(57)【要約】【課題】被照射面上の位置毎の角度方向の光強度分布を調整することができる遮光ユニット、照明光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】光源装置１２から射出される露光光ＥＬをオプティカルインテグレータ２８を介して被照射面Ｒａに照明する照明光学系１３に設けられ、光源装置１２から射出される光の光量を調整する遮光ユニット４７は、露光光ＥＬの光路におけるオプティカルインテグレータ２８よりも被照射面Ｒａ側に配置され、照明光学系１３の光軸方向での寸法が光軸ＡＸと交差する面内での位置毎に異なるように構成された遮光部材５５，５６と、遮光部材５５，５６を露光光ＥＬの光路内で光軸方向と交差する方向に変位可能とする変位機構と、を備えている。【選択図】図１
2010177410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される光をオプティカルインテグレータを介して被照射面に照明する照明光学系に設けられ、前記被照射面に到達する光束の角度方向の光強度分布を調整する遮光ユニットにおいて、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、前記照明光学系の光軸方向での寸法が光軸と交差する面内での位置毎に異なるように構成された遮光部材と、
前記遮光部材を前記光の光路内で前記光軸方向と交差する方向に変位可能とする変位機構と、を備えたことを特徴とする遮光ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の遮光ユニットにおいて、
前記変位機構は、前記遮光部材の前記光軸方向での寸法を前記光軸方向と交差する位置毎に変化させるように、前記遮光部材を変位可能に構成されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記光の光路途中に複数配置されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の遮光ユニットにおいて、
前記各遮光部材は、前記光軸方向に沿って隣接して配置されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の遮光ユニットにおいて、
前記変位機構は、前記各遮光部材を前記光軸方向と交差する方向に互いに相対変位可能に構成されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の遮光ユニットにおいて、
前記変位機構は、前記各遮光部材の前記光軸方向での寸法の総和を前記光軸と交差する方向での位置毎に変化させるように、前記各遮光部材を相対変位可能に構成されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記光軸と交差する面が曲面状に構成されていることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記光軸方向の寸法が、該光軸からの距離に対して２次以上のベキ級数で規定される相関関係を有することを特徴とする遮光ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記光軸方向の寸法が、該光軸からの距離に対して３次以上の奇数次のベキ級数で規定される相関関係を有することを特徴とする遮光ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記オプティカルインテグレータの射出面近傍または該射出面と光学的に共役な位置の近傍に配置されることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の遮光ユニットにおいて、
前記照明光学系は、前記被照射面に投影される所定のパターンと前記被照射面に配置される感光性基板とを走査方向に沿って移動させつつ前記感光性基板上に前記所定のパターンを露光する露光装置と組み合わせて用いられ、
前記遮光部材は、前記走査方向と対応する方向に延びた形状を有していることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項１２】
請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の遮光ユニットにおいて、
前記遮光部材は、前記被照射面近傍または該被照射面と光学的に共役な位置の近傍に配置されることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の遮光ユニットにおいて、
前記照明光学系は、前記被照射面に投影される所定のパターンと前記被照射面に配置される感光性基板とを走査方向に沿って移動させつつ前記感光性基板上に前記所定のパターンを露光する露光装置と組み合わせて用いられ、
前記遮光部材は、前記走査方向と直交する方向と対応する方向に延びた形状を有していることを特徴とする遮光ユニット。
【請求項１４】
光源から射出された光に基づいて被照射面を照明する照明光学系であって、
前記光の光路途中に配置された光学素子と、
請求項１〜請求項１３のうち何れか一項に記載の遮光ユニットと、を備えたことを特徴とする照明光学系。
【請求項１５】
請求項１４に記載の照明光学系と、
所定のパターンの像を前記被照射面に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
デバイスの製造方法において、
請求項１５に記載の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板に露光する工程と、
前記露光された基板を現像し、前記のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光の光量を調整する遮光ユニット、該遮光ユニットを備える照明光学系、該照明光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置においては、光源から射出された光が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源を形成する。なお、二次光源とは、照明瞳での光強度分布（以下、「瞳強度分布」という。）を示している。また、照明瞳とは、マスクの被照射面に対して光学的にフーリエ変換の関係にある位置として定義される。
【０００３】
そして、二次光源からの光は、コンデンサレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。続いて、マスクを透過した光は、投影光学系を介して、感光性材料の塗布されたウエハ上に結像し、ウエハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。
【０００４】
このとき、ウエハ上には、マスクに形成されたマスクパターンを正確に転写するために均一な照度分布を得ることが不可欠となる。そこで、従来から、マスクパターンをウエハ上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状（２極状、４極状など）の瞳強度分布を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００６／００５５８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、マスクパターンをウエハ上に忠実に転写する際には、最終的な被照射面としてのウエハ上の各点に照射される光束の角度方向の光強度分布（瞳強度分布）を、どの点においてもほぼ等しくなるように調整する必要がある。しかしながら、特許文献１に示すように、従来の露光装置では、ウエハ上の各点での瞳強度分布にばらつきが生じた場合に、その瞳強度分布のばらつきを抑制することができなかった。