WO2019064508A1

WO2019064508A1 - 電子ビーム装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

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Publication number: WO2019064508A1
Application number: PCT/JP2017/035536
Authority: WO
Inventors: 真路佐藤; 柴崎　祐一
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-04-04
Also published as: TW201923808A

Abstract

電子ビーム装置は、複数の光ビームを提供可能な光学デバイス（１８４）と、光学デバイス（１８４）の複数位置からの複数の光ビームが光電素子（５４）の第１位置に集光されるように配置された集光部材（１８７）と、光電素子から放出される電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、を備える。

Description

電子ビーム装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

　本発明は、電子ビーム装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、光電素子に光を照射するとともに、光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置及び光電素子に光を照射するとともに、光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する露光方法、並びに電子ビーム装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

　近年、例えばＡｒＦ光源を用いた液浸露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術（例えば電子ビーム露光技術）とを相補的に利用するコンプリメンタリ・リソグラフィが、提案されている。コンプリメンタリ・リソグラフィでは、例えばＡｒＦ光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することで、単純なラインアンドスペースパターン（以下、適宜、Ｌ／Ｓパターンと略記する）を形成する。次いで、電子ビームを用いた露光を通じて、ラインパターンの切断、あるいはビアの形成を行う。

　コンプリメンタリ・リソグラフィでは、例えば複数のブランキング・アパーチャを用いてビームのオン・オフを行うマルチビーム光学系を備えた電子ビーム露光装置を用いることができる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ブランキング・アパーチャ方式に限らず、電子ビーム露光装置の場合、改善すべき点が存在する。また、露光装置に限らず、電子ビームを用いてターゲットに対する加工若しくは処理、又は加工及び処理を行う装置、あるいは検査装置などでも、改善すべき点が存在する。

米国特許出願公開第２０１５／０２０００７４号明細書

　本発明の第１の態様によれば、光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置であって、複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームが前記光電素子の第１位置に集光されるように配置された集光部材と、前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する電子光学系と、を備える電子ビーム装置が、提供される。

　本発明の第２の態様によれば、光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置であって、個別に制御可能な複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスからの複数の光ビームが前記光電素子の第１位置に集光されるように配置された集光部材と、前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する電子光学系と、を備える電子ビーム装置が、提供される。

　本発明の第３の態様によれば、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、第１の態様及び第２の態様のいずれかに係る電子ビーム装置を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

　本発明の第４の態様によれば、光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する露光方法であって、複数の光ビームを提供可能な光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームを、前記光電素子の第１位置に集光されるように集光部材で集光することと、前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして電子光学系を用いて前記ターゲットに照射することと、を含む露光方法が、提供される。

　本発明の第５の態様によれば、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、第４の態様に係る露光方法を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。図２（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た電子ビーム光学系の構成の一例を、対応する光電素子を含む第１の真空室の内部の構成部分とともに示す図、図２（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た図２（Ａ）の構成を示す図である。図３（Ａ）は光電カプセルに設けられた光電素子を示す一部省略した縦断面図、図３（Ｂ）は光電素子を示す一部省略した平面図である。第１の実施形態に係る露光装置が備える光照射装置の構成の一例を示す図である。図５は、第１静電レンズによるＸ軸方向及びＹ軸方向に関する縮小倍率の補正について説明するための図である。ベースプレートに吊り下げ状態で支持された４５の電子ビーム光学系の外観を示す斜視図である。パターンジェネレータの受光面上でのレーザビームの照射領域と、光電素子の面上でのレーザビームの照射領域と、像面（ウエハ面）上での電子ビームの照射領域（露光領域）との対応関係を示す図である。第１の実施形態に係る露光装置の制御系を主として構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。正方形フィールドと比べた矩形フィールドのメリットについて説明するための図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、光学系起因のブラー及びレジストブラーによって生じるカットパターンの形状変化（４隅の丸まり）の補正について説明するための図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、複数の電子ビーム光学系に共通のディストーションの補正について説明するための図である。図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）は、光学パターン形成ユニットの種々のタイプの構成例を示す図である。図１３（Ａ）は、アパーチャを使用しない方式を示す説明図、図１３（Ｂ）は、アパーチャを使用する方式を示す説明図である。図１４は、電子ビーム光学系が収差として有する像面湾曲を補償する方法について説明するための図である。１列置きにピッチが異なるアパーチャ列が形成されたマルチピッチ型のアパーチャ一体型光電素子の一例を示す図である。図１６（Ａ）～図１６（Ｃ）は、図１５のアパーチャ一体型光電素子を用いてピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンを形成する手順を示す図である。図１７（Ａ）は、アパーチャ別体型光電素子の構成の一例について説明するための図、図１７（Ｂ）～図１７（Ｅ）は、アパーチャ板の種々の構成例を示す図である。図１８（Ａ）～図１８（Ｅ）は、アパーチャ一体型光電素子の種々の構成例を示す図である。第２の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。図１９の電子ビーム光学ユニットを断面して示す斜視図である。図１９の電子ビーム光学ユニットを示す縦断面である。蓋収納プレートを示す一部省略した平面図である。図２３（Ａ）～（Ｃ）は、光電カプセルの構成及び光電カプセルメーカーの工場内での蓋部材の本体部に対する装着の手順を説明するための図（その１～その３）である。第２の実施形態に係る露光装置の光学ユニット内の複数の光照射装置を、電子ビーム光学ユニットとともに示す図である。図２５（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た図２４の光照射装置の構成を示す図、図２５（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た図２４の光照射装置の構成を示す図である。図２６（Ａ）は、光回折型ライトバルブを示す斜視図、図２６（Ｂ）は、光回折型ライトバルブを示す側面図である。第２の実施形態に係る露光装置が備えるパターンジェネレータを示す平面図である。図２８（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た図２４の電子ビーム光学系の構成を示す図、図２８（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た図２４の電子ビーム光学系の構成を示す図である。図１９の電子ビーム光学ユニットの組み立て手順の一部について説明するための図（その１）である。図１９の電子ビーム光学ユニットの組み立て手順の一部について説明するための図（その２）である。図１９の電子ビーム光学ユニットの組み立て手順の一部について説明するための図（その３）である。バックアップ用のリボン列を有するパターンジェネレータの一例を示す平面図である。図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）は、補正用のリボン列について説明するための図である。デバイス製造方法の一実施形態を説明するための図である。

