WO2013094733A1 - 計測方法、メンテナンス方法及びその装置 - Google Patents

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WO2013094733A1
WO2013094733A1 PCT/JP2012/083255 JP2012083255W WO2013094733A1 WO 2013094733 A1 WO2013094733 A1 WO 2013094733A1 JP 2012083255 W JP2012083255 W JP 2012083255W WO 2013094733 A1 WO2013094733 A1 WO 2013094733A1
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illumination
optical
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PCT/JP2012/083255
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古谷　俊輔
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株式会社ニコン
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70133—Measurement of illumination distribution, in pupil plane or field plane
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G—PHYSICS
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    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0961—Lens arrays

Definitions

  • the present invention relates to a measurement technique of optical characteristics of an illumination optical system having a spatial light modulator, a maintenance technique of the spatial light modulator, an exposure technique using the measurement technique or the maintenance technique, and a device manufacturing technique using the exposure technique.
  • an exposure apparatus such as a stepper or a scanning stepper used in a lithography process for manufacturing a device such as a semiconductor element (electronic device or micro device) has a uniform illumination distribution on a reticle (mask) under various illumination conditions.
  • An illumination optical system is provided to illuminate with.
  • the shape of the light intensity distribution hereinafter referred to as the pupil shape
  • An illumination optical system including an intensity distribution setting optical system using a movable multi-mirror spatial light modulator (SLM) having a large number of minute mirror elements with variable tilt angles has been proposed (for example, Patent Documents). 1).
  • Spatial light modulators used in illumination optical systems periodically measure the amount of variation in the drive characteristics (relationship between drive amount and actual tilt angle) of each mirror element and / or substantially tilt angle. It is preferable to perform maintenance for finding a mirror element (failed element) that cannot be controlled.
  • a mirror element failed element
  • the exposure apparatus cannot be used during that period, resulting in a problem that device productivity (throughput) deteriorates.
  • recent spatial light modulators have several tens of thousands to hundreds of thousands of mirror elements, so if the characteristics of all the mirror elements are measured, a long maintenance time is required, and the exposure apparatus is stopped for a long time. As a result, the deterioration of productivity also increases.
  • the pupil shape set through the many mirror elements of the spatial light modulator may gradually change. This is considered to be because the rigidity of the drive mechanism of each mirror element is changed by irradiation of exposure illumination light (exposure light) to the mirror element. Therefore, it is preferable that such a short-term fluctuation in drive characteristics of the mirror element can be measured without stopping the exposure apparatus.
  • an aspect of the present invention aims to efficiently perform measurement of optical characteristics of an optical device having a spatial light modulator or maintenance of the spatial light modulator.
  • a measurement method for measuring optical characteristics of an illumination optical system that irradiates light onto a surface to be irradiated via a plurality of optical elements included in the spatial light modulator, the illumination optical system
  • the spatial light modulator includes a plurality of spatial light modulators so as to direct light to a first region that is different from a region through which light traveling toward the irradiated surface passes in the pupil plane of the system or in a plane equivalent to the pupil plane.
  • a measurement method is provided that includes controlling at least one optical element of the optical element and detecting at least a portion of the light applied to the first region.
  • a maintenance method for a spatial light modulator that is provided in an illumination optical system that includes a plurality of optical elements and that irradiates light on a surface to be irradiated.
  • at least one of the plurality of optical elements included in the spatial light modulator so that the light is directed to a first region different from a region through which light traveling toward the irradiated surface passes in a plane equivalent to the pupil plane.
  • a maintenance method is provided that includes controlling one optical element and detecting at least a portion of the light applied to the first region.
  • an exposure method including a step of measuring an optical characteristic of the illumination optical system using the measurement method, or a step of maintaining the spatial light modulator using the maintenance method of the second aspect.
  • a measuring apparatus that measures the optical characteristics of an illumination optical system that irradiates light onto a surface to be irradiated via a plurality of optical elements included in the spatial light modulator, and the spatial light modulation thereof.
  • the plurality of optical elements included in the device direct light to a first region that is different from a region through which light traveling toward the irradiated surface passes, in the pupil plane of the illumination optical system or in a plane equivalent to the pupil plane.
  • a measuring device is provided that includes an optical element and a detection device that detects at least a portion of the light emitted to the first region.
  • a maintenance device for a spatial light modulator that is provided in an illumination optical system that includes a plurality of optical elements and that irradiates light on a surface to be irradiated.
  • An optical element that directs light to a first region different from a region through which light traveling toward the irradiated surface passes in the pupil plane of the illumination optical system or in a plane equivalent to the pupil plane is included in the first region.
  • a maintenance device including a detection device that detects irradiated light.
  • the illumination optical system there is provided an exposure apparatus for measuring the optical characteristics of the above.
  • the exposure apparatus that illuminates the pattern with the exposure light through the illumination optical system and exposes the substrate with the exposure light through the pattern and the projection optical system An exposure apparatus that performs maintenance of the spatial light modulator using a maintenance apparatus is provided.
  • the pattern of the photosensitive layer is formed on the substrate using the exposure method of the third aspect or the exposure apparatus of the sixth or seventh aspect, and the pattern is formed. Treating the substrate, and providing a device manufacturing method.
  • the aspect of the present invention it is possible to irradiate the first region with light that is incident on the first region or light to which the light is branched is not substantially irradiated to the irradiated surface. For this reason, it becomes possible to obtain
  • FIG. 1 is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus which concerns on an example of Embodiment
  • B is an enlarged view which shows the detection surface of the pupil monitor system in FIG. 1 (A).
  • (A) is an enlarged perspective view showing a part of the mirror element array of the spatial light modulator in FIG. 1 (A)
  • (B) is a perspective view showing a drive mechanism of one mirror element in FIG. 2 (A). It is.
  • (A) is an enlarged view showing the mirror element when the temperature is low
  • (B) is an enlarged view showing the mirror element when the temperature is high
  • C shows the relationship between the temperature of the mirror element, the drive signal, and the tilt angle.
  • (A) is a figure which shows the pupil shape when the temperature of a mirror element is low
  • (B) is a figure which shows the pupil shape when the temperature of a mirror element is high.
  • (A) is a figure which shows the effect
  • (B) is a figure which shows the effect
  • (C) is a figure which shows the principal part of the modification of a characteristic measuring apparatus. . It is a flowchart which shows an example of the operation
  • FIG. 5 is an enlarged view showing a maintenance measurement area on the detection surface.
  • A) is an enlarged view showing an arrangement of a mirror element group for variation measurement in an array of mirror elements
  • B) is an enlarged view showing another arrangement of a mirror element group for variation measurement
  • C) is a detection surface. It is an enlarged view which shows a fluctuation measurement area and a pupil monitor area.
  • (A) is an enlarged view showing the arrangement of a mirror element group for light quantity distribution measurement in the array of mirror elements
  • (B) is an enlarged view showing a maintenance measurement area on the detection surface. It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of an electronic device.
  • FIG. 1A shows a schematic configuration of an exposure apparatus EX according to the present embodiment.
  • the exposure apparatus EX is, for example, a scanning exposure type exposure apparatus (projection exposure apparatus) composed of a scanning stepper (scanner).
  • an exposure apparatus EX includes a light source 10 that generates illumination light (exposure light) IL for exposure, and a reticle surface Ra that is a pattern surface of a reticle R (mask) with the illumination light IL from the light source 10.
  • An illumination optical system ILS that illuminates the (illuminated surface) and a characteristic measurement device 8 that measures the optical characteristics of the illumination optical system ILS are provided.
  • the exposure apparatus EX includes a reticle stage RST that moves the reticle R, a projection optical system PL that projects an image of the pattern of the reticle R onto the surface of the wafer W (photosensitive substrate), and a wafer stage WST that moves the wafer W.
  • the main control system 35 is a computer that controls the overall operation of the apparatus, and various control systems.
  • the Z axis is set parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL
  • the X axis is set in a direction parallel to the paper surface of FIG. 1A in a plane perpendicular to the Z axis
  • the Y axis is set in the direction perpendicular to the axis.
  • the scanning direction of the reticle R and the wafer W during exposure is a direction parallel to the Y axis (Y direction).
  • the rotational directions (inclination directions) around the axes parallel to the X axis, the Y axis, and the Z axis will be described as the ⁇ x direction, the ⁇ y direction, and the ⁇ z direction.
  • an ArF excimer laser light source that emits a pulsed laser beam of a linearly polarized light having a wavelength of 193 nm is used.
  • a KrF excimer laser light source that supplies laser light having a wavelength of 248 nm, or a harmonic generator that generates harmonics of laser light output from a solid-state laser light source (YAG laser, semiconductor laser, etc.) is also used. it can.
  • linearly polarized illumination light IL composed of laser light emitted from a light source 10 controlled by a power supply unit (not shown) has a transmission optical system including a beam expander 11, a polarization direction, and a polarization state.
  • a polarizing optical system 12 for adjustment and a mirror 13 for bending an optical path a large number of minute mirrors whose inclination angles around two orthogonal axes of a spatial light modulator (SLM) 14 are variable. Incidently incident on the reflecting surface of the element 16 at a predetermined small incident angle.
  • the spatial light modulator 14 (hereinafter referred to as SLM 14) has an array of a large number of mirror elements 16 and a drive substrate portion 15 that supports and drives each mirror element 16. The tilt angle of each mirror element 16 is controlled by the SLM control system 17.
  • FIG. 2A is an enlarged perspective view showing a part of the SLM 14.
  • an array of a large number of mirror elements 16 arranged close to each other at a constant pitch in the Y direction and the Z direction is supported on the surface of the drive substrate portion 15 of the SLM 14.
  • the width of the mirror element 16 is several ⁇ m to several tens of ⁇ m
  • the number of mirror elements 16 arranged in the Y direction and the Z direction is about several hundreds.
  • the total number of mirror elements 16 is about 100,000 to 300,000.
  • the drive mechanism of one mirror element 16 includes, as an example, a hinge member 43 that supports the mirror element 16 via a column 41, a support substrate 44, and a hinge member on the support substrate 44.
  • the four support members 42 supporting the support 43 and the four electrodes 45A, 45B, 45C, 45D formed on the support substrate 44 are provided.
  • the electrostatic force acting between the electrodes is controlled by controlling the potential difference between the back surface of the mirror element 16 and the electrodes 45A to 45D, so that the mirror element 16 is flexibly supported via the hinge member 43.
  • the support post 41 can be swung and inclined. Thereby, the inclination angle around two orthogonal axes of the reflecting surface of the mirror element 16 fixed to the support column 41 can be continuously controlled within a predetermined variable range.
  • the drive substrate portion 15 provided with the array of the many mirror elements 16 and the drive mechanism corresponding thereto can be manufactured by using, for example, a MEMS (Microelectromechanical Systems) technology.
  • a MEMS Microelectromechanical Systems
  • a spatial light modulator for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-503300 and European Patent Publication No. 779530 corresponding thereto, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-78136 and US Patent No. 6, corresponding thereto.
  • Those disclosed in the specification of No. 900,915 and the like can be used.
  • the mirror element 16 is a substantially square plane mirror, the shape thereof may be an arbitrary shape such as a rectangle.
  • the SLM 14 forms a predetermined light intensity distribution (light quantity distribution) on an incident surface 25I of a fly-eye lens 25 to be described later via a large number of mirror elements 16 according to illumination conditions.
  • the SLM 14 reflects the illumination light IL and forms a light intensity distribution that increases the intensity in a circular region or an annular region on the incident surface 25I.
  • dipole or quadrupole illumination a light intensity distribution in which the intensity is increased in two or four regions is formed.
  • optimized illumination a complex optimized according to the pattern of the reticle R is used. A light intensity distribution having a shape is formed.
  • the main control system 35 supplies the illumination condition information to the control unit in the illumination control unit 36, and the control unit controls the tilt angles of all the mirror elements 16 of the SLM 14 via the SLM control system 17 accordingly. To do.
  • the illumination light IL reflected by the many mirror elements 16 of the SLM 14 enters the incident optical system 18 that converts the illumination light IL into parallel light along the optical axis AXI of the illumination optical system ILS.
  • the incident optical system 18 has a function of forming a distribution similar to the light intensity distribution formed on the incident surface 25I on a conjugate plane HP1 (a surface conjugate with the incident surface 25I) between the incident surface 25I and the incident optical system 18. Also have.
  • An ND filter having a different transmittance of the illumination light IL is provided in the illumination optical path in the vicinity of the conjugate plane HP1.
  • the ND filter is configured such that, for example, the plurality of neutral density filters 19A and 19B can be exchanged in order to switch the amount of illumination light IL in a plurality of stages.
  • the neutral density filter 19A has a constant transmittance of the illumination light IL and uniformly attenuates the illumination light IL.
  • the neutral density filter 19B has a predetermined transmittance distribution, and attenuates the illumination light IL with an arbitrary distribution.
  • the neutral density filters 19 ⁇ / b> A, 19 ⁇ / b> B and the like are supported on the outer peripheral portion of the turret plate rotated by the drive unit 27 controlled by the main control system 35.
  • a neutral density filter 19A having a relatively high transmittance is disposed in the illumination optical path.
  • the illumination light path may be made transparent without installing the neutral density filters 19A and 19B in the illumination light path.
  • the neutral density filter 19A may be disposed between the SLM 14 and the light source 10, and the neutral density filter 19B may be provided on a plane conjugate with the conjugate plane HP1 or in the vicinity thereof.
  • the neutral density filters 19A and 19B can form various patterns of illumination light IL by combining other filters having different illumination shapes and adjustment light amounts.
  • the illumination light IL that has passed through the neutral density filter 19A (or 19B or the like) is incident on the incident surface 25I of the fly-eye lens 25 via the relay optical system 24 including the first lens system 24a and the second lens system 24b.
  • the fly-eye lens 25 has a large number of lens elements arranged in close contact with each other in the Z direction and the Y direction, and the exit surface of the fly-eye lens 25 has a pupil plane IPP (conjugated with the exit pupil) of the illumination optical system ILS. Surface).
  • a pupil plane IPP conjuggated with the exit pupil of the illumination optical system ILS. Surface.
  • illumination pupil plane IPP On the pupil plane IPP (hereinafter referred to as illumination pupil plane IPP), a surface light source composed of a number of secondary light sources (light source images) is formed by wavefront division.
  • the fly-eye lens 25 Since the fly-eye lens 25 has a large number of optical systems arranged in parallel, the light intensity distribution on the entrance surface 25I is directly transmitted to the illumination pupil plane IPP which is the exit surface.
  • the incident surface 25I is a surface equivalent to the illumination pupil plane IPP (substantially the same or similar light amount distribution surface) and has an arbitrary light intensity distribution shape of the illumination light IL formed on the incident surface 25I ( The shape of the region surrounded by the contour line where the light intensity is at a predetermined level) becomes the pupil shape that is the shape of the light intensity distribution on the illumination pupil plane IPP as it is.
  • a microlens array may be used instead of the fly-eye lens 25.
