JP2010004008A - 光学ユニット、照明光学装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学部材の交換を伴うことなく瞳強度分布を調整することのできる照明光学装置。
【解決手段】 光学ユニットは、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間変調素子が配置され得る第１光路と、表面に所定の固定パターンを有する角度分布付与素子が挿入されるための機構を有する第２光路と、前記第１光路および前記第２光路の双方を経た光の光路である第３光路と、を備える。角度分布付与素子が前記第２光路に挿入されたときには、当該角度分布付与素子に入射した光に基づいて射出される光に角度分布が付与される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光学ユニット、照明光学装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学装置に関するものである。

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

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

露光装置では、何らかの理由により所望の瞳強度分布を得ることができず、ひいては投影光学系が所望の結像性能を発揮することができなくなることがある。そこで、本出願人は、照明瞳面に濃度フィルタを配置することにより瞳強度分布を補正（調整）する技術を提案している（特許文献１を参照）。

特開２００４−２４７５２７号公報

特許文献１に開示された従来技術では、所定の濃度分布（透過率分布）を有するフィルタを照明瞳面に配置するため、濃度フィルタを交換しない限り瞳強度分布を調整することができないという不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、光学部材の交換を伴うことなく瞳強度分布を調整することのできる照明光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、瞳強度分布を調整することのできる照明光学装置を用いて、所望の照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置および露光方法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実施形態では、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間変調素子が配置され得る第１光路と、表面に所定の固定パターンを有する角度分布付与素子が挿入されるための機構を有する第２光路と、前記第１光路および前記第２光路の双方を経た光の光路である第３光路と、を備え、前記角度分布付与素子が前記第２光路に挿入されたときには、当該角度分布付与素子に入射した光に基づいて射出される光に角度分布が付与されることを特徴とする光学ユニットを提供する。

本発明の第２実施形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、第１実施形態の光学ユニットと、前記空間光変調器及び前記角度分布付与素子を介した光束に基づいて、前記照明光学装置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とを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。

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実施形態の照明光学装置を備え、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を提供する。

本発明の第４実施形態では、第３実施形態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を提供する。

本発明の第５実施形態では、光源からの光に基づいて所定のパターンを感光性基板に露光する露光方法において、前記光源からの光を角度分布付与素子へ導いて所定の瞳強度分布を照明瞳に形成する第１工程と、前記光源からの光を第１光束と、前記角度分布付与素子へ向かう、該第１光束とは異なる第２光束とに分割する第２工程と、前記第１光束を、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器へ導く第３工程と、前記空間光変調器を介した第１光束を前記照明瞳の位置へ導く第４工程と、前記照明瞳を介した光により前記所定のパターンを照明する第５工程と、前記照明された前記所定のパターンからの光に基づいて前記感光性基板を露光する第６工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。

本発明の第６実施形態では、第５実施形態の露光方法を用いて、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電子デバイス製造方法を提供する。

本発明の照明光学装置では、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器を介した光束と、例えば回折光学素子のような角度分布付与素子を介した光束とに基づいて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する。したがって、角度分布付与素子により照明瞳に固定的に形成される光強度分布を、空間光変調器により照明瞳に可変的に形成される光強度分布により補正することにより、所望の瞳強度分布を得ることができる。

すなわち、本発明の照明光学装置では、光学部材の交換を伴うことなく瞳強度分布を調整することができる。また、本発明の露光装置では、瞳強度分布を調整することのできる照明光学装置を用いて、所望の照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。

本発明の露光方法では、光源からの光を例えば回折光学素子のような空間光変調器へ導いて所定の瞳強度分布を照明瞳に形成する。その一方で、光源からの光を角度分布付与素子へ向かう第１光束と、第１光束とは異なる第２光束とに分割し、この第２光束を、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器へ導く。空間光変調器を介した第２光束は照明瞳の位置へ導かれ、所定の光強度分布を照明瞳に形成する。照明瞳を介した光により所定のパターンを照明し、照明された所定のパターンからの光に基づいて感光性基板を露光する。

こうして、角度分布付与素子により照明瞳に固定的に形成される光強度分布を、空間光変調器により照明瞳に可変的に形成される光強度分布により補正することにより、所望の瞳強度分布を得ることができる。その結果、本発明の露光方法においても、所望の照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好な電子デバイスを製造することができる。

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。図２は、空間光変調ユニット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の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。