《第１の実施形態》
　以下、第１の実施形態について、図１～図１８（Ｅ）に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る露光装置１０００の構成が概略的に示されている。露光装置１０００は、後述するように複数の電子ビーム光学系を備えているので、以下、電子ビーム光学系の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で後述する露光時にウエハＷが移動される走査方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向を、それぞれθｘ、θｙ及びθｚ方向として、説明を行う。

　露光装置１０００は、クリーンルームの床面Ｆ上に設置されたステージチャンバ１０と、ステージチャンバ１０の内部の露光室１２内に配置されたステージシステム１４と、床面Ｆ上でフレーム１６に支持され、ステージシステム１４の上方に配置された光学システム１８と、を備えている。

　ステージチャンバ１０は、図１では、Ｘ軸方向の両端部の図示が省略されているが、その内部を真空引き可能な真空チャンバである。ステージチャンバ１０は、床面Ｆ上に配置されたＸＹ平面に平行な底壁１０ａと、ステージチャンバ１０の上壁（天井壁）を兼ねる前述のフレーム１６と、底壁１０ａの周囲を取り囲むとともに、フレーム１６を下方から水平に支持する周壁１０ｂ（図１ではそのうちの＋Ｙ側部分の一部のみ図示）とを備えている。フレーム１６及び底壁１０ａは、ともに平面視矩形の板部材から成り、フレーム１６にはその中央部の近傍に平面視円形の開口１６ａが形成されている。開口１６ａ内に光学システム１８の一部を構成する、外観が段付き円柱状の電子ビーム光学ユニット１８Ａの筐体１９の直径が小さい第２部分１９ｂが上方から挿入され、筐体１９の直径が大きい第１部分１９ａが、その開口１６ａの周囲のフレーム１６の上面に下方から支持されている。図示は省略されているが、開口１６ａの内周面と、筐体１９の第２部分１９ｂとの間は、シール部材によってシールされている。ステージチャンバ１０の底壁１０ａ上にステージシステム１４が配置されている。なお、電子ビーム光学ユニット１８Ａの支持方法は、この方法に限定されず、筐体１９が直径の異なる第１部分と第２部分を有していなくても良い。また、電子ビーム光学ユニット１８Ａは段付円柱状の形状でなくとも良く、例えば段付角柱状であっても良い。

　ステージシステム１４は、底壁１０ａ上に複数の防振部材２０を介して支持された定盤２２と、定盤２２上で重量キャンセル装置２４に支持され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ所定のストローク、例えば５０ｍｍで移動可能であるとともに、残りの４自由度方向（Ｚ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向）に微動可能なウエハステージＷＳＴと、ウエハステージＷＳＴを移動するステージ駆動系２６（図１ではそのうちの一部のみ図示、図８参照）と、ウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置情報を計測する位置計測系２８（図１では不図示、図８参照）と、を備えている。ウエハステージＷＳＴは、その上面に設けられた不図示の静電チャックを介してウエハＷを吸着し、保持している。

　ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ＸＺ断面矩形枠状の部材から成り、その内部（中空部）の底面上にＸＺ断面矩形枠状のヨークと磁石（不図示）とを有するモータ３０の可動子３０ａが一体的に固定され、その可動子３０ａの内部（中空部）にＹ軸方向に延びるコイルユニットから成るモータ３０の固定子３０ｂが挿入されている。固定子３０ｂは、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端が、定盤２２上でＸ軸方向に移動する不図示のＸステージに接続されている。Ｘステージは、磁束漏れが生じない一軸駆動機構、例えばボールねじを用いた送りねじ機構によって構成されるＸステージ駆動系３２（図８参照）によって、ウエハステージＷＳＴと一体でＸ軸方向に所定ストロークで移動される。なお、Ｘステージ駆動系３２を、駆動源として超音波モータを備えた一軸駆動機構によって構成しても良い。いずれにしても、磁束漏れに起因する磁場変動が電子ビームの位置決めに与える影響は無視できるレベルである。

　モータ３０は、可動子３０ａを固定子３０ｂに対して、Ｙ軸方向に所定ストローク、例えば５０ｍｍで移動可能で、かつＸ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向に微小移動可能な閉磁界型かつムービングマグネット型のモータである。本実施形態では、モータ３０によってウエハステージＷＳＴを６自由度方向に移動するウエハステージ駆動系が構成されている。以下、ウエハステージ駆動系をモータ３０と同一の符号を用いて、ウエハステージ駆動系３０と表記する。

　Ｘステージ駆動系３２とウエハステージ駆動系３０とによって、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ所定のストローク、例えば５０ｍｍで移動するとともに、残りの４自由度方向（Ｚ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向）に微小駆動する前述のステージ駆動系２６が構成されている。Ｘステージ駆動系３２及びウエハステージ駆動系３０は、主制御装置１１０によって制御される（図８参照）。

　モータ３０の上面及びＸ軸方向の両側面を覆う状態でＸＺ断面逆Ｕ字状の磁気シールド部材（不図示）が、不図示のＸステージのＹ軸方向の両端部に設けられた一対の凸部間に架設されている。この磁気シールド部材は、可動子３０ａの固定子３０ｂに対する移動を妨げることがない状態で、ウエハステージＷＳＴの中空部内に挿入されている。磁気シールド部材は、モータ３０の上面及び側面を、可動子３０ａの移動ストロークの全長に渡って覆っており、かつＸステージに固定されているので、ウエハステージＷＳＴ及びＸステージの移動範囲の全域で、上方（後述する電子ビーム光学系側）への磁束の漏れをほぼ確実に防止することができる。

　重量キャンセル装置２４は、ウエハステージＷＳＴの下面に上端が接続された金属製のベローズ型空気ばね（以下、空気ばねと略記する）２４ａと、空気ばね２４ａの下端に接続された平板状の板部材から成るベーススライダ２４ｂと、を有している。ベーススライダ２４ｂには、空気ばね２４ａ内部の空気を、定盤２２の上面に噴き出す軸受部（不図示）が設けられ、軸受部から噴出される加圧空気の軸受面と定盤２２上面との間の静圧（隙間内圧力）により、重量キャンセル装置２４、ウエハステージＷＳＴ（可動子３０ａを含む）及びウエハＷの自重が支持されている。なお、空気ばね２４ａには、ウエハステージＷＳＴに接続された不図示の配管を介して圧縮空気が供給されている。ベーススライダ２４ｂは、一種の差動排気型の空気静圧軸受を介して定盤２２上に非接触で支持され、軸受部から定盤２２に向かって噴出された空気が、周囲に（露光室内に）漏れ出すことが防止されている。なお、実際には、ウエハステージＷＳＴの底面には、空気ばね２４ａをＹ軸方向に挟んで一対のピラーが設けられ、ピラーの下端に設けられた板ばねが空気ばね２４ａに接続されている。

　光学システム１８は、前述のフレーム１６に保持された電子ビーム光学ユニット１８Ａと、電子ビーム光学ユニット１８Ａの上に搭載された光学ユニット１８Ｂと、を備えている。

