(57)【要約】【課題】有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１００は、原版Ｒのパターンを基板Ｗ上に露光するものであり、複数のレンズを用いて複数の２次光源をそれぞれ形成する多光源形成手段２を有し、複数の２次光源からの光で原版Ｒを照明する照明光学系８と、複数のレンズの各レンズにおける複数領域に光を入射させる光源１と、光源１から複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整する制御部１０とを備え、制御部１０は、基板Ｗ上の少なくとも２つの位置における有効光源が異なるように、複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整する。【選択図】図１
2016162760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを基板上に露光する露光装置であって、
複数のレンズを用いて複数の２次光源をそれぞれ形成する多光源形成手段を有し、前記複数の２次光源からの光で前記原版を照明する照明光学系と、
前記複数のレンズの各レンズにおける複数領域に前記光を入射させる光源と、
前記光源から前記複数領域の各領域に入射させる前記光の光量を個別に調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記基板上の少なくとも２つの位置における有効光源が異なるように、前記複数領域の前記各領域に入射させる前記光の前記光量を個別に調整することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源は、前記光の照射方向に向かって配列された複数のＬＥＤまたはＬＤであり、
前記１つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応する複数の前記ＬＥＤまたは前記ＬＤからそれぞれ照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
複数のエレメントが配列され、前記複数のエレメントを個別に制御することで前記光の分布を可変とする光分布形成手段を備え、
前記光源は、レーザー光源である、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記光分布形成手段は、前記エレメントを個別に駆動するものであり、
前記１つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応した複数の前記エレメントでそれぞれ反射される、
ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光分布形成手段は、個別に透過率を可変とする濃度フィルタを前記エレメントとする液晶デバイスであり、
前記１つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応した複数の前記濃度フィルタをそれぞれ透過する、
ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記有効光源の調整を要する前記基板上の位置における光量に基づいて前記基板上の照度分布が一定となるように、前記複数領域の各領域にそれぞれ入射する前記光の前記光量を調整させることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、物品としての半導体デバイスなどを製造する工程に含まれるリソグラフィー工程において、原版（レチクル等）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハ等）に転写する装置である。例えば半導体デバイス製造に用いられる露光装置には、近年の高集積化に伴い、さらなる高解像度が要求されている。その対策の１つとして、原版のパターンに応じて最適な有効光源を形成する技術（変形照明技術）がある。ここで、有効光源とは、基板面に入射する露光光束の角度分布をいい、投影光学系の瞳面における光強度分布とも表現できる。この有効光源の形成は、原版を照明する照明光学系内にある、原版面のフーリエ変換面に相当する瞳面（例えば、ハエの目レンズの射出面の近傍）における光強度分布を所望の形状に調整することで実現し得る。