(57)【要約】【課題】  感光性基板上における所定の方向の光学特性と所定の方向に直交する方向の光学特性との差を解消することができる露光装置を提供する。【解決手段】  照明光学系を介して照明されたマスクＭのパターンを感光性基板Ｗ上に露光する露光装置において、前記照明光学系は、極端紫外光を反射させて前記マスクＭへ導く複数の反射部材６，８，１０，１２と、前記マスクＭ面または前記感光性基板Ｗ面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分の強度を調整する偏光調整手段４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系を介して照明されたマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記照明光学系は、極端紫外光を反射させて前記マスクへ導く複数の反射部材と、
前記マスク面または前記感光性基板面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分の強度を調整する偏光調整手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分の強度の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記偏光調整手段の調整量を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記偏光調整手段は、少なくとも２つの調整用反射部材を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの調整用反射部材は、互いに異なる反射偏光特性を有することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記偏光調整手段は、前記互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分としてのＰ偏光及びＳ偏光のうちのＰ偏光の強度を相対的に強くするように設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に投影する投影光学系を含み、
前記投影光学系は、複数の結像用反射部材を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
複数の反射部材を含む露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段と、
前記感光性基板面での前記露光光学系の光学特性を計測する第１計測手段と、
前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測する第２計測手段と、
前記第１計測手段及び第２計測手段により計測された計測結果に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記第１計測手段は、前記感光性基板面における互いに交差する二方向での前記露光光学系の光学特性を計測することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置において、
照明条件を変更するために、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された前記照明条件に応じて変化する前記投影光学系の結像性能を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記調整手段は、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して非対称成分を付与することを特徴とする請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記調整手段は、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して前記照明光学系の瞳面における互いに交差する二方向での比率を変化させることを特徴とする請求項９記載の露光装置。
【請求項１２】
露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
照明条件を変更するために、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された前記照明条件に応じて変化する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記照明条件に応じた前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を記憶する第１記憶手段と、
前記照明条件に応じた前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報を記憶する第２記憶手段と、
前記第１記憶手段により記憶されている前記照明条件に応じた前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性及び前記第２記憶手段に記憶されている前記照明条件に応じた前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、前記変更手段により変更された前記照明条件に対応する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性の調整量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段と、
前記露光光学系の光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差の情報を記憶する第１記憶手段と、
前記露光光学系の非光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差の情報を記憶する第２記憶手段と、
前記第１記憶手段に記憶されている前記露光光学系の前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報及び前記第２記憶手段に記憶されている前記露光光学系の前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報に基づいて、前記露光光学系の前記光学性能の差を補正するための前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
前記算出手段は、前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差と前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差との重み付けを行い、前記調整量を算出することを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置において、
前記投影光学系の瞳面の状態を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記投影光学系の瞳面の状態に応じて前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
前記調整手段は、少なくとも２つの調整用反射部材を含み、
前記少なくとも２つの調整用反射部材は、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能であることを特徴とする請求項７乃至請求項１６の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記少なくとも２つの調整用反射部材は、互いに直交した方向で異なる曲率を有することを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
複数の反射部材を含む露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の製造方法において、
前記感光性基板面での前記露光光学系の光学特性を計測する第１計測工程と、
前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程及び前記第２計測工程により計測された計測結果に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された前記調整量に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする露光装置の製造方法。
【請求項２０】
露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の製造方法において、
前記露光光学系の光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差を取得する第１取得工程と、
前記露光光学系の非光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差を取得する第２取得工程と、
前記第１取得工程により取得された前記露光光学系の前記光学的要因による前記露光光学系の前記光学性能の差の情報及び前記第２取得工程により取得された前記露光光学系の前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報に基づいて、前記露光光学系の前記光学性能の差を補正するための前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された前記調整量に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする露光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記算出工程は、前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差と前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差との重み付けを行い、前記調整量を算出する工程を含むことを特徴とする請求項２０記載の露光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記調整工程は、互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整する工程を含むことを特徴とする請求項１９乃至請求項２１の何れか一項に記載の露光装置の製造方法。
【請求項２３】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置の調整方法において、
照明条件を変更するために、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更工程と、
前記変更工程により変更された前記照明条件に応じて変化する前記投影光学系の結像性能を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする露光装置の調整方法。
【請求項２４】
露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の調整方法において、
照明条件を変更するために、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更工程と、
前記変更工程により変更された前記照明条件に応じて変化する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする露光装置の調整方法。
【請求項２５】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置の調整方法において、
前記投影光学系の瞳面の状態を設定する設定工程と、
前記設定工程により設定された前記投影光学系の瞳面の状態に応じて前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする露光装置の調整方法。
【請求項２６】
前記調整工程は、互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整する工程を含むことを特徴とする請求項２３乃至請求項２５の何れか一項に記載の露光装置の調整方法。
【請求項２７】
請求項１乃至請求項１８の何れか一項に記載の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、
マスクのパターン像を感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２８】
請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の露光装置の製造方法を用いて製造された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、
感光性基板上にマスクのパターン像を露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２９】
請求項２３乃至請求項２６の何れか一項に記載の露光装置の調整方法を用いて調整された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、
感光性基板上にマスクのパターン像を露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置、該露光装置の製造方法、該露光装置の調整方法及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロデバイスの一つである液晶表示素子は、通常、ガラス基板（プレート）上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子及び電極配線を形成して製造される。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された感光性基板上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
近年、半導体集積回路の高集積化、高密度化を実現するために、回路の線幅を更に細く、又は、パターンを更に精細にする必要がある。そのため、投影露光装置において解像度の向上が要求されている。投影露光装置において解像度を上げるために、露光光源波長としては、これまでに水銀灯（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）等が実用化されており、より解像度を上げるために更なる短波長化が進んでいる。
【０００４】
ここで、露光光源として波長が１５７ｎｍより短い光（例えば、ＥＵＶ光）を用いてマスクのパターン像を感光性基板上に投影露光する場合、短波長の光に対して高い透過率を有する硝材が限定されていることから、投影露光装置は反射型の光学系により構成される。反射型の光学系としては、一般的に、多層膜間での干渉を利用した多層膜反射鏡（反射率約７０％）、あるいはＥＵＶ光に対する物質の屈折率が１より小さいことを利用した斜入射型の反射ミラー（反射面としてルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）を用いて光の斜入射角度を１５度以下にした場合、反射率約８０％）等が用いられる。
【０００５】
ところで、上述の多層膜反射鏡及び斜入射型の反射ミラーを用いた場合、光のＳ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が異なるため、上述の多層膜反射鏡及び斜入射型の反射ミラーにより反射された露光光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度との間に差が発生する。従って、光源から射出された露光光のＳ偏光及びＰ偏光成分の強度が同一であっても、感光性基板上に到達する露光光のＳ偏光及びＰ偏光成分の強度に差が生じるため、感光性基板上における互いに直交した方向での光学特性（解像力やコントラスト等）に違いが発生するという問題があった。
【０００６】
従来、露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差により生じる感光性基板上における互いに直交した方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の差を解消するために、複屈折部材を備え、この複屈折部材を回転させることにより露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差を打ち消すことができる露光装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差により生じる感光性基板上における所定の方向の解像力と所定の方向と直交する方向の解像力との違いを解消するために、予めオフセットとして露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間に強度差を与える露光装置が提案されている。即ち、入射面に対して光が入射する入射角度により光のＳ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が異なること（入射面に対して光が約４５度で入射した場合にはＰ偏光成分の反射率は極小となること等）を利用して露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差を発生させていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１１４１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている露光装置においては、露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差を打ち消すために複屈折部材を用いているため、ＥＵＶ光を露光光とする反射型の光学系により構成される露光装置に使用することができない。
