WO2010041522A1 - 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 Download PDF

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WO2010041522A1
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light
spatial light
light modulator
illumination optical
optical system
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修 谷津
裕久 田中
恭志 水野
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株式会社ニコン
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    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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    • G—PHYSICS
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    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
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    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

Definitions

  • the present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing devices such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
  • a light beam emitted from a light source is passed through a fly-eye lens as an optical integrator, and a secondary light source (generally an illumination pupil) as a substantial surface light source composed of a number of light sources.
  • a secondary light source generally an illumination pupil
  • a predetermined light intensity distribution the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”.
  • the illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.
  • the light beam from the secondary light source is condensed by the condenser lens and then illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner.
  • the light transmitted through the mask forms an image on the wafer via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer.
  • the pattern formed on the mask is highly integrated, and it is indispensable to obtain a uniform illuminance distribution on the wafer in order to accurately transfer this fine pattern onto the wafer.
  • Patent Document 1 there has been proposed an illumination optical system capable of continuously changing the pupil intensity distribution (and thus the illumination condition) without using a zoom optical system.
  • an incident light beam is generated using a movable multi-mirror configured by a large number of minute mirror elements that are arranged in an array and whose tilt angle and tilt direction are individually driven and controlled.
  • the cross section of the light beam is converted into a desired shape or a desired size, and thus a desired pupil intensity distribution is realized.
  • the present invention has been made in view of the foregoing problems, and an illumination optical system capable of avoiding excessive collection of light that has passed through a plurality of optical elements of a spatial light modulator and damaging an optical member.
  • the purpose is to provide.
  • using an illumination optical system that can avoid excessively condensing light that has passed through a plurality of optical elements of the spatial light modulator and damaging the optical member it is satisfactory under appropriate illumination conditions. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of performing exposure stably.
  • the illumination optical system that illuminates the illuminated surface based on the light from the light source
  • a spatial light modulator having a plurality of optical elements arranged two-dimensionally and driven individually;
  • a detection unit for detecting information on a driving state of the plurality of optical elements of the spatial light modulator; Based on information from the detection unit, light is excessively collected at one point on a predetermined plane optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of optical elements behind the spatial light modulator.
  • an illumination optical system comprising: a control unit for determining the possibility of light and preventing or attenuating the propagation of light toward the predetermined surface.
  • a spatial light modulator having a plurality of optical elements arranged two-dimensionally and driven individually;
  • a selector for positioning the spatial light modulator at any one of a position in an illumination optical path and a position outside the illumination optical path;
  • a detector for detecting information on the state of the selector; Based on information from the detection unit, light is excessively collected at one point on a predetermined plane optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of optical elements behind the spatial light modulator.
  • a spatial light modulator having a plurality of optical elements arranged two-dimensionally and driven individually;
  • a detection unit for detecting information on a driving state of the plurality of optical elements of the spatial light modulator; Based on information from the detection unit, light is excessively collected at one point on a predetermined plane optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of optical elements behind the spatial light modulator.
  • An illumination optical system comprising: a control unit that determines a possibility of light and controls the spatial light modulator so as to avoid execution of a light modulation operation of the spatial light modulator.
  • an exposure apparatus comprising the illumination optical system according to the first, second or third aspect, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
  • an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
  • a spatial light modulator that is used together with an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source, and has a plurality of optical elements that are two-dimensionally arranged and individually driven.
  • Determine the possibility of Provided is a control method characterized in that a command for preventing or attenuating the propagation of light toward the predetermined surface is sent to the light source or the illumination optical system based on the determination result.
  • the seventh aspect of the present invention it is used together with an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source, and can be selectively positioned at positions inside and outside the illumination optical path of the illumination optical system.
  • a method for controlling a spatial light modulator having a plurality of optical elements that are arranged and driven individually Detecting positional information regarding whether the spatial light modulator is located between a first position in the illumination optical path and a second position outside the illumination optical path; Based on the position information, light can be excessively condensed to one point on a predetermined surface that is optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of optical elements behind the spatial light modulator.
  • Judge sex Provided is a control method characterized in that a command for preventing or attenuating the propagation of light toward the predetermined surface is sent to the light source or the illumination optical system based on the determination result.
  • a spatial light modulator that is used together with an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source and has a plurality of optical elements that are two-dimensionally arranged and individually driven.
  • Determine the possibility of Provided is a control method characterized in that execution of the light modulation operation of the spatial light modulator is avoided based on the determination result.
  • a control program for controlling driving of the plurality of optical elements in a spatial light modulator having a plurality of optical elements that are two-dimensionally arranged and driven individually.
  • a control program characterized by causing a computer to execute the method of any one of the eighth to eighth aspects.
  • the present invention in response to at least one of the information related to the driving state of the plurality of optical elements of the spatial light modulator and the information related to the position inside and outside the illumination optical path of the spatial light modulator, Judging the possibility of excessive light collection to a point on the predetermined surface that is optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of optical elements on the rear side, and prevents the propagation of light toward this predetermined surface Or attenuate.
  • light can be excessively collected at one point on the predetermined surface in accordance with information on the driving state of the plurality of optical elements of the spatial light modulator, particularly information on the next light modulation operation of the spatial light modulator. And the execution of the next light modulation operation of the spatial light modulator is avoided.
  • the illumination optical system of the present invention it is avoided that light is excessively collected at one point on the predetermined surface, and thus light that has passed through a plurality of optical elements of the spatial light modulator is excessively collected. Thus, it is possible to avoid damaging the optical member.
  • an appropriate illumination is provided using an illumination optical system that can avoid excessively condensing light that has passed through a plurality of optical elements of the spatial light modulator and damaging the optical member. Good exposure can be stably performed under conditions, and as a result, a good device can be manufactured.
  • FIG. 1st Example It is a flowchart of the control method concerning 2nd Example. It is a flowchart of the control method concerning 3rd Example. It is a flowchart of the control method concerning a 4th example.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the Z-axis is along the normal direction of the exposure surface of the wafer W, which is a photosensitive substrate
  • the X-axis is along the direction parallel to the paper surface of FIG.
  • the Y axis is set along a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • exposure light (illumination light) is supplied from a light source LS.
  • the light source LS for example, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, or the like can be used.
  • Light emitted from the light source LS is incident on the spatial light modulation unit SU via the beam transmitter 1.
  • the beam transmitter 1 guides the incident light beam from the light source LS to the spatial light modulation unit SU while converting it into a light beam having an appropriate size and shape, and changes the position of the light beam incident on the spatial light modulation unit SU. And a function of actively correcting the angular variation.
  • the spatial light modulation unit SU includes a plurality of diffractive optical elements 2 that can be selectively installed at predetermined positions in the illumination optical path, a light guide member 3 that can be inserted into and removed from the illumination optical path, and an optical axis of the illumination optical system IL. And a spatial light modulator 4 fixedly installed at a predetermined position separated from the AX in the X direction.
  • the specific configuration and operation of the spatial light modulation unit SU will be described later.
  • the diffractive optical element 2a for annular illumination is installed in the illumination optical path, and the light guide member 3 is installed in the illumination optical path. Make it not exist.
  • the light from the light source LS that has passed through the beam transmission unit 1 passes through the diffractive optical element 2a and then enters the relay optical system 5 without passing through the spatial light modulator 4.
  • the diffractive optical element 2a for annular illumination is a ring centered on the optical axis AX in the far field (or Fraunhofer diffraction region). It has a function of forming a band-like light intensity distribution.
  • the light emitted from the spatial light modulation unit SU via the diffractive optical element 2 a enters the micro fly's eye lens (or fly eye lens) 6 via the relay optical system 5.
  • the relay optical system 5 is set so that its front focal position and the position of the diffractive optical element 2a substantially coincide with each other, and its rear focal position and the position of the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 substantially coincide with each other. . Therefore, the light that has passed through the diffractive optical element 2a forms, for example, an annular light intensity distribution around the optical axis AX on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6.
  • the micro fly's eye lens 6 is, for example, an optical element made up of a large number of micro lenses having positive refractive power arranged vertically and horizontally and densely.
  • the micro fly's eye lens 6 is formed by etching a parallel plane plate to form a micro lens group. Has been.
  • micro fly's eye lens unlike a fly eye lens composed of lens elements isolated from each other, a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) are integrally formed without being isolated from each other.
  • the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly's eye lens in that the lens elements are arranged vertically and horizontally.
  • a rectangular minute refracting surface as a unit wavefront dividing surface in the micro fly's eye lens 6 is a rectangular shape similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask M (and thus the shape of the exposure region to be formed on the wafer W). It is.
  • Such a configuration and operation of the micro fly's eye lens 8 are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,741,394.
  • a cylindrical micro fly's eye lens can be used as the micro fly's eye lens 6.
  • the configuration and action of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.
  • the teachings of US Pat. Nos. 6,741,394 and 6,913,373 are incorporated by reference.
  • the light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is two-dimensionally divided by a large number of microlenses, and the illumination pupil formed by the incident light beam has substantially the same light intensity distribution on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil.
  • a secondary light source annular pupil intensity distribution
  • the aperture stop 7 has an annular opening (light transmission part) corresponding to an annular secondary light source formed at or near the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6.
