(57)【要約】【課題】  照明光の光量の損失を抑えつつ投影光学系の瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布、及び照明領域または露光領域における照明ムラを補正することができる照明光学系を提供する。【解決手段】  光源２から射出される極端紫外光で照明領域Ｍを照明する照明光学系において、前記照明光学系の瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正する第１補正手段１６と、前記照明領域Ｍにおける光強度分布を補正する第２補正手段１４とを備える。【選択図】  図１
2006128321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される極端紫外光で照明領域を照明する照明光学系において、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正する第１補正手段と、
前記照明領域における光強度分布を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーにより構成されるフライアイミラー光学系を備え、
前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置され、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置され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】
前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と、前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置され、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と、前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項２記載の照明光学系。
【請求項４】
前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうちの少なくとも１つに対応して設けられた多層膜を備え、
前記多層膜の層数に基づく前記単位ミラーの反射率分布により前記照明光学系の瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正し、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうちの少なくとも１つに対応して設けられた多層膜を備え、
前記多層膜の層数に基づく前記単位ミラーの反射率分布により前記照明領域における光強度分布を補正することを特徴とする請求項２記載の照明光学系。
【請求項５】
前記第１補正手段は、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための光強度分布補正部材を備え、前記光強度分布補正部材の厚さに基づく前記光強度分布補正部材の透過率分布により前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正し、
前記第２補正手段は、前記照明領域における照明ムラを補正するための照明ムラ補正部材を備え、前記照明ムラ補正部材の厚さに基づく前記照明ムラ補正部材の透過率分布により前記照明領域における照明ムラを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記第１補正手段により前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布が補正されることにより生じる前記照明領域における光強度分布の悪化を補正する第１副作用補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記第２補正手段により前記照明領域における光強度分布が補正されることにより生じる前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布の悪化を補正する第２副作用補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第１副作用補正手段は、前記第１補正手段により生じる前記照明領域における光強度分布を補正するための透過率分布または反射率分布を有し、
前記第２副作用補正手段は、前記第２補正手段により生じる前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための透過率分布または反射率分布を有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】
光源から射出される光束で照明領域を照明する照明光学系において、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布の悪化を補正する第１補正手段と、
前記照明領域における偏光による光強度分布を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項１０】
前記光束は、極端紫外光により形成される光束であることを特徴とする請求項９記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記第１補正手段は、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による局所的な光強度分布の悪化を補正する第１局所補正手段と、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による全体的な光強度分布の悪化を補正する第１全体補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０記載の照明光学系。
【請求項１２】
前記第２補正手段は、
前記照明領域における偏光による局所的な光強度分布の悪化を補正する第２局所補正手段と、
前記照明領域における偏光による全体的な光強度分布の悪化を補正する第２全体補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項１３】
前記第１局所補正手段は、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記照明領域、前記照明領域の近傍の位置、及び前記照明領域と光学的に共役な位置またはその近傍の位置の何れかに配置され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】
入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーにより構成されるフライアイミラー光学系を備え、
前記第１局所補正手段は、前記射出側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記入射側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置されることを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の照明光学系。
【請求項１５】
前記第１局所補正手段は、前記射出側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と、前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記入射側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と、前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項１４記載の照明光学系。
【請求項１６】
前記第１局所補正手段は、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における第１偏光成分による光強度分布を補正する第１偏光強度分布補正手段と、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における、前記第１偏光成分の偏光方向と交差する方向に偏光方向を有する第２偏光成分による光強度分布を補正する第２偏光強度分布補正手段と、
を備え、
前記第２局所補正手段は、
前記照明領域における第１偏光成分による照明ムラを補正する第１偏光照明ムラ補正手段と、
前記照明領域における、前記第１偏光成分の偏光方向と交差する方向に偏光方向を有する第２偏光成分による照明ムラを補正する第２偏光照明ムラ補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項１７】
前記第１局所補正手段は、前記第１偏光強度分布補正手段により補正された前記第１偏光成分と、前記第２偏光強度分布補正手段により補正された前記第２偏光成分との光強度差を補正する第１光強度差補正手段を更に備え、
前記第２局所補正手段は、前記第１偏光照明ムラ補正手段により補正された前記第１偏光成分と、前記第２偏光照明ムラ補正手段により補正された前記第２偏光成分との光強度差を補正する第２光強度差補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の照明光学系。
【請求項１８】
前記第１全体補正手段及び前記第２全体補正手段は、斜入射ミラーまたは多層膜ミラーを備えることを特徴とする請求項１２乃至請求項１７の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項１９】
前記第１全体補正手段は、前記射出側フライアイミラーと前記照明領域との間の光路中に配置され、
前記第２全体補正手段は、前記光源と前記入射側フライアイミラーとの間の光路中に配置されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１８の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項２０】
感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、
前記照明領域を前記マスクに形成して、露光領域を前記感光性基板に形成する請求項１乃至請求項１９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２１】
請求項２０記載の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための照明光学系、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マイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路の製造においては、マスク上に形成された非常に微細なパターンを感光性基板上に転写するために、可視光あるいは紫外光を利用したフォトリソグラフィの手法が用いられている。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された感光性基板上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
近年、半導体集積回路の高集積化、高密度化を実現するために、回路の線幅を更に細く、または、パターンを更に精細にする必要があるため、投影露光装置において解像度の向上が要求されている。投影露光装置において解像度を上げるために、露光光源波長としては、これまでに水銀灯（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）等が実用化されており、より解像度を上げるために更なる短波長化が進んでいる。ここで、露光光源として波長が１５７ｎｍより短い光、特に極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いてマスクのパターンを感光性基板上に投影露光する場合、短波長の光に対して高い透過率を有する硝材が限定されていることから、投影露光装置は少なくとも１つの反射型の光学系により構成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４９００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
露光装置は、マスクを均一に照明する照明光学系及びマスクのパターン像を感光性基板に投影する投影光学系を具備しているが、より一層微細なパターンを感光性基板に露光しようとすると、照明光学系にてマスク面に形成される照明領域や投影光学系にて感光性基板面に形成される露光領域における光強度分布を均一にして照明ムラや露光ムラを高精度に抑える必要がある。
【０００６】
また、従来においては、着目されていなかったが、ＥＵＶ光等のより短波長な光を用いてより一層微細なパターンを転写しようとすると、照明光学系の瞳（瞳面）の位置、または投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置での光強度分布を制御することが不可欠であることが様々な検討を進めていった結果、明らかになった。
【０００７】
この発明の課題は、照明光学系の瞳（瞳面）の位置、または投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置での光強度分布を良好なる光強度分布に設定できると共に、照明領域または照明領域と光学的に共役な位置での光強度分布を良好なる光強度分布に設定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マイクロ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】
【０００８】
第１発明による照明光学系は、光源から射出される極端紫外光で照明領域を照明する照明光学系において、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正する第１補正手段と、前記照明領域における光強度分布を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この第１発明による照明光学系によれば、照明領域での光強度分布と照明光学系の瞳位置（瞳面）での光強度分布をそれぞれ独立にコントロールすることができるため、照明領域での光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性や偏光特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定される。このため、被照明物体に対して良好なる照明を達成することができる。この照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。
【００１０】
