JPWO2012160728A1 - 照明方法、照明光学装置、及び露光装置 - Google Patents

Abstract

光源から供給される照明光を用いてレチクル面を照明する照明方法は、空間光変調器のそれぞれ照明光を反射する複数のミラー要素の傾斜角を規定する駆動信号を設定し、照明光で複数のミラー要素を介してレチクル面を照明することと、複数のミラー要素の温度をサーモカメラでモニタすることと、その温度のモニタ結果に基づいてミラー要素の駆動信号を補正することとを含む。入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素を用いて被照射面を照明する場合に、光強度分布の変動を抑制できる。

Description

本発明は、被照射面を照明する照明技術、その照明技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。

例えば半導体素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィー工程で使用されるステッパー又はスキャニングステッパー等の露光装置は、レチクル（マスク）を様々な照明条件で、かつ均一な照度分布で照明するために照明光学装置を備えている。従来の照明光学装置は、照明条件に応じて、照明光学系の瞳面（射出瞳と共役な面）での光強度分布を円形領域、輪帯状の領域、又は複数極の領域等で強度が大きくなる分布に設定するために、交換可能な複数の回折光学素子(Diffractive Optical Element) を有する強度分布設定光学系を備えていた。

最近では、照明光学系の瞳面上での光強度分布の形状（以下、瞳形状という。）をレチクルのパターンに応じて様々な分布に最適化できるように、傾斜角可変の多数の微小なミラー要素を有する可動マルチミラー方式の空間光変調器(spatial light modulator）を用いる強度分布設定光学系を備えた照明光学装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。

米国特許出願公開第２００３／００３８２２５号明細書

従来の空間光変調器を有する照明光学装置を使用して露光を継続すると、空間光変調器の多数のミラー要素を介して設定される瞳形状が次第に変動することが分かった。これは、空間光変調器の各ミラー要素の駆動機構の剛性がこのミラー要素に対する露光用の照明光（露光光）の照射によって変化するためであると考えられる。
本発明は、このような事情に鑑み、入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素を用いて被照射面を照明する場合に、光強度分布の変動を抑制することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、供給される光を用いて被照射面を照明する照明方法が提供される。この照明方法は、並列に配置されてそれぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素のその入射する光の状態に対する制御量を設定することと、その供給される光でその複数の光学要素を介してその被照射面を照明することと、その複数の光学要素の温度情報をモニタすることと、その複数の光学要素の温度情報のモニタ結果に基づいてその複数の光学要素のその制御量を補正することと、を含むものである。

また、第２の態様によれば、供給される光を用いて被照射面を照明する照明方法が提供される。この照明方法は、それぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素をそれぞれ複数の光学要素を含む複数のブロックに分け、その複数のブロックの配列を記憶することと、その複数のブロック毎に、その複数の光学要素のその入射する光の状態に対する制御量を設定して、その供給される光でその複数の光学要素を介してその被照射面を照明することと、その複数のブロック毎にその複数の光学要素のその制御量を補正することと、を含むものである。

また、第３の態様によれば、光源からの光を用いて被照射面を照明する照明光学装置が提供される。この照明光学装置は、その光源からの光の光路に配置されて、それぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素を有する空間光変調器と、その複数の光学要素の温度情報をモニタする温度検出装置と、その複数の光学要素のその入射する光の状態に対する制御量を設定するとともに、その温度検出装置でモニタされるその複数の光学要素の温度情報に基づいてその駆動量を補正する制御系と、を備えるものである。

また、第４の態様によれば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、本発明の照明光学装置を備え、その照明光学装置からの光をその露光光として用いる露光装置が提供される。
また、第５の態様によれば、本発明の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明によれば、複数の光学要素を介して被照射面を照明するときに、光学要素毎に又は複数に分けられたブロック毎に複数の光学要素の入射する光に対する制御量を補正している。このとき、例えば光学要素若しくはブロック毎の温度情報、又は入射する光の積算エネルギー等に応じてその制御量を補正することによって、複数の光学要素を用いて被照射面を照明する場合に、光強度分布の変動を抑制することができる。

第１の実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。 （Ａ）は図１中の空間光変調器のミラー要素アレイの一部を示す拡大斜視図、（Ｂ）は図２（Ａ）中の一つのミラー要素の駆動機構を示す斜視図である。 図１中の瞳モニタを示す一部を切り欠いた図である。 （Ａ）は温度が低いときのミラー要素を示す拡大図、（Ｂ）は温度が高いときのミラー要素を示す拡大図、（Ｃ）はミラー要素の温度と駆動信号と傾斜角との関係を示す図である。 （Ａ）はミラー要素の温度が低いときの瞳形状を示す図、（Ｂ）はミラー要素の温度が高いときの瞳形状を示す図である。 温度変化に対するミラー要素の駆動信号の補正量を求める方法の一例を示すフローチャートである。 照明方法を含む露光方法の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は露光開始前に複数のミラー要素の温度を計測している状態を示す図、（Ｂ）は図８（Ａ）のミラー要素を含む複数のミラー要素の像を示す図、（Ｃ）は露光開始後に複数のミラー要素の温度を計測している状態を示す図、（Ｄ）は図８（Ｃ）のミラー要素を含む複数のミラー要素の像を示す図である。 （Ａ）は複数のブロックに分けられたミラー要素アレイの一部を示す拡大図、（Ｂ）は変形例の空間光変調器の一部を示す拡大図である。 第２の実施形態の照明方法を含む露光方法の一例を示すフローチャートである。 電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態につき図１〜図８を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成を示す。露光装置ＥＸは、一例としてスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の露光装置（投影露光装置）である。図１において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光（露光光）ＩＬでレチクルＲ（マスク）のパターン面であるレチクル面Ｒａを照明する照明装置８を備えている。照明装置８は、照明光ＩＬを発生する光源１０と、光源１０からの照明光ＩＬでレチクル面Ｒａを照明する照明光学系ＩＬＳと、照明光学系ＩＬＳ内の光学部材の動作を制御する照明制御部３６と、照明制御部３６に接続された記憶装置３３とを備えている。さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲを移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系３５と、各種制御系等とを備えている。

以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を設定し、Ｚ軸に垂直な平面内において図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を設定して説明する。本実施形態では、露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向（傾斜方向）をθｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向として説明する。

光源１０としては、一例として波長１９３ｎｍの直線偏光のレーザ光をパルス発光するＡｒＦエキシマレーザ光源が使用されている。なお、光源１０として、波長２４８ｎｍのレーザ光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源、又は固体レーザ光源（ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等）から出力されるレーザ光の高調波を発生する高調波発生装置等も使用できる。

