KR20100083801A - 공간 광 변조 유닛, 조명 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

공간 광 변조 유닛, 조명 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

공간 광 변조 유닛(SM1)은 광학계 내에 배치 가능하며, 이 광학계의 광축을 따라 배치될 수 있다. 공간 광 변조 유닛(SM1)은, 광학계의 광축(Ax)과 평행하게 입사한 빛을 반사하는 제 1 반사면(R11)과, 제 1 반사면(R11)에서 반사된 빛을 반사하는 반사형 공간 광 변조기(S1)와, 공간 광 변조기(S1)에서 반사된 빛을 반사하여 광학계 내에 사출하는 제 2 반사면(R12)을 포함한다. 공간 광 변조기(S1)는, 제 1 반사면(R11)에서 반사된 빛이 공간 광 변조기(S1)에 입사하는 위치에 따라, 그 빛에 공간 변조를 인가한다.

Description

공간 광 변조 유닛, 조명 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법{SPATIAL LIGHT MODULATION UNIT, ILLUMINATION APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 공간 광 변조 유닛, 조명 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 노광 장치(예컨대, 일본 특허 공개 제 2002-353105 호 참조)에 있어서 변형 조명용의 동공 휘도 분포(예컨대, 2극형, 4극형 등)를 형성하는 공간 변조기로서 반사형 공간 광 변조기가 공지되어 있다. 일본 특허 공개 제 2002-353105 호에서, 노광 장치의 조명 광학계의 구성을 큰 폭으로 변경하는 일 없이 공간 광 변조기로의 입사 광로와 공간 광 변조기로부터의 사출 광로(반사 광로)를 분리하기 위해, 반사형 공간 광 변조기는 빛이 반사형 공간 광 변조기에 대해 경사지게 입사하도록 배치되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제 2002-353105 호에 기재된 공간 광 변조기에서는, 공간 광 변조기로부터의 사출 광로와 공간 광 변조기로의 입사 광로를 동축으로 할 수 없기 때문에, 광학계 내에 배치되는 경우에 희망하는 광로를 형성하기 어렵다.
본 발명의 목적은 희망하는 광로를 형성하도록 광학계 내에 배치될 수 있는 공간 광 변조 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광 변조 유닛은, 광학계 내에 배치 가능하며 광학계의 광축을 따라 배치될 수 있는 공간 광 변조 유닛으로서, 광학계의 광축과 평행하게 입사한 빛을 편향시키는 제 1 편향면(folding surface)과, 제 1 편향면에서 편향된 빛을 반사하는 반사형 공간 광 변조기와, 공간 광 변조기에서 반사된 빛을 편향시켜서 광학계 내로 사출하는 제 2 편향면을 포함하며, 이 공간 광 변조기는 제 1 편향면에서 편향된 빛이 공간 광 변조기에 입사하는 위치에 따라 그 빛에 공간 변조(spatial modulation)를 인가한다.
공간 광 변조기는 빛의 입사 위치에 따라 그 빛에 공간 변조를 가하는 공간 광 변조기를 포함한다. 그 때문에, 예컨대 2극형, 4극형 등의 희망하는 동공 휘도 분포를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 반사형 공간 광 변조기 외에 제 1 및 제 2 편향면을 포함한다. 그 때문에, 희망하는 광로를 형성하도록 광학계 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 조명 장치는 광원으로부터 공급되는 빛에 의해 제 1 면을 조명하는 조명 장치로서, 상술한 공간 광 변조 유닛을 포함한다.
다른 실시예에 따른 조명 장치는, 광원으로부터의 빛에 근거하여 피조사면을 조명하는 조명 장치로서, 이차원적으로 배열되며 개별적으로 제어되는 복수의 광학 요소를 구비하는 공간 광 변조기와, 조명 장치 내에 배치될 수 있는 회절 광학 소자와, 공간 광 변조기가 그의 제 1 위치에 배치될 수 있는 제 1 광로와, 회절 광학 소자가 그의 제 2 위치에 배치될 수 있는 제 2 광로와, 광원과 제 1 광로 사이의 광로인 한편 광원과 제 2 광로 사이의 광로인 제 3 광로와, 제 1 광로와 피조사면 사이의 광로인 한편 제 2 광로와 피조사면 사이의 광로인 제 4 광로를 포함하며, 제 1 광로 및 제 2 광로는 상호 전환 가능하고, 제 3 광로의 출구에서의 광축과 제 4 광로의 입구에서의 광축은 동축이다.
또 다른 실시예에 따른 조명 장치는, 광원으로부터 공급되는 빛에 의해 제 1 면을 조명하는 조명 장치로서, 빛의 입사 위치에 따라 그 빛에 공간 변조를 가하는 공간 광 변조기를 구비하는 공간 광 변조 유닛과, 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기를 경유하지 않는 빛에 의해 제 1 동공 휘도 분포를 형성하는 회절 광학 소자를 포함하며, 이 조명 장치는 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기로부터의 빛에 의해 제 1 동공 휘도 분포와 적어도 일부가 중첩되는 제 2 동공 휘도 분포를 형성하도록 구성되어 있다.
일 실시예에 따른 노광 장치는, 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상으로 투영하는 노광 장치로서, 제 1 면을 조명하는 상술한 조명 장치와, 조명 장치에 의해 제 1 면 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계를 포함한다.
일 실시예에 따른 디바이스 제조 방법은, 감광성 기판을 준비하는 단계와, 상술한 노광 장치에 있어서의 제 2 면 상에 감광성 기판을 배치하고, 제 1 면에 위치하는 사전 결정된 패턴의 이미지를 감광성 기판 상에 투영하여 노광하는 단계와, 패턴의 이미지가 투영된 감광성 기판을 현상하여, 패턴에 대응하는 형상의 마스크 층을 감광성 기판의 표면에 형성하는 단계와, 마스크 층을 통해 감광성 기판의 표면을 처리하는 처리 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 희망하는 광로를 형성하도록 광학계 내에 배치될 수 있는 공간 광 변조 유닛을 제공한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 노광 장치를 개략적으로 도시하는 구성도,
도 2는 공간 광 변조 유닛과 회절 광학 유닛의 배치 관계를 설명하기 위한 도면,
도 3은 공간 광 변조 유닛과 회절 광학 유닛의 배치 관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 공간 광 변조 유닛의 Ⅳ-Ⅳ 단면의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 5는 공간 광 변조 유닛이 구비한 공간 광 변조기의 부분 사시도,
도 6은 환상 조명의 경우의 조명 시야의 형상을 도시하는 도면,
도 7은 반도체 소자 제조 방법의 플로우차트,
도 8은 액정 디스플레이 소자의 제조 방법의 플로우차트,
도 9는 제 1 실시예에 따른 노광 장치의 변형예인 마스크리스 노광 장치를 개략적으로 도시하는 구성도,
도 10은 제 2 실시예에 따른 노광 장치를 개략적으로 도시하는 구성도,
도 11은 공간 광 변조 유닛의 배치를 설명하기 위한 도면,
도 12는 회절 광학 유닛을 통과하는 한편 공간 광 변조 유닛을 통과하지 않는 광 빔에 의해 형성되는 동공 휘도 분포를 도시하는 도면,
도 13은 회절 광학 유닛을 통과하지 않고 공간 광 변조 유닛을 통과하는 광 빔에 의해 형성되는 동공 휘도 분포를 도시하는 도면,
도 14는 제 1 및 제 2 동공 휘도 분포를 동공면에 중첩시킨 동공 휘도 분포를 도시하는 도면,
도 15는 공간 광 변조 유닛의 배치를 설명하기 위한 도면,
도 16은 공간 광 변조 유닛의 배치를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 본 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 도면 부호를 사용하여 중복 설명을 생략할 것임을 유의해야 한다.
(제 1 실시예)
도 1을 참조하여 제 1 실시예에 따른 노광 장치(EA1)의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 제 1 실시예에 따른 노광 장치를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
제 1 실시예에 의한 노광 장치(EA1)는, 장치의 광축(Ax)을 따라서, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 갖는 조명 장치(IL)와, 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MS)와, 투영 광학계(PL)와, 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(WS)를 구비한다. 노광 장치(EA1)는 광원(1)으로부터 공급되는 빛에 근거하여 조명 장치(IL)에 의해 마스크(M)를 조명하고, 투영 광학계(PL)를 이용하여 마스크(M)의 패턴이 형성된 면(Ma)인 제 1 면의 이미지를 웨이퍼(W) 상의 투영면(Wa)인 제 2 면에 투영한다. 또한, 광원(1)으로부터 공급되는 빛에 의해 마스크(M)의 패턴이 형성된 면(Ma)인 제 1 면을 조명하는 조명 장치(IL)는 공간 광 변조 유닛(SM1)에 의해 예컨대 2극형, 4극형 등의 변형 조명을 실행한다.
