(57)【要約】 【課題】所期状態で物体を照明できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、光源が発した照射光に基づいて第１面を照明する光学系を有する。照明装置は、光学系の光軸上に配置され、光源からの照射光を反射する第１反射面と、光軸外、且つ、第１面と光学的に共役位置に配置され、第１反射面からの照射光を反射可能な第２反射面を有する空間光変調器と、光軸上に配置され、第２反射面からの照射光を反射して、第１面側に射出する第３反射面とを備える。第３反射面の垂線と光軸とがなす角度は、４５度より大きく、第１面と第２反射面の少なくとも一部とが鏡映対称となるように、第２反射面が光軸に対して傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が発した照射光に基づいて第１面を照明する光学系を有する照明装置であって、
前記光学系の光軸上に配置され、前記光源からの前記照射光を反射する第１反射面と、
前記光軸外、且つ、前記第１面と光学的に共役位置に配置され、前記第１反射面からの前記照射光を反射可能な第２反射面を有する空間光変調器と、
前記光軸上に配置され、前記第２反射面からの前記照射光を反射して、前記第１面側に射出する第３反射面と、を備え、
前記第３反射面の垂線と前記光軸とがなす角度は、４５度より大きく、
前記第１面と前記第２反射面の少なくとも一部とが鏡映対称となるように、前記第２反射面が前記光軸に対して傾斜している照明装置。
【請求項２】
前記第１反射面の垂線と前記光軸とがなす角度は、４５度より大きい請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第３反射面の垂線と前記光軸とがなす角度と、前記第１反射面の垂線と前記光軸とがなす角度とは、等しい請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記光軸上に配置されるプリズム部材を有し、
前記第１反射面及び前記第３反射面は、前記プリズム部材に配置される請求項１〜３のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１反射面及び前記第３反射面は、内面反射面である請求項１〜４のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１反射面及び前記第３反射面は、表面反射面である請求項１〜４のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項７】
前記空間光変調器は、前記第２反射面をそれぞれ有し、二次元的に配列された反射素子を複数有する請求項１〜６のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項８】
複数の前記反射素子の姿勢を独立して制御する制御装置を備える請求項７記載の照明装置。
【請求項９】
前記制御装置は、複数の前記反射素子の姿勢を制御して、前記第１面に照射される前記照射光の照度分布を調整する請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】
所定の照明領域を前記照射光で照明し、
前記制御装置は、前記照明領域の第１部分の照度分布と、前記第１部分と異なる前記照明領域の第２部分の照度分布とが異なるように、複数の前記反射素子を制御する請求項９記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第１部分は、前記照明領域の中央部分を含み、前記第２部分は、前記照明領域のエッジを含む周縁部分を含む請求項１０記載の照明装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記周縁部分の照度分布が、前記照射領域のエッジに向かって徐々に小さくなるように制御する請求項１１記載の照明装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記中央部分の照度分布がほぼ均一になるように制御する請求項１１又は１２記載の照明装置。
【請求項１４】
第１面の像を第２面に投影する露光装置であって、
前記第１面を照明する請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１５】
請求項１０記載の照明装置と、
前記照明領域に対してマスクを保持して所定の走査方向に移動するマスクステージと、
前記マスクステージの移動と同期して、基板を保持して移動する基板ステージと、
前記照明領域に配置された前記マスクの像を前記基板に投影する投影光学系と、を備え、
前記第１部分は、前記走査方向に関して前記照明領域の中央部分を含み、
前記第２部分は、前記走査方向に関する移動方向前方側の前記照明領域の第１エッジを含む第１周縁部分と、前記移動方向後方側の前記照明領域の第２エッジを含む第２周縁部分とを含む露光装置。
【請求項１６】
前記制御装置は、
前記中央部分の照度分布が、ほぼ均一になり、
前記第１周縁部分の照度分布が、前記第１エッジに向かって除々に小さくなり、
前記第２周縁部分の照度分布が、前記第２エッジに向かって除々に小さくなるように制御する請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記マスク及び前記基板を前記走査方向に移動しながら前記照射光で前記基板が露光され、