そのため、ウエハ上の位置毎にパターンがばらつくことにより、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘ってウエハ上に忠実に転写することができない虞があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被照射面上の位置毎の瞳強度分布を調整することができる遮光ユニット、照明光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図２１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の遮光ユニットは、光源（１２）から射出される光（ＥＬ）をオプティカルインテグレータ（２８）を介して被照射面（Ｒａ）に照明する照明光学系（１３）に設けられ、前記被照射面（Ｒａ）に到達する光束の角度方向の光強度分布を調整する遮光ユニット（２８）において、前記光（ＥＬ）の光路における前記オプティカルインテグレータ（２８）よりも前記被照射面（Ｒａ）側に配置され、前記照明光学系（１３）の光軸方向での寸法が光軸（ＡＸ）と交差する面内での位置毎に異なるように構成された遮光部材（５５，５６）と、前記遮光部材（５５，５６）を前記光（ＥＬ）の光路内で前記光軸方向と交差する方向に変位可能とする変位機構（５８）と、を備えたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、変位機構は、光源から射出される光が遮光部材に対して入射する際の入射位置に応じて、照明光学系の光軸方向での寸法が相違するように、遮光部材を変位させる。そのため、遮光部材の変位によって、光源から射出される光が遮光部材によって遮光される遮光量の変化量は、その光が入射する被照射面上の位置毎に相違する。したがって、変位機構は、遮光部材を光路内で変位させることによって、被照射面上の位置毎における光強度、特に角度方向の光強度分布を独立的に調整することができる。
【００１０】
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態に示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被照射面上の位置毎の光強度、特に角度方向の光強度分布を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の露光装置を示す概略構成図。
【図２】照明瞳面に形成される４極状の二次光源を示す模式図。
【図３】（ａ）はレチクル上に形成される照明領域を示す模式図、（ｂ）はウエハ上に形成される静止露光領域を示す模式図。
【図４】静止露光領域内の中心点に入射する露光光によって形成される第１瞳強度分布を示す模式図。
【図５】静止露光領域内の周辺点に入射する露光光によって形成される第２瞳強度分布を示す模式図。
【図６】第１の実施形態の遮光ユニットを示す概略側面図。
【図７】第１の実施形態の遮光ユニットを示す概略平面図。
【図８】（ａ）は各面光源の略中央から射出される露光光が照明領域内の中心点に入射した状態を示す模式図、（ｂ）は各面光源の略中央から射出される露光光が照明領域内の周辺点に入射した状態を示す模式図、（ｃ）は各面光源の略中央から射出される露光光が通過する仮想面上の各点を示す概略正面図。
【図９】第１の実施形態の制御装置を示すブロック図。
【図１０】各面光源から照明領域内の中心点及び周辺点に向けて射出される露光光に対する遮光ユニットの作用を示す模式図。
【図１１】第１の実施形態の遮光ユニットを構成する各遮光部材がＹ軸方向に相対移動した状態を示す概略平面図。
【図１２】図１１に示す状態の遮光ユニットのＹ軸方向に沿った照明光学系の光軸方向での厚みの分布を示すグラフ。
【図１３】（ａ）は照明光学系の光軸方向における寸法が相対的に大きい状態の遮光ユニットの露光光に対する作用を示す模式図、（ｂ）は照明光学系の光軸方向における寸法が相対的に小さい状態の遮光ユニットの露光光に対する作用を示す模式図。
【図１４】第２の実施形態の露光装置を示す概略構成図。
【図１５】第２の実施形態の遮光ユニットを示す概略側面図。
【図１６】第２の実施形態の遮光ユニットを示す概略平面図。
【図１７】（ａ）はレチクルブラインドの開口部の中心点に向けて射出される露光光に対する遮光ユニットの作用を示す模式図、（ｂ）はレチクルブラインドの開口部の周辺点に向けて射出される露光光に対する遮光ユニットの作用を示す模式図。
【図１８】第２の実施形態の遮光ユニットを構成する各遮光部材がＸ軸方向に相対移動した状態を示す概略平面図。
【図１９】（ａ）はレチクルブラインドの開口部の中心点に向けて射出される露光光に対する遮光ユニットの作用を示す模式図、（ｂ）はレチクルブラインドの開口部の周辺点に向けて射出される露光光に対する遮光ユニットの作用を示す模式図。
【図２０】デバイスの製造例のフローチャート。
【図２１】半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図１３に基づき説明する。なお、本実施形態では、後述する投影光学系１５の光軸と平行な方向（図１における上下方向）にＺ軸方向を、図１における左右方向にＹ軸方向を、さらに、図１において紙面と直交する方向にＸ軸方向を、それぞれ設定しているものとする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、所定の回路パターンが形成された透過型のレチクルＲに露光光ＥＬを照明することにより、表面（＋Ｚ方向側の面であって、図１では上面）にレジストなどの感光材料が塗布された感光性基板としてのウエハＷに回路パターンの像を投影するための装置である。こうした露光装置１１は、光源としての光源装置１２から射出された露光光ＥＬをレチクルＲの被照射面Ｒａ（＋Ｚ方向側の面）に導く照明光学系１３と、レチクルＲを保持するレチクルステージ１４と、レチクルＲを透過した露光光ＥＬをウエハＷの被照射面Ｗａに導く投影光学系１５と、ウエハＷを保持するウエハステージ１６とを備えている。なお、本実施形態の光源装置１２は、１９３ｎｍの波長の光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源を有し、該ＡｒＦエキシマレーザ光源から出力される光が露光光ＥＬとして露光装置１１内に導かれる。
【００１５】
照明光学系１３は、光源装置１２から射出される露光光ＥＬを所定の断面形状（例えば、断面略矩形状）をなす平行な光束に変換するための整形光学系１７と、該整形光学系１７から射出された露光光ＥＬをレチクルＲ側（ここでは、＋Ｙ方向側であって図１における右側）に反射する第１反射ミラー１８とを備えている。この第１反射ミラー１８の射出側（レチクルＲ側）には、レチクルＲの被照射面Ｒａに対する露光光ＥＬの照射態様を調整するための光学素子としての回折光学素子１９が設けられている。この回折光学素子１９は、ガラス基板に露光光ＥＬの波長と同程度のピッチを有する複数の段差を形成することにより構成されており、入射側（光源装置１２側）から入射した露光光ＥＬを所定の角度に回折する作用を有している。例えば、輪帯照明用の回折光学素子１９を用いる場合、回折光学素子１９に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ＥＬが入射すると、回折光学素子１９からは、断面形状が輪帯状（略円環状）をなす光束がレチクルＲ側に射出される。また、複数極（２極、４極、８極など）照明用の回折光学素子１９を用いる場合、回折光学素子１９に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ＥＬが入射すると、回折光学素子１９からは、分極数に応じた複数（例えば４つ）の光束がレチクルＲ側に射出される。
【００１６】
また、照明光学系１３には、回折光学素子１９から射出される露光光ＥＬが入射するアフォーカル光学系２０（「無焦点光学系」ともいう。）が設けられている。このアフォーカル光学系２０は、第１レンズ群２１（図１では一枚のレンズのみを図示）と、該第１レンズ群２１よりも射出側に配置される第２レンズ群２２（図１では一枚のレンズのみを図示）とを有している。そして、アフォーカル光学系２０は、その入射側の焦点位置と回折光学素子１９の設置位置とがほぼ一致するように露光光ＥＬの光路上に配置されている。
【００１７】
また、第１レンズ群２１と第２レンズ群２２との間の光路内において、後述するオプティカルインテグレータ２８の入射面と光学的に共役な位置には、露光光ＥＬの入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する補正フィルタ２４が設けられている。この補正フィルタ２４は、平板状をなすガラス基板の入射面上に、クロム（Ｃｒ）や酸化クロム（ＣｒＯ）などから構成される遮光性ドットが形成されたフィルタである。
