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Title:
LIGHT TRANSMISSION OPTICAL SYSTEM, ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/050966
Kind Code:
A1
Abstract:
An illumination optical system of which a reflection characteristic of a reflecting member such as a reflection mirror and a total reflection forty-five degree prism can be stably maintained. The illumination optical system of the present invention is provided with a light transmission optical system (5) for transmitting a light flux from a light source to an effective diffraction optical surface of a diffraction optical element (61). The light transmission optical system comprises light flux splitting members (51a, 51b) which split an incident light flux (L) into a first light flux (L1) and a second light flux (L2), reflecting members (53a, 53b, 54a, 54b) that are arranged in the optical path between the light flux splitting members and the diffraction optical element, and light guide members (56a, 56b) which guide the first light flux to a first area (61a) in the effective diffraction optical surface and the second light flux to a second area (61b) in the effective diffraction optical surface.

Inventors:
MURAMATSU, Kouji (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 31, 1008331, JP)
Application Number:
JP2008/066526
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
September 12, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NIKON CORPORATION (2-3 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 31, 1008331, JP)
株式会社ニコン (〒31 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 Tokyo, 1008331, JP)
International Classes:
H01L21/027; G02B19/00
Domestic Patent References:
2005-04-21
Foreign References:
JP2005236088A2005-09-02
JP2005093522A2005-04-07
JPH07135145A1995-05-23
Attorney, Agent or Firm:
YAMAGUCHI, Takao (Daiichi Bldg, 10 Kanda-tsukasacho 2-chom, Chiyoda-ku Tokyo 48, 1010048, JP)
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Claims:
光源からの光束を所定面上の特定領域まで送光する送光光学系において、
 前記光源と前記所定面との間の光路中に配置されて、入射光束を第1光束と第2光束とに分割する光束分割部材と、
 前記光束分割部材と前記所定面との間の光路中に配置された少なくとも1つの反射部材と、
 前記少なくとも1つの反射部材と前記所定面との間の光路中に配置されて、前記第1光束を前記特定領域内の第1領域へ導き且つ前記第2光束を前記特定領域内の第2領域へ導く導光部材とを備えていることを特徴とする送光光学系。
前記光束分割部材は、前記入射光束を前記第1光束と前記第2光束とに波面分割する波面分割部材を有し、
 前記波面分割部材と前記少なくとも1つの反射部材との間の光路中に配置されて、前記第1光束および前記第2光束の断面を拡大する光束拡大部材をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の送光光学系。
前記導光部材と前記少なくとも1つの反射部材との間の光路中に配置されて、前記第1光束および前記第2光束の断面を縮小する光束縮小部材をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の送光光学系。
前記導光部材は、前記第2光束を前記第1領域と隣接する前記第2領域へ導くことを特徴とする請求項2または3に記載の送光光学系。
前記光束分割部材は、前記入射光束を前記第1光束と前記第2光束とに振幅分割する振幅分割部材を有することを特徴とする請求項1に記載の送光光学系。
前記振幅分割部材は、前記入射光束の一部を透過させて前記第1光束を生成し且つ前記入射光束の一部を反射して前記第2光束を生成するビームスプリッターを有し、
 前記導光部材と前記少なくとも1つの反射部材との間の光路中に配置されて、前記第1光束および前記第2光束の断面を縮小する光束縮小部材をさらに備えていることを特徴とする請求項5に記載の送光光学系。
前記光束分割部材は、前記入射光束を互いに偏光状態の異なる前記第1光束と前記第2光束とに分割する偏光分割部材を有し、
 前記導光部材は、前記第1光束と前記第2光束とを合成する偏光ビームスプリッターを有することを特徴とする請求項1に記載の送光光学系。
入射光束の光束断面形状を異なる光束断面形状に変換する回折光学素子と共に用いられ、
 前記特定領域は、前記回折光学素子の有効回折光学面であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の送光光学系。
前記光源から供給される光束の位置および角度のうちの少なくとも一方を検出する検出部と、該検出部の出力に基づいて前記少なくとも1つの反射部材の姿勢を制御する制御部とを備えている光束追尾装置と組み合わせて使用されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の送光光学系。
前記光束分割部材は、前記入射光束から前記第1光束と前記第2光束とを同時に生成することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の送光光学系。
光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の送光光学系を備え、前記特定領域は前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された回折光学素子の有効回折光学面であることを特徴とする照明光学系。
前記回折光学素子は、前記送光光学系からの光束に基づいて所定形状の瞳輝度分布を形成することを特徴とする請求項11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11または12に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
請求項13に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
 前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
 前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
Description:
送光光学系、照明光学系、露光 置、およびデバイス製造方法

