(57)【要約】      （修正有）【課題】光源からの光に光束断面内の光強度の不均一性が存在する場合においても、照明光学系の瞳位置又は瞳位置と共役な位置で照明ムラのない所望の光強度分布を容易に形成することができる照明光学系を提供する。【解決手段】光源１から供給される照明光によって被照射面を照明する照明光学系は、前記照明光学系の光路内に配置され、前記照明光学系の一部の光学系と協働して前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置に所望の光強度分布を形成する空間光変調器Ｓ１と、前記照明光の一部を受光する受光面３２ａ，３３ａを備え、前記光源から前記空間光変調器へ向かう光路内の位置での前記照明光の光強度分布を検出する検出部３０〜３３と、前記検出部により検出された前記照明光の光強度分布に基づいて、前記空間光変調器を制御する制御部２０とを備える。【選択図】図１
2010034486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から供給される照明光によって被照射面を照明する照明光学系であって、
前記照明光学系の光路内に配置され、前記照明光学系の一部の光学系と協働して前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置に所望の光強度分布を形成する空間光変調器と、
前記照明光の一部を受光する受光面を備え、前記光源から前記空間光変調器へ向かう光路内の位置での前記照明光の光強度分布を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記照明光の光強度分布に基づいて、前記空間光変調器を制御する制御部と
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記照明光は複数のパルス光を含み、
前記検出部の前記受光面は、前記パルス光に基づいて形成される前記照明光の前記光強度分布を前記複数のパルス光のうちの１以上のパルス光ごとに受光し、
前記制御部は、前記１以上のパルス光ごとに検出された複数の前記照明光の前記光強度分布に基づいて、前記空間光変調器を制御することを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置における光強度分布に関する情報を取得する情報取得部を備え、
前記制御部は、前記情報取得部において取得した前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置における光強度分布に基づいて、前記制御部における制御を補正することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明光学系。
【請求項４】
前記空間光変調器と前記被照射面との間の前記照明光学系の光路内に配置されて、当該光路の前記照明光から一部の照明光を分岐して前記情報取得部へ導く光路分岐部材を備えていることを特徴とする請求項３記載の照明光学系。
【請求項５】
前記情報取得部は、前記被照射面を通過した前記照明光に基づいて、前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置における光強度分布に関する情報を取得することを特徴とする請求項３記載の照明光学系。
【請求項６】
前記空間光変調器は、前記一部の光学系と協働して前記照明光学系の前記瞳位置又は前記瞳位置と光学的に共役な前記位置に第１の光強度分布を形成する第１空間光変調器と、前記一部の光学系と協働して前記照明光学系の前記瞳位置又は前記瞳位置と光学的に共役な前記位置に第２の光強度分布を形成する第２空間光変調器とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項記載の照明光学系。
【請求項７】
前記光源と前記空間光変調器との間の光路に配置されて、前記光源からの前記照明光を分割して前記第１及び第２空間光変調器へ導く分割導光部材をさらに備えていることを特徴とする請求項６記載の照明光学系。
【請求項８】
前記検出部は、前記光源から前記分割導光部材へ向かう光路内の位置での前記照明光の前記光強度分布を検出することを特徴とする請求項７記載の照明光学系。
【請求項９】
前記検出部は、前記受光面に到達する前記照明光の位置を検出し、
前記制御部は、前記受光面に到達する前記照明光の前記位置に基づいて、前記空間光変調器を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記検出部は、前記空間光変調器へ入射する照明光の前記空間光変調器への入射角を検出する入射角検出部を備え、
前記制御部は、前記入射角検出部で検出された前記入射角に基づいて、前記空間光変調器を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記空間光変調器は、二次元的に配列された複数の素子を有し、
前記複数の素子は、入射した光に空間的な光変調を付与して射出するために、互いに独立に制御可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項記載の照明光学系。
【請求項１２】
前記複数の素子は、それぞれ反射面を有し、
前記複数の素子の前記反射面は、入射した光に空間的な光変調を付与して射出するために、互いに独立に制御可能であることを特徴とする請求項１１記載の照明光学系。
【請求項１３】
前記複数の反射面の姿勢は互いに独立に制御可能であることを特徴とする請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１４】
感光性基板上に所定のパターンを転写する露光装置において、
被照射面に配置された前記パターンを照明するための請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記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現像工程と、
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加工工程と
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、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置に用いられる照明光学系、該照明光学系を備えた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ものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細なパターンをウエハ上に正確に転写するためには、マスクパターンを最適な照度分布で照明することが不可欠である。従って、露光装置が備える照明光学系の瞳位置において輪帯状や多極状（例えば４極状）の光強度分布を形成するための変形照明を行い、マイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源の光強度分布を変化させることにより、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目されている。
【０００３】
