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において、感光性基板であるウェハWの法� ��方向に沿ってZ軸を、ウェハWの露光面内に� �いて図1の紙面に平行な方向に沿ってX軸を、 ウェハWの露光面内において図1の紙面に垂直� ��方向に沿ってY軸をそれぞれ設定している。

 図1を参照すると、本実施形態の露光装置 は、装置の光軸AXに沿って、空間光変調ユニ� ��ト3を含む照明光学系ILと、マスクMを支持す るマスクステージMSと、投影光学系PLと、ウ� �ハWを支持するウェハステージWSとを備えて� �る。本実施形態の露光装置では、照明光学� �ILを介した光源1からの照明光(露光光)を用い てマスクMを照明する。マスクMを透過した光� ��、投影光学系PLを介して、マスクMのパター� ��の像をウェハW上に形成する。

 光源1からの光に基づいてマスクMのパタ� �ン面(被照射面)を照明する照明光学系ILは、� ��間光変調ユニット3の作用により、複数極照 明(2極照明、4極照明など)、輪帯照明等の変� �照明を行う。照明光学系ILは、光軸AXに沿っ� ��光源1側から順に、ビーム送光部2と、空間� �変調ユニット3と、ズーム光学系4と、フライ アイレンズ5と、コンデンサー光学系6と、照� ��視野絞り(マスクブラインド)7と、視野絞り� ��像光学系8とを備えている。

 空間光変調ユニット3は、ビーム送光部2� �介した光源1からの光に基づいて、その遠視� ��領域(フラウンホーファー回折領域)に所望� �光強度分布(瞳強度分布)を形成する。空間光 変調ユニット3の構成および作用については� �述する。ビーム送光部2は、光源1からの入射 光束を適切な大きさおよび形状の断面を有す る光束に変換しつつ空間光変調ユニット3へ� �くとともに、空間光変調ユニット3に入射す� ��光束の位置変動および角度変動をアクティ� ��に補正する機能を有する。ズーム光学系4は 、空間光変調ユニット3からの光を集光して� �フライアイレンズ5へ導く。

 フライアイレンズ5は、例えば稠密に配列 された多数のレンズ素子からなる波面分割型 のオプティカルインテグレータである。フラ イアイレンズ5は、入射した光束を波面分割� �て、その後側焦点面にレンズ素子と同数の� �源像からなる二次光源(実質的な面光源)を形 成する。フライアイレンズ5の入射面は、ズ� �ム光学系4の後側焦点位置またはその近傍に� ��置されている。フライアイレンズ5として、 例えばシリンドリカルマイクロフライアイレ ンズを用いることができる。シリンドリカル マイクロフライアイレンズの構成および作用 は、例えば米国特許第6913373号公報に開示さ� �ている。また、フライアイレンズとして、� �えば米国特許第6741394号公報に開示されてい� ��マイクロフライアイレンズを用いることも� ��きる。ここでは、米国特許第6913373号公報お よび米国特許第6741394号公報の教示を参照と� �て援用する。

 本実施形態では、フライアイレンズ5によ り形成される二次光源を光源として、照明光 学系IL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の位置� �光学的に共役であり、二次光源の形成面を� �明光学系ILの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� �クMが配置される面、または投影光学系PLを� �めて照明光学系と考える場合にはウェハWが� ��置される面)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ILの� �明瞳面または当該照明瞳面と共役な面にお� �る光強度分布(輝度分布)である。フライアイ レンズ5による波面分割数が比較的大きい場� �、フライアイレンズ5の入射面に形成される� ��局的な光強度分布と、二次光源全体の大局� ��な光強度分布(瞳強度分布)とが高い相関を� �す。このため、フライアイレンズ5の入射面� ��よび当該入射面と光学的に共役な面におけ� ��光強度分布についても瞳強度分布と称する� ��とができる。

 コンデンサー光学系6は、フライアイレン ズ5から射出された光を集光して、照明視野� �り7を重畳的に照明する。照明視野絞り7から の光は、視野絞り結像光学系8を介して、マ� �クMのパターン形成領域の少なくとも一部に� ��明視野絞り7の開口部の像である照明領域を 形成する。なお、図1では、光軸(ひいては光� ��)を折り曲げるための光路折曲げミラーの設 置を省略しているが、必要に応じて光路折曲 げミラーを照明光路中に適宜配置することが 可能である。

