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Patent Searching and Data


Title:
ILLUMINATION OPTICAL DEVICE AND EXPOSURE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/060744
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is an illumination optical device which can maintain a high use efficiency of a pulse-emitted illumination light and reduce the affect of luminance irregularities caused by the spatial coherency of the illumination light without complicating the device configuration. An illumination optical system (ILS) illuminates a plane to be illuminated by using pulse-emitted illumination light (IL). The illumination optical system (ILS) includes: a spatial light modulator (13) having a plurality of mirror elements (3) which applies a spatial modulation to the illumination light (IL) in accordance with the position where the illumination light (IL) is inputted; and a modulation control unit (31) which applies different spatial modulations to the illumination light (IL) by the mirror elements (3) so that each time at least one pulse of the illumination light (IL) is emitted, the intensity distribution of the illumination light (IL) is substantially uniform on a predetermined plane.

Inventors:
OWA, Soichi (2-3 Marunouchi 3-chom, Chiyoda-ku Tokyo 31, 1008331, JP)
大和 壮一 (〒31 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株式会社ニコン 知的財産本部内 Tokyo, 1008331, JP)
TANITSU, Osamu (2-3 Marunouchi 3-chom, Chiyoda-ku Tokyo 31, 1008331, JP)
Application Number:
JP2008/069454
Publication Date:
May 14, 2009
Filing Date:
October 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NIKON CORPORATION (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 31, 1008331, JP)
株式会社ニコン (〒31 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 Tokyo, 1008331, JP)
OWA, Soichi (2-3 Marunouchi 3-chom, Chiyoda-ku Tokyo 31, 1008331, JP)
大和 壮一 (〒31 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株式会社ニコン 知的財産本部内 Tokyo, 1008331, JP)
International Classes:
H01L21/027; G02B19/00; G03F7/20
Attorney, Agent or Firm:
OMORI, Satoshi (Omori Patent Office, 2075-2-501 Noborito, Tama-k, Kawasaki-shi Kanagawa 14, 2140014, JP)
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Claims:
 複数のパルス光を用いて被照射面を照明する照明光学装置であって、
 前記被照射面より上流に配置されて、前記パルス光の入射する位置に応じて該パルス光に空間的な変調を与える複数の光学素子を含む光学デバイスと;
 少なくとも一つの前記パルス光が発光される毎に、前記複数の光学素子によって前記複数のパルス光に互いに異なる空間的な変調を与え、且つ前記複数の光学素子によって空間的に変調された前記複数のパルス光のそれぞれの強度分布が所定面において実質的にほぼ同じ強度分布になるように、前記複数の光学素子を制御する照明制御系と;
を備えることを特徴とする照明光学装置。
 前記所定面は、前記照明光学装置の照明瞳面、又は該照明瞳面と光学的に共役な面であることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
 前記光学素子は、反射要素であって、
 該反射要素は、前記パルス光を反射する傾斜角が可変の反射面を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学装置。
 前記反射面は少なくとも一軸の周りの傾斜角が可変範囲内のいずれかの角度に設定されることを特徴とする請求項3に記載の照明光学装置。
 前記光学素子は、透過要素であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学装置。
 前記光学素子は、位相要素であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学装置。
 前記光学デバイスの近傍に配置されて、前記パルス光を前記複数の光学素子に入射させる方向に偏向する第1面と、前記複数の光学素子を介した前記パルス光を前記被照射面に入射させる方向に偏向する第2面とを含む光学部材を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 前記光学部材は、プリズムであることを特徴とする請求項7に記載の照明光学装置。
 前記複数の光学素子に入射する前記パルス光の強度分布を計測する光電検出器を備え、
 前記照明制御系は、前記光電検出器で計測される強度分布に基づいて、前記所定面における前記パルス光の強度分布が所定の均一性を満たす条件のもとで、前記複数の光学素子を制御することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 前記複数の光学素子に対する入射側に配置されて、所定数の前記パルス光の発光毎に、前記パルス光の偏光状態を制御可能な偏光制御光学系を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 前記偏光制御光学系に供給される前記パルス光はほぼ直線偏光であり、
 前記偏光制御光学系は、光軸の周り又は該光軸と略平行な軸の周りの回転角が可変の1/2波長板を含むことを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。
 前記光学デバイスと前記被照射面との間の光路中に配置されて、前記パルス光で前記被照射面を概ね均一に照明するためのオプティカルインテグレータをさらに備えることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 前記被照射面に対する前記パルス光の照射数をN(Nは2以上の整数)として、前記パルス光がm個(mは1以上の整数)発光される毎に前記複数の光学素子を制御するとともに、
 前記照明制御系は、少なくともN又はN/m個の照明制御パターンを有することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 前記パルス光を供給する光源を備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の照明光学装置。
 第1面のパターンの像を第2面に投影する露光装置であって、
 前記第1面をパルス光で照明する請求項1から14のいずれか一項に記載の照明光学装置と、
 前記照明光学装置によって前記第1面上に形成される照明領域からの光に基づいて、前記1面のパターンの像を前記第2面上に形成する投影光学系と、を備えることを特徴とする露光装置。
 請求項15に記載の露光装置を用いて物体を露光する工程と、
 前記露光された物体を処理する工程と、を含むデバイス製造方法。
Description:
照明光学装置及び露光装置

 本発明は、それぞれ光に空間的な変調を えることが可能な複数の光学素子を用いて 照射面を照明する照明技術、この照明技術 用いる露光技術、及びこの露光技術を用い デバイス製造技術に関する。

 例えば半導体素子又は液晶表示素子等のデ イス(電子デバイス、マイクロデバイス)を 造するためのリソグラフィ工程中で、レチ ル(又はフォトマスク等)のパターンを投影光 学系を介してウエハ(又はガラスプレート等) に転写するために、ステッパ等の一括露光 の投影露光装置、又はスキャニング・ステ パ等の走査露光型の投影露光装置等の露光 置が使用されている。これらの露光装置に いては、解像度を高めるために露光波長が 波長化してきており、最近では露光光とし 、KrF(波長248nm)又はArF(波長193nm)等のエキシ レーザ光が使用されている。また、露光光 してF 2  レーザ(波長157nm)等の使用も検討されている 。

 また、最近の露光装置の照明光学系におい は、微細なパターンをウエハ上に正確に転 するために、レチクルパターン(又はマスク パターン等)を最適な光強度分布(強度分布)で 照明することが不可欠である。例えば、照明 光学系の照明瞳面において輪帯状や多極状( えば、2極状や4極状)の光強度分布を形成す ための変形照明を行い、投影光学系の焦点 度や解像力を向上させる技術が注目されて る。その技術の一つとして、例えば、光源 らの光束を照明光学系の照明瞳面において 帯状や多極状の光強度分布を有する光束に 換するために、二次元のアレイ状に配列さ た多数の微小なミラー要素を有する空間光 調器(例えば、DMD)を備え、ミラー要素のそれ ぞれの傾斜角及び傾斜方向を変化させること により照明光学系の照明瞳面又はその照明瞳 面と共役な面において所定の光強度分布を形 成する露光装置がある(例えば、特許文献1参 )。

