(57)【要約】【課題】所定面における照明光の光強度分布を実質的に回転することなく、光強度を調整する。【解決手段】レチクルＲのパターン面を照明する照明装置１２であって、所定面における照明光の光強度分布を形成する回折光学素子５Ａと、回転可能なターレット板３１と、ターレット板３１の回転によって照明光の光路を横切る位置に、かつターレット板３１に対して回転可能に回折光学素子５Ａを取り付ける回転枠３３Ａと、回折光学素子５Ａの少なくとも一部が照明光の光路にあるときに、ターレット板３１の回転角に応じて回転枠３３Ａを回転させて、回折光学素子５Ａを照明光の光路を横切る方向に並進移動させる並進ユニット６Ａと、を備える。【選択図】図１
2011103412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射面を照明する照明光学装置において、
所定面における照明光の光強度分布を形成する回折光学素子と、
前記照明光の光路から離れた位置にある回転中心の回りに回転可能な第１回転部材と、
前記第１回転部材の回転によって前記照明光の光路を横切る位置に、かつ前記第１回転部材に対して回転可能に前記回折光学素子を取り付ける第２回転部材と、
前記回折光学素子の少なくとも一部が前記照明光の光路にあるときに、前記第１回転部材の回転角に応じて前記第２回転部材を回転させて、前記回折光学素子を前記照明光の光路を横切る方向に並進移動させる並進機構と、
を備えることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記並進機構は、
前記並進移動の方向に沿った平坦部を含む案内面が形成されたカム部材と、
前記第１回転部材に対して前記第２回転部材を前記第１回転部材の半径方向に移動可能に連結するスライド部材と、
前記第２回転部材の回転角を前記カム部材の前記案内面によって規定する連動部材と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項３】
前記並進機構は、
前記第１回転部材の回転軸と平行な回転軸を有する第３回転部材と、前記第２回転部材を前記第３回転部材に回転可能に連結するリンク機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項４】
前記並進機構は、
前記第１回転部材と同軸の固定された第１歯車と、
前記第２回転部材と一体的に回転可能に設けられた第２歯車と、
前記第１歯車と前記第２歯車とを所定のギア比で連結する歯車機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項５】
前記並進機構は、
前記並進移動の方向に沿った平坦部が形成されたガイド部材と、
前記ガイド部材を前記第２回転部材又は前記回折光学素子に付勢する付勢機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項６】
前記所定面は、前記照明光学装置の光学系の瞳面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明光学装置。
【請求項７】
前記回折光学素子と前記被照射面との間に配置されるフライアイインテグレータを備え、
前記所定面は、前記フライアイインテグレータの入射面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明光学装置。
【請求項８】
前記回折光学素子は、前記第１回転部材の前記回転中心の回りに複数個配置され、前記複数個の回折光学素子は、前記所定面で互いに異なる光強度分布を形成するとともに、
前記複数個の回折光学素子に対応して前記第２回転部材が複数個設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の照明光学装置。
【請求項９】
所定のパターンを照明するための請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の照明光学装置を備え、前記所定のパターンを介して基板を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記所定のパターンの像を前記基板に形成する投影光学系を備えることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを介して前記基板を露光する露光工程と、
前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応するマスク層を前記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基板の表面を加工する加工工程と、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光で被照射面を照明する照明光学装置、この照明光学装置を備えた露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程で、レチクル（マスク）のパターンをフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）に転写するために使用される露光装置は、オプティカルインテグレータ（例えばフライアイレンズ）を用いて照明瞳面（被照射面に対する光学的なフーリエ変換面）上の二次光源からの露光用の照明光（露光光）でレチクルのパターン面（被照射面）を均一な照度分布で照明する照明光学系を備えている。
【０００３】
最近は、所定の周期性を有するパターンに対する投影光学系の解像度及び焦点深度を実質的に向上させるために、例えば回転可能な円板（ターレット板）の周囲に取り付けられた複数の回折光学素子から選択された回折光学素子を照明光の光路に設置して、照明瞳面上の光強度分布を例えば２極又は４極等の複数極状の分布とする複数極照明を行う照明光学系も使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５５８３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数極照明を用いる場合に、良好な結像特性を得るためには、照明瞳面上の複数の離れた領域における光強度のばらつき（いわゆるポールバランス）をできるだけ小さくすることが望ましい。しかしながら、実際には露光光源から射出される照明光の断面内での光強度分布、及び回折光学素子の特性等によって、その複数の領域における光強度には或る程度のばらつきが残存している。
【０００６】