 マスクステージMSにはXY平面(例えば水平� �)に沿ってマスクMが載置され、ウェハステー ジWSにはXY平面に沿ってウェハWが載置される� ��投影光学系PLは、照明光学系ILによってマス クMのパターン面上に形成される照明領域か� �の光に基づいて、ウェハWの露光面(投影面)� �にマスクMのパターンの像を形成する。こう� ��て、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY 平面)内においてウェハステージWSを二次元的 に駆動制御しながら、ひいてはウェハWを二� �元的に駆動制御しながら一括露光またはス� �ャン露光を行うことにより、ウェハWの各露� ��領域にはマスクMのパターンが順次露光され る。

 次に、図2および図3を参照して、空間光� �調ユニット3の構成および作用を説明する。� ��2は、空間光変調ユニット3およびズーム光� �系4の構成を概略的に示す図である。図3は、 空間光変調ユニット3が備える空間光変調器3a の部分斜視図である。空間光変調ユニット3� �、図2に示すように、例えば蛍石のような光� ��材料により形成されたプリズム3bと、プリ� �ム3bのYZ平面に平行な側面3baに近接して取り� ��けられた反射型の空間光変調器3aとを備え� �いる。プリズム3bを形成する光学材料は、蛍 石に限定されることなく、光源1が供給する� �の波長などに応じて、石英であっても良く� �の他の光学材料であっても良い。

 プリズム3bは、直方体の1つの側面(空間光 変調器3aが近接して取り付けられる側面3baと� ��向する側面)をV字状に凹んだ側面3bbおよび3b cと置き換えることにより得られる形態を有� �、XZ平面に沿った断面形状に因んでKプリズ� �とも呼ばれる。プリズム3bのV字状に凹んだ� �面3bbおよび3bcは、鈍角をなすように交差す� �2つの平面P1およびP2によって規定されている 。2つの平面P1およびP2はともにXZ平面と直交� �、XZ平面に沿ってV字状を呈している。

 2つの平面P1とP2との接線(Y方向に延びる直 線)P3で接する2つの側面3bbおよび3bcの内面は� �反射面R1およびR2として機能する。すなわち� ��反射面R1は平面P1上に位置し、反射面R2は平� ��P2上に位置し、反射面R1とR2とのなす角度は� ��角である。一例として、反射面R1とR2とのな す角度を120度とし、光軸AXに垂直なプリズム3 bの入射面IPと反射面R1とのなす角度を60度と� �、光軸AXに垂直なプリズム3bの射出面OPと反� �面R2とのなす角度を60度とすることができる� ��

 プリズム3bでは、空間光変調器3aが近接し て取り付けられる側面3baと光軸AXとが平行で� ��り、且つ反射面R1が光源1側(露光装置の上流 側:図2中左側)に、反射面R2がフライアイレン� ��5側(露光装置の下流側:図2中右側)に位置し� �いる。さらに詳細には、反射面R1は光軸AXに� ��して斜設され、反射面R2は接線P3を通り且つ XY平面に平行な面に関して反射面R1とは対称� �に光軸AXに対して斜設されている。プリズム 3bの側面3baは、後述するように、空間光変調� ��3aの複数のミラー要素SEが配列される面に対 向した光学面である。

 プリズム3bの反射面R1は、入射面IPを介し� ��入射した光を空間光変調器3aに向かって反� �する。空間光変調器3aは、反射面R1と反射面R 2との間の光路中に配置され、反射面R1を経て 入射した光を反射する。プリズム3bの反射面R 2は、空間光変調器3aを経て入射した光を反射 し、射出面OPを介してズーム光学系4へ導く。 図2にはプリズム3bを1つの光学ブロックで一� �的に形成した例を示しているが、後述する� �うに複数の光学ブロックを用いてプリズム3b を構成しても良い。

 空間光変調器3aは、反射面R1を経て入射し た光に対して、その入射位置に応じた空間的 な変調を付与して射出する。空間光変調器3a� ��、図3に示すように、二次元的に配列された 複数の微小なミラー要素(光学要素)SEを備え� �いる。説明および図示を簡単にするために� �図2および図3では空間光変調器3aが4×4=16個の ミラー要素SEを備える構成例を示しているが� ��実際には16個よりもはるかに多数のミラー� �素SEを備えている。

 図2を参照すると、光軸AXと平行な方向に� ��って空間光変調ユニット3に入射する光線群 のうち、光線L1は複数のミラー要素SEのうち� �ミラー要素SEaに、光線L2はミラー要素SEaとは 異なるミラー要素SEbにそれぞれ入射する。同 様に、光線L3はミラー要素SEa,SEbとは異なるミ ラー要素SEcに、光線L4はミラー要素SEa~SEcとは 異なるミラー要素SEdにそれぞれ入射する。ミ ラー要素SEa~SEdは、その位置に応じて設定さ� �た空間的な変調を光L1~L4に与える。