【００１８】
また、アフォーカル光学系２０のレチクルＲ側には、σ値（σ値＝照明光学系１３のレチクルＲ側の開口数／投影光学系１５のレチクルＲ側の開口数）を可変させるためのズーム光学系２７が設けられており、該ズーム光学系２７は、アフォーカル光学系２０の射出側の焦点位置に位置する所定面２３（図１において破線で示す）よりも射出側に配置されている。そして、ズーム光学系２７から射出される露光光ＥＬは、ズーム光学系２７によって平行な光束に変換された後、該ズーム光学系２７の射出側に配置されるオプティカルインテグレータ２８に入射するようになっている。そして、オプティカルインテグレータ２８は、入射した露光光ＥＬを複数の光束に波面分割し、その射出側（＋Ｙ方向側）に位置する照明瞳面２９に所定の光強度分布（「瞳強度分布」ともいう。）を形成するようになっている。なお、瞳強度分布が形成される照明瞳面２９のことを、多数の面光源からなる二次光源３０ともいう。
【００１９】
オプティカルインテグレータ２８は、その入射面（−Ｙ方向側の面であって、図１では左面）がズーム光学系２７の射出側の焦点位置（瞳面ともいう。）又は該焦点位置近傍に位置するように配置されている。すなわち、ズーム光学系２７は、所定面２３とオプティカルインテグレータ２８の入射面とが実質的にフーリエ変換の関係であると共に、アフォーカル光学系２０の射出側の焦点位置とオプティカルインテグレータ２８の入射面とが光学的にほぼ共役となる位置に配置されている。
【００２０】
オプティカルインテグレータ２８の射出側には、投影光学系１５の入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、且つ二次光源３０の照明に寄与する範囲を規定するための図示しない照明開口絞りが設けられている。この照明開口絞りは、大きさ及び形状の異なる複数の開口部を有している。そして、照明開口絞りでは、二次光源３０から射出される露光光ＥＬの断面形状に対応した開口部が露光光ＥＬの光路内に配置される。すなわち、二次光源３０から射出される露光光ＥＬの断面形状が輪帯状である場合、照明開口絞りは、輪帯状に対応した形状の開口部が露光光ＥＬの光路内に位置するように駆動される。また、二次光源３０から射出される露光光ＥＬの断面形状が４極状である場合、照明開口絞りは、４極状に対応した形状の開口部が露光光ＥＬの光路内に位置するように駆動される。
【００２１】
オプティカルインテグレータ２８及び上記照明開口絞りの射出側には、パワー（焦点距離の逆数）を有する少なくとも一枚の光学素子（図１では一枚のみ図示）から構成される第１コンデンサ光学系３１が設けられている。なお、パワーを有する光学素子とは、露光光ＥＬが光学素子に入射することにより、該露光光ＥＬの特性が変化するような光学素子のことである。
【００２２】
また、第１コンデンサ光学系３１の射出側であって且つレチクルＲの被照射面Ｒａ及びウエハＷの被照射面Ｗａと光学的に共役な位置には、レチクルブラインド３３（「マスクブラインド」ともいう。）が設けられている。レチクルブラインド３３には、長手方向がＺ軸方向であって且つ短手方向がＸ軸方向となる矩形状の開口部３４が形成されている。そして、第１コンデンサ光学系３１から射出された露光光ＥＬは、レチクルブラインド３３を重畳的に照明するようになっている。
【００２３】
また、レチクルブラインド３３の射出側には、パワーを有するレンズから構成される第２コンデンサ光学系３５が設けられており、該第２コンデンサ光学系３５は、レチクルブラインド３３側から入射した露光光ＥＬを略平行な光束に変換するようになっている。また、第２コンデンサ光学系３５の射出側には、第２反射ミラー３７が設けられている。そして、第２コンデンサ光学系３５から射出される露光光ＥＬは、第２反射ミラー３７により−Ｚ方向側（図１では下側）に反射された後、該第２反射ミラー３７の射出側に配置された、少なくとも一枚（図１では一枚のみ図示）のパワーを有する光学素子（レンズ）から構成されるレンズ群３８に入射する。そして、レンズ群３８から射出される露光光ＥＬは、レチクルＲの被照射面Ｒａを重畳的に照明するようになっている。
【００２４】
なお、レンズ群３８の入射面近傍に位置する所定面３９（図１では破線で示す）は、照明瞳面２９と光学的に共役な関係にあり、該所定面３９には、照明瞳面２９上に形成される瞳強度分布と同一形状をなす瞳強度分布が形成される。また、本実施形態では、レチクルブラインド３３の開口部３４の形状は、上述したように、矩形状をなしている。そのため、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１及びウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、長手方向がＹ軸方向となり、且つ短手方向がＸ軸方向となる矩形状にそれぞれ形成される。
【００２５】
レチクルステージ１４は、投影光学系１５の物体面側において、レチクルＲの載置面が投影光学系の光軸方向（Ｚ軸方向）とほぼ直交するように配置されている。また、レチクルステージ１４には、保持するレチクルＲをＸ軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部が設けられている。
【００２６】
また、レンズ群３８とレチクルステージ１４との間であって、且つレチクルＲの被照射面Ｒａの近傍には、レンズ群３８から射出された露光光ＥＬに対する遮光量を調整可能な遮光ユニット４７が設けられている。そして、遮光ユニット４７は、レチクルＲ上に形成される照明領域ＥＲ１（図３（ａ）参照）や該照明領域ＥＲ１と光学的に共役な関係にあるウエハＷ上に形成される静止露光領域ＥＲ２（図３（ｂ）参照）内の各点における光強度を調整可能となっている。
【００２７】
また、レチクルステージ１４の近傍には、瞳強度分布計測装置４０が設けられている。この瞳強度分布計測装置４０は、二次光源３０においてレチクルＲ上の照明領域ＥＲ１内の一点に入射する入射光によって形成される瞳強度分布を点毎（位置毎）に計測する装置である。こうした瞳強度分布計測装置４０は、レンズ群３８からレチクルＲに向けて射出される露光光ＥＬの一部を反射させるビームスプリッタ４１と、該ビームスプリッタ４１により反射された反射光が入射する計測用レンズ４２と、該計測用レンズ４２から射出された反射光が入射する、ＣＣＤ撮像素子やフォトダイオード等からなる検出部４３とを備えている。なお、瞳強度分布計測装置４０については、例えば、特開２００６−５４３２８号公報や特開２００３−２２９６７号公報及びこれに対応する米国特許公開２００３／００３８２２５号公報に開示されている。なお、瞳強度分布計測装置４０をウエハステージ１６又はウエハステージ１６とは独立した計測ステージに設けても良い。
【００２８】
投影光学系１５は、内部が窒素などの不活性ガスで充填された鏡筒４４を備え、該鏡筒４４内には、図示しない複数のレンズが露光光ＥＬの光路に沿って設けられている。また、鏡筒４４内において、ウエハＷの被照射面Ｗａの設置位置及びレチクルＲの被照射面Ｒａの設置位置と光学的にフーリエ変換の関係となる位置には、開口絞り４５が配置されている。そして、露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲの回路パターンの像は、投影光学系１５を介して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ１６上のウエハＷに投影転写される。ここで、光路とは、投影光学系１５の使用状態において、露光光ＥＬが通ることが意図されている経路のことを示している。
【００２９】
ウエハステージ１６は、投影光学系１５の光軸とほぼ直交する平面状の載置面４６を備え、該載置面４６上には、ウエハＷが載置される。また、ウエハステージ１６には、保持するウエハＷをＸ軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部が設けられている。さらに、ウエハステージ１６には、ウエハＷの被照射面Ｗａが投影光学系１５の光軸と直交するように、ウエハＷの位置を微調整させる機能が設けられている。
【００３０】