  • an illumination aperture stop 26 for shielding illumination light IL having a coherence factor ( ⁇ value) exceeding 1 is installed on the illumination pupil plane IPP.
  • the ⁇ value is NAIL / NAPL by way of example using the numerical aperture NAIL of the illumination light IL incident on the reticle surface Ra and the maximum numerical aperture NAPL of the reticle R side (incident side) of the projection optical system PL. expressed.
  • the illumination aperture stop 26 may be installed on the entrance plane 25I.
  • a beam splitter 20 is installed between the first lens 24 a and the second lens 24 b, and a light beam branched by the beam splitter 20 from the illumination light IL passes through the condenser lens 21 and is a two-dimensional CCD or CMOS type. Is incident on an effective light receiving region (effective visual field range) 22a (see FIG. 1B).
  • the detection surface HP ⁇ b> 2 on which the effective light receiving region 22 a of the image sensor 22 is disposed is set conjugate with the incident surface 25 ⁇ / b> I of the fly-eye lens 25 by the condenser lens 21.
  • the detection surface HP2 is also a surface substantially equivalent to the illumination pupil plane IPP (a surface with a similar light amount distribution).
  • a pupil monitor system 23 (detection device) is configured including the beam splitter 20, the condenser lens 21, and the imaging device 22.
  • FIG. 1B is an enlarged view showing an effective light receiving region 22a of the image sensor 22 (pupil monitor system 23) in FIG.
  • a circular pupil monitor area 52 in the center of a substantially square effective light receiving region 22a is a region surrounded by a circle on which illumination light having a ⁇ value of 1 is incident. 52 is equivalent to a region (pupil shape region) 46IP (see FIG.
  • a light amount distribution 46 having a (similar) contour is formed. That is, in the beam splitter 20 of FIG. 1A, a part of the light beam directed to the pupil-shaped region 46IP of the illumination pupil plane IPP is branched and irradiated into the pupil monitor area 52.
  • the characteristic measurement unit in the illumination control unit 36 determines, in real time, the shape of the light intensity distribution in the illumination aperture stop 26 (the shape of the pupil-shaped region 46IP or the pupil shape) and the variation amount from the light intensity distribution in the pupil monitor area 52. Can be obtained.
  • substantially circular light quantity adjustment areas 53A and 53B are provided so as to sandwich the pupil monitor area 52 along a diagonal line that intersects at 45 ° counterclockwise with respect to the Y axis within the effective light receiving region 22a. Is provided.
  • the amount of light in the illumination aperture stop 26 is at least as good as the amount of light transmitted through the neutral density filter 19A, the light from one or more mirror elements 16 selected from the multiple mirror elements 16 of the SLM 14
  • the adjustment areas 53A and 53B are irradiated. Thereby, the light amount (illuminance) of the illumination light IL passing through the illumination aperture stop 26 can be finely adjusted, and the exposure amount irradiated to the wafer W can be adjusted.
  • the light amount adjustment areas 53A and 53B may be provided outside the effective light receiving area 22. Alternatively, the amount of illumination light may be measured by detecting light incident on the light amount adjustment areas 53A and 53B by the image sensor 22 or a separately provided sensor. Furthermore, the light source 10, the SLM 14, the neutral density filters 19A, 19B, and the like may be controlled based on the detection results detected in the light amount adjustment areas 53A, 53B. *
  • a substantially circular maintenance measurement area 54 and a fluctuation measurement area 55 are arranged outside the pupil monitor area 52 along a diagonal line in the effective light receiving area 22a that intersects the Y axis clockwise at 45 °. Is provided.
  • the measurement areas 54 and 55 can be made the widest.
  • the second light beam branched from the light enters the maintenance measurement area 54 and the fluctuation measurement area 55 in the effective light receiving region 22a.
  • the light beam incident on the areas 54IP and 55IP of the illumination pupil plane IPP is blocked by the illumination aperture stop 26 and cannot pass through the illumination pupil plane IPP.
  • the light beam toward the regions 54IP and 55IP may be shielded by a support member (not shown) of the fly-eye lens 25, for example.
  • the measurement areas 54 and 55 can be arranged in any area outside the pupil monitor area 52 within the effective light receiving area 22a.
  • the characteristic measurement unit in the illumination control unit 36 varies the drive characteristic (relationship between the drive amount and the tilt angle) of the mirror element 16 to be maintained in the SLM 14 from the light intensity distribution in the maintenance measurement area 54. Can be requested.
  • the characteristic measurement unit in the illumination control unit 36 can measure the short-term average fluctuation amount of the drive characteristic of the mirror element 16 of the SLM 14 in real time from the light intensity distribution in the fluctuation measurement area 55.
  • the detection surface HP2 may be a surface in the vicinity of a surface conjugate with the incident surface 25I.
  • the surface near this is an optical member having a refractive power on the incident side of the surface conjugate with the incident surface 25I (the condensing lens 21 in FIG.
  • FIG. 1A an optical member having a refractive power on the exit side.
  • it is a surface located in a space between the member (for example, a virtual optical member that is symmetrical to the condenser lens 21 with respect to a surface conjugate with the incident surface 25I).
  • the characteristic measurement device 8 that measures the optical characteristics of the illumination optical system ILS is configured including the pupil monitor system 23, the SLM control system 17, the illumination control unit 36, and the storage device 33 connected to the illumination control unit 36.
  • the illumination light IL from the surface light source formed on the illumination pupil plane IPP includes a first relay lens 28, a reticle blind (fixed field stop and variable field stop) 29, a second relay lens 30, and an optical path bending mirror 31. And an illumination area elongated in, for example, the X direction on the reticle surface Ra with a uniform illuminance distribution via the condenser optical system 32.
  • An illumination optical system ILS is configured including the system. Each optical member of the illumination optical system ILS is supported by a frame (not shown).
  • a neutral density filter 19A having a uniform and relatively high transmittance is provided in the illumination optical path, as shown in FIG. Be placed.
  • the distribution of the illuminance IP of the illumination light IL after passing through the neutral density filter 19A is uniform.
  • a neutral density filter 19B having a low transmittance at the center and a high transmittance around it. Is arranged in the illumination light path.
  • the distribution of the illuminance IP of the illumination light IL after passing through the neutral density filter 19B is low in a region 56A conjugate with the pupil monitor area 52 in FIG. 1B, and is a region outside the pupil monitor area 52 of the pupil monitor system 23. It becomes higher in a region 56B conjugate with (a region including the maintenance measurement area 54 and the fluctuation measurement area 55). Accordingly, even when the reticle surface Ra is illuminated with low illuminance, the measurement areas 54 and / or 55 can be illuminated with high illuminance, and the optical characteristics of the illumination optical system ILS can always be measured with high accuracy.
  • the pattern in the illumination area of the reticle R is transferred to one shot area of the wafer W via the telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer side).
  • the image is projected onto the exposure area at a predetermined projection magnification (for example, 1/4, 1/5, etc.).
  • the illumination pupil plane IPP is conjugate with the pupil plane (a plane conjugate with the exit pupil) of the projection optical system PL.
  • the wafer W includes a wafer having a photoresist (photosensitive material) coated at a predetermined thickness on the surface of a base material such as silicon.
  • the reticle R is attracted and held on the upper surface of the reticle stage RST, and the reticle stage RST is movable on the upper surface of the reticle base (not shown) (surface parallel to the XY plane) at a constant speed in the Y direction, and at least X It is mounted so as to be movable in the direction, the Y direction, and the ⁇ z direction.
  • the two-dimensional position of reticle stage RST is measured by a laser interferometer (not shown), and based on this measurement information, the position and speed of reticle stage RST are controlled by main control system 35 via drive system 37 including a linear motor and the like. To control.
  • wafer W is sucked and held on the upper surface of wafer stage WST via a wafer holder (not shown), and wafer stage WST is moved in the X and Y directions on the upper surface of the wafer base (not shown) (a surface parallel to the XY plane). It can move and can move at a constant speed in the Y direction.
  • the two-dimensional position of wafer stage WST is measured by a laser interferometer or an encoder (not shown), and based on this measurement information, main control system 35 positions wafer stage WST via drive system 38 including a linear motor and the like. And control the speed.
  • An alignment system (not shown) for aligning the reticle R and the wafer W is also provided.
  • the main control system 35 reads an illumination condition (pupil shape) determined for the reticle R from the exposure data file, and controls the read illumination condition.
  • the control unit in the illumination control unit 36 individually controls the inclination angles around the two axes of the mirror elements 16 of the SLM 14 via the SLM control system 17 according to the illumination conditions. Subsequently, the wafer W is moved to the scanning start position by the movement (step movement) of the wafer stage WST.
  • the light source 10 starts to emit light, and the wafer R is exposed with an image of the pattern of the reticle R by the projection optical system PL, and the projection magnification of the reticle R and the wafer W is increased through the reticle stage RST and the wafer stage WST.
  • the pattern image of the reticle R is scanned and exposed to one shot area of the wafer W. In this way, the image of the pattern of the reticle R is exposed on the entire shot area of the wafer W by the step-and-scan operation in which the step movement of the wafer W and the scanning exposure are repeated.
  • a target pupil shape in the illumination aperture stop 26 on the illumination pupil plane IPP is an annular region 51 (light intensity) having an inner radius r1 and an outer radius r2, as shown in FIG. Is a region in which is equal to or higher than a predetermined level.
  • the inclination angle around the first axis of the two orthogonal axes of the mirror element 16 with the SLM 14 immediately after the start of exposure is ⁇ ty1, and the reflection angle of the illumination light IL reflected by the mirror element 16 is ⁇ 1. (See FIG. 3A).
  • the temperature of the mirror element 16 and its drive mechanism gradually increases due to the irradiation energy of the illumination light IL, and the rigidity of the drive mechanism (particularly the hinge member 43 in FIG. 2B) decreases. . Therefore, if the drive signal (voltage) for driving the mirror element 16 is the same, the tilt angle ⁇ ty2 of the mirror element 16 becomes larger than ⁇ ty1 as shown in FIG.
  • the angle ⁇ 2 is also larger than ⁇ 1.
  • the tilt angle around the second axis of the two orthogonal axes of the mirror element 16 gradually increases, and the reflection angle of the reflected light also increases.
  • the pupil shape becomes an annular region 51A in which the inner radius r1A and the outer radius r2A are larger than the previous radii r1 and r2, respectively. Therefore, when the exposure is continued, if the drive signal for the mirror element 16 is set to the same value, the temperature of the mirror element 16 and its drive mechanism rises, and the pupil shape gradually increases. In this case, the relationship between the drive signal DS (voltage (V)) of the mirror element 16 and the tilt angle ⁇ ty around the first axis is before the temperature T of the mirror element 16 (hereinafter referred to as the mirror temperature T) rises. Is the straight line C1 in FIG. 3C.
  • the drive signal DS is set to DS1 (inclination angle ⁇ ty1) along the straight line C1 when the mirror temperature T is Ta, when the mirror temperature T rises to Tb and Tc, the mirror element 16 The angle increases as ⁇ ty2 and ⁇ ty3. Therefore, in order to maintain the tilt angle of the mirror element 16 at the initial tilt angle ⁇ ty1, the drive signals DS are (DS1- ⁇ ) and (DS1) along the straight lines C2 and C3 at the temperatures Tb and Tc, respectively. - ⁇ ) ( ⁇ > ⁇ ) may be reduced. That is, the fluctuation of the tilt angle of the mirror element 16 can be suppressed by reducing the drive signal DS as the mirror temperature T increases.
  • the tilt ki is actually a set of two values around two orthogonal axes.
  • the tilt ki is stored in the storage device 33 as drive characteristics of the mirror element 16 and is set in the SLM control system 17. *
  • the average temperature Tav of all the mirror elements 16 of the SLM 14 is a function of the integrated value of the irradiation energy of the illumination light IL passing through the illumination optical path of the illumination optical system ILS, and the integrated value of the irradiation energy is, for example, It can be monitored from a measurement value of an integrator sensor (not shown) that measures the energy of light branched from the illumination light IL in the illumination optical system ILS.
  • Information on the measurement value of the irradiation energy is supplied to the control unit of the illumination control unit 36, and the control unit obtains an average temperature Tav of the mirror element 16 from the information on the irradiation energy, and information on the temperature Tav and each mirror.
  • the set value of the tilt angle of the element 16 is supplied to the SLM control system 17.
  • a corresponding drive signal DS is obtained from the inclination ki of the straight line Ci corresponding to the temperature Tav and the set value of the inclination angle, and each mirror element 16 is driven by this drive signal DS.
  • the straight line slope ki corresponding to the temperature Tav may be obtained by interpolation of the straight line slope corresponding to the temperature close thereto. Thereby, even if the temperature of the mirror element 16 changes gradually, the inclination angle of the mirror element 16 can be set to the target value.
  • the driving characteristics (inclination ki of the straight line Ci) are different for each mirror element 16, and the driving characteristics fluctuate in the long term and in the short term.
  • a failure element failed optical element which is the mirror element 16 whose inclination angle ⁇ ty hardly changes even when, for example, the drive signal DS is changed during the operation of the exposure apparatus EX. Element
  • measuring the long-term fluctuation amount of the drive characteristics of the mirror element 16 and finding a faulty element in the mirror element 16 is regarded as maintenance of the SLM 14.
  • the maintenance of the SLM 14 is not limited to finding a failed optical element. Including finding optical elements that may fail.
  • a mirror element whose tilt angle ⁇ ty of the mirror element with respect to the drive signal DS is different from a set value, or a mirror element 16 whose tilting action is slow when the drive signal DS is given is regarded as an optical element that may cause a failure. Also good. Note that maintenance, maintenance, maintenance, inspection, etc. of the SLM 14 may be regarded as maintenance of the SLM 14.
  • step 102 in FIG. 6 reticle R is loaded onto reticle stage RST in FIG.
  • step 104 the main control system 35 outputs information on the illumination conditions of the reticle R to the illumination control unit 36.
  • the control unit of the illumination control unit 36 selects a mirror element group for maintenance from all the mirror elements 16 of the SLM 14.
  • the mirror elements 16 other than the maintenance mirror element group become a mirror element group for exposure.
  • mirror elements 16 at the left end along the upper side, and four mirror elements 16 below the four mirror elements 16 are shown.
  • the lower four mirror elements 16 and the lower four mirror elements 16 become the first, second, third and fourth mirror element groups 47A, 47B, 47C and 47D for maintenance, respectively.
  • the mirror elements 16 other than these constitute a mirror element group 48A for exposure.
  • the number of arrangements of the mirror elements 16 in the horizontal direction and the vertical direction is several hundreds. However, in FIGS. 7A and 7B, the arrangement of the mirror elements 16 in the horizontal direction and the vertical direction is shown for convenience of explanation. The number is ten.
  • the number of maintenance mirror element groups may be at least one, and the number of mirror elements 16 in each mirror element group may be at least one.
  • the control unit of the illumination control unit 36 receives information on the integrated value (0 at this stage) of the irradiation energy of the illumination light IL and information on the target values of the tilt angles of all the mirror elements 16 of the SLM 14. This is supplied to the control system 17.