  • the aperture stop 7 is configured to be detachable with respect to the illumination optical path, and is configured to be switchable between a plurality of aperture stops having openings having different sizes and shapes.
  • an aperture stop switching method for example, a well-known turret method or slide method can be used.
  • the aperture stop 7 is arranged at a position optically conjugate with an entrance pupil plane of the projection optical system PL described later, and defines a range that contributes to illumination of the secondary light source.
  • the light from the secondary light source limited by the aperture stop 7 illuminates the mask blind 9 through the condenser optical system 8 in a superimposed manner.
  • a rectangular illumination field corresponding to the shape and focal length of the rectangular micro-refractive surface of the micro fly's eye lens 6 is formed on the mask blind 9 as an illumination field stop.
  • the light beam that has passed through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind 9 receives the light condensing action of the imaging optical system 10 and then illuminates the mask M on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. That is, the imaging optical system 10 forms an image of the rectangular opening of the mask blind 9 on the mask M.
  • the light beam transmitted through the mask M held on the mask stage MS forms an image of a mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held on the wafer stage WS through the projection optical system PL.
  • batch exposure or scan exposure is performed while the wafer stage WS is two-dimensionally driven and controlled in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, and thus the wafer W is two-dimensionally driven and controlled.
  • the pattern of the mask M is sequentially exposed in each exposure region of the wafer W.
  • the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 6 is used as a light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system IL is Koehler illuminated.
  • the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source can be called the illumination pupil plane of the illumination optical system IL.
  • the irradiated surface (the surface on which the mask M is disposed or the surface on which the wafer W is disposed when the illumination optical system including the projection optical system PL is considered) is optical with respect to the illumination pupil plane.
  • a Fourier transform plane is used as a light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system IL is Koehler illuminated.
  • the pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system IL or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane.
  • the light intensity distribution on the incident surface of the micro fly's eye lens 6 and the surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution.
  • the diffractive optical element 2a for annular illumination is configured to be detachable with respect to the illumination optical path, and is configured to be switchable between a plurality of diffractive optical elements having different characteristics. Switching of the plurality of diffractive optical elements 2 with respect to the illumination optical path is performed by a drive system DR2 that operates according to a command from the controller CR.
  • a drive system DR2 that operates according to a command from the controller CR.
  • a switching method of the diffractive optical element 2 for example, a well-known turret method or slide method can be used.
  • the light guide member 3 has a triangular prism prism mirror extending in the Y direction, for example, and is configured to be detachable with respect to the illumination optical path. The light guide member 3 is inserted into and removed from the illumination optical path by a drive system DR3 that operates according to a command from the control unit CR.
  • multipolar illumination is performed by setting a diffractive optical element for multipole illumination (dipole illumination, quadrupole illumination, octupole illumination, etc.) in the illumination optical path.
  • a diffractive optical element for multipole illumination forms a light intensity distribution of multiple poles (bipolar, quadrupole, octupole, etc.) in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has the function to do.
  • the light beam that has passed through the diffractive optical element for multipole illumination is incident on the incident surface of the micro fly's eye lens 6 from, for example, a plurality of illumination fields having a predetermined shape (arc shape, circular shape, etc.) centered on the optical axis AX.
  • a predetermined shape arc shape, circular shape, etc.
  • the same multipolar pupil intensity distribution as that of the illumination field formed on the entrance plane is formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or in the vicinity of the illumination pupil.
  • a normal circular illumination can be performed by setting a diffractive optical element for circular illumination in the illumination optical path.
  • the diffractive optical element for circular illumination has a function of forming a circular light intensity distribution in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Therefore, the light beam that has passed through the diffractive optical element for circular illumination forms, for example, a circular illumination field around the optical axis AX on the incident surface of the micro fly's eye lens 6.
  • the same circular pupil intensity distribution as that of the illumination field formed on the incident surface is formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or in the vicinity of the illumination pupil.
  • various forms of modified illumination can be performed by setting a diffractive optical element having appropriate characteristics in the illumination optical path instead of the diffractive optical element for annular illumination.
  • the diffractive optical element 2 is retracted from a position in the illumination light path to a position outside the illumination light path, and the light guide member 3 is installed in the illumination light path.
  • the spatial light As shown in FIG. 2, in a state where the light guide member 3 is installed at a predetermined position in the illumination optical path, after the light from the light source LS is reflected by the first reflecting surface 3 a of the light guide member 3, the spatial light The light enters the modulator 4.
  • the light modulated by the spatial light modulator 4 is reflected by the second reflecting surface 3 b of the light guide member 3 and guided to the relay optical system 5.
  • the light guide member 3 is provided so as to be detachable with respect to the illumination light path, and guides light from the light source LS to the spatial light modulator 4 in a state where the light guide member 3 is installed at a predetermined position in the illumination light path.
  • the spatial light modulator 4 is fixedly installed and its position is physically immovable, but the spatial light modulator 4 is placed in the illumination optical path by installing the light guide member 3 in the illumination optical path.
  • the spatial light modulator 4 is positioned at a position outside the illumination optical path by retracting the light guide member 3 from the illumination optical path. In other words, the position of the spatial light modulator 4 is switched between the first position in the illumination light path and the second position outside the illumination light path by the insertion / removal operation of the light guide member 3.
  • the spatial light modulator 4 includes a main body 4a having a plurality of mirror elements SE arranged two-dimensionally, and a drive unit that individually controls and drives the postures of the plurality of mirror elements SE. 4b.
  • the light beam L1 is applied to the mirror element SEa among the plurality of mirror elements SE.
  • the light beam L2 is incident on a mirror element SEb different from the mirror element SEa.
  • the light beam L3 is incident on a mirror element SEc different from the mirror elements SEa and SEb
  • the light beam L4 is incident on a mirror element SEd different from the mirror elements SEa to SEc.
  • the mirror elements SEa to SEd give spatial modulations set according to their positions to the lights L1 to L4.
  • a direction parallel to the optical axis AX in a reference state in which the reflection surfaces of all the mirror elements SE are set along one plane (YZ plane).
  • reference state in which the reflection surfaces of all the mirror elements SE are set along one plane (YZ plane).
  • the surface on which the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 are arranged is positioned at or near the front focal position of the relay optical system 5. That is, the position of the array surface of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 and the position where the diffractive optical element 2 is installed in the illumination optical path are optically conjugate.
  • the relay optical system 5 determines the angle that the mirror elements SEa to SEd of the spatial light modulator 4 give to the emitted light on the incident surface 6a that is the far field region (Fraunhofer diffraction region) of the spatial light modulator 4. Convert to position.
  • the light intensity distribution (pupil intensity distribution) of the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 6 becomes a distribution corresponding to the light intensity distribution formed on the incident surface 6a by the spatial light modulator 4 and the relay optical system 5. .
  • the spatial light modulator 4 includes a large number of minute mirror elements SE arranged regularly and two-dimensionally along one plane with a planar reflecting surface as an upper surface. It is a movable multi-mirror.
  • Each mirror element SE is movable, and the inclination of the reflection surface, that is, the inclination angle and the inclination direction of the reflection surface are independently controlled by the drive unit 4b that operates according to a command from the control unit CR.
  • Each mirror element SE can rotate continuously or discretely by a desired rotation angle, with two directions parallel to the reflecting surface and two directions orthogonal to each other (for example, the Y direction and the Z direction) as rotation axes. it can. That is, it is possible to two-dimensionally control the inclination of the reflection surface of each mirror element SE.
  • each mirror element SE when the reflection surface of each mirror element SE is discretely rotated, the rotation angle is set in a plurality of states (for example,..., ⁇ 2.5 degrees, ⁇ 2.0 degrees,... 0 degrees, +0. It is better to perform switching control at 5 degrees... +2.5 degrees,.
  • FIG. 3 shows a mirror element SE having a square outer shape
  • the outer shape of the mirror element SE is not limited to a square.
  • the spatial light modulator 4 for example, a spatial light modulator that continuously changes the directions of a plurality of mirror elements SE arranged two-dimensionally is used.
  • a spatial light modulator for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-503300 and corresponding European Patent Publication No. 779530, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-78136, and corresponding US Pat. No. 6,900,
  • the spatial light modulator disclosed in Japanese Patent No. 915, Japanese National Publication No. 2006-524349 and US Pat. No. 7,095,546 corresponding thereto, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-113437 can be used.
  • the posture of the plurality of mirror elements SE is changed by the action of the drive unit 4 b that operates according to the control signal from the control unit CR, and each mirror element SE is in a predetermined direction. Is set.
  • the light reflected at a predetermined angle by each of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 forms a desired light intensity distribution on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6, and as a result, after the micro fly's eye lens 6.
  • a pupil intensity distribution having a desired shape and size is formed on the illumination pupil (position where the aperture stop 7 is disposed) in the side focal plane or in the vicinity thereof. Further, another illumination pupil position optically conjugate with the aperture stop 7, that is, the pupil position of the imaging optical system 10 and the pupil position of the projection optical system PL (position where the aperture stop AS is disposed) are also desired.
  • a pupil intensity distribution is formed.
