KR101173715B1 - 광 검출 장치, 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 노광 방법 - Google Patents

광 검출 장치, 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 노광 방법 Download PDF

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Abstract

집광각이 비교적 큰 광로 중에도 배치할 수 있고, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 고정밀도로 검출할 수 있는 광 검출 장치. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치(10). 광로 중에 배치되는 2개의 광학면(11a, 11b)을 갖는 광 분기 소자(11)와, 그 광 분기 소자의 내부를 전파하여 광 분기 소자의 측면(11c)으로부터 도출된 광을 광전 검출하기 위한 광전 검출기(12)를 구비하고 있다. 광 분기 소자는, 광 분기 소자의 한쪽의 광학면에 입사한 광의 일부를 전반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하기 위한 입사 각도 변환부(13)를 갖는다.

Description

광 검출 장치, 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 노광 방법{LIGHT DETECTING APPARATUS, ILLUMINATION OPTICAL APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은, 광 검출 장치, 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 노광 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등의 마이크로 디바이스를 리소그래피 공정으로 제조하기 위하여 사용되는 노광 장치에 있어서의 노광 광량의 제어에 바람직한 광 검출 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 전형적인 노광 장치에 있어서는, 광원으로부터 사출된 광속(光束)이, 광학 인티그레이터(optical integrator)로서의 플라이 아이 렌즈(또는 마이크로 렌즈 어레이 등)를 거쳐서, 다수의 광원으로 이루어지는 실질적인 면 광원으로서의 2차 광원을 형성한다. 2차 광원으로부터의 광속은, 콘덴서 렌즈에 의해 집광된 후, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 중첩적으로 조명한다. 마스크의 패턴을 투과한 광은, 투영 광학계를 거쳐서 감광성 기판 상에 결상(結像)된다. 이렇 게 하여, 감광성 기판 상에는, 마스크 패턴이 투영 노광(전사)된다.
노광 장치에는, 감광성 기판에 대한 노광 광량을 검출하기 위한 광 검출 장치가 마련되어 있다. 이 노광 모니터용의 광 검출 장치는, 광로 중에서 조명광(노광광)의 일부를 추출하여, 추출한 광의 강도를 검출한다(예컨대, 특허문헌 1을 참조). 이렇게 하여, 광 검출 장치에 의해 검출된 광 강도의 변동에 따라서 광원의 발광 출력 등을 조정함으로써, 감광성 기판에 대한 노광 광량이 노광 중 대략 일정하게 되도록 제어된다.
(특허문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평8-203803호
(발명이 해결하고자 하는 과제)
구체적으로, 종래의 전형적인 형태에 따른 노광 모니터용의 광 검출 장치는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 플라이 아이 렌즈(도시하지 않음)를 거쳐 형성된 2차 광원으로부터의 광속을 집광하는 콘덴서 렌즈(100)와 마스크(101)와의 사이의 광로 중에 경사 배치된 평행 평면판 형상의 빔 스플리터(102)와, 빔 스플리터(102)에 의해 반사된 광을 광전(光電) 검출하는 수광 센서(103)로 구성되어 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 종래의 광 검출 장치에서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 마스크(101)에 입사되는 광속의 집광각(개방각) θ가 커지면, 마스크(101)를 포함하는 다른 광학 소자와의 기계적인 간섭을 피하면서 빔 스플리터(102)를 광로 중에 배치하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 가령 빔 스플리터(102)를 광로 중에 배치할 수 있었다고 하더라도, 조명 광속의 일부를 가리는 일이 없도록 광량 센서(103)를 광로 중에 배치하는 것이 곤란하게 된다.
본 발명은, 집광각이 비교적 큰 광로 중에 있어서도 다른 광학 소자와의 기계적인 간섭을 피하면서 배치할 수 있어, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 고정밀도로 검출할 수 있는 광 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 집광각이 비교적 큰 광로 중에도 배치가 가능하고 고정밀도인 광 검출 장치를 이용하여, 감광성 기판에 대한 노광 광량이 노광 중 대략 일정하게 되도록 고정밀도로 제어할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 형태에서는, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서, 상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면을 갖는 광 분기 소자와, 그 광 분기 소자의 내부를 전파하여 상기 광 분기 소자의 측면으로부터 도출된 광을 광전 검출하기 위한 광전 검출기를 구비하고, 상기 광 분기 소자는, 상기 2개의 광학면 중의 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 전반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하기 위한 입사 각도 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 형태에서는, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서, 상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와, 상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와, 상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중의 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 형태에서는, 광원으로부터의 광속으로 피조사면을 조명하는 조명 광학 장치에 있어서, 상기 광원으로부터 상기 피조사면으로의 방향으로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 제 1 형태 또는 제 2 형태의 광 검출 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치를 제공한다.
본 발명의 제 4 형태에서는, 광원으로부터의 광속으로 피조사면을 조명하는 조명 광학 장치에 있어서, 상기 피조사면으로부터 상기 광원으로의 방향으로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 제 1 형태 또는 제 2 형태의 광 검출 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치를 제공한다.
본 발명의 제 5 형태에서는, 소정의 패턴을 조명하기 위한 제 3 형태 또는 제 4 형태의 조명 광학 장치를 구비하고, 상기 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 6 형태에서는, 투영 광학계를 거쳐 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서, 제 1 형태 또는 제 2 형태의 광 검출 장치를 구비하고, 그 광 검출 장치는, 상기 소정의 패턴과 상기 감광성 기판과의 사이에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 7 형태에서는, 제 3 형태 또는 제 4 형태의 조명 광학 장치를 이용하여 소정의 패턴을 조명하고, 상기 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법을 제공한다.
본 발명의 제 8 형태에서는, 광로 중에 배치되어 입사한 광의 일부를 광로 밖으로 유도하는 광 분기 소자로서, 상기 광 분기 소자는, 상기 광로 중에 위치 결정된 2개의 광학면을 갖고, 상기 2개의 광학면 중의 한쪽의 광학면에 입사한 광의 일부를 임계 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하기 위한 입사 각도 변환부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 분기 소자를 제공한다.
본 발명의 제 9 형태에서는, 광로 중에 배치되어 입사한 광의 일부를 광로 밖으로 유도하는 광 분기 소자로서, 상기 광 분기 소자는, 상기 광로 중에 위치 결정된 2개의 광학면과, 측면을 갖고, 상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중의 한쪽의 광학면에 입사한 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 분기 소자를 제공한다.
본 발명의 제 10 형태에서는, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서, 제 9 형태의 광 분기 소자와, 상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 위치 결정되고, 상기 광 분기 소자로부터 도출된 광을 광전 검출하기 위한 광전 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치를 제공한다.