　電子ビーム光学ユニット１８Ａは、図１に示されるように、前述した第１部分１９ａと第２部分１９ｂとを有する筐体１９を備えている。第１部分１９ａは、その外観は、高さの低い円柱状である。第１部分１９ａの内部には、例えば図１に示されるように、第１の真空室３４が形成されている。第１の真空室３４は、上壁（天井壁）を構成する平面視円形の板部材から成る第１プレート３６、第１プレート３６と同じ直径の板部材から成り、底壁を構成する第２プレート（以下、ベースプレートと呼ぶ）３８、及び第１プレート３６とベースプレート３８の周囲を取り囲む円筒状の側壁部４０、等から区画されている。

　第１プレート３６には、図１などに示されるように、平面視円形の上下方向の貫通孔３６ａがＸＹ２次元方向に所定間隔で複数、ここでは、一例として７行７列のマトリクスの４隅を除く配置で、４５（＝７×７－４）個形成されている。これら４５個の貫通孔３６ａには、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、第１の真空室３４を区画する、石英ガラスなどから成る真空隔壁１３２が隙間のない状態で設置され、この真空隔壁１３２を使って第１の真空室３４が外部に対して気密状態で隔離されている。なお、隔壁部材１３２を構成する光透過部材の材料は石英ガラスには限定されず、光学ユニット１８Ｂで用いられる光の波長に対して透過性を持つ材料であれば良い。

　図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、本第１の実施形態に係る露光装置１０００で用いられる電子ビーム光学系７０の構成の一例が、第１の真空室３４内の、対応する光電素子５４などとともに示されている。このうち、図２（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た構成を示し、図２（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た構成を示す。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、真空隔壁１３２から所定距離下方には、光電素子５４が配置されている。

　光電素子５４は、光電素子５４の一部を示す、図３（Ａ）の縦断面図に示されるように、例えば石英ガラス（Ｓ_ｉＯ_２）から成る基材（透明の板部材）５６と、その基材５６の下面に例えば蒸着されたクロムなどから成る遮光膜（アパーチャ膜）５８と、基材５６及び遮光膜５８の下面側に成膜（例えば蒸着）されたアルカリ光電膜（光電変換膜）の層（アルカリ光電変換層（アルカリ光電層））６０と、を含む。遮光膜５８には、多数のアパーチャ５８ａが形成されている。図３（Ａ）には、光電素子５４の一部のみが示されているが、実際には、遮光膜５８には、所定の位置関係で多数のアパーチャ５８ａが形成されている（図３（Ｂ）参照）。アパーチャ５８ａの数は、後述するマルチビームの数と同一であっても良いし、マルチビームの数より多くても良い。アルカリ光電層６０は、アパーチャ５８ａの内部にも配置され、アパーチャ５８ａにおいて基材５６とアルカリ光電層６０が接触している。本実施形態では、基材５６、遮光膜５８及びアルカリ光電層６０が一体的に形成され、光電素子５４の少なくとも一部を形成している。なお、基材５６の材料は、石英ガラスには限定されず、例えば、サファイア等の光学ユニット１８Ｂで用いられる光の波長に対して透過性を持つ材料であれば良い。

　アルカリ光電層６０は、２種類以上のアルカリ金属を用いたマルチアルカリフォトカソードである。マルチアルカリフォトカソードは、耐久性が高く、波長が５００ｎｍ帯の緑色光で電子発生が可能で、光電効果の量子効率ＱＥが１０％程度と高いとされるのが特長のフォトカソードである。本実施形態では、アルカリ光電層６０は、レーザ光による光電効果によって電子ビームを生成する一種の電子銃として用いられるので、変換効率が１０[mA/W]の高効率のものが用いられている。なお、光電素子５４では、アルカリ光電層６０の電子放出面は、図３（Ａ）における下面、すなわち基材５６の上面とは反対側の面である。光電素子５４の遮光膜５８には、Ｙ軸方向及びＸ軸方向をそれぞれ行方向（行が変化する方向）及び列方向（列が変化する方向）とするマトリクス状の配置で、ｍ×ｎ個のアパーチャ５８ａが形成されている。以下では一例として、ｍ＝１２、ｎ＝６０００であるものとする。

　第１の真空室３４内部の光電素子５４の下方には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、引き出し電極１１２ａが配置されている。

　ベースプレート３８には、図１などに示されるように、複数（本実施形態では４５本）の電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅ上にその中心が位置する複数（本実施形態では４５個）の凹部３８ａが形成されている。凹部３８ａは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、ベースプレート３８の上面から所定深さを有し、その内部底面には、絞り部として機能する貫通孔３８ｂが形成されている。以下では、貫通孔３８ｂを絞り部３８ｂとも呼ぶ。絞り部３８ｂについてはさらに後述する。