前記光源は、パルス状の前記照射光を発する請求項１５又は１６記載の露光装置。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロデバイス、電子デバイス等の製造工程で使用される露光装置は、マスクを露光光で照明する照明装置を有し、そのマスクを介した露光光で基板を露光する。下記特許文献には、空間光変調器を有する照明装置に関する技術の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０８５６２６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空間光変調器を有する照明装置において、例えば空間光変調器の位置及び姿勢等に応じて、マスクに対する露光光の照射状態が変化する可能性がある。例えば、照明装置が所期状態でマスクを照明できない場合、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、所期状態で物体を照明できる照明装置を提供することを目的とする。また本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、光源が発した照射光に基づいて第１面を照明する光学系を有する照明装置であって、光学系の光軸上に配置され、光源からの照射光を反射する第１反射面と、光軸外、且つ、第１面と光学的に共役位置に配置され、第１反射面からの照射光を反射可能な第２反射面を有する空間光変調器と、光軸上に配置され、第２反射面からの照射光を反射して、第１面側に射出する第３反射面と、を備え、第３反射面の垂線と光軸とがなす角度は、４５度より大きく、第１面と第２反射面の少なくとも一部とが鏡映対称となるように、第２反射面が光軸に対して傾斜している照明装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１面の像を第２面に投影する露光装置であって、第１面を照明する第１の態様の露光装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、第１の態様の照明装置と、照明領域に対してマスクを保持して所定の走査方向に移動するマスクステージと、マスクステージの移動と同期して、基板を保持して移動する基板ステージと、照明領域に配置されたマスクの像を基板に投影する投影光学系と、を備え、第１部分は、走査方向に関して照明領域の中央部分を含み、第２部分は、走査方向に関する移動方向前方側の照明領域の第１エッジを含む第１周縁部分と、移動方向後方側の照明領域の第２エッジを含む第２周縁部分とを含む露光装置が提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、第２，第３の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様によれば、所期状態で物体を照明できる照明装置が提供される。また本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる露光装置が提供される。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る照明装置を備える露光装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る照明装置の一部を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る空間光変調器の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【図５】第１実施形態に係る投影領域の照度分布の一例を説明するための模式図である。
【図６】第２実施形態に係る照明装置の一部を示す図である。
【図７】デバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。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。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る照明装置ＩＳを備えた露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。
【００１４】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳと、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳと、光源ＬＳが発した露光光ＥＬに基づいてマスクＭを照明する光学系ＩＬを有する照明装置ＩＳと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置ＣＮＴとを備えている。
【００１５】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する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できる。
【００１６】
基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された多層膜とを含む。多層膜は、少なくとも感光膜を含む複数の膜が積層された膜である。感光膜は、感光材で形成された膜である。また、多層膜が、例えば反射防止膜を含んでもよい。
【００１７】
照明装置ＩＳは、光源ＬＳが発した露光光ＥＬに基づいて所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する光学系ＩＬを有する。照明領域ＩＲは、照明装置ＩＳの光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬの照射領域である。照明装置ＩＳは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、所定の照度分布の露光光ＥＬで照明する。