また、第２発明による照明光学系は、光源から射出される光束で照明領域を照明する照明光学系において、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布の悪化を補正する第１補正手段と、前記照明領域における偏光による光強度分布を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この第２発明による照明光学系によれば、照明領域での偏光による光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの偏光角度特性、角度による偏光光強度分布特性等）が適切に設定されるため、良好なる照明を達成することができる。この照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における偏光による光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、マスクパターン像を感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での偏光による光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、感光性基板上における方向による解像力の差やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成されたより一層微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。
【００１２】
以上の第１発明及び第２発明による照明光学系を備えた露光装置を用いてマスクパターンを感光性基板に露光する露光工程及び露光工程にて露光された感光性基板を現像する現像工程を含むマイクロデバイスの製造方法によれば、極めて良好で微細なパターンを形成することができるため、高集積度で高性能なマイクロデバイスを得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による照明光学系によれば、照明領域での光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定されるため、被照明物体に対して良好なる照明を達成することができる。
【００１４】
また、本発明による照明光学系によれば、照明領域での偏光による光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの偏光角度特性、角度による偏光光強度分布特性等）が適切に設定されるため、良好なる照明を達成することができる。
【００１５】
以上の照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における偏光成分を含む光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での偏光成分を含む光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、高コントラストのもとでより一層微細なマスクパターンを感光性基板に忠実に転写することができる。しかも、照明光学系の瞳（瞳面）の位置や照野における偏光成分を含めた光強度分布を独立にコントロールすることができるため、マスクに形成される照明領域や感光性基板に形成される露光領域では最適な照明条件（照明角度特性等）のもとで最適な光強度分布を形成できる。この結果、感光性基板に形成されるパターンは方向による線幅差の問題を招くことなく、忠実な所望の良好なる微細パターンを感光性基板に形成することができる。
【００１６】
以上の照明光学系を備えた露光装置を用いてマスクパターンを感光性基板に露光する露光工程及び露光工程にて露光された感光性基板を現像する現像工程を含むマイクロデバイスの製造方法によれば、極めて良好で微細なパターンが形成できるため、高集積度で高性能なマイクロデバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この投影露光装置は、露光光として約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ（extreme ultra violet、極端紫外）光を用いて、投影光学系ＰＬに対してマスクＭ及びウエハＷを相対的に移動させつつマスクＭのパターンの像を感光性材料（レジスト）が塗布された感光性基板としてのウエハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。また、以下の説明においては、図１中に示した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軸が図１の紙面の左右方向、Ｙ軸が図１の紙面に垂直な方向、Ｚ軸が図１の紙面の鉛直方向となるように設定されている。
【００１８】
この投影露光装置は、図１に示すように、約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ光を射出するレーザプラズマ光源２、及びコリメータミラー１２、フライアイミラー光学系１４，１６、コンデンサミラー１８により構成される照明光学系を備えている。この照明光学系により反射型マスクＭ上には円弧状の照明領域が形成され、この円弧状に照明された反射マスクＭのパターン像が反射型の投影光学系ＰＬにより所定の縮小倍率のもとで感光性基板としてのウエハＷ上に形成される。この投影光学系ＰＬは複数枚のミラー（４枚、６枚又は８枚等）で構成されたウエハＷ側がテレセントリックな反射光学系である。ここで、反射型マスクＭはマスクステージＭＳに保持され、ウエハＷはウエハステージＷＳに保持されている。マスクステージＭＳ及びウエハステージＷＳをＺ方向へ互いに反対方向へ移動させることにより、反射マスクＭの全面のパターンがウエハＷ上の所定のショット領域に形成される。この露光を行うスキャン動作と別のショット領域に露光を行うステップ動作を繰り返すことにより、ウエハＷ上には多数の露光領域が形成される。
【００１９】
なお、照明光学系を構成するコリメータミラー１２、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する各単位ミラー、およびコンデンサミラー１８は、ＥＵＶ光の反射率を向上させるために、ガラス、セラミックス、金属などからなる基板、およびその基板上に形成されるモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる多層膜により構成されている。
【００２０】
レーザプラズマ光源２は、半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザ光源またはエキシマレーザ光源等の高出力レーザ光源４、高出力レーザ光源４から射出されるレーザ光を集光する集光レンズ６、レーザプラスマ光源のターゲットとしてのキセノンガス（Ｘｅ）やクリプトンガス（Ｋｒ）等を噴出するノズル８、発生したＥＵＶ光等を集光する集光ミラー１０を備えている。
【００２１】
高出力レーザ光源４から射出されたレーザ光は、集光レンズ６により一点に集光され、その集光点にはレーザプラスマ光源のターゲットとしてのキセノンガスやクリプトンガス等がノズル８から噴出されており、そのターゲットが高出力レーザ光源４から射出されるレーザ光のエネルギでプラズマ状態に励起される。そして、これが低ポテンシャル状態に遷移する際にＥＵＶ光、波長１００ｎｍ以上の紫外光、可視光及び他の波長の光を放出する。
【００２２】
放出されたＥＵＶ光等は、集光ミラー１０に入射する。ここで、集光ミラー１０は、高出力レーザ光源４から射出されたレーザ光が集光レンズ６により集光される集光点がその第１焦点位置またはその近傍と一致するように配置されている。集光ミラー１０の内面にはＥＵＶ光反射膜、例えばモリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）とが繰返し積層されている多層膜が形成されている。従って、集光ミラー１０に入射したＥＵＶ光等のうち波長約１３ｎｍのＥＵＶ光のみが集光ミラー１０により反射されて、集光ミラー１０の第２焦点位置に集光する。なお、波長約１１ｎｍのＥＵＶ光により露光を行う場合には、波長約１１ｎｍのＥＵＶ光のみを反射するＥＵＶ光反射膜、例えばモリブデン（Ｍｏ）及びベリリウム（Ｂｅ）からなる多層膜を用いるとよい。
【００２３】
レーザプラズマ光源２からＺ方向に射出されたＥＵＶ光は、露光光（照明光）として集光ミラー１０の第２焦点位置またはその近傍に集光され、コリメータミラー１２により反射される。コリメータミラー１２により反射されたＥＵＶ光は、オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー光学系１４，１６へ導かれ、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する一方の入射側フライアイミラー１４に入射する。図２は、入射側フライアイミラー１４の構成を示す図である。図２に示すように、入射側フライアイミラー１４は、並列に配列されて照野と実質的に相似な円弧状の形状を有する複数の単位ミラー１４ａにより構成され、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置に配置されている。
【００２４】
また、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面に設けられている多層膜の層数は局所的に異なっており、この多層膜の層数はこの投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面の照明領域（ひいてはウエハＷ面の露光領域）における照明ムラを打ち消す反射率分布を有するように構成されている。従って、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面に設けられている多層膜が第２補正手段として機能し、多層膜の層数に基づく各単位ミラー１４ａの反射率分布の制御により、マスクＭ面の照明領域（ひいてはウエハＷ面の露光領域）における照明ムラ（悪化した光強度分布）が補正される。
【００２５】
例えば、マスクＭ面の照明領域における照明ムラが図３に示すような照明ムラであった場合において、各単位ミラー１４ａ上に設けられる多層膜の構成について説明する。ここで、図３に示す領域Ｌ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆの光強度の大きさは、光強度が強い方から順に領域Ｌｄ，Ｌ，Ｌｅ，Ｌｆ（Ｌｄ＞Ｌ＞Ｌｅ＞Ｌｆ）とする。
【００２６】
図３に示すマスクＭ面の照明領域における照明ムラ（光強度分布の不均一性）を小さくするためには、領域Ｌｄの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために、領域Ｌｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図４（ａ）に示す領域Ｌｄに対応する各単位ミラー１４ａ上の領域Ｎｄの多層膜の層数を、図４（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｎに対して減少させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に下げる。また、領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために反射率を大きくする必要がある。具体的には、図４（ａ）に示す領域Ｌｅ，Ｌｆに対応する各単位ミラー１４ａ上の領域Ｎｅ，Ｎｆの多層膜の層数を、図４（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｎに対して増大させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に上げる。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布を変更することにより、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面上の照明領域（ひいてはウエハＷ面上の露光領域）における照明ムラを補正することができる。
【００２８】
また、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数を調整することにより、後述する射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布により投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布が補正されることにより生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる（第１副作用補正手段）。即ち、入射側フライアイミラー１４の反射面上の多層膜の層数は、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ、及び射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布により投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布が補正されることにより生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正するための反射率分布を有するように構成されている。
【００２９】
入射側フライアイミラー１４に入射したＥＵＶ光は、入射側フライアイミラー１４により反射され、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する他方の射出側フライアイミラー１６に入射する。図５は、射出側フライアイミラー１６の構成を示す図である。図５に示すように、射出側フライアイミラー１６は、並列に配列され矩形（長方形）の形状を有する多数の単位ミラー１６ａにより構成され、後述する投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。従って、射出型フライアイミラー１６の射出側またはその近傍（照明光学系の瞳位置、照明光学系の瞳位置の近傍、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置、あるいは投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置の近傍の位置）には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点が形成され、ここには二次光源が形成される。
【００３０】
なお、照明光学系の瞳位置とは、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置の事を意味し、例えば、主光線が照明光学系の光軸と交差する位置、主光線が照明光学系内の光束の中心を通る基準軸と交差する位置を意味する。
【００３１】
また、射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面に設けられている多層膜の層数は局所的に異なっており、これらの多層膜の層数は露光装置の光学系を構成する各光学部品の製造誤差や露光装置内の光学系を組み上げる組み立て誤差等により、照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置（換言すれば、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）にて悪化する光強度分布を打ち消すような反射率分布を有するように構成されている。従って、射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面に設けられている多層膜が第１補正手段として機能し、多層膜の層数に基づく各単位ミラー１６ａの反射率分布の制御により、各単位ミラー１６ａの反射面により反射されるＥＵＶ光の光強度分布が所望の適切な光強度分布に補正される。
