２００６／０１７０９０１号などに開示されているように、成形光学系５Ａ，５Ｂがそれぞれ露光光ＩＬ１，ＩＬ２の偏光状態を可変とするものであってもよい。さらに、本実施形態では、照明光学系ＩＵはレーザ光ＬＣ１，ＬＣ２がそれぞれ入射する第１、第２照明ユニット１４Ａ，１４Ｂを有するものとしたが、第１、第２照明ユニット１４Ａ，１４Ｂを設けず、レーザ光ＬＣ１，ＬＣ２を共通の照明ユニットに入射させてもよい。

また、本実施形態ではレチクルＲ上で走査方向（Ｙ方向）に関して第１照明領域１０ＡＰと第２照明領域１０ＢＰとが離れて配置されるものとしたが、第１照明領域１０ＡＰと第２照明領域１０ＢＰとはその少なくとも一部が重なっていてもよい。さらに、本実施形態では、２つのパターンＡ、Ｂが形成されるレチクルを用いるものとしたが、パターンＡ、Ｂがそれぞれ形成される異なるレチクルを用いてもよい。この場合、その２つのレチクルを同一のレチクルステージで保持してもよいし、異なるレチクルステージで保持してもよい。

なお、図９の露光光源においては、図８の発振用のレーザ光源とレーザ増幅チャンバとを含むレーザ光源１Ａ，１Ｂが使用されているが、レーザ光源１Ａ，１Ｂとしては、それぞれ従来の１つの放電チャンバをレーザ共振器で挟んだ構造のレーザ光源を使用することができる。さらに、レーザ光源１Ａ，１Ｂとしては、固体レーザ光源（半導体レーザ等）からのレーザ光を波長変換部によって波長変換する方式のレーザ光源等も使用できることは明らかである。
なお、上記各実施形態ではレーザ光源装置（露光光源）がＭＯＰＡレーザシステムであるものとしたが、レーザ増幅チャンバ５５Ａ，５５Ｂがそれぞれレーザ共振器を有する光出力増幅器（Power Oscillator (ＰＯ)）を備えるＭＯＰＯレーザシステム（すなわち、インジェクションロッキングシステム）であってもよい。

また、上述の実施形態の露光装置においては、光透過性の基材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レチクル（マスク）を用いているが、このマスクに替えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報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電子マスクを用いてもよい。この電子マスクは、可変成形マスクとも呼ばれ、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）などを含むものである。

また、上述の実施形態の露光装置においては、投影光学系ＰＬを使ってパターン像をウエハ上に投影することによってウエハを露光しているが、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板上に形成することによって、基板上にライン・アンド・スペースを露光する露光装置（リソグラフィシステム）の露光光源にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明のレーザ光源装置（図１のレーザ光源装置等）は、露光装置以外のレーザ加工用の装置等の光源としても使用可能である。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンを基板（ウエハ）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、並びに検査ステップ等を経て製造される。

また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレート等に形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、製造工程にも適用することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

本発明の２つのレーザ光を出力するレーザ装置によれば、２つのレーザ光を中心波長等の特性がほぼ等しい状態で出力できるか、又はそのレーザ装置を安価に構成できる。従って、そのレーザ装置を用いて二重露光法による露光を行うことによって、結像特性を向上できるか、又は露光光源を安価に構成できる。従って、高機能のデバイスを高精度に又は安価に製造できる。