【００１８】
本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いる。本実施形態において、光源ＬＳは、ＡｒＦエキシマレーザ光を射出可能なレーザ装置である。光源ＬＳは、パルス状の露光光（レーザ光）ＥＬを発する。
【００１９】
なお、照明装置ＩＳから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられてもよい。
【００２０】
光学系ＩＬは、光源ＬＳから射出された露光光ＥＬが供給されるビーム送光部１と、ビーム送光部１からの露光光ＥＬが供給される第１光学ユニットＳＵ１と、第１光学ユニットＳＵ１からの露光光ＥＬが供給されるリレー光学系４と、リレー光学系４からの露光光ＥＬが供給されるマイクロフライアイレンズ５と、マイクロフライアイレンズ５からの露光光ＥＬが供給されるコンデンサー光学系７と、コンデンサー光学系７からの露光光ＥＬが供給される第２光学ユニットＳＵ２と、第２光学ユニットＳＵ２からの露光光ＥＬが供給される結像光学系９とを備えている。
【００２１】
ビーム送光部１は、光源ＬＳからの露光光ＥＬを適切な大きさ及び形状の断面を有する露光光ＥＬに変換して、第１光学ユニットＳＵ１に供給する。ビーム送光部１は、第１光学ユニットＳＵ１に入射する露光光ＥＬの位置変動及び角度変動をアクティブに補正可能である。
【００２２】
第１光学ユニットＳＵ１は、二次元的に配列された複数の反射素子を有する空間光変調器３と、ビーム送光部１を経て第１光学ユニットＳＵ１に入射した露光光ＥＬを空間光変調器３へ導き、且つ、空間光変調器３を経た露光光ＥＬをリレー光学系４へ導く導光部材２とを備えている。空間光変調器３は、空間光変調器本体３ａと、空間光変調器本体３ａを駆動する駆動部３ｂとを含む。空間光変調器本体３ａは、複数の反射素子を含み、駆動部３ｂは、それら反射素子を駆動する。第１光学ユニットＳＵ１から射出された露光光ＥＬは、リレー光学系４を介して、マイクロフライアイレンズ５に入射する。
【００２３】
リレー光学系４は、その前側焦点位置と空間光変調器３の複数の反射素子の配列面の位置とがほぼ一致し、且つ、その後側焦点位置とマイクロフライアイレンズ５の入射面５ａの位置とがほぼ一致するように設定されている。空間光変調器３を経た露光光ＥＬは、マイクロフライアイレンズ５の入射面５ａに、複数の反射素子の姿勢に応じた所望の光強度分布を形成する。
【００２４】
マイクロフライアイレンズ５は、ＸＺ平面内において複数配列された微小レンズからなる光学素子である。複数の微小レンズのそれぞれは、正屈折力を有する。マイクロフライアイレンズ５の微小レンズは、平行平面板をエッチング処理することによって形成される。
【００２５】
マイクロフライアイレンズ５は、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズと異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が複数配列されている点において、マイクロフライアイレンズは、フライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。
【００２６】
マイクロフライアイレンズ５における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、マスクＭ上において形成すべき照明領域（照野）の形状、ひいては基板Ｐ上において形成すべき投影領域の形状と相似な矩形状である。
【００２７】
なお、マイクロフライアイレンズ５として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの一例は、例えば米国特許第６９１３３７３号明細書に開示されている。
【００２８】
マイクロフライアイレンズ５に入射した露光光ＥＬは、多数の微小レンズにより二次元的に分割される。マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面又はその近傍の照明瞳には、入射光束によって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源が形成される。マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面又はその近傍に形成された二次光源からの露光光ＥＬは、その近傍に配置された開口絞り６に入射する。
【００２９】
開口絞り６は、マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面又はその近傍に形成される二次光源に対応した形状の開口部（光透過部）を有する。開口絞り６により制限された二次光源からの露光光ＥＬは、コンデンサー光学系７を介して、第２光学ユニットＳＵ２に入射する。
【００３０】
第２光学ユニットＳＵ２は、光学系ＩＬの光軸ＡＸ１外に配置された空間光変調器１０と、光学系ＩＬの光軸ＡＸ１上に配置され、コンデンサー光学系７から第２光学ユニットＳＵ２に入射した露光光ＥＬを空間光変調器１０へ導き、且つ、空間光変調器１０からの露光光ＥＬを結像光学系９へ導く導光部材１３とを備えている。
【００３１】
