(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
前記照明光学系は、
複数の光源を形成するオプティカルインテグレーターと、
前記照明光学系の瞳面に対して挿脱され、前記オプティカルインテグレーターからの光束の一部を遮光する遮光部材と、
前記投影光学系の像面における軸外テレセン度を補正するテレセン補正部とを有し、
前記テレセン補正部は、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面に挿入した場合に発生する前記軸外テレセン度と、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面から取り出した場合に発生する前記軸外テレセン度との差以上の補正範囲を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記照明光学系の瞳面に挿入された前記遮光部材の位置と前記オプティカルインテグレーターの集光点の位置との距離をＺ（ｍｍ）、前記照明光学系を構成する光学系のうち前記照明光学系の瞳面よりも後段の光学系と前記投影光学系とをあわせた焦点距離をｆ（ｍｍ）、前記オプティカルインテグレーターの波面分割周期をａ（ｍｍ）、前記オプティカルインテグレーターから射出する光線の最大射出角度をθとすると、
前記テレセン補正部の前記軸外テレセン度の補正範囲α（ｐｐｍ／１μｍデフォーカス）が、
【数１】
0004950795.tif 000004
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記テレセン補正部はズーム光学系から構成され、前記ズーム光学系を駆動することによって、前記軸外テレセン度を補正す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】
前記遮光部材と交換可能に前記照明光学系の瞳面に挿入される平行平面板を更に有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光源からの光束の波長に対する前記平行平面板の屈折率をＮとすると、
前記平行平面板の厚さｄ（ｍｍ）は、
【数２】
0004950795.tif 000005
を満たすことを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記光源からの光の波長は３００ｎｍ以下であり、
前記平行平面板は、石英で構成されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項７】
前記光源からの光の波長は２００ｎｍ以下であり、
前記平行平面板は、蛍石で構成されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項９】
照明光学系により原版を照明し、投影光学系を介して前記原版のパターンの像を基板に投影する際の、前記投影光学系の像面における軸外テレセン度を補正する補正方法において、
前記照明光学系の瞳面に、オプティカルインテグレーターからの光束の一部を遮光する遮光部材を挿入するか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて判断された前記遮光部材の挿脱に応じて、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面に挿入した場合に発生する前記投影光学系の像面における軸外テレセン度と、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面から取り出した場合に発生する前記軸外テレセン度との差以上の補正範囲において、前記軸外テレセン度を補正する補正ステップとを有することを特徴とする補正方法。
【請求項１０】
前記照明光学系の瞳面に挿入された前記遮光部材の位置と前記オプティカルインテグレーターの集光点の位置との距離をＺ（ｍｍ）、前記照明光学系を構成する光学系のうち前記照明光学系の瞳面よりも後段の光学系と前記投影光学系とをあわせた焦点距離をｆ（ｍｍ）、前記オプティカルインテグレーターの波面分割周期をａ（ｍｍ）、前記オプティカルインテグレーターから射出する光線の最大射出角度をθとすると、
前記軸外テレセン度の前記補正範囲α（ｐｐｍ／１μｍデフォーカス）が、
【数３】
0004950795.tif 000006
を満たすことを特徴とする請求項９に記載の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版のパターンを基板に露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体デバイスを製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンをウエハ等に転写する投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、一般的に、光源からの光束を用いてレチクルを照明する照明光学系と、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系とを有する。
【０００３】
投影露光装置においては、近年の半導体デバイスの微細化に伴って、露光光源の波長以下のパターンを転写するための超解像技術が種々提案されている。かかる超解像技術の一つとして、変形照明法（斜入射照明法）と呼ばれるものがある。変形照明法は、一様な角度分布を有する光束（照明光）でレチクルを照明するのではなく、レチクルに対して斜めに光束を入射させる。
【０００４】
レチクルを照明する光束の角度分布は、照明光学系の瞳面位置における光量分布に対応する。ハエの目レンズをオプティカルインテグレーターとして用いた投影露光装置においては、ハエの目レンズの射出面が照明光学系の瞳面となる。照明光学系の瞳面位置における光強度分布は、有効光源分布、或いは、２次光源分布と呼ばれる。また、有効光源分布は、投影光学系の瞳面における光強度分布でもある。
【０００５】
変形照明法で用いられる有効光源分布としては、例えば、輪帯形状の有効光源分布や四重極形状の有効光源分布がある。オプティカルインテグレーターの射出面に輪帯形状や四重極形状の開口を有する開口絞りを配置することで、輪帯形状や四重極形状の有効光源分布を形成することができる。但し、開口絞りで輪帯形状や四重極形状の有効光源分布を形成した場合、光束の一部を遮光することになるため、光源からの光束を効率的に利用することができず、レチクルを照明する照明光の照度が低下する。従って、回路パターンをウエハに転写する生産性が低下してしまう。
【０００６】
一方、光源からの光束を効率的に利用しながら（即ち、光量欠損を抑えながら）、変形照明法で用いられる有効光源分布を形成する様々な技術が提案されている。特許文献１乃至３では、回折光学素子を用いて光強度分布を変換する技術が開示されている。回折光学素子は、光量欠損を抑えながら、任意の有効光源分布を形成することができる。
【特許文献１】特開平７−２０１６９７号公報
