(57)【要約】【課題】  例えば回折光学素子のような光学部材の光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系。【解決手段】  本発明の照明光学系は、光源（ＬＳ）からの光束を回折光学素子（３ａ）の有効回折光学面まで送光する送光光学系（１，２）を備えている。送光光学系は、周辺よりも中央において光強度の高い第１光強度分布の状態で入射した非平行光束に基づいて、中央の光強度が第１光強度分布よりも低く且つ周辺の光強度が第１光強度分布よりも高い第２光強度分布を特定領域に形成する分布形成部材（２）を備えている。分布形成部材は、光軸（ＡＸ）と特定の角度をなして入射する光線群が、有効回折光学面において特定の角度に応じた位置に、周囲よりも光強度の低い中央領域を有する光強度分布を形成するように構成されている。【選択図】  図１
2009099696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を所定面上の特定領域まで送光する送光光学系において、
前記光源と前記所定面との間の光路中に配置されて、周辺よりも中央において光強度の高い第１光強度分布の状態で入射した非平行光束に基づいて、中央の光強度が前記第１光強度分布よりも低く且つ周辺の光強度が前記第１光強度分布よりも高い第２光強度分布を前記特定領域に形成する分布形成部材を備え、
前記分布形成部材は、光軸と特定の角度をなして入射する光線群が、前記特定領域において前記特定の角度に応じた位置に、周囲よりも光強度の低い中央領域を有する光強度分布を形成するように構成されていることを特徴とする送光光学系。
【請求項２】
前記分布形成部材は、前記光源に向かって凹状の光学面を有することを特徴とする請求項１に記載の送光光学系。
【請求項３】
前記分布形成部材は、前記光源に向かって凹状の第１光学面と、該第１光学面よりも前記所定面側に配置された前記光源に向かって凹状の第２光学面とを有することを特徴とする請求項１に記載の送光光学系。
【請求項４】
前記第１光学面と前記第２光学面との前記光軸に沿った間隔が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の送光光学系。
【請求項５】
前記分布形成部材に入射する前記非平行光束の発散角を検出する検出部と共に用いられ、該検出部からの出力に基づいて前記間隔の変更を制御する制御部を有することを特徴とする請求項４に記載の送光光学系。
【請求項６】
前記分布形成部材は、前記非平行光束が入射する領域の中央に形成された遮光部または減光部を有することを特徴とする請求項１に記載の送光光学系。
【請求項７】
前記遮光部または前記減光部は、前記分布形成部材に入射する前記非平行光束の発散角に応じた外形形状を有することを特徴とする請求項６に記載の送光光学系。
【請求項８】
前記外形形状は、円形、楕円形、矩形、または十字形であることを特徴とする請求項７に記載の送光光学系。
【請求項９】
入射光束の光束断面形状を異なる光束断面形状に変換する回折光学素子と共に用いられ、
前記特定領域は、前記回折光学素子の有効回折光学面であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送光光学系。
【請求項１０】
光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の送光光学系を備え、前記特定領域は前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された回折光学素子の有効回折光学面であることを特徴とする照明光学系。
【請求項１１】
前記回折光学素子は、前記送光光学系からの光束に基づいて所定形状の瞳輝度分布を形成することを特徴とする請求項１０に記載の照明光学系。
【請求項１２】
所定のパターンを照明するための請求項１０または１１に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工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、送光光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ（またはマイクロフライアイレンズ）を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源を形成する。二次光源からの光束は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。
【０００３】
マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、感光性基板としてのウェハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。なお、マスク上に設けられる回路パターンの高密度化に伴い、露光光（照明光）の短波長化、投影光学系の高開口数化、高感度レジストの開発などが盛んである。一般に、露光装置において高スループットを維持することは生産性の観点から重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光装置において、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源からの光によりマスクを照明する照明光学系では、輪帯照明、複数極照明などの変形照明を行うために、入射光束の光束断面形状を異なる光束断面形状に変換する回折光学素子が用いられる。この場合、回折光学素子に入射する光束は、周辺よりも中央において光強度の高い形態の光強度分布を有する。その結果、回折光学素子では、特に入射光束のエネルギ密度の高い中央領域において光学材料が劣化し易い。
【０００５】