조명 장치(IL)는, 광축(Ax)을 따라서, 공간 광 변조 유닛(SM1), 회절 광학 유닛(2), 줌 광학계(3), 플라이 아이 렌즈(4), 콘덴서 광학계(5) 및 편향 거울(folding mirror)(6)을 구비한다. 공간 광 변조 유닛(SM1) 및 회절 광학 유닛(2)은 각각 조명 장치(IL)의 광로 내에 삽탈 가능하다. 공간 광 변조 유닛(SM1) 및 회절 광학 유닛(2)은 각각 그들의 파 필드(far field) 내에 희망하는 동공 휘도 분포를 형성한다.
플라이 아이 렌즈(4)는, 복수의 렌즈 소자가 이차원적으로 조밀하게 배열되도록 구성되어 있다. 플라이 아이 렌즈(4)를 구성하는 복수의 렌즈 소자는, 각 렌즈 소자의 광축이 플라이 아이 렌즈(4)를 포함하는 조명 장치(IL)의 광축이면서 노광 장치의 광축이기도 한 광축(Ax)과 평행이 되도록 배열되어 있다. 플라이 아이 렌즈(4)는 입사광에 대해 파면 분할하여, 그 후측 초점면에 렌즈 소자와 동일한 수의 광원 이미지로 구성되는 2차 광원을 형성한다. 본 예에서는 피조사면(illumination target surface)에 배치되는 마스크(M)가 쾰러 조명(Kohler illumination)에 의해 조사되기 때문에, 이 2차 광원이 형성되는 면은 투영 광학계(PL)의 개구 조리개와 공역인 면이며, 조명 장치(IL)의 조명 동공면이라고 부를 수 있다. 전형적으로, 피조사면[마스크(M)가 배치되는 면 또는 웨이퍼(W)가 배치되는 면]이 조명 동공면에 대하여 광학적인 푸리에 변환면이 된다. 동공 휘도 분포는 조명 장치(IL)의 조명 동공면 또는 조명 동공면과 공역인 면에 있어서의 휘도 분포이다. 그러나, 플라이 아이 렌즈(4)에 의한 파면 분할수가 큰 경우에는, 플라이 아이 렌즈(4)의 입사면에 형성된 총 휘도 분포가 2차 광원 전체의 총 휘도 분포(동공 휘도 분포)와 높은 상호 관련성을 나타내며, 따라서 플라이 아이 렌즈(4)의 입사면 및 이 입사면과 공역인 면에 있어서의 휘도 분포도 동공 휘도 분포라 칭할 수 있다.
콘덴서 광학계(5)는 플라이 아이 렌즈(4)로부터 사출된 빛을 집광하여, 사전 결정된 패턴이 형성된 마스크(M)를 조명한다. 편향 거울(6)은 콘덴서 광학계(5) 내에 배치되어 콘덴서 광학계를 통과하는 광 빔의 광로를 편향시킨다. 마스크 스테이지(MS)에는 마스크(M)가 탑재된다.
투영 광학계(PL)는, 조명 장치(IL)에 의해 마스크(M)의 패턴면(제 1 면)(Ma) 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 웨이퍼 스테이지(WS) 상에 탑재된 웨이퍼(W)의 투영면(제 2 면)(Wa) 상에 제 1 면의 이미지를 형성한다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 공간 광 변조 유닛(SM1)과 회절 광학 유닛(2)의 배치 관계를 설명한다. 도 2는, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)을 따라 삽입되어 있는 경우의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)으로부터 이격되며 회절 광학 유닛(2) 내의 복수의 회절 광학 소자(2b) 중 하나가 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)을 따라 삽입되어 있는 경우의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회절 광학 유닛(2)은, 노치(2c)가 형성된 터릿 부재(2a)와, 터릿 부재(2a) 상에 형성된 복수의 회절 광학 소자(2b)를 갖는다. 회절 광학 소자(2b)는 터릿 부재(2a) 내에 노광광(조명광)의 파장과 대략적으로 동일한 피치를 갖는 단차를 형성하는 것에 의해 구성되며, 입사 빔을 사전 결정된 각도로 회절시키는 작용을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)은, 회절 광학 유닛(2)을 고정한 상태로 회절 광학 유닛(2)의 노치(2c)에 의해 형성되는 공간 내에 삽입되도록 배치하는 경우에, 노광 장치(EA1)의 광축(Ax) 상에 배치될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)은, 회절 광학 유닛(2)을 고정한 상태로 회절 광학 유닛(2)의 노치(2c) 내로부터 이격되도록 이동시키는 경우에, 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)으로부터 제외될 수 있다. 선택적으로, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 고정한 상태에서 회절 광학 유닛(2)을 이동시킬 수도 있다. 이와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)은 노광 장치(EA1)의 광축(Ax) 또는 조명 장치(IL)의 광축(Ax)을 따라 배치될 수 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1)은 회절 광학 유닛(2)보다 크기 및 질량이 크기 때문에, 동일한 터릿 부재(2a) 상에 탑재하지 않고, 회절 광학 유닛(2)의 노치(2c) 내에 배치한다. 공간 광 변조 유닛(SM1)에는 구동 신호를 전달하기 위한 케이블이 접속되어 있기 때문에, 노치(2c) 내에 배치되는 경우의 구성에 있어서 케이블을 늘어뜨린 채로 터릿에 부착될 필요가 없다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 광축(Ax)으로부터 멀어지도록 이동시킨 경우, 회절 광학 유닛(2)은, 그 회전축이 광축(Ax)에 대하여 평행한 한편 광축(Ax)으로부터 편심된 상태로 배치된다. 그리고, 터릿 부재(2a) 내의 복수의 회절 광학 소자(2b) 중 하나가 광축(Ax) 상에 배치되도록 회전된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 터릿 부재(2a)에는 회절 광학 소자(2b)가 원주 방향을 따라 배열되어 있다. 회절 광학 소자(2b)는 각각 입사 빔을 회절시켜서 광축(Ax)에 대하여 편심된 복수의 빔을 생성하는 소자이며, 각각 상이한 회절 특성(예컨대, 회절 각도)을 갖도록 설정된다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 공간 광 변조 유닛(SM1)의 구성을 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 공간 광 변조 유닛(SM1)의 IV-IV 단면의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는, 공간 광 변조 유닛(SM1) 내의 공간 광 변조기(S1)의 부분 사시도이다. 도 4는 도시의 용이성을 위해 단면을 위한 해칭 없이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)은 프리즘(P1)과 프리즘(P1)에 일체적으로 부착된 반사형 공간 광 변조기(S1)를 구비한다. 프리즘(P1)은 예컨대 형석과 같은 유리 재료로 제조된다. 프리즘(P1)은, 직육면체 중 하나의 측면이 V자형 웨지(wedge) 형태로 함몰된 형상을 나타낸다. 즉, 프리즘(P1)에서 직육면체 중 하나의 측면은, 그들 사이의 교차선(직선)(P1a)이 내측으로 함몰되면서 둔각으로 교차하는 2개의 평면(PS1, PS2)[제 1 및 제 2 평면(PS1, PS2)]으로 구성되어 있다. 공간 광 변조기(S1)는 교차선(P1a)에서 접하는 이들 2개의 측면 모두가 대향하는 측면 상에 부착된다. 프리즘(P1)을 형성하는 광학 재료는 형석에 한정되지 않으며, 석영 유리이거나 또는 다른 광학 유리일 수도 있다.
교차선(P1a)에서 접하는 이들 2개의 측면의 내면은 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12)으로서 기능한다. 따라서, 제 1 반사면(R11)은 제 1 평면(PS1) 상에 위치한다. 제 2 반사면(R12)은 제 1 평면(PS1)과 교차하는 제 2 평면(PS2) 상에 위치한다. 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12) 사이의 각도는 둔각이다.
본 명세서에서, 예컨대 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12) 사이의 각도를 120도로, 광축(Ax)에 수직인 프리즘(P1)의 측면과 제 1 반사면(R11) 사이의 각도를 60도로, 광축(Ax)에 수직인 프리즘(P1)의 측면과 제 2 반사면(R12) 사이의 각도를 60도로 결정할 수도 있다.
프리즘(P1)은, 공간 광 변조기(S1)가 부착되는 측면과 광축(Ax)이 평행이 되고, 제 1 반사면(R11)이 광원(1)측[노광 장치(EA1)에 있어서의 상류측]에 위치하며, 제 2 반사면(R12)이 플라이 아이 렌즈(4)측[노광 장치(EA1)에 있어서의 하류측]에 위치하도록 배치된다. 따라서, 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)은 도 4에 도시된 바와 같이 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)에 대하여 경사지게 배치된다. 또한, 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)에 대하여 제 1 반사면(R11)과는 반대 방향의 경사를 갖도록 경사지게 배치된다.
프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)은 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)과 평행하게 입사한 빛을 반사한다. 공간 광 변조기(S1)는, 제 1 반사면(R11)과 제 2 반사면(R12) 사이의 광로 내에 배치되어 제 1 반사면(R11)에서 반사된 빛을 반사한다. 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)은 공간 광 변조기(S1)에서 반사된 빛을 반사하여 노광 장치(EA1)의 조명 장치(IL) 내로, 구체적으로는 줌 광학계(3) 내로 사출한다.
따라서, 제 1 및 제 2 평면(PS1, PS2)에 의해 형성되는 능선인 교차선(P1a)은 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12)에 대하여 공간 광 변조기(S1)측에 위치한다.
