(57)【要約】【課題】露光光にレーザ光を用いて照明条件を切り替える場合に、レーザ光源のパワーを高効率で利用できる露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】露光装置の照明システムＩＳは、レーザ光源１０１と、レーザ光を通過させる導光部ＦＰを有する複数の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２等と、レーザ光源１０１からのレーザ光を複数に分岐させて、それぞれの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２等の入射部ＦＩへ入射させるとともに、レーザ光の分岐比を変更可能な光分岐装置１０２と、それぞれの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２等の出射部ＦＥと、マスクＭを支持するマスクステージ１との間に設けられて、導光ファイバＦ１１、Ｆ１２等の出射部ＦＥから出射したレーザ光を異なる位置で受光してからマスクＭに照射する照明部ＩＬと、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンが形成されたマスクを支持するマスクステージを有し、前記マスクに露光光としてレーザ光を照射する露光装置であって、
入射したレーザ光を出射させる複数の導光経路と、
それぞれの前記導光経路が前記レーザ光を出射する部分と前記マスクステージとの間に設けられて、前記複数の導光経路から出射した前記レーザ光を互いに異なる位置で受光してから前記マスクに照射する照明部と、
前記レーザ光を複数に分岐させてからそれぞれの前記導光経路に入射させ、かつ前記レーザ光の分岐比を変更することにより、少なくとも前記照明部の出射面における照度分布を変更可能な光分岐装置と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光分岐装置を複数備える、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記照明部は、複数のロッドインテグレータを束ねたロッドインテグレータ集合体を有し、それぞれのロッドインテグレータの入射面に、それぞれの前記導光経路の出射部が対向する、請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
それぞれの前記ロッドインテグレータは、長手方向と直交する断面の形状が四角形である、請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
それぞれの前記ロッドインテグレータは、長手方向と直交する断面の形状が六角形である、請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記光分岐装置の分岐比と、前記レーザ光のエネルギーとの少なくとも一方を変更することにより、前記マスクに照射される前記レーザ光の照度の分布を変更する、請求項２から５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
マスクに形成されたパターンをレーザ光で照射し、前記マスクと基板を支持する基板ステージとの間に配置された投影光学系を介して前記基板に照射して露光する露光方法において、
レーザ光を複数の導光経路に分岐し、かつ分岐した前記レーザ光の分岐比を変更する分岐比変更工程と、
それぞれの前記導光経路を通過した前記レーザ光を、それぞれの前記導光経路が前記レーザ光を出射する部分と前記マスクとの間に設けられる照明部の互いに異なる位置に入射させて、前記照明部から前記レーザ光を前記マスクに照射する照射工程と、を含み、
前記分岐比変更工程は、前記分岐比を変更することにより、少なくとも前記照明部の出射面における照度分布を変更することを特徴とする露光方法。
【請求項８】
前記分岐比変更工程においては、
複数のレーザ光をそれぞれ前記複数の導光経路に分岐し、分岐した前記レーザ光の分岐比を、それぞれの前記導光経路毎に変更する、請求項７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記分岐比変更工程においては、
前記分岐比と、前記複数の導光経路に入射するレーザ光のエネルギーとの少なくとも一方を変更することにより、前記マスクに照射される前記レーザ光の照度分布を変更する、請求項８に記載の露光方法。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の露光方法を用いて前記基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像して、転写された前記パターンに対応する露光パターン層を形成する工程と、
前記露光パターン層を介して前記基板を加工する工程と、
を含む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、マスクに形成されたパターンを感光基板の表面に投影露光する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報表示装置として、液晶又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の素子を用いた薄型の表示パネルが多用されている。これらの表示パネルは、薄いガラス基板に透明薄膜電極をフォトリソグラフィ手法でパターンニングすることにより製造されている。このフォトリソグラフィ手法において、マスクに形成されたパターンを感光基板（以下、基板ともいう）に投影露光してパターンニングする露光装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１８１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光装置には、露光光の光源として高圧水銀ランプ又はキセノンランプ等のランプが用いられる。この他に、露光光の光源としてレーザ光源を用いることが提案されている。レーザ光源を用いた照明系で、例えば通常照明と変形照明とを切り替えたり、複数の変形照明間を切り替えたりする場合に、レーザ光源のパワーを効率よく利用したいという要請がある。
【０００５】
本発明の態様は、露光光にレーザ光を用いて照明条件を切り替える場合に、レーザ光源のパワーを高効率で利用できる露光装置、露光方法及びデバイス製造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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、所定のパターンが形成されたマスクを支持するマスクステージを有し、前記マスクに露光光としてレーザ光を照射する露光装置であって、入射したレーザ光を出射させる複数の導光経路と、それぞれの前記導光経路が前記レーザ光を出射する部分と前記マスクステージとの間に設けられて、前記複数の導光経路から出射した前記レーザ光を互いに異なる位置で受光してから前記マスクに照射する照明部と、前記レーザ光を複数に分岐させてからそれぞれの前記導光経路に入射させ、かつ前記レーザ光の分岐比を変更することにより、少なくとも前記照明部の出射面における照度分布を変更可能な光分岐装置と、を含む露光装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、マスクに形成されたパターンをレーザ光で照射し、前記マスクと基板を支持する基板ステージとの間に配置された投影光学系を介して前記基板に照射して露光する露光方法において、レーザ光を複数の導光経路に分岐し、かつ分岐した前記レーザ光の分岐比を変更する分岐比変更工程と、それぞれの前記導光経路を通過した前記レーザ光を、それぞれの前記導光経路が前記レーザ光を出射する部分と前記マスクとの間に設けられる照明部の互いに異なる位置に入射させて、前記照明部から前記レーザ光を前記マスクに照射する照射工程と、を含み、前記分岐比変更工程は、前記分岐比を変更することにより、少なくとも前記照明部の出射面における照度分布を変更する露光方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、上述した露光方法を用いて前記基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像して、転写された前記パターンに対応する露光パターン層を形成する工程と、前記露光パターン層を介して前記基板を加工する工程と、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、露光光にレーザ光を用いて照明条件を切り替える場合に、レーザ光源のパワーを高効率で利用できる露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る露光装置の斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る露光装置を走査方向側から見た図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る露光装置が備える照明システムの概要を示す模式図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る露光装置が備える照明システムの構造を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータの側面図である。
【図７】図７は、図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】図８は、図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の正面図である。
【図１０】図１０は、ロッドインテグレータの出射面における照度分布をシミュレーションによって求めた結果を示す図である。
【図１１】図１１は、ロッドインテグレータの出射面における照度分布をシミュレーションによって求めた結果を示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、ロッドインテグレータ集合体の入射面に対する導光ファイバの配置の変形例を示す正面図である。
【図１７】図１７は、本実施形態の変形例に係る露光装置が備える照明システムの構造を示す図である。
【図１８】図１８は、本実施形態の変形例に係る露光装置が備える照明システムの構造を示す図である。
【図１９】図１９は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の側面図である。
【図２０】図２０は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータの斜視図である。
【図２１】図２１は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の正面図である。
【図２２】図２２は、本実施形態の変形例に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図２３】図２３は、本実施形態の変形例に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図２４】図２４は、本実施形態の変形例に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図２５】図２５は、本実施形態の変形例に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。
【図２６】図２６は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１２】
以下において、下は重力が作用する方向（鉛直方向）側であり、上は重力が作用する方向とは反対方向側である。また、以下においては、露光装置の基板（又は基板を保持する基板ステージ）に照射される露光光の光軸と平行な方向をＺ軸方向、Ｚ軸と直交する平面内の所定方向をＸ軸方向、Ｚ軸と直交する平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と表現する。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向は、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と表現する。まず、露光装置ＥＸの概要を説明する。
【００１３】
＜露光装置＞
図１は、本実施形態に係る露光装置の斜視図である。図２は、本実施形態に係る露光装置を走査方向側から見た図である。図３は、本実施形態に係る露光装置の側面図である。露光装置ＥＸは、マスクステージ１と、基板ステージ２と、マスクステージ駆動システム３と、基板ステージ駆動システム４と、照明システムＩＳと、投影システムＰＳと、制御装置５とを備えている。また、露光装置ＥＸは、ボディ１３を備えている。ボディ１３は、ベースプレート１０と、第１コラム１１と、第２コラム１２とを有する。ベースプレート１０は、例えばクリーンルーム内の支持面（例えば床面）ＦＬ上に防振台ＢＬを介して配置される。第１コラム１１は、ベースプレート１０上に配置される。第２コラム１２は、第１コラム１１上に配置される。ボディ１３は、投影システムＰＳ、マスクステージ１及び基板ステージ２のそれぞれを支持する。投影システムＰＳは、定盤１４を介して第１コラム１１に支持される。マスクステージ１は、第２コラム１２に対して移動可能に支持される。基板ステージ２は、ベースプレート１０に対して移動可能に支持される。
【００１４】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）である。露光装置ＥＸはこのようなものに限定されず、例えば、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であってもよい。
【００１５】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスのパターンが形成されたレチクルを含む。基板Ｐは、基材と、その基材の表面に形成された感光膜（塗布された感光剤）とを含む。基材は、大型のガラスプレートを含み、その一辺の長さ又は対角長（対角線の長さ）は、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基板Ｐの基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形形状のガラスプレートを用いる。
【００１６】
