(57)【要約】【課題】照明装置の照明瞳面の光強度分布を外形や不均一分布も考慮し高精度に目標とする光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法及び評価方法を提供する。【解決手段】照明瞳面に形成された第１の光強度分布を計測し、第１の光強度分布と目標とする第２の光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求め（ステップ４）、光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求め（ステップ５）、第１の光強度分布と第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和を求め（ステップ６）、その差分の自乗和に基づいて第１の光強度分布を調整する（ステップ７）。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された円形もしくは輪帯形状の第１の光強度分布を、目標とする円形もしくは輪帯形状の第２の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分を求める工程と、
前記径方向の積算光量分布の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項２】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の差分の自乗和に基づいて前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項１に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項３】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布において、前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の各々の光強度分布の総光量を１としたときの径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗の平均値が０．００５以下となるように、前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項２に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項４】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を目標とする複数極状の第２の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分した光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
複数極状の前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分を求める工程と、
前記径方向の積算光量分布の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項５】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の差分の自乗和に基づいて前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項４に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項６】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布において、前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の各々の光強度分布の総光量を１としたときの径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗の平均値が０．００５以下となるように、前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項５に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項７】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を目標とする複数極状の第２の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された複数極状の前記第１の光強度分布を構成する第１の単極の光強度分布と前記第１の単極に対応する前記第２の光強度分布の第２の単極の光強度分布の領域内の各点における光強度を所定の中心点に関して径方向に積分した光強度角度分布を求める工程と、
前記光強度角度分布を前記中心点に関して周方向に積分した周方向の積算光量分布を求める工程と、
前記計測工程で計測された複数極状の前記第１の光強度分布の内、前記第１の単極と前記第１の単極に対応する前記第２の複数極状の光強度分布の前記第２の単極の周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点における差分を求める工程と、
前記周方向の積算光量分布の差分に基づいて複数極状の前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項８】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された複数極状の前記第１の光強度分布の前記第１の単極と、複数極状の前記第１の光強度分布の前記第１の単極に対応する前記第２の単極の周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点における差分の自乗和に基づいて複数極状の前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項７に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項９】
前記調整工程は、前記照明瞳面に形成された複数極状の前記第１の光強度分布の前記第１の単極と、複数極状の前記第１の光強度分布の前記第１の単極に対応する前記第２の単極において、前記第１の単極と前記第２の単極の各々の単極の総光量を１としたときの周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点における差分の自乗の平均値が０．００２以下になるように、前記複数極状の前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項８に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項１０】
前記第１および第２の光強度分布を少なくとも２つ以上の領域に分割する工程を有し、それぞれの領域に関して前記第１の光強度分布を調整することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項１１】
前記第１の光強度分布の分割された領域のそれぞれの光強度の和の比が、前記第２の光強度分布に対して±３％以内となるように調整することを特徴とする請求項１０に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項１２】
前記第１の光強度分布の分割された領域のそれぞれの偏光性能が、前記第２の光強度分布に対して±２％以内となるように調整されることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