また、光強度のばらつきを調整するために、単に回転可能な円板を介して回折光学素子を僅かに回転すると、照明瞳面上の光強度分布も同じ角度だけ回転してしまうため、照明条件自体が変化するという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑み、所定面における照明光の光強度分布を実質的に回転することなく、光強度を調整できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、被照射面を照明する照明光学装置において、所定面における照明光の光強度分布を形成する回折光学素子と、その照明光の光路から離れた位置にある回転中心の回りに回転可能な第１回転部材と、その第１回転部材の回転によってその照明光の光路を横切る位置に、かつその第１回転部材に対して回転可能にその回折光学素子を取り付ける第２回転部材と、その回折光学素子の少なくとも一部がその照明光の光路にあるときに、その第１回転部材の回転角に応じてその第２回転部材を回転させて、その回折光学素子をその照明光の光路を横切る方向に並進移動させる並進機構と、を備える照明光学装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の第２の態様によれば、所定のパターンを照明するために本発明の照明光
学装置を備え、その所定のパターンを介して基板を露光する露光装置が提供される。
また、本発明の第３の態様によれば、本発明の露光装置を用いて、その所定のパターンを介してその基板を露光する露光工程と、その基板を現像し、その所定のパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程と、そのマスク層を介してその基板の表面を加工する加工工程と、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１回転部材の回転によって、回折光学素子の少なくとも一部を照明光の光路上に設置できる。さらに、並進機構によって第１回転部材の回転角に応じて第２回転部材を回転することによって、回折光学素子を照明光を横切る方向に並進移動（平行移動）できる。従って、所定面における照明光の光強度分布を実質的に回転することなく、その所定面における照明光の光強度を調整できる。また、その回折光学素子が複数極照明用である場合には、複数の領域における照明光の光強度のバランスを調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の露光装置の構成を示す一部が切り欠かれた図である。
【図２】図１中の照明条件切り替え装置１０の機構部を示す図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は４極照明の光強度分布の一例を示す図、（Ｂ）は図４（Ａ）の光強度分布を回転した分布を示す図、（Ｃ）はＹ方向の２極照明の光強度分布を示す図、（Ｄ）はＺ方向の２極照明の光強度分布を示す図である。
【図５】（Ａ）は図２の回折光学素子５Ａを示す図、（Ｂ）は回折光学素子５Ａを−Ｙ方向に平行移動した状態を示す図、（Ｃ）は回折光学素子５Ａを＋Ｙ方向に平行移動した状態を示す図である。
【図６】（Ａ）は回折光学素子５Ｄを照明光に対して＋Ｙ方向に移動した状態を示す図、（Ｂ）は回折光学素子５Ｄを照明光に対して−Ｙ方向に移動した状態を示す図である。
【図７】（Ａ）は第２の実施形態の照明条件切り替え装置１０Ａの機構部を示す図、（Ｂ）は図７（Ａ）のVII-VII線に沿う拡大断面図である。
【図８】第３の実施形態の照明条件切り替え装置１０Ｂの機構部を示す図である。
【図９】図８のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】（Ａ）は第４の実施形態の照明条件切り替え装置１０Ｃの機構部を示す図、（Ｂ）は図１０（Ａ）のXB-XB線に沿う断面図である。
【図１１】電子デバイスの製造工程の一例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】
【００１１】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態のスキャニングステッパーよりなる走査露光型の露光装置（投影露光装置）ＥＸの構成を示す。図１において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光（露光光）ＩＬでレチクルＲ（マスク）のパターン面（被照射面）を照明する照明装置１２と、レチクルＲの位置及び速度を制御するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置及び速度を制御するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２０とを備えている。照明装置１２は、照明光ＩＬを発生する露光用の光源１と、光源１からの照明光ＩＬでレチクルＲのパターン面（レチクル面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、照明条件切り替え装置１０とを備えている。
【００１２】
以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面）内で図１の紙面に平行にＸ軸を、図１の紙面に垂直にＹ
軸を取って説明する。露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向は、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。
光源１としてはＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。なお、光源１としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）などの他のレーザ光源、ＹＡＧレーザ若しくは固体レーザ（例えば半導体レーザ等）等の高調波発生装置、又は水銀ランプなども使用することができる。
【００１３】
光源１から射出された所定の偏光状態の紫外パルス光よりなる照明光ＩＬは、ビームエキスパンダ２により光束の断面形状が所望の形状に変換された後、光路折り曲げ用のミラー３及び偏光状態を制御するための偏光光学系（不図示）を介して光軸ＡＸＩに沿って照明条件切り替え装置１０に入射する。
図２に示すように、照明条件切り替え装置１０は、複数（一例として６個）の互いに異なる照明条件用の回折光学素子（Diffractive Optical Element)５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆと、光軸ＡＸＩに平行な回転軸３１ｃの回り（以下、θ方向という）に回転可能に支持された円板状のターレット板３１と、複数の並進ユニット６Ａ〜６Ｆと、ターレット板３１の周縁に等角度間隔で形成された複数の凹部３１ａ内にそれぞれ並進ユニット６Ａ〜６Ｆの一部の部材及び回転軸受け３４Ａ〜３４Ｆを介して支持された外形が円形の枠状の回転枠３３Ａ〜３３Ｆとを備えている。回転枠３３Ａ〜３３Ｆは、それぞれターレット板３１の周縁部において、回転軸３１ｃと平行でかつ半径方向の位置が可変の回転軸の回り（以下、φ方向という）に回転可能である。回転枠３３Ａ〜３３Ｆに、この中央の開口を覆うように回折光学素子５Ａ〜５Ｆが固定されている。
