JP7020900B2 - 露光装置および物品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、露光装置およびそれを用いた物品の製造方法に関する。
原版（マスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板に転写する露光装置が知られている。近年、露光装置によって露光される基板の大型化が進み、それに伴い、パターンが形成されるマスクも大型化している。マスクが大型化すると、マスク自体のコストが上昇するとともに、マスクの製造期間が長くなり、マスクの製造コストの上昇につながる。
そこで、パターンが形成されたマスクを用いることなく、基板上にパターンを形成することが可能な所謂マスクレス露光装置が注目されている。マスクレス露光装置は、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ＤＭＤ）等の光変調器を用いたデジタル露光装置である。マスクレス露光装置では、ＤＭＤにより露光パターンに対応する露光光を生成し、露光パターンに対応するパターンデータを基板上に露光することで、マスクを用いることなく基板上にパターンを形成することができる。
特許文献１は、レーザ出射部から出射されたレーザビームを光変調部の各光変調素子に入射させ、各光変調素子により露光状態と非露光状態のいずれかに変調することで、基板上にパターン形成を行うマスクレス露光装置を開示している。
特開２００４－６２１５５号公報
特許文献１のマスクレス露光装置では、１つのＤＭＤが配置された投影光学系を複数並べて、各ＤＭＤによって形成された光学像をスポット像として基板を露光している。ここで、マスクレス露光装置によって露光される基板が大型化すると、配置すべき投影光学系の数が増加する。
配置される投影光学系の数が増えると、隣接して配置された複数の投影光学系によって重ねて露光される重ね露光領域の数も増大する。重ね露光領域では投影光学系の配置誤差等の影響により露光光の解像性能が低下しやすい。そのため、基板に形成されるパターン精度を高めるためには、できる限り重ね露光領域の数を減らすことが好ましい。
本発明は、露光光の解像性能の向上を実現可能な照明光学系及び露光装置を提供することを目的とする。
本発明の露光装置は、複数の光変調素子を含む第１の光変調部と、複数の光変調素子を含む第２の光変調部と、前記第１の光変調部及び前記第２の光変調部からの光を用いて所定面に光学像を形成する結像光学系と、を備えた照明光学系と、前記所定面に形成された光学像を基板上に投影する投影光学系と、を含み、前記基板を移動させながら、前記基板を走査露光する露光装置であって、１回の走査露光に際して、前記第１の光変調部からの光と、前記第２の光変調部からの光によって二重に露光される領域が基板上に含まれるように、前記第１の光変調部からの光、及び前記第２の光変調部からの光により形成されるそれぞれの光学像が、互いにずれて前記所定面に形成されることを特徴とする。
本発明によれば、露光光の解像性能の向上を実現可能な照明光学系及び露光装置が得られる。
第１実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。 第１実施形態に係る光軸偏心ユニットの構成を示す図である。 ＸＹ平面における反射ミラーの配置を示す図である。 ＤＭＤからの光束によって形成される光学像を示す図である。 本発明に係る投影光学系を含む露光装置の構成を示す図である。 第２実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。 第２実施形態に係る光軸偏心ユニットの構成を示す図である。 ＸＹ平面における反射ミラーの配置を示す図である。 ＤＭＤからの光束によって形成される光学像を示す図である。 第３実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。 第４実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。 第５実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。
以下、各図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎない。
（第１実施形態）
図１を用いて、本実施形態に係る照明光学系ＩＬの構成を説明する。本実施形態の光学系は、パターンが形成されたマスクを用いることなく、基板上にパターンを形成することが可能な所謂マスクレス露光装置に適用可能な光学系である。本実施形態では、照明光学系ＩＬから照射された光束により形成される光学像を所定面ＣＰ上に結像させる。
