(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される光を被照射物体に照射する照明光学系において、
前記光源から射出される光の光路上に設けられて、当該光路を横切る方向に互いの相対位置を変化可能な第１のフィルタ部材及び第２のフィルタ部材を備え、
前記第１のフィルタ部材は前記光路を横切る方向に３次以上の関数を含む第１の関数で表される第１透過率分布を有し、
前記第２のフィルタ部材は前記光路を横切る方向に３次以上の関数を含む第２の関数で表される第２透過率分布を有することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記光路を横切る方向に前記フィルタ部材を移動させる駆動装置を備えることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記光路を横切る方向に前記フィルタ部材を連続的に移動可能であることを特徴とする請求項２記載の照明光学系。
【請求項４】
前記駆動装置を駆動して、前記光路を横切る方向における前記フィルタ部材各々の相対位置を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の照明光学系。
【請求項５】
前記第１のフィルタ部材及び第２のフィルタ部材は、前記光路を横切る方向と直交する方向に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項６】
光源から射出される光を被照射物体に照射する照明光学系において、
前記光源から射出される光の光路上に設けられて、当該光路を横切る第１方向及び当該第１方向に直交する第２方向の各々の方向に３次以上の関数を含む第１の関数で表される透過率分布を有する第１のフィルタ部材と、
前記光源から射出される光の光路上に設けられて、前記第１方向及び前記第２方向の各々の方向に３次以上の関数を含む第２の関数で表される透過率分布を有する第２のフィルタ部材とを備え、
前記第１及び第２のフィルタ部材は、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方の方向に互いの相対位置が変化可能であることを特徴とする照明光学系。
【請求項７】
前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方の方向に前記フィルタ部材を移動させる駆動装置を備えることを特徴とする請求項６記載の照明光学系。
【請求項８】
前記駆動装置は、前記第１方向及び前記第２方向に前記フィルタ部材を連続的に移動可能であることを特徴とする請求項７記載の照明光学系。
【請求項９】
前記駆動装置を駆動して、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方の方向における前記フィルタ部材各々の相対位置を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記フィルタ部材は、前記被照射物体の近傍又は前記被照射物体の被照射面に対して光学的に共役な面若しくはその近傍に配置されることを特徴とする請求項１から請求項９の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記第１のフィルタ部材と前記第２のフィルタ部材とは、それぞれの透過率分布特性が前記光路を横切る方向に関してほぼ反転した関係となるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項１２】
光源からの光をマスクに照射して、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転写する露光装置において、
前記マスクを載置できるように構成されたマスクステージと、
前記感光性基板を載置できるように構成された基板ステージと、
前記光源からの光を前記マスクに照明する請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の照明光学系と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
光源からの光をマスクに照射して、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転写する露光装置において、
前記マスクを載置した状態で移動可能に構成されたマスクステージと、
前記感光性基板を載置した状態で移動可能に構成された基板ステージと、
前記光源からの光を前記マスクに照明する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の照明光学系と、
前記マスクの前記パターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系と、
前記マスクステージに接続されて、前記マスクステージを移動させるマスクステージ駆動系と、
前記基板ステージに接続されて、前記基板ステージを移動させる基板ステージ駆動系と、
前記マスクステージ駆動系と前記基板ステージ駆動系とに接続されて、前記マスクと前記感光性基板とを前記投影光学系の倍率に応じて走査方向に沿って移動させるように前記マスクステージ駆動系と前記基板ステージ駆動系とを制御する制御部と
を備え、
前記光路を横切る方向は、前記走査方向に対応する方向を横切るように設定されることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３記載の露光装置を用いて前記マスクに形成されたパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
露光された前記感光性基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法に係り、特に、マスク又はレチクル等の被照射物体を均一な照度分布を有する照明光で照明する照明光学系、当該照明光学系を備え、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスの製造工程において用いられる露光装置、及び当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。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスの製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程においては、マスクやレチクル（以下、これらを総称する場合は、マスクと総称する）に形成されたパターンを、フォレジスト等の感光剤が塗布されたウェハやガラスプレート等（以下、これらを総称する場合は、基板と称する）に転写する露光装置が用いられる。この露光装置は均一な照度分布の照明光でマスクを照明するために、エキシマレーザ等の光源から射出された光の照度分布を均一化するとともに所定の形状に整形するための照明光学系を備える。
【０００３】
この照明光学系から射出されるマスクを照明する光、ひいては基板上に照射される光の照度がマスク又は基板の面内において変化する分布を有していると、基板上に照射される光の光量がその照度分布に応じて変化するため、基板に形成されるパターンの線幅がばらついてしまう。特に、上述したマイクロデバイスの１つである半導体素子の内のロジック系の半導体素子を製造する場合には、パターンの線幅の均一性が高く要求される。これは、パターンの線幅がばらつくと動作速度が低下するためである。例えば、近年のＣＰＵ（中央処理装置）は、数ＧＨｚの動作周波数で動作するものが主流であり、今後益々動作周波数の向上が図られるものと考えられるため、パターンの線幅の均一化は極めて重要となる。
【０００４】
従来の露光装置は、基板上に照射される光の光量を基板面内で均一にするために、ディストーションを有するコンデンサーレンズを照明光学系内に備え、その値を可変することで基板面内における光量の均一性を達成していた。以下、コンデンサーレンズのディストーションを可変させて照度分布を変化させる原理について図１１を参照しつつ簡単に説明する。図１１は、コンデンサーレンズにより照度分布を調整する原理を説明するための図である。
【０００５】
図１１において、Ｐ１は光源であり、１００はコンデンサーレンズであり、Ｐ２は被照射面である。この被照射面Ｐ２は、例えばマスクのパターン形成面である。いま、光源Ｐ１から射出される光束の射出角をθ（光軸ＡＸに平行に射出される光束の射出角をθ＝０とする）、コンデンサーレンズ１００の焦点距離をｆ、光源Ｐ１から射出角θで射出された光束が被照明面Ｐ２に入射する位置の光軸ＡＸからの距離をｈとする。
【０００６】
一般のケーラー照明において、コンデンサーレンズの射影関係は一般に以下の（１）式で表される。
ｈ＝ｆ・ｇ（θ）    ……（１）
上記（１）式中の、ｇ（θ）はθの関数である。
ここで、光源Ｐ１として完全拡散面（測光学上の理想的な面光源）を想定すると、ｇ（θ）＝sinθのときに被照明面Ｐ２の照度が均一となる。このため、ｇ（θ）＝sinθのときには、コンデンサーレンズ１００のディストーションが零の状態であるとする。
【０００７】
まず、コンデンサーレンズ１００のディストーションが零の状態にある場合を考える。この場合に光源Ｐ１から微小立体角dΩをもって射出された光束が被照射面Ｐ２上になす微小面積dＳは、以下の（２）式で表される。
0004923370.tif 000002
ここで、ψは光軸ＡＸ周りの回転角である。
【０００８】
次に、コンデンサーレンズ１００にディストーションがある場合を考える。いま、ある像高でｎ％のディストーションがあるという状態の射影関係は以下の（３）式で表される。
ｈ＝ｆsinθ（１−ｎ／100）……（３）
さて、実際のコンデンサーレンズ１００は一般にさほど複雑な形状をしていないため、３次以上の収差はあまり発生しない。そのため、ディストーションも３次収差の範囲で考察すれば良い。すると、ディストーションは像高の二乗に比例するため、ｎ＝αsin2θと表すことができる。尚、αは定数である。