【特許文献２】特開平１１−１７６７２１号公報
【特許文献３】特開２００１−２８４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際の照明光学系においては、コンデンサー光学系やズーム光学系が収差を含んでいるため、回折光学素子が所定の光強度分布を形成するための回折光を発したとしても、オプティカルインテグレーター上での光強度分布がボケてしまう。
【０００８】
例えば、輪帯形状の有効光源分布を形成する場合、１００％の光強度の領域と０％の光強度の領域のみを有するトップハット形状ではなく、図１０に示すようにボケた形状（スソを引いた形状）となってしまう。このような現象は、プリズムを用いて有効光源分布を形成する場合に顕著に現れる。これは、プリズムを有する光学系は、レンズのみを有する光学系よりも大きな収差を含んでいるためである。ここで、図１０は、従来技術において、一般的な輪帯形状の有効光源分布を形成した場合の有効光源分布を示す図である。
【０００９】
有効光源分布の形状は、一般に、コヒーレンスファクターと呼ばれるσ値で表現される。ここで、σ値は、照明光のＮＡ（照明光学系のＮＡ）を投影光学系のＮＡで割った値である。また、σ値は、瞳の半径を１としたときの瞳の中心からの位置を示す場合にも使用される。例えば、図１０に示す有効光源分布は、有効光源分布における最大光強度の半分の値の点が瞳面の中心点から０．９（外側）、０．６（内側）であるため、外σ０．９０、内σ０．６０の有効光源分布（輪帯照明）と呼ばれる。なお、σ１とは、レチクルを照明する照明光のＮＡが投影光学系のＮＡと等しいことを示す。例えば、ＮＡが０．９２、縮小倍率が１／４の投影露光装置においては、レチクル面における投影光学系のＮＡは０．２３であるため、レチクルを照明する照明光のＮＡが０．２３である場合にσ１となる。
【００１０】
また、有効光源分布は、オプティカルインテグレーターの波面分割周期に起因してボケてしまうこともある。オプティカルインテグレーター上のσ１となる径をφ１００とし、オプティカルインテグレーターの波面分割周期を１ｍｍとすると、かかる波面分割周期はσ０．０２で表される。従って、回折光学素子がオプティカルインテグレーターの波面分割周期以下の微細形状を有する光強度分布を形成したとしても、オプティカルインテグレーターの射出面に形成される有効光源分布には反映されない。換言すれば、トップハット形状の有効光源分布をオプティカルインテグレーターの入射面に形成したとしても、σ０．０２のボケを含んだ有効光源分布がオプティカルインテグレーターの射出面に形成されてしまう。
【００１１】
近年では、投影露光装置の解像力を更に向上させるために、外σの大きな有効光源分布が要求されるようになってきている。但し、従来技術において、外σの大きな輪帯形状の有効光源分布（例えば、外σ０．９８、内σ０．７２）を形成すると、有効光源分布がボケてしまうため、図１１に示すように、有効光源分布のスソ部分がσ１を超えてしまう。従って、０次光が投影光学系の瞳面に配置されたＮＡ絞りで遮光され、投影（結像）性能が低下するという問題が発生してしまう。ここで、図１１は、従来技術において、外σの大きな輪帯形状の有効光源分布を形成した場合の有効光源分布を示す図である。
【００１２】
σ１を超えない良好な有効光源分布でレチクルを照明した場合の投影光学系の瞳面における回折光の分布を図１２に示す。図１２において、ＯＰは、投影光学系の瞳面に配置されたＮＡ絞りの開口を示す。
【００１３】
レチクルを照明した照明光は、レチクル上のパターン（例えば、ライン・アンド・スペース）で回折され、回折光としてレチクルから射出される。０次光はレチクルを直進する光であるため、０次光の分布は有効光源分布そのものとなる。図１２において、ＮＡ絞りの開口ＯＰ内に存在する輪帯形状の分布ＤＢ０が０次光を示す。±１次光は、レチクル上のパターンの繰り返し周期に依存した回折角で対称にレチクルから射出される。図１２において、ＮＡ絞りの開口ＯＰの中心に対して対称な２つの輪帯形状の分布ＤＢ＋１及びＤＢ−１が±１次光を示す。但し、回折光の次数の正負は便宜上付けているだけであり、それ自身に意味はない。
【００１４】
０次光の分布ＤＢ０上の点Ａにおける回折光、−１次光の分布ＤＢ−１上の点Ｂにおける回折光及び＋１次光の分布ＤＢ＋１上の点Ｃにおける回折光は、有効光源分布上の同一点の光から発生している。有効光源分布上の各点は互いにインコヒーレントであるため、有効光源分布上の１点の光から生じた回折光同士のみが干渉し、干渉パターンを形成する。図１２においては、−１次光の分布ＤＢ−１上の点Ｂにおける回折光は、ＮＡ絞りの開口ＯＰの外に回折しているため、ＮＡ絞りによって遮光されてしまう。従って、ＮＡ絞りの開口ＯＰ内に存在する点Ａにおける回折光と点Ｃにおける回折光とがウエハ上で干渉パターンを形成し、レチクルのパターンをウエハ上に投影する。
【００１５】
一方、σ１を超える有効光源分布でレチクルを照明した場合の投影光学系の瞳面における回折光の分布を図１３に示す。図１３では、ＮＡ絞りの開口ＯＰよりも大きな輪帯形状の有効光源分布を示している。
【００１６】
図１３を参照するに、０次光の分布ＤＢ０上の点Ａにおける回折光及び−１次光の分布ＤＢ−１上の点Ｂにおける回折光はＮＡ絞りによって遮光されてしまうため、＋１次光の分布ＤＢ＋１上の点Ｃにおける回折光のみがＮＡ絞りの開口ＯＰを通過する。上述したように、有効光源分布上の同一点から生じた回折光同士のみが干渉パターンを形成することができるため、＋１次光の分布ＤＢ＋１上の点Ｃにおける回折光のみでは干渉パターンを形成することができない。従って、レチクルのパターンをウエハに投影することができず、投影（結像）性能が低下してしまう。
【００１７】
また、近年では、図１４に示すような微細形状を有する有効光源分布でレチクルを照明することも要求されている。図１４は、米国特許第７０５７７０９号（Ｆｉｇ．１３）に開示されている有効光源分布を示す図である。但し、このような有効光源分布を回折光学素子のみを用いて形成しようとしても、上述したように、照明光学系に含まれる収差やオプティカルインテグレーターの波面分割周期によって有効光源分布がボケてしまう。従って、微細形状を有する有効光源分布を形成することができず、所望の結像性能を得ることができない。
【００１８】