図１を参照すると、本実施形態の露光装置には、光源１からの露光光（照明光）が供給される。光源１として、たとえば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源１から射出された光は、整形光学系２により所要の断面形状の光束に拡大された後、空間光変調ユニット３に入射する。

空間光変調ユニット３は、図２に示すように、斜面が対向するように配置された一対の直角プリズム３１および３２と、この直角プリズム対（３１，３２）から光軸ＡＸ方向に間隔を隔て且つ斜面が対向するように配置された一対の直角プリズム３３および３４と、２組の直角プリズム対（３１，３２）および（３３，３４）に近接して配置された平行平面板３５と、平行平面板３５に近接して配置された空間光変調器３６とを備えている。

空間光変調ユニット３では、直角プリズム３１の入射面３１ａに光軸ＡＸに沿って入射した光が、直角プリズム３１の内部を伝播した後、直角プリズム３１と３２との間に形成された分離膜（ビームスプリッター）３７に入射する。分離膜３７は、入射光束を反射光束と透過光束とに振幅分割する機能を有する。分離膜３７で反射された光は、直角プリズム３１および平行平面板３５の内部を伝播した後、空間光変調器３６に入射する。

空間光変調器３６は、二次元的に配列された複数のミラー要素（一般には光学要素）３６ａと、複数のミラー要素３６ａの姿勢を個別に制御駆動する駆動部３６ｂとを有する。駆動部３６ｂは、制御部４からの指令にしたがって、複数のミラー要素３６ａの姿勢を個別に制御駆動する。なお、空間光変調器３６のさらに詳細な構成および作用については後述する。

空間光変調器３６の複数のミラー要素３６ａにより反射された光は、平行平面板３５および直角プリズム３３の内部を伝播した後、直角プリズム３３と３４との間に形成された分離膜３８に入射する。分離膜３８も、分離膜３７と同様に、入射光束を反射光束と透過光束とに振幅分割する機能を有する。分離膜３８で反射された光は、直角プリズム３３の内部を伝播した後、その射出面３３ａから空間光変調ユニット３の外部へ射出される。

空間光変調器３６のすべてのミラー要素３６ａの反射面がＸＹ平面に沿って位置決めされた基準状態では、空間光変調ユニット３に光軸ＡＸに沿って入射して空間光変調器３６を経た光は、空間光変調ユニット３から光軸ＡＸに沿って射出される。なお、空間光変調器３６を経て分離膜３８を透過した光は、直角プリズム３４の内部を伝播した後、不要光として照明光路の外部へ導き出される。

一方、直角プリズム３１の入射面３１ａに光軸ＡＸに沿って入射して分離膜３７を透過した光は、直角プリズム３２の内部を伝播した後、直角プリズム対（３１，３２）と（３３，３４）との間の照明光路中に配置された回折光学素子５に入射する。回折光学素子５は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、ファーフィールド（遠視野領域）に異なる光強度分布を形成する他の回折光学素子と交換可能に構成されている。

回折光学素子５の照明光路に対する挿脱は、制御部４からの指令にしたがって行われる。一般に、回折光学素子は、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。以下、露光装置の基本的な動作の理解を容易にするために、空間光変調器３６の作用を無視するとともに、回折光学素子５として輪帯照明用の回折光学素子が配置されているものとする。

回折光学素子５を経た光は、直角プリズム３４の内部を伝播した後、分離膜３８に入射する。回折光学素子５を経て分離膜３８を透過した光は、直角プリズム３３の内部を伝播した後、その射出面３３ａから空間光変調ユニット３の外部へ射出される。すなわち、空間光変調ユニット３に光軸ＡＸに沿って入射して回折光学素子５を経た光は、空間光変調ユニット３から光軸ＡＸに沿って射出される。なお、回折光学素子５を経て分離膜３８で反射された光は、直角プリズム３４の内部を伝播した後、不要光として照明光路の外部へ導き出される。

このように、空間光変調ユニット３において、直角プリズム３１と３２との間に形成された分離膜３７は、入射光束を２つの光束（一般には複数の光束）に分割する光分割器を構成している。また、直角プリズム３３と３４との間に形成された分離膜３８は、空間光変調器３６を介した光束と角度分布付与素子としての回折光学素子５を介した光束とを合成する光合成器を構成している。空間光変調ユニット３から射出された光は、アフォーカルレンズ６に入射する。

