(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系を含む光学系の瞳面に形成された所定の光強度分布を、該所定の光強度分布と実効的に等価な特定光強度分布として評価する方法であって、
前記所定の光強度分布と前記結像光学系の瞳関数とに基づいて光学伝達関数を算出する算出工程と、
前記実効的に等価な特定光強度分布を規定するパラメータの関数として、前記実効的に等価な特定光強度分布に対応する特定光学伝達関数を設定する設定工程と、
前記算出工程で得られた前記光学伝達関数と前記設定工程で得られた前記特定光学伝達関数とがほぼ一致するときの前記パラメータを決定する決定工程とを含むことを特徴とする評価方法。
【請求項２】
前記特定光強度分布は、前記光学系の光軸を中心とした円形形状の光強度分布を有し、
前記設定工程では、前記円形形状の光強度分布の外径に対応する外径パラメータの関数として前記特定光学伝達関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
前記特定光強度分布は、前記光学系の光軸を中心とした輪帯形状の光強度分布を有し、
前記設定工程では、前記輪帯形状の光強度分布の外径に対応する外径パラメータと、前記輪帯形状の光強度分布の輪帯比（内径／外径）に対応する輪帯比パラメータとの関数として前記特定光学伝達関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項４】
前記特定光強度分布は、前記光学系の光軸に関して対称配置された複数の円弧状の光強度分布を有し、
前記設定工程では、前記光軸を中心として前記円弧状の光強度分布に外接する円の半径に対応する外径パラメータと、前記光軸を中心として前記円弧状の光強度分布に内接する円の半径に対応する内径パラメータと、前記光軸から前記円弧状の光強度分布を見込む角度に対応する角度パラメータとの関数として前記特定光学伝達関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項５】
前記特定光強度分布は、前記光学系の光軸に関して対称配置された複数の楕円形状の光強度分布を有し、
前記設定工程では、前記楕円形状の光強度分布の中心と前記光軸との距離に対応する距離パラメータと、前記楕円形状の光強度分布の長径に対応する長径パラメータと、前記楕円形状の光強度分布の短径に対応する短径パラメータとの関数として前記特定光学伝達関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項６】
前記特定光強度分布は、輪帯形状の第１強度の輪帯光強度分布と、該輪帯光強度分布に内接する円形形状の第２強度の円形光強度分布とを有し、
前記設定工程では、前記輪帯光強度分布の外径に対応する外径パラメータと、前記輪帯光強度分布の輪帯比（内径／外径）に対応する輪帯比パラメータと、前記第１強度に対する前記第２強度の比に対応する強度比パラメータとの関数として前記特定光学伝達関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項７】
前記算出工程に先立って前記瞳面に形成された前記所定の光強度分布を計測する計測工程をさらに含み、
前記算出工程は、前記計測工程で得られた光強度分布を、前記瞳面内の座標を用いる関数により近似する近似工程を有し、該近似工程で関数表示された光強度分布と前記結像光学系の瞳関数とのコンボリューションにより前記光学伝達関数を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項８】
光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明光学装置の調整方法において、
前記照明光学装置の照明瞳面に形成される実質的な面光源の光強度分布を計測する計測工程と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の評価方法を用いて前記計測工程で計測された前記光強度分布を評価する評価工程と、
前記評価工程の評価結果に基づいて前記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調整方法。
【請求項９】
請求項８に記載の調整方法により調整されたことを特徴とする照明光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明光学装置を備え、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記計測工程では、前記結像光学系を通過した光に基づいて前記照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布を計測することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記算出工程では、前記所定のパターンのピッチ方向について前記光学伝達関数を算出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の照明光学装置を用いて、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光することを特徴とする露光方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光する露光工程と、
前記露光工程を経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デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光強度分布の評価方法、照明光学装置およびその調整方法、露光装置、および露光方法に関する。さらに詳細には、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をリソグラフィー工程で製造するための露光装置の照明瞳面に形成される光強度分布の評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ（またはマイクロレンズアレイ）を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源（一般には照明瞳面における所定の光強度分布）を形成する。二次光源からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面の近傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデンサーレンズに入射する。
【０００３】
コンデンサーレンズにより集光された光束は、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介してウェハ上に結像する。こうして、ウェハ上には、マスクパターンが投影露光（転写）される。なお、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。
【０００４】