そこで、本発明は、光量欠損を抑えながら、外σの大きな有効光源分布や微細形状を有する有効光源分布を高精度に形成することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光束を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系は、複数の光源を形成するオプティカルインテグレーターと、前記照明光学系の瞳面に対して挿脱され、前記オプティカルインテグレーターからの光束の一部を遮光する遮光部材と、前記投影光学系の像面における軸外テレセン度を補正するテレセン補正部とを有し、前記テレセン補正部は、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面に挿入した場合に発生する前記軸外テレセン度と、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面から取り出した場合に発生する前記軸外テレセン度との差以上の補正範囲を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述した露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の更に別の側面としての補正方法は、照明光学系により原版を照明し、投影光学系を介して前記原版のパターンの像を基板に投影する際の、前記投影光学系の像面における軸外テレセン度を補正する補正方法において、前記照明光学系の瞳面に、オプティカルインテグレーターからの光束の一部を遮光する遮光部材を挿入するか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにおいて判断された前記遮光部材の挿脱に応じて、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面に挿入した場合に発生する前記投影光学系の像面における軸外テレセン度と、前記遮光部材を前記照明光学系の瞳面から取り出した場合に発生する前記軸外テレセン度との差以上の補正範囲において、前記軸外テレセン度を補正する補正ステップとを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、例えば、光量欠損を抑えながら、外σの大きな有効光源分布や微細形状を有する有効光源分布を高精度に形成することができる露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略断面図である。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式で、原版としてのレチクル（マスク）３０のパターンを、基板としてのウエハ５０に露光する投影露光装置である。但し、露光装置１は、ステップ・アンド・リピート方式も適用することができる。
【００２６】
露光装置１は、光源１０と、照明光学系２０と、レチクル３０を支持する図示しないレチクルステージと、投影光学系４０と、ウエハ５０を支持する図示しないウエハステージと、制御部６０とを備える。
【００２７】
光源１０は、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーなどを使用する。但し、光源１０はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどを使用してもよい。
【００２８】
照明光学系２０は、光源１０からの光束を用いてレチクル３０を照明する光学系である。照明光学系２０は、本実施形態では、引き回し光学系２０１と、ビーム整形光学系２０２と、射出角度保存光学素子２０３及び２０５と、集光光学系２０４と、リレー光学系２０６及び２０８と、開口絞り２０７とを含む。更に、照明光学系２０は、回折光学素子２０９と、リレー光学系２１０と、アパーチャ２１１と、ズーム光学系２１２と、オプティカルインテグレーター２１３と、遮光部材２１４と、駆動部２１５と、照明部２１６と、駆動部２１７とを含む。
【００２９】
引き回し光学系２０１は、ミラーやリレーレンズ等を有し、光源１０から射出される光束をビーム整形光学系２０２に導光する。ビーム整形光学系２０２は、シリンドリカルレンズやミラー等を有し、引き回し光学系２０１によって導光された光束の断面形状を所定の形状に整形する。
【００３０】
射出角度保存光学素子２０３は、アパーチャやレンズ系等を有し、光束の光軸が微小変動して入射したとしても、射出する光束の角度（射出角度）を一定（本実施形態では、射出角度α）に維持する。射出角度保存光学素子２０３は、微小レンズで構成されるハエの目レンズであってもよい。
【００３１】
集光光学系２０４は、射出角度保存光学素子２０３から射出角度αで射出された光束を集光して射出角度保存光学素子２０５に導光する。また、集光光学系２０４は、射出角度保存光学素子２０３の射出面と射出角度保存光学素子２０５の入射面とをフーリエ変換面の関係（物体面と瞳面又は瞳面と像面の関係）にしている。
【００３２】
射出角度保存光学素子２０５は、射出角度保存光学素子２０３と同様な構成及び機能を有し、本実施形態では、射出する光束の射出角度をβに維持する。
【００３３】
リレー光学系２０６及び２０８は、射出角度保存光学素子２０５から射出角度βで射出された光束を集光して回折光学素子２０９に導光する。なお、リレー光学系２０６とリレー光学系２０８との間には、開口絞り２０７が配置されている。
【００３４】
回折光学素子２０９は、リレー光学系２１０を介して、アパーチャ２１１の位置（照明光学系２０の瞳面と共役な位置）に所定の光強度分布（例えば、輪帯形状や四重極形状など）を形成する。換言すれば、回折光学素子２０９は、オプティカルインテグレーター２１３と共同して、照明光学系２０の瞳面における有効光源分布を形成する。回折光学素子２０９は、振幅分布型ホログラムや位相分布型ホログラムなどの計算機ホログラム又はキノフォームで構成される。
回折光学素子２０９は、本実施形態では、互いに異なる光強度分布を形成する複数の回折光学素子と切り替え可能に構成され、制御部６０によって、レチクル３０のパターンに応じて最適な光強度分布を形成する回折光学素子が照明光学系２０の光路に配置される。
【００３５】
アパーチャ２１１は、回折光学素子２０９によって形成される光強度分布のみを通過させる機能を有する。回折光学素子２０９とアパーチャ２１１とは、互いにフーリエ変換面の関係になるように配置されている。
【００３６】
ズーム光学系２１２は、回折光学素子２０９によって形成される光強度分布を所定の倍率で拡大してオプティカルインテグレーター２１３に投影する。
【００３７】
オプティカルインテグレーター２１３は、照明光学系２０の瞳面近傍に配置され、アパーチャ２１１の位置に形成された光強度分布に対応した光源像（有効光源分布）を射出面に形成する。オプティカルインテグレーター２１３は、例えば、ハエの目レンズ、シリンドリカルレンズアレイやマイクロレンズアレイなどで構成される。
【００３８】
