JP2002015987A - 露光装置、露光装置の製造方法及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 たとえばマスク上の照明領域を規定する結像
光学系の収差や倍率変動に起因する重複露光部分での露
光量の不均一性を良好に抑えて、良好なオーバーラップ
露光を行うことのできる露光装置。 【解決手段】 感光性基板（Ｐ）上にマスク（Ｒ）の転
写用パターンを重複露光することにより、マスク上の転
写用パターンよりも大きなパターンを感光性基板に露光
する露光装置。照明光学系（２１〜３３）は、マスクと
光学的にほぼ共役な位置に配置されてマスク上に形成す
べき照明領域に対応する所定領域を規定する照明領域規
定手段（３０）と、この照明領域規定手段により規定さ
れた所定領域をマスク上に投影してマスク上に照明領域
を形成する結像光学系（１００）とを有する。マスク上
に形成される照明領域または感光性基板上に形成される
露光領域での光学特性を調整するための調整手段（４
１，４５）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等のマイクロデバイスの製造に用いられる露光
装置、およびその露光装置を用いたマイクロデバイスの
製造方法、さらには露光装置の製造方法に関する。特
に、本発明は、単位領域のパターンの一部分同士を感光
性基板上で互いに重ね合わせることによって大面積のパ
ターンを形成する、所謂画面合成を行うのに好適な露光
装置、およびその露光装置を用いたマイクロデバイスの
製造方法、さらには露光装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の露光装置では、露光対象
となる感光性基板の大型化に対処するため、感光性基板
の露光領域を複数の単位領域に分割して各単位領域に応
じた露光を繰り返し、最終的に所望のパターンを合成す
る画面合成の手法が用いられている。この画面合成を行
う際には、パターン投影用のレチクル（マスク）の描画
誤差や投影光学系のディストーション、感光性基板を位
置決めするステージの位置決め誤差等に起因する各露光
領域の境界位置でのパターンの切れ目の発生を防止する
ために、各露光領域の境界を微少量だけ重ね合わせて露
光を行う。

【０００３】しかしながら、露光領域を単に重ね合わせ
ると、重複露光部分（露光が２回（一般には複数回）行
われる領域）の露光量が非重複露光部分（露光が１回だ
け行われる領域）の露光量の２倍になり、感光剤の特性
によってはパターンの継ぎ目部分の線幅が変化すること
になる。また、画面合成を行うと、隣接する露光領域同
士の位置ずれによってパターンの継ぎ目部分に段差が発
生し、デバイスの特性が損なわれることがある。さら
に、画面合成された単層のパターンを多層に重ね合わせ
る工程を各層毎に異なる露光装置に分担させた場合、各
露光装置のレンズディストーションやステージの位置決
め誤差などの相違によって各層の露光領域の重ね合わせ
誤差がパターンの継ぎ目部分で不連続に変化し、特にア
クティブマトリックス液晶デバイスではパターン継ぎ目
部分でコントラストが不連続に変化してデバイスの品質
が低下することになる。

【０００４】以上のような画面合成上の不都合を除去す
ることのできる露光装置が、たとえば特開平６−３０２
５０１号公報に開示されている。この公報に開示された
露光装置では、露光サイズを決定するためのレチクルブ
ラインド部に、所望のパターンが得られるように露光量
を制御することのできる機能を付加している。そして、
この露光量制御可能なレチクルブラインド機能を用い
て、感光性基板上の異なる領域に対してパターン像の一
部同士が重なり合うように光学像を形成する際に重複露
光部分の露光量を徐々に変化させることにより、上述の
不都合を解消している。

【０００５】更に、特開平６−２４４０７７号公報や特
開平７−２３５４６６号公報に開示された露光装置で
は、レチクルとほぼ共役な位置に配置されたレチクルブ
ラインドに、中心からその外側に向かって透過率が１０
０〜０％になるように減光された数ｍｍの幅の減光部を
形成している。そして、この減光部を介して重複露光部
分への露光を行い、重複露光部分の露光量と非重複露光
部分の露光量とがほぼ等しくなるように構成している。

【０００６】特に、特開平７−２３５４６６号公報に開
示された露光装置では、遮光部と開口部との間に形成さ
れた減光部において、遮光部に向かうにしたがって密度
が大きくなるように遮光性部材を形成している。更に詳
しくは、減光部において、ガラス基板上に露光装置の限
界解像力以下の大きさを有するドット状のＣｒ（クロ
ム）パターンを、その密度が遮光部に向かうにつれて大
きくなるように配置している。また、露光中にレチクル
ブラインドをほぼ等速で走査することにより、重複（オ
ーバーラップ）露光する重複露光部分の全体に亘って最
終的にほぼ均一な露光量が得られるように制御してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】オーバーラップ露光を
行わない場合、ブラインド結像光学系（レチクルブライ
ンドの開口をレチクル上に投影するリレー光学系）の光
学的な収差や設定誤差等の影響があっても、その影響が
レチクルの遮光帯の中にだけ及ぶように設定すればよ
い。したがって、照明系中のブラインド結像光学系の収
差に関する調整はほとんど行われることなく、レチクル
ブラインドの開口の像をレチクル上に形成する際のピン
トのみ調整していた。

【０００８】しかしながら、例えばレチクルブラインド
を走査することによってオーバーラップ露光する場合に
は、レチクルブラインドの直線状のエッジを介してレチ
クル上の照明領域を規定することになる。このため、レ
チクル上におけるブラインドエッジの像の直線性および
方向性（水平方向または鉛直方向に対して傾いていない
こと）が重要となる。例えば、照明系内のブラインド結
像光学系にディストーションが発生していると、第一の
露光と第二の露光とでオーバーラップ露光する場合、オ
ーバーラップ幅（重複露光部分の幅）がディストーショ
ンの影響で不均一になり、結果として重複露光部分（オ
ーバーラップ部）における露光量も不均一になってしま
う。

【０００９】以上、ディストーションを例にとって説明
したが、ブラインド結像光学系に他の収差がある場合に
も、重複露光部分の露光量が不均一になる。すなわち、
コマ収差、球面収差、像面湾曲、非点収差等の収差のた
めにブラインド結像光学系の像高に応じて像のボケ具合
が異なることになり、結果的に重複露光部分における照
度の不均一が、ひいては露光量の不均一が発生する。ま
た、ブラインド結像光学系内の光学部材の偏心等により
発生する、いわゆる偏心収差も同様に、重複露光部分に
おける露光量の不均一の発生原因となる。

【００１０】更に、上述の透過率分布を有する減光部を
介して照度をほぼ直線状に変化させて重複露光する場合
には、レチクルブラインドとレチクルとの間の倍率すな
わちブラインド結像光学系の結像倍率も重要となる。こ
れは、感光性基板上においてオーバーラップさせる重複
露光部分の幅に光学的に対応する幅を有する重複照明部
分をレチクル上に予めパターニングしているが、ブライ
ンド結像光学系の倍率が設計値と実質的に異なる場合に
は、レチクル上における重複照明領域の幅が設定値（設
計値）よりも小さくなってしまったり、逆に大きくなっ
たりする。その結果、所望のオーバーラップ露光を行う
ことができなくなってしまう。

【００１１】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、たとえばマスク上の照明領域を規定する結像
光学系の収差や倍率変動に起因する重複露光部分での露
光量の不均一性を良好に抑えて、重複露光部分の露光量
と非重複露光部分の露光量とをほぼ等しくした良好なオ
ーバーラップ露光を行うことのできる露光装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明
の露光装置を用いて、オーバーラップ露光により良好な
大面積のマイクロデバイス（半導体素子、液晶表示素
子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することのできる製造方
法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、照明光を供給する光源手段
と、転写用パターンを有するマスクに前記照明光を導く
照明光学系とを有し、感光性基板上に前記マスクの転写
用パターンを重複露光することにより、前記マスク上の
転写用パターンよりも大きなパターンを前記感光性基板
に露光する露光装置において、前記照明光学系は、前記
マスクと光学的にほぼ共役な位置に配置されて前記マス
ク上に形成すべき照明領域に対応する所定領域を規定す
る照明領域規定手段と、該照明領域規定手段により規定
された所定領域を前記マスク上に投影して前記マスク上
に照明領域を形成する結像光学系とを有し、前記マスク
上に形成される照明領域または前記感光性基板上に形成
される露光領域での光学特性を調整するための調整手段
を設けたことを特徴とする露光装置を提供する。

【００１３】第１発明の好ましい態様によれば、前記照
明領域規定手段は、前記マスク上に形成される前記照明
領域を可変とする。また、前記調整手段は、前記結像光
学系における結像倍率、歪曲収差、像面湾曲、非点収
差、球面収差、コマ収差、像面傾斜、偏心ディストーシ
ョン、偏心コマ収差、および偏心非点隔差の内の少なく
とも一つを調整することが好ましい。

【００１４】また、第１発明の好ましい態様によれば、
前記調整手段は、前記マスク上または前記感光性基板上
への光束の重心の照射角、および前記マスク上または前
記感光性基板上での照度ムラのうちの少なくとも一つを
調整する。また、前記調整手段は、前記照明領域規定手
段および前記結像光学系の少なくとも一部のうちの少な
くとも一方を、光軸に沿って移動させること、光軸と直
交する面内でシフトさせること、光軸に対して傾斜させ
ること、および光軸回りに回転させることのうちの少な
くとも一つによって調整することが好ましい。

【００１５】さらに、第１発明の好ましい態様によれ
ば、前記調整手段は、前記光学特性を調整するための第
１レンズまたは第１レンズ群と、前記光学特性の調整に
より悪化する光学特性を補正するための第２レンズまた
は第２レンズ群とをそれぞれ移動または傾斜させる。ま
た、前記結像光学系の光学特性を得るために、前記マス
ク上に形成される照明領域または前記感光性基板上に形
成される露光領域での光学特性を計測する計測手段を有
することが好ましい。

【００１６】また、第１発明の好ましい態様によれば、
前記感光性基板上の前記露光領域に前記マスクの転写用
パターンの像を投影する投影光学系をさらに備え、前記
結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数をＮ
Ａ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最大開
口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶対値
をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜
６を満足する。

【００１７】本発明の第２発明では、第１発明の露光装
置を用いたマイクロデバイスの製造方法において、前記
照明光学系によって前記マスクを照明する照明工程と、
前記マスクに形成された転写用のパターンを前記感光性
基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法を提供する。

【００１８】本発明の第３発明では、転写用パターンを
有するマスクを照明光で照明する照明工程と、感光性基
板上に前記マスクの転写用パターンを重複露光する露光
工程とを含むマイクロデバイスの製造方法において、前
記照明工程は、前記マスクと光学的にほぼ共役な位置に
おいて前記マスク上に形成すべき照明領域に対応する所
定領域を規定する照明領域規定工程と、結像光学系を用
いて前記所定領域を前記マスク上に投影して前記マスク
上に照明領域を形成する投影工程とを含み、前記露光工
程に先だって、前記結像光学系の光学特性を調整するた
めの調整工程を含むことを特徴とするマイクロデバイス
の製造方法を提供する。

【００１９】第３発明の好ましい態様によれば、前記照
明領域規定工程は、前記マスク上に形成される前記照明
領域を可変とする可変工程を含み、前記調整工程は、前
記可変工程による前記照明領域の変更に応じて前記結像
光学系の光学特性を調整する。また、前記マスク上に形
成される照明領域または前記感光性基板上に形成される
露光領域での光学特性を計測する計測工程を含み、前記
調整工程は、前記計測工程による計測結果に基づいて前
記結像光学系の光学特性を調整することが好ましい。

【００２０】また、第３発明の好ましい態様によれば、
前記露光工程は、投影光学系を介して、前記マスクの転
写用パターンを前記感光性基板上に重複露光する工程を
含み、前記結像光学系の前記マスク側とは反対側の最大
開口数をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板
側の最大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍
率の絶対値をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ
２×β）＜６を満足する。

【００２１】本発明の第４発明では、転写用パターンを
有するマスクを照明光で照明する照明光学系と、前記マ
スクの転写用パターン像を感光性基板上に投影する投影
光学系とを含み、前記感光性基板上に前記マスクの転写
用パターンを重複露光することにより、前記マスク上の
転写用パターンよりも大きなパターンを前記感光性基板
に露光する露光装置の製造方法において、前記照明光学
系に残存する回転非対称収差又は偏心収差を補正する収
差補正工程と、前記収差補正工程により悪化する光学特
性を調整する調整工程とを含むことを特徴とする露光装
置の製造方法を提供する。

【００２２】第４発明の好ましい態様によれば、前記調
整工程は、前記マスク上又は前記感光性基板上でのテレ
セントリシティの悪化を補正するテレセン調整工程を含
む。また、前記調整工程は、前記マスク上又は前記感光
性基板上に形成される前記照明光学系の照明面の回転又
は傾斜を補正する照明面補正工程を含むことが好まし
い。この場合、前記照明面は、前記照明光学系内に配置
された照明領域規定手段の規定する所定領域の像を有す
ることが好ましい。さらに、前記照明光学系に残存する
収差を計測する計測工程をさらに含むことが好ましい。

【００２３】また、第４発明の好ましい態様によれば、
前記照明光学系は、前記マスクに形成される照明領域を
規定する照明領域規定手段と、該照明領域規定手段から
の前記照明光を前記マスク上に結像させる結像光学系と
を有し、前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最
大開口数をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基
板側の最大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像
倍率の絶対値をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（Ｎ
Ａ２×β）＜６を満足する。

【００２４】本発明の第５発明では、転写用パターンを
有するマスクを照明光で照明する照明光学系と、前記マ
スクの転写用パターン像を感光性基板上に投影する投影
光学系とを含む露光装置の製造方法において、前記マス
ク上に形成される照明領域または前記感光性基板上に形
成される露光領域での光学特性を計測する計測工程と、
前記計測工程による計測結果に基づいて、前記照明光学
系に残存する回転対称収差を補正する第１収差補正工程
と、前記計測工程による計測結果に基づいて、前記照明
光学系に残存する回転非対称収差を補正する第２収差補
正工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法を
提供する。

【００２５】第４発明および第５発明の好ましい態様に
よれば、前記計測工程は、前記マスクと光学的にほぼ共
役な位置または前記マスクと同位置に置かれたテスト用
パターンを用いて前記感光性基板に前記テスト用パター
ンを試し露光する試し露光工程と、該試し露光工程によ
り前記感光性基板に露光された前記テスト用パターンを
解析する解析工程を含む。また、前記計測工程は、前記
マスクと光学的にほぼ共役な位置、前記マスクと同位
置、または前記感光性基板と同位置での光学特性を光電
的に検出する光電検出工程を含むことが好ましい。

【００２６】第５発明の好ましい態様によれば、前記第
１収差補正工程と前記第２収差補正工程との少なくとも
一方の補正によって悪化する前記照明光学系の光学特性
を調整する調整工程をさらに含む。また、前記照明光学
系は、前記マスクに形成される照明領域を規定する照明
領域規定手段と、該照明領域規定手段からの前記照明光
を前記マスク上に結像させる結像光学系とを有し、前記
結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数をＮ
Ａ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最大開
口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶対値
をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜
６を満足することが好ましい。

【００２７】本発明の第６発明では、転写用パターンを
有するマスクに照明光を導く照明光学系と、前記マスク
の転写用パターンの像を感光性基板に投影する投影光学
系とを備えた露光装置において、前記照明光学系は、前
記マスクに形成される照明領域を規定する照明領域規定
手段と、該照明領域規定手段からの前記照明光を前記マ
スク上に結像させる結像光学系とを有し、前記マスクに
形成される照明領域または前記感光性基板に形成される
露光領域での光学特性を調整する調整手段を備え、前記
結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数をＮ
Ａ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最大開
口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶対値
をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜
６を満足することを特徴とする露光装置を提供する。

【００２８】第６発明の好ましい態様によれば、前記照
明光学系の瞳での照明光の大きさおよび形状のうちの少
なくとも一方を可変とする可変手段をさらに備えてい
る。また、前記照明光学系は、前記可変手段と前記照明
領域規定手段との間に配置されて前記可変手段を介した
照明光で前記マスクを照明するオプティカルインテグレ
ータを有し、前記マスクの転写用パターンの像を前記感
光性基板に走査露光するために、所定の走査方向に沿っ
て前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に
対して相対移動させる走査手段をさらに配置し、前記オ
プティカルインテグレータは、前記オプティカルインテ
グレータの断面形状における短辺方向または前記オプテ
ィカルインテグレータを構成する多数の光学素子の断面
形状における短辺方向と光学的に対応する方向が前記走
査方向と一致するように配置されていることが好まし
い。

【００２９】本発明の第７発明では、第６発明の露光装
置を用いたマイクロデバイスの製造方法において、前記
照明光学系によって前記マスクを照明する照明工程と、
前記マスクに形成された転写用のパターンを前記感光性
基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法を提供する。