본 예에서의 프리즘(P1)은 하나의 광학 블록으로 일체적으로 형성했지만, 복수의 광학 블록을 이용하여 프리즘(P1)을 구성할 수도 있다.
공간 광 변조기(S1)는, 제 1 반사면(R11)에서 반사된 빛이 공간 광 변조기(S1)에 입사하는 위치에 따라 그 빛에 공간 변조를 인가한다. 공간 광 변조기(S1)는, 후술하는 바와 같이, 이차원적으로 배열된 수많은 미세 거울 요소(SE1)를 포함한다. 그 때문에, 예컨대 공간 광 변조기(S1)에 입사하는 광 빔의 광선(L1)은 공간 광 변조기(S1)의 복수의 거울 요소(SE1) 중 한 거울 요소(SE1a)에, 광선(L2)은 공간 광 변조기(S1)의 복수의 거울 요소(SE1) 중 거울 요소(SE1a)와는 다른 거울 요소(SE1b)에 각각 입사한다. 거울 요소(SE1a, SE1b)는 각각 그 위치에 따라 설정된 공간 변조를 광선(L1, L2)에 인가한다. 또한, 공간 광 변조기(S1)는, 제 2 반사면(R12)에서 반사되어 줌 광학계(3)로 사출되는 빛이 제 1 반사면(R11)으로의 입사광과 평행이 되도록 빛을 변조한다.
프리즘(P1)은, 광선(L1, L2)이 프리즘(P1)에 입사하는 입사 위치(IP1, IP2)로부터 광선이 거울 요소(SE1a, SE1b)를 거쳐 프리즘(P1)으로부터 사출되는 사출 위치(OP1, OP2)까지의 공기 환산 길이(air-equivalent length)가, 프리즘(P1)이 노광 장치(EA1) 내에 배치되지 않은 경우에 있어서의 입사 위치(IP1, IP2)에 상당하는 위치로부터 사출 위치(OP1, OP2)에 상당하는 위치까지의 공기 환산 길이가 동일하도록 배치된다. 공기 환산 길이는 광학계에 있어서의 광로 길이를 굴절률 1을 갖는 공기에 있어서의 광로 길이로 환산함으로써 얻어지는 광로 길이로서, 굴절률 n의 매질에 있어서의 광로의 공기 환산 길이는 그 광로 길이에 1/n를 곱한 것이다.
또한, 공간 광 변조기(S1)는, 회절 광학 유닛(2)의 회절 광학 소자(2b)가 설치된 설치면과 광학적으로 등가인 위치, 즉 공간 광 변조 유닛(SM1)의 사출측[줌 광학계(3)측]에서 보았을 때 제 2 반사면(R12)을 통해 관찰되는 회절 광학 소자(2b)의 설치면의 위치에 배치될 수 있다.
공간 광 변조기(S1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 평면 형상의 반사면을 위로 한 상태로 놓인 수많은 미세 반사 소자인 거울 요소(SE1)를 포함하는 가동 멀티 거울이다. 각 거울 요소(SE1)는 움직일 수 있으며, 그의 반사면의 기울기, 즉 반사면의 경사각 및 경사 방향은 제어계(도시되지 않음)에 의해 독립적으로 구동 및 제어된다. 각 거울 요소(SE1)는, 그의 반사면에 평행하며 서로 직교하는 2개의 방향에 따른 회전축을 중심으로 희망하는 회전 각도만큼 연속적으로 회전될 수 있다. 즉, 각 거울 요소(SE1)는 반사면을 따라 이차원적으로 경사를 제어하는 것이 가능하다.
본 명세서에서, 각 거울 요소(SE1)의 외형은 정사각형이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 그 외형은, 광의 이용 효율의 관점으로부터, 거울 요소를 공간 없이 배열할 수 있는 형상으로 할 수 있다. 또한, 인접하는 거울 요소(SE1) 간의 간격은 필요 최소한으로 설정해도 좋다. 나아가, 조명 조건의 정밀한 변경을 가능하게 하기 위해, 거울 요소(SE1)는 가능한 한 작게 할 수도 있다. 또한, 각 거울 요소(SE1)의 반사면의 형상은 평면에 한정되지 않고, 오목면 또는 볼록면 등의 곡면일 수도 있다.
프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)으로부터 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)까지 연장되는 광로로서, 공간 광 변조 유닛(SM1)의 공간 광 변조기(S1)가 배치될 수 있는 제 1 위치를 거치는 광로를 제 1 광로라 한다. 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)이 배치될 수 있는 위치로부터 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)이 배치될 수 있는 위치까지 연장되는 광로로서, 회절 광학 유닛(2)의 회절 광학 소자(2b)가 배치될 수 있는 제 2 위치를 거치는 광로를 제 2 광로라 한다. 광원(1)으로부터 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)이 배치될 수 있는 위치까지의 광로를 제 3 광로라 한다. 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)이 배치될 수 있는 위치로부터 피조사면까지의 광로를 제 4 광로라 한다.
즉, 제 1 광로는, 오직 공간 광 변조기(S1)를 통과한 광원(1)으로부터의 빛을 이용하여 피조사면을 조명하는 경우에 있어서 빛이 통과하는 광로이다. 제 2 광로는, 오직 회절 광학 소자(2b)를 통과한 광원(1)으로부터의 빛을 이용하여 피조사면을 조명하는 경우에 있어서 빛이 통과하는 광로이다. 제 3 광로는 광원(1)과 제 1 광로 사이의 광로인 한편 광원(1)과 제 2 광로 사이의 광로이다. 제 4 광로는 제 1 광로와 피조사면 사이의 광로인 한편 제 2 광로와 피조사면 사이의 광로이다. 광로는 사용 상태에 있어서 빛의 통과를 위한 경로이다.
상술한 바와 같이, 공간 광 변조 유닛(SM1)과 회절 광학 유닛(2)은, 이들의 삽입이 장치의 광축(Ax)에 대하여 상호 전환 가능하게 배치되어 있다. 즉, 제 1 광로와 제 2 광로는 전환 가능하다. 또한, 제 3 광로의 출구에서의 장치의 광축(Ax)과 제 4 광로의 입구에서의 장치의 광축(Ax)이 동축(coaxial)이다.
또한, 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)은 제 3 광로로부터의 빛을 공간 광 변조기(S1)로 향하게 하는 제 1 광학면으로서 기능하며, 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)은 공간 광 변조기(S1)를 통과한 빛을 제 4 광로로 향하게 하는 제 2 광학면으로서 기능한다. 제 1 및 제 2 광학면은 모두 조명 장치(IL)의 광로 내에 삽탈 가능한 공간 광 변조 유닛(SM1)의 프리즘(P1)의 반사면이므로, 제 1 및 제 2 광학면은 조명 장치(IL)의 광로 내에 일체적으로 삽탈 가능하다. 나아가, 공간 광 변조기(S1)도 조명 장치(IL)의 광로 내에 삽탈 가능하다.
또한, 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)은 광축과 평행하게 입사한 빛을 입사 방향과는 상이한 방향으로 편향시키는 제 1 편향면(folding surface)으로 볼 수 있으며, 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)은 공간 광 변조기(S1)에서 반사된 빛을 조명 장치(IL)의 광로를 향해 편향시키는 제 2 편향면으로 볼 수 있다. 제 1 및 제 2 편향면으로서 반사면, 굴절면 또는 회절면일 수 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1)은 원형, 환형, 2극형, 4극형 등의 희망하는 동공 휘도 분포를 형성하는 변형 조명을 가능하게 한다. 도 6은 환상 조명의 경우에 있어서의 공간 광 변조 유닛(SM1)의 파 필드[또는 공간 광 변조 유닛(SM1)에 대한 광학적인 푸리에 변환면]에서의 조명 시야의 형상을 도시하는 도면이다. 도 6에서의 사선 영역이 조명 시야가 된다.
이하에서는, 도 7에 도시된 플로우차트를 참조하여, 본 실시예에 따른 노광 장치(EA1)를 이용하여 디바이스를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 먼저, 도 7의 제 1 단계(S301)에서, 로트 내의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계(S302)에서, 그 로트 내의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토레지스트(photoresist)가 도포된다. 즉, 단계(S301) 및 단계(S302)는 감광성 기판인 웨이퍼(W)를 준비하는 단계에 대응한다.
후속되는 단계(S303)는, 상술한 실시예의 노광 장치(EA1)를 이용하여, 마스크(M) 상의 패턴의 이미지를 투영 광학계(PL)를 통해 그 로트 내의 웨이퍼 상의 각 샷 영역으로 순차적으로 전사하는 것이다.
단계(S303)에서는, 우선, 웨이퍼 스테이지(WS) 상에 웨이퍼(W)를 배치한다. 광원(1)으로부터 광축(Ax)을 따라서 빛이 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)에 사출된다. 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)을 통과하는 동안에 빛은 공간적으로 변조된다. 노광 장치(EA1)에서, 공간 광 변조 유닛(SM1) 및 회절 광학 유닛(2)은 희망하는 변형 조명의 형상에 따라 광축(Ax)에 대하여 삽탈 가능하다.
