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Patent Searching and Data


Title:
ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE DEVICE, DEVICE MANUFACTURING METHOD, CORRECTION FILTER, AND EXPOSURE OPTICAL SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/101958
Kind Code:
A1
Abstract:
An illumination optical system for illuminating planes-to-be-illuminated (M; W) by light from a light source (1) includes: distribution forming optical systems (3, 4, 7, 8) having an optical integrator (8) and forming a pupil intensity distribution on an illumination pupil at the rear side than the optical integrator; and light reduction means (9) arranged on a predetermined plane of an optical path of the rear side of the optical integrator and having a light reduction ratio changing in accordance with the incident angle on the predetermined plane.

Inventors:
MURAMATSU, Kouji (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
村松 浩二 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
TANITSU, Osamu (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
谷津 修 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
TANAKA, Hirohisa (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
田中 裕久 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
YAMAMOTO, Masaya (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
山本 雅也 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
MIYAKE, Norio (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
Application Number:
JP2009/052274
Publication Date:
August 20, 2009
Filing Date:
February 12, 2009
Export Citation:
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Assignee:
NIKON CORPORATION (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 31, 10083, JP)
株式会社ニコン (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 Tokyo, 10083, JP)
MURAMATSU, Kouji (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
村松 浩二 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
TANITSU, Osamu (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
谷津 修 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
TANAKA, Hirohisa (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
田中 裕久 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
YAMAMOTO, Masaya (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 10083, JP)
山本 雅也 (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 株式会社ニコン内 Tokyo, 10083, JP)
International Classes:
H01L21/027; G02B3/00; G02B3/06; G02B3/08; G02B5/00; G02B7/00; G02B19/00; G03F7/20
Attorney, Agent or Firm:
HASEGAWA, Yoshiki et al. (SOEI PATENT AND LAW FIRM, Ginza First Bldg.10-6 Ginza 1-chom, Chuo-ku Tokyo, 104-0061, JP)
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Claims:
 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
 オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
 前記オプティカルインテグレータの前記後側の光路の所定面に配置されて、該所定面に対する入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を備える減光手段と、を備えていることを特徴とする照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の直前または直後の位置に配置された遮光部材を有し、
 前記遮光部材は、前記被照射面上の1点に向かう光の前記遮光部材による減光率が前記被照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記遮光部材はプレート状の形態を有し、前記遮光部材の厚さ方向は前記照明瞳の面とほぼ平行であり且つ前記遮光部材の幅方向は前記照明光学系の光軸方向とほぼ平行であることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。
 前記遮光部材は平行平面板の側面の形態を有し、前記遮光部材の厚さ方向は前記照明瞳の面とほぼ平行であり且つ前記遮光部材の幅方向は前記照明光学系の光軸方向とほぼ平行であることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記遮光部材の厚さ方向は前記第1方向とほぼ一致していることを特徴とする請求項3または4に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記遮光部材は、前記第1方向に沿って中心から周辺へ前記減光率が増大するように構成されていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記遮光部材の幅方向の寸法は前記遮光部材の長さ方向に沿って変化していることを特徴とする請求項3,5または6に記載の照明光学系。
 前記遮光部材を複数備えていることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記遮光部材を複数備え、
 前記複数の遮光部材のうちの第1遮光部材の幅方向の寸法は、第2遮光部材の幅方向の寸法と異なることを特徴とする請求項3,5または6に記載の照明光学系。
 前記遮光部材は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域からの光に作用するように位置決めされていることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の直前または直後の位置に配置されたプレート状の形態を有する遮光部材を有し、
 前記遮光部材の厚さ方向は前記照明瞳の面とほぼ平行であり且つ前記遮光部材の幅方向は前記照明光学系の光軸方向とほぼ平行であることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の直前または直後の位置に配置されて前記照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交差するように延びる少なくとも2つの遮光部材を有し、
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記被照射面上の1点に向かう光の前記少なくとも2つの遮光部材による減光率が前記被照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記少なくとも2つの遮光部材はそれぞれプレート状の形態を有することを特徴とする請求項12に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記第1方向に沿って中心から周辺へ前記減光率が増大するように構成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域からの光に作用するように位置決めされていることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記光軸を通り前記第1方向と直交する方向に延びる軸線に関してほぼ対称に配置されていることを特徴とする請求項15に記載の照明光学系。
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って網目状の形態を有することを特徴とする請求項15または16に記載の照明光学系。
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記一対の領域のうちの一方の領域からの光に作用するように配置されて網目状の形態を有する第1遮光部材群と、前記一対の領域のうちの他方の領域からの光に作用するように配置されて網目状の形態を有する第2遮光部材群とを有することを特徴とする請求項17に記載の照明光学系。
 前記第1遮光部材群と前記第2遮光部材群とは、前記光軸を通り前記第1方向に延びる軸線に関してほぼ対称に構成されていることを特徴とする請求項18に記載の照明光学系。
 前記第1遮光部材群および前記第2遮光部材群において、遮光部材の前記光軸方向の寸法が位置により異なることを特徴とする請求項18または19に記載の照明光学系。
 前記光軸から離れて配置された遮光部材の前記光軸方向の寸法よりも前記光軸の近くに配置された遮光部材の前記光軸方向の寸法の方が小さいことを特徴とする請求項20に記載の照明光学系。
 前記第1遮光部材群および前記第2遮光部材群において、遮光部材群の網目の粗さが位置により異なることを特徴とする請求項18または19に記載の照明光学系。
 前記光軸から離れて配置された遮光部材群の網目よりも前記光軸の近くに配置された遮光部材群の網目の方が粗いことを特徴とする請求項22に記載の照明光学系。
 
 前記減光手段は、前記オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の直前または直後の位置に配置されて、少なくとも一方の面に線状の減光部が形成された光透過性の基板を有し、
 前記減光部は、光の進行方向に沿った寸法を有し、且つ前記被照射面上の1点に向かう光の前記減光部による減光率が前記被照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記線状の減光部は、線状の突起部または線状の溝部を有することを特徴とする請求項24に記載の照明光学系。
 前記突起部または前記溝部は、矩形形状または三角形状の断面を有することを特徴とする請求項25に記載の照明光学系。
 前記突起部の外側面または前記溝部の外側面には、粗擦り加工またはブラック加工が施されていることを特徴とする請求項25または26に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光部は、前記第1方向に沿って中心から周辺へ前記減光率が増大するように構成されていることを特徴とする請求項24乃至27のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光部は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域からの光に作用するように位置決めされていることを特徴とする請求項24乃至28のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記光軸を通り前記第1方向と直交する方向に延びる軸線に関してほぼ対称に形成されていることを特徴とする請求項29に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って網目状に形成されていることを特徴とする請求項29または30に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記一対の領域のうちの一方の領域からの光に作用するように配置されて網目状に形成された第1群と、前記一対の領域のうちの他方の領域からの光に作用するように配置されて網目状に形成された第2群とを有することを特徴とする請求項31に記載の照明光学系。
 前記第1群と前記第2群とは、前記光軸を通り前記第1方向に延びる軸線に関してほぼ対称に形成されていることを特徴とする請求項32に記載の照明光学系。
 前記第1群および前記第2群において、前記減光部の前記光軸方向の寸法が位置により異なることを特徴とする請求項32または33に記載の照明光学系。
 前記光軸から離れて配置された前記減光部の前記光軸方向の寸法よりも前記光軸の近くに配置された前記減光部の前記光軸方向の寸法の方が小さいことを特徴とする請求項34に記載の照明光学系。 
 前記第1群および前記第2群において、前記減光部の網目の粗さが位置により異なることを特徴とする請求項32または33に記載の照明光学系。
 前記光軸から離れて配置された前記減光部の網目よりも前記光軸の近くに配置された前記減光部の網目の方が粗いことを特徴とする請求項36に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、波面分割型であるとともに、光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する複数の第1屈折面と、前記複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて、前記第1方向に所定の屈折力を有する複数の第2屈折面と、を備え、
 前記減光手段は、前記オプティカルインテグレータの前記複数の第2屈折面のうち少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の間に設けられて、前記被照射面に達する光の位置が前記被照射面の中心から前記第1方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する減光部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。
 前記複数の第1屈折面は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、前記複数の第2屈折面は、前記第2方向にほぼ無屈折力であることを特徴とする請求項38に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びるV字状の切削面を有することを特徴とする請求項38または39に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる反射膜を有することを特徴とする請求項38または39に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる減光膜を有することを特徴とする請求項38または39に記載の照明光学系。
 前記減光部は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる光散乱膜を有することを特徴とする請求項38または39に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、光の入射側から順に、第1光学部材と、第2光学部材とを備え、
 前記第1光学部材の射出側には、前記複数の第1屈折面が前記第1方向に沿って配列され、
 前記第2光学部材の射出側には、前記複数の第2屈折面が前記第1方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項38乃至43のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記複数の第1屈折面は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記複数の第2屈折面は、前記第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
 前記第2光学部材の入射側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項44に記載の照明光学系。
 光の入射側から順に、第1光学部材と、第2光学部材とを備え、
 前記第2光学部材の入射側には、前記複数の第1屈折面が前記第1方向に沿って配列され、
 前記第2光学部材の射出側には、前記複数の第2屈折面が前記第1方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項38乃至43のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記複数の第1屈折面は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記複数の第2屈折面は、前記第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
 前記第1光学部材の射出側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項46に記載の照明光学系。
 前記第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有することを特徴とする請求項38乃至47のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、波面分割型であって、
 前記減光手段は、光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記被照射面に達する光の位置が前記被照射面の中心から前記第1方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する減光部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。
 前記減光部は、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる前記境界線とほぼ平行に延びる線状の遮光部材を有することを特徴とする請求項49に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材を所定の位置に保持するために前記線状の遮光部材の両端を支持する保持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項50に記載の照明光学系。
 前記保持部材は、前記線状の遮光部材に所要のテンションを付与した状態で前記線状の遮光部材の両端を支持していることを特徴とする請求項51に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、その長手方向に沿って変化する断面を有することを特徴とする請求項51または52に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材を所定の位置に保持するために前記線状の遮光部材の一方の端だけを支持する保持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項50に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、位置および姿勢のいずれか一方が変更可能であることを特徴とする請求項50乃至54のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、前記照明光学系の前記光軸に沿った方向に移動可能であることを特徴とする請求項55に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、前記照明光学系の前記光軸と直交する前記平面内における位置が変更可能であることを特徴とする請求項55または56に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、前記照明光学系の前記光軸または前記光軸と平行な軸廻りに回転可能であることを特徴とする請求項55乃至57のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、前記照明光学系の前記光軸と直交する軸廻りに回転可能であることを特徴とする請求項55乃至58のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記線状の遮光部材は、前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの前記2つの隣り合う第2屈折面の第1境界線の直後に配置される第1の線状の遮光部材と、前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの2つの隣り合う第2屈折面の第2境界線の直後に配置される第2の線状の遮光部材とを備え、
 前記第1の線状の遮光部材と前記第2の線状の遮光部材との相対的な位置および相対的な姿勢のうちの少なくとも一方は変更可能であることを特徴とする請求項55乃至59のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは波面分割型であって、
 前記減光手段は、光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる前記境界線とほぼ平行に延びる線状の遮光部材を有し、
 前記線状の遮光部材は、位置および姿勢のいずれか一方が変更可能であることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータの前記複数の第1屈折面は前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、前記複数の第2屈折面は前記第2方向にほぼ無屈折力であることを特徴とする請求項49乃至61のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、光の入射側から順に、第1光学部材と、第2光学部材とを備え、前記第1光学部材の射出側には前記複数の第1屈折面が前記第1方向に沿って配列され、前記第2光学部材の射出側には前記複数の第2屈折面が前記第1方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項49乃至62のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記複数の第1屈折面は前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、前記複数の第2屈折面は前記第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
 前記第2光学部材の入射側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項63に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、光の入射側から順に、第1光学部材と、第2光学部材とを備え、前記第2光学部材の入射側には前記複数の第1屈折面が前記第1方向に沿って配列され、前記第2光学部材の射出側には前記複数の第2屈折面が前記第1方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項49乃至62のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記複数の第1屈折面は前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向にほぼ無屈折力であり、前記複数の第2屈折面は前記第2方向にほぼ無屈折力であり、
 前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
 前記第1光学部材の射出側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項65に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、前記第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有することを特徴とする請求項49乃至66のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、入射光の進行方向を横切る面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有し、
 前記減光手段は、前記オプティカルインテグレータの互いに隣り合う前記レンズ面の間の非レンズ領域と対応する位置に遮光材料からなる独立物品として配置される遮光部材を有する請求項1に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の基板を有し、
 前記基板は、光の入射側の面に形成された第1減光パターンと、光の射出側の面に形成された第2減光パターン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。
 前記基板は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項69に記載の照明光学系。
 前記第1減光パターンは、前記入射側の面に分布形成された複数の第1単位減光領域を有し、
 前記第2減光パターンは、前記複数の第1単位減光領域に対応して前記射出側の面に分布形成された複数の第2単位減光領域を有することを特徴とする請求項69または70に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を遮る遮光領域を有することを特徴とする請求項71に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を散乱させる散乱領域を有することを特徴とする請求項71に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を回折させる回折領域を有することを特徴とする請求項71に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見て実質的に重なり合わない形状を有することを特徴とする請求項71乃至74のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見て補完的な形状を有することを特徴とする請求項75に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見てほぼ重なり合う形状を有することを特徴とする請求項71乃至74のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正フィルター領域と、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正フィルター領域とのうちの少なくとも一方の補正フィルター領域を有することを特徴とする請求項69乃至77のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光手段は、前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正フィルター領域を有し、
 前記第1補正フィルター領域は、前記照明瞳において光軸を挟んで前記第1方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項69に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光手段は、前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正フィルター領域を有し、
 前記第2補正フィルター領域は、前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項79に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に位置する第1面に形成された第1減光領域と、前記照明瞳空間において前記第1面よりも後側に位置する第2面に前記第1減光領域に対応して形成された第2減光領域とを有し、
 前記第1減光領域および前記第2減光領域は、前記第1面および前記第2面を通過する光に対して、前記第1面への光の入射角度の変化にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与えることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、所定の厚さを有する光透過性の基板を有し、
 前記第1減光領域は前記基板の入射側の面に形成され、前記第2減光領域は前記基板の射出側の面に形成されていることを特徴とする請求項81に記載の照明光学系。
 前記基板は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項82に記載の照明光学系。
 前記基板の入射側の面は、光軸に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項83に記載の照明光学系。
 前記第1減光領域および前記第2減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を遮る遮光領域を有することを特徴とする請求項81乃至84のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1減光領域および前記第2減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を散乱させる散乱領域を有することを特徴とする請求項81乃至84のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1減光領域および前記第2減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を回折させる回折領域を有することを特徴とする請求項81乃至84のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1減光領域および前記第2減光領域のうちの一方の領域は、他方の領域を包含するような大きさを有することを特徴とする請求項81乃至87のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、所定の断面を有する遮光部材を備え、
 前記第1減光領域は前記遮光部材の一方の側面であり、前記第2減光領域は前記遮光部材の前記一方の側面に対向する他方の側面であることを特徴とする請求項81に記載の照明光学系。
 前記遮光部材は、台形状の断面を有し、前記照明瞳の面にほぼ平行に延びるように配置され、
 前記第1減光領域は前記遮光部材の前側の側面であり、前記第2減光領域は前記遮光部材の後側の側面であることを特徴とする請求項89に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光手段の前記第1減光領域および前記第2減光領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項81に記載の照明光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第1基板と、前記照明瞳空間において前記第1基板よりも後側に配置されて前記光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第2基板とを有し、
 前記第1基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第1減光パターンを有し、
 前記第2基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第2減光パターンを有し、
 前記第1減光パターンは少なくとも1つの第1単位減光領域を有し、
 前記第2減光パターンは、前記少なくとも1つの第1単位減光領域に対応して形成された少なくとも1つの第2単位減光領域を有し、
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域は、前記減光手段に対する光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性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。
 前記第1基板は、前記入射側の面に形成された第1前側減光パターンと、前記射出側の面に形成された第1後側減光パターンとを有し、
 前記第2基板は、前記入射側の面に形成された第2前側減光パターンと、前記射出側の面に形成された第2後側減光パターンとを有することを特徴とする請求項92に記載の照明光学系。
 前記第1基板および前記第2基板は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項92または93に記載の照明光学系。
 前記第1基板と前記第2基板とは互いに隣接するように配置されていることを特徴とする請求項92乃至94のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1減光パターンは分布形成された複数の第1単位減光領域を有し、
 前記第2減光パターンは、前記複数の第1単位減光領域に対応して分布形成された複数の第2単位減光領域を有することを特徴とする請求項92乃至95のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を遮る遮光領域を有することを特徴とする請求項96に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を散乱させる散乱領域を有することを特徴とする請求項96に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を回折させる回折領域を有することを特徴とする請求項96に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見て実質的に重なり合わない形状を有することを特徴とする請求項96乃至99のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見て補完的な形状を有することを特徴とする請求項100に記載の照明光学系。 
 前記第1単位減光領域と前記第2単位減光領域とは、前記光軸方向に見てほぼ重なり合う形状を有することを特徴とする請求項96乃至99のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正ユニット領域と、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正ユニット領域とのうちの少なくとも一方の補正ユニット領域を有することを特徴とする請求項92乃至102のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光手段は、前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正ユニット領域を有し、
 前記第1補正ユニット領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記第1方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項92に記載の照明光学系。
 前記オプティカルインテグレータは、第1方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
 前記減光手段は、前記減光手段に対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正ユニット領域を有し、
 前記第2補正ユニット領域は、前記照明瞳において光軸を挟んで前記第1方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項104に記載の照明光学系。
 前記被照射面上での照度分布または前記被照射面上に形成される照明領域の形状を変更する光量分布調整部をさらに備えることを特徴とする請求項2乃至37のいずれか1項に記載の照明光学系。
 前記光量分布調整部は、前記遮光部材による前記被照射面上の光量分布への影響を補正することを特徴とする請求項106に記載の照明光学系。
 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項2乃至107のいずれか1項に記載の照明光学系。
 所定のパターンを照明するための請求項2乃至108のいずれか1項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。
 前記所定の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を備え、該投影光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を走査方向に沿って相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板へ投影露光することを特徴とする請求項109に記載の露光装置。
 前記オプティカルインテグレータにおける前記第1方向は、前記走査方向と直交する方向に対応していることを特徴とする請求項110に記載の露光装置。
 請求項109乃至111のいずれか1項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、
 前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定の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。
 光源からの光で第1照射面を照明し、照明された前記第1照射面の像を第2照射面に投影する露光光学系において、
 オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
 前記オプティカルインテグレータの前記後側の光路の所定面に配置されて、該所定面に対する入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を備える減光手段と、を備えていることを特徴とする露光光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の直前または直後の位置あるいはその共役面に配置された遮光部材を有し、
 前記遮光部材は、前記第1照射面又は第2照射面上の1点に向かう光の前記遮光部材による減光率が前記第1照射面又は第2照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の直前または直後あるいはその共役面の位置に配置されて前記照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交差するように延びる少なくとも2つの遮光部材を有し、
 前記少なくとも2つの遮光部材は、前記第1照射面又は第2照射面上の1点に向かう光の前記少なくとも2つの遮光部材による減光率が前記第1照射面又は第2照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
 前記減光手段は、前記オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の直前または直後あるいはその共役面の位置に配置されて、少なくとも一方の面に線状の減光部が形成された光透過性の基板を有し、
 前記減光部は、光の進行方向に沿った寸法を有し、且つ前記第1照射面又は第2照射面上の1点に向かう光の前記減光部による減光率が前記第1照射面又は第2照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されていることを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間又はそれと共役な空間に配置されて、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の基板を有し、
 前記基板は、光の入射側の面に形成された第1減光パターンと、光の射出側の面に形成された第2減光パターンとを有することを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間又はそれと共役な空間に位置する第1面に形成された第1減光領域と、前記照明瞳空間又はそれと共役な空間において前記第1面よりも後側に位置する第2面に前記第1減光領域に対応して形成された第2減光領域とを有し、
 前記第1減光領域および前記第2減光領域は、前記第1面および前記第2面を通過する光に対して、前記第1面への光の入射角度の変化にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与えることを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
 前記減光手段は、前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間又はそれと共役な空間に配置されて、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第1基板と、前記照明瞳空間又はそれと共役な空間において前記第1基板よりも後側に配置されて前記光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第2基板とを有し、
 前記第1基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第1減光パターンを有し、
 前記第2基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第2減光パターンを有し、
 前記第1減光パターンは少なくとも1つの第1単位減光領域を有し、
 前記第2減光パターンは、前記少なくとも1つの第1単位減光領域に対応して形成された少なくとも1つの第2単位減光領域を有し、
 前記第1単位減光領域および前記第2単位減光領域は、前記減光手段に対する光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有することを特徴とする請求項113に記載の露光光学系。
Description:
照明光学系、露光装置、デバイ 製造方法、補正フィルター、及び露光光学

 本発明は、照明光学系、露光装置、デバ ス製造方法、補正フィルター、及び露光光 系に関する。さらに詳細には、本発明は、 えば半導体素子、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 ー工程で製造するための露光装置に好適な 明光学系に関するものである。

 この種の典型的な露光装置においては、 源から射出された光が、オプティカルイン グレータとしてのフライアイレンズを介し 、多数の光源からなる実質的な面光源とし の二次光源(一般には照明瞳における所定の 光強度分布)を形成する。以下、照明瞳での 強度分布を、「瞳強度分布」という。また 照明瞳とは、照明瞳と被照射面(露光装置の 合にはマスクまたはウェハ)との間の光学系 の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリ エ変換面となるような位置として定義される 。

 二次光源からの光は、コンデンサーレン により集光された後、所定のパターンが形 されたマスクを重畳的に照明する。マスク 透過した光は投影光学系を介してウェハ上 結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投 露光(転写)される。マスクに形成されたパ ーンは高集積化されており、この微細パタ ンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ において均一な照度分布を得ることが不可 である。

 マスクの微細パターンをウェハ上に正確 転写するために、例えば輪帯状や複数極状( 2極状、4極状など)の瞳強度分布を形成し、投 影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技 術が提案されている(特許文献1を参照)。

米国特許公開第2006/0055834号公報

 マスクの微細パターンをウェハ上に忠実 転写するには、瞳強度分布を所望の形状に 整するだけでなく、最終的な被照射面とし のウェハ上の各点に関する瞳強度分布をそ ぞれほぼ均一に調整する必要がある。ウェ 上の各点での瞳強度分布の均一性にばらつ があると、ウェハ上の位置毎にパターンの 幅がばらついて、マスクの微細パターンを 光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハ に忠実に転写することができない。

 本発明は、被照射面上の各点での瞳強度 布をそれぞれ独立に調整することのできる 明光学系を提供することを目的とする。ま 、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度 布をそれぞれ独立に調整する照明光学系を いて、適切な照明条件のもとで良好な露光 行うことのできる露光装置を提供すること 目的とする。

 本発明の第1実施形態では、光源からの光 で被照射面を照明する照明光学系において、 オプティカルインテグレータを有し、該オプ ティカルインテグレータよりも後側の照明瞳 に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、 照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する減 光手段と、を備えていることを特徴とする照 明光学系を提供する。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 照明瞳の直前または直後の位置に配置された 遮光部材を有し、遮光部材は、被照射面上の 1点に向かう光の遮光部材による減光率が被 射面の中心から周辺にかけて増大するよう 構成されていてもよい。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 照明瞳の直前または直後の位置に配置されて 照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交 差するように延びる少なくとも2つの遮光部 を有し、少なくとも2つの遮光部材は、被照 面上の1点に向かう光の少なくとも2つの遮 部材による減光率が被照射面の中心から周 にかけて増大するように構成されていても い。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 オプティカルインテグレータよりも後側の照 明瞳の直前または直後の位置に配置されて、 少なくとも一方の面に線状の減光部が形成さ れた光透過性の基板を有し、減光部は、光の 進行方向に沿った寸法を有し、且つ被照射面 上の1点に向かう光の減光部による減光率が 照射面の中心から周辺にかけて増大するよ に構成されていてもよい。

 本発明の第1実施形態では、オプティカル インテグレータは、波面分割型であるととも に、光軸と直交する平面内の第1方向に所定 屈折力を有する複数の第1屈折面と、複数の 1屈折面に対応するように複数の第1屈折面 後側に設けられて、第1方向に所定の屈折力 有する複数の第2屈折面と、を備え、減光手 段は、オプティカルインテグレータの複数の 第2屈折面のうち少なくとも2つの隣り合う第2 屈折面の間に設けられて、被照射面に達する 光の位置が被照射面の中心から第1方向に沿 て離れるにしたがって減光率の増大する減 率特性を有する減光部を有していてもよい