特開2002-353105号公報

 ところで、上述の露光装置においては、 源として主にレーザ光源を用いているが、 ーザ光源から射出されるレーザ光には、例 ば、レーザ光の高い空間コヒーレンシィか 発生するスペックルパターンやレーザ光の 束断面内における光強度分布のばらつき、 どが存在する。従って、レーザ光源から射 されるレーザ光に起因して、いわゆる照度 らが発生する問題がある。

 本発明は、このような事情に鑑み、上述 ような照度むらの影響を軽減できる照明技 、並びにこの照明技術を用いる露光技術及 デバイス製造技術を提供することを目的と る。

 本発明による照明光学装置は、パルス光 用いて被照射面を照明する照明光学装置で って、その被照射面より上流(パルス光が供 給される側)に配置されて、そのパルス光の 射する位置に応じて該パルス光に空間的な 調を与える複数の光学素子を含む光学デバ スと;少なくとも一つのそのパルス光が発光 れる毎に、その複数の光学素子によってそ パルス光に互いに異なる空間的な変調を与 、且つその複数の光学素子によって空間的 変調されたそのパルス光のそれぞれの強度 布が所定面において実質的にほぼ同じ強度 布になるように、その複数の光学素子を制 する照明制御系と;を備えるものである。

 また、本発明による露光装置は、第1面のパ ターンの像を第2面に投影する露光装置であ て、その第1面をパルス光で照明する本発明 照明光学装置と、その照明光学装置によっ その第1面上に形成される照明領域からの光 に基づいて、その1面のパターンの像をその 2面上に形成する投影光学系と、を備えるも である。
 また、本発明によるデバイス製造方法は、 発明の露光装置を用いて物体を露光する工 と、その露光された物体を処理する工程と を含むものである。

 本発明によれば、パルス光が少なくとも1 つだけ発光される毎に、複数の光学素子によ ってパルス光に異なる空間的な変調を与えて いくことによって(又は複数の光学素子をそ ぞれ個別に制御することによって)、照度む の影響を低減できる。

本発明の実施形態の一例の露光装置の 略構成を示す図である。 図2(A)は図1の空間光変調器13の一部を示 す拡大斜視図、図2(B)は図1のミラー要素3の駆 動機構を示す拡大斜視図、図2(C)は凹面のミ ー要素を示す拡大斜視図である。 図3(A)は2極照明時の図1の空間光変調器1 3のミラー要素の傾斜角の状態を示す図、図3( B)は2極照明時の二次光源を示す図、図3(C)は 3(A)と異なる傾斜角分布のミラー要素からの 束で2極照明を行う状態を示す図、図3(D)は2 照明時の二次光源の強度分布を示す図、図3 (E)は図3(A)及び図3(C)と異なる傾斜角分布のミ ー要素からの光束で2極照明を行う状態を示 す図である。 図4(A)は2極照明時の別の二次光源を示 図、図4(B)は通常照明時の二次光源を示す図 図4(C)は輪帯照明時の二次光源を示す図、図 4(D)は4極照明時の二次光源を示す図である。 図5(A)は図1のレチクルRの照明領域26を す要部の図、図5(B)は図5(A)のB部内の干渉縞 示す拡大図、図5(C)は図5(A)のB部内の別の干 縞を示す拡大図である。 図6(A)は光電センサ23を照明光ILの光路 設置した状態を示す図、図6(B)は図1の空間光 変調器13の多数のミラー要素3に入射する照明 光ILの光量分布の一例を示す図である。 図7(A)はロッド型インテグレータ50を用 た照明光学系の構成例を示す図、図7(B)はプ リズムを用いない照明光学系の構成例の要部 を示す図である。 デバイスを製造する工程の一例を示す ローチャートである。

符号の説明

 ILS…照明光学系、R…レチクル、PL…投影 学系、W…ウエハ、3…ミラー要素、7…光源 9…1/2波長板、10…デポラライザ、12…プリ ム、13…空間光変調器、14…リレー光学系、1 5…フライアイレンズ、30…主制御系、31…変 制御部、50…ロッド型インテグレータ、100 露光装置

 以下、本発明の好ましい実施形態の一例に き図1~図6を参照して説明する。
 図1は、本実施形態のスキャニング・ステッ パよりなる走査露光型の露光装置(投影露光 置)100の概略構成を示す図である。図1におい て、露光装置100は、パルス発光を行う露光用 の光源7と、光源7からの露光用の照明光(露光 光)ILでレチクルR(マスク)のパターン面(被照 面)を照明する照明光学系ILSと、レチクルRの 位置決め及び移動を行うレチクルステージRST と、レチクルRのパターンの像をウエハW(感光 性基板)上に投影する投影光学系PLと、ウエハ Wの位置決め及び移動を行うウエハステージWS Tと、装置全体の動作を統括制御するコンピ ータよりなる主制御系30と、各種制御系等と を備えている。図1において、ウエハステー WSTのガイド面(不図示)に垂直にZ軸を設定し Z軸に垂直な平面内において図1の紙面に平行 な方向にY軸を、図1の紙面に垂直な方向にX軸 をそれぞれ設定する。本実施形態では、露光 時にレチクルR及びウエハWはY方向(走査方向) 走査される。

 図1の光源7としては、波長193nmでパルス幅50n s程度のほぼ直線偏光のレーザ光を4~6kHz程度 周波数でパルス発光するArFエキシマレーザ 源が使用されている。なお、光源7として、 長248nmのパルス光を供給するKrFエキシマレ ザ光源、波長157nmのパルス光を供給するF 2  レーザ光源、又はパルス点灯される発光ダ オード等も使用可能である。さらに、光源7 としては、YAGレーザ又は半導体レーザ等から 出力されるレーザ光の高調波を生成する固体 パルスレーザ光源や半導体レーザ光をファイ バアンプで増幅させた光の高調波を生成する 固体パルスレーザ光源も使用できる。固体パ ルスレーザ光源は、例えば波長193nm(これ以外 の種々の波長が可能)でパルス幅1ns程度のレ ザ光を1~2MHz程度の周波数でパルス発光可能 ある。

 本実施形態においては、光源7には電源制 御部32が連結されている。そして、露光装置1 00の主制御系30が、パルス発光のタイミング び光量(パルスエネルギー)を指示する発光ト リガパルスTPを電源制御部32に供給する。そ 発光トリガパルスTPに同期して電源制御部32 、指示されたタイミング及び光量で光源7に パルス発光を行わせる。

 光源7から射出された光束断面の強度分布 が矩形でほぼ平行光束のパルスレーザ光より なる直線偏光の照明光ILは、1対の凹レンズ及 び凸レンズよりなるビームエキスパンダ8に 射して拡大される。ビームエキスパンダ8か 射出された照明光ILは、光軸AXIを有する照 光学系ILSにおいて、照明光ILの偏光方向を所 定の複数の角度だけ回転するための1/2波長板 9(偏光制御部材)及び照明光ILをランダム偏光( 非偏光)に変換するデポラライザ10よりなる偏 光光学系を通過する。デポラライザ10は、複 折性材料(例えば水晶)よりなる楔型の第1プ ズム10aと、これと相補型の形状で複屈折性 有しない材料(例えば石英)よりなる第2プリ ム10bとから構成されている。

