JP5541164B2 - 照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、照明光学系、該照明光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、光源から出力される露光光を所定のパターンが形成されるレチクルなどのマスクに導くための照明光学系を備えている。こうした照明光学系には、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズが設けられている。そして、フライアイレンズに露光光が入射した場合、該フライアイレンズの射出面側においてマスクの被照射面に対して光学的にフーリエ変換の関係にある照明瞳面には、所定の光強度分布（以下、「瞳強度分布」という。）が形成される。なお、瞳強度分布が形成される照明瞳面のことを、多数の光源からなる二次光源ともいう。
こうした二次光源から射出される露光光は、コンデンサレンズにより集光された後、マスクを重畳的に照明するようになっている。そして、マスクを透過した露光光は、投影光学系を介して感光材料の塗布されるウエハなどの基板上を照射するようになっている。その結果、基板上には、マスクのパターンが投影露光（転写）される。
ところで、近年では、マスクに形成されるパターンの高集積化（微細化）が進んでいる。マスクの微細パターンを基板上に正確に転写するためには、基板上に均一な照度分布を有する照射領域（「静止露光領域」ともいう。）を形成させることが不可欠である。そこで、従来から、マスクの微細パターンを基板上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状（２極状、４極状など）の瞳強度分布を照明瞳面に形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させていた（特許文献１参照）。
米国特許出願公開第２００６／００５５８３４号明細書
ところで、マスクの微細パターンを基板上に正確に転写する際には、照明瞳面における瞳強度分布を所望の形状に調整するだけでなく、最終的な被照射面である基板上の各点の光強度をほぼ均一に調整する必要がある。基板上の各点での光強度にばらつきがあると、基板上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅で基板上に正確に転写することができないおそれがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被照射面での光強度分布を調整することができる照明光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の照明光学系は、光源（１２）からの光（ＥＬ）で被照射面（Ｒａ、Ｗａ）を照明する照明光学系（１３）であって、前記光源（１２）からの光（ＥＬ）が入射した場合に前記照明光学系（１３）の照明光路内の照明瞳面（２７）に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータ（２６）と、該オプティカルインテグレータ（２６）よりも前記被照射面（Ｒａ、Ｗａ）側であって且つ前記照明光学系（１３）の光軸方向において前記照明瞳面（２７）を含んで設定される第１調整領域（６３）及び前記照明瞳面（２７）と光学的に共役な瞳共役面（８３）を含んで設定される第２調整領域（８０）内のうち少なくとも一方の領域内に配置され、入射する光（ＥＬ）の位置に応じて透過率特性が異なる透過フィルタ（６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ）と、該透過フィルタ（６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ）を前記少なくとも一方の領域内において前記光軸方向に沿って移動させる移動機構（７０）と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、透過フィルタ（６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ）は、光（ＥＬ）の入射する位置に応じて透過率特性が異なるように形成されている。こうした透過フィルタ（６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ）が、第１調整領域内及び第２調整領域内のうち少なくとも一方の領域内に配置されている。そして、透過フィルタ（６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ）を照明光学系（１３）の光軸方向に沿って移動させることにより、被照射面（Ｒａ、Ｗａ）上の各点における光強度分布（「瞳強度分布」ともいう。）が独立的に調整される。そのため、被照射面（Ｒａ、Ｗａ）上の各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布に調整することが可能となる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明によれば、被照射面での光強度分布を調整することができる。
第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図。 一対のマイクロフライアイレンズを模式的に示す斜視図。 照明瞳面に形成される円形状の二次光源を示す模式図。 （ａ）はレチクル上に形成される照明領域を示す模式図、（ｂ）はウエハ上に形成される静止露光領域を示す模式図。 静止露光領域内の中心点に入射する入射光によって形成される第１瞳強度分布を示す模式図。 静止露光領域内の周辺点に入射する入射光によって形成される第２瞳強度分布を示す模式図。 （ａ）は静止露光領域内の中心点に対応する第１瞳強度分布のＺ軸方向に沿った光強度を示すグラフ、（ｂ）は静止露光領域内の周辺点に対応する第２瞳強度分布のＺ軸方向に沿った光強度を示すグラフ。 第１の実施形態における分布補正光学系を示す概略構成図。 第１の実施形態における透過フィルタを模式的に示す正面図。 透過フィルタをＹ軸方向に沿って移動させた場合の作用図。 透過フィルタをＹ軸方向に沿って移動させた場合の作用図。 透過フィルタをＹ軸方向に沿って移動させた場合の作用図。 透過フィルタをＹ軸方向に沿って移動させた場合の作用図。 （ａ）は第２の実施形態における分布補正光学系を示す概略構成図、（ｂ）は各透過フィルタを模式的に示す正面図。 第３の実施形態における分布補正光学系を示す概略構成図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。
（第１の実施形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図１３に基づき説明する。なお、本実施形態では、後述する投影光学系１５の光軸（図１における上下方向）をＺ軸方向というと共に、図１における左右方向をＹ軸方向といい、さらに、図１において紙面と直交する方向をＸ軸方向というものとする。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、所定の回路パターンが形成された透過型のレチクルＲに露光光ＥＬを照明することにより、表面Ｗａ（＋Ｚ方向側の面であって、図１では上面）にレジストなどの感光材料が塗布されたウエハＷに回路パターンの像を投影するための装置である。こうした露光装置１１は、光源装置１２から射出された露光光ＥＬをレチクルＲの被照射面Ｒａ（＋Ｚ方向側の面）に導く照明光学系１３と、レチクルＲを保持するレチクルステージ１４と、レチクルＲを通過した露光光ＥＬをウエハＷの表面Ｗａに導く投影光学系１５と、ウエハＷを保持するウエハステージ１６とを備えている。なお、本実施形態の光源装置１２は、１９３ｎｍの波長の光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源を有し、該ＡｒＦエキシマレーザ光源から出力される光が露光光ＥＬとして露光装置１１内に導かれる。
照明光学系１３は、光源装置１２から射出される露光光ＥＬを所定の断面形状（例えば、断面略矩形状）をなす平行な光束に変換するための整形光学系１７と、該整形光学系１７から射出された露光光ＥＬをレチクルＲ側（ここでは、＋Ｙ方向側であって図１における右側）に反射する第１反射ミラー１８とを備えている。この第１反射ミラー１８の射出側（レチクルＲ側）には、回折光学素子１９が設けられている。この回折光学素子１９は、ガラス基板に露光光ＥＬの波長と同程度のピッチを有する複数の段差を形成することにより構成されており、入射側（光源装置１２側）から入射した露光光ＥＬを所定の角度に回折する作用を有している。例えば、輪帯照明用の回折光学素子１９を用いる場合、回折光学素子１９に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ＥＬが入射すると、回折光学素子１９からは、断面形状が輪帯状（略円環状）をなす光束がレチクルＲ側に射出される。また、複数極（２極、４極、８極など）照明用の回折光学素子１９を用いる場合、回折光学素子１９に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ＥＬが入射すると、回折光学素子１９からは、極の数に応じた複数（例えば４つ）の光束がレチクルＲ側に射出される。
また、照明光学系１３には、回折光学素子１９から射出される露光光ＥＬが入射するアフォーカル光学系２０（「無焦点光学系」ともいう。）が設けられている。このアフォーカル光学系２０は、第１レンズ群２１（図１では一枚のレンズのみを図示）と、該第１レンズ群２１よりも射出側に配置される第２レンズ群２２（図１では一枚のレンズのみを図示）とを有している。そして、アフォーカル光学系２０の入射側の焦点位置は、回折光学素子１９の設置位置と略同一であると共に、アフォーカル光学系２０の射出側の焦点位置は、図１において破線で示す所定面２３の位置と略同一となるように形成されている。
また、第１レンズ群２１と第２レンズ群２２との間の光路内において、後述するオプティカルインテグレータ２６の照明瞳面２７と光学的に共役な位置又はその近傍には、露光光ＥＬの入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する補正フィルタ２４が設けられている。この補正フィルタ２４は、入射側面及び射出側面が平行なガラス基板に対してクロムや酸化クロムなどから構成される遮光性ドットのパターンが形成されたフィルタである。
また、アフォーカル光学系２０のレチクルＲ側には、σ値（σ値＝照明光学系１３のレチクルＲ側の開口数／投影光学系１５のレチクルＲ側の開口数）を可変させるためのズーム光学系２５が設けられており、該ズーム光学系２５は、所定面２３よりも射出側に配置されている。そして、ズーム光学系２５から射出される露光光ＥＬは、ズーム光学系２５によって平行な光束に変換された後、該ズーム光学系２５の射出側に配置されるオプティカルインテグレータ２６に入射するようになっている。そして、オプティカルインテグレータ２６は、入射した露光光ＥＬを複数の光束に波面分割し、その射出側（＋Ｙ方向側）に位置する照明瞳面２７に所定の光強度分布（「瞳強度分布」ともいう。）を形成するようになっている。なお、瞳強度分布が形成される照明瞳面２７のことを、多数の面光源からなる二次光源６０（図３参照）ともいう。
オプティカルインテグレータ２６は、その入射面（−Ｙ方向側の面であって、図１では左面）がズーム光学系２５の射出側の焦点位置（瞳面ともいう。）又は該焦点位置近傍に位置するように配置されている。すなわち、所定面２３とオプティカルインテグレータ２６の入射面とは、実質的にフーリエ変換の関係であると共に、アフォーカル光学系２０の瞳面（即ち、補正フィルタ２４の設置位置）とオプティカルインテグレータ２６の入射面とは、光学的にほぼ共役な関係となる。
オプティカルインテグレータ２６の射出側には、投影光学系１５の入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、且つ二次光源６０の照明に寄与する範囲を規定するための図示しない照明開口絞りが設けられている。この照明開口絞りは、大きさ及び形状の異なる複数の開口部を有している。そして、照明開口絞りでは、二次光源６０から射出される露光光ＥＬの断面形状に対応した開口部が露光光ＥＬの光路内に配置される。すなわち、二次光源６０から射出される露光光ＥＬの断面形状が輪帯状である場合、照明開口絞りは、輪帯状に対応した形状の開口部が露光光ＥＬの光路内に位置するように駆動するようになっている。また、二次光源６０から射出される露光光ＥＬの断面形状が４極状である場合、照明開口絞りは、４極状に対応した形状の開口部が露光光ＥＬの光路内に位置するように駆動するようになっている。
オプティカルインテグレータ２６及び上記照明開口絞りの射出側には、レチクルＲ上に形成される照明領域ＥＲ１（図４（ａ）参照）や該照明領域ＥＲ１と光学的に共役な関係になるウエハＷ上に形成される静止露光領域ＥＲ２（図４（ｂ）参照）内の各点における光強度分布を補正するための分布補正光学系３１が設けられている。なお、分布補正光学系３１の具体的な構成については、後述するものとする。
