JP2010067943A - 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することのできる照明光学系。
【解決手段】 光源（１）からの光で被照射面（Ｍ；Ｗ）を照明する照明光学系は、オプティカルインテグレータ（８）を有し、このオプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系（３，４，７，８）と、照明瞳の直前または直後の位置に配置されて前記照明瞳の面とほぼ平行な面に沿って互いに交差するように延びる少なくとも２つの遮光部材（９ａａ，９ｂｂ）を備えている。２つの遮光部材は、被照射面上の１点に向かう光の遮光部材による減光率が被照射面の中心から周辺にかけて増大するように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、補正ユニット、照明光学系、露光装置、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、例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。

この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、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。

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

米国特許公開第２００６／００５５８３４号公報

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

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な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を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、照明光学系の照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正ユニットであって、
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に位置する第１面に形成された第１減光領域と、
前記照明瞳空間において前記第１面よりも後側に位置する第２面に前記第１減光領域に対応して形成された第２減光領域とを備え、
前記第１減光領域および前記第２減光領域は、前記第１面および前記第２面を通過する光に対して、前記第１面への光の入射角度の変化にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与えることを特徴とする補正ユニットを提供する。

本発明の第２形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された第１形態の補正ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。

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

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

本発明の照明光学系は、オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳を含む照明瞳空間に配置されて照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正ユニットを備えている。補正ユニットは、例えば平行平面板の入射面に形成された第１減光領域と、この第１減光領域に対応して射出面に形成された第２減光領域とを有し、光の入射角度に応じて減光率が所要の態様にしたがって変化する減光率特性を有する。その結果、補正ユニットの減光作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。

こうして、本発明の照明光学系では、例えば被照射面上の各点での瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルターと、各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正ユニットとの協働作用により、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。また、本発明の露光装置では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。

本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 照明瞳に形成される４極状の二次光源を示す図である。 ウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域を示す図である。 静止露光領域内の中心点Ｐ１に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布の性状を説明する図である。 静止露光領域内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布の性状を説明する図である。 （ａ）は中心点Ｐ１に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布を、（ｂ）は周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布を模式的に示す図である。 本実施形態にかかる補正ユニットの構成の一例を示す図である。 本実施形態にかかる補正ユニットの単位減光領域として、入射面および射出面に円形状の遮光性ドットがそれぞれ形成されている様子を示す図である。 本実施形態にかかる補正ユニットの単位減光領域の分布の一例を示す図である。 本実施形態にかかる補正ユニットの単位減光領域の減光作用を説明する図である。 本実施形態の補正ユニットの減光率特性を示す図である。 本実施形態の補正ユニットの作用を説明する第１の図である。 本実施形態の補正ユニットの作用を説明する第２の図である。 中心点Ｐ１に関する瞳強度分布が補正ユニットにより調整される様子を模式的に示す図である。 周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布が補正ユニットにより調整される様子を模式的に示す図である。 入射角度０に関して非対称な減光率特性の例を示す図である。 本実施形態の単位減光領域とは別に形成される単位減光領域の構成例を示す図である。 図１７の単位減光領域の減光作用を説明する図である。 図１７の単位減光領域の減光率特性を示す図である。 遮光部材の形態を有する変形例にかかる補正ユニットの配置を示す図である。 図２０の変形例にかかる補正ユニットの作用を説明する第１の図である。 図２０の変形例にかかる補正ユニットの作用を説明する第２の図である。 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。

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

図１を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源１から露光光（照明光）が供給される。光源１として、たとえば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や２４８ｎｍの波長の光を供給する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から射出された光束は、整形光学系２により所要の断面形状の光束に変換された後、例えば輪帯照明用の回折光学素子３を介して、アフォーカルレンズ４に入射する。

アフォーカルレンズ４は、その前側焦点位置と回折光学素子３の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面５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。回折光学素子３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。具体的には、輪帯照明用の回折光学素子３は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に輪帯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３に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ４の瞳面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４から射出される。アフォーカルレンズ４の前側レンズ群４ａと後側レンズ群４ｂとの間の光路中において、その瞳位置またはその近傍には、濃度フィルター６が配置されている。濃度フィルター６は平行平面板の形態を有し、その光学面にはクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃密パターンが形成されている。すなわち、濃度フィルター６は、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する。濃度フィルター６の具体的な作用については後述する。