ここで、前記偏光性能ＲｏＰは、ｓ偏光の強度をＩｓ、ｐ偏光の強度をＩｐとされ、ＲｏＰ＝Ｉｓ／（Ｉｓ＋Ｉｐ）と定義される。
【請求項１３】
照明瞳面に形成された円形もしくは輪帯形状の第１の光強度分布を、前記第１の光強度分布と等価な円形もしくは輪帯形状の均一な第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記第１の光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする円形もしくは輪帯形状で均一な前記第２の光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の評価方法。
【請求項１４】
照明瞳面に形成された第１の光強度分布を、前記第１の光強度分布と等価で均一な第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記ほぼ円形もしくはほぼ輪帯形状の光強度分布との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする円形もしくは輪帯形状で均一な光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の評価方法。
【請求項１５】
照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を、複数極状の前記第１の光強度分布と等価で均一な複数極状の第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記複数極状の第１の光強度分布の領域内の各点における光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記周方向に積分した光強度分布を前記中心点から径方向に積分した積算光量分布を求める工程と、
前記積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする輪帯形状で均一な第３の光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の評価方法。
【請求項１６】
前記照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を、複数極状の第１の光強度分布と等価で均一な複数極状の第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記第１の光強度分布の領域内の各点における光強度を所定の中心点に関して径方向に積分して光強度角度分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布の第１の単極に対応する前記光強度角度分布を、所定の角度から前記中心点に関して周方向に積分した周方向の積算光量分布を求める工程とを含み、
前記第１の単極の周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点での差分の自乗和が最小となる、均一で複数極状の前記第２の光強度分布の対応する第２の単極の光強度分布を前記中心点から見込む角度を求める工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の評価方法。
【請求項１７】
前記第１の光強度分布を少なくとも２つ以上の領域に分割する工程と、
それぞれの領域に関して前記第１の光強度分布の評価を行う工程と、を有することを特徴とする１３から１５のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の評価方法。
【請求項１８】
前記照明瞳面に形成された前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
請求項１３から１７のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の評価方法を用いて前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布を評価する評価工程と、
前記評価工程の評価に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程とを含むことを特徴とする照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項１９】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記照明装置の照明瞳面に形成される第１の光強度分布を計測する計測工程と、
請求項１３から１７のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の評価方法を用いて前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布を評価する評価工程と、
前記評価工程の評価に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項２０】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の光強度分布の調整方法において、
請求項１から１２のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の調整方法による調整工程を有することを特徴とする請求項１８または１９に記載の照明装置の光強度分布の調整方法。
【請求項２１】
請求項１８から２０のいずれかに記載の照明装置の光強度分布の調整方法により調整されたことを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の照明装置と、前記照明装置の照明瞳面に形成される光強度分布を計測する手段と、を有し、
前記照明装置の照明光を用いてマスクに形成されたパターンを基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の露光装置を用いてマスク上のパターンを基板に露光する工程と、
前記基板を現像してデバイスを製造する工程と、を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイス製造におけるマイクロリソグラフィー用露光装置に搭載される照明装置の光強度分布の調整方法及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造用の投影露光装置では、照明系からの光束でパターンを形成したレチクルを照射し、該パターンを投影光学系でウェハ上に投影露光している。
投影露光装置では、より微細なパターンからなる半導体素子を製造するために、投影露光装置の投影光学系の開口数（ＮＡ）と照明条件とを最適化することがある。
照明条件は、コヒーレンスファクター（σ値＝投影光学系のＮＡ／照明光学系のＮＡ）によって決定される。
投影露光装置の照明光学系においては、照明光学系中に配置したオプティカルインテグレータによって形成された二次光源像が被照射面と瞳の関係になっている。
したがって、照明光学系におけるこの二次光源の大きさを変化させることで、照明系のＮＡを変化させている。
【０００３】
また、さらに、特開平５−２８３３１７号公報（特許文献１）や特開２００１−０３３８７５号公報（特許文献２）により、投影光学系の焦点深度や解像度を向上させる照明装置及び露光装置が提案されている。
このような従来例においては、パターンに最適化された輪帯形状や四重極状など様々な形状の二次光源を形成することができる。
【特許文献１】特開平５−２８３３１７号公報