ここで、光源からの光束を照明光学系の瞳位置において輪帯状や多極状の光強度分布を有する光束に変換するために、アレイ状に配列された多数の微小な要素ミラーを有する可動マルチミラー（例えば、Digital Micromirror Device（ＤＭＤ））を備え、要素ミラーのそれぞれの傾斜角及び傾斜方向を変化させることにより照明光学系の瞳位置又は瞳位置と共役な位置（マイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源位置）において所定の光強度分布を形成する露光装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。この露光装置においては、各要素ミラーに入射した光を各要素ミラーの反射面により反射させる際に所定方向に所定角度偏向させて照明光学系の瞳位置において所定の光強度分布を形成する光束に変換する。そして、露光時にマスクのパターン等に応じてマイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源像を最適な光強度分布にするように可動マルチミラーの各要素ミラーの傾斜角及び傾斜方向を設定して露光を行っている。
【特許文献１】特開２００２−３５３１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の露光装置においては、光源としてレーザ光源を用いているが、レーザ光源から射出されるレーザ光には、レーザ光の光束断面内において光強度に不均一性が存在する。従って、このようなレーザ光を用いて照明光学系の瞳位置において輪帯状や多極状の光強度分布を形成した場合には、光分布形状（光束断面）内において光強度が不均一となる。
【０００５】
本発明の目的は、光源からの光に光束断面内の光強度の不均一性が存在する場合においても、照明光学系の瞳位置又は瞳位置と共役な位置で照明ムラのない所望の光強度分布を容易に形成することができる照明光学系、該照明光学系を備えた露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に本発明の構成を実施の形態の符号を付して説明するが、本発明は、本実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
本発明の照明光学系は、光源（１）から供給される照明光によって被照射面（Ｍ）を照明する照明光学系であって、前記照明光学系の光路内に配置され、前記照明光学系の一部の光学系と協働して前記照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置に所望の光強度分布を形成する空間光変調器（Ｓ１）と、前記照明光の一部を受光する受光面（３２ａ、３３ａ）を備え、前記光源から前記空間光変調器へ向かう光路内の位置での前記照明光の光強度分布を検出する検出部（３０〜３３）と、前記検出部により検出された前記照明光の光強度分布に基づいて、前記空間光変調器を制御する制御部（２０）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の露光装置は、感光性基板（Ｗ）上に所定のパターンを転写する露光装置において、被照射面に配置された前記パターンを照明するための本発明の照明光学系を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のデバイスの製造方法は、本発明の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程と（Ｓ４４）、前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記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現像工程と（Ｓ４６）、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加工工程と（Ｓ４８）を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の照明光学系によれば、光源から空間光変調器へ向かう光路内の位置での照明光の光強度分布を検出する検出部を備えているため、検出結果に基づいて、照明光学系の瞳位置又は瞳位置と光学的に共役な位置で所望の光強度分布を形成するように空間光変調器を制御することができる。
【００１１】
また、本発明の露光装置によれば、本発明の照明光学系によりマスクの照明を行うため、高解像度で、且つ高スループットでマスクのパターンを感光性基板上に露光することができる。
【００１２】
また、本発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の照明光学系を備える露光装置により露光を行うため、高解像度で、且つ高スループットでマイクロデバイスの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１は、実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、図１中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となり、Ｚ軸がウエハＷに対して直交するように設定されている。
【００１４】
本実施の形態にかかる露光装置には、図１に示すように、レーザ光源１からの露光光（照明光）が供給される。このレーザ光源１として、例えば波長が約１９３ｎｍのパルス光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源又は波長が約２４８ｎｍのパルス光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源を用いることができる。レーザ光源１からＺ方向に沿って射出された略平行な光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ２ａ及び２ｂからなるビームエキスパンダ２に入射する。レンズ２ａ及び２ｂは、図１のＹＺ平面内において負の屈折力及び正の屈折力をそれぞれ有する。従って、ビームエキスパンダ２に入射した光束は、図１のＹＺ平面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。整形光学系としてのビームエキスパンダ２を介した平行な光束は、ビームスプリッタ３に入射する。
【００１５】
ビームスプリッタ３を透過した光束は、ビームスプリッタ３０、レンズ３１、第１ＣＣＤ撮像部３２、及び第２ＣＣＤ撮像部３３を備える検出部に入射する。検出部３０〜３３において、ビームスプリッタ３０を透過した平行光束は、レンズ３１により集光されて第１ＣＣＤ撮像部３２の受光面すなわち検出面３２ａに集光する。また、ビームスプリッタ３０にて反射された平行光束は、第２ＣＣＤ撮像部３３の受光面すなわち検出面３３ａに到達する。
【００１６】
ここで、レンズ３１によって、ビームスプリッタ３０からの平行光束の傾斜が第１ＣＣＤ撮像部３２の検出面３２ａ上での位置に変換されるため、第１ＣＣＤ撮像部３２の検出面３２ａに集光される光の位置を検出することによって、ビームスプリッタ３０からの平行光束の傾斜角、ひいてはビームスプリッタ３にて反射されて後述の空間光変調器Ｓ１へ向う光束の傾斜角を検知することができる。第１ＣＣＤ撮像部３２は、空間光変調器へ入射する照明光の空間光変調器への入射角を検出する入射角検出部の一例である。