 本発明の第1実施形態では、オプティカル インテグレータは、波面分割型であって、減 光手段は、光軸と直交する平面内の第1方向 所定の屈折力を有するオプティカルインテ レータの複数の第1屈折面に対応するように 数の第1屈折面の後側に設けられて第1方向 所定の屈折力を有するオプティカルインテ レータの複数の第2屈折面のうちの少なくと 2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に 置されて、被照射面に達する光の位置が被 射面の中心から第1方向に沿って離れるにし がって減光率の増大する減光率特性を有す 減光部を有していてもよい。

 本発明の第1実施形態では、オプティカル インテグレータは、入射光の進行方向を横切 る面内に配列された複数の透過型のレンズ面 を有し、減光手段は、オプティカルインテグ レータの互いに隣り合うレンズ面の間の非レ ンズ領域と対応する位置に遮光材料からなる 独立物品として配置される遮光部材を有して いてもよい。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学 素子と照明瞳の後側に隣接してパワーを有す る光学素子との間の照明瞳空間に配置されて 、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性 の基板を有し、基板は、光の入射側の面に形 成された第1減光パターンと、光の射出側の に形成された第2減光パターンとを有してい もよい。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学 素子と照明瞳の後側に隣接してパワーを有す る光学素子との間の照明瞳空間に位置する第 1面に形成された第1減光領域と、照明瞳空間 おいて第1面よりも後側に位置する第2面に 1減光領域に対応して形成された第2減光領域 とを有し、第1減光領域および第2減光領域は 第1面および第2面を通過する光に対して、 1面への光の入射角度の変化にしたがって減 率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維 した後に単調に増大する減光率特性を与え もよい。

 本発明の第1実施形態では、減光手段は、 照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学 素子と照明瞳の後側に隣接してパワーを有す る光学素子との間の照明瞳空間に配置されて 、光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性 の第1基板と、照明瞳空間において第1基板よ も後側に配置されて光軸に沿って所定の厚 を有する光透過性の第2基板とを有し、第1 板は、光の入射側の面および光の射出側の のうちの少なくとも一方の面に形成された 1減光パターンを有し、第2基板は、光の入射 側の面および光の射出側の面のうちの少なく とも一方の面に形成された第2減光パターン 有し、第1減光パターンは少なくとも1つの第 1単位減光領域を有し、第2減光パターンは、 なくとも1つの第1単位減光領域に対応して 成された少なくとも1つの第2単位減光領域を 有し、第1単位減光領域および第2単位減光領 は、減光手段に対する光の入射角度に応じ 減光率が変化する減光率特性を有していて よい。

 本発明の第2実施形態では、所定のパター ンを照明するための第1実施形態の照明光学 を備え、所定のパターンを感光性基板に露 することを特徴とする露光装置を提供する

 本発明の第3実施形態では、第2実施形態 露光装置を用いて、所定のパターンを感光 基板に露光する露光工程と、所定のパター が転写された感光性基板を現像し、所定の ターンに対応する形状のマスク層を感光性 板の表面に形成する現像工程と、マスク層 介して感光性基板の表面を加工する加工工 とを含むことを特徴とするデバイス製造方 を提供する。

 本発明の照明光学系では、オプティカル ンテグレータよりも後側の光路の所定面に 光手段が配置され、被照射面上の1点に向か う光の遮光部材による減光率が被照射面上の 第1の点から当該第1の点とは異なる第2の点へ 向けて変化するように構成されている。した がって、被照射面への光の入射位置に応じて 変化する所要の減光率特性を有する遮光部材 の減光作用により、被照射面上の各点に関す る瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整するこ とが可能である。これによって、例えば各点 に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の 分布に調整することが可能である。

 その結果、本発明の照明光学系では、例 ば被照射面上の各点での瞳強度分布を一律 調整する補正フィルターと、各点に関する 強度分布をそれぞれ独立的に調整する遮光 材との協働作用により、被照射面上の各点 の瞳強度分布をそれぞれ独立に調整するこ ができる。こうして、本発明の露光装置で 、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれ れ独立に調整する照明光学系を用いて、適 な照明条件のもとで良好な露光を行うこと でき、ひいては良好なデバイスを製造する とができる。

本発明の実施形態にかかる露光装置の 成を概略的に示す図である。 照明瞳に形成される4極状の二次光源を 示す図である。 ウェハ上に形成される矩形状の静止露 領域を示す図である。 静止露光領域内の中心点P1に入射する が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説明 る図である。 静止露光領域内の周辺点P2,P3に入射す 光が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説 する図である。 は中心点P1に関する瞳強度分布のZ方向 に沿った光強度分布を模式的に示す図である 。 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布のZ方向 に沿った光強度分布を模式的に示す図である 。 本実施形態のフィン部材の作用を説明 る第1の図である。 本実施形態のフィン部材の作用を説明 る第2の図である。 本実施形態のフィン部材の減光率特性 示す図である。 中心点P1に関する瞳強度分布がフィン 材により調整される様子を模式的に示す図 ある。 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布がフィ 部材により調整される様子を模式的に示す である。 外径の大きい4極状の瞳強度分布に対 て複数のフィン部材が配置されている様子 示す図である。 外径の小さい4極状の瞳強度分布に対 て複数のフィン部材が配置されている様子 示す図である。 幅方向の寸法が長さ方向に沿って不 続に変化しているフィン部材を用いる例を す図である。 幅方向の寸法が互いに異なる複数の ィン部材を用いる例を示す図である。 3つのフィン部材9Hと3つのフィン部材9 Vとが一体に形成されている様子を示す図で る。 3つのフィン部材9Hと3つのフィン部材9 Vとが前後に配置されている様子を示す図で る。 照明光路中の所定位置にフィン部材を 位置決めし且つ保持するための保持部材の一 例を示す図である。 幅方向の寸法が長さ方向に沿って一 のフィン部材が取り付けられた保持部材か なる遮光ユニットを示す図である。 幅方向の寸法が互いに異なる複数の ィン部材が取り付けられた保持部材からな 遮光ユニットを示す図である。 複数のフィン部材の相対的な位置関係 を可変にすることが可能な保持部材の一例を 示す図である。 図17のホルダの構成および作用を説明 る図である。 幅寸法や厚さ寸法が長さ方向に沿って 変化するテープ状のフィン部材を巻き付けた り巻き戻したりする構成を示す図である。 平行平面板の側面の形態を有する遮光 部材の例を示す図である。 図20の遮光部材の作用を説明する図で る。 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。 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。 X方向にほぼ平行に延びるフィン部材 用いる場合に発生する不都合を説明する第1 図である。 X方向にほぼ平行に延びるフィン部材 用いる場合に発生する不都合を説明する第2 図である。 照明瞳に形成される4極状の二次光源 本実施形態にかかる遮光部を構成する一対 遮光部材との位置関係を示す図である。 本実施形態にかかる一対の遮光部材を 用いることにより図24に示すような不都合が 避されることを説明する図である。 本実施形態にかかる一対の遮光部材を 用いることにより図25に示すような不都合が 避されることを説明する図である。 本実施形態における視差の影響を説明 する図である。 本実施形態の比較例における視差の影 響を説明する図である。 本実施形態の第1変形例にかかる遮光 の構成を示す図である。 本実施形態の第2変形例にかかる遮光 の構成を示す図である。 本実施形態の第3変形例にかかる遮光 の構成を示す図である。 本実施形態の第4変形例にかかる遮光 の構成を示す図である。 補正フィルターの一例の構成を示す図 である。 変形例に係る減光ユニットの断面構成 を説明するための図である。 三角形状の断面の突起部を備えた減光 ユニットの構成を示す図である。 三角形状の断面の溝部を備えた減光ユ ニットの構成を示す図である。 矩形形状の断面の溝部を備えた減光ユ ニットの構成を示す図である。 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。 照明瞳に形成される4極状の二次光源 示す図である。 静止露光領域内の中心点P1に入射する が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説明 する図である。 静止露光領域内の周辺点P2,P3に入射す 光が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説 明する図である。 中心点P1に関する瞳強度分布のZ方向 沿った光強度分布を模式的に示す図である 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布のZ方 に沿った光強度分布を模式的に示す図であ 。 本実施形態にかかる補正フィルターの 単位減光領域として、入射面に円形状の遮光 性ドットが形成され、射出面に円環状の遮光 性ドットが形成されている様子を示す図であ る。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態の補正フィルターの減光率 特性を示す図である。 本実施形態の補正フィルターの作用を 説明する第1の図である。 本実施形態の補正フィルターの作用を 説明する第2の図である。 中心点P1に関する瞳強度分布が本実施 態の補正フィルターにより調整される様子 模式的に示す図である。 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布が本実 形態の補正フィルターにより調整される様 を模式的に示す図である。 補正フィルターの単位減光領域の組み 合わせの変形例として、入射面に円形状の遮 光性ドットが形成され、射出面に一対の円形 状の遮光性ドットが形成されている様子を示 す図である。 図52の変形例にかかる補正フィルター の単位減光領域の減光作用を説明する図であ る。 図52の変形例にかかる補正フィルター の単位減光領域の減光作用を説明する図であ る。 濃度フィルターを用いることなく各点 に関する瞳強度分布をほぼ均一に調整する変 形例にかかる補正フィルターを構成する4つ フィルター領域を示す図である。 図54の変形例の新たな一対のフィルタ 領域において、入射面および射出面に円形 の遮光性ドットが形成されている様子を示 図である。 図55のフィルター領域における単位減 光領域の減光作用を説明する図である。 図55のフィルター領域における単位減 光領域の減光作用を説明する図である。 図55のフィルター領域の減光率特性を す図である。 図45の実施形態のフィルター領域によ 調整された中心点P1に関する瞳強度分布が 55のフィルター領域によりほぼ均一に調整さ れる様子を模式的に示す図である。 図45の実施形態のフィルター領域によ 調整された周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 図55のフィルター領域によりほぼ均一に調整 される様子を模式的に示す図である。 図45の実施形態および図52の変形例に 応した構成において、単位減光領域として 乱領域または回折領域を用いる例を示す図 ある。 図55の変形例に対応した構成において 単位減光領域として散乱領域または回折領 を用いる例を示す図である。 本実施形態にかかる補正フィルターの 構成の一例を示す図である。 本実施形態にかかる補正フィルターの 単位減光領域として、入射面および射出面に 円形状の遮光性ドットがそれぞれ形成されて いる様子を示す図である。 本実施形態にかかる補正フィルターの 単位減光領域の分布の一例を示す図である。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態にかかる補正フィルター 単位減光領域の減光作用を説明する図であ 。 本実施形態の補正フィルターの減光率 特性を示す図である。 本実施形態の補正フィルターの作用を 説明する第1の図である。 本実施形態の補正フィルターの作用を 説明する第2の図である。 中心点P1に関する瞳強度分布が補正フ ルターにより調整される様子を模式的に示 図である。 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布が補正 ィルターにより調整される様子を模式的に す図である。 入射角度0に関して非対称な減光率特 の例を示す図である。 本実施形態の単位減光領域とは別に形 成される単位減光領域の構成例を示す図であ る。 図72の単位減光領域の減光作用を説明 する図である。 図72の単位減光領域の減光作用を説明 する図である。 図72の単位減光領域の減光率特性を示 図である。 遮光部材の形態を有する変形例にかか る補正フィルターの配置を示す図である。 図75の変形例にかかる補正フィルター 作用を説明する第1の図である。 図75の変形例にかかる補正フィルター 作用を説明する第2の図である。 本実施形態にかかる補正フィルターに 形成された2種類の単位減光領域の構成を示 図である。 一対のフィルター領域に別の種類の単 位減光領域が形成されている様子を示す図で ある。 照明NAの比較的大きい4極状の瞳強度分 布を形成した様子、および照明NAの比較的小 い4極状の瞳強度分布を形成した様子を示す 図である。 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81のシリンドリカルマイクロフライ イレンズの構成を概略的に示す斜視図であ 。 照明瞳に形成される4極状の二次光源 示す図である。 静止露光領域内の中心点P1に入射する が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説明 する図である。 静止露光領域内の周辺点P2,P3に入射す 光が形成する4極状の瞳強度分布の性状を説 明する図である。 中心点P1に関する瞳強度分布のZ方向 沿った光強度分布を模式的に示す図である 周辺点P2,P3に関する瞳強度分布のZ方 に沿った光強度分布を模式的に示す図であ 。 図82のシリンドリカルマイクロフライ イレンズに設けられた減光部の構成および 用を説明する図である。 4極状の瞳強度分布においてX方向に間 を隔てた一対の面光源に対応する領域に減 部としてのV字状の切削面が形成されている 様子を示す図である。 中心点P1に達する光線群が本来の大き さの小光源を形成する様子を模式的に示す図 である。 周辺点P2,P3に達する光線群が本来の大 きさの小光源と本来よりも小さい小光源とを 形成する様子を模式的に示す図である。 本実施形態の減光部の作用を説明する 第1の図である。 本実施形態の減光部の作用を説明する 第2の図である。 図82とは別の形態を有するシリンドリ ルマイクロフライアイレンズの構成を概略 に示す斜視図である。 図92のシリンドリカルマイクロフライ イレンズに設けられた減光部の構成を概略 に示す図である。 5極状の瞳強度分布においてX方向に間 を隔てた一対の面光源に対応する領域のみ 減光部としてのV字状の切削面が形成されて いる様子を示す図である。 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95のシリンドリカルマイクロフライ イレンズの構成を概略的に示す斜視図であ 。 本実施形態の減光ユニットの要部構成 および作用を説明する図である。 本実施形態の減光ユニットの全体構成 を概略的に示す図である。 図96とは別の形態を有するシリンドリ ルマイクロフライアイレンズの構成を概略 に示す斜視図である。 図99のシリンドリカルマイクロフライ アイレンズに対して減光ユニットの遮光部材 が配置される様子を示す図である。 三角形状の断面を有する遮光部材を いる構成例を示す図である。 矩形形状の断面を有する遮光部材を いる構成例を示す図である。 一方の端だけが支持された状態で局 的に延びる遮光部材を用いる構成例を示す である。 長手方向に沿って変化する断面を有 る遮光部材を用いる構成例を示す図である 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第1の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第2の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第3の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第4の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第5の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢が変更可 な第6の構成例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢を変更す 駆動機構の一例を示す図である。 遮光部材の位置または姿勢を変更す 駆動機構の一例を示す図である。 実施形態の変形例にかかる投影光学 の構成を概略的に示す図である。 実施形態の変形例にかかる投影光学 の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

1 光源
3 回折光学素子
4 アフォーカルレンズ
6 補正フィルター、濃度フィルター
7 ズームレンズ
8 マイクロフライアイレンズ(オプティカル ンテグレータ)
9 フィン部材(遮光部材)、遮光部、減光ユニ ト、補正フィルター
9a,9b 第1減光部材,第2減光部材
9aa,9bb 遮光性ドット
91,92 補正領域
95 遮光部材
10 コンデンサー光学系
11 マスクブラインド
12 結像光学系
19a,19b 線状の突起部
19c,19d 線状の溝部
109,119 シリンドリカルマイクロフライアイレ ンズ(オプティカルインテグレータ)
M マスク
PL 投影光学系
AS 開口絞り
W ウェハ

(第1実施形態)
 本発明の第1実施形態を、添付図面に基づい て説明する。図1は、第1実施形態にかかる露 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の露光面( 写面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの 光面内において図1の紙面に平行な方向にY を、ウェハWの露光面内において図1の紙面に 垂直な方向にX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 では、光源1から露光光(照明光)が供給される 。光源1として、たとえば193nmの波長の光を供 給するArFエキシマレーザ光源や248nmの波長の を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用 ることができる。光源1から射出された光束 は、整形光学系2により所要の断面形状の光 に変換された後、例えば輪帯照明用の回折 学素子3を介して、アフォーカルレンズ4に入 射する。

 アフォーカルレンズ4は、その前側焦点位 置と回折光学素子3の位置とがほぼ一致し且 その後側焦点位置と図中破線で示す所定面5 位置とがほぼ一致するように設定されたア ォーカル系(無焦点光学系)である。回折光 素子3は、基板に露光光(照明光)の波長程度 ピッチを有する段差を形成することによっ 構成され、入射ビームを所望の角度に回折 る作用を有する。具体的には、輪帯照明用 回折光学素子3は、矩形状の断面を有する平 光束が入射した場合に、ファーフィールド( またはフラウンホーファー回折領域)に輪帯 の光強度分布を形成する機能を有する。

 したがって、回折光学素子3に入射したほ ぼ平行光束は、アフォーカルレンズ4の瞳面 輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状 角度分布でアフォーカルレンズ4から射出さ る。アフォーカルレンズ4の前側レンズ群4a 後側レンズ群4bとの間の光路中において、 の瞳位置またはその近傍には、補正フィル ー6が配置されている。補正フィルター6は平 行平面板の形態を有し、その光学面にはクロ ムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃 密パターンが形成されている。すなわち、補 正フィルター6は、光の入射位置に応じて透 率の異なる透過率分布を有する。補正フィ ター6の具体的な作用については後述する。

 アフォーカルレンズ4を介した光は、σ値( σ値=照明光学系のマスク側開口数/投影光学 のマスク側開口数)可変用のズームレンズ7を 介して、オプティカルインテグレータとして のマイクロフライアイレンズ(またはフライ イレンズ)8に入射する。マイクロフライアイ レンズ8は、例えば縦横に且つ稠密に配列さ た多数の正屈折力を有する微小レンズから る光学素子であって、平行平面板にエッチ グ処理を施して微小レンズ群を形成するこ によって構成されている。

 マイクロフライアイレンズを構成する各 小レンズは、フライアイレンズを構成する レンズエレメントよりも微小である。また マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶 れたレンズエレメントからなるフライアイ 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 成されている。しかしながら、正屈折力を するレンズ要素が縦横に配置されている点 マイクロフライアイレンズはフライアイレ ズと同じ波面分割型のオプティカルインテ レータである。なお、マイクロフライアイ ンズ8として、例えばシリンドリカルマイク フライアイレンズを用いることもできる。 リンドリカルマイクロフライアイレンズの 成および作用は、例えば米国特許第6913373号 公報に開示されている。

 所定面5の位置はズームレンズ7の前側焦 位置またはその近傍に配置され、マイクロ ライアイレンズ8の入射面はズームレンズ7の 後側焦点位置またはその近傍に配置されてい る。換言すると、ズームレンズ7は、所定面5 マイクロフライアイレンズ8の入射面とを実 質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいて はアフォーカルレンズ4の瞳面とマイクロフ イアイレンズ8の入射面とを光学的にほぼ共 に配置している。

 したがって、マイクロフライアイレンズ8 の入射面上には、アフォーカルレンズ4の瞳 と同様に、たとえば光軸AXを中心とした輪帯 状の照野が形成される。この輪帯状の照野の 全体形状は、ズームレンズ7の焦点距離に依 して相似的に変化する。マイクロフライア レンズ8における各微小レンズの入射面(すな わち単位波面分割面)は、例えばZ方向に沿っ 長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する 矩形状であって、マスクM上において形成す き照明領域の形状(ひいてはウェハW上におい て形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形 である。

 マイクロフライアイレンズ8に入射した光 束は二次元的に分割され、その後側焦点面ま たはその近傍の位置(ひいては照明瞳の位置) は、マイクロフライアイレンズ8の入射面に 形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有す る二次光源、すなわち光軸AXを中心とした輪 状の実質的な面光源からなる二次光源(瞳強 度分布)が形成される。マイクロフライアイ ンズ8の後側焦点面またはその近傍には、遮 部材としてのフィン部材9が配置されている 。フィン部材9の構成および作用については 述する。

 また、マイクロフライアイレンズ8の後側 焦点面またはその近傍には、必要に応じて、 輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部 (光透過部)を有する照明開口絞り(不図示)が 置されている。照明開口絞りは、照明光路 対して挿脱自在に構成され、且つ大きさお び形状の異なる開口部を有する複数の開口 りと切り換え可能に構成されている。開口 りの切り換え方式として、たとえば周知の ーレット方式やスライド方式などを用いる とができる。照明開口絞りは、後述する投 光学系PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位 置に配置され、二次光源の照明に寄与する範 囲を規定する。

 マイクロフライアイレンズ8およびフィン 部材9を経た光は、コンデンサー光学系10を介 して、マスクブラインド11を重畳的に照明す 。こうして、照明視野絞りとしてのマスク ラインド11には、マイクロフライアイレン 8の微小レンズの形状と焦点距離とに応じた 形状の照野が形成される。マスクブライン 11の矩形状の開口部(光透過部)を経た光は、 前側レンズ群12aと後側レンズ群12bとからなる 結像光学系12を介して、所定のパターンが形 されたマスクMを重畳的に照明する。すなわ ち、結像光学系12は、マスクブラインド11の 形状開口部の像をマスクM上に形成すること なる。

 マスクステージMS上に保持されたマスクM は転写すべきパターンが形成されており、 ターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を 有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状( リット状)のパターン領域が照明される。マ スクMのパターン領域を透過した光は、投影 学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持 れたウェハ(感光性基板)W上にマスクパター の像を形成する。すなわち、マスクM上での 矩形状の照明領域に光学的に対応するように 、ウェハW上においてもY方向に沿って長辺を し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の 静止露光領域(実効露光領域)にパターン像が 成される。

 こうして、いわゆるステップ・アンド・ キャン方式にしたがって、投影光学系PLの 軸AXと直交する平面(XY平面)内において、X方 (走査方向)に沿ってマスクステージMSとウェ ハステージWSとを、ひいてはマスクMとウェハ Wとを同期的に移動(走査)させることにより、 ウェハW上には静止露光領域のY方向寸法に等 い幅を有し且つウェハWの走査量(移動量)に じた長さを有するショット領域(露光領域) 対してマスクパターンが走査露光される。

 本実施形態では、上述したように、マイ ロフライアイレンズ8により形成される二次 光源を光源として、照明光学系(2~12)の被照射 面に配置されるマスクMをケーラー照明する このため、二次光源が形成される位置は投 光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役 あり、二次光源の形成面を照明光学系(2~12) 照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には 照明瞳面に対して被照射面(マスクMが配置 れる面、または投影光学系PLを含めて照明光 学系と考える場合にはウェハWが配置される )が光学的なフーリエ変換面となる。

 なお、瞳強度分布とは、照明光学系(2~12) 照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共 な面における光強度分布(輝度分布)である マイクロフライアイレンズ8による波面分割 が比較的大きい場合、マイクロフライアイ ンズ8の入射面に形成される大局的な光強度 分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布 (瞳強度分布)とが高い相関を示す。このため マイクロフライアイレンズ8の入射面および 当該入射面と光学的に共役な面における光強 度分布についても瞳強度分布と称することが できる。図1の構成において、回折光学素子3 アフォーカルレンズ4、ズームレンズ7、お びマイクロフライアイレンズ8は、マイクロ ライアイレンズ8よりも後側の照明瞳に瞳強 度分布を形成する分布形成光学系を構成して いる。

 輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、複 数極照明(2極照明、4極照明、8極照明など)用 回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定 ることによって、複数極照明を行うことが きる。複数極照明用の回折光学素子は、矩 状の断面を有する平行光束が入射した場合 、ファーフィールドに複数極状(2極状、4極 、8極状など)の光強度分布を形成する機能を 有する。したがって、複数極照明用の回折光 学素子を介した光束は、マイクロフライアイ レンズ8の入射面に、たとえば光軸AXを中心と した複数の所定形状(円弧状、円形状など)の 野からなる複数極状の照野を形成する。そ 結果、マイクロフライアイレンズ8の後側焦 点面またはその近傍にも、その入射面に形成 された照野と同じ複数極状の二次光源が形成 される。

 また、輪帯照明用の回折光学素子3に代え て、円形照明用の回折光学素子(不図示)を照 光路中に設定することによって、通常の円 照明を行うことができる。円形照明用の回 光学素子は、矩形状の断面を有する平行光 が入射した場合に、ファーフィールドに円 状の光強度分布を形成する機能を有する。 たがって、円形照明用の回折光学素子を介 た光束は、マイクロフライアイレンズ8の入 射面に、たとえば光軸AXを中心とした円形状 照野を形成する。その結果、マイクロフラ アイレンズ8の後側焦点面またはその近傍に も、その入射面に形成された照野と同じ円形 状の二次光源が形成される。また、輪帯照明 用の回折光学素子3に代えて、適当な特性を する回折光学素子(不図示)を照明光路中に設 定することによって、様々な形態の変形照明 を行うことができる。回折光学素子3の切り え方式として、たとえば周知のターレット 式やスライド方式などを用いることができ 。