 本発明は、送光光学系、照明光学系、露 装置、およびデバイス製造方法に関する。 らに詳細には、本発明は、半導体素子、撮 素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等の バイスをリソグラフィー工程で製造するた の露光装置に好適な照明光学系に関するも 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束が、オプティカルイ テグレータとしてのフライアイレンズ(また はマイクロフライアイレンズ)を介して、多 の光源からなる実質的な面光源としての二 光源を形成する。二次光源からの光束は、 ンデンサーレンズにより集光された後、所 のパターンが形成されたマスクを重畳的に 明する。

 マスクを透過した光は投影光学系を介し ウェハ上に結像し、感光性基板としてのウ ハ上にはマスクパターンが投影露光(転写) れる。なお、マスク上に設けられる回路パ ーンの高密度化に伴い、露光光(照明光)の短 波長化、投影光学系の高開口数化、高感度レ ジストの開発などが盛んである。一般に、露 光装置において高スループットを維持するこ とは生産性の観点から重要である。

 露光装置において、光源からの光により スクを照明する照明光学系では、例えばArF キシマレーザ光源から射出された光束の光 を90度折り曲げるための光路折曲げ手段と て、反射ミラーや全反射45度プリズム(直角 リズム)を用いることが多い。しかしながら 反射ミラーや全反射45度プリズムでは、入 光束のエネルギ量、エネルギ密度、照射時 などに依存して、反射膜や光学材料が劣化 易い。

 また、反射ミラーや全反射45度プリズム は、光学面(反射面、入射面、射出面など)へ の物質の付着、光学面の光化学反応による損 傷等に起因して、すなわち光学面の「曇り」 という現象に起因して反射率などが低下し易 い。いわゆる「曇り」に起因する反射率など の低下は、入射光束のエネルギ量、エネルギ 密度、照射時間などに依存して発生し易い。

 本発明は、前述の課題に鑑みてなされた のであり、反射ミラーや全反射45度プリズ のような反射部材の光学特性を安定的に維 することのできる照明光学系を提供するこ を目的とする。また、本発明は、反射ミラ や全反射45度プリズムのような反射部材の光 学特性を安定的に維持することのできる照明 光学系を用いて、高スループットな露光を安 定的に行うことのできる露光装置を提供する ことを目的とする。

 前記課題を解決するために、本発明の第1形 態では、光源からの光束を所定面上の特定領 域まで送光する送光光学系において、
 前記光源と前記所定面との間の光路中に配 されて、入射光束を第1光束と第2光束とに 割する光束分割部材と、
 前記光束分割部材と前記所定面との間の光 中に配置された少なくとも1つの反射部材と 、
 前記少なくとも1つの反射部材と前記所定面 との間の光路中に配置されて、前記第1光束 前記特定領域内の第1領域へ導き且つ前記第2 光束を前記特定領域内の第2領域へ導く導光 材とを備えていることを特徴とする送光光 系を提供する。

 本発明の第2形態では、光源からの光により 被照射面を照明する照明光学系において、
 第1形態の送光光学系を備え、前記特定領域 は前記光源と前記被照射面との間の光路中に 配置された回折光学素子の有効回折光学面で あることを特徴とする照明光学系を提供する 。