図１において、不図示の電源部によって制御される光源１０から発光されたレーザ光よりなる直線偏光の照明光ＩＬは、ビームエキスパンダ１１を含む伝達光学系、偏光方向及び偏光状態を調整するための偏光光学系１２、及び光路折り曲げ用のミラー１３を経て、空間光変調器（ＳＬＭ: spatial light modulator ）１４のそれぞれ直交する２軸の回りの傾斜角が可変の多数の微小なミラー要素１６の反射面に所定の小さい入射角で斜めに入射する。空間光変調器１４（以下、ＳＬＭ１４という。）は、多数のミラー要素１６のアレイと、各ミラー要素１６を支持して駆動する駆動基板部１５とを有する。各ミラー要素１６の傾斜角はＳＬＭ制御系１７によって制御される。

図２（Ａ）は、ＳＬＭ１４の一部を示す拡大斜視図である。図２（Ａ）において、ＳＬＭ１４の駆動基板部１５の表面には、ほぼＹ方向及びＺ方向に一定ピッチで近接して配列された多数のミラー要素１６のアレイが支持されている。
図２（Ｂ）に示すように、一つのミラー要素１６の駆動機構は、一例としてミラー要素１６を支柱４１を介して支持するヒンジ部材４３と、支持基板４４と、支持基板４４上にヒンジ部材４３を支持する４つの支柱部材４２と、支持基板４４上に形成された４つの電極４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄとを備えている。この構成例では、ミラー要素１６の裏面と電極４５Ａ〜４５Ｄとの間の電位差を制御して、電極間に作用する静電力を制御することで、ヒンジ部材４３を介して可撓的に支持される支柱４１を揺動及び傾斜させることができる。これによって、支柱４１に固設されたミラー要素１６の反射面の直交する２軸の回りの傾斜角を所定の可変範囲内で連続的に制御することができる。

このような空間光変調器としては、例えば欧州特許公開第７７９５３０号明細書、米国特許第６，９００，９１５号明細書等に開示されているものを使用可能である。なお、ミラー要素１６はほぼ正方形の平面ミラーであるが、その形状は矩形等の任意の形状であってもよい。

図１において、ＳＬＭ１４は、照明条件に応じて、多数のミラー要素１６を介して後述のフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに所定の光強度分布を形成する。一例として、輪帯照明を行う場合には、ＳＬＭ１４は、照明光ＩＬを反射してその入射面２５Ｉに、輪帯状の領域で強度が大きくなる光強度分布を形成する。また、通常照明時には、円形の領域で強度が大きくなる光強度分布を形成し、２極又は４極照明時には、２箇所又は４箇所の領域で強度が大きくなる光強度分布を形成する。主制御系３５が、照明条件の情報を照明制御部３６に供給し、これに応じて照明制御部３６がＳＬＭ制御系１７を介してＳＬＭ１４の動作を制御する。

ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６で反射された照明光ＩＬは、照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩに沿って照明光ＩＬを平行光に変換する入射光学系１８に入射する。入射光学系１８は、入射面２５Ｉに形成される光強度分布を入射面２５Ｉと入射光学系１８との間の面に形成する働きをも有する。入射光学系１８を通過した照明光ＩＬの一部がビームスプリッター２１によって反射され、反射（分離）された光束が集光レンズ２２を介して光電センサよりなるインテグレータセンサ２３に入射する。インテグレータセンサ２３の検出信号は照明装置８の一部である積算部４０に供給され、積算部４０は、その検出信号に所定の演算を施して照明光ＩＬの照射エネルギーを積算した積算エネルギー（積算光量）を求める。積算エネルギーは照明制御部３６に供給される。なお、インテグレータセンサ２３に照明光ＩＬから分離した光束を供給するためのビームスプリッター２１は、照明光路上の任意の位置に配置可能である。

ビームスプリッター２１を透過した照明光ＩＬは、第１レンズ系２４ａ及び第２レンズ系２４ｂよりなるリレー光学系２４を介してフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに入射する。フライアイレンズ２５は、多数のレンズエレメントをＺ方向及びＹ方向にほぼ密着するように配置したものであり、フライアイレンズ２５の射出面が照明光学系ＩＬＳの瞳面（以下、照明瞳面という）ＩＰＰ（射出瞳と共役な面）となる。フライアイレンズ２５の射出面（照明瞳面ＩＰＰ）には、波面分割によって多数の二次光源（光源像）よりなる面光源が形成される。

フライアイレンズ２５は、多数の光学系を並列に配置したものであるため、入射面２５Ｉにおける大局的な光強度分布がそのまま射出面である照明瞳面ＩＰＰに伝達される。言い換えると、入射面２５Ｉに形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布とが高い相関を示す。ここで、入射面２５Ｉは照明瞳面ＩＰＰと等価な面であり、入射面２５Ｉに形成される照明光ＩＬの任意の光強度分布の形状（光強度が所定レベルとなる輪郭線で囲まれた領域の形状）がそのまま照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布の形状である瞳形状となる。また、入射面２５Ｉは、レチクル面と光学的にほぼ共役でもある。なお、フライアイレンズ２５の代わりにマイクロレンズアレイを使用してもよい。また、フライアイレンズとして、例えば米国特許第６，９１３，３７３号明細書に開示されているシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いてもよい。

また、照明瞳面ＩＰＰに形成された面光源からの照明光ＩＬは、第１リレーレンズ２８、レチクルブラインド（視野絞り）２９、第２リレーレンズ３０、光路折り曲げ用のミラー３１、及びコンデンサー光学系３２を介して、レチクル面Ｒａの照明領域を均一な照度分布で照明する。ビームエキスパンダ１１からＳＬＭ１４までの光学部材、入射光学系１８、ビームスプリッター２１、集光レンズ２２、インテグレータセンサ２３、リレー光学系２４、及びフライアイレンズ２５からコンデンサー光学系３２までの光学部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。照明光学系ＩＬＳの各光学部材は、不図示のフレームに支持されている。

また、照明装置８は、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６のアレイに対向するように不図示のフレームに支持された非接触式の温度計としてのサーモカメラ２０（赤外放射温度計）と、サーモカメラ２０の検出信号を処理する温度マップ作成装置３４とを備えている。サーモカメラ２０は、一例としてＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６から温度に応じて発せられる赤外線を受光して、全部のミラー要素１６の赤外線による像を撮像する。温度マップ作成装置３４は、サーモカメラ２０からの検出信号を処理して、全部のミラー要素１６の温度を個別に求め、各ミラー要素１６の位置と温度とを対応させた温度マップを作成し、作成した温度マップを照明制御部３６に供給する。なお、サーモカメラ２０の代わりに、被検物体から温度に応じて発せられる可視光を検出する光温度計等の任意の放射線温度センサを使用してもよい。さらに、サーモカメラ２０の代わりに、放射線温度センサ以外の任意の非接触式の温度計を使用してもよい。