 以下の説明では、本実施形態の作用効果 理解を容易にするために、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳には、図2に示すような4極状の瞳強度分 (二次光源)20が形成されるものとする。また 、単一のフィン部材9が、4極状の瞳強度分布2 0の形成面の直後に配置されているものとす 。また、以下の説明において単に「照明瞳 という場合には、マイクロフライアイレン 8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳を指 ものとする。

 図2を参照すると、照明瞳に形成される4 状の瞳強度分布20は、光軸AXを挟んでX方向に 間隔を隔てた一対の円弧状の実質的な面光源 (以下、単に「面光源」という)20a,20bと、光軸 AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の円弧状 の実質的な面光源20c,20dとを有する。なお、 明瞳におけるX方向はマイクロフライアイレ ズ8の矩形状の微小レンズの短辺方向であっ て、ウェハWの走査方向に対応している。ま 、照明瞳におけるZ方向は、マイクロフライ イレンズ8の矩形状の微小レンズの長辺方向 であって、ウェハWの走査方向と直交する走 直交方向(ウェハW上におけるY方向)に対応し いる。

 ウェハW上には、図3に示すように、Y方向 沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を 有する矩形状の静止露光領域ERが形成され、 の静止露光領域ERに対応するように、マス M上には矩形状の照明領域(不図示)が形成さ る。ここで、静止露光領域ER内の1点に入射 る光が照明瞳に形成する4極状の瞳強度分布 、入射点の位置に依存することなく、互い ほぼ同じ形状を有する。しかしながら、4極 状の瞳強度分布を構成する各面光源の光強度 は、入射点の位置に依存して異なる傾向があ る。

 具体的には、図4に示すように、静止露光 領域ER内の中心点P1に入射する光が形成する4 状の瞳強度分布21の場合、Z方向に間隔を隔 た面光源21cおよび21dの光強度の方が、X方向 に間隔を隔てた面光源21aおよび21bの光強度よ りも大きくなる傾向がある。一方、図5に示 ように、静止露光領域ER内の中心点P1からY方 向に間隔を隔てた周辺の点P2,P3に入射する光 形成する4極状の瞳強度分布22の場合、Z方向 に間隔を隔てた面光源22cおよび22dの光強度の 方が、X方向に間隔を隔てた面光源22aおよび22 bの光強度よりも小さくなる傾向がある。

 一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布 外形形状にかかわらず、ウェハW上の静止露 光領域ER内の中心点P1に関する瞳強度分布(中 点P1に入射する光が照明瞳に形成する瞳強 分布)のZ方向に沿った光強度分布は、図6Aに すように、中央において最も小さく周辺に かって増大する凹曲線状の分布を有する。 方、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点P 2,P3に関する瞳強度分布のZ方向に沿った光強 分布は、図6Bに示すように、中央において も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状 分布を有する。

 そして、瞳強度分布のZ方向に沿った光強 度分布は、静止露光領域ER内のX方向(走査方 )に沿った入射点の位置にはあまり依存しな が、静止露光領域ER内のY方向(走査直交方向 )に沿った入射点の位置に依存して変化する 向がある。このように、ウェハW上の静止露 領域ER内の各点に関する瞳強度分布(各点に 射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)が それぞれほぼ均一でない場合、ウェハW上の 置毎にパターンの線幅がばらついて、マス Mの微細パターンを露光領域の全体に亘って 望の線幅でウェハW上に忠実に転写すること ができない。

 本実施形態では、上述したように、アフ ーカルレンズ4の瞳位置またはその近傍に、 光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率 分布を有する補正フィルター6が配置されて る。また、アフォーカルレンズ4の瞳位置は その後側レンズ群4bとズームレンズ7とによ 、マイクロフライアイレンズ8の入射面と光 学的に共役である。したがって、補正フィル ター6の作用により、マイクロフライアイレ ズ8の入射面に形成される光強度分布が調整( 補正)され、ひいてはマイクロフライアイレ ズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に 成される瞳強度分布も調整される。

 ただし、補正フィルター6は、ウェハW上 静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 を、各点の位置に依存することなく一律に調 整する。その結果、補正フィルター6の作用 より、例えば中心点P1に関する4極状の瞳強 分布21がほぼ均一になるように、ひいては各 面光源21a~21dの光強度が互いにほぼ等しくな ように調整することはできるが、その場合 は周辺点P2、P3に関する4極状の瞳強度分布22 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の差 却って大きくなってしまう。

 すなわち、補正フィルター6の作用により 、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関す る瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する には、補正フィルター6とは別の手段により 各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状 分布に調整する必要がある。具体的には、 えば中心点P1に関する瞳強度分布21および周 点P2,P3に関する瞳強度分布22において、面光 源21a,21bと面光源21c,21dとの光強度の大小関係 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の大 関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要が る。

 本実施形態では、中心点P1に関する瞳強 分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 の性状とをほぼ一致させるために、周辺点P2, P3に関する瞳強度分布22において面光源22a,22b 光強度の方が面光源22c,22dの光強度よりも小 さくなるように調整するための遮光部材とし て、フィン部材9を備えている。図7および図8 は、本実施形態のフィン部材9の作用を説明 る図である。図9は、本実施形態のフィン部 9の減光率特性を示す図である。

 フィン部材9は、図2に示すように、プレ ト状の形態を有し、光軸AXを挟んでX方向に 隔を隔てた一対の面光源20a,20bに対応するよ にX方向に沿って位置決めされている。具体 的には、フィン部材9は、例えば外形形状が 形状の平行平面板の形態を有し、その厚さ 向(Z方向)が照明瞳の面(XZ平面)とほぼ平行で 且つその幅方向(Y方向)が光軸AXの方向とほ 平行になるように配置されている。すなわ 、フィン部材9の厚さ方向は、マイクロフラ アイレンズ8の矩形状の単位波面分割面の長 辺方向とほぼ一致している。

 したがって、4極状の瞳強度分布20のうち 面光源20aおよび20bからの光はフィン部材9の 作用を受けるが、面光源20cおよび20dからの光 はフィン部材9の作用を受けない。この場合 図7に示すように、ウェハW上の静止露光領域 ER内の中心点P1に達する光、すなわちマスク ラインド11の開口部の中心点P1’に達する光 、フィン部材9の照明瞳側の端面におけるXZ 面に対して入射角度0で入射するので、フィ ン部材9により遮られる光の量は僅かである 換言すれば、中心点P1に関する瞳強度分布21 面光源21aおよび21bからの光のフィン部材9の 減光率は0%に近い値になる。

 一方、図8に示すように、ウェハW上の静 露光領域ER内の周辺点P2,P3に達する光、すな ちマスクブラインド11の開口部の周辺点P2’ ,P3’に達する光は、フィン部材9の照明瞳側 端面におけるXZ平面に対して入射角度±θで 射するため、フィン部材9により遮られる光 量は比較的多い。換言すれば、周辺点P2,P3 関する瞳強度分布22の面光源22aおよび22bから の光のフィン部材9の減光率は、入射角度±θ 絶対値の大きさに応じて比較的大きな値に る。

 このように、被照射面である静止露光領 ER上の1点に向かう光のフィン部材9による減 光率は、図9に示すように、フィン部材9の照 瞳側の端面におけるXZ平面に対する入射角 の絶対値の大きさに応じて増大するように すなわち静止露光領域ERの中心から周辺にか けて増大するように構成されている。さらに 具体的には、遮光部材としてのフィン部材9 、マイクロフライアイレンズ8の矩形状の単 波面分割面の長辺方向(Z方向:静止露光領域E R上ではY方向)に沿って、静止露光領域ERの中 から周辺へ減光率が増大するように構成さ ている。

 なお、図7および図8において、参照符号B1 は面光源20a(21a,22a)のX方向に沿った最外縁の (図2を参照)を示し、参照符号B2は面光源20b(21 b,22b)のX方向に沿った最外縁の点(図2を参照) 示している。さらに、図7および図8に関連す る説明の理解を容易するために、面光源20c(21 c,22c)のZ方向に沿った最外縁の点を参照符号B3 で示し、面光源20d(21d,22d)のZ方向に沿った最 縁の点を参照符号B4で示している。ただし、 上述したように、面光源20c(21c,22c)および面光 源20d(21d,22d)からの光は、フィン部材9の減光 用を受けない。

 こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21 のうち、面光源21aおよび21bからの光は、フィ ン部材9の減光作用を受けるものの、その光 度はほとんど変化しない。面光源21cおよび21 dからの光は、フィン部材9の減光作用を受け いため、その光強度は変化しない。その結 、中心点P1に関する瞳強度分布21は、図10に すように、フィン部材9の減光作用を受けて も、元の分布21とほぼ同じ性状の瞳強度分布2 1’に僅かに調整されるだけである。すなわ 、フィン部材9により調整された瞳強度分布2 1’においても、Z方向に間隔を隔てた面光源2 1c,21dの光強度の方がX方向に間隔を隔てた面 源21a’,21b’の光強度よりも大きい性状は維 される。

 一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22 うち、面光源22aおよび22bからの光は、フィ 部材9の減光作用を受けて、その光強度は低 下する。面光源22cおよび22dからの光は、フィ ン部材9の減光作用を受けないため、その光 度は変化しない。その結果、周辺点P2、P3に する瞳強度分布22は、図11に示すように、フ ィン部材9の減光作用により、元の分布22とは 異なる性状の瞳強度分布22’に調整される。 なわち、フィン部材9により調整された瞳強 度分布22’では、Z方向に間隔を隔てた面光源 22c,22dの光強度の方がX方向に間隔を隔てた面 源22a’,22b’の光強度よりも大きい性状に変 化する。

 こうして、フィン部材9の減光作用により 、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、中心 点P1に関する瞳強度分布21’とほぼ同じ性状 分布22’に調整される。同様に、中心点P1と 辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各 に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の 止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 、中心点P1に関する瞳強度分布21’とほぼ同 性状の分布に調整される。換言すれば、フ ン部材9の減光作用により、ウェハW上の静 露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布は互 いにほぼ同じ性状の分布に調整される。さら に別の表現をすれば、フィン部材9は、各点 関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の 布に調整するために必要な所要の減光率特 を有する。

 以上のように、本実施形態の照明光学系 は、ウェハW上の静止露光領域ERへの光の入 位置に応じて変化する所要の減光率特性を し、静止露光領域ER内の各点に関する瞳強 分布をそれぞれ独立的に調整するフィン部 9と、静止露光領域ER内の各点に関する瞳強 分布を一律に調整する補正フィルター6との 働作用により、各点に関する瞳強度分布を れぞれほぼ均一に調整することができる。 たがって、本実施形態の露光装置(2~WS)では ウェハW上の静止露光領域ER内の各点での瞳 度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明 学系(2~12)を用いて、マスクMの微細パターン に応じた適切な照明条件のもとで良好な露光 を行うことができ、ひいてはマスクMの微細 ターンを露光領域の全体に亘って所望の線 でウェハW上に忠実に転写することができる

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えばフィン部材9の減光作 用(調整作用)の影響を受けることが考えられ 。この場合、必要に応じて、公知の構成を する光量分布調整部の作用により、静止露 領域ER内の照度分布または静止露光領域(照 領域)ERの形状を変更することができる。具 的に、照度分布を変更する光量分布調整部 しては、特開2001-313250号および特開2002-100561 号(並びにそれらに対応する米国特許第6771350 および第6927836号)に記載された構成および 法を用いることができる。また、照明領域 形状を変更する光量分布調整部としては、 際特許公開第WO2005/048326号パンフレット(およ びそれに対応する米国特許公開第2007/0014112号 公報)に記載された構成および手法を用いる とができる。

 なお、上述の第1実施形態では、4極状の 強度分布20の形成面の直後に、単一のフィン 部材9を配置している。しかしながら、これ 限定されることなく、例えば図12に示すよう に、必要に応じて所要数(図12では例示的に3 )のフィン部材9を配置してもよい。図12Aでは 、外径の大きい4極状の瞳強度分布30における 一対の面光源30a,30bからの光に対して、3つの ィン部材9が作用する。図12Bでは、外径の小 さい4極状の瞳強度分布31における一対の面光 源31a,31bからの光に対して、中央のフィン部 9だけが作用する。

 図2および図12では、マイクロフライアイ ンズ8の矩形状の単位波面分割面の短辺方向 (X方向)に沿って1つまたは複数のフィン部材9 配置している。しかしながら、これに限定 れることなく、単位波面分割面の短辺方向 対してフィン部材9を僅かに傾けて配置して も良い。換言すれば、マイクロフライアイレ ンズ8のレンズ要素の配列方向(短辺方向また 長辺方向)に対してフィン部材9を僅かに傾 て配置しても良い。一般に、フィン部材9の 形形状、数、配置などについて、様々な形 が可能である。

 また、上述の第1実施形態では、外形形状 が矩形状で且つ平行平面板の形態を有するフ ィン部材9、すなわち幅方向(図2におけるY方 )の寸法が長さ方向(図2におけるX方向)に沿っ て一定であるようなフィン部材9を用いてい 。しかしながら、これに限定されることな 、瞳強度分布の形状などに応じて、例えば 13Aに示すように、幅方向の寸法が長さ方向 沿って不連続に変化しているフィン部材9を いることもできる。また、例えば図13Bに示 ように、幅方向の寸法が互いに異なる複数( 図13Bでは例示的に3つ)のフィン部材9を用いる こともできる。

 図2および図12では、1つまたは複数のフィ ン部材9を、一方向に沿って一次元的に配置 ている。しかしながら、これに限定される となく、必要に応じて、複数のフィン部材9 二次元的に配置することもできる。すなわ 、例えば図14Aおよび14Bに示すように、1つま たは複数のフィン部材9Hを一方の方向(図中水 平方向)に沿って配置し、1つまたは複数のフ ン部材9Vを他方の方向(図中鉛直方向)に沿っ て配置してもよい。図14Aでは3つのフィン部 9Hと3つのフィン部材9Vとが一体に形成され、 図14Bでは3つのフィン部材9Hと3つのフィン部 9Vとが前後に配置されている。

 1つまたは複数のフィン部材9を照明光路 の所定位置に位置決めし且つ保持するため 、例えば図15に示すような保持部材50を用い ことができる。保持部材50は、円環状の本 51と、この本体51の径方向に対向する位置に けられた一対のホルダ52とを有する。一対 ホルダ52には、1つまたは複数のフィン部材9 取り付けられている。

 例えば図15に示すように1つまたは複数の ィン部材9が取り付けられた保持部材50を1つ の遮光ユニットとし、互いに異なる特性を有 する複数の遮光ユニットを交換可能に構成す ることもできる。一例として、図16Aに示すよ うな幅方向の寸法が長さ方向に沿って一定の フィン部材9Aが取り付けられた保持部材50Aか なる遮光ユニットと、図16Bに示すような幅 向の寸法が互いに異なる複数のフィン部材9 Bが取り付けられた保持部材50Bからなる遮光 ニットとを交換することができる。このと 、各遮光ユニットの照明光路への取り付け 態におけるフィン部材の長さ方向を適宜選 することができる。

 図15および図16に示す保持部材では、特段 の策を講じない限り、複数のフィン部材の相 対的な位置関係が固定的である。複数のフィ ン部材の相対的な位置関係を可変にすること が必要な場合には、図17に示すような保持部 60を用いることができる。保持部材60は、円 環状の本体61と、この本体61の径方向に対向 る位置に設けられた3対のホルダ62とを有す 。各対のホルダ62には、1つのフィン部材9が り付けられている。

 ホルダ62は、例えば図18に示すように、フ ィン部材9の一端が取り付けられたシャフト62 aと、このシャフト62aを矢印F1の方向に往復移 動させ、ひいてはフィン部材9の一端の位置 矢印F1の方向に往復移動させるための操作部 62bとを有する。保持部材60では、各ホルダ62 おいてフィン部材9の一端の位置をそれぞれ 化させることにより、複数のフィン部材9の 相対的な位置関係を適宜変化させることがで きる。

 また、上述の第1実施形態では、外形形状 が固定的で不変のフィン部材9を用いている しかしながら、これに限定されることなく 例えば図19に示すように幅寸法や厚さ寸法が 長さ方向に沿って変化するテープ状のフィン 部材9Cを巻き付けたり巻き戻したりする構成 可能である。この構成では、照明光路中に 置決めされるフィン部材の幅寸法や厚さ寸 を可変にすること、すなわちフィン部材の 形形状を可変にすることが可能である。

 また、上述の第1実施形態では、遮光部材 として、平行平面板の形態、すなわちプレー ト状の形態を有するフィン部材9を用いてい 。しかしながら、これに限定されることな 、例えば図20に示すような平行平面板90hの側 面90haの形態を有する遮光部材を用いること できる。図20に示す平行平面板ユニット90Uで は、例示的に4つの平行平面板90hの側面90ha同 を当接させている。ただし、平行平面板ユ ット90Uでは、側面90ha同士の当接がオプティ カルコンタクトによらないことが重要である 。

 平行平面板ユニット90Uは、図21に示すよ に、例えば4極状の瞳強度分布の形成面の直 に配置される。このとき、平行平面板ユニ ト90Uは、遮光部材としての側面90haが図7お び図8に示すフィン部材9の厚さを極限まで薄 くした状態に対応するように位置決めされる 。すなわち、遮光部材としての側面90haの厚 方向(Z方向)は照明瞳の面(XZ平面)とほぼ平行 あり、且つ側面90haの幅方向(Y方向)は光軸AX 方向とほぼ平行である。

 したがって、図21に示すように、ウェハW の静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に達する光 、すなわちマスクブラインド11の開口部の周 点P2’,P3’に達する光は、遮光部材として 側面90haにより遮られる。一方、図示を省略 たが、ウェハW上の静止露光領域ER内の中心P 1に達する光、すなわちマスクブラインド11の 開口部の中心P1’に達する光は、遮光部材と ての側面90haにほとんど遮られない。

 こうして、遮光部材としての側面90haを用 いる例では、フィン部材9を用いる第1実施形 と同様に、被照射面である静止露光領域ER の1点に向かう光の側面90haによる減光率が、 静止露光領域ERの中心から周辺にかけて増大 るように構成されている。その結果、平行 面板ユニット90Uを用いる例においても、フ ン部材9を用いる第1実施形態と同様の効果 得ることができる。

 なお、上述の説明では、照明瞳に4極状の 瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち 4極照明を例にとって、本発明の作用効果を 明している。しかしながら、4極照明に限定 れることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布 形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数 極状の瞳強度分布が形成される複数極照明な どに対しても、同様に本発明を適用して同様 の作用効果を得ることができることは明らか である。

 また、上述の説明では、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳の直後に遮光部材(フィン部材9、側面90ha )を配置している。しかしながら、これに限 されることなく、マイクロフライアイレン 8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳の直 に遮光部材を配置することもできる。また マイクロフライアイレンズ8よりも後側の別 の照明瞳の直前または直後、例えば結像光学 系12の前側レンズ群12aと後側レンズ群12bとの の照明瞳の直前または直後に遮光部材を配 することもできる。なお、照明瞳の位置に 光部材が配置される場合、遮光部材が光軸 向に沿って幅寸法を有するため、照明瞳の 前および直後に遮光部材が配置されている のと見なすことができる。

 また、フィン部材9に代わって図24に示す うなフィン部材90Fを用いてもよい。図24に すようにマイクロフライアイレンズ8の矩形 の単位波面分割面8aの短辺方向、すなわちX 向にほぼ平行に延びるフィン部材90Fを用い 場合、以下のような不都合が発生する可能 がある。なお、図24では、マイクロフライ イレンズ8の一部の単位波面分割面8aだけを し、図示したすべての単位波面分割面8aに対 応して小光源23(ハッチングを施した楕円形で 模式的に表す)が形成されている様子を示し いる。図24の左側の図に示すように単一のフ ィン部材90FがX方向に対して僅かに傾いて(図2 4では説明の理解を容易するために傾き角が 張されているが、例えば1度程度の角度だけ いて)配置されている場合、図24の右側の図 示すように黒塗りした単位波面分割面8aに 応して形成される小光源23からの光に対して 単一のフィン部材90Fが減光作用を発揮する。 換言すると、図24の右側の図において破線で す単一のフィン部材90Fに対向する一連の単 波面分割面8aのうち、減光作用を受けない 較的多くの単位波面分割面8aが単一のフィン 部材90Fの長手方向に沿って連続的に存在する 。

 その結果、図25に示すように、ウェハW上 静止露光領域ER内のある点に関する4極状の 強度分布24において、光軸AXを挟んでX方向 間隔を隔てた一対の面光源24a,24bのうち、例 ば一方の面光源24bがフィン部材90Fの所望の 光作用を受けることができなくなる可能性 ある。図25では、X方向にほぼ平行に延びる3 つのフィン部材90Fの面光源24aおよび24bに対す る減光作用を、それぞれX方向に延びる線分 よって模式的に表している。また、図25では 、面光源24aに対して3つのフィン部材90Fがす て所望の減光作用を発揮し、面光源24bに対 て両端のフィン部材90Fが所望の減光作用を 揮しているが中央のフィン部材90Fが減光作 をほとんど発揮していない状態を例示して る。この場合、面光源24bを所望の光強度に 整することができず、ひいては光軸AXを挟ん でX方向に間隔を隔てた面光源24aと24bとの間 光強度のバランスを欠いてしまう。

 照明瞳の直後の位置において照明瞳の面( XZ平面)とほぼ平行な面に沿って配置されるフ ィン部材の数および向きを適宜設定すること により、静止露光領域ERの中心から周辺へ減 率が増大するような所望の減光率特性を確 し、ひいては静止露光領域ER内の各点に関 る瞳強度分布をそれぞれ独立的に所望の通 調整することができる。

 そこで、本実施形態では、図26に示すよ に、照明瞳の直後の位置に配置されて照明 の面とほぼ平行な面に沿って互いに交差す ように延びる一対の遮光部材9aおよび9bから る遮光部9を備えている。以下、説明を簡単 にするために、一対の遮光部材9aおよび9bは 互いに同じ構成(例えば図26の紙面に垂直な に沿って延びるプレート状の互いに同じ形 )を有し、X方向に対して同じ角度だけ傾いて いるものとする。すなわち、一対の遮光部材 9aおよび9bは、光軸AXを挟んでX方向に間隔を てた一対の面光源20aおよび20bと重なる角度 囲で適宜選択された所要の角度だけX方向に して傾くように、光軸AXを通りX方向に延び 軸線に関して対称に配置されているものと る。

 この場合、図27の上側の図に示すように 方の遮光部材9aがX方向に対して比較的大き 傾いて(図27では説明の理解を容易するため 傾き角が図26に示す角度よりも大きく誇張さ れている)配置されているので、図27の下側の 図に示すように遮光部材9aの長手方向に沿っ ほぼ連続的に点在する黒塗りの単位波面分 面8aに対応して形成される小光源23からの光 に対して減光作用が発揮される。同様に、他 方の遮光部材9bもX方向に対して比較的大きく 傾いて配置されているので、図27の下側の図 示すように遮光部材9bの長手方向に沿って ぼ連続的に点在する黒塗りの単位波面分割 8aに対応して形成される小光源23からの光に して減光作用が発揮される。換言すると、 27の下側の図において破線で示す一対の遮 部材9aおよび9bに対向する一連の単位波面分 面8aでは、減光作用を受けない比較的多く 単位波面分割面8aが連続的に存在するような 不都合、すなわちX方向にほぼ平行に延びる ィン部材を用いる場合に発生する可能性の る不都合は回避される。

 したがって、本実施形態では、X方向にほ ぼ平行に延びる1つまたは複数のフィン部材90 Fを用いる場合とは異なり、図28に示すように 、ウェハW上の静止露光領域ER内のある点に関 する4極状の瞳強度分布24において、光軸AXを んでX方向に間隔を隔てた一対の面光源24aお よび24bに対して一対の遮光部材9aおよび9bが もに所要の減光作用を発揮し、面光源24aと24 bとの間で光強度のバランスを欠くことは回 される。図28では、X方向に対して傾いて配 された一対の遮光部材9a,9bの面光源24aおよび 24bに対する減光作用を、それぞれX方向に対 て傾いた線分によって模式的に表している