照明光学系ＩＬには、光変調器の一つである光変調部としてのデジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭＤと記載する）が複数配置される。本実施形態においては、照明光学系の構成要素として、第１の光変調部としての第１ＤＭＤ（ＤＭＤ１）と、第２の光変調部としての第２ＤＭＤ（ＤＭＤ２）が設けられている。
ＤＭＤは、複数のマイクロミラーを二次元状に配列することにより構成されており、各ミラーの反射面の角度はそれぞれ個別に変更可能になっている。これにより、各ミラーに照射される光を露光状態と非露光状態のいずれかに変調することができる。
所定面ＣＰから出射された露光パターンに対応する露光光は、不図示の投影光学系を介して基板上に集光され、露光パターンに対応するパターンデータが基板上に露光される。投影光学系の構成については図５を用いて後述する。露光に際して基板を移動させることにより走査露光が行われる。
光源ＬＳとしては、半導体レーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。光源の波長は、基板上に塗布される感光性レジストの種類により決定される。光源ＬＳの波長は、一般的には３００ｎｍから４４０ｎｍ程度である。
続いて照明光学系ＩＬの構成について説明する。光源ＬＳから照射された光束は、光学系ＩＬ１によりコリメートされ、フライアイレンズＦＥ１を照明する。フライアイレンズＦＥ１によって発散された光束は、光学系ＩＬ２によりコリメートされ、フライアイレンズＦＥ２を照明する。光学系ＩＬ２の前側焦点面にフライアイレンズＦＥ１の射出面が位置し、光学系ＩＬ２の後側焦点面にフライアイレンズＦＥ２の入射面が位置するように、フライアイレンズＦＥ１、光学系ＩＬ２、フライアイレンズＦＥ２が配置される。
フライアイレンズＦＥ２によって発散された光束は、光学系ＩＬ３によって収斂され、偏光分離手段としての第１偏光ビームスプリッタＢＳに入射する。第１偏光ビームスプリッタＢＳは、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過する作用を有する。第１偏光ビームスプリッタＢＳにより反射されたＳ偏光は、第１偏光ビームスプリッタＢＳと同等の偏光特性を有する第２偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射し、第２偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射される。
第２偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射されたＳ偏光は、λ／４位相板ＩＳ１により円偏光に変換された後に第１ＤＭＤ（ＤＭＤ１）を照明する。第１ＤＭＤは光学系ＩＬ３の後側焦点面に配置されており、フライアイレンズＦＥ２と光学系ＩＬ３の作用によりケーラー照明される。第１ＤＭＤにより反射された光束は、再度λ／４位相板ＩＳ１を透過することでＰ偏光に変換された上で、第２偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、位相板ＰＳ１に入射する。
位相板ＰＳ１は、ＮＤフィルターやλ／４位相板等の位相板である。ＮＤフィルターは、第１ＤＭＤからの光束によって所定面ＣＰ上に形成される光学像の光量と、後述する第２ＤＭＤからの光束によって所定面ＣＰ上に形成される光学像の光量を合わせるために用いられる。また、λ／４位相板は、第２偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過したＰ偏光を円偏光に変換するために用いられる。円偏光を基板上に照射することにより、例えば基板上に塗布されるレジストが偏光特性を有する場合にパターンの形成精度が低下する事態を回避し得る。レジストが偏光特性を有するときには、円偏光によりレジストを照射することが有効である。なお、位相板ＰＳ１は必須の構成ではなく、光量調整を行う必要がない場合や露光光の偏光特性を変化させる必要がない場合には位相板ＰＳ１を配置する必要はない。
位相板ＰＳ１を透過した光束は光学系Ｌ１に入射する。光学系Ｌ１は、第１ＤＭＤを物体面として、第１ＤＭＤによって反射された光束を所定面ＣＰ上に結像させる結像光学系として作用する。光学系Ｌ１を透過した光束は、第１反射ミラーＲＭ１及び第２反射ミラーＲＭ２によって反射され、所定面ＣＰ上に到達する。
第１反射ミラーＲＭ１と第２反射ミラーＲＭ２の間には、光軸を偏心させるための光軸偏心ユニットＭＵ１が配置されている。所定面ＣＰに形成される光学像は、光学偏心ユニットＭＵ１によってＸＹ断面内においてシフトされる。光軸偏心ユニットＭＵ１の構成については後述する。