分布補正光学系３１の射出側には、少なくとも一枚のレンズ（図１では一枚のみ図示）から構成される第１コンデンサ光学系２８と、該第１コンデンサ光学系２８の射出側であって且つレチクルＲの被照射面Ｒａと光学的に共役な位置に配置されるレチクルブラインド２９（「マスクブラインド」ともいう。）とが設けられている。第１コンデンサ光学系２８は、パワー（焦点距離の逆数）を有する光学素子（レンズ）から構成されている。また、レチクルブラインド２９には、長手方向がＺ軸方向であって且つ短手方向がＸ軸方向となる矩形状の開口部２９ａが形成されている。そして、第１コンデンサ光学系２８から射出された露光光ＥＬは、レチクルブラインド２９を重畳的に照明するようになっている。なお、パワーを有する光学素子とは、露光光ＥＬが光学素子に入射することにより、該露光光ＥＬの特性が変化するような光学素子のことである。
また、レチクルブラインド２９の射出側には、パワーを有するレンズから構成される第２コンデンサ光学系３０が設けられており、該第２コンデンサ光学系３０は、レチクルブラインド２９側から入射した光を略平行な光束に変換するようになっている。また、第２コンデンサ光学系３０の射出側には、結像光学系３２が設けられている。この結像光学系３２は、入射側レンズ群３３と、該入射側レンズ群３３から射出される露光光ＥＬを−Ｚ方向側（図１では下側）に反射する第２反射ミラー３４と、該第２反射ミラー３４の射出側に配置される射出側レンズ群３５とを備えている。入射側レンズ群３３は、少なくとも一枚（図１では一枚のみ図示）のパワーを有する光学素子（レンズ）から構成されると共に、射出側レンズ群３５は、少なくとも一枚（図１では一枚のみ図示）のパワーを有する光学素子（レンズ）から構成されている。そして、結像光学系３２から射出される露光光ＥＬは、レチクルＲの被照射面Ｒａを重畳的に照明するようになっている。なお、本実施形態では、レチクルブラインド２９の開口部２９ａの形状は、上述したように、矩形状をなしている。そのため、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１及びウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、長手方向が第１の方向としてのＹ軸方向となり、且つ短手方向が第２の方向としてのＸ軸方向となる矩形状にそれぞれ形成される。
レチクルステージ１４は、図１に示すように、投影光学系１５の物体面側において、そのレチクルＲの載置面が投影光学系１５の光軸方向（Ｚ軸方向）とほぼ直交するように配置されている。また、レチクルステージ１４には、保持するレチクルＲをＸ軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部が設けられている。
また、レチクルステージ１４の近傍には、瞳強度分布計測装置３６が設けられている。この瞳強度分布計測装置３６は、二次光源６０においてレチクルＲ上の照明領域ＥＲ１内の一点に入射する各入射光によって形成される瞳強度分布を点毎（位置毎）に計測する装置である。こうした瞳強度分布計測装置３６は、射出側レンズ群３５からレチクルＲに向けて射出される露光光ＥＬの一部（「反射光」ともいう。）を反射させるビームスプリッタ３７と、該ビームスプリッタ３７に反射された反射光が入射する計測用レンズ３８と、該計測用レンズ３８から射出された反射光が入射する検出部３９とを備えている。この検出部３９は、ＣＣＤ撮像素子やフォトダイオードなどを有しており、検出部３９からは、入射した反射光に応じた検出信号が制御装置４０に出力される。そして、制御装置４０は、検出部３９からの検出信号に基づき、照明領域ＥＲ１の点毎の瞳強度分布を導出するようになっている。なお、瞳強度分布計測装置３６については、例えば特開２００６−５４３２８号公報や特開２００３−２２９６７号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００３／００３８２２５号明細書に開示されている。
投影光学系１５は、内部が窒素などの不活性ガスで充填される鏡筒４１を備え、この鏡筒４１内には、図示しない複数のレンズが露光光ＥＬの光路（Ｚ軸方向）に沿って設けられている。また、鏡筒４１内において、ウエハＷの表面Ｗａの設置位置及びレチクルＲの被照射面Ｒａの設置位置と光学的にフーリエ変換の関係となる位置には、開口絞り４２が配置されている。そして、露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲ上の回路パターンの像は、投影光学系１５を介して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ１６上のウエハＷに投影転写される。ここで、光路とは、使用状態において、露光光ＥＬが通ることが意図されている経路のことを示している。
ウエハステージ１６は、投影光学系１５の光軸とほぼ直交する平面状の載置面４３を備え、該載置面４３上には、ウエハＷが載置される。また、ウエハステージ１６には、保持するウエハＷをＸ軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部が設けられている。さらに、ウエハステージ１６には、ウエハＷの表面Ｗａが投影光学系１５の光軸と直交状態となるように、ウエハＷの位置を微調整させる機能が設けられている。
そして、本実施形態の露光装置１１を用いてウエハＷにパターンの像を投影する場合、レチクルＲは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側（図１では紙面手前側から紙面奥手側）に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルＲにおける照明領域ＥＲ１は、該レチクルＲの被照射面Ｒａの−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側（図１では紙面奥手側から紙面手前側）に沿って移動する。すなわち、レチクルＲのパターンが−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に順にスキャンされる。また、ウエハＷは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルＲのＸ軸方向に沿った移動に対して投影光学系１５の縮小倍率に応じた速度比で−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に同期して移動する。その結果、ウエハＷの一つのショット領域には、レチクルＲ及びウエハＷの同期移動に伴って、レチクルＲ上の回路パターンを所定の縮小倍率に縮小した形状のパターンが形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
次に、本実施形態のオプティカルインテグレータ２６について図２に基づき説明する。なお、図２では、明細書の説明理解の便宜上、後述する各シリンドリカルレンズ面５２，５３，５４，５５の大きさが誇張して描かれているものとする。
図２に示すように、オプティカルインテグレータ２６は、照明光学系１３の光軸ＡＸ（図１及び図２では一点鎖線で示す。）に沿って配置される一対のマイクロフライアイレンズ５０，５１を備えている。これら両マイクロフライアイレンズ５０，５１は、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７が投影光学系１５の開口絞り４２と光学的に共役な位置に形成されるようにそれぞれ配置されている。
入射側に位置する第１マイクロフライアイレンズ５０の入射側、及び射出側に位置する第２マイクロフライアイレンズ５１の入射側には、照明光学系１３の光軸ＡＸとほぼ直交する入射面５０ａ，５１ａがそれぞれ形成されている。また、第１マイクロフライアイレンズ５０の射出側、及び第２マイクロフライアイレンズ５１の射出側には、照明光学系１３の光軸ＡＸとほぼ直交する射出面５０ｂ，５１ｂがそれぞれ形成されている。そして、両マイクロフライアイレンズ５０，５１の入射面５０ａ，５１ａ側には、Ｚ軸方向に延びる複数（図２では１０個）のシリンドリカルレンズ面５２，５３がＸ軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面５２，５３は、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面５２，５３のＸ軸方向における長さ（即ち、幅）は、第１幅Ｈ１である。
また、両マイクロフライアイレンズ５０，５１の射出面５０ｂ，５１ｂ側には、Ｘ軸方向に延びる複数（図２では１０個）のシリンドリカルレンズ面５４，５５がＺ軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面５４，５５は、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面５４，５５のＺ軸方向における長さ（即ち、幅）は、第１幅Ｈ１よりも広い第２幅Ｈ２である。なお、第１幅Ｈ１及び第２幅Ｈ２は、レチクルブラインド２９の開口部２９ａのＸ軸方向における長さ及びＺ軸方向における長さ、即ち照明領域ＥＲ１及び静止露光領域ＥＲ２のＸ軸方向における長さ及びＹ軸方向における長さとそれぞれ対応関係がある。
オプティカルインテグレータ２６のＸ軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系１３の光軸ＡＸに沿って入射した露光光ＥＬ（即ち、平行光束）は、第１マイクロフライアイレンズ５０の入射面５０ａに形成される各シリンドリカルレンズ面５２によってＸ軸方向に沿って第１幅Ｈ１の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面５２によって波面分割された各光束は、第２マイクロフライアイレンズ５１の入射面５１ａに形成される各シリンドリカルレンズ面５３のうち個別対応するシリンドリカルレンズ面でそれぞれ集光作用を受け、その後、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７上でそれぞれ集光するようになっている。また、オプティカルインテグレータ２６のＺ軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系１３の光軸ＡＸに沿って入射した露光光ＥＬ（即ち、平行光束）は、第１マイクロフライアイレンズ５０の射出面５０ｂに形成される各シリンドリカルレンズ面５４によってＸ軸方向に沿って第２幅Ｈ２の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面５４によって波面分割された各光束は、第２マイクロフライアイレンズ５１の射出面５１ｂに形成される各シリンドリカルレンズ面５５のうち個別対応するシリンドリカルレンズ面でそれぞれ集光作用を受け、その後、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７上でそれぞれ集光するようになっている。そして、照明瞳面２７に形成される多数の点光源（図示略）からは、各シリンドリカルレンズ面５２〜５５の幅Ｈ１，Ｈ２の大きさやＹ軸方向におけるシリンドリカルレンズ面５２〜５５の配置位置の関係上、Ｚ軸方向に対応する発散角のほうがＸ軸方向に対応する発散角よりも大きくなるような露光光ＥＬがそれぞれ射出される。すなわち、照明瞳面２７から射出される露光光ＥＬの光束は、Ｚ軸方向に沿った広がりのほうがＸ軸方向に沿った広がりよりも大きくなる。
なお、各マイクロフライアイレンズ５０，５１の各シリンドリカルレンズ面５２〜５５の第１幅Ｈ１及び第２幅Ｈ２は、本来、非常に狭い。そのため、本実施形態のオプティカルインテグレータ２６での波面分割数は、複数のレンズ要素から構成されるフライアイレンズを用いる場合に比して多い。その結果、オプティカルインテグレータ２６の入射側に形成される大局的な光強度分布と、射出側である照明瞳面２７に形成される二次光源全体の大局的な光強度分布とは、互いに高い相関関係を示す。したがって、オプティカルインテグレータ２６の入射側及び該入射側と光学的に共役な面における光強度分布についても、瞳強度分布と称すことができる。
ここで、回折光学素子１９として輪帯照明用の回折光学素子が用いられる場合、オプティカルインテグレータ２６の入射側には、照明光学系１３の光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７には、入射側に形成される輪帯状の照野と同じ、輪帯状の二次光源６０が形成される。また、回折光学素子１９として複数極照明用の回折光学素子が用いられる場合、オプティカルインテグレータ２６の入射側には、照明光学系１３の光軸ＡＸを中心とした複数の所定形状（円弧状、円形状など）の照野からなる複数極状の照野が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７には、入射側に形成される複数極状の照野と同じ、複数極状の二次光源６０が形成される。なお、本実施形態では、４極照明用の回折光学素子１９が用いられるものとする。