【００３０】本発明の第８発明では、転写用パターンを
有するマスクを照明光で照明する照明工程と、感光性基
板上に前記マスクの転写用パターンを露光する露光工程
とを含むマイクロデバイスの製造方法において、前記照
明工程は、前記マスクと光学的にほぼ共役な位置におい
て前記マスク上に形成すべき照明領域に対応する所定領
域を規定する照明領域規定工程と、結像光学系を用いて
前記所定領域を前記マスク上に投影して前記マスク上に
照明領域を形成する投影工程とを含み、前記露光工程に
先だって、前記結像光学系の光学特性を調整する調整工
程を含み、前記結像光学系の前記マスクとは反対側の最
大開口数をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基
板側の最大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像
倍率の絶対値をβとするとき、０．０１＜ＮＡ１／（Ｎ
Ａ２×β）＜６を満足することを特徴とするマイクロデ
バイスの製造方法を提供する。

【００３１】第８発明の好ましい態様によれば、前記照
明工程は、前記照明光学系の瞳での照明光の大きさおよ
び形状のうちの少なくとも一方を可変とする可変工程を
さらに含む。また、前記照明工程は、オプティカルイン
テグレータを介して前記マスクを均一に照明する均一照
明工程を含み、前記露光工程は、前記オプティカルイン
テグレータの断面形状における短辺方向または前記オプ
ティカルインテグレータを構成する多数の光学素子の断
面形状における短辺方向と光学的に対応する所定方向に
沿って前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学
系に対して相対移動させて、前記マスクの転写用パター
ンの像を前記感光性基板に走査露光する走査露光工程を
含むことが好ましい。

【００３２】本発明の第９発明では、転写用パターンを
有するマスクに照明光を導く照明光学系と、前記マスク
の転写用パターン像を感光性基板に投影する投影光学系
とを備えた露光装置の製造方法において、前記照明光学
系に残存する回転非対称収差又は偏心収差を補正する収
差補正工程と、前記収差補正工程により悪化する光学特
性を調整する調整工程とを含み、前記照明光学系は、前
記マスクに形成される照明領域を規定する照明領域規定
手段と、該照明領域規定手段からの前記照明光を前記マ
スク上に結像させる結像光学系とを有し、前記結像光学
系の前記照明領域規定手段側の最大開口数をＮＡ１と
し、前記投影光学系の前記感光性基板側の最大開口数を
ＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶対値をβと
するとき、０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６を満
足することを特徴とする露光装置の製造方法を提供す
る。

【００３３】第９発明の好ましい態様によれば、前記照
明光学系を設定する第１設定工程をさらに含み、前記第
１設定工程は、前記照明光学系の瞳での照明光の大きさ
および形状のうちの少なくとも一方を可変とする可変工
程を含む。また、前記投影光学系を設定する第２設定工
程をさらに含み、前記第１設定工程は、オプティカルイ
ンテグレータを介して前記マスクを均一に照明する均一
照明工程を含み、前記第２設定工程は、前記オプティカ
ルインテグレータの断面形状における短辺方向または前
記オプティカルインテグレータを構成する多数の光学素
子の断面形状における短辺方向と光学的に対応する所定
方向に沿って前記マスクおよび前記感光性基板を前記投
影光学系に対して相対移動させて、前記マスクの転写用
パターンの像を前記感光性基板に走査露光する走査露光
工程を含むことが好ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明では、マスクの転写用パタ
ーンを感光性基板上にオーバーラップ露光する露光装置
においてマスク上または感光性基板上での光学特性を調
整するための調整手段を備えている。具体的には、調整
手段は、マスクと光学的にほぼ共役な位置に配置されて
マスク上に形成すべき照明領域に対応する所定領域を規
定する照明領域規定手段や、この照明領域規定手段によ
り規定された所定領域をマスク上に投影してマスク上に
照明領域を形成する結像光学系の一部の光学部材（レン
ズなど）を、光軸に沿って移動させたり、光軸と直交す
る面内でシフトさせたり、光軸に対して傾斜させたり、
光軸回りに回転させたりすることにより、たとえば結像
光学系の光学特性、すなわち収差、倍率、ピントなどを
補正（調整）する。

【００３５】このとき、結像光学系の光学特性の調整に
伴って、他の光学特性が悪化することがある。具体的に
は、結像光学系の収差を補正するために光学部材を移動
（移動、シフト、傾斜、回転を含む）させると、マスク
上または感光性基板上での照度均一性が悪化したり、マ
スク上または感光性基板上でのテレセン性が悪化したり
する。そこで、調整手段では、たとえば結像光学系の光
学特性を調整するための第１レンズまたは第１レンズ群
と、結像光学系の光学特性の調整により悪化する光学特
性を補正するための第２レンズまたは第２レンズ群とを
それぞれ移動または傾斜させる。

【００３６】こうして、本発明によれば、露光装置に組
み込んだ状態で結像光学系に収差が実質的に残存してい
ても、照明領域規定手段（視野絞り）の開口部等の像を
マスク上に形成する結像光学系または照明領域規定手段
自身を光学調整することにより、結像光学系の光学特性
を、ひいては照明光学系を含む露光光学系の光学特性を
最終的に調整することができる。その結果、照明領域規
定手段の開口部等の像をマスク上にほぼ忠実に結像させ
ることが可能になる。具体的には、マスク上における照
明領域規定手段の開口エッジの像の直線性および方向性
（水平方向または鉛直方向に対して傾いていないこと）
が確保され、オーバーラップ幅（重複露光部分の幅）が
均一になり、結果として重複露光部分（オーバーラップ
部）における露光量も均一になる。

【００３７】以上のように、本発明の露光装置では、た
とえばマスク上の照明領域を規定する結像光学系の収差
や倍率変動に起因する重複露光部分での露光量の不均一
性を良好に抑えて、重複露光部分の露光量と非重複露光
部分の露光量とをほぼ等しくした良好なオーバーラップ
露光を行うことができる。また、本発明の露光装置の製
造方法では、露光装置に組み込まれた結像光学系の収差
や倍率変動が良好に調整されるので、重複露光部分の露
光量と非重複露光部分の露光量とをほぼ等しくした良好
な露光を行うことのできる露光装置を実現することがで
きる。さらに、本発明の露光装置を用いて、オーバーラ
ップ露光により良好な大面積のマイクロデバイスを製造
することができる。

【００３８】本発明の実施形態を、添付図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置
の構成を概略的に示す図である。なお、本実施形態で
は、液晶表示基板の製造に用いられる投影露光装置、す
なわちマスク（以下、「レチクル」という）上のパター
ンを所定の倍率でプレート（レジストが塗布された感光
性基板）上に投影する投影露光装置に対して、本発明を
適用している。図１では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに
平行にＺ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙
面に平行にＸ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内において図１
の紙面に垂直にＹ軸がそれぞれ設定されている。

【００３９】図１に示す露光装置は、たとえば超高圧水
銀灯からなる光源２１を備えている。なお、光源２１と
して、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光源、
波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光源などのよ
うなレーザー光源を用いることもできる。光源２１は、
回転楕円面からなる反射面を有する楕円鏡２２の第１焦
点位置に位置決めされている。したがって、光源２１か
ら射出された照明光束は、反射鏡（平面鏡）を介して、
楕円鏡２２の第２焦点位置に光源像を形成する。この第
２焦点位置には、シャッター２４が配置されている。

【００４０】楕円鏡２２の第２焦点位置に形成された光
源像からの発散光束は、コレクターレンズ２５によりほ
ぼ平行な光束に変換された後、所望の波長域の光束のみ
を透過させる波長選択フィルター２６に入射する。波長
選択フィルター２６では、たとえばｉ線（３６５ｎｍ）
の光だけが露光光として選択され、フライアイ・インテ
グレーター（オプティカルインテグレータ）２７に入射
する。なお、波長選択フィルター２６では、たとえばｇ
線（４３６ｎｍ）の光とｈ線（４０５ｎｍ）とを同時に
選択することもできるし、さらにｇ線の光とｈ線の光と
ｉ線の光とを同時に選択することもできる。

【００４１】フライアイ・インテグレーター２７は、多
数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿
って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによっ
て構成されている。したがって、フライアイ・インテグ
レーター２７に入射した光束は、多数のレンズエレメン
トにより波面分割され、その後側焦点面（すなわち射出
面の近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像から
なる二次光源を形成する。すなわち、フライアイ・イン
テグレーター２７の後側焦点面には、実質的な面光源が
形成される。

【００４２】二次光源からの光束は、フライアイ・イン
テグレーター２７の後側焦点面の近傍に配置された開口
絞り２８により制限された後、第１リレーレンズ（第１
リレー光学系）２９に入射する。なお、開口絞り２８
は、後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的にほぼ
共役な位置に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲
を規定するための可変開口部を有する。開口絞り２８
は、この可変開口部の開口径を変化させることにより、
照明条件を決定するσ値（投影光学系ＰＬの瞳面の開口
径に対するその瞳面上での光源像の口径の比）を所望の
値に設定する。

【００４３】第１リレーレンズ２９を介して集光された
光束は、レチクルＲの照明領域（照明視野）を規定する
ためのレチクルブラインド装置３０に入射する。照明領
域規定手段としてのレチクルブラインド装置３０は、第
１ブラインド部材ＲＢ１と第２ブラインド部材ＲＢ２と
を有する可変レチクルブラインド部材（可変視野絞り部
材）、第１ブラインド部材ＲＢ１を光軸ＡＸと直交する
面に沿って移動させる第１ブラインド駆動系ＤＲ１、及
び第２ブラインド部材ＲＢ２を光軸ＡＸと直交する面に
沿って移動させる第２ブラインド駆動系ＤＲ２を有す
る。

【００４４】レチクルブラインド装置３０のレチクルブ
ラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）を透過した光束は、ブ
ラインド結像光学系（３１〜３３：１００）を介して、
所定の転写パターンが形成されたレチクルＲを重畳的に
照明する。すなわち、第１リレーレンズ２９からの光束
がレチクルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）を重畳的
に均一に照明することによって、レチクルＲ上では適切
な照明領域（照明視野）が形成される。なお、ブライン
ド結像光学系１００では、光源側に配置された第１結像
レンズ（前方レンズ群）３１とレチクル側に配置された
第２結像レンズ（後方レンズ群）３３との間の光路中
に、光路折り曲げ用の反射鏡（平面鏡）３２が配置され
ている。

【００４５】ここで、一対のレチクルブラインド部材
（ＲＢ１、ＲＢ２）は、必要に応じて一対のブラインド
駆動系（ＤＲ１、ＤＲ２）によってそれぞれ駆動され、
ブラインド結像光学系１００を介してレチクルＲ上に形
成される照明範囲の大きさを変更する。なお、一対のブ
ラインド駆動系（ＤＲ１、ＤＲ２）の駆動は、入力装置
４０を介して制御装置４１に入力されたレチクルＲ又は
プレートＰでの照明領域を変更すべき入力情報（プロセ
ス情報等）に基づいて、制御装置４１によって制御され
る。

【００４６】レチクルＲを透過した光束は、投影光学系
ＰＬを介して、感光性基板であるプレートＰに達する。
こうして、プレートＰ上の単位露光領域には、レチクル
Ｒのパターン像が形成される。ここで、所定のパターン
（回路パターン等）が描写されたレチクルＲは、レチク
ルステージＲＳ上に載置されている。また、プレートＰ
は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して垂直な平面（Ｘ
Ｙ平面）内において二次元的に移動可能なプレートステ
ージＰＳ上に載置されている。なお、上述したように、
フライアイ・インテグレーター２７の後側焦点面に設け
られた開口絞り２８と投影光学系ＰＬの入射瞳面とがほ
ぼ共役に配置されているので、投影光学系ＰＬの入射瞳
面上に開口絞り２８により制限された二次光源の像（開
口絞り２８の開口部の像）が形成され、レチクルＲおよ
びプレートＰがいわゆるケーラー照明される。

【００４７】また、図１の露光装置には、プレートステ
ージＰＳの位置（例えばＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の
３つの方向）を検出するための位置検出装置（干渉計
等）４２が設けられている。位置検出装置４２からの位
置信号は、制御装置４１に供給される。制御装置４１
は、位置検出装置４２からの位置信号に基づいて、プレ
ートステージＰＳを移動させるステージ駆動装置４３を
制御する。これによって、プレートステージＰＳの各方
向（例えばＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３つの方向）
における位置が制御される。したがって、プレートステ
ージＰＳをひいてはプレートＰを二次元的に移動させな
がら順次露光を行うことにより、プレートＰの各単位露
光領域にレチクルＲのパターンが逐次転写される。

【００４８】さらに、プレートＰを保持するプレートス
テージＰＳの一端には、照明光学系（２１〜３３）と投
影光学系ＰＬとの双方を含む露光光学系、照明光学系
（２１〜３３）、またはブラインド結像光学系１００の
光学特性（収差や照明特性）を計測するための光電検出
装置５０が設けられている。この光電検出装置５０から
の検出信号は、制御装置４１に供給される。また、光電
検出装置５０における計測結果は、制御装置４１と電気
的に接続された表示装置４４によって表示される。

【００４９】ここで、光電検出装置５０は、例えば微小
なピンホールを有する光電センサー、あるいは拡大光学
系とＣＣＤとを備えた受光センサー等で構成されてい
る。これにより、露光光学系（２１〜３３、ＰＬ）、照
明光学系（２１〜３３）、またはブラインド結像光学系
１００の光学特性としての諸収差や照度分布等を光電的
に検出することができる。なお、光電検出装置５０は、
図１に示すプレートステージ（基板ステージ）ＰＳの２
次元移動によって、投影光学系ＰＬの像面に沿って２次
元的な光学特性（照明特性）を検出する。

【００５０】ところで、後述するように、ブラインド結
像光学系１００において複数のレンズが、光軸ＡＸに沿
って移動可能に、光軸ＡＸと直交する面に沿ってシフト
（すなわち移動）可能に、あるいは光軸ＡＸに対して傾
斜可能に、あるいは必要に応じて光軸ＡＸ廻りに回転可
能に構成されている。これらのレンズの移動（シフトお
よび傾斜を含む）および回転は、光電検出装置５０を介
して得られた測定結果による制御装置４１からの制御信
号に基づいて、レンズ駆動装置４５によって駆動され
る。これにより、照明系の光学性能が調整される。な
お、この場合、後述する条件式（１）を満足することが
好ましい。

【００５１】図２は、図１のレチクルブラインド装置３
０の要部構成を示す拡大斜視図であって、光軸ＡＸに沿
って光源側からレチクルブラインド装置３０を構成する
一対のレチクルブラインド部材ＲＢ１およびＲＢ２を見
た図である。図２に示すように、レチクルブラインド装
置３０は、ＹＺ平面に平行なプレート状に形成された透
明なガラス基板からなる第１ブラインド部材ＲＢ１およ
び第２ブラインド部材ＲＢ２を備えている。一対のレチ
クルブラインド部材ＲＢ１およびＲＢ２は、レチクルＲ
のパターン面と共役な面と光軸ＡＸとの交点ＣＰを中心
として光軸ＡＸに沿って等しい間隔を隔てて配置されて
いる。具体的には、一対のレチクルブラインド部材ＲＢ
１およびＲＢ２をそれぞれ機械的に駆動するために、一
対のレチクルブラインド部材ＲＢ１とＲＢ２との間には
数百μｍの間隔が確保されている。

【００５２】また、一対のレチクルブラインド部材ＲＢ
１およびＲＢ２の対向する面には、遮光領域ａ１および
ａ２と、減光領域ｂ１およびｂ２とが形成されている。
ここで、遮光領域ａ１およびａ２は、露光光の透過をほ
ぼ１００％遮る領域である。また、減光領域ｂ１および
ｂ２は、露光光に対してＺ方向に沿って所定の透過率分
布を有する領域である。したがって、一対のレチクルブ
ラインド部材ＲＢ１およびＲＢ２の対向する面において
遮光領域も減光領域も形成されていない領域（図２中白
抜きの部分）は、露光光をほぼ１００％透過させる透光
領域ｃ１およびｃ２を構成している。

【００５３】第１ブラインド部材ＲＢ１では、透光領域
ｃ１がＹ方向およびＺ方向に沿った矩形状に形成され、
遮光領域ａ１がＺ方向に沿って延びた矩形状部分とＹ方
向に沿って延びた矩形状部分とからなり全体的にＬ字型
に形成されている。なお、遮光領域ａ１は、透光領域ｃ
１の−Ｚ方向側および−Ｙ方向側に形成されている。そ
して、透光領域ｃ１と遮光領域ａ１のＹ方向に沿った矩
形状部分との間には、Ｙ方向に沿って延びた矩形状の減
光領域ｂ１が形成されている。また、透光領域ｃ１と遮
光領域ａ１のＺ方向に沿った矩形状部分との境界線は、
Ｚ方向に沿ったエッジパターンｄ１を構成している。一
方、第２ブラインド部材ＲＢ２は、第１ブラインド部材
ＲＢ１と基本的に同じ構成を有するが、遮光領域ａ２が
透光領域ｃ２の＋Ｚ方向側および＋Ｙ方向側に形成され
ている点が相違している。