【特許文献２】特開２００１−０３３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
照明瞳面に形成される二次光源の光強度分布がほぼ均一、つまり、二次光源の光強度がその領域内でほぼ一定であれば、その大きさや形状と結像特性との関係を把握することは容易である。
しかし、実際の露光装置において得られる二次光源の光強度分布は均一ではなく、比較的変化の大きい強度分布を有している。
従来は光強度分布の不均一性を考慮せずに、外形、例えば後述する径方向の積算光量分布が光強度分布において総光量に対して１０％及び９０％となる位置（σ１０％、σ９０％）のみを考慮して光強度分布を評価していた。
しかし、σ１０％及びσ９０％が一致していても、光強度分布の不均一性の違いによって像性能に差が生じることが、我々の検討で明らかになっている。
したがって、従来は結像特性を光強度分布の大きさや形状に基づいて正しく評価することができず、結果として、異なる2つの装置間で解像線幅にばらつきが生じるなどの不都合が生じ易かった。
【０００５】
また、これを解消するためには実際にパターンを焼いて、その結果に従って装置設定を微調整するということを繰り返さなければならなかった。
【０００６】
また一方で、レチクルに対して照明条件を最適化するためにシミュレーションやシミュレータを用いる手法が知られている。
しかし、それらによって算出された照明条件と等価な二次光源を露光装置上で設定するためには、上記の原因から同様に、実際にパターンを焼いて装置設定を微調整することが必要となっていた。
【０００７】
本発明は、例えば照明装置の照明瞳面に形成される光強度分布を、その外形だけでなく、分布の不均一性も考慮して高精度に目標とする光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整できる照明装置の光強度分布の調整方法及び評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の照明装置の光強度分布の調整方法は、光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された円形もしくは輪帯形状の第１の光強度分布を目標とする円形もしくは輪帯形状の第２の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の領域内の各点の光強度を所定の中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分を求める工程と、
前記径方向の積算光量分布の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の調整方法は、光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を目標とする複数極状の第２の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の領域内の各点の光強度を中心点に関して周方向に積分した光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記所定の中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
複数極状の前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分を求める工程と、
前記径方向の積算光量分布の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の調整方法は、光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明装置の照明瞳面に形成された目標とする複数極状の第１の光強度分布を複数極状の第２の光強度分布に調整する照明装置の光強度分布の調整方法であって、
前記第１の光強度分布を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された複数極状の前記第１の光強度分布を構成する第１の単極の光強度分布と前記第１の単極に対応する前記第２の光強度分布の第２の単極の光強度分布の領域内の各点における光強度を所定の中心点に関して径方向に積分した光強度角度分布を求める工程と、
前記光強度角度分布を前記中心点に関して周方向に積分した周方向の積算光量分布を求める工程と、
前記計測工程で計測された複数極状の前記第１の光強度分布の内、前記第１の単極と前記第１の単極に対応する前記第２の複数極状の光強度分布の前記第２の単極の周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点における差分を求める工程と、
前記周方向の積算光量分布の差分に基づいて複数極状の前記第１の光強度分布を調整する調整工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法は、照明装置の照明瞳面に形成された円形もしくは輪帯形状の第１の光強度分布を、前記第１の光強度分布と等価な円形もしくは輪帯形状の均一な第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記第１の光強度分布の領域内の各点の光強度を中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を所定の中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする円形もしくは輪帯形状で均一な前記第２の光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法は、照明瞳面に形成された所定の第１の光強度分布を、前記第１の光強度分布と等価で均一な第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記光強度分布の領域内の各点の光強度を中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める工程と、
前記ほぼ円形もしくはほぼ輪帯形状の光強度分布との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする円形もしくは輪帯形状で均一な光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法は、照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を、複数極状の前記第１の光強度分布と等価で均一な複数極状の第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記複数極状の第１の光強度分布の領域内の各点における光強度を中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める工程と、
前記周方向に積分した光強度分布を所定の中心点から径方向に積分した積算光量分布を求める工程と、
前記積算光量分布の少なくとも３点以上の各点における差分の自乗和が最小となる前記中心点を中心とする輪帯形状で均一な第３の光強度分布の外径及び内径を求める工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法は、前記照明瞳面に形成された複数極状の第１の光強度分布を、複数極状の第１の光強度分布と等価で均一な複数極状の第２の光強度分布として評価する照明装置の光強度分布の評価方法であって、
前記第１の光強度分布の領域内の各点における光強度を所定の中心点に関して径方向に積分して光強度角度分布を求める工程と、
