JP4888819B2 - 露光装置、露光方法、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
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Description
【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６−３０２５０１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１００〜０％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。
【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／（ＮＡ２×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／（ＮＡ２×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／（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（ＸＹ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３０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ＲＢ１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ＲＢ１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ｃ１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５１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ＥＡ４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６−２４４０７７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１００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）３３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Ｌ１４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ＲＢ１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】
【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〜Ｌ１４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０．１８ｍｍ，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１００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１００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０．００３％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〜Ｌ５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（ＲＢ１、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、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）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１００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，ＲＢ２）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ＡＸ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（Ｓ１０５）。また、たとえばフライアイ・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（Ｓ１０３，Ｓ１０４）によってブラインド結像光学系１００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（Ｓ１０７）。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，ＲＢ２）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（ＲＢ１，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，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、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Ｇ５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Ｌ５９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１０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Ｌ６６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ６７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】
【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Ｌ７６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ７７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】
【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（ＫｒＦ）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（ＤＯＥ）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４ｂ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／Ｒ１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７１からの指令に基づいて、輪帯照明用の回折光学素子４ａ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８ａ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８ａ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１６ｂ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１６ａ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７８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１２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１２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，１３ｂ）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３０３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３０５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、ＡｒＦ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〜ＥＡ４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、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。
【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
【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６−３０２５０１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１００〜０％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。
【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／（ＮＡ２×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／（ＮＡ２×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／（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（ＸＹ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３０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ＲＢ１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ＲＢ１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ｃ１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５１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ＥＡ４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６−２４４０７７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１００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）３３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Ｌ１４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ＲＢ１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】
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〜Ｌ１４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０．１８ｍｍ，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１００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１００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０．００３％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〜Ｌ５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（ＲＢ１、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、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）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１００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，ＲＢ２）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ＡＸ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（Ｓ１０５）。また、たとえばフライアイ・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（Ｓ１０３，Ｓ１０４）によってブラインド結像光学系１００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（Ｓ１０７）。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，ＲＢ２）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（ＲＢ１，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，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、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Ｇ５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Ｌ５９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１０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】
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Ｌ６６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ６７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】
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Ｌ７６と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ７７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】
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（ＫｒＦ）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（ＤＯＥ）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４ｂ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／Ｒ１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７１からの指令に基づいて、輪帯照明用の回折光学素子４ａ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８ａ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８ａ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１６ｂ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１６ａ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７８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１２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１２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，１３ｂ）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３０３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３０５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、ＡｒＦ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〜ＥＡ４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、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。
【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
Claims (15)
- 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系を有し、前記転写用パターンを介した前記照明光によって感光性基板を露光する露光装置において、
前記照明系は、
前記照明光が通過する開口部を形成するブラインド装置と、
第１レンズ群及び第２レンズ群を含み前記開口部の像を前記マスク上に形成する結像光学系と、
前記第２レンズ群の少なくとも一部を動かして前記結像光学系の光学特性を調整する調整機構と、を備え、
前記調整機構は、前記第２レンズ群を前記結像光学系の光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記結像光学系の第１の光学特性を変化させ、前記第２レンズ群に含まれる一部のレンズを前記光軸と直交する面に沿ってシフトさせることによって前記第１の光学特性をほぼ変化させずに第２の光学特性を変化させることを特徴とする露光装置。 - 前記調整機構は、前記第２レンズ群を前記光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記第２の光学特性をほぼ変化させずに前記第１の光学特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 前記第１の光学特性は像面傾斜であり、前記第２の光学特性は偏心ディストーションであ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。
- 前記第２レンズ群は、前記照明光の光路に沿って前記第１レンズ群より前記マスク側に配置されてい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。
- 前記調整機構は、前記第２レンズ群のなかで前記第１レンズ群側に配置された一部のレンズを前記光軸と直交する面に沿ってシフトさせることによって、前記第１の光学特性をほぼ変化させずに前記第２の光学特性を変化させることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
- 前記照明系は、オプティカルインテグレータと、該オプティカルインテグレータを介した前記照明光を前記開口部に導くリレー光学系とを備え、
前記調整機構は、前記リレー光学系を構成する少なくとも１つの光学素子を該リレー光学系の光軸方向に移動させることによって、前記開口部の像内の前記照明光の照度均一性を変化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。 - 前記照明系は、オプティカルインテグレータと、該オプティカルインテグレータを介した前記照明光を前記開口部に導くリレー光学系とを備え、
前記調整機構は、前記オプティカルインテグレータを前記リレー光学系の光軸に対して偏心させることによって、前記マスクに対する前記照明光のテレセントリシティを変化させ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。 - 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、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、
前記転写用パターンが露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 転写用パターンを有するマスクを照明光で照明し、前記転写用パターンを介した前記照明光によって感光性基板を露光する露光装置の製造方法において、
前記照明光が通過する開口部を形成する第１の工程と、
第１レンズ群及び第２レンズ群を含む結像光学系を介して前記開口部の像を前記マスク上に形成する第２の工程と、
前記第２レンズ群の少なくとも一部を動かして前記結像光学系の光学特性を調整する第３の工程と、を含み、
前記第３の工程は、前記第２レンズ群を前記結像光学系の光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記結像光学系の第１の光学特性を調整し、前記第２レンズ群に含まれる一部のレンズを前記光軸と直交する面に沿ってシフトさせることによって前記第１の光学特性をほぼ変化させずに第２の光学特性を調整する工程を含むことを特徴とする露光装置の製造方法。 - 前記第３の工程は、前記第２レンズ群を前記光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記第２の光学特性をほぼ変化させずに前記第１の光学特性を調整することを特徴とする請求項９に記載の露光装置の製造方法。
- 前記第１の光学特性は像面傾斜であり、前記第２の光学特性は偏心ディストーションであることを特徴とする請求項９または１０に記載の露光装置の製造方法。
- 転写用パターンを有するマスクを照明光で照明し、前記転写用パターンを介した前記照明光によって感光性基板を露光する露光方法において、
前記照明光が通過する開口部を形成する第１の工程と、
第１レンズ群及び第２レンズ群を含む結像光学系を介して前記開口部の像を前記マスク上に形成する第２の工程と、
前記第２レンズ群の少なくとも一部を動かして前記結像光学系の光学特性を調整する第３の工程と、を含み、
前記第３の工程は、前記第２レンズ群を前記結像光学系の光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記結像光学系の第１の光学特性を変化させ、前記第２レンズ群に含まれる一部のレンズを前記光軸と直交する面に沿ってシフトさせることによって前記第１の光学特性をほぼ変化させずに第２の光学特性を変化させる工程を含むことを特徴とする露光方法。 - 前記第３の工程は、前記第２レンズ群を前記光軸と直交する面に沿って一体的にシフトさせることによって前記第２の光学特性をほぼ変化させずに前記第１の光学特性を調整することを特徴とする請求項１２に記載の露光方法。
- 前記第１の光学特性は像面傾斜であり、前記第２の光学特性は偏心ディストーションであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の露光方法。
- 請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の露光方法を用いて、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、
前記転写用パターンが露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
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