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

マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、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、マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一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フライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、マイクロフライアイレンズ８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もできる。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号公報に開示されている。

所定面５の位置はズームレンズ７の前側焦点位置またはその近傍に配置され、マイクロフライアイレンズ８の入射面はズームレンズ７の後側焦点位置またはその近傍に配置されている。換言すると、ズームレンズ７は、所定面５とマイクロフライアイレンズ８の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ４の瞳面とマイクロフライアイレンズ８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、マイクロフライアイレンズ８の入射面上には、アフォーカルレンズ４の瞳面と同様に、たとえば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ７の焦点距離に依存して相似的に変化する。マイクロフライアイレンズ８における各微小レンズの入射面（すなわち単位波面分割面）は、例えばＺ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状であって、マスクＭ上において形成すべき照明領域の形状（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。

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

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

マイクロフライアイレンズ８および補正ユニット９を経た光は、コンデンサー光学系１０を介して、マスクブラインド１１を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド１１には、マイクロフライアイレンズ８の微小レンズ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１１の矩形状の開口部（光透過部）を経た光は、前側レンズ群１２ａと後側レンズ群１２ｂとからなる結像光学系１２を介して、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系１２は、マスクブラインド１１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には転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。マスクＭのパターン領域を透過した光は、投影光学系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。すなわち、マスクＭ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上においてもＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域）にパターン像が形成される。

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

本実施形態では、上述したように、マイクロフライアイレンズ８により形成される二次光源を光源として、照明光学系（２〜１２）の被照射面に配置されるマスクＭをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系（２〜１２）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（マスクＭが配置される面、または投影光学系ＰＬを含めて照明光学系と考える場合にはウェハＷが配置される面）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（２〜１２）の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。マイクロフライアイレンズ８による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ８の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ８の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図１の構成において、回折光学素子３、アフォーカルレンズ４、ズームレンズ７、およびマイクロフライアイレンズ８は、マイクロフライアイレンズ８よりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。

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

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

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

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

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

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

一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布の外形形状にかかわらず、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１に関する瞳強度分布（中心点Ｐ１に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布）のＺ方向に沿った光強度分布は、図６（ａ）に示すように、中央において最も小さく周辺に向かって増大する凹曲線状の分布を有する。一方、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布は、図６（ｂ）に示すように、中央において最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状の分布を有する。

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

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

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

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

本実施形態では、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布の性状と周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布の性状とをほぼ一致させるために、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１において面光源２１ａ，２１ｂの光強度の方が面光源２１ｃ，２１ｄの光強度よりも小さくなるように調整するための調整手段として補正ユニット９を備えている。補正ユニット９は、図７に示すように、光軸ＡＸを挟んでＸ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ａ，２０ｂに対応して配置された一対の補正領域９１および９２を有する。以下、説明を簡単にするために、一対の補正領域９１と９２とは、互いに同じ構成を有し、光軸ＡＸを通りＺ方向に延びる軸線に関して対称に配置されているものとする。

補正ユニット９は、図８に示すように、光軸ＡＸに沿って所定の厚さを有する光透過性の基板の形態を有する。具体的には、補正ユニット９は、例えば石英または蛍石のような光学材料により形成された平行平面板の形態を有する。補正ユニット９の光の入射側（光源側）の面９ａにおける各補正領域９１，９２内には、例えばクロムや酸化クロム等からなる円形状の遮光性ドット９ａａが所定の分布にしたがって形成されている。一方、補正ユニット９の光の射出側（マスク側）の面９ｂにおける各補正領域９１，９２内には、例えばクロムや酸化クロム等からなる円形状の遮光性ドット９ｂｂが、円形状の遮光性ドット９ａａに一対一対応するように分布形成されている。なお、図９に、補正ユニット９における各補正領域９１，９２内に形成されている遮光性ドット９１ｂｂ（９ｂｂ），９２ｂｂ（９ｂｂ）の分布の一例を示す。