 一例として、1/2波長板9に入射する照明光 ILの偏光方向はX方向であり、初期状態におけ る1/2波長板9の結晶軸の方向はX方向で、デポ ライザ10の第1プリズム10aの直交する2つの結 晶軸のうちの第1の結晶軸の方向はX方向であ 。この場合、1/2波長板9を初期状態に対して 光軸AXIの周りに0°又は45°(偏光方向は90°回転 する)回転することによって、デポラライザ10 を通過した照明光ILはX方向又はY方向の直線 光となる。また、1/2波長板9を初期状態に対 て光軸AXIの周りに22.5°(偏光方向は45°回転 る)回転することによって、デポラライザ10 通過した照明光ILは非偏光となる。このよう な、1/2波長板9及びデポラライザ10を含む偏光 光学系の詳細な構成及びその動作については 国際公開第2004/051717号パンフレットに開示さ ている。

 そこで、本実施形態では、照明光ILの所 のkパルス(kは1以上の整数)の発光毎に、1/2波 長板9が初期状態に対して光軸AXIの周りに0° 22.5°、及び45°だけ回転した状態になるよう 、1/2波長板9を高速に回動する駆動部33が装 されている。駆動部33は、例えば1/2波長板9 保持する回動可能な保持部材と、この保持 材を高速に0°、±22.5°、又は±45°だけ回転 る可動コイル型のモータとを含んで構成で る。主制御系30が駆動部33を介して1/2波長板9 の回転角を制御することによって、照明光IL kパルスの発光毎に、デポラライザ10から射 される照明光ILの偏光状態、ひいてはレチ ルR(ウエハW)に照射される照明光ILの偏光状 を偏光方向がX方向若しくはY方向の直線偏光 、又は非偏光に制御することができる。

 デポラライザ10を通過した照明光ILは、光路 折り曲げ用のミラー11によって+Y方向に反射 れた後、光軸AXIに沿って、光軸AXIに垂直な 射面12d及び射出面12eを有するプリズム12の入 射面12dに入射する。プリズム12は、照明光IL 透過する蛍石(CaF 2 )又は石英等の光学材料から形成されている また、プリズム12は、一例として、入射面12d に対してX軸に平行な軸を中心として時計周 にほぼ60°で交差する第1反射面12aと、この第 1反射面12aとXZ平面に平行な面に対してほぼ対 称な第2反射面12bと、XY平面に平行で入射面12d (射出面12e)に対して直交する透過面12cとを有 ている。

 また、プリズム12の近傍に、二次元のア イ状に配列されたそれぞれ傾斜角が可変の 小なミラーである多数のミラー要素3と、こ らのミラー要素3を駆動する駆動部4とを有 る空間光変調器13が設置されている。空間光 変調器13の多数のミラー要素3は、全体として 透過面12cにほぼ平行に、かつ近接して配置さ れている。また、各ミラー要素3は、それぞ X軸及びY軸に平行な軸(直交する2軸)の周りの 反射面の傾斜角が所定の可変範囲内でほぼ連 続的に制御可能である。一例として、その可 変範囲内の中央においては、各ミラー要素3 反射面は透過面12cにほぼ平行である。主制 系30が変調制御部31に照明条件の情報及び照 光ILの発光タイミングの情報を供給する。 調制御部31では、照明光ILが少なくとも1パル ス発光される毎に、その照明条件が維持され るという条件のもとで、多数のミラー要素3 2軸の周りの傾斜角の分布を周期的に複数の 態に順次切り替えるように駆動部4を制御す る(詳細後述)。ここで、空間光変調器13は、 の遠視野に所望の瞳輝度分布を形成する。

 この場合、光軸AXIに平行又は略平行にプ ズム12の入射面12dに入射した照明光ILは、第 1反射面12aで全反射された後、透過面12cを透 して空間光変調器13の多数のミラー要素3に 射する。そして、多数のミラー要素3で反射 れた照明光ILは、再び透過面12cに入射した 、第2反射面12bで全反射されて射出面12eから 出される。従って、第1反射面12aの入射面12d に対する角度は、入射面12dに垂直に入射した 光束が第1反射面12aで全反射するとともに、 1反射面12aで全反射された光束が透過面12cを 過する範囲であればよい。この際には、任 のミラー要素3の反射面が透過面12cにほぼ平 行であれば、そのミラー要素3で反射された 明光ILは、透過面12cを透過して第2反射面12b 全反射された後、射出面12eを経て光軸AXIに ぼ平行に射出される。従って、各ミラー要 3の2軸の周りの傾斜角を制御することによっ て、そのミラー要素3で反射されてプリズム12 から射出される照明光ILの光軸AXIに対する直 する2方向の角度を制御できる。このように 照明光ILの光軸AXIに対する角度を制御するこ が、本実施形態の各ミラー要素3による空間 的な変調であり、各ミラー要素3からの照明 ILの光軸AXIに対する角度の分布が、一つの照 明制御パターンに対応する。

 このようにプリズム12の反射面12a,12bは全反 を用いているが、その反射面12a,12bに反射膜 を形成して、この反射膜で照明光ILを反射し もよい。
 そして、プリズム12から射出された照明光IL は、リレー光学系14を介してフライアイレン 15(オプティカルインテグレータ)に入射する 。ここでは、リレー光学系14のほぼ前側焦点 に各ミラー要素3の反射面が配置され、リレ ー光学系14のほぼ後側焦点面にフライアイレ ズ15の入射面が配置されているが、必ずし この配置に限定されない。

 図3(A)は、図1のプリズム12からフライアイレ ンズ15までの光学系を示す。図3(A)において、 リレー光学系14に入射する光束の光軸AXIに対 る傾斜角をθ、リレー光学系14の後側焦点距 離をfとすると、一例として、フライアイレ ズ15の入射面においてその光束が集光される 位置の光軸AXIからの高さhは次のようになる
 h=f・tanθ   …(1)
 従って、図1において、リレー光学系14は、 ミラー要素3によって反射された照明光ILを その光軸AXIに対する直交する2方向の角度に 応じて定まる、フライアイレンズ15の入射面 のX方向及びZ方向の位置に集光する角度・ 置変換機能を備えている。

 言い換えると、プリズム12を介して空間 変調器13に入射した照明光ILは、ミラー要素3 を単位として分割され、各ミラー要素3の傾 方向及び傾斜角に従い、所定方向に所定角 をもって偏向(反射)される。そして、各ミラ ー要素3からの反射光は、プリズム12及びリレ ー光学系14によって、その方向と角度とに応 たフライアイレンズ15の入射面上の任意の 置に集光可能である。