 空間光変調ユニット3では、空間光変調器 3aのすべてのミラー要素SEの反射面がYZ平面に 平行に設定された基準状態において、光軸AX� ��平行な方向に沿って反射面R1へ入射した光� �が、空間光変調器3aを経た後に、反射面R2に� ��り光軸AXと平行な方向に向かって反射され� �ように構成されている。また、空間光変調� �ニット3は、プリズム3bの入射面IPからミラー 要素SEa~SEdを経て射出面OPまでの空気換算長と 、プリズム3bが光路中に配置されていないと� ��の入射面IPに相当する位置から射出面OPに相 当する位置までの空気換算長とが等しくなる ように構成されている。ここで、空気換算長 とは、光学系中の光路長を屈折率1の空気中� �光路長に換算したものであり、屈折率nの媒� ��中の空気換算長は、その光路長に1/nを乗じ� ��ものである。

 空間光変調器3aは、ズーム光学系4の前側� ��点位置またはその近傍に配置されている。� ��間光変調器3aの複数のミラー要素SEa~SEdによ� ��て反射されて所定の角度分布が与えられた� ��は、ズーム光学系4の後側焦点面4aに所定の� ��強度分布SP1~SP4を形成する。すなわち、ズー ム光学系4は、空間光変調器3aの複数のミラー 要素SEa~SEdが射出光に与える角度を、空間光� �調器3aの遠視野領域(フラウンホーファー回� �領域)である面4a上での位置に変換している� �

 再び図1を参照すると、集光光学系として 機能するズーム光学系4の後側焦点面4aの位置 またはその近傍に、フライアイレンズ5の入� �面が位置決めされている。したがって、フ� �イアイレンズ5が形成する二次光源の光強度� ��布(輝度分布)は、空間光変調器3aおよびズー ム光学系4が形成する光強度分布SP1~SP4に応じ� ��分布となる。空間光変調器3aは、図3に示す� ��うに、平面形状の反射面を上面にした状態� ��1つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に 配列された多数の微小な反射素子であるミラ ー要素SEを含む可動マルチミラーである。

 各ミラー要素SEは可動であり、その反射� �の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾� �方向は、制御部CR(図3では不図示)からの指令 にしたがって作動する駆動部3c(図3では不図� �)の作用により独立に制御される。各ミラー� ��素SEは、その反射面に平行な二方向であっ� �互いに直交する二方向(Y方向およびZ方向)を� ��転軸として、所望の回転角度だけ連続的或� ��は離散的に回転することができる。すなわ� ��、各ミラー要素SEの反射面の傾斜を二次元� �に制御することが可能である。

 なお、各ミラー要素SEの反射面を離散的� �回転させる場合、回転角を複数の状態(例え� ��、・・・、-2.5度、-2.0度、・・・0度、+0.5度 ・・・+2.5度、・・・)で切り換え制御するの� ��良い。図3には外形が正方形状のミラー要素 SEを示しているが、ミラー要素SEの外形形状� �正方形に限定されない。ただし、光利用効� �の観点から、ミラー要素SEの隙間が少なくな るように配列可能な形状(最密充填可能な形� �)としても良い。また、光利用効率の観点か� ��、隣り合う2つの要素ミラーSEの間隔を必要� ��小限に抑えても良い。

 本実施形態では、空間光変調器3aとして� �二次元的に配列された複数のミラー要素SEの 向きを連続的に(または離散的に)それぞれ変� ��させる空間光変調器を用いている。このよ� ��な空間光変調器として、たとえば特表平10-5 03300号公報およびこれに対応する欧州特許公� ��第779530号公報、特開2004-78136号公報およびこ れに対応する米国特許第6,900,915号公報、特表 2006-524349号公報およびこれに対応する米国特� ��第7,095,546号公報、並びに特開2006-113437号公� �に開示される空間光変調器を用いることが� �きる。ここでは、欧州特許公開第779530号公� �、米国特許第6,900,915号公報、および米国特� �第7,095,546号公報の教示を参照として援用す� �。

 空間光変調器3aでは、制御部CRからの制御 信号に応じて作動する駆動部3cの作用により� ��複数のミラー要素SEの姿勢がそれぞれ変化� �、各ミラー要素SEがそれぞれ所定の向きに設 定される。空間光変調器3aの複数のミラー要� ��SEによりそれぞれ所定の角度で反射された� �は、ズーム光学系4を介して、フライアイレ� ��ズ5の後側焦点位置またはその近傍の照明瞳 に、複数極状(2極状、4極状など)、輪帯状等� �光強度分布(瞳強度分布)を形成する。この瞳 強度分布は、ズーム光学系4の作用により、� �似的に(等方的に)変化する。