　ベースプレート３８の下面には、４５本の電子ビーム光学系７０が吊り下げ状態で固定されている。図６は、ベースプレート３８に吊り下げ状態で支持された４５本の電子ビーム光学系７０の外観を斜視図にて示している。なお、電子ビーム光学系７０の支持はこれに限定されず、例えば４５本の電子ビーム光学系７０をベースプレート３８とは異なる支持部材で支持し、その支持部材を、筐体１９の第２部分１９ｂで支持しても良い。電子ビーム光学系７０については、後にさらに詳述する。

　筐体１９の第２部分１９ｂは、図１に示されるように、その外観は、第１部分に比べて直径が小さく、高さが幾分高い円柱状である。第２部分１９ｂの内部には、４５の電子ビーム光学系７０をその内部に収容する第２の真空室７２が形成されている。第２の真空室７２は、図１に示されるように、上壁（天井壁）を構成する前述のベースプレート３８と、底壁を構成する平面視円形の薄板状のクーリングプレート７４と、クーリングプレート７４の直径とほぼ同一の外径を有し、クーリングプレート７４がその下端面に固定された円筒状の周壁部７６と、によって区画されている。周壁部７６の上面がベースプレート３８の下面に固定されることで、第１部分１９ａと第２部分１９ｂとが一体化され、これによって筐体１９が構成されている。クーリングプレート７４は、冷却機能に加えて後述するフォギングを抑制する機能を備えている。

　第１の真空室３４と第２の真空室７２とは、それぞれの内部を真空引きすることが可能である。なお、第１の真空室３４を真空引きする第１真空ポンプとは別に、第２の真空室７２を真空引きする第２真空ポンプを備えても良いし、共通の真空ポンプを使って第１の真空室３４と第２の真空室７２を真空引きしても良い。また、第１の真空室３４の真空度と第２の真空室７２の真空度が異なっていても良い。また、メンテナンスなどのために、第１の真空室３４と第２の真空室７２の一方を大気圧空間にし、他方を真空空間にしても良い。本実施形態においては、絞り部３８ｂを設けて第１の真空室３４の真空度と第２の真空室７２の真空度を異ならせることができるが、絞り部３８ｂなどを設けずに、第１の真空室３４と第２の真空室７２とが実質的に１つの真空室となるようにしても良い。

　光学ユニット１８Ｂは、図１に示されるように、電子ビーム光学ユニット１８Ａの上に搭載された鏡筒（筐体）７８と、鏡筒７８内に収納された複数の（本実施形態では４５）の光照射装置（光学系と呼ぶこともできる）１８０と、を備えている。４５の光照射装置１８０は、鏡筒７８の内部において、４５の真空隔壁１３２及び貫通孔３６ａ、並びに４５の電子ビーム光学系７０にそれぞれ対応する配置でＸＹ平面内で配置されている。鏡筒７８内部の圧力は、大気圧、又は大気圧よりわずかに陽圧である。

　４５の光照射装置１８０のそれぞれは、４５の光電素子５４に対応して設けられ、光照射装置１８０からの少なくとも１つの光ビーム（以下、適宜、レーザビーム又はビームとも称する）が光電素子５４のアパーチャ５８ａを介してアルカリ光電層（以下、光電層と略記する）６０に照射される。なお、光照射装置１８０の数と光電素子５４の数とは等しくなくても良い。例えば光照射装置１８０の数が光電素子５４の数よりも多くても良い。

　図４には、光照射装置１８０の構成の一例が、対応する光電素子５４などとともに示されている。図４は、＋Ｘ方向から見た構成を示す。

　光照射装置１８０は、図４に示されるように、照明系１８２と、複数の光ビームを発生するパターンジェネレータ１８４と、投影光学系１８６と、を有する。パターンジェネレータ１８４は、パターニングされた光を発生することができる。パターンジェネレータ１８４は、所定方向へ進行する光の振幅、位相及び偏光の少なくとも１つの状態を空間的に変調して射出する空間光変調器と称しても良い。なお、パターンジェネレータを光学デバイスと称しても良い。