 フライアイレンズ15に入射した照明光ILは 、多数のレンズエレメントにより二次元的に 分割され、各レンズエレメントの後側焦点面 にはそれぞれ光源が形成される。こうして、 フライアイレンズ15の後側焦点面である照明 学系ILSの瞳面(照明瞳面22)には、フライアイ レンズ15への入射光束によって形成される照 領域とほぼ同じ強度分布を有する二次光源 すなわち実質的な面光源からなる二次光源 形成される。本実施形態においては、空間 変調器13の各ミラー要素3の反射面の傾斜方 及び傾斜角を個別に制御することによって フライアイレンズ15の入射面上の光強度分 、ひいては照明瞳面22における二次光源の強 度分布をほぼ任意の分布に制御することが可 能である。

 例えば図1のレチクルRのパターン面(レチ ル面)において、Y方向(又はX方向)に解像限 に近いピッチで配列されたライン・アンド スペースパターンを主に露光する場合には 照明瞳面22における二次光源は図3(B)のZ方向( レチクル面のY方向に対応する)に2極の二次光 源24A,24B(又は図4(A)のX方向に2極の二次光源24C, 24D)に設定される。同様に、空間光変調器13に よって、照明瞳面22上の二次光源を、図4(B)の 通常照明用の円形の二次光源28A、図4(C)の輪 照明用の二次光源28B、及び図4(D)の4極照明用 の4極の二次光源24E~24H等の任意の強度分布に 定可能である。さらに、空間光変調器13に って、例えば図3(B)において、二次光源24A,24B の間隔、及び/又は二次光源24A,24Bの個々の大 さを任意の値に変更することも可能である

 ここで、本実施形態では、被照射面に配 されるレチクルR(マスク)をケーラー照明し いるため、上述の二次光源が形成される面 、投影光学系PLの開口絞り(不図示)と共役な 面となり、照明光学系ILSの照明瞳面22という とができる。典型的には、照明瞳面22に対 て被照射面(レチクルRが配置される面又はウ エハWが配置される面)が光学的なフーリエ変 面となる。なお、瞳輝度分布とは、照明光 系ILSの照明瞳面22又はその照明瞳面22と共役 な面における輝度分布であるが、フライアイ レンズ15による波面分割数が大きい場合には フライアイレンズ15の入射面に形成される 局的な輝度分布と、二次光源全体の大局的 輝度分布(瞳輝度分布)とが高い相関を示すた め、フライアイレンズ15の入射面及びその入 面と共役な面における輝度分布についても 輝度分布ということができる。

 なお、フライアイレンズ15の代わりに、マ クロレンズアレイ等も使用可能である。
 図1において、照明瞳面22に形成された二次 源からの照明光ILは、第1リレーレンズ16、 チクルブラインド(視野絞り)17、第2リレーレ ンズ18、光路折り曲げ用のミラー19、及びコ デンサ光学系20を介して、レチクルRのパタ ン面(下面)のX方向に細長い矩形の照明領域26 を均一な照度分布が得られるように重畳して 照明する。例えば、この際に、照明光ILは空 コヒーレンシィの高いレーザ光であるため 照明領域26内には照明光ILによるスペックル パターン等の微細ピッチのランダムな干渉縞 が形成され、照度むらとなる。この照度むら の対策については後述する。ビームエキスパ ンダ8からコンデンサ光学系20までの光学部材 を含んで照明光学系ILSが構成されている。照 明光学系ILSの空間光変調器13を含む各光学部 は、不図示のフレームに支持されている。

 また、図1のミラー11とプリズム12との間 照明光ILの光路に挿脱可能に、照明光ILの断 を覆うことができる受光面を有する2次元の CCD型若しくはCMOS型の撮像素子、又は二次元 フォトダイオードアレイ等よりなる光電セ サ23が配置されている。光電センサ23は、例 ば上記のフレームに移動可能に支持された ライダ(不図示)に固定されており、光電セ サ23の検出信号は変調制御部31に供給されて る。照明光ILの光路に光電センサ23を設置し た状態で、照明光ILをパルス発光して、光電 ンサ23の各画素(各受光素子)の検出信号を取 り込むことで、変調制御部31は、照明光ILの 面内の強度分布、ひいては空間光変調器13の 各ミラー要素3に入射する照明光ILの強度比( えば中央のミラー要素3の入射光の強度を1と した場合の強度)を計測できる。この強度比 用いて照明瞳面22の二次光源の強度分布の設 定精度を向上できる(詳細後述)。

 レチクルRの照明領域26内のパターンは、両 (又はウエハ側に片側)テレセントリックの 影光学系PLを介して、レジスト(感光材料)が 布されたウエハWの一つのショット領域上の 露光領域27に所定の投影倍率(例えば1/4,1/5等) 投影される。
 また、レチクルRはレチクルステージRST上に 吸着保持され、レチクルステージRSTは、不図 示のレチクルベースのガイド面上にY方向に 定速度で移動可能に、かつ少なくともX方向 Y方向、Z軸の周りの回転方向に移動可能に 置されている。レチクルステージRSTの2次元 な位置は不図示のレーザ干渉計によって計 され、この計測情報に基づいて主制御系30 、リニアモータ等の駆動系(不図示)を介して レチクルステージRSTの位置及び速度を制御す る。

 一方、ウエハWはウエハホルダ(不図示)を してウエハステージWST上に吸着保持され、 エハステージWSTは、不図示のガイド面上でX 方向、Y方向にステップ移動を行うとともに Y方向に一定速度で移動可能である。ウエハ テージWSTのガイド面上での2次元的な位置は 不図示のレーザ干渉計によって計測され、こ の計測情報に基づいて主制御系30が、リニア ータ等の駆動系(不図示)を介してウエハス ージWSTの位置及び速度を制御する。なお、 エハWのアライメントを行うために、ウエハW 上のアライメントマークの位置を検出するア ライメント系(不図示)等も備えられている。

 露光装置100によるウエハWの露光時に、主 制御系30は、レチクルRのパターンに応じて照 明条件(例えば、照明瞳面22上の二次光源の強 度分布)を選択し、選択した照明条件を変調 御部31に設定する。これに応じて変調制御部 31は、空間光変調器13の各ミラー要素3の傾斜 向及び傾斜角を個別に制御して、照明瞳面2 2上の二次光源の強度分布を設定する。続い 、ウエハステージWSTのステップ移動によっ ウエハWが走査開始位置に移動する。その後 光源7のパルス発光を開始して、レチクルス テージRSTを介してレチクルRを照明領域26に対 してY方向に移動するのに同期して、ウエハ テージWSTを介してウエハWを露光領域27に対 て対応する方向に投影倍率を速度比として 動することで、ウエハWの一つのショット領 が走査露光される。このようにウエハWのス テップ移動と走査露光とを繰り返すステップ ・アンド・スキャン動作によって、ウエハW の全部のショット領域にレチクルRのパター の像が露光される。