前記第１の光強度分布の第１の単極に対応する前記光強度角度分布を、所定の角度から前記中心点に関して周方向に積分した周方向の積算光量分布を求める工程とを含み、
前記第１の単極の周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点での差分の自乗和が最小となる、均一で複数極状の前記第２の光強度分布の対応する第２の単極の光強度分布を前記中心点から見込む角度を求める工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の照明装置の光強度分布の調整方法によれば、前記照明瞳面に形成した前記第１の光強度分布と前記目標とする第２の光強度分布の径方向の積算光量分布の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する。
このため、例えば照明装置の照明瞳面に形成される光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に目標とする光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整することが可能となる。
これにより、実際にパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な光強度分布を設定することができる。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の調整方法によれば、前記照明瞳面に形成した複数極状の前記第１の光強度分布と目標とする複数極状の前記第２の光強度分布の径方向の積算光量分の差分に基づいて前記第１の光強度分布を調整する。
このため、例えば照明装置の照明瞳面に形成される複数極状の光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に目標とする複数極状の光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整することが可能となる。
これにより、実際にパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な複数極状の光強度分布を設定することができる。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の調整方法によれば、前記照明瞳面に形成した複数極状の第１の単極とこれに対応する目標とする複数極状の第２の光強度分布の第２の単極の周方向の積算光量分布の差分から複数極状の前記第１の光強度分布を調整する。
このため、同じく照明装置の照明瞳面に形成される複数極状の光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に目標とする複数極状の光強度分布と実質的に等価な複数極状の光強度分布に調整することが可能となる。
これにより、実際に複数極状のパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な複数極状の光強度分布を設定することができる。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法によれば、前記第１の光強度分布と径方向の積算光量分布の差分の自乗和が最小となる円形もしくは輪帯形状の均一な第２の光強度分布の外径及び内径を求める。
このため、例えば照明装置の照明瞳面の光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に実質的に等価で均一な光強度分布として評価できる。
これにより、実際にパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、露光装置上で高精度にデバイスパターンに最適な光強度分布を設定することが可能となる。
さらに、本発明の照明装置の光強度分布の評価方法によれば、前記複数極状の第１の光強度分布の径方向の積算光量分布の差分の自乗和が最小となる輪帯形状で均一な第３の光強度分布の外径及び内径を求める。
本発明の照明装置の光強度分布の評価方法によれば、前記複数極状の第１の光強度分布の第１の単極の周方向の積算光量分布の差分の自乗和が最小となる複数極状で均一な第２の光強度分布の第１の単極に対応する第２の単極が所定の中心点から見込む角度を求める。
このため、複数極状の前記第１の光強度分布の外径及び内径、さらには任意の単極の光強度分布が前記中心点から見込む角度を正確に評価できる。
このため、例えば照明装置の照明瞳面に形成される複数極状の光強度分布を、その外形や不均一な分布も考慮し高精度に実質的に等価で均一な複数極状の光強度分布として評価できる。
これにより、実際に複数極状のパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な複数極状の光強度分布の設定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１にかかわる投影露光装置の構成を概略的に示す概略構成図である。
投影露光装置は、光源１に、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、あるいは超高圧水銀ランプ等を用いる。
光源１から発せられた光は、光束整形光学系２によって所定の光束形状に整形され、回折光学素子３にほぼ平行に入射する。
回折光学素子３に入射した平行光束は、所定の角度分布をもつ発散光束に変換され、コリメータレンズ４を介してハエの目レンズ５の入射面上に輪帯や四重極状などの分布を形成する。
回折光学素子３は、ターレット上に並べられ、ハエの目レンズ５上に多数の分布を形成可能なように構成されている。
コリメータレンズ４は、焦点距離可変なズーム光学系であり、回折光学素子３によってハエの目レンズ５上に形成される光強度分布の大きさを変えられるようになっている。
【００１２】
ハエの目レンズ５は、複数の微小レンズを二次元的に配置した構成からなり、その後側焦点面は照明光学系の照明瞳面５ｂに相当する。
したがって、ハエの目レンズ５に入射した光束は二次元的に分割され、照明瞳面５ｂに二次光源を形成する。
照明瞳面５ｂには、不要光を遮蔽して所望の光強度分布を形成するため、ターレット上に並べられた絞り部材６が配置されている。
絞り部材６は、不図示の絞り駆動機構により開口（ＮＡ）の大きさ及び形状が可変となっている。
コリメータレンズ７は、照明瞳面５ｂに形成された二次光源を、被照射面であるレチクル１１さらにはウェハ１３と共役な位置に配置された視野絞り８に重畳照明する。
視野絞り８は、被照射面であるレチクル１１の照明領域を制御するための絞りであり、複数の可動な遮光板によって任意の開口形状が形成できるように構成されている。
【００１３】
結像光学系９は、視野絞り８によって形成された開口形状を、レチクルステージ１４により支持されたレチクル１１に投影する。
投影光学系１２は、レチクル１１上のパターンをウェハステージ１５上に支持されたウェハ１３の基板上に結像させる。
露光時にはレチクルステージ１４とウェハステージ１５が同期して走査露光を行う。
ウェハ１３は、感光剤が塗布されており、レチクル１１上のパターンを投影することによって感光し、現像することによってウェハ１３上に回路パターンが形成される。
光強度分布調整手段２０は、輪帯照明や四重極照明等の照明条件に応じて、輪帯の内径／輪帯の外径である輪帯率等を変化させるための素子を含んでいる。
光強度分布調整手段２０は、ターレット上に配置されており、回折光学素子３が形成する角度分布に応じて素子が変更可能なように構成されている。
なお、光源１から投影光学系１２に至るまでの照明光学系、及び光強度分布調整手段２０を含めて本発明の照明装置が構成されている。
【００１４】