공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)에 의해 공간적으로 변조된 빛은 줌 광학계(3)를 통해 이동하여, 파면 분할형의 옵티컬 인테그레이터(optical integrator)로서의 플라이 아이 렌즈(4)의 입사면에, 예컨대 광축(Ax)을 중심으로 하는 링 원형 형상(고리 형상)의 조명 시야를 형성한다. 플라이 아이 렌즈(4)에 입사한 빛은 플라이 아이 렌즈(4)에서 파면 분할을 받게 된다. 이는 그 후측 초점면 상에 플라이 아이 렌즈(4)의 렌즈 소자와 동일한 수의 광원 이미지로 구성되는 2차 광원이 형성을 초래한다.
플라이 아이 렌즈(4)로부터 사출된 빛은 콘덴서 광학계(5)에 입사한다. 콘덴서 광학계(5) 및 플라이 아이 렌즈(4)는 마스크(M)의 패턴면(Ma)을 균일하게 조명하는 역할을 한다. 이러한 방식으로, 조명 장치(IL)에 의해 마스크(M)의 패턴면(Ma) 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 웨이퍼(W)의 표면인 투영면(Wa) 상에 패턴면(Ma)의 이미지가 형성된다. 그리고, 제 1 면에 위치하는 패턴면(Ma)의 이미지가 제 2 면에 배치된 웨이퍼(W) 상에 투영되어 노광된다.
후속되는 단계(S304)는 로트 내의 웨이퍼 상의 포토레지스트를 현상하는 것이다. 이 단계는 패턴면(Ma)에 대응하는 형상의 마스크 층이 웨이퍼(W)의 투영면(Wa) 상에 형성되도록 한다.
단계(S305)는 단계(S304)에서 형성된 마스크 층을 통해 웨이퍼(W)의 투영면(Wa)을가공하는 것이다. 구체적으로, 로트 내의 웨이퍼 상에서 레지스터 패턴을 마스크로 사용하여 에칭을 수행함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이 각 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 형성된다. 그 후, 상부 층에서의 회로 패턴의 형성 등을 포함하는 단계에 의해 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 상술한 반도체 소자 제조 방법에 의하면, 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 소자를 높은 작업 처리량(throughput)으로 제조할 수 있다.
또한, 상술한 실시예의 노광 장치는 플레이트(유리 기판) 상에 사전 결정된 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)의 형성을 통해 마이크로 디바이스로서의 액정 디스플레이 소자를 제조하는데 적용할 수도 있다. 이하, 도 8의 플로우차트를 참조하여 이러한 경우의 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 8에서, 패턴 형성 단계(S401)는 상술한 실시예의 노광 장치를 이용하여 마스크의 패턴을 감광성 기판(레지스터가 코팅된 유리 기판 등)에 전사하여 노광하는, 소위 포토리소그래피 처리를 실행하는 것이다. 이 포토리소그래피 처리에 의하면, 수많은 전극 등을 포함하는 사전 결정된 패턴이 감광성 기판 상에 형성된다. 그 후, 노광된 기판은 현상 단계, 에칭 단계, 레지스트 박리 단계 등의 단계들을 통해 처리됨으로써, 기판 상에 사전 결정된 패턴이 형성되며, 다음의 칼라 필터 형성 단계(S402)로 이행된다.
다음의 칼라 필터 형성 단계(S402)는, R(빨강), G(초록), B(파랑)에 대응하는 3개의 도트의 수많은 세트가 매트릭스로 배열되어 있거나, 또는 R, G, B의 3개의 스트라이프의 복수의 필터 세트가 수평 주사선 방향으로 배열되어 있는 칼라 필터를 형성하는 것이다. 칼라 필터 형성 단계(S402)의 완료 후에, 셀 조립 단계(S403)가 실행된다. 셀 조립 단계(S403)에서는, 패턴 형성 단계(S401)에서 얻은 사전 결정된 패턴을 갖는 기판, 칼라 필터 형성 단계(S402)에서 얻은 칼라 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)이 조립된다.
셀 조립 단계(S403)에서는, 예컨대 패턴 형성 단계(S401)에서 얻은 사전 결정된 패턴을 갖는 기판과 칼라 필터 형성 단계(S402)에서 얻은 칼라 필터 사이에 액정을 주입함으로써, 액정 패널(액정 셀)이 제조된다. 그 후, 조립된 액정 패널(액정 셀)의 디스플레이 동작을 위한 전기 회로, 백 라이트 등의 부품을 부착하는 모듈 조립 단계(S404)가 실행됨으로써, 액정 디스플레이 소자를 완성한다. 상술한 액정 디스플레이 소자의 제조 방법에 의하면, 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 액정 디스플레이 소자를 높은 작업 처리량으로 제조할 수 있다. 본 실시예는 반도체 소자 및 액정 디스플레이 소자의 제조 공정에의 적용에 한정되지 않으며, 예컨대 플라스마 디스플레이 등의 제조 공정이나, 마이크로 머신, MEMS(Microelectromechanical Systems; 마이크로 전기 기계 시스템), 박막 자기 헤드, 및 DNA 칩 등의 각종 디바이스의 제조 공정에도 폭넓게 적용할 수 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1)의 공간 광 변조기(S1)는, 빛이 입사하는 위치에 따라, 그 빛에 공간 변조를 인가한다. 그 때문에, 예컨대 2극형, 4극형, 환형 등의 희망하는 동공 휘도 분포를 형성하는 것이 가능하다.
공간 광 변조 유닛(SM1)은 공간 광 변조기(S1) 외에 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12)을 갖는다. 그 때문에, 희망하는 광로를 형성하도록 광학계 내에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 노광 장치(EA1)의 공간 광 변조기(S1)는, 제 2 반사면(R12)에서 반사되어 공간 광 변조 유닛(SM1)으로부터 줌 광학계(3)로 사출되는 빛의 광로가 제 1 반사면(R11)으로의 입사광의 광로와 일치하도록 빛을 변조한다. 즉, 공간 광 변조 유닛(SM1)에 입사하는 빛의 광로는 공간 광 변조 유닛(SM1)로부터 사출되는 빛의 광로와 일치한다. 그 때문에, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 삽입하는 경우 또는 회절 광학 유닛(2)을 삽입하는 경우에도 광로가 변경되지 않기 때문에, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 자유롭게 노광 장치(EA1)의 광축(Ax)에 대하여 삽탈 가능하다.
특히, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 삽입된 경우와 광축(Ax)으로부터 공간 광 변조 유닛(SM1)이 제외된 경우 사이에서 광로를 통과하는 빛의 공기 환산 길이의 변화가 존재하지 않는다. 그 때문에, 노광 장치(EA1)에 의하면, 구성을 변경하는 일 없이 공간 광 변조 유닛(SM1)을 삽탈할 수 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1)의 사출측의 광로가 입사측의 광로와 일치하기 때문에, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 이용하는 조명 장치(IL)의 구성은 회절 광학 유닛(2)을 이용하는 조명 광학계와 공용화될 수 있다. 이에 의해, 코스트의 억제가 가능하게 된다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 노광 장치(EA1)의 변형예인 마스크리스(maskless) 노광 장치(EA2)의 개략적인 구성도를 도시한다. 이 변형예의 노광 장치(EA2)는 마스크 대신에 공간 광 변조 유닛(SM2)을 갖는다는 점에서 제 1 실시예에 따른 노광 장치(EA1)와 다르다.
공간 광 변조 유닛(SM2)은, 공간 광 변조 유닛(SM1)과 유사하게, 제 1 및 제 2 반사면(R21, R22)과 공간 광 변조기(S2)를 구비한다. 노광 장치(EA2)의 조명 장치(IL)는 공간 광 변조 유닛(SM2) 내의 공간 광 변조기(S2)의 반사면(제 1 면)을 조명한다. 투영 광학계(PL)는, 조명 장치(IL)에 의해 공간 광 변조기(S2)의 반사면(제 1 면) 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 웨이퍼(W) 상의 투영면(Wa)(제 2 면) 상에 제 1 면의 이미지를 형성한다.
(제 2 실시예)
도 10을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 노광 장치(EA3)의 구성에 대해 설명한다. 도 10은 제 2 실시예에 따른 노광 장치를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
제 2 실시예의 노광 장치(EA3)는, 장치의 광축(Ax)을 따라서, 광원(1)과, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 구비한 조명 장치(IL)와, 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MS)와, 투영 광학계(PL)와, 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(WS)를 구비한다.
조명 장치(IL)는, 광축(Ax)을 따라서, 편광 상태 제어부(12), 조명 장치(IL)의 광로 내에 삽탈 가능한 디폴라라이저(depolarizer)(13), 공간 광 변조 유닛(SM1), 회절 광학 유닛(2), 릴레이 광학계(15), 어포컬 광학계(17), 편광 변환 소자(18), 원추형 엑시콘계(conical axicon system)(19), 줌 광학계(21), 편향 거울(22), 마이크로 플라이 아이 렌즈(23), 콘덴서 광학계(24), 조명 시야 조리개(마스크 블라인드)(25), 결상 광학계(26) 및 편향 거울(27)을 구비한다. 희망하는 동공 휘도 분포를 형성하는 공간 광 변조 유닛(SM1) 및 회절 광학 유닛(2)은 각각 조명 장치(IL)의 광로 내에 삽탈 가능하다.