また、回折光学素子では、光学回折面への物質の付着、光学回折面の光化学反応による損傷等に起因して、すなわち光学面の「曇り」という現象に起因して回折効率などが低下し易い。いわゆる「曇り」に起因する回折効率などの低下および上述の光学材料の劣化は、入射光束のエネルギ量、エネルギ密度、照射時間などに依存して発生し易い。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えば回折光学素子のような光学部材の光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、例えば回折光学素子のような光学部材の光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系を用いて、高スループットな露光を安定的に行うことのでき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】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、光源からの光束を所定面上の特定領域まで送光する送光光学系において、
前記光源と前記所定面との間の光路中に配置されて、周辺よりも中央において光強度の高い第１光強度分布の状態で入射した非平行光束に基づいて、中央の光強度が前記第１光強度分布よりも低く且つ周辺の光強度が前記第１光強度分布よりも高い第２光強度分布を前記特定領域に形成する分布形成部材を備え、
前記分布形成部材は、光軸と特定の角度をなして入射する光線群が、前記特定領域において前記特定の角度に応じた位置に、周囲よりも光強度の低い中央領域を有する光強度分布を形成するように構成されていることを特徴とする送光光学系を提供する。
【０００８】
本発明の第２形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
第１形態の送光光学系を備え、前記特定領域は前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された回折光学素子の有効回折光学面であることを特徴とする照明光学系を提供する。
【０００９】
本発明の第３形態では、所定のパターンを照明するための第２形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４形態では、第３形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明において、送光光学系中の分布形成部材は、周辺よりも中央において光強度の高い第１光強度分布の状態で入射した非平行光束に基づいて、中央の光強度が第１光強度分布よりも低く且つ周辺の光強度が第１光強度分布よりも高い第２光強度分布を、例えば回折光学素子の有効回折光学面に形成する。その結果、分布形成部材が介在することなく第１光強度分布の光束が回折光学素子に入射する従来技術に比して、回折光学素子を形成する光学材料が劣化し難く、「曇り」に起因する回折効率などの低下も発生し難い。
【００１２】
こうして、本発明では、例えば回折光学素子のような光学部材の光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系を実現することができる。したがって、本発明の露光装置では、例えば回折光学素子のような光学部材の光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系を用いて、高スループットな露光を安定的に行うことができ、ひいては良好なデバイスを高スループットで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１において、感光性基板であるウェハＷの法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に垂直な方向にＹ軸をそれぞれ設定している。図１を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光（照明光）を供給するための光源ＬＳとして、たとえば約１９３ｎｍの波長を有する光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源を備えている。
【００１４】
光源ＬＳから射出されたほぼ平行な光束は、周知の構成を有するビーム送光系１に入射する。ビーム送光系１に入射した光束は、所定の矩形状の断面を有する光束に整形された後、分布形成部材２およびビーム形状可変部３を介して、マイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）４に入射する。ビーム送光系１は、入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ分布形成部材２へ導くとともに、分布形成部材２（ひいてはビーム形状可変部３）へ入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。
【００１５】
分布形成部材２の構成および作用については後述する。ビーム形状可変部３は、回折光学素子３ａ、変倍光学系（不図示）などを含み、マイクロフライアイレンズ４の入射面に形成される照野の大きさおよび形状を、ひいてはマイクロフライアイレンズ４の後側焦点面に形成される実質的な面光源の大きさおよび形状を変化させる機能を有する。回折光学素子３ａは、入射光束の光束断面形状を異なる光束断面形状に変換する光学素子である。
【００１６】
一般に、回折光学素子は、基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。マイクロフライアイレンズ４は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。
【００１７】
マイクロフライアイレンズでは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、マイクロフライアイレンズ４に代えて、回折光学素子や角柱状のロッド型インテグレータのようなオプティカルインテグレータを用いることもできる。
【００１８】
マイクロフライアイレンズ４に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、光束が入射した各微小レンズの後側焦点面には光源がそれぞれ形成される。こうして、マイクロフライアイレンズ４の後側焦点面には、多数の光源からなる実質的な面光源（以下、「二次光源」という）が形成される。マイクロフライアイレンズ４の後側焦点面（照明瞳）に形成された二次光源（瞳輝度分布）からの光束は、コンデンサー光学系５を介した後、マスクブラインド６を重畳的に照明する。