一方、第１偏光ビームスプリッタＢＳを透過したＰ偏光は、λ／２位相板ＰＳによってＳ偏光に変換され、反射ミラーＭＣによって反射された後に、第１偏光ビームスプリッタＢＳと同等の偏光特性を有する第３偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射する。第３偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射されたＳ偏光は、第２偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射される。
第２偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射されたＳ偏光は、λ／４位相板ＩＳ２により円偏光に変換された後に第２ＤＭＤ（ＤＭＤ２）を照明する。第２ＤＭＤは光学系ＩＬ３の後側焦点面に配置されており、フライアイレンズＦＥ２と光学系ＩＬ３の作用によりケーラー照明される。第２ＤＭＤにより反射された光束は、再度λ／４位相板ＩＳ２を透過することでＰ偏光に変換された上で、第３偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過し、位相板ＰＳ２に入射する。位相板ＰＳ２は上述した位相板ＰＳ１と同等の特性を有する光学部材である。
位相板ＰＳ２を透過した光束は光学系Ｌ２に入射する。光学系Ｌ２は、第２ＤＭＤを物体面として、第２ＤＭＤによって反射された光束を所定面ＣＰ上に結像させる結像光学系として作用する。光学系Ｌ２を透過した光束は、第３反射ミラーＲＭ３及び第４反射ミラーＲＭ４によって反射され、所定面ＣＰ上に到達する。
第３反射ミラーＲＭ３と第４反射ミラーＲＭ４の間には、光軸を偏心させるための光軸偏心ユニットＭＵ２が配置されている。所定面ＣＰに形成される光学像は、光学偏心ユニットＭＵ２によってＸＹ断面内においてシフトされる。光学偏心ユニットＭＵ２の構成については後述する。
次に図２を用いて光軸偏心ユニットＭＵ１、ＭＵ２の構成について説明する。光軸偏心ユニットＭＵ１は、反射ミラーＲＭＡ、反射ミラーＲＭＢから構成され、反射ミラーＲＭＡと反射ミラーＲＭＢは基板の走査方向であるＹ軸方向に並んで配置される。光軸偏心ユニットＭＵ１に入射した光束は、反射ミラーＲＭＡと反射ミラーＲＭＢによってそれぞれ反射される。これにより、光軸偏心ユニットＭＵ２を通過する光束の光軸がＹ軸の負方向に距離ａだけシフトされる。
光軸偏心ユニットＭＵ２は、反射ミラーＲＭＣ、反射ミラーＲＭＤから構成され、反射ミラーＲＭＣと反射ミラーＲＭＤはＹ軸方向に並んで配置される。光軸偏心ユニットＭＵ２に入射した光束は、反射ミラーＲＭＣと反射ミラーＲＭＤによってそれぞれ反射される。これにより、光軸偏心ユニットＭＵ２を通過する光束の光軸がＹ軸の正方向に距離ａだけシフトされる。
また、図３に示したように、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４はそれぞれ、照明光学系ＩＬの光軸からＹ軸方向に距離ａだけずらして配置されている。本実施形態においては、第２反射ミラーＲＭ２は、Ｙ軸の負方向に距離ａだけずらして配置され、第４反射ミラーＲＭ４は、Ｙ軸の正方向に距離ａだけずらして配置されている。さらに、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４は、Ｘ軸方向にも互いに逆方向にシフトして配置されている。これにより、基板上の広範囲を走査露光することが可能となる。
続いて図４を用いて、所定面ＣＰ上に形成される光学像の配置を説明する。上述したように、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に互いに逆方向にシフトして配置されている。結果として、図４（Ａ）に示したように、第１ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と第２ＤＭＤからの光束によって形成された光学像が、Ｘ軸及びＹ軸方向に互いにシフトして位置する。
図４（Ａ）において破線で示した円は、投影光学系の視野を示しており、第１ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と第２ＤＭＤからの光束によって形成された光学像とが互いに重なり合うことなく、投影光学系の視野内に形成されていることがわかる。
図４（Ａ）における矢印Ｓは、基板の走査方向を示している。基板の走査方向を、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列方向から傾けることにより、基板上を均一に露光することができる。ＯＬとして示したＸ軸方向における範囲は、走査露光において、第１ＤＭＤからの光束と第２ＤＭＤからの光束の両方によって二重に露光される重ね露光領域である。重ね露光領域に対応する第１ＤＭＤ及び第２ＤＭＤを構成するマイクロミラーの変調状態を制御することにより、重ね露光領域における露光量を適切に調整することができる。