  • the drive signal of each mirror element 16 is obtained from the drive characteristic (inclination ki of the straight line Ci) corresponding to the integrated value of the irradiation energy and the inclination angle of each mirror element 16, and these drive signals are obtained from the drive substrate.
  • the inclination angle of each mirror element 16 of the mirror element group 48A for exposure is such that the reflected light from these mirror elements 16 is an effective light receiving area of the pupil monitor system 23 (imaging element 22) in FIG. It is set so that a light amount distribution corresponding to the illumination condition of the reticle R is formed in the pupil monitor area 52 in 22a.
  • the total amount of light from the mirror element group 48A for exposure is set higher than the target value, and the reflected light from some mirror elements 16 in the mirror element group 48A. Is directed to the light amount adjustment areas 53A and 53B in the effective light receiving area 22a. *
  • the inclination angle of each mirror element 16 of the mirror element groups 47A to 47D for maintenance is such that the reflected light from these mirror elements 16 is maintained in the effective light receiving area 22a as shown in FIG. 7C.
  • the light beam is incident on the first target area 1A in the ⁇ X direction, the second target area 1B in the + Y direction, the third target area 2C in the + X direction, and the fourth target area 1D in the ⁇ Y direction.
  • the first to fourth target areas 1A to 1D are, for example, substantially circular areas. That is, the first to fourth target areas 1A to 1D are target condensing areas for the reflected light from the first to fourth mirror element groups 47A to 47D.
  • step 108 the first unexposed wafer W of one lot to be exposed is loaded onto the wafer stage WST, and alignment is performed. Thereafter, the irradiation of the illumination light IL from the light source 10 is started (step 110). In step 112, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W is started while driving the reticle stage RST and the wafer stage WST, and opening of the variable field stop in the illumination optical system ILS is started. Further, in step 114, the reticle R is illuminated with the illumination light IL from the mirror element group 48A (illumination optical system ILS) for exposure of the SLM 14, and the illumination light IL of the wafer W passes through the reticle R and the projection optical system PL.
  • step 110 synchronous scanning of the reticle R and the wafer W is started while driving the reticle stage RST and the wafer stage WST, and opening of the variable field stop in the illumination optical system ILS is started.
  • step 114 the reticle R is illuminated with the illumination light
  • step 116 the variable field stop is closed, and the scanning exposure of the shot area is completed. Thereafter, the operation proceeds to step 122.
  • the SLM 14 is maintained in steps 118 and 120. That is, in step 118, the illumination light through the maintenance mirror element groups 47A to 47D of the SLM 14 is applied to the maintenance measurement area 54 of the pupil monitor system 23.
  • the characteristic measurement unit in the illumination control unit 36 processes the imaging signal of the imaging element 22 of the pupil monitor system 23, and the illumination light closest to the target areas 1A to 1D in the maintenance measurement area 54 of FIG. Irradiation areas 2A, 2B and 2C are obtained.
  • the irradiation area 2C is almost at the same position as the target area 1C, and the irradiation area of the illumination light from the fourth mirror element group 47D (irradiation area corresponding to the target area 1D) is shown in FIG. Not appearing.
  • These irradiation areas 2A to 2C are regarded as illumination light irradiation positions from the mirror element groups 47A to 47C for maintenance, and the mirror element group 47D does not reflect the illumination light in the vicinity of the target area 1D. 47D is considered a faulty element (s).
  • the characteristic measurement unit of the illumination control unit 36 performs an actual irradiation region in the measurement area 54 of illumination light from the mirror element groups 47A to 47C for maintenance other than the failed element (mirror element group 47D).
  • the amount of positional deviation in the X and Y directions between the center (irradiation position) of 2A to 2C and the center (target position) of the target areas 1A to 1C is obtained.
  • the characteristic measurement unit obtains a correction value ⁇ ki of the inclination ki (driving characteristic) of the straight line Ci in FIG. 3C regarding the first to third mirror element groups 47A to 47D from the amount of displacement.
  • Information of the correction value ⁇ ki regarding the mirror element groups 47A to 47C is stored in the storage device 33 and also supplied to the SLM control system 17.
  • the correction value ⁇ ki is a different set of values for each of the mirror element groups 47A to 47C.
  • Information that the fourth mirror element group 47D is a failed element is also stored in the storage device 33 and also supplied to the SLM control system 17. Thereafter, as an example, the fourth mirror element group 47D is not used. As a result, the maintenance of the mirror element groups 47A to 47D is completed. After step 120, operation proceeds to step 122.
  • the SLM control system 17 tilts the mirror element groups 47A to 47C with the inclination ki ′ to which the correction value ⁇ ki is added.
  • a drive signal is obtained from the target value of the corner, and these drive signals are supplied to the drive substrate unit 15. Therefore, the light amount distribution (pupil shape) in the illumination aperture stop 26 can be set with higher accuracy.
  • step 122 it is determined whether or not the next shot area of the wafer W is to be exposed.
  • the process proceeds to step 124, and the control unit of the illumination control unit 36 selects the next mirror element group for maintenance from all the mirror elements 16 other than the failed elements of the SLM 14.
  • the four mirror elements 16 below the mirror element group 47D in FIG. The mirror element 16, the four mirror elements 16 below it, and the four mirror elements 16 below it are the fifth, sixth, seventh and eighth mirror element groups 47E, 47F and 47G for maintenance, respectively.
  • 47H, and the mirror element 16 excluding these mirror element groups 47E to 47H and the failure element (mirror element group 47D) becomes a mirror element group 48B for exposure.
  • step 126 the control unit of the illumination control unit 36 information on the integrated value of the irradiation energy of the illumination light IL and the target value of the tilt angle of all the mirror elements 16 other than the failed elements of the SLM 14. Is supplied to the SLM control system 17.
  • the SLM control system 17 obtains a drive signal for each mirror element 16 from the drive characteristics (inclination ki ′ after correction of the straight line Ci) and the inclination angle of each mirror element 16 according to the integrated value of the irradiation energy, and drives these The signal is output to the drive substrate unit 15.
  • the distribution of the inclination angle of each mirror element 16 of the exposure mirror element group 48B is set so that the light quantity distribution in the pupil monitor area 52 is the same as the light quantity distribution so far, and the maintenance mirror element.
  • the inclination angles of the mirror elements 16 in the groups 47E to 47H are set so that the reflected light from these mirror elements 16 enters the first to fourth target areas 1A to 1D in FIG. 7C. .
  • next shot area of wafer W is moved before the exposure area of projection optical system PL by step movement in the X and Y directions.
  • steps 112 to 116 and the operations of steps 118 and 120 are performed in parallel. That is, the next shot area of the wafer W is scanned and exposed with the pattern image of the reticle R, the mirror elements 16 of the mirror element groups 47E to 47H of the SLM 14 are maintained, and a faulty element among these mirror elements 16 is found. Then, the correction value of the drive characteristic of the normal mirror element 16 (inclination ki or ki ′ of the straight line Ci) is calculated.
  • next step 122 it is determined whether or not the next shot area is to be exposed. In this way, maintenance of the four mirror element groups of the SLM 14 is sequentially performed in parallel with the exposure of each shot area of the wafer W.
  • the operation proceeds to step 128, the irradiation of the illumination light IL from the light source 10 is stopped, and the wafer W is unloaded (step 130). .
  • the next step 132 when the next wafer in the lot is exposed, the operation returns to step 108, where the next wafer is exposed and, if necessary, the SLM 14 is maintained. The exposure process ends when there is no unexposed wafer in step 132.
  • the mirror element group to be maintained may be changed even during exposure. For example, when the shot area to be exposed is switched, maintenance can be performed by changing the mirror element group to be maintained, or by changing the number of mirror element groups that do not affect the exposure during the exposure operation for one shot area. You can go. *
  • the control unit of the illumination control unit 36 selects a mirror element group for variation measurement from all the mirror elements 16 of the SLM 14.
  • the mirror element group other than the mirror element group for variation measurement and the failure element becomes a mirror element group for exposure.
  • mirror elements 49A randomly selected from all mirror elements 16 in a substantially uniform distribution as shown by the shaded mirror elements 16 in the simplified array of mirror elements 16 in FIG. , 49B to 49P become a mirror element group for variation measurement, and the other mirror elements 16 become a mirror element group 48C for exposure.
  • a plurality of mirror elements 16 may be selected instead of the individual mirror elements 49A.
  • the control unit of the illumination control unit 36 sets the target value of the tilt angle of all the mirror elements 16 except for the information on the integrated value of the irradiation energy of the illumination light IL and the failed elements of the SLM 14. Information is supplied to the SLM control system 17.
  • the inclination angle of each mirror element 16 of the mirror element group 48C for exposure is optimized so that the reflected light from these mirror elements 16 is in the pattern of the reticle R within the pupil monitor area 52 of FIG. Is set so as to form a distributed light quantity distribution.
  • the light amount distribution is a distribution in which the light amount increases in the target areas 57A to 57D of the four poles, but actually, the light amount distribution has a more complicated shape.
  • the inclination angle of the mirror element group (mirror elements 49A to 49P) for fluctuation measurement is such that the reflected light from these mirror elements is a fluctuation measurement area in the effective light receiving area 22a as shown in FIG. 8C. In 55, it is set so as to be incident on, for example, a circular target region 3 near the center.
  • the characteristic measurement unit of the illumination control unit 36 determines the drive characteristics (of the straight line Ci) of the mirror elements 49A to 49P from the amount of positional deviation between the center (target position) of the target area 3 and the center (irradiation position) of the irradiation area 4A.
  • a correction value ⁇ ki of the inclination (ki) is obtained.
  • the fact that the target area 3 in the fluctuation measurement area 55 has moved to the irradiation area 4A means that the light amount distribution in the pupil monitor area 52 is the same in the same direction on average from the target areas 57A to 57D. It has moved to the areas 46A to 46D by the amount.
  • the target areas 57A to 57D are actually complicated shapes, and even if the distribution of the actual areas 46A to 46D is measured in real time, the average moving direction and moving amount can be calculated in a short time from the measurement results. It is difficult to calculate at home.
  • the variation measurement of the present embodiment since the average movement amount can be directly measured, the short-term variation amount of the light amount distribution in the pupil monitor area 52 and hence in the illumination aperture stop 26 is extremely short. It can measure with high accuracy in time.
  • the variation amount of the drive characteristic of the mirror element 16 corresponding to the amount of positional deviation between the target position and the irradiation position in the variation measurement area 55 is used for exposure that sends illumination light into the pupil monitor area 52.
  • the mirror element group 48C is considered to be common.
  • tilt correction values ⁇ ki for the drive characteristics of all the mirror elements 16 are obtained, and these correction values are stored in the storage device 33 and the SLM control system 17.
  • the irradiation region 4A in the variation measurement area 55 in FIG. Return to the target area 3 as shown at 58A.
  • the regions 46A to 46D having a high light amount in the pupil monitor area 52 return to the target regions 57A to 57D as indicated by arrows 59A.
  • the mirror elements 50A to 50P are randomly distributed in an arrangement different from that in FIG. 8A, as shown in FIG.
  • the other mirror element 16 may be a mirror element group 48D for exposure.
  • the mirror elements 16 that are randomly distributed in different arrangements may be selected as the mirror element group for variation measurement.
  • the irradiation characteristics are corrected by correcting the drive characteristics of all the mirror elements 16, respectively. 4B, 4C, etc.
  • the light quantity distribution on the illumination pupil plane IPP is obtained by correcting the drive characteristics of the mirror element 16 based on the irradiation position in the fluctuation measurement area 55. Therefore, the image of the pattern of the reticle R can always be exposed on the wafer W with high accuracy.
  • the maintenance of the SLM 14 and the measurement of the short-term fluctuation amount of the drive characteristics of the mirror element 16 may be performed in parallel. Further, when the maintenance and the measurement of the short-term fluctuation amount of the drive characteristic are executed at different timings, the maintenance measurement area 54 may be used as the fluctuation measurement area in the effective light receiving area 22a of the pupil monitor system 23. Good.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment an example of a method for measuring the light quantity distribution (light quantity profile) of the illumination light IL emitted from the light source 10 as the optical characteristic of the illumination optical system ILS using the characteristic measurement apparatus 8. I will explain.
  • the illuminance IP distribution (light quantity distribution) of the illumination light IL in a cross section passing through the center of the illumination region 60 and substantially along the Z direction becomes smaller at the peripheral portion as indicated by a curve 63. Similarly, the illuminance distribution in the cross section along the direction orthogonal to the Z direction is also reduced in the peripheral portion.
  • a plurality of mirror elements for measurement 61A to 61E and 62A to 62E which are hatched at substantially equal intervals, are selected.
  • the number of mirror elements 61A to 61E and 62A to 62E for measurement is actually, for example, several tens.
  • the mirror elements 16 other than the measurement mirror elements 61A to 61E and 62A to 62E constitute a mirror element group for exposure.
  • the SLM control system 17 changes the illumination light from the mirror elements 61A to 61E and 62A to 62E for measurement as shown in FIG. 9B.
  • the irradiation areas 6A to 6E and 5A to 5E are irradiated along the straight line parallel to the Y axis and the X axis through the center of the maintenance measurement area 54 of the pupil monitor system 23, for example.
  • the order of the measurement mirror elements 61A to 61E (62A to 62E) and the order of the irradiation areas 6A to 6E (5A to 5E) in the measurement area 54 are the same.
  • data of the light amounts IPY and IPX of the irradiation areas 6A to 6E and 5A to 5E in the measurement area 54 measured by the pupil monitor system 23 are supplied to the characteristic measurement unit in the illumination control unit 36.
  • the characteristic measurement unit obtains light quantity distributions 64Y and 64X along the Y axis and the X axis by performing an operation such as interpolation on the light quantity data.
  • the exposure process can be continued using the mirror element group for exposure.
  • a plurality of measurement mirror elements 16 are selected at equal intervals in two orthogonal directions from the entire surface of the array of mirror elements 16 in FIG. 9A, and the illumination light from these measurement mirror elements 16 is the same.
  • the maintenance measurement area 54 By irradiating the maintenance measurement area 54 in an array, it is also possible to measure the light amount distribution in the entire cross section of the illumination light IL.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is a characteristic measurement apparatus that measures the optical characteristics of the illumination optical system ILS that irradiates light onto the reticle surface Ra (irradiated surface) via a plurality of mirror elements 16 (optical elements) provided in the SLM 14. 8 is provided.
  • the characteristic measurement device 8 includes a mirror element group 47A that irradiates light to the maintenance measurement area 54 (first region) of the detection surface HP2 that is equivalent to the pupil plane IPP of the illumination optical system ILS among the plurality of mirror elements 16 included in the SLM 14.
  • ⁇ 47D first optical element
  • mirror element group 48A for exposure that irradiates light onto reticle surface Ra via pupil-shaped area 46IP (second area) of illumination pupil plane IPP different from maintenance measurement area 54
  • SLM control system 17 control device for controlling (second optical element).