 この露光に際して、上述のようにレチク Rの照明領域26、ひいては照明領域26と投影 学系PLに関して共役なウエハW上の露光領域27 には、照明光ILによるスペックルパターン等 微細ピッチのランダムな干渉縞が形成され 。この干渉縞は、レチクルRの照明領域26内 照度むらの一つの要因となる。さらには、 エハWの露光量むら(各ショット領域の走査 光後の積算露光量のむら)の一つの要因とな 。

 そこで、本実施形態では、照明光ILが少 くとも1パルス発光される毎に、即ちここで 照明光ILが所定のmパルス(mは1以上の整数)だ け発光される毎に、図1の照明光学系ILS中の 間光変調器13の多数のミラー要素3の傾斜方 及び傾斜角の分布を複数の互いに異なる分 に周期的に制御する。なお、その整数mは、1 回の走査露光中に次第に変化してもよい。

 以下、図1の空間光変調器13の構成例及びそ 動作につき説明する。
 図2(A)は、空間光変調器13の一部を示す拡大 視図である。図2(A)において、空間光変調器 13は、X方向、Y方向に一定ピッチでほぼ密着 るように配列された多数のミラー要素3と、 の多数のミラー要素3の反射面の角度を個別 に制御する駆動部4とを含んでいる。X方向、Z 方向のミラー要素3の配列数は例えば数1000で る。

 図2(B)に示すように、一例として、ミラー 要素3の駆動機構は、ミラー要素3を支持する ンジ部材37と、ヒンジ部材37に突設された4 の電極35と、支持基板38と、支持基板38上に ンジ部材37を支持する1対の支柱部材36と、4 の電極35に対向するように支持基板38上に形 された4つの電極39とを備えている。この構 例では、対応する4組の電極35と電極39との の電位差を制御して、電極間に作用する静 力を制御することで、ヒンジ部材37を揺動及 び傾斜させることができる。これによって、 ヒンジ部材37に支持されたミラー要素3の反射 面の直交する2軸の周りの傾斜角を所定の可 範囲内で連続的に制御することができる。 間光変調器13のより詳細な構成は、例えば特 開2002-353105号公報に開示されている。

 なお、ミラー要素3の駆動機構は本実施形 態の構成には限られず、他の任意の機構を使 用できる。さらに、ミラー要素3はほぼ正方 の平面ミラーであるが、その形状は矩形等 任意の形状であってもよい。ただし、光の 用効率の観点からは、隙間無く配列可能な 状が好ましい。また、隣接するミラー要素3 間隔は必要最小限とすることが好ましい。 た、現状では、ミラー要素3の形状は例えば 10μm角~数10μm角程度であるが、照明条件の細 な変更を可能とするために、ミラー要素3は 可能な限り小さいことが好ましい。

 さらに、ミラー要素3の代わりに、図2(C)に すように、凹面のミラー要素3’又は凸面の ラー要素(不図示)を使用することも可能で る。
 なお、上記の空間光変調器13としては、例 ば特表平10-503300号公報及びこれに対応する 州特許公開第779530号公報、特開2004-78136号公 及びこれに対応する米国特許第6,900,915号公 、特表2006-524349号公報及びこれに対応する 国特許第7,095,546号公報、並びに特開2006-113437 号公報に開示される空間光変調器を用いるこ とができる。これらの空間光変調器を照明光 学系ILSに用いた場合には、空間光変調器の個 別の反射面を介したそれぞれの光が所定の角 度で強度分布形成光学系(リレー光学系14)に 射し、複数のミラー要素(反射要素)への制御 信号に応じた所定の光強度分布を照明瞳面に おいて形成することができる。

 また、空間光変調器13としては、例えば 次元的に配列されて反射面の高さを個別に 御可能な空間光変調器を用いることもでき 。このような空間光変調器としては、例え 特開平6-281869号公報及びこれに対応する米国 特許第5,312,513号公報、並びに特表2004-520618号 報及びこれに対応する米国特許第6,885,493号 報の図1dに開示される空間光変調器を用い ことができる。これらの空間光変調器では 複数の位相要素(光学素子)によって二次元的 な高さ分布を形成することで位相型の回折格 子と同様の作用を入射光に与えることができ る。

 なお、上述した二次元的に配列された複数 反射面を持つ空間光変調器を、例えば特表2 006-513442号公報及びこれに対応する米国特許 6,891,655号公報、又は特表2005-524112号公報及び これに対応する米国特許公開第2005/0095749号公 報の開示に従って変形しても良い。
 次に、照明瞳面22上で図3(B)のZ方向に離れた 2極の二次光源24A,24Bを生成して、照明条件を2 極照明に設定する場合を例に取って、空間光 変調器13の動作の一例を説明する。図3(A)、(C) 、(E)は、一例として、それぞれ図1の空間光 調器13のY方向に配列された一列の数1000個の ラー要素3から代表的に選択された複数個の ミラー要素3A~3Gからの反射光を示している。 えば、図3(B)の2極の二次光源24A,24Bを形成す ためには、図3(A)、(C)、(E)のフライアイレン ズ15の入射面の対応する2箇所のほぼ円形の領 域25A,25Bに照明光ILを集光する必要がある。ま た、図3(D)は、図3(B)の照明瞳面22における二 光源24A,24Bの光軸を通りZ軸に平行な直線上で の光強度S(Z)の分布の一例を示している。

 先ず、図3(A)に示すように、空間光変調器 13の各ミラー要素3A~3Gの傾斜角(実際には2軸の 周りの傾斜角、以下同様)を設定して、それ からの反射光をプリズム12の第2反射面12b及 リレー光学系14を介して、フライアイレンズ 15の入射面の2つの領域25A,25Bに集光させる。 れによって、図3(B)に示すZ方向に2極の二次 源24A,24Bが生成される。図3(A)において、ミラ ー3A~3Cの傾斜角は同じであるため、これらの ラー3A~3Cからの反射光は共通に領域25Aに集 されている。一方、ミラー3D~3Gの傾斜角は同 じで、かつミラー3A~3Cと対称であるため、ミ ー3D~3Gからの反射光は共通に領域25Aと対称 領域25Bに集光される。空間光変調器13の同一 列内の他のミラー要素3、及び他の列のミラ 要素3の2軸の周りの傾斜角も、その反射光が 領域25A,25Bのいずれかに集光されるように設 される。

 本実施形態では、図3(A)の状態でmパルス 照明光ILを照射した後、図3(C)に示すように 間光変調器13のミラー要素3A~3Gの傾斜角の分 を変更して、ミラー要素3A~3Cからの照明光IL で領域25Bを照射し、ミラー要素3D~3Gからの照 光ILで領域25Aを照射する。この場合には、 明瞳面22上の二次光源24A,24Bの強度分布はほ 同じ、即ち所定の許容範囲内(例えば特定ピ チのX方向のライン・アンド・スペースパタ ーンの投影像が解像できる範囲内)で同じ強 分布であり、領域25A,25Bに集光される照明光I Lを反射するミラー要素3A~3Gの組み合わせが異 なっている。そして、この状態でmパルスの 明光ILを照射した後、図3(E)に示すように空 光変調器13のミラー要素3A~3Gの傾斜角の分布 変更して、両側のミラー要素3A,3B,3F,3Gから 照明光ILで領域25Bを照射し、中央のミラー要 素3C~3Eからの照明光ILで領域25Aを照射する。 の場合にも、照明瞳面22上の二次光源24A,24B 強度分布はほぼ同じである。