ここで、分離膜３７から分離膜３８までの光路であって、空間光変調ユニット３６のミラー要素３６ａを介する光路を第１光路とする。分離膜３７から分離膜３８までの光路であって、回折光学素子５が挿入されるための機構を有する光路を第２光路とする。分離膜３８から射出された光の光路であって、第１光路及び第２光路の双方を経た光の光路を第３光路とする。図２に示されるように、第２光路の回折光学素子５が挿入されるための機構は、回折光学素子５が挿入されるための空間を有する。なお、光路とは、使用状態において、光が通ることが意図されている経路をいう。

輪帯照明用の回折光学素子５は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、この光束を波面分割すると共にファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。アフォーカルレンズ６は、その前側焦点位置と空間光変調器３６のミラー要素３６ａの位置および回折光学素子５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７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。

したがって、回折光学素子５に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ６の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状の角度分布でアフォーカルレンズ６から射出される。

このように、回折光学素子５は、表面に所定の固定パターンを有する角度分布付与素子として機能することができる。すなわち、回折光学素子５が第２光路に挿入されたときには、回折光学素子５に入射した光に基づいて射出される光に角度分布が付与される。回折光学素子の所定の固定パターンは、遮光性または減光性パターン等の明暗パターン、あるいは表面の段差パターン等の位相パターンを用いることができる。

アフォーカルレンズ６の前側レンズ群６ａと後側レンズ群６ｂとの間の光路中においてその瞳面の位置またはその近傍の位置には、円錐アキシコン系８が配置されている。円錐アキシコン系８の構成および作用については後述する。

アフォーカルレンズ６を介した光束は、σ値（σ値＝照明光学装置のマスク側開口数／投影光学系のマスク側開口数）可変用のズームレンズ９を介して、ビームスプリッター１０に入射する。ビームスプリッター１０を透過した光は、照明光路に沿って、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１に入射する。一方、ビームスプリッター１０で反射された光は、照明光路の外へ導かれ、照明瞳分布計測部１２に入射する。

照明瞳分布計測部１２は、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面と光学的に共役な位置に配置された撮像面を有するＣＣＤ撮像部を備え、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面に形成される光強度分布をモニターする。すなわち、照明瞳分布計測部１２は、照明瞳または照明瞳と光学的に共役な面で瞳強度分布を計測する機能を有する。照明瞳分布計測部１２の計測結果は、制御部４に供給される。照明瞳分布計測部１２の詳細な構成および作用については、例えば特開２００６−０５４３２８号公報や米国特許公開第２００８／００３０７０７号公報を参照することができる。

シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１は、図３に示すように、光源側に配置された第１フライアイ部材１１ａとマスク側に配置された第２フライアイ部材１１ｂとから構成されている。第１フライアイ部材１１ａの光源側の面および第２フライアイ部材１１ｂの光源側の面には、Ｘ方向に並んで配列されたシリンドリカルレンズ群１１ａａおよび１１ｂａがそれぞれピッチｐ１で形成されている。第１フライアイ部材１１ａのマスク側の面および第２フライアイ部材１１ｂのマスク側の面には、Ｚ方向に並んで配列されたシリンドリカルレンズ群１１ａｂおよび１１ｂｂがそれぞれピッチｐ２（ｐ２＞ｐ１）で形成されている。

シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１のＸ方向に関する屈折作用（すなわちＸＹ平面に関する屈折作用）に着目すると、光軸ＡＸに沿って入射した平行光束は、第１フライアイ部材１１ａの光源側に形成されたシリンドリカルレンズ群１１ａａによってＸ方向に沿ってピッチｐ１で波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第２フライアイ部材１１ｂの光源側に形成されたシリンドリカルレンズ群１１ｂａのうちの対応するシリンドリカルレンズの屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の後側焦点面上に集光する。

シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１のＺ方向に関する屈折作用（すなわちＹＺ平面に関する屈折作用）に着目すると、光軸ＡＸに沿って入射した平行光束は、第１フライアイ部材１１ａのマスク側に形成されたシリンドリカルレンズ群１１ａｂによってＺ方向に沿ってピッチｐ２で波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第２フライアイ部材１１ｂのマスク側に形成されたシリンドリカルレンズ群１１ｂｂのうちの対応するシリンドリカルレンズの屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の後側焦点面上に集光する。