【００１７】
また、第２ＣＣＤ撮像部３３の検出面３３ａでは、ビームスプリッタ３０を介した光束の断面内の光量分布を検出することができる。この光量分布の重心を求めることにより、ビームスプリッタ３０からの平行光束の位置ずれ、ひいてはビームスプリッタ３にて反射されて後述の空間光変調器Ｓ１へ向う光束の位置ずれを求めることができる。
【００１８】
これらの第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２、３３では、光源１からの複数のパルス光を受光し、１以上のパルス光の受光ごとに検出信号を出力することができる。
【００１９】
なお、この構成において、必要に応じて第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２、３３へ向かう光の光量を減衰させるために、ビームスプリッタ３と第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２、３３との間に、挿脱自在に所定透過率のＮＤフィルタよりなる減光フィルタを配置しても良い。減光フィルタの挿脱と第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２、３３のゲイン調整とによって、そのＣＣＤ撮像部の検出信号のレベルを適正範囲に合わせることができる。
【００２０】
これら第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２、３３からの光束角度ずれ情報及び光束位置ずれ情報を含む検出信号は、制御部２０に対して出力される。ビームスプリッタ３により反射されＹ方向に偏向された光束は、空間光変調ユニットＳＭ１に入射する。
【００２１】
空間光変調ユニットＳＭ１は、図２に示すように、プリズムＰ１と、プリズムＰ１に一体的に取り付けられた反射型の空間光変調器Ｓ１とを備えている。プリズムＰ１は、直方体のうち１つの側面がＶ字状の楔形に凹んだ形状を有する。即ち、プリズムＰ１は、鈍角をなして交差する２つの平面ＰＳ１、ＰＳ２によって構成されているＶ字状の切り欠きを含む。２つの平面ＰＳ１、ＰＳ２は図２のＸ軸に延びる直線Ｐ１ａで接する。空間光変調器Ｓ１は、プリズムＰ１において、Ｖ字状の切り欠きの反対側の側面上に取り付けられる。２つの平面ＰＳ１、ＰＳ２の内面は第１及び第２の反射面Ｒ１１、Ｒ１２として機能する。
【００２２】
プリズムＰ１は、空間光変調器Ｓ１が取り付けられる側面と光軸ＡＸとが平行となり、且つ第１の反射面Ｒ１１がビームスプリッタ３側に、第２の反射面Ｒ１２が後述のアフォーカルレンズ側に位置するように配置される。プリズムＰ１の第１の反射面Ｒ１１は、（光軸ＡＸと平行に）入射した光を空間光変調器Ｓ１方向へ反射する。空間光変調器Ｓ１は、第１の反射面Ｒ１１と第２の反射面Ｒ１２との間の光路中に配置され、第１の反射面Ｒ１１で反射した光を第２の反射面Ｒ１２方向へ反射する。プリズムＰ１の第２の反射面Ｒ１２は、空間光変調器Ｓ１で反射した光を反射してアフォーカルレンズ５側に射出する。
【００２３】
空間光変調器Ｓ１は、第１の反射面Ｒ１１で反射した光の空間光変調器Ｓ１に入射する位置に応じて、その光に空間的な変調を与える。空間光変調器Ｓ１は図３に示すように、二次元的に配列された多数の微小な要素ミラーＳＥ１を含む。例えば、空間光変調器Ｓ１に入射する光束のうち光線Ｌ１は空間光変調器Ｓ１の複数の要素ミラーＳＥ１のうち要素ミラーＳＥ１ａに、光線Ｌ２は空間光変調器Ｓ１の複数の要素ミラーＳＥ１のうち要素ミラーＳＥ１ａとは異なる要素ミラーＳＥ１ｂにそれぞれ入射する。要素ミラーＳＥ１ａ、ＳＥ１ｂはそれぞれ、その位置に応じて設定された空間的な変調を光線Ｌ１、Ｌ２に与える。
【００２４】
プリズムＰ１に光線Ｌ１、Ｌ２が入射する入射位置ＩＰ１、ＩＰ２から、要素ミラーＳＥ１ａ、ＳＥ１ｂを経て光がプリズムＰ１から射出する射出位置ＯＰ１、ＯＰ２までの空気換算長と、プリズムＰ１が露光光の光路中に配置されていない場合における入射位置ＩＰ１、ＩＰ２に相当する位置から射出位置ＯＰ１、ＯＰ２に相当する位置までの空気換算長が同じであるように、プリズムＰ１は配置される。ここで、空気換算長とは、光学系中の光路長を屈折率ｌの空気に換算したときの光路長であり、屈折率ｎの媒質中の空気換算長は、その物理的なまたは実際の光路長にｌ／ｎを乗じた値である。
【００２５】
空間光変調器Ｓ１は、図３（ａ）に示されるように、敷き詰められた多数の微小な反射素子である要素ミラーＳＥ１を含む可動マルチミラーである。各要素ミラーＳＥ１は可動であり，その反射面の姿勢、すなわち反射面の傾斜角及び及び傾斜方向は制御部２０により制御されるＳＬＭ（spatial light modulator）駆動部２６によりそれぞれ独立に駆動制御される。各要素ミラーＳＥ１は、その反射面に平行な二軸であって、互いに直交する二軸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。即ち、各要素ミラーＳＥ１は、反射面に沿った二次元で傾斜を制御することが可能である。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、一例として、要素ミラーＳＥ１の駆動機構は、その反射面内の直交する２軸の周りに傾斜可能となるように要素ミラーＳＥ１を支持する支柱部材４１と、この支柱部材４１を支持する支持基板４２と、支柱部材４１を取り囲むように支持基板４２上に設けられた４つの電極４３と、これら４つの電極４３に対向するように要素ミラーＳＥ１の裏面に設けられた不図示の４つの電極とを備えている。この構成例では、ＳＬＭ（spatial light modulator）駆動部２６は、対応する４組の電極４３と要素ミラーＳＥ１の裏面の電極との間の電位差を制御して、電極間に作用する静電力を制御することで、要素ミラーＳＥ１を揺動及び傾斜させる。これによって、要素ミラーＳＥ１の反射面の直交する２軸の周りの傾斜角を所定の可変範囲内で連続的に制御することができる。空間光変調器Ｓ１のより詳細な構成は、例えば特開２００２−３５３１０５号公報に開示されている。なお、図３（ｂ）に示した電極４３は、矩形の要素ミラーＳＥ１の各頂点（角部）に対応する位置に配置されているが、矩形の要素ミラーＳＥ１の各辺に対応する位置に配置されてもよい。
【００２７】
なお、要素ミラーＳＥ１の駆動機構は本実施形態の構成には限られず、他の任意の機構を使用できる。
【００２８】
ここでは、要素ミラーＳＥ１の外形は正方形の平坦板状としているが，これに限定するものではない。ただし、光利用効率の観点から，隙間無く配列可能な形状が好ましい。また、隣接する要素ミラーＳＥ１間の間隔は必要最小限とすることが好ましい。さらにまた、照明条件の細かな変更を可能にするために，要素ミラーＳＥ１は可能な限り小さいことが好ましい。また、要素ミラーＳＥ１の反射面の形状は平面には限られず、凹面や凸面などの曲面であっても良い。
【００２９】