すなわち、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７には、図３に示すように、４つの円弧状の実質的な面光源（以下、単に「面光源」という。）６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄからなる４極状の二次光源６０（瞳強度分布）が形成される。具体的には、二次光源６０は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｘ方向側に位置する円弧状の第１面光源６０ａと、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｘ方向側に位置する円弧状の第２面光源６０ｂとを有しており、各面光源６０ａ，６０ｂの中間位置には、照明光学系１３の光軸ＡＸを含む仮想的な分割面Ｄ１（本実施形態ではＹ−Ｚ平面であって、図３では二点鎖線で示す。）が位置している。また、二次光源６０は、照明光学系１３の光軸ＡＸの＋Ｚ方向側に位置する円弧状の第３面光源６０ｃと、照明光学系１３の光軸ＡＸの−Ｚ方向側に位置する円弧状の第４面光源６０ｄとを有しており、各面光源６０ｃ，６０ｄの中間位置には、照明光学系１３の光軸ＡＸを含む図示しない仮想的な分割面（本実施形態ではＸ−Ｙ平面）が位置している。
こうした各面光源６０ａ〜６０ｄから射出される各露光光ＥＬがレチクルＲ上に導かれると、レチクルＲの被照射面Ｒａ上には、図４（ａ）に示すように、長手方向がＹ軸方向であり且つ短手方向がＸ軸方向となる矩形状の照明領域ＥＲ１が形成される。また、ウエハＷの表面Ｗａ上には、図４（ｂ）に示すように、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１と対応した矩形状の静止露光領域ＥＲ２が形成される。この際、静止露光領域ＥＲ２（及び照明領域ＥＲ１）内の各点に入射する入射光が形成する４極状の瞳強度分布の各々は、露光光ＥＬが入射する位置に依存することなく、互いにほぼ同一形状をなしている。ところが、静止露光領域ＥＲ２（及び照明領域ＥＲ１）内の点毎の４極状の瞳強度分布の光強度は、静止露光領域ＥＲ２内に入射する露光光ＥＬの位置に依存して異なってしまう傾向がある。
具体的には、図５に示すように、照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向における中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに入射する第１入射光ＥＬ１（図８参照）によって形成される第１瞳強度分布６１では、Ｚ軸方向に沿って配置される第３面光源６１ｃ及び第４面光源６１ｄの光強度の方が、Ｘ軸方向に沿って配置される第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂの光強度よりも強くなる傾向がある。一方、図４（ａ）（ｂ）及び図６に示すように、照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内において中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂのＹ軸方向に沿って離間した各周辺点Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに入射する第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３（図８参照）によって形成される各第２瞳強度分布６２では、Ｚ軸方向に沿って配置される第３面光源６２ｃ及び第４面光源６２ｄの光強度の方が、Ｘ軸方向に沿って配置される第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂの光強度よりも弱くなる傾向がある。なお、ここでいう各瞳強度分布６１，６２は、照明光学系１３内における露光光ＥＬの光路内に補正フィルタ２４及び後述する透過フィルタ６４が配置されていない場合に、照明瞳面２７及び該照明瞳面２７と光学的に共役な瞳共役面に形成される、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに対応する光強度分布のことをそれぞれ示している。
一般に、中心点Ｐ１ａ,Ｐ１ｂに対応する第１瞳強度分布６１のＺ軸方向に沿った光強度分布は、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸方向における中央が最も弱くなると共に、中央からＺ軸方向に沿って離間するに連れて次第に強くなる凹曲線状の分布である。また、各周辺点Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ａ，Ｐ３ｂに対応する第２瞳強度分布６２のＺ軸方向に沿った光強度分布は、図７（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向における中央が最も強くなると共に、中央からＺ軸方向に沿って離間するに連れて次第に弱くなる凸曲面状の分布である。
こうした瞳強度分布６１，６２のＺ軸方向に沿った光強度分布は、照明領域ＥＲ１及び静止露光領域ＥＲ２内のＸ軸方向に沿った各点の位置にはほとんど依存しないものの、照明領域ＥＲ１及び静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向に沿った各点の位置に依存して変化する傾向がある。そのため、静止露光領域ＥＲ２内におけるＹ軸方向に沿った各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに個別に対応する瞳強度分布６１，６２がそれぞれ均一ではない場合、ウエハＷにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきが発生するおそれがある。このような課題を解決するために、本実施形態の照明光学系１３内には、補正フィルタ２４及び分布補正光学系３１が設けられている。
なお、本実施形態の補正フィルタ２４は、照明瞳面２７に形成される二次光源６０のうちＺ軸方向に沿った第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄを構成する光束を減光させる一方、Ｘ軸方向に沿った第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂを構成する光束をほとんど減光させない透過率分布を有している。
次に、本実施形態の分布補正光学系３１について図８及び図９に基づき説明する。なお、図８には、二次光源６０を構成する各面光源６０ａ〜６０ｄのうち第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄから射出される露光光ＥＬの光束のみ図示するものとする。また、図８において、レチクルブラインド２９の設置位置には、静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ｂに対応する共役中心点Ｐ１ｃと、各周辺点Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに個別に対応する共役周辺点Ｐ２ｃ，Ｐ３ｃとがそれぞれ示されている。
図８に示すように、分布補正光学系３１は、オプティカルインテグレータ２６と第１コンデンサ光学系２８との間に形成される第１調整領域６３内に配置される透過フィルタ６４を備えている。この透過フィルタ６４は、図９に示すように、露光光ＥＬを透過する光透過性部材６４ａ（本実施形態では、略正方形状をなすガラス板）を有し、該光透過性部材６４ａには、照明光学系１３の光軸ＡＸを中心とした略円形状の有効フィルタ領域６５（図９では破線で囲まれた領域）が形成されている。
この有効フィルタ領域６５は、第１面光源６０ａに対応する第１フィルタ領域６５ａと、第２面光源６０ｂに対応する第２フィルタ領域６５ｂと、第３面光源６０ｃに対応する第３フィルタ領域６５ｃと、第４面光源６０ｄに対応する第４フィルタ領域６５ｄとに分割される。具体的には、各フィルタ領域６５ａ〜６５ｄは、照明光学系１３の光軸ＡＸと直交する仮想線である第１の線Ｌ１（図９では破線で示す。）と光透過性部材６４ａ上で第１の線と直交する仮想線である第２の線Ｌ２（図９では破線で示す。）とによって有効フィルタ領域６５を区画することによりそれぞれ形成されている。また、各フィルタ領域６５ａ〜６５ｄのうちＸ軸方向に沿って配置される第１フィルタ領域６５ａと第２フィルタ領域６５ｂとの間には、照明光学系１３の光軸ＡＸを含む仮想的な分割面Ｄ２（図９では二点鎖線で示す平面であって、Ｙ−Ｚ平面）が位置している。そして、各フィルタ領域６５ａ〜６５ｄ内には、該各フィルタ領域６５ａ〜６５ｄに個別対応する面光源６０ａ〜６０ｄから射出される露光光ＥＬがそれぞれ入射するようになっている。
各フィルタ領域６５ａ〜６５ｄのうち第３フィルタ領域６５ｃ及び第４フィルタ領域６５ｄには、該各フィルタ領域６５ｃ，６５ｄに入射した露光光ＥＬを減光させるための処理がそれぞれ施されていない。すなわち、第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄから射出される各露光光ＥＬは、透過フィルタ６４を通過してもほとんど減光されない。一方、残りの第１フィルタ領域６５ａ及び第２フィルタ領域６５ｂには、該各フィルタ領域６５ａ，６５ｂに入射した露光光ＥＬを減光させるために、クロムや酸化クロムなどから構成される遮光性ドットのパターンがそれぞれ形成されている。具体的には、第１フィルタ領域６５ａには、静止露光領域ＥＲ２の長手方向に対応するＺ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｚ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が低くなる第１の透過率分布が形成されている。また、第２フィルタ領域６５ｂには、静止露光領域ＥＲ２の長手方向に対応するＺ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｚ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が低くなる第２の透過率分布が形成されている。すなわち、第１の透過率分布と第２の透過率分布とは、同一の透過率分布である。したがって、第１フィルタ領域６５ａは、二次光源６０の第１領域である第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬが入射する第１パターン領域として機能すると共に、第２フィルタ領域６５ｂは、二次光源６０において第１面光源６０ａとは異なる第２領域である第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬが入射する第２パターン領域として機能するようになっている。なお、図９では、明細書の説明理解の便宜上、ドットの密度の濃淡によって透過率の高低が描かれている。
ちなみに、照明瞳面２７に形成される二次光源６０の各面光源６０ａ〜６０ｄは、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内の各点に入射する露光光ＥＬによってそれぞれ形成されている。すなわち、露光光ＥＬのうち中心点Ｐ１ｂに入射する第１入射光ＥＬ１は、各面光源６０ａ〜６０ｄ内を照明光学系１３の光軸ＡＸに対して第１角度（所定の角度）をなして通過する。また、露光光ＥＬのうち周辺点Ｐ２ｂに入射する第２入射光ＥＬ２は、各面光源６０ａ〜６０ｄ内を照明光学系１３の光軸ＡＸに対して上記第１角度よりも大きな第２角度（所定の角度）をなして通過する。また、露光光ＥＬのうち周辺点Ｐ３ｂに入射する第３入射光ＥＬ３は、各面光源６０ａ〜６０ｄ内を照明光学系１３の光軸ＡＸに対して上記第２角度とほぼ同等の大きさを有する第３角度（所定の角度）をなして通過する。
そして、第１面光源６０ａを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、透過フィルタ６４において分割面Ｄ２よりも−Ｘ方向側に位置する第１フィルタ領域６５ａをそれぞれ通過する。また、第２面光源６０ｂを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、透過フィルタ６４において分割面Ｄ２よりも＋Ｘ方向側に位置する第２フィルタ領域６５ｂをそれぞれ通過する。また、第３面光源６０ｃを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、透過フィルタ６４における＋Ｚ方向側（図９では上側）に位置する第３フィルタ領域６５ｃをそれぞれ通過する。そして、第４面光源６０ｄを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、透過フィルタ６４における−Ｚ方向側（図９では下側）に位置する第４フィルタ領域６５ｄをそれぞれ通過する。
その結果、第１フィルタ領域６５ａ内には、第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬによって第１入射領域６６が形成されると共に、第２フィルタ領域６５ｂ内には、第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬによって第２入射領域６７が形成される。また、第３フィルタ領域６５ｃ内には、第３面光源６０ｃから射出される露光光ＥＬによって第３入射領域６８が形成されると共に、第４フィルタ領域６５ｄ内には、第４面光源６０ｄから射出される露光光ＥＬによって第４入射領域６９が形成される。なお、図９には、照明瞳面２７とＹ軸方向においてほぼ同一となる位置に配置される透過フィルタ６４が図示されている。
