(57)【要約】【課題】簡易な構成で高品位な解像を可能にする照明光学系及び露光装置を提供する。【解決手段】光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置に使用され、前記原版を照明すると共に露光量調整部を有する照明光学系において、前記露光量調整部は、各群が一以上の光学素子を含み、各群の間隔が可変な一対の光学素子群と、前記照明光学系の光路内において、前記一対の光学素子群よりも原版側に配置された開口絞りと、を有し、前記一対の光学素子群の間隔が変化することによって、前記一対の光学素子群を経た前記光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが変化することを特徴とする照明光学系を提供する。【選択図】図１
2009130071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置に使用され、前記原版を照明すると共に露光量調整部を有する照明光学系において、
前記露光量調整部は、
各群が一以上の光学素子を含み、各群の間隔が可変な一対の光学素子群と、
前記照明光学系の光路内において、前記一対の光学素子群よりも原版側に配置された開口絞りと、を有し、
前記一対の光学素子群の間隔が変化することによって、前記一対の光学素子群を経た前記光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが変化することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記光束径が前記開口絞りの位置において最小となるときに、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが最小となることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記一対の光学素子群のうち前記光源側の光学素子群は、前記光源側から順に、凸レンズと、一以上の凹レンズと、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記一対の光学素子群のうち前記原版側の光学素子群は、前記光源側から順に、一以上の凹レンズと、凸レンズと、を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記一対の光学素子群は焦点距離が可変のコンデンサー光学系であり、前記一対の光学素子群により前記開口絞りの開口にのみ前記光が集光することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記一対の光学素子群は焦点距離が可変のコンデンサー光学系であり、
前記露光量調整部は、前記一対の光学素子群の前記光源側に第１のオプティカルインテグレータを更に有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記露光量調整部は、前記開口絞りに隣接して第２のオプティカルインテグレータを更に有することを特徴とする請求項６に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記露光量調整部は、光量を減光する減光部を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項９】
前記一対の光学素子群はアフォーカル光学系を構成することを有することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項１０】
原版を照明する、請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の照明光学系と、
前記原版のパターンの像を基板に投影する投影光学系と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
前記露光された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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版（レチクル又はマスク）パターンを投影光学系によってウエハなどの基板に露光する投影露光装置は従来から使用されており、経済性の向上と高品位な解像が益々要求されている。経済性の向上には露光装置の大型化によるコストアップを抑える必要がある。また、露光量にバラツキがあると、感光基板を露光した際に、パターンの忠実度が低下し、ＣＤ均一性が悪化する。また、偏光照明や原版のパターンの形状に応じて露光量を変更する必要もある。このように、高品位な解像には高精度な露光量制御が必要となる。
【０００３】
従来、特許文献１に開示された切り替え式ＮＤフィルターや特許文献２に開示されたメッシュフィルターを利用して露光量を離散的に調節することは知られている。また、レーザー光のビーム径をズームエキスパンダとアパーチャーにより拡大縮小して露光量を連続的に調節する方法も特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−２０２４３７号公報
【特許文献２】特開昭６３−３１６４３０号公報