광원(1)으로부터 사출된 거의 평행한 빔은 광축(Ax)을 중심으로 회전 가능한 1/4 파장판 및 1/2 파장판을 구비한 편광 상태 제어부(12)를 통과한 후, 사전 결정된 편광 상태의 광 빔으로 변환되고, 그 후에 그 광 빔은 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)을 통과하며 릴레이 광학계(15)를 거쳐 어포컬 광학계(17)에 입사한다. 마스크(M)가 비편광 상태의 빛으로 조명되는 경우에는, 편광 상태 제어부(12)를 통과한 광원(1)으로부터의 광 빔은 조명 장치(IL)의 광로에 삽입된 디폴라라이저(13)을 거친 후에 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)에 입사한다. 이러한 편광 상태 제어부(12) 및 디폴라라이저(13)에 관해서는 미국 특허 공개 제 2006/0170901 A1 호 공보를 참조할 수 있다.
어포컬 광학계(17)는, 그의 전측 초점 위치와 도면 중 파선으로 도시된 사전 결정된 면(16)의 위치가 거의 일치하는 한편 그의 후측 초점 위치와 도면 중 파선으로 도시하는 사전 결정된 면(20)의 위치가 거의 일치하도록 설정된 어포컬계(무초점 광학계)이다. 한편, 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)은 도면 중 파선으로 도시하는 바와 같이 사전 결정된 면(16)의 위치와 공역인 위치에 배치된다.
따라서, 빔 변환 소자로서의 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)에 입사한 거의 평행한 빔은 릴레이 광학계로서의 어포컬 광학계(17)의 동공면에 예컨대 환형의 광 강도 분포를 형성한 후, 거의 평행한 빔으로서 어포컬 광학계(17)로부터 사출된다. 편광 변환 소자(18) 및 원추형 엑시콘계(19)는 어포컬 광학계(17)의 전측 렌즈군(17a)과 후측 렌즈군(17b) 사이의 광로 내의 어포컬 광학계의 동공 위치 또는 그 근방에 배치된다.
원추형 엑시콘계(19)는, 광원측으로부터 순서에 따라 명명된, 광원측에 평면을 구비하는 한편 마스크측에 오목 원추형 굴절면을 구비한 제 1 프리즘 부재(19a)와 마스크측에 평면을 구비하는 한편 광원측에 볼록 원추형 굴절면을 구비한 제 2 프리즘 부재(19b)로 구성되어 있다. 그리고, 제 1 프리즘 부재(19a)의 오목 원추형 굴절면과 제 2 프리즘 부재(19b)의 볼록 원추형 굴절면은 서로 접촉 가능하도록 상보적으로 형성되어 있다. 제 1 프리즘 부재(19a) 및 제 2 프리즘 부재(19b) 중 적어도 하나는 광축(Ax)을 따라서 이동 가능하게 구성되어, 제 1 프리즘 부재(19a)의 오목 원추형 굴절면과 제 2 프리즘 부재(19b)의 볼록 원추형 굴절면 사이의 간격을 가변적으로 할 수 있다. 원추형 엑시콘계(19)의 작용에 의해, 환형의 2차 광원의 환형비(annular ratio)(내경/외경) 및 크기(외경)는, 2차 광원의 폭에 있어서의 변화없이, 함께 변화한다.
제 1 프리즘 부재(19a)의 오목 원추형 굴절면이 제 2 프리즘 부재(19b)의 볼록 원추형 굴절면과 서로 접촉하는 경우, 원추형 엑시콘계(19)는 평행 평면 플레이트로서 기능하며, 형성되는 환형의 2차 광원에 미치는 영향은 없다. 그러나, 제 1 프리즘 부재(19a)의 오목 원추형 굴절면이 제 2 프리즘 부재(19b)의 볼록 원추형 굴절면으로부터 이격되는 경우에는 원추형 엑시콘계(19)가 이른바 빔 확장기(beam expander)로서 기능한다. 따라서, 원추형 엑시콘계(19)의 간격의 변화에 따라, 사전 결정된 면(20)으로의 입사 빔의 각도가 변화한다.
또한, 편광 변환 소자(18)는 선형 편광 상태의 입사광을, 대략 원주 방향을 따르는 편광 방향을 갖는 원주 방향 편광 상태의 빛으로, 또는 대략 반경 방향을 따르는 편광 방향을 갖는 반경 방향 편광 상태의 빛으로 변환하는 기능을 갖는다. 이러한 편광 변환 소자(18)에 관해서는 상기 미국 특허 공개 제 2006/0170901 A1 호 공보를 참조할 수 있다.
어포컬 광학계(17)를 통과한 광 빔은 σ값 가변용의 줌 광학계(21) 및 편향 거울(22)을 거쳐 옵티컬 인티그레이터로서의 마이크로 플라이 아이 렌즈(또는 플라이 아이 렌즈)(23)에 입사한다. 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)는 수직 및 수평 방향으로 또한 조밀하게 배열된 정굴절력(positive refracting power)을 갖는 수많은 마이크로 렌즈로 구성되는 광학 소자이다. 일반적으로, 마이크로 플라이 아이 렌즈는, 예컨대 평행 평면 플레이트에 에칭 처리를 가해 마이크로 렌즈군을 형성하는 것에 의해 구성된다.
마이크로 플라이 아이 렌즈를 구성하는 각 마이크로 렌즈는 플라이 아이 렌즈를 구성하는 각 렌즈 요소보다 작다. 마이크로 플라이 아이 렌즈는, 수많은 마이크로 렌즈(마이크로 굴절면)가 서로 격리되는 일 없이 일체적으로 형성되어 있다는 점에서, 서로 격리된 렌즈 요소로 구성되는 플라이 아이 렌즈와 다르다. 그러나, 정굴절력을 갖는 렌즈 요소가 수직 및 수평 방향으로 배치되어 있는 점에서 마이크로 플라이 아이 렌즈는 플라이 아이 렌즈와 같은 파면 분할형의 옵티컬 인티그레이터이다.
사전 결정된 면(20)의 위치는 줌 광학계(21)의 전측 초점 위치의 근방에 배치되며, 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)의 입사면은 줌 광학계(21)의 후측 초점 위치의 근방에 배치되어 있다. 줌 광학계(21)의 작용에 의해, 환형의 2차 광원의 폭 및 크기(외경)는 환형의 2차 광원의 환형비의 변화없이 함께 변화한다. 줌 광학계(21)는 사전 결정된 면(20)과 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)의 입사면을 실질적으로 푸리에 변환의 관계로 유지하며, 나아가서는 어포컬 광학계(17)의 동공면과 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)의 입사면을 서로에 대하여 광학적으로 대략 공역인 관계로 유지한다.
따라서, 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)의 입사면 상에는, 어포컬 광학계(17)의 동공면에서와 같이, 예컨대 광축(Ax)을 중심으로 한 환형의 조명 시야가 형성된다. 이러한 환형 조명 시야의 전체 형상은 줌 광학계(21)의 초점거리에 따라 유사하게 변화한다. 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)를 구성하는 각 마이크로 렌즈는 마스크(M) 상에 형성될 조명 시야의 형상[나아가서는 웨이퍼(W) 상에 형성될 노광 영역의 형상]과 유사한 직사각형의 단면을 갖는다.
마이크로 플라이 아이 렌즈(23)에 입사한 빔은 수많은 마이크로 렌즈에 의해 이차원적으로 분할되며, 그 후측 초점면 또는 그 근방(나아가서는 조명 동공면)에는, 입사 빔에 의해 형성된 조명 시야와 거의 동일한 광 강도 분포를 갖는 2차 광원, 즉 광축(Ax)을 중심으로 한 환형의 실질적인 면광원으로 구성되는 2차 광원이 형성된다. 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)의 후측 초점면 또는 그 근방에 형성된 2차 광원으로부터의 광 빔은 콘덴서 광학계(24)를 통과한 후, 마스크 블라인드(25)를 중첩적으로 조명한다.
이러한 방식으로, 조명 시야 조리개로서의 마스크 블라인드(25)에는 마이크로 플라이 아이 렌즈(23)를 구성하는 각 마이크로 렌즈의 형상 및 초점거리에 따른 직사각형의 조명 시야가 형성된다. 마스크 블라인드(25)의 직사각형 개구부(광 투과부)를 통과한 광 빔은 결상 광학계(26)의 집광 작용을 받은 후, 사전 결정된 패턴이 형성된 마스크(M)를 중첩적으로 조명한다. 즉, 결상 광학계(26)는 마스크 블라인드(25)의 직사각형 개구부의 이미지를 마스크(M) 상에 형성한다.