ここで、有効光源の分布特性（対称性等）の忠実度は、像性能に影響を与える。例えば、有効光源の非対称性要因としては、ミラーの反射ムラ、光学系の偏心、または、反射防止膜への入射角度の差による効果の違いなどが挙げられる。そこで、特許文献１は、有効光源を計測しながら、光軸に対してほぼ垂直な面内で移動可能な調整機構を用いて偏心を調整する露光装置を開示している。また、特許文献２は、有効光源の分布特性を像高ごとに調整する照明装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３６０１６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６９１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の高い転写精度の要求に対し、有効光源の分布特性をこれまで以上に適正に設定することが重要である。これは、露光光の角度が適正でないと、基板がデフォーカス位置にある場合には像の位置ズレが生じ、有効光源の対称性が崩れている場合にはデフォーカス位置において左右パターンの線幅差が生じる可能性があり、結果的に転写精度に影響を及ぼすからである。そこで、従来の露光装置では、ある標準的な照明モードＡで最適な角度特性および対称性の露光光を照射できるように、照明光学系の各要素の位置を偏心調整している。しかしながら、照明モードＡとは異なる変形照明モードＢへの切り替えを要する場合には、各要素を照明モードＡと同じ偏心調整位置とすることが必ずしも適切とは限らない。これは、各照明モードでは光路が異なり、照明光学系内の光学素子に形成されている反射防止膜の効果が光線の角度により変化することなどに起因する。
【０００５】
ここで、特許文献１に開示されている技術では、照明モードの切り替えに応じて、有効光源の分布特性を、基板上の露光領域全面に渡ってその分布自体を維持しながら同じ方向へ調整することはできる。しかしながら、露光領域の各点（各像高）で個別に調整することはできない。一方、特許文献２に開示されている技術では、各像高の調整対象を固定化し、有効光源の調整手段を個別に製作しておき適宜利用することで、像高ごとに有効光源を調整する。そのため、照明モードの切り替えや照明光学系内の光学系の透過率分布が経時変化するなどして調整対象が変わる場合には、調整手段を再製作する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、原版のパターンを基板上に露光する露光装置であって、複数のレンズを用いて複数の２次光源をそれぞれ形成する多光源形成手段を有し、複数の２次光源からの光で原版を照明する照明光学系と、複数のレンズの各レンズにおける複数領域に光を入射させる光源と、光源から複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整する制御部と、を備え、制御部は、基板上の少なくとも２つの位置における有効光源が異なるように、複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【図２】光源と被照射面との関係を示す図である。
【図３】多光源形成手段の微小レンズと有効光源との関係を示す図である。
【図４】一調整例としての四重極照明の光量を示す図である。
【図５】対称性を調整する際の多光源形成手段の入射面の状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る露光装置の構成について説明する。本実施形態に係る露光装置は、一例として、半導体デバイスの製造工程におけるリソグラフィー工程で使用され、走査露光方式にて、原版であるレチクルＲに形成されているパターンの像を基板であるウエハＷ上（基板上）に露光（転写）する投影型露光装置とする。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る露光装置１００の構成を示す概略図である。なお、図１以下の各図では、投影光学系９の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な同一平面内で露光時のウエハＷの走査方向（またはレチクルＲとウエハＷとの相対的な移動方向）にＹ軸を取り、Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取っている。露光装置１００は、光源１と、照明光学系８と、レチクルステージ１２と、投影光学系９と、ウエハステージ１３と、制御部１０とを備える。