 すなわち、ズーム光学系4およびフライア イレンズ5は、空間光変調ユニット3中の空間� ��変調器3aを介した光束に基づいて、照明光� �系ILの照明瞳に所定の光強度分布を形成する 分布形成光学系を構成している。さらに、フ ライアイレンズ5の後側焦点位置またはその� �傍の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳位� �、すなわち視野絞り結像光学系8の瞳位置お� ��び投影光学系PLの瞳位置(開口絞りASの位置)� ��も、瞳強度分布に対応する光強度分布が形� ��される。

 露光装置では、マスクMのパターンをウェ ハWに高精度に且つ忠実に転写するために、� �えばマスクMのパターン特性に応じた適切な� ��明条件のもとで露光を行うことが重要であ� ��。本実施形態では、複数のミラー要素SEの� �勢がそれぞれ個別に変化する空間光変調器3a を備えた空間光変調ユニット3を用いている� �で、空間光変調器3aの作用により形成される 瞳強度分布を自在に且つ迅速に変化させるこ とができる。

 しかしながら、空間光変調器3aを用いる� �実施形態の照明光学系ILでは、後述するよう に、規則的に配置された複数のミラー要素SE� ��間に設けられた格子状のミラー枠の上面か� ��発生した回折光が照明瞳面において回折干� ��縞を形成する。その結果、この回折干渉縞� ��影響により、所望の瞳強度分布を形成する� ��とが困難な場合がある。以下、図4を参照し て、回折干渉縞の発生および影響を説明する 。

 図4は、空間光変調器の典型的な構成を模 式的に示す断面図である。図4に示すように� �空間光変調器3aの典型的な構成例では、複数 のミラー要素SEがヒンジ(不図示)を介して基� �BA上に取り付けられ、複数のミラー要素SEの� ��にはミラー枠FRが設けられている。ミラー� �素SEは、例えば正方形状の微小な反射面を有 し、規則的に配置されている。したがって、 ミラー要素SEの間に設けられたミラー枠FRの� �面(図4中上側の面)は、例えば全体として格� �状の形態を有することになる。

 この場合、ミラー枠FRの規則的に配置され� �微小な上面に光L41(図中実線で示す)が入射す ると、ミラー枠FRの上面から反射回折光L42(図 中破線で示す)が発生する。なお、図4では、� ��の簡略化のために、左端のミラー枠FRの上� �への入射光41だけを示しているが、入射光41� ��実際には空間光変調器3aの全体に同じ角度� �入射している。このとき、ミラー要素SEのピ ッチPと、光の波長λと、ミラー枠FRの上面へ� ��光L41の入射角θ ₀ と、ミラー枠FRの上面からのN次回折光の回折 角θ _N との間には、次の式(1)に示す関係が成立する 。
sinθ _N -sinθ ₀ =N×λ/P    (1)

 このように、本実施形態の照明光学系IL� �は、複数のミラー要素SEにより反射された所 要光が照明瞳に形成する本来の光強度分布と 、ミラー枠FRの上面から発生した不要光とし� ��の回折光が照明瞳に形成する光強度分布(回 折干渉縞)とからなる瞳強度分布が得られる� �換言すれば、本実施形態の照明光学系ILでは 、特段の策を講じない限り、ミラー枠FRの上� ��からの回折光により形成される回折干渉縞� ��分だけ所望の瞳強度分布を得ることができ� ��い。

 図4に示す構成例では複数のミラー要素SE� ��間にミラー枠FRが設けられ、ミラー枠FRの上 面が複数のミラー要素SEの各々の周囲におい� ��回折光を発生させる回折光発生領域を構成� ��ている。なお、ミラー枠を設けない構成例� ��おいても、複数のミラー要素SEの微小な格� �状の隙間から基盤の表面に達した光が回折� �を発生させ、ひいては照明瞳に回折干渉縞� �形成する。この場合、複数のミラー要素SEの 微小な隙間に対応する格子状の基盤表面領域 が、複数のミラー要素SEの各々の周囲におい� ��回折光を発生させる回折光発生領域を構成� ��ることになる。

 本実施形態では、空間光変調器3aの各ミ� �ー要素SEの周囲において回折光を発生させる 回折光発生領域(図4ではミラー枠FRの上面)と� ��この回折光発生領域への入射光(図4では光L4 1)との相対的な角度を時間の経過に応じて適� ��変化させる。その結果、本実施形態では、� ��明瞳に形成される回折干渉縞の位置が時間� ��経過に応じて変化し、いわゆる時間的な平� ��化効果により瞳強度分布に対する回折干渉� ��の影響が低減され、ひいては所望の瞳強度� ��布を実現することができる。