 本発明の第3形態では、所定のパターンを 照明するための第2形態の照明光学系を備え 前記所定のパターンを感光性基板に露光す ことを特徴とする露光装置を提供する。

 本発明の第4形態では、第3形態の露光装置 用いて、前記所定のパターンを前記感光性 板に露光する露光工程と、
 前記パターンが転写された前記感光性基板 現像し、前記パターンに対応する形状のマ ク層を前記感光性基板の表面に形成する現 工程と、
 前記マスク層を介して前記感光性基板の表 を加工する加工工程とを含むことを特徴と るデバイス製造方法を提供する。

 本発明の照明光学系では、送光光学系中 照明光路を複線化することにより、送光光 系中の反射部材に入射する光束のエネルギ 度を約1/2に低減しつつ、回折光学素子の有 回折光学面に所望の断面および照度を有す 光束を入射させることができる。したがっ 、本発明では、従来技術に比して、反射膜 光学材料が劣化し難く、且つ「曇り」に起 する反射率などの低下も発生し難い。

 こうして、本発明では、反射ミラーや全 射45度プリズムのような反射部材の光学特 を安定的に維持することのできる照明光学 を実現することができる。その結果、本発 の露光装置では、反射ミラーや全反射45度プ リズムのような反射部材の光学特性を安定的 に維持することのできる照明光学系を用いて 、高スループットな露光を安定的に行うこと ができ、ひいては良好なデバイスを高スルー プットで製造することができる。

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。 図1の送光光学系の内部構成を概略的に 示す図である。 第1変形例にかかる送光光学系の内部構 成を概略的に示す図である。 第2変形例にかかる送光光学系の要部構 成を概略的に示す図である。 半導体デバイスの製造工程を示すフロ チャートである。 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造 程を示すフローチャートである。

符号の説明

1 光源
3 検出部
4 制御部
5 送光光学系
6 ビーム形状可変部
7 マイクロフライアイレンズ(フライアイレ ズ)
8 コンデンサー光学系
9 マスクブラインド(照明視野絞り)
10 結像光学系
61 回折光学素子
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ

 本発明の実施形態を、添付図面に基づい 説明する。図1は、本発明の実施形態にかか る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図1を参照すると、本実施形態の露光装置は 露光光(照明光)を供給するための光源1とし 、たとえば約193nmの波長を有する光を供給す るArFエキシマレーザ光源または約248nmの波長 有する光を供給するKrFエキシマレーザ光源 備えている。

 光源1から射出されたほぼ平行な光束は、 必要に応じて所定の矩形状の断面を有する光 束に整形された後、ビームスプリッター2に 射する。ビームスプリッター2で反射されて 明光路の外部へ取り出された光束は、光源1 から供給される光束の位置および角度を検出 する検出部3に入射する。検出部3で検出され 光束の位置情報および角度情報は、制御部4 に供給される。制御部4は、後述するように 検出部3の出力に基づいて、送光光学系5中の 反射部材の姿勢を制御する。検出部3と制御 4とを備える光束追尾装置については周知で り、その内部構成の説明を省略する。

 一方、ビームスプリッター2を透過して照 明光路に沿って導かれた光束は、送光光学系 5に入射する。送光光学系5の内部構成および 用については後述する。送光光学系5を経た 光束は、ビーム形状可変部6を介して、マイ ロフライアイレンズ(またはフライアイレン )7に入射する。送光光学系5は、入射光束を 段のビーム形状可変部6へ導くとともに、ビ ーム形状可変部6へ入射する光束の位置変動 よび角度変動をアクティブに補正する機能 有する。

 ビーム形状可変部6は、回折光学素子61、 倍光学系(不図示)などを含み、マイクロフ イアイレンズ7の入射面に形成される照野の きさおよび形状を、ひいてはマイクロフラ アイレンズ7の後側焦点面に形成される実質 的な面光源の大きさおよび形状を変化させる 機能を有する。回折光学素子61は、入射光束 光束断面形状を異なる光束断面形状に変換 る光学素子である。一般に、回折光学素子 、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッ を有する段差を形成することによって構成 れ、入射ビームを所望の角度に回折する作 を有する。