この場合に光源Ｐ１から微小立体角dΩをもって射出された光束が被照射面Ｐ２上になす微小面積dＳは、以下の（４）式で表される。
0004923370.tif 000003
【０００９】
上記（２）式はコンデンサーレンズ１００のディストーションが零の状態にある場合に、光源Ｐ１から微小立体角dΩをもって射出された光束が被照射面Ｐ２上になす微小面積dＳを表しており、（４）式はコンデンサーレンズ１００のディストーションが非零の状態にある場合に、光源Ｐ１から微小立体角dΩをもって射出された光束が被照射面Ｐ２上になす微小面積dＳを表している。
【００１０】
ここで、上記（２）式及び（４）式では、光源Ｐ１から同一の微小立体角dΩをもって射出された光束が被照射面Ｐ２上になす微小面積dＳを求めた訳であるが、微小立体角dΩが同一であるのにもかかわらず、ディストーションがある場合の微小面積dｈがディストーションが無い場合の微小面積dｈよりも小さいということは、その分照度が高くなることを意味する。
【００１１】
いま、（２）式と（４）式との右辺の比をとると、ディストーションによる微小面積dＳの縮小率が、
１−４αsin2θ／100＋3α2sin4θ／10000
であることが分かる。この式の内、ディストーションが極端に大きくない、即ちα≪１である場合には、「＋3α2sin4θ／10000」という項は無視できるため、実質的にはディストーションによる微小面積dＳの縮小率は、
１−４αsin2θ／100    ……（５）
であるといえる。光源から射出する微小立体角が同一であるにも拘わらず、照射する面積が小さいということは、それだけ照度が上がるということを意味する。即ち、（５）式より、コンデンサーレンズにディストーションがある場合には、sinθ（∝像高）の二乗に比例した照度分布が発生することが分かる。また、この照度分布の２次成分の発生量はα、即ちディストーションの量に比例することも、（５）式から理解されよう。
【００１２】
従来は以上の原理を用い、コンデンサレンズのディストーションの量を変化させることによって照度分布を調整していた。尚、以上の説明では、コンデンサーレンズ１００のディストーションの量を変化させたときの、照度ムラの２次成分を変化させる場合に着目して説明したが、当然ながら、照度分布の１次成分（像高に比例した成分）も他の種々の調整手段によって２次成分と併せて調整されていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の露光装置は、上述のようにコンデンサーレンズのディストーションの量を可変することで、基板上に照射される光の照度分布を調整していたが、近年ではコンデンサーレンズのディストーションの量を変化させることが、線幅均一性からの要請により難しくなっている。その理由は、コンデンサーレンズのディストーションの量を変化させると照明光の像高毎の開口数が変化してしまうためである。この点の詳細については、例えば特開平９−２２８６９号公報を参照されたい。
【００１４】
均一な線幅のパターンを形成するためには、基板上に照射される光の基板面内における照度分布を均一化する必要があることは前述したとおりであるが、更に、基板に光が照射される露光領域内において開口数が均一であることが必要となる。これは、露光領域内において開口数が均一でない場合、即ち開口数が露光領域内の位置に依存して変化する場合には、空間コヒーレンスが不均一になり、その結果として基板上に形成されるパターンの線幅が不均一になるからである。
【００１５】
このため、近年の露光装置では、コンデンサーレンズのディストーションを変化させずに、照度分布の２次成分を調整する機構が求められている。しかしながら、この要請を満足する機構は従来存在しなかったため、従来は様々な透過率分布を有するフィルタを複数用意し、これを交換することで極力コンデンサーレンズのディストーションを変化させないようにしつつも、最後の微調整では公差の範囲内でコンデンサーレンズのディストーションを僅かに変化させて調整を行うという、極めて面倒な方法により照度分布の調整を行っていた。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサーレンズのディストーションを全く変化させることなしに、照度分布の２次成分を無段階に調整することができる照明光学系、当該照明光学系を備える露光装置、及び当該露光装置を用いて微細なパターンを形成することにより製造されるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点による照明光学系は、光源（１）から射出される光（ＩＬ）を被照射物体（Ｒ）に照射する照明光学系において、前記光源（１）から射出される光（ＩＬ）の光路（ＩＡＸ）上に、当該光路（ＩＡＸ）を横切る方向に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有する少なくとも２つのフィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を備えることを特徴としている。
この発明によれば、光路を横切る方向に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタを少なくとも２つ光路上に配置し、この透過率分布を組み合わせることで光路を横切る方向に２次関数的に変化する透過率分布を得ているため、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整することができる。このように、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整できるため、従来照度分布の２次成分を調整するために必要であったコンデンサーレンズのディストーションを全く変化させる必要が無くなる。この結果として、コンデンサーレンズのディストーション変化による照明光の像高毎の開口数の変化が無くなり、しかも照度分布の２次成分も調整できるため、均一な線幅のパターンを生成する上で極めて好適である。
尚、上記第１の観点による照明光学系において、３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布は、３次関数を含む関数で表される透過率分布であることが好ましい。
また、本発明の第１の観点による照明光学系は、前記光路（ＩＡＸ）を横切る方向に前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を移動させる駆動装置（１５）を備えことを特徴としている。
更に、本発明の第１の観点による照明光学系は、前記駆動装置（１５）は、前記光路（ＩＡＸ）を横切る方向に前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を連続的に移動可能であることを特徴としている。
この発明によれば、光路を横切る方向にフィルタ部材を連続的に移動させることができるため、照度分布の調整を短時間で且つ高精度に調整することができる。
更にまた、本発明の第１の観点による照明光学系は、前記駆動装置（１５）を駆動して、前記光路（ＩＡＸ）を横切る方向における前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）各々の相対位置を制御する制御装置（２４）を備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点による照明光学系は、光源（１）から射出される光（ＩＬ）を被照射物体（Ｒ）に照射する照明光学系において、前記光源（１）から射出される光（ＩＬ）の光路（ＩＡＸ）上に、当該光路（ＩＡＸ）を横切る第１方向（Ｘ方向）及び当該第１方向（Ｘ方向）に直交する第２方向（Ｙ方向）各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有する少なくとも２つのフィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を備えることを特徴としている。
この発明によれば、光路を横切る第１方向及び第２方向の各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタを少なくとも２つ光路上に配置し、この透過率分布を組み合わせることで光路を横切る方向に２次関数的に変化する透過率分布を得ているため、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整することができる。このように、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整できるため、従来照度分布の２次成分を調整するために必要であったコンデンサーレンズのディストーションを全く変化させる必要が無くなる。この結果として、コンデンサーレンズのディストーション変化による照明光の像高毎の開口数の変化が無くなり、しかも照度分布の２次成分も調整できるため、均一な線幅のパターンを生成する上で極めて好適である。しかも、第１方向及び第２方向の各々について２次成分を調整することができるため、種々の照度分布に対応することが可能である。
尚、上記第２の観点による照明光学系において、３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布は、３次関数を含む関数で表される透過率分布であることが好ましい。
また、本発明の第２の観点による照明光学系は、前記第１方向（Ｘ方向）及び前記第２方向（Ｙ方向）の少なくとも一方の方向に前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を移動させる駆動装置（１５）を備えることを特徴としている。