コンデンサー光学系７は、マイクロフライアイレンズ５からの露光光ＥＬで、第２光学ユニットＳＵ２の導光部材１３を重畳的に照明する。導光部材１３は、光学系ＩＬの光軸ＡＸ１上に配置されており、コンデンサー光学系７からの露光光ＥＬを空間光変調器１０へ導く。空間光変調器１０を経た露光光ＥＬは、導光部材１３に供給される。導光部材１３は、空間光変調器１０からの露光光ＥＬを結像光学系９に供給する。
【００３２】
結像光学系９は、第２光学ユニットＳＵ２からの露光光ＥＬを集光して、照明領域ＩＲに照射する。
【００３３】
マスクステージＭＳは、照明領域ＩＲに対して、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳは、マスクＭのパターン形成面（下面）ＳＲとＸＹ平面とが平行となるように、マスクＭを保持する。本実施形態において、マスクステージＭＳは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００３４】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば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よい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ２はＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００３５】
基板ステージＰＳは、投影領域ＰＲに対して、基板Ｐを保持して移動可能である。基板ステージＰＳは、基板Ｐの露光面（表面）とＸＹ平面とが平行となるように、基板Ｐを保持する。本実施形態において、基板ステージＰＳは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００３６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐの露光時、制御装置ＣＮＴは、マスクステージＭＳ及び基板ステージＰＳを制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ２（露光光ＥＬの光路）と交差するＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置ＣＮＴは、照明領域ＩＲに対してマスクＭを保持したマスクステージＭＳをＹ軸方向に移動するとともに、そのマスクステージＭＳのＹ軸方向への移動と同期して、投影領域ＰＲに対して基板Ｐを保持した基板ステージＰＳをＹ軸方向に移動しつつ、照明装置ＩＳによってマスクＭを露光光ＥＬで照明して、マスクＭからの露光光ＥＬを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに照射する。これにより、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬにより基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。
【００３７】
次に、本実施形態に係る第２光学ユニットＳＵ２について説明する。図２は、第２光学ユニットＳＵ２の近傍を示す拡大図である。
【００３８】
図１及び図２において、第２光学ユニットＳＵ２は、光学系ＩＬの光軸ＡＸ１上に配置され、光源ＬＳ（コンデンサー光学系７）からの露光光ＥＬを反射する第１反射面Ｒ１と、光軸ＡＸ１外、且つ、マスクＭの下面ＳＲと光学的に共役位置に配置され、第１反射面Ｒ１からの露光光ＥＬを反射可能な第２反射面Ｒ２を有する空間光変調器１０と、光軸ＡＸ１上に配置され、第２反射面Ｒ２からの露光光ＥＬを反射して、マスクＭ（結像光学系９）側に射出する第３反射面Ｒ３とを備えている。
【００３９】
本実施形態において、第１反射面Ｒ１及び第３反射面Ｒ３は、導光部材１３に配置されている。本実施形態において、導光部材１３は、光軸ＡＸ１上に配置されるプリズム部材である。以下の説明において、導光部材１３を適宜、プリズム部材１３、と称する。
【００４０】
プリズム部材１３は、例えば蛍石をその硝材とする。なお、プリズム部材１３を形成する光学材料としては、蛍石に限定されず、石英ガラス等、他の光学ガラスでもよい。
【００４１】
プリズム部材１３は、コンデンサー光学系７に面するように配置され、光源ＬＳ（コンデンサー光学系７）からの露光光ＥＬが入射する入射面Ｆ１と、結像光学系９に面するように配置され、マスクＭ（結像光学系９）側に露光光ＥＬを射出する射出面Ｆ２とを有する。入射面Ｆ１及び射出面Ｆ２は、光軸ＡＸ１上に配置されている。
【００４２】
また、プリズム部材１３は、入射面Ｆ１の＋Ｚ側の端と射出面Ｆ２の＋Ｚ側の端とを結ぶように設けられた側面Ｆ３と、入射面Ｆ１の−Ｚ側の端に接続された第１斜面Ｆ４と、射出面Ｆ２の−Ｚ側の端に接続された第２斜面Ｆ５とを有する。
【００４３】
空間光変調器１０は、入射した露光光ＥＬを反射可能な第２反射面Ｒ２を有する。すなわち、本実施形態において、空間光変調器１０は、反射型空間光変調器である。空間光変調器１０の少なくとも一部は、側面Ｆ３と対向する位置に配置される。空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２は、側面Ｆ３と対向する位置に配置される。
【００４４】
本実施形態において、プリズム部材１３は、直方体の光学ガラスの１つの側面がＶ字状の楔形に凹んだ形状を有する。第１斜面Ｆ４と第２斜面Ｆ５とは、接線ＴＬにおいて結ばれる。第１斜面Ｆ４は、第１平面ＳＡ１と平行である。第２斜面Ｆ５は、第２平面ＳＡ２と平行である。第１斜面Ｆ４（第１平面ＳＡ１）と第２斜面Ｆ５（第２平面ＳＡ２）とがなす角度θＴは、鈍角である。
【００４５】