ここで光強度分布調整手段２０について詳述する。回折光学素子３からの光束の光軸に垂直な断面が図２に示すような輪帯形状の輪帯発光部３ａを形成する。
この場合、その輪帯発光部３ａの輪帯率を変更させるには、光強度分布調整手段２０は、図３（ａ）、図４（ａ）に示すような光軸方向に相対移動可能な一対のプリズム２０ａ，２０ｂで構成する。
入射面が凹の円錐面で射出面が平面のプリズム２０ｂと、入射面が平面で射出面が凸の円錐面のプリズム２０ａの一対から成る。
図３（ａ）に示すように、一対のプリズム２０ａ，２０ｂの間隔が小さいときは、図３（ｂ）に示されるように無発光部３ｂを有し、輪帯発光部３ａの幅が大きい、つまり、輪帯率の小さい光強度分布が形成される。
一方、図４（ａ）に示すように、一対のプリズム２０ａ，２０ｂの間隔が大きいときには、図４（ｂ）に示すように無発光部３ｂを有し、輪帯発光部３ａの幅が小さい、つまり、輪帯率の大きい光強度分布が形成される。
したがって、前段の回折光学素子３の回折角分布及び後段のコリメータレンズ５のズームを組み合わることにより、多数の光強度分布を高い自由度で形成し、かつ調整することが可能となる。
【００１５】
次に、照明瞳面５ｂにおける強度分布の計測方法について説明する。投影光学系１２は、レチクル１１側及びウェハ１３側の双方に対してほぼテレセントリックに構成されている。
したがって、投影光学系１２の瞳位置には照明光学系の照明瞳面５ｂにおける二次光源の像が形成され、投影光学系１２を介した光によってウェハステージ１４上がケーラー照明される。
よって、ウェハステージ１５上に入射する露光光の角度分布を判定することによって、照明瞳面５ｂにおける二次光源の光強度分布を測定することができる。
【００１６】
まず本例での照明瞳面５ｂにおける強度分布の計測方法では、照明瞳面５ｂにおける二次光源の光強度分布を計測する光検出器３０はウェハステージ１５上に配置されており、例えば二次元ＣＣＤを用いる。
そして、レチクルステージ１３上にＣｒパターンなどにより微小開口を形成したレチクル１１を配置し、ウェハステージ１５上の光検出器３０を実際のウェハ基準面から光軸方向にデフォーカスした位置で計測を行う。
その結果、レチクル１１上の微小開口で制限された露光光のみがウェハ面で一度結像し、角度分布を反映させたまま光検出器３０に入射する。
検出された光強度分布から露光光の角度分布を求めることで、照明瞳面５ｂにおける二次光源の光強度分布が計測できる。
【００１７】
次に、目標とする輪帯形状の光強度分布と実質的に等価な光強度分布を、露光装置にて設定するための調整方法の工程について説明する。
本実施例は、例えばシミュレーションで算出されたパターンに最適な光強度分布や像性能を一致させるべき他装置について計測された照明瞳面の光強度分布など、目標とする光強度分布と実質的に等価な分布を露光装置上で設定するための調整方法である。
目標とする円形形状の光強度分布と実質的に等価な光強度分布を露光装置上で設定するための調整方法も、それと同じ方法である。
【００１８】
図５は、目標とする輪帯形状の光強度分布に対して実質的に等価な光強度分布を露光装置上で設定するための調整方法の工程を示すフローチャートである。
本例では、目標とする光強度分布として、図６に示すような均一なトップハット型の輪帯形状の光強度分布４０を用いた場合について例示的に説明する。
まず、目標とする光強度分布４０の所定の中心点から距離ｒの点にある光強度を積算した分布を求める
（ステップ１）。
具体的には、図６に示す均一な輪帯形状の光強度分布４０に対して、所定の中心点としてのＯを中心とする極座標（ｒ，θ）を設定する。ここでｒは極座標の半径であり、θは極座標の動径角である。
即ちステップ１では、次の式（１）により均一な輪帯形状の光強度分布４０の領域Ｓ内（ｒ＝Ｒｉ〜Ｒｏ，θ＝０〜２π）の各点における光強度Ｉ（ｒ，θ）を中心点Ｏに関して周方向（θ＝０〜２π）に積分して光強度動径分布Iｒ（ｒ）を求める。
このとき、図７（ａ）に示すような均一な輪帯形状の光強度分布４０の光強度分布に対して、光強度動径分布は図７（ｂ）に示すようになる。
【００１９】
【数１】
2008181980.tif 000003
【００２０】
次いで、本例の調整方法では、ステップ１で算出された光強度動径分布Ｉｒ（ｒ）を径方向（ｒ＝０〜Ｒｏ）に積分した径方向の積算光量分布Ｅｒ（ｒ）を求める（ステップ２）。
即ち次の式（２）により、径方向の積算光量分布Ｅｒ（ｒ）を求める。
ここで、式（２）は輪帯形状の光強度分布４０の総光量で規格化した式である。
【００２１】
【数２】
2008181980.tif 000004
このとき、図７（ａ）に示す均一な輪帯形状の積算光量分布は図７（ｃ）に示すようになる。
【００２２】
つづいて、本例の調整方法では、例えば光検出器３０を用いて、図８（ａ）に示すように、照明光学系の照明瞳面５ｂに形成される第１の光強度分布としての光強度分布４１を計測する（ステップ３）。
次いで、ステップ３で求めたほぼ輪郭形状の第１の光強度分布である光強度分布４１について、ステップ１と同様にして強度分布の領域内の各ｒにおける光強度の和の分布を算出する。
換言すると、第１の光強度分布である光強度分布４１の領域内の各点の光強度を中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める（ステップ４）。
そしてさらに、ステップ４で求めた光強度分布４１の光強度動径分布を径方向に積分して、照明瞳面５ｂに形成された光強度分布４１の径方向の積算光量分布を求める（ステップ５）。
即ち、ステップ２と同様にしてほぼ輪帯形状の光強度分布４１の積算光量分布を算出する。
ここで、例えば計測された照明瞳面５ｂの光強度分布４１が図８（ａ）に示すような分布である場合、光強度動径分布は図８（ｂ）に示すようになり、径方向の積算光量分布は図８（ｃ）に示すようになる。
【００２３】
次いで、目標とする光強度分布４０と照明瞳面５ｂの光強度分布４１との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点の差分の自乗和を算出する（ステップ６）。
即ち、ステップ２で求めた均一な輪帯形状の光強度分布４０の積算光量分布と、ステップ５で求めた照明光学系の照明瞳面５ｂのほぼ輪帯形状の光強度分布４１の積算光量分布の両者の領域Ｓ内の各ｒの差分の自乗和を算出する。
このとき、差分を計算する中心点からの距離ｒの分割数ｎができるだけ多い、即ち計算ステップが細かい方が望ましいが、分割数ｎは計算時間と調整精度との兼合いで決定される。
例えば目標とする光強度分布４０の中心点からの距離ｒの分割数ｎは光強度分布の領域Ｓに対して５００分割程度あればよい。
目標とする光強度分布４０と計測された照明光学系の照明瞳面５ｂに形成される光強度分布４１との積算光量分布の各ｒにおける差分の自乗和が小さいほど、両者の像性能差は小さい。
【００２４】
積算光量分布の各ｒにおける差分の自乗の平均値（差分自乗和／ｎ）が０．００５以下であれば、目標とする均一で輪帯形状の光強度分布４０と照明瞳面５ｂのほぼ輪帯形状の光強度分布４１は、実質的に十分等価であると判断できる。
したがって積算光量分布の各ｒにおける差分の自乗の平均値（差分自乗和／ｎ）が０．００５以下である場合は、照明光学系（照明装置）の調整を完了する（ステップ８）。
しかし上記の各ｒの差分の自乗和の平均値が０．００５よりも大きい場合は、目標とする光強度分布４０と照明瞳面５ｂの光強度分布４１との径方向の積算光量分布の各点の差分の自乗和が小さくなるように光学調整する（ステップ７）。
即ち、目標とする光強度分布４０と照明瞳面５ｂの光強度分布の積算光量分布４１の各ｒの差分の自乗和がゼロに近づくように照明瞳面５ｂの光強度分布４１を調整する。
【００２５】
その後、ステップ３に戻り、再度照明瞳面５ｂに形成される光強度分布を計測して上述の処理を繰り返し、積算光量分布の各ｒの差分の自乗和の平均値を０．００５以下にする。