 このようにして、mパルスの照明光ILを照 する毎に、二次光源24A,24Bの強度分布をほぼ 同じに維持しながら、二次光源24A,24Bに対応 る領域25A,25Bに集光される照明光ILを反射す ミラー要素3A~3Gの組み合わせ、ひいてはミラ ー要素3A~3Gで反射された照明光ILの光軸AXIに する角度の分布(照明制御パターン)を次第に 変えていく。そして、所定の組み合わせを全 部使用した後、ミラー要素3A~3Gの傾斜角の分 を、再び図3(A)、図3(C)、図3(E)、…のように 期的に変化させる。

 図5(A)は、図1のレチクルRを照明領域26に して走査方向SD(ここでは-Y方向)に走査する 態を示す。図5(A)において、照明領域26のY方 の幅をDYとして、レチクルRのパターン面の 意の点41が、照明光ILのパルス発光の間に位 置41Aまで移動するときの移動量をδYとする。 このとき、点41に対する照明光ILの照射パル 数(露光パルス数)N(Nは2以上の整数)は、ほぼ のようになる。この照射パルス数Nは例えば 数10である。

 N=DY/δY …(2)
 また、図3(A)の空間光変調器13のミラー要素3 A~3Gの傾斜角の分布の組み合わせは、照明光IL がmパルス発光される毎に変化するため、ミ ー要素3A~3Gの傾斜角の分布の組み合わせに対 応する照明制御パターンの個数Mは、次のよ に少なくともN/m以上の最小の整数であれば い。

 M=N/m以上の最小の整数 …(3)
 なお、照明光ILが1パルス発光される毎に照 制御パターンを切り替える場合には、その 明制御パターンの個数Mは少なくともNにな 。
 図1の空間光変調器13の各列のミラー要素3の 個数は実際には数1000であるため、仮にミラ 要素3をX方向及びY方向に100個ずつのブロッ に分けて、100×100の各ブロック毎にミラー要 素3の傾斜方向及び傾斜角をほぼ同じ状態で 御したとしても、ミラー要素3の傾斜方向及 傾斜角の異なる分布の個数(個数M)は、ほぼ1 0000の階乗という膨大な数が可能である。こ に対して、m=1であっても、N/mは数10であるた め、式(3)の条件は余裕を持って満たすことが できる。

 この結果、図5(A)のレチクルR上の任意の 41に対しては、照明光ILを全部でNパルス照射 する間に、照明光ILがmパルス照射される毎に 、順次、空間光変調器13の互いに異なる組み わせの傾斜角の分布のミラー要素3からの反 射光を用いて、ほぼ同じ二次光源24A,24Bによ て2極照明を行うことができる。この結果、 えば、図5(A)のB部の拡大図である図5(B)及び 5(C)に示すように、レチクルRの照明領域26内 の同じ部分(ひいては図1のウエハW上の露光領 域27内の対応する部分)においては、照明光IL mパルス照射される毎に、その部分に形成さ れる照明光ILの微細な干渉縞のパターンがパ ーン42A,42B,…と順次異なるパターンになる 従って、レチクルR上の任意の点41に対して 明光ILをNパルス照射した後では、平均化効 によって照明領域26内における干渉縞の影響 (照度むら)は低減される。さらには、レチク Rに対応するウエハW上の点における露光量( 算露光量)は適正露光量となり、露光量むら が大幅に低減される。

 なお、実際には、図3(B)の二次光源24A,24Bを 成する際には、例えば、その光強度分布が 3(D)の点線の曲線29Aで示すように、目標とす 領域で均一になり、その他の領域でほぼ0に なるようにミラー要素3A~3Gの傾斜角分布を制 することが好ましい。
 しかしながら、光源7からの照明光ILの断面 の強度分布は一定ではなく、経時的に次第 変化する恐れがある。このように照明光IL 強度分布が変化すると、図3(B)の二次光源24A, 24Bの強度分布は、例えば、図3(D)の実線の曲 29Bで示すように変化して、2極照明のバラン が僅かに崩れる。これによって、照明瞳面2 2において(ひいては照明領域26において)照度 らとなる。そこで、本実施形態の露光装置1 00では、例えば、図6(A)に示すように、ミラー 11とプリズム12との間の照明光ILの光路上に光 電センサ23を設置して、照明光ILをパルス発 させて照明光ILの断面内の強度分布を計測し 、空間光変調器13のミラー要素3に入射する照 明光ILの強度比の情報を定期的に更新する。 のとき、図1の空間光変調器13のX方向にj番 (j=1,2,…,J)で、Y方向にi番目(i=1,2,…,I)のミラ 要素3に入射する照明光ILの光量をI(Xj,Yi)と る。そして、光電センサ23からの検出信号を 処理することで、図1の変調制御部31では、図 6(B)に示すように、各ミラー要素3に入射する 量I(Xj,Yi)の分布、ひいては各ミラー要素3に 射する照明光ILの強度比を求め、この強度 の情報を内部の記憶部に記憶しておく。こ 後は、その更新された強度比を用いて、空 光変調器13のミラー要素3の傾斜角の分布の 能な組み合わせの中から、二次光源の強度 布が図3(D)の曲線29Aに近くなる照明制御パタ ンを選択し、上述のように照明光ILがmパル 発光される毎に空間光変調器13の各ミラー 素3をそれぞれ制御する。これによって、照 むらが低減された高精度な2極照明を行うこ とができる。

 同様に、図4(A)のX方向の2極照明、図4(B)の 通常照明、図4(C)の輪帯照明、図4(D)の4極照明 等を行う場合にも、変調制御部31は、照明光I Lがmパルス発光される毎に、照明瞳面22上の 次光源の各部に集光される照明光ILを反射す る空間光変調器13のミラー要素3の組み合わせ を次第に異なる組み合わせに変化させる。こ の結果、照明光ILによって照明領域26(露光領 27)に形成される微細な干渉縞のパターンが 第に変化するため、走査露光後のウエハW上 の各点の露光量むらが低減される。

 本実施形態の作用効果は以下の通りである
 (1)本実施形態の図1の露光装置100に備えられ た照明光学系ILSは、パルス発光される照明光 ILを用いてレチクル面(被照射面)を照明する 明光学装置であって、レチクル面より上流( 明光ILが供給される側)に配置されて、照明 ILの入射する位置に応じて照明光ILの光軸AXI に対する角度を制御する(空間的な変調を与 る)複数のミラー要素3(光学素子)を含む空間 変調器13(光学デバイス)と、照明光ILが少な とも一つパルス発光される毎に、複数のミ ー要素3によって照明光ILに互いに異なる角 を与え、且つ複数のミラー要素3によって角 度が制御された照明光ILのそれぞれの強度分 が照明瞳面22(所定面)において実質的にほぼ 同じ強度分布になるように、複数のミラー要 素3を制御する変調制御部31(照明制御系)とを えている。