【特許文献３】特開昭６３−２１３９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２は、露光量を離散的に制御するために精度が低い。高精度な露光量制御には露光量の連続的な制御が必要である。一方、特許文献３のズームエキスパンダは、同文献の第２図では単純化された構成を有するものの、実際には、ズーム範囲に亘って収差補正が必要となるために多くのレンズやズーム群が必要で、露光装置の大型化とコストアップを招く。
【０００５】
本発明は、簡易な構成で高品位な解像を可能にする照明光学系及び露光装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置に使用され、前記原版を照明すると共に露光量調整部を有する照明光学系において、前記露光量調整部は、各群が一以上の光学素子を含み、各群の間隔が可変な一対の光学素子群と、前記照明光学系の光路内において、前記一対の光学素子群よりも原版側に配置された開口絞りと、を有し、前記一対の光学素子群の間隔が変化することによって、前記一対の光学素子群を経た前記光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが変化することを特徴とする。
【０００７】
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】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成で高品位な解像を可能にする照明光学系及び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】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例の露光装置１００について説明する。
【００１０】
図２は、露光装置１００の概略ブロック図である。露光装置１００は、ステップアンドキャン方式によりレチクル（原版）１３のパターンをウエハ（基板）１６に露光する投影露光装置である。但し、露光装置１００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。露光装置１００は、光源１と、照明光学系１１０と、レチクルステージ１４と、投影光学系１５と、ウエハステージ１７と、を有する。
【００１１】
光源１はレチクル１３のパターンをウエハ１６に露光する光を射出する。光源１は、例えば、波長が約１９３ｎｍのＡｒＦレーザーや約２４８ｎｍのＫｒＦレーザーであるが、本発明は光源の種類や波長、個数を限定するものではない。例えば、光源１は、レーザーに限らず、水銀ランプなどの非レーザー光源でもあってもよい。
【００１２】
照明光学系１１０は、ビーム引き回し光学系２、露光量調整部３、ビーム整形光学系４、オプティカルインテグレータ５、遮光部材６、コンデンサー光学系７、１０、１２、減光部材８、走行視野絞り９、ミラー１１を有する。
【００１３】
ビーム引き回し光学系２は、光源１からの光束を集光してビームを拡大縮小し、露光量調整部３に光束を導く。従って、ビーム引き回し光学系２は周知のビームエキスパンダから構成されてもよい。このように、本実施例では、ビーム引き回し光学系２に加えて露光量調整部３を設けている。
【００１４】
露光量調整部３は、射出する光束の光量（即ち、露光量）を調整する機能を有する。露光量調整部３による露光量調整動作は制御部４０によって制御される。露光量調整部３については後述する。
【００１５】
ビーム整形光学系４は、複数の光学素子やズーム光学系などから構成される。ビーム整形光学系４は、後段のオプティカルインテグレータ５に入射する光束の強度分布及び角度分布を調整する。
【００１６】
オプティカルインテグレータ５は、例えば、複数の屈折光学素子や反射光学素子、フレネルレンズのような回折光学素子を２次元的に配置したマイクロレンズアレイである。また、オプティカルインテグレータ５は計算機ホログラム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）でもよい。オプティカルインテグレータ５を射出した光束は、コンデンサー光学系７によって集光され、走行視野絞り９が位置する面を重畳的に照明する。
【００１７】
遮光部材６は、オプティカルインテグレータ５の射出面近傍に配置される。遮光部材６が位置する面は、投影光学系１５の瞳面１５ａと共役関係にある。遮光部材６の形状に応じて種々の変形照明を形成することができる。図３を用いて、遮光部材６の具体的な切換え機構の一例を説明する。遮光部材６は、円形の基板６００の上に配置された複数の異なる形状の絞り６０１乃至６０３を含む。基板６００は、その上の１つの絞り６０１乃至６０３が光路内に位置するように、点Ｏを中心として回転可能に構成される。絞り６０１は通常の開口絞りである。絞り６０２はダイポール照明用の絞りであり、コンベンショナル照明、輪帯照明などから光束を切り出すことにより、ダイポール照明を形成することが可能となる。絞り６０３は四重極用の絞りであり、コンベンショナル照明、輪帯照明などから光束を切り出すことにより、四重極照明を形成することが可能となる。
【００１８】
減光部材８は、例えば、濃度フィルターや金属ブレードである。減光部材８の移動又は回転を制御することによって被照射面に到達する光強度分布を調整することが可能になる。
【００１９】
走行視野絞り９は、レチクル（原版）１３が位置する被照射面と共役な位置に配置される。走行視野絞り９は複数の可動遮光板から成り、任意の開口形状に制御することによって、被照射面の照明範囲を規制している。
