(57)【要約】【課題】  照明条件の切換えにより様々な形状に変化する瞳強度分布を高精度に監視することのできる監視装置。【解決手段】  光源からの光により被照射面を照明する照明光学系の光路中の所定面に形成される光強度分布を監視する監視装置。光路中において所定面よりも光源側に配置されて照明光の一部を監視光路へ導くビームスプリッターと、監視光路中において所定面と光学的に共役な位置に配置された光電変換器と、ビームスプリッターと光電変換器との間の光路に対して挿脱自在に配置されて、光電変換器へ向かう光を減光する減光部材とを備えている。【選択図】  図４
2014086474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光により被照射面を照明する照明光学系の光路中の所定面に形成される光強度分布を監視する監視装置において、
前記光路中において前記所定面よりも前記光源側に配置されて照明光の一部を監視光路へ導くビームスプリッターと、
前記監視光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置された光電変換器と、
前記ビームスプリッターと前記光電変換器との間の光路に対して挿脱自在に配置されて、前記光電変換器へ向かう光を減光する減光部材とを備えていることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記減光部材は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記減光部材は、前記監視光路の光軸と直交する面に対して入射面が傾いた姿勢で光路中に配置されることを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記減光部材は、減光率の異なる他の減光部材と交換可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項５】
前記減光部材には、所定の厚さの減光膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項６】
前記減光部材には、分布形成された複数の減光領域からなる減光パターンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項７】
前記減光部材は、前記監視光路の光軸に対する傾斜角が可変で、傾斜角に応じて減光率が変化するアッテネータを有することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項８】
前記ビームスプリッターと前記光電変換器との間の光路に対して挿脱自在に配置されて、前記光電変換器へ向かう光を遮るシャッター部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項９】
前記ビームスプリッターと前記光電変換器との間の光路中に配置されて、前記所定面と前記光電変換器とを光学的に共役に配置するリレー光学系をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項１０】
前記シャッター部材は、前記ビームスプリッターと前記リレー光学系との間の光路に対して挿脱自在に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の監視装置。
【請求項１１】
前記減光部材よりも後側の前記監視光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置された蛍光部材と、
前記蛍光部材と前記光電変換器とを光学的に共役に配置する結像光学系とを備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項１２】
前記蛍光部材は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１３】
光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の監視装置を備えていることを特徴とする照明光学系。
【請求項１４】
入射光を空間的に変調して射出する空間光変調素子と、該空間光変調素子を経た光に基づいて前記所定面に位置する照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系とを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の照明光学系。
【請求項１５】
前記分布形成光学系は、オプティカルインテグレータと、該オプティカルインテグレータと前記空間光変調素子との間の光路中に配置された集光光学系とを有することを特徴とする請求項１４に記載の照明光学系。
【請求項１６】
前記空間光変調素子は、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の照明光学系。
【請求項１７】
前記空間光変調器は、二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１６に記載の照明光学系。
【請求項１８】
前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明光学系の照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項１９】
所定のパターンを照明するための請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを基板に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項２０】
前記所定のパターンの像を前記基板上に形成する投影光学系を備え、前記照明光学系の照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項１９に記載の露光装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等のデバイスの製造に用いられる露光装置では、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（一般には照明瞳における所定の光強度分布）を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面（露光装置の場合にはマスクまたはウェハ）との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。
【０００３】
二次光源からの光は、コンデンサー光学系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。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。マスクに形成されたパターンは微細化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。
【０００４】