【００１３】
光源１は、露光光の供給源として照明光学系８に光を照射する。特に本実施形態における光源１は、例えば、半導体光源としての複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光の照射方向に向かって２次元的に配列し、２次元の光源形状を形成する。ＬＥＤの種類や個数は、特に限定するものではなく、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＰ／ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ等のＬＥＤ素子を用い得る。また、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡＩＰ／ＧａＰ、ＩｎＧａＡＩＰ／ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡＩＰ／ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅまたはダイヤモンド等の様々な発光波長のＬＥＤ素子を用いてもよい。また、ウエハＷ上に予め塗布されているレジスト（感光剤）の露光に適した発光波長であるＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮまたはＩｎＧａＮ等のＬＥＤ素子を用いることがより好適である。なお、光源１には、ＬＥＤ素子に換えて、ＬＤ（半導体レーザー）素子を用いることもできる。
【００１４】
照明光学系８は、光源１からの光を調整してレチクルＲを照明する。照明光学系８は、多光源形成手段２と、照射レンズ３と、視野絞り４と、第１結像レンズ５と、第２結像レンズ６と、偏向ミラー７とを含む。多光源形成手段２は、例えばハエの目レンズであり、複数の微小レンズを光の入射方向に合わせて２次元的に配列し、複数の２次光源（多光源）を形成する光学素子である。多光源形成手段２の射出面２ｂの近傍は、照明光学系８の瞳面に相当し、有効光源を形成する。なお、ハエの目レンズには、シリンドリカルレンズアレイやマイクロレンズアレイ等が含まれるが、光学ロッドや回折光学素子であってもよい。照射レンズ３は、有効光源を視野絞り４上に重畳照明する。視野絞り４は、任意の開口形状を形成する複数の可動な遮光板を含み、被照射面であるレチクル面（さらにはウエハ面）上の露光範囲を制限する。第１および第２結像レンズ５，６は、視野絞り４で規定された開口形状をレチクルＲ上に照明する。
【００１５】
レチクルＲは、ウエハＷ上に転写されるべきパターン（例えば回路パターン）が形成された、例えば石英ガラス製の原版である。レチクルステージ１２は、レチクルＲを保持してＸ、Ｙの各軸方向に可動である。投影光学系９は、レチクルＲを通過した光（回路パターン像）を所定の倍率β（例えば１／４倍）でウエハＷ上に投影する。
【００１６】
ウエハＷは、表面上にレジストが塗布された、例えば単結晶シリコンからなる基板（感光基板）である。ウエハステージ１３は、ウエハチャック（不図示）を介してウエハＷを保持し、Ｘ、Ｙ、Ｚ（それぞれの回転方向であるωｘ、ωｙ、ωｚを含む場合もある）の各軸方向に可動である。特に露光の際には、レチクルステージ１２とウエハステージ１３とが同期しながら走査（スキャン）露光を行う。また、ウエハステージ１３は、その表面上に、ウエハ面上に入射する露光光の光量を検出するディテクター（検出器）１１を設置している。ディテクター１１は、例えば照度計であり、受光面をウエハ面に一致させており、照射領域内の照明光を、ウエハステージ１３の駆動と共に移動しながら受光する。また、ディテクター１１は、受光面の上部に、光束の拡がりに対して充分に小さな径のピンホールを有する。また、ウエハステージ１３は、用途に応じ、ディテクター１１を光軸方向（Ｚ軸方向）にデフォーカスさせることもできる。そして、ディテクター１１は、その出力信号を後述の光量制御部１４に送信する。
【００１７】