【００２０】
走行視野絞り９を通過した光束は、コンデンサー光学系１０、（折り曲げ）ミラー１１、コンデンサー光学系１２によって、被照射面に導かれる。
【００２１】
レチクル１３はレチクルステージ１４によって支持及び駆動される。被照射面に配置されたレチクル１３のパターンは、投影光学系１５によって露光面に位置するウエハ１６に投影される。ウエハステージ１７はウエハ１６を保持し、３次元方向に移動される。レチクルステージ１４及びウエハステージ１７の移動は制御部４０によって制御される。レチクル１３とウエハ１６は図２の矢印方向に同期しながら走査露光を行う。投影光学系の縮小倍率が１／βの際には、ウエハステージ１７の走査速度がＶのとき、レチクルステージ１４の走査速度はβＶである。
【００２２】
本実施例ではウエハ１６を使用するが、本発明は被露光体である基板の種類を限定するものではなく液晶基板その他の基板を広く含む。基板にはレジストが塗付されている。
【００２３】
制御部４０は、露光装置１００の各部の動作を制御する。例えば、レチクルステージ１４とウエハステージ１７の位置を計測する図示しないレーザー干渉計による検出結果を取得してこれらのステージの動作を制御する。また、制御部４０は、露光量検出部５０ａ、５０ｂの検出結果に基づいて露光量調整部３の後述する移動部による光学素子群の移動動作を制御する。
【００２４】
露光量検出部５０ａはレチクルステージ１４上に配置されるか、コンデンサー光学系１２とレチクル１３との間か、レチクル１３と投影光学系１５との間に挿脱可能に構成される。同様に、露光量検出部５０ｂはウエハステージ１７上に配置されるか、投影光学系１５とウエハ１６との間に挿脱可能に構成される。代替的に露光量検出部は、図示しないビームスプリッタを照明光学系１１０内に配置して、ビームスプリッタが反射した光束の一部を受光してもよい。露光量検出部５０ａ、５０ｂは、露光時の光量を検出する照度計（積算露光量検出部）である。露光量検出部５０ａ、５０ｂは、レチクル１３及びウエハ１６が配置される位置、または、その位置と光学的に共役な位置に配置され、検出結果に応じた信号を制御部４０に送信する。
【００２５】
光源１から射出された光Ｌを利用して照明光学系１１０はレチクル１３をケーラー照明する。レチクルパターンを反映した光は投影光学系１５を介してウエハ１６に投影される。絞り６０１乃至６０３などの照明条件が変更された場合やパターンの形状、経時的な露光量の変動がある場合に制御部４０は露光量検出部５０ａ、５０ｂの検出結果に基づいて露光量調整部３の露光量調整動作を制御する。即ち、制御部４０は、露光量調整部３が調整する露光量を制御する。
【実施例１】
【００２６】
以下、図１を用いて、実施例１の照明光学系１１０の構成の詳細について説明する。照明光学系１１０の露光量調整部３は、オプティカルインテグレータ３０１と、ビーム径調整光学系３０２と、開口絞り３０３とを有する。
【００２７】
オプティカルインテグレータ（第１のオプティカルインテグレータ）３０１は、光束の射出角度を規定し、入射した光束は、一定の発散角度で射出される。オプティカルインテグレータ３０１は、入射光の波面を分割して光射出面又はその近傍に複数の光源を形成し、本実施例では、矩形形状の微細レンズが多数配列されたハエの目レンズである。ハエの目レンズは入射光の角度分布を位置分布に変換して射出し、その入射面３０１ａと射出面３０１ｂとはフーリエ変換の関係になっている。これにより、オプティカルインテグレータ３０１の射出面３０１ｂの近傍は２次光源となっている。オプティカルインテグレータ３０１の均一化効果により、露光量の調整が安定するという利点がある。
【００２８】
但し、オプティカルインテグレータ３０１はハエの目レンズに限定されない。例えば、オプティカルインテグレータ３０１は光学ロッド、ファイバ束、ＣＧＨ、回折光学素子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板、コーティングを施した反射型インテグレータであってもよい。
【００２９】
図１は、オプティカルインテグレータ３０１から光軸ＯＡと平行に射出される光線を実線、図１の上方向に射出される光線を破線で示し、簡単のため図１の下方向に射出される光線は省略している。射出された光束は、ビーム径調整光学系３０２に入射する。
【００３０】
ビーム径調整光学系３０２は、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂと、移動部３５ａ、３５ｂと、を有し、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂを経た光の光束径を変更する。
【００３１】
一対の光学素子群３０ａ、３０ｂは、それぞれが一以上の光学素子を有し、本実施例ではコンデンサー光学系（集光光学系）を構成する。光学素子群３０ａは、本実施例では、凸レンズ３０２ａを有する。光学素子群３０ｂは、本実施例では、凹レンズ３０２ｂ及び凸レンズ３０２ｃを有する。このように、本実施例の一対の光学素子群３０ａ及び３０ｂはコンデンサー光学系（集光光学系）である。但し、本発明において一対の光学素子群３０ａ、３０ｂはかかる構成に限定されず、レンズの代わりにミラーを含んでもよい。
【００３２】
例えば、図１（ｃ）に示すように、光学素子群３０ａは、光源１から光路に沿って順に凸レンズ３０２ａと、凹レンズ３０２ｄを有する光学素子群３０Ａａに置換されてもよい。光学素子群３０Ａａは凸レンズ３０２ａの後段（レチクル１３側）に一の凹レンズ３０２ｄを有するが、凸レンズ３０２ａのレチクル１３側に配置される凹レンズの数は問わない。