更に、本発明の第２の観点による照明光学系は、前記駆動装置（１５）は、前記第１方向（Ｘ方向）及び前記第２方向（Ｙ方向）に前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）を連続的に移動可能であることを特徴としている。
この発明によれば、Ｘ方向及びＹ方向にフィルタ部材を連続的に移動させることができるため、Ｘ方向及びＹ方向の照度分布の調整を短時間で且つ高精度に調整することができる。
更にまた、本発明の第２の観点による照明光学系は、前記駆動装置（１５）を駆動して、前記第１方向（Ｘ方向）及び前記第２方向（Ｙ方向）の少なくとも一方の方向における前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）各々の相対位置を制御する制御装置（２４）を備えることを特徴としている。
以上の本発明の第１の観点及び第２の観点による照明光学系は、前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）が、前記被照射物体（Ｒ）の近傍又は前記被照射物体（Ｒ）の被照射面に対して光学的に共役な面若しくはその近傍に配置されることが好ましい。
更に、本発明の第１の観点及び第２の観点による照明光学系は、前記フィルタ部材（１４ａ、１４ｂ）の各々が、それぞれの透過率分布特性が前記光路（ＩＡＸ）を横切る方向に関してほぼ反転した関係となるように配置されることが好適である。
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点による露光装置は、光源（１）からの光（ＩＬ）をマスク（Ｒ）に照射して、当該マスク（Ｒ）に形成されたパターンを感光性基板（Ｗ）に転写する露光装置において、前記マスク（Ｒ）を載置できるように構成されたマスクステージ（３１）と、前記感光性基板（Ｗ）を載置できるように構成された基板ステージ（３９）と、前記光源（１）からの光（ＩＬ）を前記マスク（Ｒ）に照明する上記第１の観点及び第２の観点の何れかの観点による照明光学系とを備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点による露光装置は、光源（１）からの光（ＩＬ）をマスク（Ｒ）に照射して、当該マスク（Ｒ）に形成されたパターンを感光性基板（Ｗ）に転写する露光装置において、前記マスク（Ｒ）を載置した状態で移動可能に構成されたマスクステージ（３１）と、前記感光性基板（Ｗ）を載置した状態で移動可能に構成された基板ステージ（３９）と、前記光源（１）からの光（ＩＬ）を前記マスク（Ｒ）に照明する上記第１の観点による照明光学系と、前記マスク（Ｒ）の前記パターンの像を前記感光性基板（Ｗ）上に形成する投影光学系（ＰＬ）と、前記マスクステージ（３１）に接続されて、前記マスクステージ（３１）を移動させるマスクステージ駆動系（３４）と、前記基板ステージ（３９）に接続されて、前記基板ステージ（３９）を移動させる基板ステージ駆動系（４１）と、前記マスクステージ駆動系（３４）と前記基板ステージ駆動系（４１）とに接続されて、前記マスク（Ｒ）と前記感光性基板（Ｗ）とを前記投影光学系（ＰＬ）の倍率に応じて走査方向（ＳＤ）に沿って移動させるように前記マスクステージ駆動系（３４）と前記基板ステージ駆動系（４１）とを制御する制御部（２４）とを備え、前記光路（ＩＡＸ）を横切る方向は、前記走査方向（ＳＤ）に対応する方向（Ｚ方向）を横切るように設定されることを特徴としている。
ここで、走査方向に対応する方向とは、マスクからフィルタ部材へ至る光学系によって投影されたフィルタ部材位置での走査方向をいう。
上記課題を解決するために、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、上記の第１の観点による露光装置又は第２の観点による露光装置を用いて前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを前記感光性基板（Ｗ）に露光する露光工程（Ｓ２６）と、露光された前記感光性基板（Ｗ）を現像する現像工程（Ｓ２７）とを含むことを特徴としている。
【００１８】
次に、本発明の原理について説明する。ここでは、説明を簡単にするため、光路を横切る第１方向（ｘ方向）、及び第１方向に直交する第２方向（ｙ方向）各々に３次のべき級数で表される透過率分布を有する２つのフィルタ部材を備えた照明光学系を例に挙げて説明する。ここで、一般に３次のべき級数とは、Ｔ＝ａｘ3＋ｂｘ2＋ｃｘ＋ｄと表記される関数をいう。尚、ａ，ｂ，ｃ，ｄは定数である。
【００１９】
いま、フィルタ部材の透過率分布がｘ，ｙの関数であるとすると、透過率分布Ｔ（ｘ，ｙ）が３次のべき級数にて表記されるフィルタ部材とは、以下の（６）式で表される。
Ｔ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｂｘ2＋ｃｘ＋ｅｙ3＋ｆｙ2＋ｇｙ＋ｄ    ……（６）
尚、上記（６）式において、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは定数である。
更に説明を簡単にするために、以下の説明では（７）式で表される透過率分布Ｔ（ｘ，ｙ）を有するフィルタ部材を考える。
Ｔ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｄ    ……（７）
【００２０】
上記（７）式で表される透過率分布を有するフィルタ部材を２つ用意し、一方を他方に対してｘｙ面内で１８０度回転した状態に配置する。これにより、２つのフィルタ部材の一方は、透過率分布Ｔ（ｘ，ｙ）＝−ａｘ3＋ｄを有するフィルタ部材となる。この２つのフィルタ部材を合わせた透過率分布Ｔ１は以下の（８）式で表される。
0004923370.tif 000004
【００２１】
ここで、以下の計算を簡単化して説明の見通しを良くするため、近似的に透過率を求める。いま、値が「１」に極めて近い数値α、βを用いて以下の（９）式に示す式を考える。
（α−１）（β−１）＝αβ−α−β＋１    ……（９）
この（９）式を並べ替えると、以下の（１０）式になる。
αβ−（α−１）（β−１）＝α＋β−１    ……（１０）
ところで、数値α、βはともに「１」に極めて近いと仮定したため、（α−１）（β−１）は、αβと比較して極めて小さな値となる。このため、（１０）式は以下の（１１）式のように表記することができる。
αβ≒α＋β−１    ……（１１）
【００２２】
上記２つのフィルタ部材の透過率が「１」に極めて近い（即ち、透過率が１００〜９５％程度）とすれば、（１１）式の関係を用いて前述した（８）式は以下の（１２）式で表すことができる。
0004923370.tif 000005
と、書き換えられ、近似値ながら非常に簡単な式となる。
【００２３】
次に、上記２つのフィルタ部材の一方を−ｘ方向にｊだけずらし、且つ、他方を＋ｘ方向にｊだけずらすことにより、２つのフィルタ部材を相対的に若干量（＝２ｊ）だけ位置をずらして光路に沿って配置した状態にすると、その透過率分布Ｔ２は、以下の（１３）式で表される。
0004923370.tif 000006
【００２４】
ここで、（１２）式と（１３）式との差を求めることにより、２つのフィルタ部材のｘ方向の位置をずらしたことによる透過率の変化を求めることができる。以下の（１４）式に透過率の変化を示す。
Ｔ２−Ｔ１＝６ａｊｘ2＋２ａｊ3      ……（１４）
このように、２枚のフィルタ部材の相対位置をずらすことによって、２次の透過率分布が変化する。また、２次の透過率分布の変化量は、（１４）式から明らかなように、２つのフィルタ部材のずらし量ｊに比例する。尚、上記（１４）式には、２ａｊ3なる定数成分が含まれているため、ｊの変化に伴って透過率そのものにオフセットが乗るが、現実には定数ａの値が定数ｄの値に対して十分小さいために、そのオフセット量は事実上問題とはならない。
【００２５】
以上説明したように、３次のべき級数にて表記される２つのフィルタ部材を光路に沿って配置し、且つ、光路を横切る方向における相対位置をずらすことで、透過率分布の２次成分を補正できるフィルタを実現することができる。よって、この２つのフィルタ部材を被照射面と光学的に共役な面又はその近傍に配置することで、コンデンサーレンズのディストーションの量を変化させずに、照度分布の２次成分を補正することができる。
【００２６】
尚、以上では、説明を簡単化するために、Ｔ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｄなる透過率分布をフィルタ部材各々が有する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明のフィルタ部材は、一般に
Ｔ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｂｘ2＋ｃｘ＋ｄ
なる透過率分布を有するものを用いることができる。尚、この式中のａ，ｂ，ｃ，ｄは定数である。
更に、本発明のフィルタ部材は、前述した（６）式の透過率分布、即ち、
Ｔ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｂｘ2＋ｃｘ＋ｅｙ3＋ｆｙ2＋ｇｙ＋ｄ
なる透過率を有するものを用いることができる。尚、この式中のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは定数である。
【００２７】
この場合には、ｘ、ｙの２方向における各フィルタ部材の相対位置をずらすことで、ｘ、ｙの２方向における照度分布の２次成分を独立して調整することができる。また、以上の説明では、フィルタ部材が３次のべき級数で表される透過率分布を有する場合を例に挙げて説明したが、更に高次のべき級数で表記される成分や、例えば三角関数等の他の関数で表記される成分を含んでいても良い。
【００２８】