第１の実施形態のレーザ光源装置の構成を示す図である。図１中の複数の信号及び出力される複数のレーザ光の関係を示す図である。（Ａ）は図１のレーザ光源５０を別の光源で置き換えた変形例を示す図、（Ｂ）は図３（Ａ）中の波長変換部５８の構成を示す図である。図１のレーザ光源装置の別の変形例を示す図である。図４のレーザ光源装置の変形例を示す図である。第２の実施形態のレーザ光源装置の構成を示す斜視図である。図６中のレーザ光のパルス幅の変化を示す図である。第３の実施形態の露光光源及び露光装置本体部を示す一部を切り欠いた図である。第４の実施形態の露光装置の構成を示す一部を切り欠いた図である。図９中のレチクルＲのパターン配置を示す平面図である。図９の露光装置のインテグレータセンサのキャリブレーションの一例を示すフローチャートである。図９の露光装置のレーザ光源の発振周波数等の計算方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、１Ａ，１Ｂ…レーザ光源、１４Ａ，１４Ｂ…照明ユニット、３５，３５Ａ，３５Ｂ…制御部、４５Ａ，４５Ｂ…インテグレータセンサ、５０，５０Ａ，５０Ｂ…発振用のレーザ光源、ＬＮＭ…狭帯域化モジュール、ＯＣ…出力ミラー、５２…偏光変調素子、５３…偏光ビームスプリッタ、５５Ａ，５５Ｂ…レーザ増幅チャンバ、５６，５６Ａ，５６Ｂ…基本波発生部、５８，５８Ａ，５８Ｂ…波長変換部、６２Ａ，６２Ｂ…レーザ光源、６４Ａ〜６４Ｄ…ミラー、６６Ａ，６６Ｂ…モニタ部、７０…可動ミラー