  • the method for measuring the optical characteristics of the illumination optical system ILS using the characteristic measurement device 8 is an optical of the illumination optical system ILS that irradiates light onto the reticle surface Ra via the plurality of mirror elements 16 provided in the spatial light modulator 14.
  • mirror element groups 47A to 47D for irradiating light to the maintenance measurement area 54 of the detection surface HP2 equivalent to the pupil plane IPP of the illumination optical system ILS, and maintenance measurement Steps 106 and 126 for controlling the mirror element group 48A for exposure that irradiates light onto the reticle surface Ra via the pupil-shaped region 46IP of the illumination pupil plane IPP different from the area 54 are included.
  • This measurement method is also used as a maintenance method for the spatial light modulator 14.
  • the illumination light IL from which the light incident on the measurement area 54 is branched does not enter the reticle surface Ra. Therefore, the exposure process for irradiating the reticle surface Ra with the illumination light IL and the measurement process for measuring the optical characteristics of the illumination optical system ILS can be performed in parallel, and the optical characteristics can be measured efficiently. Accordingly, since maintenance of the SLM 14 can be performed without interrupting the exposure process, the productivity (throughput) of the exposure process can be increased.
  • the characteristic measuring device 8 includes a pupil monitor system 23 that detects the light amount distribution in the maintenance measurement area 54, and a characteristic measuring unit (calculating device) in the illumination control unit 36 that calculates the driving characteristics of the mirror element 16 from the detection result. And. Further, in the method for measuring the optical characteristic of the illumination optical system ILS using the characteristic measuring device 8, step 118 for detecting the light amount distribution in the maintenance measurement area 54 and step 120 for calculating the drive characteristic of the mirror element 16 from the detection result. And.
  • the calculation of the drive characteristic is, for example, the calculation of the tilt angle or the drive characteristic of the mirror element 16, or the amount of illumination light IL incident on the array of mirror elements 16 or the distribution thereof.
  • the characteristic measurement unit (arithmetic unit) in the illumination control unit 36 uses the measurement result of the pupil monitor system 23 and the like to predict the optical characteristics of the illumination optical system ILS or estimate the variation amount of the optical characteristics. May be.
  • the reticle R can be illuminated with the target optical characteristic even if the optical characteristic fluctuates.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment illuminates the pattern of the reticle R with the illumination light IL for exposure via the illumination optical system ILS, and the wafer W (through the pattern and the projection optical system PL with the illumination light IL.
  • An exposure apparatus that exposes a substrate includes an SLM 14 having a plurality of mirror elements 16 that are arranged in the optical path of the illumination light IL in the illumination optical system ILS and modulates the illumination light IL, and a characteristic measurement device 8, and performs characteristic measurement.
  • the apparatus 8 is used to measure the optical characteristics of the illumination optical system ILS.
  • the exposure method of the exposure apparatus EX includes the steps of exposing the wafer W with the illumination light IL from the illumination optical system ILS having the SLM 14 through the pattern of the reticle R and the projection optical system PL, and the measurement method of the present embodiment. And measuring the optical properties of the illumination optical system ILS.
  • the exposure apparatus EX or the exposure method since the process of exposing the wafer W and the process of measuring the optical characteristics of the illumination optical system ILS can be performed in parallel, high productivity can be obtained in the exposure process.
  • the light amount distribution in the maintenance measurement area 54 and the fluctuation measurement area 55 is measured by the image pickup device 22 on the detection surface HP2.
  • imaging elements 22A and 22B are provided on the light source 10 side surface of the illumination aperture stop 26, and illumination is performed by the imaging elements 22A and 22B.
  • the light quantity distribution in the areas 54IP and 55IP equivalent to the maintenance measurement area 54 and the fluctuation measurement area 55 in FIG. 1B may be measured around the aperture stop 26.
  • the SLM 14 that can control the inclination angles around two orthogonal axes of the plurality of mirror elements 16 in order to set the light intensity distribution (light quantity distribution) on the incident surface 25I or the illumination pupil plane IPP. in use.
  • the above embodiment can also be applied to a case where a spatial light modulator having an array of a plurality of mirror elements each capable of controlling the position of the reflecting surface in the normal direction is used instead of the SLM 14.
  • the above-described implementation is also possible when an arbitrary optical modulator including a plurality of optical elements each capable of controlling the state of incident light (reflection angle, refraction angle, transmittance, etc.) is used instead of the SLM 14. Forms are applicable.
  • the fly-eye lens 25 which is the wavefront division type integrator of FIG. 1 is used as an optical integrator.
  • the optical integrator a rod type integrator as an internal reflection type optical integrator can be used.
  • an electronic device microdevice
  • the electronic device has a function / performance design of the device as shown in FIG.
  • Step 221 to be performed Step 222 to manufacture a mask (reticle) based on this design step, Step 223 to manufacture a substrate (wafer) which is a base material of the device, Mask exposure by the exposure apparatus EX or the exposure method of the above-described embodiment Process of exposing pattern to substrate, process of developing exposed substrate, substrate processing step 224 including heating (curing) and etching process of developed substrate, device assembly step (dicing process, bonding process, packaging process, etc.) Including the process) 225, as well as the inspection step 226 etc. It is manufactured Te.
  • the device manufacturing method includes the steps of exposing the substrate (wafer W) through the mask pattern using the exposure apparatus EX or the exposure method of the above embodiment, and processing the exposed substrate. (I.e., developing the resist on the substrate and forming a mask layer corresponding to the mask pattern on the surface of the substrate; and processing the surface of the substrate through the mask layer (heating, etching, etc.) ) Processing step).
  • an electronic device can be manufactured with high productivity and high accuracy.
  • the present invention can also be applied to an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2007/242247 or European Patent Application Publication No. 1420298. Furthermore, the present invention can be applied to an illumination optical apparatus that does not use a condenser optical system. Further, the present invention can also be applied to a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system.
  • the present invention is not limited to the application to the manufacturing process of a semiconductor device.
  • a manufacturing process such as a liquid crystal display element and a plasma display, an imaging element (CMOS type, CCD, etc.), a micromachine, a MEMS ( Microelectromechanical systems), thin film magnetic heads, and various devices (electronic devices) such as DNA chips can be widely applied.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
  • the disclosures in the above-mentioned publications, international publication pamphlets, US patents, or US patent application publication specifications described in the present application are incorporated into the description of this specification.