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

この場合、１つの円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｂとの組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、各補正領域９１，９２の直後（補正ユニット９の直後）であって射出面９ｂに平行な面において、図１０（ａ）に示すように、円形状の遮光性ドット９ａａにより遮光（減光を含む広い概念）された領域９０ａａと、円形状の遮光性ドット９ｂｂにより遮光された領域９０ｂｂとは重なり合う。すなわち、補正ユニット９の直後において、円形状の遮光領域９０ａａと円形状の遮光領域９０ｂｂとは、円形状の遮光領域９０ｂｂと同じ外径を有する円形状の遮光領域を形成する。

円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｂとからなる単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度が例えばＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、円形状の遮光領域９０ａａがＺ方向に移動し、やがて図１０（ｂ）に示すように円形状の遮光領域９０ａａの外縁が円形状の遮光領域９０ｂｂの外縁に接する状態になる。光軸ＡＸに対する入射光の角度がＹＺ平面に沿ってさらに単調に増大すると、円形状の遮光領域９０ａａと円形状の遮光領域９０ｂｂとの重なり合う領域が単調に減少し、やがて図１０（ｃ）に示すように円形状の遮光領域９０ａａが円形状の遮光領域９０ｂｂの外側へ完全に出てしまう。

本実施形態では、４極状の瞳強度分布２０からの補正ユニット９への光のＹＺ平面に沿った最大入射角度が、図１０（ｃ）に示すように円形状の遮光領域９０ａａが円形状の遮光領域９０ｂｂの外側へ完全に出る直前の光の入射角度θｍ以下になるように構成されているものとする。この場合、円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｂとからなる単位減光領域は、光の入射角度θの大きさ（絶対値）が所定値（図１０（ｂ）に示すように円形状の遮光領域９０ａａの外縁が円形状の遮光領域９０ｂｂの外縁に接するようになるときの光の入射角度の大きさ）θｃに達するまでは減光率が一定で、光の入射角度の大きさが所定値θｃを超えて大きくなるにつれて減光率が単調に増大する減光作用を発揮することになる。

別の表現をすれば、円形状の遮光性ドット（第１減光領域）９ａａおよび円形状の遮光性（第２減光領域）ドット９ｂｂは、補正ユニット９の入射面９ａおよび射出面を通過する光に対して、入射面９ａへの光の入射角度θの変化（例えば負の値から正の値への変化）にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与える。すなわち、遮光性ドット９ａａと９ｂｂとからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって複数形成された補正ユニット９は、図１１に示すように、補正ユニット９に対する光の入射角度θの大きさがθｃ以下のときには減光率が一定で且つ光の入射角度θの大きさがθｃよりも大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する。

図７を参照して上述したように、補正ユニット９は、光軸ＡＸを挟んでＸ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ａ，２０ｂに対応して配置された一対の補正領域９１および９２を有する。すなわち、補正領域９１は面光源２０ａからの光に作用するように配置され、補正領域９２は面光源２０ｂからの光に作用するように配置されている。したがって、４極状の瞳強度分布２０のうち、面光源２０ａからの光は補正領域９１を通過し、面光源２０ｂからの光は補正領域９２を通過するが、面光源２０ｃ，２０ｄからの光は補正ユニット９の作用を受けない。

この場合、図１２に示すように、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１に達する光、すなわちマスクブラインド１１の開口部の中心点Ｐ１’に達する光は、補正ユニット９に対して入射角度０で入射する。換言すれば、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１の面光源２１ａおよび２１ｂからの光は、入射角度０で一対の補正領域９１および９２に入射する。一方、図１３に示すように、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に達する光、すなわちマスクブラインド１１の開口部の周辺点Ｐ２’，Ｐ３’に達する光は、補正ユニット９に対して比較的大きい入射角度±θで入射する。換言すれば、周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布２２の面光源２２ａおよび２２ｂからの光は、入射角度±θで一対の一対の補正領域９１および９２にそれぞれ入射する。