Claims

２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、
レーザ光の波長を制御する第１の波長選択光学系を有し、第１のレーザ光をパルス発光する第１のレーザ光源と、
レーザ光の波長を制御する第２の波長選択光学系を有し、第２のレーザ光をパルス発光する第２のレーザ光源と、
レーザ光の波長情報を計測する波長モニタと、
前記第１及び第２のレーザ光のいずれか一方を選択的に前記波長モニタに導く光路切り換え光学系と、
前記波長モニタで計測される前記第１及び第２のレーザ光の波長情報に基づいて、前記第１及び第２の波長選択光学系を介して前記第１及び第２のレーザ光の波長を制御する制御系とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
前記制御系は、前記第１及び第２のレーザ光のうちの一方のレーザ光の波長に対して、他方のレーザ光の波長を合わせ込むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、
それぞれレーザ光をパルス発光する第１及び第２のレーザ光源と、
前記第１のレーザ光源から出力されたレーザ光から第１のレーザ光を分岐するとともに、第２のレーザ光を合成して出力する第１の分岐合成光学系と、
前記第２のレーザ光源から出力されたレーザ光から第３のレーザ光を分岐するとともに、第４のレーザ光を合成して出力する第２の分岐合成光学系と、
前記第１のレーザ光を前記第２のレーザ光として前記第１の分岐光学系に導くとともに、前記第３のレーザ光を前記第４のレーザ光として前記第２の分岐光学系に導く送光光学系とを備え、
前記第１及び第２の分岐合成光学系から２つのレーザ光を並列に出力することを特徴とするレーザ装置。
前記第１及び第２の分岐合成光学系は、平行に配置された２枚のビームスプリッタであり、
前記送光光学系は、
前記第１及び第３のレーザ光を反射する第１のミラーと、
前記２枚のビームスプリッタを挟むように前記第１のミラーとほぼ対称に配置されて、前記第１のミラーで反射された前記第１及び第３のレーザ光をそれぞれ前記第２及び第４のレーザ光として反射する第２のミラーとを有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
２つのレーザ光を出力するレーザ装置であって、
レーザ光をパルス発光するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されるレーザ光をパルス毎に交互に光路の異なる第１及び第２のレーザ光として出力する分岐光学系と、
前記第１及び第２のレーザ光をそれぞれ増幅して並列に出力する第１及び第２のレーザ増幅器とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
前記分岐光学系は、
前記レーザ光源から出力されるレーザ光の偏光状態をパルス毎に交互に第１及び第２の偏光状態に変換する光変調素子と、
前記第１及び第２の偏光状態の光をそれぞれ前記第１及び第２のレーザ光として出力する偏光ビームスプリッタとを有することを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置。
前記レーザ光源は、
固体レーザ光源と、該固体レーザ光源から発光されるレーザ光の波長を短波長に変換する波長変換部とを有することを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
前記レーザ光源は、赤外域のレーザ光を発光する固体レーザ光源であり、
前記分岐光学系と前記第１及び第２のレーザ増幅器との間に配置されて、それぞれレーザ光の波長を紫外域に変換する第１及び第２の波長変換部を備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
前記２つのレーザ光を実質的に同軸に合成して出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレーザ装置。
前記２つのレーザ光をそれぞれ独立に出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレーザ装置。
レーザ光をパルス発光するレーザ装置であって、
それぞれレーザ光をパルス発光する第１及び第２のレーザ光源と、
前記第１及び第２のレーザ光源からのレーザ光をほぼ同軸に合成する合成光学系と、
前記第１及び第２のレーザ光源を同じパルス周波数で、かつほぼ各パルス光の発光時間に相当する時間差で発光させる制御系とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
露光ビームでパターン及び投影光学系を介して基板を露光した状態で、前記パターンを第１方向に移動するのに同期して前記基板を対応する第２方向に移動する露光方法において、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のレーザ装置から並列に出力される２つのレーザ光を第１及び第２照明光として使用し、
前記パターン上に前記第１方向に隣接して第１及び第２パターン領域が形成され、
前記パターンを前記第１方向に移動し、前記第１パターン領域が前記投影光学系の視野内を通過しているときに、前記第１方向の幅が可変の第１照明領域を用いて前記第１照明光で前記第１パターン領域を照明して前記基板を露光し、
前記第２パターン領域が前記視野内を通過しているときに、前記第１方向の幅が可変の第２照明領域を用いて前記第２照明光で前記第２パターン領域を照明して前記基板を露光することを特徴とする露光方法。
前記第１及び第２照明光のうち一方の照明光で前記第１及び第２照明領域を照明し、
前記第１及び第２照明領域を照明する照明光の光量情報をモニタし、
該モニタ結果に基づいて、前記第１及び第２照明領域を照明する照明光のモニタ結果のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項１２に記載の露光方法。
前記第１及び第２照明領域を照明する前記第１及び第２照明光の光量を独立に制御するために、
前記レーザ装置から出力される２つのレーザ光のパルス周波数及びパルスエネルギーの少なくとも一方を独立に制御することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の露光方法。
前記投影光学系の像面側で前記第１及び第２照明光による像のベストフォーカス位置を計測し、
該計測結果に基づいて、前記第１及び第２照明光の波長差を制御することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の露光方法。
照明光でパターン及び投影光学系を介して基板を露光した状態で、前記パターンを第１方向に移動するのに同期して前記基板を対応する第２方向に移動する露光装置において、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のレーザ装置と、
前記投影光学系の視野内の前記第１方向の幅が可変の第１照明領域を前記レーザ装置から出力される一方のレーザ光よりなる第１照明光で照明するとともに、前記視野内の前記第１方向の幅が可変の第２照明領域を前記レーザ装置から出力される他方のレーザ光よりなる第２照明光で照明する照明光学系と、
前記パターンの前記第１方向の位置に応じて前記第１及び第２照明領域の前記第１方向の幅を制御する照明制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
前記照明光学系は、
前記第１の照明領域と共役な領域を照明する第１部分照明系と、
前記第２の照明領域と共役な領域を照明する第２部分照明系と、
前記第１及び第２部分照明系からの照明光を合成して前記パターンを照明する視野合成系とを有することを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
前記第１及び第２部分照明系に設けられて、それぞれ前記第１及び第２照明光の光量情報を計測する光量モニタと、
前記レーザ装置からの２つのレーザ光のうちの一方を前記第１及び第２部分照明系に同時に導く光路切り換え光学系とを備えたことを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。
前記投影光学系の像面上で前記第１及び第２照明光の光量情報を計測する露光量モニタと、
前記露光量モニタの計測結果に基づいて前記レーザ装置から出力される２つのレーザ光のパルス周波数及びパルスエネルギーの少なくとも一方を制御する露光量制御系とを備えたことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の露光装置。
前記投影光学系の像面上で前記第１及び第２照明光によって形成される像のベストフォーカス位置を計測する計測装置を備えたことを特徴とする請求項１６から１９のいずれか一項に記載の露光装置。
照明光で光学部材を介して基板を露光する露光装置において、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のレーザ装置を備え、
前記レーザ装置からのレーザ光を前記照明光として用いることを特徴とする露光装置。
請求項１２から１５のいずれか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。