 マイクロフライアイレンズ7は、たとえば 縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力 を有する微小レンズからなる光学素子であり 、平行平面板にエッチング処理を施して微小 レンズ群を形成することによって構成されて いる。マイクロフライアイレンズでは、互い に隔絶されたレンズエレメントからなるフラ イアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ (微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一 的に形成されている。しかしながら、レン 要素が縦横に配置されている点でマイクロ ライアイレンズはフライアイレンズと同じ 面分割型のオプティカルインテグレータで る。なお、マイクロフライアイレンズ7に代 えて、回折光学素子や角柱状のロッド型イン テグレータのようなオプティカルインテグレ ータを用いることもできる。

 マイクロフライアイレンズ7に入射した光 束は多数の微小レンズにより二次元的に分割 され、光束が入射した各微小レンズの後側焦 点面には光源がそれぞれ形成される。こうし て、マイクロフライアイレンズ7の後側焦点 には、多数の光源からなる実質的な面光源( 下、「二次光源」という)が形成される。マ イクロフライアイレンズ7の後側焦点面(照明 )に形成された二次光源(瞳輝度分布)からの 束は、コンデンサー光学系8を介した後、マ スクブラインド9を重畳的に照明する。

 なお、マイクロフライアイレンズ7の後側 または前側に開口絞りを配置して光束を制限 することも可能である。こうして、照明視野 絞りとしてのマスクブラインド9には、マイ ロフライアイレンズ7を構成する各微小レン の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野 形成される。マスクブラインド9の矩形状の 開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学 10の集光作用を受けた後、所定のパターン 形成されたマスク(レチクル)Mを重畳的に照 する。

 すなわち、結像光学系10は、マスクブラ ンド9の矩形状開口部の像をマスクM上に形成 することになる。マスクMを透過した光束は 投影光学系PLを介して、感光性基板であるウ ェハW上にマスクパターンの像を形成する。 うして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平 内においてウェハWを二次元的に駆動制御し ながら一括露光またはスキャン露光を行うこ とにより、ウェハWの各露光領域にはマスクM パターンが逐次露光される。

 図2は、図1の送光光学系の内部構成を概 的に示す図である。本実施形態の送光光学 5では、図2に示すように、照明光路に沿って 入射した光束Lが、一対のひし形プリズム51a よび51bの作用により、第1光束L1と第2光束L2 に波面分割される。すなわち、第1光束L1お び第2光束L2が光束Lから同時に生成される。 し形プリズム51aを経た第1光束L1は、シリン リカルレンズ群52aの作用により、その断面 図2の紙面に沿って拡大された後、全反射45 プリズム(以下、「直角プリズム」という)53 aに入射する。

 同様に、ひし形プリズム51bを経た第2光束 L2は、シリンドリカルレンズ群52bの作用によ 、その断面が図2の紙面に沿って拡大された 後、直角プリズム53bに入射する。以下、説明 の理解を容易にするために、光束L1およびL2 断面がシリンドリカルレンズ群52aおよび52b より図2の紙面に沿って2倍に拡大されるもの とする。この場合、直角プリズム53aおよび53b に入射する光束L1およびL2のエネルギ密度は 送光光学系5に入射する光束Lのエネルギ密度 の1/2に低減される。

 直角プリズム53aに入射した第1光束L1は、9 0度偏向されて射出された後、直角プリズム54 aに入射する。直角プリズム54aに入射した第1 束L1は、90度偏向されて射出された後、シリ ンドリカルレンズ群55aに入射する。同様に、 直角プリズム53bに入射した第2光束L2は、90度 向されて射出された後、直角プリズム54bに 射する。直角プリズム54bに入射した第2光束 L2は、90度偏向されて射出された後、シリン リカルレンズ群55bに入射する。