このように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１は、シリンドリカルレンズ群が両側面に配置された第１フライアイ部材１１ａと第２フライアイ部材１１ｂとにより構成されているが、Ｘ方向にｐ１のサイズを有しＺ方向にｐ２のサイズを有する多数の矩形状の微小屈折面が縦横に且つ稠密に一体形成されたマイクロフライアイレンズと同様の光学的機能を発揮する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１では、微小屈折面の面形状のばらつきに起因する歪曲収差の変化を小さく抑え、たとえばエッチング加工により一体的に形成される多数の微小屈折面の製造誤差が照度分布に与える影響を小さく抑えることができる。

所定面７の位置はズームレンズ９の前側焦点位置の近傍に配置され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面はズームレンズ９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９は、所定面７とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１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６の瞳面とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。

したがって、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面上には、アフォーカルレンズ６の瞳面と同様に、例えば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ９の焦点距離に依存して相似的に変化する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１における波面分割単位としての矩形状の微小屈折面は、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）と相似な矩形状である。

シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１に入射した光束は二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍（ひいては照明瞳）には、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を中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源（輪帯状の瞳強度分布）が形成される。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の後側焦点面またはその近傍に形成された二次光源からの光束は、その近傍に配置された開口絞り１３に入射する。

開口絞り１３は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の後側焦点面またはその近傍に形成される輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部（光透過部）を有する。開口絞り１３は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。開口絞り１３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、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。

開口絞り１３により制限された二次光源からの光は、コンデンサー光学系１４を介して、マスクブラインド１５を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド１５には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の波面分割単位である矩形状の微小屈折面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド１５の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系１６の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系１６は、マスクブラインド１５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。

マスクステージＭＳ上に保持されたマスクＭを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳ上に保持されたウェハ（感光性基板）Ｗ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、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のパターンが順次露光される。

なお、輪帯照明用の回折光学素子５に代えて、たとえば複数極照明用（２極照明用、４極照明用、８極照明用など）の回折光学素子や円形照明用の回折光学素子のように適当な特性を有する回折光学素子を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。回折光学素子の切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。

円錐アキシコン系８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８ａ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８ｂとから構成されている。そして、第１プリズム部材８ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム部材８ｂ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。また、第１プリズム部材８ａおよび第２プリズム部材８ｂ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８ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム部材８ｂの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。以下、理解を容易にするために、輪帯状または４極状の二次光源に着目して、円錐アキシコン系８の作用およびズームレンズ９の作用を説明する。

第１プリズム部材８ａの凹円錐状屈折面と第２プリズム部材８ｂの凸円錐状屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系８は平行平面板として機能し、形成される４極状または輪帯状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８ａの凹円錐状屈折面と第２プリズム部材８ｂの凸円錐状屈折面とを離間させると、輪帯状または４極状の二次光源の幅（輪帯状の二次光源の外径と内径との差の１／２；４極状の二次光源に外接する円の直径（外径）と内接する円の直径（内径）との差の１／２）を一定に保ちつつ、輪帯状または４極状の二次光源の外径（内径）が変化する。すなわち、輪帯状または４極状の二次光源の輪帯比（内径／外径）および大きさ（外径）が変化する。

ズームレンズ９は、輪帯状または４極状の二次光源の全体形状を相似的（等方的）に拡大または縮小する機能を有する。たとえば、ズームレンズ９の焦点距離を最小値から所定の値へ拡大させることにより、輪帯状または４極状の二次光源の全体形状が相似的に拡大される。換言すると、ズームレンズ９の作用により、輪帯状または４極状の二次光源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。このように、円錐アキシコン系８およびズームレンズ９の作用により、輪帯状または４極状の二次光源の輪帯比と大きさ（外径）とを制御することができる。

本実施形態では、空間光変調器３６として、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素３６ａの向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば特表平１０−５０３３００号公報およびこれに対応する欧州特許公開第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許第７,０９５,５４６号公報、並びに特開２００６−１１３４３７号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。

空間光変調器３６では、制御部４からの制御信号に応じて作動する駆動部３６ｂの作用により、複数のミラー要素３６ａの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素３６ａがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器３６の複数のミラー要素３６ａによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、アフォーカルレンズ６の瞳面、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の入射面、およびシリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１の後側焦点面またはその近傍の照明瞳（開口絞り１３が配置されている位置）に、所定の光強度分布を形成する。

すなわち、アフォーカルレンズ６、ズームレンズ９、およびシリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１は、空間光変調器３６を介した光束および回折光学素子（角度分布付与素子）５を介した光束に基づいて、照明光学装置（２〜１６）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、開口絞り１３と光学的に共役な別の照明瞳位置、すなわち結像光学系１６の瞳位置および投影光学系ＰＬの瞳位置にも、上記所定の光強度分布に対応する光強度分布が形成される。