【００３２】
次に、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）における光強度分布が図６に示すような光強度分布であった場合において、射出側フライアイミラー１６上に設けられる多層膜の構成について説明する。ここで、図６に示す領域Ｅ，Ｅｄ，Ｅｅ，Ｅｆの光強度の大きさは、光強度が強い方から順に領域Ｅｄ，Ｅ，Ｅｅ，Ｅｆ（Ｅｄ＞Ｅ＞Ｅｅ＞Ｅｆ）とする。
【００３３】
図６に示す投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布の不均一性を補正するためには、領域Ｅｄの光強度の強さを領域Ｅの光強度の強さと同一にするために領域Ｅｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図７（ａ）に示す領域Ｅｄに対応する射出側フライアイミラー１６上の領域Ｆｄの多層膜の層数を、図７（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｆに対して減少させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に下げる。また、領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度の強さを領域Ｅの光強度の強さと同一にするために反射率を大きくする必要がある。具体的には、図７（ａ）に示す領域Ｅｅ，Ｅｆに対応する射出側フライアイミラー１６上の領域Ｆｅ，Ｆｆの多層膜の層数を、図７（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｆに対して増大させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に上げる。
【００３４】
図７（ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置（換言すれば、照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置）に配置されている射出側フライアイミラー１６の各反射面に形成されるべき多層膜の層数に応じて反射率分布を変更する。
【００３５】
これにより、露光装置の光学系を構成する各光学部品の製造誤差や露光装置内の光学系を組み上げる組み立て誤差等により、二次光源が形成される照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置で悪化する光強度分布を良好に補正でき、ひいては、二次光源像が形成される投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）にて悪化する光強度分布を良好に補正することができる。
【００３６】
以上においては、図６に示す如く投影光学系ＰＬの瞳面全体での不均一な分布を補正するために、図７に示す如き射出側フライアイミラー１６中の単位ミラー１６ａの反射率分布を補正した例を示したが、本発明はこれに限る事はない。ここで、射出側フライアイミラー１６の射出側面またはその近傍には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点（二次光源）が形成される。このため、射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａに形成される補正用の反射膜（多層膜）は、射出側フライアイミラー１６により形成される二次光源を完全に均一にすることなく、反射型フライアイミラー１６により形成される多数の集光点（二次光源）のピーク強度を等しくするように構成されても良いことは言うまでもない。
【００３７】
このように、コリメータミラー１２を反射してほぼ平行光に変換されたＥＵＶ光は、入射側フライアイミラー１４の反射作用により集光されて、以上にて説明した補正用の反射膜が形成された射出側フライアイミラー１６の射出側には、所望の光強度分布に補正された二次光源が形成される。
【００３８】
また、射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数を適切に調整すれば、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布の悪化）が補正されることにより生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布の悪化を補正することができる（第２副作用補正手段）。即ち、射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数は、この投影露光装置を組み立てたときに生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布、及び入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布の悪化）が補正されることにより生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための反射率分布を有するように構成されている。
【００３９】
射出側フライアイミラー１６により形成された二次光源からのＥＵＶ光は、コンデンサミラー１８に入射する。コンデンサミラー１８により反射されたＥＵＶ光は、所定の回路パターンが形成されている反射型マスクＭ上を重畳的に均一照明する。
【００４０】
反射型マスクＭにより反射されたＥＵＶ光は、図示しない複数の結像用反射部材を備える反射型投影光学系ＰＬの瞳位置において二次光源像を形成し、レジストが塗布された感光性基板としてのウエハＷ上にマスクＭに形成されたパターン像を投影露光する。なお、反射型投影光学系ＰＬの瞳位置またはその近傍には、反射型投影光学系ＰＬの開口数を規定する開口絞りＡＳが設けられている。
【００４１】
また、ウエハＷはウエハステージＷＳに載置されており、ウエハステージＷＳの一端には、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する光強度検出装置２０が設けられている。光強度検出装置２０は、不図示ではあるが、ウエハＷ面と同一の高さに設定されたピンホール板、このピンホール板からのＥＵＶ光をほぼ平行光に変換するコリメート光学部材（ミラーやレンズ等）、およびコリメート光学部材からのほぼ平行なＥＵＶ光を光電検出する検出器とを備えている。そして、光強度検出装置２０内の検出器にてＥＵＶ光を光電検出することにより、この投影露光装置が組み立てられた後に生じる投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する。また、ウエハステージＷＳの一端には、ウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布）を検出する照明ムラ検出装置２１が設けられている。照明ムラ検出装置２１は、この投影露光装置が組み立てられた後に生じるマスクＭ面上の照明領域における照明ムラを検出する。
【００４２】
次に、この投影露光装置を組み立てたときに発生したマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを打ち消すための反射率分布を有する入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面の多層膜を形成する処理を、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まず、装置を組み立て完了後、ウエハステージＷＳを二次元的に移動させながら照明ムラ検出装置２１によりウエハＷ面上の各点における照明ムラをそれぞれ検出する（ステップＳ１０）。次に、ステップＳ１０において検出された装置組み立て時に発生したウエハＷ面上における照明ムラに基づいて、入射側フライアイミラー１４の適切な単位ミラー１４ａの反射面を選択し、選択された単位ミラー１４ａの反射面に形成されるべき反射率分布を決定する。即ち、ウエハＷ面上（マスクＭ面上）における全体的又は局所的に発生している好ましくない照明ムラを打ち消す反射率分布となるように、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数をそれぞれ算出する（ステップＳ１１）。
【００４４】
次に、ステップＳ１１において算出された入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面の多層膜の層数に基づいて、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に多層膜を形成し、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に反射率分布を付与する（ステップＳ１２）。例えば、ステップＳ１２では、計測時に露光装置内にて設定された入射側フライアイミラー１４を露光装置から取り出し、その取り出された入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に所望の反射率分布を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー１４ａに補正膜が形成された入射側フライアイミラー１４を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ１２の工程が完了する。
【００４５】
なお、以上においては入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射率分布を修正して入射側フライアイミラー１４の再利用をする例を示したが、計測時に設定された入射側フライアイミラー１４と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらに、ステップＳ１１にて算出された結果に基づいて、各単位ミラーが所望の反射率分布となるようなフライアイミラーを新たに作成しても良い。さらには、上記ステップＳ１１における算出結果に基づいて、ステップＳ１２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。
【００４６】
以上のステップＳ１２にて、新たに修正された入射側フライアイミラー１４が照明光路内の所定位置に設定されることにより、ウエハＷ面では適切な光強度分布が形成され、照明ムラを補正することができる。
【００４７】
次に、この投影露光装置を組み立て完了後に発生した照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置の光強度分布を打ち消すための反射率分布を有する射出側フライアイミラー１６の反射面の多層膜を形成する処理を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、装置を組み立て完了後、ウエハステージＷＳを二次元的に移動させながら光強度検出装置２０により露光領域の各点での投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する（ステップＳ２０）。次に、ステップＳ２０において検出された装置組み立て時に発生した投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布に基づいて、射出側フライアイミラー１６の適切な単位ミラー１６ａの反射面を選択し、選択された単位ミラー１６ａの反射面の反射率分布を決定する。即ち、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置にて全体的又は局所的に発生している好ましくない光強度分布を打ち消す反射率分布となるように、射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面上の多層膜の層数をそれぞれ算出する（ステップＳ２１）。
【００４９】
次に、ステップＳ２１において算出された射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面の多層膜の層数に基づいて、射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面に多層膜を形成し、各単位ミラー１６ａにより形成される射出側フライアイミラー１６の反射面に反射率分布を付与する（ステップＳ２２）。例えば、ステップＳ２２では、計測時に露光装置内にて設定された射出側フライアイミラー１６を露光装置から取り出し、その取り出された射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面に所望の反射率分布を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー１６ａに補正膜が形成された射出側フライアイミラー１６を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ２２の工程が完了する。
【００５０】
なお、以上においては射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射率分布を修正して射出側フライアイミラー１６の再利用をする例を示したが、計測時に設定された射出側フライアイミラー１６と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらに、ステップＳ２１にて算出された結果に基づいて、各単位ミラーが所望の反射率分布となるようなフライアイミラーを新たに作成しても良い。さらには、上記ステップＳ２１にて算出された算出結果に基づいて、ステップＳ２２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。
【００５１】
以上のステップＳ２２にて、新たに修正された射出側フライアイミラー１６が照明光路内の所定位置に設定されることにより、射出側フライアイミラー１６の射出面（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置にて形成される二次光源が所望の光強度分布に設定され、ひいてはこの二次光源位置と光学的に実質的に共役な位置にある投影光学系ＰＬの瞳位置に形成される光強度分布も所望の光強度分布に設定される。これにより、マスクＭ面やウエハＷ面全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定されるため、極めて良好なる露光を達成することができる。
【００５２】
また、図８の各工程を完了した場合でも入射側フライアイミラー１４の補正に伴う照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）が発生したり、図９の各工程を完了した場合でも射出側フライアイミラー１６の補正に伴う照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラ等の光強度分布の悪化（副作用）が発生することがある。
【００５３】