図４（Ｂ）は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列方向に対して基板の走査方向を傾ける代わりに、所定面ＣＰ上に形成される光学像を傾けたときに所定面ＣＰ上に形成される光学像の配置を示した図である。第１ＤＭＤ及び第２ＤＭＤを傾けることにより、所定面ＣＰ上に形成される光学像を傾けることができ、これにより基板上を均一に露光することが可能となる。
次に、図５を用いて投影光学系ＰＯの構成について説明する。所定面ＣＰからの光束は、投影光学系ＰＯを構成する光学系ＰＯ１に入射される。光学系ＰＯ１は、光学系ＰＯ１に入射された光束をマイクロレンズアレイＭＬＡに集光する作用を持つ。マイクロレンズアレイＭＬＡは、フィールドレンズＭＦと、フィールドレンズＭＦからフィールドレンズＭＦの焦点距離だけ離れた位置にある結像レンズＭｉから構成される。
光学系ＰＯ１によってフィールドレンズＭＦに結像された光束は、結像レンズＭｉにより再結像される。本実施形態では、結像レンズＭｉによる再結像点は、結像レンズＭｉの内部に位置する。再結像点からの光束は光学系ＰＯ２により再び結像され、この結像位置にピンホールＰＨを配置している。
ピンホールＰＨの各開口は、所定面ＣＰに形成された各スポット像の位置に対応している。ピンホールＰＨにより小径化されたスポット光が、光学系ＰＯ３を介して基板ＰＬ上に照射される。なお、光学系ＰＯ２により形成されたスポット光の径が十分に小さい場合には、ピンホールＰＨ及び光学系ＰＯ３は不要である。
（第２実施形態）
図６を用いて、第２実施形態に係る照明光学系ＩＬの構成を説明する。本実施形態においては、照明光学系の構成要素として、第１ＤＭＤ（ＤＭＤ１）と第２ＤＭＤ（ＤＭＤ２）に加えて第３の光変調部としての第３ＤＭＤ（ＤＭＤ３）が設けられている。第１実施形態に係る照明光学系ＩＬと同一の構成についての説明は省略し、第１実施形態との差異について詳細に説明する。
本実施形態に係る照明光学系ＩＬにおいては、第１偏光ビームスプリッタＢＳにより反射されたＳ偏光が第４偏光ビームスプリッタＢＳ３に入射する。第４偏光ビームスプリッタＢＳ３は、入射したＳ偏光に対して反射光と透過光の割合が略１対１となるような偏光特性を有する。第３偏光ビームスプリッタＢＳ３を透過したＳ偏光は、図１で説明した光路と同じ光路を通って所定面ＣＰに到達する。
一方、第４偏光ビームスプリッタＢＳ３において反射したＳ偏光は、λ／２位相板ＰＳ３によってＰ偏光に変換された後に第５偏光ビームスプリッタＢＳ４に入射する。なお、第５偏光ビームスプリッタＢＳ４は、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過する作用を有する。第５偏光ビームスプリッタＢＳ４に入射されたＰ偏光は、第５偏光ビームスプリッタＢＳ４を透過してλ／４位相板ＩＳ３によって円偏光に変換された後に第３ＤＭＤを照明する。
第３ＤＭＤは光学系ＩＬ３の後側焦点面に配置されており、フライアイレンズＦＥ２と光学系ＩＬ３の作用によりケーラー照明される。第３ＤＭＤにより反射された光束は、再度λ／４位相板ＩＳ３を透過することでＳ偏光に変換された上で、第５偏光ビームスプリッタＢＳ４によって反射され、位相板ＰＳ４に入射する。位相板ＰＳ４は、位相板ＰＳ１と同等の機能を有するものであり、ＮＤフィルターやλ／４位相板等の位相板である。
位相板ＰＳ４を透過した光束は、反射ミラーＭＣ１によって反射された後に光学系Ｌ３に入射する。光学系Ｌ３の作用は、第３ＤＭＤを物体面として、第３ＤＭＤによって反射された光束を所定面ＣＰ上に結像させることである。なお、第１偏光ビームスプリッタＢＳを透過したＰ偏光が所定面ＣＰ上に到達するまでの光路は図１における光路と同じであるため、説明を省略する。
図７を用いて光軸偏心ユニットＭＵ３、ＭＵ４の構成について説明する。光軸偏心ユニットＭＵ３は、反射ミラーＲＭＥ、反射ミラーＲＭＦから構成され、反射ミラーＲＭＥと反射ミラーＲＭＦはＹ軸方向に並んで配置される。光軸偏心ユニットＭＵ３に入射した光束は、反射ミラーＲＭＥと反射ミラーＲＭＦによってそれぞれ反射される。これにより、光軸偏心ユニットＭＵ３を通過する光束の光軸がＹ軸の負方向に距離２ａだけシフトされる。
光軸偏心ユニットＭＵ４は、反射ミラーＲＭＧ、反射ミラーＲＭＨから構成され、反射ミラーＲＭＧと反射ミラーＲＭＨはＹ軸方向に並んで配置される。光軸偏心ユニットＭＵ４に入射した光束は、反射ミラーＲＭＧと反射ミラーＲＭＨによってそれぞれ反射される。これにより、光軸偏心ユニットＭＵ４を通過する光束の光軸がＹ軸の正方向に距離２ａだけシフトされる。