なお、図１２および図１３において、参照符号Ｂ１は面光源２０ａ（２１ａ，２２ａ）のＸ方向に沿った最外縁の点（図２（図７）を参照）を示し、参照符号Ｂ２は面光源２０ｂ（２１ｂ，２２ｂ）のＸ方向に沿った最外縁の点（図２（図７）を参照）を示している。さらに、図１２および図１３に関連する説明の理解を容易するために、面光源２０ｃ（２１ｃ，２２ｃ）のＺ方向に沿った最外縁の点を参照符号Ｂ３で示し、面光源２０ｄ（２１ｄ，２２ｄ）のＺ方向に沿った最外縁の点を参照符号Ｂ４で示している。ただし、上述したように、面光源２０ｃ（２１ｃ，２２ｃ）および面光源２０ｄ（２１ｄ，２２ｄ）からの光は、補正ユニット９の作用を受けない。

こうして、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１のうち、面光源２１ａおよび２１ｂからの光は、補正ユニット９の減光作用を受けるものの、その光強度の低下は比較的小さい。面光源２１ｃおよび２１ｄからの光は、補正ユニット９の減光作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１は、図１４に示すように、補正ユニット９の減光作用を受けても、元の分布２１とほぼ同じ性状の瞳強度分布２１’に調整されるだけである。すなわち、補正ユニット９により調整された瞳強度分布２１’においても、Ｚ方向に間隔を隔てた面光源２１ｃ，２１ｄの光強度の方がＸ方向に間隔を隔てた面光源２１ａ’，２１ｂ’の光強度よりも大きい性状は維持される。

一方、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２のうち、面光源２２ａおよび２２ｂからの光は、補正ユニット９の減光作用を受けて、その光強度は比較的大きく低下する。面光源２２ｃおよび２２ｄからの光は、補正ユニット９の減光作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２は、図１５に示すように、補正ユニット９の減光作用により、元の分布２２とは異なる性状の瞳強度分布２２’に調整される。すなわち、補正ユニット９により調整された瞳強度分布２２’では、Ｚ方向に間隔を隔てた面光源２２ｃ，２２ｄの光強度の方がＸ方向に間隔を隔てた面光源２２ａ’，２２ｂ’の光強度よりも大きい性状に変化する。

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

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

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

また、本実施形態の照明光学系（２〜１２）では、所要の減光率特性を有する一対の補正領域９１および９２を備え、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正ユニット９と、光の入射位置に応じて変化する所要の透過率特性を有し、各点に関する瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルター６との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。

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

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

なお、上述の実施形態では、図８に示す特定の形態にしたがって、光軸ＡＸに対して垂直に配置された平行平面板の形態を有する補正ユニット９の入射面に第１減光領域としての円形状の遮光性ドット９ａａが分布形成され、その射出面に第２減光領域としての円形状の遮光性ドット９ｂｂが分布形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、補正ユニット９の具体的な構成については、様々な形態が可能である。例えば、補正ユニット９を構成する基板の形態、姿勢、第１減光領域および第２減光領域の数、形状、形態、第１減光領域と第２減光領域との大小関係、位置関係などについて、様々な形態が可能である。たとえば、単位減光領域における遮光性ドット９ａａと遮光性ドット９ｂｂとの組み合わせは、１個対１個でも良いし、１個対複数個であっても良い。また、遮光性ドットの対９ａａ，９ｂｂ（単位減光領域）は、各補正領域９１，９２内に１組以上存在していれば良い。

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

また、上述の実施形態では、円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｂとの組み合わせにより、図１１に示すように入射角度０に関して対称な減光率特性を実現している。しかしながら、例えば図８に示す構成において、円形状の遮光性ドット９ａａの中心に対して円形状の遮光性ドット９ｂｂの中心をＺ方向に偏心させて形成することにより、図１６に示すように入射角度０に関して非対称な減光率特性、すなわち対称軸が入射角度０から所定の角度分だけ位置ずれした減光率特性を実現することができる。このことは、中心が互いに偏心した円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｂとの組み合わせからなる単位減光領域を混在させることにより、補正ユニット９の減光率特性の変更に関する自由度が向上することを意味している。ちなみに、例えば図７に示す構成において各補正領域９１，９２（ひいては補正ユニット９）をＸ軸廻りに回転させて姿勢を変更することにより、補正ユニット９の減光率特性を入射角度０に関して非対称に変更することもできる。