【００５４】図３は、４つのレチクルパターンを画面合
成する場合におけるプレートＰ上の４つの単位露光領域
ＥＡ１〜ＥＡ４の配置およびその重なり合わせを示す図
である。また、図４は、レチクルＲのパターン面の構成
を示す平面図である。図４に示すように、レチクルＲの
パターン面には、転写用のパターンが描かれた矩形状の
パターン領域５１と、この矩形状のパターン領域５１を
包囲する遮光帯５２とが形成されている。遮光帯５２に
は、露光光の透過をほぼ１００％遮るように、たとえば
クロム膜が蒸着されている。こうして、パターン領域５
１と遮光帯５２との間には、矩形状の遮光帯エッジ５３
が形成されている。

【００５５】以下、図３および図４を参照して、第１単
位露光領域ＥＡ１、第２単位露光領域ＥＡ２、第３単位
露光領域ＥＡ３、および第４単位露光領域ＥＡ４の順に
行う各露光動作について簡単に説明する。まず、第１単
位露光領域ＥＡ１への露光のために、第１単位露光領域
ＥＡ１を形成すべき第１露光用パターンが形成された第
１レチクルＲ１が、レチクル交換装置（不図示）によっ
てレチクルステージＲＳ上に設定される。

【００５６】第１単位露光領域ＥＡ１への露光の初期状
態では、第１ブラインド部材ＲＢ１の減光領域ｂ１およ
びエッジパターンｄ１が第１レチクルＲ１のパターン領
域５１と重なり、第２ブラインド部材ＲＢ２の減光領域
ｂ２およびエッジパターンｄ２が第１レチクルＲ１の遮
光帯５２と重なっている。第１単位露光領域ＥＡ１への
露光では、第１ブラインド駆動系ＤＲ１により第１ブラ
インド部材ＲＢ１を−Ｙ方向に、第２ブラインド駆動系
ＤＲ２により第２ブラインド部材ＲＢ２を＋Ｙ方向に一
定の速度で移動させる。こうして、感光性基板であるプ
レートＰ上の第１単位露光領域ＥＡ１への露光が行われ
る。

【００５７】次いで、レチクル交換装置によって第１レ
チクルＲ１はレチクルステージＲＳから取り出され、そ
の後、第２単位露光領域ＥＡ２への露光のために、第２
単位露光領域ＥＡ２を形成すべき第２露光用パターンが
形成された第２レチクルＲ２が、レチクル交換装置によ
ってレチクルステージＲＳ上に設定される。このレチク
ル交換動作と同時に、ステージ駆動装置４３を介してプ
レートステージＰＳを、ひいてはプレートＰを移動させ
た後、第２単位露光領域ＥＡ２への露光を行う。

【００５８】第２単位露光領域ＥＡ２への露光の初期状
態では、第１ブラインド部材ＲＢ１の減光領域ｂ１およ
び第２ブラインド部材ＲＢ２のエッジパターンｄ２が第
２レチクルＲ２のパターン領域５１と重なり、第２ブラ
インド部材ＲＢ２の減光領域ｂ２および第１ブラインド
部材ＲＢ１のエッジパターンｄ１が第２レチクルＲ２の
遮光帯５２と重なっている。そして、第１ブラインド駆
動系ＲＤ１により第１ブラインド部材ＲＢ１を−Ｙ方向
に、第２ブラインド駆動系２４により第２ブラインド部
材ＲＢ２を＋Ｙ方向に一定の速度で移動させる。なお、
露光に伴う一対のレチクルブラインド部材ＲＢ１および
ＲＢ２の移動距離は、第１単位露光領域ＥＡ１への露光
と同様である。

【００５９】さらに、レチクル交換装置によって第２レ
チクルＲ２はレチクルステージＲＳから取り出され、そ
の後、第３単位露光領域ＥＡ３への露光のために、第３
単位露光領域ＥＡ３を形成すべき第３露光用パターンか
形成された第３レチクルＲ３が、レチクル交換装置によ
ってレチクルステージＲＳ上に設定される。このレチク
ル交換動作と同時に、ステージ駆動装置４３を介してプ
レートＰを移動させた後、第３単位露光領域ＥＡ３への
露光を行う。

【００６０】第３単位露光領域ＥＡ３への露光の初期状
態では、第２ブラインド部材ＲＢ２の減光領域ｂ２およ
びエッジパターンｄ２が第３レチクルＲ３のパターン領
域５１と重なり、第１ブラインド部材ＲＢ１の減光領域
ｂ１およびエッジパターンｄ１が第３レチクルＲ３の遮
光帯５２ｃと重なっている。そして、第１ブラインド駆
動系ＲＤ１により第１ブラインド部材ＲＢ１を−Ｙ方向
に、第２ブラインド駆動系ＲＤ２により第２ブラインド
部材ＲＢ２を＋Ｙ方向に一定の速度で移動させる。な
お、露光に伴う一対のレチクルブラインド部材ＲＢ１お
よびＲＢ２の移動距離は、第１単位露光領域ＥＡ１およ
び第２単位露光領域ＥＡ２への露光と同様である。

【００６１】最後に、レチクル交換装置によって第３レ
チクルＲ３はレチクルステージＲＳから取り出され、そ
の後、第４単位露光領域ＥＡ４への露光のために、第４
単位露光領域ＥＡ４を形成すべき第４露光用パターンが
形成された第４レチクルＲ４が、レチクル交換装置によ
ってレチクルステージＲＳ上に設定される。このレチク
ル交換動作と同時に、ステージ駆動装置４３を介してプ
レートＰをさらに移動させた後、第４単位露光領域ＥＡ
４への露光を行う。

【００６２】第４単位露光領域ＥＡ４への露光の初期状
態では、第２ブラインド部材ＲＢ２の減光領域ｂ２およ
び第１ブラインド部材ＲＢ１のエッジパターンｄ１が第
４レチクルＲ４のパターン領域５１と重なり、第１ブラ
インド部材ＲＢ１の減光領域ｂ１および第２ブラインド
部材ＲＢ２のエッジパターンｄ２が第４レチクルＲ４の
遮光帯５２と重なっている。そして、第１ブラインド駆
動系ＲＤ１により第１ブラインド部材ＲＢ１を−Ｙ方向
に、第２ブラインド駆動系ＲＤ２により第２ブラインド
部材ＲＢ２を＋Ｙ方向に一定の速度で移動させる。な
お、露光に伴う一対のレチクルブラインド部材ＲＢ１お
よびＲＢ２の移動距離は、第１単位露光領域ＥＡ１〜第
３単位露光領域ＥＡ３への露光と同様である。

【００６３】こうして、プレートＰを二次元的に移動さ
せながら順次露光を行うことにより、プレートＰ上の４
つの単位露光領域ＥＡ１〜ＥＡ４において、ほぼ一定の
露光光量を得ることができる。すなわち、重複露光領域
（図３中斜線で示す領域）６１〜６４とそれ以外の非重
複露光領域（図３中白抜きで示す領域）とでほぼ一致し
た露光光量を得ることができる。なお、オーバーラップ
露光のその他の詳細については、たとえば特開平６−２
４４０７７号公報を参照することができる。

【００６４】以上の説明では、各レチクルＲのパターン
をプレートＰ上の各単位露光領域へ一括的に露光する、
いわゆるステップ・アンド・リピート方式のオーバーラ
ップ露光を行っている。しかしながら、これに限定され
ることなく、各レチクルＲおよびプレートＰを投影光学
系に対して相対移動させながら各レチクルパターンをプ
レートＰ上の各単位露光領域へスキャン露光（走査露
光）する、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の
オーバーラップ露光を行うこともできる。また、以上の
説明では、４つの異なるレチクルを用いてオーバーラッ
プ露光を用いているが、これに限定されることなく、４
つの単位露光用パターンが形成された１枚の大きなレチ
クルを用いて、レチクルＲおよびプレートＰをステップ
移動させながらオーバーラップ露光することもできる。

【００６５】図５は、一対のレチクルブラインド部材
（ＲＢ１、ＲＢ２）とレチクルＲとの間の光路中に配置
されたブラインド結像光学系１００のレンズ構成を示す
図である。なお、本実施形態のブラインド結像光学系１
００は、特開平９−１９７２７０号公報に開示された光
学系のレンズデータを基に曲率半径等を最適化して得ら
れた結像倍率が約−４．４倍でほぼ両側にテレセントリ
ックな光学系である。

【００６６】図５では、前方レンズ群３１と後方レンズ
群３３との間に配置された反射鏡（平面鏡）３２の図示
を省略し、光軸ＡＸに沿って展開したブラインド結像光
学系１００のレンズ構成を示している。また、図５で
は、ブラインド結像光学系１００の光軸ＡＸに平行に局
所座標のｘ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内において図５の
紙面に平行に局所座標のｙ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内
において図５の紙面に垂直に局所座標のｚ軸がそれぞれ
設定されている。

【００６７】図５のブラインド結像光学系１００におい
て、前方レンズ群（第１結像レンズ）３１は、物体側
（レチクルブラインド側）から順に、物体側に凹面を向
けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凹面を向けた
負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ５と、平行平面板Ｌ６と、物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズＬ７と、両凸レンズＬ８と、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０とから構成され
ている。

【００６８】また、後方レンズ群（第２結像レンズ）３
３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズＬ１１と、両凹レンズＬ１２と、物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸レンズＬ
１４とから構成されている。ところで、図５における物
体面Ｓ３０は、レチクルＲのパターン形成面と光学的に
共役な面であって、一対のレチクルブラインド部材ＲＢ
１とＲＢ２との間の交点ＣＰ（図２を参照）を含み光軸
ＡＸと直交する面である。

【００６９】次の表（１）に、本実施形態にかかるブラ
インド結像光学系１００の諸元の値を掲げる。表（１）
の［主要諸元］において、ＮＡ１はブラインド結像光学
系１００の物体側（レチクルブラインド側）の最大開口
数を、βはブラインド結像光学系１００の結像倍率の絶
対値をそれぞれ示している。また、表（１）の［レンズ
諸元］において、第１カラムの面番号は物体面からの各
面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（ｍｍ）
を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔
（ｍｍ）を、第４カラムのｎはＫｒＦエキシマレーザー
光（λ＝２４８．３８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ
示している。なお、本実施形態では、ブラインド結像光
学系１００を構成するすべての光学部材が同じ屈折率を
有する石英から形成されている。

【００７０】

【表１】 ［主要諸元］ ＮＡ１＝０．６ β＝４．４４ ［レンズ諸元］ 面番号 ｒ ｄ ｎ （Ｓ３０） 30.72 1 -68.55 13.81 1.50834 （レンズＬ１） 2 -40.75 18.11 3 -39.48 55 1.50834 （レンズＬ２） 4 -75.55 1 5 -1988.70 43.85 1.50834 （レンズＬ３） 6 -150.26 2 7 160.42 38.48 1.50834 （レンズＬ４） 8 2663.74 43.07 9 228.98 45 1.50834 （レンズＬ５） 10 115.51 28.67 11 ∞ 1.5 1.50834 （平行平面板Ｌ６） 12 ∞ 69.45 13 -78.85 37.23 1.50834 （レンズＬ７） 14 -111.96 1.06 15 508.91 55.65 1.50834 （レンズＬ８） 16 -890.32 36.53 17 196.40 35 1.50834 （レンズＬ９） 18 2086.20 2.57 19 149.03 12.67 1.50834 （レンズＬ１０） 20 117.09 327.91 21 85.54 27.87 1.50834 （レンズＬ１１） 22 308.07 16.73 23 -245.82 8.6 1.50834 （レンズＬ１２） 24 79.72 45 25 -56.70 20 1.50834 （レンズＬ１３） 26 -63.89 1.31 27 331.68 18 1.50834 （レンズＬ１４） 28 -313.87 114.39 （レチクルＲ）

【００７１】図６は、本実施形態のブラインド結像光学
系１００において、レチクル側の開口数ＮＡが０．１０
で最大像高Ｙが４０ｍｍのときの諸収差図である。図６
において、（ａ）は球面収差を、（ｂ）は非点収差を、
（ｃ）は歪曲収差（ディストーション）を、（ｄ）は横
収差（コマ収差）をそれぞれ示している。また、非点収
差図および横収差図において、実線はサジタル像面を示
し、破線はメリジオナル像面を示している。各収差図か
ら明らかなように、ブラインド結像光学系１００は、設
計上において良好な性能を有することがわかる。

【００７２】ところで、ブラインド結像光学系（ブライ
ンドリレー光学系）１００をはじめとして照明光学系や
投影光学系ＰＬの製造に際して、各光学系を構成するレ
ンズの加工誤差や各光学系の組立て誤差が積み重なり、
結果として収差状態が大きく変動してしまう場合があ
る。つまり、設計上において光学系の収差が良好に補正
されていても、誤差の積み重ねの影響により、露光装置
に搭載した状態における光学系の実際の収差が必ずしも
良好であるとは限らない。

【００７３】まず、光学系の組立て誤差が発生した場合
を考える。一般に、光学系の組立てに際してレンズが偏
心した場合には、偏心ディストーション、像面傾斜、像
面乖離、偏心コマ収差などの偏心収差が発生する。この
とき、発生する偏心収差の量は、各レンズのもつ収差係
数により決定されまちまちである。

【００７４】そこで、ブラインド結像光学系１００にお
いて、レンズの偏心により像面傾斜および偏心ディスト
ーションを発生させてみる。具体的には、ブラインド結
像光学系１００において後方レンズ群３３を構成する４
つのレンズＬ１１〜Ｌ１４を一体的にｙ方向に沿って＋
２ｍｍだけシフトさせると、（ｙ，ｚ）＝（３０，
０），（０，０），（−３０，０） のメリジオナル方
向（図５中ｙ方向）の像面は、それぞれｘ方向に沿って
−１．００ｍｍ，−０．０５ｍｍ，０．８８ｍｍだけず
れて、約２ｍｍ（１．００＋０．８８）の幅で像面が傾
斜してしまう。この時の３０ｍｍ角の像面の４隅および
各辺の中点での偏心ディストーションの発生量は、セン
ターシフトを除き約８μｍ程度と小さい。換言すると、
ブラインド結像光学系１００においてレンズＬ１１〜Ｌ
１４を光軸ＡＸと直交する面に沿ってシフトさせること
により、偏心ディストーションをほとんど発生させるこ
となく、像面傾斜を補正（調整）することが可能であ
る。

【００７５】次に、ブラインド結像光学系１００のレン
ズＬ１１だけをｙ方向に沿って＋２ｍｍだけシフトさせ
ると、３０ｍｍ角の像面の４隅での偏心ディストーショ
ンの発生量は、センターシフトを除き約２２０μｍ程度
と大きい。このとき、（ｙ，ｚ）＝（３０，０），
（０，０），（−３０，０） のメリジオナル方向（図
５中ｙ方向）の像面は、それぞれｘ方向に沿って０．１
８ｍｍ，０ｍｍ，−０．２３ｍｍ程度ずれるだけで、像
面の傾斜は非常に小さい。換言すると、ブラインド結像
光学系１００においてレンズＬ１１だけを光軸ＡＸと直
交する面に沿ってシフトさせることにより、像面傾斜を
ほとんど発生させることなく、偏心ディストーションを
補正（調整）することが可能である。

【００７６】以上のように、ブラインド結像光学系１０
０中の１つまたは複数のレンズを偏心させることによ
り、組立て誤差などに起因して発生する偏心ディストー
ションや像面傾斜のような偏心収差を良好に補正するこ
とが可能になる。ここで、光軸ＡＸと直交する面に沿っ
てレンズをシフト（すなわち偏心）させるためのシフト
機構は、押し引きネジなどを用いて１つの偏心方向にレ
ンズをシフトさせる機構でもよいし、あらゆる偏心方向
に対応することができるように任意の偏心方向にレンズ
をシフトさせる機構でもよい。

【００７７】次に、ブラインド結像光学系１００におい
て、レンズを光軸方向に移動させることにより倍率や光
軸に関して回転対称なディストーション等を補正する場
合を考える。まず、ブラインド結像光学系１００のレン
ズＬ１４を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、デ
ィストーションをほとんど発生させることなく倍率を変
化させることが可能になる。一例として、レンズＬ１４
を光軸ＡＸに沿って３ｍｍだけレチクル側へ移動させた
場合を考える。レンズＬ１４の光軸方向の移動によりブ
ラインド結像光学系１００のピントもずれてしまうた
め、レンズＬ１〜Ｌ５を一体的に光軸ＡＸに沿って約
０．１１ｍｍだけレチクル側へ移動させることによりピ
ント調整を行う。こうして、ブラインド結像光学系１０
０の倍率を−４倍から−４．０２４倍に変化させること
が可能になるが、このときディストーションは０．００
３％程度の変化しか起こらない。

【００７８】次に、倍率をほとんど変化させることなく
ディストーションを変化させる場合を例に挙げる。ま
ず、ブラインド結像光学系１００のレンズＬ１３を光軸
ＡＸに沿ってレチクルＲから離れる方向へ８ｍｍだけ移
動させ、更にこのレンズ移動に伴う倍率変化を補正する
ためにレンズＬ１４を光軸ＡＸに沿ってレチクル側へ
１．９１ｍｍだけ移動させる。また、これらのレンズ移
動に伴うピントのずれを補正するためにレンズＬ１〜Ｌ
５を一体的に光軸ＡＸに沿って約０．１３ｍｍだけレチ
クル側へ移動させる。こうして、ブラインド結像光学系
１００のディストーションを３０ｍｍ角の像面の４隅で
約７０μｍだけ補正することが可能になるが、このとき
倍率はほぼ一定に維持される。