従来、フライアイレンズの後側焦点面に円形形状の二次光源を形成し、その大きさを変化させて照明のコヒーレンシィσ（σ値＝開口絞り径／投影光学系の瞳径、あるいはσ値＝照明光学系の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）を変化させる技術が注目されている。また、フライアイレンズの後側焦点面に輪帯状や４極状の二次光源を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目されている（たとえば特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３１６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、フライアイレンズの後側焦点面すなわち照明瞳面に形成される二次光源（実質的な面光源）の光強度分布が均一（光強度が二次光源の全体に亘って一定）であれば、二次光源の形状および大きさと結像性能との関係を把握すること、すなわち二次光源の形状および大きさに基づいて結像性能を評価することが容易である。しかしながら、露光装置において実際に得られる二次光源は、均一ではなく変化の比較的大きい光強度分布を有する。
【０００７】
具体的に、たとえば円形照明の場合、図１７に示すように、照明瞳面に形成される実際の光強度分布（瞳強度分布）は、設計段階において幾何光学的な仕様の下に決まる理想的なトップハット形状の強度分布（図中破線で示す）とは異なり、図中実線で示すような周辺のぼけた外形形状になり、トップ部も平坦にはならない。このため、ユーザーは、理想的なトップハット形状ではない実際の瞳強度分布の外径等を変更させることによって、所望の結像性能をターゲットに照明条件の最適化を試行錯誤的に行っている。
【０００８】
照明条件と結像性能との関係は、実際に所定の照明条件下で所定のマスクを用いてテスト露光を行うことによって実験的に知ることができるし、結像シミュレーションを用いてその傾向を知ることもできる。しかしながら、テスト露光や結像シミュレーションを繰り返して照明条件を最適化する手法は、所望の結像性能を達成するのに多大な手間および時間を要する。照明条件と結像性能との関係を正しく評価することができない場合、異なる２つの露光装置の間で解像線幅のばらつきが発生し易い。
【０００９】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば照明光学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実効的に等価で均一な光強度分布として評価することのできる評価方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、たとえば照明光学装置の照明瞳面に形成される光強度分布を実効的に等価で均一な光強度分布として評価する評価方法を用いて、照明瞳面の光強度分布を高精度に調整することのできる調整方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、たとえば照明瞳面の光強度分布が高精度に調整された照明光学装置を用いて、微細パターンを忠実に投影露光することのできる露光装置および露光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】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、結像光学系を含む光学系の瞳面に形成された所定の光強度分布を、該所定の光強度分布と実効的に等価な特定光強度分布として評価する方法であって、
前記所定の光強度分布と前記結像光学系の瞳関数とに基づいて光学伝達関数を算出する算出工程と、
前記実効的に等価な特定光強度分布を規定するパラメータの関数として、前記実効的に等価な特定光強度分布に対応する特定光学伝達関数を設定する設定工程と、
前記算出工程で得られた前記光学伝達関数と前記設定工程で得られた前記特定光学伝達関数とがほぼ一致するときの前記パラメータを決定する決定工程とを含むことを特徴とする評価方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２形態では、光源からの光束に基づいて被照射面を照明する照明光学装置の調整方法において、
前記照明光学装置の照明瞳面に形成される実質的な面光源の光強度分布を計測する計測工程と、
第１形態の評価方法を用いて前記計測工程で計測された前記光強度分布を評価する評価工程と、
前記評価工程の評価結果に基づいて前記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調整方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３形態では、第２形態の調整方法により調整されたことを特徴とする照明光学装置を提供する。
【００１５】
本発明の第４形態では、第３形態の照明光学装置を備え、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光することを特徴とする露光装置を提供する。
【００１６】
本発明の第５形態では、第３形態の照明光学装置を用いて、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光することを特徴とする露光方法を提供する。
【００１７】
本発明の第６形態では、第４形態の露光装置を用いて、前記結像光学系の物体面に設定される所定のパターンを、前記結像光学系の像面に設定される感光性基板上へ投影露光する露光工程と、前記露光工程を経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デバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の典型的な態様では、たとえば結像光学系を含む光学系の瞳面に形成された実際の光強度分布と結像光学系の瞳関数とに基づいて光学伝達関数を算出するとともに、実際の光強度分布と実効的に等価な特定光強度分布を規定するパラメータの関数として、特定光強度分布に対応する特定光学伝達関数を設定する。そして、実際の光強度分布に対応する光学伝達関数と特定光強度分布に対応する特定光学伝達関数とがほぼ一致するときのパラメータを決定する。具体的に、輪帯照明の場合には、瞳面に形成されたほぼ輪帯状（輪帯形状）の光強度分布と実効的に等価で均一な輪帯状の光強度分布の外径や輪帯比（内径／外径）などを求める。
【００１９】
こうして、本発明では、たとえば照明光学装置の照明瞳面に形成される光強度分布（瞳強度分布）を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して実効的に等価で均一な光強度分布として評価することができ、ひいては照明瞳面の光強度分布を高精度に調整することができる。したがって、本発明の露光装置および露光方法では、照明瞳面の光強度分布が高精度に調整された照明光学装置を用いて、微細パターンを忠実に投影露光することができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図２は、図１の露光装置に搭載された計測装置の内部構成を概略的に示す図である。図１において、感光性基板であるウェハＷの表面の法線方向に沿ってＹ軸を、ウェハＷの表面に平行な面内において互いに直交する２つの方向に沿ってＸ軸およびＺ軸をそれぞれ設定している。なお、図１では、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定されている。
【００２１】