制御部１０は、例えばコンピューターなどで構成され、露光装置１００の各構成要素に回線を介して接続されて、プログラムなどに従って各構成要素の動作および調整などを制御し得る。特に本実施形態では、制御部１０は、光源１に接続され、光源１を構成する複数のＬＥＤ素子の点消灯（または発光出力）を制御する光量制御部１４を有する。光量制御部１４は、露光の際の照明モードの指定を受けて、各ＬＥＤ素子に点消灯指示を出力する。これにより、光源１は、輪帯照明、四重極照明または二重極照明などの各種変形照明光源を形成し得る。光量制御部１４は、さらに、瞳座標処理部１５と、座標関係決定部１６とを含む。瞳座標処理部１５は、ディテクター１１で計測された有効光源を像高ごとに瞳座標で表現する。座標関係決定部１６は、瞳座標処理部１５で処理された各像高に対応する瞳座標と、この瞳座標に対応するＬＥＤ素子のアドレスとの関係を決定する。
【００１８】
次に、露光装置１００における有効光源の調整について説明する。まず、光源１と、レチクル面およびウエハ面と共役の関係にある被照射面としての視野絞り４の面（視野絞り面）との位置関係について説明する。図２は、光源１と視野絞り面との位置関係を示す概略断面図である。図２では、説明の簡略化のために、多光源形成手段２を構成する微小レンズが光の入射方向に合わせて５列（ＦＥ１〜ＦＥ５）並ぶものとするが、本発明はこれに限らない。これに合わせて、光源１を構成するＬＥＤ素子は、光の照射方向に向かって１５列（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１５）並ぶものとし、１つの微小レンズ内の複数領域に対して個別に３つのＬＥＤ素子が対応するものとするが、本発明はこれに限らない。ここで、光源１の照射面と多光源形成手段２の入射面２ａとは、光学的に共役な関係にある。また、各微小レンズの入射面と視野絞り面とは、光学的に共役な関係にある。このような構成により、視野絞り面における像高Ｆａに到達する光は、微小レンズＦＥ１の入射面においてＬＥＤ３の位置に対応し、微小レンズＦＥ３の入射面においてＬＥＤ９の位置に対応し、また、微小レンズＦＥ５の入射面においてＬＥＤ１５の位置に対応する。したがって、ＬＥＤ３、ＬＥＤ９またはＬＥＤ１５の光量を適宜調整すれば、像高Ｆａにおける有効光源の光量バランスを別の像高での光量バランスに影響を及ぼすことなく、すなわち変化させることなく調整することが可能となる。ここで、有効光源の光量バランスとは、言い換えれば、有効光源の対称性である。有効光源の対称性は、有効光源の分布特性に含まれるものであり、その他の分布特性としては、有効光源の形状、大きさ（σ値）、または、重心位置ズレなどが挙げられる。
【００１９】
図３は、一例として、３つの微小レンズＦＥ１〜ＦＥ３と、ウエハ面上における有効光源との関係を示す概略断面図である。なお、図３では偏向ミラー７を不図示としている。ここで、説明の簡略化のために１次元で考え、各微小レンズの入射面の像高をｘ、ウエハ面の像高をＸとすると、Ｘ＝βｘの関係が成り立つ。ただし、βは、各微小レンズの入射面の像高からウエハ面の像高への変換倍率であり、照射レンズ３、第１結像レンズ５、第２結像レンズ６および投影光学系９の設計で決定される。
【００２０】
また、微小レンズがＦＥ１〜ＦＥｎまでのｎ列あるとすると、各微小レンズの入射面の光量分布は、対応する複数のＬＥＤ素子で任意に決定され、ｆｉ（ｘ）と表現できる（ただし、ｉ＝１〜ｎ）。したがって、微小レンズＦＥｉから像高Ｘへの光量Ｅｉ（Ｘ）は、Ｘ＝βｘの関係から、式（１）で表される。
Ｅｉ（Ｘ）＝ｆｉ（ｘ）      （１）
そして、光量Ｅｉ（Ｘ）は、図３に示すように、ウエハ面における入射角度ごとの光量となっており、ｆ１（Ｘ）〜ｆｎ（Ｘ）が実質的に有効光源の分布を表していることになる。すなわち、ウエハ面で調整したい像高Ｘが決まれば、各微小レンズの入射面の像高ｘ（＝Ｘ／β）の位置に対応するＬＥＤ素子の光量を制御することで、他の像高の有効光源に対しては影響を与えずに調整することができることになる。なお、ここでは１つの微小レンズに対して３つのＬＥＤ素子が対応しているので、調整可能な有効光源のウエハ面の像高Ｘは３つであるが、調整すべき像高がＮ点であれば、１つの微小レンズに対してＮ個のＬＥＤ素子が対応する構成とすればよい。
【００２１】
次に、ウエハ面における照度分布を変えずに有効光源の分布だけを変化させる方法について説明する。ここで、照度分布は、中心位置（照明光学系８全体の光軸）に対して照度がどれだけずれているかを表す。ウエハ面における照度分布Ｉ（Ｘ）は、各微小レンズの入射面、すなわちＬＥＤ素子の光量分布ｆ１（ｘ）〜ｆｎ（ｘ）を視野絞り面で重畳したものであり、ｘ＝０の照度を基準として、式（２）で表される。