【００７９】以上のように、レチクルブラインド部材
（ＲＢ１、ＲＢ２）の開口をレチクルＲ上に結像させる
ためのブラインド結像光学系１００の一部のレンズ群
（１つまたは複数のレンズ）を光軸方向に移動させたり
光軸と直交する方向に移動（シフト）させたりすること
により、偏心ディストーション、像面傾斜、倍率、回転
対称ディストーション等の収差をそれぞれ独立に補正す
ることが可能になる。

【００８０】なお、上述の説明では触れなかったが、結
像光学系１００のレンズＬ１とレチクルブラインド部材
（ＲＢ１、ＲＢ２）との間の光路中に平行平面板を挿入
し、その厚さを変化させることにより、球面収差を補正
することができる。この場合、その平行平面板を相対的
に移動可能な２枚の楔状のプリズムで構成し、その２枚
の楔状のプリズムを光軸と直交する方向に相対移動させ
て平行平面板の厚さを実質的に可変とする構成としても
良いし、あるいは光学的な厚さが互いに異なる複数の平
行平面板を交換可能に設定する構成としても良い。

【００８１】また、ブラインド結像光学系１００におい
て、コマ収差に効くレンズを光軸方向に移動させるとと
もに、このレンズ移動に伴う他の収差、ピントずれ、倍
率変動などをほぼ単独に補正することのできるレンズを
移動させることにより、実質的にコマ収差だけを補正す
ることが可能になる。同様に、偏心コマ収差に効くレン
ズを光軸と直交する方向に移動させるとともに、このレ
ンズ移動に伴う他の収差、ピントずれ、倍率変動などを
ほぼ単独に補正することのできるレンズを移動させるこ
とにより、実質的に偏心コマ収差だけを補正することが
可能になる。さらに、ブラインド結像光学系１００の一
部のレンズ群（１つまたは複数のレンズ）を移動（シフ
ト、傾斜などを含む）させることにより、たとえば非点
収差、像面湾曲、偏心非点隔差、像面乖離のような他の
収差も補正することができる。

【００８２】このように、レチクルブラインド部材（Ｒ
Ｂ１、ＲＢ２）の減光部（減光領域）を含む開口部（光
通過領域）の像をレチクルＲ上に転写するブラインド結
像光学系１００の諸収差を補正することにより、重複露
光部分での露光量（積算露光量）の不均一性を良好に抑
えて、重複露光部分の露光量（積算露光量）と非重複露
光部分の露光量（積算露光量）とをほぼ等しくした良好
なオーバーラップ露光を行うことができる。

【００８３】また、上述の説明では、ブラインド結像光
学系１００の諸収差の調整だけに着目しているが、当然
の事ながらブラインド結像光学系１００のディストーシ
ョンを補正（調整）すれば、レチクルＲ上の照明領域又
はプレートＰ上の露光領域（照明領域）での照度均一性
が悪化（変化）したり、ブラインド結像光学系１００の
レンズを偏心させれば、レチクルＲ上又はプレートＰ上
でのテレセン性（テレセントリシティ）が崩れることが
予想される。ここで、テレセン性の崩れとは、両側にほ
ぼテレセントリックな光学系であるブラインド結像光学
系１００および投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上又
はプレートＰ上へほぼ垂直に入射すべき主光線が傾くこ
とである。すなわち、テレセン性の悪化により、レチク
ルＲ上又はプレートＰ上への光束の重心の照射角が９０
度から実質的に外れてしまう。

【００８４】この場合、ブラインド結像光学系１００の
光学特性の調整に伴うレチクルＲ上又はプレートＰ上で
の照度均一性の悪化は、例えばフライアイ・インテグレ
ーター２７とレチクルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ
２）との間の光路中に配置された第１リレー光学系２９
を構成する少なくとも１つの光学素子（レンズ等）の光
軸方向の移動によって補正することができる。

【００８５】また、ブラインド結像光学系１００の光学
特性の調整に伴うレチクルＲ上又はプレートＰ上でのテ
レセン性の悪化は、フライアイ・インテグレーター２７
やコレクターレンズ２５を光軸に対して偏心させる（光
軸と直交する方向に移動させる）ことによって補正する
ことができる。もちろん、ブラインド結像光学系１００
中のレンズを偏心させることにより、レチクルＲ上又は
プレートＰ上でのテレセン性の悪化を補正することもで
きる。

【００８６】一例として、ブラインド結像光学系１００
の一部のレンズを偏心（光軸と直交した面に沿って移
動）させて回転非対称ディストーション（偏心ディスト
ーションを含む）を補正すると、レチクルＲ上又はプレ
ートＰ上でのテレセン性（テレセントリシティ）が悪化
する場合がある。この場合、ブラインド結像光学系１０
０の一部の別のレンズを光軸方向へ移動させたり、光軸
に対して傾斜させたり、または光軸に対して偏心（光軸
と直交する面に沿って移動）させることにより、テレセ
ン性（テレセントリシティ）の悪化を補正することが好
ましい。

【００８７】なお、照明光路中に微小な偏角を有する一
対のプリズムを挿入し、この一対のプリズムをそれぞれ
光軸廻りに回転させることによって、像面傾斜を発生さ
せたり、テレセン性を補正しても構わない。また、照明
光路中に他の光学部材を挿入したり、照明光路中の光学
部材を変形させたりすることによって、ブラインド結像
光学系１００によるレチクルブラインド部材（ＲＢ１，
ＲＢ２）の転写像の特性を補正することが可能であれ
ば、本発明を逸脱しない範囲内において有効である。

【００８８】以上においては、屈折力を有するレンズを
光軸方向へ移動させたり、光軸に対して傾斜させたり、
または光軸に対して偏心（光軸と直交する面に沿って移
動）させたりすることにより、レチクルＲ上又はプレー
トＰ上での光学特性を調整する例について述べている。
しかしながら、光学パワーを有する反射型の光学部材を
光軸方向へ移動させたり、光軸に対して傾斜または偏心
（光軸と直交する面に沿って移動）させたりすることに
より、レチクルＲ上又はプレートＰ上での光学特性を調
整しても良い。

【００８９】さらに、ブラインド結像光学系１００にお
いて前方レンズ群３１と後方レンズ群３３との間の光路
中に配置されて光路を反射偏向する偏向部材（偏向反射
部材）としての反射鏡（平面鏡）３２を光軸方向へ移動
（光軸に対して所定の角度を有する方向に沿った並進移
動を含む）させたり、光軸に対して傾斜させたりするこ
とにより、レチクルＲ上又はプレートＰ上での光学特性
を調整しても良い。この場合、反射鏡（平面鏡）３２を
光軸に対して傾斜させて回転非対称ディストーション
（台形ディストーション）を補正することができる。

【００９０】このとき、反射鏡（平面鏡）３２の光軸に
対する傾斜に伴って、レチクルＲ上又はプレートＰ上で
のテレセン性（テレセントリシティ）が悪化したり、レ
チクルＲ上でのブラインド結像光学系１００による転写
像の回転又は傾斜（すなわち照明光学系の照明面の回転
又は傾斜）が発生する場合がある。この場合、テレセン
性（テレセントリシティ）の悪化を補正するために、照
明光学系を構成する一部の光学部材、たとえばフライア
イ・インテグレーター２７等を光軸方向へ移動させた
り、又は光軸と直交する面に沿って移動させることが望
ましい。一方、レチクルＲ上でのブラインド結像光学系
１００による転写像の回転又は傾斜を補正するために、
レチクルブラインド部材（ＲＢ１，ＲＢ２）を光軸廻り
に回転させたり、レチクルブラインド部材（ＲＢ１，Ｒ
Ｂ２）を光軸に対して傾斜させることが望ましい。

【００９１】さらに、レチクルＲ上又はプレートＰ上で
の光学特性（例えば、ディストーション）を十分に補正
するには、レチクルＲ上又はプレートＰ上での回転非対
称な光学特性（例えば、台形・菱形ディストーション等
の回転非対称なディストーション）の補正工程、および
レチクルＲ上又はプレートＰ上での回転対称な光学特性
（例えば、回転対称なディストーション）の補正工程の
双方を行うことが良い。この場合、レチクルＲ上又はプ
レートＰ上での回転非対称な光学特性（例えば、台形・
菱形ディストーション等の回転非対称なディストーショ
ン）を補正するために、照明光学系の一部の光学部材
（例えば、ブラインド結像光学系１００の一部）を光軸
に対して傾斜または偏心（光軸と直交する面に沿って移
動）させることが好ましい。

【００９２】また、レチクルＲ上又はプレートＰ上での
回転対称な光学特性（例えば、回転対称なディストーシ
ョン）を補正するために、照明光学系の一部の光学部材
（例えば、ブラインド結像光学系１００の一部）を光軸
方向に沿って移動させることが好ましい。この時、以上
の２つの補正工程（回転非対称な光学特性の補正工程お
よび回転対称な光学特性の補正工程）を実行する際に発
生する光学特性の悪化（例えば、テレセン性の悪化、照
度均一性の悪化）を補正する工程（照明光学系の一部の
光学部材を光軸方向へ移動させたり、光軸に対して傾斜
または偏心させる等）を実行することがより好ましいこ
とは言うまでもない。

【００９３】以上に述べたブラインド結像光学系１００
や照明光学系を構成する各光学部材の調整は、光電検出
装置５０により光電検出された計測結果に基づき、各光
学部材を機械的に調整（移動、傾斜又は偏心）する調整
機構（例えば、上述したシフト機構等）を介して作業者
がマニュアル的に行っても良い。さらには、光電検出装
置５０により光電検出された計測結果に基づき、制御装
置４１にて照明光学系を構成する各光学部材の調整量を
算出し、レンズ駆動装置４５等を含む調整機構を介して
各光学部材を自動的に調整させるようにしても良い。

【００９４】図７は、露光装置の製造方法における調整
工程（計測工程、補正工程など）を説明するフローチャ
ートである。以下、図７を参照して、露光装置の製造方
法について説明する。図１に示す実施形態における各光
学部材及び各ステージ等を前述したような機能を達成す
るように、電気的、機械的または光学的に連結すること
で、本実施形態にかかる露光装置を組み上げることがで
きる。なお、本発明の露光装置の製造方法は、オーバー
ラップ露光方式の露光装置に限定されることなく、通常
の露光方式の露光装置にも適用可能である。このとき、
前述したように、ブラインド結像光学系１００を含む照
明光学系や投影光学系ＰＬの製造および組み上げに際し
て、各光学系を構成するレンズの加工誤差や各光学系の
組立て誤差が積み重なり、設計上において光学系の収差
が良好に補正されていても、誤差の積み重ねの影響によ
り、露光装置に搭載した状態における光学系の実際の収
差が必ずしも良好であるとは限らない。

【００９５】そこで、本実施形態では、露光装置を組み
立てた後で、プレートＰ上に形成される露光領域での光
学特性を計測する（Ｓ１０１）。具体的には、レチクル
ブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）を所定位置に位置決
めし、レチクルステージＲＳ上に所定のテストレチクル
ＴＲをセットする。テストレチクルＴＲは、通常のパタ
ーン転写用のレチクルＲと基本的に同じ構成を有する
が、回路パターンに代えて、たとえば二方向（Ｘ方向お
よびＹ方向）に沿った一対のスケールマークが形成され
ている。計測工程では、テストレチクルＴＲの一対のス
ケールマークを、投影光学系ＰＬを介して、プレートＰ
上に試し露光を行う。

【００９６】その結果、プレートＰ上には、テストレチ
クルＴＲの一対のスケールマークと、レチクルブライン
ド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）の開口部のエッジとが転写さ
れる。上述のプレートＰ上への試し露光は、たとえばブ
ラインド結像光学系１００の一部または全部の光学部材
を光軸方向に移動させながら、すなわちレチクルブライ
ンド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）の開口像のピントを外しな
がら、複数回に亘って繰り返される。こうして、様々な
ピント状態で焼き付けられたレチクルブラインド部材
（ＲＢ１、ＲＢ２）の開口像のサイズ、形状および位置
をスケールマークに基づいて読み取ることにより、レチ
クルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）のピント位置お
よび露光光学系（ブラインド結像光学系１００＋投影光
学系ＰＬ）に残存する収差が計測される。なお、レチク
ルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）やプレートステー
ジＰＳを光軸方向に移動させることにより、レチクルブ
ラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）の開口像のピントをず
らせることができる。

【００９７】ただし、投影光学系ＰＬは、露光装置に搭
載する前に単体としての収差状態の調整がすでに十分に
行われているのが普通であり、その設計上の光学特性は
照明光学系の設計上の光学特性に比して著しく厳格に規
定されている。したがって、試し露光により計測された
残存収差は、実用上、ブラインド結像光学系１００の残
存収差と考えることができる。そこで、予め求めておい
た各光学部材の移動（シフト、傾斜、偏心など）および
回転と補正される収差（種類およびその量）との関係に
基づき、計測した収差状態に応じてブラインド結像光学
系１００の残存収差を補正する。以下、具体的な説明を
簡単にするために、ブラインド結像光学系１００にディ
ストーションが残存している場合を想定する。

【００９８】この場合、ブラインド結像光学系１００の
光学特性の計測結果から、回転対称な収差成分（回転対
称なディストーションの成分など）と回転非対称な収差
成分（回転非対称なディストーションの成分など）とを
抽出する（Ｓ１０２）。そして、抽出した回転対称な収
差成分（回転対称なディストーションの成分など）に応
じて、所定の光学部材を所定量だけ移動させることによ
り、回転対称な収差成分（回転対称なディストーション
の成分など）を補正する（Ｓ１０３）。すなわち、回転
対称な収差成分を補正（調整）する工程では、たとえば
回転対称ディストーションを補正するためにブラインド
結像光学系１００のレンズＬ１３を光軸ＡＸに沿って移
動させ、このレンズＬ１３の移動に伴う倍率変化を補正
するためにレンズＬ１４を光軸ＡＸに沿って移動させ、
レンズＬ１３およびＬ１４の移動に伴うピントのずれを
補正するためにレンズＬ１〜Ｌ５を一体的に光軸ＡＸに
沿って移動させる。

【００９９】次いで、抽出した回転非対称な収差成分
（回転非対称なディストーションの成分など）に応じ
て、所定の光学部材を所定量だけ移動させることによ
り、回転非対称な収差成分（回転非対称なディストーシ
ョンの成分など）を補正する（Ｓ１０４）。すなわち、
回転非対称な収差成分を補正（調整）する工程では、た
とえばブラインド結像光学系１００においてレンズＬ１
１だけを光軸ＡＸと直交する面に沿ってシフトさせるこ
とにより、像面傾斜をほとんど発生させることなく、偏
心ディストーションを補正する。このとき、前述したよ
うに、ブラインド結像光学系１００のディストーション
の補正（調整）により、レチクルＲ上又はプレートＰ上
での光学特性としての照度均一性が悪化することがあ
る。また、ブラインド結像光学系１００の偏心ディスト
ーションの補正（調整）により、レチクルＲ上又はプレ
ートＰ上での光学特性としてのテレセン性（テレセント
リシティ）が悪化することがある。すなわち、回転対称
な収差または回転非対称な収差の補正（調整）に応じ
て、ブラインド結像光学系１００を含む照明光学系の光
学特性（照明特性）が悪化する場合には、その光学特性
の悪化を補正（調整）する工程を実行することが好まし
い。

【０１００】そこで、例えばフライアイ・インテグレー
ター２７とレチクルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ２）
との間の光路中に配置された第１リレー光学系２９を構
成する少なくとも１つの光学素子（レンズ等）を光軸Ａ
Ｘに沿って移動させることにより、ブラインド結像光学
系１００の光学特性の調整に伴うレチクルＲ上又はプレ
ートＰ上での照度均一性の悪化を補正する（Ｓ１０
５）。また、たとえばフライアイ・インテグレーター２
７やコレクターレンズ２５を光軸ＡＸに対して偏心させ
る（光軸ＡＸと直交する方向に移動させる）ことによっ
て、ブラインド結像光学系１００の光学特性の調整に伴
うレチクルＲ上又はプレートＰ上でのテレセン性の悪化
を補正する（Ｓ１０６）。以上のように、上記工程（Ｓ
１０３，Ｓ１０４）によってブラインド結像光学系１０
０を含む照明光学系にて悪化する光学特性を補正（調
整）するには、照度補正工程（Ｓ１０５）とテレセン補
正工程（Ｓ１０６）との少なくとも一方を実行すること
が良い。

【０１０１】こうして、以上の収差補正と収差状態の確
認（計測）とを繰り返すことによって、ブラインド結像
光学系１００の光学特性の調整工程が、ひいては照明光
学系を含む露光光学系全体の調整工程が完了する（Ｓ１
０７）。ところで、上述の調整手法は、露光装置の製造
方法だけでなく、露光装置を用いたマイクロデバイスの
製造方法においても適用可能である。この場合、照明領
域規定手段であるレチクルブラインド部材（ＲＢ１，Ｒ
Ｂ２）の位置変化に伴うレチクルＲ上の照明領域の大き
さおよび形状の変化に応じて、上述の調整手法を適時実
行することもできる。