また、フィルタ部材の数は、以上の説明のように２つに制限される訳ではなく、複数のフィルタ部材を組み合わせることで、同様の効果を得ても良い。例えば、以下の透過率分布Ｔａ（ｘ，ｙ）、Ｔｂ（ｘ，ｙ）、Ｔｃ（ｘ，ｙ）、Ｔｄ（ｘ，ｙ）をそれぞれ有する４つのフィルタを組み合わせれば、ｘ方向における照度分布の２次成分、ｙ方向における照度分布の２次成分を独立して調整する事が容易となる。
Ｔａ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｄ
Ｔｂ（ｘ，ｙ）＝−ａｘ3＋ｄ
Ｔｃ（ｘ，ｙ）＝ａｙ3＋ｄ
Ｔｄ（ｘ，ｙ）＝−ａｙ3＋ｄ
【００２９】
更に、以上の説明では照度分布の２次成分を調整することを主眼において説明したが、本発明のフィルタ部材は透過率分布に本質的に２次成分を含むため、組み合わせフィルタを全体的に偏心することで、照度分布の１次の成分の補正が可能となる。
【００３０】
また、前述した透過率分布を有するフィルタ部材は、光学薄膜等を用いて位置により膜の設計解を異なるものにして作成しても良く、解像限界以下の微小ドット遮光物又は減光物を基板に蒸着し、この微小ドットの密度を位置により異ならせて作成しても良い。つまるところ、前述した透過率分布を有するフィルタ部材の作成方法は特に制限されることはない。ところで、微小ドットの存在確率を位置により異ならせて前述した透過率分布を有するフィルタを作成する場合には、微小ドットの並びに特定のパターンが無い事（各フィルタ部材において同一の透過率を有する箇所のドットの並びが同じでないこと）が望ましく、また特定のパターンがある場合でも、その特定のパターンが複数のフィルタ部材で異なっていることが望ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による露光装置の全体の概略構成を示す図である。本実施形態においては、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと感光性基板としてのウェハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷに転写して半導体素子を製造するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００３２】
尚、以下の説明においては、図１中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを移動させる方向（走査方向ＳＤ）をＹ方向に設定している。
【００３３】
図１において、露光光源１としては断面が略長方形状の平行光束である露光光ＩＬを射出するＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が用いられる。露光光源１からの波長１９３ｎｍの紫外パルスよりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）２を通り、光アッテネータとしての可変減光器３に入射する。ウェハＷ上のフォトレジストに対する露光量を制御するための露光制御ユニット２３が、露光光源１の発光の開始及び停止、並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー）を制御すると共に、可変減光器３における減光率を段階的、又は連続的に調整する。
【００３４】
可変減光器３を通った露光光ＩＬは、レンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５を経て第１段のオプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ６に入射する。この第１フライアイレンズ６から射出された露光光ＩＬは、第１レンズ系７ａ、光路折り曲げ用のミラー８、及び第２レンズ系７ｂを介して第２段のオプティカル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ９に入射する。
【００３５】
第２フライアイレンズ９の射出面、即ち露光対象のレチクルＲのパターン面に対する光学的なフーリエ変換面（照明系の瞳面）には開口絞り板１０が、駆動モータ１０ｅによって回転自在に配置されている。開口絞り板１０には、通常照明用の円形の開口絞り１０ａ、輪帯照明用の開口絞り１０ｂ、及び複数（例えば４極）の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞り（不図示）や小さいコヒーレンスファクタ（σ値）用の小円形の開口絞り（不図示）等が切り換え自在に配置されている。露光装置５０の全体の動作を統括制御する主制御系２４が駆動モータ１０ｅを介して開口絞り板１０を回転させて、照明条件を設定する。
【００３６】
尚、変形照明（輪帯照明、４極照明等）を行うときに、露光光ＩＬの利用効率を高めて高い照度（パルスエネルギー）を得るには、露光光ＩＬが第２フライアイレンズ９に入射する段階で、露光光ＩＬの断面形状をほぼ輪帯形状に整形しておくことが望ましい。このためには、第１フライアイレンズ６を例えば多数の位相型の回折格子の集合体よりなる回折光学格子（Diffractive Optical Element：ＤＯＥ）で置き換えればよい。また、照明条件切り換え系は上記の構成に限られるものではなく、開口絞り板１０に組み合わせて又は単独で円錐プリズム（アキシコン）及び／又はズーム光学系と、回折光学素子とを用いるようにしても良い。尚、第２段のオプティカル・インテグレータとして内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）を用いる場合には、例えばＤＯＥ、円錐プリズム、又は多面体プリズム等を用いて、照明系の光軸ＩＡＸに関して露光光ＩＬを傾けて内面反射型インテグレータに入射させるとともに、照明条件に応じてその入射面での露光光ＩＬの入射角度範囲を変更することが望ましい。
【００３７】
図１において、第２フライアイレンズ９から射出されて通常照明用の開口絞り１０ａを通過した露光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ１１に入射する。ビームスプリッタ１１で反射された露光光は、集光用のレンズ２１を介して光電検出器よりなるインテグレータセンサ２２に入射し、インテグレータセンサ２２の検出信号は露光制御ユニット２３に供始されている。インテグレータセンサ２２の検出信号とウェハＷ上での露光光ＩＬの照度との関係は予め高精度に計測されて、露光制御ユニット２３内のメモリに記憶されている。露光制御ユニット２３は、インテグレータセンサ２２の検出信号より間接的にウェハＷに対する露光光ＩＬの照度（平均値）、及びその積分値をモニタできるように構成されている。
【００３８】
ビームスプリッタ１１を透過した露光光ＩＬは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系１２，１３を順次経て、本発明のフィルタ部材としてのフィルタ１４ａ，１４ｂを順次介して可動ブラインド（可動照明視野絞り）１６ａに入射する。このフィルタ１４ａ，１４ｂは、光軸ＩＡＸを横切る方向に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有する。図２は、フィルタ１４ａ，１４ｂの一例を示す外観斜視図である。図２に示したフィルタ１４ａ，１４ｂは、露光光ＩＬに対して透明な基板上に複数の遮光性のドットパターン（微少トッド）が蒸着されており、透明基板上の単位面積当たりのドットパターンの存在確率は、透明基板内の位置に応じた透過率に基づいて設定される。
【００３９】
この蒸着によって形成されるドットパターンは、一例として直径が２５μｍ程度の微細な円形パターンであり、照度分布の調整量を１０％程度とすると、ドットパターンの存在確率は０〜１５％程度の範囲に収まると考えられる。尚、フィルタ１４ａ，１４ｂに形成されるドットパターンは、その並びに特定のパターンが無いこと（フィルタ１４ａ，１４ｂにおいて同一の透過率を有する箇所のドットの並びが同じでないこと）が望ましく、また特定のパターンがある場合でも、その特定のパターンが複数のフィルタ１４ａ，１４ｂで異なっていることが望ましい。
【００４０】
尚、図２に示したフィルタ１４ａ，１４ｂは、走査方向ＳＤ（図１参照）に対応する方向（Ｚ軸方向）を横切るＸ方向に３次関数で表される透過率分布を有するフィルタである。ここで、走査方向ＳＤに対応する方向とは、レチクルＲからフィルタ１４ａ，１４ｂに至る光学系によって投影されたフィルタ１４ａ，１４ｂの位置での走査方向をいう。
【００４１】
これらのフィルタ１４ａ，１４ｂは図１中の駆動装置１５によってＸ方向に連続的に移動可能に構成されており、フィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとのＸ方向の位置が個別に設定可能であるとともに、フィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとの相対位置関係を保ったままフィルタ１４ａ及びフィルタ１４ｂをＸ方向に並進させることも可能である。この駆動装置１５の動作は、本発明にいう制御装置としての主制御系２４が駆動系２５を介して制御する。
【００４２】
図１に戻り、可動ブラインド１６ａは、レチクルＲのパターンが形成されている面（以下、レチクル面という）に対する共役面に設置され、フィルタ１４ａ，１４ｂはその共役面から光軸ＩＡＸ方向に所定量だけデフォーカスした面に配置されている。このようにフィルタ１４ａ，１４ｂをレチクル面に対する共役面からデフォーカスさせるのは、以下の理由による。即ち、前述したように、本実施形態のフィルタ１４ａ，１４ｂには多数のドットパターンが形成されているため、このドットパターンがレチクル面（露光対象としてのウェハＷの表面と光学的に共役）上で解像されないようにするため、換言するとウェハＷにかようなドットパターンが転写されないようにするためである。尚、第２段のオプティカル・インテグレータとして内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）を用いる場合には、フィルタ１４ａ，１４ｂは、内面反射型インテグレータの射出端面又はその近傍に配置される。