図８に示したように、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４はそれぞれ、照明光学系ＩＬの光軸からＹ軸方向に距離２ａだけずらして配置されている。本実施形態においては、第２反射ミラーＲＭ２は、Ｙ軸の負方向に距離２ａだけずらして配置され、第４反射ミラーＲＭ４は、Ｙ軸の正方向に距離２ａだけずらして配置されている。そして、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４との間に反射ミラーＭＣ１が配置されている。
また、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４は、Ｘ軸方向にも互いに逆方向にシフトして配置されている。これにより、第１実施形態と比較してさらに広範囲を走査露光することが可能となる。
続いて図９を用いて、所定面ＣＰ上に形成される光学像の配置を説明する。上述したように、第２反射ミラーＲＭ２と第４反射ミラーＲＭ４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に互いに逆方向にシフトして配置されている。結果として、図９（Ａ）に示したように、第１ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と第２ＤＭＤからの光束によって形成された光学像が、Ｘ軸及びＹ軸方向に互いにシフトして位置する。また、第１ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と第２ＤＭＤからの光束によって形成された光学像との間に、反射ミラーＭＣ１からの光束によって形成された光学像が位置する。
図９（Ａ）において破線で示した円は、投影光学系の視野を示している。第１ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と第２ＤＭＤからの光束によって形成された光学像と反射ミラーＭＣ１からの光束によって形成された光学像が互いに重なり合うことなく、投影光学系の視野内に形成されていることがわかる。
図９（Ａ）における矢印Ｓは、基板の走査方向を示している。基板の走査方向を、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列方向から傾けることにより、基板上を均一に露光することができる。ＯＬとして示したＸ軸方向の範囲は、走査露光において、第１ＤＭＤからの光束と反射ミラーＭＣ１からの光束の両方によって露光される重ね露光領域、及び第２ＤＭＤからの光束と反射ミラーＭＣ１からの光束の両方によって露光される重ね露光領域である。重ね露光領域に対応する第１ＤＭＤ、第２ＤＭＤ及び第３ＤＭＤを構成するマイクロミラーの変調状態を制御することにより、重ね露光領域における露光量を適切に調整することができる。
図９（Ｂ）は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列方向に対して基板の走査方向を傾ける代わりに、所定面ＣＰ上に形成される光学像を傾けたときに所定面ＣＰ上に形成される光学像の配置を示した図である。第１ＤＭＤ、第２ＤＭＤ及び第３ＤＭＤを傾けることにより、所定面ＣＰ上に形成される光学像を傾けることができ、これにより基板上を均一に露光することが可能となる。
（第３実施形態）
図１０を用いて、第３実施形態に係る照明光学系ＩＬの構成を説明する。本実施形態においては、第１偏光ビームスプリッタＢＳと第１ＤＭＤとの間に反射ミラーＲＭＸ１が配置され、第１偏光ビームスプリッタＢＳと第２ＤＭＤとの間に反射ミラーＲＭＹ１が配置されている。反射ミラーＲＭＸ１により、第１ＤＭＤに対して光束が斜めに入射され、反射ミラーＲＭＹ１により、第２ＤＭＤに対して光束が斜めに入射される。なお、その他の構成に関しては第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
ＤＭＤを構成するマイクロミラーの最大傾き角度が大きい場合等には、ＤＭＤに対して光束を斜入射させたとしても、ＤＭＤに入射する光束とＤＭＤによって反射される光束を重ならないようにすることができる。ＤＭＤに対する光束の斜入射を許容することができれば、本実施形態のように、第１偏光ビームスプリッタＢＳとＤＭＤとの間の光学系を簡略化することができる。
（第４実施形態）
図１１を用いて、第４実施形態に係る照明光学系ＩＬの構成を説明する。本実施形態においては、光学系ＩＬ２の後側焦点面ＩＭよりも所定面ＣＰ側に、反射ミラーＲＭＸ２及び反射ミラーＲＭＹ２が配置されている。フライアイレンズＦＥ１と光学系ＩＬ２により、光学系ＩＬ２の後側焦点面ＩＭはケーラー照明され、後側焦点面ＩＭは均一な照度分布となっている。