  • a plurality of diffractive optical elements 2 that have different characteristics and can be selectively installed in the illumination optical path are provided as means for fixedly forming the light intensity distribution in the illumination pupil. Therefore, by setting a required diffractive optical element selected from the plurality of diffractive optical elements 2 in the illumination optical path, the pupil intensity distribution (and thus the illumination condition) can be discretely changed. Further, as means for variably forming the light intensity distribution on the illumination pupil, a spatial light modulator 4 is provided in which the postures of the plurality of mirror elements SE are individually changed. Therefore, the pupil intensity distribution formed in the illumination pupil can be freely and quickly changed by the light modulation action of the spatial light modulator 4.
  • the optical path between the main body 4a of the spatial light modulator 4 and the micro fly's eye lens 6 is developed in a straight line in order to facilitate understanding of the description.
  • each mirror element SE of the spatial light modulator 4 is used. It is conceivable that the orientations are aligned. Therefore, in the present embodiment, a detection unit DT that detects information related to the driving state of the mirror element SE of the spatial light modulator 4 is provided. The detection unit DT uses the information regarding the drive state of the mirror element SE of the spatial light modulator 4 to indicate that the control of the mirror element SE of the spatial light modulator 4 has become impossible, Detecting lost communication.
  • a device that optically detects the tilt of the mirror element can be used as a detection unit that detects whether the control of the mirror element SE of the spatial light modulator 4 is impossible.
  • Such devices include, for example, US Patent Publication No. 2008/0079930, International Patent Publication No. 2008/095695, International Patent Publication No. 2009/015845, US Patent No. 7,151,596, It is disclosed in 2004-294970.
  • teachings of US Patent Publication No. 2008/0079930, US Patent No. 7,151,596, and International Patent Publication Nos. 2008/095695 and 2009/015845 are incorporated by reference.
  • the control unit CR determines the possibility that light is excessively collected on one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 based on the information on the driving state from the detection unit DT, and based on the determination result.
  • a command for preventing or attenuating the propagation of light toward the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is sent to the light source LS or the illumination optical system IL.
  • the incident surface 6 a of the micro fly's eye lens 6 is a surface optically located at the Fourier transform position with respect to the array surface of the plurality of mirror elements SE on the rear side of the spatial light modulator 4.
  • the detection unit DT detects information related to the drive states of the plurality of mirror elements (optical elements) SE of the spatial light modulator 4. (S110).
  • the control unit CR causes the light that has passed through the plurality of mirror elements SE to reach one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 (generally, one point in the illumination optical path). It is determined whether there is a possibility of excessive condensing (S111). If there is a possibility of excessive light collection, the control unit CR sends a signal for preventing or attenuating the light emission of the light source LS to the light source LS (S112).
  • the light source LS stops light emission of the light source LS or attenuates light emission of the light source LS based on a signal from the control unit CR. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • control unit CR outputs a signal to a shutter (light-shielding member) SH provided to be detachable with respect to the optical path between the light source LS and the beam transmission unit 1, for example. Is sent out (S122).
  • the shutter SH is inserted into the optical path based on a signal from the control unit CR, and prevents light from propagating from the light source LS to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • control unit CR may be a light-reducing member (for example, a light-reducing filter) provided so as to be detachable with respect to the optical path between the light source LS and the beam transmission unit 1, for example. Etc.) A signal is sent to the ND (S132).
  • the dimming member ND is inserted into the optical path based on the signal from the control unit CR, and attenuates the propagation of light from the light source LS to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • the prevention or attenuation of light emission from the light source LS, the prevention of light propagation by the shutter SH, and the attenuation of light propagation by the dimming member ND are not necessarily alternatives, and may be performed in combination as appropriate. it can. Further, the shutter SH and the light reducing member ND do not need to be detachable with respect to the optical path between the light source LS and the beam transmitting unit 1. It may be removably provided at an appropriate position in the optical path between the two. Further, the shutter SH and the light reducing member ND do not need to be components of the illumination optical system IL, and can be configured to be incorporated in the light source LS, for example.
  • control unit CR sends a control signal to the light source LS via a required interface unit, and drives the built-in shutter SH to block light propagation or drives the built-in dimming member ND. To attenuate the propagation of light.
  • the light source is a light source that is detachably provided in the illumination optical path as a selector that positions the spatial light modulator 4 at one of the position in the illumination optical path and the position outside the illumination optical path.
  • a light guide member 3 that guides light from the LS to the spatial light modulator 4 and a drive system DR3 that drives insertion / removal of the light guide member 3 with respect to the illumination optical path are provided.
  • a selection is made to position the diffractive optical element at one of a position in the illumination optical path optically conjugate with an array plane of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 and a position outside the illumination optical path.
  • a drive system DR2 that drives switching of the plurality of diffractive optical elements 2 with respect to the illumination optical path is provided.
  • the detection unit DT includes the positional information (as a result, the light guide member 3 is located) regarding which of the first position in the illumination optical path and the second position outside the illumination optical path. Position information regarding whether the diffractive optical element 2 is installed in the illumination optical path or withdrawn from the illumination optical path), and a position regarding which of the first position in the illumination optical path and the second position outside the illumination optical path Detect information.
  • These pieces of position information are nothing but information regarding the states of the light guide member 3, the drive system DR3, and the drive system DR2 as a selector.
  • the control unit CR is 1 on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6. The possibility that the light is excessively collected at the point is determined, and based on the determination result, a command for preventing or attenuating the propagation of the light toward the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is given as the light source LS or the illumination optical system IL. To send.
  • control unit CR based on the position information from the detection unit DT, places the spatial light modulator 4 and each diffractive optical element 2 outside the illumination optical path, thereby allowing the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 to enter. It is detected in advance that light may be excessively collected on the upper point, and propagation of light to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is prevented or attenuated.
  • the detection unit DT detects position information regarding the position of the spatial light modulator 4 and position information regarding the position of each diffractive optical element 2.
  • the control unit CR excessively collects light from the light source LS at one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 (generally, one point in the illumination optical path) based on information from the detection unit DT. It is determined whether there is a possibility of light (S141). If there is a possibility that the light is excessively collected, the control unit CR sends a signal for preventing or attenuating the light emission of the light source LS to the light source LS (S142).
  • the light source LS stops light emission of the light source LS or attenuates light emission of the light source LS based on a signal from the control unit CR. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • position information regarding the positions of the spatial light modulator 4 and each diffractive optical element 2 is detected (S150), and the light source LS is detected. It is determined whether or not there is a possibility that light from the light will be excessively collected at one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 (S151). If there is a possibility of excessive light collection, the control unit CR sends a signal to the shutter SH (S152). The shutter SH is inserted into the optical path based on a signal from the control unit CR, and prevents light from propagating from the light source LS to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • the position information regarding the positions of the spatial light modulator 4 and each diffractive optical element 2 is detected as in the fourth and fifth embodiments ( S160), it is determined whether or not there is a possibility that the light from the light source LS is excessively condensed at one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 (S161). And when there exists a possibility of condensing too much, control part CR sends out a signal to light reduction member ND (S162).
  • the dimming member ND is inserted into the optical path based on the signal from the control unit CR, and attenuates the propagation of light from the light source LS to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6. On the other hand, when there is no possibility of excessive light collection, the state before the information detection of the detection unit DT is restored.
  • the spatial light modulator 4 is fixedly installed and the light guide member 3 is detachably attached to the illumination optical path.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the drive system DR3. It is also possible to adopt a configuration in which the spatial light modulator 4 and the light guide member 3 are integrally inserted into and removed from the illumination light path by the above action.
  • the drive system DR3 is a selector that allows the spatial light modulator 4 to be inserted into and removed from the optical path, more specifically, the spatial light modulator 4 among the position in the illumination optical path and the position outside the illumination optical path. It functions as a selector for positioning at either one of the positions.
  • the detection part DT is the position regarding the information regarding the state of the drive system DR3 as a selector, that is, the spatial light modulator 4 is located in either the 1st position in an illumination optical path, or the 2nd position outside an illumination optical path. Information will be detected.
  • the diffractive optical element 2 is provided so as to be freely inserted into and removed from the illumination optical path.
  • the controller CR excessively transmits light to one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 based on the positional information regarding the spatial light modulator 4 (and thus the light guide member 3) from the detector DT.
  • the possibility of condensing is determined, and based on the determination result, a command for preventing or attenuating the propagation of light toward the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is sent to the light source LS or the illumination optical system IL. .
  • the control unit CR moves to one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 when the spatial light modulator 4 is located outside the illumination optical path.
  • the light is likely to be excessively collected in advance, and the propagation of the light to the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is prevented or attenuated.
  • the diffractive optical element 2 is detachably provided at a position in the illumination optical path that is optically conjugate with the arrangement surface of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4.
  • the present invention is not limited to this.
  • the diffractive optical element 2 can be detachably provided at the position of the array surface of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4. That is, one diffractive optical element selected from the plurality of diffractive optical elements 2 or the spatial light modulator 4 can be detachably provided at the same position in the illumination optical path.
  • the orientations of all the mirror elements SE of the spatial light modulator 4 are not aligned, for example, when the orientations of a predetermined number or more of the mirror elements SE are aligned in order to perform a required light modulation operation,
  • the light having passed through a predetermined number or more of the mirror elements SE that are aligned is condensed at one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6, and the micro fly's eye lens 6 may be damaged by excessive light energy irradiation. .