即ち光強度分布４０と光強度分布４１の各々の光強度分布の総光量を１としたときの径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各点の差分の自乗の平均値を０．００５以下とすべく光強度分布４１を調整する。
もちろん、積算光量分布の各ｒにおける差分の自乗和の平均値が０．００５以下であっても、さらに差分を小さくする有余があるならば、そのように装置設定を調整しても良い。
以上の結果、照明装置の照明瞳面に形成される光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に目標とする光強度分布と実質的に等価な光強度分布に調整することが可能となる。
これにより、実際にパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な光強度分布を設定することができる。
【００２６】
以上、目標とする輪帯形状で均一な光強度分布に対して、照明光学系の照明瞳面５ｂにそれと等価な光強度分布を設定するための調整方法について述べてきた。
ここで、本発明の実施例１の照明装置の光強度分布の評価方法について説明する。
即ち、照明光学系の照明瞳面５ｂにおける光強度分布４１と、目標とする輪帯形状で均一な光強度分布４０との役割を入れ替えれば、露光装置上の光強度分布を等価で均一な輪帯形状の光強度分布として評価することができる。
このため、本例の照明装置の光強度分布の評価方法では、第１に前記円形もしくはほぼ輪帯形状の第１の光強度分布の領域内の各点の光強度を中心点に関して周方向に積分して光強度動径分布を求める。
第２に前記光強度動径分布を前記中心点に関して径方向に積分した径方向の積算光量分布を求める。
【００２７】
即ち、例えば光検出器３０で計測された照明光学系の照明瞳面５ｂに形成されるほぼ輪帯形状の光強度分布４１と、各ｒにおける積算光量の差分自乗和が最小となる均一な輪帯形状の光強度分布４０を求める。
その結果、光強度分布４０が、光強度分布４１と実質的に等価で均一な輪帯形状の光強度分布となることは既に明確である。
よって、計測されたほぼ輪帯形状の光強度分布４１に対して、実質的に等価で均一な輪帯形状の光強度分布の主要なパラメータである外径Ｒｏ、内径Ｒｉ、輪帯率（Ｒｏ／Ｒｉ）などを求め、光強度分布４１を評価することができる。
つまり第１の光強度分布である光強度分布４１を、光強度分布４１と等価で均一な輪帯形状の第２の光強度分布である光強度分布４０として評価することが可能となる。
【００２８】
ちなみに、ほぼ円形形状の光強度分布に対しては、同様の方法を用いて等価で均一な円形形状の光強度分布の半径を求めることができる。
この光強度分布の評価方法によれば、目標とする円形もしくは輪帯形状の光強度分布４０と等価で均一な円形もしくは輪帯形状の光強度分布４１を予め求めておけば、装置調整にかかる時間を短縮できる。
即ち、目標とする分布と等価で均一な輪帯形状の光強度分布と、照明瞳面５ｂに形成されるほぼ輪帯形状の光強度分布４１と等価で均一な輪帯形状の光強度分布が一致するように光学調整をすれば、目標とする分布とほぼ等価な光強度分布を照明瞳面５ｂに形成できる。
目標とする分布とほぼ等価な光強度分布４１を照明瞳面５ｂに形成でき、装置調整の時間を短縮できる。
以上の実施例１では、ほぼ輪帯形状の光強度分布４１の調整及び評価に対して本発明を適用している。
しかし、これに限定されるものでは無く、例えばほぼ円形形状の光強度分布や、複数極状の光強度分布の調整及び評価に対しても本発明を適用することができる。
特に、ほぼ円形形状の光強度分布の評価及び調整方法は、輪帯形状の光強度分布４１の調整及び評価方法と同じ方法であることは前述のとおりである。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の実施例２を説明する。
ここでは複数極状の光強度分布の調整及び評価の一例として目標とする分布が二極状（図９（ａ））で均一な光強度分布５０ａ、５０ｂの場合に、それと等価な光強度分布を照明光学系の照明瞳面に形成するための調整方法を説明する。
図１０は、目標とする光強度分布が二極状で均一な光強度分布である場合のそれと等価な光強度分布を照明光学系の照明瞳面に形成するための調整方法の工程を示すフローチャートである。
まず、例えば第２の光強度分布としての目標とする二極状の有効光源分布（光強度分布５０ａ、５０ｂ）を周方向に積分して光強度動径分布を求める（ステップ１１）。
即ち、ステップ１１では、図９（ａ）に示すように、目標とする二極状で均一な第２の光強度分布である光強度分布５０ａ、５０ｂについて、中心点としてのＯを中心とする極座標（ｒ，θ）を設定する。
そして、目標とする二極状で均一な光強度分布５０ａ、５０ｂの領域Ｓ２内（ｒ＝Ｒｉ〜Ｒｏ，θ＝０〜２π）の各点における光強度Ｉ（ｒ，θ）を中心点Oに関して周方向（θ＝０〜２π）に積分して光強度動径分布Iｒ（ｒ）を求める。
【００３０】
次いでステップ１１で算出した光強度動径分布Iｒ（ｒ）を径方向に積分して目標とする光強度分布の径方向の積算光量分布Ｅｒ（ｒ）を求める（ステップ１２）。
さらに、照明瞳面５ｂに形成された第１の光強度分布である光強度分布を計測する。即ち、例えば光検出器３０により、照明光学系の照明瞳面５ｂに形成される二極状の光強度分布を計測する（ステップ１３）。
さらに、ステップ１３で計測した光強度分布を径方向に積分して光強度動径分布を求める（ステップ１４）。
さらに、ステップ１４で計測した光強度動径分布を径方向に積分し、照明瞳面５ｂの二極状の光強度分布の径方向の積算光量分布を求める（ステップ１５）。
そして、目標とする光強度分布と照明瞳面５ｂに形成された第１の光強度分布である光強度分布との径方向の積算光量分布の少なくとも３点以上の各ｒの差分の自乗和を計算する（ステップ１６）。
ここで、その各ｒにおける差分の自乗和（差分自乗の平均）が０．００５以下である場合はステップ１８に進む。
しかし、その各点ｒにおける差分の自乗和（差分自乗の平均）が０．００５以上である場合は、照明瞳面５ｂに形成された第１の光強度分布を光学調整する（ステップ１７）。
即ち目標とする光強度分布５０ａ、５０ｂと照明瞳面５ｂの第１の光強度分布との径方向の積算光量分布の各ｒにおける差分の自乗和が小さくなるように光学調整する。
その後は、ステップ１３に戻って上述の処理を繰り返し、その差分の自乗和を０．００５以下にする。
一方、差分自乗の平均が０．００５以下の場合は、目標とする二極状の光強度分布の各極５０ａ、５０ｂの光強度分布の領域内の各点における光強度を中心点Ｏに関して径方向に積分して光強度角度分布を求める（ステップ１８）。
これは単極５０ａの光強度分布と単極５０ｂの光強度分布の領域内の各点における光強度を中心点Ｏに関して径方向に積分した光強度角度分布を求めることになる。
即ち次の式（３）により二極状で均一な光強度分布の各極の光強度分布５０ａ，５０ｂの領域Ｓ２内の各点の光強度Ｉ（ｒ，θ）を中心点Ｏに関し径方向（ｒ＝０〜ｒ３）に積分して光強度角度分布Ｉθ（θ）をそれぞれ求める。  
【００３１】
【数３】
2008181980.tif 000005
このとき、図９（ａ）の二極状で均一な光強度分布５０ａ、５０ｂに対して、光強度角度分布は図９（ｂ）に示すようになる。
【００３２】
次いで、ステップ１８で求められた光強度角度分布Ｉθ（θ）を、単極の中心から周方向（θ＝０〜±θ１）に積分して、周方向の積算光量分布Ｅθ（θ）を求める（ステップ１９）。
即ち、次の式（４）により周方向の積算光量分布Ｅθ（θ）を求める。ここで、式（４）の周方向の積算光量分布は式（２）の径方向の積算光量分布と同様に、二極状の光強度分布５０ａ、５０ｂの総光量で規格化した式である。
【００３３】
【数４】
2008181980.tif 000006