また、分布補正光学系３１には、図８に示すように、透過フィルタ６４をＹ軸方向に沿って移動させるための移動機構７０を備えている。この移動機構７０には、Ｙ軸方向に沿って延びるガイド部７１と、透過フィルタ６４に駆動力を付与する駆動源７２とが設けられている。ガイド部７１のＹ軸方向における長さは、図９及び図１０に示すように、有効フィルタ領域６５の半径Ｒ１（有効フィルタ領域６５の有効径の半分）に対する第１入射領域６６（又は第２入射領域６７）と光軸ＡＸとの間のＸ軸方向に沿った距離Ｒ２の比（＝距離Ｒ２／半径Ｒ１）が「１／２」を超えるように設定されている。また、駆動源７２は、制御装置４０の制御指令に基づき駆動するようになっている。そして、駆動源７２から透過フィルタ６４に駆動力が付与される場合、透過フィルタ６４は、ガイド部７１に沿ってＹ軸方向に移動するようになっている。また、分布補正光学系３１には、透過フィルタ６４を露光光ＥＬの光路内と光路外との二位置間で進退移動させるための図示しない進退移動装置が設けられており、該進退移動装置は、制御装置４０からの制御指令に応じて駆動するようになっている。
次に、静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向に沿った各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２を調整する際の作用の一例について図１０〜図１３に基づき説明する。なお、初期状態では、各透過フィルタ６４は、露光光ＥＬの光路外にそれぞれ配置されているものとする。
さて、光源装置１２から射出される露光光ＥＬが回折光学素子１９に入射すると、該回折光学素子１９からは、断面形状が４極状をなす露光光ＥＬが射出される。すると、この露光光ＥＬが照明瞳面２７と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される補正フィルタ２４を通過することにより、オプティカルインテグレータ２６の射出側に形成される照明瞳面２７には、補正フィルタ２４によって補正（減光）された第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂと、補正フィルタ２４によってほとんど補正されない第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄとを有する二次光源６０が形成される。この際、照明瞳面２７と光学的に共役な瞳共役面（例えば、レチクルブラインド２９の配置位置）の瞳強度分布もまた、補正フィルタ２４によって補正される。
なお、本実施形態の補正フィルタ２４は、照明瞳面２７に形成される二次光源６０のＺ軸方向に沿った第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄの光強度を減光させるためのフィルタである。また、上述したように、レチクルＲの照明領域ＥＲ１内及びウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに対応する第１瞳強度分布６１では、露光光ＥＬの光路内に補正フィルタ２４がない場合、Ｘ軸方向に沿った第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂの各光強度が、Ｚ軸方向に沿った第３面光源６１ｃ及び第４面光源６１ｄの各光強度よりもそれぞれ弱い。そのため、第１瞳強度分布６１では、補正フィルタ２４によって、第３面光源６１ｃ及び第４面光源６１ｄの各光強度が、第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂの各光強度とほぼ同等となる。一方、照明領域ＥＲ１内及び静止露光領域ＥＲ２内の各周辺点Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ａ，Ｐ３ｂに対応する第２瞳強度分布６２では、露光光ＥＬの光路内に補正フィルタ２４がない場合、Ｘ軸方向に沿った第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂの各光強度が、Ｚ軸方向に沿った第３面光源６２ｃ及び第４面光源６２ｄの各光強度よりもそれぞれ強い。そのため、第２瞳強度分布６２では、補正フィルタ２４によって、第１面光源６１ａ及び第２面光源６２ｂの各光強度と第３面光源６２ｃ及び第４面光源６２ｄの各光強度との差が逆に大きくなってしまう。
このような第１瞳強度分布６１と第２瞳強度分布６２とをほぼ同一性状の分布にするためには、第１瞳強度分布６１の第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂの光強度を少しだけ減光させると共に、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂの光強度を大幅に減光させる必要がある。そこで、本実施形態では、瞳強度分布計測装置３６によって、照明瞳面２７に形成される二次光源６０において静止露光領域ＥＲ２内の点毎の４極状の瞳強度分布の光強度がそれぞれ計測される。ここでは、静止露光領域ＥＲ２内の中心点Ｐ１ｂ、周辺点Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに入射する入射光ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３によって照明瞳面２７に形成される第１瞳強度分布６１及び第２瞳強度分布６２がそれぞれ計測される。この場合、第１瞳強度分布６１と第２瞳強度分布６２とは、互いに性状が異なっている。そのため、図示しない進退移動装置の駆動によって、透過フィルタ６４が、二次光源６０の第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬの光路内及び第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬの光路内にそれぞれ配置される。この際、透過フィルタ６４は、第１調整領域６３内において照明瞳面２７とＹ軸方向における略同一位置（以下、「初動位置」という。）に配置される。
すると、第１瞳強度分布６１の第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂによって透過フィルタ６４に形成される第１入射領域６６ａ及び第２入射領域６７ａは、第１フィルタ領域６５ａ内及び第２フィルタ領域６５ｂ内においてＺ軸方向における中央にそれぞれ形成される（図９参照）。また、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂによって透過フィルタ６４に形成される第１入射領域６６ｂ，６６ｃ及び第２入射領域６７ｂ，６７ｃは、第１フィルタ領域６５ａ内及び第２フィルタ領域６５ｂ内においてＺ軸方向における中央にそれぞれ形成される（図９参照）。すなわち、透過フィルタ６４が初動位置に位置する場合、各第１入射領域６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、第１フィルタ領域６５ａ内において互いにほぼ同一位置にそれぞれ形成されると共に、各第２入射領域６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、第２フィルタ領域６５ｂ内において互いにほぼ同一位置にそれぞれ形成される。そのため、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬのうち、中心点Ｐ１ｂに入射する第１入射光ＥＬ１、周辺点Ｐ２ｂに入射する第２入射光ＥＬ２及び周辺点Ｐ３ｂに入射する第３入射光ＥＬ３は、透過フィルタ６４によってそれぞれ僅かに減光される。しかも、それらの減光度合いは、互いに同程度である。したがって、第１瞳強度分布６１と第２瞳強度分布６２とは、互いに性状が異なったままである。
そこで、移動機構７０からの駆動力によって、透過フィルタ６４が初動位置から＋Ｙ方向（図８では右側）に移動すると、図１０〜図１３に示すように、透過フィルタ６４内に入射する各入射光ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の入射態様が変化する。すなわち、二次光源６０から射出される露光光ＥＬのうち、中心点Ｐ１ｂに対応する第１瞳強度分布６１の各面光源６１ａ〜６１ｄから射出される各第１入射光ＥＬ１は、透過フィルタ６４のＹ軸方向における位置が変化しても、透過フィルタ６４が初動位置に位置する場合とほぼ同一位置にそれぞれ入射する。換言すると、各第１入射光ＥＬ１によって形成される各入射領域６６ａ，６７ａ，６８ａ，６９ａ（図１０〜図１３にて実線で囲まれた領域）の透過フィルタ６４内における各形成位置は、透過フィルタ６４がＹ軸方向に沿って移動してもほとんど変化しない。
また、周辺点Ｐ２ｂに対応する第２瞳強度分布６２の各面光源６２ａ〜６２ｄから射出される各第２入射光ＥＬ２の透過フィルタ６４への入射位置は、透過フィルタ６４が照明瞳面２７から離間する方向に移動するに連れて次第に−Ｚ方向側（図１０〜図１３では下側）へ移動する。換言すると、各第２入射光ＥＬ２によって形成される各入射領域６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６９ｂ（図１０〜図１３にて一点鎖線で囲まれた領域）の透過フィルタ６４内における各形成位置は、透過フィルタ６４が照明瞳面２７から離間する方向に移動するに連れて次第に−Ｚ方向側にそれぞれ移動する。なお、本実施形態では、透過フィルタ６４が可動範囲内において照明瞳面２７から最も離間した位置まで移動すると、第４面光源６２ｄから射出される第２入射光ＥＬ２によって透過フィルタ６４に形成される第４入射流域６９ｂの一部（具体的には、−Ｚ方向側の部分）が第３フィルタ領域６５ｃ外に位置するようになる。
また、周辺点Ｐ３ｂに対応する第２瞳強度分布６２の各面光源６２ａ〜６２ｄから射出される各第３入射光ＥＬ３の透過フィルタ６４への入射位置は、透過フィルタ６４が照明瞳面２７から離間する方向に移動するに連れて次第に＋Ｚ方向側（図１０〜図１３では上側）へ移動する。換言すると、各第３入射光ＥＬ３によって形成される各入射領域６６ｃ，６７ｃ，６８ｃ，６９ｃ（図１０〜図１３にて破線で囲まれた領域）の透過フィルタ６４内における各形成位置は、透過フィルタ６４が照明瞳面２７から離間する方向に移動するに連れて次第に＋Ｚ方向側にそれぞれ移動する。なお、本実施形態では、透過フィルタ６４が可動範囲内において照明瞳面２７から最も離間した位置まで移動すると、第３面光源６２ｃから射出される第３入射光ＥＬ３によって透過フィルタ６４に形成される第３入射流域６８ｃの一部（具体的には、＋Ｚ方向側の部分）が第３フィルタ領域６５ｃ外に位置するようになる。
このように透過フィルタ６４をＹ軸方向に沿って照明瞳面２７から離間させると、各周辺点Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに対応する各第１入射領域６６ｂ，６６ｃは、中心点Ｐ１ｂに対応する第１入射領域６６ａとＺ軸方向において異なる位置にそれぞれ形成される。また、各第２入射領域６７ｂ，６７ｃは、第２入射領域６７ａとＺ軸方向において異なる位置にそれぞれ形成される。すなわち、各第１入射領域６６ｂ，６６ｃ及び各第２入射領域６７ｂ，６７ｃは、各フィルタ領域６５ａ，６５ｂ内において第１入射領域６６ａ及び第２入射領域６７ａと比較して減光作用の強い各位置にそれぞれ形成される。そのため、第１瞳強度分布６１の第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂから射出される各第１入射光ＥＬ１は、透過フィルタ６４によって僅かに減光され、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各第３入射光ＥＬ３は、透過フィルタ６４によって大幅に減光される。しかも、第１フィルタ領域６５ａ及び第２フィルタ領域６５ｂは、Ｚ軸方向における中央よりも＋Ｚ方向側の減光態様と、Ｚ軸方向における中央よりも−Ｚ方向側の減光態様とがほぼ同一の態様をなすようにそれぞれ形成されている。したがって、第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各第３入射光ＥＬ３は、透過フィルタ６４を通過することにより、互いに同程度減光される。