【００１０】
また、上述の予めオフセットとして露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間に強度差を与える露光装置においては、露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差を発生させるためにＳ偏光またはＰ偏光成分の光量を制限するため、露光光の光量の減少が大きくなる。更に、露光光のＳ偏光とＰ偏光成分との間の強度差を発生させるために用いられる偏光素子は吸収した露光光により損傷を受けるため、その光学性能を長期間維持することができず、定期的に交換する必要がある。この露光光の光量のロス及び偏光素子の短寿命化は、投影露光装置のスループットの低下を招くと共にランニングコストが高くなる要因となる。
【００１１】
また、Ｓ偏光とＰ偏光成分との間の強度差だけでなく、照明光学系の瞳面での光強度分布及び瞳形状の変化等によっても、感光性基板上における所定の方向の解像力と所定の方向と直交する方向の解像力に違いが生じる。更には、Ｓ偏光とＰ偏光成分との間の強度差や照明光学系の瞳面での光強度分布及び瞳形状の変化等の光学的要因だけでなく、機械的な誤差などの非光学的要因によっても解像力に差が生じる。
【００１２】
この発明の課題は、感光性基板上における所定の方向の光学特性（解像力やコントラスト等）と所定の方向に直交する方向の光学特性（解像力やコントラスト等）との差を解消することができる露光装置、該露光装置の製造方法、該露光装置の調整方法及び該露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の露光装置は、照明光学系を介して照明されたマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記照明光学系は、極端紫外光を反射させて前記マスクへ導く複数の反射部材と、前記マスク面または前記感光性基板面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分の強度を調整する偏光調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この請求項１記載の露光装置によれば、マスク面または感光性基板面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光する極端紫外光の二つの偏光成分の強度を調整する偏光調整手段を備えているため、極端紫外光の二つの偏光成分の強度差を自由（任意）に設定することができる。即ち、反射部材に対して異なる反射率を有する極端紫外光の二つの偏光成分が複数の反射部材を介すことにより発生する二つの偏光成分の強度差を調整することができる。従って、反射部材を介すことにより発生する互いに異なる極端紫外光の二方向に偏光する二つの偏光成分の強度差を要因として生じる感光性基板上における所定の方向と所定の方向と交差する方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の露光装置は、前記互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分の強度の少なくとも一方を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記偏光調整手段の調整量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２記載の露光装置によれば、互いに交差する二方向に偏光する極端紫外光の二つの偏光成分の強度の少なくとも一方を検出する検出手段及び検出手段により検出された検出結果に基づいて偏光調整手段の調整量を制御する制御手段を備えているため、複数の反射部材を介すことにより発生する互いに異なる二方向に偏光する極端紫外光の二つの偏光成分の強度差を確実に調整することができる。従って、感光性基板上における所定の方向と所定の方向と交差する方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００１７】
また、請求項３記載の露光装置は、前記偏光調整手段が少なくとも２つの調整用反射部材を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４記載の露光装置は、前記少なくとも２つの調整用反射部材が互いに異なる反射偏光特性を有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項３及び請求項４記載の露光装置によれば、偏光調整手段が互いに異なる反射偏光特性を有する少なくとも２つの調整用反射部材を備えているため、従来の露光装置が備える偏光調整手段と比較して極端紫外光の光量の減少を抑えることができ、照明光学系が備える複数の反射部材を介すことにより発生する互いに交差する二方向に偏光する極端紫外光の二つの偏光成分の強度差を良好に調整することができる。従って、感光性基板上における所定の方向と所定の方向と交差する方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００２０】
また、請求項５記載の露光装置は、前記偏光調整手段が前記互いに交差する二方向に偏光する前記極端紫外光の二つの偏光成分としてのＰ偏光及びＳ偏光のうちのＰ偏光の強度を相対的に強くするように設定されることを特徴とする。
【００２１】
この請求項５記載の露光装置によれば、偏光調整手段が互いに交差する二方向に偏光する極端紫外光のＰ偏光の強度をＳ偏光の強度に対して強くするように設定されるため、Ｓ偏光に対して反射部材に対する反射率が低いＰ偏光が複数の反射部材を介すことにより発生するＳ偏光との間の強度差を良好に調整することができる。従って、反射部材を介すことにより発生するＳ偏光とＰ偏光との間の強度差を要因として生じる感光性基板上における互いに交差する二方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００２２】
また、請求項６記載の露光装置は、前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に投影する投影光学系を含み、前記投影光学系は、複数の結像用反射部材を含むことを特徴とする。この請求項６記載の露光装置によれば、複数の結像用反射部材を含む投影光学系を備えているため、透過屈折部材を透過しない極端紫外光を確実に感光性基板上に導くことができる。
【００２３】
また、請求項７記載の露光装置は、複数の反射部材を含む露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段と、前記感光性基板面での前記露光光学系の光学特性を計測する第１計測手段と、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測する第２計測手段と、前記第１計測手段及び第２計測手段により計測された計測結果に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この請求項７記載の露光装置によれば、感光性基板面での露光光学系の光学特性、並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の計測結果に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整することができる。即ち、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とする感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。従って、感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００２５】
また、請求項８記載の露光装置は、前記第１計測手段が前記感光性基板面における互いに交差する二方向での前記露光光学系の光学特性を計測することを特徴とする。この請求項８記載の露光装置によれば、感光性基板面における互いに交差する二方向での露光光学系の光学特性を計測する第１計測手段を備えているため、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とする感光性基板面における互いに交差する二方向での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。従って、感光性基板面における互いに交差する二方向での露光光学系の光学特性の悪化により生じる感光性基板上における所定の方向と所定の方向と交差する方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００２６】
また、請求項９記載の露光装置は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置において、照明条件を変更するために、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更手段と、前記変更手段により変更された前記照明条件に応じて変化する前記投影光学系の結像性能を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
この請求項９記載の露光装置によれば、照明条件の変更に応じて変化する投影光学系の結像性能を調整する調整手段を備えているため、照明条件の変更による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００２８】
また、請求項１０記載の露光装置は、前記調整手段が前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して非対称成分を付与することを特徴とする。
【００２９】
この請求項１０記載の露光装置によれば、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して非対称成分を付与することにより調整を行うため、照明条件の変更に伴う照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の非対称な変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００３０】
また、請求項１１記載の露光装置は、前記調整手段が前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して前記照明光学系の瞳面における互いに交差する二方向での比率を変化させることを特徴とする。例えば、前記調整手段が前記照明光学系の瞳面での光強度分布や前記照明光学系の瞳面での形状に関する大きさや径の比率を変化させることであり、一例としては、前記調整手段が前記照明光学系の瞳面での光強度分布や前記照明光学系の瞳面での形状のアスペクト比を変えて楕円状に変形させることである。
【００３１】
この請求項１１記載の露光装置によれば、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して照明光学系の瞳面における互いに交差する二方向での比率を変化させることにより調整を行うため、照明条件の変更に伴う照明光学系の瞳面における互いに交差する二方向での比率の変化による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００３２】
また、請求項１２記載の露光装置は、露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、照明条件を変更するために、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更手段と、前記変更手段により変更された前記照明条件に応じて変化する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００３３】
この請求項１２記載の露光装置によれば、照明条件の変更に応じて変化する露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整手段を備えているため、照明条件の変更による露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化を補正することができる。従って、露光光学系の光学特性の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００３４】
また、請求項１３記載の露光装置は、前記照明条件に応じた前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を記憶する第１記憶手段と、前記照明条件に応じた前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１記憶手段により記憶されている前記照明条件に応じた前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性及び前記第２記憶手段に記憶されている前記照明条件に応じた前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、前記変更手段により変更された前記照明条件に対応する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性の調整量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００３５】
この請求項１３記載の露光装置によれば、各照明条件に応じた感光性基板面での光学特性並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整手段を備えている。従って、照明条件の変更による露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化を補正することができるため、露光光学系の光学特性の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００３６】
また、請求項１４記載の露光装置は、露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段と、前記露光光学系の光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差の情報を記憶する第１記憶手段と、前記露光光学系の非光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１記憶手段に記憶されている前記露光光学系の前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報及び前記第２記憶手段に記憶されている前記露光光学系の前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報に基づいて、前記露光光学系の前記光学性能の差を補正するための前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記調整手段を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１５記載の露光装置は、前記算出手段が前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差と前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差との重み付けを行い、前記調整量を算出することを特徴とする。
【００３８】
この請求項１４及び請求項１５記載の露光装置によれば、光学的要因による露光光学系の光学性能の差及び非光学的要因による露光光学系の光学性能の差に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段を備えているため、光学的要因及び非光学的要因により生じる感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差を補正することができる。なお、非光学的要因として機械的誤差を示したが、その中には露光時に於けるスキャン（走査）の不具合に起因するものも当然の如く含まれ、さらには、露光光学系を構成する光学部品の熱的変形を引き起こす熱的要因によるものも含まれる。従って、感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００３９】
また、請求項１６記載の露光装置は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置において、前記投影光学系の瞳面の状態を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記投影光学系の瞳面の状態に応じて前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
この請求項１６記載の露光装置によれば、投影光学系の瞳面の状態に応じて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段を備えているため、投影光学系の瞳面の状態の変更を要因とする照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを補正することができる。従って、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みにより生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の悪化を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００４１】