【００４３】
露光時に可動ブラインド１６ａを通過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー１７、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、主コンデンサレンズ系２０、及び固定ブラインド（固定照明視野絞り）１６ｂを介して、マスクとしてのレチクルＲのパターン面（下面）の照明領域（照明視野領域）３５を照明する。固定ブラインド１６ｂは、例えば特開平４−１９６５１３号公報及び対応する米国特許題５，４７３，４１０号に開示されているように、後述する投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリット状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」という）に伸びるように配置された開口部を有する。
【００４４】
ここで、前述した可動ブラインド１６ａは、ウェハＷ上の各ショット領域への走査露光の開始時及び終了時に不要な露光を防止するために、照明視野領域の走査方向の幅を可変とするために使用される。更に、可動ブラインド１６ａは、走査方向と直交した方向（非走査方向）に関してレチクルＲのバターン領域のサイズ、又は後述のように評価対象に応じてその幅を可変とするために使用される。可動ブラインド１６ａの開口率の情報は露光制御ユニット２３にも供給され、インテグレータセンサ２２の検出信号から求められる値にその開口率を乗じた値が、ウェハＷ上の実際の照度となる。
【００４５】
尚、以上説明した露光光源１、ビームマッチングユニット２、可変減光器３、レンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５、第１フライアイレンズ６、第１レンズ系７ａ、光路折り曲げ用のミラー８、第２レンズ系７ｂ、第２フライアイレンズ９、開口絞り板１０、ビームスプリッタ１１、レンズ系１２，１３、フィルタ１４ａ，１４ｂ、可動ブラインド１６ａ、光路折り曲げ用のミラー１７、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、主コンデンサレンズ系２０、及び固定ブラインドは、照明光学系を構成している。尚、固定ブラインド１６ｂは、可動ブラインド１６ａとフィルタ１４ｂとの間の面、又は可動ブラインド１６ａの射出側の近傍（可動ブラインド１６ａと光路折り曲げ用のミラー１７との間）の面に配置しても良い。
【００４６】
また、上記照明光学系内に設けられるレンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５、第１フライアイレンズ６、第１レンズ系７ａ、第２レンズ系７ｂ、第２フライアイレンズ９、レンズ系１２，１３、フィルタ１４ａ，１４ｂ、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、及び主コンデンサレンズ系２０の硝材としては、例えば蛍石（フッ化カルシウム：ＣａＦ2）が用いられる。
【００４７】
露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域３５内の回路パターンの像が両側テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４又は１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置された基板としてのウェハＷ上のフォトレジスト層のスリット状の露光領域３５Ｐに転写される。本実施形態の投影光学系ＰＬは、ジオプトリック系（屈折系）であるが、カタジオプトリック系（反射屈折系）や反射系も使用できることはいうまでもない。また、本実施形態では露光光ＩＬが真空紫外光であるため、通常の空気中の酸素、二酸化炭素、水蒸気等によって大きく吸収されてしまう。これを避けるために、図１に示した露光光源１からウェハＷまでの露光光ＩＬの光路には、真空紫外光に対しても高透過率の高純度のパージガス（ヘリウム、ネオン等の希ガス、又は窒素ガス等の所謂不活性ガス）が供給されている。更に、投影光学系ＰＬを構成する屈折部材の硝材としては、例えば蛍石（フッ化カルシウム：ＣａＦ2）が用いられる。
【００４８】
図１において、レチクルＲは、レチクルステージ３１上に吸着保持され、レチクルステージ３１は、レチクルベース３２上でＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に傾斜できるように載置されている。レチクルステージ３１（レチクルＲ）の２次元的な位置及び回転角は駆動制御ユニット３４内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果、及び主制御系２４からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット３４内の駆動モータ（リニアモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステージ３１の走査速度、及び位置の制御を行う。
【００４９】
一方、ウェハＷは、ウェハホルダ３８を介してウェハステージ３９上に吸着保持され、ウェハステージ３９は、ウェハベース４０上で投影光学系ＰＬの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即ち、ウェハステージ３９は、ウェハベース４０上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動する。更に、ウェハステージ３９には、ウェハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。また、図示は省略しているが、投影光学系ＰＬの側面に、ウェハＷの表面（ウェハ面）の複数の計測点に斜めにスリット像を投影する投射光学系と、そのウェハ面からの反射光を受光してそれらの複数の計測点のフォーカス位置に対応するフォ−カス信号を生成する受光光学系とからなる多点のオートフォーカスセンサも設けられており、それらのフォ−カス信号が主制御系２４中の合焦制御部に供給されている。走査露光時には、主制御系２４中の合焦制御部は、それらのフォーカス信号（フォーカス位置）の情報に基づいてオートフォーカス方式でウェハステージ３９中のＺレベリング機構を連続的に駆動する。これによって、ウェハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦される。
【００５０】
ウェハステージ３９のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角は駆動制御ユニット４１内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果及び主制御系２４からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット４１内の駆動モータ（リニアモータ等）は、ウェハステージ３９の走査速度、及び位置の制御を行う。
【００５１】
主制御系２４は、レチクルステージ３１及びウェハステージ３９のそれぞれの移動位置、移動速度、移動加速度、位置オフセット等の各種情報を駆動制御ユニット３４及び４１に送る。これに応じて、レチクルステージ３１を介して露光光ＩＬの照明領域３５に対してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ウェハステージ３９を介してレチクルＲのパターン像の露光領域３５Ｐに対してウェハＷが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度β・Ｖｒ（βはレチクルＲからウェハＷへの投影倍率）で走査される。この際の走査露光の開始時及び終了時に不要な部分への露光を防止するために、駆動制御ユニット３４によって可動ブラインド１６ａの開閉動作が制御される。レチクルＲとウェハＷとの移動方向が逆であるのは、本実施形態の投影光学系ＰＬが反転投影を行うためである。
【００５２】
主制御系２４は、ウェハＷ上の各ショット領域のフォトレジストを適正露光量で走査露光するための各種露光条件を露光データファイルより読み出して、露光制御ユニット２３とも連携して最適な露光シーケンスを実行する。即ち、ウェハＷ上の１つのショット領域への走査露光開始の指令が主制御系２４から露光制御ユニット２３に発せられると、露光制御ユニット２３は露光光源１の発光を開始すると共に、インテグレータセンサ２２を介してウェハＷに対する露光光ＩＬの照度（単位時間当たりのパルスエネルギーの和）の積分値を算出する。その積分値は走査露光開始時に０にリセットされている。そして、露光制御ユニット２３では、その照度の積分値を逐次算出し、この結果に応じて、走査露光後のウェハＷ上のフォトレジストの各点で適正露光量が得られるように、露光光源１の出力（発振周波数、及びパルスエネルギー）及び可変減光器３の減光率を制御する。そして、当該ショット領域への走査露光の終了時に、露光光源１の発光が停止される。
【００５３】
また、本実施形態の露光装置は、ウェハステージ３９上に、投影光学系ＰＬを介してウェハＷ上に照射される露光光ＩＬの照度ムラを測定するための照度計測部４２が固定され、この照度計測部４２の上面に走査方向ＳＤ（Ｙ方向）に細長いスリット状の受光部を持つＣＣＤ型のラインセンサ４２ａ（図３（ａ）参照）が固定されている。このラインセンサ４２ａの検出信号は露光制御ユニット２３に供給されている。また、照度計測部４２の上面には、ピンホール状の受光部を有する光電センサよりなる通常の照度ムラセンサ（不図示）も設置されている。ここで、図３を参照してラインセンサ４２ａを用いてスリット状の露光領域３５Ｐの非走査方向（Ｘ方向）に対する照度ムラを計測する方法について説明する。尚、この照度ムラの計測は、例えば定期的に実行される。その際に、図１の開口絞り板１０を駆動して照明方式を通常照明、変形照明、小σ値照明等に切り換えて各照明方式毎にその照度ムラの計測が実行される。そして、露光装置の稼働時間の経過に伴う照度ムラの状態が照明方式毎にテーブルとして主制御系２４内の記憶部に記憶される。