【００３３】
同様に、図１（ｃ）に示すように、光学素子群３０ｂは、光源側から光路に沿って順に凹レンズ３０２ｅ、凹レンズ３０２ｂ、凸レンズ３０２ｃを有する光学素子群３０Ａｂに置換されてもよい。光学素子群３０Ａｂは凹レンズ３０２ｂの光源１側に一の凹レンズ３０２ｅを有するが、凹レンズ３０２ｅの光源１側に配置される凹レンズの数は問わない。
【００３４】
移動部３５ａは、光学素子群３０ａを光軸方向Ｄに移動する。移動部３５ｂは、光学素子群３０ｂを光軸方向Ｄに移動する。但し、光学素子群３０ａと３０ｂの間隔が変更される限り、移動部３５ａ及び３５ｂのうちいずれか一方のみが設けられていれば足りる。この結果、移動部は、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂの少なくとも一方を移動して一対の光学素子群３０ａ、３０ｂの間隔を変化させる。これにより、ビーム径調整光学系３０２を経た光の光束径を変更する。
【００３５】
移動部３５ａ、３５ｂによる一対の光学素子群３０ａ、３０ｂの移動は制御部４０によって制御される。制御部４０は、露光量検出部５０ａ及び／又は５０ｂの検出結果に基づいて移動部３５ａ及び／又は３５ｂによる光学素子群の移動量を制御する。
【００３６】
また、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂは、移動部３５ａ、３５ｂにより焦点距離が可変のズーム光学系（変倍光学系）として構成される。
【００３７】
開口絞り３０３は、露光量を調節するために光束の有効領域を規定する。開口絞り３０３は、遮光部３０３ａと開口３０３ｂを有する。光軸ＯＡは開口３０３ｂの中心を貫通する。また、開口絞り３０３は、入射面３０３ｃと射出面３０３ｄを有する。開口絞り３０３は本実施例では開口３０３ｂの面積が固定であるが、開口の面積が可変な虹彩絞りやブレードであってもよい。開口絞り３０３は、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂよりも光路に沿って原版側（被照射面側）に配置される。
【００３８】
移動部３５ａ、３５ｂが一対の光学素子群３０ａ、３０ｂの少なくとも一方を移動することにより、ビーム径調整光学系３０２を経た光の開口絞り３０３の入射面３０３ｃにおける光束径が変更する。
【００３９】
図１（ａ）は、ビーム径調整光学系３０２の射出ビーム径（光束径）が最小となる状態を示す概略断面図である。図１（ｂ）は、光学素子群３０ａを固定して光学素子群３０ｂを光軸方向Ｄに沿って開口絞り３０３側に移動することによって、ビーム径調整光学系３０２の焦点距離を延ばし、射出ビーム径を拡大した状態を示す概略断面図である。また、図４（ａ）は、図１（ａ）に示すようにビーム径調整光学系３０２の射出ビーム径を最小とした状態における開口絞り３０３を通過する光束の光強度分布を示すグラフである。図４（ｂ）は、図１（ｂ）に示すようにビーム径調整光学系３０２の焦点距離を延ばして射出ビーム径を拡大した状態における開口絞り３０３を通過する光束の光強度分布を示すグラフである。
【００４０】
移動部３５ａ及び／又は３５ｂが一対の光学素子群３０ａ及び３０ｂの少なくとも一方を移動する範囲において、図１（ａ）は光束径が開口絞り３０３上で最小となる位置を示している。図１（ａ）に示すように、ビーム径が最小となる位置は光学素子群３０ｂの集光位置（焦点位置）であることが好ましい。この位置で、光束径が最小になるからである。また、この結果、オプティカルインテグレータ３０１の射出面３０１ｂと開口絞り３０３とは光学的にフーリエ変換の関係に配置される。但し、本発明は完全なフーリエ変換の関係を要求するものではない。
【００４１】
図１（ａ）及び図４（ａ）に示されるように、ビーム径調整光学系３０２による射出ビーム径が最小のときに開口絞り３０３による遮光が最小に設定する必要がある。この時に露光量が最大になるため、これにより、露光量の低下を防止してスループットの低下を抑えることができる。また、ビーム径調整光学系３０２によってビーム径を拡大したときに開口絞り３０３によって遮光される光量の割合が増え、露光量の調整範囲を大きくすることができるためである。
【００４２】
このため、この時、開口絞り３０３の開口３０３ｂはビーム径調整光学系３０２による射出ビーム径が最小となる光束を遮光しない（即ち、全て通過する）寸法及び形状を有する。
【００４３】
更に、同様の理由から、ビーム径調整光学系３０２による射出ビーム径が最小となる時、有限又は無限遠にある点から射出される光線の開口絞り３０３の入射面３０３ｃにおける広がり（以下、「光線広がり」という。）が最小となるように設定される。この光線広がりは、光学系の収差を定量的に評価する方法の一つとしてよく使用される。かかる光線広がりがあると開口３０３ｂを超えて開口絞り３０３の遮光部３０３ａによって遮光されるおそれがある。射出ビーム径が最小となるとき、光線広がりを最小にすれば、それを防止することができる。
【００４４】