露光装置ＥＸは、導光装置１００と、複数個（本実施形態では７個）の照明光学系としての照明部ＩＬ１〜ＩＬ７とを有する照明システムＩＳを備える。また、露光装置ＥＸは、複数個（本実施形態では７個）の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有する投影システムＰＳを備える。なお、照明光学系及び投影光学系の数は７個に限定されず、例えば、照明システムＩＳが照明光学系を１１個有し、投影システムＰＳが投影光学系を１１個有してもよい。以下においては、必要に応じて、照明部ＩＬ１〜ＩＬ７を第１〜第７照明部ＩＬ１〜ＩＬ７といい、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７という。
【００１７】
次に、照明システムＩＳについて簡単に説明する。照明システムＩＳは、マスクＭを露光光ＥＬで照射するシステムである。照明システムＩＳが有する第１〜第７照明部ＩＬ１〜ＩＬ７は、７個の照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に配置されたマスクＭの少なくとも一部を、ほぼ均一な照度分布の露光光ＥＬで照射する。本実施形態において、照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬは、レーザ光が用いられる。レーザ光は、導光装置１００が有するレーザ光源から出射される。照明システムＩＳの詳細な構造は後述する。
【００１８】
次に、投影システムＰＳについて説明する。投影システムＰＳは、露光光ＥＬで照射されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影するシステムである。投影システムＰＳは、所定の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に露光光ＥＬを投影する複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有する。投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７は、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７から射出された露光光ＥＬが投影される領域である。投影システムＰＳは、異なる７つの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７にそれぞれマスクパターンの像を投影する。投影システムＰＳは、基板Ｐのうち投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に配置された部分に、マスクパターンの像を所定の投影倍率で投影する。
【００１９】
投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、図２に示す第１照明部ＩＬ１により露光光ＥＬで照射されたマスクＭのマスクパターンの像を基板Ｐに投影する。第１投影光学系ＰＬ１は、像面調整部３３と、シフト調整部３４と、２組の反射屈折型光学系３１、３２と、視野絞り３５と、スケーリング調整部３６とを備えている。
【００２０】
照明領域ＩＲ１に照射され、マスクＭを通過した露光光ＥＬは、像面調整部３３に入射する。像面調整部３３は、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向に関する位置）を調整することができる。像面調整部３３は、マスクＭ及び基板Ｐに対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。像面調整部３３は、第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂと、第２光学部材３３Ｂに対して第１光学部材３３Ａを移動させることができる光学系駆動装置とを備えている。
【００２１】
第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとは、気体軸受により、所定のギャップを介して対向する。第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂは、露光光ＥＬを透過するガラス板であり、それぞれくさび形状を有する。図１に示す制御装置５は、光学系駆動装置を動作させて、第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとの位置関係を調整することにより、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置を調整することができる。像面調整部３３を通過した露光光ＥＬは、シフト調整部３４に入射する。
【００２２】
シフト調整部３４は、基板Ｐの表面におけるマスクＭのパターンの像をＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトさせることができる。シフト調整部３４を透過した露光光ＥＬは、１組目の反射屈折型光学系３１に入射する。反射屈折型光学系３１は、マスクＭのパターンの中間像を形成する。反射屈折型光学系３１から射出された露光光ＥＬは、視野絞り３５に入射する。視野絞り３５は、反射屈折型光学系３１により形成されるマスクパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り３５は、投影領域ＰＲ１を規定する。本実施形態において、視野絞り３５は、基板Ｐ上における投影領域ＰＲ１を台形状に規定する。視野絞り３５を通過した露光光ＥＬは、２組目の反射屈折型光学系３２に入射する。
【００２３】
反射屈折型光学系３２は、反射屈折型光学系３１と同様の構造である。反射屈折型光学系３２から射出された露光光ＥＬは、スケーリング調整部３６に入射する。スケーリング調整部３６は、マスクパターンの像の倍率（スケーリング）を調整することができる。スケーリング調整部３６を介した露光光ＥＬは、基板Ｐに照射される。本実施形態において、第１投影光学系ＰＬ１は、マスクパターンの像を、基板Ｐ上に正立等倍で投影するが、これに限定されるものではない。例えば、第１投影光学系ＰＬ１は、マスクパターンの像を拡大又は縮小したり、倒立で投影したりしてもよい。
【００２４】
上述の像面調整部３３、シフト調整部３４及びスケーリング調整部３６により、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性（光学特性）を調整する結像特性調整装置３０が構成される。結像特性調整装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６つの方向に関する第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置を調整可能であり、マスクパターンの像の倍率を調整可能である。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、いずれも同等の構造である。
【００２５】
次に、マスクステージ１について説明する。マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対して移動させる装置である。マスクステージ１は、マスクＭを保持可能なマスク保持部１５を有する。マスク保持部１５は、マスクＭを真空吸着可能なチャック機構を含み、マスクＭを脱着できる。マスク保持部１５は、マスクＭの投影システムＰＳ側の面（パターン形成面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。
【００２６】
マスクステージ駆動システム３は、マスクステージ１を移動させるシステムである。マスクステージ駆動システム３は、例えばリニアモータを含み、第２コラム１２のガイド面１２Ｇ上においてマスクステージ１を移動可能である。マスクステージ１は、マスクステージ駆動システム３の作動により、マスク保持部１５でマスクＭを保持した状態で、ガイド面１２Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。
【００２７】
次に、基板ステージ２について説明する。基板ステージ２は、基板Ｐを保持するとともに、パターン転写装置としての照明システムＩＳ及び投影システムＰＳから照射される露光光ＥＬの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に移動させる。基板ステージ２は、基板Ｐを保持可能な基板保持部１６を有する。基板保持部１６は、基板Ｐを真空吸着可能なチャック機構を含み、基板Ｐが脱着できるようになっている。基板保持部１６は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。
【００２８】
基板ステージ駆動システム４は、基板ステージ２を移動させるシステムである。基板ステージ駆動システム４は、例えばリニアモータを含み、ベースプレート１０のガイド面１０Ｇ上において基板ステージ２を移動可能である。基板ステージ２は、基板ステージ駆動システム４が動作することにより、基板保持部１６で基板Ｐを保持した状態で、ガイド面１０Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６方向に移動可能である。
【００２９】
図３に示すように、基板保持部１６に対して−Ｘ側の基板ステージ２の投影システムＰＳ側における表面には、基準部材４３が配置されている。基準部材４３の投影システムＰＳ側における表面４４は、基板保持部１６に保持された基板Ｐの表面とほぼ同一の平面内に配置される。また、基準部材４３の表面４４に、露光光ＥＬを透過可能な透過部４５が配置されている。基準部材４３の下方（基板ステージ２の内部側）には、透過部４５を透過した光を受光可能な受光装置４６が配置されている。受光装置４６は、透過部４５を介した光が入射するレンズ系４７と、レンズ系４７を介した光を受光する光センサ４８とを有する。本実施形態において、光センサ４８は、撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）を含む。光センサ４８は、受光した光に応じた信号を制御装置５に出力する。
【００３０】
次に、干渉計システム６について説明する。図１及び図２に示すように、干渉計システム６は、マスクステージ１の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ａと、基板ステージ２の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ｂとを有する。レーザ干渉計ユニット６Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計ユニット６Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒを用いて、基板ステージ２の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム６は、レーザ干渉計ユニット６Ａ、６Ｂを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＸ方向に関するマスクステージ１及び基板ステージ２それぞれの位置を計測可能である。
【００３１】
次に、第１検出システム７について説明する。第１検出システム７は、マスクＭの投影システムＰＳ側における面（パターン形成面）のＺ軸方向の位置を検出する。第１検出システム７は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、マスクステージ１に保持されたマスクＭの投影システムＰＳ側の面と対向配置される複数の検出器７Ａ〜７Ｆを有する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面（投影システムＰＳ側における表面）からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第１検出システム７は、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、そのマスクＭの下面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置がＸ軸方向に変位する。受光部の撮像信号は、制御装置５に出力され、制御装置５は、受光部からの信号に基づいて、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３２】
次に、第２検出システム８について説明する。第２検出システム８は、基板Ｐの表面（露光面）におけるＺ軸方向の位置を検出する。第２検出システム８は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数の検出器８Ａ〜８Ｈを有する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に検出光を照射する投射部と、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第２検出システム８は、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、その基板Ｐの表面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置がＸ軸方向に変位する。受光部の撮像信号は、制御装置５に出力され、制御装置５は、受光部からの信号に基づいて、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３３】
次に、アライメントシステム９について説明する。アライメントシステム９は、基板Ｐに設けられた位置マークとしてのアライメントマークを検出し、その位置を計測する。アライメントマークの位置は、例えば、露光装置ＥＸのＸＹ座標系における位置である。アライメントマークは、露光によって基板Ｐに転写されて、基板Ｐの表面に設けられる。本実施形態において、アライメントシステム９は、投影システムＰＳに対してＸ軸方向（走査方向）の−Ｘ側に配置されている。
【００３４】
アライメントシステム９は、いわゆるオフアクシス方式のアライメントシステムである。図３に示すように、アライメントシステム９は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数（本実施形態では６個）の検出器９Ａ〜９Ｆを有する。検出器９Ａ〜９Ｆのそれぞれは、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に配置されたアライメントマークの光学像を取得する顕微鏡及び受光部とを有する。検出器９Ａ〜９Ｆ及び検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６は、走査方向と直交する方向、すなわちＹ軸の方向に配列されている。