照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内のパターンは、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷの一つのショット領域の露光領域に所定の投影倍率（例えば１／４、１／５等）で投影される。照明瞳面ＩＰＰは、投影光学系ＰＬの瞳面（射出瞳と共役な面）と共役である。ウエハＷは、リシコン等の基材の表面にフォトレジスト（感光材料）を所定の厚さで塗布したものを含む。

また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴの上面に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベースの上面（ＸＹ平面に平行な面）に、Ｙ方向に一定速度で移動可能に、かつ少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に移動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて主制御系３５が、リニアモータ等を含む駆動系３７を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。

一方、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの上面に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、不図示のウエハベースの上面（ＸＹ平面に平行な面）でＸ方向、Ｙ方向に移動可能であるとともに、Ｙ方向に一定速度で移動可能である。ウエハステージＷＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて主制御系３５が、リニアモータ等を含む駆動系３８を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。なお、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行うためのアライメント系（不図示）も備えられている。

また、照明装置８は、ウエハステージＷＳＴの上部に設けられた瞳モニタ６０と、瞳モニタ６０から供給される撮像信号を処理する信号処理装置３９とを備えている。図３に示すように、瞳モニタ６０は、ウエハステージＷＳＴに固定されたケース６０ｃと、ケース６０ｃ内に投影光学系ＰＬ側から順に支持された集光レンズ６０ａ及びＣＣＤ又はＣＭＯＳ型の２次元の撮像素子６０ｂとを有する。集光レンズ６０ａの焦点面に撮像素子６０ｂの受光面が配置されている。

瞳モニタ６０を投影光学系ＰＬの露光領域内に移動することで、撮像素子６０ｂの受光面と図１の照明瞳面ＩＰＰとは共役になる。この状態で、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲの代わりに例えば素通しのガラス基板をロードし、照明光ＩＬを発生させて撮像素子６０ｂの撮像信号を信号処理装置３９で処理することによって、瞳形状を求めることができる。瞳形状の情報は照明制御部３６に供給される。なお、ウエハステージＷＳＴに固定された瞳モニタ６０の代わりに、ウエハステージＷＳＴ又はレチクルステージＲＳＴに設けられる着脱式の瞳モニタを使用することも可能である。

なお、瞳モニタ６０の代わりに、或いは瞳モニタ６０に加えて、例えば照明光学系の射出瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、照明光学系による被照射面上の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が照明光学系の射出瞳位置に形成する瞳強度分布）をモニタする瞳モニタ系を使用してもよい。このような瞳モニタ系の詳細な構成および作用については、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０７号明細書や米国特許出願公開第２０１０／００２０３０２号明細書を参照することができる。

露光装置ＥＸによるウエハＷの露光時に、主制御系３５は、レチクルＲのパターンに応じて照明条件（瞳形状）を選択し、選択した照明条件を照明制御部３６に設定する。照明制御部３６は、その照明条件に応じてＳＬＭ制御系１７を介してＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の２軸の回りの傾斜角を個別に制御する。続いて、ウエハステージＷＳＴの移動（ステップ移動）によってウエハＷが走査開始位置に移動する。その後、光源１０の発光を開始して、レチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬによる像でウエハＷを露光しつつ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを介してレチクルＲ及びウエハＷを投影倍率を速度比として同期して移動することで、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。このようにウエハＷのステップ移動と走査露光とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作によって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。ここで、走査方向として図１におけるＸ方向とすることができる。

さて、このような露光を継続していくと、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６を介してフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに形成される光強度分布、ひいては照明瞳面ＩＰＰに形成される瞳形状が次第に変動することが分かった。この変動の要因につき図４（Ａ）、（Ｂ）及び図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
先ず、照明瞳面ＩＰＰにおける目標とする瞳形状は、図５（Ａ）に示すように内半径ｒ１及び外半径ｒ２の輪帯状の領域５１（光強度が所定レベル以上になる領域）であるとする。このとき、露光開始直後のＳＬＭ１４のあるミラー要素１６の直交する２軸のうちの第１軸の回りの傾斜角をθｔｙ１、このミラー要素１６で反射される照明光ＩＬの反射角をφ１とする。その後、露光が継続されると、照明光ＩＬの照射エネルギーによってミラー要素１６及びその駆動機構の温度が次第に高くなり、その駆動機構（特に図２（Ｂ）のヒンジ部材４３）の剛性が低下する。そのため、ミラー要素１６を駆動するための駆動信号（電圧）が同じであると、図４（Ｂ）に示すように、ミラー要素１６の傾斜角θｔｙ２はθｔｙ１よりも大きくなり、照明光ＩＬの反射角φ２もφ１より大きくなる。同様に、ミラー要素１６の温度の上昇によって、ミラー要素１６の直交する２軸のうちの第２軸の回りの傾斜角も次第に大きくなり、反射光の反射角も大きくなる。

この結果、瞳形状は、図５（Ｂ）に示すように内半径ｒ１Ａ及び外半径ｒ２Ａがそれぞれ前の半径ｒ１及びｒ２よりも大きい輪帯状の領域５１Ａとなる。従って、露光を継続した場合に、ミラー要素１６の制御信号を同じ値に設定しておくと、ミラー要素１６及びその駆動機構の温度が上昇して、瞳形状が次第に大きくなることが分かる。
そこで、本実施形態では、露光中の瞳形状の変動を抑制するために、露光中にサーモカメラ２０でＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の温度を計測し、この計測結果に基づいて各ミラー要素１６の駆動信号を補正する。先ず、図６のフローチャートを参照して、温度変化に対する各ミラー要素１６の駆動信号の補正量を求める方法の一例につき説明する。この動作は主制御系３５によって制御される。以下では、駆動信号はミラー要素１６の直交する２軸のうちの第１軸の回りの傾斜角を規定する信号であるとする。ミラー要素１６の第２軸の回りの傾斜角を規定する駆動信号の補正量も同様に求められる。

図６のステップ１０２において、一例として輪帯照明を行うものとして、照明制御部３６は、ＳＬＭ制御系１７に輪帯照明用の各ミラー要素１６の傾斜角（角度）の情報を供給する。これに応じて、ＳＬＭ制御系１７では、その傾斜角に応じた駆動信号ＤＳ（電圧（Ｖ））をＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の駆動機構に設定する。
露光開始前の各ミラー要素１６の温度Ｔを例えば雰囲気の温度と同じＴａとする。このとき、図４（Ｃ）に示すように、各ミラー要素１６の駆動信号ＤＳ（Ｖ）と、これに対応する傾斜角θｔｙとの関係は直線Ｃ１で表される。直線Ｃ１の係数の情報は記憶装置３３に記憶されている。例えばあるミラー要素１６の傾斜角をθｔｙ１に設定するために、その駆動信号はＤＳ１に設定される。