(발명의 효과)
본 발명의 광 검출 장치에서는, 광로 중에 있어서 광축에 대하여 실질적으로 경사지지 않고 배치된 광 분기 소자의 내부를 전파하여, 광 분기 소자의 측면으로부터 도출된 광을 광전 검출한다. 그 결과, 본 발명의 광 검출 장치에서는, 광축에 대하여 예컨대, 45도의 각도로 평행 평면판 형상의 빔 스플리터를 광로 중에 경사 배치하는 종래 기술과는 달리, 집광각이 비교적 큰 광로 중에 있어서도 다른 광학 소자와의 기계적인 간섭을 피하면서 배치할 수 있어, 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 고정밀도로 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 집광각이 비교적 큰 광로 중에도 배치가 가능하고 고정밀도인 광 검출 장치를 이용하여, 감광성 기판에 대한 노광 광량이 노광 중 대략 일정하게 되도록 고정밀도로 제어할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 노광 광량의 고정밀도의 제어에 의해 양호한 노광을 실시하고, 나아가서는 양호한 디바이스를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 실시예에 있어서의 광 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 실시예의 광 검출 장치에 있어서의 광 반사 처리를 설명하는 도면,
도 4는 본 실시예의 제 1 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 5(a)는 본 실시예의 제 2 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을, 도 5(b)는 본 실시예의 제 3 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을 각각 개략적으로 나타내는 도면,
도 6(a)는 본 실시예의 제 4 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을, 도 6(b)는 본 실시예의 제 5 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을 각각 개략적으로 나타내는 도면,
도 7은 본 실시예의 제 6 변형예에 따른 광 검출 장치의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 8은 본 실시예의 제 7 변형예에 따른 한 쌍의 광 검출 장치의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 9는 렌즈 형상의 광 분기 소자를 이용하는 제 8 변형예를 개략적으로 나 타내는 도면,
도 10은 플라이 아이 렌즈와 콘덴서 광학계 사이의 광로 중에 광 검출 장치를 배치한 예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 11은 콘덴서 광학계의 광로 중에 광 검출 장치를 배치한 예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 12는 투영 광학계 중에 전술한 실시예 또는 제 1 변형예～제 8 변형예에 따른 광 검출 장치를 배치한 예를 나타내는 도면,
도 13은 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 때의 방법의 일례에 대하여, 그 흐름도를 나타내는 도면,
도 14는 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 방법의 일례에 대하여, 그 흐름도를 나타내는 도면,
도 15는 종래의 광 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 16은 종래의 광 검출 장치에 있어서의 문제점을 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시예를, 첨부 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 감광성 기판인 플레이트(레지스트가 도포된 유리 기판) P의 법선 방향을 따라서 Y축을, 플레이트 P의 면 내에 있어서 도 1의 지면에 평행한 방향으로 Z축을, 플레이트 P의 면 내에 있어서 도 1의 지면에 수직인 방향으로 X축을 각각 설정하고 있다.
도 1에 나타내는 노광 장치는, 예컨대, 고압 수은 램프로 이루어지는 광원(1)을 구비하고 있다. 광원(1)은, 회전 타원면으로 이루어지는 반사면을 갖는 타원경(楕圓鏡)(2)의 제 1 초점 위치에 위치 결정되어 있다. 따라서, 광원(1)으로부터 사출된 조명 광속은, 타원경(2)의 반사면에서 반사되어, 절곡 미러(3)를 거쳐서, 타원경(2)의 제 2 초점 위치에 광원 상(像)을 형성한다. 타원경(2)의 제 2 초점 위치에 형성된 광원 상으로부터의 광속은, 콜리메이트 렌즈(4)에 의해 대략 평행한 광속으로 변환된 후, 소망하는 파장 영역의 광속을 선택적으로 투과시키는 파장 선택 필터(5)에 입사된다.
파장 선택 필터(5)에서는, 예컨대, g선(λ＝436㎚)의 광과 h선(λ＝405㎚)의 광과 i선(λ＝365㎚)의 광이 선택적으로 투과된다. 파장 선택 필터(5)를 거쳐서 선택된 노광 파장 λ의 광은, 광학 인티그레이터로서의 플라이 아이 렌즈(6)에 입사된다. 또, 파장 선택 필터(5)에서는, 예컨대, g선의 광과 h선의 광을 동시에 선택할 수도 있고, h선의 광과 i선의 광을 동시에 선택할 수도 있으며, 또한 i선의 광만을 선택할 수도 있다.
플라이 아이 렌즈(6)는, 정(正;positive)의 굴절력을 갖는 다수의 렌즈 소자를 그 광축이 기준 광축 AX와 평행하게 되도록 종횡으로 또한 조밀하게 배열함으로써 구성되어 있다. 플라이 아이 렌즈(6)를 구성하는 각 렌즈 소자는, 마스크 상에 있어서 형성해야 할 조야(照野)의 형상(나아가서는 플레이트 상에 있어서 형성해야 할 노광 영역의 형상)과 상사(相似)의 직사각형 형상의 단면을 갖는다. 따라서, 플라이 아이 렌즈(6)에 입사된 광속은 다수의 렌즈 소자에 의해 파면(波面) 분할되 어, 각 렌즈 소자의 후측 초점면에는 1개의 광원 상이 각각 형성된다. 즉, 플라이 아이 렌즈(6)의 후측 초점면에는, 다수의 광원 상으로 이루어지는 실질적인 면 광원, 즉 2차 광원이 형성된다.
플라이 아이 렌즈(6)의 후측 초점면에 형성된 2차 광원으로부터의 광속은, 그 근방에 배치된 개구 조리개(7)에 입사된다. 개구 조리개(7)는, 후술하는 투영 광학계 PL의 입사 동공면과 광학적으로 거의 공역(共役)인 위치에 배치되고, 2차 광원의 조명에 기여하는 범위를 규정하기 위한 가변 개구부를 갖는다. 개구 조리개(7)는, 가변 개구부의 개구 직경을 변화시킴으로써, 조명 조건을 결정하는 σ값(투영 광학계의 동공면의 개구 직경에 대한 그 동공면 상에서의 2차 광원 상의 구경(口徑)의 비(比))을 소망하는 값으로 설정한다.
개구 조리개(7)를 거친 2차 광원으로부터의 광은, 콘덴서 광학계(8)의 집광 작용을 받은 후, 노광 모니터로서의 광 검출 장치(10)의 일부를 구성하는 광 분기 소자(11)를 거쳐서, 소정의 패턴이 형성된 마스크 M을 중첩적으로 조명한다. 광 분기 소자(11)의 측면으로부터 도출된 광은 광전 검출기(12)에 의해 광전 검출되고, 광전 검출기(12)의 출력은 제어부(20)에 공급된다. 광 검출 장치(10(11, 12))의 구성 및 작용에 대해서는 후술한다.
이렇게 하여, 마스크 M 상에는, 플라이 아이 렌즈(6)의 각 렌즈 소자의 단면 형상과 상사의 X 방향을 따라 가늘고 길게 연장되는 직사각형 형상의 조명 영역이 형성된다. 또, 마스크 M 상에 형성되는 조명 영역의 형상을 규정하기 위한 시야 조리개로서의 마스크 블라인드 및 블라인드 결상 광학계를 콘덴서 광학계(8)와 마 스크 M 사이의 광로 중에 배치할 수도 있다.