そして、本実施形態の露光装置１１を用いてウエハＷにパターンの像を投影する場合、レチクルＲは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側（図１では紙面手前側から紙面奥手側）に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルＲにおける照明領域ＥＲ１は、該レチクルＲの被照射面Ｒａの−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側（図１では紙面奥手側から紙面手前側）に沿って移動する。すなわち、レチクルＲのパターンが−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に順にスキャンされる。また、ウエハＷは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルＲのＸ軸方向に沿った移動に対して投影光学系１５の縮小倍率に応じた速度比で−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に同期して移動する。その結果、ウエハＷの一つのショット領域には、レチクルＲ及びウエハＷの同期移動に伴って、レチクルＲ上の回路パターンを所定の縮小倍率に縮小した形状のパターンが形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
【００３１】
ここで、回折光学素子１９として輪帯照明用の回折光学素子が用いられる場合、オプティカルインテグレータ２８の入射側には、照明光学系１３の光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ２８の射出側に位置する照明瞳面２９には、入射側に形成される輪帯状の照野と同じ、輪帯状の二次光源３０が形成される。また、回折光学素子１９として複数極照明用の回折光学素子１９が用いられる場合、オプティカルインテグレータ２８の入射側には、照明光学系１３の光軸ＡＸを中心とした複数の所定形状（円弧状、円形状など）の照野からなる複数極状の照野が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ２８の射出側に位置する照明瞳面２９には、入射側に形成される複数極状の照野と同じ、複数極状の二次光源３０が形成される。なお、本実施形態では、４極照明用の回折光学素子１９が用いられるものとする。
【００３２】
すなわち、オプティカルインテグレータ２８の射出側に位置する照明瞳面２９には、図２に示すように、４つの円弧状の実質的な面光源（以下、単に「面光源」という。）５０ａ〜５０ｄからなる４極状の二次光源３０（瞳強度分布）が形成される。具体的には、二次光源３０は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｘ方向側に位置する円弧状の第１面光源５０ａと、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｘ方向側に位置する円弧状の第２面光源５０ｂとを有しており、第１面光源５０ａと光軸ＡＸとの間隔は、第２面光源５０ｂと光軸ＡＸとの間隔とほぼ等間隔となっている。また、二次光源３０は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｚ方向側に位置する円弧状の第３面光源５０ｃと、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｚ方向側に位置する円弧状の第４面光源５０ｄとを有しており、第３面光源５０ｃと光軸ＡＸとの間隔は、第４面光源５０ｄと光軸ＡＸとの間隔とほぼ等間隔となっている。
【００３３】
こうした各面光源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄから射出される各露光光ＥＬがレチクルＲ上に導かれると、レチクルＲの被照射面Ｒａ上には、図３（ａ）に示すように、長手方向がＹ軸方向であり且つ短手方向がＸ軸方向となる矩形状の照明領域ＥＲ１が形成される。また、ウエハＷの被照射面Ｗａ上には、図３（ｂ）に示すように、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１と対応した矩形状の静止露光領域ＥＲ２が形成される。この際、静止露光領域ＥＲ２（及び照明領域ＥＲ１）内の各点に入射する入射光が形成する４極状の瞳強度分布の各々は、露光光ＥＬが入射する位置に依存することなく、互いにほぼ同一形状をなしている。ところが、静止露光領域ＥＲ２（及び照明領域ＥＲ１）内の各点に入射する入射する４極状の瞳強度分布の各々は、露光光ＥＬが入射する位置に依存して、角度方向の光強度分布が互いに異なってしまう傾向がある。
【００３４】
具体的には、図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向における中心点Ｐ１ａ、Ｐ１ｂに入射する露光光ＥＬによって形成される第１瞳強度分布５１では、Ｚ軸方向に沿って配置される第３面光源５１ｃ及び第４面光源５１ｄの光強度の方が、Ｘ軸方向に沿って配置される第１面光源５１ａ及び第２面光源５１ｂの光強度よりも強くなる傾向がある。一方、図３（ａ）（ｂ）及び図５に示すように、照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内において中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに対してＹ軸方向に沿って離間した各周辺点Ｐ２ａ，Ｐ２ｂに入射する露光光ＥＬによって形成される第２瞳強度分布５２では、Ｚ軸方向に沿って配置される第３面光源５２ｃ及び第４面光源５２ｄの光強度の方が、Ｘ軸方向に沿って配置される第１面光源５２ａ及び第２面光源５２ｂの光強度よりも弱くなる傾向がある。なお、ここでいう各瞳強度分布５１，５２は、照明光学系１３内における露光光ＥＬの光路内に補正フィルタ２４及び遮光ユニット４７が配置されていない場合に、照明瞳面２９及び該照明瞳面２９と光学的に共役な瞳共役面（例えば、所定面３９）に形成される、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂに対応する光強度分布のことを示している。
【００３５】
次に、本実施形態の遮光ユニット４７について図６及び図７に基づき説明する。
図６及び図７に示すように、遮光ユニット４７は、所定面３９に形成される瞳強度分布５１，５２のうち、第３面光源５１ｃ，５２ｃ及び第４面光源５１ｄ，５２ｄに対して照明光学系１３の光軸方向で対向するように、Ｚ軸方向に沿って並列して配置された複数（本実施形態では２つ）の遮光部材５５，５６をＹ軸方向への変位自在に備えている。そして、これらの遮光部材５５，５６のうち、＋Ｚ方向側に配置された第１遮光部材５５は、＋Ｚ方向側（レンズ群３８側）の面５５ａが、光軸ＡＸをＺ座標軸とするＹＺ平面内にて、Ｙ軸に対して３次のベキ級数で規定される湾曲面状をなすように構成されており、走査方向（Ｘ軸方向）と直交するＹ軸に延びた形状を有している。一方、−Ｚ方向側に配置された第２遮光部材５６は、−Ｚ方向側（レチクルステージ１４側）の面５６ａが、光軸ＡＸをＺ座標軸とするＹＺ平面内にて、Ｙ軸に対して３次のベキ級数で規定される湾曲面状をなすように構成されており、走査方向（Ｘ軸方向）と直交するＹ軸に延びた形状を有している。なお、各遮光部材５５，５６は、Ｚ軸方向で互いに近接する面５５ｂ，５６ｂが、Ｙ軸方向に沿った矩形の平面状をなし、且つ、互いに僅かなクリアランスを介して対面するようにそれぞれ構成されている。
【００３６】
具体的には、第１遮光部材５５は、Ｚ軸方向での面５５ａと面５５ｂとの間の距離である厚みＺ１が、光軸ＡＸをＺ座標軸とするＹ軸方向での座標Ｙに対して式１にて表される。
【００３７】
［式１］
Ｚ１＝ａＹ３＋ｂＹ＋ｃ
また同様に、第２遮光部材５６は、Ｚ軸方向での面５６ａと面５６ｂとの間の距離である厚みＺ２が、光軸ＡＸをＺ座標軸とするＹ軸方向での座標Ｙに対して式２にて表される。
【００３８】
［式２］
Ｚ２＝−ａＹ３−ｂＹ＋ｃ
したがって、図７に示すように、第１遮光部材５５と第２遮光部材５６とがＹ軸方向において互いに位置合わせされた対面状態（変位前の状態）における遮光ユニット４７のＺ軸方向の厚みＺａは、式３にて表される。
【００３９】
［式３］
Ｚａ＝Ｚ１＋Ｚ２＝２ｃ