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、パターン特性に応じた適切な照明条件のもとで露光を行うことが重要である。この目的のため、照明光学装置（２〜１６）の照明瞳に、ひいては投影光学系ＰＬの瞳面に、所望の光強度分布を形成することが求められる。しかしながら、前述したように、露光装置では、何らかの理由により所望の瞳強度分布を得ることができず、ひいては投影光学系ＰＬが所望の結像性能を発揮することができなくなることがある。

一例として、図４に示すように、回折光学素子５により形成される輪帯状の瞳強度分布４１の形状および大きさが所望の形状および大きさであっても、Ａ−Ａ断面に沿った強度が一様ではなく不均一になることがある。本実施形態では、照明瞳分布計測部１２が、回折光学素子５により形成される輪帯状の瞳強度分布４１に対応する光強度分布を計測し、計測結果（形状、大きさ、強度の不均一性など）を制御部４に供給する。

制御部４は、照明瞳分布計測部１２からの計測結果に基づいて、空間光変調ユニット３中の空間光変調器３６を制御する制御信号を、空間光変調器３６の駆動部３６ｂに供給する。駆動部３６ｂは、制御部４からの指令にしたがって、複数のミラー要素３６ａの姿勢をそれぞれ変化させ、各ミラー要素３６ａをそれぞれ所定の向きに設定する。こうして、空間光変調器３６の作用により、回折光学素子５が形成した輪帯状の瞳強度分布４１の強度の不均一性を補正し、所望の瞳強度分布４２を得ることができる。この構成によれば、照明光学装置（２〜１６）内の光学部材（光透過部材、反射部材）の劣化や汚れ等に起因する瞳強度分布の不均一性の経時的変化や、光源１からの光の光強度分布の経時的変化があっても、所望の瞳強度分布４２を安定的に得ることができる。

以上のように、本実施形態の照明光学装置（２〜１６）では、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素（複数の光学要素）３６ａを有する空間光変調器３６を介した光束と、回折光学素子（角度分布付与素子）５を介した光束とに基づいて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する。したがって、回折光学素子５により照明瞳に形成される光強度分布を、空間光変調器３６により照明瞳に可変的に形成される光強度分布により補正することにより、所望の瞳強度分布を得ることができる。

すなわち、本実施形態の照明光学装置（２〜１６）では、例えば濃度フィルタを交換する従来技術とは異なり、光学部材の交換を伴うことなく、瞳強度分布を所望の状態に調整することができる。また、本実施形態の露光装置（２〜ＷＳ）では、瞳強度分布を所望の状態に調整することのできる照明光学装置（２〜１６）を用いて、所望の照明条件のもとで良好な露光を行うことができる。

また、本実施形態では、空間光変調器３６の基準状態において、光分割器として機能する分離膜３７に入射する入射光束の進行方向と、光合成器として機能する分離膜３８から射出される射出光束の進行方向とは平行（一致を含む）である。換言すれば、空間光変調器３６の基準状態において、空間光変調ユニット３への入射光束および空間光変調ユニット３からの射出光束の進行方向は、照明光学装置の光軸ＡＸと一致している（または平行である）。このように、空間光変調ユニット３の上流と下流とで光路が同軸（または平行）になるので、例えば瞳強度分布の形成のために回折光学素子を用いる従来の照明光学装置と光学系を共用することができる。

また、本実施形態では、空間光変調器３６の複数のミラー要素３６ａが平行平面板３５に近接して配置されている。この場合、平行平面板３５が複数のミラー要素３６ａのカバー部材の役目を果たすことになり、空間光変調器３６の耐久性の向上を図ることができる。

なお、上述の説明では、実施形態の作用効果の理解を容易にするために、回折光学素子５により形成される瞳強度分布４１が所望の形状および大きさを有する単純な例を示している。しかしながら、これに限定されることなく、回折光学素子５により形成される瞳強度分布の形状、大きさ、強度の不均一性などを、空間光変調器３６により照明瞳に可変的に形成される光強度分布により補正（調整）することができる。この場合、必要に応じて、瞳強度分布の形状を積極的に変形させたり、瞳強度分布の強度の均一性を積極的に崩して不均一にしたりすることもできる。