마스크 스테이지(MS) 상에 유지된 마스크(M)의 패턴에 의해 투과된 광 빔은 투영 광학계(PL)를 통과하여, 웨이퍼 스테이지(WS) 상에 유지된 웨이퍼(감광성 기판)(W) 상에 마스크 패턴의 이미지를 형성한다. 이러한 방식으로, 투영 광학계(PL)의 광축(Ax)과 직교하는 평면에 있어서 웨이퍼 스테이지(WS)를 이차원적으로 구동 및 제어하면서, 나아가서는 웨이퍼(W)를 이차원적으로 구동 및 제어하면서 일괄 노광(one-shot exposure) 또는 스캔 노광을 실시함으로써, 마스크(M)의 패턴이 웨이퍼(W)의 각 노광 영역에 순차적으로 노광된다.
어포컬 광학계(릴레이 광학계)(17), 원추형 엑시콘계(19) 및 줌 광학계[변배 광학계(power-varying optical system)](21)는 조명 동공면에 형성되는 2차 광원(실질적인 면광원)의 크기 및 형상을 변화시키기 위한 정형 광학계를 구성하며, 이는 공간 광 변조 유닛(SM1) 또는 회절 광학 유닛(2)과 마이크로 플라이 아이 렌즈(옵티컬 인티그레이터)(23) 사이의 광로 내에 배치된다.
도 10에서, 공간 광 변조 유닛(SM1)은 회절 광학 유닛(2)과 전환 가능하도록 배치되어 있지만, 예컨대 도 10의 파선으로 표시된 면(16)에 배치될 수도 있다. 면(16)의 위치는 회절 광학 유닛(2)의 위치와 광학적으로 공역인 위치에 해당한다.
이 경우, 공간 광 변조 유닛(SM1)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 광원(1)으로부터 사출되는 광 빔의 일부만이 그 유닛(SM1)을 통과하도록 광축(Ax) 상에 배치될 수도 있다. 도 11에 도시된 공간 광 변조 유닛(SM1)에서는, 예컨대 도 4에 도시된 배치에 비해, 공간 광 변조기(S1)가 광축(Ax)에 따른 방향으로 제 1 및 제 2 반사면(R11, R12)에 대하여 상대적으로 광원(1)측으로 이동된 채로 배치되어 있다. 이러한 배치에서, 예컨대 광원(1)으로부터 사출되는 광 빔 중 광선(L1, L3)은 공간 광 변조 유닛(SM1)의 프리즘(P1) 내로 입사하지 않은 채로 어포컬 광학계(17)에 입사한다. 한편, 광원(1)으로부터 사출되는 광 빔 중 광선(L2, L4)은 공간 광 변조 유닛(SM1)의 프리즘(P1) 내로 입사하며, 제 1 반사면(R11), 공간 광 변조기(S1) 및 제 2 반사면(R12)에서 반사된 후, 프리즘(P1)으로부터 사출되어 어포컬 광학계(17)에 입사한다.
이 경우, 공간 광 변조기(S1)는 예컨대 도 10의 파선으로 표시된 면(16)의 위치에 고정될 수 있다. 그리고, 도 11로부터 명백한 바와 같이, 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)으로부터 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)까지의 광로로서, 공간 광 변조기(S1)가 배치될 수 있는 제 1 위치를 거쳐 연장되는 광로인 제 1 광로와, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 회절 광학 유닛(2)과 전환 가능하도록 면(16)의 위치에 배치된 경우에 있어서의 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)이 배치될 수 있는 위치로부터 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)이 배치될 수 있는 위치까지의 광로로서, 회절 광학 유닛(2)의 회절 광학 소자(2b)가 배치될 수 있는 광로인 제 2 광로를 동시에 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 광원(1)으로부터 프리즘(P1)의 제 1 반사면(R11)이 배치될 수 있는 위치까지의 광로가 제 3 광로로서 기능한다. 공간 광 변조 유닛(SM1)이 회절 광학 유닛(2)과 전환 가능하도록 면(16)의 위치에 배치된 경우에 있어서의 프리즘(P1)의 제 2 반사면(R12)이 배치될 수 있는 위치로부터 피조사면까지의 광로가 제 4 광로로서 기능한다.
공간 광 변조 유닛(SM1)이 사전 결정된 면(16)의 위치에 배치되며, 도 11에 도시된 바와 같이 광 빔의 일부만을 공간 광 변조 유닛(SM1)의 공간 광 변조기(S1)에 의해 반사시키도록 구성되어 있는 경우, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 예컨대 동공 강도(pupil intensity)를 보정하기에 적합하게 된다. 도 12는, 회절 광학 유닛(2)을 통과하는 한편 공간 광 변조 유닛(SM1)을 통과하지 않는 광 빔에 의해 형성되는 동공 휘도 분포를 나타낸다. 도 13은, 회절 광학 유닛(2)을 통과하지 않고 공간 광 변조 유닛(SM1)을 통과하는 광 빔에 의해 형성되는 동공 휘도 분포를 나타낸다. 도 14는, 도 12의 동공 휘도 분포와 도 13의 동공 휘도 분포를 중첩시킴으로써 얻어진 동공 휘도 분포를 나타낸다. 도 12 내지 도 14의 농담(shade)은 동공면 상의 휘도의 레벨을 표시한다(농담이 진할수록 휘도가 높음).
구체적으로, 회절 광학 유닛(2)은, 공간 광 변조 유닛(SM1)의 공간 광 변조기(S1)를 경유하지 않는 빛에 의해, 도 12에 도시된 바와 같이, 도면의 평면 상에서 좌측으로부터 우측으로 휘도가 감소하는 제 1 동공 휘도 분포를 형성한다. 한편, 공간 광 변조 유닛(SM1)의 공간 광 변조기(S1)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 휘도가 높고 대략적으로 균일하며 제 1 동공 휘도 분포와 적어도 부분적으로 중첩되는 제 2 동공 휘도 분포를 형성한다. 그리고, 불균일한 휘도를 갖는 제 1 동공 휘도 분포를 제 2 동공 휘도 분포 상에 중첩시켜서 도 14에 도시된 바와 같이 제 1 동공 휘도 분포 내의 저 휘도 부분을 강화함으로써, 전체적으로 대략 균일한 동공 휘도 분포를 얻을 수 있다. 상술한 예에서는, 전체적으로 대략 균일한 동공 휘도 분포를 생성했지만, 생성될 동공 휘도 분포는 대략 균일한 분포에 한정되지 않는다. 일 예로서, 마스크(M)의 패턴의 전사 상태를 조정하기 위해서 동공 휘도 분포를 불균일한 분포로 변경하는 것도 가능하다.
공간 광 변조 유닛(SM1)에서는, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 삽입된 경우와 공간 광 변조 유닛(SM1)이 광축(Ax)으로부터 퇴피된 경우 사이의 광로를 지나는 빛의 공기 환산 길이가 변경되지 않는다. 그 때문에, 광선(L1, L3)의 공기 환산 길이가 광선(L2, L4)의 공기 환산 길이와 동일하며, 따라서 공간 광 변조 유닛(SM1)을 통과한 빛과 통과하지 않은 빛을 합성 및 취급하는 것이 용이하다.
공간 광 변조 유닛(SM1)이 사전 결정된 면(16)의 위치에 삽입된 경우, 예컨대 도 15 및 도 16에 도시된 구성에 기초한 다른 공간 광 변조 유닛(SM3)을 이용하는 것도 가능하다. 도 15는, 공간 광 변조 유닛(SM3)의 제 1 및 제 2 반사면(R31, R32)이 광축(Ax)과 교차하도록 공간 광 변조 유닛(SM3)을 배치한 경우의 배치를 도시하는 도면이다. 도 16은, 공간 광 변조 유닛(SM3)의 제 1 및 제 2 반사면(R31, R32)이 광축(Ax)과 교차하지 않도록 공간 광 변조 유닛(SM3)을 배치한 경우의 배치를 도시하는 도면이다.
공간 광 변조 유닛(SM3)은 V자형 프리즘(반사 부재)(P3)과 공간 광 변조기(S3)를 구비한다. 공간 광 변조 유닛(SM1)과는 달리, 공간 광 변조기(S3)는 프리즘(P3)과 일체적으로 구성되어 있지 않다.
둔각인 사전 결정된 각도로 인접하며 프리즘(P3) 상에 제공된 한쌍의 표면 반사면(surface-reflecting surfaces)이, 제 1 및 제 2 반사면(R31, R32)에 해당한다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 프리즘(P3)과 공간 광 변조기(S3) 사이의 위치 관계는 광축(Ax)과 교차하는 방향으로 상대적으로 변경될 수 있다. 즉, 공간 광 변조기(S3)는 고정한 채로, 제 1 및 제 2 반사면(R31, R32)이 광축(Ax)과 교차되도록, 프리즘(P3)을 이동한다.