図８の各工程を完了した前者の場合には、図９の各工程を実行し、射出側フライアイミラー１６の反射率の修正を行うことが望ましく、あるいは、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）を補正する透過率分布を有する補正部材を照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置に配置しても良い。
【００５４】
また、図９の各工程を完了した後者の場合には、図８の各工程を実行し、入射側フライアイミラー１４の反射率の修正を行うことが望ましく、あるいは、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラ等の光強度分布の悪化（副作用）を補正する透過率分布を有する補正部材を照明領域近傍の位置、照明領域と光学的共役な位置、または照明領域と光学的共役な位置の近傍の位置に配置しても良い。
【００５５】
さらには、図１０に示すように、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の補正により発生する各副作用を同時に補正するようにすることも可能である。
【００５６】
ステップＳ３０では、照明ムラ検出装置２１によってウエハＷ面での光強度分布を検出して、照明ムラを求めると共に、光強度検出装置２０により投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布を求める。
【００５７】
ステップＳ３１では、ステップＳ３０の計測結果に基づいて、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６における各単位ミラーに補正すべき適切な単位ミラー（１４ａ、１６ａ）を選択し、選択された単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成すべき補正用の反射率分布を算出する。この算出結果に基づき、入射側フライアイミラー１４の単位ミラー１４ａに補正用の反射率分布を形成した場合に、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを悪化させることなく、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）を補正することができる射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａの反射率分布を再度算出する。
【００５８】
同時に、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成すべき補正用の反射率分布を算出結果に基づき、射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａに補正用の反射率分布を形成した場合に、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化させることなく、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを補正することができる入射側フライアイミラー１４の単位ミラー１４ａの反射率分布を再度算出する。
【００５９】
ステップＳ３２では、計測時に露光装置内にて設定された入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６を露光装置から取り出し、その取り出された２つのフライアイミラー（１４、１６）の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射面に上記ステップＳ３１の算出結果に基づく、所望の反射率分布（所望の多層膜の層数）を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）にそれぞれ補正膜が形成された２つのフライアイミラー（１４、１６）を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ３２の工程が完了する。
【００６０】
なお、以上においては２つのフライアイミラー（１４、１６）の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射率分布をそれぞれ修正して２つのフライアイミラー（１４、１６）の再利用をする例を示したが、計測時に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらには、上記ステップＳ３１における算出結果に基づいて、ステップＳ３２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。
【００６１】
なお、ステップＳ３２では、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の副作用を考慮していない補正膜を各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成し、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）での補正膜の付与により生ずる副作用を補正するための透過率を有する補正板を設けることも可能である。
【００６２】
以上のように、図１０に示した調整手法によれば、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６に補正膜を付与したこにより生じる副作用を抑えることができるため、より一層微細なパターンを良好にウエハＷ面上に転写することができる。
【００６３】
以上の第１の実施の形態の投影露光装置によれば、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域やウエハ面に形成される露光領域における光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、ウエハ面上に形成される投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での光強度分布を所望の光強度分布に設定できるため、高コントラストのもとでより一層微細なマスクパターンをウエハ面上に忠実に転写できる。しかも、照明光学系の瞳（瞳面）の位置や照野における光強度分布を独立にコントロールできるため、ウエハ面上に形成されるパターンは方向による線幅差の問題を招くことなく、忠実な所望の良好なる微細パターンをウエハ面上に形成することができる。
【００６４】
また、装置を使用している間に曇り等の要因により投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）や照明領域（マスクＭやウエハＷ）での光強度分布が経時的に変化する場合にも、図８〜図１０に示した各ステップ（Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ２０〜Ｓ２２、Ｓ３０〜Ｓ３２）を実行することが望ましい。この場合、ウエハステージＷＳの一端に設けられている光強度検出装置２０及び照明ムラ検出装置２１を用いて、定期的に投影光学系ＰＬの瞳位置または瞳面での光強度分布およびウエハＷ面での光強度分布を計測し、この計測された少なくとも一方の光強度分布の悪化が認められた場合、図８〜図１０に示した各ステップ（Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ２０〜Ｓ２２、Ｓ３０〜Ｓ３２）を実行すると良い。もし、上記の投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化を予測できる場合には、予測される光強度分布を設定することのできるフライアイミラーを予め用意して、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化が生じた場合に、予め用意したフライアイミラーに交換すれば良い。
【００６５】
また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａ及び射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面の反射率分布が１つの多層膜により形成されているが、反射率が異なる２つ以上の多層膜により形成されるようにしてもよい。例えば使用波長が１３．５ｎｍの場合、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下Ｍｏ／Ｓｉ多層膜という）、ルテニウム（Ｒｕ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下、Ｒｕ／Ｓｉ多層膜という）を、ロジウム（Ｒｈ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下、Ｒｈ／Ｓｉ多層膜という）とを組み合わせて入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射面の反射率分布を形成してもよい。ここで、各多層膜の反射率の大きさは、使用波長１３．５ｎｍに対して反射率が大きい方から順にＭｏ／Ｓｉ多層膜、Ｒｕ／Ｓｉ多層膜、Ｒｈ／Ｓｉ多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の反射率＞Ｒｕ／Ｓｉ多層膜の反射率＞Ｒｈ／Ｓｉ多層膜の反射率）である。
【００６６】
また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ検出装置２１はウエハステージＷＳ上に設けられており、ウエハＷ面上における照明ムラを検出しているが、マスクＭを載置するマスクステージＭＳ上に設け、ウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に位置するマスクＭ面上における照明ムラを検出するようにしてもよい。
【００６７】
なお、以上の第１の実施の形態では、照明光学系の瞳位置にフライアイミラー光学系により形成される二次光源に関する光の強度の調整や補正について説明したが、偏光光の強度分布の調整や補正を行うようにしても良い。
【００６８】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１１は、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、図１１に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上に形成されている多層膜に代えて、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正する照明ムラ補正板（照明ムラ補正部材）２２を備えている。また、射出側フライアイミラー１６の反射面上に形成されている多層膜に代えて、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置における光強度分布を補正する光強度分布補正板（光強度分布補正部材）２３を備えている。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００６９】
マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正する照明ムラ補正板（第１照明ムラ補正部材）２２は、入射側フライアイミラー１４の近傍の位置に配置されている。また、照明ムラ補正板２２は、図１２（ｂ）に示すように、ＥＵＶ光に対してある程度の透過率を有し、かつ局所的に厚さの異なる物質により形成されている。例えば、ＥＵＶ光に対してある程度の透過率を持つ物質としては次のような物質がある。無機物として、アルミニウム、ホウ素、インジウム、パラジウム、ジルコニウム、チタニウム、有機物として炭素、ポリカーボネイト等である。またこれらの物質を適切に組み合わせたアルミニウム／炭素、アルミニウム／チタニウム等でも良い。なお、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置された後述する光強度分布補正板２３も、上記の如く照明ムラ補正板２２と同様な物質で構成されることが好ましい。ここで、照明ムラ補正板２２は、入射側フライアイミラー１４に入射するＥＵＶ光または入射側フライアイミラー１４により反射されるＥＵＶ光の照明ムラを補正する適切な透過率分布を有している。従って、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる。
【００７０】
即ち、例えばマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラが図３に示すような照明ムラ（領域Ｌｄ＞Ｌ＞Ｌｅ＞Ｌｆ）であった場合において、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラの大きさを小さくするためには、領域Ｌｄの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために領域Ｌｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図１２（ａ）に示す領域Ｌｄに対応する照明ムラ補正板２２上の領域Ｏｄの厚さを、図１２（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｏに対して厚くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に下げる。また、領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度を領域Ｌの光強度と同一にするためには、これら領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度を強くする必要がある。具体的には、図１２（ａ）に示す領域Ｌｅ，Ｌｆに対応する照明ムラ補正板２２上の領域Ｏｅ，Ｏｆの厚さを、図１２（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｏに対して薄くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に上げる。
【００７１】
図１２（ｂ）に示すように、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置に配置されている入射側フライアイミラー１４の近傍に照明ムラ補正板２２が配置されているため、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる。
【００７２】
また、照明ムラ補正板２２の厚さを局所的に調整することにより、後述する光強度分布補正板２３の厚さに基づく透過率分布により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布が補正されることにより副作用として生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる（第１副作用補正手段）。
【００７３】