反射ミラーＲＭＸ２によって反射された光束は、光学系ＬＡ及び反射ミラーＲＭＸ１を通って第１ＤＭＤを照明する。また、反射ミラーＲＭＹ２によって反射された光束は、光学系ＬＢ及び反射ミラーＲＭＹ１を通って第２ＤＭＤを照明する。なお、その他の構成に関しては第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
反射ミラーＲＭＸ２及び反射ミラーＲＭＹ２は、後側焦点面ＩＭに形成された均一な照度分布を視野分離する作用を有しており、後側焦点面ＩＭに形成された照度分布を分割した光学像が第１ＤＭＤ及び第２ＤＭＤ上に形成される。つまり、本実施形態の構成を採用することで、第１ＤＭＤ及び第２ＤＭＤを均一な照度分布の光束によって照明することができ、照明光学系ＩＬの照度むらを低減させることができる。
（第５実施形態）
図１２を用いて、第５実施形態に係る照明光学系ＩＬの構成を説明する。本実施形態においては、光変調器として、ＤＭＤに代えて光透過型の音響光学ビーム変調器ＡＯＭを用いている。第１実施形態と比較して、第２偏光ビームスプリッタＢＳ１の代わりに反射ミラーＲＭＸを配置し、第３偏光ビームスプリッタＢＳ２の代わりに反射ミラーＲＭＹを配置している。なお、その他の構成に関しては第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
本実施形態では、音響光学ビーム変調器ＡＯＭに変調信号を与えることで、音響光学ビーム変調器ＡＯＭに入射される光束の照度を変化させている。変調信号を不図示のデジタル信号源によりオンまたはオフすることで、光パルスの出力方向をスイッチングさせることで、照度を変化させることができる。
（変形例）
フライアイレンズを構成するレンズセルは、球面レンズであってもシリンドリカルレンズであっても良い。ＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列数がＸ軸とＹ軸で異なる場合には、ＤＭＤ全体のＸ軸方向の長さとＹ軸方向の長さが異なる。このとき、フライアイレンズを構成するレンズセルを、Ｘ軸方向とＹ軸方向で焦点距離の異なるシリンドリカルレンズとすることで、スポット光の形状をＸ軸方向とＹ軸方向で異ならせることができ、照明効率の向上を実現し得る。
また、フライアイレンズＦＥ２を用いた実施形態において、フライアイレンズＦＥ２の代わりに複数の開口を有する絞りを配置してもよい。このとき、絞りの各開口を透過した光束がＤＭＤを構成するマイクロミラー上に結像する。
上述した実施形態では、フライアイレンズを用いて光源から照射された光束の光強度分布の均一化を行っているが、フライアイレンズの代わりにロットインテグレータ等の光強度分布の均一化手段を用いても良い。
さらに、上述した実施形態では、１つの光源から出射した光束を分割して複数の光変調部に照射しているが、各光変調部に対して個別に光源を用意してもよい。これにより、偏光ビームスプリッタ等の光路分割手段が不要となり、照明光学系ＩＬの構成を簡略化し得る。
（物品の製造方法）
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
ＩＬ 照明光学系
ＬＳ 光源
ＤＭＤ１ 第１の光変調部（第１ＤＭＤ）
ＤＭＤ２ 第２の光変調部（第２ＤＭＤ）
Ｌ１ 第１の結像光学系
Ｌ２ 第２の結像光学系

Claims (18)

  1. 複数の光変調素子を含む第１の光変調部と、複数の光変調素子を含む第２の光変調部と、前記第１の光変調部及び前記第２の光変調部からの光を用いて所定面に光学像を形成する結像光学系と、を備えた照明光学系と、
    前記所定面に形成された光学像を基板上に投影する投影光学系と、を含み、
    前記基板を移動させながら、前記基板を走査露光する露光装置であって、
    １回の走査露光に際して、前記第１の光変調部からの光と、前記第２の光変調部からの光によって二重に露光される領域が基板上に含まれるように、前記第１の光変調部からの光、及び前記第２の光変調部からの光により形成されるそれぞれの光学像が、互いにずれて前記所定面に形成されることを特徴とする露光装置。
  2. 光束を偏光分離する偏光ビームスプリッタをさらに有し、