【００１４】
さらに、照明条件切り替え装置１０は、ターレット板３１をθ方向に指定された角度だけ回転するロータリーエンコーダを内蔵した駆動部２２Ａと、駆動部２２Ａの動作を制御する照明制御系２１（図１参照）と、ターレット板３１と平行に、かつ回転できないように固定された点線で示す固定カム３２とを備えている。なお、後述のように、固定カム３２は、並進ユニット６Ａ〜６Ｆの一部である。
【００１５】
この場合、ターレット板３１をθ方向に回転することによって、回折光学素子５Ａ〜５Ｆのうち任意の回折光学素子を照明光ＩＬの光路（以下では、照明光が回折光学素子を照射する照射領域として説明する）３０に移動できる。また、並進ユニット６Ａ〜６Ｆは、少なくとも一部が照射領域３０にかかっている回折光学素子（図２では回折光学素子５Ａ）をターレット板３１によってθ方向に回転したときに、回転枠３３Ａを逆方向に回転することによって、その回折光学素子５Ａを照明光ＩＬを横切る方向ＴＤであるＹ方向に並進移動（平行移動）させる（詳細後述）。
【００１６】
図１において、駆動部２２Ａは、照明光学系ＩＬＳを支持するフレームの一部であるフレーム部ＦＲ１に固定され、固定カム３２は、そのフレームの別の部分であるフレーム部ＦＲ２に固定されている。また、回折光学素子５Ａは、入射した矩形状の平行光束である照明光ＩＬを回折して、ファーフィールドに光軸ＡＸＩに関してほぼ対称にＺ方向（レチクル面のＸ方向に対応する方向）及びＹ方向に偏心して配置された４箇所の４極照明用の照明領域を形成する。
【００１７】
さらに、回折光学素子５Ｄは、入射した照明光ＩＬを回折して、ファーフィールドに光軸ＡＸＩに関してほぼ対称にＺ方向に偏心した２箇所のＸ方向の２極照明用の照明領域と、光軸ＡＸＩに関してほぼ対称にＹ方向に偏心した２箇所のＹ方向の２極照明用の照明領域とを選択的に形成する。また、回折光学素子５Ｂは、光軸ＡＸＩの回りにＹ軸及びＺ軸に対して４５°で傾斜した方向に４箇所の変形照明用の照明領域を形成し、他の回折光学素子５Ｃ，５Ｅ，５Ｆは、例えば通常照明用の円形の照明領域、輪帯照明用の照明領域、及び４極を超える複数極照明用の照明領域等を形成する。回折光学素子５Ａ〜５Ｆは、それぞれ照明光ＩＬを透過する矩形のガラス基板の一面に、ファーフィールドに形成する照明領域の形状に応じた種々の凹凸のパターン（種々のピッチの回折格子）をエッチング等で形成することによって製造できる。
【００１８】
主制御系２０からの照明条件を設定する指令に応じて、照明制御系２１が駆動部２２Ａを介してターレット板３１を回転することによって、その照明条件に応じた回折光学素子が照明光ＩＬの光路上に配置される。
図１において、照明条件切り替え装置１０内の任意の回折光学素子（図１では回折光学素子５Ａ）を介して回折された光束は、前群レンズ系７ａ、凹の円錐面を持つ第１プリズム８ａと凸の円錐面を持つ第２プリズム８ｂとからなるアキシコン系８、及び後群レンズ系７ｂを介して、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９を照明する。前群レンズ系７ａ及び後群レンズ系７ｂから、所定範囲で焦点距離が連続的に可変のズームレンズ（変倍光学系）７が構成されている。ズームレンズ７は、回折光学素子５Ａの射出面とマイクロレンズアレイ９の後側焦点面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。
【００１９】
回折光学素子５Ａ（又は５Ｄ等）から射出される照明光ＩＬは、ズームレンズ７の後側焦点面、即ち、マイクロレンズアレイ９の入射面９Ｉにおいて、４極状（又は２極状等）の照明領域に集光される。このように回折光学素子５Ａ等とズームレンズ７とは、照明領域形成手段の一部を構成している。その照明領域の全体的な大きさは、ズームレンズ７の焦点距離に依存して変化する。照明制御系２１が例えばスライド機構を含む駆動部２２Ｂを介して前群レンズ系７ａを光軸ＡＸＩに沿って駆動することで、ズームレンズ７の焦点距離が所望の値に制御される。
【００２０】
また、アキシコン系８において、第１プリズム８ａと第２プリズム８ｂとの円錐面は対向して配置されている。照明制御系２１が例えばスライド機構を含む駆動部２２Ｃを介して第２プリズム８ｂを光軸ＡＸＩに沿って駆動することで、プリズム８ａ及び８ｂの光軸ＡＸＩに沿った間隔を制御できる。この間隔の制御によって、回折光学素子５Ａ等から射出された光束の入射面９Ｉにおける光軸ＡＸＩに対して半径方向の位置を制御できる。一方、上記のズームレンズ７の焦点距離を制御することによって、入射面２２Ｉの個々の照明領域の大きさを制御できる。
【００２１】
マイクロレンズアレイ９は、縦横に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９を構成する各微小レンズは、レチクル面に形成すべき照明領域の形状と相似な矩形状の断面を有する。マイクロレンズアレイ９の後側焦点面が照明光学系ＩＬＳの瞳面である照明瞳面ＩＰＰであり、照明瞳面ＩＰＰは、レチクル面と光学的にフーリエ変換の関係にある。照明瞳面ＩＰＰには、マイクロレンズアレイ９への入射光束によって形成される照明領域とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、ここでは回折光学素子５Ａによって形成されて光軸ＡＸＩの回りの４箇所に配置された実質的な面光源からなる４極照明用の二次光源が形成される。
【００２２】
なお、照明瞳面ＩＰＰの近傍に、その二次光源の形状を整形するための単一又は複数の開口が形成された複数の開口絞りのうちから選択された開口絞りを配置できる可変開口絞り（不図示）を設置してもよい。
また、照明瞳面ＩＰＰの近傍に、その二次光源の光強度分布をモニタするための照度センサ２５が配置され、照度センサ２５の検出信号は主制御系２０に供給されている。照度センサ２５は、Ｚ方向及びＹ方向に移動可能なリニアエンコーダが組み込まれたアーム（不図示）の先端部に固定され、照度センサ２５の検出信号によって照明瞳面ＩＰＰ上の二次光源の光強度の平均値及びばらつき、並びに二次光源が複数の領域である場合の複数の領域毎の光強度（光量）の平均値のばらつきに対応するポールバランス等をモニタできる。
【００２３】
マイクロレンズアレイ９の後側焦点面（照明瞳面ＩＰＰ）を通過した照明光ＩＬは、第１リレーレンズ１３、レチクルブラインド１４（視野絞り）、第２リレーレンズ１５、光路折り曲げ用のミラー１６、及びコンデンサ光学系１７を介して、レチクルＲのパターン面（レチクル面）の矩形の照明領域を重畳的に照明する。ビームエキスパンダ２から回折光学素子５Ａ〜５Ｆまでの光学部材、ズームレンズ７、アキシコン系８、及びマイクロレンズアレイ９からコンデンサ光学系１７までの光学部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。レチクルブラインド１４の配置面は、レチクル面の共役面である。
【００２４】