従来、ズーム光学系を用いることなく瞳強度分布（ひいては照明条件）を連続的に変更することのできる照明光学系が提案されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１に開示された照明光学系では、アレイ状に配列され且つ傾斜角および傾斜方向が個別に駆動制御される多数の微小なミラー要素により構成された可動マルチミラーを用いて、入射光束を反射面毎の微小単位に分割して偏向させることにより、光束の断面を所望の形状または所望の大きさに変換し、ひいては所望の瞳強度分布を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１１６０９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の照明光学系では、姿勢が個別に制御される複数のミラー要素を有する空間光変調器を用いているので、瞳強度分布の形状（大きさを含む広い概念）の変更に関する自由度は高い。しかしながら、微細パターンを転写するのに適した所望の瞳強度分布（ひいては所望の照明条件）を精度良く実現するために、照明条件の切換えにより様々な形状に変化する瞳強度分布を露光中においても高精度に監視しつつ空間光変調器を制御することが望まれている。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、照明条件の切換えにより様々な形状に変化する瞳強度分布を高精度に監視することのできる監視装置を提供することを目的とする。また、本発明は、瞳強度分布を高精度に監視する監視装置を用いて、所望の瞳強度分布を精度良く実現することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、所望の瞳強度分布を精度良く実現する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に転写することのできる露光装置および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】
【０００８】
前記課題を解決するために、第１形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系の光路中の所定面に形成される光強度分布を監視する監視装置において、
前記光路中において前記所定面よりも前記光源側に配置されて照明光の一部を監視光路へ導くビームスプリッターと、
前記監視光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置された光電変換器と、
前記ビームスプリッターと前記光電変換器との間の光路に対して挿脱自在に配置されて、前記光電変換器へ向かう光を減光する減光部材とを備えていることを特徴とする監視装置を提供する。
【０００９】
第２形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
第１形態の監視装置を備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
【００１０】
第３形態では、所定のパターンを照明するための第２形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
【００１１】
第４形態では、第３形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
実施形態にかかる監視装置では、照明条件の切換えにより様々な形状に変化する瞳強度分布を高精度に監視することができる。実施形態にかかる照明光学系では、瞳強度分布を高精度に監視する監視装置を用いて、所望の瞳強度分布を精度良く実現することができる。実施形態にかかる露光装置では、所望の瞳強度分布を精度良く実現する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】空間光変調器の構成および作用を説明する図である。
【図３】空間光変調器の要部の部分斜視図である。
【図４】本実施形態にかかる監視装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図５】光路中に複数の減光部材を同時に配置可能な変形例を概略的に示す図である。
【図６】減光部材としてアッテネータを用いる変形例を概略的に示す図である。
【図７】蛍光部材を付設した変形例を概略的に示す図である。
【図８】照明光路中における監視装置の配置に関する変形例を概略的に示す図である。
【図９】図８の変形例にかかる監視装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図１０】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。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１において、感光性基板であるウェハＷの転写面（露光面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの転写面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハＷの転写面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。
【００１５】
図１を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源ＬＳから露光光（照明光）が供給される。光源ＬＳとして、たとえば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や、２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源ＬＳから＋Ｚ方向に射出された光は、ビーム送光部１、レンズアレイ２ａおよびリレー光学系２ｂを介して、光路折曲げミラーＭＲ１に入射する。光路折曲げミラーＭＲ１により斜め方向に反射された光は、空間光変調器３に入射する。
【００１６】
空間光変調器３は、後述するように、所定面内に配列されて個別に制御される複数のミラー要素と、制御系ＣＲからの制御信号に基づいて複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有する。ビーム送光部１は、光源ＬＳからの入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ空間光変調器３へ導くとともに、空間光変調器３の複数のミラー要素の配列面（以下、「空間光変調器の配列面」という）に入射する光の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。
【００１７】
レンズアレイ２ａは、例えば光軸ＡＸと直交する面に沿って縦横に且つ稠密に配置された複数のレンズ要素からなり、光源ＬＳからビーム送光部１を介して入射した光束を複数の光束に波面分割する。レンズアレイ２ａにより波面分割された複数の光束は、リレー光学系２ｂを介して空間光変調器３の配列面において重畳される。すなわち、レンズアレイ２ａおよびリレー光学系２ｂは、空間光変調器３へ入射する光の強度分布の均一性を向上させる光強度分布均一化部材２を構成している。レンズアレイ２ａの各レンズ要素の焦点位置（或いは波面分割された複数の光束の発散原点の位置）と、リレー光学系２ｂの前側焦点位置とはほぼ一致しており、リレー光学系２ｂの後側焦点位置と空間光変調器３の配列面（入射面）とはほぼ一致している。
【００１８】