마스크 M은, 마스크 홀더(도시하지 않음)를 거쳐 마스크 스테이지 MS 상에 있어서 XZ 평면(즉, 수평면)에 평행하게 유지되어 있다. 마스크 스테이지 MS는, 마스크 스테이지 구동계 MSD의 작용에 의해, 마스크면(즉, XZ 평면)을 따라 이차원적으로 이동 가능하고, 그 위치 좌표는 마스크 간섭계(도시하지 않음)에 의해 계측되고 또한 위치 제어되도록 구성되어 있다.
마스크 M의 패턴을 투과한 광속은, 투영 광학계 PL을 거쳐, 감광성 기판인 플레이트 P 상에 X 방향을 따라서 가늘고 길게 연장되는 직사각형 형상의 마스크 패턴 상(像)을 형성한다. 플레이트 P는, 플레이트 홀더(도시하지 않음)를 거쳐, 플레이트 스테이지 PS 상에 있어서 XZ 평면에 평행하게 유지되어 있다. 플레이트 스테이지 PS는, 플레이트 스테이지 구동계 PSD의 작용에 의해 플레이트면(즉, XZ 평면)을 따라 이차원적으로 이동 가능하고, 그 위치 좌표는 플레이트 간섭계(도시하지 않음)에 의해서 계측되고 또한 위치 제어되도록 구성되어 있다.
이렇게 해서, 투영 광학계 PL에 대하여 마스크 M 및 플레이트 P를 Z 방향을 따라서 이동시키면서 투영 노광을 실시하는 것에 의해, 플레이트 P의 노광 영역에는 마스크 M의 패턴이 주사 노광된다. 즉, 플레이트 P의 노광 영역에는, 정지 상태에 있어서 형성되는 직사각형 형상의 마스크 패턴 상의 X 방향에 따른 치수와, 주사 노광에 있어서의 플레이트 P의 Z 방향에 따른 이동 거리에 대응하는 치수로 규정되는 직사각형 형상의 패턴이 형성된다.
도 2는 본 실시예에 있어서의 광 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예의 광 검출 장치(10)는, 콘덴서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 광로 중에 배치되어 평행 평면판의 형태를 갖는 광 분기 소자(11)와, 이 광 분기 소자(11)의 측면으로부터 도출된 광을 광전 검출하기 위한 광전 검출기(12)로 구성되어 있다. 여기서, 광전 검출기(12)로서, 예컨대, 실리콘 포토다이오드 등을 이용할 수 있다.
또한, 광 분기 소자(11)의 광원측(광 입사측)의 광학면(11a)에는, 복수의 미소한 투과형의 확산면 영역(13)이 분산 배치되어 있다. 단, 도 2(b)에 나타내는 단면도에서는, 도면의 명료화를 위해 1개의 확산면 영역(13)만을 나타내고 있다. 광 분기 소자(11)의 확산면 영역(13)에 입사된 광선군(31)은 확산 작용을 받아 여러 가지 방향으로 유도되고, 그 일부의 광선(31a)은 마스크측(광사출측)의 광학면(11b)에 대하여 전반사 각도(임계각) 이상의 입사 각도로 입사된다.
확산면 영역(13)을 거쳐서 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11b)에 입사된 광선(31a)은, 광사출측의 광학면(11b), 광 분기 소자(11)의 측면(11c) 및 광입사측의 광학면(11a)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역(광투과 영역)으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 확산면 영역(13) 이외의 영역에 입사된 광선(32)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다. 광전 검출기(12)의 출력(검출 신호)은 제어부(20)에 공급된다.
이렇게 해서, 제어부(20)에서는, 광전 검출기(12)의 출력에 근거하여, 콘덴 서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 광로 중에 있어서 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 광 분기 소자(11)에 입사하는 광의 강도를, 나아가서는 플레이트 P로 입사하는 광의 강도를 검출한다. 제어부(20)는, 광 검출 장치(10)에서 검출한 광 강도 정보에 근거하여, 예컨대, 마스크 스테이지 MS 및 플레이트 스테이지 PS의 이동 속도를 조정함으로써, 감광성 기판인 플레이트 P에 대한 노광 광량이 노광 중 대략 일정하게 되도록 제어한다. 또, 본 실시예와 같은 주사형의 노광 장치에서는, 제어부(20)는, 광 검출 장치(10)에서 검출한 광 강도 정보에 근거하여, 광원(1)의 발광 출력이나, 광원(1)과 마스크 M 사이에 배치되는 감광 부재의 감광도 등을 조정하도록 제어하여도 좋다. 또한, 예컨대, 마스크 M과 플레이트 P를 상대적으로 정지한 상태로 노광을 실시하는 일괄 노광형의 노광 장치에서는, 제어부(20)는, 광 검출 장치(10)에서 검출한 광 강도 정보에 근거하여, 타원경(2)의 제 2 초점 위치의 근방에 마련된 셔터의 ON／OFF의 시간을 제어한다. 즉, 광 검출 장치(10)에서 검출한 광 강도의 적산치가 소정량으로 될 때까지 셔터를 개방하고, 이 광 강도의 적산치가 소정량으로 된 시점에서 셔터를 닫도록 제어한다.
이상과 같이, 본 실시예의 광 검출 장치(10)에서는, 광로 중에 있어서 광축에 대하여 경사지지 않고 배치된 평행 평면판의 형태를 갖는 광 분기 소자(11)의 내부를 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면으로부터 도출된 광을 광전 검출하고 있다. 그 결과, 본 실시예의 광 검출 장치(10)에서는, 광축에 대하여 예컨대, 45도의 각도로 평행 평면판 형상의 빔 스플리터를 광로 중에 경사 배치하는 종래 기술과는 달리, 예컨대, 노광 장치에 있어서의 콘덴서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 집 광각이 비교적 큰 광로 중에 있어서도 다른 광학 소자(8, M 등)와의 기계적인 간섭을 피하면서 배치할 수 있어, 광로 중에 있어서 소정의 방향(광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향)으로 입사하는 광을 고정밀도로 검출할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 노광 장치에서는, 집광각이 비교적 큰 광로 중에도 배치가 가능하고 고정밀도인 광 검출 장치(10)에 의해 검출한 광 강도 정보에 근거하여, 예컨대, 마스크 스테이지 MS 및 플레이트 스테이지 PS의 이동 속도나 광원(1)의 발광 출력 등을 조정함으로써, 감광성 기판인 플레이트 P에 대한 노광 광량이 노광 중 대략 일정하게 되도록 고정밀도로 제어할 수 있다.
또, 전술한 실시예에 있어서, 광 분기 소자(11)의 내부를 전파하여 측면(11c)을 투과한 광선은, 광 분기 소자(11)의 외부로 유도되어 광전 검출기(12)에 도달하는 일이 없다. 그 결과, 광 검출 장치(10)의 광 효율이 저하할 뿐만 아니라, 광 분기 소자(11)에 입사된 광의 강도에 비례한 광 강도를 광전 검출기(12)에 있어서 항상 검출하는 것이 곤란하게 되어, 나아가서는 광 검출 장치(10)의 검출 정밀도가 저하될 가능성이 있다.