また、例えば図１７に示すような遮光性ドット９ａａと遮光性ドット９ｂｃとの組み合わせを混在させることにより、補正ユニット９の減光率特性の変更に関する自由度を向上させることもできる。図１７では、例えば円形状の遮光性ドット９ａａの中心と円形状の遮光性ドット９ｂｃの中心とを結ぶ線分は光軸ＡＸに平行であり、円形状の遮光性ドット９ａａの外径と円形状の遮光性ドット９ｂｃの外径とは等しい。すなわち、円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｃとは、光軸ＡＸの方向から見て互いに重なり合っている。

この場合、円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｃとの組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、補正ユニット９の直後であって射出面９ｂに平行な面において、図１８（ａ）に示すように、円形状の遮光性ドット９ａａにより遮光（減光を含む広い概念）された領域９３ａａと、円形状の遮光性ドット９ｂｃにより遮光された領域９３ｂｃとは互いに重なり合う。すなわち、補正ユニット９の直後において、円形状の遮光領域９３ａａと９３ｂｃとは、円形状の遮光領域９３ａａの１個分の面積を有する遮光領域を形成する。

円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｃとからなる単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度がＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、遮光領域９３ａａがＺ方向に移動して遮光領域９３ｂｃと重なり合う領域が単調に減少し、やがて図１８（ｂ）に示すように遮光領域９３ａａが遮光領域９３ｂｃと全く重なり合わなくなる。この状態では、円形状の遮光領域９３ａａと９３ｂｃとが、遮光領域９３ａａの２個分の面積を有する遮光領域を形成する。こうして、円形状の遮光性ドット９ａａと円形状の遮光性ドット９ｂｃとからなる単位減光領域は、図１９に示すように、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光作用を発揮することになる。

なお、上述の説明では、補正ユニット９の入射面９ａに形成される第１減光領域および射出面９ｂに形成される第２減光領域が、例えばクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドット９ａａおよび９ｂｂにより、入射光を遮る遮光領域として形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、減光領域については、遮光領域の形態以外の形態も可能である。例えば、第１減光領域および第２減光領域のうちの少なくとも一方を、入射光を散乱させる散乱領域として、あるいは入射光を回折させる回折領域として形成することも可能である。一般に、光透過性の基板の所要領域に粗面化加工を施すことにより散乱領域が形成され、所要領域に回折面形成加工を施すことにより回折領域が形成される。

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

一般的に、照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する本発明の補正ユニットは、照明瞳の前側に隣接するパワーを有する光学素子と当該照明瞳の後側に隣接するパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に位置する第１面に形成された第１減光領域と、照明瞳空間において第１面よりも後側に位置する第２面に第１減光領域に対応して形成された第２減光領域とを備えている。そして、第１減光領域および第２減光領域は、第１面および第２面を通過する光に対して、第１面への光の入射角度の変化にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与えるように構成されている。なお、「照明瞳空間」内には、パワーを持たない平行平面板や平面鏡が存在していても良い。

すなわち、本発明の補正ユニットは、光透過性の基板の形態に限定されることなく、例えば所定の断面を有する遮光部材の形態であってもよい。以下、図２０〜図２２を参照して、補正ユニットが遮光部材の形態を有する変形例を説明する。この変形例にかかる補正ユニットは、図２０に示すように、光軸ＡＸを挟んでＸ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ａ，２０ｂに対応するようにＸ方向に沿って延びる遮光部材９５を備えている。遮光部材９５は、図２１に示すように、例えば台形状の断面を有し、照明瞳の面（ＸＺ平面）に平行に延びるように配置されている。以下、説明を簡単にするために、遮光部材９５は、その前側（光源側）の側面９５ａおよび後側（マスク側）の側面９５ｂがＸＺ平面に平行になるように配置されているものとする。