【０１０２】以上の説明では、試し露光によってブライ
ンド結像光学系１００の光学特性を計測しているが、図
１に示すように、プレートステージＰＳ上にピンホール
等を有するセンサー５０を配置し、ピンホールを走査さ
せながら、受光光量の変化に基づいてレチクルブライン
ド部材（ＲＢ１，ＲＢ２）の開口部のエッジの位置を検
出し、ひいてはブラインド結像光学系１００の残存収差
を計測しても良い。また、ピンホールとセンサーとに代
えて、ＣＣＤ等の二次元撮像素子とリレー光学系とによ
ってレチクルブラインド部材（ＲＢ１，ＲＢ２）の開口
部のエッジの位置を直接的に画像処理検出し、ブライン
ド結像光学系１００の残存収差を計測しても良い。

【０１０３】さらに、レチクルブラインド部材（ＲＢ
１，ＲＢ２）がデフォーカスしていることを考慮する
と、ピンホールに代えて走査するＣＣＤに入射する光量
の変化に基づいてレチクルブラインド部材（ＲＢ１，Ｒ
Ｂ２）の開口部のエッジの位置を検出し、ひいてはブラ
インド結像光学系１００の残存収差を計測しても良い。
また、レチクルブラインド部材（ＲＢ１，ＲＢ２）のピ
ント面を計測することができるように、予めレチクルブ
ラインド部材（ＲＢ１，ＲＢ２）にオフセットをもたせ
て、ブラインド結像光学系１００の残存収差をダイレク
トに計測しても構わない。なお、以上の説明では、レチ
クルＲと光学的に共役なプレートＰ上またはプレートＰ
と光学的に共役な面（リレー光学系を介してＣＣＤで受
光する場合など）で計測しているが、レチクルＲの面で
計測を行うこともできる。すなわち、一般的に、レチク
ルＲと同位置やレチクルＲと光学的に共役な位置（プレ
ートＰの位置を含む）において、計測を行うことができ
る。

【０１０４】ところで、本実施形態では、ブラインド結
像光学系１００および投影光学系ＰＬが、次の条件式
（１）を満足することが好ましい。 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ （１）

【０１０５】ここで、ＮＡ１は、上述したように、ブラ
インド結像光学系１００の物体側（レチクルブラインド
側）の最大開口数（本実施形態では０．６）である。ま
た、ＮＡ２は、投影光学系ＰＬの像側（プレート側）の
最大開口数である。さらに、βは、上述したように、ブ
ラインド結像光学系１００の絶対値（本実施形態では
４．４４）である。

【０１０６】条件式（１）の値がその上限値および下限
値で規定される範囲を逸脱すると、照明光学系の一部
（ブラインド結像光学系１００など）を調整しても、装
置を比較的小さく保ちながら良好なる結像性能を十分に
引き出すことが困難になる。なお、さらに良好な効果を
発揮するためには、条件式（１）の上限値を４に設定す
ることがさらに好ましい。以下、上述のブラインド結像
光学系１００との組み合わせにおいて条件式（１）を満
たす投影光学系ＰＬの具体的な構成例について説明す
る。

【０１０７】図８は、第１の構成例にしたがう投影光学
系のレンズ構成を示す図である。第１の構成例にしたが
う投影光学系ＰＬは、両側にテレセントリックな光学系
である。そして、投影光学系ＰＬは、物体側（レチクル
Ｒ側）から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１
と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折
力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第
４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ
５とから構成されている。

【０１０８】具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、物体側に平面を向けた平凹レンズＬ１１と、
両凸レンズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と、両凸レンズ
Ｌ１４と、両凸レンズＬ１５とから構成されている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズＬ２３と、物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズＬ２４と、物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズＬ２５とから構成されている。さ
らに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズ
Ｌ３２と、両凸レンズＬ３３と、両凸レンズＬ３４と、
物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５とから
構成されている。

【０１０９】また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順
に、両凹レンズＬ４１と、両凹レンズＬ４２と、物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３とから構成さ
れている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順
に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１
と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５２
と、両凸レンズＬ５３と、両凸レンズＬ５４と、物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５５と、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５６と、物体側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ５７と、物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズＬ５８と、両凹レンズＬ５
９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１
０とから構成されている。

【０１１０】次の表（２）に、第１の構成例にかかる投
影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（２）の［主要諸
元］において、ＮＡ２は投影光学系ＰＬの像側（プレー
トＰ側）の最大開口数を示している。また、表（２）の
［レンズ諸元］において、第１カラムの面番号は物体面
からの各面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径
（ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち
面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎはＫｒＦエキシマレ
ーザー光（λ＝２４８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ
示している。なお、第１の構成例では、投影光学系ＰＬ
を構成するすべての光学部材が同じ屈折率を有する合成
石英から形成されている。

【０１１１】

【表２】

【０１１２】図９は、第１の構成例にかかる投影光学系
の球面収差、非点収差、歪曲収差、および横収差を示す
図である。なお、図９において、ＮＡは像側開口数を、
Ｙは像高（ｍｍ）をそれぞれ示している。また、非点収
差図において、破線Ｍはメリジオナル像面を表わし、実
線Ｓはサジタル像面を表わしている。第１の構成例にし
たがう投影光学系ＰＬは、各収差図より明らかなよう
に、優れた結像性能を有する。

【０１１３】図１０は、第２の構成例にしたがう投影光
学系のレンズ構成を示す図である。なお、図１０では、
図中左側に配置されるレチクルＲおよび図中右側に配置
されるプレートＰの図示を省略している。また、第２の
構成例にしたがう投影光学系ＰＬは、開口絞りＳに関し
て対称に構成されている。具体的には、投影光学系ＰＬ
は、物体側（レチクルＲ側）から順に、物体側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ６１と、両凸レンズＬ６２
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６３
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６４
と、両凹レンズＬ６５と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ
６６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ６
７と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ６８
と、両凸レンズＬ６９と、物体側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズＬ６１０とから構成されている。

【０１１４】次の表（３）に、第２の構成例にかかる投
影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（３）の［主要諸
元］において、ＮＡ２は投影光学系ＰＬの像側（プレー
トＰ側）の最大開口数を示している。また、表（３）の
［レンズ諸元］において、第１カラムの面番号は物体面
からの各面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径
を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔
を、第４カラムのｎはＫｒＦエキシマレーザー光（λ＝
２４８．４ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示してい
る。なお、第２の構成例では、投影光学系ＰＬを構成す
るすべての光学部材が同じ屈折率を有する溶融石英から
形成されている。

【０１１５】

【表３】 ［主要諸元］ ＮＡ２＝０．１８ ［レンズ諸元］ ｒ ｄ ｎ （レチクル面） 125.000 1 -621.447 6.800 1.50832 （Ｌ６１） 2 -123.233 0.680 3 142.712 12.000 1.50832 （Ｌ６２） 4 -202.829 8.370 5 115.747 8.490 1.50832 （Ｌ６３） 6 609.474 0.500 7 70.825 9.660 1.50832 （Ｌ６４） 8 132.376 31.158 9 -3051.500 12.000 1.50832 （Ｌ６５） 10 31.279 4.565 11 ∞ 4.565 （開口絞りＳ） 12 -31.279 12.000 1.50832 （Ｌ６６） 13 3051.500 31.158 14 -132.376 9.660 1.50832 （Ｌ６７） 15 -70.825 0.500 16 -609.474 8.490 1.50832 （Ｌ６８） 17 -115.747 8.370 18 202.829 12.000 1.50832 （Ｌ６９） 19 -142.712 0.680 20 123.233 6.800 1.50832 （Ｌ６１０） 21 621.447 125.000 （プレート面） ［条件式対応値］ ＮＡ１＝０．６ β＝４．４４ ＮＡ２＝０．１８ （１）ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＝０．７５

【０１１６】図１１は、第３の構成例にしたがう投影光
学系のレンズ構成を示す図である。なお、図１１におい
ても、図中左側に配置されるレチクルＲおよび図中右側
に配置されるプレートＰの図示を省略している。また、
第３の構成例にしたがう投影光学系ＰＬは、第２の構成
例と同様に、開口絞りＳに関して対称に構成されてい
る。具体的には、投影光学系ＰＬは、物体側（レチクル
Ｒ側）から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ７１と、両凸レンズＬ７２と、両凸レンズＬ７３
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７４
と、両凹レンズＬ７５と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ
７６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ７
７と、両凸レンズＬ７８と、両凸レンズＬ７９と、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７１０とから構
成されている。

【０１１７】次の表（４）に、第３の構成例にかかる投
影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（４）の［主要諸
元］において、ＮＡ２は投影光学系ＰＬの像側（プレー
トＰ側）の最大開口数を示している。また、表（４）の
［レンズ諸元］において、第１カラムの面番号は物体面
からの各面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径
を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔
を、第４カラムのｎはＫｒＦエキシマレーザー光（λ＝
２４８．４ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示してい
る。なお、第３の構成例において第２の構成例と同様
に、投影光学系ＰＬを構成するすべての光学部材が同じ
屈折率を有する溶融石英から形成されている。

【０１１８】

【表４】 ［主要諸元］ ＮＡ２＝０．１８ ［レンズ諸元］ ｒ ｄ ｎ （レチクル面） 125.000 1 -607.544 6.000 1.50832 （Ｌ７１） 2 -122.166 0.500 3 359.370 11.752 1.50832 （Ｌ７２） 4 -267.589 3.400 5 105.008 14.000 1.50832 （Ｌ７３） 6 -351.306 0.500 7 73.423 6.469 1.50832 （Ｌ７４） 8 147.734 35.243 9 -532.703 13.874 1.50832 （Ｌ７５） 10 32.569 4.500 11 ∞ 4.500 （開口絞りＳ） 12 -32.569 13.874 1.50832 （Ｌ７６） 13 532.703 35.243 14 -147.734 6.469 1.50832 （Ｌ７７） 15 -73.423 0.500 16 351.306 14.000 1.50832 （Ｌ７８） 17 -105.008 3.400 18 267.589 11.752 1.50832 （Ｌ７９） 19 -359.370 0.500 20 122.166 6.000 1.50832 （Ｌ７１０） 21 607.544 125.000 （プレート面） ［条件式対応値］ ＮＡ１＝０．６ β＝４．４４ ＮＡ２＝０．１８ （１）ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＝０．７５

【０１１９】以上、上述の実施形態では、感光性基板
（プレートＰ）上にマスク（レチクルＲ）の転写用パタ
ーンを重複露光（オーバーラップ露光）する露光装置に
関連して本発明を説明した。しかしながら、前述したよ
うに、図５を参照して説明した露光装置内のブラインド
結像光学系の調整方法（又は露光装置の製造時における
ブラインド結像光学系の調整方法）、および図７を参照
して説明した露光装置の製造方法における調整（計測工
程、補正工程など）は、オーバーラップ露光方式の露光
装置に限定されることなく、通常の露光方式の露光装置
にも適用可能である。同様に、上述の実施形態に関連し
て説明した本発明の他のすべての観点、たとえば結像光
学系の光学特性の調整、その調整に伴う他の光学特性の
悪化の調整、条件式（１）による規定なども、オーバー
ラップ露光方式の露光装置に限定されることなく、通常
の露光方式の露光装置にも適用可能である。特に、マス
ク上において照明領域規定手段の開口エッジの像の直線
性および方向性が確保される点は、いわゆるステップ・
アンド・スキャン方式の露光装置において良好な露光を
行う上で有利である。以下、上述の実施形態の変形例と
して、オーバーラップ露光を行わない通常露光方式の露
光装置について説明する。

【０１２０】図１２は、本実施形態の第１変形例にかか
る通常露光方式の露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。図１２において、感光性基板であるウェハＷの法線
方向に沿ってＺ軸を、ウェハ面内において図１２の紙面
に平行な方向にＹ軸を、ウェハ面内において図１２の紙
面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。なお、
図１２では、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定
されている。

【０１２１】図１２の露光装置は、露光光（照明光）を
供給するための光源１として、たとえば２４８ｎｍ（Ｋ
ｒＦ）または１９３ｎｍ（ＡｒＦ）の波長の光を供給す
るエキシマレーザー光源を備えている。光源１からＺ方
向に沿って射出されたほぼ平行光束は、Ｘ方向に沿って
細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ２ａお
よび２ｂからなるビームエキスパンダー２に入射する。
各レンズ２ａおよび２ｂは、図１２の紙面内（ＹＺ平面
内）において負の屈折力および正の屈折力をそれぞれ有
する。したがって、ビームエキスパンダー２に入射した
光束は、図１２の紙面内において拡大され、所定の矩形
状の断面を有する光束に整形される。

【０１２２】整形光学系としてのビームエキスパンダー
２を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー３でＹ方
向に偏向された後、輪帯照明用の回折光学素子（ＤＯ
Ｅ）４ａに入射する。一般に、回折光学素子は、ガラス
基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段
差を形成することによって構成され、入射ビームを所望
の角度に回折する作用を有する。具体的には、輪帯照明
用の回折光学素子４ａは、矩形状の断面を有する平行光
束が入射した場合、そのファーフィールド（またはフラ
ウンホーファー回折領域）に、リング状の光強度分布を
形成する機能を有する。

【０１２３】なお、回折光学素子４ａは、照明光路に対
して挿脱自在に構成され、４極照明用の回折光学素子４
ｂや通常の円形照明用の回折光学素子４ｃと切り換え可
能に構成されている。４極照明用の回折光学素子４ｂお
よび円形照明用の回折光学素子４ｃの構成および作用に
ついては後述する。ここで、輪帯照明用の回折光学素子
４ａと４極照明用の回折光学素子４ｂと円形照明用の回
折光学素子４ｃとの間の切り換えは、制御系７１からの
指令に基づいて動作する第１駆動系７２により行われ
る。また、制御系７１には、ステップ・アンド・リピー
ト方式またはステップ・アンド・スキャン方式にしたが
って順次露光すべき各種のマスクに関する情報などがキ
ーボードなどの入力手段７０を介して入力される。

【０１２４】回折光学素子４ａを介した光束は、後に詳
述する輪帯比可変用のアフォーカルズームレンズ（変倍
リレー光学系）５に入射する。アフォーカルズームレン
ズ５は、回折光学素子４ａと後述するマイクロレンズア
レイ（マイクロフライアイレンズ）６の入射面とを光学
的にほぼ共役な関係に維持し、且つアフォーカル系（無
焦点光学系）を維持しながら、所定の範囲で倍率を連続
的に変化させることができるように構成されている。こ
こで、アフォーカルズームレンズ５の倍率変化は、制御
系７１からの指令に基づいて動作する第２駆動系７３に
より行われる。

【０１２５】こうして、回折光学素子４ａを介した光束
は、アフォーカルズームレンズ５の瞳面にリング状の光
強度分布を形成する。このリング状の光強度分布からの
光は、ほぼ平行光束となってアフォーカルズームレンズ
５から射出され、マイクロレンズアレイ６に入射する。
このとき、マイクロレンズアレイ６の入射面には、光軸
ＡＸに対してほぼ対称に斜め方向から光束が入射する。
なお、輪帯比可変用のアフォーカルズームレンズ（変倍
リレー光学系）５による変倍作用によりマイクロレンズ
アレイ６に斜め方向から入射する光束の入射角が変化
し、後述する輪帯形状等の二次光源（照明光学系の瞳に
形成される輪帯状等の光強度分布）の輪帯比が変化す
る。マイクロレンズアレイ６は、縦横に且つ稠密に配列
された多数の正六角形状の正屈折力を有する微小レンズ
からなる光学素子である。一般に、マイクロレンズアレ
イは、たとえば平行平面ガラス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る。

【０１２６】ここで、マイクロレンズアレイを構成する
各微小レンズは、フライアイ・インテグレーター（フラ
イアイレンズ）を構成する各レンズエレメントよりも微
小である。また、マイクロレンズアレイは、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・インテグ
レーターとは異なり、多数の微小レンズが互いに隔絶さ
れることなく一体的に形成されている。しかしながら、
正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点
でマイクロレンズアレイはフライアイ・インテグレータ
ーと同じである。なお、図１２では、図面の明瞭化のた
めに、マイクロレンズアレイ６を構成する微小レンズの
数を実際よりも非常に少なく表示している。

【０１２７】したがって、マイクロレンズアレイ６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、各微小レンズの後側焦点面にはそれぞれ１つのリン
グ状の光源（集光点）が形成される。マイクロレンズア
レイ６の後側焦点面に形成された多数の光源からの光束
は、σ値可変用のズームレンズ（変倍光学系）７を介し
て、オプティカルインテグレータとしてのフライアイ・
インテグレーター８を重畳的に照明する。なお、σ値と
は、前述したように、投影光学系ＰＬの瞳の大きさ（直
径）をＲ１とし、投影光学系ＰＬの瞳に形成される照明
光束または光源像の大きさ（直径）をＲ２とし、投影光
学系ＰＬのマスク（レチクル）Ｍ側の開口数をＮＡｏと
し、マスク（レチクル）Ｍを照明する照明光学系の開口
数をＮＡｉとするとき、σ＝ＮＡｉ／ＮＡｏ＝Ｒ２／Ｒ
１として定義される。