 こうして、本実施形態の照明光学系ILで� �、空間光変調器3aにおいて規則的に配置され た多数の微小なミラー要素SEの周囲の回折光� ��生領域から発生する回折光の影響を抑えて� ��所望の瞳強度分布を実現することができる� ��また、本実施形態の露光装置(3~WS)では、回� ��光の影響を抑えて所望の瞳強度分布を実現� ��る照明光学系ILを用いて、マスクMのパター� ��特性に応じて実現された適切な照明条件の� ��とで良好な露光を行うことができる。

 具体的に、本実施形態の第1手法では、図 5に示すように、制御部CRからの制御信号に応 じて作動する第1可変部3dの作用により、空間 光変調器3a全体の姿勢を、ひいては回折光発� ��領域の姿勢を時間の経過に応じて変化させ� ��。第1可変部3dとして、例えば空間光変調器3 aとプリズム3bの側面3baとの間において有効光 束が通過しない領域に取り付けられた駆動素 子(ピエゾ素子など)を用いることができる。

 空間光変調器3a全体の姿勢が変化すると� �ミラー枠FRの上面の向き、基盤BAの表面の向� ��、および各ミラー要素SEの反射面の向きも� �様に変化する。一方、空間光変調器3aへの入 射光Liの向きは、空間光変調器3a全体の姿勢� �変化しても不変である。なお、図5では、図� ��簡略化のために、左端のミラー枠FRの上面� �の入射光Liだけを示しているが、入射光Liは� ��際には空間光変調器3aの全体に同じ角度で� �射している。したがって、ミラー枠FRの上面 (または基盤BAの表面)の回折光発生領域から� �生する不要光としての回折光Ldの向きは、空 間光変調器3a全体の姿勢の変化に伴って変動� ��る。

 同様に、駆動部3cにより各ミラー要素SEの 姿勢を積極的に変化させない限り、各ミラー 要素SEからの反射光Lrの向きも、空間光変調� �3a全体の姿勢の変化に伴って変動する。その 結果、回折光発生領域からの回折光Ldにより� ��明瞳に形成される回折干渉縞の位置が時間� ��経過に応じて変動するとともに、各ミラー� ��素SEでの反射光Lrによって照明瞳に形成され る光強度分布(本来必要とする瞳強度分布)の� ��置も時間の経過に応じて変動する。

 本実施形態の露光装置において、例えば� ��キシマレーザ光源のようにパルス光を供給� ��るレーザ光源を用いる場合に、照明瞳での� ��折干渉縞の位置変動による所要の平均化効� ��を得るには、1回の一括露光に要するパルス 数すなわち露光パルス数の光照射の間に、空 間光変調器3a全体を例えば所要の角度範囲に� ��って往復傾斜させても良い。あるいは、露� ��パルス数の光照射の間に、空間光変調器3a� �体を例えば所要の角度範囲に亘って片道傾� �させても良い。

 また、スキャン露光を適用する際には、� ��ェハW上の1点当たりに照射すべき最小露光� �ルス数Nminの光照射の間に、空間光変調器3a� �体を例えば所要の角度範囲に亘って往復傾� �させるか、最小露光パルス数Nminの光照射の� ��に、空間光変調器3a全体を例えば所要の角� �範囲に亘って片道傾斜させても良い。なお� �最小露光パルス数Nminとは、露光量制御を再� ��するに必要最低限のパルス数であり、例え� ��予め計測された装置定数としてのパルスエ� ��ルギーのばらつき(3δの値)δHと平均パルス� �ネルギー密度Hとの比δH/Hに基づいて求めら� �る。すなわち、最小露光パルス数Nminは積算� ��光量のばらつきを所定の許容値以内に抑え� ��ために必要なパルス数である。

 従って、典型的にはウェハW上の走査露光 範囲(ショット領域)内の各点にNパルスずつ照 明光ILが照射される。なお、N≧Nminであれば� �その走査露光範囲での積算光量が各点でほ� �等しくなり、特に非走査方向であっても走� �露光範囲での積算光量分布がほぼ均一にな� �、即ちその積算光量むらが所定の許容値以� �に抑えられる。但し、N≧Nminを満足するNパ� �スの照射光ILを走査露光範囲の各点に照射し ても、非走査方向の積算光量分布が均一化さ れないときは、積算光量のばらつきを所定の 許容値以内に抑えるに必要なパルス数だけで よく、非走査方向の積算光量分布を均一化す るのに必要なパルス数をも考慮して、最小露 光パルス数Nminを決定しておいても良い。