リレー光学系２ｂと光路折曲げミラーＭＲ１との間の光路中にはビームスプリッター４ａが配置され、ビームスプリッター４ａにより照明光路から取り出された光はビームモニター４に入射する。ビームモニター４は、照明光路から取り出された光に基づいて、空間光変調器３へ入射する光の配列面内の位置、空間光変調器３へ入射する光の配列面に対する角度、および空間光変調器３の配列面における光強度分布をモニターする。ビームモニター４のモニター結果は、制御系ＣＲへ供給される。制御系ＣＲは、ビームモニター４の出力に基づいて、ビーム送光部１および空間光変調器３を制御する。
【００１９】
ビームモニター４は、例えば、空間光変調器３の配列面における光の入射位置および光強度分布を監視するために、空間光変調器３の配列面と光学的に共役な位置（レンズアレイ２ａに対してほぼ光学的にフーリエ変換の関係にある位置）に配置された光電変換面を有する第１撮像部と、空間光変調器３へ入射する光の配列面における光の入射角度をモニターするために、空間光変調器３の配列面に対してほぼ光学的にフーリエ変換となる位置（レンズアレイ２ａと光学的にほぼ共役な位置）に配置された光電変換面を有する第２撮像部とを備えている。ビームモニター４の内部構成は、例えば米国特許公開第２０１１／００６９３０５号公報に開示されている。空間光変調器３の具体的な構成および作用については後述する。
【００２０】
空間光変調器３から＋Ｚ方向へ射出された光は、リレー光学系５の前側レンズ群５ａを介して、リレー光学系５の瞳面５ｃに入射する。前側レンズ群５ａは、その前側焦点位置が空間光変調器３の配列面の位置とほぼ一致し且つその後側焦点位置が瞳面５ｃの位置とほぼ一致するように設定されている。空間光変調器３を経た光は、後述するように、複数のミラー要素の姿勢に応じた光強度分布を瞳面５ｃに可変的に形成する。
【００２１】
瞳面５ｃに光強度分布を形成した光は、瞳面５ｃに前側焦点位置が設定された後側レンズ群５ｂを介して、リレー光学系６に入射する。リレー光学系６は、その前側焦点位置がリレー光学系５の後側レンズ群５ｂの後側焦点位置の近傍に位置し、且つその後側焦点位置がマイクロフライアイレンズ７の入射面の近傍に位置しており、リレー光学系５の後側レンズ群５ｂの後側焦点位置、ひいては空間光変調器３の配列面とマイクロフライアイレンズ７の入射面とを光学的にフーリエ変換の関係に設定している。
【００２２】
リレー光学系５とリレー光学系６との間の光路中には監視装置２０のビームスプリッター２０ａが配置され、ビームスプリッター２０ａにより照明光路から取り出された光は監視装置２０の本体部２０ｂに入射する。監視装置２０は、照明光路から取り出された光に基づいて、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に形成される瞳強度分布を監視する。監視装置２０のモニター結果（監視結果）は、制御系ＣＲへ供給される。制御系ＣＲは、監視装置２０の出力に基づいて、空間光変調器３を制御する。監視装置２０の具体的な構成および作用については後述する。
【００２３】
リレー光学系６を経た光は、光路折曲げミラーＭＲ２により＋Ｙ方向に反射され、マイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）７に入射する。後側レンズ群５ｂおよびリレー光学系６は、瞳面５ｃとマイクロフライアイレンズ７の入射面とを光学的に共役に設定している。したがって、空間光変調器３を経た光は、瞳面５ｃと光学的に共役な位置に配置されたマイクロフライアイレンズ７の入射面に、瞳面５ｃに形成された光強度分布に対応した光強度分布を形成する。
【００２４】
マイクロフライアイレンズ７は、たとえば縦横に且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り、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。マイクロフライアイレンズでは、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は異なり、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、レンズ要素が縦横に配置されている点で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。
【００２５】
マイクロフライアイレンズ７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野の形状（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状である。なお、マイクロフライアイレンズ７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構成および作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号明細書に開示されている。
【００２６】
マイクロフライアイレンズ７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、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、入射面に形成される光強度分布とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源（多数の小光源からなる実質的な面光源：瞳強度分布）が形成される。マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に形成された二次光源からの光束は、コンデンサー光学系８を介して、マスクブラインド９を重畳的に照明する。
【００２７】
こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド９には、マイクロフライアイレンズ７の矩形状の微小屈折面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。なお、マイクロフライアイレンズ７の後側焦点面またはその近傍に、すなわち後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に、二次光源に対応した形状の開口部（光透過部）を有する照明開口絞りを配置してもよい。
【００２８】
マスクブラインド９の矩形状の開口部（光透過部）を介した光は、結像光学系１０の集光作用を受け、且つ結像光学系１０の光路中に配置されたミラーＭＲ３により−Ｚ方向へ反射された後、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。すなわち、結像光学系１０は、マスクブラインド９の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。
【００２９】
マスクステージＭＳ上に保持されたマスクＭを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳ上に保持されたウェハ（感光性基板）Ｗ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハステージＷＳを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが順次露光される。
【００３０】