遮光部材２１４は、駆動部２１５によって、オプティカルインテグレーター２１３の射出面（照明光学系２０の瞳面）に挿脱可能に構成される。遮光部材２１４は、光束の一部を遮光して、回折光学素子２０９によって形成された第１の光強度分布を第２の光強度分布に変更する。本実施形態では、遮光部材２１４は、照明光学系２０に含まれる収差及びオプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期に起因して発生する有効光源分布のボケの部分を遮光する。具体的には、遮光部材２１４は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３によって形成された有効光源分布がボケてしまう（所定の光強度よりも小さい）ことで有効光源分布に発生するσが１を超える部分を遮光する。また、σが０．２以下の有効光源分布を形成する場合には、遮光部材２１４は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３によって形成された有効光源分布がボケてしまうことで有効光源分布に発生するσが０．２を超える部分を遮光する。このように、遮光部材２１４は、照明光学系２０の瞳面又はその近傍に位置決めされて、照明光学系２０の瞳面における有効光源分布の形状を部分的に調整し、有効光源分布をボケた部分のない形状にする。但し、遮光部材２１４は、それのみによって光源１０からの光束を遮光して有効光源分布を形成するのではなく、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３によって形成された有効光源分布のボケの部分を遮光しているだけである。従って、光源１０から射出される光束の光量欠損は、最小限に抑えられている。
【００３９】
遮光部材２１４は、例えば、ターレット上に配置された互いに異なる開口径及び形状を有する複数の絞りで構成され、かかる複数の絞りが選択的にオプティカルインテグレーター２１３の射出面に挿脱される。また、遮光部材２１４は、開口径を可変とする虹彩絞りで構成してもよい。この場合、虹彩絞りをオプティカルインテグレーター２１３の射出面に挿脱可能に構成する代わりに、虹彩絞りの開口径を大きくすることで光束を遮光しないようにすることも可能である。
【００４０】
駆動部２１５は、制御部６０に制御され、遮光部材２１４をオプティカルインテグレーター２１３の射出面へ駆動する機能と、オプティカルインテグレーター２１３の射出面に配置された遮光部材２１４を照明光学系２０の光路外へ駆動する機能とを有する。
【００４１】
照明部２１６は、コンデンサー光学系等を有し、オプティカルインテグレーター２１３の射出面に形成される有効光源分布でレチクル３０を照明する。また、照明部２１６は、駆動部２１７によって駆動される複数のレンズで構成されたズーム機構２１６ａを有し、ズーム機構２１６ａを駆動することにより照明光学系２０における軸外テレセン度を補正するテレセン補正部として機能する。なお、駆動部２１７は、制御部６０に制御され、ズーム機構２１６ａを構成する複数のレンズを駆動する機能を有する。
【００４２】
半導体デバイスの製造においては、１つの素子に対して、複数回の露光を繰り返すため、回路パターンがウエハ５０上に数層蓄積される。各層のパターンは、高精度に位置決めされて転写される必要がある。実際の半導体デバイスの製造においては、ウエハ５０上に蓄積された回路が段差を生じるため、露光装置１は段差の領域も含めてパターンを正確に位置決めして転写する必要がある。従って、投影光学系４０のベストフォーカスからデフォーカスした位置でのディストーション（デフォーカスディストーション）を低減することが必要となる。特に、デフォーカスディストーションの倍率成分である軸外テレセン度を補正する必要があるため、本実施形態では、照明部２１６（ズーム機構２１６ａ）が軸外テレセン度を補正する機能を備えている。
【００４３】
照明部２１６は、本実施形態では、遮光部材２１４を照明光学系２０の瞳面に挿入した場合に発生する軸外テレセン度と遮光部材２１４を照明光学系２０の瞳面から取り出した場合に発生する軸外テレセン度との差以上の補正範囲を有する。遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成した場合と、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成した場合とでは、照明光学系２０に発生する軸外テレセン度が異なるが、照明部２１６は、いずれの場合にも対応することができる。
【００４４】
ここで、照明光学系２０で発生する軸外テレセン度について説明する。照明光学系２０において軸外テレセン度が発生する要因は２つある。１つは有効光源分布が形成される位置と照明光学系２０の瞳面の位置との距離によって軸外テレセン度が発生するものであり、もう１つはオプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期に起因して軸外テレセン度が発生するものである。
【００４５】
これまでは、照明光学系２０の瞳面における光強度分布は、投影光学系４０の瞳面における光強度分布と同一であるとして説明してきた。但し、実際には、投影光学系４０の瞳面における光強度分布としての有効光源分布と同一な分布の形成される位置が、照明光学系２０の瞳面の位置と異なる場合がある。例えば、遮光部材２１４を使用する場合には、投影光学系４０の瞳面における光強度分布としての有効光源分布と同一の分布の形成される位置は、遮光部材２１４の位置となる。また、遮光部材２１４を使用しない場合には、投影光学系４０の瞳面における光強度分布としての有効光源分布と同一の分布の形成される位置は、オプティカルインテグレーター２１３に入射した平行光束が集光する各要素レンズの後側焦点位置となる。以下では、遮光部材２１４の位置やオプティカルインテグレーター２１３の各要素レンズの後側焦点位置に形成される光強度分布を有効光源分布と呼ぶ。
【００４６】
図２を参照して、有効光源分布が形成される位置と照明光学系２０の瞳面の位置とが異なる際に軸外テレセン度が発生する理由を説明する。図２では、照明光学系２０の瞳面ＰＰと照明光学系２０を構成する光学系のうち瞳面ＰＰよりも後段の光学系と投影光学系４０とを模式的に示している。ここで、レンズＬＧは、照明光学系２０を構成する光学系のうち瞳面ＰＰよりも後段の光学系と投影光学系４０とを含み、焦点距離ｆ（ｍｍ）を有するものとする。
【００４７】
照明光学系２０の瞳面ＰＰの中心から角度θで射出された光は、図２（ａ）に示すように、ｆ×ｓｉｎθ＝Ｙで表される像高Ｙ（ｍｍ）に垂直に到達する。有効光源分布の形状は光軸対称な形状であるため、照明光学系２０の瞳面ＰＰの位置に有効光源分布が形成されれば、露光光の光量分布は像面に対して垂直な線を中心とした分布となる。従って、デフォーカスが発生しても結像位置はシフトせず、軸外テレセン度は発生しない。
【００４８】
一方、図２（ｂ）に示すように、照明光学系２０の瞳面ＰＰの位置から光軸方向にＸ（ｍｍ）だけずれた位置ＰＰ’に有効光源分布が形成されると、有効光源分布の中心から射出された光は、角度（傾き角φ）を有して像面に到達する。従って、軸外テレセン度が発生してしまう。像高Ｙでの傾き角φは、ｓｉｎφ＝（Ｘ・ｔａｎθ）／ｆで表される。１マイクロメートルデフォーカスあたりの像転写位置の変化は、０．００１×ｔａｎφ（ｍｍ）で表される。傾き角φは小さい値であるため、ｓｉｎφ≒φ≒ｔａｎφとしても差し支えなく、１マイクロメートルデフォーカスあたりの像転写位置の変化は、（０．００１・Ｘ・ｔａｎθ）／ｆで表される。かかる像転写位置の変化は、倍率成分として像高で割って、（０．００１・Ｘ・ｔａｎθ）／（ｆ２・ｓｉｎθ）≒（０．００１・Ｘ）／ｆ２となる。
【００４９】