【００３５】
次に、制御装置５について説明する。制御装置５は、露光装置ＥＸの動作を制御するとともに、本実施形態に係る露光方法を実行する。制御装置５は、例えば、コンピュータであり、処理部と、記憶部と、入出力部とを有する。処理部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）若しくはハードディスク装置又はこれらを組み合わせたものである。入出力部は、照明システムＩＳ、投影システムＰＳ、干渉計システム６、アライメントシステム９、マスクステージ駆動システム３及び基板ステージ駆動システム４等の機器類と接続するためのインターフェース、入力ポート及び出力ポート等を備えている。処理部は、入出力部を介して露光装置ＥＸの機器類の動作を制御したり、機器類の状態に関する情報又は機器類が検出した検出値等を取得したりする。次に、照明システムＩＳについて詳細に説明する。
【００３６】
＜照明システム＞
図４は、本実施形態に係る露光装置が備える照明システムの概要を示す模式図である。図５は、本実施形態に係る露光装置が備える照明システムの構造を示す図である。図６は、本実施形態に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の側面図である。図７、図８は、図６のＸ−Ｘ断面図である。図９は、本実施形態に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の正面図である。図４に示すように、照明システムＩＳは、露光光ＥＬの光源を含む導光装置１００と、第１〜第７照明部ＩＬ１〜ＩＬ７とを有する。第１〜第７照明部ＩＬ１〜ＩＬ７は、いずれも同様の構造なので、これらを区別する必要がないときには照明部ＩＬという。
【００３７】
導光装置１００は、露光光ＥＬの光源としてのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄと、導光経路としての導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３を有する導光ファイバ群ＦＧと、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄとを含む。照明部ＩＬは、ロッドインテグレータ集合体２０と、レンズ・絞り光学系２１とを含む。本実施形態において、導光装置１００は、４個のレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ及びそれぞれに対応した４個の光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄとを有するが、これらの数は限定されるものではない。
【００３８】
照明部ＩＬは、４個のレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄと、４個の光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄとを含む。本実施形態において、照明システムＩＳは、第１〜第７照明部ＩＬ１〜ＩＬ７を有するので、照明システムＩＳ全体としては、それぞれ２８個のレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄと、２８個の光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄと有する。
【００３９】
レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ及び光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを複数備えることにより、照明システムＩＳは、露光対象の基板Ｐの寸法が大きい場合でも確実に露光することができる。なお、１個の照明部ＩＬが有するレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ及び光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの数は４個に限定されるものではなく、単数でもよいし、５個以上であってもよい。これらの数は、露光対象の寸法によって適宜設定される。
【００４０】
それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光は、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ及び光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにそれぞれ対応した導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３、Ｆ２１〜Ｆ２３、Ｆ３１〜Ｆ３３、Ｆ４１〜Ｆ４３を介してロッドインテグレータ集合体２０に照射される。ロッドインテグレータ集合体２０を通過したレーザ光は、レンズ・絞り光学系２１を通過した後、露光光ＥＬとしてマスクＭの表面に照射される。
【００４１】
レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄは、基板Ｐの露光に必要な波長のレーザ光が得られるものであれば、種類を問わない。例えば、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄとして、半導体レーザ、固体レーザ又はガスレーザ等、様々な種類のレーザを用いることができる。それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄは、いずれも同種かつ同一の仕様なので、以下において、これらを区別する必要がない場合、レーザ光源１０１という。本実施形態において、レーザ光源１０１が出射するレーザ光の波長λは３５５ｎｍであるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
導光経路としての導光ファイバＦ１１〜Ｆ４１、Ｆ１２〜Ｆ４２、Ｆ１３〜Ｆ４３は、レーザ光源１０１からのレーザ光が入射する入射部ＦＩ、入射部ＦＩから入射したレーザ光を通過させる導光部ＦＰ及び導光部ＦＰを通過した前記レーザ光が出射する出射部ＦＥを有する。導光ファイバＦ１１〜Ｆ４１、Ｆ１２〜Ｆ４２、Ｆ１３〜Ｆ４３は、いずれも同一の構造である。以下においては、特に断りがない限り導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３を例として説明する。本実施形態において、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３は、単一の石英導光ファイバであり、ＮＡが０．２、直径が１．２ｍｍ、長さが２ｍである。なお、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３は、このような仕様のものに限定されない。
【００４３】
それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄは、図５に示すように、コリメートレンズ１０３と、第１半波長（λ／２）板１０４と、第１ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッター）１０５と、第２半波長板１０６と、第２ＰＢＳ１０７と、集光レンズ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとを含む。それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄは、いずれも同様の構造なので、以下において、これらを区別する必要がない場合、光分岐装置１０２という。
【００４４】
光分岐装置１０２は、レーザ光源１０１からのレーザ光を複数の系統（本実施形態では３系統）に分岐させて、導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３の入射部ＦＩへ入射させる。また、光分岐装置１０２は、レーザ光源１０１からのレーザ光の分岐比を変更可能である。コリメートレンズ１０３と、第１半波長板１０４と、第１ＰＢＳ１０５と、第２半波長板１０６と、第２ＰＢＳ１０７とは、いずれもレーザ光源１０１から出射されるレーザ光の光路ＡＸＬに配置される。第１ＰＢＳ１０５及び第２ＰＢＳ１０７は、プリズム方式又はミラー方式等、方式は問わない。
【００４５】
コリメートレンズ１０３は、レーザ光源１０１から出射したレーザ光をコリメートして第１半波長板１０４に照射する。第１ＰＢＳ１０５は、第１半波長板１０４を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第１ＰＢＳ１０５を透過したレーザ光は第２半波長板１０６を透過して第２ＰＢＳ１０７へ入射する。第２ＰＢＳ１０７は、第２半波長板１０６を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第１ＰＢＳ１０５で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ａに入射した後、導光ファイバＦ１１（光分岐装置１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいては導光ファイバＦ２１、Ｆ３１、Ｆ４１）の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第２ＰＢＳ１０７で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｂに入射した後、導光ファイバＦ１２（光分岐装置１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいては導光ファイバＦ２２、Ｆ３２、Ｆ４２）の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第２ＰＢＳ１０７を透過したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｃに入射した後、導光ファイバＦ１３（光分岐装置１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいては導光ファイバＦ２３、Ｆ３３、Ｆ４３）の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。
【００４６】
このような構造により、光分岐装置１０２は、レーザ光源１０１からのレーザ光を３系統に分岐することができる。また、光分岐装置１０２は、第１半波長板１０４と第２半波長板１０６との少なくとも一方の回転角度（レーザ光の光路ＡＸＬと直交する平面内における回転角度）を変更することにより、第１ＰＢＳ１０５と第２ＰＢＳ１０７とにおける透過光と反射光との分岐比を変更することができる。その結果、光分岐装置１０２は、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３に入射させるレーザ光の分岐比を変更することができる。
【００４７】
照明部ＩＬは、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３の出射部ＦＥと、マスクＭを支持するマスクステージ１との間に設けられて、複数の導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３の出射部ＦＥから出射したレーザ光を、互いに異なる位置で受光してからマスクＭに照射する。本実施形態において、レーザ光は、ロッドインテグレータ集合体２０に入射してこれを通過した後、レンズ・絞り光学系２１に入射してから露光光ＥＬとしてマスクＭの表面に照射される。
【００４８】
照明部ＩＬが有するロッドインテグレータ集合体２０は、複数のロッドインテグレータＬを束ねたものである。このように、複数のロッドインテグレータＬを束ねることにより、照明部ＩＬをコンパクトにすることができる。図６〜図８に示すように、ロッドインテグレータ集合体２０が有する複数のロッドインテグレータＬは、第１ロッドインテグレータＬ１と第２ロッドインテグレータＬ２とがある。両者を区別する必要がない場合、ロッドインテグレータＬといい、両者を区別する必要がある場合、第１ロッドインテグレータＬ１、第２ロッドインテグレータＬ２という。
【００４９】
図６、図７、図８に示すように、第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２は、いずれも長手方向と直交する断面の形状が四角形であるが、それぞれの形状は異なる。本実施形態において、第１ロッドインテグレータＬ１は、長手方向と直交する断面において、辺ａ、ｂ、ｃ、ｄがそれぞれ５ｍｍ、３．８２５ｍｍ、５ｍｍ、７．６５ｍｍであり、内角θ１、θ２、θ３がそれぞれ１１２．５度、６７．５度、６７．５度であり、長さｌｚは１００ｍｍである。第２ロッドインテグレータＬ２は、長手方向と直交する断面において、辺ａ、ｂ、ｃ、ｄがそれぞれ３．８２５ｍｍ、５ｍｍ、５ｍｍ、３．８２５ｍｍであり、内角θ４、θ５がそれぞれ９０度、１３５度である。残りの内角は、いずれも６７．５度であり、長さｌｚは１００ｍｍである。
【００５０】
第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２は、材質は石英レンズであり、側面、入射面ＬＩ及び出射面ＬＥは光学研磨されている。このような仕様であれば、第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２の入射面ＬＩに入射した光は、これらの内部を最大３回反射して、出射面ＬＥから出射する。なお、第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２は、このような仕様のものに限定されない。
【００５１】
本実施形態では、２種類のロッドインテグレータＬ１、Ｌ２を用いるので、ロッドインテグレータ集合体２０を設計する際の自由度、ロッドインテグレータＬ１、Ｌ２の数の自由度が大きくなる。このため、ロッドインテグレータ集合体２０が有するロッドインテグレータＬ１、Ｌ２の数を１個のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２に属する導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３等の数の倍数とすることができる。このようにすれば、複数のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２を用いた場合、それぞれの光分岐装置１０２に属する導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３等の数を複数の光分岐装置１０２間で同一にすることができる。このようにすれば、後述する通常照明及び変形照明を実現する際に、すべての光分岐装置１０２の分岐比を同様に変更できるとともに、レーザ光源１０１の照度の調整も不要になるか最小限の調整で済むという利点がある。