本実施形態の露光装置は、照明光学系（１〜１０，２０）を介した光に基づいて照明光学系の射出瞳面における瞳強度分布を計測する第１瞳強度分布計測部ＤＴｒと、投影光学系ＰＬを介した光に基づいて投影光学系ＰＬの瞳面（投影光学系ＰＬの射出瞳面）における瞳強度分布を計測する第２瞳強度分布計測部ＤＴｗと、第１および第２瞳強度分布計測部ＤＴｒ，ＤＴｗのうちの少なくとも一方の計測結果に基づいて空間光変調器３を制御し且つ露光装置の動作を統括的に制御する制御系ＣＲとを備えている。
【００３１】
第１瞳強度分布計測部ＤＴｒは、例えば照明光学系の射出瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、照明光学系による被照射面上の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が照明光学系の射出瞳位置に形成する瞳強度分布）を計測する。また、第２瞳強度分布計測部ＤＴｗは、例えば投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、投影光学系ＰＬの像面の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が投影光学系ＰＬの瞳位置に形成する瞳強度分布）を計測する。
【００３２】
第１および第２瞳強度分布計測部ＤＴｒ，ＤＴｗの詳細な構成および作用については、例えば米国特許公開第２００８／００３０７０７号明細書を参照することができる。また、瞳強度分布計測部として、米国特許公開第２０１０／００２０３０２号公報の開示を参照することもできる。
【００３３】
本実施形態では、マイクロフライアイレンズ７により形成される二次光源を光源として、照明光学系の被照射面に配置されるマスクＭ（ひいてはウェハＷ）をケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系の照明瞳面と呼ぶことができる。また、この二次光源の形成面の像を照明光学系の射出瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面（マスクＭが配置される面、または投影光学系ＰＬを含めて照明光学系と考える場合にはウェハＷが配置される面）が光学的なフーリエ変換面となる。瞳強度分布とは、照明光学系の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。
【００３４】
マイクロフライアイレンズ７による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ７の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ７の入射面および当該入射面と光学的に共役な面も照明瞳面と呼ぶことができ、これらの面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図１の構成において、リレー光学系５，６およびマイクロフライアイレンズ７は、空間光変調器３を経た光束に基づいてマイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。
【００３５】
次に、空間光変調器３の構成および作用を具体的に説明する。空間光変調器３は、図２に示すように、所定面内に配列された複数のミラー要素３ａと、複数のミラー要素３ａを保持する基盤３ｂと、基盤３ｂに接続されたケーブル（不図示）を介して複数のミラー要素３ａの姿勢を個別に制御駆動する駆動部３ｃとを備えている。図２では、空間光変調器３からリレー光学系５の瞳面５ｃまでの光路を示している。
【００３６】
空間光変調器３では、制御系ＣＲからの指令に基づいて作動する駆動部３ｃの作用により、複数のミラー要素３ａの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素３ａがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器３は、図３に示すように、二次元的に配列された複数の微小なミラー要素３ａを備え、入射した光に対して、その入射位置に応じた空間的な変調を可変的に付与して射出する。説明および図示を簡単にするために、図２および図３では空間光変調器３が４×４＝１６個のミラー要素３ａを備える構成例を示しているが、実際には１６個よりもはるかに多数、典型的には４０００個〜１００，０００個程度のミラー要素３ａを備えている。
【００３７】
図２を参照すると、空間光変調器３に入射する光線群のうち、光線Ｌ１は複数のミラー要素３ａのうちのミラー要素ＳＥａに、光線Ｌ２はミラー要素ＳＥａとは異なるミラー要素ＳＥｂにそれぞれ入射する。同様に、光線Ｌ３はミラー要素ＳＥａ，ＳＥｂとは異なるミラー要素ＳＥｃに、光線Ｌ４はミラー要素ＳＥａ〜ＳＥｃとは異なるミラー要素ＳＥｄにそれぞれ入射する。ミラー要素ＳＥａ〜ＳＥｄは、その位置に応じて設定された空間的な変調を光Ｌ１〜Ｌ４に与える。
【００３８】
空間光変調器３では、すべてのミラー要素３ａの反射面が１つの平面に沿って設定された基準状態において、光路折曲げミラーＭＲ１と空間光変調器３との間の光路の光軸ＡＸと平行な方向に沿って入射した光線が、空間光変調器３で反射された後に、空間光変調器３とリレー光学系５との間の光路の光軸ＡＸと平行な方向に進むように構成されている。また、上述したように、空間光変調器３の複数のミラー要素３ａの配列面とリレー光学系５の瞳面５ｃとは、前側レンズ群５ａを介して光学的にフーリエ変換の関係に位置決めされている。
【００３９】
したがって、空間光変調器３の複数のミラー要素ＳＥａ〜ＳＥｄによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、瞳面５ｃに所定の光強度分布ＳＰ１〜ＳＰ４を形成し、ひいてはマイクロフライアイレンズ７の入射面に光強度分布ＳＰ１〜ＳＰ４に対応した光強度分布を形成する。すなわち、前側レンズ群５ａは、空間光変調器３の複数のミラー要素ＳＥａ〜ＳＥｄが射出光に与える角度を、空間光変調器３のファーフィールド（フラウンホーファー回折領域）である瞳面５ｃ上での位置に変換する。こうして、マイクロフライアイレンズ７が形成する二次光源の光強度分布（瞳強度分布）は、空間光変調器３およびリレー光学系５，６がマイクロフライアイレンズ７の入射面に形成する光強度分布に対応した分布となる。
【００４０】
空間光変調器３は、図３に示すように、平面状の反射面を上面にした状態で１つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に配列された多数の微小な反射素子であるミラー要素３ａを含む可動マルチミラーである。各ミラー要素３ａは可動であり、その反射面の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾斜方向は、制御系ＣＲからの制御信号に基づいて作動する駆動部３ｃの作用により独立に制御される。各ミラー要素３ａは、その反射面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或いは離散的に回転することができる。すなわち、各ミラー要素３ａの反射面の傾斜を二次元的に制御することが可能である。
【００４１】