【００５４】
図３は、照度ムラを計測する方法を説明するための図である。まず、図３（ａ）は、図１のウェハステージ３９を駆動して投影光学系ＰＬの露光領域３５Ｐの非走査方向の側面に照度計測部４２上のラインセンサ４２ａを移動した状態を示しており、その露光領域３５Ｐの走査方向ＳＤ（Ｙ方向）の照度分布Ｆ（Ｙ）はほぼ台形状である。図３（ｃ）に示すように、その照度分布Ｆ（Ｙ）の底辺の走査方向の幅をＤＬをすると、ラインセンサ４２ａの受光部の走査方向の幅はＤＬよりも十分に広く設定されている。
【００５５】
その後、ウェハステージ３９を駆動して、図３（ａ）に示すように、露光領域３５Ｐを走査方向に完全に覆う形で、ラインセンサ４２ａを非走査方向（Ｘ方向）に所定間隔で順次一連の計測点に移動させる。そして、各計測点で図１の露光光源１をパルス発光させて、インテグレータセンサ２２の検出信号とラインセンサ４２ａの検出信号とを露光制御ユニット２３に並列に取り込み、ラインセンサ４２ａの検出信号のディジタルデータを全部の画素について積分したデータをインテグレータセンサ２２からの検出信号のディジタルデータで除算することで、図３（ｂ）に示すように、露光領域３５Ｐの非走査方向（Ｘ方向）への照度分布Ｅ（Ｘ）を算出する。ここで、インテグレータセンサ２２からの検出信号で除算するのは、パルスエネルギーのばらつきの影響を除くためである。このように、ラインセンサ４２ａをＸ方向に走査することによって、容易且つ短時間に露光領域３５Ｐの非走査方向における照度分布Ｅ（Ｘ）を計測することができる。尚、ここでの照度分布Ｅ（Ｘ）は、例えば非走査方向の端部の１番目の計測点での照度を基準とした相対値で表されている。
【００５６】
この結果、照度分布Ｅ（Ｘ）は、非走査方向の各位置Ｘにおいて、露光領域３５Ｐの照度を走査方向（Ｙ方向）に積分した照度を表している。走査露光時に、ウェハＷの各点は、図３（ｃ）の台形状の照度分布Ｆ（Ｙ）の領域を走査方向に横切るため、本例の非走査方向の照度分布Ｅ（Ｘ）は、ウェハＷ上の各ショット領域における非走査方向の積算露光量の分布とほぼ等価である。本例では、その照度分布Ｅ（Ｘ）を非走査方向の位置Ｘの関数として以下の（１５）式のように表す。尚、位置Ｘの原点は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通り、Ｙ軸に平行な直線とする。
Ｅ（Ｘ）＝ａ・（Ｘ−ｂ）2＋ｃ・Ｘ＋ｄ    ……（１５）
【００５７】
上記（１５）式において、２次係数ａは、位置Ｘに関して凸（ａ＞０）、又は凹（ａ＜０）の照度ムラを、シフト係数ｂは照度ムラの対称軸の光軸ＡＸからのＸ方向へのシフト量を、１次係数ｃは所謂傾斜ムラを、係数ｄは位置Ｘによらない一定の照度（オフセット）をそれぞれ表している。これらの係数ａ〜ｄの値は、例えば、実測データから最小自乗法によって求められ、求められた値が非走査方向の照度ムラ（即ち、非走査方向の積算露光量分布）の状態として記憶される。本実施形態では、以上の方法により測定された照度ムラ（照度分布）をフィルタ１４ａ，１４ｂによって調整している。以下、照度ムラの調整方法について詳細に説明する。
【００５８】
図４は、フィルタ１４ａ，１４ｂの相対位置を変化させた場合の透過率分布の変化を示すシミュレーション結果であり、（ａ）はフィルタ１４ａの透過率分布を、（ｂ）はフィルタ１４ｂの透過率分布を、（ｃ）はフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布をそれぞれ示している。尚、図４（ａ）に示すフィルタ１４ａの透過率分布Ｔ１０は、Ｘ方向のシフト量が０の場合にはＴ１０＝ａ・Ｘ3＋０．９８であり、図４（ｂ）に示すフィルタ１４ｂの透過率分布Ｔ１１は、Ｘ方向のシフト量が０の場合にはＴ１１＝−ａ・Ｘ3＋０．９８である。尚、これらの式中のａは任意の定数である。このように、フィルタ１４ａ及びフィルタ１４ｂは、それぞれの透過率分布特性が光軸ＩＡＸに沿う方向に関してほぼ反転した関係となるように配置されている。
【００５９】
また、図４（ａ）において、符号Ｌ１１を付した曲線はＸ方向のシフト量が０のときのフィルタ１４ａのＸ方向の透過率分布を示し、符号Ｌ１２を付した曲線はＸ方向のシフト量が−０．１のときのフィルタ１４ａのＸ方向の透過率分布を示し、符号Ｌ１３を付した曲線はＸ方向のシフト量が−０．２のときのフィルタ１４ａのＸ方向の透過率分布をそれぞれ示している。同様に、図４（ｂ）において、符号Ｌ２１を付した曲線はＸ方向のシフト量が０のときのフィルタ１４ｂのＸ方向の透過率分布を示し、符号Ｌ２２を付した曲線はＸ方向のシフト量が０．１のときのフィルタ１４ｂのＸ方向の透過率分布を示し、符号Ｌ２３を付した曲線はＸ方向のシフト量が０．２のときのフィルタ１４ｂのＸ方向の透過率分布をそれぞれ示している。尚、図４においては、上記の透過率分布Ｔ１０，Ｔ１１を示す式中の定数ａを適当な値に設定して図示をしている。
【００６０】
図４（ｃ）中の符号Ｌ３１を付した曲線は、フィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向のシフト量が０のときのフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布を示している。この図から分かるように、フィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向のシフト量が０の場合（相対的な位置ずれ量が０の場合）には、フィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布はほぼ一定となる（厳密にいうと一定ではない）。また、図４（ｃ）中において、符号Ｌ３２を付した曲線は、フィルタ１４ａのＸ方向のシフト量が−０．１であり、フィルタ１４ｂのＸ方向のシフト量が０．１であるときのフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布を示している。このときのフィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向の相対的な位置ずれ量は０．２となる。このときのフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布はＸ方向に沿って２次関数的に変化する分布となることが分かる。
【００６１】
更に、図４（ｃ）中において、符号Ｌ３３を付した曲線は、フィルタ１４ａのＸ方向のシフト量が−０．２であり、フィルタ１４ｂのＸ方向のシフト量が０．２であるときのフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布を示している。このときのフィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向の相対的な位置ずれ量は０．４となる。このときのフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布は、符号Ｌ３２を付した曲線で示される透過率分布と同様に、Ｘ方向に沿って２次関数的に変化する分布となるが、その曲率が曲線Ｌ２１よりも小さくなっていることが分かる。このように、本実施形態のフィルタ１４ａ，１４ｂは、フィルタ１４ａの−Ｘ方向のシフト量を大きくするとともにフィルタ１４ｂのＸ方向のシフト量を大きくして、フィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとの相対的な位置ずれ量を増大させることにより、２次関数的に変化する透過率分布の変化量（２次関数の曲率）を任意に可変することができる。
【００６２】
また、図４（ｃ）から分かるように、フィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとのＸ方向の相対的な位置ずれ量を可変させても、副次的に発生するオフセット量の変化量が僅かであることが分かる。尚、ウェハＷに照射される露光光ＩＬの露光量をより高い精度で制御する場合には、このオフセットの影響を考慮する必要がある場合が考えられる。この場合には、フィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとのＸ方向の位置とウェハＷ上に照射される露光光ＩＬの照度の変化量との関係を、例えば照度計測部４２上のラインセンサ４２ａを用いて予め測定しておき、露光時にはフィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとのＸ方向の位置に応じて露光光ＩＬの照度を制御することが好ましい。
【００６３】
以上説明した透過率が２次関数的に可変のフィルタ１４ａ，１４ｂを用いて、照度分布の２次成分を補正（調整）するには、まずフィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向又は−Ｘ方向のシフト量と透過率分布の変化量（２次関数の曲率の変化量）との関係を予め求めておく。そして、ラインセンサ４２ａを用いて予め計測した非走査方向（Ｘ方向）の照度分布（図３（ｂ）参照）を補正し得る（均一化し得る）シフト量を主制御系２４が算出し、この算出値に基づいて主制御系２４が駆動系２５を介して駆動装置１５を駆動することによりフィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向又は−方向の位置決めを行う。
【００６４】