また、請求項１７記載の露光装置は、前記調整手段が少なくとも２つの調整用反射部材を含み、前記少なくとも２つの調整用反射部材は、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能であることを特徴とする。
【００４２】
この請求項１７記載の露光装置によれば、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を有する調整手段を備えているため、調整手段を交換することなく、露光光学系の光学特性、投影光学系の結像性能または照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を容易に行うことができる。
【００４３】
また、請求項１８記載の露光装置は、前記少なくとも２つの調整用反射部材が互いに直交した方向で異なる曲率を有することを特徴とする。
【００４４】
この請求項１８記載の露光装置によれば、２つの調整用反射部材が互いに直交した方向で異なる曲率を有しているため、調整手段を交換することなく、露光光学系の光学特性、投影光学系の結像性能または照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を容易に行うことができる。
【００４５】
また、請求項１９記載の露光装置の製造方法は、複数の反射部材を含む露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の製造方法において、前記感光性基板面での前記露光光学系の光学特性を計測する第１計測工程と、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測する第２計測工程と、前記第１計測工程及び前記第２計測工程により計測された計測結果に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された前記調整量に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程とを含むことを特徴とする。
【００４６】
この請求項１９記載の露光装置の製造方法によれば、感光性基板面での露光光学系の光学特性、並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の計測結果に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整することができる。即ち、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とする感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。従って、この製造方法により製造された露光装置によれば、感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００４７】
また、請求項２０記載の露光装置の製造方法は、露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の製造方法において、前記露光光学系の光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差の情報を取得する第１取得工程と、前記露光光学系の非光学的要因にて引き起こされる前記感光性基板面における互いに交差する２方向での前記露光光学系の光学性能の差の情報を取得する第２取得工程と、前記第１取得工程により取得された前記露光光学系の前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報及び前記第２取得工程により取得された前記露光光学系の前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差の情報に基づいて、前記露光光学系の前記光学性能の差を補正するための前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された前記調整量に基づいて、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程とを含むことを特徴とする。
【００４８】
また、請求項２１記載の露光装置の製造方法は、前記算出工程が前記光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差と前記非光学的要因による前記露光光学系の光学性能の差との重み付けを行い、前記調整量を算出する工程を含むことを特徴とする。
【００４９】
この請求項２０及び請求項２１記載の露光装置の製造方法によれば、光学的要因による露光光学系の光学性能の差及び非光学的要因による露光光学系の光学性能の差に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程を含むため、光学的要因及び非光学的要因により生じる感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差を補正することができる。従って、この製造方法により製造された露光装置によれば、感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００５０】
また、請求項２２記載の露光装置の製造方法は、前記調整工程が互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整する工程を含むことを特徴とする。
【００５１】
この請求項２２記載の露光装置の製造方法によれば、互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整を行う。従って、調整工程に用いる調整用反射部材を交換することなく、露光光学系の結像性能または露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を容易に行うことができる。
【００５２】
また、請求項２３記載の露光装置の調整方法は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置の調整方法において、照明条件を変更するために、前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更工程と、前記変更工程により変更された前記照明条件に応じて変化する前記投影光学系の結像性能を調整する調整工程と
を含むことを特徴とする。
【００５３】
この請求項２３記載の露光装置の調整方法によれば、照明条件の変更に応じて変化する投影光学系の結像性能を調整する調整工程を含むため、照明条件の変更による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、この調整方法により調整された露光装置によれば、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００５４】
また、請求項２４記載の露光装置の調整方法は、露光光学系を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置の調整方法において、照明条件を変更するために、前記露光光学系の瞳面での光強度分布及び前記露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更する変更工程と、前記変更工程により変更された前記照明条件に応じて変化する前記露光光学系の前記感光性基板面での光学特性を調整する調整工程とを含むことを特徴とする。
【００５５】
この請求項２４記載の露光装置の調整方法によれば、照明条件の変更に応じて変化する露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整工程を含むため、照明条件の変更による露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化を補正することができる。従って、この調整方法により調整された露光装置によれば、露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００５６】
また、請求項２５記載の露光装置の調整方法は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置の調整方法において、前記投影光学系の瞳面の状態を設定する設定工程と、前記設定工程により設定された前記投影光学系の瞳面の状態に応じて前記照明光学系の瞳面での光強度分布及び前記照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程とを含むことを特徴とする。
【００５７】
この請求項２５記載の露光装置の調整方法によれば、投影光学系の瞳面の状態に応じて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程を含むため、投影光学系の瞳面の状態の変更を要因とする照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを補正することができる。従って、この調整方法により調整された露光装置によれば、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みにより生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の悪化を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００５８】
また、請求項２６記載の露光装置の調整方法は、前記調整工程が互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整する工程を含むことを特徴とする。
【００５９】
この請求項２６記載の露光装置の調整方法によれば、互いに直交した方向で異なる曲率を有すると共に、相対的な間隔可変及び相対的な回転の少なくとも一方が可能である少なくとも２つの調整用反射部材を用いて調整を行う。従って、調整工程に用いる調整用反射部材を交換することなく、投影光学系の結像性能、露光光学系の感光性基板面での光学特性または照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を容易に行うことができる。
【００６０】
また、請求項２７記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項１８の何れか一項に記載の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、マスクのパターン像を感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された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。
【００６１】
この請求項２７記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、請求項１乃至請求項１８の何れか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００６２】
また、請求項２８記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の露光装置の製造方法を用いて製造された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、感光性基板上にマスクのパターン像を露光する露光工程と、前記露光工程により露光された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。
【００６３】
この請求項２８記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の露光装置の製造方法により製造された露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００６４】
また、請求項２９記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項２３乃至請求項２６の何れか一項に記載の露光装置の調整方法を用いて調整された露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、感光性基板上にマスクのパターン像を露光する露光工程と、前記露光工程により露光された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。
【００６５】
この請求項２９記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、請求項２３乃至請求項２６の何れか一項に記載の露光装置の調整方法により調整された露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【発明の効果】
【００６６】
この発明の露光装置によれば、マスク面または感光性基板面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光する極端紫外光の二つの偏光成分の強度を調整する偏光調整手段を備えているため、極端紫外光の二つの偏光成分の強度差を所望の値に自由（任意）に設定することができる。即ち、反射部材に対して異なる反射率を有する極端紫外光の二つの偏光成分が複数の反射部材を介すことにより発生する二つの偏光成分の強度差を調整することができる。従って、反射部材を介すことにより発生する互いに異なる極端紫外光の二方向に偏光する二つの偏光成分の強度差を要因として生じる感光性基板上における所定の方向と所定の方向と交差する方向との光学特性（解像力やコントラスト等）の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００６７】
また、この発明の露光装置によれば、感光性基板面での露光光学系の光学特性、並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の計測結果に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整することができる。即ち、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とする感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。
【００６８】
また、照明条件の変更に応じて変化する投影光学系の結像性能または露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整手段を備えているため、照明条件の変更による露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。
【００６９】
また、各照明条件に応じた感光性基板面での光学特性、並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整手段を備えているため、照明条件の変更による露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化を補正することができる。
【００７０】
また、光学的要因による露光光学系の光学性能の差及び非光学的要因による露光光学系の光学性能の差に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段を備えているため、光学的要因及び非光学的要因により生じる感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差を補正することができる。
【００７１】
また、投影光学系の瞳面の状態に応じて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整手段を備えているため、投影光学系の瞳面の状態の設定の一例としての投影光学系の瞳面の変更等を要因とする照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを補正することができる。従って、感光性基板上における解像力やコントラスト等の悪化を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００７２】
また、この発明の露光装置の製造方法によれば、感光性基板面での露光光学系の光学特性並びに露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の計測結果に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整することができる。従って、この発明の製造方法により製造された露光装置によれば、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とする感光性基板面での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。
【００７３】
また、光学的要因による露光光学系の光学性能の差及び非光学的要因による露光光学系の光学性能の差に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程を含むため、光学的要因及び非光学的要因により生じる感光性基板上での所定の方向における露光光学系の光学性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の光学性能との差を補正することができる。従って、この発明の製造方法により製造された露光装置によれば、感光性基板上における解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００７４】