空間光変調ユニットＳＭ１は、照明光学系の瞳位置に円形，輪帯，２極，４極等の所望の光強度分布を形成する変形照明を可能とする。即ち、制御部２０がアクセス可能な記憶部２２には空間光変調器Ｓ１に、光強度にバラツキのない光束が入射した場合において、照明光学系の瞳位置で円形、輪帯、２極、４極等の各光強度分布を形成するための、空間光変調器Ｓ１を構成する各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の情報が例えばルックアップテーブルの形式で記憶されている。
【００３０】
制御部２０は、検出部３０〜３３による検出結果に基づいて、光源１から空間光変調器Ｓ１へ向かう光路内の位置における照明光の光強度にバラツキ（不均一性）があることが検出された場合には、照明光学系の瞳位置において、円形、輪帯、２極、４極等の各光強度分布を形成する際に、光分布形状内において、光強度が均一となるように最適化計算を行なって各要素ミラーＳＥ１の補正後の傾斜角、補正後の傾斜方向を算出する。これら補正後の傾斜角及び傾斜方向の情報に基づいて、制御部２０がＳＬＭ駆動部２６へ制御信号を送出し、ＳＬＭ駆動部２６は各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を制御して、照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光強度分布を形成する。
【００３１】
この補正動作について詳述すると、制御部２０は、検出部３０〜３３が検出した照明光の光束断面内の光強度分布から、空間光変調ユニットＳＭ１の空間光変調器Ｓ１内の複数の要素ミラーＳＥ１毎に、当該要素ミラーＳＥ１に入射する光の強度を求める。そして、制御部２０は、記憶部２２に記憶されている各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の情報と、求められた各要素ミラーＳＥ１への入射光の強度に関する情報とを用いて、照明光学系の瞳位置に形成される光分布形状内の光強度分布を算出する。
【００３２】
そして、制御部２０は、各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を変数とし、照明光学系の瞳位置に形成すべき光分布形状内の光強度分布を目標値として、例えば最小二乗法や減衰最小二乗法などの適切な最小化手法を用いて、各要素ミラーＳＥ１の補正後の傾斜角及び補正後の傾斜方向を求める。この補正動作では、計算時間を要するフーリエ変換を用いていないため、迅速に各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を算出できる。
【００３３】
また、空間光変調ユニットＳＭ１に入射する光束が所定の初期状態から傾斜した場合には、照明光学系の瞳位置に形成される光分布形状の瞳面内での位置ずれを招く。そこで、本実施形態では、制御部２０は、検出部３０〜３３が検出した照明光の角度ずれ情報に基づいて空間光変調ユニットＳＭ１の空間光変調器Ｓ１内の複数の要素ミラーＳＥ１の傾斜角を補正している。
【００３４】
具体的には、制御部２０は、検出部３０〜３３が検出した照明光の角度ずれ情報を用いて、記憶部２２内にルックアップテーブルの形式で記憶されている各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の情報を補正する。一例として、照明光の角度ずれがθである場合には、各要素ミラーＳＥ１で反射されると角度ずれは２θになる。この反射光の角度ずれ２θを補正するための各要素ミラーＳＥ１の傾斜角は−θである。制御部２０は、ルックアップテーブルの形式で記憶されている各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の情報に補正角−θを加えて各要素ミラーＳＥ１の補正後の傾斜角及び補正後の傾斜方向を求める。この補正動作を行う構成によって、光源と露光装置本体との間に配置される光軸傾斜補正機構を省略することが可能となる。
【００３５】
本実施の形態においては、空間光変調器Ｓ１が入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するように制御されており、空間光変調ユニットＳＭ１を通過した光束は、アフォーカルレンズ（リレー光学系）５に入射し、アフォーカルレンズ５（ひいては照明光学系）の瞳位置又は該瞳位置の近傍に輪帯状の光強度分布を形成する。アフォーカルレンズ５は、その前側焦点位置と空間光変調器Ｓ１の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面６の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系（無焦点光学系）である。従って、空間光変調器Ｓ１に入射した光束は、アフォーカルレンズ５の瞳位置に輪帯状の光強度分布を形成した後、略平行な光束となってアフォーカルレンズ５から射出される。
【００３６】
なお、アフォーカルレンズ５の前側レンズ群５ａと後側レンズ群５ｂとの間の光路中には、照明光学系の瞳位置又はその近傍に、光源側から順に、円錐アキシコン系８７、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９が配置されている。
【００３７】
図４は、照明光学系の瞳位置又は該瞳位置の近傍に配置される円錐アキシコン系８７の概略構成を示す図である。円錐アキシコン系８７は、光源側から順に、第１プリズム８７ａと第２プリズム８７ｂを備えている。第１プリズム８７ａは、凹円錐状の屈折面（凹状屈折面）を有する。第２プリズム８７ｂは、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と当接可能なように相補的に形成された凸円錐状の屈折面（凸状屈折面）を有する。第１プリズム８７ａは光源側に平面を向け且つマスクＭ側に凹円錐状の屈折面を向けて配置されており、第２プリズム８７ｂは光源側に凸円錐状の屈折面を向け且つマスクＭ側に平面をむけて配置されている。
【００３８】
また、第１プリズム８７ａ及び第２プリズム８７ｂのうち少なくとも一方は光軸ＡＸに沿って移動可能に構成されており、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面との間隔（以下、円錐アキシコン系８７の間隔）が可変に構成されている。ここで、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系８７は平行平面板として機能し、後述するマイクロレンズアレイ１０を介して形成される輪帯状の二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系８７は、いわゆるビームエキスパンダとして機能する。従って、円錐アキシコン系８７の間隔の変化に伴って、図１中破線で示す所定面６への入射光束の入射角度は変化する。
【００３９】
図５は、輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系８７の作用を説明するための図である。図５（ａ）は、円錐アキシコン系８７の間隔が０でかつ後述するズームレンズ７の焦点距離が最小値に設定された状態（以下、「標準状態」という）で形成された最も小さい輪帯状の二次光源１３０ａを示す図であり、図５（ｂ）は、円錐アキシコン系８７の間隔を所定の値に拡大した状態（ズームレンズ７の焦点距離は不変）で形成された輪帯状の二次光源１３０ｂを示す図である。二次光源１３０ｂの径方向の幅（外径と内径との差の１／２の値。図中両頭矢印で示す）は二次光源１３０ａの径方向の幅と同じである。円錐アキシコン系８７の間隔を０から所定の値まで拡大させることにより、輪帯状の二次光源の径方向の幅を標準状態と同じに維持しつつ、外径及び内径を標準状態よりも拡大することができる。即ち、円錐アキシコン系８７の作用により、輪帯状の二次光源の径方向の幅が変化することなく、その輪帯比（内径／外径）及び大きさ（外径）がともに変化する。