    前記偏光ビームスプリッタによって反射された光束が前記第１の光変調部に導かれ、前記偏光ビームスプリッタを透過した光束が前記第２の光変調部に導かれることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記偏光ビームスプリッタと前記第１の光変調部との間にλ／４位相板が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記偏光ビームスプリッタと前記第２の光変調部との間にλ／４位相板が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  5. 前記偏光ビームスプリッタと前記第１の光変調部との間に、前記偏光ビームスプリッタからの光束を前記第１の光変調部に対して斜入射させるための第１の反射ミラーが配置され、
    前記偏光ビームスプリッタと前記第２の光変調部との間に、前記偏光ビームスプリッタからの光束を前記第２の光変調部に対して斜入射させるための第２の反射ミラーが配置されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  6. 前記第１の光変調部及び前記第２の光変調部は、光束を反射する反射面の角度を変更可能な複数のマイクロミラーを二次元状に配列して構成されるマイクロミラーデバイスであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
  7. 前記第１の光変調部及び前記第２の光変調部は、音響光学ビーム変調器であ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。
  8. 前記第１の光変調部及び前記第２の光変調部によって形成される光学像は、前記投影光学系の視野内に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
  9. 前記第１の光変調部によって形成される光学像の中心と、前記第２の光変調部によって形成される光学像の中心がずれていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
  10. 前記第１の光変調部によって形成される光学像の中心と、前記第２の光変調部によって形成される光学像の中心が、前記基板の走査方向にずれていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。
  11. 前記第１の光変調部によって形成される光学像の中心と、前記第２の光変調部によって形成される光学像の中心が、前記基板の走査方向に対して垂直な方向にずれていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
  12. 前記第１の光変調部からの光束の光軸をシフトさせる第１の光軸偏心ユニットを備え、前記第２の光変調部からの光束の光軸をシフトさせる第２の光軸偏心ユニットを備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
  13. 前記第１の光軸偏心ユニットは、２つの反射ミラーから構成される第１の反射ミラー群を有し、該第１の反射ミラー群の２つの反射ミラーのそれぞれで前記第１の光変調部からの光束を反射させることにより、該光束を偏心させ、
    前記第２の光軸偏心ユニットは、２つの反射ミラーから構成される第２の反射ミラー群を有し、該第２の反射ミラー群の２つの反射ミラーのそれぞれで前記第２の光変調部からの光束を反射させることにより、該光束を偏心させることを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
  14. 前記第１の光軸偏心ユニットは、前記第１の光変調部からの光束を前記第１の反射ミラー群のそれぞれの反射ミラーの間の距離だけシフトさせ、
    前記第２の光軸偏心ユニットは、前記第２の光変調部からの光束を前記第２の反射ミラー群のそれぞれの反射ミラーの間の距離だけシフトさせることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
  15. 前記第１の光変調部を構成する複数の光変調素子の配列方向と、前記基板の走査方向が異なることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の露光装置。
  16. 前記第２の光変調部を構成する複数の光変調素子の配列方向と、前記基板の走査方向が異なることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の露光装置。
  17. 前記照明光学系の光軸と前記基板の走査方向が異なることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の露光装置。
  18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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