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

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

図２０の変形例の場合、遮光部材９５の前側の側面９５ａが、上述の実施形態における第１減光領域としての円形状の遮光性ドット９ａａに対応する機能を果たし、遮光部材９５の後側の側面９５ｂが、上述の実施形態における第２減光領域としての円形状の遮光性ドット９ｂｂに対応する機能を果たすことになる。その結果、遮光部材９５からなる補正ユニットは、上述の実施形態の場合と同様に、図１１に示すような態様にしたがって減光率が変化する減光率特性を有する。なお、補正ユニットを構成する遮光部材の数、断面形状、外形形状、配置などについては、様々な形態が可能である。たとえば、遮光部材９５の断面形状は台形には限定されずＴ字状であっても良い。また、台形の側面９５ａ，９５ｂおよびこれらの側面９５ａ，９５ｂと交差する側面のうちの少なくとも１つの側面は非平面（曲面）であっても良い。

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

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

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望ましい。

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２３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２３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２４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２４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）、カラーフィルター形成工程（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、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジ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のカラーフィルター形成工程では、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ーの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルターを形成する。

ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップ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ーとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルター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系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系に対して本発明を適用することもできる。

１ 光源
３ 回折光学素子
４ アフォーカルレンズ
６ 濃度フィルター
７ ズームレンズ
８ マイクロフライアイレンズ（オプティカルインテグレータ）
９ 補正ユニット
９ａａ，９ｂｂ 遮光性ドット
９１，９２ 補正領域
９５ 遮光部材
１０ コンデンサー光学系
１１ マスクブラインド
１２ 結像光学系
Ｍ マスク
ＰＬ 投影光学系
ＡＳ 開口絞り
Ｗ ウェハ

Claims (17)

1. 照明光学系の照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正ユニットであって、
   前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に位置する第１面に形成された第１減光領域と、
   前記照明瞳空間において前記第１面よりも後側に位置する第２面に前記第１減光領域に対応して形成された第２減光領域とを備え、
   前記第１減光領域および前記第２減光領域は、前記第１面および前記第２面を通過する光に対して、前記第１面への光の入射角度の変化にしたがって減光率が単調に減少し、ほぼ一定の減光率を維持した後に単調に増大する減光率特性を与えることを特徴とする補正ユニット。
2. 所定の厚さを有する光透過性の基板を備え、
   前記第１減光領域は前記基板の入射側の面に形成され、前記第２減光領域は前記基板の射出側の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の補正ユニット。
3. 前記基板は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項２に記載の補正ユニット。
4. 前記基板の入射側の面は、前記照明光学系の光軸に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項３に記載の補正ユニット。
5. 前記第１減光領域および前記第２減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を遮る遮光領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補正ユニット。
6. 前記第１減光領域および前記第２減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を散乱させる散乱領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補正ユニット。
7. 前記第１減光領域および前記第２減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を回折させる回折領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補正ユニット。
8. 前記第１減光領域および前記第２減光領域のうちの一方の領域は、他方の領域を包含するような大きさを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補正ユニット。
9. 所定の断面を有する遮光部材を備え、
   前記第１減光領域は前記遮光部材の一方の側面であり、前記第２減光領域は前記遮光部材の前記一方の側面に対向する他方の側面であることを特徴とする請求項１に記載の補正ユニット。
10. 前記遮光部材は、台形状の断面を有し、前記照明瞳の面にほぼ平行に延びるように配置され、
    前記第１減光領域は前記遮光部材の前側の側面であり、前記第２減光領域は前記遮光部材の後側の側面であることを特徴とする請求項９に記載の補正ユニット。
11. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
    オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
    前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の補正ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系。
12. 前記オプティカルインテグレータは、所定方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
    前記補正ユニットの前記第１減光領域および前記第２減光領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記所定方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の照明光学系。
13. 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の照明光学系。
14. 所定のパターンを照明するための請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
15. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備え、該投影光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を走査方向に沿って相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板へ投影露光することを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
16. 前記オプティカルインテグレータにおける前記所定方向は、前記走査方向と直交する方向に対応していることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
17. 請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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