　照明系１８２は、光源部１８２ａと、照明光学系１８２ｂと、を備えている。光源部１８２ａは、光源としての可視光又は可視光近傍の波長、例えば波長３６５ｎｍのレーザ光を連続発振するレーザダイオード８８と、そのレーザ光の光路上に配置されたＡＯ偏向器（ＡＯＤ又は光偏向素子とも呼ばれる）９０とを含む。ＡＯ偏向器９０は、ここでは、スイッチング素子として機能し、レーザ光を間欠発光化するのに用いられる。すなわち、光源部１８２ａは、波長３６５ｎｍのレーザ光（レーザビーム）ＬＢを間欠的に発光可能な光源部である。なお、光源部１８２ａの発光のデューティ比は、例えばＡＯ偏向器９０を制御することにより変更可能である。スイッチング素子としては、ＡＯ偏向器には限定されず、ＡＯＭ（音響光学変調素子）であっても良い。なお、レーザダイオード８８自体を間欠的に発光させても良い。なお、照明系１８２は、光源部１８２ａを備えてなくても良く、装置の外部に光源部を配置しても良い。

　照明光学系１８２ｂは、レーザビームＬＢの断面形状が正方形（又はＸ軸方向の長さがＹ軸方向の長さより幾分長い矩形）の断面となるようにレーザビームＬＢの断面形状を変形させるビームエクスパンダ１８１と、ビームエクスパンダ１８１からのレーザビームを反射してその進行方向を－Ｘ方向に変化させる、すなわちレーザビームの光路を９０度折り曲げる折り曲げミラー１８３とを有する。折り曲げミラー１８３は、ＸＹ平面及びＸＺ平面に対して４５度（π/４）を成す反射面を有している。

　本実施形態においては、パターンジェネレータ１８４として、折り曲げミラー１８３の反射面とほぼ平行に配置された、ミラーアレイの一種であるデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）が用いられている。パターンジェネレータ１８４としては、ＤＭＤに限らず、他のミラーアレイ、又はグレーティング・ライト・バルブ（ＧＬＶ）その他の複数の可動反射素子を有する空間光変調器を用いても良い。パターンジェネレータ１８４は、例えば明暗パターンからなる光学パターンを発生することができる。以下では、パターンジェネレータと同じ符号を用いてＤＭＤ１８４とも表記する。

　ＤＭＤ１８４は、Ｋ＝Ｐ×Ｑ＝αｍ×βｎ個のミラー素子１８５_ｐ．ｑを有する。図４には、ＤＭＤ１８４が、一例としてα＝β＝４、かつｍ＝ｎ＝４の場合、すなわちＫ＝１６×１６＝２５６個のミラー素子１８５_ｐ．ｑ（ｐ＝１～１６、ｑ＝１～１６）を有する場合が示されているが、ＤＭＤ１８４は、実際には、多数のミラー素子１８５_ｐ．ｑを有している。

　ＤＭＤ１８４は、本実施形態では、ＸＹ平面及びＸＺ平面に対して４５度（π/４）を成す面（以下、便宜上基準面と呼ぶ）を有するベース部材１８４Ａと、ベース部材１８４Ａの基準面上に例えばＰ行Ｑ列のマトリクス状に配置された例えばＫ（＝Ｐ×Ｑ）個のミラー素子１８５_ｐ,ｑ（ｐ＝１～Ｐ、ｑ＝１～Ｑ）と、各ミラー素子１８５_ｐ,ｑを個別に駆動するＫ個のアクチュエータを含む駆動部（図示省略）とを有している。ＤＭＤ１８４は、複数のミラー素子１８５_ｐ,ｑの基準面に対する傾きを調整することにより、基準面と平行な大きな反射面を実質的に形成可能である。なお、ベース部材１８４Ａの基準面は、ＸＹ平面及びＸＺ平面に対して４５度でなくても良く、その角度に合わせて、照明系１８２、後述の投影光学系１８６、及び後述の集光部材（マイクロレンズアレイ）などの構成、配置を決めれば良い。

　ＤＭＤ１８４の各ミラー素子１８５_ｐ,ｑは、例えば回転軸回りに回動可能に構成され、その反射面の基準面に対する傾斜角度を各ミラー素子で反射されるビームが投影光学系１８６に入射する第１状態（オン（ｏｎ）状態）と、各ミラー素子で反射されるビームが投影光学系１８６に入射されない第２状態（オフ（ｏｆｆ）状態）とに、駆動部を介して切り換え設定可能である。駆動部は、例えばピエゾ素子などのアクチュエータを含み、個々のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、アクチュエータによって駆動されて非常に高応答で動作する。駆動部は、主制御装置１１０（図８参照）からの指示に応じ制御部１１（図８参照）によって制御される。