  • the detection unit DT transmits information related to the driving state of the mirror element SE of the spatial light modulator 4, that is, the spatial light modulator 4 sent from the control unit CR to the drive unit 4b of the spatial light modulator 4.
  • Information relating to driving of the mirror element SE (in particular, information relating to a control signal transmitted from the control unit CR to the spatial light modulator 4 for the next light modulation operation) is detected.
  • the control unit CR determines the possibility that light is excessively collected on one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 based on the information on the driving state from the detection unit DT, and based on the determination result. Thus, execution of the light modulation operation of the spatial light modulator 4 is avoided.
  • the detection unit DT uses the spatial light modulator from the control unit CR for the next light modulation operation as information on the driving state of the mirror element SE of the spatial light modulator 4.
  • the control signal sent to the drive unit 4b is checked in advance.
  • the detection unit DT detects information (control signal to the spatial light modulator 4) regarding the driving state of the plurality of mirror elements SE in the next operation of the spatial light modulator 4, as shown in the flowchart of FIG. (S170).
  • the control unit CR causes the light that has passed through the plurality of mirror elements SE to reach one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 (generally, one point in the illumination optical path). It is determined whether or not there is a possibility of excessive light collection (S171).
  • the controller CR detects in advance that there is a possibility of excessive light collection, that is, the orientation of the mirror elements SE of a predetermined number or more is aligned in the next light modulation operation of the spatial light modulator 4,
  • the execution of the next light modulation operation of the spatial light modulator 4 is stopped (avoided) (S172).
  • the next light modulation operation of the spatial light modulator 4 is executed and the state before the information detection of the detection unit DT is returned.
  • the micro fly's eye lens 6 according to the information about the driving state of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 and the information about the position of the spatial light modulator 4 inside and outside the illumination optical path.
  • Light may be excessively collected on one point on the incident surface 6a (that is, a surface optically Fourier-transformed with the arrangement surface of the plurality of mirror elements SE on the rear side of the spatial light modulator 4).
  • the emission of the light source LS is inhibited, the emission of the light source LS is attenuated, the propagation of light is inhibited or reduced by the shutter SH.
  • Light propagation is attenuated by the optical member ND.
  • information on the driving state of the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 particularly information on the next light modulation operation of the spatial light modulator 4 (the control unit CR for the next light modulation operation).
  • the control signal transmitted from the light source to the spatial light modulator 4 the possibility that light is excessively collected at one point on the incident surface 6a of the micro fly's eye lens 6 is determined. The execution of the next light modulation operation of 4 is avoided.
  • the illumination optical system IL of this embodiment it is avoided that light is excessively collected at one point on the incident surface 6 a of the micro fly's eye lens 6, and as a result, a plurality of mirror elements of the spatial light modulator 4. It is possible to avoid the light that has passed through SE from being excessively collected and damaging the micro fly's eye lens 6. Further, in the exposure apparatus (IL to WS) of the present embodiment, it is possible to avoid that light passing through the plurality of mirror elements SE of the spatial light modulator 4 is excessively condensed and damages the micro fly's eye lens 6. By using the illumination optical system IL that can be used, it is possible to stably perform good exposure under appropriate illumination conditions according to the fine pattern of the mask M.
  • the relay optical system 5 as a condensing optical system that functions as a Fourier transform lens is disposed.
  • the present invention is not limited to this, and an optical system including an afocal optical system, a conical axicon system, a variable magnification optical system, or the like can be arranged instead of the relay optical system 5.
  • This type of optical system is disclosed in International Publication No. 2005 / 076045A1 and corresponding US Patent Application Publication No. 2006 / 0170901A.
  • the spatial light modulator having a plurality of optical elements that are two-dimensionally arranged and individually controlled the direction (angle: inclination) of the plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces is set.
  • An individually controllable spatial light modulator is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • a spatial light modulator that can individually control the height (position) of a plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces can be used.
  • a spatial light modulator for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-281869 and US Pat. No. 5,312,513 corresponding thereto, and Japanese Patent Laid-Open No. 2004-520618 and US Pat.
  • 6,885,493 can be used.
  • these spatial light modulators by forming a two-dimensional height distribution, an action similar to that of the diffractive surface can be given to incident light.
  • the spatial light modulator having a plurality of two-dimensionally arranged reflection surfaces described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 2006-513442 and US Pat. No. 6,891,655 corresponding thereto, Modifications may be made in accordance with the disclosure of Japanese Patent Publication No. 2005-524112 and US Patent Publication No. 2005/0095749 corresponding thereto.
  • a reflective spatial light modulator having a plurality of mirror elements is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • transmission disclosed in US Pat. No. 5,229,872 A type of spatial light modulator may be used.
  • teachings of US Pat. Nos. 5,229,872 and 6,891,655 and US Patent Publication No. 2005/0095749 are incorporated by reference.
  • the micro fly's eye lens 6 is used as the optical integrator, but an internal reflection type optical integrator (typically, a rod type integrator) may be used instead.
  • an imaging optical system that forms a position optically conjugate with the arrangement surface of the plurality of mirror elements SE of the diffractive optical element 2a or the spatial light modulator 4 is disposed.
  • a rod-type integrator is arranged so that the incident end is positioned at or near the conjugate position by the imaging optical system. At this time, the injection end of the rod-type integrator is positioned at the mask blind 9.
  • a position optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL in the imaging optical system 10 downstream of the rod type integrator can be called an illumination pupil plane.
  • this position and a position optically conjugate with this position are also called the illumination pupil plane. Can do.
  • each of the above-described embodiments includes a CPU (Central Processing Unit) that centrally controls each unit, a memory that stores various data in a rewritable manner, various programs, and nonvolatile data that stores data generated by the programs.
  • Auxiliary memory and an I / F unit for connecting each unit and the CPU may be provided.
  • the control unit CR can be realized by, for example, reading a predetermined program stored in the auxiliary memory into the memory and executing it by the CPU.
  • the predetermined program stored in the auxiliary memory can be a program for executing the control method according to any of the above-described embodiments.
  • variable pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a mask.
  • a variable pattern forming apparatus for example, a DMD (digital micromirror device) including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used.
  • An exposure apparatus using DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-304135, pamphlet of International Patent Publication No. 2006/080285 and US Patent Publication No. 2007/0296936 corresponding thereto.
  • a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used.
  • a variable pattern forming apparatus may be used even when the pattern surface is placed horizontally.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus.
  • the exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device.
  • a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a substrate of the semiconductor device (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film.
  • Step S42 the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the wafer W after the transfer is completed.
  • Development that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred (step S46: development process).
  • step S48 processing step.
  • the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the projection exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. It is.
  • the surface of the wafer W is processed through this resist pattern.
  • the processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like.
  • the projection exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element.
  • a pattern formation process step S50
  • a color filter formation process step S52
  • a cell assembly process step S54
  • a module assembly process step S56
  • a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment.
  • the pattern forming step includes an exposure step of transferring the pattern to the photoresist layer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, and development of the plate P on which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate. And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.
  • a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B
  • a color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction.
  • a liquid crystal panel liquid crystal cell
  • a liquid crystal panel is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52.
  • a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter.
  • various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
  • the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
  • an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display
  • various devices such as an image sensor (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, and a DNA chip.
  • the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask,
  • ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light.
  • the present invention is not limited to this, and other suitable laser light sources.
  • the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm.
  • a so-called immersion method is applied in which the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate is filled with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1. You may do it.
  • a method for filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate a method for locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO 99/49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873 in a liquid bath, or a stage having a predetermined depth on a stage as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114.
  • a technique of forming a liquid tank and holding the substrate in the liquid tank can be employed.
  • the so-called polarization illumination method disclosed in US Publication No. 2006/0170901 and US Publication No. 2007/0146676 can be applied.
  • the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask (or wafer) in the exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and an object other than the mask (or wafer) is used.
  • the present invention can also be applied to a general illumination optical system that illuminates the irradiation surface.