본 실시예에 따른 노광 장치(EA3) 내의 공간 광 변조기(S1)는, 공간 광 변조 유닛(SM1)에 있어서의, 제 2 반사면(R12)에서 반사되어 릴레이 광학계(15)로 사출되는 빛의 광로가 제 1 반사면(R11)으로의 입사광의 광로와 일치하도록 빛을 변조한다. 즉, 공간 광 변조 유닛(SM1)에 입사하는 빛의 광로와 공간 광 변조 유닛(SM1)로부터 사출되는 빛의 광로가 일치한다. 그 때문에, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 삽입된 경우 또는 회절 광학 유닛(2)이 삽입된 경우에 있어서 광로가 변경되지 않음으로써, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 노광 장치(EA3)의 광축(Ax)에 대하여 자유롭게 삽탈될 수 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1)에 입사하는 빛의 광로와 공간 광 변조 유닛(SM1)으로부터 사출되는 빛의 광로가 일치하기 때문에, 조명 장치(IL)의 구성을 크게 변경하는 일 없이, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 사전 결정된 면(16)의 위치에 삽탈 가능하다.
특히, 공간 광 변조 유닛(SM1)이 삽입된 경우와 공간 광 변조 유닛(SM1)이 광축(Ax)으로부터 퇴피된 경우 사이의 광로를 지나는 빛의 공기 환산 길이가 변경되지 않는다. 그 때문에, 노광 장치(EA3)에서는, 조명 장치(IL)의 구성을 변경하는 일 없이 공간 광 변조 유닛(SM1)이 삽탈 가능하다.
공간 광 변조 유닛(SM1)의 사출측 상의 광로와 입사측 상의 광로를 일치시킬 수 있기 때문에, 공간 광 변조 유닛(SM1)을 이용하는 조명 장치(IL)의 구성은 회절 광학 유닛(2)을 이용하는 조명 광학계와 공용화될 수 있다. 이에 의해, 코스트의 억제가 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 수많은 방식으로 변형될 수 있다. 예컨대, 상기 실시예에서, 이차원적으로 배열되며 개별적으로 제어되는 복수의 반사 요소를 갖는 공간 광 변조기는 예를 들어 이차원적으로 배열되는 반사면의 기울기가 개별적으로 제어될 수 있는 공간 광 변조기였다. 이러한 타입의 공간 광 변조기로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제 1998-503300 호 공보 및 이에 대응하는 유럽 특허 공개 제 779530 호 공보, 일본 특허 공개 제 2004-78136 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제 6,900,915 호 공보, 일본 특허 공개 제 2006-524349 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제 7,095,546 호 공보, 및 일본 특허 공개 제 2006-113437 호 공보에 개시된 공간 광 변조기 중에서 선택된 것일 수 있다. 이들 공간 광 변조기에서는, 공간 광 변조기의 각각의 반사면을 통과한 광 빔이 사전 결정된 각도로 분포 형성 광학계에 입사되며, 복수의 광학 요소에의 제어 신호에 따른 사전 결정된 광 강도 분포가 조명 동공면 상에 형성될 수 있다.
또한, 공간 광 변조기는, 예컨대 이차원적으로 배열되는 반사면의 높이를 개별적으로 제어할 수 있는 공간 광 변조기일 수도 있다. 이러한 유형의 공간 광 변조기는, 예컨대 일본 특허 공개 제 1994-281869 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제 5,312,513 호 공보, 및 일본 특허 공개 제 2004-520618 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제 6,885,493 호 공보의 도 1d에 개시된 공간 광 변조기 중에서 선택된 것일 수 있다. 이들 공간 광 변조기는, 이차원적인 높이 분포가 형성되는 경우 회절면과 같은 작용을 입사광에 인가할 수 있다.
상술한 이차원적으로 배열된 복수의 반사면을 갖는 공간 광 변조기는, 예컨대 일본 특허 공개 제 2006-513442 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제 6,891,655 호 공보나 일본 특허 공개 제 2005-524112 호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 공개 제 2005/0095749 호 공보의 개시에 따라서 변형될 수도 있다.
공간 광 변조 유닛(SM1, SM2)이 삽입된 경우에 있어서의 광학 유닛을 통과하는 빛의 공기 환산 길이는, 공간 광 변조 유닛(SM1, SM2)이 광축(Ax)으로부터 퇴피된 경우에 있어서의 광로를 지나는 빛의 공기 환산 길이와 상이하게 될 수도 있다. 공간 광 변조 유닛(SM1, SM2) 내의 프리즘(P1, P2)의 형상은 상기 실시예 및 변형예에 도시된 형상에 한정되지 않는다.
또한, 공간 광 변조 유닛(SM1, SM2)에 의해 형성되는 동공 휘도 분포를 계측하기 위한 동공 휘도 분포 계측 장치를, 조명 장치(IL) 또는 노광 장치(EA1, EA2, EA3) 내에 제공하는 것도 가능하다. 동공 휘도 분포 계측 장치가 조명 장치(IL) 내에 통합되어 있는 구성에 관해서는, 예컨대 일본 특허 공개 제 2006-54328 호 공보를 참조할 수 있으며, 동공 휘도 분포 계측 장치가 노광 장치(EA1, EA2, EA3) 내에 통합되어 있는 구성에 관해서는, 예컨대 미국 특허 공개 제 2006/0170901 A1 호 공보를 참조할 수 있다. 이러한 동공 휘도 분포 계측 장치에 의한 계측 결과에 근거하여, 공간 광 변조 유닛(SM1, SM2)에 의해 형성된 동공 휘도 분포를 희망하는 동공 휘도 분포로 조정하기 위해서, 공간 광 변조 유닛(SM1, SM2)으로의 구동 신호를 보정하는 것도 가능하다.
상술한 실시예에서, 광원(1, 11)은, 예컨대 파장 193㎚의 펄스 레이저 광을 공급하는 ArF 엑시머 레이저 광원이나, 파장 248㎚의 펄스 레이저 광을 공급하는 KrF 엑시머 레이저 광원일 수 있다. 또한, 이들에 한정되지 않으며, 예컨대 F2 레이저 광원이나 초고압 수은 램프와 같은 다른 적당한 광원을 사용할 수도 있다. 상술한 실시예는 본 발명을 주사형 노광 장치에 적용한 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않으며, 레티클(마스크) 및 웨이퍼(감광성 기판)가 투영 광학계에 대하여 고정된 상태로 투영 노광을 실시하는 일괄 노광형의 노광 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서, 투영 광학계와 감광성 기판 사이의 광로 내부를 1.1 보다 큰 굴절률을 갖는 매체(전형적으로는 액체)로 충전하는 기술, 소위 액침법(liquid immersion method)을 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 투영 광학계와 감광성 기판 사이의 광로 내부를 액체로 충전하는 기술로서는, 국제 특허 공개 제 WO99/49504 호 팜플릿에 개시된 바와 같이 광로를 액체로 충전하는 기술이나, 일본 특허 공개 제 1994-124873 호 공보에 개시된 바와 같이 노광 대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 내에서 이동시키는 기술이나, 일본 특허 공개 제 1998-303114 호 공보에 개시된 바와 같이 스테이지 상에 사전 결정된 깊이의 액조를 형성하고 그 내부에 기판을 유지하는 기술 등을 채용할 수 있다.
상술한 실시예에서, 미국 특허 공개 제 2006/0203214 호 공보, 제 2006/0170901 호 공보 및 제 2007/0146676 호 공보에 개시된 소위 편광 조명 방법(polarized illumination method)을 적용하는 것도 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 구성으로 실시될 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아님을 유의해야 한다. 따라서, 상기의 실시예에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함할 의도이다. 또한, 상기 실시예의 각 구성요소 등은 임의의 조합 등에 의해 사용될 수 있다.

Claims (40)

  1. 광학계 내에 배치 가능하며, 상기 광학계의 광축을 따라 배치될 수 있는 공간 광 변조 유닛에 있어서,
    상기 광학계의 광축과 평행하게 입사한 빛을 편향시키는 제 1 편향면과,
    상기 제 1 편향면에서 편향된 빛을 반사하는 반사형 공간 광 변조기와,
    상기 공간 광 변조기에서 반사된 빛을 편향시켜서 상기 광학계 내로 사출하는 제 2 편향면을 포함하며,
    상기 공간 광 변조기는, 상기 제 1 편향면에서 편향된 빛이 상기 공간 광 변조기에 입사하는 위치에 따라, 그 빛에 공간 변조를 가하는
    공간 광 변조 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편향면은 반사면을 포함하는
    공간 광 변조 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 편향면은 반사면을 포함하는
    공간 광 변조 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편향면은 각각 내면 반사면(internal reflecting surface)을 포함하는
    공간 광 변조 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반사면은 프리즘의 반사면이며, 상기 공간 광 변조기는 상기 프리즘에 일체적으로 부착되어 있는
    공간 광 변조 유닛.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 프리즘으로의 입사 위치로부터 상기 프리즘으로부터의 사출 위치까지의 공기 환산 길이(air-equivalent length)는, 상기 프리즘이 상기 광학계 외부에 배치되어 있는 경우에 있어서의 상기 입사 위치에 대응하는 위치로부터 상기 사출 위치에 대응하는 위치까지의 공기 환산 길이와 동일한
    공간 광 변조 유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 상기 광학계의 광축을 따른 방향으로 상기 제 1 및 제 2 편향면에 대하여 상대적으로 이동 가능한
    공간 광 변조 유닛.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편향면은 각각 표면 반사면(surface-reflecting surface)을 포함하는
    공간 광 변조 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편향면은 사전 결정된 각도로 반사 부재 상에 제공된 한쌍의 반사면인
    공간 광 변조 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 부재 및 상기 공간 광 변조기는 상기 광학계의 광축과 교차하는 방향으로 상대적으로 변경될 수 있는 위치 관계로 배치되는
    공간 광 변조 유닛.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편향면과 상기 공간 광 변조기는 상기 광학계의 광축과 교차하는 방향으로 상대적으로 변경될 수 있는 위치 관계로 배치되는
    공간 광 변조 유닛.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 이차원적으로 배열된 복수의 반사 소자를 포함하며,
    상기 복수의 반사 소자는 각각 독립적으로 제어될 수 있는
    공간 광 변조 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기의 복수의 반사 소자는 각각 반사면을 포함하며,
    상기 반사 소자의 반사면의 기울기는 독립적으로 제어될 수 있는
    공간 광 변조 유닛.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는, 상기 제 2 편향면에서 편향되어 상기 광학계 내로 사출될 빛이 상기 제 1 편향면으로의 입사광과 평행이 되도록 빛을 변조할 수 있는
    공간 광 변조 유닛.