 本実施形態によれば、空間光変調器13の 数のミラー要素3によって照明光ILの角度を 別に制御する(空間的に変調を与える)ことで 、照明光ILの利用効率を高く維持して、フラ アイレンズ15の入射面における照明光ILの強 度分布、ひいてはフライアイレンズ15の射出 である照明瞳面22における光強度分布を制 して、照明条件を制御できる。また、1回の 査露光中に、その照明光ILが少なくとも1パ ス発光される毎に、照明瞳面22における強 分布をほぼ同じ分布に維持しながら、複数 ミラー要素3からの光の角度を異なる角度の み合わせに切り替えていくことによって、 均化効果によって、レーザ光源から射出さ るレーザ光(照明光IL)に起因する照度むらの 影響を軽減できる。また、このように、空間 光変調器13は、光強度分布形成部材と照度む の軽減部材とを兼用しているため、照明光 系ILSの構成が複雑化しない。

 (2)また、図1の実施形態では、照明瞳面22 所定面として、照明瞳面22での照明光ILの強 度分布を制御しているため、照明条件を正確 に制御できる。しかしながら、照明瞳面22と 役な面を所定面としてもよい。さらには、 明瞳面22の近傍の面、又は照明瞳面22との共 役面の近傍の面をその所定面とみなして、こ れらの面での光強度分布を制御してもよい。

 また、フライアイレンズ15を用いる場合に 、フライアイレンズ15の入射面の光強度分布 がその射出面(照明瞳面22)の光強度分布とほ 同様の分布となる。従って、そのフライア レンズ15の入射面又はこの近傍の面を所定面 とみなすことも可能である。
 (3)また、図1の実施形態においては、複数の 光学要素を含む光学デバイスとして、照明光 ILを反射する傾斜角が可変の反射面を含む複 のミラー要素3(反射要素)を備える空間光変 器13が使用されている。このように反射面 用いる場合には照明光ILの利用効率が高い。

 (4)また、図1の空間光変調器13の各ミラー 素3の反射面は直交する2軸の周りの傾斜角 可変であるため、各ミラー要素3からの反射 をプリズム12及びリレー光学系14を介してフ ライアイレンズ15の入射面、ひいては照明瞳 22上の2次元的な任意の位置に導くことがで る。従って、照明光ILの利用効率をほぼ100% 維持して、任意の照明条件を高精度に設定 きる。

 なお、各ミラー要素3の傾斜角は、少なく とも1軸(例えば図1のX軸に平行な軸)の周りの 斜角が制御できるだけでもよい。1軸の周り の傾斜角のみが制御できる場合には、空間光 変調器13の各列の複数のミラー要素3からの反 射光を、フライアイレンズ15の入射面上の対 する1列の領域のいずれかに集光させればよ い。また、対応する1列の領域で照明光ILを集 光する部分がない場合には、その列に対応す るミラー要素3の傾斜角は、反射光がフライ イレンズ15の入射面から外れるように設定す ればよい。この場合には、照明光ILの利用効 は多少低下するが、空間光変調器13の制御 簡単になる。

 (5)なお、空間光変調器13の代わりに、それ れ透過光の光量を制御する複数の画素(透過 素)を含む液晶セルを用いることも可能であ る。この場合には、各画素を通過する光に対 する透過率を制御することが空間的な変調と なる。
 (6)また、空間光変調器13の代わりに、それ れ通過光の位相を制御する複数の位相要素( 変段差要素等)を含む上記の空間光変調器を 用いることも可能である。この位相要素を含 む空間光変調器は、回折パターンが可変の回 折光学素子として使用できる。

 (7)また、図1の照明光学系ILSは、空間光変 調器13の近傍に配置されて、照明光ILを複数 ミラー要素3に入射させる方向(又は複数のミ ラー要素3側)に偏向する第1反射面12a(第1面)と 、複数のミラー要素3を介した反射光を被照 面(レチクル面)に入射させる方向に偏向する 第2反射面12b(第2面)とを含むプリズム12(光学 材)を備えている。

 従って、照明光学系ILSを構成する各光学部 を同一の直線、又は途中で90°折れ曲がった 折れ線に沿って配置できるため、照明光学系 ILSの設計、製造が容易である。
 (8)また、図1の照明光学系ILSは、複数のミラ ー要素3に入射する照明光ILの強度分布を計測 する光電センサ23を備え、変調制御部31は、 電センサ23で計測される強度分布に基づいて 、上記の所定面における照明光ILの強度分布 所定の均一性を満たす条件のもとで、複数 ミラー要素3からの光の角度の状態を切り替 えている。従って、照明光ILの断面内の強度 布が変動しても、照明瞳面22における照度 ら、ひいてはレチクル面での照度むらを低 できる。

 (9)また、照明光学系ILSには、空間光変調 13に対する入射側に配置されて、所定数kの 明光ILのパルス発光毎に、照明光ILの偏光状 態を制御可能な回動可能な1/2波長板9及びデ ラライザ10(偏光制御光学系)を備えている。 って、例えば図1のレチクルRの代わりに空 光変調器13と同様の空間光変調器を用いて、 転写対象のパターンを所定数の照明光ILのパ ス発光毎に高速に切り替えるような場合に その切り替えられたパターンに応じて空間 変調器13によって二次光源の強度分布を切 替えると同時に、偏光照明の状態も順次高 に切り替えることができる。従って、1回の 光によって種々のパターンをそれぞれ最適 照明条件(ここでは二次光源の強度分布及び 偏光照明)でウエハ上に露光できる。

 (10)また、その1/2波長板9に供給される照 光ILがほぼ直線偏光であり、その1/2波長板9 光軸AXI(光軸AXIに平行な軸でもよい)の周りの 回転角(回動角)が可変であるため、その1/2波 板9の回転角を制御するのみで、レチクル面 (ウエハWの上面)における照明光ILの偏光状態 、X方向若しくはY方向の直線偏光、又は斜 方向の直線偏光に設定できる。さらに、デ ラライザ10を用いているため、その照明光IL 偏光状態を非偏光にも設定できる。

 (11)また、上記の実施形態では、例えば、 レチクル面の各点に対する照明光ILの照射パ ス数をN(Nは2以上の整数)として、照明光ILが mパルス(mは1以上の整数)発光される毎に、複 のミラー要素3の傾斜角の組み合わせ、ひい ては複数のミラー要素3からの照明光ILの角度 の分布(照明制御パターン)を式(3)で規定され M通りに切り替えている。この場合には、空 間光変調器13の複数のミラー要素3の傾斜角の 組み合わせを、そのM通りの照明制御パター のいずれかに対応させて周期的に設定する みで、レチクル面の任意の点において、1回 走査露光中に照明光ILがmパルス照射される に形成される微細な干渉縞のパターンが全 異なるパターンになる。従って、効率的に の干渉縞に起因する照度むら、ひいては露 量むらを低減できる。