그래서, 본 실시예에서는, 광 분기 소자(11)로부터 광전 검출기(12)로 도출되는 광의 투과 영역을 제외한 측면(11c)의 영역에, 광 반사 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)에 대한 광 반사 처리로서, 측면(11c)의 당해 영역을 대략 평활하게 형성할 수 있다. 또한, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)을 대략 평활하게 형성한 뒤에, 혹은 광 분기 소자(11)의 측면(11c)을 대략 평활하게 형성하지 않고, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 당해 영역에, 예컨대, 적당한 금속막의 증착 등에 의해 반사막(11ca)을 형성할 수도 있다.
또한, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)으로의 광 반사 처리에 부가하여, 혹은 광 분기 소자(11)의 측면(11c)으로의 광 반사 처리를 실시하지 않고, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 광 분기 소자(11)로부터 광전 검출기(12)로 도출되는 광의 투과 영역을 제외한 측면(11c)의 당해 영역에 거의 접촉하는 접촉면(14a)을 갖는 접촉 부재(14)를 부설(附設)할 수도 있다. 이 경우, 접촉 부재(14)의 접촉면(14a)에는 광 반사 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
또, 접촉 부재(14)의 접촉면(14a)에 대한 광 반사 처리로서, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)과 마찬가지의 광 반사 처리를 실시할 수 있다. 즉, 접촉 부재(14)의 접촉면(14a)에 대한 광 반사 처리로서, 접촉면(14a)을 대략 평활하게 형성하거나, 접촉면(14a)에, 예컨대, 적당한 금속막과 같은 반사막(14aa)을 형성하거나 할 수 있다.
이와 같이, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)으로의 광 반사 처리나, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)에 거의 접촉하는 접촉 부재(14)의 부설이나, 접촉 부재(14)의 접촉면(14a)에 대한 광 반사 처리에 의해, 광 분기 소자(11)의 내부를 전파하여 측면(11c)에 입사된 광은 확실히 반사되어 최종적으로는 광전 검출기(12)로 유도된다. 그 결과, 예컨대, 적분구(積分球)와 같이 입사광의 강도에 비례한 광 강도를 검출할 수 있어, 나아가서는 정보의 균일화를 도모하여 광 검출 장치(10)의 검출 정밀도를 높일 수 있다. 광 반사 처리에 관한 전술한 점은, 후술하는 각 변형예에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 전술한 실시예에서는, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)에 입사된 광의 일부를 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광사출측의 광학면(11b)에 입사하는 광으로 변환하기 위한 입사 각도 변환부로서, 광입사측의 광학면(11a)에 형성된 복수의(원리적으로는 적어도 1개의) 미소한 투과형의 확산면 영역(13)을 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 입사 각도 변환부로서, 복수의(원리적으로는 적어도 1개의) 미소한 반사형의 확산면 영역(13a)을 광사출측의 광학면(11b)에 형성할 수도 있다.
도 4에 나타내는 제 1 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광사출측의 광학면(11b)에, 복수의(도 4에서는 1개만 나타냄) 미소한 반사형의 확산면 영역(13a)을 분산 배치하고 있다. 따라서, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 광사출측의 광학면(11b)에 형성된 반사형의 확산면 영역(13a)에 입사된 광선군(33)은 반사 산란되어 여러 가지 방향으로 유도되고, 그 일부의 광선(33a)은 광입사측의 광학면(11a)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사된다.
반사형의 확산면 영역(13a)에서 반사 산란되어 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11a)에 입사된 광선(33a)은, 광입사측의 광학면(11a), 광 분기 소자(11)의 측면(11c) 및 광사출측의 광학면(11b)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 반사형의 확산면 영 역(13a) 이외의 영역에 입사한 광선(34)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예에서는, 입사 각도 변환부로서, 투과형 또는 반사형의 확산면 영역(13, 13a)을 이용하고 있다. 그러나, 램버트면(Lambertian surface)으로 알려져 있는 바와 같이, 예컨대, 투과형의 확산면 영역(13)을 직진하는 광의 강도는 비교적 크지만, 확산면 영역(13)을 거쳐서 진행 방향을 크게 바꿔 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11b)에 입사되는 광의 강도는 비교적 작아지게 되어 버린다. 즉, 확산면을 이용하는 입사 각도 변환부(13, 13a)에서는, 광의 손실이 비교적 많다.
그래서, 입사 각도 변환부에 있어서의 광의 손실을 억제할 수 있는 변형예로서, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 투과형의 확산면 영역(13) 대신에 투과형의 회절 격자(15)를 이용하는 제 2 변형예가 가능하다. 이 경우, 투과형의 회절 격자(15)로서, 예컨대, 위상차가 180도(＝λ／2)인 투과형 위상 격자를 이용하는 것에 의해, 불필요한 0차 투과광의 발생을 실질적으로 억제할 수 있다. 제 2 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 투과형 회절 격자(15)에 입사된 광선(35)은 회절 작용을 받아, 예컨대, ±1차 투과광(35a)으로서 광학면(11b)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사한다.
투과형 회절 격자(15)를 경유하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11b)에 입사된 광선(35a)은, 광학면(11b), 측면(11c) 및 광학면(11a)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전 파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 투과형 회절 격자(15) 이외의 영역에 입사된 광선(36)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
마찬가지로, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 반사형의 확산면 영역(13a) 대신에 반사형의 회절 격자(15a)를 이용하는 제 3 변형예가 가능하다. 이 경우, 반사형의 회절 격자(15a)로서, 예컨대, 위상차가 180도(＝λ／2)인 반사형 위상 격자를 이용하는 것에 의해, 불필요한 0차 투과광의 발생을 실질적으로 억제할 수 있다. 제 3 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 반사형 회절 격자(15a)에 입사된 광선(37)은 반사 회절되어, 예컨대, ±1차 반사광(37a)으로서 광학면(11a)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사한다.
반사형 회절 격자(15a)에서 반사 회절되어 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11a)에 입사된 광선(37a)은, 광학면(11a), 측면(11c) 및 광학면(11b)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 반사형 회절 격자(15a) 이외의 영역에 입사된 광선(38)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
또, 투과형 회절 격자 및 반사형 회절 격자의 회절 패턴으로서는, 예컨대, 도 3에 있어서 종방향으로 피치를 갖는 1차원 회절 격자나 횡방향으로 피치를 갖는 1차원 회절 격자, 45도 방향?135도 방향으로 피치를 갖는 1차원 회절 격자 등의 1차원 회절 격자를 이용할 수 있다. 이러한 1차원 회절 격자를 이용하는 경우에는, 서로 다른 피치 방향을 갖는 복수의 1차원 회절 격자를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대, 이치마츠(市松) 패턴 등의 2차원 회절 격자를 이용하여도 좋다. 또한, 회절 패턴으로서는, 회절 격자에 한정되지 않고, 예컨대, 임의 곡선 형상의 회절 패턴이어도 좋다.