投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布を補正する光強度分布補正板（第１光強度分布補正部材）２３は、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置されており、図示しない他の光強度分布補正板（第２光強度分布補正部材）と交換可能に構成されている。また、光強度分布補正板２３は、図１３（ｂ）に示すように、前述の照明ムラ補正板２２と同様にＥＵＶ光に対してある程度の透過率を有し、かつ局所的に厚さの異なる物質により形成されている。従って、光強度分布補正板２３の適切な透過率分布によって射出側フライアイミラー１６の射出面またはその近傍の位置に形成される二次光源の光強度分布を適切に設定することができる。この結果、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）における光強度分布を適切に設定することができる。
【００７４】
即ち、例えば投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布が図６に示すような光強度分布（領域Ｅｄ＞Ｅ＞Ｅｅ＞Ｅｆ）であった場合において、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を均一にするためには、領域Ｅｄの光強度を領域Ｅの光強度と同一にするために領域Ｅｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図１３（ａ）に示す領域Ｅｄに対応する光強度分布補正板２３上の領域Ｇｄの厚さを、図１３（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｇに対して厚くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に下げる。また、領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度を領域Ｅの光強度と同一にするためには、これらの領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度を強くする必要がある。具体的には、図１３（ａ）に示す領域Ｅｅ，Ｅｆに対応する光強度分布補正板２３上の領域Ｇｅ，Ｇｆの厚さを、図１３（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｇに対して薄くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に上げる。
【００７５】
図１３（ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に光強度分布補正板２３が配置されているため、この投影露光装置を組み立てたときに生じる投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布を適切に補正することができる。
【００７６】
また、光強度分布補正板２３の厚さを局所的に調整することにより、照明ムラ補正板２２の厚さに基づく透過率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラが補正されることにより生じる投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布を補正することができる（第２副作用補正手段）。以上においては、図６に示す如く投影光学系ＰＬの瞳面全体での不均一な分布を補正するために、図１１に示す如き射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に光強度分布補正板２３を配置した例を示したが、本発明はこれに限る事はない。ここで、射出側フライアイミラー１６の射出側面またはその近傍には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点（二次光源）が形成される。このため、光強度分布補正板２３は、射出側フライアイミラー１６により形成される二次光源を完全に均一にすることなく、射出側フライアイミラー１６により形成される多数の集光点（二次光源）のピーク強度を等しくするように構成されても良いことは言うまでもない。
【００７７】
以上の補正板（２２、２３）の製造方法に関しては、図８〜図１０に示したステップＳ１１、Ｓ２１、およびＳ３１におけるフライアイミラー（１４、１６）での多層膜の総数を求めることを、補正板（２２、２３）の透過率分布や厚さ分布を求めることあるいは双方の部材の副作用を考慮した透過率分布や厚さ分布を求めることに置き換えて実行し、また、ステップＳ１２、Ｓ２２およびＳ３２における補正膜（補正用の多層膜）をフライアイミラー（１４、１６）に形成及び設置することを、補正板（２２、２３）が所望の厚み分布を持つように加工及び設置することに置き換えれて実行すれば良い。
【００７８】
また、露光装置を使用するに従い照明領域（マスクＭ、ウエハＷ）での光強度分布や投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布が光学部材の曇り等の要因により経時的に変化し、この経時的な光強度分布の変化が予測できる場合には、２つの補正板（２２、２３）の交換のために、予測される光強度分布の悪化を補正できるような新たな他の補正板（第２の補正板）をそれぞれ予め用意しても良い。そして、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化が生じた場合に、既に設定されている補正板（２２、２３）の少なくとも一方を、予め用意した補正板に交換すれば良い。
【００７９】
以上のように、適切な透過率分布を有する２つの補正板（２２、２３）の設定により、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを補正しながら、マスクＭ面やウエハＷ面全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定される。このため、マスクＭに形成された極めて微細なパターンをウエハＷ面上に忠実に転写でき、極めて良好なる露光を達成することができる。
【００８０】
なお、以上の第２の実施の形態では、照明光学系の瞳位置にフライアイミラー光学系により形成される二次光源に関する光の強度の調整や補正について説明したが、偏光光の強度分布の調整や補正を行うようにしても良い。
【００８１】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ補正板２２を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、照明ムラ補正板２２と同様の構成を有する照明ムラ補正部材を入射側フライアイミラー１４の表面に付着するようにしてもよい。また、光強度分布補正板２３を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、光強度分布補正板２３と同様の構成を有する光強度分布補正部材を射出側フライアイミラー１６の表面に付着するようにしてもよい。
【００８２】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ補正板２２を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、マスクＭ面またはその近傍の位置、ウエハＷ面またはその近傍の位置、及びマスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置の何れかに配置してもよい。また、光強度分布補正板２３を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、投影光学系ＰＬの瞳位置（照明光学系の瞳位置）と光学的に共役な位置またはその近傍に配置してもよい。
【００８３】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、補正板（２２，２３）の厚さに基づき補正板（２２，２３）の透過率分布を形成しているが、これら補正板（２２，２３）の所定箇所に所定形状の開口を設けて、補正板（２２，２３）に所定の透過率分布を付与することも可能である。
【００８４】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１種類の物質により構成される補正板（２２，２３）を用いているが、透過率が異なる２種類以上の物質により構成される補正板（２２，２３）を用いてもよい。
【００８５】
また、第２の実施の形態では、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように照明ムラ補正板２２を配置しているが、図１４の実線で示すように、入射側フライアイミラー１４の射出側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の入射側光路に照明ムラ補正板２２を配置しても良く、さらには、図１４の破線で示すように、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の射出側光路に照明ムラ補正板２２を配置しても良い。すなわち、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と入射側フライアイミラー１４の射出側光路の少なくとも一方に照明ムラ補正板２２を配置することが可能である。特に、入射側フライアイミラー１４の入射側および射出側光路の双方に照明ムラ補正板を配置した場合には、照明ムラの補正機能を分担させることができ、さらには、第１の実施の形態と同様に入射側フライアイミラー１４に照明ムラを補正する補正膜（多層膜）と、少なくとも１つの照明ムラ補正板とを組み合わせて、照明ムラを補正することも可能である。
【００８６】
また、第２の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように光強度分布補正板２３を配置しているが、図１５の実線で示すように、射出側フライアイミラー１６の射出側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の入射側光路に光強度分布補正板２３を配置しても良く、さらには、図１５の破線で示すように、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の射出側光路に光強度分布補正板２３を配置しても良い。すなわち、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側フライアイミラー１６の射出側光路の少なくとも一方に光強度分布補正板２３を配置することが可能である。特に、射出側フライアイミラー１６の入射側および射出側光路の双方に光強度分布補正板を配置した場合には、瞳位置にて悪化した光強度分布の補正機能を分担させることができ、さらには、第１の実施の形態と同様に射出側フライアイミラー１６に瞳位置での光強度分布の悪化を補正する補正膜（多層膜）と、少なくとも１つの光強度分布補正板とを組み合わせて、照明光学系の瞳位置にて悪化した光強度分布を補正することも可能である。
【００８７】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１つの照明ムラ補正板２２を備え、その１つの照明ムラ補正板２２を照明ムラを補正する第２補正手段及び光強度分布補正板２３の副作用（照明ムラ）を補正する第１副作用補正手段として機能させているが、２つの照明ムラ補正板を備え、一方の照明ムラ補正板（以下、第１の照明ムラ補正板という）を第２補正手段として機能させ、他方の照明ムラ補正板（以下、第２の照明ムラ補正板という）を第１副作用補正手段として機能させてもよい。
【００８８】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１つの光強度分布補正板２３を備え、その１つの光強度分布補正板２３を照明光学系の瞳位置の光強度分布を補正する第１補正手段及び照明ムラ補正板２２の副作用（瞳での光強度分布の悪化）を補正する第２副作用補正手段として機能させているが、２つの光強度分布補正板を備え、一方の光強度分布補正板（以下、第１の光強度分布補正板という）を第１補正手段として機能させ、他方の光強度分布補正板（以下、第２の光強度分布補正板という）を第２副作用補正手段として機能させてもよい。
【００８９】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１６は、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成に加えて、マスクＭ面またはウエハＷ面における偏光による光強度差を補正する照明ムラ偏光補正装置（第２光強度差補正手段）２４、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置における偏光による光強度差を補正する光強度偏光補正装置（第１光強度差補正手段）２６を備えている。
【００９０】
また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の照明ムラ補正用の多層膜に代えて、互いに交差する二方向に偏光する偏光成分（マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の局所的な照明ムラ（光強度分布）を補正する２つの照明ムラ偏光補正素子（第２補正手段）２８，３０を備えている。また、図１６に示すように、射出側フライアイミラー１６の反射面上の瞳位置の光強度分布補正用の多層膜に代えて、互いに交差する二方向に偏光する偏光成分（投影光学系ＰＬの瞳位置又は照明光学系の瞳位置に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の局所的な光強度分布を補正する２つの光強度分布偏光補正素子（第１補正手段）３２，３４を備えている。
【００９１】
また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる光強度検出装置２０に代えて、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）におけるＳ偏光成分（第１偏光成分）による光強度分布を検出するＳ偏光強度検出装置３６、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）におけるＰ偏光成分（第２偏光成分）による光強度分布を検出するＰ偏光強度検出装置３８を備えている。また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる照明ムラ検出装置２１に代えて、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＳ偏光照明ムラ検出装置４０、ウエハＷ面におけるＰ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＰ偏光照明ムラ検出装置４２を備えている。従って、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００９２】