各ミラー要素３ａの反射面を離散的に回転させる場合、回転角を複数の状態（例えば、・・・、−２．５度、−２．０度、・・・０度、＋０．５度・・・＋２．５度、・・・）で切り換え制御するのが良い。図３には外形が正方形状のミラー要素３ａを示しているが、ミラー要素３ａの外形形状は正方形に限定されない。ただし、光利用効率の観点から、ミラー要素３ａの隙間が少なくなるように配列可能な形状（最密充填可能な形状）とすることができる。また、光利用効率の観点から、隣り合う２つのミラー要素３ａの間隔を必要最小限に抑えることができる。
【００４２】
本実施形態では、空間光変調器３として、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素３ａの向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば欧州特許公開第７７９５３０号公報、米国特許第５,８６７,３０２号公報、米国特許第６,４８０,３２０号公報、米国特許第６,６００,５９１号公報、米国特許第６,７３３,１４４号公報、米国特許第６,９００,９１５号公報、米国特許第７,０９５,５４６号公報、米国特許第７,２９５,７２６号公報、米国特許第７,４２４,３３０号公報、米国特許第７,５６７,３７５号公報、米国特許公開第２００８／０３０９９０１号公報、米国特許公開第２０１１／０１８１８５２号公報並びに米国特許公開第２０１１／１８８０１７号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。なお、二次元的に配列された複数のミラー要素３ａの向きを離散的に複数の段階を持つように制御してもよい。
【００４３】
空間光変調器３では、制御系ＣＲからの制御信号に応じて作動する駆動部３ｃの作用により、複数のミラー要素３ａの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素３ａがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器３の複数のミラー要素３ａによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に、所望の瞳強度分布を形成する。さらに、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳の位置、すなわち結像光学系１０の瞳位置および投影光学系ＰＬの瞳位置（開口絞りＡＳが配置されている位置）にも、所望の瞳強度分布が形成される。このように、空間光変調器３は、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に瞳強度分布を可変的に形成する。
【００４４】
図４は、本実施形態にかかる監視装置の内部構成を概略的に示す図である。本実施形態の監視装置２０は、光源ＬＳからの光によりマスクＭを照明する照明光学系（１〜１０）の光路中において、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に形成される瞳強度分布を監視する。
【００４５】
監視装置２０は、図４に示すように、リレー光学系５の後側レンズ群５ｂとリレー光学系６との間の光路中に配置されて、照明光（露光光）の一部を監視光路へ導くビームスプリッター２０ａを備えている。すなわち、ビームスプリッター２０ａは、照明光路中においてマイクロフライアイレンズ７の入射面よりも光源ＬＳ側に配置されている。ビームスプリッター２０ａで反射された照明光は、監視装置２０の本体部２０ｂの第１リレー光学系２１および第２リレー光学系２２を介して、受光センサ２３に入射する。
【００４６】
第１リレー光学系２１は、マイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な共役面（図中破線で示す仮想面）２１ａを形成する。第２リレー光学系２２は、前側レンズ群２２ａと後側レンズ群２２ｂとからなり、共役面２１ａと受光センサ２３とを光学的に共役に配置している。受光センサ２３は、第１リレー光学系２１および第２リレー光学系２２を介してマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置に配置され、入射光を光電変換して出力する。受光センサ２３として、例えばＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型の二次元撮像素子のような光電変換器を用いることができる。
【００４７】
第２リレー光学系２２の前側レンズ群２２ａと後側レンズ群２２ｂとの間の光路中には、受光センサ２３へ向かう光を減光する減光部材２４ａが光路に対して挿脱自在に配置されている。減光部材２４ａは、例えば平行平面板の形態を有し、監視光路の光軸ＡＸａと直交する面に対して入射面が傾いた姿勢で光路中に配置される。減光部材２４ａは、減光率の異なる１つまたは複数の減光部材２４ｂと交換可能に構成されている。減光部材２４ａ，２４ｂの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。
【００４８】
一例として、減光部材２４ａ，２４ｂは、所要の減光率に応じて分布形成された複数の減光領域からなる減光パターンを透明基板上に設けることにより構成されている。この場合、減光領域として、例えばクロムや酸化クロム等からなり入射光を遮る遮光性ドットを用いることができる。あるいは、減光部材２４ａ，２４ｂは、所要の減光率に応じた厚さの減光膜を透明基板上に設けることにより構成されている。この場合、減光膜として、例えば金属薄膜、誘電体薄膜などを用いることができる。
【００４９】
ビームスプリッター２０ａと第１リレー光学系２１との間の光路中には、受光センサ２３へ向かう光を遮るシャッター部材２５が光路に対して挿脱自在に配置されている。瞳強度分布のモニターに際して、制御部ＣＲはシャッター部材２５を光路から退避させる。監視装置２０では、受光センサ２３がマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置に配置されているので、受光センサ２３には、マイクロフライアイレンズ７の入射面における光強度分布、ひいてはマイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳における瞳強度分布に対応した強度分布を有する光束が入射する。
【００５０】
すなわち、受光センサ２３の受光面（光電変換面）には、マイクロフライアイレンズ７の直後における瞳強度分布に対応した位置に、当該瞳強度分布に対応した光強度分布が形成される。こうして、制御部ＣＲは、受光センサ２３の出力に基づいて、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳に形成される瞳強度分布に対応した光強度分布を露光中においてもモニターすることができる。
【００５１】
しかしながら、従来の構成では、ビームスプリッター２０ａと受光センサ２３との間の光路に対して挿脱自在に配置されて受光センサ２３へ向かう光を減光する減光部材２４ａが設けられていない。その結果、従来の構成では、照明条件の切換えにより瞳強度分布の形状が変化する度に受光センサ２３に達する光のピーク強度が変化するため、瞳強度分布を高精度にモニターすることが困難になる場合があった。
【００５２】