  • the entire disclosure of Japanese Patent Application No. 2011-281261 filed on December 22, 2011, including the specification, claims, drawings, and abstract, is incorporated herein by reference in its entirety. ing.
  • EX ... exposure device, ILS ... illumination optical system, R ... reticle, PL ... projection optical system, W ... wafer, IPP ... illumination pupil plane, 8 ... characteristic measuring device, 10 ... light source, 14 ... spatial light modulator (SLM) , 16 ... Mirror element, 22 ... Image sensor, 23 ... Pupil monitor system, 25 ... Fly eye lens, 36 ... Illumination control unit, 52 ... Pupil monitor area, 54 ... Maintenance measurement area, 55 ... Fluctuation measurement area

Abstract

　空間光変調器（１４）が備える複数のミラー要素を介して被照射面に光を照射する照明光学系の光学特性を計測する計測方法であって、その照明光学系の瞳面内またはその瞳面と等価な面内のうち、その被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域（５４，５５）に光を向けるように、その空間光変調器が備える複数のミラー要素の少なくとも一つのミラー要素を制御することと、そのミラー要素を介してその第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出することと、を含む。空間光変調器を有する光学装置の光学特性を効率的に計測できる。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　計測方法、メンテナンス方法及びその装置
　本発明は、空間光変調器を有する照明光学系の光学特性の計測技術、空間光変調器のメンテナンス技術、その計測技術又はメンテナンス技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
　例えば半導体素子等のデバイス（電子デバイス又はマイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィー工程で使用されるステッパー又はスキャニングステッパー等の露光装置は、レチクル（マスク）を様々な照明条件で、かつ均一な照度分布で照明するために照明光学系を備えている。最近では、照明光学系の瞳面（射出瞳と共役な面）上での光強度分布の形状（以下、瞳形状という。）をレチクルのパターンに応じて様々な分布に最適化できるように、傾斜角可変の多数の微小なミラー要素を有する可動マルチミラー方式の空間光変調器(ＳＬＭ： spatial light modulator）を用いる強度分布設定光学系を備えた照
明光学系が提案されている（例えば特許文献１参照）。
米国特許出願公開第２００３／００３８２２５号明細書
　照明光学系で使用されている空間光変調器は、例えば定期的に、各ミラー要素の駆動特性（駆動量と実際の傾斜角との関係）の変動量の計測及び／又は実質的に傾斜角の制御ができなくなったミラー要素（故障素子）の発見のためのメンテナンスを実行することが好ましい。しかしながら、例えば照明光路中に受光素子を設置して、そのメンテナンスを実行するものとすると、その期間中は露光装置が使用できなくなるため、デバイスの生産性（スループット）が悪化する問題がある。特に、最近の空間光変調器は数万～数十万程度のミラー要素を有するため、全部のミラー要素の特性を計測するものとすると、長いメンテナンス時間を要し、露光装置の停止時間が長くなり、生産性の悪化も大きくなる。
　また、露光を継続すると、空間光変調器の多数のミラー要素を介して設定される瞳形状が次第に変動することがある。これは、各ミラー要素の駆動機構の剛性がこのミラー要素に対する露光用の照明光（露光光）の照射によって変化するためであると考えられる。従って、このようなミラー要素の短期的な駆動特性の変動も、露光装置を停止させることなく計測できることが好ましい。
　本発明の態様は、このような事情に鑑み、空間光変調器を有する光学装置の光学特性の計測又は空間光変調器のメンテナンスを効率的に実行可能とすることを目的とする。
　本発明の第１の態様によれば、空間光変調器が備える複数の光学要素を介して被照射面に光を照射する照明光学系の光学特性を計測する計測方法であって、その照明光学系の瞳面内またはその瞳面と等価な面内のうち、その被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向けるように、その空間光変調器が備える複数の光学要素の少なくとも一つの光学要素を制御することと、その第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出することと、を含む計測方法が提供される。
　また、第２の態様によれば、複数の光学要素を備え、被照射面に光を照射する照明光学系に用いられる空間光変調器のメンテナンス方法であって、その照明光学系の瞳面内またはその瞳面と等価な面内のうち、その被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向けるように、その空間光変調器が備える複数の光学要素の少なくとも一つの光学要素を制御することと、その第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出することと、を含むメンテナンス方法が提供される。
　また、第３の態様によれば、露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、第１の態様の計測方法を用いて、その照明光学系の光学特性を計測する工程、又は第２の態様のメンテナンス方法を用いて空間光変調器のメンテナンスを行う工程を含む露光方法が提供される。
　また、第４の態様によれば、空間光変調器が備える複数の光学要素を介して被照射面に光を照射する照明光学系の光学特性を計測する計測装置であって、その空間光変調器が備える複数の光学要素は、その照明光学系の瞳面内またはその瞳面と等価な面内のうち、その被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向ける光学要素を含み、その第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出する検出装置を備える計測装置が提供される。
　また、第５の態様によれば、複数の光学要素を備え、被照射面に光を照射する照明光学系に用いられる空間光変調器のメンテナンス装置であって、その複数の光学要素は、その照明光学系の瞳面内またはその瞳面と等価な面内のうち、その被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向ける光学要素を含み、その第１領域に照射された光を検出する検出装置を備えるメンテナンス装置が提供される。
　また、第６の態様によれば、露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、その照明光学系内のその露光光の光路に配置されてその露光光を変調する複数の光学要素を有する空間光変調器と、第４の態様の計測装置と、を備え、その計測装置を用いてその照明光学系の光学特性を計測する露光装置が提供される。
　また、第７の態様によれば、露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、第５の態様のメンテナンス装置を用いて、空間光変調器のメンテナンスを行う露光装置が提供される。　
　また、第８の態様によれば、第３の態様の露光方法又は第６若しくは第７の態様の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
　本発明の態様によれば、第１領域に入射する光又はこの光が分岐された光が実質的に被照射面に照射されない状態で、その第１領域に光を照射できる。このため、その第１領域に照射される光を検出することで、照明光学系の光学特性を求めることが可能になる。従って、例えばその第１領域とは異なる第２領域を介して被照射面に対して光の照射を行う加工工程と、光学特性の計測とを並行して独立に行うことが可能になるため、その加工工程の生産性等を低下させることなく、効率的にその光学特性を計測可能であるか、又は空間光変調器のメンテナンスを実行可能である。
（Ａ）は実施形態の一例に係る露光装置の概略構成を示す図、（Ｂ）は図１（Ａ）中の瞳モニタ系の検出面を示す拡大図である。 （Ａ）は図１（Ａ）中の空間光変調器のミラー要素アレイの一部を示す拡大斜視図、（Ｂ）は図２（Ａ）中の一つのミラー要素の駆動機構を示す斜視図である。 （Ａ）は温度が低いときのミラー要素を示す拡大図、（Ｂ）は温度が高いときのミラー要素を示す拡大図、（Ｃ）はミラー要素の温度と駆動信号と傾斜角との関係を示す図である。 （Ａ）はミラー要素の温度が低いときの瞳形状を示す図、（Ｂ）はミラー要素の温度が高いときの瞳形状を示す図である。 （Ａ）は第１の減光フィルタの作用を示す図、（Ｂ）は第２の減光フィルタの作用を示す図、（Ｃ）は特性計測装置の変形例の要部を示す図である。 空間光変調器のメンテナンスを行いつつ露光を行う動作の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は空間光変調器のミラー要素のアレイ中のメンテナンス用のミラー要素群の配置を示す拡大図、（Ｂ）はメンテナンス用のミラー要素群の他の配置を示す拡大図、（Ｃ）は検出面のメンテナンス計測エリアを示す拡大図である。 （Ａ）はミラー要素のアレイ中の変動計測用のミラー要素群の配置を示す拡大図、（Ｂ）は変動計測用のミラー要素群の他の配置を示す拡大図、（Ｃ）は検出面の変動計測エリア及び瞳モニタエリアを示す拡大図である。 （Ａ）はミラー要素のアレイ中の光量分布計測用のミラー要素群の配置を示す拡大図、（Ｂ）は検出面のメンテナンス計測エリアを示す拡大図である。 電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
　本発明の実施形態の一例につき図１～図９を参照して説明する。
　図１（Ａ）は本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成を示す。露光装置ＥＸは、一例としてスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の露光装置（投影露光装置）である。図１（Ａ）において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光（露光光）ＩＬを発生する光源１０と、光源１０からの照明光ＩＬでレチクルＲ（マスク）のパターン面であるレチクル面Ｒａ（被照射面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測する特性計測装置８とを備えている。さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲを移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（感光基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系３５と、各種制御系等とを備えている。
　以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を設定し、Ｚ軸に垂直な平面内において図１（Ａ）の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１（Ａ）の紙面に垂直な方向にＹ軸を設定して説明する。本実施形態では、露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向（傾斜方向）をθｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向として説明する。
　光源１０としては、一例として波長１９３ｎｍの直線偏光のレーザ光をパルス発光するＡｒＦエキシマレーザ光源が使用されている。なお、光源１０として、波長２４８ｎｍのレーザ光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源、又は固体レーザ光源（ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等）から出力されるレーザ光の高調波を発生する高調波発生装置等も使用できる。
　図１（Ａ）において、不図示の電源部によって制御される光源１０から発光されたレーザ光よりなる直線偏光の照明光ＩＬは、ビームエキスパンダ１１を含む伝達光学系、偏光方向及び偏光状態を調整するための偏光光学系１２、及び光路折り曲げ用のミラー１３を経て、空間光変調器（ＳＬＭ: spatial light modulator ）１４のそれぞれ直交する２軸の回りの傾斜角が可変の多数の微小なミラー要素１６の反射面に所定の小さい入射角で斜めに入射する。空間光変調器１４（以下、ＳＬＭ１４という。）は、多数のミラー要素１６のアレイと、各ミラー要素１６を支持して駆動する駆動基板部１５とを有する。各ミラー要素１６の傾斜角はＳＬＭ制御系１７によって制御される。
　図２（Ａ）は、ＳＬＭ１４の一部を示す拡大斜視図である。図２（Ａ）において、ＳＬＭ１４の駆動基板部１５の表面には、ほぼＹ方向及びＺ方向に一定ピッチで近接して配列された多数のミラー要素１６のアレイが支持されている。一例として、ミラー要素１６の幅は数μｍ～数１０μｍであり、ミラー要素１６のほぼＹ方向及びＺ方向の配列数は数１００程度である。この場合、ミラー要素１６の個数は全部で十万～三十万程度である。
　図２（Ｂ）に示すように、一つのミラー要素１６の駆動機構は、一例としてミラー要素１６を支柱４１を介して支持するヒンジ部材４３と、支持基板４４と、支持基板４４上にヒンジ部材４３を支持する４つの支柱部材４２と、支持基板４４上に形成された４つの電極４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄとを備えている。この構成例では、ミラー要素１６の裏面と電極４５Ａ～４５Ｄとの間の電位差を制御して、電極間に作用する静電力を制御することで、ヒンジ部材４３を介して可撓的に支持される支柱４１を揺動及び傾斜させることができる。これによって、支柱４１に固設されたミラー要素１６の反射面の直交する２軸の回りの傾斜角を所定の可変範囲内で連続的に制御することができる。
　このように多数のミラー要素１６のアレイ及びこれに対応する駆動機構が設けられた駆動基板部１５は、例えばＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造できる。このような空間光変調器としては、例えば特表平１０－５０３３００号公報及びこれに対応する欧州特許公開第７７９５３０号明細書、特開２００４－７８１３６号公報及びこれに対応する米国特許第６，９００，９１５号明細書等に開示されているものを使用可能である。なお、ミラー要素１６はほぼ正方形の平面ミラーであるが、その形状は矩形等の任意の形状であってもよい。
　図１（Ａ）において、ＳＬＭ１４は、照明条件に応じて、多数のミラー要素１６を介して後述のフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに所定の光強度分布（光量分布）を形成する。一例として、通常照明又は輪帯照明を行う場合には、ＳＬＭ１４は、照明光ＩＬを反射してその入射面２５Ｉに、円形領域又は輪帯状の領域で強度が大きくなる光強度分布を形成する。また、２極又は４極照明時には、２箇所又は４箇所の領域で強度が大きくなる光強度分布を形成し、いわゆる最適化照明を行うときには、レチクルＲのパターンに応じて最適化された複雑な形状の光強度分布を形成する。主制御系３５が、照明条件の情報を照明制御部３６内の制御部に供給し、これに応じてその制御部がＳＬＭ制御系１７を介してＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の傾斜角を制御する。
　ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６で反射された照明光ＩＬは、照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩに沿って照明光ＩＬを平行光に変換する入射光学系１８に入射する。入射光学系１８は、入射面２５Ｉに形成される光強度分布と相似な分布を入射面２５Ｉと入射光学系１８との間の共役面ＨＰ１（入射面２５Ｉと共役な面）に形成する働きをも有する。共役面ＨＰ１またはその近傍の照明光路には、照明光ＩＬの透過率が異なるＮＤフィルタが設けられている。ＮＤフィルタは、例えば照明光ＩＬの光量を複数段階で切り替えるために、複数の減光フィルタ１９Ａ，１９Ｂ等が交換可能に構成される。減光フィルタ１９Ａは、照明光ＩＬの透過率が一定であり、照明光ＩＬを一様に減光する。また、減光フィルタ１９Ｂは、所定の透過率分布を有しており、照明光ＩＬを任意の分布で減光する。減光フィルタ１９Ａ，１９Ｂ等は、主制御系３５により制御される駆動部２７によって回転されるターレット板の外周部に支持されている。図１（Ａ）では、比較的透過率の高い減光フィルタ１９Ａが照明光路に配置されている。
　なお、照明光ＩＬの光量を最も高く設定する場合には、照明光路に減光フィルタ１９Ａ，１９Ｂ等を設置することなく、その照明光路を素通しとしてもよい。また、減光フィルタ１９Ａは、ＳＬＭ１４と光源１０との間に配置してもよいし、減光フィルタ１９Ｂは、共役面ＨＰ１と共役な面またはその近傍の位置に設けても良い。減光フィルタ１９Ａ，１９Ｂは、照明形状や調整光量などの異なる他のフィルタを組み合わせることで、様々なパターンの照明光ＩＬを形成することができる。
　減光フィルタ１９Ａ（又は１９Ｂ等）を透過した照明光ＩＬは、第１レンズ系２４ａ及び第２レンズ系２４ｂよりなるリレー光学系２４を介してフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに入射する。フライアイレンズ２５は、多数のレンズエレメントをＺ方向及びＹ方向にほぼ密着するように配置したものであり、フライアイレンズ２５の射出面が照明光学系ＩＬＳの瞳面ＩＰＰ（射出瞳と共役な面）となる。その瞳面ＩＰＰ（以下、照明瞳面ＩＰＰという。）には、波面分割によって多数の二次光源（光源像）よりなる面光源が形成される。