【００４０】
図６は、アフォーカルレンズ５の前側レンズ群５ａと後側レンズ群５ｂとの間の光路中に配置された第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９の概略構成を示す図である。図４に示すように、第１シリンドリカルレンズ対８８は、光源側から順に、たとえばＹＺ平面内に負屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力の第１シリンドリカル負レンズ８８ａと、同じくＹＺ平面内に正屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力の第１シリンドリカル正レンズ８８ｂとにより構成されている。一方、第２シリンドリカルレンズ対８９は、光源側から順に、たとえばＸＹ平面内に負屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力の第２シリンドリカル負レンズ８９ａと、同じくＸＹ平面内に正屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力の第２シリンドリカル正レンズ８９ｂとにより構成されている。
【００４１】
第１シリンドリカル負レンズ８８ａと第１シリンドリカル正レンズ８８ｂとは、光軸ＡＸを中心として一体的に回転するように構成されている。同様に、第２シリンドリカル負レンズ８９ａと第２シリンドリカル正レンズ８９ｂとは、光軸ＡＸを中心として一体的に回転するように構成されている。第１シリンドリカルレンズ対８８はＺ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能し、第２シリンドリカルレンズ対８９はＸ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能する。また、本実施の形態においては、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９のパワーが同一となるように設定されている。従って、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９を通過した光束は、Ｚ方向及びＸ方向に同一のパワーにより拡大作用を受ける。
【００４２】
アフォーカルレンズ５を介した光束は、σ値可変用のズームレンズ７に入射する。所定面６の位置はズームレンズ７の前側焦点位置又はその近傍に配置され、後述するマイクロレンズアレイ１０の入射面はズームレンズ７の後側焦点面又はその近傍に配置されている。即ち、ズームレンズ７は、所定面６とマイクロレンズアレイ１０の入射面とを実質的に光学的なフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ５の瞳位置とマイクロレンズアレイ１０の入射面とを光学的に略共役に配置している。従って、マイクロレンズアレイ１０の入射面上には、アフォーカルレンズ５の瞳位置と同様に、例えば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ７の焦点距離に依存して相似的に変化する。即ち、マイクロレンズアレイ１０によって照明光学系の瞳位置と光学的に共役な位置に形成される二次光源（面光源）の大きさは、レーザ光源１から射出される照明光の光量をほぼ一定に保ちながら、ズームレンズ７の焦点距離に依存して相似的に変更することができる。
【００４３】
図７は、輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズ７の作用を説明するための図である。図７（ａ）は、標準状態で形成された輪帯状の二次光源１３０ａを示す図であり、図７（ｂ）は、ズームレンズ７の焦点距離を所定の値へ拡大した状態（円錐アキシコン系８７の間隔は不変）で形成された輪帯状の二次光源１３０ｃを示す図である。図７（ａ），（ｂ）を参照すると、ズームレンズ７の焦点距離を最小値から所定の値へ拡大させることにより、照明光の光量をほぼ一定に保ちながら、その全体形状が相似的に拡大された輪帯状の二次光源１３０ｃに変化する。即ち、ズームレンズ７の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比が変化することなく、その幅及び大きさ（外径）が共に変化する。ズームレンズ７を介した光束は、ビームスプリッタ８に入射する。ビームスプリッタ８により反射された光束は、ＣＣＤ撮像部（検出部）９に入射する。ＣＣＤ撮像部９による画像信号は、制御部２０に対して出力される。ビームスプリッタ８は、空間光変調器と被照射面との間の光路内に配置されて、当該光路から照明光の一部を分岐して情報取得部へ導く光路分岐部材と呼ぶことがある。
【００４４】
ビームスプリッタ８を通過した光束は、オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ１０に入射する。マイクロレンズアレイ１０への入射光束の入射角度は、円錐アキシコン系８７の間隔の変化に伴って、所定面６への入射光束の角度が変化するのと同様に変化する。マイクロレンズアレイ１０は、縦横にかつ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。マイクロレンズアレイ１０を構成する各微小レンズは、マスク（被照射面）Ｍにおいて形成すべき照野の形状（ひいてはウエハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形上の断面を有する。マイクロレンズアレイ１０に入射した光束は、多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面（ひいては照明瞳）にはマイクロレンズアレイ１０への入射光束によって形成される照野と略同じ光分布を有する二次光源、即ち光軸ＡＸを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源が形成される。
【００４５】
本例では被照射面に配置されたマスクＭは、ケーラー照明によって照明されるので、この２次光源が形成される平面は、投影光学系ＰＬの開口絞りと共役な面であり、照明装置ＩＬの照明瞳面とも呼ばれる。典型的には、被照射面（マスクＭが配置される平面またはウェハＷが配置される面）は、照明瞳面に対して光学的フーリエ変換面となる。瞳強度分布は、照明装置ＩＬの照明瞳面上のまたは照明瞳面と共役な平面上の光強度分布である。しかしながら、マイクロレンズアレイ１０による波面分割数が大きい場合、マイクロレンズアレイ１０の入射面に形成される全輝度分布は、２次光源全体の全光強度分布（瞳強度分布）と高い相関性を有し、そのため、マイクロレンズアレイ１０の入射面またはその入射面と共役な平面における光強度分布も瞳強度分布と呼ぶことがある。このようなマイクロレンズアレイ１０に関して、米国特許第６９１３３７３号明細書、米国公開公報２００８／００７４６３１号を参照されたい。マイクロレンズアレイ１０はマイクロフライアイレンズと呼ばれることもある。