単純な例として、円形照明において照明σ値（＝照明光学系の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）が０．１と１．０との間で変化する場合を考えると、照明σ値が０．１のときに受光センサ２３に達する光のピーク強度は、照明σ値が１．０のときに受光センサ２３に達する光のピーク強度の１００倍になる。照明条件の切換えにより様々な形状に変化する瞳強度分布を高精度にモニター（計測）するには、照明条件が変化しても受光センサ２３に達する光のピーク強度が所要範囲内に収まるように、ひいては照明条件が変化しても受光センサ２３のダイナミックレンジがほぼ同等になるように調整する必要がある。
【００５３】
本実施形態の監視装置２０では、受光センサ２３に達する光のピーク強度を調整する手段として、監視光路に対して挿脱自在に配置されて受光センサ２３へ向かう光を減光する減光部材（２４ａ，２４ｂ）を備えている。したがって、本実施形態では、制御部ＣＲが照明条件の切換えに際して所要の減光率を有する減光部材（２４ａ，２４ｂ）を必要に応じて監視光路中に配置することにより、受光センサ２３に達する光のピーク強度を所要範囲内に収め、ひいては瞳強度分布を露光中においても高精度に監視することができる。
【００５４】
一例として、制御部ＣＲは、照明σ値が１．０の円形照明における瞳領域の例えば８５％以下の面積の領域が照明される瞳強度分布の実現に際して、受光センサ２３に達する光のピーク強度を所要範囲内に収めるのに必要な所要の減光率を有する減光部材（２４ａ，２４ｂ）を選択して監視光路中に配置する。換言すれば、照明σ値が１．０の円形照明における瞳領域の８５％を超える面積の領域が照明される瞳強度分布の実現に際しては、減光部材（２４ａ，２４ｂ）は不要であり監視光路中に配置されない。
【００５５】
ただし、照明σ値が１．０の円形照明における瞳領域の８５％を超える面積の領域が照明される瞳強度分布であっても、照明σ値が１．０の円形照明において受光センサ２３に達する光の基準的なピーク強度に対してピーク強度が１．２倍以上になるような瞳強度分布の実現に際して、受光センサ２３に達する光のピーク強度を所要範囲内に収めるのに必要な所要の減光率を有する減光部材（２４ａ，２４ｂ）を選択して監視光路中に配置するようにしても良い。
【００５６】
また、本実施形態の監視装置２０では、平行平面板の形態を有する減光部材（２４ａ，２４ｂ）の入射面が、監視光路の光軸ＡＸａと直交する面に対して傾いた姿勢で光路中に配置される。したがって、減光部材（２４ａ，２４ｂ）の入射面で反射された光は、監視光路の外へ確実に導かれ、監視光路から照明光路へ戻って有害光になることがない。
【００５７】
また、本実施形態の監視装置２０では、ビームスプリッター２０ａと第１リレー光学系２１との間の光路に対して挿脱自在に配置されて、受光センサ２３へ向かう光を遮るシャッター部材２５が設けられている。したがって、瞳強度分布をモニターする必要のない非計測時には、制御部ＣＲからの指令にしたがって監視光路中に配置されたシャッター部材２５により、第１リレー光学系２１および第２リレー光学系２２を介して受光センサ２３へ向かう光が遮られる。
【００５８】
その結果、シャッター部材２５の作用により、光照射に起因する光学系２１，２２および受光センサ２３の損傷を抑えることができる。なお、シャッター部材２５による反射光が監視光路から照明光路へ戻って有害光にならないように、シャッター部材２５の表面に反射防止膜を設けても良い。また、減光部材（２４ａ，２４ｂ）の場合と同様に、シャッター部材２５の入射面が監視光路の光軸ＡＸａと直交する面に対して傾くように配置することにより、反射光による悪影響を回避しても良い。
【００５９】
以上のように、本実施形態の監視装置２０では、照明条件の切換えにより様々な形状に変化する、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳における瞳強度分布を、露光中においても高精度に監視することができる。本実施形態の照明光学系（１〜１０，２０）では、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳における瞳強度分布を露光中においても高精度に監視する監視装置２０を用いて、空間光変調器３における多数のミラー要素３ａの姿勢を個別に微調整することにより、所望の瞳強度分布（ひいては所望の照明条件）を精度良く実現することができる。本実施形態の露光装置（１〜ＷＳ）では、所望の瞳強度分布を精度良く実現する照明光学系（１〜１０，２０）を用いて、転写すべきマスクＭのパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで、微細パターンをウェハＷに正確に転写することができる。
【００６０】
なお、上述の説明では、ビームスプリッター２０ａと第１リレー光学系２１との間の光路に対して挿脱自在にシャッター部材２５を配置している。しかしながら、これに限定されることなく、ビームスプリッター２０ａと受光センサ２３との間の光路中の任意の位置に、シャッター部材２５を挿脱自在に配置することができる。ただし、例えば第１リレー光学系２１と受光センサ２３との間の光路に対して挿脱自在にシャッター部材２５を配置する構成では、光照射に起因する第１リレー光学系２１の損傷を抑えることができない。また、シャッター部材２５の設置を省略することもできる。
【００６１】
また、上述の説明では、第２リレー光学系２２の前側レンズ群２２ａと後側レンズ群２２ｂとの間の光路中に、平行平面板の形態を有する複数の減光部材（２４ａ，２４ｂ）から選択された１つの減光部材を、その入射面が光軸ＡＸａと直交する面に対して傾くような姿勢で、光路に対して挿脱自在に配置している。しかしながら、これに限定されることなく、監視光路中における減光部材の配置位置、減光部材の具体的な構成、光路中における減光部材の姿勢、光路中に同時に配置される減光部材の数などについて、様々な形態が可能である。一例として、図示を省略するが、ビームスプリッターと受光センサとの間の光路中の任意の位置に、減光部材を挿脱自在に配置することができる。
【００６２】
また、図５に示す監視装置２０Ａのように、第２リレー光学系２２の前側レンズ群２２ａと後側レンズ群２２ｂとの間の光路中に、複数の減光部材（２４ａ，２４ｂ）から選択された減光部材２４ａと、複数の減光部材（２４ａ，２４ｂ）と同様の構成を有する複数の減光部材（２４ｃ，２４ｄ）から選択された減光部材２４ｃとを、その入射面が光軸ＡＸａと直交する面に対して傾くような姿勢で、光路に対して挿脱自在に配置する変形例も可能である。
【００６３】
また、図６に示す監視装置２０Ｂのように、光路中に固定的な姿勢で配置される減光部材（２４ａ，２４ｂ）に代えて、監視光路の光軸ＡＸａに対する傾斜角が可変で、傾斜角に応じて減光率が変化するアッテネータ２６を減光部材として用いる変形例も可能である。アッテネータ２６では、その入射面が光軸ＡＸａと直交する平面となす角度が所定の角度を超えて大きくなるにつれて透過率が低下し、ひいては減光率が増大する。
【００６４】
ところで、例えばＡｒＦエキシマレーザ光のように波長の短い照明光（露光光）を光電変換するよりも、蛍光のような可視光（とりわけ蛍光から選択された比較的狭い波長域の可視光）を光電変換する方が、リアルタイムモニターに適した応答速度の速い光電変換器を使用することが可能である。そこで、図７に示す監視装置２０Ｃでは、図４の実施形態にかかる監視装置２０の構成に対して蛍光部材２７を付設している。
【００６５】