　フライアイレンズ２５は、多数の光学系を並列に配置したものであるため、入射面２５Ｉの光強度分布がそのまま射出面である照明瞳面ＩＰＰに伝達される。言い換えると、入射面２５Ｉは照明瞳面ＩＰＰと等価な面（実質的に同じまたは相似な光量分布の面）であり、入射面２５Ｉに形成される照明光ＩＬの任意の光強度分布の形状（光強度が所定レベルとなる輪郭線で囲まれた領域の形状）がそのまま照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布の形状である瞳形状となる。なお、フライアイレンズ２５の代わりにマイクロレンズアレイを使用してもよい。
　本実施形態では、照明瞳面ＩＰＰには、コヒーレンスファクタ（σ値）が１を超える照明光ＩＬを遮光するための照明開口絞り２６が設置されている。なお、レチクル面Ｒａに入射する照明光ＩＬの開口数ＮＡILと、投影光学系ＰＬのレチクルＲ側（入射側）の開口数の最大値ＮＡPLとを用いて、一例としてσ値はＮＡIL／ＮＡPLで表される。また、入射面２５Ｉと照明瞳面ＩＰＰとは等価であるため、照明開口絞り２６は入射面２５Ｉに設置してもよい。
　さらに、第１レンズ２４ａと第２レンズ２４ｂとの間にビームスプリッター２０が設置され、照明光ＩＬからビームスプリッター２０で分岐された光束が、集光レンズ２１を介してＣＣＤ又はＣＭＯＳ型の２次元の撮像素子２２の有効受光領域（有効視野範囲）２２ａ（図１（Ｂ）参照）に入射する。撮像素子２２の有効受光領域２２ａが配置されている検出面ＨＰ２は、集光レンズ２１によって、フライアイレンズ２５の入射面２５Ｉと共役に設定されている。言い換えると、検出面ＨＰ２は照明瞳面ＩＰＰと実質的に等価な面（光量分布が相似の面）でもある。ビームスプリッター２０、集光レンズ２１、及び撮像素子２２を含んで瞳モニタ系２３（検出装置）が構成されている。
　撮像素子２２の撮像信号は照明制御部３６に供給される。照明制御部３６内の特性計測部でその撮像信号を処理することによって、有効受光領域２２ａの全面の光強度分布（光量分布）をリアルタイムで計測できる。
　図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の撮像素子２２（瞳モニタ系２３）の有効受光領域２２ａを示す拡大図である。図１（Ｂ）において、一例としてほぼ正方形の有効受光領域２２ａの中央の円形の瞳モニタエリア５２は、σ値が１の照明光が入射する円周で囲まれた領域であり、瞳モニタエリア５２内には照明瞳面ＩＰＰの照明開口絞り２６内の光強度分布が所定の閾値を通る輪郭である瞳形状を規定する領域（瞳形状領域）４６ＩＰ（図１（Ａ）参照））と等価な（相似な）輪郭を持つ光量分布４６が形成される。即ち、図１（Ａ）のビームスプリッター２０において、照明瞳面ＩＰＰの瞳形状領域４６ＩＰに向かう光束の一部が分岐されて瞳モニタエリア５２内に照射される。照明制御部３６内の特性計測部は、瞳モニタエリア５２内の光強度分布から、照明開口絞り２６内の光強度分布の形状（瞳形状領域４６ＩＰの形状又は瞳形状）及びその変動量をリアルタイムで求めることができる。　
　また、有効受光領域２２ａ内でＹ軸に対して反時計回りに４５°で交差する方向の対角線に沿って瞳モニタエリア５２を挟むように、２つの例えばほぼ円形の光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂが設けられている。例えば減光フィルタ１９Ａを透過する光量に対して照明開口絞り２６内の光量が少なくともよい場合には、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６から選択された一つ又は複数のミラー要素１６からの光が光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂに照射される。これによって、照明開口絞り２６を通過する照明光ＩＬの光量（照度）を微調整でき、ウエハＷに照射される露光量を調整することができる。また、照明開口絞り２６内の光量が多い場合に、照明開口絞り２６よりも下流に設けられるレンズ、ミラー、レチクル等の光学部材の損傷を抑制することができる。なお、光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂは、有効受光領域２２の外側に設けられても良い。また、光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂに入射する光を撮像素子２２または別途設けられたセンサにより検出することで、照明光の光量を計測しても良い。さらに、光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂで検出した検出結果に基づいて、光源１０、ＳＬＭ１４、減光フィルタ１９Ａ，１９Ｂ等を制御してもよい。　
　また、有効受光領域２２ａ内でＹ軸に対して時計回りに４５°で交差する方向の対角線に沿って瞳モニタエリア５２の外側に、それぞれ例えばほぼ円形のメンテナンス計測エリア５４及び変動計測エリア５５が設けられている。このように計測エリア５４，５５を対角線方向に配置することで、計測エリア５４，５５を最も広くできる。本実施形態では、ビームスプリッター２０に入射した照明光のうちで、ビームスプリッター２０を透過して照明瞳面ＩＰＰの照明開口絞り２６で遮光されている領域内の領域５４ＩＰ，５５ＩＰに向かう第１光束から分岐された第２光束が、有効受光領域２２ａ内のメンテナンス計測エリア５４及び変動計測エリア５５に入射する。照明瞳面ＩＰＰの領域５４ＩＰ，５５ＩＰに入射する光束は、照明開口絞り２６で遮光されて、照明瞳面ＩＰＰを通過することはできない。なお、実際には、例えばフライアイレンズ２５の支持部材（不図示）によって、その領域５４ＩＰ，５５ＩＰに向かう光束が遮光される場合もある。また、計測エリア５４，５５は、有効受光領域２２ａ内で瞳モニタエリア５２の外側の任意の領域に配置可能である。
　後述のように、照明制御部３６内の特性計測部は、メンテナンス計測エリア５４内の光強度分布からＳＬＭ１４のメンテナンス対象のミラー要素１６の駆動特性（駆動量と傾斜角との関係）の変動量を求めることができる。また、照明制御部３６内の特性計測部は、変動計測エリア５５内の光強度分布からＳＬＭ１４のミラー要素１６の駆動特性の短期的な平均的な変動量をリアルタイムで計測できる。なお、検出面ＨＰ２は、入射面２５Ｉと共役な面の近傍の面でもよい。この近傍の面とは、一例として、その入射面２５Ｉと共役な面の入射側の屈折力を持つ光学部材（図１（Ａ）では集光レンズ２１）と、射出側の屈折力を持つ光学部材（図１（Ａ）では例えばその入射面２５Ｉと共役な面に対して集光レンズ２１と対称な位置にある仮想的な光学部材）との間の空間に位置する面である。
　瞳モニタ系２３、ＳＬＭ制御系１７、照明制御部３６、及び照明制御部３６に接続された記憶装置３３を含んで、照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測する特性計測装置８が構成されている。
　また、照明瞳面ＩＰＰに形成された面光源からの照明光ＩＬは、第１リレーレンズ２８、レチクルブラインド（固定視野絞り及び可変視野絞り）２９、第２リレーレンズ３０、光路折り曲げ用のミラー３１、及びコンデンサー光学系３２を介して、レチクル面Ｒａの例えばＸ方向に細長い照明領域を均一な照度分布で照明する。ビームエキスパンダ１１からＳＬＭ１４までの光学部材、入射光学系１８、減光フィルタ１９Ａ等、リレー光学系２４、瞳モニタ系２３、フライアイレンズ２５、及び照明開口絞り２６からコンデンサー光学系３２までの光学系を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。照明光学系ＩＬＳの各光学部材は、不図示のフレームに支持されている。
　本実施形態において、レチクル面Ｒａを比較的高い照度の照明光ＩＬで照明する場合には、図５（Ａ）に示すように、透過率が均一で比較的高い減光フィルタ１９Ａが照明光路に配置される。減光フィルタ１９Ａを透過した後の照明光ＩＬの照度ＩＰの分布は均一である。これに対して、レチクル面Ｒａを低い照度の照明光ＩＬで照明する場合には、図５（Ｂ）に示すように、中央部で透過率が低くその周囲で透過率が高い減光フィルタ１９Ｂが照明光路に配置される。減光フィルタ１９Ｂを透過した後の照明光ＩＬの照度ＩＰの分布は、図１（Ｂ）の瞳モニタエリア５２と共役な領域５６Ａで低く、瞳モニタ系２３の瞳モニタエリア５２の外側の領域（メンテナンス計測エリア５４及び変動計測エリア５５を含む領域）と共役な領域５６Ｂで高くなる。これによって、レチクル面Ｒａを低い照度で照明する場合にも、計測エリア５４及び／又は５５は高い照度で照明でき、照明光学系ＩＬＳの光学特性を常に高精度に計測できる。
　照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内のパターンは、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷの一つのショット領域の露光領域に所定の投影倍率（例えば１／４、１／５等）で投影される。照明瞳面ＩＰＰは、投影光学系ＰＬの瞳面（射出瞳と共役な面）と共役である。ウエハＷは、リシコン等の基材の表面にフォトレジスト（感光材料）を所定の厚さで塗布したものを含む。
　また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴの上面に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベースの上面（ＸＹ平面に平行な面）に、Ｙ方向に一定速度で移動可能に、かつ少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に移動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて、主制御系３５がリニアモータ等を含む駆動系３７を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。
　一方、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの上面に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、不図示のウエハベースの上面（ＸＹ平面に平行な面）でＸ方向、Ｙ方向に移動可能であるとともに、Ｙ方向に一定速度で移動可能である。ウエハステージＷＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計又はエンコーダによって計測され、この計測情報に基づいて、主制御系３５がリニアモータ等を含む駆動系３８を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。なお、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行うためのアライメント系（不図示）も備えられている。
　露光装置ＥＸによるウエハＷの露光時に、基本的な動作として、主制御系３５は露光データファイルよりレチクルＲに対して定められている照明条件（瞳形状）を読み出し、読み出した照明条件を照明制御部３６に設定する。照明制御部３６内の制御部は、その照明条件に応じてＳＬＭ制御系１７を介してＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の２軸の回りの傾斜角を個別に制御する。続いて、ウエハステージＷＳＴの移動（ステップ移動）によってウエハＷが走査開始位置に移動する。その後、光源１０の発光を開始して、レチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬによる像でウエハＷを露光しつつ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを介してレチクルＲ及びウエハＷを投影倍率を速度比として同期して移動することで、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲのパターン像が走査露光される。このようにウエハＷのステップ移動と走査露光とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作によって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。
　さて、このような露光を継続していくと、ＳＬＭ１４の多数のミラー要素１６を介してフライアイレンズ２５の入射面２５Ｉに形成される光強度分布、ひいては照明瞳面ＩＰＰに形成される瞳形状が次第に変動することが分かった。この変動の一つの要因につき図３（Ａ）～図４（Ｂ）を参照して説明する。
　まず、簡単な例として、照明瞳面ＩＰＰの照明開口絞り２６内の目標とする瞳形状は、図４（Ａ）に示すように内半径ｒ１及び外半径ｒ２の輪帯状の領域５１（光強度が所定レベル以上になる領域）であるとする。このとき、露光開始直後のＳＬＭ１４のあるミラー要素１６の直交する２軸のうちの第１軸の回りの傾斜角をθｔｙ１、このミラー要素１６で反射される照明光ＩＬの反射角をφ１とする（図３（Ａ）参照）。その後、露光が継続されると、照明光ＩＬの照射エネルギーによってミラー要素１６及びその駆動機構の温度が次第に高くなり、その駆動機構（特に図２（Ｂ）のヒンジ部材４３）の剛性が低下する。そのため、ミラー要素１６を駆動するための駆動信号（電圧）が同じであると、図３（Ｂ）に示すように、ミラー要素１６の傾斜角θｔｙ２はθｔｙ１よりも大きくなり、照明光ＩＬの反射角φ２もφ１より大きくなる。同様に、ミラー要素１６の温度の上昇によって、ミラー要素１６の直交する２軸のうちの第２軸の回りの傾斜角も次第に大きくなり、反射光の反射角も大きくなる。
　この結果、瞳形状は、図４（Ｂ）に示すように内半径ｒ１Ａ及び外半径ｒ２Ａがそれぞれ前の半径ｒ１及びｒ２よりも大きい輪帯状の領域５１Ａとなる。従って、露光を継続した場合に、ミラー要素１６の駆動信号を同じ値に設定しておくと、ミラー要素１６及びその駆動機構の温度が上昇して、瞳形状が次第に大きくなることが分かる。
　この場合、ミラー要素１６の駆動信号ＤＳ（電圧（Ｖ））と第１軸の回りの傾斜角θｔｙとの関係は、ミラー要素１６の温度Ｔ（以下、ミラー温度Ｔという。）が上昇する前の初期値Ｔａのときには、図３（Ｃ）の直線Ｃ１のようになる。そして、ミラー温度ＴがＴｂ，Ｔｃと上昇するにつれて、駆動信号ＤＳと傾斜角θｔｙとの関係は、直線Ｃ２及びＣ３のように傾きが大きくなる。従って、ミラー温度ＴがＴａのときに直線Ｃ１に沿って駆動信号ＤＳをＤＳ１（傾斜角はθｔｙ１とする）に設定していたとすると、ミラー温度ＴがＴｂ，Ｔｃに上昇すると、ミラー要素１６の角度はθｔｙ２，θｔｙ３と大きくなる。従って、ミラー要素１６の傾斜角を最初の傾斜角θｔｙ１に維持しておくためには、温度Ｔｂ，Ｔｃのときに直線Ｃ２，Ｃ３に沿って駆動信号ＤＳをそれぞれ（ＤＳ１－α）及び（ＤＳ１－β）（β＞α）に小さくすればよい。即ち、ミラー温度Ｔが高くなるのに応じて駆動信号ＤＳを小さくすることによって、ミラー要素１６の傾斜角の変動を抑制できる。　
　そのミラー温度Ｔａ～Ｔｃ等に応じた駆動信号ＤＳと傾斜角θｔｙとの関係、例えば図３（Ｃ）の直線Ｃｉ（ｉ＝１，２，…）の傾きｋｉ（＝θｔｙ／ＤＳ）は、例えばコンピュータのシミュレーション又は実測等によって求められている。なお、傾きｋｉは実際には直交する２軸の回りに関する２つの値の組である。その傾きｋｉはミラー要素１６の駆動特性として記憶装置３３に記憶されるとともに、ＳＬＭ制御系１７に設定されている。　
　また、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の平均的な温度Ｔａｖは、照明光学系ＩＬＳの照明光路を通過する照明光ＩＬの照射エネルギーの積算値の関数であり、その照射エネルギーの積算値は、例えば照明光学系ＩＬＳ中で照明光ＩＬから分岐した光のエネルギーを計測するインテグレータセンサ（不図示）の計測値からモニタできる。その照射エネルギーの計測値の情報は照明制御部３６の制御部に供給され、その制御部はその照射エネルギーの情報からミラー要素１６の平均的な温度Ｔａｖを求め、この温度Ｔａｖの情報及び各ミラー要素１６の傾斜角の設定値をＳＬＭ制御系１７に供給する。ＳＬＭ制御系１７では、その温度Ｔａｖに対応する直線Ｃｉの傾きｋｉ及びその傾斜角の設定値から対応する駆動信号ＤＳを求め、この駆動信号ＤＳで各ミラー要素１６を駆動する。なお、その温度Ｔａｖに対応する直線Ｃｉがないときには、それに近い温度に対応する直線の傾きの補間によってその温度Ｔａｖに対応する直線の傾きｋｉを求めてもよい。これによって、ミラー要素１６の温度が次第に変化してもミラー要素１６の傾斜角を目標値に設定できる。
　しかしながら、実際には、ミラー要素１６ごとにその駆動特性（直線Ｃｉの傾きｋｉ）は異なっており、かつその駆動特性は長期的及び短期的に変動する。さらに、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６中には、露光装置ＥＸの稼働中に、例えば駆動信号ＤＳを変化させても傾斜角θｔｙがほとんど変化しなくなったミラー要素１６である故障素子（故障した光学要素）が生じる可能性もある。そこで、本実施形態では、ミラー要素１６の駆動特性の長期的な変動量を計測し、ミラー要素１６中の故障素子を発見することをＳＬＭ１４のメンテナンスとみなす。ここで、ＳＬＭ１４のメンテナンスは、故障した光学要素を発見することに限られず。故障する可能性のある光学要素を発見することを含む。例えば、駆動信号ＤＳに対するミラー要素の傾斜角θｔｙが設定値とは異なるミラー要素や、駆動信号ＤＳを与えたときの傾斜動作が遅いミラー要素１６等を故障する可能性のある光学要素とみなしても良い。なお、ＳＬＭ１４の保全、維持管理、整備、点検等をＳＬＭ１４のメンテナンスとみなしてもよい。
　以下、図６のフローチャートを参照して、特性計測装置８を用いてＳＬＭ１４のメンテナンスを行いつつ露光を行う動作の一例につき説明する。このようなメンテナンスは例えば定期的に実行される。
　まず、図６のステップ１０２において、レチクルＲが図１（Ａ）のレチクルステージＲＳＴにロードされる。次のステップ１０４において、主制御系３５は、レチクルＲの照明条件の情報を照明制御部３６に出力する。照明制御部３６の制御部は、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６からメンテナンス用のミラー要素群を選択する。メンテナンス用のミラー要素群以外のミラー要素１６は露光用のミラー要素群となる。一例として、図７（Ａ）のミラー要素１６のアレイ中の斜線を施したミラー要素１６で示すように、上辺に沿って左端の４個のミラー要素１６、その下の４個のミラー要素１６、その下の４個のミラー要素１６、及びその下の４個のミラー要素１６がそれぞれメンテナンス用の第１、第２、第３、及び第４のミラー要素群４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄとなり、これら以外のミラー要素１６が露光用のミラー要素群４８Ａとなる。なお、実際にはミラー要素１６の横方向及び縦方向の配列数は数１００であるが、図７（Ａ）及び（Ｂ）等では説明の便宜上、ミラー要素１６の横方向及び縦方向の配列数を１０個としている。また、メンテナンス用のミラー要素群の個数は少なくとも一つであればよく、各ミラー要素群のミラー要素１６の個数も少なくとも一つであればよい。