　本実施形態に係る露光装置１０００では、ＤＭＤ１８４から投影光学系１８６に向かうビームの光路上に集光部材の一種であるマイクロレンズアレイ１８７が配置されている。マイクロレンズアレイ１８７は、光電素子５４のｍ×ｎ個のアパーチャ５８ａに対応して、Ｙ軸方向及びＸ軸方向をそれぞれ行方向（行が変化する方向）、列方向（列が変化する方向）として、ｍ行ｎ列のマトリクス状に配置されたｍ×ｎ個の集光素子の一種であるマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊ（ｉ＝１～ｍ、ｊ＝１～ｎ）を有する。なお、マイクロレンズアレイ１８７は、複数のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊを集積して構成した形態のものに限られず、１つの光透過性基板にエッチング等により複数のレンズ面を形成したモノリシック形態のものであっても良い。また、それぞれのマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊのレンズ面は、球面であっても良く、非球面であっても良い。本実施形態では、それぞれのマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの光軸ＡＸｃ_ｉ，ｊが投影光学系１８６の物体面（第１面）に対して垂直となるように配置している。言い換えると、それぞれのマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの光軸ＡＸｃ_ｉ，ｊと投影光学系１８６の光軸ＡＸｏとが平行である。なお、マイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの光軸ＡＸｃ_ｉ，ｊに１つと投影光学系１８６の光軸ＡＸｏとが一致していても良い。

　ＤＭＤ１８４のＫ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、マイクロレンズアレイ１８７の複数（ｍ×ｎ個）のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの配置に対応して、Ｙ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ対応する方向を、それぞれ行方向（行が変化する方向）、列方向（列が変化する方向）として、配置されている。本実施形態では、ＤＭＤ１８４のＫ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、ｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する、それぞれα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑから成るｍ×ｎのグループにグループ分けされ、グループ毎にオン状態とオフ状態とを切り換え可能である。１つのグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの光ビーム（ＤＭＤ１８４の複数位置からの光ビーム）は、対応する１つのマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに入射し、集光される。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ１８７は、ＤＭＤ１８４と投影光学系１８６との間に配置されており、ＤＭＤ１８４からの光は、マイクロレンズアレイ１８７により、第１面、ここでは投影光学系１８６の物体面内に集光される。例えば、オン状態に設定された第１のグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの複数の光ビームは、対応する第１のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊにより、第１面、ここでは投影光学系１８６の物体面における１つの位置（第１中間位置）に集光される。また、第１のグループと異なる第２のグループがオン状態の場合には、第２のグループに属する複数のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの複数の光ビームが対応する第２のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊにより、投影光学系１８６の物体面における第１中間位置とは異なる位置（第２中間位置）に集光される。なお、後述するように、オン状態のグループに属する複数のミラー素子１８５_ｐ,ｑの少なくとも１つがオフ状態であっても良い。すなわち、オン状態のグループに属する複数のミラー素子１８５_ｐ,ｑの少なくとも１つからの反射光が対応するマイクロレンズに入射しなくても良い。

　一方、オフ状態とされたグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの光ビームは、マイクロレンズアレイ１８７及び投影光学系１８６のいずれにも入射されない。したがって、投影光学系１８６の物体面には、マイクロレンズによって光ビームが集光される領域（以下、便宜上、明領域と呼ぶ）と、光ビームが集光されない領域（以下、便宜上、暗領域と呼ぶ）とを形成することが可能であり、その分布は、ＤＭＤ１８４の制御により任意に変更することができる。投影光学系１８６の物体面上における明領域と暗領域の分布は、投影光学系１８６の物体面上に明領域と暗領域とから成る明暗パターンと呼ぶこともできる。なお、オフ状態とされたグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの光ビームを吸収するビームダンパーを設けても良い。

　本実施形態においては、投影光学系１８６は、光軸ＡＸｏに沿って配置されたレンズ１８６ａ、１８６ｂを含む複数のレンズを有し、例えば投影倍率１／４を有する縮小光学系である。投影光学系１８６は、第１面（物体面）と、光電層６０の光入射面（例えば、図３の基材５６の下面）又はその近傍の面とを共役にする。すなわち、第１面に集光された光ビームは、投影光学系１８６により、真空隔壁１３２を介して、光電層６０の光入射面（例えば、図３の基材５６の下面）又はその近傍の面に投影（集光）され、基材５６の下面に形成された複数のアパーチャ５８ａの少なくとも１つを通過した光ビームが光電層６０に入射する。例えば、オン状態に設定された第１のグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの複数の光ビームは、対応する第１のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊにより、第１面上の第１中間位置に集光され、第１中間位置からの光ビームは、投影光学系１８６により光電層６０の光入射面、又はその近傍の面の第１位置に投影（集光）される。また、第１グループと異なる第２グループがオン状態に設定された場合には、第２のグループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑからの光ビームは、対応する第２のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊにより、第１面上の第２中間位置に集光され、第２中間位置からの光ビームは、投影光学系１８６により、光電層６０の光入射面、又はその近傍の面内の、第１位置とは異なる第２位置に投影（集光）される。なお、本実施形態においては、光電層６０の入射面、又はその近傍の面は、マイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの光軸ＡＸｃ_ｉ，ｊに垂直となるように光電素子５４が配置されている。また、投影光学系は、屈折型光学系には限定されず、反射型光学系であっても良いし、反射屈折型光学系であっても良い。また、以下では、アパーチャ５８ａは、Ｘ軸方向に長い矩形であるものとするが、Ｙ軸方向に長い矩形、あるいは正方形であっても良いし、多角形、楕円など、他の形状であっても良い。