 シリンドリカルレンズ群55aに入射した第1 光束L1は、その断面が図2の紙面に沿って例え ば1/2に縮小された後、ひし形プリズム56aに入 射する。シリンドリカルレンズ群55bに入射し た第2光束L2も、その断面が図2の紙面に沿っ 同じく1/2に縮小された後、ひし形プリズム56 bに入射する。その結果、ひし形プリズム56a よび56bに入射する光束L1およびL2のエネルギ 度は、送光光学系5に入射する光束Lとほぼ じエネルギ密度に戻る。

 ひし形プリズム56aから射出された第1光束 L1は、回折光学素子61の入射面の第1領域61aへ かれる。一方、ひし形プリズム56bから射出 れた第2光束L2は、回折光学素子61の入射面 おいて第1領域61aと図2中鉛直方向に沿って隣 接する第2領域61bへ導かれる。第1領域61aおよ 第2領域61bは、回折光学素子61の有効回折光 面61cの範囲内にある。

 こうして、回折光学素子61には、送光光 系5への入射光束Lと同じ断面を有し且つほぼ 同じエネルギ密度(照度)を有する光束(L1,L2)が 入射する。ただし、送光光学系5中に配置さ て光路折曲げ手段として機能する4つの直角 リズム53a,53b,54a,54bに入射する光束L1,L2のエ ルギ密度は、送光光学系5に入射する光束Lの エネルギ密度の約1/2に低減されている。

 ちなみに、従来技術にしたがって、送光 学系5への入射光束Lを2つの直角プリズムを して回折光学素子61へ導く場合、2つの直角 リズムに入射する光束のエネルギ密度は送 光学系5に入射する光束Lのエネルギ密度と ぼ同じである。逆に言えば、従来技術にお て、直角プリズムに入射する光束のエネル 密度を送光光学系5に入射する光束Lのエネル ギ密度の約1/2に低減するには、例えば整形光 学系の作用により直角プリズムへの入射光束 の断面を拡大する必要がある。その場合、直 角プリズムが大型化し、その製造が極めて困 難になってしまう。

 本実施形態では、送光光学系5中の照明光 路を複線化することにより、送光光学系5中 直角プリズム53a,53b,54a,54bに入射する光束L1,L2 のエネルギ密度を約1/2に低減しつつ、回折光 学素子61に所望の断面および照度を有する光 を入射させることができる。したがって、 実施形態では、従来技術に比して、反射部 としての直角プリズム53a,53b,54a,54bを形成す 光学材料が劣化し難く、且つ「曇り」に起 する反射率などの低下も発生し難い。

 こうして、本実施形態では、直角プリズ 53a,53b,54a,54bの反射特性を安定的に維持する とのできる照明光学系(2,5~10)を実現するこ ができる。その結果、本実施形態の露光装 では、直角プリズム53a,53b,54a,54bの反射特性 安定的に維持することのできる照明光学系(2 ,5~10)を用いて、高スループットな露光を安定 的に行うことができる。

 また、前述したように、本実施形態の露 装置では、光束追尾装置中の検出部3が光源 1から供給される光束の位置および角度を随 検出し、制御部4は検出部3の出力に基づいて 送光光学系5中の直角プリズム53a,53b,54a,54bの 勢を制御する。こうして、送光光学系5は、 射光束Lを後段のビーム形状可変部6中の回 光学素子61へ導くとともに、回折光学素子61 入射する光束の位置変動および角度変動を クティブに補正することができる。

 なお、上述の実施形態では、光路折曲げ 段として直角プリズム53a,53b,54a,54bを用いて るが、これに限定されることなく、例えば 射ミラーのような他の反射部材を用いるこ もできる。この場合も、反射ミラーに入射 る光束のエネルギ密度が低減されるので、 射膜が劣化し難く、且つ「曇り」に起因す 反射率などの低下も発生し難い。

 また、上述の実施形態では、入射光束Lを 第1光束L1と第2光束L2とに波面分割する波面分 割部材として、一対のひし形プリズム51aおよ び51bを用いている。また、シリンドリカルレ ンズ群55aを経た第1光束L1を回折光学素子61の 1領域61aへ導き且つシリンドリカルレンズ群 55bを経た第2光束L2を回折光学素子61の第2領域 61bへ導く導光部材として、一対のひし形プリ ズム56aおよび56bを用いている。しかしながら 、これに限定されることなく、波面分割部材 および導光部材の構成については様々な形態 が可能である。