像転写位置の変化は、通常、ｎｍの単位となるので、かかる数字は１０−６程度の値となる。従って、この倍率の数字を１０６倍したｐｐｍ表示で軸外テレセン度を表すことが多い。このような表記に従うと、照明光学系の瞳面ＰＰの位置と有効光源分布が形状される位置とがＸ（ｍｍ）だけ離れていることによる軸外テレセン度の発生量は、１μｍデフォーカスあたり（Ｘ・１０００）／ｆ２（ｐｐｍ）となる。
【００５０】
ここで、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成した場合と、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成した場合とを考える。この場合、有効光源分布が形成される位置は、遮光部材２１４の位置と、オプティカルインテグレーター２１３の集光点の位置とで異なる。従って、上述したように、照明光学系２０の瞳面の位置と有効光源分布の形成される位置が異なることに起因する軸外テレセン度の発生量に差が生じることになる。例えば、遮光部材２１４の位置とオプティカルインテグレーター２１３の集光点の位置との距離（光軸方向の距離）をＺ（ｍｍ）とする。このとき、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成した場合に発生する軸外テレセン度と遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成した場合に発生する軸外テレセン度との差は１μｍデフォーカスあたり（Ｚ・１０００）／ｆ２（ｐｐｍ）となる。
【００５１】
次に、図３を参照して、オプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期に起因する軸外テレセン度について説明する。かかる現象は、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合に発生する。図３では、オプティカルインテグレーター２１３がａ（ｍｍ）の波面分割周期を有する場合を考える。
【００５２】
上述したように、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合には、オプティカルインテグレーター２１３の入射面にスソ部分がボケた有効光源分布が形成される。換言すれば、オプティカルインテグレーター２１３の左側に図示したような台形状の光強度分布がオプティカルインテグレーター２１３に入射する。従って、光強度分布のスソ部分に配置されたオプティカルインテグレーター２１３を構成する波面分割素子に入射する光強度は、光軸側の領域が強く、周辺側の領域が弱い。
【００５３】
オプティカルインテグレーター２１３の波面分割素子の各々から射出される光束は、オプティカルインテグレーター２１３の後側焦点位置（射出面近傍）で集光し、後段の光学系ＢＬを介して照明領域（例えば、レチクル３０）を照明する。図３では、光強度分布のスソ部分に配置された波面分割素子から射出される光線のうち、光軸側の光強度の強い領域からの光線をＬ１で、周辺側の光強度の弱い領域からの光線をＬ２で示している。図３から明らかなように、照明領域においては光軸に対して内向きの光線Ｌ１の方が、光軸に対して外向きの光線Ｌ２よりも強度が強い。従って、光量重心が内向きにφだけシフトしてしまうため、軸外テレセン度が発生してしまう。
【００５４】
軸外テレセン度の発生量は、オプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期ａの半分だけ有効光源分布上でシフトすることになるため、１μｍデフォーカスあたり（ａ・１０００）／（２・ｆ２・ｓｉｎθ）となる。ここで、θは、オプティカルインテグレーターから射出する光線の最大射出角度である。また、オプティカルインテグレーターの焦点距離をＦ(ｍｍ)とすると、ｓｉｎθ＝ａ／（２Ｆ）の関係があるため、軸外テレセン度の発生量は１μｍデフォーカスあたり（Ｆ・１０００）／ｆ２となる。
【００５５】
なお、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置の場合、オプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期ａは、非走査方向の波面分割周期である。また、最大射出角度θは、オプティカルインテグレーター２１３の非走査方向の最大射出角度であり、焦点距離Ｆはオプティカルインテグレーター２１３の非走査方向の焦点距離である。
【００５６】
このように、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する場合と、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合とで、軸外テレセン度の変化が発生する。かかる変化量は１μｍデフォーカスあたり（（Ｚ・１０００）／ｆ２＋（ａ・１０００）／（２・ｆ２・ｓｉｎθ））（ｐｐｍ）である。ここで、Ｚ（ｍｍ）は、遮光部材２１４の位置とオプティカルインテグレーター２１３の集光点の位置との距離であり、ｆ（ｍｍ）は、照明光学系２０の瞳面よりも後段の光学系と投影光学系をあわせた焦点距離である。また、ａ（ｍｍ）は、オプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期、θはオプティカルインテグレーター２１３から射出する光線の最大射出角度である。
【００５７】
従って、本実施形態では、軸外テレセン度の補正範囲α（ｐｐｍ／１μｍデフォーカス）が以下の数式１を満たすように、照明部２１６（ズーム機構２１６ａ）は構成されている。これにより、照明光学系２０における軸外テレセン度（発生量の範囲が広い軸外テレセン度）を十分に補正することができる。
【００５８】
【数４】
0004950795.tif 000002
【００５９】
図１に戻って、レチクル３０は、回路パターンを有し、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル３０から発せされた回折光は、投影光学系４０を介して、ウエハ５０に投影される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル３０とウエハ５０とを走査することによって、レチクル３０のパターンをウエハ５０に転写する。
【００６０】
投影光学系４０は、レチクル３０のパターンをウエハ５０に投影する光学系である。投影光学系４０は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。また、投影光学系４０は、投影光学系の開口数（ＮＡ）を制御する絞り４２を瞳面に有する。
【００６１】
ウエハ５０は、レチクル３０のパターンが投影（転写）される基板であり、図示しないウエハステージに支持及び駆動される。但し、ウエハ５０の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ５０には、レジストが塗布されている。
【００６２】