また、この発明の露光装置の調整方法によれば、照明条件の変更に応じて変化する投影光学系の結像性能を調整する調整工程を含むため、照明条件の変更による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。また、照明条件の変更に応じて変化する露光光学系の感光性基板面での光学特性を調整する調整工程を含むため、照明条件の変更による露光光学系の感光性基板面での光学特性の悪化を補正することができる。また、投影光学系の瞳面の状態に応じて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整工程を含むため、投影光学系の瞳面の状態の設定の一例としての投影光学系の瞳面の変更等を要因とする照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを補正することができる。従って、この発明の調整方法により調整された露光装置によれば、感光性基板上における解像力やコントラスト等の悪化を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【００７５】
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置、この発明の露光装置の製造方法により製造された露光装置またはこの発明の露光装置の調整方法により調整された露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７６】
以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この投影露光装置は、図１に示すように、約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ（extreme ultra violet、極端紫外）光を射出する光源２を備えている。光源２から射出したＥＵＶ光は、図示しない放物面鏡等により反射されることにより略平行光束となり、照明光学系が備える偏光調整装置（偏光調整手段）４に入射する。
【００７７】
図２は、偏光調整装置４の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、偏光調整装置４は、マスクＭ面またはウエハ（感光性基板）Ｗ面での光学特性（露光特性）を改善するために、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分）の強度を調整する２つの斜入射ミラー（調整用反射部材）４ａ，４ｂを備えている。光源２から射出したＥＵＶ光は、斜入射ミラー４ａにより全反射される角度で斜入射ミラー４ａに入射する。斜入射ミラー４ａにより反射されたＥＵＶ光は、斜入射ミラー４ｂにより全反射される角度で斜入射ミラー４ｂに入射し、斜入射ミラー４ｂにより反射される。
【００７８】
ここで、斜入射ミラー４ａ及び斜入射ミラー４ｂは、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する位置に配置されている。また、斜入射ミラー４ａ，４ｂは、例えば図３に示すように斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、斜入射ミラー４ａ，４ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように駆動可能に構成されている。また、斜入射ミラー４ａ，４ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、斜入射ミラー４ａ及び４ｂのいずれか一方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質、例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成され、他方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率に差がある物質、例えばルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されている。
【００７９】
図４は、斜入射ミラーが二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図４に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は略同一である。
【００８０】
図５は、斜入射ミラーがルテニウム（Ｒｕ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図５に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。
【００８１】
図６は、斜入射ミラーがモリブデン（Ｍｏ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図６に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。
【００８２】
ここで、斜入射ミラー４ａをルテニウムまたはモリブデンにより構成し、斜入射ミラー４ｂを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成した場合、斜入射ミラー４ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、斜入射ミラー４ａにより反射される。斜入射ミラー４ａがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウムまたはモリブデンにより構成されているため、斜入射ミラー４ａにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなる。
【００８３】
斜入射ミラー４ａにより反射されて斜入射ミラー４ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー４ｂにより反射される。従って、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＳ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。また、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＰ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。
【００８４】
また、斜入射ミラー４ａを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成し、斜入射ミラー４ｂをモリブデンまたはルテニウムにより構成した場合、斜入射ミラー４ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー４ａにより反射される。斜入射ミラー４ａにより反射されて斜入射ミラー４ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、斜入射ミラー４ｂにより反射される。斜入射ミラー４ｂがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウムまたはモリブデンにより構成されているため、斜入射ミラー４ｂにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなり、斜入射ミラー４ｂにより反射される。
【００８５】
従って、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＳ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。また、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＰ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。
【００８６】
一般的にウエハＷに到達するＥＵＶ光のウエハＷに対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなる傾向にあるため、この実施の形態においては、偏光調整装置４は、ウエハＷに到達するＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度を相対的に強くするように設定されている。
【００８７】
偏光調整装置４から射出したＥＵＶ光は、略平行光束の状態でオプィカルインテグレータを構成する反射型フライアイ光学系（マスクＭへ導く反射部材）６、８へ導かれ、反射型フライアイ光学系６、８を構成する一方の入射側反射型フライアイ光学系（第１アレイ状光学部材）６に入射する。この入射側反射型フライアイ光学系６は、並列に配列された複数の反射素子により構成され、後述する被照射面または露光面としてのマスク（レチクル）Ｍや感光性基板（ウエハ）Ｗと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側反射型フライアイ光学系６に入射したＥＵＶ光は、入射側反射型フライアイ光学系６により反射され、反射型フライアイ光学系６、８を構成する他方の射出側反射型フライアイ光学系（第２アレイ状光学部材）８に入射する。この射出側反射型フライアイ光学系８は、並列に配列された複数の反射素子により構成され、照明光学系の瞳面またはその近傍に配置されている。射出側反射型フライアイ光学系８により反射されたＥＵＶ光は、コンデンサミラー（マスクＭへ導く反射部材）１０，１２により順次反射されて、所定の回路パターンが形成されている反射型マスクＭ上を重畳的に均一照明する。
【００８８】
反射型マスクＭにより反射されたＥＵＶ光は、図示しない複数の結像用反射部材を備える反射型投影光学系ＰＬを介してレジストが塗布された感光性基板としてのウエハＷ上にマスクＭに形成されたパターン像を投影露光する。なお、反射型投影光学系ＰＬの瞳位置もしくはその近傍には、反射型投影光学系ＰＬの開口数を規定する開口絞りＡＳが設けられている。
【００８９】
このように、不図示ではあるが、入射側反射型フライアイ光学系（第１アレイ状光学部材）６に入射したほぼ平行なＥＵＶ光は入射側反射型フライアイ光学系６の集光作用により集光され、他方の射出側反射型フライアイ光学系（第２アレイ状光学部材）８の射出面もしくはその近傍には多数の光源像で構成させる２次光源が形成される。この２次光源からの光は後述する反射型投影光学系ＰＬの瞳（又は瞳面）にて再結像して２次光源像が形成され、これにより、所謂、ケーラー照明が達成される。なお、照明光学系の瞳（又は瞳面）は、後述する反射型投影光学系ＰＬの瞳（又は瞳面）と光学的に共役である。
【００９０】
また、ウエハＷはウエハホルダ（図示せず）にて固定されており、ウエハステージ（図示せず）に載置されている。ウエハステージには、ウエハＷに対するＳ偏光成分の強度を検出するＳ偏光強度検出装置（検出手段）１４及びウエハＷに対するＰ偏光成分の強度を検出するＰ偏光強度検出装置（検出手段）１６が設けられている。偏光調整装置４による調整量を制御する制御装置（制御手段）１８は、Ｓ偏光強度検出装置１４から出力されるウエハＷに対するＳ偏光成分の強度を示す検出信号及びＰ偏光強度検出装置１６から出力されるウエハＷに対するＰ偏光成分の強度を示す検出信号に基づいて、偏光調整装置４による調整量を算出する。次に、制御装置１８は、算出された偏光調整装置４による調整量に基づいて、駆動装置２０を介して偏光調整装置４を構成する斜入射ミラー４ａ，４ｂを駆動させる。即ち、例えば図３に示すように、斜入射ミラー４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、斜入射ミラー４ａ，４ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように駆動させ、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度の調整を行う。
【００９１】
ここで、互いに直交した２方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いを補正するための偏光調整装置４の調整は、露光装置の製造時や露光装置の使用前の初期設定に用いることに限らず、露光装置の使用による時間の経過と共に、曇りや熱的要因による反射部材の光学特性の劣化によりＳ偏光とＰ偏光との反射率分布差が生じた場合にも、極めて有効である。
【００９２】
この第１の実施の形態にかかる露光装置によれば、ウエハ面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分の強度を調整する偏光調整装置を備えているため、ＥＵＶ光の二つの偏光成分の強度差を自由に設定することができる。即ち、照明光学系を構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を調整することができる。
【００９３】
また、互いに異なる反射偏光特性を有する２つの斜入射ミラーを有する偏光調整装置を備えているため、従来の露光装置が備える偏光調整装置と比較してＥＵＶ光の光量の減少を抑えることができ、照明光学系が構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を良好に調整することができる。従って、ＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差の発生により生じるウエハ上における所定の方向と所定の方向と交差する方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ上に良好に露光することができる。
【００９４】
なお、この第１の実施の形態においては、２つの斜入射ミラー４ａ，４ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように、２つの斜入射ミラー４ａ，４ｂを図３に示すように駆動可能に構成しているが、図７に示すように２つの斜入射ミラー２２ａ，２２ｂを図中矢印方向に移動可能に構成してもよい。この場合には、斜入射ミラー２２ａは、ＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質（例えば、二ケイ化モリブデン）またはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質（例えば、ルテニウムやモリブデン）により構成され、ＥＵＶ光の入射角度が異なる反射面Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５を備えている。斜入射ミラー２２ａは、制御装置１８により算出される調整量に基づく制御信号により駆動装置２０によって駆動され、スライド移動する。
【００９５】
また、斜入射ミラー２２ｂは、ＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質またはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質により構成され、ＥＵＶ光の入射角度が異なる反射面Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５を備えている。斜入射ミラー２２ｂも、制御装置１８により算出される調整量に基づく制御信号により駆動装置２０によって駆動され、スライド移動する。ここで、斜入射ミラー２２ａをスライド移動させることにより選択された反射面と斜入射ミラー２２ｂをスライド移動させることにより選択された反射面は、斜入射ミラー２２ａが備える反射面の法線と斜入射ミラー２２ｂが備える反射面の法線とが直交する位置に配置されている。
【００９６】
なお、斜入射ミラー２２ａ及び斜入射ミラー２２ｂは、それぞれ５つの反射面を備えているが、ＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質またはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質により構成され、ＥＵＶ光の入射角度が異なる反射面をそれぞれ少なくとも２つ備えるようにすればよい。この場合においても、ＥＵＶ光の二つの偏光成分の強度差を変更することができる。即ち、照明光学系を構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を調整することができる。
【００９７】
また、偏光調整装置は、図８に示すように、回転板２４が図２に示す２つの斜入射ミラー４ａ，４ｂと同様な機能を有する２つの斜入射ミラーを一組にした斜入射ミラー対２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを備え、回転板２４が回転板２４の中心を軸として回転可能に構成されるようにしてもよい。この場合には、斜入射ミラー対２４ａ〜２４ｄは、それぞれＥＵＶ光の入射角度が異なるように構成されている。また、斜入射ミラー対２４ａ〜２４ｄのそれぞれを構成する一方の斜入射ミラーはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質により構成され、他方の斜入射ミラーはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質により構成されている。
【００９８】
制御装置は、Ｓ偏光強度検出装置及びＰ偏光強度検出装置から出力される検出信号に基づいて偏光調整装置による調整量を算出し、斜入射ミラー２４ａ〜２４ｄのいずれか１つを選択する。次に、制御装置は、選択された斜入射ミラー対をＥＵＶ光の光路中に配置するために駆動装置を介して回転板２４を回転駆動させ、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度の調整を行う。なお、回転板２４は斜入射ミラー対を４つ備えているが、斜入射ミラー対を少なくとも２つ備えるようにすればよい。この場合においても、ＥＵＶ光の二つの偏光成分の強度差を変更することができる。即ち、照明光学系を構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を調整することができる。
【００９９】