 なお、本実施形態では、遮光部9を構成す る一対の遮光部材9aおよび9bが、瞳強度分布 形成面である照明瞳の直後の位置に配置さ 、且つ光軸AX方向に所定の寸法を有するプレ ート状に形成されている。したがって、図29 示すように、いわゆる視差の影響により、 対の遮光部材9a,9bの瞳強度分布に対する減 作用の位置が、ウェハW上の静止露光領域ER の着目する点の位置に応じてZ方向に位置ず する。

 図29では、一対の遮光部材9a,9bの瞳強度分 布に対する減光作用の位置を、それぞれX方 に対して傾いた線分9aa,9baによって模式的に している。具体的に、図29の中央の図に示 ように、静止露光領域ER内の中心点P1に入射 る光が形成する4極状の瞳強度分布25(25a~25d) 対する一対の遮光部材9a,9bの減光作用の位 9aa,9baが、視差の影響をほとんど受けない。 たがって、X方向に間隔を隔てた面光源25aお よび25bは、一対の遮光部材9a,9bによる所要の 光作用を受ける。

 一方、図29の左側および右側の図に示す うに、静止露光領域ER内の中心点P1からY方向 に間隔を隔てた周辺の点P2またはP3に入射す 光が形成する4極状の瞳強度分布26(26a~26d)ま は瞳強度分布27(27a~27d)に対する一対の遮光部 材9a,9bの減光作用の位置9aa,9baが、視差の影響 を受けてZ方向に位置ずれする。すなわち、 29の左側の図に示すように、X方向に間隔を てた面光源26aおよび26bのうち、面光源26aは 光部材9bによる減光作用を受けるが、遮光部 材9aによる減光作用を受けなくなる可能性が る。逆に、面光源26bは、遮光部材9aによる 光作用を受けるが、遮光部材9bによる減光作 用を受けなくなる可能性がある。

 また、図29の右側の図に示すように、X方 に間隔を隔てた面光源27aおよび27bのうち、 光源27aは遮光部材9aによる減光作用を受け が、遮光部材9bによる減光作用を受けなくな る可能性がある。逆に、面光源27bは、遮光部 材9bによる減光作用を受けるが、遮光部材9a よる減光作用を受けなくなる可能性がある ただし、本実施形態では、図29を参照して明 らかなように、一対の遮光部材9aと9bとが互 に交差するように配置されているので、静 露光領域ER内の任意の点に入射する光が形成 する4極状の瞳強度分布において、X方向に間 を隔てた一対の面光源に対する減光作用は 差の影響を受けても互いに等しく、ひいて X方向に間隔を隔てた一対の面光源の間で光 強度のバランスを欠くことはない。

 ちなみに、一方の遮光部材9aだけを用い 比較例では、図30に示すように、X方向に間 を隔てた一対の面光源に対する減光作用が 差の影響を受けて全く異なるものとなる可 性がある。すなわち、図30の中央の図に示す ように、面光源25aおよび25bは視差の影響をほ とんど受けることなく遮光部材9aによる所要 減光作用を受ける。しかしながら、図30の 側の図に示すように、面光源26bは遮光部材9a による減光作用を受けるが、面光源26aは遮光 部材9aによる減光作用を受けなくなる可能性 ある。また、図30の右側の図に示すように 面光源27aは遮光部材9aによる減光作用を受け るが、面光源27bは遮光部材9aによる減光作用 受けなくなる可能性がある。このように視 の影響により対向する一対の面光源の間で 強度のバランスを欠く可能性は、一方の遮 部材9aに加えて、遮光部材9aとほぼ平行に延 びる1つまたは複数の遮光部材(例えば遮光部 9aと同じ構成を有するフィン部材)を配置し も同様である。

 以上のように、本実施形態の照明光学系( 2~12)では、照明瞳の直後の位置に配置されて 明瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交 するように延びる一対の遮光部材9aおよび9b からなる遮光部9を備えている。その結果、X 向にほぼ平行に延びる単一のフィン部材90F たはX方向に対してほぼ同じ向きに傾いて配 置される1つまたは複数のフィン部材を用い 場合に発生する可能性のある不都合を回避 つつ、ウェハW上の静止露光領域ERへの光の 射位置に応じて変化する所要の減光率特性 有し、静止露光領域ER内の各点に関する瞳強 度分布をそれぞれ独立的に調整する一対の遮 光部材9aおよび9bと、静止露光領域ER内の各点 に関する瞳強度分布を一律に調整する補正フ ィルター6との協働作用により、各点に関す 瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する とができる。

 したがって、本実施形態の露光装置(2~WS) は、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点で 瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する 明光学系(2~12)を用いて、マスクMの微細パタ ーンに応じた適切な照明条件のもとで良好な 露光を行うことができ、ひいてはマスクMの 細パターンを露光領域の全体に亘って所望 線幅でウェハW上に忠実に転写することがで る。

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えば遮光部9の減光作用( 整作用)の影響を受けることが考えられる。 の場合、上述のように、必要に応じて、公 の構成を有する光量分布調整部の作用によ 、静止露光領域ER内の照度分布または静止 光領域(照明領域)ERの形状を変更することが きる。

 なお、上述の実施形態では、光軸AXの位 またはその近傍において実際に部材同士が 差する一対の遮光部材9aおよび9bを用いてい 。しかしながら、これに限定されることな 、例えば図31に示すように、面光源20aに対 して配置された一対の遮光部材9cおよび9dと 面光源20bに対向して配置された一対の遮光 材9eおよび9fとを用いることにより、上述の 実施形態と同様の効果が得られることは明ら かである。ここで、遮光部材9cおよび9fは遮 部材9aの一部分に対応し、遮光部材9dおよび9 eは遮光部材9bの一部分に対応している。そし て、これらの遮光部材9c~9fのX方向に対する傾 き角度を適宜変更しても、上述の実施形態と 同様の効果が得られることは明らかである。

 すなわち、本発明にかかる遮光部は、照 瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交差 るように延びる少なくとも2つの遮光部材を 有し、被照射面上の1点に向かう光の遮光部 よる減光率が被照射面の中心から周辺にか て増大するように構成されていることが重 である。ここで、例えば光軸を通る所定の 線に関してほぼ対称に配置される2つの遮光 材(図31における一対の遮光部材9cと9d、また は一対の遮光部材9eと9f)は実際に部材同士が 差している必要はなく、長手方向の延長線 互いに交差するように配置されていればよ 。このように、遮光部9の構成については、 様々な形態が可能である。

 一例として、図32に示すように、照明瞳 面とほぼ平行な面に沿って網目状の形態を する遮光部9を用いることができる。遮光部9 は、面光源20aからの光に作用するように配置 されて網目状の形態を有する第1遮光部材群9g と、面光源20bからの光に作用するように配置 されて網目状の形態を有する第2遮光部材群9h とを有する。第1遮光部材群9gと第2遮光部材 9hとは、例えば光軸AXを通りZ方向に延びる軸 線および光軸AXを通りX方向に延びる軸線に関 してほぼ対称に構成されている。

 この場合、網目状の第1遮光部材群9gおよ 第2遮光部材群9hを構成する単位部材として 遮光部材9jを、1つの矩形状の網目の一辺に 応する部材と考えることもできるし、複数 隣接する網目の各辺を結んで直線状に延び 部材と考えることもできる。いずれにして 、遮光部材9jは、例えば図32の紙面(XZ平面) 垂直な面に沿って延びるプレート状の形態 有し、照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って いに交差するように配置されている。図32に 示す構成を有する遮光部9は、例えば矩形状 外形形状を有する金属プレート91Mに、放電 工、エッチング加工などを施すことにより られる。

 なお、図33に示すように、例えばピッチ 比較的小さいパターンの転写に際して比較 外径の大きい(照明NAの比較的大きい)4極状の 瞳強度分布20(20a~20d)を形成し、ピッチの比較 大きいパターンの転写に際して比較的外径 小さい(照明NAの比較的小さい)4極状の瞳強 分布28(28a~28d)を形成することがある。この場 合、遮光部9の第1遮光部材群9gおよび第2遮光 材群9hにおいて、遮光部材9jの光軸AX方向(Y 向)の寸法が位置により異なる構成を採用す ことにより、一対の面光源20aおよび20bに対 て所要の減光作用を発揮するとともに、一 の面光源28aおよび28bに対しても所要の減光 用を発揮することができる。

 具体的に、図33の構成では、一対の面光 20aおよび20bに対向して配置される遮光部材 9gaおよび9haにおける遮光部材の光軸AX方向の 寸法よりも、一対の面光源28aおよび28bに対向 して配置される遮光部材群9gbおよび9hbにおけ る遮光部材の光軸AX方向の寸法の方が小さく 定されている。換言すれば、光軸AXから離 て配置された遮光部材9jの光軸AX方向の寸法 りも、光軸AXの近くに配置された遮光部材9j の光軸AX方向の寸法の方が小さく設定されて る。

 あるいは、図34に示すように、遮光部9の 1遮光部材群9gおよび第2遮光部材群9hにおい 、遮光部材群の網目の粗さが位置により異 る構成を採用することにより、一対の面光 20aおよび20bに対して所要の減光作用を発揮 るとともに、一対の面光源28aおよび28bに対 ても所要の減光作用を発揮することができ 。具体的に、図34の構成では、一対の面光 20aおよび20bに対向して配置される遮光部材 9gc,9hcの網目よりも、一対の面光源28aおよび2 8bに対向して配置される遮光部材群9gd,9hdの網 目の方が粗く設定されている。換言すれば、 光軸AXから離れて配置された遮光部材群9gc,9hc の網目よりも、光軸AXの近くに配置された遮 部材群9gd,9hdの網目の方が粗く設定されてい る。

 なお、上述の説明では、照明瞳に4極状の 瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち 4極照明を例にとって、本発明の作用効果を 明している。しかしながら、4極照明に限定 れることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布 形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数 極状の瞳強度分布が形成される複数極照明な どに対しても、同様に本発明を適用して同様 の作用効果を得ることができることは明らか である。

 また、上述の説明では、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳の直後に遮光部9を配置している。しか ながら、これに限定されることなく、マイ ロフライアイレンズ8の後側焦点面またはそ 近傍の照明瞳の直前に遮光部9を配置するこ ともできる。また、マイクロフライアイレン ズ8よりも後側の別の照明瞳の直前または直 、例えば結像光学系12の前側レンズ群12aと後 側レンズ群12bとの間の照明瞳の直前または直 後に遮光部9を配置することもできる。なお 照明瞳の位置に遮光部9が配置される場合、 光部9が光軸方向に沿って寸法を有するため 、照明瞳の直前および直後に遮光部9が配置 れているものと見なすことができる。

 なお、上述の説明における補正フィルタ 6としては、例えば特開2005-322855号公報や特 2007-27240号公報に開示されているものを参照 することができる。また、光の入射位置に応 じて透過率の異なる透過率分布を持たせるた めの遮光性ドットの濃密パターンを有する補 正フィルターに代えて、図35に示す開口絞り 60を用いてもよい。図35において、開口絞り 板60は、開口絞り板60の位置に形成される4極 の瞳強度分布の位置に形成された4つの開口 部61a~61dを備えている。そして、開口部61bお び61cは遮光部62bおよび62cを備えている。こ 構成により、開口部61bおよび61cを通過する 束の光強度を減衰させて、ウェハW上の静止 光領域ER内の各点に関する瞳強度分布のう 、開口部61bおよび61cを通過する光束により 成される瞳強度分布を、各点の位置に依存 ることなく一律に調整する。なお、この開 絞り板60は、遮光性の金属板に開口を開ける ことにより形成することができる。

 また、フィン部材9に代わって、光軸AXを んでX方向に間隔を隔てた一方の面光源20aに 対向して配置された第1減光部材9aと、他方の 面光源20bに対向して配置された第2減光部材9b とを有する減光部材を用いてもよい。以下、 説明を単純にするために、第1減光部材9aと第 2減光部材9bとは、互いに同じ構成を有し、光 軸AXを通りZ方向に延びる軸線に関して対称に 配置されているものとする。断面を示す図36 参照すると、各減光部材9a,9bは、照明瞳の 後の位置に配置された光透過性の基板19を備 えている。基板19の光源側の面(図36中左側の )は光軸AXと直交する平面状に形成され、マ ク側の面(図36中右側の面)にはX方向に沿っ 延びる3本の直線状の突起部19aがZ方向に間隔 を隔てて形成されている。

 各突起部19aは、一例として、互いに同じ 形形状の断面(光軸AX方向すなわちY方向の寸 法がHでZ方向の寸法がW)を有し、各突起部19a 外側面19aaには粗擦り加工またはブラック加 が施されている。ここで、ブラック加工と 、例えばクロム(Cr)のような遮光性物質の薄 膜を表面に形成する加工を意味している。ま た、一例として、中央の突起部19aは光軸AXを りX方向に延びる軸線に沿って形成され、他 の突起部19aは中央の突起部19aから互いに同じ 間隔を隔てて形成されている。換言すると、 各減光部材9a,9bにおいて、3つの直線状の突起 部19aは光軸AXを通りX方向に延びる軸線に関し て対称に形成されている。減光ユニット9は 例えば石英ガラスからなる平行平面板をエ チング加工することにより、あるいは研磨 工することにより作製される。

 したがって、4極状の瞳強度分布20から各 起部19aの内部を経て外側面19aaに入射した光 、および各突起部19aの外部を経て外側面19aa 入射した光は、粗擦り加工が施された外側 19aaによる散乱作用を受けて照明光路の外へ かれるか、あるいはブラック加工が施され 外側面19aaによる遮光作用を受けて照明光路 に沿った進行が妨げられる。すなわち、各突 起部19aは、Y方向の寸法がHでZ方向の寸法がW 矩形形状の断面を有し且つX方向に沿って直 状に延びる遮光部材として機能する。

 また、上述の変形例では、基板19の一方 面に、3つの矩形形状の断面を有する突起部1 9aを形成している。しかしながら、これに限 されることなく、例えば図37に示すように 基板19の光射出側の面(あるいは光入射側の または双方の面)に三角形状の断面を有する 起部19bを所要数だけ形成し、突起部19bの外 面19baに粗擦り加工またはブラック加工を施 すことにより減光部材9a,9bを構成することも きる。

 また、上述の変形例では、線状の減光部 して、基板19の一方の面に形成された突起 19aを用いている。しかしながら、これに限 されることなく、例えば図38に示すように、 基板19の光入射側の面(あるいは光射出側の面 または双方の面)に三角形状の断面を有する 部19cを所要数だけ形成し、溝部19cの外側面19 caに粗擦り加工またはブラック加工を施すこ により減光部材9a,9bを構成することもでき 。ただし、線状の減光部としての溝部19cを 板19の光入射側の面にだけ形成する場合には 、その外側面19caに粗擦り加工またはブラッ 加工を施さない構成も考えられる。

 また、例えば図39に示すように、基板19の 光入射側の面(あるいは光射出側の面または 方の面)に矩形形状の断面を有する溝部19dを 要数だけ形成し、溝部19dの外側面19daに粗擦 り加工またはブラック加工を施すことにより 減光部材9a,9bを構成することもできる。

 このように、減光ユニット9の具体的な構 成については、様々な変形例が可能である。 すなわち、減光部材の外形形状および数、線 状の減光部の形態(突起部、溝部、およびそ 混在状態など)、線状の減光部の断面形状(矩 形形状、三角形状など)およびそのパタメー (突起部または溝部の寸法など)、線状の減光 部の数、線状の減光部の長手方向の向き、線 状の減光部が形成される基板の面の選択など について、様々な変形例が可能である。

(第2実施形態)
 本発明の第2実施形態を、添付図面に基づい て説明する。図40は、第2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。第2 施形態では、フィン部材の代わりに、補正 ィルター9を用いている。図40において、感 性基板であるウェハWの露光面(転写面)の法 方向に沿ってZ軸を、ウェハWの露光面内にお いて図40の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハ Wの露光面内において図40の紙面に垂直な方向 にX軸をそれぞれ設定している。

 以下の説明では、本実施形態の作用効果 理解を容易にするために、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳には、図41に示すような4つの円弧状の実 質的な面光源(以下、単に「面光源」という)2 0a,20b,20cおよび20dからなる4極状の瞳強度分布( 二次光源)20が形成されるものとする。また、 補正フィルター9は、4極状の瞳強度分布20の 成面よりも後側(マスク側)に配置されている ものとする。また、以下の説明において単に 「照明瞳」という場合には、マイクロフライ アイレンズ8の後側焦点面またはその近傍の 明瞳を指すものとする。

 図41を参照すると、照明瞳に形成される4 状の瞳強度分布20は、光軸AXを挟んでX方向 間隔を隔てた一対の面光源20aおよび20bと、 軸AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の円 状の実質的な面光源20cおよび20dとを有する なお、照明瞳におけるX方向はマイクロフラ アイレンズ8の矩形状の微小レンズの短辺方 向であって、ウェハWの走査方向に対応して る。また、照明瞳におけるZ方向は、マイク フライアイレンズ8の矩形状の微小レンズの 長辺方向であって、ウェハWの走査方向と直 する走査直交方向(ウェハW上におけるY方向) 対応している。

 ウェハW上には、図3に示すように、Y方向 沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を 有する矩形状の静止露光領域ERが形成され、 の静止露光領域ERに対応するように、マス M上には矩形状の照明領域(不図示)が形成さ る。

 具体的には、図42に示すように、静止露 領域ER内の中心点P1に入射する光が形成する4 極状の瞳強度分布21の場合、Z方向に間隔を隔 てた面光源21cおよび21dの光強度の方が、X方 に間隔を隔てた面光源21aおよび21bの光強度 りも大きくなる傾向がある。一方、図43に示 すように、静止露光領域ER内の中心点P1からY 向に間隔を隔てた周辺の点P2,P3に入射する が形成する4極状の瞳強度分布22の場合、Z方 に間隔を隔てた面光源22cおよび22dの光強度 方が、X方向に間隔を隔てた面光源22aおよび 22bの光強度よりも小さくなる傾向がある。

 一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布 外形形状にかかわらず、ウェハW上の静止露 光領域ER内の中心点P1に関する瞳強度分布(中 点P1に入射する光が照明瞳に形成する瞳強 分布)のZ方向に沿った光強度分布は、図44Aに 示すように、中央において最も小さく周辺に 向かって増大する凹曲線状の分布を有する。 一方、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点 P2,P3に関する瞳強度分布のZ方向に沿った光強 度分布は、図44Bに示すように、中央において 最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状 の分布を有する。

 そして、瞳強度分布のZ方向に沿った光強 度分布は、静止露光領域ER内のX方向(走査方 )に沿った入射点の位置にはあまり依存しな が、静止露光領域ER内のY方向(走査直交方向 )に沿った入射点の位置に依存して変化する 向がある。このように、ウェハW上の静止露 領域ER内の各点に関する瞳強度分布(各点に 射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)が それぞれほぼ均一でない場合、ウェハW上の 置毎にパターンの線幅がばらついて、マス Mの微細パターンを露光領域の全体に亘って 望の線幅でウェハW上に忠実に転写すること ができない。

 本実施形態では、上述したように、アフ ーカルレンズ4の瞳位置またはその近傍に、 光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率 分布を有する濃度フィルター6が配置されて る。また、アフォーカルレンズ4の瞳位置は その後側レンズ群4bとズームレンズ7とによ 、マイクロフライアイレンズ8の入射面と光 学的に共役である。したがって、濃度フィル ター6の作用により、マイクロフライアイレ ズ8の入射面に形成される光強度分布が調整( 補正)され、ひいてはマイクロフライアイレ ズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に 成される瞳強度分布も調整される。

 ただし、濃度フィルター6は、ウェハW上 静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 を、各点の位置に依存することなく一律に調 整する。その結果、濃度フィルター6の作用 より、例えば中心点P1に関する4極状の瞳強 分布21がほぼ均一になるように、ひいては各 面光源21a~21dの光強度が互いにほぼ等しくな ように調整することはできるが、その場合 は周辺点P2、P3に関する4極状の瞳強度分布22 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の差 却って大きくなってしまう。

 すなわち、濃度フィルター6の作用により 、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関す る瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する には、濃度フィルター6とは別の手段により 各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状 分布に調整する必要がある。具体的には、 えば中心点P1に関する瞳強度分布21および周 点P2,P3に関する瞳強度分布22において、面光 源21a,21bと面光源21c,21dとの光強度の大小関係 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の大 関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要が る。

 本実施形態では、中心点P1に関する瞳強 分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 の性状とをほぼ一致させるために、中心点P1 関する瞳強度分布21において面光源21a,21bの 強度の方が面光源21c,21dの光強度よりも小さ くなるように調整するための補正フィルター 9を備えている。補正フィルター9は、図40に すように、光軸AXに沿って所定の厚さを有す る光透過性の基板の形態を有する。具体的に は、補正フィルター9は、例えば石英または 石のような光学材料により形成された平行 面板の形態を有する。

 図45を参照すると、補正フィルター9の光 入射側(光源側)の面9aには、例えばクロムや 酸化クロム等からなる円形状の遮光性ドット 9aaが、所定の分布にしたがって形成されてい る。一方、補正フィルター9の光の射出側(マ ク側)の面9bには、例えばクロムや酸化クロ 等からなる円環状の遮光性ドット9bbが、円 状の遮光性ドット9aaに一対一対応するよう 分布形成されている。

 以下、説明の理解を容易にするために、 形状の遮光性ドット9aaの中心と円環状の遮 性ドット9bbの中心とを結ぶ線分は、光軸AX 平行であるものとする。また、円環状の遮 性ドット9bbの内径は円形状の遮光性ドット9a aの外径と等しく、円環状の遮光性ドット9bb 外径は円形状の遮光性ドット9aaの外径の2倍 あるものとする。すなわち、円形状の遮光 ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとは、 軸AX方向に見て補完的な形状を有し、互い 重なり合うことがない。

 この場合、円形状の遮光性ドット9aaと円 状の遮光性ドット9bbとの組み合わせからな 単位減光領域に対して光軸AXに平行な光が 射すると、補正フィルター9の直後であって 出面9bに平行な面において、図46Aに示すよ に、円形状の遮光性ドット9aaにより減光(遮 を含む広い概念)された領域90aaと、円環状 遮光性ドット9bbにより減光された領域90bbと 互いに重なり合う部分がない。すなわち、 正フィルター9の直後において、円形状の減 光領域90aaと円環状の減光領域90bbとは、円環 の減光領域90bbと同じ外径を有する円形状の 減光領域を形成する。

 円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光 ドット9bbとからなる単位減光領域に入射す 光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平面に沿 って0度から単調に増大すると、補正フィル ー9の直後において、円形状の減光領域90aaが Z方向に移動して円環状の減光領域90bbと重な 合う領域が単調に増大し、やがて図46Bに示 ように円形状の減光領域90aaが円環状の減光 領域90bbの内側へ入り込む。光軸AXに対する入 射光の角度がXY平面に沿ってさらに単調に増 すると、円形状の減光領域90aaと円環状の減 光領域90bbとの重なり合う領域が単調に減少 、やがて図46Cに示すように円形状の減光領 90aaが円環状の減光領域90bbの外側へ出てしま う。

 本実施形態では、4極状の瞳強度分布20か の補正フィルター9への光のYZ平面に沿った 大入射角度が、図46Bに示すように円形状の 光領域90aaが円環状の減光領域90bbの内側へ り込むときの光の入射角度以下になるよう 構成されているものとする。この場合、円 状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドッ 9bbとからなる単位減光領域は、光の入射角 が大きくなるにつれて減光率が減少する減 作用を発揮することになる。その結果、遮 性ドット9aaと9bbとからなる単位減光領域が 定の分布にしたがって多数形成された補正 ィルター9は、図47に示すように、補正フィ ター9に対する光の入射角度θが大きくなる つれて減光率が減少する減光率特性を有す 。

 また、補正フィルター9は、図41に示すよ に、光軸AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一 の面光源20c,20dに対応して配置された一対の フィルター領域9cおよび9dを有する。したが て、4極状の瞳強度分布20のうち、面光源20c らの光はフィルター領域9cを通過し、面光源 20dからの光はフィルター領域9dを通過するが 面光源20a,20bからの光は補正フィルター9の 用を受けない。