【００１９】
なお、マイクロフライアイレンズ４の後側または前側に開口絞りを配置して光束を制限することも可能である。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド６には、マイクロフライアイレンズ４を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド６の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系７の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスク（レチクル）Ｍを重畳的に照明する。
【００２０】
すなわち、結像光学系７は、マスクブラインド６の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。マスクＭを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光される。
【００２１】
図２は、本実施形態における分布形成部材の構成および作用について説明する図である。本実施形態の分布形成部材２は、図２に示すようなプリズムの形態を有し、光源側（図２中左側）から順に、光源に向かって凹状で且つＶ字状の入射面（第１光学面）２ａと、光源に向かって凹状で且つＶ字状の射出面（第２光学面）２ｂとを有する。具体的には、入射面２ａおよび射出面２ｂは、光軸ＡＸを通り且つＹ軸に平行な軸線に関して対称な２つの傾斜平面により構成されている。
【００２２】
光源ＬＳとして例えばＡｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合、分布形成部材２には小さな発散角を有する非平行光束が入射する。分布形成部材２に入射した非平行光束は、Ｖ字状の屈折面である入射面２ａにより２つの光束に分割される。入射面２ａにより分割された２つの発散光束は、分布形成部材２の内部を伝播し、Ｖ字状の屈折面である射出面２ｂを介して内側へ（ＸＺ平面内で光軸ＡＸ寄りに）屈折された後、回折光学素子３ａの有効回折光学面に達する。
【００２３】
光源ＬＳとして例えばＡｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合、分布形成部材２への入射光束は、図３において参照符号４０ａで示すように、周辺よりも中央において光強度の高い光強度分布を有する。分布形成部材２は、光強度分布４０ａの状態で入射した非平行光束に基づいて、図３において参照符号４０ｂで示すような形態の光強度分布を、回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成する。回折光学素子３ａに形成される光強度分布４０ｂでは、中央の光強度が光強度分布４０ａよりも低く、且つ周辺の光強度が光強度分布４０ａよりも高い。
【００２４】
以下、図２、図４および図５を参照して、分布形成部材２の作用を説明する。図２では、分布形成部材２に入射した非平行光束が入射面２ａにより２つの光束に分割され、射出面２ｂにより内側へ屈折される様子を理解し易いように、光強度（エネルギ密度）が所定値よりも大きい高強度の光束部分にハッチングが施されている。この場合、光軸ＡＸと平行に（光軸ＡＸと０度の角度をなして）分布形成部材２に入射した光線群は、図４において参照符号４１ｂで示すような形態の光強度分布を回折光学素子３ａに形成する。
【００２５】
なお、図４において参照符号４１ａで示す光強度分布は、分布形成部材２が介在しないときに回折光学素子３ａに形成される分布であって、分布形成部材２への入射光束の光強度分布４０ａとほぼ同じ形態の分布である。光強度分布４１ｂは、光軸ＡＸを中心として光強度分布４１ａをＺ方向に二等分し、等分された各分布を光軸ＡＸに関して対称なＺ方向位置まで移動させた形態を有する。すなわち、光強度分布４１ｂは、光軸ＡＸを中心とした光強度が０の中央領域を有する。
【００２６】
一方、光軸ＡＸと±α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は、図５において参照符号４２ｂで示すような形態の光強度分布を回折光学素子３ａに形成する。さらに詳細には、光軸ＡＸと＋α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は図５中左側（または右側）の光強度分布４２ｂを形成し、光軸ＡＸと−α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は図５中右側（または左側）の光強度分布４２ｂを形成する。
【００２７】
また、光軸ＡＸと±２α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は、図５において参照符号４３ｂで示すような形態の光強度分布を回折光学素子３ａに形成する。さらに詳細には、光軸ＡＸと＋２α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は図５中左側（または右側）の光強度分布４３ｂを形成し、光軸ＡＸと−２α度の角度をなして分布形成部材２に入射した光線群は図５中右側（または左側）の光強度分布４３ｂを形成する。なお、図５には、比較のために、光軸ＡＸと平行に分布形成部材２に入射した光線群が形成する光強度分布４１ｂも図示されている。
【００２８】
このように、光軸ＡＸと角度θをなして分布形成部材２に入射した光線群は、光強度が０の中央領域を有する光強度分布を回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成する。ここで、中央領域の幅（Ｚ方向に沿った寸法）は角度θの値に依存することなくほぼ一定であるが、光軸ＡＸからの中央領域の位置ずれ距離は角度θの絶対値が大きくなるほど大きくなり、光軸ＡＸに対する中央領域の位置ずれ方向（位置ずれの向き）は角度θの符号に依存する。
【００２９】