すなわち、遮光ユニット４７は、第１遮光部材５５と第２遮光部材５６が図７に示す対向位置状態にある場合、Ｙ軸方向での各位置において第１遮光部材５５の厚みＺ１と第２遮光部材５６の厚みＺ２との和が一定の厚み（Ｚａ＝Ｚ１＋Ｚ２＝２ｃ）となるように構成されている。
【００４０】
ここで、図８（ａ）に示すように、所定面３９上に形成される第１瞳強度分布５１の各面光源５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから射出される露光光ＥＬ（即ち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに向けて射出される露光光ＥＬ）が遮光ユニット４７の略中央を通過するＸＹ平面（以下、仮想面５７と言う。）と交差する各点を点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１とする。この場合、図８（ｃ）に示すように、点Ａ１は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｘ方向側に位置すると共に、点Ｂ１は、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｘ方向側に位置する。そして、点Ａ１と光軸ＡＸとの間隔は、点Ｂ１と光軸ＡＸとの間隔とほぼ等間隔になっている。また、点Ｃ１は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｙ方向側に位置すると共に、点Ｄ１は、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｙ方向側に位置する。そして、点Ｃ１と光軸ＡＸとの間隔は、点Ｄ１と光軸ＡＸとの間隔とほぼ等間隔になっている。
【００４１】
また、図８（ｂ）に示すように、所定面３９上に形成される第２瞳強度分布５２の各面光源５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄから射出される露光光ＥＬ（即ち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ２ａ，Ｐ２ｂに向けて射出される露光光ＥＬ）が仮想面５７と交差する各点を点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２とする。この場合、図８（ｃ）に示すように、各点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２は、各々が対応する点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に対して、＋Ｙ方向側にずれた位置に配置されている。すなわち、遮光ユニット４７は、所定面３９上の第１瞳強度分布５１の各面光源５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから射出される露光光ＥＬに対して交差する位置と、所定面３９上の第２瞳強度分布５２の各面光源５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄから射出される露光光ＥＬに対して交差する位置とが、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交するＹ軸方向で互いに異なる位置関係となっている。そして、本実施形態の遮光ユニット４７では、式３にて表されるように、Ｙ軸方向での位置が相違する各点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２において、Ｚ軸方向の厚みが互いに同一となる。
【００４２】
また、遮光ユニット４７には、各遮光部材５５，５６を個別に変位させるための変位機構５８（図９参照）が設けられている。この変位機構５８は、図９に示すように、各遮光部材５５，５６に個別に対応する複数（本実施形態では２つ）の駆動源５９から構成されている。そして、これらの各駆動源５９は、制御装置６０からの制御指令に応じて、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬの光路内で、各々が対応する遮光部材５５，５６をＹ軸方向に沿って変位させるようになっている。
【００４３】
次に、本実施形態の露光装置１１の制御構成について説明する。
図９に示すように、露光装置１１における装置全体の駆動状態を制御するための制御装置６０は、ＣＰＵなどを備えたコントローラ（図示略）と、各装置を駆動させるための駆動回路（図示略）とを主体として構成されている。制御装置６０の入力側インターフェース（図示略）には、瞳強度分布計測装置４０の検出部４３が接続されており、該検出部４３からの検出信号を受信するようになっている。また、制御装置６０の入力側インターフェースには、入力装置６１が接続されており、入力装置６１からの入力信号を受信するようになっている。
【００４４】
一方、制御装置６０の出力側インターフェース（図示略）には、モニタ等からなる表示装置６２が接続されている。そして、表示装置６２は、瞳強度分布計測装置４０の検出部４３から受信した検出信号に基づいて導出された照明領域ＥＲ１の点毎の瞳強度分布を表示するようになっている。また、制御装置６０の出力側インターフェース（図示略）には、遮光ユニット４７の各遮光部材５５，５６を個別に変位させるための変位機構５８が接続されている。そして、制御装置６０は、入力装置６１からの入力信号に基づき、各遮光部材５５，５６の光路内での位置を各々が対応する駆動源５９によって個別に制御するようになっている。
【００４５】
次に、上記のように構成された露光装置１１の作用について、特に、静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向に沿った各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂに入射する露光光ＥＬの角度方向の光強度分布を調整する際の作用について以下説明する。
【００４６】
さて，本実施形態の遮光ユニット４７では、図１０に示すように、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬのうち、第１面光源５１ａ，５２ａ及び第２面光源５１ｂ，５２ｂから射出される露光光ＥＬは、遮光ユニット４７を構成する各遮光部材５５，５６によってはほとんど遮光されない。一方、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２のうち、第３面光源５１ｃ，５２ｃ及び第４面光源５１ｄ，５２ｄから射出される露光光ＥＬは、遮光ユニット４７を構成する各遮光部材５５，５６によって部分的に遮光される。
【００４７】
ここで、本実施形態の遮光ユニット４７において、変位機構５８が、図７に示す状態から、第１遮光部材５５を−Ｙ方向に距離ｄだけ平行移動すると共に、第２遮光部材５６を＋Ｙ方向に距離ｄだけ平行移動したとする（図１１参照）。すなわち、第１遮光部材５５と第２遮光部材５６とが、図７に示す対面状態から、Ｙ軸方向において互いにすれ違うように相対移動して変位したとする。この場合、両遮光部材５５，５６が対面状態から変位した状態にある遮光ユニット４７のＺ軸方向での厚みＺｂは、光軸ＡＸをＺ座標軸とするＹ軸方向での座標Ｙに対して式４にて表される。
【００４８】
［式４］
Ｚｂ＝｛ａ（Ｙ＋ｄ）３＋ｂ（Ｙ＋ｄ）＋ｃ｝＋｛−ａ（Ｙ−ｄ）３−ｂ（Ｙ−ｄ）＋ｃ｝
＝６ａｄＹ２＋２ａｄ３＋２ｂｄ＋２ｃ
そのため、変位状態における遮光ユニット４７のＺ軸方向の厚みＺｂは、Ｙ軸方向での位置、及び各遮光部材５５，５６のＹ軸方向への変位量に依存して変化することになる。具体的には、図１２に示すように、その厚みＺｂは、Ｙ軸方向における光軸ＡＸの近傍が最も大きくなると共に、光軸ＡＸからＹ軸方向に沿って離間するに連れて次第に小さくなる凸曲面状の相関関係を有している。そのため、所定面３９に形成される瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬと遮光ユニット４７とが交差する点のＹ軸方向での位置によって、遮光ユニット４７のＺ軸方向の厚みＺｂは変化する。すなわち、遮光ユニット４７は、所定面３９に形成される瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬを遮るようにＺ軸方向に張り出す寸法が、該露光光ＥＬが遮光ユニット４７に対して入射する際の入射位置によって相違する。なお、遮光ユニット４７のＺ軸方向の厚みＺｂは、各遮光部材５５，５６のＹ軸方向への変位量が大きくなるに連れて、Ｙ軸方向における光軸ＡＸからの距離に依存した変化量が次第に大きくなる相関関係を有している。