本実施形態において、第１斜面Ｆ４が、第１反射面Ｒ１として機能し、第２斜面Ｆ５が、第３反射面Ｒ３として機能する。第１反射面Ｒ１及び第３反射面Ｒ３は、内面反射面である。
【００４６】
プリズム部材１３の外部から入射面Ｆ１に入射した露光光ＥＬは、プリズム部材１３の内部を通過して、第１反射面Ｒ１に入射する。第１反射面Ｒ１は、入射面Ｆ１からの露光光ＥＬを反射して、プリズム部材１３の内部を介して、側面Ｆ３に供給する。側面Ｆ３は、第１反射面Ｒ１からの露光光ＥＬを、プリズム部材１３の外部に射出する。側面Ｆ３から射出された露光光ＥＬは、プリズム部材１３の外部において側面Ｆ３と対向する位置に配置されている空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２に入射する。第２反射面Ｒ２は、側面Ｆ３からの露光光ＥＬを反射して、側面Ｆ３に供給する。第２反射面Ｒ２から供給され、側面Ｆ３に入射した露光光ＥＬは、プリズム部材１３の内部を通過して、第３反射面Ｒ３に入射する。第３反射面Ｒ３は、その側面Ｆ３からの露光光ＥＬを反射して、プリズム部材１３の内部を介して、射出面Ｆ２に供給する。射出面Ｆ２は、第３反射面Ｒ３からの露光光ＥＬを、プリズム部材１３の外部に射出する。
【００４７】
本実施形態において、第３反射面Ｒ３の垂線Ｌ３と光軸ＡＸ１とがなす角度θ３は、４５度より大きい。また、本実施形態においては、第１反射面Ｒ１の垂線Ｌ１と光軸ＡＸ１とがなす角度θ１は、４５度より大きい。本実施形態において、角度θ３と角度θ１とは、等しい。なお、角度θ３と角度θ１とが、異なってもよい。
【００４８】
一例として、本実施形態において、角度θ１及び角度θ３は、６０度である。また、入射面Ｆ１と第１反射面Ｒ１とがなす角度θ４は、６０度である。また、射出面Ｆ２と第２反射面Ｒ２とがなす角度θ５は、６０度である。また、第１斜面Ｆ４（第１平面ＳＡ１）と第２斜面Ｆ５（第２平面ＳＡ２）とがなす角度θＴは、１２０度である。また、入射面Ｆ１と側面Ｆ３とがなす角度θ６は、９０度であり、射出面Ｆ２と側面Ｆ３とがなす角度θ７は、９０度である。
【００４９】
本実施形態において、プリズム部材１３は、入射面Ｆ１と光軸ＡＸ１とが垂直に交わるように、且つ、射出面Ｆ２と光軸ＡＸ１とが垂直に交わるように、光軸ＡＸ１上に配置される。また、本実施形態において、側面Ｆ３は、光軸ＡＸ１とほぼ平行に配置される。本実施形態において、プリズム部材１３は、側面Ｆ３とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、光軸ＡＸ１上に配置される。また、プリズム部材１３は、第１反射面Ｒ１がＸＺ平面を角度θ４だけ傾斜させた面と平行となり、且つ、第３反射面Ｒ３がＸＺ平面を角度θ５だけ傾斜させた面と平行となるように、光軸ＡＸ１上に配置される。第１平面ＳＡ１と第２平面ＳＡ２との稜線（すなわち接線）ＴＬは、空間光変調器１０側を向く。
【００５０】
本実施形態において、空間光変調器１０は、第２反射面Ｒ２がマスクＭの下面ＳＲと光学的に共役位置に配置されるように、光軸ＡＸ１外において所定位置に配置される。以下の説明において、マスクＭの下面ＳＲを適宜、第１面ＳＲ、と称する。
【００５１】
第１面ＳＲと第２反射面Ｒ２とは、光学的に共役である。第１面ＳＲは、光軸ＡＸ１上に配置され、第２反射面Ｒ２は、光軸ＡＸ１外に配置される。第１面ＳＲは、光軸ＡＸ１と垂直に交わる。
【００５２】
なお、投影光学系ＰＬを含めて照明装置ＩＳの光学系ＩＬと考える場合、第１面ＳＲは、基板Ｐの表面となる。
【００５３】
図２に示すように、本実施形態においては、空間光変調器１０は、第１面ＳＲと第２反射面Ｒ２の少なくとも一部とが、鏡映対称となるように、第２反射面Ｒ２が光軸ＡＸ１に対して傾斜するように配置される。すなわち、第２反射面Ｒ２は、光軸ＡＸ１と垂直な第１面ＳＲに対して光学的に共役位置において、第１面ＳＲと鏡映対称（面対称）となるように、光軸ＡＸ１外において光軸ＡＸ１に対して所定の角度で傾斜している。
【００５４】
本実施形態においては、光軸ＡＸ１と第３反射面Ｒ３との交点ＬＸ及び垂線Ｌ３を含み、第３反射面Ｒ３と垂直になるようにＸＺ平面を傾斜させた面を鏡面（対称面）ＭＲとし、射出面Ｆ２の射出側において光軸ＡＸ１と垂直に交わるように第１面ＳＲが配置されたとき、その第１面ＳＲと第２反射面Ｒ２とが鏡映対称となるように、空間光変調器１０が配置される。
【００５５】
本実施形態において、角度θ１は４５度より大きいので、第２光学ユニットＳＵ２は、入射面Ｆ１からの露光光ＥＬを、第１反射面Ｒ１を介して、第２反射面Ｒ２に導くことができる。すなわち、角度θ１が４５度より大きいので、入射面Ｆ１から第１反射面Ｒ１に供給された露光光ＥＬは、入射面Ｆ１に戻ることなく、第２反射面Ｒ２に供給される。同様に、角度θ３は４５度より大きいので、第２光学ユニットＳＵ２は、第２反射面Ｒ２からの露光光ＥＬを、第３反射面Ｒ３を介して、射出面Ｆ２より射出させることができる。
【００５６】
角度θ３が４５度より大きい場合、光学系ＩＬの像面が傾斜する可能性がある。例えば、角度θ３が４５度より大きく、第２反射面Ｒ２がＸＹ平面（光軸ＡＸ１）と平行な場合、第１面ＳＲに対して、光学系ＩＬの像面が傾斜する可能性がある。すなわち、角度θ３が４５度より大きいと、所謂、あおり現象により、第１面ＳＲに対して、光学系ＩＬの像面が傾斜する可能性がある。
【００５７】
光軸ＡＸ１に対する第２反射面Ｒ２の傾斜角度を調整することによって、第１面ＳＲに対する光学系ＩＬの像面の角度を調整することができる。本実施形態においては、第１面ＳＲと共役位置において、第１面ＳＲと鏡映対称となるように、光軸ＡＸ１に対して第２反射面Ｒ２を傾斜させることによって、光学系ＩＬの像面と、第１面ＳＲとを平行にすることができる。
