(57)【要約】【課題】露光不良の発生を低減できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置（ＥＸ）は、露光光（ＥＬ）のパターンを対象面（Ｓａ）に転写する露光装置である。露光装置は、パターンを形成するパターン形成部（ＰＧ）と、パターン形成部により形成されたパターンを対象面に投影する投影光学系（ＰＬ）と、対象面のうち斜面に入射する露光光の偏光状態を、斜面に対してＰ偏光に設定する偏光設定部（ＢＰ）と、を備える。【選択図】図１
2015170838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された構造体に露光光のパターンを転写する露光方法であって、
前記パターンを形成することと、
前記構造体の斜面に入射する前記露光光の偏光状態を、前記斜面に対してＰ偏光に設定することと、
前記斜面と前記斜面に対して非平行な前記基板の表面とのうち前記表面に対して、非偏光状態の前記露光光で露光することと、
前記斜面と前記斜面に対して非平行な前記基板の表面とのうち前記斜面に対して、前記Ｐ偏光の前記露光光で露光することと、
を含む露光方法。
【請求項２】
前記斜面は、第１斜面と前記第１斜面とは前記露光光の入射面が異なる第２斜面とを含み、
前記第１斜面に入射する前記露光光の偏光状態を前記第１斜面に対してＰ偏光に設定し、前記第２斜面に入射する前記露光光の偏光状態を前記第２斜面に対してＰ偏光に設定すること、を含む、
請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記斜面は、前記第１斜面と前記露光光の入射面が同一又は平行である第３斜面を含み、
光空間変調器によって前記パターンを形成し、前記第１斜面における第１領域および前記第３斜面における第１領域に対して前記露光光で同時に露光した後、前記第１斜面における第２領域および前記第３斜面における第２領域に対して前記露光光で同時に露光すること、を含む、
請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
露光光のパターンを対象面に転写する露光方法であって、
前記パターンを形成することと、
前記形成された前記パターンを投影光学系により前記対象面に投影することと、
前記対象面のうち斜面に入射する前記露光光の偏光状態を、前記斜面に対してＰ偏光に設定することと、を含む露光方法。
【請求項５】
前記パターンを形成することは、前記斜面のうち第１領域に転写される第１のパターンを形成することと、前記斜面のうち第２領域に転写される第２のパターンを形成することとを含み、
前記斜面に対してＰ偏光に設定することは、前記第１のパターンの前記露光光の偏光状態を前記第１領域に対してＰ偏光に設定することと、前記第２のパターンの前記露光光の偏光状態を前記第２領域に対してＰ偏光に設定することと、を含む、
請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記投影することは、
前記斜面のうち第３領域に、前記投影光学系の焦点が合焦した状態で第３パターンを投影することと、
前記斜面のうち前記第３領域とは前記投影光学系の光軸の方向の位置が異なる第４領域に、前記投影光学系の焦点が合焦した状態で第４パターンを投影することと、を含む、
請求項４または５に記載の露光方法。
【請求項７】
露光光のパターンを対象面に転写する露光装置であって、
前記パターンを形成するパターン形成部と、
前記パターン形成部により形成された前記パターンを前記対象面に投影する投影光学系と、
前記対象面のうち斜面に入射する前記露光光の偏光状態を、前記斜面に対してＰ偏光に設定する偏光設定部と、を備える露光装置。
【請求項８】
前記パターン形成部は、前記斜面のうち第１領域に転写される第１のパターンと、前記斜面のうち第２領域に転写される第２のパターンとを形成し、
前記偏光設定部は、前記第１のパターンの前記露光光の偏光状態を前記第１領域に対してＰ偏光に設定し、前記第２のパターンの前記露光光の偏光状態を前記第２領域に対してＰ偏光に設定する、
請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記斜面は、第１斜面と前記第１斜面とは前記露光光の入射面が異なる第２斜面とを含み、
前記偏光設定部は、前記第１斜面に入射する前記露光光の偏光状態を前記第１斜面に対してＰ偏光に設定し、前記第２斜面に入射する前記露光光の偏光状態を前記第２斜面に対してＰ偏光に設定する、
請求項７又は８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記偏光設定部は、前記対象面のうち平面に対する前記露光光の露光の前後において、前記斜面に入射する前記露光光の偏光状態を前記斜面に対してＰ偏光に設定する、
請求項７〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記偏光設定部は、
前記露光光を射出する光源から前記対象面との間の光路に配置され、前記露光光の偏光状態を可変な偏光部と、
前記斜面の情報を使って前記偏光部を制御し、前記偏光部から出射する前記露光光の偏光状態を制御する偏光制御部と、を備える、
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記偏光部は、
所定の偏光方向の直線偏光が通る偏光板と、
前記偏光制御部に制御され、前記露光光の光路を横切る面に沿って前記偏光板を所定方向に回転させる駆動部と、を備える、
請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記偏光部は、
前記露光光が入射する１／２波長板と、
前記偏光制御部に制御され、前記露光光の光路を横切る面に沿って前記１／２波長板を所定方向に回転させる駆動部と、を備える、
請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記偏光部は、前記斜面の露光時に前記露光光の光路に配置される挿脱可能な光学部材を備える、
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記偏光設定部は、
前記対象面を有する基板を保持する基板ステージと、
前記斜面の情報を使って、前記基板ステージを前記投影光学系の光軸の周りで回転させるステージ制御部と、を含む、
請求項７〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記パターン形成部は、複数の画素のそれぞれで光を変調可能な空間光変調器を備え、
前記空間光変調器は、前記パターンのうち前記斜面に転写される部分の少なくとも一部を、前記パターンのうち前記斜面以外に転写される部分と別に形成する、
請求項７〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光方法により基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、ＭＥＭＳなどの各種デバイスの製造に利用されている。露光装置の一形態として、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの画像形成素子（光変調素子）を用いてパターンを生成し、このパターンを縮小投影して基板を露光するものが知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＭＥＭＳなどの製造においては、配線などの膜パターンを凹部あるいは凸部等の斜面に形成することがある。この場合に、膜パターンに応じた露光パターンを斜面に投影すると、露光光の一部が斜面で反射し、迷光になることがありえる。この迷光は、例えば基板上の感光膜において露光を予定していない領域に入射し、露光不良を招くことがありえる。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。本発明は、露光不良の発生を低減できる露光装置および露光方法、不良デバイスの発生を低減できるデバイス製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、基板に形成された構造体に露光光のパターンを転写する露光方法であって、パターンを形成することと、構造体の斜面に入射する露光光の偏光状態を、斜面に対してＰ偏光に設定することと、斜面と斜面に対して非平行な基板の表面とのうち表面に対して、非偏光状態の露光光で露光することと、斜面と斜面に対して非平行な基板の表面とのうち斜面に対して、Ｐ偏光の露光光で露光することと、を含む露光方法。
本発明の第２の態様に従えば、露光光のパターンを対象面に転写する露光方法であって、パターンを形成することと、形成されたパターンを投影光学系により対象面に投影することと、対象面のうち斜面に入射する露光光の偏光状態を、斜面に対してＰ偏光に設定することと、を含む露光方法が提供される。
【０００６】
本発明の第３の態様に従えば、露光光のパターンを対象面に転写する露光装置であって、パターンを形成するパターン形成部と、パターン形成部により形成されたパターンを対象面に投影する投影光学系と、対象面のうち斜面に入射する露光光の偏光状態を、斜面に対してＰ偏光に設定する偏光設定部と、を備える露光装置が提供される。
【０００７】
本発明の第４の態様に従えば、第１又は第２の態様の露光方法により基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の態様、第２の態様によれば、露光不良の発生を低減できる。本発明の第３の態様によれば、不良デバイスの発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る露光装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る偏光設定装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る基板上の立体構造の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る基板上の立体構造の一例を示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る基板上の立体構造の一例を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る上面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図７】本実施形態に係る上面に形成される露光パターンを示す図である。
【図８】本実施形態に係る底面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図９】本実施形態に係る底面に形成される露光パターンを示す図である。
【図１０】本実施形態に係る第１グループの斜面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る第１グループの斜面に形成される露光パターンを示す図である。
【図１２】本実施形態に係る第１グループの斜面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図１３】本実施形態に係る第１グループの斜面に形成される露光パターンを示す図である。
【図１４】本実施形態に係る第２グループの斜面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る第２グループの斜面に形成される露光パターンを示す図である。
【図１６】本実施形態に係る第２グループの斜面を露光する際の光変調装置の動作を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る第２グループの斜面に形成される露光パターンを示す図である。
【図１８】本実施形態に係る露光パターンの変形例を示す図である。
【図１９】本実施形態に係る露光パターンの他の変形例を示す図である。
【図２０】本実施形態に係る基板上の立体構造の他の例を示す斜視図である。