 この場合、図48に示すように、ウェハW上 静止露光領域ER内の中心点P1に達する光、す なわちマスクブラインド11の開口部の中心点P 1’に達する光は、補正フィルター9に対して 射角度0で入射する。換言すれば、中心点P1 関する瞳強度分布21の面光源21cおよび21dか の光は、入射角度0で一対のフィルター領域9 cおよび9dに入射する。一方、図49に示すよう 、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点P2,P 3に達する光、すなわちマスクブラインド11の 開口部の周辺点P2’,P3’に達する光は、補正 ィルター9に対して入射角度±θで入射する 換言すれば、周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 22の面光源22cおよび22dからの光は、入射角度 θで一対のフィルター領域9cおよび9dにそれ れ入射する。

 なお、図48および図49において、参照符号 B1は面光源20c(21c,22c)のZ方向に沿った最外縁の 点(図41を参照)を示し、参照符号B2は面光源20d (21d,22d)のZ方向に沿った最外縁の点(図41を参 )を示している。さらに、図48および図49に関 連する説明の理解を容易するために、面光源 20a(21a,22a)のX方向に沿った最外縁の点を参照 号B3で示し、面光源20b(21b,22b)のX方向に沿っ 最外縁の点を参照符号B4で示している。ただ し、上述したように、面光源20a(21a,22a)および 面光源20b(21b,22b)からの光は、補正フィルター 9の作用を受けない。

 こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21 のうち、面光源21cおよび21dからの光は、補正 フィルター9のフィルター領域9cおよび9dの減 作用を受けて、その光強度は比較的大きく 下する。面光源21aおよび21bからの光は、補 フィルター9の作用を受けないため、その光 強度は変化しない。その結果、中心点P1に関 る瞳強度分布21は、図50に示すように、補正 フィルター9の作用を受けて、元の分布21とは 異なる性状の瞳強度分布21’に調整される。 なわち、補正フィルター9により調整された 瞳強度分布21’では、X方向に間隔を隔てた面 光源21a,21bの光強度の方がZ方向に間隔を隔て 面光源21c’,21d’の光強度よりも大きい性状 に変化する。

 一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22 うち、面光源22cおよび22dからの光は、補正 ィルター9のフィルター領域9cおよび9dの作 を受けて、その光強度は比較的小さく低下 る。面光源22aおよび22bからの光は、補正フ ルター9の作用を受けないため、その光強度 変化しない。その結果、周辺点P2、P3に関す る瞳強度分布22は、図51に示すように、補正 ィルター9の作用により、元の分布22と同様 性状の瞳強度分布22’に調整される。すなわ ち、補正フィルター9により調整された瞳強 分布22’においても、X方向に間隔を隔てた 光源22a,22bの光強度の方がZ方向に間隔を隔て た面光源22c’,22d’の光強度よりも大きい性 は維持される。

 こうして、補正フィルター9の作用により 、中心点P1に関する瞳強度分布21は、周辺点P2 、P3に関する瞳強度分布22’とほぼ同じ性状 分布21’に調整される。同様に、中心点P1と 辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各 に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の 止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 、互いにほぼ同じ性状の分布に調整される 換言すれば、補正フィルター9の作用により ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関す 瞳強度分布は互いにほぼ同じ性状の分布に 整される。

 さらに別の表現をすれば、補正フィルタ 9の一対のフィルター領域9cおよび9dは、各 に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状 分布に調整するために必要な所要の減光率 性、すなわち光の入射角度が大きくなるに れて減光率が減少する所要の減光率特性を する。一対のフィルター領域9cおよび9dの所 の減光率特性は、補正フィルター9を構成す る基板の厚さ、フィルター領域9cおよび9dに ける円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮 性ドット9bbとからなる単位減光領域の分布 どを適宜設定することにより実現される。

 以上のように、本実施形態の補正フィル ー9では、平行平面板の形態を有する光透過 性の基板の入射面に多数の円形状の遮光性ド ット9aaが所定の分布にしたがって形成され、 基板の射出面には多数の円形状の遮光性ドッ ト9aaと一対一対応するように多数の円環状の 遮光性ドット9bbが形成されている。換言すれ ば、補正フィルター9の入射面には多数の円 状の遮光性ドット9aaからなる第1減光パター が形成され、射出面には多数の円環状の遮 性ドット9bbからなる第2減光パターンが形成 されている。そして、円形状の遮光性ドット 9aaと円環状の遮光性ドット9bbとは、光軸AX方 に見て補完的な形状を有する。したがって 円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性 ット9bbとからなる単位減光領域は、いわゆ 視差の効果により、光の入射角度が大きく るにつれて減光率が減少する減光作用を発 する。

 その結果、遮光性ドット9aaと9bbとからな 単位減光領域が所定の分布にしたがって多 形成された補正フィルター9は、光の入射角 度が大きくなるにつれて減光率が減少する減 光率特性を有する。また、補正フィルター9 、照明瞳の近傍の位置、すなわち被照射面 あるマスクM(またはウェハW)における光の位 情報が光の角度情報に変換される位置に配 されている。したがって、本実施形態の補 フィルター9の減光作用により、被照射面上 の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的 に調整することができ、ひいては各点に関す る瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に 調整することが可能である。特に、本実施形 態の補正フィルター9では、1つの基板の入射 に第1減光パターンを設け且つ射出面に第2 光パターンを設ける構造を採用しているの 、第1減光パターンと第2減光パターンとの位 置合わせ(アライメント)が容易である。

 また、本実施形態の照明光学系では、光 入射角度が大きくなるにつれて減光率が減 する所要の減光率特性を有する一対のフィ ター領域9cおよび9dを備え、ウェハW上の静 露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布をそ れぞれ独立的に調整する補正フィルター9と 光の入射位置に応じて変化する所要の透過 特性を有し、各点に関する瞳強度分布を一 に調整する濃度フィルター6との協働作用に り、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほ 均一に調整することができる。したがって 本実施形態の露光装置(2~WS)では、ウェハW上 の静止露光領域ER内の各点での瞳強度分布を れぞれほぼ均一に調整する照明光学系(2~12) 用いて、マスクMの微細パターンに応じた適 切な照明条件のもとで良好な露光を行うこと ができ、ひいてはマスクMの微細パターンを 光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハW に忠実に転写することができる。

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えば補正フィルター9の調 整作用の影響を受けることが考えられる。こ の場合、上述のように、必要に応じて、公知 の構成を有する光量分布調整部の作用により 、静止露光領域ER内の照度分布を変更する、 たは静止露光領域(照明領域)ERの形状を変更 して露光量分布を変更することができる。

 なお、上述の実施形態では、補正フィル ー9の入射面に分布形成される第1単位減光 域としての円形状の遮光性ドット9aaと、射 面に分布形成される第2単位減光領域として 円環状の遮光性ドット9bbとが、光軸AX方向 見て補完的な形状を有する。しかしながら これに限定されることなく、補正フィルタ 9の入射面に分布形成される第1単位減光領域 の形状、射出面に分布形成される第2単位減 領域の形状、第1単位減光領域と第2単位減光 領域との位置関係などについて、様々な形態 が可能である。

 一例として、図52に示すように、入射面9a に形成された円形状の遮光性ドット9aaと、射 出面9bに間隔を隔てて形成された一対の円形 の遮光性ドット9bcとを組み合わせて、補正 ィルター9のフィルター領域9cおよび9dを構 することも可能である。以下、説明の理解 容易にするために、各遮光性ドット9aaと9bc は互いに同じ大きさを有し、X方向に沿って 線状に並んで配置されているものとする。 た、遮光性ドット9aaの中心と、対応する一 の遮光性ドット9bcの中心を結ぶ線分の中点 は、光軸AX方向に見て一致しているものと る。すなわち、円形状の遮光性ドット9aaと 対の円形状の遮光性ドット9bcとは、光軸AX方 向に見て互いに重なり合っていない。

 この場合、円形状の遮光性ドット9aaと一 の円形状の遮光性ドット9bcとの組み合わせ らなる単位減光領域に対して光軸AXに平行 光が入射すると、補正フィルター9の直後で って射出面9bに平行な面において、図53Aに すように、円形状の遮光性ドット9aaにより 光された領域91aaと、一対の円形状の遮光性 ット9bcにより減光された領域91bcとは重なり 合う部分がない。すなわち、補正フィルター 9の直後において、円形状の減光領域91aaと一 の円形状の減光領域91bcとは、円形状の減光 領域91aaの3個分の面積を有する減光領域を形 する。

 円形状の遮光性ドット9aaと一対の円形状 遮光性ドット9bcとからなる単位減光領域に 射する光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平 面に沿って0度から単調に増大すると、補正 ィルター9の直後において、減光領域91aaがZ 向に移動して一方の減光領域91bcと重なり合 領域が単調に増大し、やがて図53Bに示すよ に減光領域91aaが一方の減光領域91bcと完全 重なり合う。この状態では、円形状の減光 域91aaと一対の円形状の減光領域91bcとが、円 形状の減光領域91aaの2個分の面積を有する減 領域を形成する。

 こうして、円形状の遮光性ドット9aaと一 の円形状の遮光性ドット9bcとからなる単位 光領域は、光の入射角度が大きくなるにつ て減光率が減少する減光作用を発揮する。 の結果、図52の変形例においても、遮光性 ット9aaと9bcとからなる単位減光領域が所定 分布にしたがって多数形成された補正フィ ター9のフィルター領域9cおよび9dは、光の入 射角度が大きくなるにつれて減光率が減少す る減光率特性を有し、図45の実施形態の場合 同様の効果が得られる。なお、図52の変形 にかかるフィルター領域9cおよび9dでは、図4 5の実施形態にかかるフィルター領域9cおよび 9dよりも光量の損失が小さく抑えられる。

 また、上述の実施形態では、補正フィル ー9と濃度フィルター6との協働作用により 各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均 に調整している。しかしながら、濃度フィ ター6を用いることなく、フィルター領域9c,9 dとは異なる減光率特性を有する新たなフィ ター領域を補正フィルター9に追加すること より、各点に関する瞳強度分布をそれぞれ ぼ均一に調整する変形例も可能である。こ 変形例にかかる補正フィルター9は、図54に すように、Z方向に間隔を隔てた一対の面光 源20c,20dに対応して配置された一対のフィル ー領域9cおよび9dに加えて、X方向に間隔を隔 てた一対の面光源20a,20bに対応して配置され 一対のフィルター領域9eおよび9fを備えてい 。

 したがって、4極状の瞳強度分布20のうち 面光源20cからの光はフィルター領域9cを通 し、面光源20dからの光はフィルター領域9dを 通過し、面光源20aからの光はフィルター領域 9eを通過し、面光源20bからの光はフィルター 域9fを通過する。フィルター領域9eおよび9f は、図55に示すように、入射面9aに円形状の 遮光性ドット9abが形成され、射出面9bには円 状の遮光性ドット9abに対応するように円形 の遮光性ドット9bdが形成されている。

 以下、説明の理解を容易にするために、 光性ドット9abと9bdとは互いに同じ大きさを し、遮光性ドット9abの中心と遮光性ドット9 bdの中心とが光軸AX方向に見て一致している のとする。すなわち、円形状の遮光性ドッ 9abと円形状の遮光性ドット9bdとは、光軸AX方 向に見て互いに重なり合っている。この場合 、円形状の遮光性ドット9abと9bdとの組み合わ せからなる単位減光領域に対して光軸AXに平 な光が入射すると、補正フィルター9の直後 であって射出面9bに平行な面において、図56A 示すように、円形状の遮光性ドット9abによ 減光された領域92abと、円形状の遮光性ドッ ト9bdにより減光された領域92bdとは互いに重 り合う。すなわち、補正フィルター9の直後 おいて、円形状の減光領域92abと92bdとは、 形状の減光領域92abの1個分の面積を有する減 光領域を形成する。

 円形状の遮光性ドット9abと9bdとからなる 位減光領域に入射する光の光軸AXに対する 度が例えばYZ平面に沿って0度から単調に増 すると、補正フィルター9の直後において、 光領域92abがZ方向に移動して減光領域92bdと なり合う領域が単調に減少し、やがて図56B 示すように減光領域92abが一方の減光領域92b dと全く重なり合わなくなる。この状態では 円形状の減光領域92abと92bdとが、円形状の減 光領域92abの2個分の面積を有する減光領域を 成する。

 こうして、円形状の遮光性ドット9abと9bd からなる単位減光領域は、光の入射角度が きくなるにつれて減光率が増大する減光作 を発揮する。その結果、遮光性ドット9abと9 bdとからなる単位減光領域が所定の分布にし がって多数形成された補正フィルター9のフ ィルター領域9eおよび9fは、フィルター領域9c および9dとは逆に、図57に示すように、光の 射角度θが大きくなるにつれて減光率が増大 する減光率特性を有する。

 こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21 のうち、面光源21aおよび21bからの光は、補正 フィルター9のフィルター領域9eおよび9fの減 作用を受けて、その光強度は比較的小さく 下する。その結果、図58に示すように、フ ルター領域9cおよび9dにより調整された中心 P1に関する瞳強度分布21’(図50の右側の分布 21’を参照)は、フィルター領域9eおよび9fの 用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布21 ''に調整される。すなわち、補正フィルター9 により調整された瞳強度分布21''では、X方向 間隔を隔てた面光源21a',21b'の光強度とZ方向 に間隔を隔てた面光源21c’,21d’の光強度と ほぼ一致する。

 一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22 うち、面光源22aおよび22bからの光は、補正 ィルター9のフィルター領域9eおよび9fの作 を受けて、その光強度は比較的大きく低下 る。その結果、図59に示すように、フィルタ ー領域9cおよび9dにより調整された周辺点P2、 P3に関する瞳強度分布22’ (図51の右側の分布 22’を参照)は、フィルター領域9eおよび9fの 用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布22 ''に調整される。すなわち、補正フィルター9 により調整された瞳強度分布22''では、X方向 間隔を隔てた面光源22a',22b'の光強度とZ方向 に間隔を隔てた面光源22c’,22d’の光強度と ほぼ一致する。

 こうして、図54の変形例では、フィルタ 領域9cおよび9d並びに9eおよび9fを備えた補正 フィルター9の作用により、中心点P1に関する 瞳強度分布21および周辺点P2、P3に関する瞳強 度分布22がともにほぼ均一な性状の瞳強度分 21''および22''に調整される。同様に、中心 P1と周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並ん 各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW 上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度 布も、ほぼ均一な性状の分布に調整される 換言すれば、濃度フィルター6を用いること なく、補正フィルター9だけの減光作用によ 、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関 る瞳強度分布がほぼ均一な性状の分布に調 される。

 なお、図54の変形例にかかるフィルター 域9eおよび9fでは、図52の変形例にかかるフ ルター領域9cおよび9dよりも光量の損失が小 く抑えられる。また、場合によっては、図5 4の変形例にかかるフィルター領域9eおよび9f みを備えた補正フィルターを用いて、被照 面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ 立的に調整し、ひいては各点に関する瞳強 分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整す ことも可能である。

 なお、上述の説明では、補正フィルター9 の本体を構成する光透過性の基板として、平 行平面板を用いている。しかしながら、平行 平面板に限定されることなく、例えば少なく とも一方の面が曲率を有するような基板を用 いて、本発明の補正フィルターを構成するこ ともできる。

 また、上述の説明では、照明瞳に4極状の 瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち 4極照明を例にとって、本発明の作用効果を 明している。しかしながら、4極照明に限定 れることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布 形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数 極状の瞳強度分布が形成される複数極照明な どに対しても、同様に本発明を適用して同様 の作用効果を得ることができることは明らか である。

 また、上述の説明では、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳に形成される瞳強度分布20の形成面より 後側(マスク側)に、補正フィルター9を配置 ている。しかしながら、これに限定される となく、瞳強度分布20の形成面の位置、ま はその前側(光源側)に、補正フィルター9を 置することもできる。また、マイクロフラ アイレンズ8よりも後側の別の照明瞳の位置 たはその近傍、例えば結像光学系12の前側 ンズ群12aと後側レンズ群12bとの間の照明瞳 位置またはその近傍に、補正フィルター9を 置することもできる。

 一般的には、オプティカルインテグレー よりも後側の照明瞳の前側に隣接するパワ を持つ光学素子と当該照明瞳の後側に隣接 るパワーを持つ光学素子との間の照明瞳空 において、当該照明瞳の一部の領域のみを 過する光または当該照明瞳の一部の領域の を通過した光が入射する位置に、光の入射 度に応じて変化する透過率特性を有する透 フィルターを配置することができる。すな ち、この「照明瞳空間」内には、パワーを たない平行平面板や平面鏡が存在していて 良い。

 また、上述の説明では、ウェハWのショッ ト領域にマスクMのパターンを走査露光する テップ・アンド・スキャン方式の露光装置 対して本発明を適用している。しかしなが 、これに限定されることなく、ウェハWの各 光領域にマスクMのパターンを一括露光する 動作を繰り返すステップ・アンド・リピート 方式の露光装置に対して本発明を適用するこ ともできる。特に、図45の実施形態にかかる ィルター領域9cおよび9dを有する補正フィル ター9、および図54の変形例にかかるフィルタ ー領域9cおよび9d並びに9eおよび9fを有する補 フィルター9は、一括露光型の露光装置にも 適用可能である。

 また、上述の説明では、図45の実施形態 図52の変形例、および図55の変形例において 補正フィルター9の入射面9aに分布形成され 第1単位減光領域および射出面9bに分布形成 れる第2単位減光領域が、例えばクロムや酸 化クロム等からなる遮光性ドット(9aa,9bb;9aa,9b c;9ab,9bd)により、入射光を遮る遮光領域とし 形成されている。しかしながら、これに限 されることなく、第1単位減光領域および第2 単位減光領域については、遮光領域の形態以 外の形態も可能である。

 例えば、第1単位減光領域および第2単位 光領域のうちの少なくとも一方を、入射光 散乱させる散乱領域として、あるいは入射 を回折させる回折領域として形成すること 可能である。一般に、光透過性の基板の所 領域に粗面化加工を施すことにより散乱領 が形成され、所要領域に回折面形成加工を すことにより回折領域が形成される。

 具体的には、図45の実施形態に対応する 成において、図60に示すように、第1単位減 領域として円形状の散乱領域(または回折領 )9acを補正フィルター9の入射面9aに分布形成 し、第2単位減光領域として円環状の散乱領 (または回折領域)9beを射出面9bに分布形成す ことにより、図45の実施形態と同様の効果 達成することができる。

 また、図52の変形例に対応する構成にお て、図60に示すように、第1単位減光領域と て円形状の散乱領域(または回折領域)9acを補 正フィルター9の入射面9aに分布形成し、第2 位減光領域として一対の円形状の散乱領域( たは回折領域)9bfを射出面9bに分布形成する とにより、図52の変形例と同様の効果を達 することができる。

 また、図55の変形例に対応する構成にお て、図61に示すように、第1単位減光領域と て円形状の散乱領域(または回折領域)9adを補 正フィルター9の入射面9aに分布形成し、第2 位減光領域として円形状の散乱領域(または 折領域)9bgを射出面9bに分布形成することに り、図55の変形例と同様の効果を達成する とができる。

 補正フィルター9は、図62に示すように、 軸AXを挟んでX方向に間隔を隔てた一対の面 源20a,20bに対応して配置された一対の補正領 域91および92を有していてもよい。以下、説 を簡単にするために、一対の補正領域91と92 は、互いに同じ構成を有し、光軸AXを通りZ 向に延びる軸線に関して対称に配置されて るものとする。

 補正フィルター9は、図63に示すように、 軸AXに沿って所定の厚さを有する光透過性 基板の形態を有する。具体的には、補正フ ルター9は、例えば石英または蛍石のような 学材料により形成された平行平面板の形態 有する。補正フィルター9の光の入射側(光 側)の面9aにおける各補正領域91,92内には、例 えばクロムや酸化クロム等からなる円形状の 遮光性ドット9aaが所定の分布にしたがって形 成されている。一方、補正フィルター9の光 射出側(マスク側)の面9bにおける各補正領域9 1,92内には、例えばクロムや酸化クロム等か なる円形状の遮光性ドット9bbが、円形状の 光性ドット9aaに一対一対応するように分布 成されている。なお、図64に、補正フィルタ ー9における各補正領域91,92内に形成されてい る遮光性ドット91bb(9bb),92bb(9bb)の分布の一例 示す。

 以下、説明の理解を容易にするために、 正フィルター9は、その入射面9aおよび射出 9bが光軸AXに対して垂直になるように配置さ れているものとする。また、円形状の遮光性 ドット9aaの中心と円形状の遮光性ドット9bbの 中心とを結ぶ線分は、光軸AXに平行であるも とする。また、円形状の遮光性ドット9bbの 径は、円形状の遮光性ドット9aaの外径より 大きいものとする。すなわち、円形状の遮 性ドット9bbの領域は、円形状の遮光性ドッ 9aaの領域を包含するような大きさを有する のとする。

 この場合、1つの円形状の遮光性ドット9aa と円形状の遮光性ドット9bbとの組み合わせか らなる単位減光領域に対して光軸AXに平行な が入射すると、各補正領域91,92の直後(補正 ィルター9の直後)であって射出面9bに平行な 面において、図65Aに示すように、円形状の遮 光性ドット9aaにより遮光(減光を含む広い概 )された領域90aaと、円形状の遮光性ドット9bb により遮光された領域90bbとは重なり合う。 なわち、補正フィルター9の直後において、 形状の遮光領域90aaと円形状の遮光領域90bb は、円形状の遮光領域90bbと同じ外径を有す 円形状の遮光領域を形成する。

 円形状の遮光性ドット9aaと円形状の遮光 ドット9bbとからなる単位減光領域に入射す 光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平面に沿 って0度から単調に増大すると、円形状の遮 領域90aaがZ方向に移動し、やがて図65Bに示す ように円形状の遮光領域90aaの外縁が円形状 遮光領域90bbの外縁に接する状態になる。光 AXに対する入射光の角度がYZ平面に沿ってさ らに単調に増大すると、円形状の遮光領域90a aと円形状の遮光領域90bbとの重なり合う領域 単調に減少し、やがて図65Cに示すように円 状の遮光領域90aaが円形状の遮光領域90bbの 側へ完全に出てしまう。

 本実施形態では、4極状の瞳強度分布20か の補正フィルター9への光のYZ平面に沿った 大入射角度が、図65Cに示すように円形状の 光領域90aaが円形状の遮光領域90bbの外側へ 全に出る直前の光の入射角度θm以下になる うに構成されているものとする。この場合 円形状の遮光性ドット9aaと円形状の遮光性 ット9bbとからなる単位減光領域は、光の入 角度θの大きさ(絶対値)が所定値(図65Bに示す ように円形状の遮光領域90aaの外縁が円形状 遮光領域90bbの外縁に接するようになるとき 光の入射角度の大きさ)θcに達するまでは減 光率が一定で、光の入射角度の大きさが所定 値θcを超えて大きくなるにつれて減光率が単 調に増大する減光作用を発揮することになる 。

 別の表現をすれば、円形状の遮光性ドッ (第1減光領域)9aaおよび円形状の遮光性(第2 光領域)ドット9bbは、補正フィルター9の入射 面9aおよび射出面を通過する光に対して、入 面9aへの光の入射角度θの変化(例えば負の から正の値への変化)にしたがって減光率が 調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した に単調に増大する減光率特性を与える。す わち、遮光性ドット9aaと9bbとからなる単位 光領域が所定の分布にしたがって複数形成 れた補正フィルター9は、図66に示すように 補正フィルター9に対する光の入射角度θの きさがθc以下のときには減光率が一定で且 光の入射角度θの大きさがθcよりも大きく るにつれて減光率が増大する減光率特性を する。

 図62を参照して上述したように、補正フ ルター9は、光軸AXを挟んでX方向に間隔を隔 た一対の面光源20a,20bに対応して配置された 一対の補正領域91および92を有する。すなわ 、補正領域91は面光源20aからの光に作用する ように配置され、補正領域92は面光源20bから 光に作用するように配置されている。した って、4極状の瞳強度分布20のうち、面光源2 0aからの光は補正領域91を通過し、面光源20b らの光は補正領域92を通過するが、面光源20c ,20dからの光は補正フィルター9の作用を受け い。

 この場合、図67に示すように、ウェハW上 静止露光領域ER内の中心点P1に達する光、す なわちマスクブラインド11の開口部の中心点P 1’に達する光は、補正フィルター9に対して 射角度0で入射する。換言すれば、中心点P1 関する瞳強度分布21の面光源21aおよび21bか の光は、入射角度0で一対の補正領域91およ 92に入射する。一方、図68に示すように、ウ ハW上の静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に達 る光、すなわちマスクブラインド11の開口部 の周辺点P2’,P3’に達する光は、補正フィル ー9に対して比較的大きい入射角度±θで入 する。換言すれば、周辺点P2,P3に関する瞳強 度分布22の面光源22aおよび22bからの光は、入 角度±θで一対の一対の補正領域91および92 それぞれ入射する。