Landscapes

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Abstract

　空間光変調器の複数の光学要素を経た光が過度に集光して光学部材を損傷させるのを回避する。光源（ＬＳ）からの光に基づいて被照射面（Ｍ）を照明する照明光学系（ＩＬ）は、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器（４）と、空間光変調器の複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知する検知部（ＤＴ）と、検知部からの情報に基づいて、空間光変調器よりも後側において複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面（６ａ）上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させるための制御部（ＣＲ）とを備えている。

Description

照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
　本発明は、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。
　この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源（一般には照明瞳における所定の光強度分布）を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面（露光装置の場合にはマスクまたはウェハ）との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。
　二次光源からの光束は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。
　従来、ズーム光学系を用いることなく瞳強度分布（ひいては照明条件）を連続的に変更することのできる照明光学系が提案されている（特許文献１を参照）。特許文献１に開示された照明光学系では、アレイ状に配列され且つ傾斜角および傾斜方向が個別に駆動制御される多数の微小なミラー要素により構成された可動マルチミラーを用いて、入射光束を反射面毎の微小単位に分割して偏向させることにより、光束の断面を所望の形状または所望の大きさに変換し、ひいては所望の瞳強度分布を実現している。
特開２００２－３５３１０５号公報
　特許文献１に記載された照明光学系では、姿勢が個別に制御される多数のミラー要素を有する空間光変調器を用いているので、瞳強度分布の形状および大きさの変更に関する自由度は高い。しかしながら、後述するような様々な理由により、空間光変調器の多数のミラー要素を経た光が光路中の１点へ過度に集光する可能性があり、この過度の集光により光学部材が損傷を受ける恐れがある。
　本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、空間光変調器の複数の光学要素を経た光が過度に集光して光学部材を損傷させるのを回避することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、空間光変調器の複数の光学要素を経た光が過度に集光して光学部材を損傷させるのを回避することのできる照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を安定的に行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知する検知部と、
　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させるための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
　本発明の第２形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
　前記空間光変調器を照明光路内の位置および前記照明光路外の位置のうちのいずれか一方の位置に位置決めさせる選択器と、
　前記選択器の状態に関する情報を検知する検知部と、
　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させるための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
　本発明の第３形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知する検知部と、
　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記空間光変調器の光変調動作の実行を回避するように前記空間光変調器を制御するための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
　本発明の第４形態では、第１形態、第２形態または第３形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
　本発明の第５形態では、第４形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
　本発明の第６形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知し、
　前記駆動状態に関する情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
　該判断結果に基づいて、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を前記光源または前記照明光学系へ送出することを特徴とする制御方法を提供する。
　本発明の第７形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、前記照明光学系の照明光路内外の位置に選択的に位置決め可能であって二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
　前記空間光変調器が前記照明光路内の第１位置および前記照明光路外の第２位置のうちいずれに位置するかに関する位置情報を検知し、
　前記位置情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
　該判断結果に基づいて、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を前記光源または前記照明光学系へ送出することを特徴とする制御方法を提供する。
　本発明の第８形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知し、
　前記駆動状態に関する情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
　該判断結果に基づいて、前記空間光変調器の光変調動作の実行を回避することを特徴とする制御方法を提供する。
　本発明の第９形態では、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器における前記複数の光学要素の駆動を制御する制御プログラムであって、第６形態乃至第８形態のいずれか１つの形態の方法をコンピュータにより実行させることを特徴とする制御プログラムを提供する。
　本発明では、空間光変調器の複数の光学要素の駆動状態に関する情報および空間光変調器の照明光路内外の位置に関する情報のうちの少なくともいずれか１つの情報に応じて、空間光変調器よりも後側において複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、この所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させる。また、空間光変調器の複数の光学要素の駆動状態に関する情報、とりわけ空間光変調器の次の光変調動作に関する情報に応じて、上記所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、空間光変調器の次の光変調動作の実行を回避する。
　その結果、本発明の照明光学系では、上記所定面上の１点へ光が過度に集光することが回避され、ひいては空間光変調器の複数の光学要素を経た光が過度に集光して光学部材を損傷させるのを回避することができる。また、本発明の露光装置では、空間光変調器の複数の光学要素を経た光が過度に集光して光学部材を損傷させるのを回避することのできる照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を安定的に行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 空間光変調ユニットにおける空間光変調器の作用を説明する図である。 空間光変調器の要部の部分斜視図である。 空間光変調器の各ミラー要素の向きが揃うと各ミラー要素を経た光が１点に集光する様子を示す図である。 第１実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第２実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第３実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第４実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第５実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第６実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 第７実施例にかかる制御方法のフローチャートである。 半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
　本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１において、感光性基板であるウェハＷの露光面の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの露光面内において図１の紙面に平行な方向に沿ってＸ軸を、ウェハＷの露光面内において図１の紙面に垂直な方向に沿ってＹ軸をそれぞれ設定している。
　図１を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源ＬＳから露光光（照明光）が供給される。光源ＬＳとして、例えば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源ＬＳから射出された光は、ビーム送光部１を介して、空間光変調ユニットＳＵに入射する。ビーム送光部１は、光源ＬＳからの入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ空間光変調ユニットＳＵへ導くとともに、空間光変調ユニットＳＵに入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。
　空間光変調ユニットＳＵは、照明光路中の所定位置に選択的に設置可能な複数の回折光学素子２と、照明光路に対して挿脱自在な導光部材３と、照明光学系ＩＬの光軸ＡＸからＸ方向に離間した所定位置に固定的に設置された空間光変調器４とを備えている。空間光変調ユニットＳＵの具体的な構成および作用については後述する。以下の説明では、露光装置の構成および作用の理解を容易にするために、照明光路中には輪帯照明用の回折光学素子２ａが設置され、導光部材３は照明光路中に設置されていないものとする。
　この場合、ビーム送光部１を介した光源ＬＳからの光は、回折光学素子２ａを経た後、空間光変調器４を介することなく、リレー光学系５に入射する。輪帯照明用の回折光学素子２ａは、例えば矩形状の断面を有する平行光束が光軸ＡＸに沿って入射した場合、ファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に、光軸ＡＸを中心とした輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。回折光学素子２ａを経て、空間光変調ユニットＳＵから射出された光は、リレー光学系５を介して、マイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）６に入射する。
　リレー光学系５は、その前側焦点位置と回折光学素子２ａの位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置とマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａの位置とがほぼ一致するように設定されている。したがって、回折光学素子２ａを介した光は、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａに、例えば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の光強度分布を形成する。マイクロフライアイレンズ６は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。
　マイクロフライアイレンズでは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。マイクロフライアイレンズ６における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、マスクＭ上において形成すべき照野の形状（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状である。このようなマイクロフライアイレンズ８の構成および作用は、例えば米国特許第６７４１３９４号公報に開示されている。なお、マイクロフライアイレンズ６として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号公報に開示されている。ここでは、米国特許第６７４１３９４号公報および第６９１３３７３号公報の教示を参照として援用する。
　マイクロフライアイレンズ６に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、入射光束によって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸ＡＸを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源（輪帯状の瞳強度分布）が形成される。マイクロフライアイレンズ６の後側焦点面またはその近傍に形成された二次光源からの光束は、その近傍に配置された開口絞り７に入射する。
　開口絞り７は、マイクロフライアイレンズ６の後側焦点面またはその近傍に形成される輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部（光透過部）を有する。開口絞り７は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。開口絞り７は、後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。
　開口絞り７により制限された二次光源からの光は、コンデンサー光学系８を介して、マスクブラインド９を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド９には、マイクロフライアイレンズ６の矩形状の微小屈折面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド９の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系１０の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系１０は、マスクブラインド９の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。