【００４９】
したがって、図１１及び図１２に示すように、遮光ユニット４７は、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の第３面光源５１ｃ，５２ｃから射出される露光光ＥＬのうち、第１瞳強度分布５１の第３面光源５１ｃから射出される露光光ＥＬ（即ち、照明領域ＥＲ１の中心点Ｐ１ａに向けて射出される露光光ＥＬ）に対してＺ軸方向に張り出す寸法よりも、第２瞳強度分布５２の第３面光源５２ｃから射出される露光光ＥＬ（即ち、照明領域ＥＲ１の周辺点Ｐ２ａに向けて射出される露光光ＥＬ）に対してＺ軸方向に張り出す寸法の方が小さくなる。
【００５０】
また、遮光ユニット４７は、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の第４面光源５１ｄ，５２ｄから射出される露光光ＥＬのうち、第１瞳強度分布５１の第４面光源５１ｄから射出される露光光ＥＬに対してＺ軸方向に張り出す寸法よりも、第２瞳強度分布５２の第４面光源５２ｄから射出される露光光ＥＬに対してＺ軸方向に張り出す寸法の方が大きくなる。
【００５１】
なお、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、遮光ユニット４７は、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の第３面光源５１ｃ、５２ｃ及び第４面光源５１ｄ，５２ｄから射出される露光光ＥＬに対してＺ軸方向に張り出す寸法が大きくなるに従って、該露光光ＥＬに対する遮光量が増大する傾向にある。そのため、本実施形態の遮光ユニット４７によれば、所定面３９上から照明領域ＥＲ１内の中心点Ｐ１ａ及び周辺点Ｐ２ａに向けて射出される露光光ＥＬが、各遮光部材５５，５６に対して入射する入射位置がＹ軸方向で相違することによって、該露光光ＥＬに対する遮光量を変化させることができ、結果として、照明領域ＥＲ１内の各点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂにおける角度方向の光強度分布を独立的に調整することが可能となる。
【００５２】
ところで、本実施形態の露光装置１１では、瞳強度分布計測装置４０によって、静止露光領域ＥＲ２内の点毎の角度方向の光強度分布がそれぞれ計測される。ここでは、静止露光領域ＥＲ２の中心点Ｐ１ｂ及び周辺点Ｐ２ｂに入射する露光光ＥＬによって所定面３９上に形成される第１瞳強度分布５１及び第２瞳強度分布５２がそれぞれ計測される。そして、制御装置６０は、瞳強度分布計測装置４０によって、両瞳強度分布５１，５２の角度方向の光強度分布が互いに相違することが検出された場合には、その旨を表示装置６２に出力して表示させる。そして、操作者は、表示装置６２の表示結果に基づき、入力装置６１を介して遮光ユニット４７に関する各種条件を設定する。
【００５３】
具体的には、操作者は、各瞳強度分布５１，５２の第３面光源５１ｃ，５２ｃ及び第４面光源５１ｄ，５２ｄから射出される露光光ＥＬに対する遮光ユニット４７の遮光量をそれぞれ設定する。そして、遮光ユニット４７が、設定した遮光量を満たすように、各露光光ＥＬに対してＺ軸方向に張り出す寸法の適正値をそれぞれ決定する。続いて、操作者は、決定した適性値を満たすべく、該露光光ＥＬと仮想面５７とが交差する各点Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２のＹ軸方向での座標Ｙに基づいて、各遮光部材５５，５６をＹ軸方向にそれぞれ平行移動させる距離ｄを上記の式４を用いて算出する。
【００５４】
すると、制御装置６０は、設定された各種条件に基づいて各駆動源５９を駆動することにより、所定面３９上の第１面光源５１ａ，５２ａから射出される露光光ＥＬの光路内にて、Ｙ軸方向に各遮光部材５５，５６をそれぞれ変位させる。そして、各遮光部材５５，５６がそれぞれ変位すると、瞳強度分布計測装置４０によって計測される各瞳強度分布５１，５２の性状の各々は、各遮光部材５５，５６の変位態様に応じてそれぞれ変化する。
【００５５】
すなわち、操作者は、各遮光部材５５，５６をそれぞれ変位させ、静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ｂに入射する露光光ＥＬの角度方向の光強度分布と、静止露光領域ＥＲ２内の周辺点Ｐ２ｂに入射する露光光ＥＬの角度方向の光強度分布とを一致させるように、各瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬに対する遮光量を独立的に調整することにより、ウエハＷの被照射面Ｗａに形成されるパターンにばらつき、特に露光領域内の位置に依存してテレセントリック性が変化することに起因するパターンの転写位置ずれが生じることを抑制することができる。
【００５６】
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、変位機構５８は、光源装置１２から射出される露光光ＥＬが遮光ユニット４７に対して入射する際の入射位置に応じて、照明光学系１３の光軸方向での寸法が相違するように、各遮光部材５５，５６を変位させる。そのため、遮光部材５５，５６の変位によって、光源装置１２から射出される露光光ＥＬが遮光部材５５，５６によって遮光される遮光量の変化量は、その露光光ＥＬが入射する静止露光領域ＥＲ２の位置毎に相違する。したがって、変位機構５８は、遮光部材５５，５６を光路内で変位させることによって、静止露光領域ＥＲ２の位置毎における瞳強度分布を独立的に調整することができる。
【００５７】
（２）本実施形態では、遮光ユニット４７を構成する各遮光部材５５，５６は、照明光学系１３の光軸方向での厚みＺ１，Ｚ２が、該光軸方向と直交するＹ軸に対して予め設定された３次のベキ級数で規定されている。そのため、操作者は、各瞳強度分布５１，５２の第３面光源５１ｃ，５２ｃ及び第４面光源５１ｄ，５２ｄから射出される露光光ＥＬに対して照明光学系１３の光軸方向に張り出す寸法の適正値を設定した場合に、その設定した適性値を満たすように、該露光光ＥＬと仮想面５７とが交差する点Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２のＹ軸方向での座標Ｙに基づいて、各遮光部材５５，５６をＹ軸方向にそれぞれ平行移動させる距離ｄを算出することができる。したがって、両瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから射出される露光光ＥＬに対する遮光ユニット４７の各種条件を迅速且つ的確に決定することができる。
【００５８】
（３）本実施形態では、各遮光部材５５，５６は、所定面３９上に形成される各瞳強度分布５１，５２の各面光源５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄから各遮光部材５５，５６に対して入射する際の露光光ＥＬの入射位置に応じて、該露光光ＥＬに対する各遮光部材５５，５６の遮光量が異なるように、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１の近傍に配置されている。そのため、変位機構５８は、露光光ＥＬの光路内で各遮光部材５５，５６を変位させることによって、照明領域ＥＲ１の位置毎における瞳強度分布を独立的に調整することができ、結果として、静止露光領域ＥＲ２の位置毎における瞳強度分布を独立的に調整することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１４〜図１９に基づき説明する。なお、第２の実施形態は、遮光ユニットが、照明瞳面と光学的に共役な位置の近傍に配置される点が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
【００６０】