なお、マイクロレンズアレイ９の代わりにフライアイレンズ等を使用してもよい。
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内の所定の回路パターンの像が、両側テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの像面に配置されたウエハＷの表面の複数のショット領域の内の一つのショット領域の露光領域（照明領域と共役な領域）のフォトレジスト層に転写される。投影光学系ＰＬとしては、屈折系の他に、反射屈折系等も使用可能である。ウエハＷ（基板）は、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度の円板状の基材上にフォトレジスト（感光材料）を塗布したものである。
【００２５】
レチクルＲに形成されている回路パターンは、４極照明に適したパターン、例えばＸ方向に投影光学系ＰＬの解像限界に近い周期で形成されたＸ方向のライン・アンド・スペースパターン（以下、Ｌ＆Ｓパターンという。）、及びＹ方向にその解像限界に近い周期で形成されたＹ方向のＬ＆Ｓを含むパターンであるとする。
また、レチクルＲは、レチクル面がＸＹ平面と平行な投影光学系ＰＬの物体面に配置されるようにレチクルステージＲＳＴの上面に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース（不図示）の上面にＹ方向に等速移動可能に、かつ少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の回りの回転方向に微動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴの位置情報（回転角も含む）は、レチクルステージ駆動系２３内のレーザ干渉計によって計測されている。レチクルステージ駆動系２３は、その計測情報及び主制御系２０からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。
【００２６】
一方、ウエハＷは、不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴの上部に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース（不図示）の上面にＸ方向、Ｙ方向に移動可能に載置されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（回転角も含む）は、ウエハステージ駆動系２４内のレーザ干渉計によって計測されている。ウエハステージ駆動系２４は、その計測情報及び主制御系２０からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。また、ウエハステージＷＳＴには、不図示のオートフォーカスセンサの計測情報に基づいて、走査露光中に露光領域内でウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むための合焦機構が組み込まれている。
【００２７】
また、レチクルＲのアライメントを行うためのレチクルアライメント系（不図示）及びウエハＷのアライメントを行うためのウエハアライメント系（不図示）が備えられている。
露光時には、主制御系２０からの制御情報に基づいて、照明条件切り替え装置１０によって照明光ＩＬの光路にレチクルＲのパターンに応じた回折光学素子（ここでは回折光学素子５Ａ）を配置することで、照明条件が設定される。その後、アライメントの結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動することで、ウエハＷが走査開始位置に移動する。その後、主制御系２０、レチクルステージ駆動系２３、及びウエハステージ駆動系２４の制御のもとで、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬの照射を開始して、レチクルステージＲＳＴを介して照明領域に対してＹ方向に速度ＶＲでレチクルＲを走査するのに同期して、ウエハステージＷＳＴを介して露光領域に対してウエハＷの一つのショット領域を対応する方向に速度β・ＶＲ（βは投影倍率）で走査する走査露光が行われる。そのステップ移動と走査露光とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作によって、ウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が転写される。
【００２８】
次に、照明装置１２の照明条件切り替え装置１０を構成する並進ユニット６Ａ〜６Ｆの構成につき、図２及び図２のIII−III線に沿う拡大断面図である図３を参照して詳細に説明する。並進ユニット６Ａ〜６Ｆの構成は互いに同じであるため、代表的に並進ユニット６Ａの構成につき説明する。
図２において、ターレット板３１の周縁の凹部３１ａにリニアガイド３６を介して、回転軸３１ｃと凹部３１ａ内の中心とを結ぶ直線に平行な半径方向ＲＤに移動可能に矩形の枠状の支持部材３５が配置されている。リニアガイド３６は、ターレット板３１に固定されたＵ字型の固定部３６ａと、支持部材３５のθ方向の両側面に固定された２つの可動部３６ｂ，３６ｃと、可動部３６ｂ，３６ｃと固定部３６ａとの間に設置された複数の鋼球３６ｄとから構成されている。回折光学素子５Ａが照明光ＩＬに対して並進移動する方向ＴＤは、Ｙ方向に平行な（半径方向ＲＤに直交する）方向である。また、支持部材３５の内面に回転軸受け３４Ａを介して、回折光学素子５Ａが固定された回転枠３３Ａがφ方向に回転可能に支持されている。図３に示すように、回転軸受け３４Ａは、支持部材３５の内面に固定された外輪３４Ａｂと、回転枠３３Ａの外周に固定された内輪３４Ａａと、外輪３４Ａｂと内輪３４Ａａとの間に設置された複数の鋼球３４Ａｃとから構成されている。
【００２９】
また、図２において、支持部材３５の回転軸３１ｃ側の端部に固定された凸部３９Ａと、ターレット板３１の回転軸３１ｃの近傍に固定された凸部３９Ｂとの間に引っ張りコイルばね３８が張設されている。引っ張りコイルばね３８によって、支持部材３５及び回転枠３３Ａ（回折光学素子５Ａ）は常時、半径方向ＲＤに沿って回転軸３１ｃの方向に付勢されている。ターレット板３１の裏面側に配置された固定カム３２の外周の案内面３２ｂは、照明光ＩＬの照射領域３０の近傍の部分が、回折光学素子５Ａが並進する方向ＴＤに平行な平坦部３２ａとされ、それ以外の部分は回転軸３１ｃを中心とする円筒面である。
【００３０】
さらに、図２の回折光学素子５Ａは、Ｙ軸及びＺ軸に平行な端部で囲まれた矩形のガラス基板であり、回転枠３３Ａの回折光学素子５Ａに対して回転軸３１ｃ側の近傍の裏面に、方向ＴＤに所定間隔で同じ構成のカムフォロア３７Ａ，３７Ｂが固定されている。図３に示すように、一方のカムフォロア３７Ｂは、回転枠３３Ａに固定されたＸ軸に平行な棒状の連結部３７Ｂａと、連結部３７Ｂａの先端のＸ軸に平行な軸の回りに回転可能に設けられた回転部３７Ｂｂ（回転軸受けでもよい）とを有する。カムフォロア３７Ｂの回転部３７Ｂｂは、固定カム３２の案内面３２ｂ（図３ではそのうちの平坦部３２ａ）に沿って回転しながら移動する。同様に、カムフォロア３７Ａの回転部も案内面３２ｂに沿って回転しながら移動する。