또한, 전술한 바와 같이 위상 패턴으로 형성된 회절 패턴에는 한정되지 않고, 예컨대, 명암 패턴 등의 진폭 패턴이어도 좋다. 여기서, 광량을 검출하는 장치에 적용하는 경우에는, 전술한 바와 같이 회절 패턴으로서 회절 효율의 편광 의존성이 작은 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 입사 각도 변환부에 있어서의 광의 손실을 억제할 수 있는 변형예로서, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 투과형의 확산면 영역(13) 대신에 미소 굴절면(16)을 이용하는 제 4 변형예가 가능하다. 여기서, 미소 굴절면(16)은, 전술한 회절 격자(15, 15a)와는 달리, 사용광의 파장 λ보다도 실질적으로 큰 모듈에 따라서 형성된 1개 또는 복수(도 6(a)에서는 1개만을 나타냄)의 미소한 굴절면(마이크로 프리즘이나 마이크로 프리즘 어레이 등)이다. 제 4 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 미소 굴절면(16)에 입사된 광선(39)은 굴절 작용을 받아, 광선(39a)으로 되어 광학면(11b)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사한다.
미소 굴절면(16)을 경유하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11b)에 입사된 광선(39a)은, 광학면(11b), 측면(11c) 및 광학면(11a)에서 반사를 반복하면 서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 미소 굴절면(16) 이외의 영역에 입사된 광선(40)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
마찬가지로, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 반사형의 확산면 영역(13a) 대신에 미소 반사면(16a)을 이용하는 제 5 변형예가 가능하다. 여기서, 미소 반사면(16a)은, 사용광의 파장 λ보다도 실질적으로 큰 모듈에 따라서 형성된 1개 또는 복수(도 6(b)에서는 1개만을 나타냄)의 미소한 반사면이다. 제 5 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 미소 반사면(16a)에 입사된 광선(41)은 반사되고, 광선(41a)으로 되어 광학면(11a)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사한다.
미소 반사면(16a)에서 반사되어 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11a)에 입사된 광선(41a)은, 광학면(11a), 측면(11c) 및 광학면(11b)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 미소 반사면(16a) 이외의 영역에 입사된 광선(42)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
또, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 5 변형예에서는, 한쪽의 광학면에 마련되어 있는 입사 각도 변환부를 거친 광의 진행 방향을 다른 쪽의 광학면에 대하 여 전반사각(임계각) 이상의 입사각으로 되도록 변환하고 있지만, 다른 쪽의 광학면에서의 반사는 전반사가 아니어도 상관없다. 예컨대, 입사 각도 변환부를 거친 광의 진행 방향이 다른 쪽의 광학면에 대하여 전반사각(임계각) 이내로 하는 경우에는, 입사 각도 변환부 이외의 영역을 진행하는 광에 대해서는 반사 방지 작용을 갖고 또한 입사 각도 변환부를 거쳐 편향된 광에 대해서는 반사 작용을 갖는 박막을 다른 쪽의 광학면에 마련하여도 좋다. 또한, 입사 각도 변환부를 거친 광의 진행 방향이 다른 쪽의 광학면에 대하여 전반사각(임계각) 이내로서 전반사각에 가까운 경우에는, 충분한 반사율이 예상되기 때문에, 특히 반사막을 다른 쪽의 광학면에 마련하지 않아도 좋다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 5 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광학면(1la, 11b)에 형성된 입사 각도 변환부(13, 13a, 15, 15a, 16, 16a)를 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되는 일 없이, 도 7에 나타내는 바와 같이, 광 분기 소자(11)의 내부에 형성되어 입사광을 산란시키기 위한 산란 수단(17)을 갖는 입사 각도 변환부를 이용하는 변형예도 가능하다.
여기서, 산란 수단(17)은, 예컨대, 광 분기 소자(11)를 구성하는 광학 재료의 굴절률과는 실질적으로 다른 굴절률을 갖는 복수(원리적으로 적어도 1개의)의 미소 영역(미소한 기포 등)을 광 분기 소자(11)의 내부에 분산적으로 형성함으로써, 일종의 산란 구조(위상 구조)로서 구성된다. 도 7에 나타내는 제 6 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 산란 수단(17)에 입사한 광선군(43)은 산란 작용을 받아 여러 가지 방향으로 도입되고, 그 일부의 광 선(43a)은 광학면(11b)에 대하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 입사한다.
산란 수단(17)을 경유하여 산란되어 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11b)에 입사된 광선(43a)은, 광학면(11b), 측면(11c) 및 광학면(11a)에서 반사를 반복하면서, 광 분기 소자(11)의 내부를 실질적으로 광 손실시키는 일 없이 전파하여, 광 분기 소자(11)의 측면(11c)의 특정 영역으로부터 도출되어 광전 검출기(12)에 도달한다. 한편, 광 분기 소자(11)의 광입사측의 광학면(11a)을 투과하여 산란 수단(17)에 입사되는 일 없이 광학면(11b)에 도달한 광선(44)은, 광 분기 소자(11)를 투과하여, 노광 광선으로서 마스크 M에 도달한다.
단, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 5 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광사출측의 광학면(11b)으로부터 입사된 광(예컨대, 마스크 M이나 플레이트 P로부터의 반사광)이, 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11a)에 입사하는 경우는 실질적으로 없고, 나아가서는 광전 검출기(12)에 도달하는 경우는 없다. 이에 반하여, 제 6 변형예에서는, 광 분기 소자(11)의 광학면(11b)으로부터 입사된 광도, 산란 수단(17)을 경유하여 전반사 각도 이상의 입사 각도로 광학면(11a)에 입사되어 광전 검출기(12)에 도달하는 경우가 있어, 예컨대, 마스크 M이나 플레이트 P로부터의 반사광이 비교적 많은 경우에는 검출 오차의 원인이 되는 경우가 있다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 6 변형예에서는, 콘덴서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 광로 중에 있어서 광원(1)으로부터 마스크 M의 방향으로 입사되는 광을 검출하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 광로 중에 있어서 광원(1)으로부터 마 스크 M으로의 방향으로 입사되는 광을 검출하기 위한 제 1 광 검출 장치(10a)와, 제 1 광 검출 장치(10a)보다 마스크측에 배치되어 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 입사되는 광, 예컨대, 마스크 M이나 플레이트 P로부터의 반사광을 검출하기 위한 제 2 광 검출 장치(10b)를 구비하는 변형예도 가능하다.
여기서, 제 1 광 검출 장치(10a)로서, 전술한 실시예 또는 제 1 변형예～제 5 변형예에 따른 광 검출 장치(10)를 그대로의 위치 결정으로 이용할 수 있다. 또한, 제 2 광 검출 장치(10b)로서, 전술한 실시예 또는 제 1 변형예～제 5 변형예에 따른 광 검출 장치(10)를, 광 분기 소자(11)의 광학면(11a)이 마스크측을 향하고 또한 광학면(11b)이 광원측을 향하도록 반대 방향으로 위치 결정하여 이용할 수 있다. 도 8에서는, 제 1 광 검출 장치(10a) 및 제 2 광 검출 장치(10b)로서, 도 5(a)에 나타내는 제 2 변형예의 광 검출 장치를 이용한 예를 나타내고 있다.