また、偏光調整装置が図８に示すような回転板を２つ（第１回転板及び第２回転板）備え、第１回転板及び第２回転板が円周状に複数の斜入射ミラーを備えるようにしてもよい。この場合には、第１回転板が備える各斜入射ミラーは、それぞれＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質またはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質により構成され、それぞれＥＵＶ光の入射角度が異なるように構成されている。また、第２回転板が備える各斜入射ミラーは、それぞれＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が異なる物質またはＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質により構成され、それぞれＥＵＶ光の入射角度が異なるように構成されている。
【０１００】
第１回転板及び第２回転板は、制御装置により選択された斜入射ミラーがＥＵＶ光の光路中に配置されるように駆動装置によって回転駆動される。また、選択された第１回転板が備える斜入射ミラーの反射面と選択された第２回転板が備える斜入射ミラーの反射面は、第１回転板が備える斜入射ミラーの反射面の法線と第２回転板が備える斜入射ミラーの反射面の法線とが直交する位置に配置されている。この場合においても、ＥＵＶ光の二つの偏光成分の強度差を自由に設定することができる。即ち、照明光学系を構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を調整することができる。
【０１０１】
また、この第１の実施の形態にかかる偏光調整装置においては、２つの斜入射ミラーを備えているが、この２つの斜入射ミラーを一組とした複数個の斜入射ミラー対を備えるようにしてもよい。この場合には、投影露光装置を構成する反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差をより精細に調整することができる。
【０１０２】
また、この第１の実施の形態にかかる偏光調整装置においては、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が異なる物質としてルテニウムまたはモリブデン等により斜入射ミラーを構成しているが、Ｓ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が異なる多層膜を斜入射ミラーの反射面に成膜してもよい。この場合には、ルテニウムまたはモリブデンを斜入射ミラーに用いた場合と比較して、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の強度差をより大きく設定することができる。
【０１０３】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する偏光調整装置４を図９に示す偏光調整装置３０に変更したものである。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１０４】
図９は、偏光調整装置３０の概略構成を示す斜視図である。図９に示すように、偏光調整装置３０は、マスクＭ面またはウエハＷ（感光性基板）面での光学特性（露光特性）を改善するために、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分）の強度を調整する２つの多層膜ミラー（調整用反射部材）３０ａ，３０ｂを備えている。光源２から射出したＥＵＶ光は、多層膜ミラー３０ａにより全反射される角度で多層膜ミラー３０ａに入射する。多層膜ミラー３０ａにより反射されたＥＵＶ光は、多層膜ミラー３０ｂにより全反射される角度で多層膜ミラー３０ｂに入射し、多層膜ミラー３０ｂにより反射される。
【０１０５】
多層膜ミラー３０ａ及び多層膜ミラー３０ｂは、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３の法線Ｃ３と多層膜ミラー３０ｂの反射面Ｒ４の法線Ｃ４とが直交する位置に配置されている。また、多層膜ミラー３０ａ，３０ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、多層膜の分布状態が場所により異なるように各反射面Ｒ３，Ｒ４に成膜されている。また、多層膜ミラー３０ａ，３０ｂは、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３の法線Ｃ３と多層膜ミラー３０ｂの反射面Ｒ４の法線Ｃ４とが直交する状態を維持して、多層膜ミラー３０ａ，３０ｂに入射するＥＵＶ光の入射位置が変化するように駆動可能に構成されている。
【０１０６】
例えば、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高くなる反射面Ｒ３の場所においてＥＵＶ光が反射するように多層膜ミラー３０ａを駆動し、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が同一となる反射面Ｒ４の場所においてＥＵＶ光が反射するように多層膜ミラー３０ｂを駆動する。この場合、多層膜ミラー３０ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ３に対するＰ偏光成分となり、多層膜ミラー３０ａにより反射される。ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高い反射面Ｒ３の多層膜分布を有する場所においてＥＵＶ光が反射するため、多層膜ミラー３０ａにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなり、多層膜ミラー３０ａにより反射される。
【０１０７】
多層膜ミラー３０ａにより反射されて多層膜ミラー３０ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ４に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ４に対するＳ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、多層膜ミラー３０ｂにより反射される。従って、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＳ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。また、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＰ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。
【０１０８】
また、例えば、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率が同一となる反射面Ｒ３の場所においてＥＵＶ光が反射するように多層膜ミラー３０ａを駆動し、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高くなる反射面Ｒ４の場所においてＥＵＶ光が反射するように多層膜ミラー３０ｂを駆動する。この場合、多層膜ミラー３０ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ３に対するＰ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、多層膜ミラー３０ａにより反射される。
【０１０９】
多層膜ミラー３０ａにより反射されて多層膜ミラー３０ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ４に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ４に対するＳ偏光成分となり、多層膜ミラー３０ｂにより反射される。ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高い反射面Ｒ４の多層膜分布を有する場所においてＥＵＶ光が反射するため、多層膜ミラー３０ｂにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ４に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなり、多層膜ミラー３０ｂにより反射される。
【０１１０】
従って、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＳ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。また、光源２から射出されるＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度が同一であって、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３に対するＳ偏光成分がウエハＷ面に対するＰ偏光成分となる場合、ＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＳ偏光成分の強度がウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度より大きくなるように調整することができる。
【０１１１】
一般的にウエハＷに到達するＥＵＶ光のウエハＷに対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなる傾向にあるため、この実施の形態においては、偏光調整装置３０は、ウエハＷに到達するＥＵＶ光のウエハＷ面に対するＰ偏光成分の強度を相対的に強くするように設定されている。
【０１１２】
偏光調整装置３０による調整量を制御する制御装置１８は、Ｓ偏光強度検出装置１４から検出されるウエハＷに対するＳ偏光成分の強度を示す検出信号及びＰ偏光強度検出装置１６から検出されるウエハＷに対するＰ偏光成分の強度を示す検出信号に基づいて、偏光調整装置４による調整量を算出する。次に、制御装置１８は、算出された偏光調整装置３０による調整量に基づいて、駆動装置２０を介して偏光調整装置３０を構成する多層膜ミラー３０ａ，３０ｂを駆動させる。即ち、多層膜ミラー３０ａの反射面Ｒ３の法線Ｃ３と多層膜ミラー３０ｂの反射面Ｒ４の法線Ｃ４とが直交する状態を維持して、多層膜ミラー３０ａ，３０ｂに入射するＥＵＶ光の入射位置が変化するように多層膜ミラー３０ａ，３０ｂを駆動させ、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の強度とＰ偏光成分の強度の調整を行う。
【０１１３】
ここで、互いに直交した２方向での光学特性（解像力やコントラスト等）の違いを補正するための偏光調整装置３０の調整は、露光装置の製造時や露光装置の使用前の初期設定に用いることに限らず、露光装置の使用による時間の経過に従って、曇りや熱的要因による反射部材の光学特性の劣化によりＳ偏光とＰ偏光との反射率分布差が生じた場合にも、極めて有効である。
【０１１４】
この第２の実施の形態にかかる露光装置によれば、ウエハ面での露光特性を改善するために、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分の強度を調整する偏光調整装置を備えているため、ＥＵＶ光の二つの偏光成分の強度差を自由に設定することができる。即ち、照明光学系を構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を調整することができる。
【０１１５】
また、互いに異なる反射偏光特性を有する２つの多層膜ミラーを有する偏光調整装置を備えているため、従来の露光装置が備える偏光調整装置と比較してＥＵＶ光の光量の減少を抑えることができ、照明光学系が構成するコンデンサレンズ等や投影光学系を構成する結像用反射部材等の反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差を良好に調整することができる。従って、ＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差の発生により生じるウエハ上における所定の方向と所定の方向と交差する方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ上に良好に露光することができる。
【０１１６】
なお、この第２の実施の形態にかかる偏光調整装置においては、２つの多層膜ミラーを備えているが、この２つの多層膜ミラーを一組とした複数個の多層膜ミラー対を備えるようにしてもよい。この場合には、投影露光装置を構成する反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差をより精細に調整することができる。
【０１１７】
また、この第２の実施の形態にかかる偏光調整装置においては、多層膜の分布状態が場所によって異なる多層膜ミラーを用いているが、互いに交差する二方向で曲率半径が異なるミラー、例えばトーリック面の反射面を有するミラーを用いてもよい。この場合には、ミラーに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するようにミラーを駆動させることにより、ＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分の強度差の調整を行う。
【０１１８】
また、この第１及び第２の実施の形態においては、ウエハ面での光学特性を改善するために偏光調整装置によりＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度の調整を行っているが、マスク面での光学特性を改善するために偏光調整装置によりＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度の調整を行ってもよい。この場合には、マスクが載置されているマスクステージに、マスク面に対するＳ偏光成分の強度を検出するＳ偏光強度検出装置（検出手段）及びマスク面に対するＰ偏光成分の強度を検出するＰ偏光強度検出装置（検出手段）を設ける。制御装置（制御手段）は、Ｓ偏光強度検出装置から出力されるマスク面に対するＳ偏光成分の強度を示す検出信号及びＰ偏光強度検出装置から出力されるマスク面に対するＰ偏光成分の強度を示す検出信号に基づいて、偏光調整装置による調整量を算出する。次に、制御装置は、算出された偏光調整装置による調整量に基づいて、駆動装置を介して偏光調整装置を構成する斜入射ミラーを駆動させ、ＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分の調整を行う。
【０１１９】
また、上述の各実施の形態においては、互いに直交した２方向に直線偏光するＰ偏光の光とＳ偏光の光について説明したが、直交した２方向に偏光する光は必ずしも直線偏光同士の光でなくても良く、互いに交差する２方向に偏光する光の組み合わせであれば何でも良い。従って、本発明で言う互いに交差する２方向で偏光する光とは、互いに直交又は交差した２方向に偏光する直線偏光の光の組み合わせ、互いに直交又は交差した２方向に長径（短径）を有する楕円偏光の光の組み合わせ、さらには右回り円偏光と左周りの円偏光との組み合わせを含むものである。このため、Ｐ偏光強度検出装置（第１偏光検出装置）１４やＳ偏光強度検出装置（第２偏光検出装置）１６は、互いに交差する２方向に偏光する直線偏光の光の他、互いに交差する２方向に偏光する楕円偏光の光、あるいは互いに交差する２方向に偏光する円偏光の光をそれぞれ検出するようにしても良い。
【０１２０】
また、この第１の実施の形態にかかる偏光調整装置が備える斜入射ミラーと第２の実施の形態にかかる偏光調整装置が備える多層膜ミラーとを組み合わせた偏光調整装置を備えるようにしてもよい。この場合においても、投影露光装置を構成する反射部材に対して異なる反射率を有するＥＵＶ光のＳ偏光成分とＰ偏光成分がこれらの反射部材を介すことにより発生するＳ偏光成分とＰ偏光成分との強度差をより精細に調整することができる。
【０１２１】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１０は、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する偏光調整装置４を図１１に示す瞳面状態調整装置（調整手段）３５に変更したものである。また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置は、ウエハＷを載置するウエハステージ（図示せず）に設定されるＳ偏光強度検出装置１４及びＰ偏光強度検出装置１６を取り除き、ウエハＷ面での互いに直交した２方向での投影光学系ＰＬの結像性能の差を計測する装置としてのＶＨ差計測装置（第１計測手段）４１及び瞳面状態計測装置（第２計測手段）４３を備えている。なお、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１２２】
図１１は、露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状を調整する瞳面状態調整装置３５の概略構成を示す斜視図である。なお、図１１に示す瞳面状態調整装置３５においては、図１１中に示す座標軸を用いて説明を行う。瞳面状態調整装置３５は、図１１に示すように、第１シリンドリカルミラー対（調整用反射部材）３７及び第２シリンドリカルミラー対（調整用反射部材）３９を備えている。第１シリンドリカルミラー対３７は、光源２側から順に、凸型シリンドリカルミラー３７ａと凹型シリンドリカルミラー３７ｂとにより構成されている。また、第２シリンドリカルミラー対３９は、光源２側から順に、凸型シリンドリカルミラー３９ａと凹型シリンドリカルミラー３９ｂとにより構成されている。第１シリンドリカルミラー対３７と第２シリンドリカルミラー対３９とは、互いに直交した方向に配置され、互いに異なる曲率を有している。
【０１２３】