また、他の方法としては、ウェハステージ３９を駆動して、図３（ａ）に示すように、露光領域３５Ｐの非走査方向の側面に照度計測部４２上のラインセンサ４２ａを移動させ、走査方向に完全に覆う形で、ラインセンサ４２ａを非走査方向（Ｘ方向）に所定間隔で順次一連の計測点に移動させる。そして、各計測点で図１の露光光源１をパルス発光させて、フィルタ１４ａ，１４ｂを介した露光光ＩＬが露光領域３５Ｐを照射したときのラインセンサ４２ａの検出信号を順次取り込む。この各計測点での検出信号の値が一定の値でない場合にはフィルタ１４ａ，１４ｂを所定量Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動させ、再度各計測点での計測結果を得る。このように、フィルタ１４ａ，１４ｂのＸ方向又は−Ｘ方向の位置を変えつつ、露光領域３５Ｐに実際に照射される露光光ＩＬの非走査方向における照度分布を計測して、非走査方向における照度分布のムラが無くなる（非走査方向における照度が一定となる）フィルタ１４ａ，１４ｂの位置を求める。
【００６５】
以上説明した実施形態のステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、長手方向が非走査方向に設定されたスリット状の露光光を用い、この露光光に対してレチクルＲとウェハとを相対的に走査して、レチクルＲに形成されたパターンを順次ウェハＷのショット領域に転写するものである。よって、例え走査方向における露光光ＩＬの照度分布の不均一性があったとしても、ウェハＷに照射される露光光ＩＬの露光量は走査方向に照度分布を積分したものとなるため、露光光ＩＬの走査方向における照度分布の不均一性は殆ど問題にならない。
【００６６】
しかしながら、例えば、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置は、あるショット領域を露光する場合に、レチクルとウェハとの相対的な位置決めを行った後は、その位置を変えずに一括してそのショット領域を露光するものであるため、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置のように、一方向（非走査方向）のみの照度分布の不均一性を補正すれば良いという訳ではなく、ウェハＷの面内（露光領域内）において照度分布を均一化する必要がある。このため、かようなステップ・アンド・リピート方式の露光装置が備える照明光学系には、露光光源から射出された露光光の光路を横切る第１方向（例えば、図１中のＸ方向）と、第１方向に直交する方向（例えば、図１中のＹ方向）各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有する少なくとも２つのフィルタが設けられる。
【００６７】
これらのフィルタを備える照明光学系には、図１に示した照明光学系と同様に、フィルタ各々を第１方向及び第２方向に連続的に移動させる駆動装置が設けられる。この駆動装置は、図１に示した主制御系２４及び駆動系２５と同様の装置系によって制御される。よって、フィルタ各々の相対位置は制御系２４によって制御される。また、図１に示したステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が備える照明光学系と同様に、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置が備える照明光学系も、レチクルＲのレチクル面に対して光学的に共役な面に露光光ＩＬのレチクルＲの照明領域を規定する視野絞りが設けられており、フィルタはこの視野絞りの近傍に配置される。つまり、これらのフィルタは、レチクルＲのレチクル面に対して光学的に共役な面の近傍に配置されている。尚、視野絞りがレチクルＲの近傍に配置されている場合には、フィルタはレチクル面に対して光学的に共役な面又はその近傍に配置される。
【００６８】
図５は、露光光の光路を横切る第１方向と、第１方向に直交する方向各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタの一例を示す図である。尚、図５においては第１方向をＸ方向に設定し、第２方向をＹ方向に設定してある。図５に示すフィルタの透過率分布Ｔ２０は、Ｘ方向及びＹ方向のシフト量が０の場合にはＴ２０＝ｂ・Ｘ3＋ｃ・Ｙ3＋０．９７に設定されている。尚、ｂ，ｃは、任意の定数である。また、図６は、図５に示した透過率分布を有するフィルタに対して設けられる他方のフィルタの透過率分布の一例を示す図である。図６に示すフィルタの透過率分布Ｔ２１は、Ｘ方向のシフト量が０の場合にはＴ２１＝−ｂ・Ｘ3−ｃ・Ｙ3＋０．９７に設定されている。このように、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置に設けられる２つのフィルタも露光光の進行方向（光軸）に沿う方向に関して透過率分布がほぼ反転した関係となるように配置されている。
【００６９】
図７は、図５に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向及びＹ方向のシフト量が０．１であり、図６に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向及びＹ方向のシフト量が−０．１であるときのフィルタを組み合わせた透過率分布を示す図である。尚、図７においては、上記の透過率分布Ｔ２０，Ｔ２１を示す式中の定数ｂ，ｃを適当な値に設定して図示をしている。図７から分かるように、２つのフィルタを組み合わせた透過率分布は、Ｘ方向及びＹ方向ともに２次関数的に変化する分布となっており、Ｘ方向及びＹ方向ともに上に凸である。
【００７０】
また、図８は、図５に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向のシフト量を０．１、Ｙ方向のシフト量を−０．１に設定し、図６に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向のシフト量を−０．１、Ｙ方向のシフト量を０．１に設定したときのフィルタを組み合わせた透過率分布を示す図である。図８に示した透過率分布は、Ｘ方向及びＹ方向ともに２次関数的に変化する分布となっているが、図７に示した透過率分布とは異なり、Ｘ方向については凸になっているが、Ｙ方向については下に凸となっている。このように、Ｘ方向及びＹ方向各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタを組み合わせ、フィルタの相対的な位置ずれ量をＸ方向及びＹ方向で個別に設定することで透過率分布の変化量（２次関数の曲率）のみならず、曲率の符号（上に凸であるか又は下に凸であるか）を自在に変化させることができる。
【００７１】
また、図５及び図６に示す透過率分布を有するフィルタのＸ方向及びＹ方向の相対的な位置ずれ量を可変させても、副次的に発生するオフセット量の変化量が図７及び図８から僅かであることが分かる。しかしながら、ウェハＷに照射される露光光ＩＬの露光量をより高い精度で制御する場合には、２つのフィルタのＸ方向の位置及びＹ方向の位置とウェハＷ上に照射される露光光ＩＬの照度の変化量との関係を、例えば照度計測部４２上のラインセンサ４２ａを用いて予め測定しておき、露光時にはフィルタ１４ａとフィルタ１４ｂとのＸ方向の位置に応じて露光光ＩＬの照度を制御することが好ましい。
【００７２】
また、Ｘ方向及びＹ方向について透過率が２次関数的に可変の２枚のフィルタを用いて、照度分布の２次成分を補正（調整）するには、前述した予め求めたシフト量と透過率分布の変化量（２次関数の曲率の変化量）との関係に基づいてフィルタ位置を制御する方法と、フィルタを介して露光領域に照射される露光光の検出結果を計測しつつフィルタの位置決めを行う方法との何れの方法をも用いることができる。更に、この場合においても照度分布の２次成分を調整するのみならず、組み合わせフィルタを全体的Ｘ方向又はＹ方向に偏心することで、照度分布の１次の成分の補正が可能となる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では露光光源１として、ＡｒＦエキシマレーザ光源の場合を例に挙げて説明したが、これ以外に露光光源１としては、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ2エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。
【００７４】
更に、光源としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。例えば、単一波長レーザの発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。
【００７５】
特に、発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ2レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍの範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ2レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では上記照明光学系内に設けられるレンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５、第１フライアイレンズ６、第１レンズ系７ａ、第２レンズ系７ｂ、第２フライアイレンズ９、レンズ系１２，１３、フィルタ１４ａ，１４ｂ、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、及び主コンデンサレンズ系２０の硝材、及び、投影光学系ＰＬを構成する屈折部材の硝材としては蛍石（フッ化カルシウム：ＣａＦ2）を用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらは、露光光ＩＬの波長に応じて蛍石（フッ化カルシウム：ＣａＦ2）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）、ＬｉＣＡＦ（コルキライト：ＬｉＣａＡｌＦ6）、ＬｉＳＡＦ（ＬｉＳｒＡｌＦ6）、ＬｉＭｇＡｌＦ6、ＬｉＢｅＡｌＦ6、ＫＭｇＦ3、ＫＣａＦ3、ＫＳｒＦ3等のフッ化物結晶又はこれらの混晶、又フッ素や水素等の物質をドープした石英硝子等の真空紫外光を透過する光学材料から選択される。尚、所定の物質をドープした石英硝子は、露光光の波長が１５０ｎｍ程度より短くなると透過率が低下するため、波長が１５０ｎｍ程度以下の真空紫外光を露光光ＩＬとして用いる場合には、光学素子の光学材料としては、蛍石（フッ化カルシウム）、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、ＬｉＣＡＦ（コルキライト）、ＬｉＳＡＦ（ＬｉＳｒＡｌＦ6）、ＬｉＭｇＡｌＦ6、ＬｉＢｅＡｌＦ6、ＫＭｇＦ3、ＫＣａＦ3、ＫＳｒＦ3等のフッ化物結晶又はこれらの混晶が使用される。