Ｉ（Ｘ）＝Σｆｉ（ｘ）／Σｆｉ（０）      （２）
【００２２】
また、図３に示す例に合わせ、Ｘ軸方向に並ぶ３つの微小レンズのそれぞれに３つのＬＥＤ素子が対応し、各ＬＥＤ素子の光量は、それぞれ、Ｘマイナス側、軸上、Ｘプラス側のウエハ面の像高に対応しているものとする。そして、以下、Ｘマイナス側の有効光源の光量バランスを調整することを考える。この場合、光量制御部１４は、まず、各ＬＥＤ素子の光量がすべて１００の状態から、ｆ１（ｘ）のＸマイナス側に対応するＬＥＤ素子の光量のみを９０に下げる。（表１）は、このときの光量の状態を示す表である。
【００２３】
【表１】
2016162760.tif 000003
【００２４】
しかしながら、この状態のままでは、Ｘマイナス側の照度だけが２９０÷３００＝０．９６７に低下し、軸上およびＸプラス側の照度はそれぞれ１のままであるので、照度分布が変化する。そこで、光量制御部１４は、照度分布が変化しないようにする（一定とする）ために、軸上とＸプラス側とに対応する２つのＬＥＤ素子の光量も１０だけ下げて、Ｘマイナス側の照度と等しくなるようにする。このとき、軸上およびＸプラス側の有効光源の分布が変化しないようにするためには、軸上およびＸプラス側の各光量ｆ１（ｘ）、ｆ２（ｘ）、ｆ３（ｘ）をすべて同じ値にする必要がある。したがって、光量制御部１４は、１つのＬＥＤ素子当たりの光量を１００−（１０÷３）＝９６．６６７と設定する。（表２）は、このときの光量の状態を示す表である。
【００２５】
【表２】
2016162760.tif 000004
【００２６】
これにより、照度は、全像高とも同一値、すなわち２９０÷２９０＝１のままであるので、光量制御部１４は、照度分布を有効光源の調整前から変化させずに、Ｘマイナス側の有効光源のみを調整することができる。なお、ここではＬＥＤ素子の光量を直接的に変えることにより有効光源を調整する方法を例示したが、ＬＥＤ素子の点滅により時間平均としての光量を変えることで有効光源を調整してもよい。
【００２７】
次に、像高ごとの有効光源の光量バランスを個別に調整する方法について説明する。ここでは、一例として、有効光源を四重極照明とする場合を説明する。図４は、ウエハ面と共役な視野絞り面での３つの像高（図中左から順に、Ｘマイナス側、軸上、Ｘプラス側）における四重極照明の上下左右のポール光量をそれぞれ示す概略図である。例えば、Ｘマイナス側に関する左図は、複数のＬＥＤ素子のうちＸマイナス側に対応するものをすべて点灯させたときのポール光量を示している。また、（表３）は、それらの値を記入した表である。なお、ここでいう「上下左右」は、図１に示す構成とそれを表す座標軸に合わせており、上下がＺプラス側とＺマイナス側、左右がＸプラス側とＸマイナス側にそれぞれ対応する。図５は、図４に示す状態に対応し、有効光源の対称性を調整する際の多光源形成手段２を入射側から見た概略平面図である。各微小レンズの開口形状は、照明領域の矩形分布とほぼ相似形でＸ軸方向に長い矩形となっており、図中上下方向は、露光の際の走査方向に対応する。特に本実施形態では、各ポール発光部（図中のハッチング領域）に相当する微小レンズの数を約５０個としている。
【００２８】
【表３】
2016162760.tif 000005
【００２９】
図４を参照し、視野絞り面のＸマイナス側に対応する位置は、入射側から見て微小レンズの右側である。つまり、微小レンズの入射面における右側の光量を調整すれば、視野絞り面のＸプラス側のみに作用することとなる。まず、図４の左図に示すＸマイナス側における四重極照明の各ポールについて考える。この場合、上下左右の４つのポールのうち左ポールの光量が９４と一番低い。そこで、光量制御部１４は、この左ポールの光量に合わせるように残りのポールの光量を調整する。具体的には、上ポールを６％減光、下ポールを２％減光、右ポールを４％減光させれば、ポールバランスが良好となる。また、各ポール発光部に相当する微小レンズを約５０個としているので、微小レンズ１つあたりの光量は、全体の２％に相当する。したがって、光量制御部１４は、上ポール発光部に対応する微小レンズ（約５０個）の中で３つ、同様に、下ポールで１つ、右ポールで２つの微小レンズを選択し、かつ、その中の右側（図中、三角印）に対応するＬＥＤ素子を消灯させればよい。なお、消灯する微小レンズは、そのポール発光部内の複数のうちのいずれでもよく、図５に示す具体的な微小レンズの位置に限定されるものではない。