本実施形態の露光装置は、露光光（照明光）を供給するためのレーザ光源１を備えている。レーザ光源１として、たとえば２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源や１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源などを用いることができる。レーザ光源１から射出されたほぼ平行光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ２ａおよび２ｂからなるビームエキスパンダ２に入射する。各レンズ２ａおよび２ｂは、図１の紙面内（ＹＺ平面内）において負の屈折力および正の屈折力をそれぞれ有する。したがって、ビームエキスパンダ２に入射した光束は、図１の紙面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。
【００２２】
整形光学系としてのビームエキスパンダ２を介したほぼ平行光束は、輪帯照明用の回折光学素子３を介して、ズームレンズ４に入射する。ズームレンズ４の後側焦点面の近傍には、マイクロフライアイレンズ５の入射面が位置決めされている。一般に、回折光学素子は、基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子３は、光軸ＡＸに沿って入射した矩形状の平行光束を、輪帯状の断面を有する発散光束に変換する。
【００２３】
回折光学素子３は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ円形照明用の回折光学素子や２極照明用（または４極照明用）の回折光学素子と切り換え可能に構成されている。マイクロフライアイレンズ５は、縦横に且つ稠密に配列された多数の微小レンズ（光学要素）からなる光学部材である。一般に、マイクロフライアイレンズは、たとえば平行平面ガラス板にＭＥＭＳ技術（リソグラフィー＋エッチング等）を応用して多数の微小光学面を同時形成することによって構成される。こうして、回折光学素子３を介した光束は、ズームレンズ４を介して、波面分割型のオプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ５の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とする輪帯状の照野を形成する。
【００２４】
ここで、形成される輪帯状の照野の大きさ（すなわちその外径）は、ズームレンズ４の焦点距離に依存して変化する。マイクロフライアイレンズ５に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、光束が入射した各微小レンズの後側焦点面には光源がそれぞれ形成される。こうして、マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面には、マイクロフライアイレンズ５への入射光束によって形成される輪帯状の照野とほぼ同じ光強度分布を有する輪帯状の実質的な面光源（以下、「二次光源」という）が形成される。
【００２５】
マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面（すなわち照明瞳面）に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサー光学系６の集光作用を受けた後、マスクＭ（ひいてはウェハＷ）と光学的に共役な面に配置されたマスクブラインド７を重畳的に照明する。こうして、マスクブラインド７には、マイクロフライアイレンズ５を構成する各微小レンズの形状と相似な矩形状の照野が形成される。マスクブラインド７の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系８の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。
【００２６】
このように、結像光学系８は、マスクブラインド７の矩形状開口部の像を、マスクステージＭＳにより支持されたマスクＭ上に形成することになる。すなわち、マスクブラインド７は、転写すべきパターンが形成されたマスクＭ（ひいてはウェハＷ）上に形成される矩形状の照明領域を規定するための視野絞りを構成している。マスクＭのパターンを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクパターンの像を形成する。
【００２７】
投影光学系ＰＬは、その瞳位置またはその近傍に配置されて可変開口部を有する開口絞りＡＳを有し、マスクＭ側およびウェハＷ側の双方に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ＰＬの瞳位置には照明光学系（２〜８）の照明瞳面における二次光源の像が形成され、投影光学系ＰＬを介した光によってウェハＷがケーラー照明される。
【００２８】
すなわち、ウェハステージＷＳにより支持されたウェハＷ上には、マスクＭ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、矩形状の露光領域（または静止露光領域）にパターン像が形成される。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＺ平面）内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハＷの各露光領域にマスクＭのパターンが逐次露光される。
【００２９】
なお、回折光学素子３に代えて円形照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することによって通常の円形照明を行うことができる。円形照明用の回折光学素子は、光軸ＡＸに沿って入射した矩形状の平行光束を、円形形状の断面を有する発散光束に変換する。したがって、円形照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ５の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした円形形状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面にも、その入射面に形成された円形形状の照野とほぼ同じ光強度分布を有する円形形状の二次光源が形成される。
【００３０】
また、回折光学素子３に代えて２極照明用（または４極照明用）の回折光学素子を照明光路中に設定することによって２極照明（または４極照明）を行うことができる。２極照明用（または４極照明用）の回折光学素子は、光軸ＡＸに沿って入射した矩形状の平行光束を、２極状（または４極状）の断面を有する発散光束に変換する。したがって、２極照明用（または４極照明用）の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ５の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした２極状（または４極状）の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面にも、その入射面に形成された２極状（または４極状）の照野とほぼ同じ光強度分布を有する２極状（または４極状）の二次光源が形成される。
【００３１】
さらに、回折光学素子３に代えて、他の複数極照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することによって、様々な複数極照明（８極照明など）を行うことができる。同様に、回折光学素子３に代えて、適当な特性を有する回折光学素子を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。