　マスクステージＭＳ上に保持されたマスクＭを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳ上に保持されたウェハ（感光性基板）Ｗ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハステージＷＳを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが順次露光される。
　本実施形態では、マイクロフライアイレンズ６により形成される二次光源を光源として、照明光学系ＩＬの被照射面に配置されるマスクＭをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系ＩＬの照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面（マスクＭが配置される面、または投影光学系ＰＬを含めて照明光学系と考える場合にはウェハＷが配置される面）が光学的なフーリエ変換面となる。
　なお、瞳強度分布とは、照明光学系ＩＬの照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。マイクロフライアイレンズ６による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ６の入射面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（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ６の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。
　空間光変調ユニットＳＵにおいて、輪帯照明用の回折光学素子２ａは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、特性の異なる複数の回折光学素子と切り換え可能に構成されている。複数の回折光学素子２の照明光路に対する切り換えは、制御部ＣＲからの指令にしたがって作動する駆動系ＤＲ２により行われる。回折光学素子２の切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。また、導光部材３は、例えばＹ方向に延びる三角柱状のプリズムミラーの形態を有し、照明光路に対して挿脱自在に構成されている。導光部材３の照明光路に対する挿脱は、制御部ＣＲからの指令にしたがって作動する駆動系ＤＲ３により行われる。
　輪帯照明用の回折光学素子２ａに代えて、複数極照明（２極照明、４極照明、８極照明など）用の回折光学素子を照明光路中に設定することによって、複数極照明を行うことができる。複数極照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに複数極状（２極状、４極状、８極状など）の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、複数極照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ６の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした複数の所定形状（円弧状、円形状など）の照野からなる複数極状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ６の後側焦点面またはその近傍の照明瞳にも、その入射面に形成された照野と同じ複数極状の瞳強度分布が形成される。
　また、輪帯照明用の回折光学素子２ａに代えて、円形照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することによって、通常の円形照明を行うことができる。円形照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、円形照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ６の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした円形状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ６の後側焦点面またはその近傍の照明瞳にも、その入射面に形成された照野と同じ円形状の瞳強度分布が形成される。また、輪帯照明用の回折光学素子に代えて、適当な特性を有する回折光学素子を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。
　空間光変調ユニットＳＵでは、空間光変調器４の使用に際して、回折光学素子２を照明光路内の位置から照明光路外の位置へ退避させ、導光部材３を照明光路中に設置する。図２に示すように、導光部材３が照明光路中の所定位置に設置された状態では、光源ＬＳからの光が、導光部材３の第１反射面３ａによって反射された後、空間光変調器４に入射する。空間光変調器４により変調された光は、導光部材３の第２反射面３ｂにより反射され、リレー光学系５へ導かれる。
　このように、導光部材３は、照明光路に対して挿脱自在に設けられ、照明光路中の所定位置に設置された状態において光源ＬＳからの光を空間光変調器４へ導く。すなわち、空間光変調器４は固定的に設置されており、その位置は物理的には不動であるが、導光部材３を照明光路中に設置することにより空間光変調器４は照明光路内の位置に位置決めされ、導光部材３を照明光路から退避させることにより空間光変調器４は照明光路外の位置に位置決めされる。別の表現をすれば、導光部材３の挿脱動作により、空間光変調器４の位置が照明光路内の第１位置と照明光路外の第２位置との間で切り換えられる。
　空間光変調器４は、図２および図３に示すように、二次元的に配列された複数のミラー要素ＳＥを有する本体４ａと、複数のミラー要素ＳＥの姿勢を個別に制御駆動する駆動部４ｂとを備えている。説明および図示を簡単にするために、図２および図３では空間光変調器４の本体４ａが４×４＝１６個のミラー要素ＳＥを備える構成例を示しているが、実際には１６個よりもはるかに多数のミラー要素ＳＥを備えている。
　図２を参照すると、光軸ＡＸと平行な方向に沿って導光部材３の第１反射面３ａに入射する光線群のうち、光線Ｌ１は複数のミラー要素ＳＥのうちのミラー要素ＳＥａに、光線Ｌ２はミラー要素ＳＥａとは異なるミラー要素ＳＥｂにそれぞれ入射する。同様に、光線Ｌ３はミラー要素ＳＥａ，ＳＥｂとは異なるミラー要素ＳＥｃに、光線Ｌ４はミラー要素ＳＥａ～ＳＥｃとは異なるミラー要素ＳＥｄにそれぞれ入射する。ミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄは、その位置に応じて設定された空間的な変調を光Ｌ１～Ｌ４に与える。
　空間光変調器４では、すべてのミラー要素ＳＥの反射面が１つの平面（ＹＺ平面）に沿って設定された基準の状態（以下、「基準状態」という）において、光軸ＡＸと平行な方向に沿って入射した光線が、空間光変調器４の各ミラー要素ＳＥで反射された後に、導光部材３の第２反射面３ｂにより光軸ＡＸとほぼ平行な方向に向かって反射されるように構成されている。また、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥが配列される面は、リレー光学系５の前側焦点位置またはその近傍に位置決めされている。すなわち、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの配列面の位置と、回折光学素子２が照明光路中に設置される位置とは、光学的に共役である。
　したがって、空間光変調器４のミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａに所定の光強度分布ＳＰ１～ＳＰ４を形成する。すなわち、リレー光学系５は、空間光変調器４のミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄが射出光に与える角度を、空間光変調器４の遠視野領域（フラウンホーファー回折領域）である入射面６ａ上での位置に変換する。こうして、マイクロフライアイレンズ６が形成する二次光源の光強度分布（瞳強度分布）は、空間光変調器４およびリレー光学系５が入射面６ａに形成する光強度分布に対応した分布になる。
　空間光変調器４は、図３に示すように、平面形状の反射面を上面にした状態で１つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に配列された多数の微小なミラー要素ＳＥを含む可動マルチミラーである。各ミラー要素ＳＥは可動であり、その反射面の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾斜方向は、制御部ＣＲからの指令にしたがって作動する駆動部４ｂにより独立に制御される。各ミラー要素ＳＥは、その反射面に平行な二方向であって互いに直交する二方向（例えばＹ方向およびＺ方向）を回転軸として、所望の回転角度だけ連続的或いは離散的に回転することができる。すなわち、各ミラー要素ＳＥの反射面の傾斜を二次元的に制御することが可能である。
　なお、各ミラー要素ＳＥの反射面を離散的に回転させる場合、回転角を複数の状態（例えば、・・・、－２．５度、－２．０度、・・・０度、＋０．５度・・・＋２．５度、・・・）で切り換え制御するのが良い。図３には外形が正方形状のミラー要素ＳＥを示しているが、ミラー要素ＳＥの外形形状は正方形に限定されない。ただし、光利用効率の観点から、ミラー要素ＳＥの隙間が少なくなるように配列可能な形状（最密充填可能な形状）とすることができる。また、光利用効率の観点から、隣り合う２つのミラー要素ＳＥの間隔を必要最小限に抑えることができる。
　本実施形態では、空間光変調器４として、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素ＳＥの向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば特表平１０－５０３３００号公報およびこれに対応する欧州特許公開第７７９５３０号公報、特開２００４－７８１３６号公報およびこれに対応する米国特許第６,９００,９１５号公報、特表２００６－５２４３４９号公報およびこれに対応する米国特許第７,０９５,５４６号公報、並びに特開２００６－１１３４３７号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。なお、二次元的に配列された複数のミラー要素ＳＥの向きを離散的に複数の段階を持つように制御してもよい。ここでは、欧州特許公開第７７９５３０号公報並びに米国特許第６,９００,９１５号公報および第７,０９５,５４６号公報の教示を参照として援用する。
　こうして、空間光変調器４では、制御部ＣＲからの制御信号に応じて作動する駆動部４ｂの作用により、複数のミラー要素ＳＥの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素ＳＥがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａに所望の光強度分布を形成し、ひいてはマイクロフライアイレンズ６の後側焦点面またはその近傍の照明瞳（開口絞り７が配置されている位置）に、所望の形状および大きさを有する瞳強度分布を形成する。さらに、開口絞り７と光学的に共役な別の照明瞳位置、すなわち結像光学系１０の瞳位置および投影光学系ＰＬの瞳位置（開口絞りＡＳが配置されている位置）にも、所望の瞳強度分布が形成される。
　露光装置では、マスクＭのパターンをウェハＷに高精度に且つ忠実に転写するために、パターン特性に応じた適切な照明条件のもとで露光を行うことが重要である。本実施形態では、照明瞳に光強度分布を固定的に形成する手段として、互いに異なる特性を有し且つ照明光路中に選択的に設置可能な複数の回折光学素子２を備えている。したがって、複数の回折光学素子２から選択された所要の回折光学素子を照明光路中に設定することにより、瞳強度分布（ひいては照明条件）を離散的に変更することができる。また、照明瞳に光強度分布を可変的に形成する手段として、複数のミラー要素ＳＥの姿勢がそれぞれ個別に変化する空間光変調器４を備えている。したがって、空間光変調器４の光変調作用により、照明瞳に形成される瞳強度分布を自在に且つ迅速に変化させることができる。
　しかしながら、本実施形態では、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥを経た光が照明光路中の１点へ過度に集光する可能性があり、この過度の集光により光学部材が損傷を受ける恐れがある。すなわち、何らかの理由により、図４に示すように空間光変調器４の本体４ａの各ミラー要素ＳＥの向きが揃うと、各ミラー要素ＳＥおよびリレー光学系５を経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に集光し、過度の光エネルギ照射によりマイクロフライアイレンズ６が破損する。なお、図４では、説明の理解を容易にするために、空間光変調器４の本体４ａとマイクロフライアイレンズ６との間の光路を直線状に展開している。
　具体的には、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの制御が不能な状態になった場合や、空間光変調器４に電気が通じなくなった場合に、空間光変調器４の各ミラー要素ＳＥの向きが揃うことが考えられる。そこで、本実施形態では、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報を検知する検知部ＤＴを備えている。検知部ＤＴは、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報として、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの制御が不能な状態になったことや、空間光変調器４に電気が通じなくなったことなどを検知する。
　空間光変調器４のミラー要素ＳＥの制御が不能な状態であるか否かを検知する検知部として、ミラー要素の傾きを光学的に検出する装置を用いることができる。このような装置は、たとえば米国特許公開第２００８／００７９９３０号公報、国際特許公開第２００８／０９５６９５号パンフレット、国際特許公開第２００９／０１５８４５号パンフレット、米国特許第７，１５１，５９６号公報、特開２００４－２９４９７０号公報に開示されている。ここでは、米国特許公開第２００８／００７９９３０号公報、米国特許第７，１５１，５９６号公報、並びに国際特許公開第２００８／０９５６９５号パンフレットおよび第２００９／０１５８４５号パンフレットの教示を参照として援用する。
　制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの駆動状態に関する情報に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、この判断結果に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を光源ＬＳまたは照明光学系ＩＬへ送出する。ここで、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａは、空間光変調器４よりも後側において複数のミラー要素ＳＥの配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある面である。