　次のステップ１０６において、照明制御部３６の制御部は、照明光ＩＬの照射エネルギーの積算値（この段階では０）の情報及びＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の傾斜角の目標値の情報をＳＬＭ制御系１７に供給する。ＳＬＭ制御系１７では、その照射エネルギーの積算値に応じた駆動特性（直線Ｃｉの傾きｋｉ）及び各ミラー要素１６の傾斜角から各ミラー要素１６の駆動信号を求め、これらの駆動信号を駆動基板部１５に出力する。この場合、露光用のミラー要素群４８Ａの各ミラー要素１６の傾斜角は、これらのミラー要素１６からの反射光が、図１（Ｂ）の瞳モニタ系２３（撮像素子２２）の有効受光領域２２ａ内の瞳モニタエリア５２内でレチクルＲの照明条件に応じた光量分布を形成するように設定される。なお、故障素子の発生を考慮して、露光用のミラー要素群４８Ａからの全部の光量は目標値よりも高く設定されており、ミラー要素群４８Ａ内の一部のミラー要素１６からの反射光は有効受光領域２２ａ内の光量調整エリア５３Ａ，５３Ｂに向けられる。　
　また、メンテナンス用のミラー要素群４７Ａ～４７Ｄの各ミラー要素１６の傾斜角は、これらのミラー要素１６からの反射光が、図７（Ｃ）に示すように、その有効受光領域２２ａ内のメンテナンス計測エリア５４内で、－Ｘ方向の第１目標領域１Ａ、＋Ｙ方向の第２目標領域１Ｂ、＋Ｘ方向の第３目標領域２Ｃ、及び－Ｙ方向の第４目標領域１Ｄ内に入射するように設定される。第１～第４目標領域１Ａ～１Ｄは例えばほぼ円形の領域である。すなわち、第１～第４目標領域１Ａ～１Ｄは、第１～第４のミラー要素群４７Ａ～４７Ｄからの反射光の目標集光領域である。メンテナンス用のミラー要素群４７Ａ～４７Ｄの各ミラー要素１６の傾斜角の目標値、目標領域１Ａ～１Ｄの中心位置、及び各ミラー要素１６の現時点での駆動特性（直線Ｃｉの傾きｋｉ）の情報は、照明制御部３６内の特性計測部にも供給される。
　次のステップ１０８において、ウエハステージＷＳＴに露光対象の１ロットの先頭の未露光のウエハＷをロードし、アライメントを行う。その後、光源１０からの照明光ＩＬの照射を開始する（ステップ１１０）。そして、ステップ１１２で、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを駆動しながらレチクルＲ及びウエハＷの同期走査を開始して、照明光学系ＩＬＳ内の可変視野絞りのオープンを開始する。さらに、ステップ１１４でＳＬＭ１４の露光用のミラー要素群４８Ａ（照明光学系ＩＬＳ）からの照明光ＩＬでレチクルＲを照明し、その照明光ＩＬでレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷの一つのショット領域を走査露光する。この際に、図１（Ａ）の照明開口絞り２６内には図１（Ｂ）の瞳モニタエリア５２内の光量分布と相似の光量分布が形成されるため、レチクルＲは必要な照明条件の照明光ＩＬで正確に照明され、レチクルＲのパターンの像はウエハＷに高精度に露光される。そして、ステップ１１６でその可変視野絞りのクローズを行ってそのショット領域の走査露光を終了する。その後、動作はステップ１２２に移行する。　
　また、ステップ１１２，１１４，１１６の露光動作と並行して、ステップ１１８，１２０でＳＬＭ１４のメンテナンスを行う。すなわち、ステップ１１８において、ＳＬＭ１４のメンテナンス用のミラー要素群４７Ａ～４７Ｄを介した照明光が瞳モニタ系２３のメンテナンス計測エリア５４に照射される。照明制御部３６内の特性計測部は、瞳モニタ系２３の撮像素子２２の撮像信号を処理して、図７（Ｃ）のメンテナンス計測エリア５４内の目標領域１Ａ～１Ｄにそれぞれ最も近い照明光の照射領域２Ａ，２Ｂ，２Ｃを求める。なお、一例として、照射領域２Ｃは目標領域１Ｃとほとんど同じ位置にあり、第４のミラー要素群４７Ｄからの照明光の照射領域（目標領域１Ｄに対応する照射領域）は図７（Ｃ）では現れていない。これらの照射領域２Ａ～２Ｃは、メンテナンス用のミラー要素群４７Ａ～４７Ｃからの照明光の照射位置とみなされ、ミラー要素群４７Ｄは目標領域１Ｄの近傍に照明光を反射しないため、ミラー要素群４７Ｄは故障素子（群）とみなされる。
　続いてステップ１２０において、照明制御部３６の特性計測部は、故障素子（ミラー要素群４７Ｄ）以外のメンテナンス用のミラー要素群４７Ａ～４７Ｃからの照明光の計測エリア５４内での実際の照射領域２Ａ～２Ｃの中心（照射位置）と目標領域１Ａ～１Ｃの中心（目標位置）とのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を求める。さらに、その特性計測部は、それらの位置ずれ量から第１～第３のミラー要素群４７Ａ～４７Ｄに関する図３（Ｃ）の直線Ｃｉの傾きｋｉ（駆動特性）の補正値Δｋｉを求める。この際に、補正対象の直線Ｃｉを例えばＣ１とすると、その補正値の割合はΔｋ１／ｋ１となる。そこで、その他の直線Ｃｉ（例えばｉ≠１）の傾きは、同じ割合（＝Δｋ１／ｋ１）で補正してもよい。このミラー要素群４７Ａ～４７Ｃに関する補正値Δｋｉの情報は記憶装置３３に記憶されるとともに、ＳＬＭ制御系１７にも供給される。その補正値Δｋｉは、ミラー要素群４７Ａ～４７Ｃごとに異なった値の組となる。また、第４のミラー要素群４７Ｄが故障素子であるという情報も記憶装置３３に記憶されるとともに、ＳＬＭ制御系１７にも供給される。これ以降、一例として、第４のミラー要素群４７Ｄは使用されない。これにより、ミラー要素群４７Ａ～４７Ｄのメンテナンスが完了したことになる。ステップ１２０の後で動作はステップ１２２に移行する。
　これ以降にミラー要素群４７Ａ～４７Ｃからの照明光が瞳モニタエリア５２内に照射されるときには、ＳＬＭ制御系１７では、ミラー要素群４７Ａ～４７Ｃに関しては補正値Δｋｉを加えた傾きｋｉ’で傾斜角の目標値から駆動信号を求め、これらの駆動信号を駆動基板部１５に供給する。従って、照明開口絞り２６内の光量分布（瞳形状）をより高精度に設定できる。
　ステップ１２２において、ウエハＷの次のショット領域を露光するかどうかを判定する。次のショット領域を露光するときには、ステップ１２４に移行して、照明制御部３６の制御部は、ＳＬＭ１４の故障素子以外の全部のミラー要素１６から次のメンテナンス用のミラー要素群を選択する。一例として、図７（Ｂ）に斜線を施したミラー要素１６で示すように、図７（Ａ）のミラー要素群４７Ｄの下の４個のミラー要素１６、それに続く２列目の４個のミラー要素１６、その下の４個のミラー要素１６、及びその下の４個のミラー要素１６がそれぞれメンテナンス用の第５、第６、第７、及び第８のミラー要素群４７Ｅ，４７Ｆ，４７Ｇ，４７Ｈとなり、これらのミラー要素群４７Ｅ～４７Ｈ及び故障素子（ミラー要素群４７Ｄ）を除いたミラー要素１６が露光用のミラー要素群４８Ｂとなる。
　次のステップ１２６において、ステップ１０６と同様に、照明制御部３６の制御部は、照明光ＩＬの照射エネルギーの積算値の情報及びＳＬＭ１４の故障素子以外の全部のミラー要素１６の傾斜角の目標値の情報をＳＬＭ制御系１７に供給する。ＳＬＭ制御系１７では、その照射エネルギーの積算値に応じた駆動特性（直線Ｃｉの補正後の傾きｋｉ’）及び各ミラー要素１６の傾斜角から各ミラー要素１６の駆動信号を求め、これらの駆動信号を駆動基板部１５に出力する。この場合、露光用のミラー要素群４８Ｂの各ミラー要素１６の傾斜角の分布は、瞳モニタエリア５２内の光量分布がこれまでの光量分布と同じになるように設定され、メンテナンス用のミラー要素群４７Ｅ～４７Ｈの各ミラー要素１６の傾斜角は、これらのミラー要素１６からの反射光が、図７（Ｃ）の第１～第４目標領域１Ａ～１Ｄ内に入射するように設定される。
　このステップ１２４及び１２６の動作と並行して、ウエハステージＷＳＴではＸ方向、Ｙ方向へのステップ移動によってウエハＷの次のショット領域が投影光学系ＰＬの露光領域の手前に移動する。ステップ１２６の後で、ステップ１１２～１１６の動作及びステップ１１８，１２０の動作が並行に実行される。すなわち、ウエハＷの次のショット領域がレチクルＲのパターン像で走査露光され、ＳＬＭ１４のミラー要素群４７Ｅ～４７Ｈのミラー要素１６のメンテナンスが行われ、これらのミラー要素１６のうちの故障素子の発見と、正常なミラー要素１６の駆動特性（直線Ｃｉの傾きｋｉ又はｋｉ’）の補正値の算出とが行われる。
　そして、次のステップ１２２で次のショット領域を露光するかどうかが判定される。このようにして、ウエハＷの各ショット領域の露光と並行して、ＳＬＭ１４の４個のミラー要素群のメンテナンスが順次実行される。そして、ステップ１２２で露光対象のショット領域が尽きているときには、動作はステップ１２８に移行して、光源１０からの照明光ＩＬの照射が停止され、ウエハＷのアンロードが行われる（ステップ１３０）。次のステップ１３２において、当該ロット内の次のウエハを露光するときには、動作はステップ１０８に戻り、次のウエハに対する露光、及び必要に応じてＳＬＭ１４のメンテナンスが行われる。ステップ１３２で未露光のウエハがなくなったときに露光工程が終了する。
　なお、１枚のウエハＷの露光中にＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６のメンテナンスが終わらないときには、２枚目以降のウエハＷの露光中に残りのミラー要素１６のメンテナンスが実行される。従って、ＳＬＭ１４のミラー要素１６の数が数１０万程度に多い場合でも、ウエハに対する露光工程を中断することなく、かつレチクルＲの照明条件に影響を与えることなく、全部のミラー要素１６のメンテナンスを効率的に実行できる。また、１枚のウエハの露光中にメンテナンス計測が終わった場合に、露光中であってもメンテナンスするミラー要素群を変更しても良い。例えば、露光するショット領域が切り替わるときに、メンテナンスを行うミラー要素群を変更することや、一つのショット領域への露光動作中に、露光に影響しない個数のミラー要素群を変更して、メンテナンスを行っても良い。　
　次に、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６の駆動特性（図３（Ｃ）の直線Ｃｉの傾きｋｉ）の短期的な変動量をウエハＷの露光と並行して計測する方法の一例につき、図６のフローチャートに対応させて説明する。この計測方法において、図６のステップ１０４に対応するステップで、照明制御部３６の制御部は、ＳＬＭ１４の全部のミラー要素１６から変動計測用のミラー要素群を選択する。変動計測用のミラー要素群及び故障素子以外のミラー要素１６は露光用のミラー要素群となる。一例として、図８（Ａ）の簡略化したミラー要素１６のアレイ中の斜線を施したミラー要素１６で示すように、全部のミラー要素１６からほぼ均一な分布でランダムに選択されたミラー要素４９Ａ，４９Ｂ～４９Ｐが変動計測用のミラー要素群となり、これら以外のミラー要素１６が露光用のミラー要素群４８Ｃとなる。なお、個々のミラー要素４９Ａ等の代わりにそれぞれ複数のミラー要素１６を選択してもよい。次のステップ１０６に対応するステップおいて、照明制御部３６の制御部は、照明光ＩＬの照射エネルギーの積算値の情報及びＳＬＭ１４の故障素子を除く全部のミラー要素１６の傾斜角の目標値の情報をＳＬＭ制御系１７に供給する。
　この場合、露光用のミラー要素群４８Ｃの各ミラー要素１６の傾斜角は、これらのミラー要素１６からの反射光が、図８（Ｃ）の瞳モニタエリア５２内でレチクルＲのパターンに最適化された光量分布を形成するように設定される。一例として、その光量分布は、４極の目標とする領域５７Ａ～５７Ｄで光量が大きくなる分布であるが、実際にはその光量分布はより複雑な形状となる。また、変動計測用のミラー要素群（ミラー要素４９Ａ～４９Ｐ）の傾斜角は、これらのミラー要素からの反射光が、図８（Ｃ）に示すように、有効受光領域２２ａ内の変動計測エリア５５内で、中央付近の例えば円形の目標領域３内に入射するように設定される。
　そして、図６のステップ１１８に対応するステップで、ミラー要素４９Ａ～４９Ｐからの照明光の変動計測エリア５５内の照射領域（ここでは照射領域４Ａ）が計測され、次のステップ１２０に対応するステップで、照明制御部３６の特性計測部は、目標領域３の中心（目標位置）と照射領域４Ａの中心（照射位置）との位置ずれ量から、ミラー要素４９Ａ～４９Ｐの駆動特性（直線Ｃｉの傾きｋｉ）の補正値Δｋｉを求める。この際に、変動計測エリア５５内の目標領域３が照射領域４Ａに移動しているということは、瞳モニタエリア５２内の光量分布も目標とする領域５７Ａ～５７Ｄから平均的に同じ方向に同じ量だけ領域４６Ａ～４６Ｄに移動している。目標とする領域５７Ａ～５７Ｄは実際には複雑な形状であり、リアルタイムで実際の領域４６Ａ～４６Ｄの分布を計測しても、その計測結果からその平均的な移動方向及び移動量を短時間のうちに計算するのは困難である。これに対して、本実施形態の変動計測によれば、平均的な移動量が直接計測できるため、瞳モニタエリア５２内、ひいては照明開口絞り２６内の光量分布の短期的な変動量をきわめて短時間に高精度に計測できる。
　すなわち、この変動計測では、その変動計測エリア５５内の目標位置と照射位置との位置ずれ量に対応するミラー要素１６の駆動特性の変動量は、瞳モニタエリア５２内に照明光を送る露光用のミラー要素群４８Ｃにも共通であるとみなす。そして、全部のミラー要素１６の駆動特性に関して傾きの補正値Δｋｉを求め、これらの補正値を記憶装置３３及びＳＬＭ制御系１７に記憶する。そして、ステップ１２６に対応するステップで、補正後の駆動特性に基づいてＳＬＭ１４の各ミラー要素１６の傾斜角を設定することで、図８（Ｃ）の変動計測エリア５５内の照射領域４Ａは矢印５８Ａで示すように目標領域３に戻る。さらに、瞳モニタエリア５２内の光量の高い領域４６Ａ～４６Ｄは矢印５９Ａで示すように目標とする領域５７Ａ～５７Ｄに戻る。
　なお、図６のステップ１２４に対応するステップでは、変動計測用のミラー要素群を図８（Ｂ）に示すように、図８（Ａ）とは異なる配置でランダムに分布するミラー要素５０Ａ～５０Ｐとして、他のミラー要素１６を露光用のミラー要素群４８Ｄとしてもよい。この後も、変動計測用のミラー要素群として、順次異なる配置でランダムに分布するミラー要素１６を選択してもよい。そして、変動計測エリア５５内で目標領域３に対して実際の照射領域４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，…が短期的に変動したときには、それぞれ全部のミラー要素１６の駆動特性を補正することによって、照射領域４Ｂ，４Ｃ等が矢印５８Ｂ，５８Ｃ等で示すように目標領域３に戻り、これに対応して瞳モニタエリア５２内、ひいては照明開口絞り２６内の光量分布も目標とする分布に戻される。このようにＳＬＭ１４のミラー要素１６の駆動特性が短期的に変動しても、変動計測エリア５５内の照射位置に基づいてミラー要素１６の駆動特性を補正することによって、照明瞳面ＩＰＰにおける光量分布も目標とする分布になり、レチクルＲのパターンの像を常に高精度にウエハＷに露光できる。　
　なお、ＳＬＭ１４のメンテナンスとミラー要素１６の駆動特性の短期的な変動量の計測とは並行して実行してもよい。また、そのメンテナンスと駆動特性の短期的な変動量の計測とを異なるタイミングで実行する場合には、瞳モニタ系２３の有効受光領域２２ａ内でメンテナンス計測エリア５４を変動計測エリアとして兼用してもよい。
　次に、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、特性計測装置８を用いて照明光学系ＩＬＳの光学特性として、光源１０から照射される照明光ＩＬの光量分布（光量プロファイル）を計測する方法の一例につき説明する。図１（Ａ）の光源１０から照射される照明光ＩＬは、ミラー１３を介して図９（Ａ）に示すように、ＳＬＭ１４のミラー要素１６のアレイを覆う照明領域６０に入射する。照明領域６０の中心を通りほぼＺ方向に沿った断面内での照明光ＩＬの照度ＩＰの分布（光量分布）は、曲線６３で示すように周辺部で小さくなる。同様に、Ｚ方向に直交する方向に沿った断面内での照度の分布も周辺部で小さくなる。　
　その照明光ＩＬの照度ＩＰの分布を計測するには、一例として、図９（Ａ）のミラー要素１６のアレイから中央付近をとおりＺ軸及びこれに直交する軸にそれぞれほぼ平行な直線に沿って、ほぼ等間隔で斜線を施した複数の計測用のミラー要素６１Ａ～６１Ｅ及び６２Ａ～６２Ｅを選択する。計測用のミラー要素６１Ａ～６１Ｅ及び６２Ａ～６２Ｅの個数は実際にはそれぞれ例えば数１０である。この場合には、計測用のミラー要素６１Ａ～６１Ｅ及び６２Ａ～６２Ｅ以外のミラー要素１６が露光用のミラー要素群となる。
　そして、照明制御部３６内の制御部からの指示に応じて、ＳＬＭ制御系１７が、計測用のミラー要素６１Ａ～６１Ｅ及び６２Ａ～６２Ｅからの照明光を、図９（Ｂ）に示すように瞳モニタ系２３の例えばメンテナンス計測エリア５４の中心をとおりＹ軸及びＸ軸に平行な直線に沿った照射領域６Ａ～６Ｅ及び５Ａ～５Ｅに照射させる。この際に、例えば計測用のミラー要素６１Ａ～６１Ｅ（６２Ａ～６２Ｅ）の順序と、計測エリア５４内での照射領域６Ａ～６Ｅ（５Ａ～５Ｅ）の順序とは同じである。この例では、瞳モニタ系２３によって計測される計測エリア５４内の照射領域６Ａ～６Ｅ及び５Ａ～５Ｅの光量ＩＰＹ及びＩＰＸのデータが照明制御部３６内の特性計測部に供給される。この特性計測部は、その光量のデータに例えば補間等の演算を施すことによって、Ｙ軸及びＸ軸に沿った光量の分布６４Ｙ及び６４Ｘを求める。これによって、ＳＬＭ１４に入射する照明光ＩＬのＺ軸及びこれに直交する軸にほぼ沿った断面内での光量分布を計測できる。この際に、露光用のミラー要素群を用いて露光工程は継続できる。
　さらに、図９（Ａ）のミラー要素１６のアレイの全面から直交する２方向に等間隔で複数の計測用のミラー要素１６を選択し、これらの計測用のミラー要素１６からの照明光を同じ配列でメンテナンス計測エリア５４に照射することによって、照明光ＩＬの断面全体での光量分布を計測することもできる。
　本実施形態の効果等は以下のとおりである。
　本実施形態の露光装置ＥＸは、ＳＬＭ１４が備える複数のミラー要素１６（光学要素）を介してレチクル面Ｒａ（被照射面）に光を照射する照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測する特性計測装置８を備えている。特性計測装置８は、ＳＬＭ１４が備える複数のミラー要素１６のうち、照明光学系ＩＬＳの瞳面ＩＰＰと等価な検出面ＨＰ２のメンテナンス計測エリア５４（第１領域）に光を照射するミラー要素群４７Ａ～４７Ｄ（第１の光学要素）と、メンテナンス計測エリア５４とは異なる照明瞳面ＩＰＰの瞳形状領域４６ＩＰ（第２領域）を介してレチクル面Ｒａに光を照射する露光用のミラー要素群４８Ａ（第２の光学要素）とを制御するＳＬＭ制御系１７（制御装置）を備えている。