また、上述の説明では、空間光変調器３６が照明瞳に可変的に形成する光強度分布により、回折光学素子５により照明瞳に形成される光強度分布を補正している。しかしながら、これに限定されることなく、回折光学素子５が照明瞳の第１領域に形成する光強度分布と、空間光変調器３６が照明瞳の第２領域（第１領域とは別の領域）に形成する光強度分布とからなる瞳強度分布を形成することもできる。

具体的には、例えば図５（ａ）に示すように、回折光学素子５が照明瞳に形成する２極状の光強度分布４２ａ，４２ｂと、空間光変調器３６が照明瞳に形成する２極状の光強度分布４２ｃ，４２ｄとからなる４極状の瞳強度分布４２を形成することができる。あるいは、例えば図５（ｂ）に示すように、回折光学素子５が照明瞳に形成する４極状の光強度分布４３ａ〜４３ｄと、空間光変調器３６が照明瞳に形成する中心単極状の光強度分布４３ｅとからなる５極状の瞳強度分布４３を形成することもできる。

ここで、照明瞳の第１領域に形成される回折光学素子５による光強度分布と、照明瞳の第２領域に形成される空間光変調器３６による光強度分布とが一部だけ重畳していても良い。すなわち、第１領域と第２領域とが一部だけ重畳していても良い。

また、上述のような空間光変調器３６による瞳強度分布の変更は、たとえばスキャン露光を行う際にマスクＭ上の位置に応じて変更しても良い。すなわち、マスクＭ上に複数のパターン領域がある場合に、所定のパターン領域を照明する際には、例えば図５（ａ）の瞳強度分布４２で照明し、その所定のパターン領域とは異なるパターン領域を照明する際に、図５（ｂ）の瞳強度分布４３で照明しても良い。空間光変調器３６による瞳強度分布の変更は極短時間（ほぼ一瞬）で行うことができるため、スループットを低下させることなくマスクＭ上の複数のパターン領域毎に最適な照明条件を与えることができる。

また、上述の説明では、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された複数の反射面の向き（角度：傾き）を個別に制御可能な空間光変調器を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ（位置）を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、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る米国特許第６，８８５，４９３号公報の図１ｄに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、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米国特許公開第２００５／００９５７４９号公報の開示に従って変形しても良い。

また、上述の説明では、複数のミラー要素を有する反射型の空間光変調器を用いているが、これに限定されることなく、たとえば米国特許第５，２２９，８７２号公報に開示される透過型の空間光変調器を用いても良い。

また、上述の説明では、空間光変調ユニット３中の照明光路に対して交換可能に挿入される空間光変調器として、光透過性基板の表面に位相型または振幅型の回折パターンが形成された透過型回折光学素子を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、透過型回折光学素子に代えて、反射型回折光学素子、透過型屈折光学素子、反射型光学素子などを用いることもできる。

反射型の回折光学素子では、基板表面に位相型または振幅型の回折パターンが形成されている。ちなみに、透過型回折光学素子の振幅型回折パターンは光透過性基板表面の遮光パターンとなり、反射型回折光学素子の振幅型回折パターンは基板表面の反射パターンとなる。透過型屈折光学素子では、光透過性基板の表面に、レンズ面やプリズム面等の所定形状を持つ屈折面が形成されている。一方、反射型屈折光学素子では、基板表面に曲面状やクサビ状のミラー面が形成されている。

図８に、反射型の回折光学手段５Ａの構成を示す。図８に示されるように、反射型の回折光学手段５Ａは、プリズム５１と反射型回折光学素子５２とを備える。回折光学手段５Ａは、例えば図１において回折光学素子５の代わりに第２光路に挿入することが可能なように構成される。すなわち、図８に示されるように、分離膜３７を透過した光がプリズム５１の反射面５１ａで反射した後、反射型回折光学素子５２に入射する。反射型回折光学素子５２で反射された光は、プリズム５１の反射面５１ｂで反射して、分離膜３８に入射する。

なお、上述の実施形態では、２組の直角プリズム対（３１，３２；３３，３４）と平行平面板３５と空間光変調器３６とにより、空間光変調ユニット３を構成している。しかしながら、これに限定されることなく、空間光変調ユニット３の具体的な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、光束を振幅分割する分離膜３７が光分割器として機能し、光束を振幅分割する分離膜３８が光合成器として機能している。しかしながら、これに限定されることなく、光分割器および光合成器として偏光分離膜を用いることも可能である。この場合、回折光学素子５が照明瞳に形成する第１偏光状態（例えばＳ偏光）の第１光強度分布と、空間光変調器３６が照明瞳に形成する第２偏光状態（例えばＰ偏光）の第２光強度分布とからなる瞳強度分布が形成される。