その結果、第１瞳強度分布６１の性状と第２瞳強度分布６２の性状とは、互いにほぼ同一の性状となる。すなわち、各面光源６１ａ〜６１ｄから静止露光領域ＥＲ２の中心点Ｐ１ｂに入射する各第１入射光ＥＬ１の光強度と、各面光源６２ａ〜６２ｄから静止露光領域ＥＲ２の各周辺点Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに入射する各第２入射光ＥＬ２及び各第３入射光ＥＬ３の光強度とは、互いにほぼ同一の光強度となる。そのため、この状態で露光処理が実行されると、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内のＹ軸方向に沿った各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２がほぼ同一性状であるため、ウエハＷの表面Ｗａにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきが発生することが抑制される。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第１調整領域６３内に配置される透過フィルタ６４は、露光光ＥＬの入射する位置に応じて透過率特性が異なるように形成されている。こうした透過フィルタ６４を第１調整領域６３内で照明光学系１３の光軸ＡＸに沿って移動させることにより、ウエハＷの静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂにおける各瞳強度分布６１，６２が独立的に調整される。そのため、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂにおける各瞳強度分布６１，６２を互いに略同一性状の分布に調整することができる。
（２）また、本実施形態では、オプティカルインテグレータ２６よりも光源装置１２側において、ウエハＷの表面Ｗａと光学的に共役な位置には、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２を一律に調整するための補正フィルタ２４が設けられる。そして、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２は、補正フィルタ２４と透過フィルタ６４との協動作用によって、それぞれほぼ均一となるように調整される。そのため、補正フィルタ２４を露光光ＥＬの光路内に配置しない場合に比して、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２を高精密に調整できる。したがって、レチクルＲの回路パターンに応じた適切な照明条件の基でウエハＷに対する露光処理を行うことができ、結果として、ウエハＷには、その全体に亘って所望する線幅のパターンを忠実に形成することができる。
（３）本実施形態では、透過フィルタ６４は、瞳強度分布計測装置３６からの検出信号に基づき算出された計測結果、即ちレチクルＲの照明領域ＥＲ１内の各点Ｐ１ａ〜Ｐ３ａに対応する各瞳強度分布６１，６２に基づきＹ軸方向に沿って移動する。そのため、照明光学系１３を構成する各種光学素子のうち少なくとも一つの光学素子の劣化などに起因して各瞳強度分布６１，６２が変化した場合、瞳強度分布計測装置３６による計測結果によって透過フィルタ６４が移動することにより、各瞳強度分布６１，６２を、それらの性状の分布が所望する性状の分布となるように速やかに調整することができる。
（４）透過フィルタ６４は、照明瞳面２７近傍に配置される。そのため、透過フィルタ６４がＹ軸方向に沿って移動すると、第１瞳強度分布６１の各面光源６１ａ〜６１ｄから射出される各第１入射光ＥＬ１によって透過フィルタ６４に形成される各入射領域６６ａ〜６９ａと、第２瞳強度分布６２の各面光源６２ａ〜６２ｄから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各入射光ＥＬ３によって透過フィルタ６４に形成される各入射領域６６ｂ〜６９ｂ，６６ｃ〜６９ｃとの位置関係は、それぞれ変化する。すなわち、各入射領域６６ａ〜６９ａ、各入射領域６６ｂ〜６９ｂ及び各入射領域６６ｃ〜６９ｃの位置関係を変更させることにより、各瞳強度分布６１，６２の性状を調整できる。
（５）本実施形態では、透過フィルタ６４がＹ軸方向に沿って移動すると、透過フィルタ６４において第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３によって形成される各入射領域６６ｂ〜６９ｂ，６６ｃ〜６９ｃの各形成位置は、Ｚ軸方向に沿ってそれぞれ変位する。第１フィルタ領域６５ａ及び第２フィルタ領域６５ｂは、各入射領域６６ｂ〜６９ｂ，６６ｃ〜６９ｃのＺ軸方向に沿った変位に対応して、Ｚ軸方向における位置毎によって透過率が異なるようにそれぞれ形成されている。そのため、本実施形態の透過フィルタ６４を第１調整領域６３内でＹ軸方向に沿って移動させることにより、各瞳強度分布６１，６２の性状を好適に調整できる。
（６）本実施形態では、一枚の透過フィルタ６４に、各面光源６０ａ〜６０ｄに対応するフィルタ領域６５ａ〜６５ｄが形成されている。そのため、面光源６０ａ〜６０ｄ毎に透過フィルタを個別に設ける場合に比して、分布補正光学系３１の構成の複雑化を抑制できる。
（７）また、第１フィルタ領域６５ａの透過率分布と、第２フィルタ領域６５ｂの透過率分布とは、互いに同一の分布である。そのため、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各第３入射光ＥＬ３の減光度合いをそれぞれ同程度とすることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１４に従って説明する。なお、第２の実施形態は、分布補正光学系の構成が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図１４（ａ）に示すように、本実施形態の分布補正光学系３１Ａは、第２コンデンサ光学系３０と入射側レンズ群３３との間の第２調整領域８０内に配置される複数枚（本実施形態では２枚）の透過フィルタ８１，８２を備えている。これら各透過フィルタ８１，８２は、移動機構７０からの駆動力によって、第２調整領域８０内をＹ軸方向に沿って個別に移動するようになっている。なお、第２調整領域８０内には、オプティカルインテグレータ２６の射出側に位置する照明瞳面２７と光学的に共役な瞳共役面８３が位置すると共に、入射側レンズ群３３の射出側には、レチクルブラインド２９と光学的に共役な像面共役面８４が位置している。
図１４（ａ）（ｂ）に示すように、各透過フィルタ８１，８２のうち第１の透過フィルタ８１は、照明瞳面２７に形成される二次光源６０の第１領域に相当する第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬの光路内に配置されている。また、残りの第２の透過フィルタ８２は、二次光源６０において第１領域とは異なる第２領域に相当する第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬの光路内に配置されている。すなわち、各透過フィルタ８１，８２は、照明光学系１３の光軸ＡＸを含む仮想的な分割面Ｄ３（図１４（ｂ）ではＹ−Ｚ平面であって、二点鎖線で示す。）を間に挟むようにそれぞれ配置されている。
第１の透過フィルタ８１に形成される第１の透過率分布と、第２の透過フィルタ８２に形成される第２の透過率分布とは、互いに同一の透過率分布である。具体的には、各透過フィルタ８１，８２の透過率分布は、静止露光領域ＥＲ２の長手方向に対応するＺ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｚ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が低くなるようにそれぞれ形成されている。なお、こうした透過率分布は、クロムや酸化クロムなどから構成される遮光性ドットのパターンによってそれぞれ形成されている。
そして、第１面光源６０ａを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、分割面Ｄ３よりも−Ｘ方向側に位置する第１の透過フィルタ８１をそれぞれ通過する。また、第２面光源６０ｂを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、分割面Ｄ３よりも＋Ｘ方向側に位置する第２の透過フィルタ８２をそれぞれ通過する。一方、第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄを構成する図示しない多数の点光源（所定の点）から射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、各透過フィルタ８１，８２を介することなく入射側レンズ群３３に入射する。その結果、第１の透過フィルタ８１内には、第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬによって第１入射領域６６が形成されると共に、第２の透過フィルタ８２内には、第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬによって第２入射領域６７が形成される。
なお、図１４（ｂ）は、各透過フィルタ８１，８２が瞳共役面８３とＹ軸方向において同一位置に位置する場合に第２コンデンサ光学系３０側から見た場合の概略正面図である。そのため、第１入射光ＥＬ１によって形成される各入射領域６６ａ，６７ａ、第２入射光ＥＬ２によって形成される各入射領域６６ｂ，６７ｂ及び第３入射光ＥＬ３によって形成される各入射領域６６ｃ，６７ｃは、各透過フィルタ８１，８２内においてほぼ同一位置にそれぞれ形成されている。
そして、各透過フィルタ８１，８２をＹ軸方向において瞳共役面８３と同一位置に配置される場合、各入射領域６６ａ〜６６ｃ，６７ａ〜６７ｃは、各透過フィルタ８１，８２のＺ軸方向における中央にそれぞれ形成される。そのため、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３は、各透過フィルタ８１，８２によってほとんど減光されない。また、各透過フィルタ８１，８２をＹ軸方向において瞳共役面８３から離間する方向にそれぞれ移動させると、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各第１入射光ＥＬ１によって各透過フィルタ８１，８２内に形成される各入射領域６６ａ，６７ａの各形成位置は、Ｚ軸方向においてほとんど変位しない。一方、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２によって各透過フィルタ８１，８２内に形成される各入射領域６６ｂ，６７ｂの各形成位置は、各透過フィルタ８１，８２が瞳共役面８３からＹ軸方向に沿って離間するに連れて次第に−Ｚ方向側にそれぞれ変位する。また、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各第３入射光ＥＬ３によって各透過フィルタ８１，８２内に形成される各入射領域６６ｃ，６７ｃの各形成位置は、各透過フィルタ８１，８２が瞳共役面８３からＹ軸方向に沿って離間するに連れて次第に＋Ｚ方向側にそれぞれ変位する。
上述したような各透過フィルタ８１，８２のＹ軸方向における各位置が、瞳強度分布計測装置３６による計測結果に基づきそれぞれ調整されると、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内の点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂ毎の各瞳強度分布６１，６２の性状が、それぞれ調整される。
また、本実施形態では、各透過フィルタ８１，８２をＹ軸方向に沿って個別に移動させることが可能である。この場合、静止露光領域ＥＲ２の周辺点Ｐ２ｂに入射する各第２入射光ＥＬ２のうち、第１の透過フィルタ８１を通過した第２入射光ＥＬ２の透過率と、第２の透過フィルタ８２を透過した第２入射光ＥＬ２の透過率とでは、互いに異なる。そのため、第１の透過フィルタ８１を通過した第２入射光ＥＬ２の光強度と、第２の透過フィルタ８２を透過した第２入射光ＥＬ２の光強度とを互いに異ならせたい場合には、第１の透過フィルタ８１と瞳共役面８３とのＹ軸方向における距離と、第２の透過フィルタ８２と瞳共役面８３とのＹ軸方向における距離とを異ならせてもよい。なお、静止露光領域ＥＲ２の周辺点Ｐ３ｂに入射する各第３入射光ＥＬ３についても同様である。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（８）第２調整領域８０内に配置される各透過フィルタ８１，８２は、露光光ＥＬの入射する位置に応じて透過率特性が異なるようにそれぞれ形成されている。こうした各透過フィルタ８１，８２を第２調整領域８０内で照明光学系１３の光軸ＡＸに沿って移動させることにより、ウエハＷの静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂにおける各瞳強度分布６１，６２が独立的に調整される。そのため、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂにおける各瞳強度分布６１，６２を互いに略同一性状の分布に調整することができる。