【００５２】
次に、ロッドインテグレータＬの光学的な作用について説明する。レーザ光源１０１から導光ファイバＦ１１〜Ｈ４４を介して導光された光は、射出方向において、ガウス分布に近い放射強度分布である。本実施形態において、導光ファイバＦ１１〜Ｈ４４からの照明ＮＡは０．２であり、最大３回程度、ロッドインテグレータＬ中を全反射して、出口面から出射する。よって、ガウス分布の放射強度形状が反射によって重なり合い、ロッドインテグレータＬの出射面ＬＥにおいては照度が均一化される。
【００５３】
図１０、図１１は、ロッドインテグレータの出射面における照度分布をシミュレーションによって求めた結果を示す図である。図１０は、図７に示す第１ロッドインテグレータＬ１の評価結果を示し、図１１は、図８に示す第２ロッドインテグレータＬ２の評価結果を示す。両者の仕様は上述した通りである。図１０、図１１は、第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２の出射面ＬＥであって、図７、図８に示すＸ軸上における照度分布を相対値で示してある。図１０、図１１の縦軸は照度比、横軸はＸ軸上における位置（Ｘ軸方向位置、相対値）である。これらの評価結果から、本実施形態の第１ロッドインテグレータＬ１及び第２ロッドインテグレータＬ２は、出射面ＬＥにおいて、照度が均一化されていることが分かる。
【００５４】
次に、図９を用いてロッドインテグレータ集合体２０について説明する。図９は、ロッドインテグレータＬの長手方向からロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩ又は出射面ＬＥを見た状態を示している。図９に示すように、ロッドインテグレータ集合体２０は、８本の第１ロッドインテグレータＬ１と、４本のロッドインテグレータＬ２とを束ねてある。すなわち、ロッドインテグレータ集合体２０は、計１２個のロッドインテグレータＬを有している。本実施形態において、ロッドインテグレータ集合体２０は、８本の第１ロッドインテグレータＬ１がロッドインテグレータ集合体２０の外側に配置され、その内側に４本の第２ロッドインテグレータＬ２が束ねられて配置されている。
【００５５】
図９では、説明のために、それぞれのロッドインテグレータＬの側面間に隙間を設けているが、実際にはそれぞれのロッドインテグレータＬの側面は密接している。ロッドインテグレータＬ中の光はロッドインテグレータＬの壁面で全反射を繰り返しながら、ロッドインテグレータＬの出射面ＬＥへ向かって進行する。このため、それぞれのロッドインテグレータＬの間には空気層が介在するように複数のロッドインテグレータＬが束ねられている。本実施形態において、複数のロッドインテグレータＬが束ねられたロッドインテグレータ集合体２０の断面は、直径に相当する寸法Ｄが２０ｍｍ程度のほぼ八角形となる。ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥは、それぞれのロッドインテグレータＬの境界を除き、全面から一様にＮＡ０．２の光を射出する。
【００５６】
ロッドインテグレータ集合体２０は、それぞれのロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３の出射部ＦＥ、より具体的には出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが対向する。このような構造により、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３によってレーザ光源１０１から導光され、出射部ＦＥの出射面ＦＥＰから出射したレーザ光は、それぞれのロッドインテグレータＬに入射する。本実施形態において、ロッドインテグレータ集合体２０は、４個のレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光が入射される。したがって、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３に加え、導光ファイバＦ２１〜Ｆ２３、導光ファイバＦ３１〜Ｆ３３、導光ファイバＦ４１〜Ｆ４３の出射部ＦＥ、より具体的には出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが、それぞれのロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに対向する。
【００５７】
図９は、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩの中心をＸＹ座標系の原点に合わせて示している。図９に示されているそれぞれのロッドインテグレータＬに付された２桁の数字は、それぞれのロッドインテグレータＬの入射面ＬＩにレーザ光を出射する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３に対応する。例えば、［１１］は導光ファイバＦ１１がレーザ光を出射するロッドインテグレータＬに対応し、［３２］は導光ファイバＦ３２がレーザ光を出射するロッドインテグレータＬに対応する。
【００５８】
ロッドインテグレータ集合体２０は、ＸＹ座標系において第２象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬに光分岐装置１０２Ａからの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３がレーザ光を出射し、第３象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬに光分岐装置１０２Ｂからの導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３がレーザ光を出射する。また、ＸＹ座標系において第４象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬに光分岐装置１０２Ｃからの導光ファイバＦ３１、Ｆ３２、Ｆ３３がレーザ光を出射し、第４象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬに光分岐装置１０２Ｄからの導光ファイバＦ４１、Ｆ４２、Ｆ４３がレーザ光を出射する。このように、本実施形態において、ロッドインテグレータ集合体２０は、隣接する３本のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに、同一のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からのレーザ光の照射を受けて、隣接する３本のロッドインテグレータＬにレーザ光が入射される。
【００５９】
ロッドインテグレータ集合体２０の中心側に配置される４本の第２ロッドインテグレータＬ２にレーザ光を出射するのは、導光ファイバＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ４１である。４本の第２ロッドインテグレータＬ２の外側に配置される８本の第１ロッドインテグレータＬ１にレーザ光を出射するのは、導光ファイバＦ１２、Ｆ１３、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ４２、Ｆ４３である。照明システムＩＳは、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄからの導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３の出射部ＦＥを、ロッドインテグレータ集合体２０が有する複数のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに対向させる。このようにして、照明システムＩＳは、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩの異なる位置に複数の導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３からレーザ光を入射させる。照明システムＩＳは、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの分岐比を変更することにより、それぞれのロッドインテグレータＬの入射面ＬＩが受光するレーザ光の照度を変更することができる。その結果、照明システムＩＳは、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥにおける照度の分布を変更することができる。
【００６０】
次に、レンズ・絞り光学系２１について説明する。図５に示すように、レンズ・絞り光学系２１は、第１リレーレンズ２２と、第２リレーレンズ２３と、フライアイインテグレータ（以下、フライアイ）２４と、σ絞り２５と、コンデンサレンズ２６と、ブラインド２７と、ブラインド結像系２８とを含む。これらは、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥからマスクステージ１に向かって、この順で配置される。
【００６１】
次に、レンズ・絞り光学系２１の仕様の一例を説明する。第１リレーレンズ２２は焦点距離が２０ｍｍ、第２リレーレンズ２３は焦点距離が２００ｍｍである。フライアイ２４は、４ｍｍ角の正方形のエレメントが２０００個程度集合して構成される。フライアイ２４は、焦点距離が２０ｍｍである。σ絞り２５は、絞りの径が２００ｍｍである。コンデンサレンズ２６は、焦点距離が２５０ｍｍである。ブラインド結像系２８は、倍率が２倍であり、マスクＭの表面に１００ｍｍ角の照明領域を照射する。マスクＭの表面において、照明ＮＡ０．２である。このレンズ・絞り光学系２１の仕様は一例であり、これに限定されるものではない。
【００６２】
上述したレンズ・絞り光学系２１の仕様において、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥから射出した光は、第１リレーレンズ２２によってコリメートされ、焦点位置では光の直径が８ｍｍ程度の範囲に分布する。この光は、第２リレーレンズ２３によって１０倍程度に拡大され、フライアイ２４の入射面に投影される。ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥとフライアイ２４の入射面とは光学的に共役な関係である。フライアイ２４の出射面にはフライアイ２４のエレメント毎に２次光源像が形成される。２次光源像から生じた光は、コンデンサレンズ２６によってブラインド２７の表面に矩形の照明領域を形成する。この照明領域は、ブラインド結像系２８によって２倍程度に拡大されてマスクＭの表面に照射される。その結果、マスクＭの表面に、照明領域ＩＲ１等（図１参照）が形成される。照明領域ＩＲ１等は、フライアイ２４の入射面におけるエレメント毎の照度分布が重なり合って平均化されるため、均一化された照度分布が得られる。
【００６３】
照明システムＩＳが有するそれぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄが、いずれも同じ分岐比でレーザ光を分岐させた場合、ロッドインテグレータ集合体２０が有するすべてのロッドインテグレータＬにレーザ光が同じ照度で入射される。このため、ロッドインテグレータ集合体２０は、出射面ＬＥ全体が均一な照度分布となる。上述したように、照明システムＩＳは、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの分岐比を変更することで、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥ（照明部ＩＬの出射面に相当）における照度分布を変更することができる。そして、出射面ＬＥとフライアイ２４の入射面Ｓ１とは共役なので、出射面ＬＥの照度分布に応じてフライアイ２４の入射面Ｓ１も照度分布を変更することができる。これは、フライアイ２４の出射面（フライアイ出射面）Ｓ２の照度分布を変更することになる。その結果、照明部ＩＬが形成する照明領域の照明条件を変更することができる。その結果、照明システムＩＳは、フライアイ出射面Ｓ２全体を均一な照度分布としてマスクＭを照明する通常照明のみならず、フライアイ出射面Ｓ２全体に照度分布を設けることによりマスクＭを照明する変形照明に対しても容易に対応できる。
【００６４】
通常照明を実現する場合、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を１／３：１／３：１／３とする。すなわち、レーザ光源１０１Ａ等のレーザ光が３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等にそれぞれ１／３ずつ分岐されるので、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等のそれぞれのエネルギーは、レーザ光源１０１Ａ等のレーザ光の１／３となる。レーザ光源１０１のレーザ光のエネルギーをＥ、光分岐装置１０２によるレーザ光源１０１のレーザ光の分岐数をＮとすると、分岐後における導光ファイバＦ１１等のエネルギーは、Ｅ／Ｎとなる。すなわち、照明システムＩＳは、同一のレーザ光源１０１のレーザ光から分岐された後におけるレーザ光のエネルギーの和は、分岐数Ｎに関わらず、同一のレーザ光源１０１からのレーザ光のエネルギーに等しくなる。
【００６５】
このようにすることで、照明システムＩＳが有するすべての導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３からロッドインテグレータ集合体２０が有するすべてのロッドインテグレータＬにレーザ光が入射する。すると、出射面ＬＥ全体は、隣接するロッドインテグレータＬの間を除いて一様な照度分布となるので、フライアイ２４の入射面も全体が一様な照度分布となる。その結果、フライアイ出射面Ｓ２、すなわちσ絞り２５の全体にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの表面に形成される照明領域は通常照明となる。次に、変形照明の例を説明する。
【００６６】
＜変形照明の例＞