　具体的に、第１実施例の制御方法では、図５のフローチャートに示すように、検知部ＤＴが、空間光変調器４の複数のミラー要素（光学要素）ＳＥの駆動状態に関する情報を検知する（Ｓ１１０）。次いで、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの情報に基づいて、複数のミラー要素ＳＥを経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点（一般には照明光路中の１点）に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１１１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、光源ＬＳの発光を阻止または減衰させる信号を光源ＬＳへ送出する（Ｓ１１２）。光源ＬＳは、制御部ＣＲからの信号に基づいて、光源ＬＳの発光を停止させたり、光源ＬＳの発光を減衰させたりする。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　また、図６のフローチャートに示す第２実施例の制御方法では、第１実施例と同様に、複数のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報を検知し（Ｓ１２０）、複数のミラー要素ＳＥを経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１２１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、例えば光源ＬＳとビーム送光部１との間の光路に対して挿脱自在に設けられたシャッター（遮光部材）ＳＨへ信号を送出する（Ｓ１２２）。シャッターＳＨは、制御部ＣＲからの信号に基づいて光路中に挿入され、光源ＬＳからマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を阻止する。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　また、図７のフローチャートに示す第３実施例の制御方法では、第１実施例および第２実施例と同様に、複数のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報を検知し（Ｓ１３０）、複数のミラー要素ＳＥを経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１３１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、例えば光源ＬＳとビーム送光部１との間の光路に対して挿脱自在に設けられた減光部材（例えば減光フィルタなど）ＮＤへ信号を送出する（Ｓ１３２）。減光部材ＮＤは、制御部ＣＲからの信号に基づいて光路中に挿入され、光源ＬＳからマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を減衰させる。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　なお、光源ＬＳの発光の阻止または減衰、シャッターＳＨによる光の伝播の阻止、および減光部材ＮＤによる光の伝播の減衰は、必ずしも択一的なものではなく、これらを適宜組み合わせて行うこともできる。また、シャッターＳＨおよび減光部材ＮＤは、光源ＬＳとビーム送光部１との間の光路に対して挿脱自在に設けられる必要はなく、例えば光源ＬＳとマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａとの間の光路中の適当な位置に挿脱自在に設けてもよい。また、シャッターＳＨおよび減光部材ＮＤは、照明光学系ＩＬの構成要素である必要はなく、例えば光源ＬＳに内蔵される構成も可能である。この場合、制御部ＣＲは、所要のインターフェース部を介して光源ＬＳに制御信号を送り、内蔵されたシャッターＳＨを駆動させて光の伝播を阻止したり、内蔵された減光部材ＮＤを駆動させて光の伝播を減衰させたりする。
　また、本実施形態では、空間光変調器４を照明光路内の位置および照明光路外の位置のうちのいずれか一方の位置に位置決めさせる選択器として、照明光路に挿脱自在に設けられて光源ＬＳからの光を空間光変調器４へ導く導光部材３と、この導光部材３の照明光路に対する挿脱を駆動する駆動系ＤＲ３とを備えている。そして、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの配列面と光学的に共役な照明光路内の位置と照明光路外の位置とのうちのいずれか一方の位置に回折光学素子を位置決めする選択器として、複数の回折光学素子２の照明光路に対する切り換えを駆動する駆動系ＤＲ２を備えている。
　したがって、すべての回折光学素子２が照明光路から退避し且つ導光部材３が照明光路から退避した状態になると、光源ＬＳからの光が回折光学素子２も空間光変調器４も経ることなく、リレー光学系４を介して、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点（光軸ＡＸの位置）に集光し、過度の光エネルギ照射によりマイクロフライアイレンズ６が破損する。そこで、本実施形態では、検知部ＤＴが、空間光変調器４が照明光路内の第１位置および照明光路外の第２位置のうちいずれに位置するかに関する位置情報（ひいては導光部材３が照明光路に設置されているか照明光路から退避しているかに関する位置情報）、および各回折光学素子２が照明光路内の第１位置および照明光路外の第２位置のうちいずれに位置するかに関する位置情報を検知する。
　これらの位置情報は、選択器としての導光部材３、駆動系ＤＲ３および駆動系ＤＲ２の状態に関する情報に他ならない。制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの空間光変調器４（ひいては導光部材３）に関する位置情報および各回折光学素子２に関する位置情報に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、この判断結果に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を光源ＬＳまたは照明光学系ＩＬへ送出する。
　換言すれば、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの位置情報に基づいて、空間光変調器４および各回折光学素子２がともに照明光路外に位置することによりマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性があることを事前に察知して、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を阻止または減衰させる。
　具体的に、第４実施例の制御方法では、図８のフローチャートに示すように、検知部ＤＴが、空間光変調器４の位置に関する位置情報および各回折光学素子２の位置に関する位置情報を検知する（Ｓ１４０）。次いで、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの情報に基づいて、光源ＬＳからの光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点（一般には照明光路中の１点）に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１４１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、光源ＬＳの発光を阻止または減衰させる信号を光源ＬＳへ送出する（Ｓ１４２）。光源ＬＳは、制御部ＣＲからの信号に基づいて、光源ＬＳの発光を停止させたり、光源ＬＳの発光を減衰させたりする。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　また、図９のフローチャートに示す第５実施例の制御方法では、第４実施例と同様に、空間光変調器４および各回折光学素子２の位置に関する位置情報を検知し（Ｓ１５０）、光源ＬＳからの光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１５１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、シャッターＳＨへ信号を送出する（Ｓ１５２）。シャッターＳＨは、制御部ＣＲからの信号に基づいて光路中に挿入され、光源ＬＳからマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を阻止する。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　また、図１０のフローチャートに示す第６実施例の制御方法では、第４実施例および第５実施例と同様に、空間光変調器４および各回折光学素子２の位置に関する位置情報を検知し（Ｓ１６０）、光源ＬＳからの光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１６１）。そして、過度に集光する可能性が有る場合、制御部ＣＲは、減光部材ＮＤへ信号を送出する（Ｓ１６２）。減光部材ＮＤは、制御部ＣＲからの信号に基づいて光路中に挿入され、光源ＬＳからマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を減衰させる。一方、過度に集光する可能性が無い場合、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　なお、上述の説明では、空間光変調器４を固定的に設置し且つ導光部材３を照明光路に対して挿脱自在に設けているが、これに限定されることなく、例えば駆動系ＤＲ３の作用により空間光変調器４と導光部材３とを照明光路に対して一体的に挿脱させる構成も可能である。この場合、駆動系ＤＲ３は、空間光変調器４を光路に対して挿脱自在にする選択器、さらに具体的には空間光変調器４を照明光路内の位置および照明光路外の位置のうちのいずれか一方の位置に位置決めさせる選択器として機能する。そして、検知部ＤＴは、選択器としての駆動系ＤＲ３の状態に関する情報、すなわち空間光変調器４が照明光路内の第１位置および照明光路外の第２位置のうちいずれに位置するかに関する位置情報を検知することになる。
　また、上述の説明では、回折光学素子２を照明光路に対して挿脱自在に設けているが、これに限定されることなく、回折光学素子２の設置を省略することもできる。この場合、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの空間光変調器４（ひいては導光部材３）に関する位置情報に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、この判断結果に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を光源ＬＳまたは照明光学系ＩＬへ送出することになる。別の表現をすれば、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの情報に基づいて、空間光変調器４が照明光路外に位置することによりマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性があることを事前に察知して、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａへの光の伝播を阻止または減衰させる。
　また、上述の説明では、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの配列面と光学的に共役な照明光路中の位置に対して回折光学素子２を挿脱自在に設けている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの配列面の位置に対して回折光学素子２を挿脱自在に設けることもできる。すなわち、照明光路中の同じ位置に対して、複数の回折光学素子２から選択された１つの回折光学素子または空間光変調器４を挿脱自在に設けることもできる。
　また、本実施形態では、空間光変調器４のすべてのミラー要素ＳＥの向きが揃わなくても、例えば所要の光変調動作を行うために所定数以上のミラー要素ＳＥの向きが揃うと、向きが揃った所定数以上のミラー要素ＳＥを経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点に集光し、過度の光エネルギ照射によりマイクロフライアイレンズ６が損傷を受ける恐れがある。
　そこで、本実施形態では、検知部ＤＴが、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報、すなわち制御部ＣＲから空間光変調器４の駆動部４ｂへ送出される空間光変調器４のミラー要素ＳＥの駆動に関する情報（とりわけ次の光変調動作のために制御部ＣＲから空間光変調器４へ送出される制御信号に関する情報）を検知する。制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの駆動状態に関する情報に基づいて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、この判断結果に基づいて、空間光変調器４の光変調動作の実行を回避する。
　具体的に、第７実施例の制御方法では、検知部ＤＴが、空間光変調器４のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報として、次の光変調動作のために制御部ＣＲから空間光変調器４の駆動部４ｂへ送出される制御信号を事前にチェックする。換言すれば、検知部ＤＴは、図１１のフローチャートに示すように、空間光変調器４の次動作における複数のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報（空間光変調器４への制御信号）を検知する（Ｓ１７０）。次いで、制御部ＣＲは、検知部ＤＴからの情報に基づいて、複数のミラー要素ＳＥを経た光がマイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点（一般には照明光路中の１点）に過度に集光する可能性の有無を判断する（Ｓ１７１）。
　そして、過度に集光する可能性が有ること、すなわち空間光変調器４の次の光変調動作において所定数以上のミラー要素ＳＥの向きが揃うことを事前に察知した場合、制御部ＣＲは、空間光変調器４の次の光変調動作の実行を停止（回避）する（Ｓ１７２）。一方、過度に集光する可能性が無い場合、空間光変調器４の次の光変調動作は実行されるとともに、検知部ＤＴの情報検知前の状態に戻る。
　以上のように、本実施形態では、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報や、空間光変調器４の照明光路内外の位置に関する情報に応じて、マイクロフライアイレンズ６の入射面（すなわち空間光変調器４よりも後側において複数のミラー要素ＳＥの配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある面）６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、入射面６ａへ向かう光の伝播を阻止または減衰させるために、光源ＬＳの発光を阻止したり、光源ＬＳの発光を減衰させたり、シャッターＳＨにより光の伝播を阻止したり、減光部材ＮＤにより光の伝播を減衰させたりする。
　また、本実施形態では、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの駆動状態に関する情報、とりわけ空間光変調器４の次の光変調動作に関する情報（次の光変調動作のために制御部ＣＲから空間光変調器４へ送出される制御信号に関する情報）に応じて、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、空間光変調器４の次の光変調動作の実行を回避する。
　その結果、本実施形態の照明光学系ＩＬでは、マイクロフライアイレンズ６の入射面６ａ上の１点へ光が過度に集光することが回避され、ひいては空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥを経た光が過度に集光してマイクロフライアイレンズ６を損傷させるのを回避することができる。また、本実施形態の露光装置（ＩＬ～ＷＳ）では、空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥを経た光が過度に集光してマイクロフライアイレンズ６を損傷させるのを回避することのできる照明光学系ＩＬを用いて、マスクＭの微細パターンに応じた適切な照明条件のもとで良好な露光を安定的に行うことができる。
　なお、上述の説明では、空間光変調ユニットＳＵとマイクロフライアイレンズ６との間の光路中に、フーリエ変換レンズとして機能する集光光学系としてのリレー光学系５が配置されている。しかしながら、これに限定されることなく、リレー光学系５に代えて、アフォーカル光学系、円錐アキシコン系、変倍光学系などを含む光学系を配置することもできる。この種の光学系は、国際公開第２００５／０７６０４５Ａ１号パンフレット、およびそれに対応する米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１Ａ号に開示されている。