【図２１】本実施形態のデバイス製造方法の一例を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る露光装置の一構成例を示す概略構成図である。露光装置ＥＸは、パターン生成装置ＰＧ、偏光設定装置ＢＰ、投影光学系ＰＬ、ステージ装置ＳＴ、フォーカス装置ＦＣ、画像取得装置ＣＡ、画像取得用照明装置ＥＰＩ、表示装置ＤＰ、入力装置ＩＰ及び制御装置ＣＯＮＴを備えている。露光装置ＥＸは、例えばＭＥＭＳ等のデバイスを製造する際の露光工程で用いられる。露光装置ＥＸは、例えば配線や絶縁膜など、デバイスの構成要素のパターン（以下、「デバイスパターン」と表記する）の像を投影し、当該デバイスパターンの露光パターンを基板Ｓに形成する。本実施形態における露光装置ＥＸは、一例として、パターン生成装置ＰＧを備えるマスクレス露光装置である。
【００１１】
以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系に基づいて、各種構成要素の位置関係等を説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｚ軸方向は投影光学系ＰＬの光射出側の光軸に平行な方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は投影光学系ＰＬの光射出側の光軸に直交する面内で互いに直交する方向である。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向に設定され、Ｚ軸方向が鉛直方向に設定される。
【００１２】
パターン生成装置ＰＧは、制御装置ＣＯＮＴの制御によって、基板Ｓ上に転写するパターンを生成する。パターン生成装置ＰＧは、露光光ＥＬを射出する露光用光源６と、露光光ＥＬを平行化するコレクタレンズ７と、露光光ＥＬを空間変調することで露光光ＥＬに光強度の分布を形成する光変調素子８と、空間変調された露光光ＥＬを導光する対物レンズ９と、を有している。
【００１３】
露光用光源６から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。露光用光源６の構成は、露光光ＥＬの波長等に応じて、適宜選択される。制御装置ＣＯＮＴは、露光用光源６の点灯消灯等の動作を制御する。
【００１４】
光変調素子８としては、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）が用いられている。ＤＭＤは、二次元的（例えば、マトリクス状に）に配列された複数の画素を有している。ＤＭＤの各画素は、それぞれマイクロミラー８ａ（後に図６等に示す）を含んでいる。マイクロミラー８ａは、各画素に入射した露光光ＥＬの分割光束を反射させる反射面を有している。
【００１５】
各マイクロミラー８ａは、反射面の姿勢を個別に調整できるようになっている。したがって、各分割光束の進行方向が当該分割光束毎に調整可能である。本実施形態では、光変調素子８から対物レンズ９へと向かう方向を露光光ＥＬの進行方向としている。光変調素子８では、当該光変調素子８に入射する露光光ＥＬを、例えば対物レンズ９へと向かう方向に沿って進行する分割光束と、当該対物レンズ９へと向かう方向とは異なる方向に進行する分割光束と、に分けて反射することができるようになっている。このため、対物レンズ９へと向かう方向に進行する露光光ＥＬ（分割光束の集合）は、進行方向に直交する方向において光強度の分布が形成されることになる。
【００１６】
このように、光変調素子８は、各画素で反射した分割光束の進行方向を画素ごとに制御することにより、基板Ｓ上に転写するデバイスパターンを生成することができる構成となっている。制御装置ＣＯＮＴは、光変調素子８の動作、例えば個々のマイクロミラーの反射面の姿勢などを制御する。
【００１７】
なお、露光用光源６及び光変調素子８に代えて、例えば自発光型のパネルを用いても構わない。この自発光型のパネルは、二次元的に配列された複数の発光素子を含んでいる。各発光素子は、露光光ＥＬを射出する光源であり、例えばレーザーダイオードイや発光ダイオード等によって構成される。例えば、各発光素子は、制御装置ＣＯＮＴによって発光素子ごとに点灯消灯が制御可能な構成である。自発光型のパネルは、各発光素子から各画素を示す露光光ＥＬを射出するため、露光用光源６及び光変調素子８を用いた場合と同様のデバイスパターンを形成可能である。
【００１８】
対物レンズ９から射出された露光光ＥＬが入射する位置には、波長選択ミラー１０が配置されている。波長選択ミラー１０は、例えばダイクロイックミラー等によって構成されている。波長選択ミラー１０は、露光光ＥＬが反射し、後述する検出光ＳＬが通過する特性を有している。
【００１９】
対物レンズ９及び後述の偏光板３１から射出されて波長選択ミラー１０で反射した露光光ＥＬは、波長選択ミラー１０で反射した後に、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、レンズ等の光学部品（第一対物レンズ）を１以上含んでいる。露光光ＥＬが示すパターンの像を基板Ｓ上の投影領域に投影する。この投影領域は、投影光学系ＰＬによってパターンの像を投影可能な領域を含む。
【００２０】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｓの少なくとも一部に、デバイスパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬにはレンズなどの光学素子が複数設けられている。当該複数の光学素子は、例えば鏡筒２に保持されている。本実施形態では、縮小系の投影光学系ＰＬが用いられている。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、例えばＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００２１】
偏光設定装置ＢＰは、投影領域ＰＲに入射する際の露光光ＥＬの偏光状態を設定する。本実施形態において、偏光設定装置ＢＰは、露光光ＥＬを射出する露光用光源６と投影領域ＰＲとの間の光路に配置された偏光部３０を含む。偏光部３０は、露光光ＥＬの偏光状態を可変である。偏光部３０は、パターン生成装置ＰＧの対物レンズ９と波長選択ミラー１０との間の光路に配置された偏光板３１、及び偏光板３１を駆動する駆動部３２を含む。なお、本実施形態における偏光板３１は、露光用光源６と投影領域ＰＲ（或いは、投影光学系ＰＬ）との間の光路に配置されていれば良い。
【００２２】
図２は、偏光設定装置ＢＰの構成を示す図である。偏光板３１は、露光光ＥＬの光路ＥＬＰを横切る所定面３３に沿って配置される。この所定面３３は、例えば、パターン生成装置ＰＧの光学系に含まれるレンズの光軸（例えば図１の対物レンズ９の光軸）に垂直な面である。本実施形態において、偏光板３１には、露光用光源６から自然光（非偏光）や円偏光のような複数方向の偏光成分を含む露光光ＥＬが入射する。偏光板３１は、所定面３３に平行な透過軸３１ａを有し、露光光ＥＬのうち透過軸３１ａに平行な偏光成分を通すとともに、露光光ＥＬのうち透過軸３１ａに垂直な偏光成分を遮断する。
【００２３】
偏光板３１は、所定面３３に垂直な軸の周りで回転（回動）可能に設けられている。駆動部３２は、例えば電動モーターなどのアクチュエータを含み、偏光板３１をその回転軸の周りで回転させる。これにより、偏光板３１の透過軸３１ａが露光光ＥＬの光路に対して相対的に回転し、偏光板３１を通る露光光ＥＬの偏光状態が変化する。
【００２４】
例えば、図２の状態において透過軸３１ａは、図１のＺ軸方向に平行であり、偏光板３１を通った露光光ＥＬは、Ｚ軸方向の直線偏光である。この露光光ＥＬは、波長選択ミラー１０で反射してＸ軸方向の直線偏光になり、投影光学系ＰＬを介して基板Ｓに入射する。また、図２の状態から偏光板３１が９０°回転すると、透過軸３１ａがＹ軸方向に平行になり、偏光板３１を通った露光光ＥＬは、Ｙ軸方向の直線偏光になる。この露光光ＥＬは、波長選択ミラー１０で反射した後もＹ軸方向の直線偏光であり、投影光学系ＰＬを介して基板Ｓに入射する。例えば、図２のような偏光部３０の状態では基板Ｓに入射する露光光ＥＬは、Ｘ軸方向の直線偏光であり、図２のような偏光部３０の状態から偏光板３１が９０°回転した偏光部３０の状態では、基板Ｓに入射する露光光ＥＬは、Ｙ軸方向の直線偏光である。
【００２５】
また、本実施形態に係る偏光板３１は、露光光ＥＬの光路を遮る第１位置Ｙ１と遮らない第２位置Ｙ２との間で移動可能に設けられている。駆動部３２は、偏光板３１を、第１位置Ｙ１と第２位置Ｙ２との間で移動させる。例えば、偏光板３１は、露光光ＥＬの光路に挿脱可能な光学部材である。
【００２６】
上述のような偏光部３０は、偏光制御部３４に制御される。本実施形態において、偏光制御部３４は、制御装置ＣＯＮＴの一部である。制御装置ＣＯＮＴには、露光に関する露光情報を記憶した記憶装置ＭＲＹが併設されており、偏光制御部３４は、記憶装置ＭＲＹから基板Ｓに対する露光情報を取得し、この露光情報に基づいて偏光部３０を制御する。露光情報については、露光装置ＥＸの露光動作とともに後述する。
【００２７】
偏光制御部３４は、駆動部３２を制御することにより偏光板３１を回転させ、偏光板３１から出射する露光光ＥＬの偏光状態を制御する。また、偏光制御部３４は、駆動部３２を制御することにより偏光板３１を第１位置Ｙ１と第２位置Ｙ２との間で移動させ、偏光板３１が露光光ＥＬの光路に配置された第１状態と、偏光板３１が露光光ＥＬの光路から外れて配置された第２状態とを切り替える。
【００２８】
図１に戻って、本実施形態のステージ装置ＳＴは、ステージ本体１及びステージ駆動装置ＡＣＴを有している。ステージ本体１は、基板Ｓを保持して移動可能に設けられている。ステージ本体１には、例えば減圧吸着や静電吸着等によって基板Ｓを着脱可能に保持する保持面１ａが形成されている。基板Ｓは、表面Ｓａ及び裏面Ｓｂの法線方向がＺ軸方向と平行になるように、ステージ本体１の当該保持面１ａに保持される。
【００２９】
ステージ駆動装置ＡＣＴは、例えば不図示のリニアモータ機構などのアクチュエータを有している。ステージ駆動装置ＡＣＴは、ステージ装置ＳＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、及びＺ軸周りの回転方向の６方向に移動可能である。ステージ装置ＳＴには、ステージ本体１の位置や姿勢などの情報を検出する不図示の検出機構（例、エンコーダや干渉計など）が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、当該検出機構の検出結果に基づいて、ステージ駆動装置ＡＣＴの駆動量を調整可能である。
【００３０】
フォーカス装置ＦＣは、例えばＴＴＬ型位相差方式のオートフォーカス（以下、ＡＦと略記する）によって、投影光学系ＰＬの焦点位置を露光面に合わせることが可能である。フォーカス装置ＦＣは、ＡＦ用光源１１、コレクタレンズ１２、スリット１３、対物レンズ（第二対物レンズ）１４、絞り１５、分光部品１６、対物レンズ（第二対物レンズ）１７、反射ミラー１８、シリンドリカルレンズ１９、検出部２０、及び制御部を含んでいる。上述のように、フォーカス装置ＦＣの制御部は、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴに含まれている。ＡＦ用光源１１は、例えば露光光ＥＬと異なる波長の光をＡＦ用の検出光ＳＬとして射出する。ＡＦ用光源１１は、検出光ＳＬとして赤外光を射出する発光素子を含んでいる。
【００３１】
ＡＦ用光源１１から射出された検出光ＳＬは、コレクタレンズ１２を通ってスリット１３に入射する。スリット１３は、視野絞りとして機能し、スリット１３を通過した検出光ＳＬのスポット形状を調整する。スリット１３を通過した検出光ＳＬは、対物レンズ１４を通った後に、絞り１５に入射する。
【００３２】
絞り１５は、絞り１５よりもＡＦ用光源１１側の光学系についての瞳面に配置されている。絞り１５は、開口絞りとして機能し、対物レンズ１４から射出された検出光ＳＬによって上記の瞳面に形成されるスポットのほぼ半分に相当する検出光ＳＬを遮光する。絞り１５は、上記のスポットのうちで遮光する範囲を切替可能であり、検出光ＳＬのうちで絞り１５を通過する角度成分を切替可能である。絞り１５を通過した検出光ＳＬは、分光部品１６に入射する。
【００３３】
分光部品１６は、ハーフミラー等によって構成され、入射した検出光ＳＬを分光する。