制御部６０は、図示しないＣＰＵやメモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部６０は、光源１０、回折光学素子２０９（複数の回折光学素子を切り替える機構）、駆動部２１５、駆動部２１７、ＮＡ絞り４２（の開口を変更する機構）と電気的に接続されている。制御部６０は、本実施形態では、回折光学素子２０９及び多光束形成部２１３によって形成される有効光源分布の形状に基づいて、駆動部２１５を介して、遮光部材２１４をオプティカルインテグレーター２１３の射出面（照明光学系２０の光路）に挿脱する。
【００６３】
具体的には、制御部６０は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３によって形成された有効光源分布がボケることによって、有効光源分布にσが１を超える部分が発生するかどうかを判断する。そして、有効光源分布にσが１を超える部分が発生する場合には、制御部６０は、遮光部材２１４をオプティカルインテグレーター２１３の射出面に挿入する。有効光源分布がボケたとしてもσが１を超える部分が発生しない有効光源分布の最大外σは、照明光学系２０の含む収差やオプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期によるが、一般的に、０．９５である。換言すれば、０．９５以下の外σを有する有効光源分布は、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる。従って、制御部６０は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３が０．９５以上のσを有する有効光源分布を形成する場合には、駆動部２１５を介して、遮光部材２１４を照明光学系２０の光路に挿入する。なお、制御部６０は、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる有効光源分布の最大σを閾値としてメモリに格納している。
【００６４】
一方、σが小さい、所謂、小σの有効光源分布を形成する場合を考える。この場合、制御部６０は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３によって形成された有効光源分布がボケることによって、有効光源分布に小σとして規定されたσ値を超える部分が発生するかどうを判断する。そして、有効光源分布に小σとして規定されたσ値を超える部分が発生する場合には、制御部６０は、遮光部材２１４をオプティカルインテグレーター２１３の射出面に挿入する。一般的に、０．２０より大きいσを有する有効光源分布は、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる。換言すれば、０．２以下のσを有する有効光源を形成する場合には、遮光部材２１４が必要である。従って、制御部６０は、回折光学素子２０９及びオプティカルインテグレーター２１３が０．２以下のσを有する有効光源分布を形成する場合には、駆動部２１５を介して、遮光部材２１４を照明光学系２０の光路に挿入する。なお、制御部６０は、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる有効光源分布の最小σを閾値としてメモリに格納している。また、例えば、図１４に示すような微細形状の有効光源分布を形成する場合にも同様のことが言える。図１４に示す有効光源分布を形成する場合は、投影光学系４０の瞳面の半径を１とすると、かかる有効光源形状の長さ、幅又はそれらうちの最小寸法（σ）が０．２以下であると有効光源分布にボケが生じる。従って、オプティカルインテグレーター２１３の射出面に遮光部材２１４を挿入することが必要となる。その際、遮光部材２１４の開口形状は、図１４において実線で示される有効光源分布の外形に沿って切り出された形状となる。また、制御部６０は、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる有効光源分布の最小寸法を閾値としてメモリに格納している。なお、制御部６０のメモリに格納される最小寸法については、図１４において実線で区切られ、光強度の異なる各領域の各辺の長さ、対角線の長さなど所定の長さとしてもよい。
【００６５】
また、制御部６０は、本実施形態では、駆動部２１７を介してズーム機構２１６ａを駆動して、照明光学系２０における軸外テレセン度を補正する。制御部６０は、例えば、照明光学系２０における軸外テレセン度を補正するためのズーム機構２１６ａの駆動量（軸外テレセン度の発生量とズーム機構２１６ａの駆動量との関係を示すテーブル）を予めメモリに格納している。また、制御部６０は、図示しない検出部を介して照明光学系２０における軸外テレセン度を実際に検出し、かかる検出結果に基づいて、ズーム機構２１６ａを駆動してもよい。
【００６６】
以下、図４を参照して、露光装置１における露光方法について説明する。まず、ステップＳ１１００において、制御部６０は、ユーザによって露光装置１に与えられた露光条件を取得する。露光条件には、使用するレチクル３０、有効光源分布の形状、投影光学系４０のＮＡ、露光量、露光範囲、露光するウエハ５０上の領域などが含まれる。
【００６７】
次いで、制御部６０は、ステップＳ１１００で取得した露光条件に基づいて、露光の準備を行う。具体的には、制御部６０は、ステップＳ１２００において、有効光源分布を形成する。有効光源分布の形成（ステップＳ１２００）については後で詳細に説明する。また、制御部６０は、ステップＳ１３００において、有効光源分布の形成以外に必要となるその他の露光の準備（例えば、投影光学系４０のＮＡの設定、レチクル３０の搬入、ウエハ５０の搬入、レチクル３０とウエハ５０の位置合わせなど）を行う。本実施形態では、有効光源分布を形成した後で、その他の露光の準備を行っているが、順序を逆にしてもよいし、或いは、並列に行ってもよい。換言すれば、露光を行う前に、必要な露光の準備が完了していればよい。
【００６８】
露光の準備が完了したら、制御部６０は、ステップＳ１４００において、露光を行う。
【００６９】
図５を参照して、ステップＳ１２００の有効光源分布の形成について詳細に説明する。まず、ステップＳ１２１０において、制御部６０は、ステップＳ１１００で取得した有効光源分布の形状（最大σ、最小σ及び最小寸法）とメモリに格納した閾値とを比較する。ここで、メモリに格納した閾値とは、上述したように、遮光部材２１４を使用せずに形成することができる有効光源分布の最大σ、最小σ及び最小寸法である。
【００７０】
次いで、制御部６０は、ステップＳ１２２０において、ステップＳ１１００で取得した有効光源分布の形状と閾値との比較結果に基づいて、ステップＳ１１００で取得した有効光源分布が遮光部材２１４を使用せずに形成することができるかどうかを判断する。
【００７１】
遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成することができると判断した場合には、制御部６０は、ステップＳ１２３０において、遮光部材２１４を照明光学系２０の光路に挿入しない、或いは、照明光学系２０の光路から遮光部材２１４を取り出す。換言すれば、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する。