 上述したように、空間光変調器3a全体の� �勢の変化に同期して、各ミラー要素SEでの反 射光Lrが照明瞳に形成する光強度分布の位置� ��変動するが、反射光Lrによる本来の光強度� �布の位置変動が許容範囲内であれば、空間� �変調器3a全体の姿勢を変化させても駆動部3c� ��よる各ミラー要素SEの姿勢の調整を行う必� �はない。この場合、反射光Lrによる本来の光 強度分布の位置変動と同様に回折光Ldによる� ��折干渉縞の位置変動が僅かであっても、瞳� ��度分布に対する回折干渉縞の悪影響は低減� ��れる。

 一方、各ミラー要素SEでの反射光Lrが照明 瞳に形成する光強度分布の位置変動が許容範 囲を超えている場合、空間光変調器3a全体の� ��勢の変化に応じて、駆動部3cにより各ミラ� �要素SEの姿勢を調整する必要がある。この場 合、図5に示すように、空間光変調器3a全体の 姿勢が変化しても、入射光Liと各ミラー要素S Eの反射面との相対的な角度(ひいては各ミラ� ��要素SEからの反射光Lrの向き)が常に一定に� �たれるように、各ミラー要素SEの姿勢を個別 に調整すれば良い。換言すれば、空間光変調 器3a全体の姿勢が変化しても、空間光変調器3 aの外の空間軸に対して各ミラー要素SEの反射 面が一定の角度を保つように各ミラー要素SE� ��姿勢を個別に調整することにより、反射光L rによる本来の光強度分布の位置を変動させ� �ことなく、回折光Ldによる回折干渉縞の位置 だけを変動させることができる。

 あるいは、入射光Liと各ミラー要素SEの反 射面との相対的な角度(ひいては各ミラー要� �SEからの反射光Lrの向き)を一定に保たなくて も、各ミラー要素SEからの反射光Lrが照明瞳� �形成する光強度分布がほとんど変動しない� �うに、パルス毎に各ミラー要素SEの姿勢を所 要の姿勢に切り換える調整も可能である。換 言すれば、空間光変調器3aの外の空間軸に対� ��て各ミラー要素SEの反射面を一定の角度に� �たなくても、反射光Lrによる本来の光強度分 布が静止するようにパルス毎に各ミラー要素 SEの姿勢を個別に調整することにより、回折� ��Ldによる回折干渉縞の位置だけを変動させ� �ことができる。

 本実施形態の第2手法では、図6に示すよ� �に、制御部CRからの制御信号に応じて作動す る第2可変部3eの作用により、反射面および屈 折面を持つプリズム3bの姿勢を、ひいては回� ��光発生領域への入射光Liの向きを時間の経� �に応じて変化させる。第2可変部3eとして、� �えばプリズム3bに取り付けられた駆動素子(� �エゾ素子など)を用いることができる。プリ� ��ム3bの姿勢が変化すると、空間光変調器3aへ の入射光Liの向きが変化する。一方、ミラー� ��FRの上面の向き、基盤BAの表面の向き、およ び各ミラー要素SEの反射面の向きは、プリズ� ��3bの姿勢が変化しても不変である。

 したがって、ミラー枠FRの上面(または基� ��BAの表面)の回折光発生領域から発生する不� ��光としての回折光Ldの向きおよび各ミラー� �素SEからの反射光Lrの向きは、プリズム3bの� �勢の変化に伴って変動する。その結果、回� �光Ldによって照明瞳に形成される回折干渉縞 の位置および反射光Lrによって照明瞳に形成� ��れる光強度分布の位置は時間の経過に応じ� ��変動する。

 各ミラー要素SEからの反射光Lrによる光強 度分布の位置変動が許容範囲内であれば、プ リズム3bの姿勢を変化させても駆動部3cによ� �各ミラー要素SEの姿勢の調整を行う必要はな い。一方、各ミラー要素SEでの反射光Lrが照� �瞳に形成する光強度分布の位置変動が許容� �囲を超えている場合、プリズム3bの姿勢の変 化に応じて、駆動部3cにより各ミラー要素SE� �姿勢を個別に調整する必要がある。この場� �、各ミラー要素SEの姿勢の調整は、第1の手� �における調整と同様である。なお、プリズ� �3bの反射面または屈折面は光学面とみなすこ とができる。この第2手法では、プリズム3bを 導光光学系と見なすことができ、プリズム3b� ��反射面を導光光学系の一部とみなすことが� ��きる。