分光部品１６は、検出光ＳＬに対する反射率が０より大きく１未満の範囲から選択される値に設定されている。分光部品１６に入射した検出光ＳＬの一部は、分光部品１６で反射し、他の一部は分光部品１６を通過する。分光部品１６で反射した検出光ＳＬは、波長選択ミラー１０を通過した後に、投影光学系ＰＬを経て基板Ｓに入射する。基板Ｓに入射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、基板Ｓで反射して折り返され、投影光学系ＰＬ及び波長選択ミラー１０を通過して、分光部品１６に再度入射する。
【００３４】
基板Ｓを経由して分光部品１６に入射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、分光部品１６を通過した後に、対物レンズ１７を透過して反射ミラー１８で反射する。反射ミラー１８で反射した検出光ＳＬは、シリンドリカルレンズ１９を通って検出部２０に入射する。シリンドリカルレンズ１９を透過する検出光ＳＬは、ＸＺ面に平行な面内で屈折し、ＸＹ面に平行な面内でほとんど屈折せずに、Ｙ軸方向に略平行な線に向かって集光する。
【００３５】
検出部２０は、当該検出部２０に入射した検出光ＳＬの強度分布を検出可能である。検出部２０は、例えばＣＣＤラインセンサ等によって構成される。このＣＣＤラインセンサは、ＹＺ面にほぼ平行であってＹ軸方向に長手の領域に配列された複数の画素を含んでいる。ＣＣＤラインセンサの各画素は、例えばフォトダイオード等の受光素子と、薄膜トランジスター等のスイッチング素子とを含んでいる。検出光ＳＬが受光素子に入射すると、受光素子に電荷が発生する。スイッチング素子は、受光素子に発生した電荷の読出しをスイッチングする。
【００３６】
検出部２０の検出結果に基づいて、基板Ｓで反射した検出光ＳＬによるスリット１３の像が検出される。絞り１５を通過する検出光ＳＬの角度成分を切替えると、検出部２０に検出される像の位置が切替わる。切替前後の像の間隔（以下、像間隔という）は、投影光学系ＰＬの焦点位置と基板Ｓの位置との関係によって変化する。例えば、基板Ｓの表面Ｓａを合焦対象面とし、投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面に合っている状態（合焦状態）での像間隔を基準値とする。投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面よりも＋Ｚ側に位置する状態（以下、前ピンという）では、像間隔が基準値よりも狭くなる。投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面よりも−Ｚ側に位置する状態（以下、後ピンという）では、像間隔が基準値よりも広くなる。
【００３７】
このように、検出部２０の検出結果に基づいて、合焦状態であるか否かを判定することや、合焦状態から前ピン側又は後ピン側のいずれに焦点がずれているかを知ることが可能である。このように、上記の像間隔は、合焦の対象物である基板Ｓを経由した光（検出光）の強度に基づく値であり、合焦状態の判定に用いる判定パラメータ値として利用可能である。検出部２０の検出結果は、フォーカス装置ＦＣの制御部（ここでは制御装置ＣＯＮＴ）に出力される。制御装置ＣＯＮＴは、検出部２０の検出結果に基づいて、合焦状態になるようにステージ装置ＳＴの位置を制御する。
【００３８】
画像取得装置（観察用光学装置）ＣＡは、例えばカメラなどの撮像装置を有している。画像取得装置ＣＡは、例えば上記の投影光学系ＰＬ（縮小系）を対物レンズ系として用いることで、ステージ装置ＳＴに支持された基板Ｓの表面Ｓａの拡大像を撮像することができる構成となっている。このように、露光装置ＥＸは、ステージ装置ＳＴに支持された基板Ｓを観察する顕微鏡として用いることもできる構成となっている。
【００３９】
画像取得用照明装置ＥＰＩは、画像取得装置ＣＡを顕微鏡として用いる場合の光源である。画像取得用照明装置ＥＰＩから射出された照明光は、例えば投影光学系ＰＬを介して基板Ｓの表面Ｓａに照射されるようになっている。画像取得装置ＣＡは、表示装置ＤＰに接続されている。画像取得装置ＣＡによって取得された画像は、表示装置ＤＰに送信されるようになっている。表示装置ＤＰは、送信された画像を表示するディスプレイ（例、タッチパネル型ディスプレイ）を有している。画像取得装置ＣＡ及び表示装置ＤＰを用いることなく、例えば作業者が画像取得装置ＣＡの位置において直接基板Ｓの拡大像を観察可能な構成としても構わない。
【００４０】
制御装置ＣＯＮＴは、露光装置ＥＸの動作を総括的に制御する。制御装置ＣＯＮＴは、例えばコンピューターシステムを含む。制御装置ＣＯＮＴには、入力装置ＩＰが接続されている。例えば入力装置ＩＰからの入力により、ステージ駆動装置ＡＣＴを介してステージ本体１を移動することができるようになっている。
【００４１】
本実施形態で用いられる基板Ｓは、例えばＭＥＭＳなどのデバイスを製造する際に用いられるデバイス製造用の基板である。基板Ｓは、表面に形成された膜パターンや凹部、凸部等の段差や傾斜面を含むことがある。上記の段差や傾斜面は、例えばＭＥＭＳなどのデバイスの一部を構成する構成要素である。膜パターンの一例として、電極や配線となる導電膜パターン、スイッチング素子の一部を構成する半導体膜パターン、パッシベーション膜等となる絶縁膜パターン等が挙げられる。また、本実施形態における基板Ｓの段差は、一例として、約０．５ｍｍ〜１ｍｍである。
【００４２】
また、基板Ｓは、表面に形成された感光膜（フォトレジスト膜）を含むことがある。基板Ｓは、デバイスの製造過程で又は製造後で機能する膜として、例えば露光光ＥＬ等の反射を抑制する反射抑制膜や、上記の感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）等を含むことがある。
【００４３】
次に、上記のように構成された露光装置ＥＸの動作を説明する。制御装置ＣＯＮＴは、露光動作に用いるデバイスパターンのデータを読み出すと共に、露光条件を読み込んで、露光装置ＥＸの基本的動作を決定する。制御装置ＣＯＮＴは、例えば光源の出力、フォーカス値、露光量等の基本的な条件を決定する。
【００４４】
各条件を決定した後、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス装置ＦＣを用いて基板Ｓに対するフォーカス処理を行わせる。フォーカス処理の後、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｓに対する露光処理を行わせる。露光処理においては、まず、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ本体１の保持面１ａ上に基板Ｓを保持させる。基板Ｓの表面Ｓａには、予め感光剤などを塗布しておく。
【００４５】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン生成装置ＰＧの露光用光源６から露光光ＥＬを射出させ、光変調素子８によって露光光ＥＬを変調させる。光変調素子８によって変調された露光光ＥＬは、進行方向に直交する方向に光強度の分布が形成された状態で対物レンズ９に入射し、投影光学系ＰＬによって投影領域ＰＲに投影される。
【００４６】
制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｓの表面Ｓａのうちデバイスパターンを形成する部分（対象面、パターン面）が投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに重なるようにステージ本体１を移動させる。上記のように、露光光ＥＬには進行方向に直交する方向に光強度の分布が形成されているため、基板Ｓの表面Ｓａにはパターンを含む像が投影されることになる。当該像により、表面Ｓａに塗布された感光剤が露光され、１つの露光パターンが形成される。なお、基板Ｓの表面Ｓａに投影される像に含まれるパターンは、光変調素子８において、対物レンズ９へと向かう方向に沿って進行するように反射したマイクロミラーの配置パターン（デバイスパターン）に一致する。
【００４７】
制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｓの表面Ｓａに１つの露光パターンが形成された後、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、基板Ｓの他の領域に露光パターンを形成する。このように、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ本体１を移動させつつ基板Ｓの表面Ｓａに複数の露光パターンを形成する。
【００４８】
ところで、ＭＥＭＳなどのデバイスは立体構造（例、キャビティ或いは凹凸部など）のような構造体を有する場合が多く、基板Ｓ上において露光光の投影領域となる部分（対象面、パターン面）に斜面を有する段差部などを含むことがある。このような斜面を有する段差部を含む領域に露光光を投影する場合、制御装置ＣＯＮＴは、所望のデバイスパターンの一部をなす複数の露光パターンを露光パターンごとに投影し、複数の露光パターンが合わさって所望のデバイスパターンとなるように、分割露光する。
【００４９】
次に、基板Ｓ上の立体構造の一例を説明し、続いて基板Ｓ上の立体構造にパターンを投影する際の露光装置ＥＸの動作について説明する。
【００５０】
図３は、基板Ｓ上の立体構造の一例を示す斜視図であり、図４は立体構造を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線における断面図である。図３〜５に示すように、この基板Ｓには、立体構造としてテーパー状の内面を有する凹部３５が形成されている。凹部３５は、窪み、溝、キャビティ等と称されることがある。
【００５１】
基板Ｓの表面Ｓａは、露光の対象面（パターン面）として、上面（第１表面）Ｓｃ、凹部３５の底面（第２表面）Ｓｅ、及び、上面Ｓｃと底面Ｓｅとを結ぶ斜面（第３表面）Ｓｆを有する。上面Ｓｃは、例えば基板Ｓ上の平面のうち面積が最も大きい面であり、主面と称されることがある。本実施形態において、底面Ｓｅは、基板Ｓ上の表面のうち上面（主面）Ｓｃと平行な面であって上面Ｓｃとは異なる平面であり、矩形状である。例えば、基板Ｓの上面Ｓｃおよび底面Ｓｅは、斜面Ｓｆに対して非平行な表面Ｓａを含む。ここでは、底面Ｓｅの一辺に平行な方向をＳｘ軸方向、他辺に平行な方向をＳｙ軸方向とする。また、上面Ｓｃに垂直な方向をＳｚ軸方向とする。図１に示したステージ装置ＳＴは、基板Ｓの上面Ｓｃが投影光学系ＰＬの射出側の光軸と垂直になるように、基板Ｓを保持する。例えば、基板Ｓがステージ装置ＳＴに保持された状態において、図３のＳｚ軸方向は、図１のＺ軸方向と平行である。
【００５２】
本実施形態において、図３、４に示すように、斜面Ｓｆは、複数の斜面を有し、斜面Ｓｆａ、斜面Ｓｆｂ、斜面Ｓｆｃ、及び斜面Ｓｆｄを含む。斜面Ｓｆａ、斜面Ｓｆｂ、斜面Ｓｆｃ、及び斜面Ｓｆｄは、それぞれ平面状であり、法線方向が互いに異なる。斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃは、底面Ｓｅの四辺のうちＳｙ軸方向に平行な辺に連なる斜面である。斜面Ｓｆａと斜面Ｓｆｃは、互いに対向しており、それぞれの法線がＳｘ軸方向の成分およびＳｚ軸方向の成分を含む。例えば、斜面Ｓｆａと斜面Ｓｆｃは、いずれもＳｘＳｚ平面に平行な第１面Ｑ１と垂直な面であり、斜面Ｓｆに含まれる複数の斜面のうち、斜面の法線方向が第１面Ｑ１に平行な第１グループに分類される。なお、斜面Ｓｆは、平面状、曲面状、又は、平面と曲面との組み合わせであってもよい。
【００５３】
ここで、斜面Ｓｆａ、斜面Ｓｆｃの入射面について説明する。基板Ｓに対してＳｚ軸方向（図１のＺ軸方向と平行）から露光光ＥＬが入射してくる場合に、斜面Ｓｆａの入射面は、斜面Ｓｆａの法線方向と露光光ＥＬの入射方向（Ｓｚ軸方向）とを含む面であり、図３の第１面Ｑ１と平行になる。同様に、斜面Ｓｆｃの入射面は、斜面Ｓｆｃの法線方向と露光光ＥＬの入射方向（Ｓｚ軸方向）とを含む面であり、第１面Ｑ１と平行になる。このように、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃは、それぞれの入射面が第１面Ｑ１と平行である。
【００５４】