即ち、凸型シリンドリカルミラー３７ａは、反射面Ｒ５のＸ方向に対して負の光学パワーを有し、反射面Ｒ５のＹ方向に対してノーパワーを有している。また、凹型シリンドリカルミラー３７ｂは、反射面Ｒ６のＸ方向に対して正の光学パワーを有し、反射面Ｒ６のＹ方向に対してノーパワーを有している。また、凸型シリンドリカルミラー３９ａは、反射面Ｒ７のＸ方向に対してノーパワーを有し、反射面Ｒ７のＹ方向に対して負の光学パワーを有している。また、凹型シリンドリカルミラー３９ｂは、反射面Ｒ８のＸ方向に対してノーパワーを有し、反射面Ｒ８のＹ方向に対して正の光学パワーを有している。
【０１２４】
凸型シリンドリカルミラー３７ａと凹型シリンドリカルミラー３７ｂとは、相対的に間隔可変に構成されており、相対的に回転可能に構成されている。同様に、凸型シリンドリカルミラー３９ａと凹型シリンドリカルミラー３９ｂとは、相対的に間隔可変に構成されており、相対的に回転可能に構成されている。第１シリンドリカルミラー対３７を構成する凸型シリンドリカルミラー３７ａ及び凹型シリンドリカルミラー３７ｂはＸ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能するため、凸型シリンドリカルミラー３７ａ及び凹型シリンドリカルミラー３７ｂにより反射されたＥＵＶ光の光束は、Ｘ方向に拡大作用を受ける。
【０１２５】
第１シリンドリカルミラー対３７から射出したＥＵＶ光は、第２シリンドリカルミラー対３９を構成する凸型シリンドリカルミラー３９ａに入射する。凸型シリンドリカルミラー３９ａ及び凹型シリンドリカルミラー３９ｂはＹ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能するため、凸型シリンドリカルミラー３９ａ及び凹型シリンドリカルミラー３９ｂにより反射されたＥＵＶ光の光束は、Ｙ方向に拡大作用を受ける。即ち、凸型シリンドリカルミラー３７ａと凹型シリンドリカルミラー３７ｂの相対的な間隔を変化させ、または相対的に回転させると共に、凸型シリンドリカルミラー３９ａと凹型シリンドリカルミラー３９ｂの相対的な間隔を変化させ、または相対的に回転させることにより、露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状を調整することができる。
【０１２６】
換言すれば、照明光学系の瞳（瞳面）の位置である射出側フライアイ光学系８の位置もしくはその近傍に形成される光強度分布または２次光源の形状を所望の状態に調整することができる。さらには、投影光学系ＰＬの瞳（瞳面）の位置（射出瞳）もしくはその近傍、または投影光学系ＰＬ内に配置された開口絞りＡＳの位置もしくはその近傍に形成される光強度分布または２次光源像の形状を所望の状態に調整することができる。なお、本発明で言う露光光学系の瞳面とは、照明光学系の瞳（瞳面）や投影光学系ＰＬの瞳（瞳面）を含むものである。
【０１２７】
この実施の形態では、第１シリンドリカルミラー対３７、第２シリンドリカルミラー対３９は光量の損失を防ぐため斜入射光学系とした例を説明したが、多層膜を設けて反射率を高めた直入射光学系とすることも可能である。また、各シリンドリカルミラーの移動に機構による調整の他、各シリンドリカルミラーを交換可能とする機構（リボルバ、スライダ等）を用意することで、各シリンドリカルミラーの移動量を極力減らし、コンパクト化できる。
【０１２８】
また、この実施の形態においては、露光光学系の瞳の光強度分布または瞳形状に非対称成分を付与する瞳面状態調整装置（調整手段）３５としてシリンドリカルミラーを用いた例を示したが、入射する光線に対して直交する２方向でパワーが異なっているものであれば他の手段を用いることは可能であり、例えば、トロイダルミラー、多項式で表現される非球面（回転非対称な非球面等）等を用いてもよく、さらには、収差補正のためシリンドリカルミラーに非球面成分を設けたものを用いてもよい。
【０１２９】
また、ＶＨ差計測装置４１は、ウエハＷ面での露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）の光学特性（結像特性）を計測する。即ち、ウエハＷ面における互いに交差する二方向での露光光学系の光学特性（結像特性）を計測する。具体的には、ウエハＷ面での所定の方向（以下、縦方向という）における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び所定の方向と直交する方向（以下、横方向）における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する。例えば、マスクＭ面上に設置したテストパターンを照明し、ウエハＷ面上に形成されるテストパターンの像の縦方向における幅及び横方向における幅を計測することにより、縦方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び横方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する。
【０１３０】
また、瞳面状態計測装置４３は、例えば、図示しないウエハステージに設けられたピンホール及び光電検出器等を有し、このピンホールを介して光電検出器にて検出することにより、投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状を計測する。瞳面状態調整装置３５による調整量を制御する制御装置（算出手段）１８は、ＶＨ差計測装置４１から出力されるウエハＷ面での投影光学系ＰＬの光学特性を示す計測信号及び瞳面状態計測装置４３から出力される投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状を示す計測信号に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状の調整量を算出する。次に、制御装置１８は、算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置（駆動手段）２０を介して瞳面状態調整装置３５を構成する第１シリンドリカルミラー対３７及び第２シリンドリカルミラー対３９を駆動させ、投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状の調整を行う。
【０１３１】
次に、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法または調整方法について説明する。図１２は、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法または調整方法を説明するためのフローチャートである。ここで、露光装置を製造するプロセスにおいて発生する光学特性の差を補正する場合には、図１２に示す各工程は露光装置の製造方法を示すものであり、露光装置の使用に伴う時間の経過に従い、熱的要因や曇り等による光学部材の特性の劣化等にて変化する光学特性の差を補正する場合には、図１２に示す各工程は露光装置の調整方法を示すものである。
【０１３２】
まず、ＶＨ差計測装置４１によりウエハＷ面での露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）の光学特性を計測する（ステップＳ１０）。即ち、ウエハＷ面における互いに交差する二方向での露光光学系の光学特性を計測する。具体的には、ウエハＷ面での所定の方向（以下、縦方向という）における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び所定の方向と直交する方向（以下、横方向）における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する。例えば、マスクＭ面上に設置したテストレチクルのテストパターンを照明し、ウエハＷ面上に形成されるテストパターンの像の縦方向における幅及び横方向における幅を計測することにより、縦方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び横方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する（第１計測工程）。
【０１３３】
次に、瞳面状態計測装置４３により、投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状を計測する（ステップＳ１１）。例えば、ウエハステージに設置されたピンホール等を介して投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状を計測する（第２計測工程）。
【０１３４】
次に、制御装置１８は、瞳面状態調整装置３５が行う投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状の調整量を算出する（ステップＳ１２）。即ち、ステップＳ１０において計測されたウエハＷ面での投影光学系ＰＬの光学特性及びステップＳ１１において計測された投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状の調整量を算出する（算出工程）。
【０１３５】
次に、制御装置１８は、投影光学系ＰＬの瞳面での光強度分布及び投影光学系ＰＬの瞳面での形状の調整を行う（ステップＳ１３）。即ち、ステップＳ１２において算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置２０を介して瞳面状態調整装置３５を構成する第１シリンドリカルミラー対３７及び第２シリンドリカルミラー対３９を相対的な間隔移動または相対的な回転させることにより調整を行う（調整工程）。
【０１３６】
この第３の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、ウエハ面での露光光学系（照明光学系及び投影光学系）の光学特性、並びに投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状の計測結果に基づいて、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状を調整することができる。即ち、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状の歪みを要因とするウエハ面での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。従って、ウエハ面での露光光学系の光学特性の悪化により生じるウエハ面上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ面上に良好に露光することができる。
【０１３７】
また、ウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系の光学特性を計測するため、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状の歪みを要因とするウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系の光学特性の悪化を補正することができる。従って、ウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系の光学特性の悪化により生じるウエハ面上における縦方向及び横方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ面上に良好に露光することができる。
【０１３８】
なお、この第３の実施の形態においては、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状を計測しているが、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測してもよい。この場合には、瞳面状態計測装置４３に代えてマスクＭを載置する図示しないマスクステージに瞳面状態計測装置を設置し、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を計測する。この場合には、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを要因とするウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）の光学特性の悪化を補正することができる。従って、ウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系の光学特性の悪化により生じるウエハ面上における縦方向及び横方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ面上に良好に露光することができる。
【０１３９】
また、この第３の実施の形態においては、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状を計測しているが、投影光学系の瞳面での光強度分布及び投影光学系の瞳面での形状のいずれか一方を計測してもよい。この場合においても、ウエハ面における縦方向及び横方向での露光光学系の光学特性の悪化により生じるウエハ面上における縦方向及び横方向との解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ面上に良好に露光することができる。
【０１４０】
次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１３は、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と略同一であるが、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置は瞳面状態調整装置（調整手段）３５と入射側反射型フライアイ光学系６との間にアキシコンミラー５０を備えている。なお、第４の実施の形態の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１４１】
この投影露光装置は、図１３に示すように、照明条件を変更するために照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更するアキシコンミラー（変更手段）５０を備えている。アキシコンミラー５０は、リング状の反射面を有する第１反射部材５０ａ及び円錐状の反射面を有する第２反射部材５０ｂとにより構成されている。瞳面状態調整装置３５を射出したＥＵＶ光は、アキシコンミラー５０を構成する第２反射部材５０ｂにより反射され、第１反射部材５０ａにより反射されて、入射側反射型フライアイ光学系６に入射する。
【０１４２】
ここで、アキシコンミラー５０は、円形状の光束断面を有するＥＵＶ光を輪帯状の光束断面を有するＥＵＶ光に変更する機能を有し、照明光路に対して挿脱可能に設けられている。また、アキシコンミラー５０を構成する第１反射部材５０ａと第２反射部材５０ｂは、入射側反射型フライアイ光学系６に入射する輪帯の内径と輪帯の外径との比を可変とするために、照明光路に沿って相対的に移動可能に設けられている。なお、照明光路に対するアキシコンミラー５０の挿脱及び照明光路に沿った第１反射部材５０ａと第２反射部材５０ｂとの相対移動は、アキシコンミラー駆動装置５２により行われる。
【０１４３】
次に、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法について説明する。図１４は、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法を説明するためのフローチャートである。
【０１４４】
まず、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更することにより照明条件を変更する（ステップＳ２０）。即ち、制御装置１８は、アキシコンミラー駆動装置５２に対して制御信号を出力してアキシコンミラー５０を構成する第１反射部材５０ａと第２反射部材５０ｂを照明光路に沿って相対移動させることにより、入射側反射型フライアイ光学系６に入射する輪帯の内径と輪帯の外径との比を変更する（変更工程）。
【０１４５】
次に、ＶＨ差計測装置４１によりウエハＷ面での投影光学系ＰＬの結像性能を計測する（ステップＳ２１）。即ち、ウエハＷ面における互いに交差する二方向での投影光学系ＰＬの結像性能を計測する。具体的には、ウエハＷ面での所定の方向（以下、縦方向という）における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び所定の方向と直交する方向（以下、横方向）における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する。例えば、マスクＭ面上に設置したテストパターンを照明し、ウエハＷ面上に形成されるテストパターンの像の縦方向における幅及び横方向における幅を計測することにより、縦方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）及び横方向における結像特性（解像力またはコントラスト等）との差を計測する。
【０１４６】
次に、制御装置１８は、瞳面状態調整装置３５が行う投影光学系ＰＬの結像性能の調整量を算出する（ステップＳ２２）。即ち、ステップＳ２１において計測されたウエハＷ面での投影光学系ＰＬの結像性能に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する。例えば、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して付与する回転非対称成分を算出する。
【０１４７】
次に、制御装置１８は、投影光学系ＰＬの結像性能の調整を行う（ステップＳ２３）。即ち、ステップＳ２２において算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置２０により瞳面状態調整装置３５を構成する第１シリンドリカルミラー対３７及び第２シリンドリカルミラー対３９を駆動させることにより投影光学系ＰＬの結像性能の調整を行う（調整工程）。例えば、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して非対称成分として例えば回転非対象成分を付与することにより投影光学系ＰＬの結像性能の調整を行う。