図１２から図１５は、本実施形態に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。これらの図は、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩから見た状態を示している。図１２に示す例は、輪帯照明と呼ばれる変形照明である。輪体照明は、出射面ＬＥの中央部を消灯し、周辺輪帯部のみからレーザ光を出射させる照明である。輪帯照明を実現する場合、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を０：１／２：１／２とする。すなわち、レーザ光源１０１Ａ等のレーザ光が３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等のうち２本の導光ファイバＦ１２、Ｆ１３等にそれぞれ１／２ずつ分岐されるので、２本の導光ファイバＦ１２、Ｆ１３等のそれぞれの照度は、レーザ光源１０１Ａ等のレーザ光の１／２となる。
【００６７】
このようにすることで、導光ファイバＦ１２、Ｆ１３、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ４２、Ｆ４３からロッドインテグレータ集合体２０の周辺輪帯体部に配置されたそれぞれのロッドインテグレータＬ（Ｌ１）にレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥの周辺輪帯部が一様な照度分布となるので、フライアイ２４の入射面も周辺輪帯部において一様な照度分布が得られる。その結果、σ絞り２５の周辺輪帯部にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの表面に形成される照明領域は輪帯照明となる。
【００６８】
上述したように、照明システムＩＳは、同一のレーザ光源１０１のレーザ光から分岐された後におけるレーザ光のエネルギーの和は、分岐数Ｎに関わらず、同一のレーザ光源１０１からのレーザ光のエネルギーに等しくなる。したがって、通常照明と輪帯照明とで、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥにおけるエネルギーはほぼ同一に保たれる。その結果、照明システムＩＳは、照明条件（本実施形態では通常照明であるか変形照明であるか）に起因する照度低下を抑制できるので、効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。また、照明システムＩＳは、光分岐装置１０２の分岐比を変更するのみで照明条件に起因する照度低下を抑制できるので、簡単な処理で効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。
【００６９】
図１３に示す例は、σ絞り２５の径が小さいときに対応した変形照明（以下、小σ絞り照明という）である。小σ絞り照明を実現する場合、それぞれの光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を１：０：０とする。このようにすることで、導光ファイバＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ４１からロッドインテグレータ集合体２０の中心部に配置されたそれぞれのロッドインテグレータＬ（Ｌ２）にレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥの中心から所定半径の領域であって、ロッドインテグレータ集合体２０の直径よりも小さい小円領域が一様な照度分布となるので、フライアイ２４の入射面も小円領域において一様な照度分布が得られる。その結果、σ絞り２５の中心から小円部にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの表面に形成される照明領域は小σ絞り照明となる。
【００７０】
上述したように、照明システムＩＳは、同一のレーザ光源１０１のレーザ光から分岐された後におけるレーザ光のエネルギーの和は、分岐数Ｎに関わらず、同一のレーザ光源１０１からのレーザ光のエネルギーに等しくなる。したがって、通常照明と小σ絞り照明とで、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥにおけるエネルギーはほぼ同一に保たれる。その結果、照明システムＩＳは、照明条件に起因する照度低下を抑制できるので、効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。また、照明システムＩＳは、光分岐装置１０２の分岐比を変更するのみで照明条件に起因する照度低下を抑制できるので、簡単な処理で効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。
【００７１】
図１４は、２極照明の例を示している。２極照明は、ＸＹ座標系において、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩに、Ｘ軸又はＹ軸に対して両側の２箇所からレーザ光を入射させて、出射面ＬＥにおいて、Ｘ軸又はＹ軸に対して両側の２箇所からレーザ光を出射させることによって、マスクＭの表面に照明領域を形成する照明である。この例では、Ｘ軸に対して両側の２箇所から入射面ＬＩにレーザ光を入射させている。
【００７２】
本実施形態において２極照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ｂにおいて、３本の導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３の分岐比を０：０：１とし、光分岐装置１０２Ｄにおいて、３本の導光ファイバＦ４１、Ｆ４２、Ｆ４３の分岐比を０：０：１とする。また、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｃにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を０：０：０とする。このようにすることで、導光ファイバＦ２３、Ｆ４３からＹ軸の−側に配置されたロッドインテグレータＬ（Ｌ１）と＋側に配置されたロッドインテグレータＬ（Ｌ１）とに、それぞれレーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｄからのレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥは、Ｘ軸の両側からレーザ光を出射する。その結果、マスクＭを照明するときの照明条件は２極照明となる。
【００７３】
２極照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｃにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を０：０：０とする代わりに、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｃに対応するレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｃの出力を０にして、これらから出射されるレーザ光の照度を０にしてもよい。このようにすると、照明に寄与しないレーザ光源１０１の電力消費を０にできるという利点がある。
【００７４】
２極照明を実現する場合、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を０：０：０とすれば、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｃに対応するレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｃの出力を０にする必要はなくなる。この場合、照明に寄与しないレーザ光源１０１の電力消費を抑制することはできないが、光分岐装置１０２の分岐比を変更するのみで通常照明及び他の変形照明を実現できるので、照明形式の変更時における応答性に優れるという利点がある。
【００７５】
このように、本実施形態では、光分岐装置１０２の分岐比と、レーザ光源１０１が出射するレーザ光の照度との少なくとも一方を変更することにより、マスクＭに照射される照明光束の分布、すなわち照明領域における照明条件を変更することができる。
【００７６】
図１５は、４極照明の例を示している。４極照明は、ＸＹ座標系において、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩに、Ｘ軸に対して両側の２箇所及びＹ軸に対して両側の２箇所の計４箇所からレーザ光を入射させ、出射面ＬＥにおいて、前記４箇所に対応する箇所からレーザ光を出射させることによって、マスクＭを照明する照明条件である。
【００７７】
本実施形態において４極照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄにおいて、３本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の分岐比を０：０：１とする。このようにすることで、導光ファイバＦ１３、Ｆ２３、Ｆ３３、Ｆ４３から、Ｘ軸に対して両側の２箇所及びＹ軸に対して両側の２箇所の計４箇所のロッドインテグレータＬ（Ｌ１）に、それぞれレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥは、Ｘ軸に対して両側の２箇所及びＹ軸に対して両側の２箇所の計４箇所からレーザ光を出射する。その結果、マスクＭの表面に形成される照明条件は４極照明となる。
【００７８】
図１６は、ロッドインテグレータ集合体の入射面に対する導光ファイバの配置の変形例を示す正面図である。上述した例は、隣接する３本のロッドインテグレータＬに対して、同一のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが対向するように配置した。本実施形態においては、このような配置に限定されるものではなく、同一のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等を隣接しないロッドインテグレータＬに対して配置してもよい。
【００７９】
図１６に示すロッドインテグレータ集合体２０は、ＸＹ座標系の各象限に配置されている、隣接する３本のロッドインテグレータＬに対して、異なるレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からの導光ファイバＦ１１等の出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが対向するように配置した。この例では、ＸＹ座標系において第２象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに導光ファイバＦ１３、Ｆ２２、Ｆ３１の出射面ＦＥＰが対向するように配置し、第３象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに導光ファイバＦ１１、Ｆ３３、Ｆ４２の出射面ＦＥＰが対向するように配置する。また、第４象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに導光ファイバＦ１２、Ｆ２３、Ｆ４１の出射面ＦＥＰが対向するように配置し、第１象限に配置されている３本のロッドインテグレータＬの入射面ＬＩに導光ファイバＦ２１、Ｆ３２、Ｆ４３の出射面ＦＥＰが対向するように配置する。
【００８０】
このようにすると、ロッドインテグレータ集合体２０は、ＸＹ座標系のそれぞれの象限に配置されている、隣接する３本のロッドインテグレータＬに、異なるレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からレーザ光が出射される。例えば、経時変化等によってそれぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄが出射するレーザ光の照度にばらつきが発生した場合、この例によれば、そのばらつきがロッドインテグレータ集合体２０の出射面ＬＥ全体に分散される。その結果、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄが出射するレーザ光のエネルギーにばらつきが発生しても、マスクＭの表面に形成される照明領域における照度のばらつきを抑制できる。
【００８１】
隣接する３本のロッドインテグレータＬに対して、同一のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３等の出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが対向するように配置する場合において、レーザ光源１０１の経時変化の影響を低減する制御を説明する。この場合、それぞれのレーザ光源１０１の照度を検出する照度計を用い、制御装置５は、前記照度計が検出したそれぞれのレーザ光源１０１の照度に基づき、すべてのレーザ光源１０１の照度が同一になるようにレーザ光源１０１を制御する。このようにすれば、レーザ光源１０１の経時変化等に起因する照度のばらつきを抑制することができる。図１６を用いて説明した配置にこの制御を適用すると、レーザ光源１０１の経時変化等に起因する照度のばらつきをより効果的に抑制することができる。
【００８２】
上述したロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩに対する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３の配置では、通常照明及び変形照明のいずれも、光分岐装置１０２が分岐比を変更することで対応できる。しかし、ロッドインテグレータ集合体２０の入射面ＬＩに対する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４３の配置によっては、レーザ光源１０１のＯＮ／ＯＦＦを用いて照明条件を変更してもよいし、レーザ光源１０１のＯＮ／ＯＦＦと光分岐装置１０２による分岐比の変更との両方で照明条件を変更してもよい。
【００８３】
＜露光方法＞
次に、本実施形態に係る露光方法を説明する。本実施形態に係る露光方法は、マスクＭに形成されたパターンをレーザ光で照射し、マスクＭと基板Ｐを支持する基板ステージ２との間に配置された投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介して基板Ｐに照射して露光する露光方法であって、上述した露光装置ＥＸが実現する。まず、露光装置ＥＸの光分岐装置１０２は、レーザ光源１０１からのレーザ光を複数の導光経路としての導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３等に分岐するとともに、分岐したレーザ光の分岐比を変更する分岐比変更工程を実行する。分岐比は、照明条件によって変更される。
【００８４】