【００７２】
一方、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成することができないと判断した場合には、制御部６０は、ステップＳ１２４０において、遮光部材２１４を照明光学系２０の光路に挿入する。換言すれば、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する。
【００７３】
本実施形態においては、ステップＳ１１００で取得した有効光源分布の形状に基づいて、制御部６０が遮光部材２１４の挿脱を判断しているが、露光装置１の外部の装置で判断してもよい。特に、遮光部材２１４を使用して微細形状の有効光源分布を形成する場合には、遮光部材２１４を別途製造する必要があるため、有効光源分布を形成する光学系の設計段階で遮光部材２１４の使用の要否を判断することが好ましい。この場合、ステップＳ１１００で取得される露光条件に遮光部材２１４の使用の要否が含まれる。
【００７４】
このように、露光装置１は、照明光学系２０に含まれる収差及びオプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期に起因して発生する有効光源分布のボケの部分を遮光部材２１４で遮光する。従って、解像度を低下させずに、外σの大きな有効光源形状や微細形状を有する有効光源分布を高精度に形成することができる。また、回折光学素子２０９を用いて形成された有効光源分布のボケ部分のみを遮光部材２１４で遮光しているので、遮光部材のみで有効光源分布を形成する場合と比較して光量欠損を抑えることができる。
【００７５】
次に、制御部６０は、ステップＳ１２６０において、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する場合、或いは、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合に関わらず、照明光学系２０における軸外テレセン度を補正（最適化）する。具体的には、制御部６０は、駆動部２１７を介して照明部２１６のズーム機構（光学系）２１６ａを駆動し、有効光源分布に発生する軸外テレセン度を補正する。なお、照明部２１６のズーム機構２１６ａは、軸外テレセン度の補正範囲として、上述した軸外テレセン度の変化量以上の補正範囲を有するように構成されている。また、軸外テレセン度を補正するための照明部２１６のズーム機構２１６ａの駆動位置は予め求めておくことが好ましい。
【００７６】
なお、外σの大きな有効光源分布を形成する場合、有効光源分布の外σだけではなく、有効光源分布の内σも遮光部材で遮光することが好ましい。これは、有効光源分布の外σのみを遮光部材２１４で遮光した場合、有効光源分布の外σを規定する位置は遮光部材２１４の位置となり、有効光源分布の内σを規定する位置はオプティカルインテグレーター２１３の集光点となるからである。この場合、有効光源分布が形成される位置が外σと内σとで異なるため、内σの形状と外σの形状で異なる軸外テレセン度が発生し、結像性能に影響を及ぼしてしまう。
【００７７】
上述したように、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成した場合と遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成した場合とで異なる軸外テレセン度を発生し、発生する軸外テレセン度は設計値によって決まる所定量である。但し、かかる軸外テレセン度を照明部２１６のズーム機構２１６ａのみで補正しようとすると、補正量が著しく大きくなるため、例えば、平行平面板を用いて補正量を小さくすることが好ましい。
【００７８】
そこで、図６に示すように、駆動部２１５を介して、遮光部材２１４と平行平面板２１８とを交換可能に構成することが好ましい。図６に示す露光装置１においては、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成した場合と、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成した場合で発生する軸外テレセン度を照明光学系２０の瞳位置近傍に平行平面板２１８を挿入して補正する。なお、平行平面板２１８が挿入される照明光学系２０の瞳位置近傍とは、本実施形態では、オプティカルインテグレーター２１３の射出面である。そして、照明部２１６のズーム機構２１６ａを用いて照明光学系２０における軸外テレセン度を更に高精度に補正する。ここで、図６は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００７９】
図６に示す露光装置１では、ステップＳ１２００の有効光源分布の形成において、図７に示すように、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合に、平行平面板２１８を照明光学系２０の瞳位置近傍に挿入する（ステップＳ１２５０）。具体的には、制御部６０は、駆動部２１５を介して、オプティカルインテグレーター２１３の射出面に平行平面板２１８を挿入する。ここで、図７は、図４に示すステップＳ１２００の有効光源分布の形成の詳細なフローチャートである。
【００８０】
照明光学系２０の瞳位置近傍に平行平面板２１８を挿入する場合には、平行平面板２１８の透過率が角度特性を有すると照明領域に照度むらを発生するため、平行平面板２１８の透過率の角度特性が小さいことが好ましい。そこで、平行平面板２１８の透過率の角度特性は、本実施形態では、露光領域の照度むらに悪影響を及ぼさないように、０．５％以下となっている。
【００８１】
また、平行平面板２１８は、上述した軸外テレセン度を補正できることが好ましいため、平行平面板２１８の厚さをｄ（ｍｍ）、光源１０からの光束の波長に対する平行平面板２１８の屈折率をＮとして、（（Ｎ−１）・ｄ）／Ｎ＝Ｚ＋ａ／（２・ｓｉｎθ）を満たす。
【００８２】
倍率テレセン度は、１マイクロデフォーカスあたり０．５ｐｐｍ以下であれば、レチクル３０のパターンを良好にウエハ５０に転写することができるため、平行平面板２１８の厚さの誤差として、（０．５・ｆ２・Ｎ）／（（Ｎ−１）・１０００）（ｍｍ）が許容される。
【００８３】
また、連続的に軸外テレセン度を補正することができる照明部２１６のズーム機構２１６ａを考慮すると、平行平面板２１８の厚さの誤差として、（α・ｆ２・Ｎ）／（（Ｎ−１）・１０００）（ｍｍ）が許容される。ここで、αは、照明部２１６（ズーム機構２１６ａ）の軸外テレセン度の補正範囲（ｐｐｍ／１μｍデフォーカス）である。
【００８４】
従って、本実施形態では、平行平面板２１８の厚さｄ（ｍｍ）が以下の数式２を満たすように、平行平面板２１８は構成されている。
【００８５】
【数５】
0004950795.tif 000003
【００８６】
また、平行平面板２１８が挿入される位置は照明光学系２０の瞳位置近傍であるため、光強度が高い。そこで、十分な耐久性を得るために、平行平面板２１８は、光源１０からの光束の波長が２００ｎｍ以下の場合には蛍石で構成し、光源１０からの光束の波長が３００ｎｍ以下の場合には石英で構成することが好ましい。