【０１２８】また、ズームレンズ７は、所定の範囲で焦
点距離を連続的に変化させることのできるリレー光学系
であって、マイクロレンズアレイ６の後側焦点面とフラ
イアイ・インテグレーター８の後側焦点面とを光学的に
ほぼ共役に結んでいる。換言すると、ズームレンズ７
は、マイクロレンズアレイ６の後側焦点面とフライアイ
・インテグレーター８の入射面とを実質的にフーリエ変
換の関係に結んでいる。

【０１２９】したがって、マイクロレンズアレイ６の後
側焦点面に形成された多数のリング状の光源からの光束
は、ズームレンズ７の後側焦点面（ひいてはフライアイ
・インテグレーター８の入射面）に、リングと正六角形
とのコンボリューションに基づく光強度分布、すなわち
光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野を形成する。この輪
帯状の照野の大きさは、ズームレンズ７の焦点距離に依
存して変化する。なお、ズームレンズ７の焦点距離の変
化は、制御系７１からの指令に基づいて動作する第３駆
動系７４により行われる。

【０１３０】フライアイ・インテグレーター８は、上述
の実施形態におけるフライアイ・インテグレーター２７
に対応する光学部材であり、正の屈折力を有する多数の
レンズエレメントを縦横に且つ稠密に配列することによ
って構成されている。なお、フライアイ・インテグレー
ター８を構成する各レンズエレメントは、マスク上にお
いて形成すべき照野の形状（ひいてはウェハ上において
形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状の断面を有
する。また、フライアイ・インテグレーター８を構成す
る各レンズエレメントの入射側の面は入射側に凸面を向
けた球面状に形成され、射出側の面は射出側に凸面を向
けた球面状に形成されている。

【０１３１】したがって、フライアイ・インテグレータ
ー８に入射した光束は多数のレンズエレメントにより二
次元的に分割され、光束が入射した各レンズエレメント
の後側焦点面には多数の光源がそれぞれ形成される。こ
うして、フライアイ・インテグレーター８の後側焦点面
（ひいては照明光学系の瞳面）には、フライアイ・イン
テグレーター８への入射光束によって形成される照野と
ほぼ同じ光強度分布を有する輪帯状の実質的な面光源
（以下、「二次光源」という）が形成される。フライア
イ・インテグレーター８の後側焦点面に形成された輪帯
状の二次光源からの光束は、その近傍に配置された開口
絞り９に入射する。

【０１３２】開口絞り９は、光軸ＡＸに平行な所定の軸
線回りに回転可能なターレット基板（回転板：図１２で
は不図示）上に支持されている。ターレット基板には、
形状（輪帯比）や大きさ（外径）の異なる輪帯状の開口
部（光透過部）を有する複数の輪帯開口絞り、形状（輪
帯比）や大きさ（外径）の異なる４極状の開口部を有す
る複数の４極開口絞り、および大きさ（外径）の異なる
円形状の開口部を有する複数の円形開口絞りが円周方向
に沿って設けられている。また、ターレット基板は、そ
の中心点を通り光軸ＡＸに平行な軸線回りに回転可能に
構成されている。したがって、ターレット基板を回転さ
せることにより、多数の開口絞りから選択された１つの
開口絞りを照明光路中に位置決めすることができる。な
お、ターレット基板の回転は、制御系７１からの指令に
基づいて動作する第４駆動系７５により行われる。

【０１３３】図１２では、フライアイ・インテグレータ
ー８の後側焦点面に輪帯状の二次光源が形成されるの
で、開口絞り９として複数の輪帯開口絞りから選択され
た１つの輪帯開口絞りが用いられている。ただし、ター
レット方式の開口絞りに限定されることなく、たとえば
スライド方式の開口絞りを採用してもよいし、光透過領
域の大きさおよび形状を適宜変更することの可能な開口
絞りを照明光路内に固定的に取り付けてもよい。さら
に、複数の円形開口絞りに代えて、円形開口径を連続的
に変化させることのできる虹彩絞りを設けることもでき
る。

【０１３４】輪帯状の開口部（光透過部）を有する開口
絞り９を介した二次光源からの光は、コンデンサー光学
系１０の集光作用を受けた後、照明視野絞りとしてのマ
スクブラインド１１を重畳的に照明する。マスクブライ
ンド１１の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束
は、結像光学系１２の集光作用を受けた後、マスクＭを
重畳的に照明する。ここで、結像光学系１２は、上述の
実施形態におけるブラインド結像光学系１００と同様の
構成および機能を有する。マスクＭのパターンを透過し
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。

【０１３５】なお、マスクＭは、投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸに対して垂直な平面（ＸＹ平面）内において二次元
的に移動可能なマスクステージＭＳ上に載置されてい
る。一方、ウェハＷは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対
して垂直な平面（ＸＹ平面）内において二次元的に移動
可能なウェハステージＷＳ上に載置されている。制御系
７１は、各ステージ（ＭＳ，ＷＳ）からの位置信号（各
ステージ内に取り付けられた干渉計等の位置検出装置の
位置情報）に基づいて、各ステージ（ＭＳ，ＷＳ）内に
取り付けられた駆動系を駆動制御している。こうして、
ＸＹ平面内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しな
がら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウ
ェハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光
される。投影光学系ＰＬの入射瞳面には投影光学系ＰＬ
の開口数を規定するための可変開口絞りが設けられ、こ
の可変開口絞りの駆動は制御系７１からの指令に基づい
て動作する第５駆動系７６により行われる。

【０１３６】なお、一括露光では、いわゆるステップ・
アンド・リピート方式にしたがって、ウェハの各露光領
域に対してマスクパターンを一括的に露光する。この場
合、マスクＭ上での照明領域の形状は正方形に近い矩形
状であり、フライアイ・インテグレーター８の各レンズ
エレメントの断面形状も正方形に近い矩形状となる。一
方、スキャン露光では、いわゆるステップ・アンド・ス
キャン方式にしたがって、マスクおよびウェハを投影光
学系に対して図１２の矢印で示すＹ方向（スキャン方
向）に沿って相対移動させながらウェハの各露光領域に
対してマスクパターンをスキャン露光する。

【０１３７】この場合、マスクＭ上での照明領域の形状
は短辺と長辺との比がたとえば１：３の矩形状であり、
フライアイ・インテグレーター８の各レンズエレメント
の断面形状もこれと相似な矩形状となる。すなわち、ス
キャン露光では、オプティカルインテグレータとしての
フライアイ・インテグレーター８を構成する多数のレン
ズエレメント（光学素子）の断面形状における短辺方向
と光学的に対応する方向（走査方向）に沿って、マスク
ＭおよびウェハＷを投影光学系ＰＬに対して相対移動さ
せる。これは、後述する図１３に示す例においても同様
である。

【０１３８】第１変形例では、アフォーカルズームレン
ズ５の倍率が変化すると、輪帯状の二次光源は、その幅
（外径と内径との差の１／２）が変化することなく、そ
の外径および内径がともに変化する。換言すると、輪帯
状の二次光源は、アフォーカルズームレンズ５の作用に
より、その幅が変化することなく、その輪帯比および大
きさ（外径）がともに変化する。一方、ズームレンズ７
の焦点距離が変化すると、輪帯状の二次光源の全体形状
が相似的に変化する。換言すると、輪帯状の二次光源
は、ズームレンズ７の作用により、その輪帯比が変化す
ることなく、その幅および大きさ（外径）がともに変化
する。

【０１３９】次に、回折光学素子４ａに代えて４極照明
用の回折光学素子４ｂを照明光路中に設定することによ
って得られる４極照明について簡単に説明する。４極照
明用の回折光学素子４ｂは、矩形状の断面を有する平行
光束が入射した場合、そのファーフィールド（またはフ
ラウンホーファー回折領域）に、４点状の光強度分布を
形成する機能を有する。したがって、回折光学素子４ｂ
を介した光束は、アフォーカルズームレンズ５の瞳面に
４点状の光強度分布を形成する。この４点状の光強度分
布からの光は、ほぼ平行光束となってアフォーカルズー
ムレンズ５から射出され、マイクロレンズアレイ６に入
射する。

【０１４０】こうして、マイクロレンズアレイ６および
ズームレンズ７を介した光束は、フライアイ・インテグ
レーター８の入射面に、４点と正六角形とのコンボリュ
ーションに基づく光強度分布、すなわち光軸ＡＸに対し
て偏心した４つの正六角形状の照野からなる４極状の照
野を形成する。その結果、フライアイ・インテグレータ
ー８の後側焦点面（ひいては照明光学系の瞳面）には、
入射面に形成された照野とほぼ同じ光強度を有する二次
光源、すなわち光軸ＡＸに対して偏心した４つの正六角
形状の面光源からなる４極状の二次光源が形成される。
なお、回折光学素子４ａから回折光学素子４ｂへの切り
換えに対応して、輪帯開口絞り９から４極開口絞りへの
切り換えが行われる。

【０１４１】ところで、４極状の二次光源の場合も、輪
帯状の二次光源と同様に、その外径（大きさ）および輪
帯比（形状）を定義することができる。すなわち、４極
状の二次光源の外径は、４つの面光源に外接する円の直
径である。また、４極状の二次光源の輪帯比は、４つの
面光源に外接する円の直径すなわち外径に対する、４つ
の面光源に内接する円の直径すなわち内径の比（内径／
外径）である。一般に、４極照明等の多極照明の場合
も、σ＝ＮＡｉ／ＮＡｏ＝Ｒ２／Ｒ１として定義され
る。ここで、Ｒ２は投影光学系ＰＬの瞳に形成される多
極状の照明光束または多極状の光源像に外接する円の大
きさまたは直径であり、ＮＡｉは照明光学系の瞳に形成
される多極状の照明光束に外接する円の大きさまたは直
径によって定められる開口数である。

【０１４２】こうして、第１変形例の４極照明では、輪
帯照明の場合と同様に、アフォーカルズームレンズ５の
倍率を変化させることにより、４極状の二次光源の外径
および輪帯比をともに変更することができる。また、ズ
ームレンズ７の焦点距離を変化させることにより、４極
状の二次光源の輪帯比を変更することなくその外径を変
更することができる。なお、輪帯比可変用のアフォーカ
ルズームレンズ（変倍リレー光学系）５とσ値可変用の
ズームレンズ７との協働により、輪帯照明及び多極照明
において、輪帯幅を一定に保ちながら輪帯比を変化させ
たり、輪帯比を一定に保ちながら輪帯幅を変化させた
り、さらには、輪帯比及び輪帯幅を積極的に変化させる
ことも可能であることは言うまでもない。但し、輪帯幅
とは、｛（輪帯光の外径または輪帯状の二次光源の外
径）−（輪帯光の内径または輪帯状の二次光源の内径）
／２｝又は｛（多極光に外接する円の直径または多極状
の二次光源に外接する円の直径）−（多極光に内接する
円の直径または多極状の二次光源に内接する円の直径）
／２｝等で定義される。

【０１４３】次いで、回折光学素子４ａまたは４ｂに代
えて円形照明用の回折光学素子４ｃを照明光路中に設定
することによって得られる通常の円形照明について説明
する。円形照明用の回折光学素子４ｃは、矩形状の断面
を有する平行光束が入射した場合、そのファーフィール
ド（またはフラウンホーファー回折領域）に、円形状の
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４ｃを介した光束は、アフォーカルズームレン
ズ５の瞳面に円形状の光強度分布を形成する。この円形
状の光強度分布からの光は、ほぼ平行光束となってアフ
ォーカルズームレンズ５から射出され、マイクロレンズ
アレイ６に入射する。

【０１４４】こうして、マイクロレンズアレイ６および
ズームレンズ７を介した光束は、フライアイ・インテグ
レーター８の入射面に、円と正六角形とのコンボリュー
ションに基づく光強度分布、すなわち円形状の照野を形
成する。その結果、フライアイ・インテグレーター８の
後側焦点面（ひいては照明光学系の瞳面）には、入射面
に形成された照野とほぼ同じ光強度を有する二次光源、
すなわち円形状の二次光源が形成される。なお、回折光
学素子４ａまたは４ｂから回折光学素子４ｃへの切り換
えに対応して、輪帯開口絞り９または４極開口絞りから
円形開口絞りへの切り換えが行われる。この場合、ズー
ムレンズ７の焦点距離を変化させることにより、円形状
の二次光源の外径を適宜変更することができる。

【０１４５】以下、第１変形例における照明条件の切り
換え動作などについて具体的に説明する。まず、ステッ
プ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・ス
キャン方式にしたがって順次露光すべき各種のマスクに
関する情報などが、キーボードなどの入力手段７０を介
して制御系７１に入力される。制御系７１は、各種のマ
スクに関する最適な線幅（解像度）、焦点深度等の情報
を内部のメモリー部に記憶しており、入力手段７０から
の入力に応答して第１駆動系７２〜第５駆動系７６に適
当な制御信号を供給する。

【０１４６】すなわち、最適な解像度および焦点深度の
もとで輪帯照明する場合、第１駆動系７２は、制御系７
１からの指令に基づいて、輪帯照明用の回折光学素子４
ａを照明光路中に位置決めする。そして、所望の大きさ
（外径）および形状（輪帯比）を有する輪帯状の二次光
源を得るために、第２駆動系７３は制御系７１からの指
令に基づいてアフォーカルズームレンズ５の倍率を設定
し、第３駆動系７４は制御系７１からの指令に基づいて
ズームレンズ７の焦点距離を設定する。また、光量損失
を良好に抑えた状態で輪帯状の二次光源を制限するため
に、第４駆動系７５は制御系７１からの指令に基づいて
ターレットを回転させ、所望の輪帯開口絞りを照明光路
中に位置決めする。さらに、第５駆動系７６は、制御系
７１からの指令に基づいて、投影光学系ＰＬの可変開口
絞りを駆動する。

【０１４７】さらに、必要に応じて、第２駆動系７３に
よりアフォーカルズームレンズ５の倍率を変化させた
り、第３駆動系７４によりズームレンズ７の焦点距離を
変化させたりすることにより、輪帯状の二次光源の大き
さおよび輪帯比を適宜変更することができる。この場
合、輪帯状の二次光源の大きさおよび輪帯比の変化に応
じてターレットが回転し、所望の大きさおよび輪帯比を
有する輪帯開口絞りが選択されて照明光路中に位置決め
される。こうして、輪帯状の二次光源の形成およびその
制限においてほとんど光量損失することなく、輪帯状の
二次光源の大きさおよび輪帯比を適宜変化させて多様な
輪帯照明を行うことができる。

【０１４８】また、最適な解像度および焦点深度のもと
で４極照明する場合、第１駆動系７２は、制御系７１か
らの指令に基づいて、４極照明用の回折光学素子４ｂを
照明光路中に位置決めする。そして、所望の大きさ（外
径）および形状（輪帯比）を有する４極状の二次光源を
得るために、第２駆動系７３は制御系７１からの指令に
基づいてアフォーカルズームレンズ５の倍率を設定し、
第３駆動系７４は制御系７１からの指令に基づいてズー
ムレンズ７の焦点距離を設定する。また、光量損失を良
好に抑えた状態で４極状の二次光源を制限するために、
第４駆動系７５は制御系７１からの指令に基づいてター
レットを回転させ、所望の４極開口絞りを照明光路中に
位置決めする。さらに、第５駆動系７６は、制御系７１
からの指令に基づいて、投影光学系ＰＬの可変開口絞り
を駆動する。

【０１４９】さらに、必要に応じて、第２駆動系７３に
よりアフォーカルズームレンズ５の倍率を変化させた
り、第３駆動系７４によりズームレンズ７の焦点距離を
変化させたりすることにより、４極状の二次光源の大き
さおよび輪帯比を適宜変更することができる。この場
合、４極状の二次光源の大きさおよび輪帯比の変化に応
じてターレットが回転し、所望の大きさおよび輪帯比を
有する４極開口絞りが選択されて照明光路中に位置決め
される。こうして、４極状の二次光源の形成およびその
制限において光量損失を良好に抑えた状態で、４極状の
二次光源の大きさおよび輪帯比を適宜変化させて多様な
４極照明を行うことができる。

【０１５０】最後に、最適な解像度および焦点深度のも
とで通常の円形照明をする場合、第１駆動系７２は、制
御系７１からの指令に基づいて、円形照明用の回折光学
素子４ｃを照明光路中に位置決めする。そして、所望の
大きさ（外径）を有する円形状の二次光源を得るため
に、第２駆動系７３は制御系７１からの指令に基づいて
アフォーカルズームレンズ５の倍率を設定し、第３駆動
系７４が制御系７１からの指令に基づいてズームレンズ
７の焦点距離を設定する。また、光量損失を良好に抑え
た状態で円形状の二次光源を制限するために、第４駆動
系７５は制御系７１からの指令に基づいてターレットを
回転させ、所望の円形開口絞りを照明光路中に位置決め
する。さらに、第５駆動系７６は、制御系７１からの指
令に基づいて、投影光学系ＰＬの可変開口絞りを駆動す
る。