【００５８】
空間光変調器１０は、第１反射面Ｒ１からの露光光ＥＬの空間光変調器１０に入射する位置に応じて、その露光光ＥＬに空間的な変調を与える。本実施形態において、空間光変調器１０は、二次元的に配列された反射素子１１を複数有する。本実施形態においては、複数の反射素子１１のそれぞれが、第２反射面Ｒ２を有する。本実施形態において、空間光変調器（反射型空間光変調器）１０は、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を含む。複数の反射素子１１のそれぞれは、独立して可動である。
【００５９】
本実施形態において、第２光学ユニットＳＵ２は、複数の反射素子１１のそれぞれを独立して駆動可能な駆動部１２を備えている。駆動部１２は、制御装置ＣＮＴに制御される。制御装置ＣＮＴは、駆動部１２を制御して、複数の反射素子１１の姿勢を独立して制御することができる。反射素子１１の姿勢は、反射素子１１の傾斜角度及び傾斜方向の少なくとも一方を含む。反射素子１１の姿勢が制御されることによって、その反射素子１１の第２反射面Ｒ２の傾斜角度及び傾斜方向の少なくとも一方が制御される。
【００６０】
図３は、空間光変調器１０の反射素子１１の一例を示す図である。図３に示すように、空間光変調器１０は、第２反射面Ｒ２をそれぞれ有し、二次元的に配列された反射素子１１を複数有する。複数の反射素子１１のそれぞれは、可動である。複数の反射素子１１それぞれの第２反射面Ｒ２の傾き（傾斜角度及び傾斜方向）は、制御装置ＣＮＴによって制御される。各反射素子１１は、第２反射面Ｒ２に平行な二方向であって、互いに直交する二方向を回転軸として、所望の回転角度だけ連続的に回転することができる。すなわち、各反射素子１１は、第２反射面Ｒ２に沿った二次元で傾斜を制御することができる。
【００６１】
本実施形態においては、複数の反射素子１１の全ての第２反射面Ｒ２が１つの平面（第１面ＳＲと鏡映対称な面）に沿って配置された基準状態において、第１反射面Ｒ１及び側面Ｆ３を介して第２反射面Ｒ２に入射した露光光ＥＬが、各反射素子１１の第２反射面Ｒ２で反射して、側面Ｆ３、第３反射面Ｒ３、及び射出面Ｆ２を介して、マスクＭ側に射出され、マスクＭの下面ＳＲに基準照度で照射される。一方、基準状態に対して第２反射面Ｒ２が第１の傾斜状態で傾斜されることによって、その基準状態に対して第１の傾斜状態で傾斜された第２反射面Ｒ２に入射した露光光ＥＬは、基準照度と異なる第１照度で、マスクＭの下面ＳＲに照射される。また、基準状態に対して第２反射面Ｒ２が第２の傾斜状態で傾斜されることによって、その基準状態に対して第２の傾斜状態で傾斜された第２反射面Ｒ２に入射した露光光ＥＬは、基準照度及び第１照度と異なる第２照度で、マスクＭの下面ＳＲに照射される。また、基準状態に対して第２反射面Ｒ２が所定の傾斜状態で傾斜されることによって、その所定の傾斜状態で傾斜された第２反射面Ｒ２に入射した露光光ＥＬは、マスクＭ側に射出されない。したがって、制御装置ＣＮＴは、複数の反射素子１１の姿勢を制御して、マスクＭの下面ＳＲ（ひいては基板Ｐの表面）に照射される露光光ＥＬの照度分布を調整することができる。
【００６２】
次に、上述の構成を有する照明装置ＩＳを備える露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。マスクステージＭＳにマスクＭが保持され、基板ステージＰＳに基板Ｐが保持された後、制御装置ＣＮＴは、基板Ｐの露光処理を開始する。制御装置ＣＮＴは、照明装置ＩＳより露光光ＥＬを射出して、マスクステージＭＳに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像は、基板ステージＰＳに保持される基板Ｐに投影される。このように、照明装置ＩＳは、マスクＭを露光光ＥＬで照明して、マスクＭのパターン及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、その基板Ｐを露光する。
【００６３】
図４は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの一例を示す図である。図４に示すように、基板Ｐ上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定される。制御装置ＣＮＴは、それら複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する。
【００６４】
上述したように、本実施形態の露光装置ＥＸは、走査型露光装置である。各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を露光するとき、制御装置ＣＮＴは、マスクステージＭＳ及び基板ステージＰＳを制御して、照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しながら、そのマスクＭの移動と同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する。
【００６５】
また、制御装置ＣＮＴは、あるショット領域（例えば第１ショット領域Ｓ１）の露光が終了した後、次のショット領域（例えば第２ショット領域Ｓ２）を露光するために、投影光学系ＰＬからの露光光ＥＬの射出を停止した状態で、投影領域ＰＲが次のショット領域の露光開始位置に配置されるように、基板ステージＰＳを制御して、投影光学系ＰＬに対して基板ＰをＸＹ平面内の所定方向に移動する。
【００６６】