次に、露光装置ＥＸは、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３等を通過したレーザ光を、照明部ＩＬ、より具体的にはロッドインテグレータ集合体２０の異なる位置に入射させるとともに、照明部ＩＬからレーザ光をマスクＭに照射する照射工程を実行する。分岐比変更工程において、光分岐装置１０２は、複数のレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ等からのレーザ光をそれぞれ複数の導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３、Ｆ２１〜Ｆ２３等に分岐するとともに、分岐したレーザ光の分岐比を、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１３、Ｆ２１〜Ｆ２３等毎に変更する。また、分岐比変更工程において、露光装置ＥＸは、分岐比と、レーザ光源１０１が出射するレーザ光のエネルギーとの少なくとも一方を変更することにより、マスクＭの表面に形成される照明領域における照明条件を変更する。
【００８５】
本実施形態は、複数のロッドインテグレータ集合体２０を用いたが、ロッドインテグレータ集合体２０は単数であってもよい。この場合、ロッドインテグレータ集合体２０から出射したレーザ光を分岐させる光学系を用いて複数のレンズ・絞り光学系２１に導く。ロッドインテグレータ集合体２０には、複数のレーザ光源１０１及び光分岐装置１０２からレーザ光が導光されるが、ロッドインテグレータ集合体２０の数が少なくなれば、その分レーザ光源１０１及び光分岐装置１０２の数を低減できるので、コスト低減及び装置のコンパクト化という利点が得られる。
【００８６】
＜照明システムの変形例＞
図１７、図１８は、本実施形態の変形例に係る露光装置が備える照明システムの構造を示す図である。図１９は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の側面図である。図２０は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータの斜視図である。図２１は、本実施形態の変形例に係る照明システムの照明装置が有するロッドインテグレータ集合体の正面図である。本変形例の照明システムＩＳａは、次の点が上述した実施形態の照明システムＩＳと異なる。まず、照明システムＩＳａの導光装置１００ａが有する光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａが、レーザ光源１０１Ａ〜１０１Ｄのレーザ光を４系統又は５系統に分岐させる。また、本変形例は、照明システムＩＳａの照明部ＩＬａ（ＩＬ１ａ〜ＩＬ７ａ）が有するロッドインテグレータ集合体２０ａが、長手方向と直交する平面で切った断面が六角形（正六角形）のロッドインテグレータＬａを複数組み合わせて構成される。他の点は、上述した実施形態の照明システムＩＳと同様である。
【００８７】
照明システムＩＳａは、図１７に示す光分岐装置１０２Ａａと、図１８に示す光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａとを有する。光分岐装置１０２Ａａは、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光を４系統に分岐させる。光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａは、それぞれ、レーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光を５系統に分岐させる。
【００８８】
図１７に示すように、光分岐装置１０２Ａａは、コリメートレンズ１０３と、第１半波長板１０４と、第１ＰＢＳ１０５と、第２半波長板１０６と、第２ＰＢＳ１０７と、第３半波長板１０８と、第３ＰＢＳ１０９と、集光レンズ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄとを含む。コリメートレンズ１０３は、レーザ光源１０１から出射したレーザ光をコリメートして第１半波長板１０４に照射する。第１ＰＢＳ１０５は、第１半波長板１０４を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第１ＰＢＳ１０５を透過したレーザ光は第２半波長板１０６を透過して第２ＰＢＳ１０７へ入射する。第２ＰＢＳ１０７は、第２半波長板１０６を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第２ＰＢＳ１０７を透過したレーザ光は第３半波長板１０８を透過して第３ＰＢＳ１０９へ入射する。第３ＰＢＳ１０９は、第３半波長板１０８を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。
【００８９】
第１ＰＢＳ１０５で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ａに入射した後、導光ファイバＦ１１の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第２ＰＢＳ１０７で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｂに入射した後、導光ファイバＦ１２の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第３ＰＢＳ１０９で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｃに入射した後、導光ファイバＦ１３の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第３ＰＢＳ１０９を透過したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｄに入射した後、導光ファイバＦ１４の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。
【００９０】
このような構造により、光分岐装置１０２Ａａは、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光を４系統に分岐させることができる。また、光分岐装置１０２Ａａは、第１半波長板１０４と第２半波長板１０６と第３半波長板１０８との少なくとも１個の回転角度（レーザ光の光路ＡＸＬと直交する平面内における回転角度）を変更することにより、第１ＰＢＳ１０５と第２ＰＢＳ１０７と第３ＰＢＳ１０９とにおける透過光と反射光との分岐比を変更することができる。その結果、光分岐装置１０２Ａａは、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１４に入射させるレーザ光の分岐比を変更することができる。
【００９１】
図１８に示すように、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａは、コリメートレンズ１０３と、第１半波長板１０４と、第１ＰＢＳ１０５と、第２半波長板１０６と、第２ＰＢＳ１０７と、第３半波長板１０８と、第３ＰＢＳ１０９と、第４半波長板１１０と、第４ＰＢＳ１１１と、集光レンズ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅとを含む。
【００９２】
コリメートレンズ１０３は、レーザ光源１０１から出射したレーザ光をコリメートして第１半波長板１０４に照射する。第１ＰＢＳ１０５は、第１半波長板１０４を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第１ＰＢＳ１０５を透過したレーザ光は第２半波長板１０６を透過して第２ＰＢＳ１０７へ入射する。第２ＰＢＳ１０７は、第２半波長板１０６を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第２ＰＢＳ１０７を透過したレーザ光は第３半波長板１０８を透過して第３ＰＢＳ１０９へ入射する。第３ＰＢＳ１０９は、第３半波長板１０８を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。第３ＰＢＳ１０９を透過したレーザ光は第４半波長板１１０を透過して第４ＰＢＳ１１１へ入射する。第４ＰＢＳ１１１は、第４半波長板１１０を透過したレーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。
【００９３】
第１ＰＢＳ１０５で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ａに入射した後、導光ファイバＦ２１、Ｆ３１、Ｆ４１の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第２ＰＢＳ１０７で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｂに入射した後、導光ファイバＦ２２、Ｆ３２、Ｆ４２の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第３ＰＢＳ１０９で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｃに入射した後、導光ファイバＦ２３、Ｆ３３、Ｆ４３の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第４ＰＢＳ１１１で反射したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｄに入射した後、導光ファイバＦ２４、Ｆ３４、Ｆ４４の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。第４ＰＢＳ１１１を透過したレーザ光は、集光レンズ１２０Ｅに入射した後、導光ファイバＦ２５、Ｆ３５、Ｆ４５の入射部ＦＩの入射面ＦＩＰに入射する。
【００９４】
このような構造により、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａは、レーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光を５系統に分岐させることができる。また、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａは、第１半波長板１０４と第２半波長板１０６と第３半波長板１０８と第４半波長板１１０との少なくとも１個の回転角度（レーザ光の光路ＡＸＬと直交する平面内における回転角度）を変更することにより、第１ＰＢＳ１０５と第２ＰＢＳ１０７と第３ＰＢＳ１０９と第４ＰＢＳ１１１とにおける透過光と反射光との分岐比を変更することができる。その結果、光分岐装置１０２Ｂａ、Ｃａ、Ｄａは、導光ファイバＦ２１〜Ｆ４５に入射させるレーザ光の分岐比を変更することができる。
【００９５】
次に、図１９、図２０を用いて、ロッドインテグレータ集合体２０ａについて説明する。照明システムＩＳａの照明部ＩＬａ（ＩＬ１ａ〜ＩＬ７ａ）が有するロッドインテグレータ集合体２０ａは、図２０に示すような長手方向と直交する平面で切った断面が正六角形のロッドインテグレータＬを複数本（本変形例では１９本）束ねたものである。１９本のロッドインテグレータＬａは密接し、束ねて固定される。１９本のロッドインテグレータＬａが束ねられて作られたロッドインテグレータ集合体２０ａは、直径に相当する寸法が２０ｍｍ程度である。ロッドインテグレータＬａの本数は１９本に限定されるものではなく、露光装置ＥＸ又は照明システムＩＳａの仕様に応じて適宜変更することができる。
【００９６】
上述した実施形態のロッドインテグレータ集合体２０は、２種類のロッドインテグレータＬ１、Ｌ２が必要であったが、本変形例のロッドインテグレータ集合体２０ａは、１種類のロッドインテグレータＬａで作ることができる。このため、ロッドインテグレータＬａの共通化を図ることができるので、製造コストの低減及び補修品の在庫管理の簡略化といった利点がある。
【００９７】
ロッドインテグレータＬａは、長さが１００ｍｍである。また、ロッドインテグレータＬａの材質は石英レンズであり、側面、入射面ＬＩ及び出射面ＬＥは光学研磨されている。このような仕様であれば、ロッドインテグレータＬａに入射面ＬＩから入射した光は、これらの内部を最大３回反射して、出射面ＬＥから射出する。なお、ロッドインテグレータＬａは、このような仕様のものに限定されない。
【００９８】
上述したように、照明システムＩＳａは、光分岐装置１０２Ａａがレーザ光源１０１Ａからのレーザ光を４系統の導光ファイバＦ１１〜Ｆ１４に分岐させ、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａがレーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄからのレーザ光をそれぞれ５系統の導光ファイバＦ２１〜Ｆ２５、Ｆ３１〜Ｆ３５、Ｆ４１〜Ｆ４５に分岐させる。したがって、照明システムは、計１９本の導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５を有する。
【００９９】
図１９に示すように、照明システムＩＳａが備えるロッドインテグレータ集合体２０ａは、それぞれのロッドインテグレータＬａの入射面ＬＩに、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５の出射部ＦＥ、より具体的には出射部ＦＥの出射面ＦＥＰが対向する。このような構造により、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５によってレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄから導光され、出射部ＦＥの出射面ＦＥＰから出射したレーザ光は、それぞれのロッドインテグレータＬａの入射面ＬＩから入射する。それぞれのロッドインテグレータＬａを通過したレーザ光は、それぞれの出射面ＬＥから出射した後、レンズ・絞り光学系２１に入射する。レンズ・絞り光学系２１を通過したレーザ光は、露光光ＥＬとしてマスクＭの表面に照射する。
【０１００】
次に、図２１を用いてロッドインテグレータ集合体２０ａが有するそれぞれのロッドインテグレータＬａに対する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５の配置を説明する。図２１は、ロッドインテグレータ集合体２０ａの出射面ＬＥの中心をＸＹ座標系の原点に合わせて示している。図２１に示されているそれぞれのロッドインテグレータＬａに付された２桁の数字は、それぞれのロッドインテグレータＬａの入射面ＬＩにレーザ光を出射する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５に対応する。