次のステップ１０４において、レチクルステージＲＳＴに例えば素通しのガラス基板をロードし、ウエハステージＷＳＴを駆動して瞳モニタ６０の受光面を投影光学系ＰＬの露光領域内に移動する。次のステップ１０６において、光源１０からの照明光ＩＬの発光を開始させる。次のステップ１０８において、サーモカメラ２０でＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６のアレイの像を撮像し、温度マップ作成装置３４で全部のミラー要素１６の個別の温度（温度マップ）を求め、求めた温度マップを照明制御部３６に供給する。次のステップ１１０において、瞳モニタ６０によって照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布の像を撮像し、信号処理装置３９で瞳形状を求め、求めた瞳形状の情報を照明制御部３６に供給する。なお、ステップ１０８及び１１０はほぼ同時に実行することが好ましい。

次のステップ１１２で所定時間（例えば１枚のウエハの露光時間程度）経過したかどうかを確認し、その所定時間経過した場合にはステップ１１４に移行する。ステップ１１４で計測を続行する場合には、ステップ１０８に戻り、サーモカメラ２０を用いてＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の個別の温度を求め、次のステップ１１０において、瞳モニタ６０を用いて瞳形状を求める。そして、ミラー要素１６の温度が飽和温度程度になるまで、ステップ１０８及びステップ１１０を繰り返す。

その後、ステップ１１４で計測が終了したときには、動作はステップ１１６に移行して、照明光ＩＬの発光を停止する。次のステップ１１８において、照明制御部３６は、ステップ１０８で求められた各ミラー要素１６の温度と、ステップ１１０で求められた瞳形状とを用いて、各ミラー要素１６の傾斜角θｔｙに対応する駆動信号ＤＳの温度変化に対する補正量を算出する。この場合、図４（Ｃ）において、あるミラー要素１６の温度Ｔは、初期値Ｔａから次第にＴｂ及びＴｃへと上昇する。そして、ミラー要素１６の温度が上昇すると、同じ駆動信号ＤＳであっても、傾斜角θｔｙは大きくなるため、駆動信号ＤＳと傾斜角θｔｙとの関係を表す直線Ｃ１は、温度ＴがＴｂ，Ｔｃと高くなると、直線Ｃ２及びＣ３に示すように傾きが大きくなる。

一例として、計測された瞳形状から駆動信号がＤＳ１であるときに、温度Ｔｂ，Ｔｃに対応する傾斜角θｔｙ２，θｔｙ３を求めることで、照明制御部３６は、直線Ｃ２及びＣ３を求めることができる。直線Ｃ２，Ｃ３が求められると、ミラー要素１６の温度ＴがＴａから次第にＴｂ，Ｔｃに変化する場合に、ミラー要素１６の傾斜角θｔｙが変化しないように維持しておくための駆動信号ＤＳの補正量（−α）及び（−β）を求めることができる。従って、駆動信号ＤＳとミラー要素１６の温度Ｔとに対応して駆動信号ＤＳの補正量ΔＤＳを求めることができる。補正量ΔＤＳは、例えば所定量ずつ変化する駆動信号ＤＳ及び所定量ずつ変化する温度Ｔに対して補正用マップ（又はテーブル）の形で記憶装置３３に記憶される。その後、ミラー要素１６の駆動信号ＤＳ及び温度Ｔに応じて補正量ΔＤＳを求める場合には、例えばそのマップ中のデータの補間を行ってもよい。これによって、各ミラー要素１６の温度が任意の温度のときに、その補正用マップを用いて各ミラー要素１６の駆動信号の補正量を求めることができる。

次に、本実施形態の露光装置ＥＸによる照明方法を含む露光方法の一例につき、図７のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系３５によって制御される。
まず、図７のステップ１２０において、レチクルＲが図１のレチクルステージＲＳＴにロードされる。次のステップ１２２において、主制御系３５は、例えば露光データファイルからレチクルＲの照明条件の情報を読み出して照明制御部３６に出力する。照明制御部３６は、その照明条件に応じて、ＳＬＭ制御系１７を介してＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の駆動信号を設定することによって、各ミラー要素１６の傾斜角（角度）を設定する。

次のステップ１２４で、ウエハステージＷＳＴに例えば１ロットの先頭のフォトレジストが塗布されたウエハＷがロードされる。次のステップ１２６において、サーモカメラ２０でＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６のアレイの像を撮像し、温度マップ作成装置３４で全部のミラー要素１６の個別の温度（温度マップ）を求め、求めた温度マップを照明制御部３６に供給する。

図８（Ａ）は、その先頭のウエハＷに対する露光開始前に、サーモカメラ２０を用いてミラー要素１６の一部のミラー要素１６の像を撮像している状態を示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のサーモカメラ２０の撮像信号を用いて得られる像の一部を示す。図８（Ｂ）において、ＳＬＭ１４のミラー要素１６のアレイの像１４Ｐ中の各ミラー要素１６の像１６Ｐの直交する２つの配列方向に沿ってＹ軸及びＺ軸を設定している。また、Ｙ方向にｉ番目でＺ方向にｊ番目（ｉ，ｊは１以上の整数）のミラー要素の像１６Ｐの位置をＰ（ｉ，ｊ）で表し、位置Ｐ（ｉ，ｊ）の像１６Ｐから求められる温度Ｔ（ｉ，ｊ）を対応するミラー要素１６の実際の温度とする。露光開始前では、一例として全部の温度Ｔ（ｉ，ｊ）が初期値Ｔｉであり、位置Ｐ（ｉ，ｊ）に対応するミラー要素１６の駆動信号はＤＳ（ｉ，ｊ）である。なお、駆動信号は実際には直交する２軸の回りの傾斜角を設定するために２つの信号を含んでいる。

次のステップ１２８において、照明制御部３６は、各ミラー要素１６の傾斜角（これに対応する駆動信号）及び温度の計測値に応じて、記憶装置３３に記憶されている補正用マップから駆動信号の補正量を求め、求めた補正量をＳＬＭ制御系１７に供給する。ＳＬＭ制御系１７では、各ミラー要素１６の駆動信号をその補正量分だけ補正する。この段階では、露光開始前であるため、各ミラー要素１６の駆動信号の補正量はほぼ０である。次に、光源１０からの照明光ＩＬの発光が開始され（ステップ１３０）、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６のアレイからの反射光によって形成される面光源からの照明光ＩＬでレチクルＲが照明される（ステップ１３２）。なお、図１のレチクルブラインド２９中の可変ブラインドの開閉によって、照明光ＩＬのレチクルＲ及びウエハＷに対する照射は制御されている。そして、照明光ＩＬのもとで、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷの各ショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される（ステップ１３４）。次に、照明光ＩＬの発光が停止され（ステップ１３６）、ウエハＷがアンロードされる（ステップ１３８）。