 中心点P1に関する瞳強度分布21のうち、面 光源21aおよび21bからの光は、補正フィルター 9の減光作用を受けるものの、その光強度の 下は比較的小さい。面光源21cおよび21dから 光は、補正フィルター9の減光作用を受けな ため、その光強度は変化しない。その結果 中心点P1に関する瞳強度分布21は、図69に示 ように、補正フィルター9の減光作用を受け ても、元の分布21とほぼ同じ性状の瞳強度分 21’に調整されるだけである。すなわち、 正フィルター9により調整された瞳強度分布2 1’においても、Z方向に間隔を隔てた面光源2 1c,21dの光強度の方がX方向に間隔を隔てた面 源21a’,21b’の光強度よりも大きい性状は維 される。

 一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22 うち、面光源22aおよび22bからの光は、補正 ィルター9の減光作用を受けて、その光強度 は比較的大きく低下する。面光源22cおよび22d からの光は、補正フィルター9の減光作用を けないため、その光強度は変化しない。そ 結果、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は 図70に示すように、補正フィルター9の減光 用により、元の分布22とは異なる性状の瞳強 度分布22’に調整される。すなわち、補正フ ルター9により調整された瞳強度分布22’で 、Z方向に間隔を隔てた面光源22c,22dの光強 の方がX方向に間隔を隔てた面光源22a’,22b’ の光強度よりも大きい性状に変化する。

 こうして、補正フィルター9の減光作用に より、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、 中心点P1に関する瞳強度分布21’とほぼ同じ 状の分布22’に調整される。同様に、中心点 P1と周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並ん 各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度 布も、中心点P1に関する瞳強度分布21’とほ 同じ性状の分布に調整される。換言すれば 補正フィルター9の減光作用により、ウェハ W上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度 分布は互いにほぼ同じ性状の分布に調整され る。さらに別の表現をすれば、補正フィルタ ー9は、各点に関する瞳強度分布を互いにほ 同じ性状の分布に調整するために必要な所 の減光率特性を有する。

 以上のように、本実施形態の補正フィル ー9では、平行平面板の形態を有する光透過 性の基板の入射面に複数の円形状の遮光性ド ット9aaが所定の分布にしたがって形成され、 基板の射出面には複数の円形状の遮光性ドッ ト9aaと一対一対応するように複数の円形状の 遮光性ドット9bbが形成されている。そして、 円形状の遮光性ドット9bbの領域は、円形状の 遮光性ドット9aaの領域を包含するような大き さを有する。したがって、円形状の遮光性ド ット9aaと円形状の遮光性ドット9bbとからなる 単位減光領域は、いわゆる視差の効果により 、光の入射角度の変化にしたがって減光率が 単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した 後に単調に増大する減光作用を発揮する。

 その結果、遮光性ドット9aaと9bbとからな 単位減光領域が複数形成された補正フィル ー9は、光の入射角度の変化にしたがって減 光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維 持した後に単調に増大する減光率特性を有す る。また、補正フィルター9は、照明瞳の近 の位置、すなわち被照射面であるマスクM(ま たはウェハW)における光の位置情報が光の角 情報に変換される位置に配置されている。 たがって、本実施形態の補正フィルター9の 減光作用により、被照射面上の各点に関する 瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整すること ができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を 互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが 可能である。

 また、本実施形態の照明光学系(2~12)では 所要の減光率特性を有する一対の補正領域9 1および92を備え、ウェハW上の静止露光領域ER 内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立 的に調整する補正フィルター9と、光の入射 置に応じて変化する所要の透過率特性を有 、各点に関する瞳強度分布を一律に調整す 濃度フィルター6との協働作用により、各点 関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調 することができる。

 したがって、本実施形態の露光装置(2~WS) は、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点で 瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する 明光学系(2~12)を用いて、マスクMの微細パタ ーンに応じた適切な照明条件のもとで良好な 露光を行うことができ、ひいてはマスクMの 細パターンを露光領域の全体に亘って所望 線幅でウェハW上に忠実に転写することがで る。

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えば補正フィルター9の減 光作用(調整作用)の影響を受けることが考え れる。この場合、上述のように、必要に応 て、公知の構成を有する光量分布調整部の 用により、静止露光領域ER内の照度分布ま は静止露光領域(照明領域)ERの形状を変更す ことができる。

 なお、上述の実施形態では、図63に示す 定の形態にしたがって、光軸AXに対して垂直 に配置された平行平面板の形態を有する補正 フィルター9の入射面に第1減光領域としての 形状の遮光性ドット9aaが分布形成され、そ 射出面に第2減光領域としての円形状の遮光 性ドット9bbが分布形成されている。しかしな がら、これに限定されることなく、補正フィ ルター9の具体的な構成については、様々な 態が可能である。例えば、補正フィルター9 構成する基板の形態、姿勢、第1減光領域お よび第2減光領域の数、形状、形態、第1減光 域と第2減光領域との大小関係、位置関係な どについて、様々な形態が可能である。たと えば、単位減光領域における遮光性ドット9aa と遮光性ドット9bbとの組み合わせは、1個対1 でも良いし、1個対複数個であっても良い。 また、遮光性ドットの対9aa,9bb(単位減光領域) は、各補正領域91,92内に1組以上存在していれ ば良い。

 一般に、少なくとも1つの所定形状(円形 を含む適当な形状)の第1減光領域と、これに 対応する少なくとも1つの所定形状の第2減光 域との組み合わせにより、所要の減光作用 発揮することができる。また、入射面に形 される第1減光領域が射出面に形成される第 2減光領域を包含するような大きさを有する 合にも、同様の減光作用を発揮することが きる。また、一対の補正領域91および92をそ ぞれ別の光透過性基板上に形成したり、補 フィルター9の本体を構成する光透過性の基 板として、例えば少なくとも一方の面が曲率 を有するような基板を用いたりすることもで きる。

 また、上述の実施形態では、円形状の遮 性ドット9aaと円形状の遮光性ドット9bbとの み合わせにより、図66に示すように入射角 0に関して対称な減光率特性を実現している しかしながら、例えば図63に示す構成にお て、円形状の遮光性ドット9aaの中心に対し 円形状の遮光性ドット9bbの中心をZ方向に偏 させて形成することにより、図71に示すよ に入射角度0に関して非対称な減光率特性、 なわち対称軸が入射角度0から所定の角度分 だけ位置ずれした減光率特性を実現すること ができる。このことは、中心が互いに偏心し た円形状の遮光性ドット9aaと円形状の遮光性 ドット9bbとの組み合わせからなる単位減光領 域を混在させることにより、補正フィルター 9の減光率特性の変更に関する自由度が向上 ることを意味している。ちなみに、例えば 62に示す構成において各補正領域91,92(ひいて は補正フィルター9)をX軸廻りに回転させて姿 勢を変更することにより、補正フィルター9 減光率特性を入射角度0に関して非対称に変 することもできる。

 また、例えば図72に示すような遮光性ド ト9aaと遮光性ドット9bcとの組み合わせを混 させることにより、補正フィルター9の減光 特性の変更に関する自由度を向上させるこ もできる。図72では、例えば円形状の遮光 ドット9aaの中心と円形状の遮光性ドット9bc 中心とを結ぶ線分は光軸AXに平行であり、円 形状の遮光性ドット9aaの外径と円形状の遮光 性ドット9bcの外径とは等しい。すなわち、円 形状の遮光性ドット9aaと円形状の遮光性ドッ ト9bcとは、光軸AXの方向から見て互いに重な 合っている。

 この場合、円形状の遮光性ドット9aaと円 状の遮光性ドット9bcとの組み合わせからな 単位減光領域に対して光軸AXに平行な光が 射すると、補正フィルター9の直後であって 出面9bに平行な面において、図73Aに示すよ に、円形状の遮光性ドット9aaにより遮光(減 を含む広い概念)された領域93aaと、円形状 遮光性ドット9bcにより遮光された領域93bcと 互いに重なり合う。すなわち、補正フィル ー9の直後において、円形状の遮光領域93aa 93bcとは、円形状の遮光領域93aaの1個分の面 を有する遮光領域を形成する。

 円形状の遮光性ドット9aaと円形状の遮光 ドット9bcとからなる単位減光領域に入射す 光の光軸AXに対する角度がYZ平面に沿って0 から単調に増大すると、遮光領域93aaがZ方向 に移動して遮光領域93bcと重なり合う領域が 調に減少し、やがて図73Bに示すように遮光 域93aaが遮光領域93bcと全く重なり合わなくな る。この状態では、円形状の遮光領域93aaと93 bcとが、遮光領域93aaの2個分の面積を有する 光領域を形成する。こうして、円形状の遮 性ドット9aaと円形状の遮光性ドット9bcとか なる単位減光領域は、図74に示すように、光 の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増 大する減光作用を発揮することになる。

 なお、上述の説明では、補正フィルター9 の入射面9aに形成される第1減光領域および射 出面9bに形成される第2減光領域が、例えばク ロムや酸化クロム等からなる遮光性ドット9aa および9bbにより、入射光を遮る遮光領域とし て形成されている。しかしながら、これに限 定されることなく、減光領域については、遮 光領域の形態以外の形態も可能である。例え ば、第1減光領域および第2減光領域のうちの なくとも一方を、入射光を散乱させる散乱 域として、あるいは入射光を回折させる回 領域として形成することも可能である。一 に、光透過性の基板の所要領域に粗面化加 を施すことにより散乱領域が形成され、所 領域に回折面形成加工を施すことにより回 領域が形成される。

 また、上述の説明では、マイクロフライ イレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照 明瞳に形成される瞳強度分布20の形成面より 後側(マスク側)に、補正フィルター9を配置 ている。しかしながら、これに限定される となく、瞳強度分布20の形成面の位置、ま はその前側(光源側)に、補正フィルター9を 置することもできる。また、マイクロフラ アイレンズ8よりも後側の別の照明瞳の位置 たはその近傍、例えば結像光学系12の前側 ンズ群12aと後側レンズ群12bとの間の照明瞳 位置またはその近傍に、補正フィルター9を 置することもできる。

 一般的に、照明瞳に形成される瞳強度分 を補正する本発明の補正フィルターは、照 瞳の前側に隣接するパワーを有する光学素 と当該照明瞳の後側に隣接するパワーを有 る光学素子との間の照明瞳空間に位置する 1面に形成された第1減光領域と、照明瞳空 において第1面よりも後側に位置する第2面に 第1減光領域に対応して形成された第2減光領 とを備えている。そして、第1減光領域およ び第2減光領域は、第1面および第2面を通過す る光に対して、第1面への光の入射角度の変 にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ 定の減光率を維持した後に単調に増大する 光率特性を与えるように構成されている。 お、「照明瞳空間」内には、パワーを持た い平行平面板や平面鏡が存在していても良 。

 すなわち、本発明の補正フィルターは、 透過性の基板の形態に限定されることなく 例えば所定の断面を有する遮光部材の形態 あってもよい。以下、図75~図77を参照して 補正フィルターが遮光部材の形態を有する 形例を説明する。この変形例にかかる補正 ィルターは、図75に示すように、光軸AXを挟 でX方向に間隔を隔てた一対の面光源20a,20b 対応するようにX方向に沿って延びる遮光部 95を備えている。遮光部材95は、図76に示す うに、例えば台形状の断面を有し、照明瞳 面(XZ平面)に平行に延びるように配置されて いる。以下、説明を簡単にするために、遮光 部材95は、その前側(光源側)の側面95aおよび 側(マスク側)の側面95bがXZ平面に平行になる うに配置されているものとする。

 したがって、4極状の瞳強度分布20のうち 面光源20aおよび20bからの光は遮光部材95の 用を受けるが、面光源20cおよび20dからの光 遮光部材95の作用を受けない。この場合、図 76に示すように、ウェハW上の静止露光領域ER の中心点P1に達する光、すなわちマスクブ インド11の開口部の中心点P1’に達する光は 遮光部材95の側面95aに対して入射角度0で入 するので、遮光部材95により遮られる光の は比較的少ない。換言すれば、中心点P1に関 する瞳強度分布21の面光源21aおよび21bからの の遮光部材95による減光率は比較的小さい

 一方、図77に示すように、ウェハW上の静 露光領域ER内の周辺点P2,P3に達する光、すな わちマスクブラインド11の開口部の周辺点P2 ,P3’に達する光は、遮光部材95の側面95aに対 して比較的大きい入射角度±θで入射するた 、遮光部材95により遮られる光の量は比較的 多い。換言すれば、周辺点P2,P3に関する瞳強 分布22の面光源22aおよび22bからの光の遮光 材95による減光率は、入射角度±θの絶対値 大きさに応じて比較的大きな値になる。

 図75の変形例の場合、遮光部材95の前側の 側面95aが、上述の実施形態における第1減光 域としての円形状の遮光性ドット9aaに対応 る機能を果たし、遮光部材95の後側の側面95b が、上述の実施形態における第2減光領域と ての円形状の遮光性ドット9bbに対応する機 を果たすことになる。その結果、遮光部材95 からなる補正フィルターは、上述の実施形態 の場合と同様に、図66に示すような態様にし がって減光率が変化する減光率特性を有す 。なお、補正フィルターを構成する遮光部 の数、断面形状、外形形状、配置などにつ ては、様々な形態が可能である。たとえば 遮光部材95の断面形状は台形には限定され T字状であっても良い。また、台形の側面95a, 95bおよびこれらの側面95a,95bと交差する側面 うちの少なくとも1つの側面は非平面(曲面) あっても良い。

 補正フィルター9は、図78及び図79に示す うに、複数のフィルター(基板)91,92を光軸方 に配列したものであってもよい。また、一 の基板からなる2段構成に限定されることな く、3つの基板により補正フィルターを構成 る3段構成も可能であり、基板の数について 様々な形態が可能である。また、図78,図79 は、補正フィルター9を構成する光透過性の 板91,92として、平行平面板を用いている。 かしながら、平行平面板に限定されること く、例えば少なくとも一方の面が曲率を有 るような基板を用いて、本発明の補正フィ ターを構成することもできる。

 また、図78,図79では、補正フィルター9を 成する光透過性の基板91と92とが互いに隣接 するように配置されている。しかしながら、 補正フィルターを構成する複数の基板の配置 については、様々な形態が可能である。また 、図78,図79では、複数の単位減光領域(第1単 減光領域と第2単位減光領域との組み合わせ) を補正フィルター9に分布形成しているが、 合によっては1つの単位減光領域により同様 作用効果を得ることもできる。

 ところで、図80に示すように、例えばピ チの比較的小さいパターンの転写に際して 較的外径の大きい(照明NAの比較的大きい)4極 状の瞳強度分布24a~24dを形成し、ピッチの比 的大きいパターンの転写に際して比較的外 の小さい(照明NAの比較的小さい)4極状の瞳強 度分布25a~25dを形成することがある。この場 、一対の面光源24aおよび24bに対向して配置 れるフィルター領域9aおよび9bの領域におい 光軸AX方向に比較的大きい間隔を隔てた一 の遮光ドット54と55とからなる単位減光領域 、光軸AX方向に見て互いに重なり合った一 の単位減光領域を多く含み、一対の面光源25 aおよび25bに対向して配置されるフィルター 域9aおよび9bの領域において光軸AX方向に比 的小さい間隔を隔てた一対の遮光ドット54と 55とからなる単位減光領域を多く含むように 成すればよい。

(第3実施形態)
 本発明の第3実施形態を、添付図面に基づい て説明する。図81は、本発明の第3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81において、感光性基板であるウェハW の露光面(転写面)の法線方向に沿ってZ軸を、 ウェハWの露光面内において図81の紙面に平行 な方向にY軸を、ウェハWの露光面内において 81の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定 ている。第3実施形態に係る露光装置では、 フィン部材9を用いない点、マイクロフライ イレンズ8の代わりにシリンドリカルマイク フライアイレンズ109を用いる点で、第1実施 形態に係る露光装置と異なる。

 第3実施形態に係る露光装置では、アフォ ーカルレンズ4を介した光は、ズームレンズ7 介して、オプティカルインテグレータとし のシリンドリカルマイクロフライアイレン 109に入射する。シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ109は、図82に示すように、光 側に配置された第1フライアイ部材(第1光学 材)109aとマスク側に配置された第2フライア 部材(第2光学部材)109bとにより構成されてい 。

 第1フライアイ部材109aの光源側(入射側)の 面および第2フライアイ部材109bの光源側の面 は、X方向に並んで配列された複数の円筒面 形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)109aa よび109baがそれぞれピッチpxで形成されてい 。第1フライアイ部材109aのマスク側(射出側) の面および第2フライアイ部材109bのマスク側 面には、Z方向に並んで配列された複数の円 筒面形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)1 09abおよび109bbがそれぞれピッチpz(pz>px)で形 成されている。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 109のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第1フライアイ部 109aの光源側に形成された一群の屈折面109aa よってX方向に沿ってピッチpxで波面分割さ 、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フ イアイ部材109bの光源側に形成された一群の 屈折面109ba中の対応する屈折面で集光作用を け、シリンドリカルマイクロフライアイレ ズ109の後側焦点面上に集光する。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 109のZ方向に関する屈折作用(すなわちYZ平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第1フライアイ部 109aのマスク側に形成された一群の屈折面109a bによってZ方向に沿ってピッチpzで波面分割 れ、その屈折面で集光作用を受けた後、第2 ライアイ部材109bのマスク側に形成された一 群の屈折面109bb中の対応する屈折面で集光作 を受け、シリンドリカルマイクロフライア レンズ109の後側焦点面上に集光する。

 このように、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ109は、シリンドリカルレンズ が両側面に配置された第1フライアイ部材109 aと第2フライアイ部材109bとにより構成されて いるが、X方向にpxのサイズを有しZ方向にpzの サイズを有する多数の矩形状の微小屈折面( 位波面分割面)が縦横に且つ稠密に一体形成 れたマイクロフライアイレンズと同様の光 的機能を発揮する。シリンドリカルマイク フライアイレンズ109では、微小屈折面の面 状のばらつきに起因する歪曲収差の変化を さく抑え、たとえばエッチング加工により 体的に形成される多数の微小屈折面の製造 差が照度分布に与える影響を小さく抑える とができる。

 所定面5の位置はズームレンズ7の前側焦 位置またはその近傍に配置され、シリンド カルマイクロフライアイレンズ109の入射面( なわち第1フライアイ部材109aの入射面)はズ ムレンズ7の後側焦点位置またはその近傍に 配置されている。換言すると、ズームレンズ 7は、所定面5とシリンドリカルマイクロフラ アイレンズ109の入射面とを実質的にフーリ 変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカ レンズ4の瞳面とシリンドリカルマイクロフ ライアイレンズ109の入射面とを光学的にほぼ 共役に配置している。

 したがって、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ109の入射面上には、アフォー ルレンズ4の瞳面と同様に、たとえば光軸AX 中心とした輪帯状の照野が形成される。こ 輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ7 の焦点距離に依存して相似的に変化する。シ リンドリカルマイクロフライアイレンズ109の 各単位波面分割面は、上述したように、Z方 に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺 有する矩形状であって、マスクM上において 形成すべき照明領域の形状(ひいてはウェハW において形成すべき露光領域の形状)と相似 な矩形状である。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 109に入射した光束は二次元的に分割され、 の後側焦点面またはその近傍の位置(ひいて は照明瞳の位置)には、シリンドリカルマイ ロフライアイレンズ109の入射面に形成され 照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光 、すなわち光軸AXを中心とした輪帯状の実質 的な面光源からなる二次光源(瞳強度分布)が 成される。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 109の後側焦点面またはその近傍には、必要 応じて、輪帯状の二次光源に対応した輪帯 の開口部(光透過部)を有する照明開口絞り( 図示)が配置されている。照明開口絞りは、 照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ 大きさおよび形状の異なる開口部を有する複 数の開口絞りと切り換え可能に構成されてい る。開口絞りの切り換え方式として、たとえ ば周知のターレット方式やスライド方式など を用いることができる。照明開口絞りは、後 述する投影光学系PLの入射瞳面と光学的にほ 共役な位置に配置され、二次光源の照明に 与する範囲を規定する。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 109を経た光は、コンデンサー光学系10を介 て、マスクブラインド11を重畳的に照明する 。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブ ラインド11には、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ109の単位波面分割面の形状と 点距離とに応じた矩形状の照野が形成され 。マスクブラインド11の矩形状の開口部(光 過部)を経た光は、前側レンズ群12aと後側レ ンズ群12bとからなる結像光学系12を介して、 定のパターンが形成されたマスクMを重畳的 に照明する。すなわち、結像光学系12は、マ クブラインド11の矩形状開口部の像をマス M上に形成することになる。

 マスクステージMS上に保持されたマスクM は転写すべきパターンが形成されており、 ターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を 有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状( リット状)のパターン領域が照明される。マ スクMのパターン領域を透過した光は、投影 学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持 れたウェハ(感光性基板)W上にマスクパター の像を形成する。すなわち、マスクM上での 矩形状の照明領域に光学的に対応するように 、ウェハW上においてもY方向に沿って長辺を し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の 静止露光領域(実効露光領域)にパターン像が 成される。

 こうして、いわゆるステップ・アンド・ キャン方式にしたがって、投影光学系PLの 軸AXと直交する平面(XY平面)内において、X方 (走査方向)に沿ってマスクステージMSとウェ ハステージWSとを、ひいてはマスクMとウェハ Wとを同期的に移動(走査)させることにより、 ウェハW上には静止露光領域のY方向寸法に等 い幅を有し且つウェハWの走査量(移動量)に じた長さを有するショット領域(露光領域) 対してマスクパターンが走査露光される。

 本実施形態では、上述したように、シリ ドリカルマイクロフライアイレンズ109によ 形成される二次光源を光源として、照明光 系(2~12)の被照射面に配置されるマスクMをケ ーラー照明する。このため、二次光源が形成 される位置は投影光学系PLの開口絞りASの位 と光学的に共役であり、二次光源の形成面 照明光学系(2~12)の照明瞳面と呼ぶことがで る。典型的には、照明瞳面に対して被照射 (マスクMが配置される面、または投影光学系 PLを含めて照明光学系と考える場合にはウェ Wが配置される面)が光学的なフーリエ変換 となる。

 なお、瞳強度分布とは、照明光学系(2~12) 照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共 な面における光強度分布(輝度分布)である シリンドリカルマイクロフライアイレンズ10 9による波面分割数が比較的大きい場合、シ ンドリカルマイクロフライアイレンズ109の 射面に形成される大局的な光強度分布と、 次光源全体の大局的な光強度分布(瞳強度分 )とが高い相関を示す。このため、シリンド リカルマイクロフライアイレンズ109の入射面 および当該入射面と光学的に共役な面におけ る光強度分布についても瞳強度分布と称する ことができる。図81の構成において、回折光 素子3、アフォーカルレンズ4、ズームレン 7、およびシリンドリカルマイクロフライア レンズ109は、シリンドリカルマイクロフラ アイレンズ109よりも後側の照明瞳に瞳強度 布を形成する分布形成光学系を構成してい 。

 輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、複 数極照明(2極照明、4極照明、8極照明など)用 回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定 ることによって、複数極照明を行うことが きる。複数極照明用の回折光学素子は、矩 状の断面を有する平行光束が入射した場合 、ファーフィールドに複数極状(2極状、4極 、8極状など)の光強度分布を形成する機能を 有する。したがって、複数極照明用の回折光 学素子を介した光束は、シリンドリカルマイ クロフライアイレンズ109の入射面に、たとえ ば光軸AXを中心とした複数の所定形状(円弧状 、円形状など)の照野からなる複数極状の照 を形成する。その結果、シリンドリカルマ クロフライアイレンズ109の後側焦点面また その近傍にも、その入射面に形成された照 と同じ複数極状の二次光源が形成される。

 また、輪帯照明用の回折光学素子3に代え て、円形照明用の回折光学素子(不図示)を照 光路中に設定することによって、通常の円 照明を行うことができる。円形照明用の回 光学素子は、矩形状の断面を有する平行光 が入射した場合に、ファーフィールドに円 状の光強度分布を形成する機能を有する。 たがって、円形照明用の回折光学素子を介 た光束は、シリンドリカルマイクロフライ イレンズ109の入射面に、たとえば光軸AXを 心とした円形状の照野を形成する。その結 、シリンドリカルマイクロフライアイレン 109の後側焦点面またはその近傍にも、その 射面に形成された照野と同じ円形状の二次 源が形成される。また、輪帯照明用の回折 学素子3に代えて、適当な特性を有する回折 学素子(不図示)を照明光路中に設定するこ によって、様々な形態の変形照明を行うこ ができる。回折光学素子3の切り換え方式と て、たとえば周知のターレット方式やスラ ド方式などを用いることができる。