図１４〜図１６に示すように、本実施形態の遮光ユニット４７は、オプティカルインテグレータ２８と第１コンデンサ光学系３１との間にて、二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬの光路内に位置するように、照明光学系１３の光軸方向となるＹ軸方向に沿って並列して配置されている。本実施形態の遮光ユニット４７の遮光部材５５，５６は、走査方向（Ｘ軸方向）と対応する方向に延びた形状を有している。ここで、走査方向と対応する方向とは、被照射面から遮光ユニット４７の遮光部材５５，５６へ向けて光線を追った場合に、遮光ユニット４７の遮光部材５５，５６と被照射面との間の光学系によって走査方向が回転・反転された後の方向である。なお、照明瞳面２９上での二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに向けて射出される露光光ＥＬが遮光ユニット４７の略中央を通過するＸＺ平面（以下、仮想面６３と言う。）と交差する各点をＥ１，Ｆ１とする。また、照明瞳面２９上での二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の周辺点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂに向けて射出される露光光ＥＬが仮想面６３と交差する各点をＥ２，Ｆ２とする。この場合、本実施形態では、遮光ユニット４７が照明瞳面２９の近傍に配置されているため、点Ｅ１，Ｅ２及び点Ｆ１，Ｆ２は、各々が対応する面光源５０ａ，５０ｂに対して、照明光学系１３の光軸方向となるＹ軸方向でほぼ対向するように位置する。
【００６１】
また、図１７（ａ）に示すように、二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに向けて射出される露光光ＥＬ、即ち、レチクルブラインド３３の開口部３４の中心点Ｐ１に達する露光光ＥＬは、遮光ユニット４７を構成する各遮光部材５５，５６によってはほとんど遮光されない。一方、図１７（ｂ）に示すように、二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の周辺点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂに向けて射出される露光光ＥＬは、遮光ユニット４７を構成する各遮光部材５５，５６によって高効率に遮光される。
【００６２】
ここで、本実施形態の遮光ユニット４７において、変位機構５８が、図１６に示す状態から、第１遮光部材５５を＋Ｘ方向に平行移動すると共に、第２遮光部材５６を−Ｘ方向に平行移動したとする（図１８参照）。この場合、図１８に示すように、遮光ユニット４７は、変位前の状態（即ち、図１６に示す状態）と比較して、二次光源３０の第１面光源５０ａから射出される露光光ＥＬに対して、第１遮光部材５５が−Ｙ方向に張り出す寸法がほぼ維持されつつ、第２遮光部材５６が＋Ｙ方向に張り出す寸法が小さくなる。その結果、遮光ユニット４７は、該露光光ＥＬに対してＹ軸方向に張り出す寸法が小さくなる。
【００６３】
この場合、図１９（ａ）に示すように、遮光ユニット４７は、二次光源３０の第１面光源５０ａから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルブラインド３３の開口部３４の中心点Ｐ１に向けて射出される露光光ＥＬに対する遮光量はほとんど変化しない。一方、図１９（ｂ）に示すように、遮光ユニット４７は、二次光源３０の第１面光源５０ａから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルブラインド３３の開口部３４の周辺点Ｐ２に向けて射出される露光光ＥＬに対する遮光量が大きく変化（減少）する。
【００６４】
なお、遮光ユニット４７は、変位前の状態と比較して、二次光源３０の第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬに対して、第１遮光部材５５が−Ｙ方向に張り出す寸法が小さくなると共に、第２遮光部材５６が＋Ｙ方向に張り出す寸法がほぼ維持される。その結果、遮光ユニット４７は、該露光光ＥＬに対してＹ軸方向に張り出す寸法が小さくなる。その結果、遮光ユニット４７は、二次光源３０の第２面光源５０ｂから射出される露光光ＥＬに対しても同様に、レチクルブラインド３３の開口部３４の中心点Ｐ１に向けて射出される露光光ＥＬに対する遮光量がほとんど変化しない一方、レチクルブラインド３３の開口部３４の周辺点Ｐ２に向けて射出される露光光ＥＬに対する遮光量が大きく変化（減少）する。
【００６５】
そのため、本実施形態の遮光ユニット４７によれば、二次光源３０の第１面光源５０ａ及び第２面光源５０ｂから照明領域ＥＲ１内の中心点Ｐ１ａ及び周辺点Ｐ２ａに向けて射出される露光光ＥＬに対して照明光学系１３の光軸方向となるＹ軸方向に張り出す寸法を変化させた場合に、該露光光ＥＬに対する遮光量の変化量を互いに異ならせることができ、結果として、照明領域ＥＲ１内の各点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂにおける角度方向の光強度分布を独立的に調整することができる。
【００６６】
したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（１）、（２）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（４）本実施形態では、変位機構５８は、照明光学系１３の光軸方向での厚みを変化させるように、照明瞳面２９上に形成される二次光源３０の各面光源５０ａ〜５０ｄから射出される露光光ＥＬの光路内で各遮光部材５５，５６を変位させる。この場合、各遮光部材５５，５６は、照明瞳面２９上に形成される二次光源３０の各面光源５０ａ〜５０ｄから射出される露光光ＥＬのうち、レチクルブラインド３３の開口部３４の中心点Ｐ１に向けて照明光学系１３の光軸ＡＸと略平行に射出される露光光ＥＬに対する遮光量の変化量と、レチクルブラインド３３の開口部３４の周辺点Ｐ２に向けて照明光学系１３の光軸ＡＸに対して傾斜するように射出される露光光ＥＬに対する遮光量の変化量とが互いに異なる。すなわち、変位機構５８は、照明瞳面２９上に形成される二次光源３０から射出される露光光ＥＬの光路内で各遮光部材５５，５６を変位させることにより、静止露光領域ＥＲ２の位置毎における角度方向の光強度分布を独立的に調整することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記第１の実施形態において、遮光ユニット４７は、所定面３９に形成される各瞳強度分布５１，５２の第１面光源５１ａ，５２ａ及び第２面光源５１ｂ，５２ｂに対して照明光学系１３の光軸方向で対向するように配置してもよい。
【００６８】
・上記第１の実施形態において、遮光ユニット４７をレチクルＲと光学的に共役な面の近傍に配置してもよい。たとえば遮光ユニット４７を、レチクルＲと光学的にほぼ共役なレチクルブラインド３３と第１コンデンサ光学系３１との間やレチクルブラインド３３と第２コンデンサ光学系３５との間に配置することもできる。このとき、レチクルブラインド３３の近傍の位置では、第２反射ミラー３７によって走査方向（Ｘ軸方向）と対応する方向がＺ軸方向となるので、遮光ユニット４７の遮光部材５５，５６の延びる方向はＺ軸方向となる。
【００６９】
・上記第２の実施形態において、遮光ユニット４７は、照明瞳面２９上に形成される二次光源３０の第３面光源５０ｃ及び第４面光源５０ｄに対して照明光学系１３の光軸方向で対向するように配置してもよい。
【００７０】
・上記各実施形態において、遮光ユニット４７は、各遮光部材５５，５６における照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する面５５ａ，５６ａが、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する軸線に対して、２次以上のベキ級数で表される湾曲面状をなす構成してもよい。なお、各遮光部材５５，５６の各面５５ａ，５６ａは、照明光学系１３の光軸方向の厚みが、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する軸線方向において光軸ＡＸを中心とした対称な分布となるように、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する軸線に対して、３次以上の奇数次のベキ級数で表される湾曲面状をなすように構成することが望ましい。