なお、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複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。ＤＭＤ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号パンフレットに開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。

このように、本実施形態の露光方法では、光源１からの光を空間光変調器としての回折光学素子５へ導いて所定の瞳強度分布を照明瞳に形成する。その一方で、光源１からの光を回折光学素子５へ向かう第１の光束と、第１の光束とは異なる第２の光束とに分割し、この第２の光束を、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素３６ａを有する空間光変調器３６へ導く。空間光変調器３６を介した第２の光束は照明瞳の位置へ導かれ、所定の光強度分布を照明瞳に形成する。

照明瞳を介した光によりマスクＭのパターンを照明し、照明されたマスクＭのパターンからの光に基づいて感光性基板としてのウェハＷを露光する。こうして、回折光学素子５により照明瞳に固定的に形成される光強度分布を、空間光変調器３６により照明瞳に可変的に形成される光強度分布により補正することにより、所望の瞳強度分布を得ることができる。その結果、本実施形態の露光方法においても、所望の照明条件のもとで良好な露光を行うことができる。

本実施形態の露光方法では、上述したように、照明瞳に形成される所定の光強度分布を計測し、この計測結果に基づいて空間光変調器３６による光変調を制御することができる。また、感光性基板としてのウェハＷに露光された被露光パターンを計測して、被露光パターンが許容範囲内か否かを判断し、被露光パターンが許容範囲外であると判断した場合に、空間光変調器３６による光変調を制御することもできる。

この場合、具体的には、レジスト（感光性材料）が塗布されたウェハＷに実際の露光を行い、露光されたウェハＷを現像し、現像されたレジストパターンを計測する。あるいは、レジストパターンをハードマスクとしてウェハＷの表面を加工し、加工されたウェハＷ上のパターンを計測する。この加工には、例えばウェハＷの表面のエッチング及び金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。

その後、被露光パターン（レジストパターンおよび加工されたウェハＷ上のパターンの少なくとも一方のパターン）が、得ようとする実デバイスパターンに対して許容範囲内か否かを判断する。ここで、許容範囲は、得ようとする実デバイスパターンと被露光パターンとの形状誤差の許容範囲としても良い。また、露光工程に引き続いて行われるウェハＷの表面への加工処理時の誤差等を考慮して許容範囲を決定するために、被露光パターンとして、加工されたウェハＷ上のパターンを用いても良い。

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

次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図６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６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（ステップ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（ステップＳ４２）。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れ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によってウェハ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、上述の実施形態の投影露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハ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の表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。

図７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７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（ステップＳ５６）を順次行う。

ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレート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ォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。

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

ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラ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、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およ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の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）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）にも適用することができる。

なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ光（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Ｆ₂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、露光装置においてマスクを照明する照明光学装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学装置に対して本発明を適用することもできる。

また、上述の実施例では、回折光学素子を用いているが、回折光学素子に限定されるものはなく、例えば欧州特許公開第１９７０９４３号公報に開示される屈折光学素子のようなものであってもよい。

また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、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の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。上述の実施例において、米国特許公開第２００６／０１７０９０１号公報及び米国特許公開第２００７／０１４６６７６号公報に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。

なお、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ１１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（典型的にはロッド型インテグレータ）を用いても良い。この場合、ズームレンズ９の後側にその前側焦点位置がズームレンズ９の後側焦点位置と一致するように集光レンズを配置し、この集光レンズの後側焦点位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がマスクブラインド１５の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流の結像光学系１６内の、投影光学系ＰＬの開口絞りの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。このとき、ズームレンズ９と集光レンズとの間に、照明瞳分布計測部１２へ光を導くためのビームスプリッター１０を配置することができる。

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

本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 空間光変調ユニットの構成を概略的に示す図である。 シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す斜視図である。 本実施形態において形成される輪帯状の瞳強度分布およびその調整を模式的に示す図である。 （ａ）は回折光学素子と空間光変調器とにより４極状の瞳強度分布を、（ｂ）は回折光学素子と空間光変調器とにより５極状の瞳強度分布を形成する例を模式的に示す図である。 半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 反射型の回折光学素子の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ 光源
３ 空間光変調ユニット
４ 制御部
５ 回折光学素子（第２空間光変調器）
６ アフォーカルレンズ
９ ズームレンズ
１１ シリンドリカルマイクロフライアイレンズ
１２ 照明瞳分布計測部
１４ コンデンサー光学系
１５ マスクブラインド
１６ 結像光学系
３１〜３４ 直角プリズム
３６ 空間光変調器
３６ａ 空間光変調器の複数のミラー要素
３７，３８ 分離膜
Ｍ マスク
ＰＬ 投影光学系
Ｗ ウェハ