照明ムラ偏光補正装置（第２光強度差補正手段）２４は、光源部２と入射側フライアイミラー１４との間の光路中に配置されており、マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分（第１偏光成分）とＰ偏光成分（第２偏光成分）との間の全体的な光強度差を補正する。図１７は、照明ムラ偏光補正装置２４の概略構成を示す図である。図１７に示すように、照明ムラ偏光補正装置２４は、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の光強度を調整する２つの斜入射ミラー２４ａ，２４ｂを備えている。光源部２から射出されたＥＵＶ光は、斜入射ミラー２４ａにより全反射される角度で斜入射ミラー２４ａに入射する。斜入射ミラー２４ａにより反射されたＥＵＶ光は、斜入射ミラー２４ｂにより全反射される角度で斜入射ミラー２４ｂに入射し、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。
【００９３】
ここで、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、斜入射ミラー２４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー２４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する位置に配置されている。また、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、例えば図１８に示すように斜入射ミラー２４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー２４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように不図示の駆動系を介して駆動可能に構成されている。また、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、斜入射ミラー２４ａ及び２４ｂのいずれか一方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質、例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成され、他方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率に差がある物質、例えばルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されている。
【００９４】
図１９は、斜入射ミラーが二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図１９に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は略同一である。
【００９５】
図２０は、斜入射ミラーがルテニウム（Ｒｕ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図２０に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。
【００９６】
図２１は、斜入射ミラーがモリブデン（Ｍｏ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図２１に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。
【００９７】
斜入射ミラー２４ａに入射したＥＵＶ光は、Ａ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、Ｂ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、斜入射ミラー２４ａにより反射される。ここで、斜入射ミラー２４ａをルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成し、斜入射ミラー２４ｂを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成した場合、斜入射ミラー２４ａがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されているため、斜入射ミラー２４ａにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなる。
【００９８】
また、斜入射ミラー２４ａにより反射されて斜入射ミラー２４ｂに入射したＥＵＶ光は、Ａ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、Ｂ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。ここで、Ｓ偏光とＰ偏光との関係は、反射面に入射する光の向きによって変わるが、本実施形態では、以下において、図１６に示す紙面方向（Ｚ方向）に振動する直線偏光光をＰ偏光の光とし、図１６に示す紙面と直交する方向（Ｙ方向）に振動する直線偏光光をＳ偏光の光、図１７及び図１８に示すＡ方向に振動する直線偏光の光をＰ偏光の光、Ｂ方向に振動する直線偏光の光をＳ偏光の光とする。
【００９９】
従って、図１６に示す照明ムラ偏光補正装置２４は、図１８に示す如く２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の傾きを不図示の駆動系を介して調整することにより、図１６の紙面と直交する方向に振動するＰ偏光の光強度をＳ偏光の光強度よりも相対的に強くするように調整することができる。
【０１００】
なお、上記の照明ムラ偏光補正装置２４の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の構造を逆にして、図１７及び図１８に示すＢ方向に振動する直線偏光成分の光をＡ方向に振動する直線偏光の光よりも相対的に強くすることもできる。
【０１０１】
具体的には、斜入射ミラー２４ａを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成し、斜入射イラー２４ｂをモリブデン（Ｍｏ）またはルテニウム（Ｒｕ）により構成した場合、斜入射ミラー２４ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー２４ａにより反射される。斜入射ミラー２４ａにより反射されて斜入射ミラー２４ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。斜入射ミラー２４ｂがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されているため、斜入射ミラー２４ｂにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなり、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。
【０１０２】
このように、照明ムラ偏光補正装置２４の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の構造や配置方向によって図１６に示す紙面方向（Ｚ方向）に振動する直線偏光成分を強くしたり、逆に図１６に示す紙面と直交する方向（Ｙ方向）に振動する直線偏光成分を強くすることができる。
【０１０３】
次に、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ、Ｐ偏光成分による照明ムラ及びＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が図２２に示すような照明ムラ及び光強度差であった場合について説明する。なお、図２２においては、横軸がウエハＷ面の露光領域における径方向の位置、縦軸がウエハＷ面における光強度、ＩｓがウエハＷ面におけるＳ偏光成分の光強度、ＩｐがウエハＷ面におけるＰ偏光成分の光強度、ＩがウエハＷ面における光強度（即ち、Ｉｓ及びＩｐの平均光強度）を示している。
【０１０４】
次に、マスクＭ面やウエハＷ面に形成される照明領域（被照射面）における偏光による光強度分布（照明ムラ）の補正について説明する。照明ムラ偏光補正素子２８，３０は、入射側フライアイミラー１４の近傍の位置に配置されており、入射側フライアイミラー１４に入射した、または入射側フライアイミラー１４により反射された互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の全体的な照明ムラ（光強度分布）を補正することができる（第２全体補正手段）。即ち、マスクＭ面またはウエハＷ面におけるＳ偏光成分による全体的な照明ムラ、及びマスクＭ面またはウエハＷ面におけるＰ偏光成分による全体的な照明ムラを補正することができる。
【０１０５】
図２４（ａ）は照明ムラ偏光補正素子２８、図２４（ｂ）は照明ムラ偏光補正素子３０の構成を示す図である。図２４（ａ）に示すように、照明ムラ偏光補正素子２８は、基板２８ｂ上にエッチング、スパッタリング等により細線２８ａを形成した光学素子、または基板２８ｂ上にグリッド状に細線２８ａを刻んで形成した光学素子である。照明ムラ偏光補正素子２８は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｚ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＹ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２２に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布Ｉｓが凹面形状の場合には、照明ムラ偏光補正素子２８は、図２５（ａ）に示すように、Ｓ偏光による光強度分布Ｉsとは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔsを有するように構成される。ここで、Ｙ方向に偏光するＳ偏光成分に対する照明ムラ偏光補正素子２８の透過率分布Ｉsは、細線２８ａの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。
【０１０６】
このように、照明ムラ偏光補正素子（第１偏光照明ムラ補正手段）２８の作用によって、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布Ｉsは一様に均一になる。
【０１０７】
照明ムラ偏光補正素子３０は、図２４（ｂ）に示すように、基板３０ｂ上にエッチング、スパッタリング等により細線３０ａを形成した光学素子、または基板３０ｂ上にグリッド状に細線３０ａを刻んで形成した光学素子である。照明ムラ偏光補正素子３０は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｙ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＺ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２２に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉpが凹面形状の場合には、照明ムラ偏光補正素子３０は、図２５（ｂ）に示すように、Ｐ偏光による光強度分布Ｉpとは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔpを有するように構成される。ここで、Z方向に偏光するP偏光成分に対する照明ムラ偏光補正素子３０の透過率分布Ｔpは、細線３０aの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。
【０１０８】
このように、照明ムラ偏光補正素子（第２偏光照明ムラ補正手段）３０の作用によって、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉpは、Ｓ偏光の光強度分布Ｉsと同様に、一様に均一になる。
【０１０９】
次に、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpは一様に均一に補正されているが、両者の光強度分布の強度差を補正して、ウエハＷ面での露光領域における光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpの光強差がない状態で一様に均一にする必要がある。
【０１１０】
そこで、前述の照明ムラ偏光補正装置２４中の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の傾斜量を不図示の駆動系を介して適切に調整して、前述の照明ムラ偏光補正装置２４におけるＰ偏光に対する反射率をＳ偏光に対する反射率に対して相対的に向上させる。これにより、図２３に示す如く、ウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布ＩsとＰ偏光による光強度分布Ｉpとの差が完全に補正されて、ウエハＷ面での露光領域における光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpの光強差がない状態で一様に均一なる。この結果、ウエハＷ面での偏光に伴う照明ムラが完全に補正される。
【０１１１】
なお、照明ムラ偏光補正素子２８，３０は交換可能に構成されても良い。この投影露光装置を使用している間にウエハＷ面における偏光成分による照明ムラ（光強度分布）の変化が生じた場合、その経時的なウエハＷ面における偏光成分による照明ムラの変化（悪化）を打ち消す透過率分布を有する他の照明ムラ偏光補正素子に交換することができる。この場合には、Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０により検出されるウエハＷ面におけるＳ偏光成分の照明ムラ、及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２により検出されるＰ偏光成分の照明ムラの少なくとも一方が許容できない程度であったときに、検出結果に基づいてウエハＷ面におけるＳ偏光成分の照明ムラ及びＰ偏光成分の照明ムラの少なくとも一方を補正するための透過率分布を有する少なくとも１つの照明ムラ偏光補正素子を作成し、照明ムラ偏光補正素子２８及び照明ムラ偏光補正素子３０の少なくとも一方を作成した新たな照明ムラ偏光補正素子に交換する。
【０１１２】
次に、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）又は投影光学系ＰＬの瞳位置における偏光による光強度分布の補正について説明する。ここで、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が図２７に示すような光強度分布及び光強度差であった場合について説明する。なお、図２７においては、横軸が投影光学系ＰＬの瞳における径方向の位置、縦軸が投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度、Ｉｓ２が投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度、Ｉｐ２が投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光成分の光強度、Ｉ２が投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度（即ち、Ｉｓ２及びＩｐ２の平均光強度）を示している。
【０１１３】