도 8에 나타내는 제 7 변형예에서는, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 제 1 광 검출 장치(10a)의 광 분기 소자(11)의 광학면(11a)에 입사된 광 중, 투과형 회절 격자(15)에 입사된 광선(45)은, 전술한 바와 같이 광 분기 소자(11)의 내부를 전파하여 광전 검출기(12)에 도달한다. 이에 반하여, 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 제 1 광 검출 장치(10a)의 광학면(11b)에 입사한 광 중, 투과형 회절 격자(15)에 입사된 광선(도시하지 않음)은, 회절 작용을 받으면서 광학면(11a)을 통과해 버리기 때문에, 광전 검출기(12)에 도달하는 일은 없다.
한편, 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 제 2 광 검출 장치(10b)의 광 분기 소자(11)의 광학면(11a)에 입사한 광 중, 투과형 회절 격자(15)에 입사한 광선(46)은, 전술한 바와 같이 광 분기 소자(11)의 내부를 전파하여 광전 검출기(12)에 도달한다. 이에 반하여, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 제 2 광 검출 장치(10b)의 광학면(11b)에 입사된 광 중, 투과형 회절 격자(15)에 입사된 광선(도시하지 않음)은, 회절 작용을 받으면서 광학면(11a)을 통과해 버리기 때문에, 광전 검출기(12)에 도달하는 일은 없다. 이에 반하여, 제 6 변형예의 광 검출 장치에서는, 전술한 바와 같이, 광 분기 소자(11)의 광학면(11b)으로부터 입사된 광도 광전 검출기(12)에 도달하는 경우가 있기 때문에, 제 6 변형예의 광 검출 장치를 제 7 변형예에 적용하는 것은 바람직하지 못하다.
또한, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 제 1 광 검출 장치(10a)의 광 분기 소자(11)의 광학면(11a)에 입사된 광 중, 그 투과형 회절 격자(15) 이외의 영역에 입사된 광선(47)은, 제 1 광 검출 장치(10a)의 광 분기 소자(11) 및 제 2 광 검출 장치(10b)의 광 분기 소자(11)를 순차적으로 통과한다. 마찬가지로, 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 제 2 광 검출 장치(10b)의 광 분기 소자(11)의 광학면(11a)에 입사된 광 중, 그 투과형 회절 격자(15) 이외의 영역에 입사된 광선(48)은, 제 2 광 검출 장치(10b)의 광 분기 소자(11) 및 제 1 광 검출 장치(10a)의 광 분기 소자(11)를 순차적으로 통과한다.
따라서, 제 7 변형예에서는, 입사광 모니터로서의 제 1 광 검출 장치(10a)는, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 입사되는 광, 즉, 조명 광학 장치(1～8)의 조명 광로 중에 있어서의 본래의 입사광을 검출하지만, 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 입사되는 광을 검출하지 않는다. 한편, 반사광 모니터로 서의 제 2 광 검출 장치(10b)는, 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 입사되는 광, 예컨대, 마스크 M이나 플레이트 P로부터의 반사광을 검출하지만, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 입사되는 광을 검출하지 않는다.
이렇게 해서, 제 7 변형예에서는, 입사광 모니터로서의 제 1 광 검출 장치(10a)와 반사광 모니터로서의 제 2 광 검출 장치(10b)를 구비하고 있기 때문에, 광원(1)으로부터 마스크 M으로의 방향으로 입사하는 광과 마스크 M으로부터 광원(1)으로의 방향으로 입사하는 광을 독립적으로 검출할 수 있다. 바꿔 말하면, 제 7 변형예에서는, 입사광 모니터로서의 제 1 광 검출 장치(10a)의 출력과 반사광 모니터로서의 제 2 광 검출 장치(10b)의 출력에 근거하여, 플레이트 P의 반사율을 계측할 수 있다. 그 결과, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 평8-236429호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 감광성 기판(본 실시예에서는 플레이트 P)의 반사율의 변화에 따라서 투영 광학계 PL의 배율을 미세 조정하여, 고정밀도의 노광을 할 수 있다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 7 변형예에서는, 평행 평면판의 형태를 갖는 광 분기 소자를 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 일반적으로 광로 중에 배치되는 2개의 광학면을 갖는 광 분기 소자, 예컨대, 도 9에 나타내는 바와 같이, 렌즈 형상의 광 분기 소자를 이용하는 제 8 변형예도 가능하다. 또, 도 9에는, 렌즈 형상의 광 분기 소자에 대하여 도 2(b)에 나타내는 실시예의 투과형의 확산면 영역(입사 각도 변환부)(13)을 적용한 예를 나타내고 있지만, 제 1 변형예～제 6 변형예의 입사 각도 변환부(13a, 15, 15a, 16, 16a)를 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 8 변형예에서는, 콘덴서 광학계(8)와 마스크 M 사이의 광로 중에 광 검출 장치를 배치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 일반적으로 다른 적당한 광로 중에 광 검출 장치를 배치할 수 있다. 구체적으로, 도 10에 나타내는 바와 같이, 플라이 아이 렌즈(6)와 콘덴서 광학계(8) 사이의 광로 중에, 전술한 실시예 또는 제 1 변형예～제 8 변형예에 따른 광 검출 장치(10(10a, 10b))를 배치할 수 있다. 이 경우, 플라이 아이 렌즈(6)의 근방, 즉, 2차 광원의 형성 위치의 근방에 광 검출 장치(10)를 배치하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 광학계(8)의 광로 중에, 즉, 전군(前群)(8a)과 후군(後群)(8b) 사이의 광로 중에, 전술한 실시예 또는 제 1 변형예～제 8 변형예에 따른 광 검출 장치(10)를 배치할 수도 있다. 이와 관련하여, 도 8에서는 제 1 광 검출 장치(10a)와 제 2 광 검출 장치(10b)가 서로 이웃하도록 배치되어 있지만, 제 1 광 검출 장치(10a)와 제 2 광 검출 장치(10b) 사이에 별도의 광학 부재가 개재되는 것과 같은 배치도 가능하다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 8 변형예에서는, 조명 광학 장치의 광로 중에 광 검출 장치를 배치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 도 12에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 PL 중에 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 8 변형예에 따른 광 검출 장치(10)를 배치할 수도 있다. 여기서, 광 검출 장치(10)를 투영 광학계 PL의 상면(像面)측에 배치한 경우에는, 투영 광학계 PL에 투과율 변동이 발생한 경우에도 투영 광학계 PL의 상면(플레이트 P)에 도달하는 광량을 정확히 검출하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 이 구성에 부가하여, 조명 광학 장치의 광로 중에도 광 검출 장치(10)를 마련하여, 이들 광 검출 장치(10)로부터의 출력비를 취하면, 투영 광학계 PL의 투과율 변동을 모니터하는 것이 가능하다.