【０１４８】
この第４の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、照明条件の変更に応じて変化する投影光学系の結像性能を調整するため、照明条件の変更による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。また、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して回転非対称成分を付与することにより調整を行うため、照明条件の変更に伴う照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の回転非対称な変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【０１４９】
なお、この第４の実施の形態においては、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して回転非対称成分を付与することにより調整を行っているが、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に対して照明光学系の瞳面における縦方向と横方向での比率を変化させることにより調整を行ってもよい。この場合には、照明条件の変更に伴う照明光学系の瞳面における縦方向と横方向との比率の変化による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする投影光学系の結像性能の悪化を補正することができる。従って、投影光学系の結像性能の悪化により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【０１５０】
また、この第４の実施の形態においては、露光光をＥＵＶ光とする複数の反射部材から構成される投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用しているが、露光光をＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を供給する光源と、多数の屈折部材で構成される屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）または多数の屈折部材と１つ以上の反射部材との組み合わせで構成される反射屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）を備える投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用してもよい。
【０１５１】
次に、図面を参照して、この発明の第５の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１５は、この第５の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この第５の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第４の実施の形態にかかる投影露光装置を構成するＶＨ差計測装置４１を取り除き、光学特性記憶装置（第１記憶手段）５７及び瞳面状態記憶装置（第２記憶手段）５９を備えている。なお、第５の実施の形態の説明においては、第４の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第５の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法の説明においては、第４の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第４の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１５２】
この投影露光装置は、図１５に示すように、各照明条件に応じた露光光学系（照明光学系及び投影光学系ＰＬ）のウエハＷ面での光学特性を記憶する光学特性記憶装置５７、及び各照明条件に応じた露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報を記憶する瞳面状態記憶装置５９を備えている。制御装置（算出手段）１８は、光学特性記憶装置５７に記憶されている各照明条件に応じた露光光学系のウエハＷ面での光学特性、及び瞳面状態記憶装置５９に記憶されている各照明条件に応じた露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、照明条件に対応する露光光学系のウエハＷ面上における光学特性の調整量を算出する。次に、制御装置（調整手段）１８は、算出された調整量に基づいて、駆動装置（駆動手段）２０により瞳面状態調整装置３５を駆動させ、露光光学系のウエハ面上における光学特性の調整を行う。
【０１５３】
次に、この第５の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法について説明する。図１６は、この第５の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法を説明するためのフローチャートである。
【０１５４】
まず、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を変更することにより照明条件を変更する（ステップＳ３０）。即ち、制御装置１８は、アキシコンミラー駆動装置５２に対して制御信号を出力してアキシコンミラー５０を構成する第１反射部材５０ａと第２反射部材５０ｂを照明光路に沿って相対移動させることにより、入射側反射型フライアイ光学系６に入射する輪帯の内径と輪帯の外径との比を変更する（変更工程）。
【０１５５】
次に、制御装置１８は、光学特性記憶装置５７に記憶されている各照明条件に応じた露光光学系のウエハＷ面での光学特性の中から、ステップＳ３０において変更された照明条件に応じた露光光学系のウエハＷ面での光学特性を取得する（ステップＳ３１）。
【０１５６】
次に、制御装置１８は、瞳面状態記憶装置５９に記憶されている各照明条件に応じた露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報の中から、ステップＳ３０において変更された照明条件に応じた露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報を取得する（ステップＳ３２）。
【０１５７】
次に、制御装置１８は、ステップＳ３１において取得した露光光学系のウエハＷ面での光学特性及びステップＳ３２において取得した露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方に関する情報に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う露光光学系のウエハＷ面での光学特性の調整量を算出する（ステップＳ３３）。
【０１５８】
次に、制御装置１８は、露光光学系のウエハＷ面上での光学特性の調整を行う（ステップＳ３４）。即ち、ステップＳ３３において算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置２０により瞳面状態調整装置３５を用いて露光光学系のウエハＷ面上での光学特性の調整を行う（調整工程）。
【０１５９】
この第５の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、照明条件の変更に応じて変化する露光光学系（照明光学系及び投影光学系）のウエハ面での光学特性を調整するため、照明条件の変更による照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の変化を要因とする露光光学系のウエハ面での光学特性の悪化を補正することができる。従って、露光光学系の光学特性の悪化により生じるウエハ面上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像をウエハ面上に良好に露光することができる。
【０１６０】
なお、この第５の実施の形態においては、露光光をＥＵＶ光とする複数の反射部材から構成される投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用しているが、露光光をＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を供給する光源と、多数の屈折部材で構成される屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）または多数の屈折部材と１つ以上の反射部材との組み合わせで構成される反射屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）を備える投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用してもよい。
【０１６１】
また、この第４及び第５の実施の形態においては、円錐形状を有する光学面を備えたアキシコンミラーを用いて輪帯照明を行っているが、角錐形状を有する光学面を備えたアキシコンミラーを用いて多極照明（例えば、４極照明）を行ってもよい。
【０１６２】
また、この第４及び第５の実施の形態においては、輪帯状の光束断面を有するＥＵＶ光の輪帯の内径と輪帯の外径との比を変更することにより照明条件の変更を行っているが、多極状（例えば、４極状）の光束断面を有するＥＵＶ光の局所照明領域の形状を変更してもよい。また、円形状の光束断面を有するＥＵＶ光を輪帯状（多極状）の光束断面を有するＥＵＶ光に変更してもよく、輪帯状（多極状）の光束断面を有するＥＵＶ光を円形状の光束断面を有するＥＵＶ光に変更してもよい。
【０１６３】
また、この第４及び第５の実施の形態においては、輪帯状の光束断面を有するＥＵＶ光の輪帯の内径と輪帯の外径との比をアキシコンミラーを用いて変更することにより照明条件の変更を行っているが、それぞれ開口部の形状が異なる複数の開口絞りを円周状に有するターレット板を備え、照明条件の変更を行ってもよい。即ち、ターレット板が有する複数の開口絞りの中から１つの開口絞りを選択し、ターレット板をターレット板の中心を軸として回転させ、選択された開口絞りを照明光路中に配置する。
【０１６４】
また、この第４及び第５の実施の形態においては、光源とアキシコンミラーとの間に瞳面状態調整装置を配置しているが、アキシコンミラーと入射側反射型フライアイ光学系との間に瞳面状態調整装置を配置してもよい。
【０１６５】
また、この第４及び第５の実施の形態においては、照明条件の変更は、アキシコンミラー５０を構成する部材を可変またはアキシコンミラー５０を照明光路からの挿脱により行っているが、投影光学系ＰＬの瞳位置に配置された可変開口絞りＡＳの開口径の大きさを可変にすることにより、照明条件の変更を行っても良いことは言うまでもない。
【０１６６】
次に、図面を参照して、この発明の第６の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１７は、この第６の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この第６の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置を構成するＶＨ差計測装置４１及び瞳面光強度検出装置４３を取り除き、光学的要因記憶装置（第１記憶手段）６０及び非光学的要因記憶装置（第２記憶手段）６２を備えている。なお、第６の実施の形態の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第６の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第３の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１６７】
この投影露光装置は、図１７に示すように、ウエハＷ上での所定の方向における露光光学系（投影光学系ＰＬ及び照明光学系）の結像性能と前記ウエハＷ上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差の情報であって、露光光学系の光学的要因により生じる露光光学系の結像性能の差の情報を記憶する光学的要因記憶装置６０を備えている。すなわち、光学的要因記憶装置６０は、光学的要因にて引き起こされるウエハＷ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報を記憶している。ここで、光学的要因とは、反射型フライアイ光学系６，８を構成する複数の反射素子の製造誤差、露光装置を構成する複数の反射部材の反射率を向上させるために成膜される膜の反射率の誤差、露光装置を構成する複数の反射部材の曲率半径の誤差等が含まれる。
【０１６８】
また、この投影露光装置は、ウエハＷ上での所定の方向における露光光学系の結像性能とウエハＷ上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差の情報であって、露光光学系の非光学的要因により生じる露光光学系の結像性能の差の情報を記憶する非光学的要因記憶装置６２を備えている。すなわち、非光学的要因記憶装置６２は、非光学的要因にて引き起こされるウエハＷ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報を記憶している。ここで、非光学的要因とは、光学的要因以外の例えば機械的な誤差等が含まれる。機械的な誤差の一例としては、露光時において図１７の紙面に沿った方向にマスクＭとウエハＷとを走査露光する走査型の投影露光装置においては、マスクＭを保持する不図示のマスクステージやウエハＷを保持する不図示のウエハステージの送り誤差等に起因する走査時等の誤差等が挙げられる。
【０１６９】
制御装置（算出手段）１８は、光学的要因記憶装置６０にて記憶されている光学的要因にて引き起こされるウエハ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報、及び非光学的要因記憶装置６２にて記憶されている非光学的要因にて引き起こされるウエハ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報に基づいて、照明条件に対応する露光光学系のウエハＷ面上における光学特性の調整量を算出する。ここで、光学的要因記憶装置６０に記憶されている光学的要因による露光光学系の結像性能の差と非光学的要因記憶装置６２に記憶されている非光学的要因による露光光学系の結像性能の差との重み付けを行い、瞳面状態調整装置３５による調整量を算出する。次に、制御装置（調整手段）１８は、算出された調整量に基づいて、駆動装置（駆動手段）２０により光学特性調整装置５５を駆動させることにより、露光光学系のウエハＷ面上における光学特性の調整を行う。
【０１７０】
次に、この第６の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法について説明する。図１８は、この第６の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【０１７１】
まず、制御装置１８は、光学的要因に関する情報を光学的要因記憶装置６０に記憶させるために、ウエハＷ上での所定の方向における露光光学系の結像性能とウエハＷ上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差の情報であって、露光光学系の光学的要因により生じる露光光学系の結像性能の差の情報を取得する（ステップＳ４０）。
【０１７２】
次に、制御装置１８は、非光学的要因に関する情報を非光学的要因記憶装置６２に記憶させるために、ウエハＷ上での所定の方向における露光光学系の結像性能とウエハＷ上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差の情報であって、露光光学系の非光学的要因により生じる露光光学系の結像性能の差の情報を取得する（ステップＳ４１）。
【０１７３】
次に、制御装置１８は、ステップＳ４０にて取得した光学的要因にて引き起こされるウエハＷ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報、及びステップＳ４１にて取得した非光学的要因にて引き起こされるウエハＷ面上での互いに交差（又は直交）する２方向での露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する（ステップＳ４２）。ここで、ステップＳ４０において取得した光学的要因による露光光学系の結像性能の差とステップＳ４１において取得した非光学的要因による露光光学系の結像性能の差との重み付けを行い、瞳面状態調整装置３５による調整量を算出する（算出工程）。
【０１７４】
次に、制御装置１８は、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の調整を行う（ステップＳ４３）。即ち、ステップＳ４２において算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置２０を介して瞳面状態調整装置３５を構成する第１シリンドリカルミラー対３７及び第２シリンドリカルミラー対３９を相対的な間隔移動または相対的な回転させることにより露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の調整を行う（調整工程）。
【０１７５】
以上においては、図１８を参照しながら、光学的要因と非光学的要因による露光光学系の光学特性（結像特性）を露光装置が自動制御できるように、露光装置を製造する際での初期設定に関する手法について説明したが、本発明は、光学的要因と非光学的要因による露光光学系の光学特性（結像特性）を自動制御できない露光装置に対して適切な初期設定する場合でも良いことは言うまでもない。