【００３０】
同様に、図４の中図に示す軸上における四重極照明の各ポールについては、上ポールを４％減光、左ポールを２％減光、右ポールを２％減光させれば、ポールバランスが良好となる。そのため、光量制御部１４は、上ポール発光部に対応する微小レンズの中で２つ、同様に、左ポールで１つ、右ポールで１つの微小レンズを選択し、かつ、その中の中央部（図中、四角印）に対応するＬＥＤ素子を消灯させればよい。さらに、図４の右図に示すＸプラス側における四重極照明の各ポールについては、上ポールを６％減光、左ポールを２％減光、下ポールを２％減光させれば、ポールバランスが良好となる。そのため、光量制御部１４は、上ポール発光部に対応する微小レンズの中で３つ、同様に、左ポールで１つ、下ポールで１つの微小レンズを選択し、かつ、その右側（図中、丸印）に対応するＬＥＤ素子を消灯させればよい。
【００３１】
なお、露光装置がステップ・アンド・スキャン方式を採用する、いわゆるスキャナーである場合、一般的に、照明範囲は、スリット形状であり、特に走査方向（Ｙ軸方向）については狭い。照明範囲が狭いと、有効光源の分布の像高間差も小さく、さらに走査による平均化効果もある。そのため、本発明をスキャナーに適用する場合には、走査方向の像高間調整よりもＸ軸方向の像高間調整を行う方が、改善効果は大きい。また、さらに精度良く調整を行うために、１つの微小レンズに対してＬＥＤ素子をＸ軸方向とＹ軸方向とに２次元的に構成してもよい。この構成は、露光装置がステップ・アンド・リピート方式を採用する、いわゆるステッパーである場合において特に有効である。以上、調整対象をポールバランスとする例で説明したが、像高ごとの有効光源の形状、像高ごとの大きさ、または光量の重心位置などとしても、同様に調整可能である。
【００３２】
次に、ウエハ面における照度分布の計測方法について説明する。制御部１０が、レチクルＲを光路上から外した状態で光源１に光を照射させ、ウエハステージ１３を適宜移動させてディテクター１１を照明光学系８の照明領域の範囲内で移動させることで、ウエハ面上の各点の照度に応じた光量がディテクター１１に投影される。そして、制御部１０は、ウエハＷの像高に応じたディテクター１１の出力の総和等の変化から、ウエハ面における照度分布を得ることができる。
【００３３】
次に、有効光源の計測方法について説明する。まず、光量制御部１４が、レチクルＲを光路上から外した状態で光源１に光を照射させ、視野絞り４を駆動させて計測したいウエハ面上の位置に対応する微小な開口を設定し、ディテクター１１をウエハ面から光軸方向にデフォーカスして配置させる方法がある。この方法では、視野絞り４で形状が制限された露光光のみがウエハ面で一旦結像し、角度を反映させたままディテクター１１に入射する。そして、光量制御部１４は、ウエハステージ１３に対し、受光面の上部にピンホールを有するディテクター１１を例えば２次元マトリクス状に拡がっている範囲で水平移動させることにより、ディテクター１１に対し、受光面に入射する光の強度を計測させる。これにより、光量制御部１４は、露光光の角度分布、すなわち有効光源を計測することができる。なお、視野絞り４と共役な位置に微小開口を設けることで、同様の計測が可能である。例えば、視野絞り４を開放した状態で、Ｃｒパターンなどにより微小開口を形成した有効光源計測専用のレチクル、または、装置内に構成される専用のプレートを配置することが考えられる。または、ディテクター１１として照度計に換えて２次元ＣＣＤを用いることで、ディテクター１１が水平移動することなく一括して有効光源を計測するものとしてもよい。
【００３４】
このように、露光装置１００は、有効光源の分布特性を像高ごとに調整するので、照明モードの切り替えや照明光学系８内の光学系の透過率分布が経時変化するなどして調整対象が変わる場合でも、所望の有効光源となるよう高精度に調整することができる。また、露光装置１００は、このように調整対象が変わる場合に合わせた複数の調整手段を別途準備する必要もない。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置について説明する。本実施形態に係る露光装置の特徴は、第１実施形態に係る露光装置１００で例示した複数のＬＥＤ素子を含む光源１に換えて、レーザー光源を用いて有効光源を調整する点にある。