【００７１】
・上記各実施形態において、遮光ユニット４７は、各遮光部材５５，５６のうち、一方の遮光部材における照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する面が、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する軸線に対して、２次以上のベキ級数で表される湾曲面状をなすように構成してもよい。
【００７２】
・上記各実施形態において、遮光ユニット４７は、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する面が、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する軸線に対して、２次以上のベキ級数で表される湾曲面状をなす単一の遮光部材により構成してもよい。
【００７３】
・上記各実施形態において、遮光ユニット４７は、照明光学系１３の光軸方向の厚みが光軸と交差する軸線に沿って変化するように構成された遮光部材により構成としてもよい。この場合、遮光ユニット４７は、単一の遮光部材により構成してもよいし、照明光学系１３の光軸方向に沿って並列して配置された複数の遮光部材により構成してもよい。また、遮光ユニット４７は、照明光学系１３の光軸方向の厚みが、光軸と交差する軸線に沿って変化するように構成された遮光部材と、光軸と交差する軸線に沿って一定となるように構成された遮光部材とを組み合わせた構成としてもよい。また、複数の遮光部材のうち、全ての遮光部材を照明光学系１３の光軸方向と交差する方向に相対移動可能に構成してもよいし、一部の遮光部材のみを照明光学系１３の光軸方向と交差する方向に相対移動可能に構成してもよい。
【００７４】
・上記各実施形態において、遮光ユニット４７は、一対の遮光部材５５，５６を備えているが、複数対の遮光部材５５，５６を備えていても良い。このとき、遮光部材５５，５６の延びた方向と直交する方向に沿って複数の対の遮光部材５５，５６を設ければ良い。上記第１の実施形態では、複数組の、走査方向（Ｘ軸方向）と直交する方向に延びた遮光部材５５，５６を設けて、走査方向に間隔を有するように配置すればよい。また、上記第２の実施形態では、複数組の走査方向（Ｘ軸方向）に対応する方向に延びた遮光部材５５，５６を設けて、走査方向と直交する方向と対応する方向に間隔を有するように配置すればよい。
【００７５】
・上記各実施形態において、回折光学素子１９は、４極照明以外の他の分極照明用（例えば、２極照明用）の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよいし、円形状の回折光学素子であってもよい。また、露光光ＥＬの形状を変形させることが可能な光学素子であれば、回折光学素子の代わりにアキシコレンズ対などの他の任意の光学素子を配置してもよい。
【００７６】
・上記各実施形態において、補正フィルタ２４は、オプティカルインテグレータ２８の入射側にて、オプティカルインテグレータ２８の入射面と光学的に共役な位置であれば任意の位置に配置してもよい。また、補正フィルタ２４は、オプティカルインテグレータ２８の入射面近傍に配置してもよい。
【００７７】
・上記第１の実施形態において、遮光ユニット４７は、オプティカルインテグレータ２８の射出側にて、レチクルＲの被照射面Ｒａ（又は、ウエハＷの被照射面Ｗａ）と光学的に共役な位置の近傍であれば、任意の位置に配置してもよい。
【００７８】
・上記第２の実施形態において、遮光ユニット４７は、オプティカルインテグレータ２８の射出側にて、オプティカルインテグレータ２８の射出面と光学的に共役な位置の近傍であれば、任意の位置に配置してもよい。
【００７９】
・上記各実施形態において、瞳強度分布計測装置４０は、レチクルＲの被照射面Ｒａ（又は、ウエハＷの被照射面Ｗａ）と光学的に共役な位置の近傍であれば、任意の位置に配置してもよい。
【００８０】
・上記各実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
【００８１】
・上記各実施形態において、露光装置１１を、レチクルＲとウエハＷとが相対移動した状態でレチクルＲのパターンをウエハＷへ転写し、ウエハＷを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに具体化してもよい。
【００８２】
・上記各実施形態において、オプティカルインテグレータ２８は、屈折率を有する単位波面分割面がＺ方向及びＸ方向に沿って配列される１枚のマイクロフライアイレンズから構成されるものであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のレンズ要素が配列されてなるフライアイレンズを用いてもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のミラー面が配列されてなる一対のフライアイミラーであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、Ｙ軸方向に沿って延びるロッドレンズであってもよい。
【００８３】
・上記各実施形態において、露光装置１１を、可変パターン生成器（例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ又はＤｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ））を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。
【００８４】
・上記各実施形態において、光源装置１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
【００８５】
次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図２０は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００８６】
まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
【００８７】
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００８８】
図２１は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００８９】
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
【符号の説明】
【００９０】
１１…露光装置、１２…光源としての光源装置、１３…照明光学系、１５…投影光学系、１９…光学素子としての回折光学素子、２８…オプティカルインテグレータ、４７…遮光ユニット、５５，５６…遮光部材、５８…変位機構、ＡＸ…光軸、ＥＬ…光としての露光光、Ｒａ…被照射面、Ｗ…感光性基板としてのウエハ。
【図１】
2010177410.tif 000003
【図２】
2010177410.tif 000004
【図３】
2010177410.tif 000005
【図４】
2010177410.tif 000006
【図５】
2010177410.tif 000007
【図６】
2010177410.tif 000008
【図７】
2010177410.tif 000009
【図８】
2010177410.tif 000010
【図９】
2010177410.tif 000011
【図１０】
2010177410.tif 000012
【図１１】
2010177410.tif 000013
【図１２】
2010177410.tif 000014
【図１３】
2010177410.tif 000015
【図１４】
2010177410.tif 000016
【図１５】
2010177410.tif 000017
【図１６】
2010177410.tif 000018
【図１７】
2010177410.tif 000019
【図１８】
2010177410.tif 000020
【図１９】
2010177410.tif 000021
【図２０】
2010177410.tif 000022
【図２１】
2010177410.tif 000023