또한, 전술한 실시예 및 제 1 변형예～제 8 변형예에서는, 광 분기 소자의 측면에 있어서의 광전 검출기에 대응하는 부위의 형상이 원통면의 일부이지만, 이 부위의 형상으로서, 광전 검출기를 배치하기 쉽도록 평면으로 하여도 좋다.
또한, 광 분기 소자의 측면에 있어서의 광전 검출기에 대응하는 부위가 원통형인 경우에는, 오목 원통면과 평면을 갖는 광 투과 부재를, 광 커플링 부재로서 당해 부위와 광전 검출기 사이에 배치하여도 좋다. 광 분기 소자의 측면에 있어서의 광전 검출기에 대응하는 부위의 형상을, 원통면의 일부가 아니라, 토로이달면(Toroidal surface)이나 토릭면(Toric surface)의 일부를 갖는 형상으로 하여도 좋다. 이 경우에는, 광 분기 소자의 측면으로부터의 광속의 집광 작용을 원통면의 경우보다도 높일 수 있는 이점이 있다.
또, 입사 각도 변환부로서는, 각도가 변환된 광에 있어서의 편광 의존성(입사 각도 변환부를 거친 광의 편광 상태에 따라서 광량 등이 변하는 현상)이 실질적으로 없는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예컨대, 광원으로서 특정한 편광도를 갖는 레이저 광원을 적용한 경우에도, 레이저 광원으로부터 광 검출 장치(10)에 이르는 광로 중의 광학 부재의 편광 변동이 발생한 경우에도, 이 편광 변동에 기인하는 측정 오차를 지극히 저감시킬 수 있다.
그런데, 전술한 실시예 및 각 변형예에 있어서, 조명 광학 장치의 조명 모드(예컨대, σ값, 조명 동공에서의 광 강도 분포(원형, 윤대(輪帶), 다극 등), 편광 상태 등)가 변경 가능하게 구성되어 있는 경우에는, 투영 광학계 PL의 상면(플레이트 P)의 위치에 배치되는 조도계를 이용하여, 각 조명 모드마다의 광 검출 장치(10)의 출력의 교정 계수를 미리 구해 놓는 것이 바람직하다. 이 교정 계수를 이용하여 각 조명 모드마다의 광 검출 장치(10)의 출력을 교정함으로써, 어떠한 조명 모드에 있어서도 정확한 검출을 하는 것이 가능하게 된다. 또, 조명 모드를 전환할 수 있는 조명 광학 장치로서는, 예컨대, 국제 공개 특허 WO2004／051717호 팜플렛에 기재된 조명 광학 장치가 알려져 있다.
또한, 전술한 실시예 및 각 변형예에서는 광량을 검출하고 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 편광 상태를 검출하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 입사 각도 변환부에 소망하는 편광 의존성을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 입사 각도 변환부에 소망하는 파장 의존성을 갖게 하여도 좋고, 이 경우에는 광의 파장이나 파장 분포를 측정하는 것도 가능하다.
또, 도 1에 나타내는 실시예에 있어서의 각 광학 부재 및 각 스테이지 등을 전술한 바와 같은 기능을 달성하도록, 전기적, 기계적 또는 광학적으로 연결함으로써, 본 실시예에 따른 노광 장치를 구성할 수 있다. 다음에, 도 1에 나타내는 노광 장치에서는, 플레이트(유리 기판) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다. 이하, 도 13의 흐름도를 참조하여, 이 때의 방법의 일례에 관하여 설명한다.
도 13에 있어서, 패턴 형성 공정(401)에서는, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여 마스크(레티클)의 패턴을 감광성 기판(레지스트가 도포된 유리 기판 등)에 전사 노광하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해서, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음의 컬러 필터 형성 공정(402)으로 이행한다.
다음에, 컬러 필터 형성 공정(402)에서는, R(Red), G(Green), B(Blue)에 대응한 3개 도트의 세트(組)가 매트릭스 형상으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B 3개의 스트라이프의 필터의 세트를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러 필터를 형성한다. 그리고, 컬러 필터 형성 공정(402) 후에, 셀 조립 공정(403)이 실행된다.
셀 조립 공정(403)에서는, 패턴 형성 공정(401)에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판, 및 컬러 필터 형성 공정(402)에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립한다. 셀 조립 공정(403)에서는, 예컨대, 패턴 형성 공정(401)에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정(402)에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널(액정 셀)을 제조한다.
그 후, 모듈 조립 공정(404)에서, 조립된 액정 패널(액정 셀)의 표시 동작을 실행시키는 전기 회로, 백 라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 전술한 액정 표시 소자의 제조 방법에 따르면, 지극히 미세한 회로 패 턴을 갖는 액정 표시 소자를 스루풋 좋게 얻을 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 노광 장치를 이용하여 감광성 기판으로서의 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 반도체 장치를 얻는 것도 가능하다. 이하, 마이크로 디바이스로서의 반도체 장치를 얻을 때의 방법의 일례에 대하여 도 14의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 14의 단계 301에 있어서, 1 롯트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 302에 있어서, 그 1 롯트의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토 레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 303에 있어서, 도 1에 나타내는 노광 장치를 이용하여, 마스크(레티클) 상의 패턴의 상(像)이 그 투영 광학계 PL을 거쳐서 그 1 롯트의 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 순차적으로 노광 전사된다.
그 후, 단계 304에 있어서, 그 1 롯트의 웨이퍼 상의 포토레지스트의 현상이 행해진 후, 단계 305에 있어서, 그 1 롯트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭을 실시함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 각 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 형성된다. 그 후, 더 상위의 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 수행함으로써, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 전술한 반도체 디바이스 제조 방법에 따르면, 지극히 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 장치를 스루풋 좋게 얻을 수 있다.