【０１０１】
ロッドインテグレータ集合体２０ａは、点線で囲まれた領域に存在する、隣接した４本又は５本のロッドインテグレータＬａに、それぞれの光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａから、導光ファイバＦ１１〜Ｆ１４、Ｆ２１〜Ｆ２５、Ｆ３１〜Ｆ３５、Ｆ４１〜Ｆ４５を介してレーザ光が導光される。具体的には、ＸＹ座標系においてＹ軸をまたがって第１象限と第２象限との両方に配置されている４本のロッドインテグレータＬａには、光分岐装置１０２Ａａからの導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４がレーザ光を出射する。Ｘ軸をまたがって第２象限と第３象限との両方に配置されている５本のロッドインテグレータＬａには、光分岐装置１０２Ｂａからの導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５がレーザ光を出射する。Ｙ軸をまたがって第３象限と第４象限とに配置されている５本のロッドインテグレータＬａには、光分岐装置１０２Ｃａからの導光ファイバＦ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５がレーザ光を出射する。Ｘ軸をまたがって第３象限と第４象限とに配置されている５本のロッドインテグレータＬａには、光分岐装置１０２Ｄからの導光ファイバＦ４１、Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ４４、Ｆ４５がレーザ光を出射する。
【０１０２】
このように、本変形例において、ロッドインテグレータ集合体２０ａは、隣接する４本又は５本のロッドインテグレータＬａの入射面ＬＩに、同一のレーザ光源１０１Ａ及び光分岐装置１０２Ａａ等からのレーザ光の照射を受けて、レーザ光が入射される。本変形例において、それぞれのロッドインテグレータＬａに対する導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５の配置はこのようなものには限定されない。例えば、同一のレーザ光源１０１Ａ及び光分岐装置１０２Ａａ等からのレーザ光が入射される複数のロッドインテグレータＬａは、少なくとも一部が隣接しないようにしてもよい。この点は、上述した実施形態と同様である。
【０１０３】
ロッドインテグレータ集合体２０ａの中心側に配置される７本のロッドインテグレータＬａにレーザ光を出射するのは、導光ファイバＦ１１、Ｆ２５、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ３５、Ｆ４１、Ｆ４５である。中心側における７本のロッドインテグレータＬａの外側に配置される１２本のロッドインテグレータＬａにレーザ光を出射するのは、導光ファイバＦ１３、Ｆ１２、Ｆ２３、Ｆ２２、Ｆ２４、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ４４、Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ１４である。
【０１０４】
照明システムＩＳａは、それぞれの光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａの分岐比を変更することにより、それぞれのロッドインテグレータＬａの入射面ＬＩが受光するレーザ光のエネルギーを変更することができる。このため、照明システムＩＳａは、ロッドインテグレータ集合体２０ａの出射面ＬＥにおける照度の分布を変更することができる。したがって、照明システムＩＳａは、照明部ＩＬが形成する照明領域の照明条件を変更することができる。このように、照明システムＩＳａは、上述した実施形態の照明システムＩＳと同様に、通常照明及び変形照明の両方を実現することができる。
【０１０５】
通常照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａは、４本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４の分岐比を１／４：１／４：１／４：１／４とする。光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａは、５本の導光ファイバＦ２１〜Ｆ２５、Ｆ３１〜Ｆ３５、Ｆ４１〜Ｆ４５の分岐比を、１／５：１／５：１／５：１／５：１／５とする。このようにすることで、照明システムＩＳａが有するすべての導光ファイバＦ１１〜Ｆ４５からロッドインテグレータ集合体２０ａが有するすべてのロッドインテグレータＬａにレーザ光が入射する。すると、出射面ＬＥ全体は、隣接するロッドインテグレータＬａの間を除いて一様な照度分布となるので、レンズ・絞り光学系２１が有するフライアイ２４（図５参照）の入射面も全体が一様な照度分布となる。その結果、σ絞り２５の全体にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの表面に形成される照明条件は通常照明となる。次に、変形照明の例を説明する。
【０１０６】
＜変形照明の例＞
図２２から図２５は、本実施形態の変形例に係る照明システムによって実現できる変形照明の例を示す模式図である。これらの図は、ロッドインテグレータ集合体２０ａの入射面ＬＩから見た状態を示している。図２２は、輪帯照明を示す。輪帯照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａは、４本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４の分岐比を０：１／３：１／３：１／３とする。光分岐装置１０２Ｂａは、５本の導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５の分岐比を０：１／３：１／３：１／３：０とする。光分岐装置１０２Ｃａ、１０２Ｄａも光分岐装置１０２Ｂａと同様である。
【０１０７】
このようにすることで、導光ファイバＦ１３、Ｆ１２、Ｆ２３、Ｆ２２、Ｆ２４、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ４４、Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ１４からロッドインテグレータ集合体２０ａの周辺輪帯部に配置されたそれぞれのロッドインテグレータＬａにレーザ光が入射する。すると、図２２に示すように、出射面ＬＥの周辺輪帯部が一様な照度分布となるので、図５に示すフライアイ２４の入射面も周辺輪帯部において一様な照度分布が得られる。その結果、図５に示すσ絞り２５の周辺輪帯部にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの照明条件は輪帯照明となる。
【０１０８】
図２３に示す例は、小σ絞り照明である。小σ絞り照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａは、４本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４の分岐比を１：０：０：０とする。光分岐装置１０２Ｂａは、５本の導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５の分岐比を、１／２：０：０：０：１／２とする。光分岐装置１０２Ｃａ、１０２Ｄａも光分岐装置１０２Ｂａと同様である。
【０１０９】
このようにすることで、導光ファイバＦ１１、Ｆ２５、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ３５、Ｆ４１、Ｆ４５からロッドインテグレータ集合体２０ａの中心部に配置されたそれぞれのロッドインテグレータＬａにレーザ光が入射する。すると、図２３に示すように、出射面ＬＥの中心から所定半径の領域であって、ロッドインテグレータ集合体２０ａの直径よりも小さい小円領域が一様な照度分布となるので、図５に示すフライアイ２４の入射面も小円領域において一様な照度分布が得られる。その結果、図５に示すσ絞り２５の中心から小円部にわたって２次光源像が形成されるので、マスクＭの表面に形成される照明条件は小σ絞り照明となる。
【０１１０】
図２４は、２極照明の例を示している。本変形例において２極照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａにおいて、４本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４の分岐比を０：１／３：１／３：１／３とし、光分岐装置１０２Ｃａにおいて、５本の導光ファイバＦ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５の分岐比を０：１／３：１／３：１／３：０とする。また、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｄａにおいて、５本の導光ファイバの分岐比を０：０：０：０：０とする。なお、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｄａに対応するレーザ光源１０２Ｂ、１０２ＤはＯＦＦにしてもよい。このようにすることで、Ｙ軸の−側に配置されたロッドインテグレータＬａと＋側に配置されたロッドインテグレータＬａとに、導光ファイバＦ１２、Ｆ１３、Ｆ１４と導光ファイバＦ３２、Ｆ３３、Ｆ３４とからそれぞれレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｃからのレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０ａの出射面ＬＥは、Ｘ軸の両側の位置からレーザ光を出射する。その結果、マスクＭの照明条件は２極照明となる。
【０１１１】
図２５は、４極照明の例を示している。本変形例において４極照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａにおいて、４本の導光ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４の分岐比を０：０：１：０とし、光分岐装置１０２Ｂａにおいて、５本の導光ファイバＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５の分岐比を０：１：０：０：０とする。光分岐装置１０２Ｃａ、１０２Ｄａも光分岐装置１０２Ｂａと同様である。
【０１１２】
このようにすることで、導光ファイバＦ１３、Ｆ３２からはＸ軸に対して両側の２箇所のロッドインテグレータＬａに、導光ファイバＦ２２、Ｆ４２からはＹ軸に対して両側の２箇所のロッドインテグレータＬａに、それぞれレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｃ、１０１Ｂ、１０１Ｄからのレーザ光が入射する。すると、ロッドインテグレータ集合体２０ａの出射面ＬＥは、Ｘ軸に対して両側の２箇所及びＹ軸に対して両側の２箇所の計４箇所からレーザ光を出射する。その結果、マスクＭの照明条件は４極照明となる。
【０１１３】
本変形例において、通常照明又は小σ絞り照明を実現する場合、照明システムＩＳａが有する複数の光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等の間、具体的には光分岐装置１０２Ａａと光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａとの間で分岐数（又は分岐比）が異なる。これに起因して、通常照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａは、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光を４本の導光ファイバＦ１１〜Ｆ１４に等配分で分岐させるので、それぞれの導光ファイバＦ１１〜Ｆ１４の照度は、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光の１／４となる。光分岐装置１０２Ｂａは、レーザ光源１０１Ｂからのレーザ光を５本の導光ファイバＦ２１〜Ｆ２５に等配分で分岐させるので、それぞれの導光ファイバＦ２１〜Ｆ２５の照度は、レーザ光源１０１Ｂからのレーザ光の１／５となる。光分岐装置１０２Ｃａ、１０２Ｄａも、光分岐装置１０２Ｂａと同様である。
【０１１４】
小σ絞り照明を実現する場合、光分岐装置１０２Ａａは、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光を１本の導光ファイバＦ１１に導くので、導光ファイバＦ１１の照度は、レーザ光源１０１Ａからのレーザ光に等しくなる。光分岐装置１０２Ｂａは、レーザ光源１０１Ｂからのレーザ光を２本の導光ファイバＦ２１、Ｆ２５に分岐させるので、それぞれの導光ファイバＦ２１、Ｆ２５の照度は、レーザ光源１０１Ｂからのレーザ光の１／２となる。光分岐装置１０２Ｃａ、１０２Ｄａも、光分岐装置１０２Ｂａと同様である。
【０１１５】
このように、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのエネルギーが同一であると、通常照明及び小σ絞り照明を実現する場合において、ロッドインテグレータ集合体２０ａは、光分岐装置１０２Ａからのレーザ光が入射する部分と、光分岐装置１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄからのレーザ光が入射する部分とで照度が異なる可能性がある。これを回避するため、通常照明及び小σ絞り照明を実現する場合、図１等に示す制御装置５は、分岐比を変更するとともに、レーザ光源１０１Ａの照度と、レーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのエネルギーとを調整することが好ましい。
【０１１６】
レーザ光源１０１Ａの照度をＥａ、レーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１ＤのエネルギーをＥｂ、レーザ光源１０１Ａのレーザ光を分岐させる光分岐装置１０２Ａａの分岐数をＮａ、レーザ光源１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのレーザ光を分岐させる光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａの分岐数をＮｂとする。分岐数Ｎａは、光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等がレーザ光を実際に分岐させる数である。例えば、通常照明において、光分岐装置１０２Ａａの分岐数Ｎａは４であり、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｃｂの分岐数Ｎａは５である。また、小σ絞り照明において、光分岐装置１０２Ａａの分岐数Ｎｂは１であり、光分岐装置１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｃｂの分岐数Ｎｂは２である。