また、光強度分布の光強度の最大値は、角度θの絶対値が大きくなるほど小さくなる。実際には、光軸ＡＸと様々な角度をなす光線群が分布形成部材２に入射するので、回折光学素子３ａの有効回折光学面には、図５において模式的に示す様々な形態の光強度分布の集合からなる光強度分布、すなわち中央の光強度が分布形成部材２への入射光束の光強度分布４０ａよりも低く且つ周辺の光強度が光強度分布４０ａよりも高い光強度分布４０ｂが形成される。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、光源ＬＳからの光束を回折光学素子３ａの有効回折光学面まで送光する送光光学系（１，２）中の分布形成部材２は、光軸ＡＸと特定の角度をなして入射する光線群が、回折光学素子３ａの有効回折光学面において特定の角度に応じた位置に、光強度が０の（一般的には周囲よりも光強度の低い）中央領域を有する光強度分布を形成するように構成されている。
【００３１】
したがって、分布形成部材２は、周辺よりも中央において光強度の高い光強度分布４０ａの状態で入射した非平行光束に基づいて、中央の光強度が光強度分布４０ａよりも低く且つ周辺の光強度が光強度分布４０ａよりも高い光強度分布４０ｂを、回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成する。その結果、分布形成部材２が介在することなく光強度分布４０ａの光束が回折光学素子に入射する従来技術に比して、回折光学素子３ａを形成する光学材料が劣化し難く、「曇り」に起因する回折効率などの低下も発生し難い。
【００３２】
こうして、本実施形態において、光源ＬＳからの光によりマスクＭを照明する照明光学系（１〜７）では、回折光学素子３ａの光学特性を安定的に維持することができる。したがって、本実施形態の露光装置では、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源のような高出力の光源ＬＳと、回折光学素子３ａの光学特性を安定的に維持することのできる照明光学系（１〜７）とを用いて、高スループットな露光を安定的に行うことができる。
【００３３】
なお、上述の実施形態では、分布形成部材２が、Ｖ字状の入射面２ａと射出面２ｂとを有する。しかしながら、分布形成部材２の入射屈折面および射出屈折面の形状については、Ｖ字状に限定されることなく、例えば円錐状、角錐状など様々な形態が可能である。また、分布形成部材２の入射面および射出面のうちのいずれか一方の面を、光軸ＡＸと直交する平面状に形成することも可能である。
【００３４】
また、上述の実施形態では、分布形成部材２が、１つのプリズム部材により構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図６に示すように、２つのプリズム部材により分布形成部材を構成することもできる。図６の変形例にかかる分布形成部材２１は、光源側（図６中左側）から順に、第１プリズム部材２１ａと、第２プリズム部材２１ｂとを備えている。
【００３５】
第１プリズム部材２１ａは、光源に向かって凹状で且つＶ字状の入射面２１ａａと、光軸ＡＸと直交する平面状の射出面２１ａｂとを有する。第２プリズム部材２１ｂは、光軸ＡＸと直交する平面状の入射面２１ｂａと、光源に向かって凹状で且つＶ字状の射出面２１ｂｂとを有する。なお、図６の変形例において、第１プリズム部材２１ａおよび第２プリズム部材２１ｂのうちの少なくとも一方を光軸ＡＸに沿って移動させて、第１プリズム部材２１ａのＶ字状の入射面２１ａａと、第２プリズム部材２１ｂのＶ字状の射出面２１ｂｂとの光軸ＡＸに沿った間隔を変更可能に構成することもできる。
【００３６】
この場合、入射面２１ａａと射出面２１ｂｂとの間隔（すなわち第１プリズム部材２１ａと第２プリズム部材２１ｂとの間隔）の変更に伴って、図５に模式的に示す各光強度分布４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの中央領域の幅が変化し、ひいては回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成される光強度分布４０ｂの形態が変化する。換言すれば、入射面２１ａａと射出面２１ｂｂとの間隔を適宜変化させることにより、回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成される光強度分布４０ｂの形態を調整することができる。
【００３７】
光源ＬＳとして例えばＡｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合、光源ＬＳから分布形成部材２１に入射する光束の発散角が経時的に変動したり、分布形成部材２１に入射する光束の発散角が光源ＬＳ毎に僅かに異なったりすることがある。この場合、ビームスプリッター１０により照明光路から光束を取り出し、周知の構成を有する検出部１１により分布形成部材２１に入射する非平行光束の発散角を検出し、制御部１２が検出部１１からの出力に基づいて入射面２１ａａと射出面２１ｂｂとの間隔の変更を制御することにより、回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成される光強度分布４０ｂを所望の状態に維持することができる。
【００３８】
また、上述の実施形態では、分布形成部材２が、屈折面を有するプリズム部材により構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図７に示すように、遮光部または減光部を有する分布形成部材を採用することもできる。図７の変形例にかかる分布形成部材２２は、光軸ＡＸと直交する平面に沿って配置された平行平面板２２ａと、この平行平面板２２ａにおいて非平行光束が入射する領域の中央に形成された遮光部２２ｂとを備えている。
【００３９】
遮光部２２ｂは、例えば平行平面板２２ａの入射面（または射出面）の所定領域を表面加工したり、この所定領域に金属膜を形成したりすることにより構成される。なお、遮光部２２ｂに代えて、平行平面板２２ａに減光部を形成することもできる。減光部は、例えば平行平面板２２ａの入射面（または射出面）の所定領域に形成される金属膜の厚さを調整したり、所定領域にドットパターン（透過率分布パターン）を形成したり、所定領域に形成される反射コーティングの特性を適切に設定したりすることにより構成される。