【０１７６】
この場合における図１７に示す露光装置は自動制御するための各手段（６０、６２、１８、２０）を搭載しておらず、このように自動制御をしない露光装置の製造方法を以下にて簡単に説明する。
【０１７７】
まず、ステップ４０では、テストマスクを用いて投影光学系ＰＬの光学特性（結像性能）を図示しないウエハステージに設けられた計測装置にて計測し、これにより光学的要因により引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差の情報を求める。または、テストマスクを用いて投影光学系ＰＬによる実際パターン像をウエハＷにテスト露光し、これにより光学的要因により引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差の情報を求める。なお、ステップ４０では、必要に応じて、シミュレーシュンによる計算結果により求められた光学的要因により引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差の情報も求める。
【０１７８】
ステップ４１では、非光学的要因により引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差の情報を求める一例として、マスクＭを保持する図示しないマスクステージやウエハＷを保持する図示しないウエハステージの走査方向での送り誤差等に起因する走査時等の誤差を実験やシミュレーシュンにより求める。
【０１７９】
ステップ４２では、ステップＳ４０にて取得した光学的要因にて引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報、及びステップＳ４１にて取得した非光学的要因にて引き起こされる露光光学系の光学特性（結像特性）の差に関する情報に基づき、露光光学系の光学特性（結像特性）の差を補正できるように、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量をシミュレーシュンにより算出する。
【０１８０】
ステップ４３では、ステップ４２による算出結果に基づき、図１７に示す瞳面状態調整装置３５を構成するシリンドリカルミラー対（３７、３９）の相対回転や相対移動による調整を行う。
【０１８１】
この第６の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、光学的要因による露光光学系（照明光学系及び投影光学系）の結像性能の差及び非光学的要因による露光光学系の結像性能の差に基づいて、露光光学系の瞳面での光強度分布及び露光光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整するため、光学的要因及び非光学的要因により生じる感光性基板上での所定の方向における露光光学系の結像性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差を補正することができる。従って、感光性基板上での所定の方向における露光光学系の結像性能と感光性基板上での所定の方向と交差する方向における露光光学系の結像性能との差により生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の違いの発生を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【０１８２】
なお、この第６の実施の形態においては、露光光をＥＵＶ光とする複数の反射部材から構成される投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用しているが、露光光をＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を供給する光源と、多数の屈折部材で構成される屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）または多数の屈折部材と１つ以上の反射部材との組み合わせで構成される反射屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）を備える投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用してもよい。
【０１８３】
次に、図面を参照して、この発明の第７の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１９は、この第７の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この第７の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する瞳面状態計測装置４３に代えて、瞳面状態設定手段（設定手段）として、投影光学系ＰＬの瞳面またはその近傍にて口径が可変な可変開口絞りＡＳと、この可変開口絞りＡＳの開口径（開口の大きさ）を変化させる駆動装置６４とを備えている。なお、第７の実施の形態の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第７の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法の説明においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第３の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【０１８４】
図１９に示すように、例えば、マスクパターンや照明条件に応じて投影光学系の適切な開口数を設定するために、制御装置１８は、駆動装置６４を介して投影光学系ＰＬ内の可変開口絞りＡＳの適切な開口径を設定する。これにより、投影光学系ＰＬの瞳面での開口部を適切な所望状態に設定、換言すれば、投影光学系ＰＬの瞳面の状態を設定することができる。次に、制御装置１８は、設定された投影光学系ＰＬの瞳面の状態に基づいて、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する調整量を算出する。次に、制御装置１８は、算出された調整量に基づいて、駆動装置２０により瞳面状態調整装置３５を駆動させ、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整する。
【０１８５】
次に、この第７の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法について説明する。図２０は、この第７の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法を説明するためのフローチャートである。
【０１８６】
まず、マスクパターンや照明条件に応じて投影光学系ＰＬの適切な開口数を設定するために、制御装置１８は、駆動装置６４を介して投影光学系ＰＬ内の可変開口絞りＡＳの適切な開口径を設定する（ステップＳ５０）。これにより、投影光学系ＰＬの瞳面での開口部が適切な所望状態に設定され、その結果、投影光学系ＰＬの瞳面の状態が設定される（設定工程）。
【０１８７】
次に、制御装置１８は、ステップＳ５０において設定された投影光学系ＰＬの瞳面の状態に基づいて、瞳面状態調整装置３５が行う照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整量を算出する（ステップＳ５１）。
【０１８８】
次に、制御装置１８は、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を行う（ステップＳ５２）。即ち、ステップＳ５１において算出された瞳面状態調整装置３５による調整量に基づいて、駆動装置２０に対して制御信号の出力を行い、瞳面状態調整装置３５を用いて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の調整を行う（調整工程）。
【０１８９】
この第７の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、投影光学系の瞳面の状態に応じて照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方を調整するため、投影光学系の瞳面の状態の設定の一例としての投影光学系ＰＬの瞳面の変更等を要因とする照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みを補正することができる。従って、照明光学系の瞳面での光強度分布及び照明光学系の瞳面での形状の少なくとも一方の歪みにより生じる感光性基板上における解像力やコントラスト等の悪化を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン像を感光性基板上に良好に露光することができる。
【０１９０】
なお、この第７の実施の形態においては、露光光をＥＵＶ光とする複数の反射部材から構成される投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用しているが、露光光をＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を供給する光源と、多数の屈折部材で構成される屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）または多数の屈折部材と１つ以上の反射部材との組み合わせで構成される反射屈折型の露光光学系（照明光学系及び投影光学系）を備える投影露光装置に瞳面状態調整装置を使用してもよい。
【０１９１】
また、本発明においては、上述の各実施の形態を組み合わせることも可能であることは言うまでもない。例えば、図１に示した偏光調整装置４を図１０、図１３、図１５、図１７及び図１９に示す装置に設けることも可能であり、これにより、偏光の要因及び瞳面の変形等の要因による光学特性の悪化を補正することができる。さらに、図１９に示す瞳面状態設定手段（６４、ＡＳ）を図１０、図１３、図１５、図１７及び図１９に示す装置に設けることも可能である。
【０１９２】
上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光する（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、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図２１のフローチャートを参照して説明する。
【０１９３】
先ず、図２１のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
【０１９４】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【０１９５】
また、上述のマイクロデバイスの製造方法においては、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行っているが、上述の各実施の形態にかかる露光装置の製造方法により製造された露光装置または露光装置の調整方法により調整された露光装置を用いて露光を行ってもよい。この場合においても、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。
【０１９６】
また、上述の各実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２２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２２において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。
【０１９７】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１９８】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。
【０１９９】
なお、上述の液晶表示素子の製造方法においては、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行っているが、上述の各実施の形態にかかる露光装置の製造方法により製造された露光装置または露光装置の調整方法により調整された露光装置を用いて露光を行ってもよい。この場合においても、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。
【０２００】
また、上述の各実施の形態の露光装置の一例を図２３に示す。図２３にはステップ・アンド・スキャーン方式により走査露光動作を行う走査型露光装置の概略構成を示している。図２３に示すように、照明光学系１００からのＥＵＶ光は、マスクステージＭＳに保持された反射型マスクＭに対して僅かながら斜め方向から照明し、マスクＭ上に所定形状の照明領域（例えば円弧形状）が形成される。照明光学系１００により照明されたマスクパターンの像は、投影光学系ＰＬにより所定の縮小倍率（１/４倍、１/６倍等）のもとで、ウエハステージ（基板ステージ）ＷＳに保持されたウエハ（感光性基板）Ｗ上に形成される。露光に際して、マスクステージとウエハステージ（基板ステージ）とは紙面方向（走査方向）に移動することにより、マスクのパターンがウエハ上に転写される。
【０２０１】
ここで、投影光学系ＰＬは、４枚の反射部材（１０６〜１０９）で構成されると共に、像側がテレセントリックに構成されている。なお、投影光学系ＰＬは、４枚の反射部材で構成されるものに限らず、２枚〜８枚の反射部材で構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる偏光調整装置の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる偏光調整装置が備える斜入射ミラーの駆動状態を説明するための図である。
【図４】二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図５】ルテニウム（Ｒｕ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図６】モリブデン（Ｍｏ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。
【図７】第１の実施の形態にかかる偏光調整装置の概略構成を示す図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる偏光調整装置の概略構成を示す図である。
【図９】第２の実施の形態にかかる偏光調整装置の概略構成を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態にかかる投影光学装置の概略構成を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態にかかる瞳面状態調整装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第４の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図１５】第５の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１６】第５の実施の形態にかかる投影露光装置の調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】第６の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１８】第６の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１９】第７の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２０】第７の実施の形態にかかる投影露光装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。
【図２２】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を示すフローチャートである。
【図２３】この発明の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャーン方式の走査型露光装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２０３】
２…光源、４，３０…偏光調整装置、４ａ，４ｂ，２２ａ，２２ｂ…斜入射ミラー、６…入射側反射型フライアイ光学系、８…射出側反射型フライアイ光学系、１０，１２…コンデンサミラー、１４…Ｓ偏光強度検出装置、１６…Ｐ偏光強度検出装置、１８…制御装置、２０…駆動装置、３０ａ，３０ｂ…多層膜ミラー、３５…瞳面状態調整装置、３７…第１シリンドリカルミラー対、３９…第２シリンドリカルミラー対、４１…ＶＨ差計測装置、４３…瞳面状態計測装置、５０…アキシコンミラー、５２…アキシコンミラー駆動装置、５７…光学特性記憶装置、５９…瞳面状態記憶装置、６０…光学的要因記憶装置、６２…非光学的要因記憶装置、６４…駆動装置、ＡＳ…開口絞り、Ｍ…マスク、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ。
【図１】
2005303084.tif 000003
【図２】
2005303084.tif 000004
【図３】
2005303084.tif 000005
【図４】
2005303084.tif 000006
【図５】
2005303084.tif 000007
【図６】
2005303084.tif 000008
【図７】
2005303084.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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