また、本実施例では、図１（ｂ）及び図４（ｂ）に示されるように、ビーム径の拡大時に光線広がりが大きくなる。つまり、一対の光学素子群３０ａ及び３０ｂの間隔が変化することによって、一対の光学素子群３０ａ及び３０ｂを経た光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の開口絞り３０３における広がりが変化する。光線広がりが大きいと、図４（ｂ）に示されるように、開口絞り３０３における光強度分布は台形形状となる。光強度分布が台形形状である方が有効領域内に含まれる光量の割合が小さくなる。このため、ビーム径の拡大時にはより多くの光が、開口絞り３０３の遮光部３０３ａによって遮光されることになるので露光量の調整範囲が大きくなる。このように、ビーム径調整光学系３０２によるビーム径の縮小時（最小時）の光線広がりよりもビーム径の拡大時の光線広がりを大きくすることで露光量の調整範囲を大きくできる。
【００４５】
この結果、ビーム径の拡大縮小時の焦点距離の変化量を小さくすることができ、一対の光学素子群３０ａ、３０ｂの移動距離を小さくして露光量調整部３を小型化することができる。
【００４６】
また、ビーム径が最小の時のみ光線広がりを抑えればよいので設計上の制約条件が少なくなり、レンズの枚数やレンズ群の数を最小に抑えることができる。このため、ビーム径調整光学系３０２を簡易な構成にして小型化することができると共にコストアップを抑えることができる。
【００４７】
このように実施例１の照明光学系１１０によれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で露光量を連続的に広範囲で調整可能とすることができる。また、ビーム径調整光学系３０２（露光量調整部３）の構造は単純化かつ小型化されているので露光装置１００の経済性にも優れている。
【実施例２】
【００４８】
以下、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、実施例２の照明光学系１１０の露光量調整部３Ａについて説明する。露光量調整部３Ａは、オプティカルインテグレータ３０１及び３１３と、ビーム径調整光学系３０２と、開口絞り３０３と、ターレット３１１と、減光フィルター３１２とを有する。図５（ａ）は図１（ａ）に対応し、ビーム径が最小となる状態を示す概略断面図であり、図５（ｂ）は図１（ｂ）に対応し、ビーム径が拡大した状態を示す概略断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）において図１（ａ）及び図１（ｂ）と同一の参照符号は実施例１と同様である。
【００４９】
減光部としての減光フィルター３１２は、光が通過する際に光量を減光し、オプティカルインテグレータ３０１の光源側に設けられている。減光フィルター３１２は、例えば、ガラス基板上に誘電体多層膜をコーティングすることによって、透過率を制御したフィルターである。別の実施例では、減光フィルター３１２は、クロムなど光を吸収する物質をガラス基板上にコーティングしたフィルターを使用することもできる。この場合、透過率は吸光物質の濃度を変えることで制御できる。更に別の実施例では、減光フィルター３１２はメッシュ状の遮光部分が設けられたフィルターであってもよい。
【００５０】
減光フィルター３１２はターレット３１１上に複数配置され、光路中に導入可能な減光フィルター３１２を切換え可能な構成となっている。これによって、露光量を離散的に調整することができる。複数の減光フィルター３１２の透過率の差を、ビーム径調整光学系３０２による露光量調整範囲よりも小さくすることで広い範囲で露光量を連続的に調整することができる。
【００５１】
オプティカルインテグレータ（第２のオプティカルインテグレータ）３１３は、開口絞り３０３の後方に配置されているが、この順番は逆でもよい。即ち、オプティカルインテグレータ３１３は開口絞り３０３に隣接して設けられれば足りる。オプティカルインテグレータ３１３はオプティカルインテグレータ３０３と同様の構造を有する。ビーム径調整光学系３０２がビーム径の拡大縮小を行うと、開口絞り３０３を通過する光線のＮＡ及びテレセンに影響を与える。ビーム径調整光学系３０２よりも後方に、オプティカルインテグレータ３１３を配置することによって、ビーム整形光学系４に安定したビームを供給することが可能となる。また、図４（ｂ）に示されるように、ビーム径拡大時でも有効領域内の光強度分布を均一となるようにすると、ビーム整形光学系４に供給されるビームはより安定化される。露光量調整部３から射出される光束が、露光量調整に拘わらず一定であると後方に配置されるビーム整形光学系４によって整形されるビームプロファイルが安定するためである。
【００５２】
このように実施例１の照明光学系１１０の露光量調整部３によれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で露光量を連続的に広範囲で調整可能とすることができる。
【００５３】
このように実施例２の照明光学系１１０の露光量調整部３Ａによれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で、露光量を連続的かつ広範囲で調整可能とすることができる。
【実施例３】
【００５４】
以下、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、実施例３の照明光学系１１０の露光量調整部３Ｂについて説明する。露光量調整部３Ｂは、ビーム径調整光学系３２１と、開口絞り３０３とを有する。図６（ａ）は図１（ａ）に対応し、ビーム径が最小となる状態を示す概略断面図であり、図６（ｂ）は図１（ｂ）に対応し、ビーム径が拡大した状態を示す概略断面図である。