次のステップ１４０で、未露光のウエハが残っている場合には動作はステップ１２４に移行して、次のウエハがウエハステージＷＳＴにロードされ、次のステップ１２６で各ミラー要素１６の温度が計測され、次のステップ１２８で、その温度の計測値に基づいて各ミラー要素１６の駆動信号が補正される。
図８（Ｃ）は、次のウエハに対する露光開始前に、サーモカメラ２０を用いて一部のミラー要素１６の像を撮像している状態を示し、図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）のサーモカメラ２０の撮像信号を用いて得られる像の一部を示す。図８（Ｄ）において、ミラー要素の像１６Ｐの濃度は温度が変化していることを表している。即ち、位置Ｐ（ｉ，ｊ）のミラー要素の像１６Ｐから求められる温度をＴ（ｉ，ｊ）とすると、照明制御部３６は、この温度Ｔ（ｉ，ｊ）とミラー要素１６の駆動信号ＤＳ（ｉ，ｊ）とに応じて、記憶装置３３に記憶されている補正用マップを用いて補正量ΔＤＳ（ｉ，ｊ）を求めてＳＬＭ制御系１７に供給する。ＳＬＭ制御系１７では、その補正量ΔＤＳ（ｉ，ｊ）を用いて対応するミラー要素１６の駆動信号ＤＳ（ｉ，ｊ）を例えば初期値を基準として補正する。これによって、例えば照明瞳面ＩＰＰにおける瞳形状を図５（Ａ）の輪帯状の領域５１に設定する場合には、露光を継続して、ＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の駆動信号と傾斜角との特性が変化しても、瞳形状は常に図５（Ａ）の形状に維持される。

その後、ステップ１３０〜１３４で、次のウエハに対する露光が行われ（ステップ１３０〜１３４）、照明光ＩＬの発光停止及びウエハのアンロードが行われる（ステップ１３６，１３８）。そして、１ロットの全部のウエハに対して、ステップ１２４〜１３８の動作が繰り返され、ステップ１４０で１ロットのウエハの露光が終了しているときに、露光が終了する。

このように、この照明方法を含む露光方法によれば、ＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の温度が変化しても照明瞳面ＩＰＰにおける瞳形状が常に目標とする形状に維持される。従って、常にレチクルＲのパターンの像を高精度に１ロットのウエハの各ショット領域に露光できる。
上述のように本実施形態の照明装置８は照明光学系ＩＬＳを備え、照明装置８は光源１０からの照明光ＩＬでレチクル面Ｒａを照明する。また、照明装置８は、照明光ＩＬの光路に配置されて、それぞれに入射する光の反射角を制御するために直交する２軸の回りの傾斜角が制御可能な複数のミラー要素１６を有するＳＬＭ１４と、各ミラー要素１６の温度をモニタするサーモカメラ２０と、複数のミラー要素１６のその入射光の反射角を制御するための駆動信号（制御量）を設定するとともに、サーモカメラ２０でモニタされる複数のミラー要素１６の温度に基づいてその駆動信号を補正する照明制御部３６及びＳＬＭ制御系１７を備えている。

また、照明装置８を用いる照明方法は、ＳＬＭ１４の複数のミラー要素１６に対して入射光の反射角を制御するための駆動信号（制御量）を設定するステップ１２２と、光源１０からの照明光ＩＬで複数のミラー要素１６を介してレチクル面Ｒａを照明するステップ１３２と、複数のミラー要素１６の温度をモニタするステップ１２６と、その温度のモニタ結果に基づいて複数のミラー要素１６の駆動信号を補正するステップ１２８とを含んでいる。

本実施形態によれば、複数のミラー要素１６を介してレチクル面Ｒａを照明するときに、各ミラー要素１６の温度の計測値に基づいて、温度変化によるミラー要素１６の反射面の角度の変動を抑制するように各ミラー要素１６の駆動信号を補正している。従って、照明光学系ＩＬＳのフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉにおける照明光ＩＬの光強度分布を一定に維持することができ、この結果、照明瞳面ＩＰＰにおける瞳形状の変動を抑制できる。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、露光用の照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光装置において、照明装置８を備え、照明装置８からの照明光を照明光ＩＬとして使用している。この露光装置ＥＸによれば、露光を継続して行っても瞳形状が目標とする形状に維持されるため、レチクルＲのパターンの像を常に高精度にウエハＷに露光できる。

なお、本実施形態では、ＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の温度の計測値を用いて各ミラー要素１６の駆動信号を補正しているが、例えば各ミラー要素１６の温度変化の履歴を求め、その温度変化の履歴に基づいて当該ミラー要素１６の駆動信号の補正量を変えてもよい。即ち、各ミラー要素１６は、照明光ＩＬの照射熱による温度の上昇によって、同じ駆動信号でも傾斜角が大きくなっている。このため、全部のミラー要素１６のうちで、例えば照射熱によって温度が高い状態が長時間継続しているミラー要素１６では、同じ温度であっても傾斜角が大きく変化する場合がある。このような場合には、照明制御部３６は、サーモカメラ２０を用いて各ミラー要素１６の温度を計測するときに、各ミラー要素１６の温度が所定の設定温度を超えた時間を積算して、各ミラー要素１６がその設定温度以上になった時間（温度変化の履歴）を記憶装置３３に記憶する。そして、各ミラー要素１６の温度の計測値に基づいて、各ミラー要素１６の駆動信号を補正する場合には、記憶装置３３から読み出した当該ミラー要素１６がその設定温度を超えていた時間に応じてその駆動信号の補正量を次第に大きくしてもよい。

また、照明制御部３６は、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６のうちで、温度がその設定温度を超えた時間の積算値が所定の規格値を超えたミラー要素１６については、主制御系３５を介して例えばメンテナンス対象としてオペレータに知らせてもよい。又は、温度がその設定温度を超えた時間の積算値の多いミラー要素１６から、メンテナンスの優先順位を高く設定してもよい。メンテナンスによって、一例として、当該ミラー要素１６が別のミラー要素１６で代替される。

なお、本実施形態では、サーモカメラ２０を用いてＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の温度を計測している。しかしながら、図１のＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６を図９（Ａ）に示すように複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）（ｉ１，ｊ１は１以上の整数）に分割し、各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）単位で温度を計測してもよい。図９（Ａ）において、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６の直交する２つの配列方向に沿ってＹ軸及びＺ軸を設定し、Ｙ方向にｉ番目でＺ方向にｊ番目（ｉ，ｊは１以上の整数）のミラー要素１６がある位置をＱ（ｉ，ｊ）としている。さらに、ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）は、Ｙ方向にＮ行でＺ方向にＭ列（Ｎ，Ｍは１以上の整数で、Ｎ，Ｍの少なくとも一方は２以上の整数）に配列された複数のミラー要素１６を含んでいる。