このとき、図９（ａ）に示す二極状で均一な光強度分布５０ａ、５０ｂに対して、周方向の積算光量分布は図９（ｃ）に示すようになる。
つづいて、ステップ１３で計測された二極状の光強度分布を構成する各極に関して光強度角度分布を求める（ステップ２０）。つまり計測した光強度角度分布を径方向に積分し光強度角度分布を求める。
【００３４】
次いで、ステップ２０で求めた光強度角度分布を周方向に積分して照明瞳面５ｂの第１の光強度分布の各極に関して周方向の積算光量分布を求める（ステップ２１）。
さらに、ステップ１９及びステップ２１で求めた目標とする光強度分布と照明瞳面５ｂの光強度分布との対応する各極の各総光量を１としたときの各周方向の積算光量分布の少なくとも２点以上の各点の差分の自乗和（各極での差分自乗）を求める（ステップ２２）。
【００３５】
このとき、差分を計算するθの分割数ｍはできるだけ多い、つまり計算ステップが細かい方が望ましいが、計算ステップは例えば1度毎程度である。
目標とする光強度分布５０ａ、５０ｂと照明瞳面５ｂの第１の光強度分布とで、径方向の積算光量差分の自乗和が十分小さければ、周方向の積算光量の各θにおける差分の自乗和が小さいほど、両者の像性能差は小さい。
径方向の積算光量差分の自乗和が十分小さいとは、差分自乗の平均値が０．００５以下である。
ステップ２２では周方向の積算光量分布の差分自乗の平均値（差分自乗和／ｍ）が０．００２以下であれば、目標とする光強度分布と照明瞳面５ｂに形成された第１の光強度分布は十分等価であると判断する。
【００３６】
ここで、周方向の積算光量分布の差分自乗の平均値（差分自乗和／ｍ）、つまり積算光量分布の各θにおける差分の自乗和の平均値が０．００２以下である場合は、照明光学系（照明装置）の調整を終了する。
しかし、その光量積算分布の差分自乗の平均値が０．００２よりも大きい場合は、目標とする光強度分布と照明瞳面５ｂの第１の光強度分布の対応する各極の周方向の積算光量分布の各θにおける差分の自乗和が小さくなるように光学調整する。
具体的には、周方向の積算光量分布の各θにおける差分の自乗和の平均値が０．００２よりも大きい場合には、差分の自乗和がゼロに近づくように、照明光学系の照明瞳面５ｂに形成される光強度分布を調整する（ステップ２３）。
周方向の積算光量分布の各点の自乗和を小さくする光学調整を実施した後は、ステップ１３に戻り、上述の処理を繰り返すことで光量積算分布の差分自乗の平均値を０．００２以下にする。
【００３７】
以上の結果、照明装置の照明瞳面に形成される複数極状の光強度分布を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して、高精度に目標とする複数極状の光強度分布と実質的に等価な複数極状の光強度分布に調整することが可能となる。
これにより、実際にパターンを焼いて確認することなく、露光装置間の結像特性の均一化や、高精度に露光装置上でデバイスパターンに最適な複数極状の光強度分布を設定することができる。
以上、目標とする二極状で均一な光強度分布に対して、照明光学系の照明瞳面５ｂにそれと等価な光強度分布を形成するための調整方法について述べてきた。
ここで、照明光学系の照明瞳面に形成される光強度分布と、目標とする二極状で均一な光強度分布との役割を入れ替えれば、露光装置上の光強度分布をそれと等価で均一な二極状の光強度分布として評価することができる。
【００３８】
例えば光検出器３０で計測された照明光学系の照明瞳面５ｂに形成される二極状の光強度分布と、各ｒにおける径方向の積算光量分布の差分自乗和が最小となる均一な輪帯形状の光強度分布を求める。
さらに各θにおける周方向の積算光量分布の差分自乗和が最小となる均一な二極状の光強度分布を求めることで、実質的に等価で均一な二極状の光強度分布の主要なパラメータである外径、内径、開口角ψなどを求めることができる。
この評価方法によれば、目標とする二極状の光強度分布と等価で均一な二極状の光強度分布を予め求めておけば、装置調整にかかる時間を短縮できる。
即ち目標とする分布と等価で均一な二極状の光強度分布と、照明瞳面５ｂに形成される光強度分布と等価で均一な二極状の光強度分布とを一致させる光学調整により、目標とする分布とほぼ等価な光強度分布を照明瞳面５ｂに形成できる。
この光学調整により、装置調整として、照明光学系における光強度分布の調整及び評価の実施にかかる時間を短縮できる。
【００３９】
以上の説明では、ほぼ輪帯形状の光強度分布及び二極状の光強度分布の調整及び評価に対して本発明をそれぞれ適用している。
しかしながら、これに限定されるものでは無く、例えば他の様々な形状の光強度分布の調整及び評価に対しても同様に、本発明を適用することができる。
例えば図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すような四極状の光強度分布５１や八極状の光強度分布５２の場合、二極状の光強度分布に対する方法を応用して適用することも可能である。
また、例えば図１２に示すような点Ｏを中心とする二つの光強度分布６１、６２により構成される二重の輪帯形状の光強度分布の場合、光強度分布６１と６２のそれぞれに、輪帯形状の光強度分布に対する手法を適用すればよい。
【００４０】
ここで、別の場合として、例えば図１３に示すような９極状の光強度分布の調整及び評価の一例について説明する。
９極状の光強度分布は、点Ｏが中心の円形形状の光強度分布７１と、点Ｏが中心の四つの光強度分布である四極状の光強度分布７２〜７５と、点Ｏが中心の四つの光強度分布である四極状の光強度分布７６〜７９とから構成される。
この場合、円形形状の光強度分布７１に円形形状の光強度分布に対する手法を適用し、内側の四極状の光強度分布７２〜７５及び外側の四極状の光強度分布７６〜７９に上記の二極状の光強度分布に対する手法を応用して適用すればよい。
さらに、ほぼ輪帯形状の光強度分布に対する手法と、二極状の光強度分布に対する手法とを適宜組み合わせて用いることにより、様々な形状の光強度分布の調整及び評価に対して本発明を適用することができる。
【００４１】
なお、露光装置間での線幅のばらつきを抑える場合などでは、目標とするほぼ輪帯形状の光強度分布が図１４に示すように楕円形状を成し、かつ上下の強度と左右の強度が異なるといった場合がある。
このような場合には、光強度分布Ｓ１１〜Ｓ１４内で単純に径方向の積算光量の各ｒにおける差分の自乗和を小さくするだけでは、縦線と横線の線幅のバランスに差異が生じてしまう。
【００４２】
そこで、例えば光強度分布を図１４に示すように複数の領域Ｓ１１〜Ｓ１４に分割し、それぞれの領域で積算光量分布の各ｒにおける差分自乗和が小さくなるように、照明瞳面５ｂに形成される光強度分布を調整する。
また、同時に、各領域Ｓ１１〜Ｓ１４の光量和の比が、目標とする光強度分布に対して±３％以内になるように調整することが好ましい。
さらに、それぞれの領域Ｓ１１〜Ｓ１４で偏光性能が異なると、同様に縦線と横線の線幅のバランスに差異が生じてしまう。
したがって、（５）式で定義される偏光性能ＲｏＰが、分割されたそれぞれの領域について目標とする分布に対して±２％以内になるように調整することが好ましい。
ＲｏＰ＝Ｉｓ／（Ｉｓ＋Ｉｐ）                 （５）
【００４３】
また、複数極状の光強度分布の場合には、例えばそれぞれの単極について個別に目標とする光強度分布との径方向の積算光量の各ｒにおける差分の自乗和を小さくする。
そして、同時に、それぞれの極の光量比が目標とする光強度分布に対して±３％以内、ＲｏＰがそれぞれ目標とする光強度分布に対して±２％以内となるように調整することが好ましい。
即ち照明瞳面５ｂの第１の光強度分布の分割された領域のそれぞれの光強度の和の比が、目標とする第２の光強度分布に対して±３％以内となるように調整する。
また、第１の光強度分布の分割された領域のそれぞれの偏光性能が、第２の光強度分布に対して±２％以内となるように調整される。