  15. 광학계 내에 배치 가능하며, 상기 광학계의 광축을 따라 배치될 수 있는 공간 광 변조 유닛에 있어서,
    상기 광학계의 광축에 대하여 경사지게 배치되는 제 1 반사면과,
    상기 광학계의 광축에 대하여 경사지게 배치되는 제 2 반사면과,
    상기 제 1 반사면과 상기 제 2 반사면 사이의 광로 내에 배치될 수 있도록 제공되는 공간 광 변조기를 포함하며,
    상기 공간 광 변조기는, 상기 공간 광 변조기에 입사하는 빛의 상기 공간 광 변조기에서의 위치에 따라, 그 빛에 공간 변조를 가하는
    공간 광 변조 유닛.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 반사면은 제 1 평면 상에 위치하며,
    상기 제 2 반사면은 상기 제 1 평면과 교차하는 제 2 평면 상에 위치하는
    공간 광 변조 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 평면에 의해 형성되는 능선은 상기 제 1 및 제 2 반사면에 대하여 상기 공간 광 변조기 측에 위치하며, 상기 제 1 및 제 2 반사면 사이의 각도는 둔각인
    공간 광 변조 유닛.
  18. 광원으로부터 공급되는 빛에 의해 제 1 면을 조명하는 조명 장치에 있어서,
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 공간 광 변조 유닛을 포함하는
    조명 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    희망하는 동공 휘도 분포를 형성하는 회절 광학 소자를 더 포함하며,
    상기 공간 광 변조기는 상기 회절 광학 소자와 공역인 위치에 배치될 수 있는
    조명 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    희망하는 동공 휘도 분포를 형성하며, 사전 결정된 설치면에 설치될 수 있는 회절 광학 소자를 더 포함하며,
    상기 공간 광 변조기는 상기 사전 결정된 설치면과 광학적으로 등가인 위치에 배치될 수 있는
    조명 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 회절 광학 소자는 상기 조명 장치의 광로 내에 삽탈 가능한
    조명 장치.
  22. 광원으로부터의 빛에 근거하여 피조사면을 조명하는 조명 장치에 있어서,
    이차원적으로 배열되며 개별적으로 제어되는 복수의 광학 요소를 구비하는 공간 광 변조기와,
    상기 조명 장치 내에 배치될 수 있는 회절 광학 소자와,
    상기 공간 광 변조기가 그의 제 1 위치에 배치될 수 있는 제 1 광로와,
    상기 회절 광학 소자가 그의 제 2 위치에 배치될 수 있는 제 2 광로와,
    상기 광원과 상기 제 1 광로 사이의 광로이며 상기 광원과 상기 제 2 광로 사이의 광로인 제 3 광로와,
    상기 제 1 광로와 상기 피조사면 사이의 광로이며 상기 제 2 광로와 상기 피조사면 사이의 광로인 제 4 광로를 포함하며,
    상기 제 1 광로 및 상기 제 2 광로는 상호 전환 가능하며, 상기 제 3 광로의 출구에서의 광축과 상기 제 4 광로의 입구에서의 광축이 동축인
    조명 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 3 광로로부터의 빛을 상기 공간 광 변조기로 향하게 하는 제 1 광학면과, 상기 공간 광 변조기를 통과한 빛을 상기 제 4 광로로 향하게 하는 제 2 광학면을 포함하는
    조명 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 광학면 및 상기 제 2 광학면은 상기 조명 장치의 광로 내에 삽탈 가능한
    조명 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광학면은 일체적으로 상기 조명 장치의 광로 내에 삽탈 가능한
    조명 장치.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 상기 조명 장치의 광로 내에 삽탈 가능한
    조명 장치.
  27. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 사전 결정된 위치에 고정되어 있는
    조명 장치.
  28. 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광로 및 상기 제 2 광로는 동시에 사용되는
    조명 장치.
  29. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광학면은 각각 반사면을 포함하는
    조명 장치.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 이차원적으로 배열된 복수의 반사 소자를 포함하며,
    상기 복수의 반사 소자는 각각 독립적으로 제어될 수 있는
    조명 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기의 복수의 반사 소자는 각각 반사면을 포함하며,
    상기 반사 소자의 반사면의 기울기는 독립적으로 제어될 수 있는
    조명 장치.
  32. 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상으로 투영하는 노광 장치에 있어서,
    상기 제 1 면을 조명하는, 제 18 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치와,
    상기 조명 장치에 의해 상기 제 1 면 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 상기 제 1 면의 이미지를 상기 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계를 포함하는
    노광 장치.
  33. 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상으로 투영하는 노광 장치에 있어서,
    상기 제 1 면을 조명하는 조명 장치와,
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 공간 광 변조 유닛과,
    상기 조명 장치에 의해 상기 제 1 면 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 상기 제 1 면의 이미지를 상기 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계를 포함하며,
    상기 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기는 상기 제 1 면 상에 배치되는
    노광 장치.
  34. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    감광성 기판을 준비하는 단계와,
    제 32 항 또는 제 33 항에 따른 노광 장치에 있어서의 상기 제 2 면 상에 상기 감광성 기판을 배치하고, 상기 제 1 면에 위치하는 사전 결정된 패턴의 이미지를 상기 감광성 기판 상에 투영하여 노광하는 단계와,
    상기 패턴의 이미지가 투영된 상기 감광성 기판을 현상하여, 상기 패턴에 대응하는 형상의 마스크 층을 상기 감광성 기판의 표면에 형성하는 단계와,
    상기 마스크 층을 통해 상기 감광성 기판의 표면을 처리하는 처리 단계를 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  35. 광원으로부터 공급되는 빛에 의해 제 1 면을 조명하는 조명 장치에 있어서,
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 공간 광 변조 유닛과,
    상기 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기를 경유하지 않는 빛에 의해 제 1 동공 휘도 분포를 형성하는 회절 광학 소자를 포함하며,
    상기 제 1 동공 휘도 분포와 적어도 일부가 중첩되는 제 2 동공 휘도 분포는 상기 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기로부터의 빛에 의해 형성되는
    조명 장치.
  36. 광원으로부터 공급되는 빛에 의해 제 1 면을 조명하는 조명 장치에 있어서,
    빛의 입사 위치에 따라 그 빛에 공간 변조를 가하는 공간 광 변조기를 구비하는 공간 광 변조 유닛과,
    상기 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기를 경유하지 않는 빛에 의해 제 1 동공 휘도 분포를 형성하는 회절 광학 소자를 포함하며,
    상기 제 1 동공 휘도 분포와 적어도 일부가 중첩되는 제 2 동공 휘도 분포는 상기 공간 광 변조 유닛의 공간 광 변조기로부터의 빛에 의해 형성되는
    조명 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 이차원적으로 배열된 복수의 반사 소자를 포함하며,
    상기 복수의 반사 소자는 각각 독립적으로 제어될 수 있는
    조명 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기의 복수의 반사 소자는 각각 반사면을 포함하며,
    상기 반사 소자의 반사면의 기울기는 독립적으로 제어될 수 있는
    조명 장치.
  39. 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상으로 투영하는 노광 장치에 있어서,
    상기 제 1 면을 조명하는, 제 36 항에 따른 조명 장치와,
    상기 조명 장치에 의해 상기 제 1 면 상에 형성된 조명 영역으로부터의 빛에 근거하여, 상기 제 1 면의 이미지를 상기 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계를 포함하는
    노광 장치.
  40. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    감광성 기판을 준비하는 단계와,
    제 39 항에 따른 노광 장치에 있어서의 상기 제 2 면 상에 상기 감광성 기판을 배치하고, 상기 제 1 면에 위치하는 사전 결정된 패턴의 이미지를 상기 감광성 기판 상에 투영하여 노광하는 단계와,
    상기 패턴의 이미지가 투영된 상기 감광성 기판을 현상하여, 상기 패턴에 대응하는 형상의 마스크 층을 상기 감광성 기판의 표면에 형성하는 단계와,
    상기 마스크 층을 통해 상기 감광성 기판의 표면을 처리하는 처리 단계를 포함하는
    디바이스 제조 방법.
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