【００４６】
マイクロレンズアレイ１０の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、マイクロレンズアレイ１０の後側焦点面（射出面）又はその近傍に配置可能に設けられている開口絞り１２を通過する。開口絞り１２は、マイクロレンズアレイ１０の後側焦点面に形成される二次光源の大きさを所定の大きさに制限する例えば虹彩絞り等により構成されている。開口絞り１２を介した光束は、ビームスプリッタ１４、コンデンサレンズ１７ａを介して、マスクブラインドＭＢを重畳的に照明する。ビームスプリッタ１４により反射された光束は、レンズ１５を介してフォトダイオード１６に入射する。フォトダイオード１６による検出信号は、制御部２０に対して出力される。ビームスプリッタ１４は、空間光変調器と被照射面との間の光路内に配置されて、当該光路から照明光の一部を分岐して情報取得部へ導く光路分岐部材と呼ぶことがある。
【００４７】
照明視野絞りとしてのマスクブラインドＭＢには、マイクロレンズアレイ１０を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインドＭＢの矩形状の開口部を介した光束は、結像光学系１７ｂの集光作用を受けた後、反射鏡１９により反射され、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。即ち、結像光学系１７ｂは、マスクブラインドＭＢの矩形状開口部の像をマスクステージＭＳ上に載置されたマスクＭ上に形成する。なお、レーザ光源１〜反射鏡１９、ＣＣＤ撮像部３２，３３及び空間光変調ユニットＳＭ１等は、照明光学系を構成する。
【００４８】
マスクＭのパターンを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウエハＷ上にマスクＭのパターン像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてウエハステージＷＳ上のウエハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光又はスキャン露光を行うことにより、ウエハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光される。
【００４９】
また、本実施の形態にかかる露光装置においては、制御部２０は、ＣＣＤ撮像部９からの検出信号に基づいて照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置での光強度分布（光強度分布に関する情報）を所定の時間間隔で検出する。照明光学系の瞳位置で所望の光強度分布が形成されていない場合や、光分布形状内において光強度にバラツキ（不均一性）が存在することを検出した場合には、制御部２０は、制御部２０において行なっている、ＣＣＤ撮像部３２，３３の検出結果に基づく、各要素ミラーＳＥ１の傾斜角、傾斜方向に対する最適化計算の補正を行なう。即ち、制御部２０は、ＣＣＤ撮像部３２，３３による検出結果に基づいて、照明光学系の瞳面における光分布形状内において、光強度が均一となるように最適化計算を行なっているが、照明光学系の経時的な光学特性の変化などにより、照明光学系の瞳位置における、光分布形状内において光強度が均一でなくなる場合がある。従って、制御部２０は、ＣＣＤ撮像部９による検出結果に基づいて、最適化計算の方法を補正する。従って、その後は、制御部２０は、ＣＣＤ撮像部３２，３３の検出結果に基づき、補正された最適化計算により、各要素ミラーＳＥ１の傾斜角、傾斜方向を調整し、この調整した傾斜角及び傾斜方向の情報に基づいて、制御部２０がＳＬＭ駆動部２６を制御し、各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を制御し、照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。
【００５０】
なお、図１に示した本実施の形態にかかる露光装置は、ウエハＷ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージ（ウエハステージＷＳ）とは別に設けられて、各種の計測部材やセンサを備えた計測ステージ上にＣＣＤ撮像部（検出部）３９を備えている。このＣＣＤ撮像部３９は、照明光学系及び投影光学系の双方を通過した光に基づいて、照明光学系（投影光学系）の瞳位置と光学的に共役な位置での光強度分布を検出し、検出結果を制御部２０へ出力する。このＣＣＤ撮像部３９を用いれば、照明光学系に加えて投影光学系の経時的な光学特性の変化の影響も補正することが可能となる。このようなＣＣＤ撮像部３９は、例えば米国特許公開第２００８／００３０７０７号公報に開示されている。なお、上述のような計測ステージを備えた露光装置は、例えば特開平１１−１３５４００に開示されている。
【００５１】
ＣＣＤ撮像部９のことを、必要に応じて、フォトダイオード１６及びＣＣＤ撮像部３９の一方または両方を更に含めて、光強度分布に関する情報を取得する情報取得部と呼ぶことがある。
【００５２】
本実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置又は該瞳位置と光学的に共役な位置での光強度分布を所望の光強度分布にするための空間光変調器の各要素ミラーの傾斜角、傾斜方向を、ＣＣＤ撮像部３２，３３の検出結果に基づき最適化計算により調整しているため、照明光学系の瞳位置における光強度分布を検出し、この検出結果に基づいて、空間光変調器Ｓ１を構成する各要素ミラーＳＥ１の最適な傾斜角及び傾斜方向を計算する場合に比較して、少ない計算量で各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を計算することができるため、照明光学系の瞳位置又は瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光強度分布を容易に形成することができる。また、所定時間間隔で照明光学系の瞳位置における光強度分布を検出し、この検出結果に基づいて、ＣＣＤ撮像部３２，３３の検出結果に基づく最適化計算を補正しているため、ＣＣＤ撮像部３２，３３の検出結果に基づく最適化計算の正確性を確保することができる。従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、１つの空間光変調器を用いたが、複数の空間光変調器を用いる構成も可能である。以下、図８を参照して、複数の空間光変調器を用いた変形例を説明する。
【００５４】
図８に示す空間光変調ユニットＳＭ２は、図１に示した空間光変調ユニットＳＭ１の位置、即ちビームスプリッタ３とアフォーカルレンズ５との間の光路に配置されるものであり、図８ではビームスプリッタ３とアフォーカルレンズ５との間の光路のみを示している。
【００５５】
この空間光変調ユニットＳＭ２は、入射光を２つの光（一般には複数の光）に分割し、第１の光を第１空間光変調器Ｓ２へ導き且つ第２の光を第２空間光変調器Ｓ３へ導く分割導光部材を備えている。
【００５６】