 また、上述の実施形態では、一対のひし プリズム51a,51bの直後に配置されて第1光束L1 および第2光束L2の断面を拡大する光束拡大部 材として、シリンドリカルレンズ群52aおよび 52bを用いている。また、一対のひし形プリズ ム56a,56bの直前に配置されて第1光束L1および 2光束L2の断面を縮小する光束縮小部材とし 、シリンドリカルレンズ群55aおよび55bを用 ている。しかしながら、これに限定される となく、光束拡大部材および光束縮小部材 構成については様々な形態が可能である。

 また、上述の実施形態では、ひし形プリ ム56aから射出された第1光束L1が入射する第1 領域61aと、ひし形プリズム56bから射出された 第2光束L2が入射する第2領域61bとが互いに隣 している。しかしながら、これに限定され ことなく、第1領域61aおよび第2領域61bについ ては、回折光学素子61の有効回折光学面61cの 囲内において様々な配置が可能である。

 また、上述の実施形態では、送光光学系5 への入射光束Lを第1光束L1と第2光束L2とに分 する光束分割部材として、一対のひし形プ ズム51aおよび51bからなる波面分割部材を用 ている。しかしながら、これに限定される となく、図3に示すように、送光光学系5への 入射光束Lを互いに偏光状態の異なる第1光束L 3と第2光束L4とに分割する偏光分割部材を用 る変形例も可能である。

 図3に示す変形例では、送光光学系5への 射光束Lが、偏光分割部材としての偏光ビー スプリッター71により、P偏光の第1光束L3とS 偏光の第2光束L4とに分割される。すなわち、 偏光ビームスプリッター71により、第1光束L3 よび第2光束L4が光束Lから同時に生成される 。以下、説明の理解を容易にするために、偏 光ビームスプリッター71による偏光分割の結 、光束L3およびL4のエネルギ密度が送光光学 系5への入射光束Lのエネルギ密度の約1/2に低 されるものとする。

 偏光ビームスプリッター71を透過した第1 束L3は、直角プリズム72aにより偏向され、1/ 2波長板73aを介してS偏光になり、偏光ビーム プリッター74に入射する。一方、偏光ビー スプリッター71で反射された第2光束L4は、直 角プリズム72bにより偏向され、1/2波長板73bを 介してP偏光になり、偏光ビームスプリッタ 74に入射する。S偏光状態の第1光束L3とP偏光 態の第2光束L4とは、導光部材としての偏光 ームスプリッター74を介して合成される。

 偏光ビームスプリッター74を介して合成 れた光束L5は、回折光学素子61の有効回折光 面内の所定領域へ入射する。こうして、回 光学素子61には、送光光学系5への入射光束L と同じ断面を有し且つほぼ同じエネルギ密度 (照度)を有する合成光束L5が入射する。また 送光光学系5中の2つの直角プリズム72a,72bに 射する光束L3,L4のエネルギ密度は、送光光学 系5に入射する光束Lのエネルギ密度の約1/2に 減されている。

 したがって、図3に示す変形例では、送光 光学系5中の直角プリズム72a,72bに入射する光 L3,L4のエネルギ密度を約1/2に低減しつつ、 折光学素子61に所望の断面および照度を有す る光束を入射させることができる。その結果 、図3に示す変形例においても図2の実施形態 同様に、光路折曲げ手段としての直角プリ ム72a,72bを形成する光学材料が劣化し難く、 且つ「曇り」に起因する反射率などの低下も 発生し難い。