【００３１】
図２において、リニアガイド３６、支持部材３５、引っ張りコイルばね３８、カムフォロア３７Ａ，３７Ｂ、及び固定カム３２を含んで並進ユニット６Ａが構成されている。また、図２の状態では、回折光学素子５Ａの中央に照明光ＩＬの照射領域３０が位置している。この状態から駆動部２２Ａによってターレット板３１をθ方向に回転すると、支持部材３５は引っ張りコイルばね３８によって回転軸３１ｃ側に付勢されているため、支持部材３５内にφ方向に回転可能に支持された回転枠３３Ａに設けられた２つのカムフォロア３７Ａ，３７Ｂの回転部は、固定カム３２の平坦部３２ａに沿って方向ＴＤに移動する。従って、回転枠３３Ａに固定された回折光学素子５Ａは、照明光ＩＬの照射領域３０に対
して方向ＴＤ（Ｙ方向）に回転することなく移動する。即ち、回折光学素子５Ａは照明光ＩＬを横切る方向ＴＤに並進移動（平行移動）する。
【００３２】
さらにターレット板３１をθ方向に回転すると、カムフォロア３７Ａ，３７Ｂの回転部が固定カム３２の案内面３２ｂのうちの円筒面に達するため、支持部材３５及び回転枠３３Ａ（回折光学素子５Ａ）はθ方向に回転しながら移動するようになる。同様に、他の回転枠３３Ｂ〜３３Ｆ（回折光学素子５Ｂ〜５Ｆ）もそれぞれ並進ユニット６Ｂ〜６Ｆの作用によって、回折光学素子５Ｂ〜５Ｆが照明光ＩＬの照射領域３０を横切る区間では、それぞれ照明光ＩＬに対して方向ＴＤに並進移動する。
【００３３】
次に、照明条件切り替え装置１０を用いて複数極照明時のポールバランスを補正する方法及び複数極照明の切り替え方法につき図４〜図６を参照して説明する。この場合、図２において、回折光学素子５Ａの裏面のパターン領域は、−Ｙ方向側の矩形の第１のパターン領域５Ａ１及び＋Ｙ方向側の矩形の第２のパターン領域５Ａ２に分かれているものとする。この場合、パターン領域５Ａ１，５Ａ２に入射する照明光ＩＬによって、照明瞳面ＩＰＰには、図４（Ａ）に示すように、光軸ＡＸＩを中心としてＹ方向に対称な第１及び第２の二次光源２６Ａ，２６Ｃと、Ｚ方向（レチクル面のＸ方向に対応する方向）に対称な第３及び第４の二次光源２６Ｂ，２６Ｄとからなる４極照明用の二次光源が形成される。
【００３４】
さらに、回折光学素子５Ａの第１のパターン領域５Ａ１を通過した照明光ＩＬによって形成される二次光源は、図４（Ａ）のＹ方向の二次光源２６Ａ，２６Ｃの光強度（平均値）がＺ方向の二次光源２６Ｂ，２６Ｄの光強度よりも大きくなり、第２のパターン領域５Ａ２を通過した照明光ＩＬによって形成される二次光源は、Ｙ方向の二次光源２６Ａ，２６Ｃの光強度がＺ方向の二次光源２６Ｂ，２６Ｄの光強度よりも小さくなるように、回折光学素子５Ａが形成されているものとする。このとき、図５（Ａ）に示すように、照明光ＩＬの照射領域３０が回折光学素子５Ａのパターン領域５Ａ１，５Ａ２の中央に位置するときに、図１の照度センサ２５を介して図４（Ａ）の各二次光源２６Ａ〜２６Ｄの光強度（平均値）を計測する。
【００３５】
そして、Ｙ方向の二次光源２６Ａ，２６Ｃの光強度の平均値がＺ方向の二次光源２６Ｂ，２６Ｄの光強度の平均値よりも大きいときには、図５（Ｂ）に示すように、ターレット板３１を時計回りに所定の角度θＡだけ回転し、並進ユニット６Ａによって、回折光学素子５Ａ（回転枠３３Ａ）を照明光ＩＬの照射領域３０に対して−Ｙ方向に並進移動する。これによって、回折光学素子５Ａの第２のパターン領域５Ａ２の方が照射面積が広くなるため、二次光源２６Ａ，２６Ｃ及び２６Ｂ，２６Ｄ間の光強度の差が小さくなり、ポールバランスが改善される。
【００３６】
一方、Ｙ方向の二次光源２６Ａ，２６Ｃの光強度の平均値がＺ方向の二次光源２６Ｂ，２６Ｄの光強度の平均値よりも小さいときには、図５（Ｃ）に示すように、ターレット板３１を反時計回りに所定の角度θＢだけ回転し、並進ユニット６Ａによって、回折光学素子５Ａ（回転枠３３Ａ）を照明光ＩＬの照射領域３０に対して＋Ｙ方向に並進移動する。これによって、回折光学素子５Ａの第１のパターン領域５Ａ１の方が照射面積が広くなるため、二次光源２６Ａ，２６Ｃ及び２６Ｂ，２６Ｄ間の光強度の差が小さくなり、ポールバランスが改善される。
【００３７】
なお、並進ユニット６Ａを用いることなく単に回折光学素子５Ａを回転軸３１ｃの回りに角度θＡだけ回転すると、図４（Ｂ）に示すように、二次光源２６Ａ〜２６Ｄが本来の位置ＩＰに対して光軸ＡＸＩの回りに角度θＡだけ回転してしまう。従って、照明条件がレチクルＲのパターンに対して最適な照明条件ではなくなる。これに対して本実施形態では、並進ユニット６Ａを備えているため、二次光源２６Ａ〜２６Ｄを回転することなく、
ポールバランスを調整することができる。
【００３８】
また、図２の回折光学素子５Ｂは、図４（Ａ）の二次光源２６Ａ〜２６Ｄを４５°例えば時計回りに回転した変形照明用の二次光源を形成するものとする。さらに、回折光学素子５Ｂの第１、第２のパターン領域５Ｂ１及び５Ｂ２には、それぞれ図４（Ａ）の二次光源２６Ａ，２６Ｃを時計回りに４５°回転した二次光源の光強度が二次光源２６Ｂ，２６Ｄを４５°時計回りに４５°回転した二次光源の光強度よりも大きくなるパターン及び小さくなるパターンが形成されているものとする。この場合にも、ターレット板３１を介して回折光学素子５Ｂを照明光ＩＬの照射領域３０に移動し、ターレット板３１及び並進ユニット６Ｂを用いて回折光学素子５Ｂを方向ＴＤに並進移動することによって、ポールバランスを調整可能である。
【００３９】
また、図６（Ａ）は、ターレット板３１の回転によって、回折光学素子５Ｄを照明光ＩＬの照射領域３０に移動した状態を示す。図６（Ａ）において、回折光学素子５Ｄのパターン領域は、−Ｙ方向側の第１のパターン領域５Ｄ１と＋Ｙ方向側の第２のパターン領域５Ｄ２とに分かれている。そして、第１のパターン領域５Ｄ１のみに照明光ＩＬが照射されると、照明瞳面ＩＰＰには図４（Ｃ）に示すように、光軸ＡＸＩをＹ方向に挟むように２極照明の二次光源２６Ａ，２６Ｃが形成され、第２のパターン領域５Ｄ２のみに照明光ＩＬが照射されると、照明瞳面ＩＰＰには図４（Ｄ）に示すように、光軸ＡＸＩをＺ方向に挟むように２極照明の二次光源２６Ｂ，２６Ｄが形成されるものとする。
【００４０】
この場合、露光対象のレチクルのパターン領域に主にＹ方向にのみ周期性を持つパターンが形成されているときには、図４（Ｃ）の二次光源２６Ａ，２６Ｃを形成するために、図６（Ａ）に示すように、回折光学素子５Ｄの中央に照射領域３０がある状態からターレット板３１を反時計回りに角度θＣだけ回転する。これによって、並進ユニット６Ｄの作用によって回転枠３３Ｄ及び回折光学素子５Ｄが＋Ｙ方向に並進移動して、第１のパターン領域５Ｄ１にのみ照明光ＩＬの照射領域３０が設定され、Ｙ方向の２極照明が設定される。