【００５５】
ビーム径調整光学系３２１は一対の光学素子群３０Ｂａ、３０Ｂｂと、移動部３５ａ、３５ｂとを有し、一対の光学素子群３０Ｂａ、３０Ｂｂを経た光の光束径を変更する。移動部３５ａ及び３５ｂが、少なくとも一方の光学素子群３０Ｂａ及び３０Ｂｂを移動してその間の間隔を変更すれば足りる点は実施例１と同様である。
【００５６】
一対の光学素子群３０Ｂａ、３０Ｂｂは、それぞれが一以上の光学素子を有する。光学素子群３０Ｂａは、本実施例では、凸レンズ３２１ａを有する。光学素子群３０Ｂｂは、本実施例では、凸レンズ３２１ｂ及び凹レンズ３２１ｃを有する。このように、本実施例の一対の光学素子群３０Ｂａ及び３０Ｂｂはアフォーカル光学系を構成し、ビーム径調整光学系３２１は倍率が可変の結像光学系である。なお、本発明はビーム径調整光学系３２１のレンズの枚数を限定するものではない。本実施例の露光量調整部３は、光源１が射出ＮＡの比較的大きいランプの場合に特に好適である。
【００５７】
図６は、ビーム径調整光学系３２１に入射する光束のうち、光軸ＯＡと平行に入射する光線を実線、図６の上向きに入射する光線を破線で示し、簡単のため図６の下向きに入射する光線は省略している。
【００５８】
露光量の調整効果は、実施例１と同様に図４によって理解される。露光量調整部３Ｂでは、図４（ａ）に示すように、ビーム径が最小の時よりも図４(ｂ)に示すように、ビーム径の拡大時に光線広がりが大きくなる。図４（ｂ）に示されるように、光線広がりが大きく、光強度分布が台形形状である方が有効領域内に含まれる光量の割合が小さくなる。このため、ビーム径拡大時に、より多くの光が開口絞り３０３によって遮光されるので露光量の調整範囲が大きくなる。
【００５９】
このように実施例３の照明光学系１１０の露光量調整部３Ｂによれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で、露光量を連続的かつ広範囲で調整可能とすることができる。
【実施例４】
【００６０】
次に、図７及び図８を参照して、露光装置１００を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）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、半導体チップ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本発明の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。
【００６１】
図８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１００によってレチクル１３のパターンをウエハ１６に露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハ１６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に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、露光量の調整を高精度に行って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。
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１による露光量調整部の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す露光量調整部を含む露光装置の概略ブロック図である。
【図３】図２に示す露光装置の遮光部材の切換えについて説明するための概略平面図である。
【図４】図１に示す露光量調整部による露光量の調整を説明するための概略図である。
【図５】本発明の実施例２による露光量調整部の概略図である。
【図６】本発明の実施例３による露光量調整部の概略図である。
【図７】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７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。
【符号の説明】
【００６４】
１                        光源
３                        露光量調整部
１３                      レチクル（原版）
１５                      投影光学系
１６                      ウエハ（基板）
３０１                    オプティカルインテグレータ
３０２                    ビーム径調整光学系
３０２ａ−３０２ｃ        一対の光学素子群
３０３                    開口絞り
３１１                    ターレット
３１２                    減光フィルター
３１３                    オプティカルインテグレータ
３２１                    ビーム径調整光学系
【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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