（９）また、本実施形態では、オプティカルインテグレータ２６よりも光源装置１２側において、ウエハＷの表面Ｗａと光学的に共役な位置には、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２を一律に調整するための補正フィルタ２４が設けられる。そして、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２は、補正フィルタ２４と各透過フィルタ８１，８２との協動作用によって、それぞれほぼ均一となるように調整される。そのため、補正フィルタ２４を露光光ＥＬの光路内に配置しない場合に比して、静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２を高精密に調整できる。したがって、レチクルＲの回路パターンに応じた適切な照明条件の基でウエハＷに対する露光処理を行うことができ、結果として、ウエハＷには、その全体に亘って所望する線幅のパターンを忠実に形成することができる。
（１０）本実施形態では、各透過フィルタ８１，８２は、瞳強度分布計測装置３６からの検出信号に基づき算出された計測結果、即ちレチクルＲの照明領域ＥＲ１内の各点Ｐ１ａ〜Ｐ３ａに対応する各瞳強度分布６１，６２に基づきＹ軸方向に沿ってそれぞれ移動する。そのため、照明光学系１３を構成する各種光学素子のうち少なくとも一つの光学素子の劣化などに起因して各瞳強度分布６１，６２が変化した場合、瞳強度分布計測装置３６による計測結果によって各透過フィルタ８１，８２が移動することにより、各瞳強度分布６１，６２を、それらの性状の分布が所望する性状の分布となるように速やかに調整することができる。
（１１）各透過フィルタ８１，８２は、瞳共役面８３近傍にそれぞれ配置される。そのため、各透過フィルタ８１，８２がＹ軸方向に沿ってそれぞれ移動すると、第１瞳強度分布６１の第１面光源６１ａ及び第２面光源６１ｂから射出される各第１入射光ＥＬ１によって各透過フィルタ８１，８２に形成される各入射領域６６ａ，６７ａと、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各入射光ＥＬ３によって各透過フィルタ８１，８２に形成される各入射領域６６ｂ，６７ｂ，６６ｃ，６７ｃとの位置関係は、それぞれ変化する。すなわち、各入射領域６６ａ，６７ａ、各入射領域６６ｂ，６６ｂ及び各入射領域６６ｃ，６６ｃの位置関係を変更させることにより、各瞳強度分布６１，６２の性状を調整できる。
（１２）本実施形態では、各透過フィルタ８１，８２がＹ軸方向に沿ってそれぞれ移動すると、各透過フィルタ８１，８２内において第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３によって形成される各入射領域６６ｂ，６７ｃ，６６ｃ，６７ｃの各形成位置は、Ｚ軸方向に沿ってそれぞれ変位する。各透過フィルタ８１，８２は、各入射領域６６ｂ，６７ｃ，６６ｃ，６７ｃのＺ軸方向に沿った変位に対応して、Ｚ軸方向における位置毎によって透過率が異なるようにそれぞれ形成されている。そのため、本実施形態の各透過フィルタ８１，８２を第２調整領域８０内でＹ軸方向に沿って移動させることにより、各瞳強度分布６１，６２の性状を好適に調整できる。
（１３）第１の透過フィルタ８１の第１の透過率分布と、第２の透過フィルタ８２の第２の透過率分布とは、互いに同一の分布である。そのため、第１の透過フィルタ８１と瞳共役面８３とのＹ軸方向における距離と、第２の透過フィルタ８２と瞳共役面８３とのＹ軸方向における距離とを同程度とすることにより、第２瞳強度分布６２の第１面光源６２ａ及び第２面光源６２ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び各第３入射光ＥＬ３の減光度合いをそれぞれ同程度とすることができる。
（１４）また、本実施形態では、各透過フィルタ８１，８２をＹ軸方向に沿って個別に移動させることができる。そのため、第１の透過フィルタ８１を通過する第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３の光強度と、第２の透過フィルタ８２を通過する第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３の光強度とを個別に調整することができる。したがって、上記第１の実施形態の場合に比して、各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに対する各瞳強度分布６１，６２の性状などをより細やかに調整することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図１５に従って説明する。なお、第３の実施形態は、分布補正光学系の構成が第１及び第２の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１及び第２の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１及び第２の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図１５に示すように、本実施形態の分布補正光学系３１Ｂは、照明瞳面２７に形成される二次光源６０の第１面光源６０ａから射出される露光光ＥＬの光路内にＹ軸方向に沿って配置される複数枚（本実施形態では２枚）の第１の透過フィルタ８１，８１Ａを備えている。また、分布補正光学系３１Ｂは、二次光源６０の第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬの光路内にＹ軸方向に沿って配置される複数枚（本実施形態では２枚）の第２の透過フィルタ８２，８２Ａを備えている。そして、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａは、第２調整領域８０内にそれぞれ配置されている。
また、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａのうち第２コンデンサ光学系３０側に位置する各透過フィルタ８１，８２の透過率分布は、上述したように、Ｚ軸方向における中央の透過率が最も高く、Ｚ軸方向において中央から離間するに連れて透過率が次第に低くなるようにそれぞれ設定されている。また、入射側レンズ群３３側に位置する各透過フィルタ８１Ａ，８２Ａの透過率分布は、各透過フィルタ８１，８２とは異なり、Ｚ軸方向における中央の透過率が最も低く、Ｚ軸方向において中央から離間するに連れて透過率が次第に高くなるようにそれぞれ設定されている。
また、分布補正光学系３１Ｂには、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａを個別に移動させるための移動機構７０が設けられている。この移動機構７０は、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２ＡをＹ軸方向に沿って移動させるための第１駆動力と、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２ＡをＺ軸方向に沿って移動させるための第２駆動力とを、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａに対して個別に付与可能に構成されている。
本実施形態では、上記各実施形態と比して、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される露光光ＥＬの各光路内に配置されるフィルタの枚数が増加すると共に、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａは、Ｙ軸方向だけではなくＺ軸方向にもそれぞれ移動可能となる。そのため、ウエハＷ上の静止露光領域ＥＲ２の各点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに入射する各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３のうち、第１の透過フィルタ８１，８１Ａを通過する各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３の光強度と、第２の透過フィルタ８２，８２Ａを通過する各入射光ＥＬ１〜ＥＬ３の光強度とを個別に調整することができる。
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・各実施形態において、回折光学素子１９は、４極照明以外の他の複数極照明用（例えば２極照明用）の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよいし、円形状用の回折光学素子であってもよい。また、露光光ＥＬの形状を変形させることが可能な光学素子であれば、回折光学素子１９の代わりに、或いは回折光学素子１９に加えて、アキシコンレンズ対などの他の任意の光学素子を設けてもよい。アキシコンレンズ対を備えた照明光学系は、例えば国際公開第２００５／０７６０４５Ａ１号パンフレット、及びそれに対応する米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号明細書に開示されている。図２に示した実施形態では、補正フィルタ２４の近傍にアキシコンレンズ対を配置することができる。
また、回折光学素子１９に代えて、例えばアレイ状に配列され且つ傾斜角および傾斜方向が個別に駆動制御される多数の微小な要素ミラーにより構成されて入射光束を反射面毎の微小単位に分割して偏向させることにより、光束の断面を所望の形状または所望の大きさに変換する空間光変調素子を用いてもよい。このような空間光変調素子を用いた照明光学系は、例えば特開２００２−３５３１０５号公報に開示されている。
・第１及び第２の各実施形態において、透過フィルタ６４，８１，８２を、Ｙ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向やＸ軸方向にも移動させるようにしてもよい。
同様に、第３の実施形態において、各透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａを、Ｘ軸方向にも移動させるようにしてもよい。また、各透過フィルタ８１，８２を、Ｙ軸方向にのみ移動させると共に、各透過フィルタ８１Ａ，８２Ａを、Ｙ軸方向と交差する方向（例えばＸ軸方向やＺ軸方向）に移動させるようにしてもよい。この際、各透過フィルタ８１Ａ，８２Ａの透過率分布を、Ｚ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｚ軸方向において中央部分から離間するに連れて透過率が次第に低くなるようにそれぞれ調整してもよい。
・各実施形態において、透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａの透過率分布が各点Ｐ１ａ〜Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２の性状に応じた適切な分布であれば、任意の透過率分布を有する透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａであってもよい。例えば、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各第１入射光ＥＬ１を、第１面光源６０ａ及び第２面光源６０ｂから射出される各第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３よりも大幅に減光させたい場合には、Ｚ軸方向における中央部分の透過率が最も低く、Ｚ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が高くなるように設定された透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａを用いてもよい。
また、透過フィルタ６４が照明瞳面２７からＹ軸方向に沿って離間するほど、第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３によって透過フィルタ６４内に形成される各入射領域６６ｂ〜６９ｂ，６６ｃ〜６９ｃの各形成位置がＸ軸方向においてそれぞれ変位するような光学設計の場合、透過フィルタ６４は、以下に示すように設計されたフィルタであってもよい。すなわち、透過フィルタ６４は、その第１フィルタ領域６５ａ及び第２フィルタ領域６５ｂがＸ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｘ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が低くなるように設定されたフィルタであってもよい。
同様に、透過フィルタ８１，８２が瞳共役面８３からＹ軸方向に沿って離間するほど、第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３によって透過フィルタ８１，８２内に形成される各入射領域６６ｂ〜６９ｂ，６６ｃ〜６９ｃの各形成位置がＸ軸方向においてそれぞれ変位するような光学設計の場合、透過フィルタ８１，８２は、以下に示すように設計されたフィルタであってもよい。すなわち、透過フィルタ８１，８２は、Ｘ軸方向における中央部分の透過率が最も高く、Ｘ軸方向において中央部分から離間するに連れて次第に透過率が低くなるように設定されたフィルタであってもよい。