 あるいは、図4に示すように、ビームスプ リッター81のような振幅分割部材を用いて、 光光学系5への入射光束Lを第1光束L6と第2光 L7とに振幅分割する変形例も可能である。 4に示す変形例では、入射光束Lの一部がビー ムスプリッター81を透過し、入射光束Lの一部 がビームスプリッター81で反射される。すな ち、ビームスプリッター81により、第1光束L 6および第2光束L7が光束Lから同時に生成され 。以下、説明の理解を容易にするために、 ームスプリッター81を透過した第1光束L6、 よびビームスプリッター81で反射された第2 束L7のエネルギ密度が、送光光学系5への入 光束Lのエネルギ密度の約1/2に低減されるも とする。

 ビームスプリッター81を透過した第1光束L 6は、直角プリズム82aおよび83aにより順次偏 された後、シリンドリカルレンズ群84aに入 する。一方、ビームスプリッター81で反射さ れた第2光束L7は、直角プリズム82bにより偏向 された後、シリンドリカルレンズ群84bに入射 する。シリンドリカルレンズ群84aに入射した 第1光束L6は、その断面が図4の紙面に沿って えば1/2に縮小された後、回折光学素子61(図4 は不図示)の有効回折光学面内の第1領域へ 射する。

 シリンドリカルレンズ群84bに入射した第2 光束L7も、その断面が図4の紙面に沿って同じ く1/2に縮小された後、回折光学素子61の有効 折光学面内において図4中鉛直方向に沿って 第1領域から間隔を隔てた第2領域へ入射する その結果、回折光学素子61に入射する光束L6 およびL7のエネルギ密度は、送光光学系5に入 射する光束Lとほぼ同じエネルギ密度に戻る

 なお、必要に応じて、回折光学素子61の 前において光束L6の光路および光束L7の光路 うちの少なくとも一方の光路中に光束を平 移動させる光学部材を付設することにより 第1光束L6が入射する第1領域と第2光束L7が入 射する第2領域とを図4中鉛直方向に沿って隣 させることもできる。

 こうして、回折光学素子61には、送光光 系5への入射光束Lと同じ断面積を有し且つほ ぼ同じエネルギ密度(照度)を有する光束(L6,L7) が入射する。また、送光光学系5中の3つの直 プリズム82a,82b,83aに入射する光束L6,L7のエネ ルギ密度は、送光光学系5に入射する光束Lの ネルギ密度の約1/2に低減されている。すな ち、図4に示す変形例においても、送光光学 系5中の直角プリズム82a,82b,83aに入射する光束 L6,L7のエネルギ密度を約1/2に低減しつつ、回 光学素子61に所望の断面および照度を有す 光束を入射させることができる。

 なお、上述の実施形態では、マスクの代 りに、所定の電子データに基づいて所定パ ーンを形成する可変パターン形成装置を用 ることができる。このような可変パターン 成装置を用いれば、パターン面が縦置きで 同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。 お、可変パターン形成装置としては、たと ば所定の電子データに基づいて駆動される 数の反射素子を含むDMD(デジタル・マイクロ ミラー・デバイス)を用いることができる。DM Dを用いた露光装置は、例えば特開2004-304135号 公報、国際特許公開第2006/080285号パンフレッ に開示されている。また、DMDのような非発 型の反射型空間光変調器以外に、透過型空 光変調器を用いても良く、自発光型の画像 示素子を用いても良い。なお、パターン面 横置きの場合であっても可変パターン形成 置を用いても良い。

 また、上述の実施形態において、投影光 系と感光性基板との間の光路中を1.1よりも きな屈折率を有する媒体(典型的には液体) 満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い この場合、投影光学系と感光性基板との間 光路中に液体を満たす手法としては、国際 開番号WO99/49504号公報に開示されているよう 局所的に液体を満たす手法や、特開平6-12487 3号公報に開示されているような露光対象の 板を保持したステージを液槽の中で移動さ る手法や、特開平10-303114号公報に開示され いるようなステージ上に所定深さの液体槽 形成し、その中に基板を保持する手法など 採用することができる。