【００３２】
本実施形態の露光装置は、投影光学系ＰＬの瞳面における光強度分布に対応する光強度分布を計測するための計測装置１０を備えている。図２を参照すると、計測装置１０は、ピンホール部材１０ａと、集光レンズ１０ｂと、たとえば二次元ＣＣＤのような光検出器１０ｃとを有する。ここで、ピンホール部材１０ａは、投影光学系ＰＬの像面位置（すなわち露光に際してウェハＷの被露光面が位置決めされるべき高さ位置）に配置されている。そして、ピンホール部材１０ａは集光レンズ１０ｂの前側焦点位置に配置され、光検出器１０ｃは集光レンズ１０ｂの後側焦点位置に配置されている。
【００３３】
したがって、光検出器１０ｃの検出面は、投影光学系ＰＬの瞳面（開口絞りＡＳの位置またはその近傍）と光学的に共役な位置に配置されている。計測装置１０では、投影光学系ＰＬを通過した光は、ピンホール部材１０ａのピンホールを通過し、集光レンズ１０ｂの集光作用を受けた後、光検出器１０ｃの検出面に達する。こうして、光検出器１０ｃの検出面には、投影光学系ＰＬの瞳面における光強度分布に対応する光強度分布が形成される。その結果、計測装置１０は、投影光学系ＰＬを通過した光に基づいて、照明光学系（２〜８）の照明瞳面（マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面）と光学的に共役な面における光強度分布を計測する。なお、計測装置１０のさらに詳細な構成および作用については、たとえば特開２０００−１９０１２号公報を参照することができる。
【００３４】
照明光学系（２〜８）の照明瞳面に（ひいては投影光学系ＰＬの瞳面に）形成される光強度分布（瞳強度分布）が理想的なトップハット形状であれば、例えば円形照明の場合には円形形状の瞳強度分布の外径（半径）だけで一意的に照明条件が決まり、輪帯照明の場合には輪帯状の瞳強度分布の外径（外側半径）と内径（内側半径）とにより（あるいは外径と輪帯比（内径／外径）とにより）一意的に照明条件が決まる。しかしながら、実際の露光装置において実現される瞳強度分布は、そのような簡単なパラメータだけで表現することのできない複雑な光強度分布になる。
【００３５】
例えば円形照明の場合、ほぼ円形形状の実際の瞳強度分布と実効的（結像性能的）に等価で均一な円形形状の瞳強度分布（すなわち理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布）を求めることができれば、実際の瞳強度分布の照明条件を、実効的に等価な円形瞳強度分布を規定する１つのパラメータ（たとえば外径）だけで表現（規定）することができ、照明条件の最適化等に役立つはずである。同様に、輪帯照明の場合にも、ほぼ輪帯状の実際の瞳強度分布と実効的に等価で均一な輪帯状の瞳強度分布（すなわち理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布）を求めることができれば、実際の瞳強度分布の照明条件を、実効的に等価な輪帯瞳強度分布を規定する２つのパラメータ（たとえば外径および輪帯比）だけで表現（規定）することができ、照明条件の最適化等に役立つはずである。
【００３６】
まず、輪帯照明（円形照明を含む概念）を例にとって、結像光学系としての投影光学系ＰＬを含む光学系（２〜ＰＬ）の瞳面（投影光学系ＰＬの瞳面）に形成された光強度分布（瞳強度分布）を、これと実効的に等価で均一な光強度分布として評価するアルゴリズムについて説明する。まず、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布を規定するパラメータとして、規格化外側半径σ（外側半径／投影光学系ＰＬの最大瞳半径）、および輪帯比γ（内側半径／外側半径）を用いる。
【００３７】
ここで、規格化外側半径σの定義域は０＜σ≦１であり、輪帯比γの定義域は０≦γ＜１であり、輪帯比γ＝０が円形照明における実効的に等価な円形瞳強度分布に対応する。上述したように実効的に等価な瞳強度分布として理想的なトップハット形状を前提としているので、規格化外側半径σおよび輪帯比γの２つのパラメータにより輪帯照明条件（円形照明条件を含む）が一意的に決まる。
【００３８】
次に、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布と投影光学系ＰＬの結像性能との関係について説明する。この関係を求めることは、たとえば投影光学系ＰＬが無収差であることを前提として、部分コヒーレント下での光学伝達関数（ＯＴＦ）を算出することに帰着する。図３は、投影光学系ＰＬの瞳位置での瞳結像を説明する光路図である。図３では、照明光学系（２〜８）の照明瞳面（マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面）に形成された二次光源からの光が、マスクＭの単一周波数パターンによって一方向に回折（図３では例えば＋一次回折光のみを示す）されて投影光学系ＰＬの瞳位置で結像する様子を示している。
【００３９】
マスクＭのパターンの周波数が低い場合、すなわちパターンのピッチが比較的大きい場合、図４（ａ）に示すように、輪帯状の二次光源からの光はマスクＭのパターンで回折され、開口絞りＡＳで遮られることなく投影光学系ＰＬの瞳を完全に通過する。この場合、マスクＭのパターンは、投影光学系ＰＬの像面に設置されるウェハＷ上においてコントラスト１で結像する。マスクＭのパターンの周波数がある程度高くなり、パターンのピッチが比較的小さくなると、図４（ｂ）に示すように、輪帯状の二次光源からの光は開口絞りＡＳで部分的に遮られ、投影光学系ＰＬの瞳を部分的に通過するようになる。この場合、ウェハＷ上に結像するマスクパターンのコントラストは、投影光学系ＰＬの瞳を通過する二次光源像の面積比率に依存する。
【００４０】
マスクＭのパターンの周波数がさらに高くなり、パターンのピッチがさらに小さくなると、図４（ｃ）に示すように、輪帯状の二次光源からの光は開口絞りＡＳで完全に遮られ、投影光学系ＰＬの瞳を全く通過しなくなる。この場合、マスクＭのパターンは、投影光学系ＰＬの像面に設置されるウェハＷ上に結像しなくなる。ウェハＷ上に結像するマスクパターンのコントラストが０になる境界での周波数（空間周波数）はカットオフ周波数と呼ばれる。すなわち、カットオフ周波数よりも高い周波数成分を持った物体（細かいパターン）は結像しない。
【００４１】
こうして、マスクＭのパターンの規格化周波数を横軸に、結像コントラストを縦軸にプロットすることにより、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布（円形瞳強度分布を含む）と投影光学系ＰＬの結像性能との関係を表わす光学伝達関数曲線（ＯＴＦ曲線）が得られる。以下、規格化周波数について簡単に説明する。マスクＭ上の所定の周波数によるパターンのピッチをｐとし、使用光の波長をλとすると、投影光学系ＰＬの瞳面ではｐ×sinθ＝λで決まるような回折角度θで結像する。ピッチｐの逆数が空間周波数であるため、空間周波数μ＝sinθ／λと表現することができる。
【００４２】
一方、投影光学系ＰＬの瞳半径をｒとし、マスクＭと投影光学系ＰＬの瞳面との間の部分光学系の実効的な焦点距離をｆとし、瞳枠の外縁に回折するような回折角度をΘとすると、ｒ＝ｆ×sinΘという関係が成り立つ。sinΘ（＝ｒ／ｆ）は物体空間での最大開口数ＮＡに相当するので、回折角度Θになるようなマスクパターンの空間周波数μ0は、μ0＝sinΘ／λ＝ＮＡ／λと表わされる。規格化空間周波数（規格化周波数）は、マスクパターンの実際の空間周波数μを上記の空間周波数μ0で規格化されたものである。したがって、ＯＴＦ曲線の横軸に示す規格化空間周波数の値にＮＡ／λを掛けた値が実際の空間周波数になる。