【００４１】
一方、露光対象のレチクルのパターン領域に主にＸ方向にのみ周期性を持つパターンが形成されているときには、図４（Ｄ）の二次光源２６Ｂ，２６Ｄを形成するために、図６（Ｂ）に示すように、回折光学素子５Ｄの中央に照射領域３０がある状態からターレット板３１を反時計回りに角度−θＣだけ回転する。これによって、並進ユニット６Ｄの作用によって回転枠３３Ｄ及び回折光学素子５Ｄが−Ｙ方向に並進移動して、第２のパターン領域５Ｄ２にのみ照明光ＩＬの照射領域３０が設定され、Ｘ方向の２極照明が設定される。
【００４２】
このようにして本実施形態の露光装置ＥＸの照明装置１２によれば、照明条件切り替え装置１０によって回折光学素子５Ａ〜５Ｆをそれぞれ照明光ＩＬの照射領域３０に対して方向ＴＤに並進移動できる。従って、４極照明時にポールバランスを調整可能であるとともに、１枚の回折光学素子５Ｄの並進移動によって異なる２極照明の切り替えを行うことができる。
【００４３】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光ＩＬでレチクルＲのパターン面（被照射面）を照明する照明装置１２（照明光学装置）を備え、照明装置１２は照明光学系ＩＬＳ及び照明条件切り替え装置１０を備えている。また、照明条件切り替え装置１０は、照明瞳面ＩＰＰ（所定面）における照明光ＩＬの光強度分布を形成する回折光学素子５Ａと、照明光ＩＬの光路から離れた位置にある回転軸３１ｃの回りに回転可能なターレット板３１（第１回転部材）と、ターレット板３１の回転によって照明光ＩＬの光路を横切る位置に、かつターレット板３１に対して回転可能に回折光学素子５Ａを取り付ける回転枠３３Ａ（第２回転部材）と、回折光学素子５Ａの少なくとも一部が照明光ＩＬの光路にあるときに、ターレット板３１の回転角に応じて回転枠３３Ａを回転させて、回折光学素子５Ａを照明光ＩＬの光路を横切る方向ＴＤに並進移動させる並進ユニット６Ａとを備えている。
【００４４】
本実施形態の照明装置１２によれば、ターレット板３１の回転によって、回折光学素子５Ａの少なくとも一部を照明光ＩＬの照射領域３０（光路）上に設置できる。さらに、この状態で、ターレット板３１を回転すると、並進ユニット６Ａによってターレット板３１の回転角を相殺するように回転枠３３Ａが回転するため、照明光ＩＬを横切る方向に回折光学素子５Ａを並進移動（平行移動）できる。従って、照明瞳面ＩＰＰにおける照明光ＩＬの光強度分布を実質的に回転することなく、照明瞳面ＩＰＰにおける複数の二次光源２６Ａ〜２６Ｄの光強度のばらつき（ポールバランス）を調整できる。
【００４５】
また、回折光学素子５Ａの代わりに回折光学素子５Ｄを照明光ＩＬの光路に配置した場合には、回折光学素子５Ｄのターレット板３１による回転及び並進ユニット６Ｄによる並進移動によって、照明瞳面ＩＰＰにおける照明光ＩＬの光強度分布をＹ方向の２極照明用の分布とＺ方向（Ｘ方向）の２極照明用の分布との間で切り替えることができる。
（２）また、並進ユニット６Ａは、並進移動の方向ＴＤに沿った平坦部３２ａを含む案内面３２ｂが形成された固定カム３２と、ターレット板３１に対して回転枠３３Ａをターレット板３１の半径方向ＲＤに移動可能に連結するリニアガイド３６（スライド部材）と、回転枠３３Ａの回転角を固定カム３２の案内面３２ｂによって規定するカムフォロア３７Ａ，３７Ｂ（連動部材）とを備えている。従って、回折光学素子５Ａを方向ＴＤにのみ正確に並進移動できる。
【００４６】
（３）また、本実施形態では、回折光学素子５Ａが光強度分布を形成する所定面は照明光学系ＩＬＳの照明瞳面ＩＰＰであり、その光強度分布によって照明条件が既定される。
なお、回折光学素子５Ａとレチクル面との間にマイクロレンズアレイ９（フライアイインテグレータ）が配置され、マイクロレンズアレイ９の入射面９Ｉの光強度分布と照明瞳面ＩＰＰの光強度分布とは実質的に等しい。そこで、回折光学素子５Ａが光強度分布を形成する所定面をマイクロレンズアレイ９の入射面９Ｉとみなしてもよい。
【００４７】
（４）また、照明条件切り替え装置１０は、ターレット板３１の回転軸３１ｃの回りに配置され、照明瞳面ＩＰＰで互いに異なる光強度分布を形成する複数の回折光学素子５Ａ〜５Ｆと、ターレット板３１に対して回転可能に回折光学素子５Ａ〜５Ｆを支持する複数の回転枠３３Ａ〜３３Ｆと、複数の並進ユニット６Ａ〜６Ｆとを備えている。従って、回折光学素子５Ａ〜５Ｆのうち任意の回折光学素子を照明光ＩＬの光路に移動し、照明瞳面ＩＰＰにおける照明光ＩＬの光強度分布を回転することなく、その光強度を調整できる。
【００４８】
なお、回折光学素子５Ａ〜５Ｆの個数は６個には限定されず、任意の個数でよい。さらに、ターレット板３１には１枚の回折光学素子のみを取り付けておいてもよい。
（５）また、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明するために上記の照明装置１２を備え、照明装置１２からの照明光ＩＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光している。従って、例えば４極照明を用いる場合にポールバランスを調整できるため、レチクルＲのパターンの像を高精度にウエハＷに露光できる。
【００４９】
なお、本実施形態では以下のような変形が可能である。
（１）本実施形態の照明光学系ＩＬＳはズームレンズ７及びアキシコン系８を備えているため、回折光学素子５Ａ〜５Ｆによって形成される照明瞳面ＩＰＰの二次光源の形状の伸縮等を行うことができる。しかしながら、回折光学素子５Ａ〜５Ｆ内に例えば形状が同
じで大きさが異なる二次光源を形成できる種々のパターンを形成しておくことによって、ズームレンズ７及びアキシコン系８の少なくとも一方を省略してもよい。さらに、ズームレンズ７及びアキシコン系８の代わりに焦点距離が固定のリレーレンズのみを配置してもよい。
【００５０】
（２）照明光学系ＩＬＳは、オプティカルインテグレータとしてマイクロレンズアレイ９（フライアイインテグレータ）の代わりにロッドレンズ（内面反射型インテグレータ）を用いて構成してもよい。この場合にも、回折光学素子５Ａ〜５Ｄを選択的に照明光ＩＬの光路に配置する部分に照明条件切り替え装置１０を使用できる。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態につき図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して説明する。本実施形態の露光装置は、第１の実施形態の露光装置ＥＸに対して、照明装置１２の照明条件切り替え装置１０の構成のみが異なっている。以下、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において図２及び図３に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図７（Ａ）は本実施形態の照明条件切り替え装置１０Ａを示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のVII−VII線に沿う断面図である。図７（Ａ）において、照明条件切り替え装置１０Ａは、駆動部２２Ａによって回転軸３１Ａｃの回りのθ方向に回転される円板状のターレット板３１Ａ（第１回転部材）と、回折光学素子５Ａ〜５Ｆと、回折光学素子５Ａ〜５Ｆが固定された回転枠４２Ａ〜４２Ｆ（第２回転部材）と、ターレット板３１Ａの裏面の周縁部に等角度間隔で配置された回転中心の回りに回転可能に回転枠４２Ａ〜４２Ｆを連結する第１連結軸４３Ａ〜４３Ｆと、ターレット板３１Ａの回転角を相殺するようにそれぞれ回転枠４２Ａ〜４２Ｆ（回折光学素子５Ａ〜５Ｆ）を回転する並進ユニット４１Ａ〜４２Ｆとを備えている。回転枠４２Ａ〜４２Ｆ及び並進ユニット４１Ａ〜４１Ｆの構成は互いに同じであるため、回転枠４２Ａ及び並進ユニット４１Ａの構成につき説明する。