さらに、斜面Ｓｆａに対するＰ偏光、斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光は、それぞれの入射面（第１面Ｑ１）に平行な偏光方向の直線偏光（又は、楕円偏光）であることから、偏光方向がＳｘ軸方向に平行である。このように、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃは、それぞれに対するＰ偏光の偏光方向（第１の偏光方向）が同じである。
【００５５】
また、図３、４に示すように、斜面Ｓｆの斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄは、底面Ｓｅの四辺のうちＳｘ軸方向に平行な辺に連なる斜面である。斜面Ｓｆｂと斜面Ｓｆｄは、互いに対向しており、それぞれの法線がＳｙ軸方向の成分およびＳｚ軸成分を含む。例えば、斜面Ｓｆａと斜面Ｓｆｃは、いずれもＳｙＳｚ平面に平行な第２面Ｑ２に垂直な面であり、斜面Ｓｆに含まれる複数の斜面のうち、法線が第２面Ｑ２に平行な第２グループに分類される。第２面Ｑ２は、第１面Ｑ１と非平行な面であり、図３において第１面Ｑ１に垂直な面である。
【００５６】
ここで、斜面Ｓｆｂ、斜面Ｓｆｄの入射面について説明する。基板Ｓに対してＳｚ軸方向（図１のＺ軸方向と平行）から露光光ＥＬが入射してくる場合に、斜面Ｓｆｂの入射面は、斜面Ｓｆｂの法線方向と露光光ＥＬの入射方向（Ｓｚ軸方向）とを含む面であり、図３の第２面Ｑ２と平行になる。同様に、斜面Ｓｆｄの入射面は、斜面Ｓｆｄの法線方向と露光光ＥＬの入射方向（Ｓｚ軸方向）とを含む面であり、第２面Ｑ２と平行になる。このように、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄは、それぞれの入射面が第２面Ｑ２と平行である。また、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄの入射面（第２面Ｑ２）は、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃの入射面（第１面Ｑ１）と非平行である。
【００５７】
また、斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光、斜面Ｓｆｄに対するＰ偏光は、それぞれの入射面（第２面Ｑ２）に平行な偏光方向の直線偏光（又は、楕円偏光）であることから、偏光方向がＳｙ軸方向に平行である。このように、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄは、それぞれに対するＰ偏光の偏光方向（第２の偏光方向）が同じである。第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対するＰ偏光の偏光方向は、第１グループに属する斜面Ｓｆａ及び斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光の偏光方向と非平行（ここでは垂直な方向）である。したがって、斜面Ｓｆａ及び斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光の偏光方向は、斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対するＰ偏光の偏光方向とは異なる偏光方向である。
【００５８】
図３〜５のような凹部３５は、例えば、基板Ｓのエッチングレートが面方位によって異なることを利用した異方性のウエットエッチングにより形成される。上面Ｓｃおよび底面Ｓｅは、例えばシリコン基板の（１００）面であり、斜面Ｓｆは、例えばシリコン基板の（１１１）面である。
【００５９】
図５に示すように、斜面Ｓｆａ（斜面Ｓｆ）は、上面Ｓｃと角度θをなしている。基板Ｓがシリコン基板であり、凹部３５がＫＯＨやＴＭＡＨなどのアルカリ系エッチング液を用いたウエットエッチングにより形成されている場合に、角度θは、約５４．７°である。凹部３５の開口径Ｄ１、上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差Ｄ２（深さ）は、凹部３５の用途、基板Ｓのサイズ、斜面Ｓｆの傾き（角度θ）などに応じて適宜設定されるが、例えば、開口径Ｄ１が０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度、段差Ｄ２は、基板Ｓの厚み以下（例えば、０．２５ｍｍや０．５ｍｍなど）である。
【００６０】
本実施形態において、基板Ｓに投影される露光パターンＦ（図３参照）の少なくとも一部は、斜面Ｓｆに配置される。ここでは、斜面Ｓｆａ〜斜面Ｓｆｄのそれぞれに露光パターンＦの一部が投影されるものとして説明する。図４において、露光パターンＦは、上面Ｓｃに投影される露光パターンＦ１、底面Ｓｅに投影される露光パターンＦ２、及び斜面Ｓｆに投影される露光パターンＦ３を含む。斜面Ｓｆに投影される露光パターンＦ３は、斜面Ｓｆａに投影される露光パターンＦ３ａ、斜面Ｓｆｂに投影される露光パターンＦ３ｂ、斜面Ｓｆｃに投影される露光パターンＦ３ｃ、及び斜面Ｓｆｄに投影される露光パターンＦ３ｄを含む。
【００６１】
本実施形態に係る露光装置ＥＸは、斜面Ｓｆの露光を、Ｓｚ軸方向の位置（高さ）が異なる複数の領域に分けて実行する。例えば、図５に示すように、斜面Ｓｆは、領域（例、第１領域）Ａ１および領域（例、第２領域）Ａ２の複数の露光領域を含む。領域Ａ１は、領域Ａ２よりも上面Ｓｃ側に配置されている。領域Ａ１のＳｚ軸方向の範囲は、例えば投影光学系ＰＬの焦点深度以下に設定される。この場合に、領域Ａ１のＳｚ軸方向の中心位置に投影光学系ＰＬの焦点を合わせると、領域Ａ１の全域にわたって合焦することになる。領域Ａ２についても同様に、領域Ａ１のＳｚ軸方向の範囲は、例えば投影光学系ＰＬの焦点深度以下に設定される。例えば、斜面Ｓｆに対して高解像度で微細なパターンを形成する場合、投影光学系ＰＬの焦点深度に限界があるために、本実施形態における露光装置ＥＸは１つの斜面Ｓｆを複数の露光領域に分けて微細なパターンを露光する必要がある。したがって、例えば、斜面Ｓｆにおける上記の領域Ａ１および領域Ａ２（斜面Ｓｆにおける複数の露光領域）は投影光学系ＰＬの焦点深度に基づいて設定されている。このように、本実施形態の露光装置ＥＸは、１つの斜面Ｓｆに対して複数回の露光を実施することになる。
【００６２】
ここで、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ、露光光ＥＬの波長をλとすると、焦点深度ＤＯＦは、下記の式（１）で表される。式（１）において、ｋは係数であり、例えば０．５である。
ＤＯＦ＝ｋ×λ／ＮＡ２  ・・・（１）
【００６３】
また、上述の領域Ａ１のＳｘ軸方向の寸法をＬ（図５に示す）とすると、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｓｚ軸方向）における領域Ａ１の寸法は、Ｌ×ｔａｎθで表される。そのため、下記の式（２）を満たすと、領域Ａ１のＳｚ軸方向の全域を投影光学系ＰＬの焦点深度に収めることができる。
Ｌ≦ＤＯＦ／ｔａｎθ  ・・・（２）
なお、式（２）を満たすように領域Ａ１の寸法を設定するか否かは、領域Ａ１に投影するパターンに要求される精度に応じて適宜選択される。
【００６４】
本実施形態において、斜面Ｓｆａに投影される露光パターンＦ３ａは、領域Ａ１に配置される露光パターンＦ３ａａ、及び領域Ａ２に配置される露光パターンＦ３ａｂを含む。斜面Ｓｆｂに投影される露光パターンＦ３ｂは、領域Ａ１に配置される露光パターンＦ３ｂａ、及び領域Ａ２に配置される露光パターンＦ３ｂｂを含む。斜面Ｓｆｃに投影される露光パターンＦ３ｃは、領域Ａ１に配置される露光パターンＦ３ｃａ、及び領域Ａ２に配置される露光パターンＦ３ｃｂを含む。斜面Ｓｆｄに投影される露光パターンＦ３ｄは、領域Ａ１に配置される露光パターンＦ３ｄａ、及び領域Ａ２に配置される露光パターンＦ３ｄｂを含む。
【００６５】
ところで、図２に示した記憶装置ＭＲＹには、露光に関する露光情報として、立体構造が形成された基板Ｓの表面形状を示す立体形状情報、複数の露光パターンのそれぞれの形状を示す露光パターン情報、及びタイミング情報が記憶されている。
【００６６】
立体形状情報は、例えば、基板Ｓに形成された立体構造上の各点の座標および表面Ｓａにおける各位置（例、各パターンの位置）の座標を含み、これらの座標は、基板Ｓ上のアライメントマークを基準とする座標系での値で表される。例えば、立体形状情報には、図３〜図５に示した立体構造が有する斜面Ｓｆの情報が含まれている。斜面Ｓｆの情報は、斜面Ｓｆの範囲および法線方向を規定する情報を含む。法線方向が異なる複数の斜面Ｓｆａ〜斜面Ｓｆｄが斜面Ｓｆに含まれる場合、斜面Ｓｆの情報は、複数の斜面Ｓｆａ〜斜面Ｓｆｄのそれぞれの情報を含む。例えば、図３の斜面Ｓｆａは台形状であり、斜面Ｓｆａの４つの頂点の三次元座標を斜面Ｓｆａの情報として記憶装置ＭＲＹに記憶しておくことにより、斜面Ｓｆａの範囲および法線方向が規定できる。
【００６７】
露光パターン情報は、例えば、複数の露光パターンのそれぞれの形状を示すビットマップデータを含む。複数の露光パターンは、例えば、図３に示した露光パターンＦ１、露光パターンＦ２、露光パターンＦ３ａａ〜露光パターンＦ３ｄｂを含み、それぞれ所望のデバイスパターンの一部に相当する。複数の露光パターンは、重複する部分があってもいいし、重複する部分がなくてもよいが、合わされることで所望のデバイスパターンを不足なくカバーするように設定される。また、タイミング情報は、複数の露光パターンのそれぞれを基板Ｓに投影するタイミングを示す情報である。
【００６８】
次に、図６〜図１７を参照しつつ、図３〜図５に示したような基板Ｓ上の立体構造に露光する際の動作について説明する。本実施形態において、記憶装置ＭＲＹに記憶されているタイミング情報には、例えば、図３に示した上面Ｓｃに露光パターンＦ１を投影し、次いで底面Ｓｅに露光パターンＦ２を投影した後に、斜面Ｓｆに露光パターンＦ３を投影することが規定されている。
【００６９】
制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されているタイミング情報に従って、まず、立体構造の上面Ｓｃに対して露光を行う。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、上面Ｓｃに焦点が合うように投影光学系ＰＬと上面Ｓｃとの距離を調整する。一例として、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１のＺ軸方向の位置を調整する。また、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点が上面Ｓｃに合っている状態における、ステージ本体１のＺ軸方向の位置（上面合焦位置Ｚ１という）を記憶装置ＭＲＹに記憶させる。
【００７０】
制御装置ＣＯＮＴは、ステージ駆動装置ＡＣＴを制御し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲと基板Ｓとを位置合わせする。制御装置ＣＯＮＴは、上述の立体形状情報を使って基板Ｓを位置決めする。制御装置ＣＯＮＴは、このような立体形状情報を使って、基板Ｓの立体構造を投影領域ＰＲに配置するのに必要なステージ本体１の移動量を算出する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、算出した移動量に基づいてステージ駆動装置ＡＣＴを制御し、基板Ｓの表面Ｓａ（例、立体構造）を投影領域ＰＲに配置させる。
【００７１】
図６は、上面Ｓｃを露光する際の光変調素子８の動作を示す図であり、図７は上面Ｓｃに形成される露光パターンＦ１を示す図である。制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ１の形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得し、露光パターン情報に従って光変調素子８を制御することにより、パターン生成装置ＰＧに露光パターンＦ１を生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図６に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ１に対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図６では、露光パターンＦ１に対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ１を黒色で塗りつぶして示している。この動作により、図７に示すように、基板Ｓの上面Ｓｃには露光パターンＦ１が形成される。