 以下の説明では、本実施形態の作用効果 理解を容易にするために、シリンドリカル イクロフライアイレンズ109の後側焦点面ま はその近傍の照明瞳には、図83に示すよう 4つの円弧状の実質的な面光源(以下、単に「 面光源」という)20a,20b,20cおよび20dからなる4 状の瞳強度分布(二次光源)20が形成されるも とする。また、以下の説明において単に「 明瞳」という場合には、シリンドリカルマ クロフライアイレンズ109の後側焦点面また その近傍の照明瞳を指すものとする。

 図83を参照すると、照明瞳に形成される4 状の瞳強度分布20は、光軸AXを挟んでX方向 間隔を隔てた面光源20aおよび20bと、光軸AXを 挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の円弧状の 質的な面光源20cおよび20dとを有する。なお 照明瞳におけるX方向はシリンドリカルマイ ロフライアイレンズ109の矩形状の単位波面 割面の短辺方向であって、ウェハWの走査方 向に対応している。また、照明瞳におけるZ 向は、シリンドリカルマイクロフライアイ ンズ109の矩形状の単位波面分割面の長辺方 であって、ウェハWの走査方向と直交する走 直交方向(ウェハW上におけるY方向)に対応し ている。

 ウェハW上には、図83に示すように、Y方向 に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺 有する矩形状の静止露光領域ERが形成され、 この静止露光領域ERに対応するように、マス M上には矩形状の照明領域(不図示)が形成さ る。

 具体的には、図84に示すように、静止露 領域ER内の中心点P1に入射する光が形成する4 極状の瞳強度分布21の場合、Z方向に間隔を隔 てた面光源21cおよび21dの光強度の方が、X方 に間隔を隔てた面光源21aおよび21bの光強度 りも大きくなる傾向がある。一方、図85に示 すように、静止露光領域ER内の中心点P1からY 向に間隔を隔てた周辺の点P2,P3に入射する が形成する4極状の瞳強度分布22の場合、Z方 に間隔を隔てた面光源22cおよび22dの光強度 方が、X方向に間隔を隔てた面光源22aおよび 22bの光強度よりも小さくなる傾向がある。

 一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布 外形形状にかかわらず、ウェハW上の静止露 光領域ER内の中心点P1に関する瞳強度分布(中 点P1に入射する光が照明瞳に形成する瞳強 分布)のZ方向に沿った光強度分布は、図86Aに 示すように、中央において最も小さく周辺に 向かって増大する凹曲線状の分布を有する。 一方、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点 P2,P3に関する瞳強度分布のZ方向に沿った光強 度分布は、図86Bに示すように、中央において 最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状 の分布を有する。

 そして、瞳強度分布のZ方向に沿った光強 度分布は、静止露光領域ER内のX方向(走査方 )に沿った入射点の位置にはあまり依存しな が、静止露光領域ER内のY方向(走査直交方向 )に沿った入射点の位置に依存して変化する 向がある。このように、ウェハW上の静止露 領域ER内の各点に関する瞳強度分布(各点に 射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)が それぞれほぼ均一でない場合、ウェハW上の 置毎にパターンの線幅がばらついて、マス Mの微細パターンを露光領域の全体に亘って 望の線幅でウェハW上に忠実に転写すること ができない。

 本実施形態では、上述したように、アフ ーカルレンズ4の瞳位置またはその近傍に、 光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率 分布を有する濃度フィルター6が配置されて る。また、アフォーカルレンズ4の瞳位置は その後側レンズ群4bとズームレンズ7とによ 、シリンドリカルマイクロフライアイレン 109の入射面と光学的に共役である。したが て、濃度フィルター6の作用により、シリン ドリカルマイクロフライアイレンズ109の入射 面に形成される光強度分布が調整(補正)され ひいてはシリンドリカルマイクロフライア レンズ109の後側焦点面またはその近傍の照 瞳に形成される瞳強度分布も調整される。

 ただし、濃度フィルター6は、ウェハW上 静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 を、各点の位置に依存することなく一律に調 整する。その結果、濃度フィルター6の作用 より、例えば中心点P1に関する4極状の瞳強 分布21がほぼ均一になるように、ひいては各 面光源21a~21dの光強度が互いにほぼ等しくな ように調整することはできるが、その場合 は周辺点P2、P3に関する4極状の瞳強度分布22 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の差 却って大きくなってしまう。

 すなわち、濃度フィルター6の作用により 、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関す る瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する には、濃度フィルター6とは別の手段により 各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状 分布に調整する必要がある。具体的には、 えば中心点P1に関する瞳強度分布21および周 点P2,P3に関する瞳強度分布22において、面光 源21a,21bと面光源21c,21dとの光強度の大小関係 面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の大 関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要が る。

 本実施形態では、中心点P1に関する瞳強 分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 の性状とをほぼ一致させるために、具体的に は周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22において 光源22a,22bの光強度の方が面光源22c,22dの光強 度よりも小さくなるように調整するために、 シリンドリカルマイクロフライアイレンズ109 に所要の減光特性を有する減光部を設けてい る。図87は、シリンドリカルマイクロフライ イレンズに設けられた減光部の構成および 用を説明する図である。

 図87を参照すると、シリンドリカルマイ ロフライアイレンズ109を構成する一対のフ イアイ部材109aおよび109bのうち、後側(マス 側)の第2フライアイ部材109bの射出側におい 、Z方向に隣り合う2つの屈折面109bbの間に、X 方向に沿って直線状に延びるV字状の切削面10 9cが設けられている。V字状の切削面109cは、 88に模式的に示すように、4極状の瞳強度分 20においてX方向に間隔を隔てた一対の面光 20aおよび20bに対応する領域に、X方向に沿っ 所要の数(図88では例示的に5つ)だけ形成さ ている。

 その結果、4極状の瞳強度分布20のうち、X 方向に間隔を隔てた面光源20aおよび20bを形成 する光はシリンドリカルマイクロフライアイ レンズ109を通過する際にV字状の切削面109cの 用を受けるが、Z方向に間隔を隔てた面光源 20cおよび20dを形成する光はV字状の切削面109c 作用を受けない。以下、図87を参照して、1 の屈折面109bbを介して面光源20a(または20b)を 構成する多数の小光源のうちの1つの小光源20 aa(または20ba)を形成する光線群に着目して、 光部としてのV字状の切削面109cの作用を説 する。

 ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1 達する光線群L1は、屈折面109bbのZ方向に沿っ た中央領域を通過する。したがって、光線群 L1は、V字状の切削面109cの作用を受けること く、屈折面109bbの屈折作用を受けて、本来の 大きさ(光量)を有する小光源を照明瞳に形成 る。すなわち、光線群L1は、中心点P1に関す る瞳強度分布21の面光源21a(または21b)を構成 る多数の小光源のうちの1つの小光源を本来 光量で形成する。

 一方、静止露光領域ER内の周辺点P2に達す る光線群L2は、屈折面109bbのZ方向に沿った中 領域から離れた領域、すなわちV字状の切削 面109cのうちの一方の切削面109caおよび屈折面 109bbを通過する。換言すれば、光線群L2の一 は切削面109caに入射し、光線群L2の残部は屈 面109bbに入射する。切削面109caに入射して反 射された光、および切削面109caに入射して屈 された光は、瞳強度分布の形成に寄与する となく、例えば照明光路の外側へ導き出さ る。

 その結果、光線群L2は、一部がV字状の切 面109cの減光作用を受け、残部が屈折面109bb 屈折作用を受けて、本来の大きさよりも小 い小光源を照明瞳に形成する。すなわち、 線群L2は、周辺点P2に関する瞳強度分布22の 光源22a(または22b)を構成する多数の小光源 うちの1つの小光源を、本来よりも小さい光 の小光源として形成する。

 静止露光領域ER内の周辺点P3に達する光線 群L3についても、一部が切削面109caに入射し 残部が屈折面109bbに入射する。その結果、光 線群L3も光線群L2と同様に、一部がV字状の切 面109cの減光作用を受け、残部が屈折面109bb 屈折作用を受けて、本来よりも小さい小光 を照明瞳に形成する。すなわち、光線群L3 、周辺点P3に関する瞳強度分布22の面光源22a( または22b)を構成する多数の小光源のうちの1 の小光源を、本来よりも小さい光量の小光 として形成する。

 こうして、静止露光領域ER内の中心点P1に 達する光線群L1は、4極状の瞳強度分布21の面 源21a,21bにおいて、図89Aに模式的に示すよう に、本来の大きさ(すなわち本来の光量)を有 る小光源31をマトリックス状に形成する。 れに対し、静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に する光線群L2,L3は、4極状の瞳強度分布22の 光源22a,22bにおいて、図89Bに模式的に示すよ に、本来の大きさ(本来の光量)を有する小 源32aと、本来よりも小さい(本来よりも光量 小さい)小光源32bとをマトリックス状に形成 する。

 実際には、図89Bに示す模式図とは異なり 小光源32bは、V字状の切削面109cのZ方向に沿 た位置および数nに対応して、Z方向に沿っ n個の位置においてX方向に沿って並んで形成 される。したがって、周辺点P2,P3に関する瞳 度分布22の面光源22a,22bでは、光線群L2,L3がV 状の切削面109cの減光作用を受ける度合い、 本来よりも光量の小さい小光源32bが小光源の 総数に対して占める割合などに応じて、全体 的な光強度が低下する。

 ここで、小光源32bが占める割合は、面光 22a,22bに作用するV字状の切削面109cの数nに依 存する。また、光線群L2,L3がV字状の切削面109 cの減光作用を受ける度合いすなわち減光率 、V字状の切削面109cのXY平面に沿った断面の 状に依存する。一般的には、光線群が静止 光領域ERに達する点が中心点P1からY方向に って離れるほど、当該光線群は屈折面109bbの Z方向に沿った中央領域から離れた領域を通 することになり、切削面109caに入射する光の 割合の方が屈折面109bbに入射する光の割合よ も大きくなる。

 換言すれば、静止露光領域ER内の1点に達 る光線群がV字状の切削面109cの減光作用を ける度合いは、静止露光領域ERの中心点P1か 当該光線群が達する点までのY方向(走査直 方向)に沿った距離が大きくなるにしたがっ 増大する。つまり、減光部としてのV字状の 切削面109cは、被照射面としての静止露光領 ERに達する光線群の位置が静止露光領域ERの 心からY方向に沿って離れるにしたがって減 光率の増大するような減光率特性を有する。

 こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21 のうち、面光源21aおよび21bを形成する光はV 状の切削面109cの減光作用を受けないため、 光源21aおよび21bの光強度は本来の大きさで 持される。面光源21cおよび21dを形成する光 V字状の切削面109cの減光作用を受けないた 、面光源21cおよび21dの光強度は本来の大き で維持される。その結果、中心点P1に関する 瞳強度分布21は、図90に示すように、V字状の 削面109cの減光作用を受けることなく、本来 の分布のままである。すなわち、Z方向に間 を隔てた面光源21c,21dの光強度の方がX方向に 間隔を隔てた面光源21a,21bの光強度よりも大 い性状はそのまま維持される。

 一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22 うち、面光源22aおよび22bからの光の一部がV 字状の切削面109cの減光作用を受けるため、 光源22aおよび22bの全体的な光強度は低下す 。面光源22cおよび22dからの光はV字状の切削 109cの減光作用を受けないため、面光源22cお よび22dの光強度は本来の大きさで維持される 。その結果、周辺点P2、P3に関する瞳強度分 22は、図91に示すように、V字状の切削面109c 減光作用により、本来の分布22とは異なる性 状の瞳強度分布22’に調整される。すなわち 調整された瞳強度分布22’では、Z方向に間 を隔てた面光源22c,22dの光強度の方がX方向 間隔を隔てた面光源22a’,22b’の光強度より 大きい性状に変化する。

 このように、V字状の切削面109cの作用に り、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、 心点P1に関する瞳強度分布21とほぼ同じ性状 分布22’に調整される。同様に、中心点P1と 周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各 に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の 静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布 、中心点P1に関する瞳強度分布21とほぼ同じ 性状の分布に調整される。換言すれば、V字 の切削面109cの作用により、ウェハW上の静止 露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布は互 にほぼ同じ性状の分布に調整される。

 さらに別の表現をすれば、シリンドリカ マイクロフライアイレンズ109に設けられた 光部としてのV字状の切削面109cは、各点に する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分 に調整するために必要な所要の減光率特性 すなわち被照射面としての静止露光領域ERに 達する光の位置が中心点P1からY方向に沿って 離れるにしたがって減光率の増大する所要の 減光率特性を有する。減光部の所要の減光率 特性は、上述したように、V字状の切削面109c 数、V字状の切削面109cの断面形状などを適 設定することにより実現される。

 以上のように、本実施形態にかかる波面 割型のオプティカルインテグレータとして シリンドリカルマイクロフライアイレンズ1 09は、Z方向に隣り合う屈折面109bbの間に設け れたV字状の切削面109cを備えている。減光 としてのV字状の切削面109cは、被照射面であ る静止露光領域ERに達する光の位置が中心点P 1からY方向に沿って離れるにしたがって減光 の増大する所要の減光率特性を有する。し がって、V字状の切削面109cの形成位置、数 断面形状などを適宜設定して得られる減光 の作用により、被照射面上の各点に関する 強度分布をそれぞれ独立的に調整すること でき、ひいては各点に関する瞳強度分布を いにほぼ同じ性状の分布に調整することが 能である。

 また、本実施形態の照明光学系(2~12)では ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関す 瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整するシ ンドリカルマイクロフライアイレンズ109の 光部と、光の入射位置に応じて変化する所 の透過率特性を有し、各点に関する瞳強度 布を一律に調整する濃度フィルター6との協 働作用により、各点に関する瞳強度分布をそ れぞれほぼ均一に調整することができる。し たがって、本実施形態の露光装置(2~WS)では、 ウェハW上の静止露光領域ER内の各点での瞳強 度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光 学系(2~12)を用いて、マスクMの微細パターン 応じた適切な照明条件のもとで良好な露光 行うことができ、ひいてはマスクMの微細パ ーンを露光領域の全体に亘って所望の線幅 ウェハW上に忠実に転写することができる。

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えばシリンドリカルマイ ロフライアイレンズ109の減光部の調整作用 影響を受けることが考えられる。この場合 上述のように、必要に応じて、公知の構成 有する光量分布調整部の作用により、静止 光領域ER内の照度分布を変更する、または 止露光領域(照明領域)ERの形状を変更して露 量分布を変更することができる。

 なお、上述の説明では、波面分割型のオ ティカルインテグレータとして、図82に示 ような形態を有するシリンドリカルマイク フライアイレンズ109を用いている。しかし がら、これに限定されることなく、例えば 92に示すような別の形態を有するシリンドリ カルマイクロフライアイレンズ119を用いるこ ともできる。シリンドリカルマイクロフライ アイレンズ119は、図92に示すように、光源側 配置された第1フライアイ部材119aとマスク に配置された第2フライアイ部材119bとにより 構成されている。

 第1フライアイ部材119aの光源側の面およ マスク側の面には、X方向に並んで配列され 複数の円筒面形状の屈折面(シリンドリカル レンズ群)119aaおよび119abがそれぞれピッチp1 形成されている。第2フライアイ部材119bの光 源側の面およびマスク側の面には、Z方向に んで配列された複数の円筒面形状の屈折面( リンドリカルレンズ群)119baおよび119bbがそ ぞれピッチp2(p2>p1)で形成されている。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 119のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第1フライアイ部 119aの光源側に形成された一群の屈折面119aa よってX方向に沿ってピッチp1で波面分割さ 、その屈折面で集光作用を受けた後、第1フ イアイ部材119aのマスク側に形成された一群 の屈折面119ab中の対応する屈折面で集光作用 受け、シリンドリカルマイクロフライアイ ンズ119の後側焦点面上に集光する。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 119のZ方向に関する屈折作用(すなわちYZ平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第2フライアイ部 119bの光源側に形成された一群の屈折面119ba よってZ方向に沿ってピッチp2で波面分割さ 、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フ イアイ部材119bのマスク側に形成された一群 の屈折面119bb中の対応する屈折面で集光作用 受け、シリンドリカルマイクロフライアイ ンズ119の後側焦点面上に集光する。

 このように、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ119は、シリンドリカルレンズ が両側面に配置された第1フライアイ部材119 aと第2フライアイ部材119bとにより構成され、 X方向にp1のサイズを有しZ方向にp2のサイズを 有する多数の矩形状の微小屈折面(単位波面 割面)を有する。すなわち、シリンドリカル イクロフライアイレンズ119は、Z方向に沿っ て長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有す 矩形状の単位波面分割面を有する。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 119を用いる場合も、図82のシリンドリカル イクロフライアイレンズ9と同様に、例えばV 字状の切削面からなる減光部を設けることに より、上述の実施形態と同様の効果を発揮す ることができる。具体的には、図93に示すよ に、一対のフライアイ部材119aおよび119bの ち、後側(マスク側)の第2フライアイ部材119b 射出側において、Z方向に隣り合う2つの屈 面119bbの間に、X方向に沿って直線状に延び V字状の切削面119cが設けられる。V字状の切 面119cは、一対の切削面119caにより構成され いる。

 さらに一般的には、シリンドリカルマイ ロフライアイレンズに限定されることなく 照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方 向に所定の屈折力を有する複数の第1屈折面 、複数の第1屈折面に対応するようにその後 に設けられて第1方向に所定の屈折力を有す る複数の第2屈折面とを備えた波面分割型の プティカルインテグレータに対して本発明 適用することができる。この場合、被照射 に達する光の位置がその中心から第1方向に って離れるにしたがって減光率の増大する 光率特性を有する減光部が、少なくとも2つ の隣り合う第2屈折面の間に設けられる。

 また、上述の説明では、オプティカルイ テグレータとしてのシリンドリカルマイク フライアイレンズ109,119に、V字状の切削面10 9c,119cからなる減光部を設けている。しかし がら、これに限定されることなく、例えばV 状の切削面109c,119cに対応するように設けら た反射膜、減光膜、光散乱膜などを用いて 光部を構成することもできる。

 また、上述の説明では、照明瞳に4極状の 瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち 4極照明を例にとって、本発明の作用効果を 明している。しかしながら、4極照明に限定 れることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布 形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数 極状の瞳強度分布が形成される複数極照明な どに対しても、同様に本発明を適用して同様 の作用効果を得ることができることは明らか である。

 また、図94に示すように、照明瞳に5極状 瞳強度分布が形成される変形照明を用い、5 極状の瞳強度分布23においてX方向に間隔を隔 てた一対の面光源23aおよび23bのみに減光作用 を与え、これら一対の面光源23aおよび23bに挟 まれて光軸AX上に位置する面光源23eに減光作 を与えないこともできる。この場合、シリ ドリカルマイクロフライアイレンズ109の第2 フライアイ部材109bの射出側における2つの屈 面109bbの間の領域のX方向に沿った全域では く、一対の面光源23aおよび23bに対応する領 のみにV字状の切削面109cを設ければ良い。

 第3実施形態の変形例にかかる露光装置の 構成を図95に概略的に示す。図95に示す露光 置は、シリンドリカルマイクロフライアイ ンズ109の代わりに、シリンドリカルマイク フライアイレンズ209及び減光ユニット210を えている点で、第3実施形態に係る露光装置 は異なる。

 図95に示すように、アフォーカルレンズ4 介した光は、ズームレンズ7を介して、オプ ティカルインテグレータとしてのシリンドリ カルマイクロフライアイレンズ209に入射する 。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 209は、図96に示すように、光源側に配置され 第1フライアイ部材(第1光学部材)209aとマス 側に配置された第2フライアイ部材(第2光学 材)209bとにより構成されている。第1フライ イ部材209aの光源側(入射側)の面および第2フ イアイ部材209bの光源側の面には、X方向に んで配列された複数の円筒面形状の屈折面( リンドリカルレンズ群)209aaおよび209baがそ ぞれピッチpxで形成されている。第1フライ イ部材209aのマスク側(射出側)の面および第2 ライアイ部材209bのマスク側の面には、Z方 に並んで配列された複数の円筒面形状の屈 面(シリンドリカルレンズ群)209abおよび209bb それぞれピッチpz(pz>px)で形成されている 図96に示したシリンドリカルマイクロフライ アイレンズ209は、たとえば米国特許第6913373 公報に開示されている。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 209のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第1フライアイ部 209aの光源側に形成された一群の屈折面209aa よってX方向に沿ってピッチpxで波面分割さ 、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フ イアイ部材209bの光源側に形成された一群の 屈折面209ba中の対応する屈折面で集光作用を け、シリンドリカルマイクロフライアイレ ズ209の後側焦点面上に集光する。シリンド カルマイクロフライアイレンズ209のZ方向に 関する屈折作用(すなわちYZ平面に関する屈折 作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した 平行光束は、第1フライアイ部材209aのマスク に形成された一群の屈折面209abによってZ方 に沿ってピッチpzで波面分割され、その屈 面で集光作用を受けた後、第2フライアイ部 209bのマスク側に形成された一群の屈折面209 bb中の対応する屈折面で集光作用を受け、シ ンドリカルマイクロフライアイレンズ209の 側焦点面上に集光する。

 このように、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ209は、シリンドリカルレンズ が両側面に配置された第1フライアイ部材209 aと第2フライアイ部材209bとにより構成されて いるが、X方向にpxのサイズを有しZ方向にpzの サイズを有する多数の矩形状の微小屈折面( 位波面分割面)が縦横に且つ稠密に一体形成 れたマイクロフライアイレンズと同様の光 的機能を発揮する。シリンドリカルマイク フライアイレンズ209では、微小屈折面の面 状のばらつきに起因する歪曲収差の変化を さく抑え、たとえばエッチング加工により 体的に形成される多数の微小屈折面の製造 差が照度分布に与える影響を小さく抑える とができる。

 所定面5の位置はズームレンズ7の前側焦 位置またはその近傍に配置され、シリンド カルマイクロフライアイレンズ209の入射面( なわち第1フライアイ部材209aの入射面)はズ ムレンズ7の後側焦点位置またはその近傍に 配置されている。換言すると、ズームレンズ 7は、所定面5とシリンドリカルマイクロフラ アイレンズ209の入射面とを実質的にフーリ 変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカ レンズ4の瞳面とシリンドリカルマイクロフ ライアイレンズ209の入射面とを光学的にほぼ 共役に配置している。したがって、シリンド リカルマイクロフライアイレンズ209の入射面 上には、アフォーカルレンズ4の瞳面と同様 、たとえば光軸AXを中心とした輪帯状の照野 が形成される。この輪帯状の照野の全体形状 は、ズームレンズ7の焦点距離に依存して相 的に変化する。シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ209の各単位波面分割面は、上 したように、Z方向に沿って長辺を有し且つX 方向に沿って短辺を有する矩形状であって、 マスクM上において形成すべき照明領域の形 (ひいてはウェハW上において形成すべき露光 領域の形状)と相似な矩形状である。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 209に入射した光束は二次元的に分割され、 の後側焦点面またはその近傍の位置(ひいて は照明瞳の位置)には、シリンドリカルマイ ロフライアイレンズ209の入射面に形成され 照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光 、すなわち光軸AXを中心とした輪帯状の実質 的な面光源からなる二次光源(瞳強度分布)が 成される。シリンドリカルマイクロフライ イレンズ209の直後には、減光ユニット210が 置されている。減光ユニット210の構成およ 作用については後述する。シリンドリカル イクロフライアイレンズ209の後側焦点面ま はその近傍には、必要に応じて、輪帯状の 次光源に対応した輪帯状の開口部(光透過部 )を有する照明開口絞り(不図示)が配置されて いる。照明開口絞りは、照明光路に対して挿 脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の 異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り 換え可能に構成されている。開口絞りの切り 換え方式として、たとえば周知のターレット 方式やスライド方式などを用いることができ る。照明開口絞りは、後述する投影光学系PL 入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置 れ、二次光源の照明に寄与する範囲を規定 る。