【０１５１】なお、円形開口径を連続的に変化させるこ
とのできる虹彩絞りを用いる場合には、第４駆動系７５
は制御系７１からの指令に基づいて虹彩絞りの開口径を
設定する。さらに、必要に応じて、第３駆動系７４によ
りズームレンズ７の焦点距離を変化させることにより、
円形状の二次光源の大きさを適宜変更することができ
る。この場合、円形状の二次光源の大きさの変化に応じ
てターレットが回転し、所望の大きさの開口部を有する
円形開口絞りが選択されて照明光路中に位置決めされ
る。こうして、円形状の二次光源の形成およびその制限
において光量損失を良好に抑えつつ、σ値を適宜変化さ
せて多様な円形照明を行うことができる。

【０１５２】以上のように、第１変形例では、光学回折
素子（４ａ〜４ｃ）、アフォーカルズームレンズ５およ
びズームレンズ７の作用により、照明条件を切り換える
こと、すなわち照明光学系の瞳での照明光の大きさおよ
び形状を変化させることができる。また、第１変形例で
は、結像光学系１２および投影光学系ＰＬが前述の条件
式（１）を満足するように構成されているので、照明光
学系の一部（結像光学系１２など）を調整することによ
り、装置を比較的小さく保ちながら良好なる結像性能を
十分に引き出すことができる。

【０１５３】図１３は、本実施形態の第２変形例にかか
る通常露光方式の露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。第２変形例は、第１変形例と類似の構成を有する
が、折り曲げミラー３とズームレンズ７との間の構成、
およびフライアイ・インテグレーター８に代えてマイク
ロレンズアレイ８ａが用いられていることが第１変形例
と基本的に相違している。以下、第１変形例との相違点
に着目して、第２変形例を説明する。なお、図１３で
は、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定されてい
る。

【０１５４】第２変形例では、光源１から射出されたほ
ぼ平行光束が、ビームエキスパンダー２および折り曲げ
ミラー３を介して、輪帯照明用の回折光学素子１３ａに
入射する。回折光学素子１３ａは、矩形状の断面を有す
る平行光束が入射した場合、そのファーフィールド（フ
ラウンホーファー回折領域）において輪帯状の光強度分
布を形成する機能を有する。輪帯照明用の回折光学素子
１３ａは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、４極
照明用の回折光学素子１３ｂや円形照明用の回折光学素
子１３ｃと切り換え可能に構成されている。

【０１５５】回折光学素子１３ａを介した光束は、アフ
ォーカルレンズ（リレー光学系）１４に入射する。アフ
ォーカルレンズ１４は、その前側焦点位置と回折光学素
子１４ａの位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と
図中破線で示す所定面１５の位置とがほぼ一致するよう
に設定されたアフォーカル系（無焦点光学系）である。
ここで、所定面１５の位置は、第１実施形態においてマ
イクロレンズアレイ６が設置されている位置に対応して
いる。

【０１５６】したがって、回折光学素子１３ａに入射し
たほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ１４の瞳面に輪
帯状の光強度分布を形成した後、ほぼ平行光束となって
アフォーカルレンズ１４から射出される。なお、アフォ
ーカルレンズ１４の前側レンズ群１４ａと後側レンズ群
１４ｂとの間の光路中には、輪帯比を可変とする光学系
としての円錐アキシコン系（以下、単に「円錐アキシコ
ン」という）１６が配置されているが、その詳細な構成
および作用については後述する。以下、説明を簡単にす
るために、これらの円錐アキシコン１６の作用を無視し
て、第２変形例の基本的な構成および作用を説明する。

【０１５７】アフォーカルレンズ１４を介した光束は、
σ値可変用のズームレンズ（変倍光学系）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レンズア
レイ８ａに入射する。なお、所定面１５の位置はズーム
レンズ７の前側焦点位置の近傍に配置され、マイクロレ
ンズアレイ８ａの入射面はズームレンズ７の後側焦点位
置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１５とマイクロレンズアレイ８ａ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１４の瞳面とマイクロレンズアレイ８
ａの入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。

【０１５８】したがって、第１変形例におけるフライア
イ・インテグレーター８と同様の機能を有するマイクロ
レンズアレイ８ａの入射面上には、アフォーカルレンズ
１４の瞳面と同様に、たとえば光軸ＡＸを中心とした輪
帯状の照野を形成する。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似的に変化
する。マイクロレンズアレイ８ａを構成する各微小レン
ズは、マスクＭ上において形成すべき照野の形状（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
相似な矩形状の断面を有する。マイクロレンズアレイ８
ａ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、その後側焦点面（ひいては照明光学系の瞳）
にはマイクロレンズアレイ８ａへの入射光束によって形
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
なわち輪帯状の二次光源が形成される。

【０１５９】上述したように、第２変形例では、アフォ
ーカルレンズ１４の前側レンズ群１４ａと後側レンズ群
１４ｂとの間の光路中に、円錐アキシコン１６が配置さ
れている。円錐アキシコン１６は、光源側から順に、光
源側に平面を向け且つマスク側に凹円錐状の屈折面を向
けた第１プリズム部材１６ａと、マスク側に平面を向け
且つ光源側に凸円錐状の屈折面を向けた第２プリズム部
材１６ｂとから構成されている。そして、第１プリズム
部材１６ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム部材１６
ｂの凸円錐状の屈折面とは、互いに当接可能なように相
補的に形成されている。

【０１６０】また、第１プリズム部材１６ａおよび第２
プリズム部材１６ｂのうち少なくとも一方の部材が光軸
ＡＸに沿って移動可能に構成され、第１プリズム部材１
６ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム部材１６ｂの凸
円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。な
お、後述するように、円錐アキシコン１６は、照明光路
に対して挿脱自在に構成され、図示を省略した角錐アキ
シコンと切り換え可能に構成されている。円錐アキシコ
ン１６の間隔の変化、角錐アキシコンの間隔の変化、お
よび円錐アキシコン１６と角錐アキシコンとの切り換え
は、制御系７１からの指令に基づいて動作する駆動系７
８により行われる。

【０１６１】ここで、第１プリズム部材１６ａの凹円錐
状屈折面と第２プリズム部材１６ｂの凸円錐状屈折面と
が互いに当接している状態では、円錐アキシコン１６は
平行平面板として機能し、形成される輪帯の二次光源に
及ぼす影響はない。しかしながら、第１プリズム部材１
６ａの凹円錐状屈折面と第２プリズム部材１６ｂの凸円
錐状屈折面とを離間させると、円錐アキシコン１６は、
いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。したが
って、円錐アキシコン１６の間隔の変化に伴って、所定
面１５への入射光束の角度は変化する。

【０１６２】こうして、第２変形例の輪帯照明では、円
錐アキシコン１６の間隔を変化させると、輪帯状の二次
光源の幅（外径と内径との差の１／２）が変化すること
なく、その外径および内径がともに変化する。換言する
と、輪帯状の二次光源は、円錐アキシコン１６の作用に
より、その幅が変化することなく、その輪帯比および大
きさ（外径）がともに変化する。一方、ズームレンズ７
の焦点距離が変化すると、輪帯状の二次光源の全体形状
が相似的に変化する。換言すると、輪帯状の二次光源
は、ズームレンズ７の作用により、その輪帯比が変化す
ることなく、その幅および大きさ（外径）がともに変化
する。

【０１６３】次に、輪帯照明用の回折光学素子１３ａに
代えて４極照明用の回折光学素子１３ｂを照明光路中に
設定することによって得られる４極照明について簡単に
説明する。この場合、回折光学素子１３ｂに入射したほ
ぼ平行光束は、アフォーカルレンズ１４の瞳面に４極状
の光強度分布を形成した後、ほぼ平行光束となってアフ
ォーカルレンズ１４から射出される。アフォーカルレン
ズ１４を介した光束は、ズームレンズ７を介して、マイ
クロレンズアレイ８ａの入射面に、光軸ＡＸに対して偏
心した４つの照野からなる４極状の照野を形成する。そ
の結果、マイクロレンズアレイ８ａの後側焦点面（ひい
ては照明光学系の瞳面）には、その入射光束によって形
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に対して偏心した４つの実質的な面光
源からなる４極状の二次光源が形成される。

【０１６４】なお、第２変形例の４極照明では、円錐ア
キシコン１６に代えて、角錐アキシコン系（以下、単に
「角錐アキシコン」という）を照明光路中に設定する。
ここで、角錐アキシコンは円錐アキシコン１６と類似の
形状を有するが、円錐アキシコン１６では一対の屈折面
が円錐状に形成されているのに対し、角錐アキシコンで
は一対の屈折面が四角錐状に形成されている。すなわ
ち、角錐アキシコンの屈折面は、光軸ＡＸに関して対称
な正四角錐の角錐面（底面を除く側面）に相当し、２つ
の屈折面が互いにほぼ平行になるように構成されてい
る。

【０１６５】したがって、第２変形例の４極照明におい
て角錐アキシコンの間隔を変化させると、４極状の二次
光源を構成する４つの面光源の形状および大きさが変化
することなく、その中心位置が光軸ＡＸを中心とする円
の径方向に沿って移動する。換言すると、４極状の二次
光源は、角錐アキシコンの作用により、その幅が変化す
ることなく、その輪帯比および大きさ（外径）がともに
変化する。一方、ズームレンズ７の焦点距離が変化する
と、４極状の二次光源の全体形状が相似的に変化する。
換言すると、４極状の二次光源は、ズームレンズ７の作
用により、その輪帯比が変化することなく、その幅およ
び大きさ（外径）がともに変化する。

【０１６６】さらに、輪帯照明用の回折光学素子１３ａ
または４極照明用の回折光学素子１３ｂに代えて円形照
明用の回折光学素子１３ｃを照明光路中に設定すること
によって得られる通常の円形照明について簡単に説明す
る。この場合、回折光学素子１３ｃに入射したほぼ平行
光束は、アフォーカルレンズ１４の瞳面に円形状の光強
度分布を形成した後、ほぼ平行光束となってアフォーカ
ルレンズ１４から射出される。アフォーカルレンズ１４
を介した光束は、ズームレンズ７を介して、マイクロレ
ンズアレイ８ａの入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心と
した円形状の照野を形成する。

【０１６７】その結果、マイクロレンズアレイ８ａの後
側焦点面（すなわち照明光学系の瞳）には、その入射光
束によって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円形状の二次光源が形成される。第
２変形例の円形照明では、ズームレンズ７の焦点距離が
変化すると、その全体形状が相似的に変化する。換言す
ると、第２変形例の円形照明では、ズームレンズ７の焦
点距離を変化させることにより、円形状の二次光源の大
きさ（外径）を変更することができる。ところで、図１
２及び図１３に示す各例では、ウェハステージＷＳの一
端に設置された光電検出装置５０からの検出信号が制御
系７１に入力され、これにより、照明光学系及び投影光
学系の双方を含む露光光学系、照明光学系、あるいは結
像光学系１２に関する光学特性（収差や照明特性等）が
計測される。制御系７１は、光電検出装置５０を介して
計測された測定結果に基づいて、第６駆動系７７へ制御
信号を出力し、第６駆動系７７を介して結像光学系１２
を構成する一部の光学部材を移動（光軸回りに回転、光
軸方向への移動、光軸と直交した方向への移動あるいは
傾斜等）させる。これにより、照明光学系の照明特性が
調整される。図１２及び図１３に示す例においても、結
像光学系１２は表（１）にレンズデータに示す光学系を
用い、投影光学系ＰＬは表（２）乃至表（４）のレンズ
データに示す光学系を用いることができ、この場合、上
記条件式（１）を満足することが好ましい。また、図１
２及び図１３に示す例での結像光学系１２や露光装置に
関しても、図５を参照して説明した露光装置内のブライ
ンド結像光学系の調整方法（又は露光装置の製造時にお
けるブラインド結像光学系の調整方法）、および図７を
参照して説明した露光装置の製造における調整方法を適
用することが好ましく、この場合にも上記条件式（１）
を満足することがより望ましい。

【０１６８】図１４は、本実施形態の第３変形例にかか
る通常露光方式の露光装置の要部構成を概略的に示す図
である。第３変形例は、第１変形例および第２変形例と
類似の構成を有する。しかしながら、第１変形例および
第２変形例ではオプティカルインテグレータとして波面
分割型のフライアイ・インテグレーター８またはマイク
ロレンズアレイ８ａを用いているが、第３変形例ではオ
プティカルインテグレータとして内面反射型のロッド型
オプティカルインテグレータ８０を用いていることが基
本的に相違している。なお、図１４では、第１変形例お
よび第２変形例のズームレンズ７よりも光源側の要素お
よび駆動制御関係の要素などの図示を省略している。以
下、第１変形例および第２変形例との相違点に着目して
第３変形例を説明する。

【０１６９】第３変形例では、フライアイ・インテグレ
ーター８またはマイクロレンズアレイ８ａに代えてロッ
ド型インテグレータ８０を用いることに対応して、ズー
ムレンズ７とロッド型インテグレータ８０との間の光路
中にコンデンサーレンズ８１を付設し、コンデンサー光
学系１０を取り除いている。ここで、ズームレンズ７と
コンデンサーレンズ８１とからなる合成光学系は、第１
変形例におけるマイクロレンズアレイ６の後側焦点面ま
たは第２変形例における所定面１５とロッド型インテグ
レータ８０の入射面とを光学的にほぼ共役に結んでい
る。

【０１７０】ロッド型インテグレータ８０は、石英ガラ
スや蛍石のような硝子材料からなる内面反射型のガラス
ロッドであり、内部と外部との境界面すなわち内面での
全反射を利用して集光点を通りロッド入射面に平行な面
に沿って内面反射数に応じた数の光源像を形成する。こ
こで、形成される光源像のほとんどは虚像であるが、中
心（集光点）の光源像のみが実像となる。すなわち、ロ
ッド型インテグレータ８０に入射した光束は、内面反射
により角度方向に分割され、集光点を通りその入射面に
平行な面に沿って多数の光源像からなる二次光源が形成
される。

【０１７１】ロッド型インテグレータ８０によりその入
射側に形成された二次光源からの光束は、その射出面に
おいて重畳された後、結像光学系１２を介して所定のパ
ターンが形成されたマスクＭを照明する。したがって、
マスクＭ上には、ロッド型インテグレータ８０の断面形
状と相似な矩形状（短辺と長辺との比がたとえば１：３
の矩形状）の照野が形成される。第３変形例におけるス
キャン露光では、オプティカルインテグレータとしての
ロッド型インテグレータ８０の断面形状における短辺方
向（Ｚ方向）と光学的に対応する走査方向（Ｙ方向）に
沿って、マスクＭおよびウェハＷを投影光学系ＰＬに対
して相対移動させる。ところで、図１２および図１３に
示す各例では、多極照明の１つとしての４極照明をする
ために、４極光束形成用の回折光学素子（４ｂ，１３
ｂ）を照明光路内に設定することを述べたが、４極光束
形成用の回折光学素子（４ｂ，１３ｂ）の代わりに、例
えば、２極光束形成用の回折光学素子を設定すれば２極
照明をすることができる。すなわち、Ｎを２以上の整数
とするとき、Ｎ極光束形成用の回折光学素子（多極光束
形成用の回折光学素子）を照明光路内に設定すればＮ極
照明（多極照明）をすることができる。

【０１７２】以上のように、図１に示す実施形態または
図１２〜図１４に示す変形例では、照明光学系を構成す
る各光学部材の調整工程が完了した後に、照明光学系に
よってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、投影
光学系を用いてレチクルに形成された転写用のパターン
を感光性基板に重複露光または通常露光する（露光工
程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、液晶
表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができ
る。以下、図１または図１２〜図１４に示す露光装置を
用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パター
ンを形成することによって、マイクロデバイスとしての
半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１５のフ
ローチャートを参照して説明する。

【０１７３】先ず、図１５のステップ３０１において、
１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０
３において、図１または図１２〜図１４に示す露光装置
を用いて、マスク（レチクル）上のパターンの像がその
投影光学系（投影光学ユニット〉を介して、その１ロッ
トのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェ
ハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３
０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパタ
ーンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マ
スク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ
上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレ
イヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導
体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイ
ス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有す
る半導体デバイスをスループット良く得ることができ
る。

【０１７４】また、図１または図１２〜図１４に示す露
光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパター
ン（回路パターン、電極パターン等）を形成することに
よって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る
こともできる。以下、図１６のフローチャートを参照し
て、このときの手法の一例につき説明する。図１６にお
いて、パターン形成工程４０１では、図１または図１２
〜図１４に示す露光装置を用いてレチクルのパターンを
感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転
写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。
この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には
多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その
後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レ
チクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上
に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形
成工程４０２へ移行する。

【０１７５】次に、カラーフィルター形成工程４０２で
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組
を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形
成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後
に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立
て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られ
た所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用い
て液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て
工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて
得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に
液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

【０１７６】その後、モジュール組み立て工程４０４に
て、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作
を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付
けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素
子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有
する液晶表示素子をスループット良く得ることができ
る。

【０１７７】なお、上述の実施形態では、レチクルと基
板とをほぼ静止させた状態で露光を行う、いわゆるステ
ップ・アンド・リピート方式の例を挙げたが、レチクル
ブラインドを有する他のステップ・アンド・スキャン方
式の露光装置にも、本発明を当然に適用可能である。ま
た、上述の実施形態および変形例における露光波長も、
ｇ線、ｈ線、ｉ線や、ＫｒＦエキシマレーザー光、Ａｒ
Ｆエキシマレーザー光、Ｆ₂レーザー光などに特に限定
されるものではないことはいうまでもない。