【００７２】
本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｓの対象面（上面Ｓｃ、底面Ｓｅおよび斜面Ｓｆ）に対する各露光パターンの投影に先立ち、投影光学系ＰＬの光軸に対する基板Ｓの対象面の傾きに応じて、偏光部３０に対する制御を切り替える。制御装置ＣＯＮＴの偏光制御部３４は、記憶装置ＭＲＹから基板Ｓの表面形状を示す立体形状情報を取得し、対象面が投影光学系ＰＬの光軸に非垂直な斜面を含むか否かを判定する。例えば、露光パターンＦ１の投影が予定されている上面Ｓｃ（図７参照）が投影光学系ＰＬの光軸（Ｓｚ軸方向）に垂直である場合、図２に示した偏光制御部３４は、駆動部３２を制御し、偏光板３１を、露光光ＥＬの光路を遮らない第２位置Ｙ２に退避させる。したがって、本実施形態における露光装置ＥＸは、上面Ｓｃに対して露光パターンＦ１を露光する場合に、非偏光状態の露光光ＥＬを用いて露光パターンＦ１を上面Ｓｃに露光する。このように、露光光ＥＬの光路から偏光板３１が退避した状態で露光パターンＦ１を投影する場合、露光光ＥＬが偏光板３１に入射する状態と比較して、光エネルギーのロスが抑制される。
【００７３】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されているタイミング情報に従って、基板Ｓにおける立体構造の底面Ｓｅに対して露光を行う。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、底面Ｓｅに焦点が合うように投影光学系ＰＬと底面Ｓｅとの距離を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、上面Ｓｃの露光時と同様に、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１のＺ軸方向の位置を調整する。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１を、＋Ｚ軸方向に上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差の分だけ移動させる。また、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点が底面Ｓｅに合っている状態における、ステージ本体１のＺ軸方向の位置（底面合焦位置Ｚ２という）を記憶装置ＭＲＹに記憶させる。
【００７４】
図８は、対象面のうち底面Ｓｅを露光する際の光変調素子８の動作を示す図であり、図９は底面Ｓｅに形成される露光パターンＦ２を示す図である。制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ２の形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得し、露光パターン情報に従って光変調素子８を制御することにより、パターン生成装置ＰＧに露光パターンＦ２を生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図８に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ２に対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図８では、露光パターンＦ２に対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ２を黒色で塗りつぶして示している。この動作により、図９に示すように、基板Ｓの底面Ｓｅには露光パターンＦ２が形成される。
【００７５】
また、制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ２の投影に先立ち、露光パターンＦ２の投影が予定されている対象面が投影光学系ＰＬの光軸に非垂直な斜面を含むか否かを判定する。例えば、露光パターンＦ２の投影が予定されている底面Ｓｅ（図９参照）が投影光学系ＰＬの光軸（Ｓｚ軸方向）に垂直な場合、図２に示した偏光制御部３４は、駆動部３２を制御し、偏光板３１を、露光光ＥＬの光路を遮らない第２位置Ｙ２に退避させる。なお、上面Ｓｃの露光に続いて底面Ｓｅを露光する場合、偏光制御部３４は、偏光板３１を第２位置Ｙ２に退避させた状態を維持する。したがって、本実施形態における露光装置ＥＸは、底面Ｓｅに対して露光パターンＦ２を露光する場合に、非偏光状態の露光光ＥＬを用いて露光パターンＦ２を底面Ｓｅに露光する。このように、露光光ＥＬの光路から偏光板３１が退避した状態で露光パターンＦ２を投影する場合、露光光ＥＬが偏光板３１に入射する状態と比較して、光エネルギーのロスが抑制される。
【００７６】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されているタイミング情報に従って、基板Ｓにおける立体構造の斜面Ｓｆに対して露光を行う。制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆへの露光パターンＦ３の投影に先立ち、投影光学系ＰＬの光軸に対する斜面Ｓｆの傾きに応じて、偏光部３０に対する制御を切り替える。制御装置ＣＯＮＴの偏光制御部３４は、記憶装置ＭＲＹから基板Ｓの表面形状を示す立体形状情報を取得し、斜面Ｓｆが投影光学系ＰＬの光軸に非垂直な斜面を含むか否かを判定する。
【００７７】
図３に示したように、斜面Ｓｆは、第１面Ｑ１が露光光ＥＬの入射面となる斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃ（第１グループ）と、第２面Ｑ２が露光光ＥＬの入射面となる斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄ（第２グループ）とを含んでいる。このような場合に、制御装置ＣＯＮＴの偏光制御部３４は、第１グループに属する斜面を露光する際の偏光部３０に対する制御と、第２グループに属する斜面を露光する際の偏光部３０に対する制御とを、選択的に切り替える。例えば、偏光制御部３４は、第１の入射面（第１面Ｑ１）で露光光ＥＬが入射する斜面（斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃ）に対する露光光ＥＬの偏光状態の制御と、第１の入射面とは異なる第２の入射面（第２面Ｑ２）で露光光ＥＬが入射する斜面（斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄ）に対する露光光ＥＬの偏光状態の制御とを、選択的に切り替えることが可能である。また、例えば、偏光制御部３４は、露光光ＥＬの入射面が互いに同じ第１の入射面（第１面Ｑ１）となる複数の斜面（斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃ）に対する露光光ＥＬの偏光状態の制御と、露光光ＥＬの入射面が互いに同じ第２の入射面（第２面Ｑ２）となる複数の斜面（斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄ）に対する露光光ＥＬの偏光状態の制御とを、選択的に切り替えることが可能である。
【００７８】
制御装置ＣＯＮＴの偏光制御部３４は、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃの露光時に、基板Ｓに入射する際の露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光に選択的に設定する。また、制御装置ＣＯＮＴの偏光制御部３４は、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄの露光時に、基板Ｓに入射する際の露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対するＰ偏光に選択的に設定する。このように、偏光制御部３４は、基板Ｓに入射する際の露光光ＥＬの偏光状態を、各斜面Ｓｆに対してＰ偏光となるように選択的に設定する。
【００７９】
ここで、上述の第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光は、その入射面に相当する第１面Ｑ１に平行なＳｘ軸方向の直線偏光であり、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対しては、その入射面に相当する第２面Ｑ２に垂直なＳ偏光である。また、同様に、第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対するＰ偏光は、その入射面に相当する第２面Ｑ２に平行なＳｙ軸方向の直線偏光であり、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃに対してはＳ偏光となる。そのため、偏光制御部３４は、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃを露光する時に、露光光ＥＬの偏光状態を第１の方向（例、Ｓｘ軸方向）の直線偏光に設定し、斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄを露光する時に、露光光ＥＬの偏光状態を第１の方向に垂直な第２の方向（例、Ｓｙ軸方向）の直線偏光に選択的に設定する。
【００８０】
本実施形態において、タイミング情報には、斜面Ｓｆに含まれる複数の斜面Ｓｆａ〜斜面Ｓｆｄのうち、露光光ＥＬの入射面が同一または互いに平行な関係にある複数の斜面を露光光ＥＬの偏光状態を同じに維持しつつ順次又は同時に露光することが規定されている。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆのうち第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃを連続的に露光した後に、露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対してＰ偏光に設定して第２グループに属する斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄを露光する。
【００８１】
また、本実施形態において、タイミング情報には、投影光学系ＰＬの光軸方向の位置が互いに異なる複数の領域、例えば図３に示した領域Ａ１および領域Ａ２を分けて露光することが規定されている。制御装置ＣＯＮＴは、第１グループに属する斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃを露光する際に、まず斜面Ｓｆａのうち領域Ａ１に属する部分および斜面Ｓｆｃのうち領域Ａ１に属する部分を同時に（又は順次に）露光し、続いて斜面Ｓｆａのうち領域Ａ２に属する部分および斜面Ｓｆｃのうち領域Ａ２に属する部分を同時に（又は順次に）露光する。
【００８２】
図１０は、露光パターンＦ３ａａ及び露光パターンＦ３ｃａを投影する際の光変調素子８の動作を示す図である。図１１は、斜面Ｓｆａに形成される露光パターンＦ３ａａ及び斜面Ｓｆｃに形成される露光パターンＦ３ｃａを示す図である。
【００８３】
斜面Ｓｆを領域Ａ１と領域Ａ２とに分けて短冊状に露光処理する場合、まず、制御装置ＣＯＮＴは、領域Ａ１に焦点が合うように投影光学系ＰＬと基板Ｓとの距離を調整する。本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、上面Ｓｃに焦点が合っている状態におけるステージ本体１のＺ軸方向（上面合焦位置Ｚ１）と、底面Ｓｅに焦点が合っている状態におけるステージ本体１のＺ軸方向（底面合焦位置Ｚ２）とを取得する。上面合焦位置Ｚ１は上面Ｓｃを露光する際に記憶装置ＭＲＹに記憶されており、底面合焦位置Ｚ２は底面Ｓｅを露光する際に記憶装置ＭＲＹに記憶されている。
【００８４】