【００４０】
減光部を有する分布形成部材を用いる場合、光軸ＡＸと特定の角度をなして分布形成部材に入射する光線群は、光強度が０の中央領域ではなく周囲よりも光強度の低い中央領域を有する光強度分布を、回折光学素子３ａの有効回折光学面に形成する。いずれの場合も、回折光学素子３ａの有効回折光学面に所望の形態の光強度分布を形成するために、遮光部または減光部の外形形状を、分布形成部材に入射する非平行光束の発散角に応じた外形形状（円形、楕円形、矩形、十字形など）に設定することが望ましい。
【００４１】
なお、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開２００４−３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレットに開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。
【００４２】
上述の実施形態の露光装置は、本願特許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、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、この組み立ての前後には、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み立て工程は、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、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み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み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み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、露光装置の製造は温度およ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。
【００４３】
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図８は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図８に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の投影露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。
【００４４】
ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の投影露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。
【００４５】
図９は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図９に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。
【００４６】
ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
【００４７】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。
【００４８】
ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００４９】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００５０】
なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）や波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。
【００５１】
また、上述の実施形態では、光源からの光束を回折光学素子の有効回折光学面まで送光する送光光学系に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、一般に、光源からの光束を所定面上の特定領域まで送光する送光光学系に対して本発明を適用することもできる。
【００５２】
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系や被加工面に光照射を行うレーザ加工装置、レーザアニール装置などに対して本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態における分布形成部材の構成および作用について説明する図である。
【図３】分布形成部材への入射光束の光強度分布、および回折光学素子の有効回折光学面に形成される光強度分布を模式的に示す図である。
【図４】光軸と平行に分布形成部材に入射した光線群が形成する光強度分布を模式的に示す図である。
【図５】光軸と±α度および±２α度の角度をなして分布形成部材に入射した光線群が形成する光強度分布を模式的に示す図である。
【図６】第１変形例にかかる分布形成部材の構成を概略的に示す図である。
【図７】第２変形例にかかる分布形成部材の構成を概略的に示す図である。
【図８】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１  ビーム送光系
２，２１，２２  分布形成部材
３  ビーム形状可変部
３ａ  回折光学素子
４  マイクロフライアイレンズ（フライアイレンズ）
５  コンデンサー光学系
６  マスクブラインド（照明視野絞り）
７  結像光学系
ＬＳ  光源
Ｍ  マスク
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
【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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