本実施形態においては、制御装置ＣＮＴは、投影領域ＰＲが、図４中、例えば矢印ＹＪに沿って移動するように、投影光学系ＰＬと基板Ｐ（基板ステージＰＳ）を相対的に移動しつつ、投影光学系ＰＬから露光光ＥＬを射出して、投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する。
【００６７】
図５は、ショット領域Ｓ１（Ｓ２〜Ｓ２１）と、露光光ＥＬが照射される投影領域ＰＲとの関係を示す図である。ショット領域Ｓ１を露光するとき、投影領域ＰＲに対してショット領域Ｓ１（基板Ｐ）がＹ軸方向に移動する。ＸＹ平面内における投影領域ＰＲの大きさは、ショット領域Ｓ１の大きさより小さい。本実施形態において、Ｘ軸方向（非走査方向）に関して、投影領域ＰＲの大きさと、ショット領域Ｓ１の大きさとは、ほぼ等しく、Ｙ軸方向（走査方向）に関して、投影領域ＰＲの大きさは、ショット領域Ｓ１の大きさより小さい。本実施形態において、ＸＹ平面内における投影領域ＰＲの形状は、Ｘ軸方向に長い矩形状（長方形状）である。
【００６８】
本実施形態においては、制御装置ＣＮＴは、空間光変調器１０の複数の反射素子１１を制御して、照明領域ＩＲの照度分布を制御する。本実施形態において、照明領域ＩＲの照度分布と、投影領域ＰＲの照度分布とは対応する。照明領域ＩＲの照度分布が制御されることによって、投影領域ＰＲの照度分布も制御される。以下、空間光変調器１０を用いて、投影領域ＰＲの照度分布を制御する場合を例にして説明する。
【００６９】
制御装置ＣＮＴは、投影領域ＰＲの第１部分ＡＲ１の照度分布と、第１部分ＡＲ１と異なる投影領域ＰＲの第２部分ＡＲ２の照度分布とが異なるように、空間光変調器１０の複数の反射素子１１を制御する。
【００７０】
本実施形態において、第１部分ＡＲ１は、投影領域ＰＲの中央部分を含み、第２部分ＡＲ２は、投影領域ＰＲのエッジを含む周縁部分を含む。
【００７１】
本実施形態において、第１部分ＡＲ１は、Ｙ軸方向（走査方向）に関して投影領域ＰＲの中央部分を含む。第２部分ＡＲ２は、Ｙ軸方向（走査方向）に関する基板Ｐの移動方向前方側の投影領域の第１エッジ（図５においては＋Ｙ側のエッジ）ＥＧ１を含む第１周縁部分ＡＲ２１と、移動方向後方側の投影領域の第２エッジ（図５においては−Ｙ側のエッジ）ＥＧ２を含む第２周縁部分ＡＲ２２とを含む。
【００７２】
図５に示すように、本実施形態においては、制御装置ＣＮＴは、第１部分ＡＲ１の照度分布がほぼ均一になり、第１周縁部分ＡＲ２１の照度分布が、第１エッジＥＧ１に向かって徐々に小さくなり、第２周縁部分ＡＲ２２の照度分布が、第２エッジＥＧ２に向かって除々に小さくなるように、空間光変調器１０の各反射素子１１を制御して、投影領域ＰＲの照度分布を調整する。
【００７３】
上述のように、本実施形態の光源ＬＳは、パルス状の露光光（レーザ光）ＥＬを発する。本実施形態において、１つのショット領域Ｓ１（Ｓ２〜Ｓ２１）の露光を開始してから終了するまでの間に、光源ＬＳは、パルス状の露光光ＥＬを数十回発する。
【００７４】
本実施形態においては、投影領域ＰＲの照度分布が図５に示したような照度分布を有するので、１つのショット領域Ｓ１（Ｓ２〜Ｓ２１）について、走査方向に関する露光量ムラの発生を抑制することができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２を、光軸ＡＸ１に対して傾斜させたので、照明装置ＩＳの光学系ＩＬが形成する像面と、第１面（マスクＭの下面）ＳＲとうぃほぼ平行にすることができる。したがって、基板Ｐに形成されるパターンの線幅が不均一になることを抑制でき、パターン欠陥が発生することを抑制できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、第１面ＳＲと光学的に共役位置に配置された空間光変調器１０を用いて、照明領域ＩＲ及び投影領域ＰＲの照度分布を調整することができる。本実施形態によれば、空間光変調器１０を用いて、照明領域ＩＲ及び投影領域ＰＲの照度分布を任意に調整することができる。したがって、露光量ムラの発生を抑制でき、露光不良の発生を抑制することができる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。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。
【００７８】
図６は、第２実施形態に係る第２光学ユニットＳＵ２Ｂの一例を示す図である。上述の第１実施形態においては、第１反射面Ｒ１及び第３反射面Ｒ３が、内面反射面である場合を例にして説明した。上述の第１実施形態と異なる第２実施形態の特徴的な部分は、第１反射面及び第３反射面が、表面反射面である点にある。
【００７９】
図６において、第２光学ユニットＳＵ２Ｂは、Ｖ字型のプリズム部材（反射部材）１３Ｂと、空間光変調器１０とを備える。プリズム部材１３Ｂは、光軸ＡＸ１上に配置され、表面反射面である第１反射面Ｒ１Ｂ及び第３反射面Ｒ３Ｂを有する。
【００８０】
プリズム部材１３Ｂは、第１反射面Ｒ１Ｂ及び第３反射面Ｒ３Ｂが光軸ＡＸ１上に配置されるように、配置される。第１反射面Ｒ１Ｂの垂線と光軸ＡＸ１とがなす角度は、４５度より大きい。第３反射面Ｒ３Ｂの垂線と光軸ＡＸ１とがなす角度は、４５度より大きい。第１反射面Ｒ１Ｂと第３反射面Ｒ３Ｂとがなす角度は、鈍角である。
【００８１】
空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２は、光軸ＡＸ１外で、第１面ＳＲと光学的に共役位置に配置される。空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２は、第１面ＳＲと鏡映対称となるように、光軸ＡＸ１に対して傾斜している。