この場合には、ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）の配列情報が記憶装置３３に記憶される。そして、図６のステップ１０８及び図７のステップ１２６において、サーモカメラ２０を用いて各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）内の複数のミラー要素１６の平均的な温度Ｔ（ｉ１，ｊ１）が計測される。そして、図６のステップ１１８では、温度Ｔ（ｉ１，ｊ１）の計測値に基づいて、各ミラー要素１６の駆動信号の温度変化に対する補正量が求められる。これに対応して、図７のステップ１２６では、温度Ｔ（ｉ１，ｊ１）の計測値に基づいて、各ミラー要素１６の駆動信号が補正される。

なお、本実施形態では、ミラー要素１６の温度は非接触式の温度計（例えばサーモカメラ２０）よりなる温度センサで計測されているが、ミラー要素１６の温度は、接触式の温度計よりなる温度センサで計測してもよい。
例えば、ＳＬＭ１４の複数のミラー要素１６の温度をブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎に計測する場合には、接触式の温度計としての温度計測素子を用いて各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）の駆動基板部１５の温度を直接計測してもよい。このように温度計測素子を設けた空間光変調器の構成例を図９（Ｂ）に示す。

図９（Ｂ）は、変形例の空間光変調器１４Ａ（以下、ＳＬＭ１４Ａという）の複数のミラー１６のアレイの一部を示す。図９（Ｂ）において、ミラー要素１６のアレイはＹ方向及びＺ方向に複数のミラー要素１６を含むブロックＢ（ｉ１，ｊ１）に分けられている。一例として、各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）の中央の駆動基板部１５の表面にそれぞれ例えばサーミスタ又は白金抵抗体等の温度計測素子５２が固定される。ＳＬＭ１４Ａは図１のＳＬＭ１４の代わりに照明光路に設置することができる。なお、温度計測素子５２としては、サーミスタ（サーミスタ温度計）若しくは白金抵抗体（抵抗温度計）以外の熱電対温度計、半導体温度計等を含む任意の電気式の温度計が使用可能である。さらに、温度計測素子５２としては、電気式の温度計の代わりに、バイメタル、熱膨張温度計、又は磁気温度計等の任意の機械式の温度計も使用可能である。

また、ＳＬＭ１４Ａを照明光路に設置したときには、ＳＬＭ１４Ａの温度計測素子５２で計測される各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）の温度情報が図１の照明制御部３６に供給される。この場合には、サーモカメラ２０及び温度マップ作成装置３４を設ける必要はない。照明制御部３６では、温度計測素子５２の計測値を用いて、瞳形状が変化しないように、ミラー要素１６の駆動信号を補正することができる。

なお、ＳＬＭ１４Ａのミラー要素１６の配置スペースに余裕がある場合には、例えば各ミラー要素１６の裏面に温度計測素子を設け、温度計測素子によって各ミラー要素１６の温度を直接計測し、この計測値を用いて各ミラー要素１６の駆動信号を補正してもよい。
また、上記の実施形態では、ＳＬＭ１４，１４Ａのミラー要素１６毎にそれぞれ駆動信号を補正している。しかしながら、その代わりに、例えば照明瞳面ＩＰＰにおける瞳形状が通常照明又は複数極照明の場合のように比較的単純である場合には、例えば図９（Ａ）のＳＬＭ１４の複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）を単位として、ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）内の全部のミラー要素１６の駆動量を共通の駆動量に設定してもよい。この場合には、ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）に温度を計測し、この温度の計測結果に基づいて、ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）単位でミラー要素１６の駆動信号を共通の補正量で補正してもよい。これによって、ミラー要素１６の数が多い場合でも、全部のミラー要素１６の制御が容易になる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態につき図１０を参照して説明する。本実施形態においても図１の露光装置ＥＸを使用するが、本実施形態ではＳＬＭ１４のミラー要素１６の温度情報を間接的にモニタするためにインテグレータセンサ２３及び積算部４０を用いて計測される照明光ＩＬの積算エネルギーを用いる。従って、本実施形態では、サーモカメラ２０は必ずしも必要ではない。さらに、本実施形態では、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６を、図９（Ａ）にその一部を示すように、複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）（ｉ１，ｊ１は１以上の整数）に分けて、ミラー要素１６の駆動量をブロックＢ（ｉ１，ｊ１）単位で設定する。

本実施形態の照明方法を含む露光方法の一例につき図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、図１０において、図７に対応するステップには同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。この動作は主制御系３５によって制御される。また、本実施形態では、予め各照明条件について、瞳形状（照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布）を一定に維持するための、照明光ＩＬの積算エネルギーとＳＬＭ１４の複数のミラー要素１６のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎の駆動信号の補正量との関係が求められており、その関係が記憶装置３３に記憶されている。

そして、図１０のステップ１２０（レチクルのロード）に続くステップ１５０において、照明制御部３６は、ＳＬＭ１４のミラー要素１６に関して図９（Ａ）の各ブロックＢ（ｉ１，ｊ１）内に含まれる全部のミラー要素１６の位置Ｑ（ｉ，ｊ）の情報を含むブロック図の配列情報を記憶装置３３に記憶する。次のステップ１５２において、照明制御部３６は、レチクルＲ用の照明条件に応じて、ＳＬＭ１４のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎にミラー要素１６の２軸の回りの傾斜角（角度）をＳＬＭ制御系１７に設定し、ＳＬＭ制御系１７は、その傾斜角に対応する駆動信号で各ミラー要素１６を駆動する。

また、次のステップ１２４（ウエハのロード）に続くステップ１５４において、照明制御部３６は、積算部４０から照明光ＩＬの積算エネルギーΣＥを取り込む。次のステップ１５６において、照明制御部３６は、記憶装置３３に記憶されている上記の積算エネルギーと補正量との関係、及びその積算エネルギーΣＥを用いて、ＳＬＭ１４のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎にミラー要素１６の駆動信号の補正量を求め、この補正量をＳＬＭ制御系１７に設定する。これに応じてＳＬＭ制御系１７は、各ミラー要素１６の駆動信号をその補正量だけ補正する。

その後、照明光の発光（ステップ１３０）、ＳＬＭ１４のミラー要素１６からの反射光によるレチクル面Ｒａの照明（ステップ１３２）、及びウエハＷの走査露光（ステップ１３４）が実行される。これ以外の動作は第１の実施形態と同様である。
従って、本実施形態の照明方法は、図１の光源１０から供給される照明光ＩＬを用いてレチクル面Ｒａを照明する照明方法であって、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６をそれぞれ複数のミラー要素１６を含む複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）に分け、複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）の配列を記憶するステップ１５０と、複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎に、照明瞳面ＩＰＰにおける瞳形状を目標とする形状に設定するように複数のミラー要素１６の駆動信号を設定するステップ１５２と、複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎に、インテグレータセンサ２３を介して計測される照明光ＩＬの積算エネルギーに基づいて、瞳形状が変動しないように、複数のミラー要素１６の駆動信号を補正するステップ１５６と、を含んでいる。