図８の変形例では、分割導光部材として、ＹＺ平面に沿った断面が三角形状で全体として三角柱状の形態を有するプリズムＰ２を用いている。プリズムＰ２は、光軸を含んでＹＺ平面に平行な面に関して対称な一対の側面ＰＳ３およびＰＳ４を有する。側面ＰＳ３は入射した光を第１空間光変調器Ｓ２の複数の要素ミラーに向かって反射する反射面Ｒ２１として機能し、側面ＰＳ４は入射した光を第２空間光変調器Ｓ３の要素ミラーに向かって反射する反射面Ｒ３１として機能する。そして、プリズムＰ２は、反射面Ｒ２１とＲ３１との稜線に沿って入射光を２つの光に分割する。
【００５７】
換言すれば、分割導光部材としてのプリズムＰ２は、入射した光を第１空間光変調器Ｓ２に向かって偏向する第１偏向面Ｒ２１と、入射した光を第２空間光変調器Ｓ３に向かって偏向する第２偏向面Ｒ３１とを有し、第１偏向面Ｒ２１と第２偏向面Ｒ３１との稜線に沿って入射光を第１の光と第２の光とに分割する。第１空間光変調器Ｓ２を経た光は、平面反射鏡ＰＳ５の反射面（第３偏向面）Ｒ２２で反射されて、空間光変調ユニットＳＭ２から射出される。第２空間光変調器Ｓ３を経た光は、平面反射鏡ＰＳ６の反射面（第４偏向面）Ｒ３２で反射されて、空間光変調ユニットＳＭ２から射出される。
【００５８】
なお、第１及び第２空間光変調器Ｓ２およびＳ３の構成は、上述した空間光変調器Ｓ１と同じ構成であるため、ここでは説明を省略する。
【００５９】
このように入射光を複数の光に分割して複数の空間光変調器Ｓ２、Ｓ３へ導く分割導光部材Ｐ２を設ける場合において、分割導光部材Ｐ２に入射する光束の位置ずれが生じた場合には、空間光変調器Ｓ２、Ｓ３へ導かれる光量比が変化し、照明光学系の瞳位置に形成される光強度分布が所望の分布とならない恐れがある。しかしながら、本変形例では、検出部３０〜３３によって分割導光部材Ｐ２に入射する光束の位置ずれを検知し、この光束の位置ずれに起因する照明光学系の瞳位置に形成される光分布形状内の光強度分布の誤差を補正するように、各空間光変調器Ｓ２、Ｓ３内の各要素ミラーの傾斜角及び傾斜方向を補正することが可能である。
【００６０】
なお、上述の実施の形態および変形例にかかる露光装置においては、二次元的に配列されて個別に制御される複数の反射要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された反射面の姿勢を個別に制御可能な空間光変調器を用いているが、このような空間光変調器としては、たとえば特表平１０−５０３３００号公報及びこれに対応する欧州特許公開第７７９５３０号公報、特開２００４−７８１３６号公報及びこれに対応する米国特許第６,９００,９１５号公報、特表２００６−５２４３４９号公報及びこれに対応する米国特許第７,０９５,５４６号公報、並びに特開２００６−１１３４３７号公報に開示される空間光変調器を挙げることができる。これらの空間光変調器では、空間光変調器の個別の反射面を介したそれぞれの光が所定の角度で分布形成光学系に入射し、複数の光学要素への制御信号に応じた所定の光強度分布を照明瞳面において形成することができる。
【００６１】
また、空間光変調器としては、たとえば二次元的に配列されて反射面の高さを個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば特開平６−２８１８６９号公報及びこれに対応する米国特許第５，３１２，５１３号公報、並びに特表２００４−５２０６１８号公報及びこれに対応する米国特許第６，８８５，４９３号公報の図１ｄに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。
【００６２】
なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、たとえば特表２００６−５１３４４２号公報及びこれに対応する米国特許第６，８９１，６５５号公報や特表２００５−５２４１１２号公報及びこれに対応する米国特許公開第２００５／００９５７４９号公報の開示に従って変形しても良い。
【００６３】
また、上述の実施の形態にかかる露光装置においては、レーザ光源としてＡｒＦエキシマレーザ光源又はＫｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、Ｆ２レーザ光源を用いてもよい。
【００６４】
また、上述の実施の形態及び変形例にかかる露光装置において、以下のように空間光変調器を制御しても良い。
【００６５】
制御の前提として、照明光学系の瞳位置又はこの瞳位置と光学的に共役な位置に、ある特定の光強度分布（以下、第１の瞳強度分布と称する）を形成する場合を考える。そして、実際の露光の前に、校正手順として以下の手順を実行する。
【００６６】
まず、検出部と見なすことができる第１ＣＣＤ撮像部３２及び第２ＣＣＤ撮像部３３を用いて、空間光変調器Ｓ１（Ｓ２，Ｓ３）へ向かう光束の入射角及び光束断面内の光量分布を計測する。そして検出部は、この計測結果を制御部２０に対して出力する。
【００６７】
次に、制御部２０は、記憶部２２から呼び出された第１の瞳強度分布を生成するための空間光変調器Ｓ１の各要素ミラーの傾斜角及び傾斜方向の情報と、検出部による計測結果から算出することができる各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の補正情報とに基づいて、ＳＬＭ駆動部２６に制御信号を送出する。ＳＬＭ駆動部２６は、各要素ミラーの傾斜角及び傾斜方向をＳＬＭ駆動部２６からの制御信号に基づいて設定する。
【００６８】
この設定後、撮像部３９を用いて投影光学系の瞳位置と共役な位置における光強度分布を計測する。撮像部３９によるこの計測結果は制御部２０へ伝達される。このとき、ＣＣＤ撮像部９を用いてオプティカルインテグレータ１０の入射面に形成される光強度分布も計測する。ＣＣＤ撮像部９による計測結果も制御部２０へ伝達される。なお、撮像部３９による計測時には、マスクＭとしてパターンが形成されていない光透過性基板を用いる。
【００６９】
制御部２０は、撮像部３９によって計測された光強度分布と、形成すべき第１の瞳強度分布とを比較する。ここで、比較した結果が同一であれば（差が許容範囲内であれば）、ＣＣＤ撮像部９による計測結果を、第１の瞳強度分布と関連づけて記憶部２２に記憶しておく。なお、比較した結果が同一でなければ（差が許容範囲外であれば）、ＳＬＭ駆動部２６を介した空間光変調器Ｓ１の各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向の再設定の手順と、撮像部３９による計測の手順とを繰り返して実行する。
【００７０】
実際の露光に用いる瞳強度分布の種類が、上記第１の瞳強度分布以外にもある場合には、その瞳強度分布（第２の瞳強度分布、第３の瞳強度分布・・・）毎に上述の校正手順を実行しておく。
【００７１】
実際の露光時には、１ロットのウエハへの露光の直前に、第１及び第２ＣＣＤ撮像部３２，３３を用いてＳＬＭに入射する光束の入射角及び光束断面内の光量分布を計測し、この計測結果に基づいて、ＳＬＭ駆動部２６を介して空間光変調器Ｓ１の各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を設定する。そして、このときのオプティカルインテグレータ１０に入射する光束の断面内光強度分布をＣＣＤ撮像部９を用いて計測し、この計測結果と記憶部２２内に記憶されている第１の瞳強度分布と関連づけられた計測結果とを比較する。この比較した結果が同一であれば（差が許容範囲内であれば）、実際の露光を行い、同一でなければ（差が許容範囲外であれば）、ＳＬＭ駆動部２６を介して空間光変調器Ｓ１の各要素ミラーＳＥ１の傾斜角及び傾斜方向を調整する。