光強度分布偏光補正素子３２，３４は、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置されており、射出側フライアイミラー１６に入射した、または射出側フライアイミラー１６により反射された互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の光強度分布を補正することができる。即ち、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置におけるＳ偏光成分による光強度分布、及び投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置におけるＰ偏光成分による光強度分布を補正することができ、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による光強度分布の悪化を補正することができる（第１全体補正手段）。
【０１１４】
図２６（ａ）は光強度偏光補正素子３２、図２６（ｂ）は光強度偏光補正素子３４の構成を示す図である。図２６（ａ）に示すように、光強度偏光補正素子３２は、ベリリウム（Ｂｅ）等からなる基板３２ｂ上にエッチング、スパッタリング等によりＺ方向に細線３２ａを形成した光学素子、または基板３２ｂ上にＺ方向へグリッド状に細線３２ａを刻んで形成した光学素子である。光強度偏光補正素子３２は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｚ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＹ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２７に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２が凹面形状の場合には、光強度偏光補正素子３２は、図２８（ａ）に示すように、Ｓ偏光による光強度分布Ｉs２とは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔs２を有するように構成される。ここで、Ｙ方向に偏光するＳ偏光成分に対する光強度偏光補正素子３２の透過率分布Ｔs２は、細線３２ａの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。
【０１１５】
このように、光強度偏光補正素子（第１偏光強度分布補正手段）３２の作用によって、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２は一様に均一になる。
【０１１６】
光強度偏光補正素子３４は、図２６（ｂ）に示すように、ベリリウム（Ｂｅ）等からなる基板３４ｂ上にエッチング、スパッタリング等によりＹ方向に細線３４ａを形成した光学素子、または基板３４ｂ上にＹ方向へグリッド状に細線３４ａを刻んで形成した光学素子である。光強度偏光補正素子３４は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｙ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＺ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２７に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉp２が凹面形状の場合には、光強度偏光補正素子３４は、図２８（ｂ）に示すように、Ｐ偏光による光強度分布Ｉp２とは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔp２を有するように構成される。ここで、Z方向に偏光するP偏光成分に対する光強度偏光補正素子３４の透過率分布Ｔp２は、細線３４aの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。
【０１１７】
このように、光強度補正素子（第２偏光強度分布補正手段）３４の作用によって、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光による光強度分布Ｉp２は、Ｓ偏光の光強度分布Ｉs２と同様に、一様に均一になる。
【０１１８】
次に、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２は一様に均一に補正されているが、両者の光強度分布の強度差を補正して、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２の光強差がない状態で一様に均一にする必要がある。
【０１１９】
そこで、第３の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６とコンデンサミラー１８との間の光路中に配置された光強度偏光補正装置（第１光強度補正手段）２６によって、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光（第１偏光成分）による光強度分布Ｉs２とＰ偏光（第２偏光成分）による光強度分布Ｉp２との光強度差を補正している。
【０１２０】
また、光強度偏光補正素子３２，３４は交換可能に構成されても良い。この投影露光装置を使用している間に投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布に変化が生じた場合、その経時的な投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布の変化（悪化）を打ち消す透過率分布を有する他の光強度偏光補正素子に交換することができる。この場合には、Ｓ偏光強度検出装置３６により検出される投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、及びＰ偏光強度検出装置３８により検出されるＰ偏光成分の光強度分布の強さの少なくとも一方が許容できない程度であったときに、検出結果に基づいて投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍におけるＳ偏光成分の光強度分布及びＰ偏光成分の光強度分布の少なくとも一方を補正するための透過率分布を有する少なくとも１つの光強度分布偏光補正素子を作成し、光強度偏光補正素子３２及び光強度偏光補正素子３４の少なくとも一方を作成した新たな光強度偏光補正素子に交換する。
【０１２１】
光強度偏光補正装置２６は、図１７に示す照明ムラ偏光補正装置２４の構成と同様の構成を有している。即ち、光強度偏光補正装置２６は、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（投影光学系ＰＬの瞳位置に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の光強度を調整する２つの斜入射ミラー（以下、第１斜入射ミラー２６ａ、第２斜入射ミラー２６ｂという）を備えている。光強度偏光補正素子３２，３４を通過したＥＵＶ光は、第１斜入射ミラー２６ａにより全反射される角度で第１斜入射ミラー２６ａに入射する。第１斜入射ミラー２６ａにより反射されたＥＵＶ光は、第２斜入射ミラー２６ｂにより全反射される角度で第２斜入射ミラー２６ｂに入射し、第２斜入射ミラー２６ｂにより反射される。
【０１２２】
ここで、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、第１斜入射ミラー２６ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と第２斜入射ミラー２６ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する位置に配置されている。また、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、第１斜入射ミラー２６ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と第２斜入射ミラー２６ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように、不図示の駆動系を介して駆動可能に構成されている。また、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂのいずれか一方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質、例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成され、他方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率に差がある物質、例えばルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されている。第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂの詳細な構成及び作用については、照明ムラ偏光補正装置２４を構成する２つの斜入射ミラー２４ａ，２４ｂと同様のため、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
従って、光強度偏光補正装置２６における第１及び第２斜入射ミラー２６ａ，２６ｂの２つの反射面Ｒ１，Ｒ２の傾斜量を不図示の駆動系を介して適切に調整して、光強度偏光補正装置２６におけるＰ偏光に対する反射率をＳ偏光に対する反射率に対して相対的に向上させる。これにより、図２９に示す如く、投影光学系ＰＬの瞳位置でのＳ偏光による光強度分布Ｉs２とＰ偏光による光強度分布Ｉp２との差が完全に補正されて、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２の光強差がない状態で一様に均一なる。この結果、投影光学系ＰＬの瞳位置での偏光に伴う光強度分布の不均一性が完全に補正される。
【０１２４】
また、図１６に示すように、ウエハＷを載置するウエハステージＷＳの一端には、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分による光強度分布を検出するＳ偏光強度検出装置３６、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光成分による光強度分布を検出するＰ偏光強度検出装置３８が設けられている。Ｓ偏光強度検出装置３６及びＰ偏光強度検出装置３８により検出された検出結果に基づいて、例えば図示しない制御装置等により投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が検出される。
【０１２５】
また、ウエハＷを載置するウエハステージＷＳ上には、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＳ偏光照明ムラ検出装置４０、ウエハＷ面におけるＰ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＰ偏光照明ムラ検出装置４２が設けられている。Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２により検出された検出結果に基づいて、例えば図示しない制御装置等によりウエハＷ面におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が検出される。
【０１２６】
なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、２つの照明ムラ偏光補正素子２８，３０によりマスクＭ面またはウエハＷ面におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による全体的な照明ムラの悪化を補正しているが、１つまたは３つ以上の照明ムラ偏光補正素子によりマスクＭ面またはウエハＷ面における偏光成分による局所的な照明ムラの悪化を補正することができる（第２局所補正手段）。
【０１２７】
また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、２つの光強度偏光補正素子３２，３４により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による全体的な光強度分布の悪化を補正しているが、１つまたは３つ以上の光強度分布偏光補正素子により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による局所的な光強度分布の悪化を補正することができる（第１局所補正手段）。
【０１２８】
また、例えば、図３０に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置（図３０においては、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置）に懸架装置５０を備え、射出側フライアイミラー１６に入射するＥＵＶ光の光束の一部が通過するように光強度偏光補正素子５２を懸架装置５０に懸架して、瞳位置での光強度分布の局所的な補正を行ってもよい。図３１は、懸架装置５０と光強度偏光補正素子５２の構成を示す図である。懸架装置５０は、照明光であるＥＵＶ光に対して高い透過率を有する細線５０ａを格子状に組んで構成されている。光強度偏光補正素子５２は、光強度偏光補正素子５２を通過するＥＵＶ光の偏光成分による光強度分布を打ち消す透過率分布を有している。
【０１２９】
また、第３の実施の形態では、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しているが、図３２（ａ）の実線で示すように、入射側フライアイミラー１４の射出側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の入射側光路に照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しても良く、さらに、図３２（ａ）の破線で示すように、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の射出側光路に照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しても良い。このように、照明ムラ偏光補正素子２８、３０は、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。
【０１３０】
また、第３の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように光強度偏光補正素子３２、３４を配置しているが、図３３（ａ）の実線で示すように、射出側フライアイミラー１６の射出側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の入射側光路に光強度偏光補正素子３２、３４を配置しても良い。さらには、図３３（ａ）の破線で示すように、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の射出側光路に光強度偏光補正素子３２、３４を配置しても良い。このように、光強度偏光補正素子３２、３４は、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。