【０１７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の露光装置
では、たとえばマスク上の照明領域を規定する結像光学
系の収差や倍率変動に起因する重複露光部分での露光量
の不均一性を良好に抑えて、重複露光部分の露光量と非
重複露光部分の露光量とをほぼ等しくした良好なオーバ
ーラップ露光を行うことができる。さらに具体的には、
レチクルブラインド部材の開口部の像をレチクル上に結
像させるためのブラインド結像光学系のザイデルの５収
差や偏心に伴なう収差を調整可能に構成することによ
り、ブラインド結像光学系の結像性能が向上し、レチク
ル上または感光性基板上に形成される照明視野内での収
差が良好に補正されるので、良好なオーバーラップ露光
を行うことができる。

【０１７９】また、本発明の露光装置の製造方法では、
露光装置に組み込まれた結像光学系の収差や倍率変動が
良好に調整されるので、重複露光部分の露光量と非重複
露光部分の露光量とをほぼ等しくした良好な露光を行う
ことのできる露光装置を実現することができる。さら
に、本発明の露光装置を用いてマスクを照明し、マスク
の転写用パターンの像を感光性基板にオーバーラップ露
光（重複露光）することにより、良好な大面積のマイク
ロデバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概
略的に示す図である。

【図２】図１のレチクルブラインド装置３０の要部構成
を示す拡大斜視図である。

【図３】４つのレチクルパターンを画面合成する場合に
おけるプレートＰ上の４つの単位露光領域ＥＡ１〜ＥＡ
４の配置およびその重なり合わせを示す図である。

【図４】レチクルＲのパターン面の構成を示す平面図で
ある。

【図５】一対のレチクルブラインド部材（ＲＢ１、ＲＢ
２）とレチクルＲとの間の光路中に配置されたブライン
ド結像光学系１００のレンズ構成を示す図である。

【図６】本実施形態のブラインド結像光学系１００にお
いて、レチクル側の開口数ＮＡが０．１０で最大像高Ｙ
が４０ｍｍのときの諸収差図である。

【図７】露光装置の製造方法における調整工程（計測工
程、補正工程など）を説明するフローチャートである。

【図８】第１の構成例にしたがう投影光学系のレンズ構
成を示す図である。

【図９】第１の構成例にかかる投影光学系の球面収差、
非点収差、歪曲収差、および横収差を示す図である。

【図１０】第２の構成例にしたがう投影光学系のレンズ
構成を示す図である。

【図１１】第３の構成例にしたがう投影光学系のレンズ
構成を示す図である。

【図１２】本実施形態の第１変形例にかかる通常露光方
式の露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図１３】本実施形態の第２変形例にかかる通常露光方
式の露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図１４】本実施形態の第３変形例にかかる通常露光方
式の露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図１５】感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パ
ターンを形成することによって、マイクロデバイスとし
ての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートで
ある。

【図１６】プレート（ガラス基板）上に所定のパターン
（回路パターン、電極パターン等）を形成することによ
って、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際
の手法のフローチャートである。

【符号の説明】

２１ 光源 ２７ フライアイ・インテグレーター ２９ 第１リレー光学系 ３０ レチクルブラインド装置 ３１ 前方レンズ群 ３２ 反射鏡 ３３ 後方レンズ群 ４１ 制御装置 ４２ 位置検出装置 ４３ ステージ駆動装置 ４５ レンズ駆動装置 ５０ 光電検出装置 １００ ブラインド結像光学系 Ｌ１〜Ｌ１４ レンズ、平行平面板 ＲＢ１ 第１ブラインド部材 ＲＢ２ 第２ブラインド部材 ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル Ｐ プレート ＰＳ プレートステージ １ 光源 ４，１３ 回折光学素子 ５ アフォーカルズームレンズ ６ マイクロレンズアレイ ７ ズームレンズ ８ フライアイ・インテグレーター ８ａ マイクロレンズアレイ ９ 開口絞り １０ コンデンサー光学系 １１ 視野絞り １２ 結像光学系 １４ アフォーカルレンズ １６ 円錐アキシコン Ｍ マスク Ｗ ウェハ ７０ 入力手段 ７１ 制御系 ７２〜７８ 駆動系 ８０ ロッド型インテグレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｃ Ｆターム(参考） 2H087 KA21 NA02 PA10 PA13 PA15 PA17 PB10 PB13 PB20 QA01 QA03 QA06 QA07 QA12 QA21 QA22 QA25 QA32 QA34 QA38 QA41 QA42 QA45 QA46 RA32 RA42 UA03 2H097 AA12 GB00 LA10 LA12 5F046 AA13 CB25 DA12

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を供給する光源手段と、転写用パ
   ターンを有するマスクに前記照明光を導く照明光学系と
   を有し、感光性基板上に前記マスクの転写用パターンを
   重複露光することにより、前記マスク上の転写用パター
   ンよりも大きなパターンを前記感光性基板に露光する露
   光装置において、 前記照明光学系は、前記マスクと光学的にほぼ共役な位
   置に配置されて前記マスク上に形成すべき照明領域に対
   応する所定領域を規定する照明領域規定手段と、該照明
   領域規定手段により規定された所定領域を前記マスク上
   に投影して前記マスク上に照明領域を形成する結像光学
   系とを有し、 前記マスク上に形成される照明領域または前記感光性基
   板上に形成される露光領域での光学特性を調整するため
   の調整手段を設けたことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記照明領域規定手段は、前記マスク上
   に形成される前記照明領域を可変とすることを特徴とす
   る請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、前記結像光学系におけ
   る結像倍率、歪曲収差、像面湾曲、非点収差、球面収
   差、コマ収差、像面傾斜、偏心ディストーション、偏心
   コマ収差、および偏心非点隔差の内の少なくとも一つを
   調整することを特徴とする請求項１または２に記載の露
   光装置。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、前記マスク上または前
   記感光性基板上への光束の重心の照射角、および前記マ
   スク上または前記感光性基板上での照度ムラのうちの少
   なくとも一つを調整することを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記調整手段は、前記照明領域規定手段
   および前記結像光学系の少なくとも一部のうちの少なく
   とも一方を、光軸に沿って移動させること、光軸と直交
   する面内でシフトさせること、光軸に対して傾斜させる
   こと、および光軸回りに回転させることのうちの少なく
   とも一つによって調整することを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか１項に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記調整手段は、前記光学特性を調整す
   るための第１レンズまたは第１レンズ群と、前記光学特
   性の調整により悪化する光学特性を補正するための第２
   レンズまたは第２レンズ群とをそれぞれ移動または傾斜
   させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
   に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記結像光学系の光学特性を得るため
   に、前記マスク上に形成される照明領域または前記感光
   性基板上に形成される露光領域での光学特性を計測する
   計測手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のい
   ずれか１項に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記感光性基板上の前記露光領域に前記
   マスクの転写用パターンの像を投影する投影光学系をさ
   らに備え、 前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数
   をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
   大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
   対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   １項に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
   露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法におい
   て、 前記照明光学系によって前記マスクを照明する照明工程
   と、 前記マスクに形成された転写用のパターンを前記感光性
   基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とするマイ
   クロデバイスの製造方法。
10. 【請求項１０】 転写用パターンを有するマスクを照明
    光で照明する照明工程と、感光性基板上に前記マスクの
    転写用パターンを重複露光する露光工程とを含むマイク
    ロデバイスの製造方法において、 前記照明工程は、前記マスクと光学的にほぼ共役な位置
    において前記マスク上に形成すべき照明領域に対応する
    所定領域を規定する照明領域規定工程と、結像光学系を
    用いて前記所定領域を前記マスク上に投影して前記マス
    ク上に照明領域を形成する投影工程とを含み、 前記露光工程に先だって、前記結像光学系の光学特性を
    調整するための調整工程を含むことを特徴とするマイク
    ロデバイスの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記照明領域規定工程は、前記マスク
    上に形成される前記照明領域を可変とする可変工程を含
    み、 前記調整工程は、前記可変工程による前記照明領域の変
    更に応じて前記結像光学系の光学特性を調整することを
    特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記マスク上に形成される照明領域ま
    たは前記感光性基板上に形成される露光領域での光学特
    性を計測する計測工程を含み、 前記調整工程は、前記計測工程による計測結果に基づい
    て前記結像光学系の光学特性を調整することを特徴とす
    る請求項１０または請求項１１に記載の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記露光工程は、投影光学系を介し
    て、前記マスクの転写用パターンを前記感光性基板上に
    重複露光する工程を含み、 前記結像光学系の前記マスク側とは反対側の最大開口数
    をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
    大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
    対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする請求項１０乃至１２のいず
    れか１項に記載の製造方法。
14. 【請求項１４】 転写用パターンを有するマスクを照明
    光で照明する照明光学系と、前記マスクの転写用パター
    ン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを含み、前
    記感光性基板上に前記マスクの転写用パターンを重複露
    光することにより、前記マスク上の転写用パターンより
    も大きなパターンを前記感光性基板に露光する露光装置
    の製造方法において、 前記照明光学系に残存する回転非対称収差又は偏心収差
    を補正する収差補正工程と、 前記収差補正工程により悪化する光学特性を調整する調
    整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記調整工程は、前記マスク上又は前
    記感光性基板上でのテレセントリシティの悪化を補正す
    るテレセン調整工程を含むことを特徴とする請求項１４
    に記載の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記調整工程は、前記マスク上又は前
    記感光性基板上に形成される前記照明光学系の照明面の
    回転又は傾斜を補正する照明面補正工程を含むことを特
    徴とする請求項１４または１５に記載の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記照明面は、前記照明光学系内に配
    置された照明領域規定手段の規定する所定領域の像を有
    することを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記照明光学系に残存する収差を計測
    する計測工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４
    乃至１７のいずれか１項に記載の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記照明光学系は、前記マスクに形成
    される照明領域を規定する照明領域規定手段と、該照明
    領域規定手段からの前記照明光を前記マスク上に結像さ
    せる結像光学系とを有し、 前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数
    をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
    大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
    対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする請求項１４乃至１８のいず
    れか１項に記載の製造方法。
20. 【請求項２０】 転写用パターンを有するマスクを照明
    光で照明する照明光学系と、前記マスクの転写用パター
    ン像を感光性基板上に投影する投影光学系とを含む露光
    装置の製造方法において、 前記マスク上に形成される照明領域または前記感光性基
    板上に形成される露光領域での光学特性を計測する計測
    工程と、 前記計測工程による計測結果に基づいて、前記照明光学
    系に残存する回転対称収差を補正する第１収差補正工程
    と、 前記計測工程による計測結果に基づいて、前記照明光学
    系に残存する回転非対称収差を補正する第２収差補正工
    程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記計測工程は、前記マスクと光学的
    にほぼ共役な位置または前記マスクと同位置に置かれた
    テスト用パターンを用いて前記感光性基板に前記テスト
    用パターンを試し露光する試し露光工程と、該試し露光
    工程により前記感光性基板に露光された前記テスト用パ
    ターンを解析する解析工程を含むことを特徴とする請求
    項１４または２０に記載の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記計測工程は、前記マスクと光学的
    にほぼ共役な位置、前記マスクと同位置、または前記感
    光性基板と同位置での光学特性を光電的に検出する光電
    検出工程を含むことを特徴とする請求項１４または２０
    に記載の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記第１収差補正工程と前記第２収差
    補正工程との少なくとも一方の補正によって悪化する前
    記照明光学系の光学特性を調整する調整工程をさらに含
    むことを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項
    に記載の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記照明光学系は、前記マスクに形成
    される照明領域を規定する照明領域規定手段と、該照明
    領域規定手段からの前記照明光を前記マスク上に結像さ
    せる結像光学系とを有し、 前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数
    をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
    大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
    対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする請求項２０乃至２３のいず
    れか１項に記載の製造方法。
25. 【請求項２５】 転写用パターンを有するマスクに照明
    光を導く照明光学系と、前記マスクの転写用パターンの
    像を感光性基板に投影する投影光学系とを備えた露光装
    置において、 前記照明光学系は、前記マスクに形成される照明領域を
    規定する照明領域規定手段と、該照明領域規定手段から
    の前記照明光を前記マスク上に結像させる結像光学系と
    を有し、 前記マスクに形成される照明領域または前記感光性基板
    に形成される露光領域での光学特性を調整する調整手段
    を備え、 前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数
    をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
    大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
    対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする露光装置。
26. 【請求項２６】 前記照明光学系の瞳での照明光の大き
    さおよび形状のうちの少なくとも一方を可変とする可変
    手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２５に
    記載の露光装置。
27. 【請求項２７】 前記照明光学系は、前記可変手段と前
    記照明領域規定手段との間に配置されて前記可変手段を
    介した照明光で前記マスクを照明するオプティカルイン
    テグレータを有し、 前記マスクの転写用パターンの像を前記感光性基板に走
    査露光するために、所定の走査方向に沿って前記マスク
    および前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対移
    動させる走査手段をさらに配置し、 前記オプティカルインテグレータは、前記オプティカル
    インテグレータの断面形状における短辺方向または前記
    オプティカルインテグレータを構成する多数の光学素子
    の断面形状における短辺方向と光学的に対応する方向が
    前記走査方向と一致するように配置されていることを特
    徴とする請求項２６に記載の露光装置。
28. 【請求項２８】 請求項２５乃至２７のいずれか１項に
    記載の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に
    おいて、 前記照明光学系によって前記マスクを照明する照明工程
    と、 前記マスクに形成された転写用のパターンを前記感光性
    基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とするマイ
    クロデバイスの製造方法。
29. 【請求項２９】 転写用パターンを有するマスクを照明
    光で照明する照明工程と、感光性基板上に前記マスクの
    転写用パターンを露光する露光工程とを含むマイクロデ
    バイスの製造方法において、 前記照明工程は、前記マスクと光学的にほぼ共役な位置
    において前記マスク上に形成すべき照明領域に対応する
    所定領域を規定する照明領域規定工程と、結像光学系を
    用いて前記所定領域を前記マスク上に投影して前記マス
    ク上に照明領域を形成する投影工程とを含み、 前記露光工程に先だって、前記結像光学系の光学特性を
    調整する調整工程を含み、 前記結像光学系の前記マスクとは反対側の最大開口数を
    ＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最大
    開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶対
    値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とするマイクロデバイスの製造方
    法。
30. 【請求項３０】 前記照明工程は、前記照明光学系の瞳
    での照明光の大きさおよび形状のうちの少なくとも一方
    を可変とする可変工程をさらに含むことを特徴とする請
    求項２９に記載の製造方法。
31. 【請求項３１】 前記照明工程は、オプティカルインテ
    グレータを介して前記マスクを均一に照明する均一照明
    工程を含み、 前記露光工程は、前記オプティカルインテグレータの断
    面形状における短辺方向または前記オプティカルインテ
    グレータを構成する多数の光学素子の断面形状における
    短辺方向と光学的に対応する所定方向に沿って前記マス
    クおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対
    移動させて、前記マスクの転写用パターンの像を前記感
    光性基板に走査露光する走査露光工程を含むことを特徴
    とする請求項３０に記載の製造方法。
32. 【請求項３２】 転写用パターンを有するマスクに照明
    光を導く照明光学系と、前記マスクの転写用パターン像
    を感光性基板に投影する投影光学系とを備えた露光装置
    の製造方法において、 前記照明光学系に残存する回転非対称収差又は偏心収差
    を補正する収差補正工程と、 前記収差補正工程により悪化する光学特性を調整する調
    整工程とを含み、 前記照明光学系は、前記マスクに形成される照明領域を
    規定する照明領域規定手段と、該照明領域規定手段から
    の前記照明光を前記マスク上に結像させる結像光学系と
    を有し、 前記結像光学系の前記照明領域規定手段側の最大開口数
    をＮＡ１とし、前記投影光学系の前記感光性基板側の最
    大開口数をＮＡ２とし、前記結像光学系の結像倍率の絶
    対値をβとするとき、 ０．０１＜ＮＡ１／（ＮＡ２×β）＜６ を満足することを特徴とする露光装置の製造方法。
33. 【請求項３３】 前記照明光学系を設定する第１設定工
    程をさらに含み、 前記第１設定工程は、前記照明光学系の瞳での照明光の
    大きさおよび形状のうちの少なくとも一方を可変とする
    可変工程を含むことを特徴とする請求項３２に記載の製
    造方法。
34. 【請求項３４】 前記投影光学系を設定する第２設定工
    程をさらに含み、 前記第１設定工程は、オプティカルインテグレータを介
    して前記マスクを均一に照明する均一照明工程を含み、 前記第２設定工程は、前記オプティカルインテグレータ
    の断面形状における短辺方向または前記オプティカルイ
    ンテグレータを構成する多数の光学素子の断面形状にお
    ける短辺方向と光学的に対応する所定方向に沿って前記
    マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して
    相対移動させて、前記マスクの転写用パターンの像を前
    記感光性基板に走査露光する走査露光工程を含むことを
    特徴とする請求項３３に記載の製造方法。