制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹから上面合焦位置Ｚ１および底面合焦位置Ｚ２を取得し、上面合焦位置Ｚ１と底面合焦位置Ｚ２との差を、上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差として算出する。また、制御装置ＣＯＮＴは、算出した上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差、領域Ａ１に投影する露光パターンＦ３ａａの形状を示す露光パターン情報、及び上面Ｓｃに対する斜面Ｓｆの角度θを使って、領域Ａ１において露光パターンＦ３ａａの中心が投影される点と、上面Ｓｃとの段差を算出する。そして、投影光学系ＰＬの焦点が、領域Ａ１において露光パターンＦ３ａａの中心が投影される点に合うように、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１のＺ軸方向の位置（この場合、合焦位置）を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点を領域Ａ１に合わせた状態におけるステージ本体１のＺ軸方向の位置（第１の斜面合焦位置Ｚ３という）を記憶装置ＭＲＹに記憶させる。
【００８５】
偏光制御部３４（図２参照）は、投影光学系ＰＬの光軸に対して非垂直な斜面を露光する際に、偏光部３０の駆動部３２を制御し、露光光ＥＬの光路を遮る第１位置Ｙ１に偏光板３１を配置させる。例えば、上面Ｓｃや底面Ｓｅの露光時に偏光板３１は第２位置Ｙ２に退避されており、上面Ｓｃ又は底面Ｓｅの次に斜面Ｓｆを露光する場合に、駆動部３２は、偏光板３１を第２位置Ｙ２から露光光ＥＬの光路である第１位置Ｙ１に移動させる。
【００８６】
また、偏光制御部３４は、投影光学系ＰＬの光軸に対して非垂直な斜面を露光する際に、対象面のうち斜面に入射する露光光ＥＬの偏光状態を露光対象の斜面に対するＰ偏光に設定する。偏光制御部３４は、斜面Ｓｆａの法線方向を示す立体形状情報を記憶装置ＭＲＹから取得し、この立体形状情報に基づいて偏光部３０を制御することにより、露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆａに対するＰ偏光に設定する。偏光制御部３４は、駆動部３２を制御することにより、偏光板３１の透過軸３１ａ（図２参照）がＺ軸方向に平行となるように、偏光板３１の回転位置を調整する。
【００８７】
ところで、斜面Ｓｆａにおいて露光パターンＦ３ａａが投影される領域（以下、斜面Ｓｆａ上の投影領域という）は、上面Ｓｃや底面Ｓｅなどのように投影光学系ＰＬの光軸に垂直な領域と比較した場合、露光光ＥＬから受ける単位面積あたりの光エネルギーがｃｏｓθ（ただし、ｃｏｓθ＜１）になる。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆａに対する露光量を上面Ｓｃや底面Ｓｅに対する露光量と同等に揃えるように、露光時間と露光光ＥＬの光量との少なくとも一方を制御する。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、１ショットの露光時間を上面Ｓｃと斜面Ｓｆａとで同じに設定しつつ、露光用光源６の出力を斜面Ｓｆａの露光時に上面Ｓｃの露光時に対して１／ｃｏｓθにする。
【００８８】
以上のように、図１１に示すように、斜面Ｓｆａの領域Ａ１に入射する露光光ＥＬの偏光状態が斜面Ｓｆａに対してＰ偏光になる。また、斜面Ｓｆｃに対する入射面は、斜面Ｓｆａに対する入射面と同一または平行であるので、斜面Ｓｆｃの領域Ａ１に入射する露光光ＥＬの偏光状態も、斜面Ｓｆｃに対するＰ偏光になる。
【００８９】
また、制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ３ａａおよび露光パターンＦ３ｃａの形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得し、露光パターン情報に従って光変調素子８を制御する。本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ３ａａおよび露光パターンＦ３ｃａを含む露光パターンをパターン生成装置ＰＧに生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図６に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ３ａａおよび露光パターンＦ３ｃａに対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図６では、露光パターンＦ３ａａに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ａａ、及び露光パターンＦ３ｃａに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｃａを黒色で塗りつぶして示している。この動作により、図１１に示すように、斜面Ｓｆａに露光パターンＦ３ａaが形成されるとともに、斜面Ｓｆｃに露光パターンＦ３ｃaが形成される。
【００９０】
ここで、投影光学系の光軸に対する斜面を露光する際に、露光光の一部が斜面で反射して迷光（反射光）となることがある。この迷光は、例えば感光膜のうち斜面の露光時において露光対象でない部分（例、上面Ｓｃや底面Ｓｅ）に入射するため、この部分を感光して露光不良の原因（例、微細なパターン形成に影響を与える）になりうる。また、この迷光は、例えば露光環境の外乱となることや、各種の計測機器に影響を及ぼすことにより、露光不良の原因となりえる。また、例えば、上述したように対象面である斜面Ｓｆを複数の領域（例、領域Ａ１や領域Ａ２）に分けて短冊状に露光する場合、斜面Ｓｆに対する複数回の露光によって斜面Ｓｆにおいて反射した露光光ＥＬの一部（迷光）が露光対象でない部分（例、上面Ｓｃや底面Ｓｅ）に複数回入射するため、この部分（例、底面Ｓｅ）を感光して露光不良の原因（例、微細なパターン形成に影響を与える）になる可能性がある。
【００９１】
しかしながら、本実施形態において、図２に示した偏光制御部３４は、斜面Ｓｆａに入射する露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆａに対するＰ偏光に設定する。例えば、斜面に対するＰ偏光の反射率は、この斜面に対するＳ偏光の反射率よりも低い。そのため、本実施形態における露光装置ＥＸは、斜面ＳｆａにおけるＰ偏光の露光光ＥＬの反射がＳ偏光と比較して相対的に低減され、迷光の発生が低減される。結果として、露光不良の発生が抑制される。同様に、斜面Ｓｆｂにおける露光光ＥＬの反射が抑制され、迷光の発生が抑制されるので、露光不良の発生が抑制される。
【００９２】
図１２は、露光パターンＦ３ａｂ及び露光パターンＦ３ｃｂを投影する際の光変調装置（光変調素子８）の動作を示す図である。図１３は、斜面Ｓｆａに形成される露光パターンＦ３ａｂ及び斜面Ｓｆｃに形成される露光パターンＦ３ｃｂを示す図である。
【００９３】
制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆａの領域Ａ１の露光時と同様に、上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差、領域Ａ２に投影する露光パターンＦ３ａｂの形状を示す露光パターン情報、及び上面Ｓｃに対する斜面Ｓｆの角度θを使って、領域Ａ２において露光パターンＦ３ａｂの中心が投影される点と、上面Ｓｃとの段差を算出する。そして、投影光学系ＰＬの焦点が、領域Ａ２において露光パターンＦ３ａｂの中心が投影される点に合うように、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１のＺ軸方向の位置を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点を領域Ａ２に合わせた状態におけるステージ本体１のＺ軸方向の位置（第２の斜面合焦位置Ｚ４という）を記憶装置ＭＲＹに記憶させる。
【００９４】
制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ３ａｂおよび露光パターンＦ３ｃｂの形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得する。制御装置ＣＯＮＴは、取得した露光パターン情報に従って光変調素子８を制御することにより、パターン生成装置ＰＧに露光パターンＦ３ａｂおよび露光パターンＦ３ｃｂを含む露光パターンを生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図１２に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ３ａｂおよび露光パターンＦ３ｃｂに対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図１２では、露光パターンＦ３ａｂに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ａｂ、及び露光パターンＦ３ｃｂに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｃｂを黒色で塗りつぶして示している。
【００９５】
また、偏光制御部３４は、斜面Ｓｆａを露光する際に、露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆａに対するＰ偏光に設定する。本実施形態においては、斜面Ｓｆａの領域Ａ１と領域Ａ２は入射面が同一であり、領域Ａ１の露光に続いて領域Ａ２を露光するので、偏光制御部３４は、領域Ａ２を露光する際の露光光ＥＬの偏光状態を、領域Ａ１を露光する際の露光光ＥＬの偏光状態と同じに設定する。例えば、偏光制御部３４は、領域Ａ２を露光する際に、領域Ａ１の露光時と同様に、領域Ａ２の斜面Ｓｆに入射する露光光ＥＬの偏光状態を露光対象の斜面Ｓｆに対するＰ偏光に設定する。例えば、偏光制御部３４は、領域Ａ２を露光する際に、図２に示した偏光板３１の透過軸３１ａの方向が領域Ａ１の露光時と同じになるように、駆動部３２を制御して偏光板３１の回転位置を維持させる。
【００９６】
以上の露光動作により、図１３に示すように、斜面Ｓｆａの領域Ａ２に露光パターンＦ３ａｂが形成されるとともに、斜面Ｓｆｃの領域Ａ２に露光パターンＦ３ｃｂが形成される。図２に示した偏光制御部３４は、斜面Ｓｆａの領域Ａ２に入射する露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆａの領域Ａ２に対するＰ偏光に設定する。そのため、斜面Ｓｆａの領域Ａ２における露光光ＥＬの反射が低減され、反射による迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。同様に、斜面Ｓｆｃの領域Ａ２における露光光ＥＬの反射が低減され、迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。
【００９７】
次に、露光装置ＥＸを用いて斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対してパターンを露光する動作について説明する。図を参照して上述したように、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃに対する露光を行った後に、制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄに対する露光を行う。本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１を露光するとともに斜面Ｓｆｄの領域Ａ１を露光し、次いで、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２を露光するとともに斜面Ｓｆｄの領域Ａ２を露光する。
【００９８】
図１４は、露光パターンＦ３ｂａ及び露光パターンＦ３ｄａを投影する際の光変調装置（光変調素子８）の動作を示す図である。図１５は、斜面Ｓｆｂに形成される露光パターンＦ３ｂａ及び斜面Ｓｆｄに形成される露光パターンＦ３ｄａを示す図である。
【００９９】