Claims (20)

1. 二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間変調素子が配置され得る第１光路と、
   表面に所定の固定パターンを有する角度分布付与素子が挿入されるための機構を有する第２光路と、
   前記第１光路および前記第２光路の双方を経た光の光路である第３光路と、を備え、
   前記角度分布付与素子が前記第２光路に挿入されたときには、当該角度分布付与素子に入射した光に基づいて射出される光に角度分布が付与されることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記第２光路の前記機構は、前記角度分布付与素子が挿入されるための空間を有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記角度分布付与素子は、前記所定の固定パターンを有する基板を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ユニット。
4. 前記空間光変調器は、二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ユニット。
5. 前記駆動部は、前記複数のミラー要素の向きを連続的に変化させることを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
6. 入射光束を複数の光束に分割する光分割器をさらに備え、
   前記第１光路は、前記光分割器によって分割された前記複数の光束のうちの第１光束の光路であり、
   前記第２光路は、前記光分割器によって分割された前記複数の光束のうちの第２光束の光路であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光学ユニット。
7. 前記第１及び第２光束を合成する光合成器をさらに備え、
   前記第３光路は、前記光合成器によって合成された前記第１及び第２光束の光路であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の光学ユニット。
8. 前記光分割器は、前記入射光束を、前記第１光束としての反射光束と、前記第２光束としての透過光束とに分離する分離膜を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の光学ユニット。
9. 前記光合成器は、前記空間光変調器を介した前記第１光束を、所要光束としての反射光束と、不要光束としての透過光束とに分離する分離膜を有することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の光学ユニット。
10. 前記光分割器に入射する前記入射光束の進行方向と、前記光合成器から射出される射出光束の基準状態での進行方向とは平行であることを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の光学ユニット。
11. 前記光学ユニットは、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置に用いられ、
    前記第３光路は、前記照明光学装置の光軸と一致または平行であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の光学ユニット。
12. 前記光学ユニットは、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置に用いられ、
    前記射出光束の前記基準状態での進行方向は、前記照明光学装置の光軸と一致または平行であることを特徴とする請求項１０に記載の光学ユニット。
13. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学ユニットと、
    前記空間光変調器及び前記角度分布付与素子を介した光束に基づいて、前記照明光学装置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とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
14. 前記照明瞳に形成される所定の光強度分布を、前記照明瞳または前記照明瞳と光学的に共役な面で計測する照明瞳分布計測部と、該照明瞳計測部による計測結果に基づいて、前記光学ユニット中の前記空間光変調器を制御する制御部とをさらに備えていることを特徴とする請求項１３に記載の照明光学装置。
15. 所定のパターンを照明するための請求項１３または１４に記載の照明光学装置を備え、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。
16. 請求項１５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。
17. 光源からの光に基づいて所定のパターンを感光性基板に露光する露光方法において、
    前記光源からの光を角度分布付与素子へ導いて所定の瞳強度分布を照明瞳に形成する第１工程と、
    前記光源からの光を第１光束と、前記角度分布付与素子へ向かう、該第１光束とは異なる第２光束とに分割する第２工程と、
    前記第１光束を、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器へ導く第３工程と、
    前記空間光変調器を介した第１光束を前記照明瞳の位置へ導く第４工程と
    前記照明瞳を介した光により前記所定のパターンを照明する第５工程と、
    前記照明された前記所定のパターンからの光に基づいて前記感光性基板を露光する第６工程とを含むことを特徴とする露光方法。
18. 前記照明瞳に形成される所定の光強度分布を計測する第７工程と、
    該第７工程の計測結果に基づいて前記空間光変調器による光変調を制御する第８工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
19. 前記感光性基板に露光された被露光パターンを計測する第９工程と、
    前記被露光パターンが許容範囲内か否かを判断する第１０工程と、
    前記第１０工程で前記被露光パターンが許容範囲外であると判断した場合に、前記空間光変調器による光変調を制御する第１１工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１７または１８に記載の露光方法。
20. 請求項１７乃至１９の何れか一項に記載の露光方法を用いて、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電子デバイス製造方法。

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