【００４３】
図５は、理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出を説明する図である。図５には、規格化半径１を有する円形状の瞳５０と、規格化半径（規格化外側半径）σを有する理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布５１とが示されている。円形瞳強度分布５１の中心Ｏ’は瞳５０の中心（光軸）Ｏから図中水平右方向に距離ｘだけ離れており、この距離ｘは規格化空間周波数に対応する。
【００４４】
また、瞳５０の外形を規定する円と円形瞳強度分布５１の外形を規定する円とが交わる一対の点のうち、図中上側の交点をＡとすると、線分ＯＯ’と線分ＯＡとがなす角度はφであり、線分ＯＯ’と線分Ｏ’Ａとがなす角度はθである。このとき、理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布５１に対応する光学伝達関数ＯＴＦは、円形瞳強度分布５１を規定するパラメータすなわち規格化半径σの関数として、次の式（１）により表わされる。
【００４５】
【数１】
0004697426.tif 000002
【００４６】
図６は、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出を説明する図である。図６には、規格化半径１を有する円形状の瞳５０と、規格化外側半径σおよび輪帯比γを有する理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布５２とが示されている。輪帯瞳強度分布５２の中心Ｏ’は瞳５０の中心Ｏから図中水平右方向に距離ｘだけ離れており、この距離ｘは規格化空間周波数に対応する。
【００４７】
また、瞳５０の外形を規定する円と輪帯瞳強度分布５２の形状を規定する内側の半径σγの円とが交わる一対の点のうち、図中上側の交点をＡ’とすると、線分ＯＯ’と線分ＯＡ’とがなす角度はφ’であり、線分ＯＯ’と線分Ｏ’Ａ’とがなす角度はθ’である。また、図５の円形瞳強度分布５１の場合に対応するように、輪帯瞳強度分布５２の形状を規定する外側の円とが交わる一対の点のうち、図中上側の交点はＡである。
【００４８】
図面の明瞭化のために図示を省略したが、線分ＯＯ’と線分ＯＡとがなす角度はφであり、線分ＯＯ’と線分Ｏ’Ａとがなす角度はθであり、線分ＯＡの長さすなわち輪帯瞳強度分布５２の規格化外側半径はσである。このとき、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布５２に対応する光学伝達関数ＯＴＦは、輪帯瞳強度分布５２を規定するパラメータすなわち規格化外側半径σおよび輪帯比γの関数として、次の式（２）により表わされる。
【００４９】
【数２】
0004697426.tif 000003
【００５０】
図７は、理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布と結像性能との関係を表わすＯＴＦ曲線を示す図である。図７に示す３つのＯＴＦ曲線は、上述の式（１）において規格化外側半径σを０．１，０．５，１．０にそれぞれ設定することにより得られる。また、図８は、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布と結像性能との関係を表わすＯＴＦ曲線を示す図である。図８に示す３つのＯＴＦ曲線は、上述の式（２）において規格化外側半径σを１に固定し輪帯比γを０，０．５，０．９にそれぞれ設定することにより得られる。
【００５１】
したがって、図７におけるσ＝１．０のＯＴＦ曲線は、図８におけるγ＝０のＯＴＦ曲線と一致している。図７に示すＯＴＦ曲線は一例であり、規格化半径σという１つのパラメータによって規定される理想的なトップハット形状の様々な円形瞳強度分布と結像性能との関係を表わす多数のＯＴＦ曲線が、上述の式（１）に基づいて直ちに（速やかに）得られる。また、図８に示すＯＴＦ曲線も一例であり、規格化外側半径σおよび輪帯比γの２つのパラメータによって規定される理想的なトップハット形状の様々な輪帯瞳強度分布と結像性能との関係を表わす多数のＯＴＦ曲線が、上述の式（２）に基づいて直ちに得られる。
【００５２】
ただし、これらのＯＴＦ曲線が理想的なトップハット形状の瞳強度分布と結像性能との関係を全て表わしているわけではなく、単一周波数成分を持った物体、もしくは複数周波数成分を持った低コントラスト物体に関して結像性能を十分に議論できる指標であるに過ぎず、一般のマスクパターン（レチクルパターン）に関してはあくまで一次近似にしかならない。
【００５３】
一方、理想的なトップハット形状でない実際のほぼ輪帯状（またはほぼ円形形状）の瞳強度分布に関しても同様に、ＯＴＦ曲線を算出することが可能である。具体的に、ＯＴＦ曲線ＯＴＦ（ｘ，ｙ）は、実際に測定されたほぼ輪帯状（またはほぼ円形形状）の瞳強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）と投影光学系ＰＬの瞳関数（無収差を前提とする場合には円形開口関数）とのコンボリューション計算により算出される。実際の瞳強度分布は光軸に関して回転非対称であるが、実際の瞳強度分布を簡単のために回転対称な瞳強度分布に近似すれば、コンボリューション計算によって得られる二次元的なＯＴＦ曲線も光軸に関して回転対称になり、光軸を含む任意の一断面を取り出すことによって、理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布に関して得られたＯＴＦ曲線と同じ形態で表わすことができる。
【００５４】
また、光軸に関して回転非対称な実際の瞳強度分布を光軸に関して回転積分することにより得られた方向性のない一次元的なＯＴＦ曲線を用いることもできる。また、露光装置の場合には、マスクＭのパターンのピッチ方向についてのＯＴＦ曲線が重要であるため、光軸に関して回転非対称な二次元的なＯＴＦ曲線からマスクＭのパターンのピッチ方向に取り出された一次元的なＯＴＦ曲線を用いることもできる。
【００５５】
こうして、円形照明の場合、実際のほぼ円形形状の瞳強度分布について計算されたＯＴＦ曲線とほぼ一致するＯＴＦ曲線が得られる理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布を規定するパラメータ、すなわち規格化半径σを求め、ひいては実際のほぼ円形形状の瞳強度分布と実効的に等価で均一な円形瞳強度分布を求めることができる。理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布を規定するパラメータσを求めるための具体的な手順としては、上述の式（１）においてパラメータσを変化させて直ちに得られる多数のＯＴＦ曲線群から、実際のほぼ円形形状の瞳強度分布について計算により得られたＯＴＦ曲線と類似する（ほぼ一致する）ＯＴＦ曲線を見つけるというアプローチになる。
【００５６】