具体的に、図７の変形例にかかる監視装置２０Ｃでは、図４の監視装置２０において受光センサ２３が配置されていた位置に、例えば平行平面板の形態を有する蛍光部材２７が配置されている。すなわち、蛍光部材２７は、監視光路中においてマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置に配置され、照明光であるＡｒＦエキシマレーザ光を受けて蛍光を発生する。
【００６６】
蛍光部材２７が発する蛍光は、可視光の一部であって、ＡｒＦエキシマレーザ光よりも長い波長を有する。ＡｒＦエキシマレーザ光に励起されて蛍光部材２７から発した蛍光は、前側レンズ群２８ａと後側レンズ群２８ｂとからなる結像光学系２８を介して、受光センサ２３Ａに達する。すなわち、受光センサ２３Ａは、結像光学系２８を介して蛍光部材２７と光学的に共役な位置（ひいてはマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置）に配置されて、入射する蛍光を光電変換して出力する。
【００６７】
受光センサ２３Ａとして、受光センサ２３と同様に、例えばＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型の二次元撮像素子を用いることができる。ただし、上述したように、蛍光を光電変換する受光センサ２３Ａは、ＡｒＦエキシマレーザ光を光電変換する受光センサ２３に比して応答速度が大きく、リアルタイムモニターに適した光電変換器である。
【００６８】
蛍光部材２７と結像光学系２８との間の光路中に、入射光から選択された波長域の光を射出するバンドパスフィルタ（波長選択部材）２９ａが配置されている。一例として、バンドパスフィルタ２９ａは、入射光（蛍光）から５００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の波長域の光を射出（選択）して、受光センサ２３Ａへ導く。バンドパスフィルタ２９ａは、ＡｒＦエキシマレーザ光が入射しても透過させることなく、ひいてはＡｒＦエキシマレーザ光を受光センサ２３Ａへ導くことがない。
【００６９】
前側レンズ群２８ａと後側レンズ群２８ｂとの間の光路中において、結像光学系２８の瞳位置またはその近傍には、蛍光部材２７から射出されて受光センサ２３Ａに達する光束を制限する開口絞り２９ｂが配置されている。開口絞り２９ｂは、蛍光部材２７への光の最大入射角よりも小さい角度で蛍光部材２７から射出される光のみを通過させる機能を有する。
【００７０】
監視装置２０Ｃでは、蛍光部材２７がマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置に配置されているので、蛍光部材２７には、マイクロフライアイレンズ７の入射面における光強度分布、ひいてはマイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳における瞳強度分布に対応した強度分布を有する光束が入射する。また、受光センサ２３Ａが蛍光部材２７と光学的に共役な位置に配置されているので、受光センサ２３Ａには、蛍光部材２７への入射光束に対応した強度分布を有する光束、ひいてはマイクロフライアイレンズ７の直後における瞳強度分布に対応した強度分布を有する光束が入射する。
【００７１】
すなわち、受光センサ２３Ａの光電変換面には、マイクロフライアイレンズ７の直後における瞳強度分布に対応した位置に、当該瞳強度分布に対応した光強度分布が、照明光であるＡｒＦエキシマレーザ光ではなく、蛍光からバンドパスフィルタ２９ａにより選択された比較的狭い波長域の可視光により形成される。したがって、図７の変形例にかかる監視装置２０Ｃでは、応答速度の速いリアルタイムモニターに適した受光センサ２３Ａを用いて、マイクロフライアイレンズ７の直後の照明瞳における瞳強度分布を露光中もリアルタイムで監視することができる。
【００７２】
また、監視装置２０Ｃでは、結像光学系２８の瞳位置またはその近傍に配置した開口絞り２９ｂの作用により、蛍光部材２７への光の最大入射角よりも小さい角度で蛍光部材２７から射出される光のみを通過させて受光センサ２３Ａへ導いている。その結果、結像光学系２８として、開口数の比較的小さい簡素な構成を有する可視光用の光学系を用いることができる。
【００７３】
また、監視装置２０Ｃでは、蛍光部材２７と結像光学系２８との間の光路中に配置されたバンドパスフィルタ２９ａの作用により、入射する蛍光から５００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の波長域の光を選択して受光センサ２３Ａへ導いている。その結果、結像光学系２８において色収差の補正が比較的容易（あるいは色収差の補正が実質的に不要）になり、結像光学系２８３の設計を複雑化することなく受光センサ２３Ａに達する光の強度を確保することができる。
【００７４】
なお、図７の変形例では、入射光から選択された波長域の光を射出する波長選択部材として、蛍光部材２７と結像光学系２８との間の光路中に配置されたバンドパスフィルタ２９ａを用いている。しかしながら、これに限定されることなく、蛍光部材２７と受光センサ２３Ａとの間の光路中の任意の位置に波長選択部材を配置しても良い。また、波長選択部材の設置を省略することもできる。
【００７５】
なお、上述の実施形態および各変形例では、監視装置２０（２０Ａ〜２０Ｃ）のビームスプリッター２０ａが、リレー光学系５の後側レンズ群５ｂとリレー光学系６との間の光路中に配置されている。しかしながら、これに限定されることなく、監視装置のビームスプリッターの配置については様々な変形例が可能である。一例として、図８に示すように、前側レンズ群５ａと後側レンズ群５ｂとの間の光路中においてリレー光学系５の瞳位置またはその近傍に、監視装置２０Ｄのビームスプリッター２０ａを配置することができる。
【００７６】
図８の変形例にかかる監視装置２０Ｄは、図９に示すように、図４の実施形態にかかる監視装置２０と類似の構成を有する。しかしながら、図８の変形例では、図４の実施形態におけるリレー光学系２１に代えて、ビームスプリッター２０ａと光学的に共役な位置に仮想共役面２１ａを配置し、ひいてはマイクロフライアイレンズ７の入射面と光学的に共役な位置に受光センサ２３を配置するためのリレー光学系３０が配置されている。
【００７７】
同様に、図示を省略したが、図５〜図７の変形例にかかる監視装置２０Ａ〜２０Ｃと類似の構成を有する監視装置のビームスプリッター２０ａを、前側レンズ群５ａと後側レンズ群５ｂとの間の光路中においてリレー光学系５の瞳位置またはその近傍に配置することもできる。
【００７８】
また、上述の説明では、光源ＬＳと空間光変調器３との間の光路中に配置されて空間光変調器３の配列面へ入射する光の強度分布の均一性を向上させる光強度分布均一化部材２として、波面分割素子としてのレンズアレイ２ａとリレー光学系２ｂとを用いている。しかしながら、例えば内面反射型のオプティカルインテグレータ（典型的にはロッド型インテグレータ）を用いて光強度分布均一化部材を構成することもできる。
【００７９】