 なお、複数のミラー要素3の傾斜角の組み 合わせ(ひいては照明制御パターン)の個数をN 通りとしてもよい。この場合には、照明光IL 1パルス発光される毎に、複数のミラー要素 3の傾斜角の組み合わせをそのN通りの組み合 せのいずれかに周期的に切り替えることに って、レチクル面の任意の点において、1回 の走査露光中に照明光ILが1パルス照射される 毎に形成される微細な干渉縞のパターンが全 部異なるパターンになる。従って、その干渉 縞に起因する照度むら、ひいては露光量むら を最も大きく低減できる。

 (12)また、図1の照明光学系ILSは、照明瞳面22 からの照明光ILでレチクル面を重畳して照明 るフライアイレンズ15(オプティカルインテ レータ)を備えているため、レチクル面での 照度分布の均一性が向上する。
 (13)また、照明光学系ILSに照明光ILを供給す 光源7、電源制御部32及び主制御系30が備え れている。従って、光源7のパルス発光のタ ミングを容易に高精度に制御可能である。

 (14)また、上記の実施形態の露光装置100は 、レチクル面(第1面)の像をウエハWの上面(第2 面)に投影する露光装置であって、そのレチ ル面をパルス発光される照明光ILで照明する 照明光学系ILSと、照明光学系ILSによってレチ クル面上に形成される照明領域26からの光に づいて、レチクル面の像をウエハW上に形成 する投影光学系PLとを備えている。この場合 照明光学系ILSからレチクル面に照射される 明光ILによって形成される微細な干渉縞の ターンは、例えばmパルスの照明光ILの発光 に次第に異なるパターンに変化する。従っ 、露光後のウエハW上の露光量むら(積算露光 量のむら)が低減され、最終的なデバイスを 精度に製造できる。

 次に、上記の実施形態では次のような変形 可能である。
 (1)上記の実施形態の露光装置100は、走査露 型であるため、走査露光によっても照明光I Lによって形成される干渉縞の照度むらの影 が軽減される。なお、上記の実施形態の照 光学系ILSをステッパ等のステップ・アンド リピート方式の露光装置に適用してもよい この場合には、図1のウエハステージWSTは、X 方向、Y方向にステップ移動する機能を備え いればよい。このようにステップ・アンド リピート方式で露光を行う場合には、走査 光による照度むらの影響の低減効果が得ら ない。この場合でも、上記の照明光学系ILS よってmパルスの照明光ILの照射毎に、レチ ル面に照射される照明光ILの微細な干渉縞の パターンを異なるパターンに次第に変化させ ることによって、レチクル上(被照射面)の照 むら、ひいてはウエハW上の露光量のむら( 算露光量のむら)を大幅に低減できるため、 発明の効果が特に大きい。

 (2)また、図1の波面分割型のインテグレータ であるフライアイレンズ15に代えて、内面反 型のオプティカルインテグレータとしての ッド型インテグレータを用いることもでき 。
 この場合、図7(A)の照明光学系ILSAで示すよ に、リレー光学系14よりもレチクルR側に集 光学系51を追加して空間光変調器13の反射面( ミラー要素3の反射面)の共役面を形成し、こ 共役面近傍に入射端が位置決めされるよう ロッド型インテグレータ50を配置する。

 また、このロッド型インテグレータ50の 出端面又は射出端面近傍に配置されるレチ ルブラインド17(視野絞り)の像をレチクルRの パターン面(レチクル面)上に形成するための レー光学系(リレーレンズ18、ミラー19、及 コンデンサ光学系20)を配置する。この他の 明光学系ILSAの構成は、図1の照明光学系ILSと 同様である。図7(A)の構成の場合、二次光源 リレー光学系14及び集光光学系51の瞳面22に 成される(二次光源の虚像はロッド型インテ レータ50の入射端近傍に形成される)。

 (3)また、図1の照明光学系ILSでは、プリズ ム12が使用されているが、プリズム12の代わ に、反射面12a及び12bを有するミラーを照明 ILの光路上に設置してもよい。さらに、図7(B )に示すように、プリズム12を省略してもよい 。図7(B)の構成では、空間光変調器13の多数の ミラー要素3に対して斜め方向から照明光ILを 照射し、多数のミラー要素3で反射された照 光ILを光軸AXIに沿ってリレー光学系14を介し 不図示のフライアイレンズに供給している

 また、上記の実施形態の露光装置を用い 半導体デバイス等のデバイス(電子デバイス 、マイクロデバイス)を製造する場合、この バイスは、図8に示すように、デバイスの機 ・性能設計を行うステップ221、この設計ス ップに基づいたマスク(レチクル)を製作す ステップ222、デバイスの基材である基板(ウ ハ)を製造するステップ223、前述した実施形 態の露光装置100(投影露光装置)によりマスク パターンを基板に露光する工程、露光した 板を現像する工程、現像した基板の加熱(キ ュア)及びエッチング工程などを含む基板処 ステップ224、デバイス組み立てステップ(ダ シング工程、ボンディング工程、パッケー 工程などの加工プロセスを含む)225、並びに 検査ステップ226等を経て製造される。

 言い換えると、上記のデバイスの製造方法 、上記の実施形態の露光装置100を用いてウ ハWを露光する工程と、露光されたウエハW 処理する工程(ステップ224)とを含んでいる。
 さらに、そのデバイス製造方法は、リソグ フィ工程を含むデバイス製造方法であって そのリソグラフィ工程において、上記の実 形態の露光装置100を用いている。これらの バイス製造方法によれば、露光量むらが低 されているため、デバイスを高精度に製造 きる。

 なお、本発明は、例えば国際公開第99/49504 パンフレット、国際公開第2004/019128号パンフ レット等などに開示される液浸型の露光装置 にも適用でき、本発明の照明光学装置は、投 影光学系を用いないプロキシミティ方式の露 光装置等にも適用することができる。
 また、本発明は、半導体デバイスの製造プ セスへの適用に限定されることなく、例え 、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等 製造プロセスや、撮像素子(CMOS型、CCD等)、 イクロマシーン、MEMS(Microelectromechanical Syste ms:微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド 及びDNAチップ等の各種デバイス(電子デバイ )の製造プロセスにも広く適用できる。

 また、上記の実施の形態の照明光学系(照明 光学装置)は、本願の請求の範囲の記載に対 する構成要素を照明光学系の鏡筒又はフレ ムに組み込み光学調整をして、配線等を行 、更に電気調整等をすることにより製造で る。また、上記の実施の形態の露光装置は その照明光学系及び投影光学系を露光装置 体に組み込み光学調整をして、多数の機械 品からなるレチクルステージやウエハステ ジを露光装置本体に取り付けて配線や配管 接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認 )をすることにより製造することができる。 なお、その露光装置の製造は温度及びクリー 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。
 また、本発明は上述の実施形態に限定され 、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の 成を取り得る。また、明細書、特許請求の 囲、図面、及び要約を含む2007年11月6日付け 提出の日本国特許出願第2007-289089号の全ての 示内容は、そっくりそのまま引用して本願 組み込まれている。