 また、上述の実施形態において、米国特 公開第2006/0203214号公報、米国特許公開第2006 /0170901号公報、および米国特許公開第2007/01466 76号公報に開示される偏光照明方法を適用し も良い。ここで、米国特許公開第2006/0203214 公報に開示される偏光制御部、米国特許公 第2006/0170901号公報および米国特許公開第2007 /0146676号公報に開示される偏光状態切換部は 導光部材と特定領域に配置され得る回折光 素子との間に配置することができる。

 また、上述の実施形態においては、送光 学系中の複数の照明光路を同時に用いたが 複数の照明光路のうちの1つのみを用いても よい。この場合、光束分割部材として、入射 光束を複数の光束に時分割するための光路切 換ミラーを用い、ある特定の時間では光源か らの光束を1つの照明光路へ導き、その特定 時間の経過後に光路切換ミラーを用いて光 からの光束を別の照明光路へ導く。この構 では、複数の照明光路のうちの照明光が通 しない光路中に配置される光学部材を、送 を止めることなく交換することが可能とな 。

 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5は、半導体デバイスの製造工程を示すフ ローチャートである。図5に示すように、半 体デバイスの製造工程では、半導体デバイ の基板となるウェハWに金属膜を蒸着し(ステ ップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材 であるフォトレジストを塗布する(ステップS 42)。つづいて、上述の実施形態の投影露光装 置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパ ターンをウェハW上の各ショット領域に転写 (ステップS44:露光工程)、この転写が終了し ウェハWの現像、つまりパターンが転写され フォトレジストの現像を行う(ステップS46: 像工程)。その後、ステップS46によってウェ Wの表面に生成されたレジストパターンをマ スクとし、ウェハWの表面に対してエッチン 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 施形態の投影露光装置によって転写された ターンに対応する形状の凹凸が生成された ォトレジスト層であって、その凹部がフォ レジスト層を貫通しているものである。ス ップS48では、このレジストパターンを介し ウェハWの表面の加工を行う。ステップS48で 行われる加工には、例えばウェハWの表面の ッチングまたは金属膜等の成膜の少なくと 一方が含まれる。なお、ステップS44では、 述の実施形態の投影露光装置は、フォトレ ストが塗布されたウェハWを、感光性基板つ りプレートPとしてパターンの転写を行う。

 図6は、液晶表示素子等の液晶デバイスの 製造工程を示すフローチャートである。図6 示すように、液晶デバイスの製造工程では パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィ ルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ス テップS54)およびモジュール組立工程(ステッ 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、上述の実施形態の投影露光装 置を用いて回路パターンおよび電極パターン 等の所定のパターンを形成する。このパター ン形成工程には、上述の実施形態の投影露光 装置を用いてフォトレジスト層にパターンを 転写する露光工程と、パターンが転写された プレートPの現像、つまりガラス基板上のフ トレジスト層の現像を行い、パターンに対 する形状のフォトレジスト層を生成する現 工程と、この現像されたフォトレジスト層 介してガラス基板の表面を加工する加工工 とが含まれている。

 ステップS52のカラーフィルタ形成工程で 、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドッ トの組をマトリックス状に多数配列するか、 またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタ 組を水平走査方向に複数配列したカラーフ ルタを形成する。

 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 ーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル )を組み立てる。具体的には、例えばガラス 板とカラーフィルタとの間に液晶を注入す ことで液晶パネルを形成する。ステップS56 モジュール組立工程では、ステップS54によ て組み立てられた液晶パネルに対し、この 晶パネルの表示動作を行わせる電気回路お びバックライト等の各種部品を取り付ける

 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、光源からの 束を回折光学素子の有効回折光学面まで送 する送光光学系に対して本発明を適用して る。しかしながら、これに限定されること く、一般に、光源からの光束を所定面上の 定領域まで送光する送光光学系に対して本 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 いてマスクを照明する照明光学系に対して 発明を適用しているが、これに限定される となく、マスク以外の被照射面を照明する 般的な照明光学系や被加工面に光照射を行 レーザ加工装置、レーザアニール装置など 対して本発明を適用することもできる。