【００８７】
本実施形態では、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合に、平行平面板２１８を挿入する例を説明した。但し、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する場合と、遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合とで、厚さの異なる平行平面板を挿入してもよい。
【００８８】
このように、露光装置１は、照明光学系２０の収差やオプティカルインテグレーター２１３の波面分割周期に起因する有効光源分布のボケ部分（例えば、σ１を超える部分）を遮光部材２１４で遮光することができる。その際、露光装置１は、軸外テレセン度の補正範囲の広い照明部２１６（ズーム機構２１６）を有しているため、照明光学系２０における軸外テレセン度を十分に補正することが可能であり、優れた露光性能を実現することができる。詳細には、照明部２１６は、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する場合と遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合とで発生する軸外テレセン度を補正することができる。従って、露光装置１は、遮光部材２１４を使用して有効光源分布を形成する場合と遮光部材２１４を使用せずに有効光源分布を形成する場合に関わらず、良好な軸外テレセン度で露光することができる。
【００８９】
次に、図８及び図９を参照して、露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図８は、デバイス（半導体デバイスや液晶デバイス）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体デバイスの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００９０】
図９は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってレチクルの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。本実施形態では、照明部２１６が有するズーム機構２１６ａを用いて軸外テレセン度を補正するが、当業界で周知のいかなる補正機構の構成をも適用することができる。例えば、平行平面板を用いて軸外テレセン度を補正してもよいし、絞りをデフォーカスさせて軸外テレセン度を補正してもよい。但し、この場合も、軸外テレセン度の補正範囲として、照明部２１６が有するズーム機構２１６ａと同様な補正範囲を有することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】有効光源分布が形成される位置と照明光学系の瞳面の位置とが異なる際に軸外テレセン度が発生する理由を説明するための図である。
【図３】オプティカルインテグレーターの波面分割周期に起因する軸外テレセン度について説明するための図である。
【図４】図１における露光装置における露光方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示すステップＳ１２００の有効光源分布の形成の詳細なフローチャートである。
【図６】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】図４に示すステップＳ１２００の有効光源分布の形成の詳細なフローチャートである。
【図８】デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１０】従来技術において、一般的な輪帯形状の有効光源分布を形成した場合の有効光源分布を示す図である。
【図１１】従来技術において、外σの大きな輪帯形状の有効光源分布を形成した場合の有効光源分布を示す図である。
【図１２】σ１を超えない良好な有効光源分布でレチクルを照明した場合の投影光学系の瞳面における回折光の分布を示す図である。
【図１３】σ１を超える有効光源分布でレチクルを照明した場合の投影光学系の瞳面における回折光の分布を示す図である。
【図１４】微細形状を有する有効光源分布の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１                                露光装置
１０                              光源
２０                              照明光学系
２０１                            引き回し光学系
２０２                            ビーム整形光学系
２０３及び２０５                  射出角度保存光学素子
２０４                            集光光学系
２０６、２０８及び２１０          リレー光学系
２０７                            開口絞り
２０９                            回折光学素子
２１１                            アパーチャ
２１２                            ズーム光学系
２１３                            オプティカルインテグレーター
２１４                            遮光部材
２１５                            駆動部
２１６                            照明部
２１６ａ                          ズーム機構
２１７                            駆動部
２１８                            平行平面板
３０                              レチクル
４０                              投影光学系
５０                              ウエハ
６０                              制御部
【図１】
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【図２】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図３】
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【図１０】
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【図１１】
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