【００３７】
図６は、本実施形態に係る露光装置２００の構成を示す概略図である。なお、露光装置２００において、第１実施形態に係る露光装置１００と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。露光装置２００は、第１実施形態における光源１に換えて、レーザー光源２１と、光分布形成手段１９と、第３結像レンズ１７と、偏向ミラー２０と、第４結像レンズ１８とを備える。
【００３８】
レーザー光源２１は、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザーや、ＹＡＧレーザーを使用する光源であり、その個数も限定されるものではない。なお、レーザー光源２１からの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換してビーム形状を所望のものに成形する整形光学系を使用することで、光分布形成手段１９を照明するのに必要な大きさを持つ光束を形成させるものとしてもよい。また、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用するものとしてもよい。
【００３９】
光分布形成手段１９は、例えば、多光源形成手段２の入射面と共役な位置に配置され、複数の極微小な反射型の駆動エレメントを２次元的に配列し、各エレメントが個別に駆動可能な、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＤＭＤ）である。そして、オン設定とされた駆動エレメントは、入射した光が多光源形成手段２に結像する方向へ反射するように反射面を駆動する。一方、オフ設定とされた駆動エレメントは、入射した光が多光源形成手段２に到達しない方向へ反射するように反射面を駆動する。本実施形態においても、例えば、第１実施形態で例示したようにＸ軸方向の３つの像高を個別に調整させるためには、光分布形成手段１９において、１つの微小レンズに対して３つの駆動エレメントがＸ軸方向に対応するように構成しておく。そして、駆動エレメントごとに微小レンズ内の光量を変える場合には、光量制御部１４は、時間的に駆動エレメントのオン・オフを切り替えることで、任意の光強度に設定が可能である。
【００４０】
このような本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る露光装置について説明する。本実施形態に係る露光装置の特徴は、第２実施形態に係る露光装置２００と同様にレーザー光源２１を用いるものであるが、光分布形成手段として、ＤＭＤに換えて透過型の液晶デバイスを用いて有効光源を調整する点にある。
【００４２】
図７は、本実施形態に係る露光装置３００の構成を示す概略図である。なお、露光装置３００において、第２実施形態に係る露光装置２００と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。露光装置３００は、第２実施形態における光分布形成手段１９（第１の光分布形成手段）、第３結像レンズ１７、偏向ミラー２０および第４結像レンズ１８に換えて、第２の光分布形成手段２２を備える。第２の光分布形成手段２２は、例えば、多光源形成手段２の入射面と共役な位置に配置される透過率可変の液晶デバイスである。この液晶デバイス内で分割された極微細エレメントは、透過率を可変とする濃度フィルタで構成されている。本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
（物品の製造方法）
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１      光源
２      多光源形成手段
８      照明光学系
１０    制御部
１００  露光装置
【図１】
2016162760.tif 000006
【図２】
2016162760.tif 000007
【図３】
2016162760.tif 000008
【図４】
2016162760.tif 000009
【図５】
2016162760.tif 000010
【図６】
2016162760.tif 000011
【図７】
2016162760.tif 000012