【００５２】
平板状の回転枠４２Ａは、回折光学素子５Ａが固定された枠状部４２Ａａと、枠状部４２Ａａから−Ｚ方向に突き出た２つの連結部４２Ａｂ，４２Ａｃとを有し、一方の連結部４２Ａｂが第１連結軸４３Ａによってターレット板３１Ａに回転可能に連結されている。また、並進ユニット４１Ａは、ターレット板３１Ａの裏面に、回転軸３１ＡｃからＹ方向に所定間隔離れるとともに回転軸３１Ａｃに平行な回転軸３１Ｂａの回りに回転可能に配置された、ターレット板３１Ａとほぼ同じ大きさの円板状の回転板３１Ｂ（第３回転部材）と、回転枠４２Ａの他方の連結部４２Ａｃを回転板３１Ｂの周縁部に回転可能に連結する第２連結軸４４（リンク機構）とを有する。回転板３１Ｂは、全部の並進ユニット４１Ａ〜４１Ｆで共用されている。
【００５３】
一例として、第１連結軸４３Ａの中心と第２連結軸４４の中心とを結ぶ直線は、回転軸３１Ａｃと回転軸３１Ｂａとを結ぶ直線に平行であり、かつ回折光学素子５Ａが並進移動する方向ＴＤ（Ｙ方向）に平行である。また、第１連結軸４３Ａの中心と第２連結軸４４の中心との間隔は、回転軸３１Ａｃ，３１Ｂａの間隔に等しい。回転板３１Ｂの裏面の回転部３１Ｂｂが不図示のフレーム部に回転可能に支持されている。
【００５４】
図７（Ｂ）に示すように、第１連結軸４３Ａの下端の平坦部がボルト４６によってターレット板３１Ａに固定され、第２連結軸４４の下端の平坦部がボルト４６によって回転板３１Ｂに固定され、ターレット板３１Ａと回転板３１Ｂとの間の空間内で、第１連結軸４３Ａの先端部４３Ａａ及び第２連結軸４４の先端部４４ａにそれぞれ回転枠４２Ａの連結部４２Ａｂ及び４２Ａｃが回転可能に連結され、連結部４２Ａｂ，４２Ａｃの軸方向の位置はＥリング４５によって固定されている。従って、回転枠４２Ａ（回折光学素子５Ａ）及び他の回転枠４２Ｂ〜４２Ｆ（回折光学素子５Ｂ〜５Ｆ）は、ターレット板３１Ａがθ方向に回転したときに、それぞれターレット板３１Ａと回転板３１Ｂとの間の空間を円滑に移動できる。
【００５５】
また、照明光ＩＬの照射領域３０は、回転軸３１Ａｃ，３１Ｂａの中点に対して＋Ｚ方向側に、回折光学素子５Ａ〜５Ｆのパターン領域を通過する位置に設定されている。従って、図７（Ａ）のように回折光学素子５Ａが照射領域３０にかかっている状態から、ターレット板３１Ａをθ方向に回転すると、連結軸４３Ａ，４４の中心を結ぶ直線が方向ＴＤに平行である状態を維持して回転枠４２Ａが回転しながら移動するため、回折光学素子５Ａはほぼ方向ＴＤに並進移動する。なお、本実施形態では、並進ユニット４１Ａ〜４１Ｆの構成は簡単であるが、回折光学素子５Ａが照射領域３０の近傍で方向ＴＤに平行移動する際に、回折光学素子５Ａは僅かにＺ方向にも平行移動する。しかしながら、このように回折光学素子５Ａが照明光ＩＬに対してＺ方向に平行移動しても照明瞳面ＩＰＰ上の二次光源は回転することがないため、第１の実施形態と同様にポールバランスを調整できる。同様に他の回折光学素子５Ｂ〜５Ｆもそれぞれ照射領域３０の近傍ではほぼ方向ＴＤに並進移動する。
【００５６】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態につき図８及び図９を参照して説明する。本実施形態の露光装置も、第１の実施形態の露光装置ＥＸに対して、照明装置１２の照明条件切り替え装置１０の構成のみが異なっている。以下、図８及び図９において図２及び図３に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５７】
図８は本実施形態の照明条件切り替え装置１０Ｂを示し、図９は図８のIX−IX線に沿う断面図である。図８において、照明条件切り替え装置１０Ｂは、駆動部２２Ａ（図９参照）によって回転軸５１ｃの回りに回転される円板状のターレット板５１（第１回転部材）と、回折光学素子５Ａ〜５Ｆと、回折光学素子５Ａ〜５Ｆが固定された円形の回転枠５４Ａ〜５４Ｆ（第２回転部材）と、ターレット板５１の裏面の周縁部に等角度間隔で配置された回転中心の回りに回転可能に回転枠５４Ａ〜５４Ｆを連結する第１連結軸５６Ａ〜５６Ｆと、ターレット板５１の回転角を相殺するようにそれぞれ回転枠５４Ａ〜５４Ｆ（回折光学素子５Ａ〜５Ｆ）を回転する並進ユニット５３Ａ〜５３Ｆとを備えている。回転枠５４Ａ〜５４Ｆ及び並進ユニット５３Ａ〜５３Ｆの構成は互いに同じであるため、回転枠５４Ａ及び並進ユニット５３Ａの構成につき説明する。
【００５８】
平板状の回転枠５４Ａの＋Ｚ方向の半面側に設けられた矩形の開口５４Ａａ（図９参照）を覆うように回折光学素子５Ａが固定され、回折光学素子５Ａを透過した照明光ＩＬを通すようにターレット板５１の外周部に凹部５１ａが形成されている。回転枠５４Ａの外周部に歯車５７が固定されている。図９において、回転枠５４Ａに固定された第１連結軸５６Ａは、ターレット板５１に回転軸受け５５Ａを介して連結されている。また、ターレット板５１の回転部５１ｂは、フレーム部ＦＲに回転軸受け６２を介して連結され、回転部５１ｂは駆動部２２Ａによって回転される。フレーム部ＦＲには、ターレット板５１の回転部５１ｂと同軸になるように固定歯車５２がボルト６３を介して固定されている。さらに、ターレット板５１の回転軸５１ｃ（図８参照）と第１連結軸５６Ａの中心とを結ぶ直線上に配置された回転中心の回りに、回転軸受け６０を介して回転可能に第２連結軸５９が支持されている。また、第２連結軸５９の上端に固定された歯車５８が歯車５７に螺合（係合）し、第２連結軸５９の下端に固定された歯車６１が固定歯車５２に螺合（係合）している。
【００５９】
並進ユニット５３Ａは、ターレット板５１と同軸のフレーム部ＦＲに固定された固定歯車５２（第１歯車）と、回転枠５４Ａと一体的に回転可能に設けられた歯車５７（第２歯車）と、固定歯車５２と歯車５７とを所定のギア比で連結する第２連結軸５９及び歯車５８，６１を含む歯車機構とを備えている。固定歯車５２は、並進ユニット５３Ａ〜５３Ｆで共用されている。図８において、その所定のギア比は、ターレット板５１が１回転したときに、回転枠５４Ａ（回折光学素子５Ａ）が逆方向に１回転するように設定されている。この結果、ターレット板５１が回転軸５１ｃの回りにθだけ回転すると、回転枠５４Ａは回転軸の回りに−θ（逆方向にθ）回転するため、回転枠５４Ａ（回折光学素子５Ａ）の回転角は一定に維持される。これは他の回転枠５４Ｂ〜５４Ｆ（回折光学素子５Ｂ〜５Ｆ）も同様である。