　また、上述の説明では、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された複数の反射面の向き（角度：傾き）を個別に制御可能な空間光変調器を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ（位置）を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば特開平６－２８１８６９号公報及びこれに対応する米国特許第５，３１２，５１３号公報、並びに特表２００４－５２０６１８号公報およびこれに対応する米国特許第６，８８５，４９３号公報の図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、たとえば特表２００６－５１３４４２号公報およびこれに対応する米国特許第６，８９１，６５５号公報や、特表２００５－５２４１１２号公報およびこれに対応する米国特許公開第２００５／００９５７４９号公報の開示に従って変形しても良い。
　また、上述の説明では、複数のミラー要素を有する反射型の空間光変調器を用いているが、これに限定されることなく、たとえば米国特許第５，２２９，８７２号公報に開示される透過型の空間光変調器を用いても良い。ここでは、米国特許第５，２２９，８７２号公報および第６，８９１，６５５号公報、並びに米国特許公開第２００５／００９５７４９号公報の教示を参照として援用する。
　なお、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとして、マイクロフライアイレンズ６を用いているが、その代わりに、内面反射型のオプティカルインテグレータ（典型的にはロッド型インテグレータ）を用いても良い。この場合、リレー光学系５の代わりに、回折光学素子２ａまたは空間光変調器４の複数のミラー要素ＳＥの配列面と光学的に共役な位置を形成する結像光学系を配置する。そして、マイクロフライアイレンズ６とコンデンサー光学系８との代わりに、この結像光学系による共役位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がマスクブラインド９の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流の結像光学系１０内の、投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。
　また、上述の各実施形態は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、各種データを書換え可能に記憶するメモリと、各種のプログラム、プログラムの生成するデータ等を格納する不揮発性の補助メモリと、各部とＣＰＵを接続するＩ／Ｆ部とを備えていても良い。制御部ＣＲは、例えば補助メモリに記憶されている所定のプログラムをメモリに読み込み、ＣＰＵで実行することにより実現可能である。ここで、補助メモリに記憶される所定のプログラムは、上述の各実施形態のうちのいずれかにかかる制御方法を実行するためのプログラムとすることができる。
　また、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開２００４－３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレットおよびこれに対応する米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報に開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。ここでは、米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報の教示を参照として援用する。
　上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
　次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図１２は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１２に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の投影露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。
　その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の投影露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。
　図１３は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１３に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
　ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
　また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
　なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。
　また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６－１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０－３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。上述の実施形態において、米国公開公報第２００６／０１７０９０１号公報および米国公開公報第２００７／０１４６６７６号公報に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。ここでは、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット、特開平６－１２４８７３号公報、特開平１０－３０３１１４号公報、並びに米国公開公報第２００６／０１７０９０１号公報および第２００７／０１４６６７６号公報の教示を参照として援用する。
　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。
１　ビーム送光部
２　回折光学素子
３　導光部材
４　空間光変調器
５　リレー光学系
６　マイクロフライアイレンズ
８　コンデンサー光学系
９　マスクブラインド
１０　結像光学系
ＬＳ　光源
ＳＵ　空間光変調ユニット
ＣＲ　制御部
ＤＴ　検知部
ＳＨ　シャッター
ＮＤ　減光部材
Ｍ　マスク
ＰＬ　投影光学系
Ｗ　ウェハ

Claims (23)

  1. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
    　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
    　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知する検知部と、
    　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させるための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系。
  2. 前記検知部は、前記複数の光学要素の制御が不能な状態であることを検知することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
  3. 前記検知部は、前記空間光変調器に電気が通じていないことを検知することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
  4. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
    　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
    　前記空間光変調器を照明光路内の位置および前記照明光路外の位置のうちのいずれか一方の位置に位置決めさせる選択器と、
    　前記選択器の状態に関する情報を検知する検知部と、
    　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させるための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系。
  5. 前記選択器は、前記空間光変調器を光路に対して挿脱自在にすることを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
  6. 前記選択器は、前記照明光路に挿脱自在に設けられて前記光源からの光を前記空間光変調器へ導く導光部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
  7. 前記制御部は、前記空間光変調器が前記照明光路外に位置することにより前記所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性があることを事前に察知して、前記所定面への光の伝播を阻止または減衰させることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の照明光学系。
  8. 前記選択器は、前記複数の光学要素の配列面の位置または前記配列面と光学的に共役な前記照明光路内の位置と前記照明光路外の位置とのうちのいずれか一方の位置に回折光学素子を位置決めし、
    　前記制御部は、前記空間光変調器および前記回折光学素子がともに前記照明光路外に位置することにより前記所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性があることを事前に察知して、前記所定面への光の伝播を阻止または減衰させることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の照明光学系。
  9. 前記制御部は、前記検知部からの情報に基づいて、前記光源の発光を阻止または減衰させる信号を前記光源へ送出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明光学系。
  10. 前記光源から前記所定面への光の伝播を阻止するために、前記光源と前記所定面との間の光路に対して挿脱自在に設けられたシャッターを備え、
    　前記制御部は、前記検知部からの情報に基づいて、前記シャッターを制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照明光学系。
  11. 前記光源から前記所定面への光の伝播を減衰させるために、前記光源と前記所定面との間の光路に対して挿脱自在に設けられた減光部材を備え、
    　前記制御部は、前記検知部からの情報に基づいて、前記減光部材を制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の照明光学系。
  12. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
    　二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
    　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知する検知部と、
    　前記検知部からの情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、前記空間光変調器の光変調動作の実行を回避するように前記空間光変調器を制御するための制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系。
  13. 前記検知部は、前記制御部から前記空間光変調器へ送出される前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動に関する情報を検知することを特徴とする請求項１２に記載の照明光学系。
  14. 前記制御部は、前記空間光変調器の次の光変調動作において前記複数の光学要素のうちの所定数以上の光学要素の向きが揃うことを事前に察知して、前記空間光変調器の前記次の光変調動作の実行を回避することを特徴とする請求項１２または１３に記載の照明光学系。
  15. 前記空間光変調器は、二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の照明光学系。
  16. 前記駆動部は、前記複数のミラー要素の向きを連続的または離散的に変化させることを特徴とする請求項１５に記載の照明光学系。
  17. 所定のパターンを照明するための請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
  18. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。
  19. 請求項１７または１８に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
  20. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
    　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知し、
    　前記駆動状態に関する情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
    　該判断結果に基づいて、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を前記光源または前記照明光学系へ送出することを特徴とする制御方法。
  21. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、前記照明光学系の照明光路内外の位置に選択的に位置決め可能であって二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
    　前記空間光変調器が前記照明光路内の第１位置および前記照明光路外の第２位置のうちいずれに位置するかに関する位置情報を検知し、
    　前記位置情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
    　該判断結果に基づいて、前記所定面へ向かう光の伝播を阻止または減衰させる指令を前記光源または前記照明光学系へ送出することを特徴とする制御方法。
  22. 光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系とともに用いられ、二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器の制御方法において、
    　前記空間光変調器の前記複数の光学要素の駆動状態に関する情報を検知し、
    　前記駆動状態に関する情報に基づいて、前記空間光変調器よりも後側において前記複数の光学要素の配列面と光学的にフーリエ変換の位置にある所定面上の１点へ光が過度に集光する可能性を判断し、
    　該判断結果に基づいて、前記空間光変調器の光変調動作の実行を回避することを特徴とする制御方法。
  23. 二次元的に配列されて個別に駆動される複数の光学要素を有する空間光変調器における前記複数の光学要素の駆動を制御する制御プログラムであって、
    　請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の方法をコンピュータにより実行させることを特徴とする制御プログラム。
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