本実施形態において、ウエハの露光枚数が増加するにつれて、ＳＬＭ１４のミラー要素１６の温度が上昇すると、照明光ＩＬの積算エネルギーも大きくなる。従って、ステップ１５６で、積算エネルギーに基づいてＳＬＭ１４のミラー要素１６の駆動信号を補正することによって、瞳形状の変動を抑制でき、常に高精度にレチクルＲのパターンの像をウエハＷに露光できる。

さらに、複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎に補正量を求めればよいため、制御が容易である。
なお、本実施形態においても、サーモカメラ２０（非接触式の温度計）又は図９（Ｂ）の温度計測素子５２（接触式の温度計）等のＳＬＭ１４のミラー要素１６の温度情報をブロック（ｉ１，ｊ１）毎に計測する温度センサを設けてもよい。この場合には、ステップ１５６において、インテグレータセンサ２３を介して計測される積算エネルギーΣＥの代わりに、その温度センサで計測される複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎の温度を用いて複数のブロックＢ（ｉ１，ｊ１）毎の補正量を求めてもよい。

また、上記の各実施形態では、瞳モニタ６０を用いて瞳形状の変化量、ひいてはＳＬＭ１４のミラー要素１６の温度と傾斜角との関係を求めている。しかしながら、ミラー要素１６の温度と傾斜角との関係は、別途ＳＬＭ１４単体で求めておいてもよい。この場合には、図６のミラー要素１６の駆動信号の補正量を求める動作は省略してもよい。

また、上記の実施形態では、入射面２５Ｉ又は照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布（光量分布）を設定するために複数のミラー要素１６の直交する２軸の回りの傾斜角を制御可能なＳＬＭ１４，１４Ａが使用されている。しかしながら、ＳＬＭ１４，１４Ａの代わりに、それぞれ反射面の法線方向の位置が制御可能な複数のミラー要素のアレイを有する空間光変調器を使用する場合にも、本発明が適用可能である。このような空間光変調器としては、たとえば米国特許第５，３１２，５１３号明細書、並びに米国特許第６，８８５，４９３号明細書の図１ｄに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、たとえば米国特許第６，８９１，６５５号明細書や、米国特許出願公開第２００５／００９５７４９号明細書の開示に従って変形しても良い。さらに、ＳＬＭ１４，１４Ａの代わりに、例えばそれぞれ入射する光の状態（反射角、屈折角、透過率等）を制御可能な複数の光学要素を備える任意の光変調器を使用する場合にも、本発明が適用可能である。

また、上記の実施形態ではオプティカルインテグレータとして図１の波面分割型のインテグレータであるフライアイレンズ２５が使用されている。しかしながら、オプティカルインテグレータとしては、内面反射型の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を用いることもできる。

また、上述の実施形態において、露光装置の投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）に適用することができる。
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置に適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
また、上記実施形態において、米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号明細書、米国特許出願公開第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。
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク（またはウェハ）を照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク（またはウェハ）以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。

また、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、この電子デバイスは、図１０に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法によりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。

言い換えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて、マスクのパターンを介して基板（ウエハＷ）を露光する工程と、その露光された基板を処理する工程（即ち、基板のレジストを現像し、そのマスクのパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程、及びそのマスク層を介してその基板の表面を加工（加熱及びエッチング等）する加工工程）と、を含んでいる。

このデバイス製造方法によれば、露光装置ＥＸの瞳形状の変動を防止して、レチクルのパターンの像を常に高精度にウエハに露光できるため、電子デバイスを高精度に製造できる。
なお、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置にも適用できる。さらに、本発明は、コンデンサー光学系を使用しない照明光学装置にも適用可能である。さらに、本発明は、投影光学系を用いないプロキシミティ方式等の露光装置にも適用することができる。

また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等の製造プロセスや、撮像素子（ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス（電子デバイス）の製造プロセスにも広く適用できる。

このように本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。また、本願に記載した上記公報、各国際公開パンフレット、米国特許、又は米国特許出願公開明細書における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２０１０年５月２３日付け提出の米国特許出願第６１／４８９，００２号の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。

また、米国特許法第１１２条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２）を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した「表題」の実施形態の特定の態様は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的にために解決すべき問題を完全に達成することができるが、請求した内容の上述の実施形態のここで説明した態様は、請求した内容によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるものとする。実施形態のここで説明しかつ主張する態様の範囲は、本明細書の教示内容に基づいて当業者に現在明らかであると考えられるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を漏れなく包含するものである。本発明の「表題」の範囲は、単独にかつ完全に特許請求の範囲によってのみ限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細説明を超えるものではない。単数形でのこのような請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる実施形態の上述の態様の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「作用」ではなく「段階」として列挙されていない限り、米国特許法第１１２条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２）第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。