・第１の実施形態において、透過フィルタ６４内における第３フィルタ領域６５ｃ及び第４フィルタ領域６５ｄに対して、該各フィルタ領域６５ｃ，６５ｄ内に入射した露光光ＥＬを減光させるための透過率分布をそれぞれ形成してもよい。また、各フィルタ領域６５ｃ，６５ｄの透過率分布は、露光光ＥＬの入射位置に応じて透過率が異なるような分布であってもよい。このように構成すると、二次光源６０の第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄから射出される第１入射光ＥＬ１、第２入射光ＥＬ２及び第３入射光ＥＬ３の減光度合いを、個別に調整することが可能となる。
・第２及び第３の各実施形態において、二次光源６０の第３面光源６０ｃ及び第４面光源６０ｄから射出される露光光ＥＬの光路内に、光の入射位置に応じて透過率が異なるような透過率分布を有する透過フィルタを配置してもよい。
・第１の実施形態において、オプティカルインテグレータ２６と第１コンデンサ光学系２８との間にパワーを有しない光学素子（例えば平行平面板）を配置してもよい。この場合、透過フィルタ６４が配置される第１調整領域６３は、オプティカルインテグレータ２６とパワーを有しない光学素子との間の領域となる。
・第２及び第３の各実施形態において、瞳共役面８３と第２コンデンサ光学系３０との間にパワーを有しない光学素子（例えば平行平面板）を配置してもよい。この場合、透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａが配置される第２調整領域８０は、パワーを有しない光学素子と入射側レンズ群３３との間の領域となる。
また、瞳共役面８３と入射側レンズ群３３との間にパワーを有しない光学素子を配置してもよい。この場合、透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａが配置される第２調整領域８０は、第２コンデンサ光学系３０とパワーを有しない光学素子との間の領域となる。
もちろん、瞳共役面８３のＹ軸方向における両側にパワーを有しない光学素子をそれぞれ配置してもよい。この場合、両パワーを有しない光学素子の間の領域が、透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａが配置される第２調整領域８０となる。
・各実施形態において、各移動機構７０は、瞳強度分布計測装置３６による計測結果に連動して駆動する構成でなくてもよい。すなわち、瞳強度分布計測装置３６による計測結果を図示しないモニタ等の表示画面に表示させ、該表示画面に表示させた計測結果に基づき作業者が透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２ＡをＹ軸方向に沿って移動させるようにしてもよい。この場合、移動機構７０には、駆動源７２を設けなくてもよい。すなわち、透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａは、作業者による手動でそれぞれ移動することになる。
・第１の実施形態において、透過フィルタ６４を、第２調整領域８０内に配置してもよい。このように構成しても上記第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。
また、第２の実施形態において、透過フィルタ８１，８２を、第１調整領域６３内にそれぞれ配置してもよい。このように構成しても上記第２の実施形態と同等の効果を得ることができる。
さらに、第３の実施形態において、透過フィルタ８１，８２，８１Ａ，８２Ａを、第１調整領域６３内にそれぞれ配置してもよい。また、透過フィルタ８１，８２を第２調整領域８０内にそれぞれ配置し、透過フィルタ８１Ａ，８２Ａを第１調整領域６３内にそれぞれ配置してもよい。これらのように構成しても上記第３の実施形態と同等の効果を得ることができる。
・各実施形態において、補正フィルタ２４は、露光光ＥＬの入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有するフィルタであれば任意の透過率分布を有するフィルタであってもよい。また、入射位置に対する透過率分布が互いに異なる複数枚の補正フィルタ２４を用意し、必要に応じて露光光ＥＬの光路内に配置する補正フィルタを取り替え可能としてもよい。このように構成すると、補正フィルタ２４及び透過フィルタ６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａの協働作用による静止露光領域ＥＲ２内の各点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂに対応する各瞳強度分布６１，６２の調整の自由度を向上させることができる。
・各実施形態において、瞳強度分布計測装置３６は、レチクルＲ上の照明領域ＥＲ１内の各点Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａに対応する各瞳強度分布６１，６２を計測可能であれば、レチクルＲの近傍ではなくてもよい。ただし、瞳強度分布計測装置３６は、レチクルＲの被照射面Ｒａ（即ち、ウエハＷの表面Ｗａ）と光学的に共役な位置近傍であれば、任意の位置に設置してもよい。
・各実施形態において、オプティカルインテグレータ２６は、屈折力を有する単位波面分割面がＺ方向及びＸ方向に沿って配列される１枚のマイクロフライアイレンズから構成されるものであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のレンズ要素が配列されてなるフライアイレンズを用いてもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のミラー面が配列されてなる一対のフライアイミラーを用いてもよい。また、オプティカルインテグレータとして、Ｙ軸方向に沿って延びるロッド型インテグレータ（内面反射型インテグレータ）を用いてもよい。オプティカルインテグレータとして、ロッド型インテグレータを用いる場合には、ズーム光学系２５の後側にその前側焦点位置がズーム光学系２５の後側焦点位置と一致するように集光レンズ系を配置し、この集光レンズ系の後側焦点位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がレチクルブラインド２９の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流のレチクルブラインド結像光学系（第２コンデンサ光学系３０及び結像光学系３２）内の、投影光学系１５の開口絞り４２の位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。この場合、分布補正光学系３１は、この照明瞳面を含む空間（第２コンデンサ光学系３０と結像光学系３２との間の空間）に配置することができる。この空間を第１調整領域又は第２調整領域とみなすことができる。
・各実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、特開平６−１２４８７３号公報及び特開平１０−３０３１１４号公報の教示を参照として援用する。
・各実施形態において、米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号明細書及び第２００７／０１４６６７６号明細書に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。ここでは、米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号明細書及び米国特許出願公開第２００７／０１４６６７６号明細書の教示を参照として援用する。
・各実施形態において、露光装置１１を、可変パターン生成器（例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device又はDigital Micro-mirror Device））を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。このようなマスクレス露光装置は、例えば特開２００４−３０４１３５号公報、国際公開第２００６／０８０２８５号パンフレット及びこれに対応する米国特許出願公開第２００７／０２９６９３６号明細書に開示されている。
・各実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
・各実施形態において、露光装置１１を、レチクルＲとウエハＷとが相対移動した状態でレチクルＲのパターンをウエハＷへ転写し、ウエハＷを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに具体化してもよい。
・各実施形態において、光源装置１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
・透過フィルタ及び回転機構が一体化されたユニットは、透過フィルタユニットと呼ぶこともある。
次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図１６は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図１７は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
１１…露光装置、１２…光源装置、１３…照明光学系、１５…投影光学系、２６…オプティカルインテグレータ、２７…照明瞳面、２８…光学素子としての第１コンデンサ光学系、３０…第１光学素子としての第２コンデンサ光学系、３３…第２光学素子としての入射側レンズ群、３６…瞳強度分布計測装置、４０…制御装置、４２…開口絞り、５０ａ，５１ａ…入射面、５２〜５５…単位波面分割面としてのシリンドリカルレンズ面、６０ａ〜６０ｄ…領域としての面光源、６３…第１調整領域、６４，８１，８２，８１Ａ，８２Ａ…透過フィルタ、６４ａ…光透過性部材、６５ａ〜６５ｄ…パターン領域、部分領域としてのフィルタ領域、７０…移動機構、７２…駆動源、８０…第２調整領域、８３…像面共役面、ＡＸ…光軸、Ｄ１〜Ｄ３…分割面、ＥＬ…露光光、ＥＲ１…照射領域としての照明領域、ＥＲ２…照射領域としての静止露光領域、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂ…所定の点としての点、Ｒａ…被照射面、Ｗ…基板としてのウエハ、Ｗａ…被照射面としての表面。

Claims (34)

  1. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
    該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させる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よりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記透過部は、前記照明瞳面内の第１領域を通過する第１照明光束の光路内に配置される第１透過部と、前記照明瞳面内の前記第１領域とは異なる第２領域を通過する第２照明光束の光路内に配置される第２透過部とを有し、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含むことを特徴とする照明光学系。
  2. 前記第１及び第２透過部は、前記第１空間及び前記第２空間のうち少なくとも一方の空間において前記光軸を含む仮想的な分割面を挟むようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
  3. 前記照明瞳面内の前記第１領域を前記照明光学系の前記光軸に対して所定の角度をなして通過する第１の光と前記照明瞳面内の前記第２領域を前記照明光学系の前記光軸に対して前記所定の角度をなして通過する第２の光とは前記被照射面の１点に到達し、前記第１の光は前記第１透過部を通過し、前記第２の光は前記第２透過部を通過することを特徴とする請求項２に記載の照明光学系。
  4. 前記第１及び第２透過部は別の部材であることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  5. 前記被照射面上において前記照明光学系から射出される光によって形成される照射領域は、前記被照射面上における第１の方向の方が該第１の方向と交差する第２の方向より長くなるような形状であり、
    前記透過部は、該透過部において前記第１の方向に対応する所定方向における各位置の透過率特性が互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  6. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
    該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させる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よりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記被照射面上において前記照明光学系から射出される光によって形成される照射領域は、前記被照射面上における第１の方向の方が該第１の方向と交差する第２の方向より長くなるような形状であり、