【００８２】
光源ＬＳからの露光光ＥＬは、第１反射面Ｒ１Ｂに入射する。第１反射面Ｒ１Ｂに入射した露光光ＥＬは、その第１反射面Ｒ１Ｂで反射して、空間光変調器１０の第２反射面Ｒ２に供給される。第２反射面Ｒ２は、第１反射面Ｒ１Ｂからの露光光ＥＬを反射して、第３反射面Ｒ３Ｂに供給する。第３反射面Ｒ３Ｂは、第２反射面Ｒ２からの露光光ＥＬを反射して、マスクＭ側の供給する。
【００８３】
本実施形態においても、光学系ＩＬの像面とマスクＭの下面（基板Ｐの表面）とをほぼ平行にすることができる。
【００８４】
なお、上述の第１，第２実施形態の基板Ｐとしては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、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またはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００８５】
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のパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）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・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【００８６】
また、露光装置ＥＸとして、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できる。
【００８７】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等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できる。
【００８８】
また、本発明は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【００８９】
露光装置ＥＸの種類としては、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に限られず、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、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できる。
【００９０】
上述の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。
【００９１】
半導体デバイス、ディスプレイデバイス、電子デバイス等のデバイスは、図７に示すように、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Ｍを製作するステップ２０２、基板Ｐを製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクＭのパターンからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光して、パターンを基板Ｐに転写する転写工程、及びパターンが転写された基板Ｐを現像し、パターンに対応する形状の転写パターン層を基板Ｐに形成する現像工程を含む基板処理ステップ２０４、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージ工程等、転写パターン層を介して基板Ｐを加工する加工工程を含むデバイス組み立てステップ２０５、及び検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００９２】
なお、上述の実施形態及び変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。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、上述の実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する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。
【００９３】
なお、上述の実施形態では、照明装置ＩＳを、基板を露光する露光装置ＥＸに適用するものとして説明したが、露光装置ＥＸに限定されない。例えば、例えば基板Ｐに設けられた複数の被処理領域を顕微鏡等で順次観察して検査する検査装置等にも、本発明の照明装置ＩＳを適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０…空間光変調器、１１…反射素子、１２…駆動部、１３，１３Ｂ…プリズム部材、ＡＲ１…第１部分、ＡＲ２…第２部分、ＡＸ１…光軸、ＣＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＬ…光学系、ＩＲ…照明領域、ＩＳ…照明装置、ＬＳ…光源、ＭＳ…マスクステージ、Ｒ１，Ｒ１Ｂ…第１反射面、Ｒ２…第２反射面、Ｒ３，Ｒ３Ｂ…第３反射面、ＰＬ…投影光学系、ＰＲ…投影領域、ＰＳ…基板ステージ、ＳＲ…第１面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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