【００４４】
上記の露光装置は、本発明の照明装置によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を介してレチクル上に形成されたパターンを感光剤が塗布された基板に露光することにより、マイクロデバイスを製造することができる。
製造するマイクロデバイスには、例えば、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等を例に挙げることができる。
（デバイス製造方法の実施例）
図１５は、上記の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法の工程を示すフローチャートである。以下、これについて説明する。ステップ３１（回路設計）では、半導体デバイスなどの回路設計を行う。
ステップ３２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３３（基板製造）ではシリコン等の材料を用いて、ウェハ等の基板を製造する。
ステップ３４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、本発明の露光装置を用い、前記の用意した回路パターンを形成したレチクル（マスク）とウェハを用いてリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ３５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ３４によって製作されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。
ステップ３６（検査）では、ステップ３５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ３７）される。
【００４５】
図１６は、上記のウェハプロセスの詳細のフローチャートである。ステップ４１（酸化）ではウェハの表面を酸化させる。ステップ４２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に絶縁膜を形成する。
ステップ４３（電極形成）ではウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ４４（イオン打込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ４５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。
ステップ４６（露光）では本発明の露光装置によってレチクルの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステップ４７（現像）では露光したウェハを現像する。
ステップ４８（エッチング）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステップ４９（レジスト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジストを取り除く。
これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の製造方法を用いれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを高精度にスループット良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例１の投影露光装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１における輪帯形状の光強度分布の一例を説明する説明図である。
【図３ａ】本発明の実施例１における輪帯率の太い輪帯形状の光強度分布を形成するための光強度分布調整用の構成の一動作例を説明する説明図である。
【図３ｂ】光強度分布調整用の構成により形成される輪帯率の太い輪帯形状の光強度分布の一例を説明する説明図である。
【図４ａ】本発明の実施例１における輪帯率の狭い輪帯形状の光強度分布を形成するための光強度分布調整用の構成の一動作例を説明する説明図である。
【図４ｂ】光強度分布調整用の構成により形成される輪帯率の狭い輪帯形状の光強度分布の一例を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施例１における照明装置の光強度分布の調整方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１における均一な輪帯形状の光強度分布に対する極座標（ｒ，θ）の設定方法を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例１における均一な輪帯形状の光強度分布を周方向に積分して得られる光強度動径分布と径方向の積算光量分布の概略を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施例１における照明装置を用いて計測されたほぼ輪帯形状の光強度分布と、それに対応する光強度動径分布及び径方向の積算光量分布を説明する説明図である。
【図９】本発明の実施例２における均一な二極状の光強度分布の単極を径方向に積分して得られる光強度角度分布と周方向の積算光量分布を説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施例２における照明装置の二極状の光強度分布の調整方法の工程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２における二極状以外の他の及びさらに他の複数極状の光強度分布の調整及び評価に対する本発明の適用例を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施例２における二重の輪帯形状の光強度分布の調整及び評価に対する本発明の適用例を説明する説明図である。
【図１３】本発明の実施例２における複数極状と円形形状とが組み合わさった光強度分布の調整及び評価に対する本発明の適用例を説明する説明図である。
【図１４】本発明の実施例２におけるほぼ楕円状の輪帯形状の光強度分布の調整及び評価に対して光強度分布を複数の領域に分割して本発明を適用する例を説明する説明図である。
【図１５】本発明の実施例によるデバイス製造方法を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示すウェハプロセスの詳細な内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１    光源
２    光束整形光学系
３    回折光学素子
４    コリメータレンズ
５    ハエの目レンズ
５ｂ  照明瞳面
６    絞り部材
７    コリメータレンズ
８    視野絞り
９    結像光学系
１０  偏向ミラー
１１  レチクル
１２  投影光学系
１３  ウェハ
１４  レチクルステージ
１５  ウェハステージ
２０  光強度分布調整手段
３０  光検出器
４０、４１、    光強度分布
５０ａ、５０ｂ    光強度分布
６１、６２、７１、７２、７３、７４、７５    光強度分布
７６、７７、７８、７９    光強度分布
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４    光強度分布
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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