　また、特性計測装置８を用いた照明光学系ＩＬＳの光学特性の計測方法は、空間光変調器１４が備える複数のミラー要素１６を介してレチクル面Ｒａに光を照射する照明光学系ＩＬＳの光学特性の計測方法であって、複数のミラー要素１６のうち、照明光学系ＩＬＳの瞳面ＩＰＰと等価な検出面ＨＰ２のメンテナンス計測エリア５４に光を照射するミラー要素群４７Ａ～４７Ｄと、メンテナンス計測エリア５４とは異なる照明瞳面ＩＰＰの瞳形状領域４６ＩＰを介してレチクル面Ｒａに光を照射する露光用のミラー要素群４８Ａとを制御するステップ１０６，１２６を含んでいる。この計測方法は、空間光変調器１４のメンテナンス方法にも使用されている。
　本実施形態によれば、計測エリア５４は瞳モニタエリア５２の外側にあるため、計測エリア５４に入射する光が分岐される照明光ＩＬは、レチクル面Ｒａには入射しない。従って、レチクル面Ｒａに対する照明光ＩＬの照射を行う露光工程と、照明光学系ＩＬＳの光学特性の計測を行う計測工程とを並行して行うことができ、その光学特性を効率的に計測できる。従って、ＳＬＭ１４のメンテナンス等を露光工程を中断することなく実行できるため、露光工程の生産性（スループット）を高めることができる。
　また、特性計測装置８は、メンテナンス計測エリア５４の光量分布を検出する瞳モニタ系２３と、この検出結果からミラー要素１６の駆動特性を演算する照明制御部３６内の特性計測部（演算装置）と、を備えている。また、特性計測装置８を用いた照明光学系ＩＬＳの光学特性の計測方法は、メンテナンス計測エリア５４の光量分布を検出するステップ１１８と、この検出結果からミラー要素１６の駆動特性を演算するステップ１２０と、を含んでいる。その駆動特性の演算とは、例えばミラー要素１６の傾斜角若しくは駆動特性の演算、又はミラー要素１６のアレイに入射する照明光ＩＬの光量若しくはその分布を求めることである。このように瞳モニタ系２３を用いることによって、照明瞳面ＩＰＰの面光源から射出される照明光ＩＬに影響を与えることなく光学特性を計測できる。
　なお、照明制御部３６内の特性計測部（演算装置）は、瞳モニタ系２３等の計測結果を用いて照明光学系ＩＬＳの光学特性の予測又は光学特性の変動量の見積もり等を行うようにしてもよい。
　また、本実施形態では、計測された光学特性を補正しているため（ステップ１２０，１２６）、光学特性が変動しても、目標とする光学特性でレチクルＲを照明できる。
　また、本実施形態の露光装置ＥＸは、露光用の照明光ＩＬで照明光学系ＩＬＳを介してレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷ（基板）を露光する露光装置において、照明光学系ＩＬＳ内の照明光ＩＬの光路に配置されて照明光ＩＬを変調する複数のミラー要素１６を有するＳＬＭ１４と、特性計測装置８とを備え、特性計測装置８を用いて照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測している。　
　また、露光装置ＥＸの露光方法は、ＳＬＭ１４を有する照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する工程と、本実施形態の計測方法を用いて、照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測する工程と、を含んでいる。
　この露光装置ＥＸ又は露光方法によれば、ウエハＷを露光する工程と照明光学系ＩＬＳの光学特性を計測する工程とを並行して実行できるため、露光工程で高い生産性が得られる。
　なお、上記の実施形態では、撮像素子２２によって検出面ＨＰ２でメンテナンス計測エリア５４及び変動計測エリア５５の光量分布を計測している。この他に、図５（Ｃ）の特性計測装置の変形例の要部に示すように、照明開口絞り２６の光源１０側の面に撮像素子２２Ａ，２２Ｂを設け、撮像素子２２Ａ，２２Ｂによって照明開口絞り２６の周囲で図１（Ｂ）のメンテナンス計測エリア５４及び変動計測エリア５５と等価な領域５４ＩＰ，５５ＩＰの光量分布を計測してもよい。
　また、上記の実施形態では、入射面２５Ｉ又は照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布（光量分布）を設定するために複数のミラー要素１６の直交する２軸の回りの傾斜角を制御可能なＳＬＭ１４が使用されている。しかしながら、ＳＬＭ１４の代わりに、それぞれ反射面の法線方向の位置が制御可能な複数のミラー要素のアレイを有する空間光変調器を使用する場合にも、上記の実施形態が適用可能である。さらに、ＳＬＭ１４の代わりに、例えばそれぞれ入射する光の状態（反射角、屈折角、透過率等）を制御可能な複数の光学要素を備える任意の光変調器を使用する場合にも、上記の実施形態が適用可能である。
　また、上記の実施形態ではオプティカルインテグレータとして図１の波面分割型のインテグレータであるフライアイレンズ２５が使用されている。しかしながら、オプティカルインテグレータとしては、内面反射型のオプティカルインテグレータとしてのロッド型インテグレータを用いることもできる。
　また、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、この電子デバイスは、図１０に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法によりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
　言い替えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて、マスクのパターンを介して基板（ウエハＷ）を露光する工程と、その露光された基板を処理する工程（即ち、基板のレジストを現像し、そのマスクのパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程、及びそのマスク層を介してその基板の表面を加工（加熱及びエッチング等）する加工工程）と、を含んでいる。
　このデバイス製造方法によれば、露光工程と照明光学系ＩＬＳの光学特性の計測とを並列に実行できるため、電子デバイスを高い生産性で高精度に製造できる。
　なお、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置にも適用できる。さらに、本発明は、コンデンサー光学系を使用しない照明光学装置にも適用可能である。さらに、本発明は、投影光学系を用いないプロキシミティ方式等の露光装置にも適用することができる。
　また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等の製造プロセスや、撮像素子（ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス（電子デバイス）の製造プロセスにも広く適用できる。
　このように本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
　また、本願に記載した上記公報、各国際公開パンフレット、米国特許、又は米国特許出願公開明細書における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２０１１年１２月２２日付け提出の日本国特許出願第２０１１－２８１２６１号の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
　ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＩＰＰ…照明瞳面、８…特性計測装置、１０…光源、１４…空間光変調器（ＳＬＭ）、１６…ミラー要素、２２…撮像素子、２３…瞳モニタ系、２５…フライアイレンズ、３６…照明制御部、５２…瞳モニタエリア、５４…メンテナンス計測エリア、５５…変動計測エリア

Claims (38)

  1. 　空間光変調器が備える複数の光学要素を介して被照射面に光を照射する照明光学系の光学特性を計測する計測方法であって、
    　前記照明光学系の瞳面内または前記瞳面と等価な面内のうち、前記被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向けるように、前記空間光変調器が備える複数の光学要素の少なくとも一つの光学要素を制御することと、
    　前記第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出することと、
    　を含む計測方法。
  2. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記制御することは、前記複数の光学要素のうち、前記第１領域に光を照射する第１の光学要素と、前記第２領域に光を照射する第２の光学要素と、を制御する請求項１に記載の計測方法。
  3. 　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記照明光学系の前記瞳面での光学特性を演算することをさらに含む請求項１または２に記載の計測方法。
  4. 　絞り部材を用いて前記第１領域に照射される少なくとも一部の光を遮光することをさらに含む請求項１～３の何れか一項に記載の計測方法。
  5. 　前記絞り部材は、前記瞳面に設けられることを含む請求項４に記載の計測方法。
  6. 　前記光を検出することは、前記絞り部材の一面で光を検出することを含む請求項４または５に記載の計測方法。
  7. 　前記瞳面に照射される光を分岐して前記瞳面と等価な面に導くことをさらに含み、
    　前記光を検出することは、前記瞳面と等価な面に照射された光を検出することを含む請求項３～６の何れか一項に記載の計測方法。
  8. 　前記複数の光学要素は、
    　駆動部によって駆動されることで、それぞれ直交する２軸の回りの傾斜角を変更して、前記複数の光学要素からの光の向きを変更し、
    　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記第１の光学要素の駆動特性を求めることを含む請求項３～７のいずれか一項に記載の計測方法。
  9. 　前記光学特性を演算することは、
    　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記光源からの光の光量分布を求めることを含む請求項３～７のいずれか一項に記載の計測方法。
  10. 　複数の光学要素を備え、被照射面に光を照射する照明光学系に用いられる空間光変調器のメンテナンス方法であって、
    　前記照明光学系の瞳面内または前記瞳面と等価な面内のうち、前記被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向けるように、前記空間光変調器が備える複数の光学要素の少なくとも一つの光学要素を制御することと、
    　前記第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出することと、
    　を含むメンテナンス方法。
  11. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記制御することは、故障した光学要素または故障する可能性のある光学要素を除く光学要素を制御する請求項１０記載のメンテナンス方法。
  12. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記制御することは、前記複数の光学要素のうち、前記第１領域に光を照射する第１の光学要素と、前記第２領域に光を照射する第２の光学要素と、を制御すること
    　を含む請求項１０または１１に記載のメンテナンス方法。
  13. 　前記複数の光学要素は、
    　駆動部によって駆動されることで、それぞれ直交する２軸の回りの傾斜角を変更して、前記複数の光学要素からの光の向きを変更し、
    　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記複数の光学要素の駆動特性を計測することと、
    　をさらに含む請求項１０～１２の何れか一項に記載のメンテナンス方法。
  14. 　前記制御することは、
    　前記複数の光学要素の駆動特性を補正することを含む請求項１３記載のメンテナンス方法。
  15. 　露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の計測方法を用いて、前記照明光学系の光学特性を計測する工程を含む露光方法。
  16. 　露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
    　請求項１０～１４の何れか一項に記載のメンテナンス方法を用いて、空間光変調器のメンテナンスを行う工程を含む露光方法。
  17. 　前記制御することは、前記第２の光学要素からの光を前記照明光学系の前記瞳面のコヒーレンスファクタが１の輪郭で囲まれた円形の領域内に導くことを含み、
    　前記第１の光学要素からの光を、前記円形の領域またはこの円形の領域と等価な領域にほぼ外接する正方形の領域内の対角線に沿った領域で検出することをさらに含む請求項１５または１６に記載の露光方法。
  18. 　空間光変調器が備える複数の光学要素を介して被照射面に光を照射する照明光学系の光学特性を計測する計測装置であって、
    　前記空間光変調器が備える複数の光学要素は、前記照明光学系の瞳面内または前記瞳面と等価な面内のうち、前記被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向ける光学要素を含み、
    　前記第１領域に照射された少なくとも一部の光を検出する検出装置を備える計測装置。
  19. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記複数の光学要素のうち、前記第１領域に光を照射する第１の光学要素と、前記第２領域に光を照射する第２の光学要素と、を制御する制御装置をさらに備える請求項１７に記載の計測装置。
  20. 　前記検出装置の検出結果に基づいて、前記照明光学系の前記瞳面での光学特性を演算する演算装置をさらに備える請求項１８または１９に記載の計測装置。
  21. 　前記照明光学系は、
    　前記第１領域に照射される少なくとも一部の光を遮光する絞り部材をさらに有する請求項１７～１９の何れか一項に記載の計測装置。
  22. 　前記絞り部材は、
    　前記瞳面またはその近傍に配置される請求項２１に記載の計測装置。
  23. 　前記検出装置は、前記絞り部材の一面に設けられた撮像素子を有する請求項２１または２２に記載の計測装置。
  24. 　前記瞳面に照射される光の一部を分岐して前記瞳面と等価な面に導く光学部材をさらに備え、
    　前記検出装置は、前記光学部材によって分岐されて前記瞳面と等価な面に照射された光を検出する請求項１８～２３の何れか一項に記載の計測装置。
  25. 　前記複数の光学要素を駆動する駆動部を備え、
    　記複数の光学要素は、
    　前記駆動部によって駆動されることで、それぞれ直交する２軸の回りの傾斜角を変更して、前記複数の光学要素からの光の向きを変更する請求項２１～２４のいずれか一項に記載の計測装置。
  26. 　前記検出装置の検出結果から前記第１の光学要素の駆動特性を求める駆動特性演算部を備える請求項２５に記載の計測装置。
  27. 　前記演算装置は、
    　前記検出装置の検出結果から前記光源からの光の光量分布を求める請求項２０～２４のいずれか一項に記載の計測装置。
  28. 　複数の光学要素を備え、被照射面に光を照射する照明光学系に用いられる空間光変調器のメンテナンス装置であって、
    前記複数の光学要素は、前記照明光学系の瞳面内または前記瞳面と等価な面内のうち、前記被照射面に向かう光が通過する領域とは異なる第１領域に光を向ける光学要素を含み、　前記第１領域に照射された光を検出する検出装置を備えるメンテナンス装置。
  29. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、故障した光学要素または故障する可能性のある光学要素を制御する制御装置をさらに備える請求項２８記載のメンテナンス装置。
  30. 　前記光が通過する領域は、第２領域であり、
    　前記複数の光学要素のうち、前記第１領域に光を照射する第１の光学要素と、前記第２領域に光を照射する第２の光学要素と、を制御する制御装置を備える請求項２８または２９に記載のメンテナンス装置。
  31. 　前記複数の光学要素を駆動する駆動部を備え、
    　前記複数の光学要素は、
    　前記駆動部によって駆動されることで、それぞれ直交する２軸の回りの傾斜角を変更して、前記複数の光学要素からの光の向きを変更する請求項２８～３０の何れか一項に記載のメンテナンス装置。
  32. 　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記複数の光学要素の駆動特性を計測する計測装置をさらに備える請求項３１に記載のメンテナンス装置。
  33. 　前記第１領域に照射された光の検出結果に基づいて、前記複数の光学要素の駆動特性を補正する制御装置をさらに備える請求項３２記載のメンテナンス装置。
  34. 　露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
    　前記照明光学系内の前記露光光の光路に配置されて前記露光光を変調する複数の光学要素を有する空間光変調器と、
    　請求項１８～２７のいずれか一項に記載の計測装置と、を備え、
    　前記計測装置を用いて前記照明光学系の光学特性を計測する露光装置。
  35. 　露光光で照明光学系を介してパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
    　請求項２８～３３のいずれか一項に記載のメンテナンス装置を用いて、空間光変調器のメンテナンスを行う露光装置。
  36. 　前記第２の光学要素からの光は、
    　前記照明光学系の前記瞳面のコヒーレンスファクタが１の輪郭で囲まれた円形の領域内に導かれ、
    　前記第１の光学要素からの光を、前記円形の領域またはこの円形の領域と等価な領域にほぼ外接する正方形の領域内の対角線に沿った領域で検出する検出装置をさらに備える請求項３４または３５に記載の露光装置。
  37. 　請求項１５～１７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
    　前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
    　を含むデバイス製造方法。
  38. 　請求項３４～３６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
    　前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
    　を含むデバイス製造方法。
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