米国の特許法（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．）の準拠において、本出願人は、本出願の明細書に添付されたあらゆるそれぞれの請求項、一部の場合には１つの請求項だけにおいて説明した各発明の少なくとも１つの権能付与的かつ作用する実施形態を開示したことが当業者によって理解されるであろう。本出願人は、開示内容の実施形態の態様／特徴／要素、開示内容の実施形態の作用、又は開示内容の実施形態の機能を定義し、及び／又は開示内容の実施形態の態様／特徴／要素のあらゆる他の定義を説明する際に、随時又は本出願を通して、定義的な動詞（例えば、「ｉｓ」、「ａｒｅ」、「ｄｏｅｓ」、「ｈａｓ」、又は「ｉｎｃｌｕｄｅ」など）、及び／又は他の定義的な動詞（例えば、「生成する」、「引き起こす」、「サンプリングする」、「読み取る」、又は「知らせる」など）、及び／又は動名詞（例えば、「生成すること」、「使用すること」、「取ること」、「保つこと」、「製造すること」、「判断すること」、「測定すること」、又は「計算すること」など）を使用した。あらゆるこのような定義的語又は語句などが、本明細書で開示する１つ又はそれよりも多くの実施形態のいずれかの態様／特徴／要素、すなわち、あらゆる特徴、要素、システム、サブシステム、処理、又はアルゴリズムの段階、特定の材料などを説明するのに使用されている場合は、常に、本出願人が発明しかつ請求したものに関する本発明の範囲を解釈するために、以下の制限的語句、すなわち、「例示的に」、「例えば、」、「一例として」、「例示的に単に」、「例示的にのみ」などの１つ又はそれよりも多く又は全てが先行し、及び／又は語句「することができる」、「する可能性がある」、「かもしれない」、及び「することができるであろう」などのいずれか１つ又はそれよりも多く又は全てを含むと読むべきである。全てのこのような特徴、要素、段階、及び材料などは、たとえ特許法の要件の準拠において本出願人が特許請求した内容の実施形態又はいずれかの実施形態のあらゆるそのような態様／特徴／要素の単一の権能付与的な実施例だけを開示したとしても、１つ又はそれよりも多くの開示した実施形態の単に可能な態様として説明されており、いずれかの実施形態のいずれか１つ又はそれよりも多くの態様／特徴／要素の唯一の可能な実施、及び／又は特許請求した内容の唯一の可能な実施形態としで説明していないと考えるべきである。本出願又は本出願の実施において、特許請求の範囲のあらゆる開示する実施形態又はあらゆる特定の本発明の開示する実施形態の特定的な態様／特徴／要素が、特許請求の範囲の内容又はあらゆるそのような特許請求の範囲に説明されるあらゆる態様／特徴／要素を実行する１つ及び唯一の方法になると本出願人が考えていることを明示的かつ具体的に特に示さない限り、本出願人は、本特許出願の特許請求の範囲の内容のあらゆる開示する実施形態のあらゆる開示した態様／特徴／要素又は実施形態全体のあらゆる説明が、特許請求の範囲の内容又はそのあらゆる態様／特徴／要素を実行するそのような１つ及び唯一の方法であり、従って、特許請求の範囲の内容の他の可能な実施例と共にあらゆるそのように開示した実施例を包含するのに十分に広範囲にわたるものであるあらゆる特許請求の範囲をこのような開示した実施形態のそのような態様／特徴／要素又はそのような開示した実施形態に限定するように解釈されることを意図していない。本出願人は、１つ又は複数の親請求項に説明した特許請求の範囲の内容又は直接又は間接的に従属する請求項のあらゆる態様／特徴／要素、段階のようなあらゆる詳細と共にいずれかの請求項に従属する従属請求項を有するあらゆる請求項は、親請求項の説明事項が、他の実施例と共に従属請求項内に更なる詳細を包含するのに十分に広範囲にわたるものであること、及び更なる詳細が、あらゆるこのような親請求項で請求する態様／特徴／要素を実行し、従って従属請求項の更なる詳細を親請求項に取り込むことによって含むあらゆるこのような親請求項のより幅広い態様／特徴／要素の範囲をいかなる点においても制限するいずれかの従属請求項に説明されるいずれかのこのような態様／特徴／要素の更なる詳細に限られる唯一の方法ではないことを意味するように解釈されるべきであることを具体的、明示的、かつ明解に意図するものである。

ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＩＰＰ…照明瞳面、８…照明装置、１０…光源、１４…空間光変調器（ＳＬＭ）、２０…サーモカメラ、２３…インテグレータセンサ、２５…フライアイレンズ、３６…照明制御部、６０…瞳モニタ

Claims (17)

1. 供給される光を用いて被照射面を照明する照明方法において、
   並列に配置されてそれぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素の前記入射する光の状態に対する制御量を設定することと、
   前記供給される光で前記複数の光学要素を介して前記被照射面を照明することと、
   前記複数の光学要素の温度情報をモニタすることと、
   前記複数の光学要素の温度情報のモニタ結果に基づいて前記複数の光学要素の前記制御量を補正することと、
   を含む照明方法。
2. 前記複数の光学要素の前記制御量を補正することは、前記複数の光学要素の温度の積算値に応じて前記制御量の補正量を切り替えることを含む請求項１に記載の照明方法。
3. 前記複数の光学要素は複数のブロックに分割されており、
   前記複数の光学要素の温度情報をモニタするために、前記複数のブロック毎に前記光学要素の温度情報をモニタし、
   前記複数の光学要素の前記制御量を補正するために、前記複数のブロック毎に前記光学要素の前記制御量を補正する請求項１又は２に記載の照明方法。
4. 供給される光を用いて被照射面を照明する照明方法において、
   それぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素をそれぞれ複数の光学要素を含む複数のブロックに分け、前記複数のブロックの配列を記憶することと、
   前記複数のブロック毎に、前記複数の光学要素の前記入射する光の状態に対する制御量を設定して、前記供給される光で前記複数の光学要素を介して前記被照射面を照明することと、
   前記複数のブロック毎に前記複数の光学要素の前記制御量を補正することと、
   を含む照明方法。
5. 前記複数の光学要素の前記制御量を補正するために、温度センサを用いて前記複数のブロック毎に前記複数の光学要素の温度情報をモニタする請求項４に記載の照明方法。
6. 前記複数の光学要素の前記制御量を補正するために、前記供給される光の積算エネルギーをモニタする請求項４に記載の照明方法。
7. 光源からの光を用いて被照射面を照明する照明光学装置において、
   前記光源からの光の光路に配置されて、それぞれに入射する光の状態を制御可能な複数の光学要素を有する空間光変調器と、
   前記複数の光学要素の温度情報をモニタする温度検出装置と、
   前記複数の光学要素の前記入射する光の状態に対する制御量を設定するとともに、前記温度検出装置でモニタされる前記複数の光学要素の温度情報に基づいて前記駆動量を補正する制御系と、
   を備える照明光学装置。
8. 前記温度検出装置は、温度センサである請求項７に記載の照明光学装置。
9. 前記温度センサは、前記複数の光学要素を光学的に観察可能な位置に配置された放射線センサである請求項８に記載の照明光学装置。
10. 前記温度センサは、前記空間光変調器に設けられている請求項８又は９に記載の照明光学装置。
11. 前記複数の光学要素の温度の積算値の情報を記憶する記憶装置を備え、
    前記制御系は、前記記憶装置に記憶されている前記温度の積算値の情報に基づいて前記制御量の補正量を切り替える請求項７〜１０のいずれか一項に記載の照明光学装置。
12. 前記光源からの光のエネルギーをモニタする光電検出器を備え、
    前記制御系は、前記光電検出器の検出信号の積算値の情報に基づいて前記制御量の補正量を切り替える請求項７〜１１のいずれか一項に記載の照明光学装置。
13. 前記光電検出器は、前記光源からのエネルギー分布をモニタする請求項１２に記載の照明光学装置。
14. 前記制御系は、前記複数の光学要素を複数のブロック毎に制御する請求項７〜１３のいずれか一項に記載の照明光学装置。
15. 前記空間光変調器は、前記照明光学装置の照明光路における所定の位置に光の光量分布を形成する光学系の一部であり、
    前記空間光変調器からの光より前記光の光量分布と等価な光量分布を持つ面光源を形成する面光源形成光学系を備える請求項７〜１４のいずれか一項に記載の照明光学装置。
16. 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
    請求項７〜１５のいずれか一項に記載の照明光学装置を備え、
    前記照明光学装置からの光を前記露光光として用いる露光装置。
17. 請求項１６に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
    前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
    を含むデバイス製造方法。

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