 本実施形態では、中心点P1に関する瞳強 分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布 の性状とをほぼ一致させるために、具体的に は周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22において 光源22a,22bの光強度の方が面光源22c,22dの光強 度よりも小さくなるように調整する調整手段 として減光ユニット210を備えている。図97は 本実施形態にかかる減光ユニットの要部構 および作用を説明する図である。図98は、 実施形態にかかる減光ユニットの全体構成 概略的に示す図である。図97を参照すると、 シリンドリカルマイクロフライアイレンズ209 を構成する一対のフライアイ部材209aおよび20 9bのうち、後側(マスク側)の第2フライアイ部 209bの射出側において、Z方向に隣り合う2つ 屈折面209bbの境界線209bcの直後に、境界線209 bcと平行にX方向に沿って直線状に延びる遮光 部材210aが配置されている。遮光部材210aは、 えば円形形状の断面を有し、適当な金属に り形成されている。また、遮光部材210aは、 図98に模式的に示すように、4極状の瞳強度分 布20においてX方向に間隔を隔てた一対の面光 源20aおよび20bに作用するように、Z方向に間 を隔てて所要の数(図98では例示的に4つ)だけ 配置されている。

 具体的に、本実施形態の減光ユニット210 、図98に示すように、Z方向に間隔を隔ててX 方向に沿って直線状に延びる複数の遮光部材 210aと、これらの複数の遮光部材210aを所定の 置に保持するために各遮光部材210aの両端を 支持する保持部材210bとにより構成されてい 。各遮光部材210aが所要の曲げ剛性を有しな 場合、各遮光部材210aに所要のテンションを 付与した状態でその両端を支持することによ り、各遮光部材210aを直線状に維持すること できる。なお、図97では、遮光部材210aの作 効果(ひいては減光ユニット210の作用効果)の 理解を容易にするために、Z方向に隣り合う2 の境界線209bcに対応するように一対の遮光 材210aが配置されている様子を示している。 97を参照すると、4極状の瞳強度分布20のう 、X方向に間隔を隔てた面光源20aおよび20bを 成する光はシリンドリカルマイクロフライ イレンズ209を通過した直後に遮光部材210aの 作用を受けるが、Z方向に間隔を隔てた面光 20cおよび20dを形成する光は遮光部材210aの作 を受けない。以下、図97を参照して、1つの 折面209bbを介して面光源20a(または20b)を構成 する多数の小光源のうちの1つの小光源20aa(ま たは20ba)を形成する光線群に着目して、減光 としての遮光部材210aの作用を説明する。

 ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1 達する光線群L1は、屈折面209bbのZ方向に沿っ た中央領域を通過する。したがって、光線群 L1は、遮光部材210aの作用を受けることなく、 屈折面209bbの屈折作用を受けて、本来の大き (光量)を有する小光源を照明瞳に形成する すなわち、光線群L1は、中心点P1に関する瞳 度分布21の面光源21a(または21b)を構成する多 数の小光源のうちの1つの小光源を本来の光 で形成する。一方、静止露光領域ER内の周辺 点P2に達する光線群L2は、屈折面209bbのZ方向 沿った中央領域から離れた領域を通過する その結果、屈折面209bbを経た光線群L2の一部 遮光部材210aに入射し、残部は遮光部材210a 入射することなく小光源の形成面(照明瞳の )に達する。遮光部材210aに入射して反射さ た光は、瞳強度分布の形成に寄与すること く、例えば照明光路の外側へ導き出される こうして、光線群L2は、一部が屈折面209bbの 折作用および遮光部材210aの減光作用を受け 、残部が屈折面209bbの屈折作用だけを受けて 本来の大きさよりも小さい小光源を照明瞳 形成する。すなわち、光線群L2は、周辺点P2 に関する瞳強度分布22の面光源22a(または22b) 構成する多数の小光源のうちの1つの小光源 、本来よりも小さい光量の小光源として形 する。

 遮光部材210aの作用(ひいては遮光ユニッ 210の減光部の作用)により、周辺点P2、P3に関 する瞳強度分布22は、中心点P1に関する瞳強 分布21とほぼ同じ性状の分布22’に調整され 。同様に、中心点P1と周辺点P2、P3との間でY 方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布 、ひいてはウェハW上の静止露光領域ER内の各 点に関する瞳強度分布も、中心点P1に関する 強度分布21とほぼ同じ性状の分布に調整さ る。換言すれば、遮光ユニット210の作用に り、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に する瞳強度分布は互いにほぼ同じ性状の分 に調整される。さらに別の表現をすれば、 リンドリカルマイクロフライアイレンズ209 直後に配置された減光部としての遮光部材21 0aは、各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ じ性状の分布に調整するために必要な所要 減光率特性、すなわち被照射面としての静 露光領域ERに達する光の位置が中心点P1から Y方向に沿って離れるにしたがって減光率の 大する所要の減光率特性を有する。減光部 所要の減光率特性は、上述したように、遮 部材210aの数、遮光部材210aの断面形状などを 適宜設定することにより実現される。

 以上のように、本実施形態の遮光ユニッ 210は、波面分割型のオプティカルインテグ ータとしてのシリンドリカルマイクロフラ アイレンズ209の射出側においてZ方向に隣り 合う屈折面209bbの境界線209bcの直後に配置さ 且つ境界線209bcと平行にX方向に沿って直線 に延びる遮光部材210aを備えている。減光部 しての遮光部材210aは、被照射面である静止 露光領域ERに達する光の位置が中心点P1からY 向に沿って離れるにしたがって減光率の増 する所要の減光率特性を有する。したがっ 、遮光部材210aの配置位置、数、断面形状な どを適宜設定して得られる遮光ユニット210の 減光部の作用により、被照射面上の各点に関 する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する ことができ、ひいては各点に関する瞳強度分 布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整するこ とが可能である。また、本実施形態の照明光 学系(2~13)では、ウェハW上の静止露光領域ER内 の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的 に調整する調整手段としての遮光ユニット210 と、光の入射位置に応じて変化する所要の透 過率特性を有し、各点に関する瞳強度分布を 一律に調整する濃度フィルター6との協働作 により、各点に関する瞳強度分布をそれぞ ほぼ均一に調整することができる。したが て、本実施形態の露光装置(2~WS)では、ウェ W上の静止露光領域ER内の各点での瞳強度分 をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系(2 ~13)を用いて、マスクMの微細パターンに応じ 適切な照明条件のもとで良好な露光を行う とができ、ひいてはマスクMの微細パターン を露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェ ハW上に忠実に転写することができる。

 本実施形態において、ウェハ(被照射面)W の光量分布が、例えば遮光ユニット210の減 部の調整作用の影響を受けることが考えら る。この場合、上述のように、必要に応じ 、公知の構成を有する光量分布調整部の作 により、静止露光領域ER内の照度分布を変 する、または静止露光領域(照明領域)ERの形 を変更して露光量分布を変更することがで る。

 なお、上述の説明では、波面分割型のオ ティカルインテグレータとして、図96に示 ような形態を有するシリンドリカルマイク フライアイレンズ209を用いている。しかし がら、これに限定されることなく、例えば 99に示すような別の形態を有するシリンドリ カルマイクロフライアイレンズ219を用いるこ ともできる。シリンドリカルマイクロフライ アイレンズ219は、図99に示すように、光源側 配置された第1フライアイ部材219aとマスク に配置された第2フライアイ部材219bとにより 構成されている。第1フライアイ部材219aの光 側の面およびマスク側の面には、X方向に並 んで配列された複数の円筒面形状の屈折面( リンドリカルレンズ群)219aaおよび219abがそれ ぞれピッチp1で形成されている。第2フライア イ部材219bの光源側の面およびマスク側の面 は、Z方向に並んで配列された複数の円筒面 状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)219baお よび219bbがそれぞれピッチp2(p2>p1)で形成さ ている。図99に示したシリンドリカルマイ ロフライアイレンズ219は、たとえば米国特 公開第2008/0074631号公報に開示されている。

 シリンドリカルマイクロフライアイレン 219のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面 に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿 って入射した平行光束は、第1フライアイ部 219aの光源側に形成された一群の屈折面219aa よってX方向に沿ってピッチp1で波面分割さ 、その屈折面で集光作用を受けた後、第1フ イアイ部材219aのマスク側に形成された一群 の屈折面219ab中の対応する屈折面で集光作用 受け、シリンドリカルマイクロフライアイ ンズ219の後側焦点面上に集光する。シリン リカルマイクロフライアイレンズ219のZ方向 に関する屈折作用(すなわちYZ平面に関する屈 折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射し た平行光束は、第2フライアイ部材219bの光源 に形成された一群の屈折面219baによってZ方 に沿ってピッチp2で波面分割され、その屈 面で集光作用を受けた後、第2フライアイ部 219bのマスク側に形成された一群の屈折面219 bb中の対応する屈折面で集光作用を受け、シ ンドリカルマイクロフライアイレンズ219の 側焦点面上に集光する。

 このように、シリンドリカルマイクロフ イアイレンズ219は、シリンドリカルレンズ が両側面に配置された第1フライアイ部材219 aと第2フライアイ部材219bとにより構成され、 X方向にp1のサイズを有しZ方向にp2のサイズを 有する多数の矩形状の微小屈折面(単位波面 割面)を有する。すなわち、シリンドリカル イクロフライアイレンズ219は、Z方向に沿っ て長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有す 矩形状の単位波面分割面を有する。シリン リカルマイクロフライアイレンズ219を用い 場合も、図96のシリンドリカルマイクロフラ イアイレンズ9の場合と同様に、例えば円形 状の断面を有する線状の遮光部材210aを備え 減光ユニット210を付設することにより、上 の実施形態と同様の効果を発揮することが きる。具体的には、図100に示すように、一 のフライアイ部材219aおよび219bのうち、後 (マスク側)の第2フライアイ部材219bの射出側 おいて、Z方向に隣り合う2つの屈折面219bbの 境界線219bcの直後に、境界線219bcと平行にX方 に沿って直線状に延びる遮光部材210aが配置 される。減光部としての遮光部材210aは、例 ば図98に模式的に示すように、X方向に間隔 隔てた一対の面光源20aおよび20bに作用する うに、Z方向に間隔を隔てて所要の数だけ配 されている。

 さらに一般的には、シリンドリカルマイ ロフライアイレンズに限定されることなく 照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方 向に所定の屈折力を有する複数の第1屈折面 、複数の第1屈折面に対応するようにその後 に設けられて第1方向に所定の屈折力を有す る複数の第2屈折面とを備えた波面分割型の プティカルインテグレータと組み合わせて いられる減光ユニットに対して本発明を適 することができる。この場合、被照射面に する光の位置がその中心から第1方向に沿っ 離れるにしたがって減光率の増大する減光 特性を有する減光部が、少なくとも2つの隣 り合う第2屈折面の境界線の直後に配置され 。

 また、上述の実施形態では、減光ユニッ 210の減光部が、円形形状の断面を有し且つ 光源20aに対応する位置から面光源20bに対応 る位置まで延びる遮光部材210a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、減光部の具体的な構成、ひいては 遮光部材の具体的な構成について、様々な形 態が可能である。例えば、図101に示すように 三角形状の断面を有する遮光部材210aaや、図1 02に示すように矩形形状の断面を有する遮光 材210abを用いることもできる。すなわち、 状の遮光部材の配置位置や数だけでなく、 の断面形状についても様々な形態が可能で る。また、図103に示すように、X方向に間隔 隔てた一対の面光源23a,23bのうち、一方の面 光源23aに対応して配置された複数の遮光部材 210acと、他方の面光源23bに対応して配置され 複数の遮光部材210adと、これらの遮光部材21 0ac,210adを所定の位置に保持するために各遮光 部材210ac,210adの一方の端だけを支持する保持 材210bとにより減光ユニット210を構成するこ ともできる。また、図104に示すように、面光 源23aおよび23bに対応する端部では断面積が比 較的大きく且つ中央部では断面積が比較的小 さい遮光部材(一般には長手方向に沿って変 する断面を有する遮光部材)210aeを用いるこ もできる。図103および図104の構成例では、 えば5極状の瞳強度分布においてX方向に間隔 を隔てた一対の面光源23aおよび23bのみに減光 作用を与え、これら一対の面光源23aおよび23b に挟まれて光軸AX上に位置する面光源23eに減 作用を与えないか、あるいは面光源23eに対 る不要な減光作用を小さく抑えるという利 がある。

 また、上述の実施形態では、線状の遮光 材210aを固定的に位置決めしている。しかし ながら、これに限定されることなく、1つま は複数の線状の遮光部材の位置および姿勢 いずれか一方を変更可能に構成することも きる。また、複数の線状の遮光部材を備え 場合には、一方の線状の遮光部材と他方の 状の遮光部材との相対的な位置および相対 な姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能 構成することもできる。この構成により、 光ユニットの減光部の減光率特性(減光率分 )の変更自由度を向上させることができる。 例えば、図105に示すように、複数の線状の遮 光部材210afを光軸AXに沿った方向すなわちY方 に一体的に移動可能または個別に移動可能 構成することができる。この場合、ある遮 部材210afが屈折面9bbから離れるにしたがっ 、当該遮光部材210afによる減光率が低下する 。また、図106に示すように、少なくとも1つ 線状の遮光部材210afをX方向に延びる軸(光軸A Xと直交する軸)廻りに回転可能に構成するこ もできる。この場合、ある遮光部材210afが 転するにしたがって、当該遮光部材210afのう ち屈折面209bbから離れる方の端部による減光 が低下する。

 図107に示すように、面光源20aに対して配 された複数の線状の遮光部材210agおよび面 源20bに対して配置された複数の線状の遮光 材210ahにおいて、XZ平面(光軸AXと直交する平 )内における各遮光部材の位置を一体的に変 更可能または個別に変更可能に構成すること により、減光率分布の変更自由度を向上させ ることもできる。なお、図107に示すように、 ある遮光部材と他の遮光部材との間で長さを 変えることもできる。また、図108に示すよう に、図107に示す状態から、例えば遮光部材210 agをY方向(光軸AXの方向)に移動可能に構成す ことにより、減光率分布の変更自由度を向 させることができる。なお、図108に示すよ に、面光源20aと20bとの間で対応する遮光部 の本数が異なるように変更することもでき 。さらに、図109に示すように、図107に示す 態から、例えば遮光部材210agをY方向に延び 軸(光軸AXまたは光軸AXと平行な軸)廻りに回 可能に構成することにより、減光率分布の 更自由度を向上させることもできる。

 また、図110に示すように、例えばZ方向に 延びた遮光部材210aiをX方向(Z方向および光軸A X方向と直交する方向)に延びる軸廻りに回転 能に構成することにより、減光率分布の変 自由度を向上させることもできる。図110の では、面光源20a内の領域において減光率分 を光軸からの距離に応じて変化したものと ている。なお、上述した図105~図110の各構成 例同士は互いに組み合わせることができ、そ の組み合わせは任意なものとすることができ る。

 図111A及び図111Bは、線状の遮光部材を移 可能に構成する際の駆動機構の一例を示し いる。図111Aは図105および図106に対応してお 、各遮光部材210afを光軸AXに沿った方向に移 動させ、且つ光軸AXと直交する軸廻りに回転 せる駆動機構を示し、図111Bは図107に対応し ており各遮光部材210ahの位置を変更する駆動 構を示している。

 図111Aにおいて、X方向に延びた各遮光部 210afは、それらの両端が駆動部31に接続され おり、これらの駆動部31は保持部材210b上に けられている。そして、各駆動部31は、遮 部材210afをX軸廻りに回転駆動させ、且つ遮 部材210afをY方向に沿って移動させる。ここ 、遮光部材210afの両端の駆動部31においてY方 向に沿った駆動量を同量とすれば、遮光部材 210afのY方向に沿った位置が変更される。遮光 部材210afの両端の駆動部31においてY方向に沿 た駆動量を異なる量とすれば、遮光部材210a fをZ軸廻りに回転できる。

 図111Bにおいて、X方向に延びた遮光部材 うち+Z方向側の遮光部材210agは駆動部32に接 されており、-Z方向側の遮光部材210ahは駆動 33に接続されている。これらの駆動部32およ び33は保持部材210b上に設けられている。そし て、各駆動部32は、遮光部材210agをZ軸廻りに 転させると共に、Z方向に沿った位置を変更 させる。また、各駆動部33は、遮光部材210ah Z軸廻りに回転させると共に、Z方向に沿った 位置を変更させる。

 なお、上述に示した遮光部材210の位置・ 勢の調整は、被照射面上の複数の位置での 輝度分布(瞳強度分布)の観測結果に基づい 、各位置での瞳輝度分布が所望の分布(強度) となるように、駆動部を制御することによっ て行われる。ここで、瞳輝度分布の観測に際 しては、たとえば特開2006-54328号公報や特開20 03-22967号公報およびこれに対応する米国特許 開第2003/0038225号公報に開示されている瞳輝 分布計測装置を用いることができる。

 上述の実施形態の露光装置は、本願特許 求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各 サブシステムを、所定の機械的精度、電気 精度、光学的精度を保つように、組み立て ことで製造される。これら各種精度を確保 るために、この組み立ての前後には、各種 学系については光学的精度を達成するため 調整、各種機械系については機械的精度を 成するための調整、各種電気系については 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 工程は、各種サブシステム相互の、機械的 続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管 続等が含まれる。この各種サブシステムか 露光装置への組み立て工程の前に、各サブ ステム個々の組み立て工程があることはい までもない。各種サブシステムの露光装置 の組み立て工程が終了したら、総合調整が われ、露光装置全体としての各種精度が確 される。なお、露光装置の製造は温度およ クリーン度等が管理されたクリーンルーム 行うことが望ましい。

 次に、上述の実施形態にかかる露光装置 用いたデバイス製造方法について説明する 図22は、半導体デバイスの製造工程を示す ローチャートである。図22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 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 S42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置 用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパタ ンをウェハW上の各ショット領域に転写し( 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 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 表面に生成されたレジストパターンをマス 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)。

 ここで、レジストパターンとは、上述の 施形態の露光装置によって転写されたパタ ンに対応する形状の凹凸が生成されたフォ レジスト層であって、その凹部がフォトレ スト層を貫通しているものである。ステッ S48では、このレジストパターンを介してウ 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 ングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一 が含まれる。なお、ステップS44では、上述 実施形態の露光装置は、フォトレジストが 布されたウェハWを、感光性基板つまりプレ トPとしてパターンの転写を行う。

 図23は、液晶表示素子等の液晶デバイス 製造工程を示すフローチャートである。図23 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 ルター形成工程(ステップS52)、セル組立工 (ステップS54)およびモジュール組立工程(ス ップS56)を順次行う。

 ステップS50のパターン形成工程では、プ 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 ト層の現像を行い、パターンに対応する形 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 ラス基板の表面を加工する加工工程とが含 れている。

 ステップS52のカラーフィルター形成工程 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 ーの組を水平走査方向に複数配列したカラ フィルターを形成する。

 ステップS54のセル組立工程では、ステッ S50によって所定パターンが形成されたガラ 基板と、ステップS52によって形成されたカ ーフィルター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 基板とカラーフィルターとの間に液晶を注 することで液晶パネルを形成する。ステッ S56のモジュール組立工程では、ステップS54 よって組み立てられた液晶パネルに対し、 の液晶パネルの表示動作を行わせる電気回 およびバックライト等の各種部品を取り付 る。

 また、本発明は、半導体デバイス製造用 露光装置への適用に限定されることなく、 えば、角型のガラスプレートに形成される 晶表示素子、若しくはプラズマディスプレ 等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮 素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気 ッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製 するための露光装置にも広く適用できる。 に、本発明は、各種デバイスのマスクパタ ンが形成されたマスク(フォトマスク、レチ 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 ことができる。

 なお、上述の実施形態では、露光光としてA rFエキシマレーザ光(波長:193nm)やKrFエキシマ ーザ光(波長:248nm)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、 たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF 2 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。

 また、上述の実施形態では、ウェハWのシ ョット領域にマスクMのパターンを走査露光 るステップ・アンド・スキャン方式の露光 置に対して本発明を適用している。しかし がら、これに限定されることなく、ウェハW 各露光領域にマスクMのパターンを一括露光 する動作を繰り返すステップ・アンド・リピ ート方式の露光装置に対して本発明を適用す ることもできる。

 また、上述の実施形態では、露光装置に いてマスクまたはウェハを照明する照明光 系に対して本発明を適用しているが、これ 限定されることなく、マスクまたはウェハ 外の被照射面を照明する一般的な照明光学 に対して本発明を適用することもできる。

 また、上述の第1及び第2実施形態の減光 段(例えば、フィン部材(遮光部材)9、遮光部9 、減光ユニット9、補正フィルター9、遮光部 95)は、異なる特性(異なる透過率特性を有す ること、及び透過フィルター領域が異なる場 所に設けられていることの双方又は何れか一 方)を持つ別の減光手段と交換可能に設けら ていてもよい。

 また、上述の実施形態の減光手段(例えば 、フィン部材(遮光部材)9、遮光部9、減光ユ ット9、補正フィルター9、遮光部材95)は、照 明光学系の内部の照明瞳空間に配置されるこ とには限定されず、当該照明瞳空間と共役な 投影光学系内の位置に配置されてもよい。す なわち、減光手段は、照明光学系に限らず、 露光光学系である投影光学系に配置されてい てもよい。図112及び図113に、減光手段が配置 された投影光学系の例を示す。

 図112に示す投影光学系PL1は、物体(例えば 、マスクM)の中間像を形成する屈折型結像光 系G1と、当該中間像の像を形成する反射屈 型結像光学系G2と、反射屈折型結像光学系G2 よる中間像の像を最終像としてウェハ面Wに 形成する屈折型結像光学系G3とを備える。こ 投影光学系PL1は、開口絞りが配置される面 びその共役面である瞳面PS1~PS3を備えている 。瞳面PS1及び瞳面PS3の近傍には、平行平面板 391、392が配置されており、これらの平行平面 板391、392のうち少なくとも何れか一方を、減 光手段とすることができる。

 図113に示す投影光光学系PL2は、物体(例えば 、マスクM)の中間像を形成する屈折型結像光 系G1と、当該中間像の像を形成する反射型 像光学系G2と、反射型結像光学系G2による中 像の像を最終像としてウェハ面Wに形成する 屈折型結像光学系G3とを備える。この投影光 系PL2は、開口絞りが配置される面及びその 役面である瞳面PS1~PS3を備えている。瞳面PS1 の近傍には、平行平面板391、392が配置されて おり、平行平面板391を減光手段とすることが できる。なお、平行平面板392を減光手段とし てもよい。
 また、上述の第1および第2実施形態では、 プティカルインテグレータとして、複数の 小レンズ面を備えた波面分割型のマイクロ ライアイレンズ(フライアイレンズ)を用いた が、その代わりに、内面反射型のオプティカ ルインテグレータ(典型的にはロッド型イン グレータ)を用いても良い。この場合、ズー レンズ7の後側にその前側焦点位置がズーム レンズ7の後側焦点位置と一致するように集 レンズを配置し、この集光レンズの後側焦 位置またはその近傍に入射端が位置決めさ るようにロッド型インテグレータを配置す 。このとき、ロッド型インテグレータの射 端がマスクブラインド11の位置になる。ロッ ド型インテグレータを用いる場合、このロッ ド型インテグレータの下流の結像光学系12内 、投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的 に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる 。また、ロッド型インテグレータの入射面の 位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成 されることになるため、この位置およびこの 位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶ ことができる。そして、上述の実施形態のフ ィン部材、減光ユニット、または補正フィル ターは、ロッド型インテグレータの下流の結 像光学系12内の、投影光学系PLの開口絞りASの 位置と光学的に共役な位置またはその近傍に 配置することができる。
 また、上述の実施形態において、投影光学 と感光性基板との間の光路中を1.1よりも大 な屈折率を有する媒体(典型的には液体)で たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。 の場合、投影光学系と感光性基板との間の 路中に液体を満たす手法としては、国際公 第WO99/49504号パンフレットに開示されている うな局所的に液体を満たす手法や、特開平6 -124873号公報に開示されているような露光対 の基板を保持したステージを液槽の中で移 させる手法や、特開平10-303114号公報に開示 れているようなステージ上に所定深さの液 槽を形成し、その中に基板を保持する手法 どを採用することができる。また、上述の 施形態において、米国公開公報第2006/0170901 及び第2007/0146676号に開示されるいわゆる偏 照明方法を適用することも可能である。

 以上説明した実施形態は、本発明の理解 容易にするために記載されたものであって 本発明を限定するために記載されたもので ない。したがって、上記の実施形態に開示 れた各要素は、本発明の技術的範囲に属す 全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ 。また、上記実施形態の各構成要素等は、 ずれの組み合わせ等も可能とすることがで る。




 
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