【００７２】
この手順によれば、常に計測することのできるＣＣＤ撮像部９を用いて計測するため、スループットの低下を招くことがない。一方、撮像部３９での計測を行う場合、撮像部３９を投影光学系の射出側に位置させる必要があり、この動作中は、ウエハステージを投影光学系の射出側に移動させる動作ができず、この動作の時間だけスループットの低下を招く恐れがある。
【００７３】
次に、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図９は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウエハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、実施の形態の露光装置を用い、レチクル（マスク）Ｒに形成されたパターンをウエハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウエハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウエハＷ表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウエハＷ表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。
【００７４】
ここで、レジストパターンとは、実施の形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウエハＷ表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウエハＷ表面のエッチング又は金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、実施の形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウエハＷを感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。
【００７５】
図１０は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）及びモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。
【００７６】
ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板（又はフォトレジストが塗布されたウエハＷ）上に、実施の形態の露光装置を用いて回路パターン及び電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、実施の形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
【００７７】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応する３つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。
【００７８】
ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。
【００７９】
ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路及びバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００８０】
上述したＣＣＤ撮像素子として、例えば、ＣＭＯＳ撮像センサ、フォトダイオードアレイまたは撮像管を備えた撮像ユニットを使用することができる。
【００８１】
上記実施形態において、投影光学系と感光性基板の間の光路の内部を、屈折率が１．１よりも大きい媒体（典型的には液体）で満たす技術、いわゆる液浸技術、を適用することが可能である。この場合、投影光学系と感光性基板の間の光路の内部を液体で満たす技術として、国際公報ＷＯ９９／４９５０４に開示されているような、液体で当該光路を局所的に満たす技術、特開平６−１２４８７３に開示されているような、被露光基板を保持するステージを液体浴内で移動させる技術、特開平１０−３０３１１４に開示されているような、ステージ上に形成した所定深さの液体浴に基板を保持する技術等を用いることができる。
【００８２】
上記実施形態において、米国公開公報２００６／０２０３２１４号、２００６／０１７０９０１号、２００７／０１４６６７６号に開示されているような、いわゆる偏光照明法を適用することも可能である。
【００８３】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置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用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置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、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる空間光変調ユニットの構成を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる空間光変調ユニットの空間光変調器の構成を示す図である。
【図４】実施の形態にかかる照明光学系が備える円錐アキシコン系の概略構成を示す図である。
【図５】実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明するための図である。
【図６】実施の形態にかかる照明光学系が備える第１シリンドリカルレンズ対及び第２シリンドリカルレンズ対の概略構成を示す図である。
【図７】実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズの作用を説明するための図である。
【図８】変形例にかかる空間光変調ユニットの構成を示す図である。
【図９】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１…レーザ光源、２…ビームエキスパンダ、３，８，１４…ビームスプリッタ、５…アフォーカルレンズ、７…ズームレンズ、９，３２，３３…ＣＣＤ撮像部、１０…マイクロレンズアレイ、１２…開口絞り、１６…フォトダイオード、１７ａ…コンデンサレンズ、１７ｂ…結像光学系、１９…反射鏡、２０…制御部、２２…記憶部、２６…ＳＬＭ駆動部、ＳＭ１…空間光変調ユニット、Ｓ１…空間光変調器、ＰＬ…投影光学系、ＭＢ…マスクブラインド、Ｍ…マスク、Ｗ…ウエハ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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