 上述の第2手法では、プリズム3bの姿勢を� ��化させることにより回折光発生領域への入� ��光Liの向きを変化させている。しかしなが� �、これに限定されることなく、例えば図7に� ��す第3手法のように、プリズム3bへ入射する� ��の向きを変化させることにより回折光発生� ��域への入射光Liの向きを変化させることも� �きる。具体的に、本実施形態の第3手法では� ��制御部CRからの制御信号に応じて作動する� �3可変部11aの作用により、例えばプリズム3b� �入射側に配置されて所定の角度をなす2つの� ��面(屈折面)を持つ偏角プリズム11を光軸AX廻� ��に回転させる。この偏角プリズム11の屈折� �は光学面とみなすことができる。この第3手� ��においては、偏角プリズム11を導光光学系� �一部とみなすことができる。

 こうして、光軸AX廻りに回転する偏角プ� �ズム11の作用により、プリズム3bへ入射する� ��の向きが、ひいては回折光発生領域への入� ��光Liの向きが時間の経過に応じて変化する� �図7では、プリズム3bへ入射する光の向きを� �化させる手段として光軸AX廻りに回転する偏 角プリズム11を例示しているが、例えばプリ� ��ム3bの前側に配置された光路折曲げ用の平� �ミラーを振動させることによりプリズム3bへ 入射する光の向きを変化させることもできる 。

 なお、上述の説明では、空間光変調器3a� �複数のミラー要素が配列される面に対向し� �光学面を有するプリズム部材として、1つの� ��学ブロックで一体的に形成されたKプリズム 3bを用いている。しかしながら、これに限定� ��れることなく、例えば図8に示すような一対 のプリズム31と32とにより、Kプリズム3bと同� �の機能を有するプリズム部材を構成するこ� �ができる。この場合、プリズム31と32との接� ��面を光が通るため、接触面の研磨が必要で� ��る。場合によっては、プリズム31と32との間 でオプチカルコンタクトが必要になる。

 また、例えば図9に示すような平行平面板 33と一対の三角プリズム34および35とにより、 Kプリズム3bと同様の機能を有するプリズム部 材を構成することができる。三角プリズム34� ��35とは互いに接触しないため、三角プリズ� �34と35との間にオプチカルコンタクトは不要� ��ある。平行平面板33と三角プリズム34および 35とは互いに接触していても良いし、間隔を� ��てていても良い。平行平面板33は空間光変� �器3aのカバーガラスの機能も果たすので、空 間光変調器3aの寿命後の交換時には、平行平� ��板33および空間光変調器3aを交換するだけで 三角プリズム34および35を交換する必要はな� �。

 また、例えば図10に示すような平行平面� �36と一対の平面ミラー37および38とにより、K� ��リズム3bと同様の機能を有する組立て光学� �材を構成することができる。図10の構成は、 図9における三角プリズム34および35を平面ミ� ��ー37および38で置き換えたものである。この 場合、図9の構成例と同様に、空間光変調器3a の寿命後の交換時には、平行平面板36および� ��間光変調器3aを交換するだけで平面ミラー37 および38を交換する必要はない。また、図9の 構成例に比して、平面ミラー37から平行平面� ��36へ入射する光の屈折分だけ、空間光変調� �3aへ入射する光の角度を小さくすることがで きる。

 この図10の構成例において、上述の第2手� ��を適用する場合には、空間光変調器3aの入� �側に位置する平面ミラー37の姿勢を変化させ ればよい。なお、平面ミラー37および38の姿� �を一体的に変化させる構成であってもよい� �これら平面ミラー37および38の反射面は光学� ��とみなすことができる。また、この平面ミ� ��ー37を導光光学系の一部とみなすことがで� �る。

 また、上述の説明では、二次元的に配列� ��れて個別に制御される複数の光学要素を有� ��る空間光変調器として、二次元的に配列さ� ��た複数の反射面の向き(角度:傾き)を個別に� ��御可能な空間光変調器を用いている。しか� ��ながら、これに限定されることなく、たと� ��ば二次元的に配列された複数の反射面の高� ��(位置)を個別に制御可能な空間光変調器を� �いることもできる。このような空間光変調� �としては、たとえば特開平6-281869号公報及び これに対応する米国特許第5,312,513号公報、並 びに特表2004-520618号公報およびこれに対応す� ��米国特許第6,885,493号公報の図1dに開示され� �空間光変調器を用いることができる。これ� �の空間光変調器では、二次元的な高さ分布� �形成することで回折面と同様の作用を入射� �に与えることができる。なお、上述した二� �元的に配列された複数の反射面を持つ空間� �変調器を、たとえば特表2006-513442号公報およ びこれに対応する米国特許第6,891,655号公報や 、特表2005-524112号公報およびこれに対応する� ��国特許公開第2005/0095749号公報の開示に従っ� ��変形しても良い。