制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆａの領域Ａ１（又は、斜面Ｓｆｃの領域Ａ１）に焦点が合うように投影光学系ＰＬと基板Ｓとの距離を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点を領域Ａ１に合わせた状態におけるステージ本体１のＺ軸方向の位置（第１の斜面合焦位置Ｚ３）を取得し、ステージ本体１のＺ軸方向の位置を第１の斜面合焦位置Ｚ３に調整する。第１の斜面合焦位置Ｚ３は、斜面Ｓｆａの領域Ａ１および斜面Ｓｆｃの領域Ａ１を露光する際に、記憶装置ＭＲＹに記憶されている。
【０１００】
偏光制御部３４は、偏光部３０の駆動部３２を制御し、露光光ＥＬの光路を遮る第１位置Ｙ１に偏光板３１を配置させる。ここでは、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃの露光に続いて、斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄの露光を行うので、偏光制御部３４は、偏光板３１が露光光ＥＬの光路である第１位置Ｙ１に配置された状態を維持するように、駆動部３２を制御する。
【０１０１】
また、偏光制御部３４は、露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光に設定する。偏光制御部３４は、斜面Ｓｆｂの法線方向を示す立体形状情報を記憶装置ＭＲＹから取得し、この立体形状情報に基づいて偏光部３０を制御することにより、露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光に設定する。ここで、露光光ＥＬの偏光状態が斜面Ｓｆａに対するＰ偏光に設定されている状態（図２参照）において、偏光板３１の透過軸３１ａはＺ軸方向と平行になっている。偏光制御部３４は、駆動部３２を制御することにより、偏光板３１を９０°回転させる。これにより、偏光板３１を通った露光光ＥＬの偏光方向が９０°変化し、露光光ＥＬの偏光状態が、斜面Ｓｆａに対するＳ偏光、すなわち斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光に設定される。例えば、偏光制御部３４は、上述した第１の入射面（第１面Ｑ１）で露光光ＥＬが入射する斜面（斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃ）に対する第１の露光処理と第２の入射面（第２面Ｑ２）で露光光ＥＬが入射する斜面（斜面Ｓｆｂおよび斜面Ｓｆｄ）に対する第２の露光処理とにおいて、露光光ＥＬの偏光状態を互いに変えることが可能である。
【０１０２】
また、制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ３ｂａおよび露光パターンＦ３ｄａの形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得する。制御装置ＣＯＮＴは、取得した露光パターン情報に従って光変調素子８を制御することにより、パターン生成装置ＰＧに露光パターンＦ３ｂａおよび露光パターンＦ３ｄａを含む露光パターンを生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図１４に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ３ｂａおよび露光パターンＦ３ｄａに対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図１４では、露光パターンＦ３ｂａに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｂａ、及び露光パターンＦ３ｄａに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｄａを黒色で塗りつぶして示している。
【０１０３】
以上の露光動作により、図１５に示すように、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１に露光パターンＦ３ｂａが形成されるとともに、斜面Ｓｆｄの領域Ａ１に露光パターンＦ３ｄａが形成される。斜面Ｓｆｂの領域Ａ１に入射する露光光ＥＬの偏光状態は、Ｓｙ軸方向に平行な直線偏光であり、図１１に示した斜面Ｓｆａの領域Ａ１を露光する際の露光光ＥＬの偏光状態（Ｓｘ軸方向に平行な直線偏光）と異なっている。このように、偏光制御部３４は、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１に入射する露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１に対するＰ偏光に設定する。そのため、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１における露光光ＥＬの反射が低減され、反射による迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。同様に、斜面Ｓｆｄの領域Ａ１における露光光ＥＬの反射が低減され、反射による迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。
【０１０４】
図１６は、露光パターンＦ３ｂｂ及び露光パターンＦ３ｄｂを投影する際の光変調装置（光変調素子８）の動作を示す図である。図１７は、斜面Ｓｆｂに形成される露光パターンＦ３ｂｂ及び斜面Ｓｆｄに形成される露光パターンＦ３ｄｂを示す図である。
【０１０５】
制御装置ＣＯＮＴは、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２（又は、斜面Ｓｆｄの領域Ａ２）に焦点が合うように投影光学系ＰＬと基板Ｓとの距離を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの焦点を領域Ａ２に合わせた状態におけるステージ本体１のＺ軸方向の位置（第２の斜面合焦位置Ｚ４）を取得し、ステージ本体１のＺ軸方向の位置を第２の斜面合焦位置Ｚ４に調整する。第２の斜面合焦位置Ｚ４は、斜面Ｓｆａの領域Ａ２および斜面Ｓｆｃの領域Ａ２を露光する際に、記憶装置ＭＲＹに記憶されている。
【０１０６】
制御装置ＣＯＮＴは、露光パターンＦ３ｂｂおよび露光パターンＦ３ｄｂの形状を示す露光パターン情報を記憶装置ＭＲＹから取得する。制御装置ＣＯＮＴは、取得した露光パターン情報に従って光変調素子８を制御することにより、パターン生成装置ＰＧに露光パターンＦ３ｂｂおよび露光パターンＦ３ｄｂを含む露光パターンを生成させる。制御装置ＣＯＮＴは、図１６に示すように光変調素子８の各マイクロミラー８ａを制御し、露光パターンＦ３ｂｂおよび露光パターンＦ３ｄｂに対応する部分のマイクロミラー８ａを作動させる。図１６では、露光パターンＦ３ｂｂに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｂｂ、及び露光パターンＦ３ｄｂに対応するマイクロミラー８ａの反射パターンＰ３ｄｂを黒色で塗りつぶして示している。
【０１０７】
本実施形態においては、斜面Ｓｆｂの領域Ａ１と領域Ａ２は入射面が同一であり、領域Ａ１の露光に続いて領域Ａ２を露光するので、偏光制御部３４は、領域Ａ２を露光する際の露光光ＥＬの偏光状態を、領域Ａ１を露光する際の露光光ＥＬの偏光状態と同じに設定する。例えば、偏光制御部３４は、領域Ａ２を露光する際に、図２に示した偏光板３１の透過軸３１ａの方向が斜面Ｓｆｂの領域Ａ１の露光時と同じになるように、駆動部３２を制御して偏光板３１の回転位置を維持させる。
【０１０８】
以上の動作により、図１７に示すように、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２に露光パターンＦ３ｂｂが形成されるとともに、斜面Ｓｆｄの領域Ａ２に露光パターンＦ３ｄｂが形成される。図２に示した偏光制御部３４は、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２に入射する露光光ＥＬの偏光状態を、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２に対するＰ偏光に設定する。そのため、斜面Ｓｆｂの領域Ａ２における露光光ＥＬの反射が低減され、反射による迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。同様に、斜面Ｓｆｄの領域Ａ２における露光光ＥＬの反射が低減され、反射による迷光の発生が低減されるので、露光不良の発生が低減される。
【０１０９】
本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴはコンピューターシステムを含む。制御装置ＣＯＮＴに併設された記憶装置ＭＲＹには、コンピュータに、露光光ＥＬのパターン（露光パターン）を対象面に転写する露光装置の制御を実行させるプログラムが記憶されている、このプログラムは、前記パターンを形成することと、前記形成された前記パターンを投影光学系ＰＬにより前記対象面に投影することと、前記対象面のうち斜面Ｓｆに入射する前記露光光ＥＬの偏光状態を、前記斜面Ｓｆに対してＰ偏光に設定することと、を実行させる。
【０１１０】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、基板Ｓに投影されるパターンの形状は、特に限定されるものではなく、基板Ｓにより製造されるデバイスの用途などに応じて適宜変更できる。
【０１１１】
次に、図１８は、露光パターンの他の実施形態を示す図である。図１８の変形例では、凹部３５の複数の斜面Ｓｆのうち１つの斜面Ｓｆａのみに露光パターンＦ４が投影され、他の斜面Ｓｆｂ〜斜面Ｓｆｄには露光パターンが投影されない。このように、斜面Ｓｆが、平面状の複数の斜面を含み、複数の斜面の法線方向が互いに異なる場合に、複数の斜面のうち露光パターンが投影される斜面の数は、１つでもよいし、上記の実施形態のように２以上であってもよい。また、図３に示した露光パターンＦ３ａ〜露光パターンＦ３ｄは、それぞれ直線帯状であるが、図１８の露光パターンＦ２は、平面状の斜面Ｓｆａにおいて折れ線状に曲がっている。このように、平面状の１つの斜面に投影される露光パターンの形状は、外形が折れ線を含む形状であってもよいし、外形が曲線を含む形状や複数の方向に延びる直線を含む形状であってもよい。
【０１１２】
図１９は、露光パターンの他の実施形態を示す図である。図１９の変形例においては、凹部３５の複数の斜面Ｓｆのうち斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｂに連続する露光パターンＦ５が投影される。図１９に示すように、斜面Ｓｆに投影される露光パターンは、法線方向が互いに異なる２つの面にまたがっていてもよい。この場合に、露光パターンＦ５は、露光装置ＥＸによって、斜面Ｓｆａに配置される第１部分Ｆ５ａと、斜面Ｓｆｂに配置される第２部分Ｆ５ｂとに分けて投影される。偏光設定装置ＢＰは、第１部分Ｆ５ａを露光する際に露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆａに対するＰ偏光に設定し、第２部分Ｆ５ｂを露光する際に露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光に設定する。これによって、本実施形態による露光装置ＥＸは、斜面Ｓｆに投影される露光パターンが互いに異なる複数の斜面Ｓｆにまたがっている場合に、複数の斜面Ｓｆのうち斜面Ｓｆａに配置される第１部分Ｆ５ａを露光する露光処理と斜面Ｓｆｂに配置される第２部分Ｆ５ｂを露光する露光処理とにおいて、露光光ＥＬの偏光状態を互いに変えて各々露光することが可能である。
【０１１３】
なお、上記の実施形態および変形例において、基板Ｓに形成されている立体構造は、図３に示すような凹部３５であることとしたが、立体構造の形状に限定はない。図２０は、基板Ｓに形成された立体構造の他の例を示す図である。図２０において、凹部３５は、開口が円形であり、基板Ｓの上面Ｓｃと凹部３５の底面Ｓｅとを結ぶ斜面Ｓｆは、基板Ｓの上面Ｓｃから下方に向かうにつれて内径が縮小する湾曲したテーパー面である。このような斜面Ｓｆ上の湾曲した領域Ａ３を露光する場合には、領域Ａ３の中心において領域Ａ３に接する接平面の法線方向を、領域Ａ３の法線方向Ｖｎとする。領域Ａ３に対する露光光ＥＬの入射面は、法線方向Ｖｎと投影光学系ＰＬの光軸方向Ｖｅとに平行な面Ｑ３であるものとし、面Ｑ３に平行な偏光方向の直線偏光を領域Ａ３に対するＰ偏光と定めることができる。したがって、上記した実施形態と同様に、偏光設定装置ＢＰは、斜面Ｓｆの領域Ａ３を露光する際に露光光ＥＬの偏光状態を斜面Ｓｆａの領域Ａ３に対するＰ偏光に設定することができる。