【０１１７】
通常照明及び小σ絞り照明を実現する場合、制御装置５は、Ｅａ／Ｅｂ＝Ｎａ／Ｎｂとなるように、それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄの照度及びそれぞれの光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａを制御することが好ましい。すなわち、ロッドインテグレータ集合体２０ａが有する複数のロッドインテグレータＬａのうち、出射面ＬＥからレーザ光を出射しているものについてはそれぞれの出射面ＬＥにおけるエネルギーが同一になるようにする。このようにすれば、通常照明及び小σ絞り照明を実現する場合、ロッドインテグレータ集合体２０ａは、異なる光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等からのレーザ光が入射する部分間における照度のばらつきが低減される。その結果、フライアイ出射面Ｓ２の照度ムラを低減することができる。
【０１１８】
また、Ｅａ／Ｅｂ＝Ｎａ／Ｎｂとなるように、それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ等の照度及びそれぞれの光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等を制御することにより、照明条件が変化した場合でも、ロッドインテグレータ集合体２０ａの出射面ＬＥにおける照度はほぼ同一に保たれる。その結果、照明システムＩＳａは、照明条件に起因する照度低下を抑制できるので、効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。なお、分岐数Ｎａ、Ｎｂが固定である場合、すなわち、光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等はレーザ光を実際に分岐させる数を変更しない場合、Ｅａ／Ｅｂ＝Ｎａ／Ｎｂとなるようなレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄを予め選択してもよい。
【０１１９】
このように、本変形例では、光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等の分岐比と、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ等が出射するレーザ光の照度との少なくとも一方を変更することにより、マスクＭに照射される照明光の分布、すなわち照明領域における照明条件を変更することができる。この場合、第１半波長板１０４及び第１ＰＢＳ１０５等によるレーザ光の減衰を考慮して、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのエネルギーを調整することが好ましい。このようにすれば、フライアイ出射面Ｓ２の照度ムラをより低減することができる。
【０１２０】
レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのエネルギーを調整する場合、それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄのエネルギーを検出する照度計を用いる。制御装置５は、この照度計が検出した照度に基づいてＥａ／Ｅｂ＝Ｎａ／Ｎｂとなるように、それぞれのレーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄの照度及びそれぞれの光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａを制御することが好ましい。このようにすることで、マスクＭの表面に形成される照明領域の照度ムラをより確実に低減することができる。
【０１２１】
光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａの分岐数がすべて異なる場合の処理例を説明する。レーザ光源１０１Ａの照度をＥ１、レーザ光源１０１Ｂの照度をＥ２、レーザ光源１０１Ｃの照度をＥ３、レーザ光源１０１Ｄの照度をＥ４とする。また、光分岐装置１０２Ａａの分岐数をＮ１、光分岐装置１０２Ｂａの分岐数をＮ２、光分岐装置１０２Ｃａの分岐数をＮ３、光分岐装置１０２Ｄａの分岐数をＮ４とする。この場合、制御装置５は、Ｅ１／Ｎ１＝Ｅ２／Ｎ２＝Ｅ３／Ｎ３＝Ｅ４／Ｎ４となるように、レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ及び光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａを制御する。このようにすることで、ロッドインテグレータ集合体２０ａは、異なる光分岐装置１０２Ａａ、１０２Ｂａ等からのレーザ光が入射する部分間におけるエネルギーのばらつきが低減される。その結果、フライアイ出射面Ｓ２の照度ムラを低減することができる。
【０１２２】
＜デバイス製造方法＞
図２６は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るデバイス製造方法は、半導体デバイス等のデバイスを製造する際に用いられる。本実施形態に係るデバイス製造方法では、まず、デバイスの機能・性能・パターンの設計が行われる（ステップＳ１０１）。次に、設計に基づいたマスク（レチクル）が製作される（ステップＳ１０２）、次に、デバイスの基材である基板が製造される（ステップＳ１０３）。次に、上記実施形態に係る露光方法を用いて、マスクパターンを露光光で基板を露光してマスクパターンを基板に転写する工程と、露光された基板（感光剤）を現像して、転写されたアライメントマークを含むパターンに対応する露光パターン層（現像された感光剤の層）を形成し、この露光パターン層を介して基板を加工する工程とを含む基板処理（露光処理）が実行される（ステップＳ１０４）。加工された基板が、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立て工程（ステップＳ１０５）及び検査（ステップＳ１０６）等を経ることにより、デバイスが製造される。
【０１２３】
以上、本実施形態及びその変形例は、レーザ光源からのレーザ光を分岐させ、導光経路を介して照明装置に導き、マスクの表面に照射する。このような構造により、露光光にレーザ光を用いた場合に適した露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を実現できる。また、本実施形態及びその変形例は、複数のレーザ光源を用いるので、光源部はほぼ輝点として取り扱うことができる。このため、本実施形態及びその変形例は、レーザ光源の数を増加させるのみで必要な照度を確保することができるので、高圧水銀ランプを光源に用いる場合と比較して、容易に必要な照度を確保することができる。さらに、本実施形態及びその変形例は、導光経路に光ファイバを用いるので導光経路を配置する際の自由度が向上する。その結果、本実施形態及びその変形例は、露光装置を設計する際の自由度が向上する。また、本実施形態及びその変形例は、複数の導光ファイバによってレーザ光源から照明装置へレーザ光を導き、照明装置の部分で導光ファイバを集合させる。このようにすることで、照明装置の部分をコンパクトにすることができる。
【０１２４】
また、本実施形態は、レーザ光源を用いた露光装置において、照明条件を変更する場合には、光分岐装置によってレーザ光源からのレーザ光の分岐比を変更し、レーザ光源から出射するレーザ光全体のエネルギーは変化させないようにする。このようにすることで、効率的にレーザ光源のパワーを利用することができるので、照明条件による照度低下を抑制できるので、効率的に露光装置を稼動させることができる。その結果、本実施形態は、露光光にレーザ光を用いて照明条件を切り替える場合に、レーザ光源のパワーを高効率で利用することができる。また、照明条件を変更した場合において、フライアイ出射面の照度ムラを低減することができる。その結果、マスクパターンを照明する照明光束のＮＡ内分布が均一になるので、露光されたマスクパターン像の対称性が適切に保たれる。
【０１２５】
また、本実施形態の変形例は、複数のレーザ光源及び複数の光分岐装置を用いた露光装置において、複数の光分岐装置間で分岐数が異なるときに照明条件を変更する場合には、光分岐装置によってレーザ光源からのレーザ光の分岐比を変更するとともに、レーザ光源から出射するレーザ光全体のエネルギーを調整する。その結果、照明条件を変更した場合において、フライアイ出射面の照度ムラを低減することができる。また、複数の光分岐装置間において分岐数の違いは大きくても２程度なので、レーザ光源の照度の調整は比較的少なくて済む。このため、高圧水銀ランプ光源に用いる場合と比較して、レーザ光源の照度の変化は小さくなるので、効率的にレーザ光源のパワーを利用することができる。その結果、照明条件による照度低下を抑制できるので、効率的に露光装置ＥＸを稼動させることができる。また、本変形例は、光分岐装置によってレーザ光源からのレーザ光の分岐比を変更ことにより、効率的にレーザ光源のパワーを利用することができるので、露光光にレーザ光を用いて照明条件を切り替える場合にも、レーザ光源のパワーを高効率で利用することができる。
【０１２６】
上述の実施形態の基板としては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を適用することができる。
【０１２７】
また、本実施形態は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に記載されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１２８】
また、本実施形態は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することもできる。
【０１２９】
また、露光装置ＥＸの種類としては、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置に限られず、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル又はマスク等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【０１３０】
また、上記実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【０１３１】
また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に記載されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしてもよい。
【０１３２】
また、上記実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度及び光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、露光装置ＥＸの組立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立て工程は、各種サブシステム相互の機械的接続、電気回路の配線接続及び気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立て工程の前に、各サブシステム個々の組立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置ＥＸの製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１３３】
また、上記実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した露光装置等に関するすべての公開公報及び米国特許の記載を援用して本明細書の記載の一部とする。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３４】
１  マスクステージ
２  基板ステージ
５  制御装置
６  干渉計システム
７  第１検出システム
８  第２検出システム
９  アライメントシステム
１０  ベースプレート
１５  マスク保持部
１６  基板保持部
２０、２０ａ  ロッドインテグレータ集合体
２１  レンズ・絞り光学系
２２  第１リレーレンズ
３１  反射屈折型光学系
２３  第２リレーレンズ
３２  反射屈折型光学系
２４  フライアイ（フライアイインテグレータ）
２５  σ絞り
２６  コンデンサレンズ
２７  ブラインド
２８  ブラインド結像系
３０  結像特性調整装置
１００、１００ａ  導光装置
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ  レーザ光源
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ａａ、１０２Ｂａ、１０２Ｃａ、１０２Ｄａ  光分岐装置
１０３  コリメートレンズ
１０４  第１半波長板
１０５  第１ＰＢＳ
１０６  第２半波長板
１０７  第２ＰＢＳ
１０８  第３半波長板
１０９  第３ＰＢＳ
１１０  第４半波長板
１１１  第４ＰＢＳ
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅ  集光レンズ
ＥＬ  露光光
ＥＸ  露光装置
Ｆ１１〜Ｆ４５  導光ファイバ
ＦＥ  出射部
ＦＥＰ、ＬＥ  出射面
ＦＧ  導光ファイバ群
ＦＩ  入射部
ＦＩＰ、ＬＩ  入射面
ＦＰ  導光部
ＩＬ、ＩＬａ  照明部
ＩＬ１〜ＩＬ７  第１〜第７照明部
ＩＲ１〜ＩＲ７  照明領域
ＩＳ、ＩＳａ  照明システム
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌａ  ロッドインテグレータ
Ｍ  マスク
Ｐ  基板
ＰＬ１〜ＰＬ７  第１〜第７投影光学系
ＰＳ  投影システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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