【０１３１】
また、第３実施の形態では、照明領域（マスクＭ面やウエハＷ面）または照明領域と光学的に共役な位置におけるＰ偏光とＳ偏光との間の光強度差を照明ムラ偏光補正装置２４にて補正しているが、この照明ムラ偏光補正装置２４の代わりに、図３２（ｂ）に示す如く、光強度差補正素子（第２光強度差補正手段）６０を、照明ムラ偏光補正素子２８、３０と同様に、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。
【０１３２】
また、第３実施の形態では、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）または投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光とＳ偏光との間の光強度差を光強度偏光補正装置２６にて補正しているが、この光強度偏光補正装置２６の代わりに、図３３（ｂ）に示す如く、光強度差補正素子（第１光強度差補正手段）６２を、光強度偏光補正素子３２、３４と同様に、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。
【０１３３】
また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布を補正するために、光強度偏光補正素子３２，３４を備えているが、図３４に示すように、光強度偏光補正素子３２，３４に代えて射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの反射面上に少なくとも１つの偏光補正用斜入射ミラー（７０、７２）を備えるようにしてもよい。図３４は、偏光補正用斜入射ミラー（７０、７２）の構成を示す図である。図３４に示すように、射出側フライアイミラー１６を構成する所定の単位ミラー１６ａの反射面上に、前述した図１７に示した如き構成と同様な２つの偏光補正用斜入射ミラー７０，７２が配置されている。
【０１３４】
ここで、偏光補正用斜入射ミラー７０，７２は、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布が生じている部分に対応する単位ミラー１６ａの反射面上に設けることができる。
【０１３５】
また、この第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置２４及び光強度偏光補正装置２６においては、２つの斜入射ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正しているが、３つ以上の斜入射ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正してもよい。また、２つ以上の多層膜ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差、及び所定面における照明ムラ（光強度分布）を補正してもよい。この場合においては、多層膜の層数、多層膜の種類等による反射率の違いに基づいて、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差、及び所定面にて悪化している光強度分布を打ち消す反射率分布を有する多層膜ミラーを形成し、形成された２つ以上の多層膜ミラーの組み合わせにより光強度差及び光強度分布の補正を行う。
【０１３６】
また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置において、Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２を、マスクＭを載置するマスクステージＭＳ上に設け、ウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に位置するマスクＭ面上におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による照明ムラをそれぞれ検出するようにしてもよい。
【０１３７】
また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正するために、光強度偏光補正装置２４を備えているが、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とでは反射率の異なる多層膜ミラーを、射出側フライアイミラー１６の近傍に備えるようにしてもよい。ここで、この多層膜ミラーは、この多層膜ミラーに４５度の入射角度でＥＵＶ光が入射した場合、ＥＵＶ光のＳ偏光成分は多層膜ミラーにより反射され、ＥＵＶ光のＰ偏光成分は多層膜ミラーを透過するように構成されている。従って、この多層膜ミラーをＥＵＶ光の全体または局所的な部分が通過する位置に配置し、この多層膜ミラーに入射するＥＵＶ光の入射角度を調整することにより、この多層膜ミラーに入射するＥＵＶ光のＳ偏光成分の透過率及びＰ偏光成分の透過率を調整することができ、偏光成分による全体的な光強度分布または局所的な光強度分布の補正を行うことも可能である。
【０１３８】
また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ偏光補正素子２８，３０を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、マスクＭ面またはその近傍、ウエハＷ面またはその近傍、及びマスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の何れかに配置してもよい。また、光強度偏光補正素子３２，３４を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍に配置してもよい。
【０１３９】
なお、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、複数の円弧状の単位ミラー１４ａにより構成される入射側フライアイミラー１４を備えているが、図３５に示すような複数の矩形状の単位ミラーにより構成される入射側フライアイミラーを備えるようにしてもよい。
【０１４０】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、複数の長方形状の単位ミラー１６ａにより構成される射出側フライアイミラー１６を備えているが、図３６に示すような複数の円形状の単位ミラーにより構成される射出側フライアイミラーを備えるようにしてもよい。
【０１４１】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、ＥＵＶ光を露光光として用いているが、ＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を露光光として用いてもよい。
【０１４２】
上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図３７のフローチャートを参照して説明する。
【０１４３】
まず、図３７のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
【０１４４】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【０１４５】
また、上述の各実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図３８のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図３８において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。
【０１４６】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１４７】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる入射側フライアイミラーの構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるマスク面の照明領域における照明ムラを示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる入射側フライアイミラーの反射面の反射率分布を説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる射出側フライアイミラーの構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる投影光学系の瞳面における光強度分布を示す図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる射出側フライアイミラーの反射面の反射率分布を説明するための図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じるマスク面またはウエハ面における照明ムラを打ち消す手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じる投影光学系の瞳位置と光学的に共役な位置における悪化した光強度分布を打ち消す手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じるマスク面又はウエハ面における照明ムラを打ち消す手順、及び投影光学系の瞳位置と光学的に共役な位置における悪化した光強度分布を打ち消す手順による副作用を考慮した手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる照明ムラ補正板の構成を説明するための図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる光強度分布補正板の構成を説明するための図である。
【図１４】第２の実施の形態にかかる照明ムラ補正板の他の配置を説明するための図である。
【図１５】第２の実施の形態にかかる光強度分布補正板の他の配置を説明するための図である。
【図１６】第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置（光強度偏光補正装置）の構成を示す図である。
【図１８】第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置（光強度偏光補正装置）が備える斜入射ミラーの駆動状態を説明するための図である。
【図１９】二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図２０】ルテニウム（Ｒｕ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図２１】モリブデン（Ｍｏ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図２２】第３の実施の形態にかかるウエハ面におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分の光強度分布とＰ偏光成分の光強度分布の平均光強度分布を示すグラフである。
【図２３】Ｓ偏光成分による照明ムラ及びＰ偏光成分による照明ムラが補正された様子を示す図である。
【図２４】第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子の構成を示す図である。
【図２５】第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子のＳ偏光成分の透過率分布、Ｐ偏光成分の透過率分布を示すグラフである。
【図２６】第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子の構成を示す図である。
【図２７】第３の実施の形態にかかる投影光学系の瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分の光強度分布とＰ偏光成分の光強度分布の平均光強度分布を示すグラフである。
【図２８】第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子のＳ偏光成分の透過率分布、Ｐ偏光成分の透過率分布を示すグラフである。
【図２９】瞳面においてＳ偏光成分による光強度分布及びＰ偏光成分による光強度分布が補正された様子を示す図である。
【図３０】第３の実施の形態にかかる懸架装置及び光強度偏光補正素子の配置を示す図である。
【図３１】第３の実施の形態にかかる懸架装置及び光強度偏光補正素子の構成を示す図である。
【図３２】（ａ）は、第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子の他の配置を説明するための図である。（ｂ）は、第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子及び光強度差補正素子の配置を説明するための図である。
【図３３】（ａ）は、第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子の他の配置を示すための図である。（ｂ）は、第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子及び光強度差補正素子の配置を説明するための図である。
【図３４】第３の実施の形態にかかる偏光補正用斜入射ミラーの構成を説明するための図である。
【図３５】他の入射側フライアイミラーの構成を示す図である。
【図３６】他の射出側フライアイミラーの構成を示す図である。
【図３７】この発明の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を製造する方法を示すフローチャートである。
【図３８】この発明の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を製造する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４９】
２…レーザプラズマ光源（光源部）、４…高出力レーザ光源、６…集光レンズ、８…ノズル、１０…集光ミラー、１２…コリメータミラー、１４…入射側フライアイミラー、１６…射出側フライアイミラー、１８…コンデンサミラー、２０…光強度検出装置、２１…照明ムラ検出装置、２２…照明ムラ補正板、２３…光強度分布補正板、２４…照明ムラ偏光補正装置、２４ａ，２４ｂ…斜入射ミラー、２６…光強度偏光補正装置、２８，３０…照明ムラ偏光補正素子、３２，３４，５２…光強度偏光補正素子、３６…Ｓ偏光強度検出装置、３８…Ｐ偏光強度検出装置、４０…Ｓ偏光照明ムラ検出装置、４２…Ｐ偏光照明ムラ検出装置、５０…懸架装置、６０，６２…光強度差補正素子、７０，７２…偏光補正用斜入射ミラー、ＡＳ…開口絞り、Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ウエハステージ。
【図１】
2006128321.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006128321.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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