同様に、輪帯照明の場合、実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布について計算されたＯＴＦ曲線とほぼ一致するＯＴＦ曲線が得られる理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布を規定する２つのパラメータ、すなわち規格化外側半径σおよび輪帯比γを求め、ひいては実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布と実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布を求めることができる。理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布を規定するパラメータσおよびγを求めるための具体的な手順としては、上述の式（２）においてパラメータσおよびγをそれぞれ変化させて直ちに得られる多数のＯＴＦ曲線群から、実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布について計算により得られたＯＴＦ曲線とほぼ一致するＯＴＦ曲線を見つけるというアプローチになる。
【００５７】
一例として、各周波数成分に対応する２つのＯＴＦ値の差分の二乗和を評価関数と定義し、この評価関数が最小になる２つのＯＴＦ曲線をターゲットとして求めるのが、一般的な関数フィッティング手法である。ただし、ＯＴＦ曲線は単調減少関数であり、高周波成分に対応するＯＴＦ値の類似度（フィッティング精度）の方が低周波成分に対応するＯＴＦ値の類似度よりも重要であることを考えると、たとえば周波数を重みにした差分の自乗和を評価関数と定義することが好ましい。
【００５８】
以下、図９を参照して、本実施形態の計測装置を用いて計測されたほぼ輪帯状の光強度分布の評価方法を含む調整方法について説明する。図９を参照すると、本実施形態の調整方法では、たとえば計測装置１０を用いて、投影光学系ＰＬを通過した光に基づいて照明光学系（２〜８）の照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布を計測する（Ｓ１）。本実施形態では、輪帯照明時に照明光学系（２〜８）の照明瞳面に形成される輪帯状の二次光源に対応して計測されるほぼ輪帯状の光強度分布の評価および調整に対して本発明を例示的に適用するものとする。ただし、下記の調整方法の説明において、輪帯照明は円形照明を含む広い概念である。
【００５９】
次いで、本実施形態の調整方法では、計測工程Ｓ１で計測されたほぼ輪帯状の光強度分布を、瞳面内の座標を用いる関数により近似する（Ｓ２）。近似工程Ｓ２では、上述したように、簡単のために光軸に関して回転対称な瞳強度分布に近似することができる。次いで、近似工程Ｓ２で関数表示された光強度分布と投影光学系ＰＬの瞳関数とのコンボリューションにより光学伝達関数を算出する（Ｓ３）。算出工程Ｓ３では、たとえば投影光学系ＰＬが無収差のときの瞳関数を用いて光学伝達関数を算出し、図１０に示すように、計測されたほぼ輪帯状の瞳強度分布に対応するＯＴＦ曲線を得る。
【００６０】
さらに、本実施形態の調整方法では、計測されたほぼ輪帯状の瞳強度分布と実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布（特定光強度分布）を規定するパラメータの関数として、実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布に対応する特定光学伝達関数を設定する（Ｓ４）。具体的に、設定工程Ｓ４では、上述の式（２）に関連してすでに説明したように、実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布（特定光強度分布）の外径に対応する外径パラメータ（規格化外側半径）σと、輪帯比（内径／外径；規格化内側半径／規格化外側半径）に対応する輪帯比パラメータγとの関数として、特定光学伝達関数ＯＴＦ（ｘ；σ，γ）を設定する。
【００６１】
次いで、算出工程Ｓ３で得られた光学伝達関数すなわち計測されたほぼ輪帯状の瞳強度分布に対応するＯＴＦ曲線と、設定工程Ｓ４で得られた特定光学伝達関数すなわち実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布に対応するＯＴＦ（ｘ；σ，γ）曲線とがほぼ一致するときのパラメータを決定する（Ｓ５）。決定工程Ｓ５では、上述したように、計測された実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布について計算されたＯＴＦ曲線とほぼ一致する特定光学伝達関数ＯＴＦ（ｘ；σ，γ）曲線が得られる理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布を規定する２つのパラメータ、すなわち規格化外側半径σおよび輪帯比γを求める。
【００６２】
具体的には、上述の式（２）において２つのパラメータσおよびγをそれぞれ変化させて直ちに得られる多数のＯＴＦ曲線群から、実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布について計算により得られたＯＴＦ曲線とほぼ一致するＯＴＦ曲線を見つけるために、たとえば各周波数成分に対応する２つのＯＴＦ値の差分の二乗和（あるいは周波数を重みにした差分の自乗和）を評価関数と定義し、この評価関数が最小になる２つのＯＴＦ曲線をターゲットとして求める。
【００６３】
本実施形態では、実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布に対応する特定光学伝達関数としてのＯＴＦ（ｘ；σ，γ）が、実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布を規定するパラメータσおよびγの関数として表わされている。したがって、本実施形態では、実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布を規定するパラメータσおよびγを用いてモデル関数化された多数のＯＴＦ曲線群から、実際のほぼ輪帯状の瞳強度分布について計算により得られたＯＴＦ曲線とほぼ一致するＯＴＦ曲線を解析的に速やかに見つけることができる。
【００６４】
最後に、評価工程（Ｓ２〜Ｓ５）の評価結果に基づいて、照明光学系（２〜８）の照明瞳面に形成される光強度分布を調整する（Ｓ６）。具体的に、調整工程Ｓ６では、照明光学系（２〜８）の照明瞳面と光学的に共役な面におけるほぼ輪帯状の光強度分布と実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布のパラメータ（σおよびγ）を参照し、露光装置への入力設定値に応答して所望のパラメータを有する実効的に等価で均一な輪帯瞳強度分布が二次光源として照明光学系（２〜８）の照明瞳面（ひいては投影光学系ＰＬの瞳面）に形成されるように光学調整を行う。
【００６５】
以上のように、本実施形態では、照明光学装置（１〜ＰＬ）の照明瞳面に形成される光強度分布（瞳強度分布）を、その外形だけでなく不均一な分布も考慮して実効的に等価で均一な光強度分布として評価することができ、ひいては照明瞳面の光強度分布を高精度に調整することができる。したがって、本実施形態の露光装置では、照明瞳面の光強度分布が高精度に調整された照明光学装置（１〜ＰＬ）を用いて、微細パターンを忠実に投影露光することができる。
【００６６】
すなわち、本実施形態では、照明瞳面に形成される光強度分布（瞳強度分布）の外形に加えて不均一な分布も考慮して実効的に等価で均一な光強度分布として評価された二次光源の形状および大きさ（輪帯状の瞳強度分布の場合にはその外径、内径、輪帯比など）に基づいて結像特性を正しく評価することができるので、異なる２つの露光装置の間での解像線幅のばらつきを良好に抑えることができ、ひいては号機間のマッチングを良好に図ることができる。