 また、上述の説明では、複数のミラー要� ��を有する反射型の空間光変調器を用いてい� ��が、これに限定されることなく、たとえば� ��国特許第5,229,872号公報に開示される透過型� ��空間光変調器を用いても良い。ここでは、� ��国特許第5,312,513号公報、米国特許第6,885,493� ��公報、米国特許第6,891,655号、米国特許公開� ��2005/0095749号公報、および米国特許第5,229,872� ��公報の教示を参照として援用する。

 なお、上述の実施形態では、空間光変調� ��ニットを用いて瞳強度分布を形成する際に� ��瞳輝度分布計測装置で瞳強度分布を計測し� ��つ、この計測結果に応じて空間光変調ユニ� ��ト中の空間光変調器を制御してもよい。こ� ��ような技術は、たとえば特開2006-54328号公報 や特開2003-22967号公報およびこれに対応する� �国特許公開第2003/0038225号公報に開示されて� �る。ここでは、米国特許公開第2003/0038225号� �報の教示を参照として援用する。

 また、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� ��およびこれに対応する米国特許公開第2007/02 96936号公報に開示されている。また、DMDのよ� ��な非発光型の反射型空間光変調器以外に、� ��過型空間光変調器を用いても良く、自発光� ��の画像表示素子を用いても良い。なお、パ� ��ーン面が横置きの場合であっても可変パタ� ��ン形成装置を用いても良い。ここでは、米� ��特許公開第2007/0296936号公報の教示を参照と� ��て援用する。

 なお、上述の実施形態では、オプティカ� ��インテグレータとして、フライアイレンズ5 を用いているが、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� �ッド型インテグレータ)を用いても良い。こ� ��場合、ズーム光学系4の後側にその前側焦点 位置がズーム光学系4の後側焦点位置と一致� �るように集光レンズを配置し、この集光レ� �ズの後側焦点位置またはその近傍に入射端� �位置決めされるようにロッド型インテグレ� �タを配置する。このとき、ロッド型インテ� �レータの射出端が照明視野絞り7の位置にな� ��。ロッド型インテグレータを用いる場合、� ��のロッド型インテグレータの下流の視野絞� ��結像光学系8内の、投影光学系PLの開口絞りA Sの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と� �ぶことができる。また、ロッド型インテグ� �ータの入射面の位置には、照明瞳面の二次� �源の虚像が形成されることになるため、こ� �位置およびこの位置と光学的に共役な位置� �照明瞳面と呼ぶことができる。ここで、ズ� �ム光学系4と上記の集光レンズとを、オプテ� ��カルインテグレータと空間光変調器との間� ��光路中に配置された集光光学系とみなすこ� ��ができ、ズーム光学系4、上記の集光レンズ およびロッド型インテグレータを分布形成光 学系とみなすことができる。

 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� ��行っても良い。

 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11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11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、上述の実施形態の投影露光� ��置を用い、マスク(レチクル)Mに形成された� ��ターンをウェハW上の各ショット領域に転写 し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了し たウェハWの現像、つまりパターンが転写さ� �たフォトレジストの現像を行う(ステップS46: 現像工程)。その後、ステップS46によってウ� �ハWの表面に生成されたレジストパターンを� ��スクとし、ウェハWの表面に対してエッチン グ等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。

 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12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12 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� ��ルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(� ��テップS54)およびモジュール組立工程(ステ� �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)を用いることができる。ま た、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� ��給するF ₂ レーザ光源などを用いることもできる。

 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� �開第WO99/49504号パンフレットに開示されてい� ��ような局所的に液体を満たす手法や、特開� ��6-124873号公報に開示されているような露光� �象の基板を保持したステージを液槽の中で� �動させる手法や、特開平10-303114号公報に開� �されているようなステージ上に所定深さの� �体槽を形成し、その中に基板を保持する手� �などを採用することができる。ここでは、� �際公開第WO99/49504号パンフレット、特開平6-12 4873号公報および特開平10-303114号公報の教示� �参照として援用する。

 また、上述の実施形態において、米国特� ��公開第2006/0170901号公報及び米国特許公開第2 007/0146676号公報に開示されるいわゆる偏光照� ��方法を適用することも可能である。ここで� ��、米国特許公開第2006/0170901号公報及び米国� ��許公開第2007/0146676号公報の教示を参照とし� ��援用する。

 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� ��般的な照明光学系に対して本発明を適用す� ��こともできる。