【０１１４】
また、凹部３５の開口は、上記の実施形態で説明した矩形の他に、三角形、五角形などの多角形であってもよいし、円形や楕円形などのように開口のエッジが曲線を含む形状でもよく、開口のエッジが直線および曲線を含む形状であってもよい。基板Ｓに形成される立体構造は、底面Ｓｅを有しないＶ字状の凹部、溝状の凹部、凸部、基板Ｓを貫通する貫通孔のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。
【０１１５】
なお、上記の実施形態において、偏光部３０の偏光板３１は、露光光ＥＬの光路に配置される光学部材であり、対物レンズ９と波長選択ミラー１０との間の露光光ＥＬの光路に配置されている。このような偏光部３０の光学部材は、露光用光源６と投影領域ＰＲとの間の露光光ＥＬの光路のいずれの位置に配置されていてもよく、例えば、露光用光源６と波長選択ミラー１０との間の露光光ＥＬの光路のいずれかの位置に配置されていてもよいし、波長選択ミラー１０と投影領域ＰＲとの間の露光光ＥＬの光路のいずれかの位置に配置されていてもよい。
【０１１６】
なお、上記の実施形態において、偏光部３０は、露光光ＥＬの光路に配置される偏光板３１により露光光ＥＬの偏光状態を調整するが、偏光板３１の代わりに１／２波長板により露光光ＥＬの偏光状態を調整してもよい。この場合には、例えば露光用光源６として直線偏光を射出するレーザー光源を用いて、１／２波長板に入射する際の露光光ＥＬの偏光状態を直線偏光にする。ここで、１／２波長板を通った露光光ＥＬの偏光状態が斜面Ｓｆａに対するＰ偏光になるような１／２波長板の回転位置を第１回転位置とする。１／２波長板を第１回転位置から４５°回転させると、１／２波長板を通った露光光ＥＬの偏光状態が斜面Ｓｆａに対するＳ偏光、すなわち斜面Ｓｆｂに対するＰ偏光に変化する。これにより、偏光設定装置ＢＰは、斜面Ｓｆに入射する露光光ＥＬの偏光状態を、この斜面Ｓｆに対するＰ偏光に設定できる。
【０１１７】
また、偏光設定装置ＢＰは、投影光学系ＰＬの光軸の周方向に基板Ｓを回動可能なステージ装置ＳＴ、及び斜面Ｓｆの情報を使ってステージ装置ＳＴの移動位置（例、回動位置）を制御する偏光制御部を備えていてもよい。この場合に、投影光学系ＰＬから偏光状態が直線偏光の露光光ＥＬを射出させ、偏光制御部は、露光光ＥＬが斜面Ｓｆに対するＰ偏光になるように、基板Ｓを保持したステージ装置ＳＴを投影光学系ＰＬの光軸の周りで回動させればよい。投影光学系ＰＬから偏光状態が直線偏光の露光光ＥＬを射出させるには、例えば、露光用光源６として直線偏光を射出するレーザー光源を用いる。また、偏光制御部は、投影光学系ＰＬから出射する際の露光光ＥＬの偏光方向および投影光学系ＰＬの光軸方向のそれぞれに平行な面に対して、露光の対象となる斜面Ｓｆが垂直になるように、投影光学系ＰＬの光軸の周方向における、基板Ｓを保持したステージ装置ＳＴの回動位置を調整すればよい。
【０１１８】
また、偏光設定装置ＢＰは、偏光板３１や１／２波長板などの光学部材を用いる代わりに、露光用光源６として直線偏光を射出するレーザー光源を用いるとともに、このレーザー光源を、射出するビームの周りで回転させることによっても、露光光ＥＬの偏光状態を調整できる。
【０１１９】
なお、上記の実施形態の露光装置ＥＸは、露光パターンを、投影光学系ＰＬの光軸方向における位置が互いに異なる領域Ａ１と領域Ａ２とに分けて投影しているが、平面状の１つの斜面に投影される露光パターンを、この斜面上で分けることなく一括して投影してもよい。例えば、凹部３５の深さ（上面Ｓｃと底面Ｓｅとの段差）が投影光学系ＰＬの焦点深度よりも浅い場合に、高精度又は高解像度が要求されないパターンを形成する場合などには、投影光学系ＰＬの焦点からの斜面のずれが許容されることがある。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、１つの斜面に投影されるパターンを、３以上の領域に分けて露光してもよい。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、露光パターンを、投影光学系ＰＬの光軸方向における位置が同じである複数の領域に分けて投影してもよい。例えば、図２０に示した凹部３５のように露光対象の領域Ａ３が湾曲している場合に、この領域Ａ３を、投影光学系Ａの光軸に関する周方向（Ｓｚ軸方向に対する周方向）において、複数の領域に分けて露光すると、複数の領域のそれぞれを精度よく平面で近似できる。その結果、本実施形態の露光装置ＥＸは、迷光の発生を効果的に低減できる。
【０１２０】
なお、上記の実施形態の露光装置ＥＸは、入射面が同一または互いに平行な関係にある複数の斜面（例えば、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｃ）がある場合に、斜面Ｓｆｃに対する露光の少なくとも一部を、斜面Ｓｆａに対する露光と並行して行っているが、斜面Ｓｆａに対する露光と斜面Ｓｆｃに対する露光とを別々に行ってもよい。
【０１２１】
なお、上記の本実施形態の露光装置ＥＸは、入射面が互いに非平行な関係になる複数の斜面（例えば、斜面Ｓｆａおよび斜面Ｓｆｂ）がある場合に、斜面Ｓｆａに対する露光と斜面Ｓｆｂに対する露光とを別々に行っているが、斜面Ｓｆｂの露光の少なくとも一部を、斜面Ｓｆａの露光と並行して行ってもよい。例えば、パターン生成装置ＰＧは、斜面Ｓｆａに投影される露光パターンＦ３ａおよび斜面Ｓｆｂに投影される露光パターンＦ３ｂを含む露光パターンを形成し、偏光制御装置は、この露光パターンの偏光状態を部分（対象面）ごとに制御すればよい。偏光状態を部分ごとに制御するには、偏光部として液晶パネル、ＳＬＭなどの位相変調器を用いる。位相変調器は、光変調素子８と同様に複数の画素を有し、各画素をオンオフ切替可能な１／２波長板として機能させることができる。そのため、位相変調器を光変調素子８と光学的に共役な位置またはその近傍に配置しておき、位相変調器において露光パターンＦ３ａに相当する領域と、位相変調器において露光パターンＦ３ｂに相当する領域とで画素をオンオフを切り替えることにより、露光光ＥＬの偏光状態を領域ごとに制御できる。
【０１２２】
なお、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクレス方式の露光装置の他に、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを一括露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）、マスクアライナーにも適用することができる。
【０１２３】
さらに、本実施形態の露光装置ＥＸは、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第一パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第一パターンの縮小像を基板上に転写した後、第二パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第二パターンの縮小像を第一パターンと部分的に重ねて基板上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、スティッチ方式の露光装置として、基板上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板を順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１２４】
本実施形態の露光装置ＥＸは、２つのパターンの像を投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などに適用することができる。
【０１２５】
本実施形態の露光装置ＥＸは、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
【０１２６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、ＭＥＭＳの他、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、生体分子チップ（例、ＤＮＡチップ）、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【０１２７】
本実施形態の露光装置ＥＸは、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測し、その計測結果を基板の位置の管理等に用いることもできる。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、レーザ干渉計を含む干渉計システムの他に、例えば基板ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【０１２８】
本実施形態の露光装置ＥＸは、例えば、干渉縞を基板上に形成することによって、基板上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）に、適用することができる。
【０１２９】
上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。
【０１３０】
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１３１】
図２１は、本実施形態のデバイス製造方法の一例を示す図である。本例では、ステップ２０１で、例えば液晶パネル等のデバイスの機能・性能設計を行う。ステップ２０２で、デバイスの設計に基づいて、マスク（レチクル）を製作する。マスクレス方式の露光装置を用いてデバイスを製造する場合には、ステップ２０２で、パターンの形状を例えば制御部の内部又は外部の記憶装置に登録する。ステップ２０３で、デバイスの基材である基板を準備しておく。ステップ２０４で、基板上にデバイスを構成する導電膜パターンや絶縁膜パターン、半導体膜パターン等の膜パターンを形成する。ステップ２０４は、基板上に膜を形成することと、この膜上にレジストパターンを形成することと、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングすることと、を含む。レジストパターンを形成するには、レジスト膜を形成することと、上記の実施形態に従って、露光光で基板を露光することにより形成予定の膜パターンに応じたパターンの像を基板上のレジスト膜に投影することと、露光されたレジスト膜を現像することと、を行う。ステップ２０５で、製造するデバイスに応じて、例えば基板をダイシングすることや、一対の基板を貼り合せるとともに一対の基板間に液晶層を形成すること等を行って、デバイスを組み立てる。ステップ２０６で、デバイスに検査等の後処理を行う。以上のようにして、デバイスを製造することができる。
【０１３２】
上述の各実施形態、各変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、一部の構成要素を用いない場合もある。
【符号の説明】
【０１３３】
ＥＸ…露光装置  ＰＧ…パターン生成装置  ＰＬ…投影光学系  ＳＴ…ステージ装置  ＣＡ…画像取得装置  ＥＰＩ…画像取得用照明装置  ＤＰ…表示装置  ＩＰ…入力装置  ＣＯＮＴ…制御装置  Ｓ…基板  ＥＬ…露光光  ＳＬ…検出光  ＰＲ…投影領域ＰＲＣＴ…ステージ駆動装置  Ｓａ…表面  Ｓｂ…裏面  Ｓｃ…単位領域  １…ステージ本体  １ａ…保持面  ２…鏡筒  ６…露光用光源  ７…コレクタレンズ  ８…光変調素子  ８ａ…マイクロミラー  ９…対物レンズ
【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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【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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