【００６７】
なお、上述の説明では、実際のほぼ輪帯状の光強度分布と実効的に等価な特定光強度分布として、図６に示すように、理想的なトップハット形状で均一な輪帯瞳強度分布を想定している。この理想的なトップハット形状で均一な輪帯瞳強度分布では、輪帯状の領域において光強度が均一であり、その他の領域において光強度は０である。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば輪帯状の領域の光強度（第１強度）を１としたときに、輪帯状の領域に内接する内側円形領域の光強度（第２強度）がΩであるような変形的な輪帯瞳強度分布を想定することもできる。
【００６８】
再び図６を参照して、この変形的な輪帯瞳強度分布に対応する光学伝達関数ＯＴＦは、変形的な輪帯瞳強度分布を規定するパラメータ、すなわち規格化外側半径σ、輪帯比γ、および強度比Ωの関数として、次の式（３）により表わされる。
【００６９】
【数３】
0004697426.tif 000004
【００７０】
また、上述の説明では、ほぼ輪帯状の光強度分布（ほぼ円形形状の光強度分布を含む）の評価に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、複数極状（２極状、４極状など）の光強度分布の評価に対しても同様に本発明を適用することができる。以下、実際に形成される２極状の光強度分布と実効的に等価な特定光強度分布として、光軸に関して対称配置された２つの楕円形状（円形形状を含む概念）の光強度分布を有する２極楕円瞳強度分布、および光軸に関して対称配置された２つの円弧状の光強度分布を有する２極円弧瞳強度分布を想定し、これらの瞳強度分布に対応する光学伝達関数を算出する基本的な考え方を例示する。
【００７１】
図１１は、２極楕円瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出の基本的な考え方を説明する図である。図１１には、規格化半径１を有する円形状の瞳５０と、２つの楕円形状の光強度分布５３Ｌおよび５３Ｒと、光強度分布５３Ｌおよび５３Ｒに外接する円５４とが示されている。外接円５４の中心は瞳５０の中心Ｏから図中水平右方向に距離ｘ’だけ離れ、図中右側の光強度分布５３Ｒの中心は外接円５４の中心から図中水平右方向に距離δだけ離れている。図中左側の光強度分布５３Ｌの面積のうち、瞳５０の内側にある部分（図１１では光強度分布５３Ｌの全部）の面積はＳLであり、その均一な光強度はＭLである。
【００７２】
一方、図中右側の光強度分布５３Ｒの面積のうち、瞳５０の内側にある部分（図１１では光強度分布５３Ｒの一部）の面積はＳRであり、その均一な光強度はＭRである。楕円形状の光強度分布５３Ｌ，５３Ｒの短径はσ’であり、長径はεσ’である。このとき、２極楕円瞳強度分布に対応する光学伝達関数ＯＴＦは、楕円形状の光強度分布５３Ｒの中心と光軸との距離に対応する距離パラメータδと、楕円形状の光強度分布５３Ｌ，５３Ｒの短径σ’に対応する短径パラメータσ’と、楕円形状の光強度分布５３Ｌ，５３Ｒの長径εσ’に対応する長径パラメータε，σ’との関数として、次の式（４）により表わされる。
【００７３】
【数４】
0004697426.tif 000005
【００７４】
図１２は、２極円弧瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出の基本的な考え方を説明する図である。図１２の右端には、２つの円弧状の光強度分布５５Ｌおよび５５Ｒと、光強度分布５５Ｌおよび５５Ｒに外接する円５６と、光強度分布５５Ｌおよび５５Ｒに内接する円５７とが示されている。外接円５６の半径はσであり、内接円５７の半径はσγであり、外接円５６および内接円５７の中心から円弧状の光強度分布５５Ｌ，５５Ｒを見込む角度（中心から円弧状の光強度分布の周方向の両端へ延びる２つの線分がなす角度）は２θである。
【００７５】
外接円５６の中心と図中右側の円弧状の光強度分布５５Ｒの外側円弧とにより規定される扇形の領域のうち、瞳の内側にある部分の面積はＳROであり、外接円５６の中心と図中右側の円弧状の光強度分布５５Ｒの内側円弧とにより規定される扇形の領域の面積はＳRIである。また、外接円５６の中心と図中左側の円弧状の光強度分布５５Ｌの外側円弧とにより規定される扇形の領域のうち、瞳の内側にある部分の面積はＳLOであり、外接円５６の中心と図中左側の円弧状の光強度分布５５Ｌの内側円弧とにより規定される扇形の領域の面積はＳLIである。扇形領域ＳROにおける均一な光強度はＭRであり、扇形領域ＳLOにおける均一な光強度はＭLである。
【００７６】
このとき、２極円弧瞳強度分布に対応する光学伝達関数ＯＴＦは、円弧状の光強度分布５５Ｌおよび５５Ｒに外接する円５６の半径σに対応する外径パラメータσと、円弧状の光強度分布５５Ｌおよび５５Ｒに内接する円５７の半径σγに対応する内径パラメータσγと、円弧状の光強度分布５５Ｌ，５５Ｒを見込む角度θに対応する角度パラメータθとの関数として、次の式（５）により表わされる。
【００７７】
【数５】
0004697426.tif 000006
【００７８】
また、上述の説明では、２極状の光強度分布の評価に対して本発明を適用しているが、たとえば十字型４極状の光強度分布の評価やＸ字型４極状の光強度分布の評価において、２極状の光強度分布の評価手法を用いることができる。すなわち、図１３に示すような十字型４極状の瞳強度分布（特定光強度分布）を考える場合、図中水平方向に間隔を隔てた一対の光強度分布６１ａおよび６１ｂからなる実効的に等価な水平２極瞳強度分布と、図中鉛直方向に間隔を隔てた一対の光強度分布６２ａおよび６２ｂからなる実効的に等価な鉛直２極瞳強度分布とを分けて考える。
【００７９】
そして、実際の十字型４極状の光強度分布について図中水平方向に対応して得られたＯＴＦ曲線と水平２極瞳強度分布との組み合わせに対して本発明を適用し、実際の十字型４極状の光強度分布について図中鉛直方向に対応して得られたＯＴＦ曲線と鉛直２極瞳強度分布との組み合わせに対して本発明を適用する。一方、図１４に示すようなＸ字型４極状の瞳強度分布（特定光強度分布）を考える場合、たとえば４つの円形形状の光強度分布７１〜７４からなるＸ字型４極状の瞳強度分布を図中時計廻りに（あるいは図中反時計廻りに）回転させて、十字型４極状の瞳強度分布を得る。こうして得られた十字型４極状の瞳強度分布に対して、図１３を参照して説明した上述の手法を適用すればよい。
【００８０】
また、上述の説明では、実際の瞳強度分布を、実効的に等価で均一な光強度分布として評価している。しかしながら、評価のターゲットにする光強度分布は均一に限定されることなく、例えば所定のガウシアン強度分布を評価のターゲットにすることもできる。
【００８１】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、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に露光する（露光工程）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、上述の実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェ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１５のフローチャートを参照して説明する。
【００８２】