    前記透過部は、該透過部において前記第１の方向に対応する所定方向における各位置の透過率特性が互いに異なるように形成されていることを特徴とする照明光学系。
  7. 前記オプティカルインテグレータは、前記被照射面側に射出する光の発散角が、前記第１の方向に対応する方向における発散角のほうが前記第２の方向に対応における発散角よりも大きくなるように、構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の照明光学系。
  8. 前記移動機構は、前記透過部を前記光軸方向に沿って移動させる駆動源を有することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の照明光学系。
  9. 前記被照射面上の所定の点に到達する光束の角度方向の光強度分布を計測する計測装置と、
    該計測装置による計測結果に応じて前記駆動源を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の照明光学系。
  10. 前記第２空間は、前記瞳共役面よりも前記光源側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第１光学素子と、前記瞳共役面よりも前記被照射面側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第２光学素子との間の空間であることを特徴とする請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  11. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
    該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させる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よりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記第２空間は、前記瞳共役面よりも前記光源側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第１光学素子と、前記瞳共役面よりも前記被照射面側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第２光学素子との間の空間であることを特徴とする照明光学系。
  12. 前記第１光学素子及び前記第２光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の照明光学系。
  13. 前記第１空間は、前記オプティカルインテグレータと、前記照明瞳面よりも前記被照射面側において前記照明瞳面に最も近接した位置に配置される光学素子との間の空間であることを特徴とする請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  14. 前記光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項１３に記載の照明光学系。
  15. 前記透過部は、前記光軸方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１４のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  16. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
    該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させる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よりも前記被照射面側の第１及び第２空間のうちの少なくとも一方の空間に配置され、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記透過部は、前記光軸方向に沿って複数配置されていることを特徴とする照明光学系。
  17. 前記透過部は、前記照明瞳面内の第１領域を通過する第１照明光束の光路内に位置し且つ第１の透過率分布を持つ第１パターン領域と、前記照明瞳面内の前記第１領域とは異なる第２領域を通過する第２照明光束の光路内に位置し且つ第２の透過率分布を持つ第２パターン領域とを有することを特徴とする請求項５〜請求項１６のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  18. 前記第１パターン領域と前記第２パターン領域とは、前記第１及び第２空間のうち少なくとも一方の空間内において、前記照明光学系の前記光軸を含む仮想的な分割面を挟むようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の照明光学系。
  19. 前記照明瞳面内の第１領域を前記光軸に対して所定の角度をなして通過する第１の光と前記照明瞳面内の前記第２領域を前記照明光学系の前記光軸に対して前記所定の角度をなして通過する第２の光とは前記被照射面の１点に到達し、
    前記第１の光は前記第１パターン領域を通過し、前記第２の光は前記第２パターン領域を通過することを特徴とする請求項１８に記載の照明光学系。
  20. 前記第１パターン領域の前記第１の透過率分布と前記第２パターンの前記第２の透過率分布とは、同一の分布であることを特徴とする請求項１７〜請求項１９のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  21. 前記第１パターン領域と前記第２パターン領域とは、同一の光透過性部材に形成されていることを特徴とする請求項１７〜請求項２０のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  22. 前記照明瞳面内の前記第１領域と前記第２領域とは、前記照明瞳面内において前記照明光学系の光軸を通過する仮想的な分割線を挟むようにそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１〜請求項５及び請求項１７〜請求項２１のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  23. 前記照明瞳面内の所定の点から発して前記被照射面において前記照明光学系の光軸を通過する仮想的な分割線で分割される一方の領域内の第１点に到達する第１光線と、前記照明瞳面内の前記所定の点から発して前記被照射面における他方の領域内の第２点に到達する第２光線とは、前記透過部において前記光軸を通過する仮想的な分割線で分割される複数の領域のうちの１つの部分領域を通過することを特徴とする請求項１〜請求項２２のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  24. 前記透過部の有効径に対する前記照明瞳面内の所定の点から発する光束が前記透過部に照射され得る領域の最小径の比は、前記透過部の前記光軸方向の可動範囲内において１／２を超えることを特徴とする請求項１〜請求項２３のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  25. 前記移動機構は、前記透過部を前記光軸方向と交差する方向に沿って移動させることが可能な構成であることを特徴とする請求項１〜請求項２４のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  26. 前記オプティカルインテグレータは、前記光軸と交差する面内に配列される複数の単位波面分割面を有することを特徴とする請求項１〜請求項２５のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  27. 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、
    前記照明瞳面は、前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項２６のうち何れか一項に記載の照明光学系。
  28. 光源から出力される光を前記被照射面上の所定のパターンへ導く請求項１〜請求項２７のうち何れか一項に記載の照明光学系を備え、
    該照明光学系から射出される光で前記所定のパターンを照明することにより形成されたパターンの像を、感光材料が塗布された基板上に投影することを特徴とする露光装置。
  29. 前記パターンの像を前記基板上に投影するための投影光学系をさらに備え、
    該投影光学系に対して前記パターン及び前記基板を走査方向に沿って相対移動させることにより、前記基板上に前記パターンの像を投影することを特徴とする請求項２８に記載の露光装置。
  30. 請求項２８又は請求項２９に記載の露光装置を用いて、前記パターンの像を前記基板の表面に露光する露光ステップと、
    該露光ステップ後において、前記基板を現像して前記パターンの像に対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成する現像ステップと、
    該現像ステップ後において、前記マスク層を介して前記基板の表面を加工する加工ステップと、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
  31. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させるオプティカルインテグレータとを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットであって、
    該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記第２空間は、前記瞳共役面よりも前記光源側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第１光学素子と、前記瞳共役面よりも前記被照射面側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第２光学素子との間の空間であることを特徴とする透過フィルタユニット。
  32. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させるオプティカルインテグレータとを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットであって、
    該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置され、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記透過部は、前記光軸方向に沿って複数配置されていることを特徴とする透過フィルタユニット。
  33. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させるオプティカルインテグレータとを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットであって、
    該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記透過部は、前記照明瞳面内の第１領域を通過する第１照明光束の光路内に配置される第１透過部と、前記照明瞳面内の前記第１領域とは異なる第２領域を通過する第２照明光束の光路内に配置される第２透過部とを有することを特徴とする透過フィルタユニット。
  34. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明光路内の照明瞳面に前記光源からの光を分布させるオプティカルインテグレータとを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットであって、
    該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側の第１空間及び第２空間のうち少なくとも一方の空間に配置されて、入射する光の位置に応じて透過率特性が異なる透過部と、
    該透過部を前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記第１空間は前記照明瞳面の少なくとも一部を含み、且つ前記第２空間は前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の少なくとも一部を含み、
    前記被照射面上において前記照明光学系から射出される光によって形成される照射領域は、前記被照射面上における第１の方向の方が該第１の方向と交差する第２の方向より長くなるような形状であり、前記透過部は、該透過部において前記第１の方向に対応する所定方向における各位置の透過率特性が互いに異なるように形成されていることを特徴とする透過フィルタユニット。
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