上述の実施形態では、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー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複数の反射面の向き（角度：傾き）を個別に制御可能な空間光変調器３を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ（位置）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、たとえば米国特許第５，３１２，５１３号公報並びに米国特許第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。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、たとえば米国特許第６，８９１，６５５号公報や、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。
【００８０】
上述の実施形態では、瞳強度分布を形成するために入射光を空間的に変調して射出する空間光変調素子として、所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素３ａを有する空間光変調器３を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、入射光を空間的に変調して射出する空間光変調素子として、所定面内に配列されて個別に制御される複数の透過光学要素を備えた透過型の空間光変調器などを用いることもできる。
【００８１】
上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含む空間光変調素子を用いることができる。空間光変調素子を用いた露光装置は、たとえば米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報に開示されている。また、上述のような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。
【００８２】
上述の実施形態の露光装置は、本願特許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っても良い。
【００８３】
次に、上述の実施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１０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。図１０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ェハ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、上述の実施形態の投影露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハ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ェハ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）。
【００８４】
その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの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）。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の投影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ェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまた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、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板としてパターンの転写を行う。
【００８５】
図１１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。図１１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）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。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上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよ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、上述の実施形態の投影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。
【００８６】
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ックス状に多数配列するか、または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。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。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およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００８７】
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。
【００８８】
なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。
【００８９】
また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット、特開平６−１２４８７３号公報および特開平１０−３０３１１４号公報の教示を参照として援用する。
【００９０】
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク（またはウェハ）を照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク（またはウェハ）以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００９１】
１  ビーム送光部
２  光強度分布均一化部材
３  空間光変調器
４  ビームモニター
５，６  リレー光学系
７  マイクロフライアイレンズ（オプティカルインテグレータ）
８  コンデンサー光学系
９  マスクブラインド
１０  結像光学系
２０  監視装置
２０ａ  ビームスプリッター
２０ｂ  監視装置の本体部
２３  受光センサ
２４  減光部材
２５  シャッター部材
２６  アッテネータ
２７  蛍光部材
ＬＳ  光源
ＤＴｒ，ＤＴｗ  瞳強度分布計測部
ＣＲ  制御系
Ｍ  マスク
ＭＳ  マスクステージ
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ
【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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【図１１】
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