또, 전술한 실시예에서는, 노광광으로서 g선의 광과 h선의 광과 i선의 광을 이용한 예를 나타내었지만, 예컨대, 광원으로서 초고압 수은 램프를 이용하여, g선만, h선만, g선과 h선, h선 i선을 노광광으로서 이용하는 것도 가능하다. 또한, 광원으로서 248㎚의 광을 공급하는 KrF 엑시머 레이저, 193㎚의 광을 공급하는 ArF 엑시머 레이저, 157㎚의 광을 공급하는 F2 레이저 등을 광원으로서 이용하여도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는, 마스크 및 감광성 기판을 투영 광학계에 대하여 상대 이동시키면서 감광성 기판의 각 노광 영역에 마스크 패턴을 스캔 노광하는 타입의 노광 장치에 대하여 본 발명을 적용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 감광성 기판의 각 노광 영역에 대하여 마스크 패턴을 일괄적으로 노광하는 타입의 노광 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 광원 2 : 타원경
4 : 콜리메이트 렌즈 5 : 파장 선택 필터
6 : 플라이 아이 렌즈 7 : 개구 조리개
8 : 콘덴서 광학계 10 : 광 검출 장치
11 : 광 분기 소자 12 : 광전 검출기
13 : 투과형 확산면 영역 13a : 반사형 확산면 영역
14 : 접촉 부재 15 : 투과형 회절 격자
15a : 반사형 회절 격자 16 : 미소 굴절면
16a : 미소 반사면 17 : 산란 수단
20 : 제어부 M : 마스크
MS : 마스크 스테이지 PL : 투영 광학계
P : 플레이트 PS : 플레이트 스테이지

Claims (42)

  1. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서,
    상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 내부를 전파하여 상기 광 분기 소자의 측면으로부터 도출된 광을 광전 검출하기 위한 광전 검출기
    를 구비하고,
    상기 광 분기 소자는, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 전반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하기 위한 입사 각도 변환부를 갖는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 투과형의 확산면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 투과형의 확산면을 통과하여, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  3. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서,
    상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와,
    상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 투과형의 확산면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 투과형의 확산면을 통과하여, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 반사 각도는, 상기 다른 쪽의 광학면에 대한 임계각인 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다른 쪽의 광학면에서의 반사는, 전반사인 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 반사형의 확산면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 다른 쪽의 광학면을 투과하여, 상기 한 쪽의 광학면에 형성된 상기 반사형의 확산면에서 반사 산란되고, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 투과형의 회절 영역을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 투과형의 회절 영역을 거친 후에 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 반사형의 회절 영역을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 다른 쪽의 광학면을 투과하여, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 반사형의 회절 영역에서 반사 회절되고, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 미소 굴절면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 미소 굴절면을 거친 후에 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 미소 굴절면은, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면과 비(非)평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 미소 반사면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 다른 쪽의 광학면을 투과하여, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 미소 반사면에서 반사되고, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 미소 반사면은, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면과 비평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 내부에 형성되어 입사광을 산란시키기 위한 산란 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 산란 수단은, 상기 광 분기 소자를 구성하는 광학 재료의 굴절률과는 실질적으로 다른 굴절률을 갖는 미소 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  16. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분기 소자로부터 상기 광전 검출기로 도출되는 광의 투과 영역을 제외한 상기 광 분기 소자의 측면에는, 광 반사 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 광 반사 처리로서, 상기 광 분기 소자의 측면은 평활하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 광 반사 처리로서, 상기 광 분기 소자의 측면에는 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  19. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분기 소자로부터 상기 광전 검출기로 도출되는 광의 투과 영역을 제외한 상기 광 분기 소자의 측면에 접촉하는 접촉면을 갖는 접촉 부재를 더 구비하고,
    상기 접촉 부재의 상기 접촉면에는, 광 반사 처리가 실시되어 있는 것
    을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광 반사 처리로서, 상기 접촉 부재의 상기 접촉면은 평활하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광 반사 처리로서, 상기 접촉 부재의 상기 접촉면에는 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  22. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분기 소자의 단면 형상은 원형인 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  23. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분기 소자는, 평행 평면판의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  24. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면과 상기 다른 쪽의 광학면은, 상기 입사하는 광에 대하여 수직으로 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  25. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서,
    상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와,
    상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부
    를 구비하며,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 한쪽의 광학면에 형성된 확산면을 갖고,
    상기 소정의 방향으로 상기 광 분기 소자에 입사한 광의 일부는, 상기 한쪽의 광학면에 형성된 상기 확산면을 통과하여, 상기 다른 쪽의 광학면에서 반사되는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  26. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서,
    상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와,
    상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부
    를 구비하며,
    상기 입사 각도 변환부는, 상기 광 분기 소자의 상기 광학면의 표면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 입사 각도 변환부는, 입사광을 산란시키기 위한 산란 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  28. 광로 중에 있어서 소정의 방향으로 입사하는 광을 검출하는 광 검출 장치에 있어서,
    상기 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와,
    상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부
    를 구비하고,
    상기 입사 각도 변환부는, 입사광을 산란시키기 위한 산란 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출 장치는, 광원으로부터의 광속으로 피조사면을 조명하는 조명 광학 장치와 함께 이용되어서, 상기 조명 광학 장치의 광로를 진행하는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  30. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출 장치는, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광시키는 노광 장치와 함께 이용되어서, 상기 노광 장치의 광로를 진행하는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 검출 장치.
  31. 광원으로부터의 광속으로 피조사면을 조명하는 조명 광학 장치에 있어서,
    상기 광원으로부터 상기 피조사면으로의 방향으로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 기재된 광 검출 장치를 구비하고 있는 것
    을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 조명 광학 장치의 광로 중에 배치되어, 상기 조명 광학 장치의 동공면에서의 광 강도 분포를 변경하는 광 강도 분포 변경 부재와,
    상기 광 검출 장치의 상기 광전 검출기에 접속되어, 상기 광 강도 분포의 변경에 따라서 상기 광전 검출기의 출력을 보정하는 출력 보정부
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 피조사면으로부터 상기 광원으로의 방향으로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 제 2 광 검출 장치를 더 구비하며,
    상기 제 2 광 검출 장치는,
    상기 피조사면으로부터 상기 광원으로의 광로 중에 배치되는 2개의 광학면과, 측면을 갖는 광 분기 소자와,
    상기 광 분기 소자의 측면에 대향하여 배치된 광전 검출기와,
    상기 광 분기 소자 위 또는 상기 광 분기 소자 내에 마련되어, 상기 2개의 광학면 중 한쪽의 광학면에 입사된 광의 일부를 소정의 반사 각도 이상의 입사 각도로 다른 쪽의 광학면에 입사하는 광으로 변환하는 입사 각도 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 광원으로부터의 광속에 근거하여 2차 광원을 형성하는 광학 인티그레이터를 더 구비하고,
    상기 광 검출 장치는, 상기 광학 인티그레이터와 상기 피조사면과의 사이의 광로 중에 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  35. 소정의 패턴을 조명하기 위한 청구항 31에 기재된 조명 광학 장치를 구비하고, 상기 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  36. 청구항 31에 기재된 조명 광학 장치를 이용하여 소정의 패턴을 조명하고, 상기 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  37. 광원으로부터의 광속으로 피조사면을 조명하는 조명 광학 장치에 있어서,
    상기 피조사면으로부터 상기 광원으로의 방향으로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 기재된 광 검출 장치를 구비하고 있는 것
    을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 광원으로부터의 광속에 근거하여 2차 광원을 형성하는 광학 인티그레이터를 더 구비하고,
    상기 광 검출 장치는, 상기 광학 인티그레이터와 상기 피조사면과의 사이의 광로 중에 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  39. 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 이용되는 투영 광학계에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 기재된 광 검출 장치를 구비하는 것
    을 특징으로 하는 투영 광학계.
  40. 투영 광학계를 거쳐 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 기재된 광 검출 장치를 구비하고,
    상기 광 검출 장치는, 상기 소정의 패턴과 상기 감광성 기판과의 사이에 위치 결정되는 것
    을 특징으로 하는 노광 장치.
  41. 삭제
  42. 삭제
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