【００６０】
従って、図８のように回折光学素子５Ａが照射領域３０にかかっている状態から、ターレット板５１を角度θ回転すると、回転枠５４Ａ（回折光学素子５Ａ）が逆方向に回転するため、回折光学素子５Ａは照射領域３０に対してほぼ＋Ｙ方向に並進移動する。なお、この実施形態においても回折光学素子５ＡはＺ方向にも僅かに平行移動するが、照明瞳面ＩＰＰにおける二次光源は回転しないため、ポールバランスを制御できる。同様に他の回折光学素子５Ｂ〜５Ｆもそれぞれ照射領域３０の近傍ではほぼＹ方向に並進移動する。
【００６１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態につき図１０を参照して説明する。本実施形態の露光装置も、第１の実施形態の露光装置ＥＸに対して、照明装置１２の照明条件切り替え装置１０の構成のみが異なっている。以下、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において図２及び図３に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１０（Ａ）は本実施形態の照明条件切り替え装置１０Ｃを示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のXB−XB線に沿う断面図である。図１０（Ａ）において、照明条件切り替え装置１０Ｃは、駆動部２２Ａによって回転軸７１ｃの回りに回転される円板状のターレット板７１（第１回転部材）と、回折光学素子５Ａ〜５Ｆと、回折光学素子５Ａ〜５Ｆが固定された矩形の回転枠７４Ａ〜７４Ｆ（第２回転部材）と、ターレット板７１の周縁部に等角度間隔で配置された開口７１ａ内の回転中心の回りに回転枠７４Ａ〜７４Ｆを回転可能に支持する回転軸受け３４Ａ〜３４Ｆと、ターレット板７１の回転角を相殺するようにそれぞれ回転枠７４Ａ〜７４Ｆ（回折光学素子５Ａ〜５Ｆ）を回転する並進ユニット７２とを備えている。回転枠７４Ａ〜７４Ｆの構成は互いに同じである。
【００６３】
平板状の回転枠７４Ａの−Ｚ方向の半面側に設けられた矩形の開口７４Ａｂ（図１０（Ｂ）参照）を覆うように回折光学素子５Ａが固定され、回転枠７４Ａは、ターレット板７１に回転軸受け３４Ａを介して固定された円形の連結枠７３Ａの上面にボルト７５によって固定されている。連結枠７３Ａにも照明光ＩＬを通過させる開口７３Ａａが形成されている。図１０（Ａ）に示すように、回折光学素子５Ａが照明光ＩＬの照射領域３０にある状態では、回転枠７４Ａの＋Ｚ方向の端面７４Ａａは回折光学素子５Ａが並進移動する方向ＴＤ（Ｙ方向）に平行である。
【００６４】
並進ユニット７２は、回折光学素子５Ａの並進移動の方向ＴＤに沿った平坦部が形成されたガイド部材７７と、ガイド部材７７を回転枠７４Ａの端面７４Ａａの方向（半径方向ＲＤ）に付勢するエアーシリンダー７６（付勢機構）とを備えている。本実施形態では、並進ユニット７２は、全部の回転枠７４Ａ〜７４Ｆ（回折光学素子５Ａ〜５Ｆ）で共通に使用される。エアーシリンダー７６は不図示のフレーム部に支持されている。なお、ガイド部材７７を回折光学素子５Ａの端面に付勢することも可能である。
【００６５】
本実施形態では、図１０（Ａ）のように回折光学素子５Ａが照射領域３０にかかっている状態で、エアーシリンダー７６によってガイド部材７７を回転枠７４Ａの端面７４Ａａに付勢する。この状態で、ターレット板７１をθ方向に回転すると、回転枠７４Ａ（回折光学素子５Ａ）は逆方向に回転するため、回折光学素子５Ａは照射領域３０に対してほぼ方向ＴＤに並進移動する。なお、この実施形態においても回折光学素子５ＡはＺ方向にも
僅かに平行移動するが、照明瞳面ＩＰＰにおける二次光源は回転しないため、ポールバランスを制御できる。同様に他の回折光学素子５Ｂ〜５Ｆもそれぞれ照射領域３０の近傍ではほぼ方向ＴＤに並進移動する。
【００６６】
なお、エアーシリンダー７６の代わりに電磁式のアクチュエータ等も使用可能である。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１１に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００６７】
従って、このデバイス製造方法の基板処理ステップ２２４は、上記の実施形態の露光装置を用いて所定のパターンを介して基板を露光する露光工程と、その基板を現像し、その所定のパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程と、そのマスク層を介してその基板の表面を加工する加工工程と、を含んでいる。その露光装置によれば、複数極照明時における複数の領域の光強度のバランスを目標とする状態に近づけることができるため、電子デバイスを高精度に安価に製造できる。
【００６８】
なお、本発明は、上述の走査露光型の露光装置で露光する場合の他に、ステッパー等の一括露光型の露光装置で露光する場合にも適用できる。さらに、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置で露光する場合にも適用できる。
また、本発明は、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式の露光装置にも適用可能である。
【００６９】
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセス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の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセス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、製造工程にも適用することができる。
【００７０】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
ＥＸ…露光装置、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＩＬＳ…照明光学系、５Ａ〜５Ｆ…回折光学素子、６Ａ〜６Ｆ…並進ユニット、９…マイクロレンズアレイ、１０…照明条件切り替え装置、１２…照明装置、２０…主制御系、２１…照明制御系、３１…ターレット板、３２…固定カム、３３Ａ〜３３Ｆ…回転枠、３４Ａ〜３４Ｆ…回転軸受け、３６…リニアガイド
【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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