【００７７】
また、上記実施形態では、理解を容易にするため、Ｘ方向（及びＹ方向）に３時間数的に変化する透過率分布を有するフィルタを例に挙げて説明したが、更に高次のべき級数で表記される成分や、例えば三角関数等の他の関数で表記される成分を含む透過率分布を有するフィルタを用いることも可能である。更に、上記実施形態では、理解を容易にするために、Ｘ方向（及びＹ方向）に３次間数的に変化する透過率分布を有するフィルタを２枚組み合わせた場合を例に挙げて説明したが、３枚以上のフィルタを組み合わせても良い。例えば、以下の透過率分布Ｔａ（ｘ，ｙ）、Ｔｂ（ｘ，ｙ）、Ｔｃ（ｘ，ｙ）、Ｔｄ（ｘ，ｙ）をそれぞれ有する４つのフィルタを組み合わせれば、ｘ方向における照度分布の２次成分、ｙ方向における照度分布の２次成分を独立して調整する事が容易となる。
Ｔａ（ｘ，ｙ）＝ａｘ3＋ｄ
Ｔｂ（ｘ，ｙ）＝−ａｘ3＋ｄ
Ｔｃ（ｘ，ｙ）＝ａｙ3＋ｄ
Ｔｄ（ｘ，ｙ）＝−ａｙ3＋ｄ
【００７８】
また、上述した実施形態では、透明基板上に複数の遮光性のドットパターンが蒸着形成されたフィルタを例に挙げて説明したが、光学薄膜等を用いて位置により膜の設計解を異なるものにして作成したものであっても良い。更には、フィルタの基板として用いる光学材料が露光光ＩＬに対してある程度の吸収性を有するものであれば、面内方向において３次関数的に基板の厚みを変化させたものであってもよい。更には、フィルタの基板として金属又はセラミックスの基板を用いる場合には、金属又はセラミックスの基板に多数の微小な孔を形成したものを用いても良い。このときには、微小な孔の存在確率を位置により異ならせることにより、前述した３次又は高次のべき級数で表記される成分を含む透過率分布を形成する。
【００７９】
また、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハなどが用いられる。
【００８０】
次に、本発明の一実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図９は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図９に示すように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００８１】
次に、ステップＳ１３（ウェハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００８２】
図１０は、半導体デバイスの場合における、図９のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。図１０において、ステップＳ２１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００８３】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップ２７（現像ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステップ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００８４】
以上説明した本実施形態のマイクロデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２６）において、照度分布が一定の露光光ＩＬでウェハＷが露光され、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷ上へ忠実に転写することができるため、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まり良く生産することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、光路を横切る方向に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタを少なくとも２つ光路上に配置し、この透過率分布を組み合わせることで光路を横切る方向に２次関数的に変化する透過率分布を得ているため、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整することができるという効果がある。
このように、フィルタのみで照度分布の２次成分を調整できるため、従来照度分布の２次成分を調整するために必要であったコンデンサーレンズのディストーションを全く変化させる必要が無くなるという効果がある。
この結果として、コンデンサーレンズのディストーション変化による照明光の像高毎の開口数の変化が無くなり、しかも照度分布の２次成分も調整できるため、均一な線幅のパターンを生成する上で極めて好適であるという効果がある。
また、本発明によれば、光路を横切る方向にフィルタ部材を連続的に移動させることができるため、光路を横切る方向の照度分布の調整を短時間で且つ高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による露光装置の全体の概略構成を示す図である。
【図２】  フィルタ１４ａ，１４ｂの一例を示す外観斜視図である。
【図３】  照度ムラを計測する方法を説明するための図である。
【図４】  フィルタ１４ａ，１４ｂの相対位置を変化させた場合の透過率分布の変化を示すシミュレーション結果であり、（ａ）はフィルタ１４ａの透過率分布を、（ｂ）はフィルタ１４ｂの透過率分布を、（ｃ）はフィルタ１４ａ，１４ｂを組み合わせた透過率分布をそれぞれ示している。
【図５】  露光光の光路を横切る第１方向と、第１方向に直交する方向各々に３次以上の関数を含む関数で表される透過率分布を有するフィルタの一例を示す図である。
【図６】  図５に示した透過率分布を有するフィルタに対して設けられる他方のフィルタの透過率分布の一例を示す図である。
【図７】  図５に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向及びＹ方向のシフト量が０．１であり、図６に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向及びＹ方向のシフト量が−０．１であるときのフィルタを組み合わせた透過率分布を示す図である。
【図８】  図５に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向のシフト量を０．１、Ｙ方向のシフト量を−０．１に設定し、図６に示した透過率分布を有するフィルタのＸ方向のシフト量を−０．１、Ｙ方向のシフト量を０．１に設定したときのフィルタを組み合わせた透過率分布を示す図である。
【図９】  マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１０】  半導体デバイスの場合における、図９のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。
【図１１】  コンデンサーレンズにより照度分布を調整する原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１                露光光源（光源）
１４ａ，１４ｂ    フィルタ（フィルタ部材）
１５              駆動装置
２４              主制御系（制御装置、制御部）
３１              レチクルステージ（マスクステージ）
３４              駆動制御ユニット（マスクステージ駆動系）
３９              ウェハステージ（基板ステージ）
４１              駆動制御ユニット（基板ステージ駆動系）
ＩＡＸ            光路（光軸）
ＩＬ              露光光（光源から射出される光）
ＰＬ              投影光学系
Ｒ                レチクル（被照射物体、マスク）
ＳＤ              走査方向
Ｗ                ウェハ（感光性基板）
Ｘ                Ｘ方向、Ｘ軸（第１方向）
Ｙ                Ｙ方向、Ｙ軸（第２方向）
Ｚ                Ｚ方向、Ｚ軸（走査方向に対応する方向）
【図１】
0004923370.tif 000007
【図２】
0004923370.tif 000008
【図３】
0004923370.tif 000009
【図４】
0004923370.tif 000010
【図５】
0004923370.tif 000011
【図６】
0004923370.tif 000012
【図７】
0004923370.tif 000013
【図８】
0004923370.tif 000014
【図９】
0004923370.tif 000015
【図１０】
0004923370.tif 000016
【図１１】
0004923370.tif 000017