先ず、図１５のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェ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３０３において、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェ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３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェ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、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。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。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００８３】
また、上述の実施形態の露光装置では、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１６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１６において、パターン形成工程４０１では、上述の実施形態の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ー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、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ー形成工程４０２へ移行する。
【００８４】
次に、カラーフィルター形成工程４０２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ーの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１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ー形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【００８５】
セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１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ー形成工程４０２にて得られたカラーフィルター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。その後、モジュール組み立て工程４０４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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００８６】
なお、上述の実施形態では、図１に示すような特定の構成を有する照明光学装置に対して本発明を適用しているが、照明光学装置の具体的な構成については様々な変形例が可能である。また、上述の実施形態では、露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源に対して本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の露光装置に搭載された計測装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】投影光学系の瞳位置での瞳結像を説明する光路図である。
【図４】輪帯状の二次光源からの光がマスクパターンで回折されて投影光学系の瞳位置に形成する二次光源像を概略的に示す図である。
【図５】理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出を説明する図である。
【図６】理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出を説明する図である。
【図７】理想的なトップハット形状の円形瞳強度分布と結像性能との関係を表わすＯＴＦ曲線を示す図である。
【図８】理想的なトップハット形状の輪帯瞳強度分布と結像性能との関係を表わすＯＴＦ曲線を示す図である。
【図９】本実施形態の計測装置を用いて計測されたほぼ輪帯状の光強度分布の評価方法を含む調整方法の工程を概略的に示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態の調整方法において計測されたほぼ輪帯状の瞳強度分布に対応して獲られたＯＴＦ曲線を示す図である。
【図１１】２極楕円瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出の基本的な考え方を説明する図である。
【図１２】２極円弧瞳強度分布に対応する光学伝達関数の算出の基本的な考え方を説明する図である。
【図１３】十字型４極状の光強度分布の評価において２極状の光強度分布の評価手法を用いる様子を概略的に示す図である。
【図１４】Ｘ字型４極状の光強度分布の評価において２極状の光強度分布の評価手法を用いる様子を概略的に示す図である。
【図１５】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フローチャートである。
【図１６】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【図１７】照明瞳面に形成される実際の円形形状の光強度分布が理想的なトップハット形状ではなく周辺のぼけた外形形状になる様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  レーザ光源
３  回折光学素子
４  ズームレンズ
５  マイクロフライアイレンズ
６  コンデンサー光学系
７  マスクブラインド
８  結像光学系
１０  計測装置
１０ａ  ピンホール部材
１０ｂ  集光レンズ
１０ｃ  光検出器（二次元ＣＣＤ）
Ｍ  マスク
ＭＳ  マスクステージ
ＰＬ  投影光学系
ＡＳ  開口絞り
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ
【図１】
0004697426.tif 000007
【図２】
0004697426.tif 000008
【図３】
0004697426.tif 000009
【図４】
0004697426.tif 000010
【図５】
0004697426.tif 000011
【図６】
0004697426.tif 000012
【図７】
0004697426.tif 000013
【図８】
0004697426.tif 000014
【図９】
0004697426.tif 000015
【図１０】
0004697426.tif 000016
【図１１】
0004697426.tif 000017
【図１２】
0004697426.tif 000018
【図１３】
0004697426.tif 000019
【図１４】
0004697426.tif 000020
【図１５】
0004697426.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
0004697426.tif 000023