　なお、本実施形態において、投影光学系１８６は、その物体面、すなわちマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊ（ｉ＝１～ｍ、ｊ＝１～ｎ）による光ビームが集光される面（第１面）に形成された明暗パターンを、真空隔壁１３２を介して、光電素子５４に例えば投影倍率１／４で縮小投影しているとも言える。ここで、投影光学系１８６の投影倍率は、１／４の縮小倍率には限定されず、例えば等倍であっても拡大倍率であっても良い。

　光照射装置１８０のそれぞれは、投影光学系１８６の光学特性を調整可能な光学特性調整装置８７を備えている。図４に示されるように、投影光学系１８６には、光学特性調整装置８７が併設されている。光学特性調整装置８７は、本実施形態では投影光学系１８６を構成する一部の光学素子、例えばレンズ１８６ａを動かすことで、投影光学系１８６の光学特性を変更することができる。本実施形態においては、レンズ１８６ａを動かすことにより、少なくともＸ軸方向の投影倍率（倍率）の変更が可能である。光学特性調整装置８７として、例えば投影光学系１８６を構成する複数のレンズ間に形成される気密空間の気圧を変更する装置を使っても良い。また、光学特性調整装置８７として、投影光学系１８６を構成する光学部材を変形させる装置、あるいは投影光学系１８６を構成する光学部材に熱分布を与える装置を使っても良い。なお、図４では、図中の１つの光照射装置１８０に併設された光学特性調整装置８７が示されているが、実際には、全ての光照射装置１８０に光学特性調整装置８７が設けられ、光学特性調整装置８７のそれぞれは主制御装置１１０の指示に基づき、制御部１１によって制御される（図８参照）。なお、複数の光照射装置１８０の少なくとも１つが光学特性調整装置８７を備えていなくても良い。

　光電素子５４からは、複数のアパーチャ５８ａの少なくとも１つを通過した光ビームの照射によって電子が発生し、縮小倍率１／５０を有する電子ビーム光学系７０により電子ビームとして、像面（像面に位置合わせされるウエハ面）上の露光フィールドに照射される。

　本実施形態に係る露光装置１０００では、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハに対する露光が行われる。

　本実施形態に係る露光装置１０００では、光電素子５４に照射される複数のビームのそれぞれを、同一グループに含まれるａ×ｂ個のミラー素子１８５_ｐ，ｑからの光によって生成する。これに関して、上の説明では、ｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する、ｍ×ｎのグループにグループ分けされた各グループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、同時にオン状態又はオフ状態とされるものとした。しかし、各グループに属するα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑのそれぞれは個別にオン状態とオフ状態とを切り換え可能である。したがって、同一グループに含まれるａ×ｂ個のミラー素子１８５_ｐ，ｑを個別に制御することで、ａ×ｂ個のミラー素子１８５_ｐ，ｑのうち、一部をオフ状態とする、すなわちオン状態となるミラー素子１８５_ｐ，ｑの数を調整することで、そのグループに対応するマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに入射される光ビームの数を制御することができ、これによって、そのマイクロレンズで集光され、対応するアパーチャを介して光電層６０に照射される光ビームの強度（例えば、前述の第１位置に照射される光ビームの強度、第１位置に集光された複数の光ビームの積算強度）調整（変更）を行うことが可能になる。これにより、前述の第１位置に集光された複数の光ビームの積算強度を、後述する照度分布調整素子などを用いることなく、照度分布調整素子などを用いてパターンジェネレータ１８４の受光面を複数に分割する場合と同等以上の効果を得ることができる。すなわち、複数の光ビームの少なくとも１つを個別に強度調整を行うことができるので、照度分布調整素子などを用いてパターンジェネレータ１８４の受光面の分割領域毎の照度分布を行う場合に比べても、より細かい、光ビームの強度分布の調整が可能になる。また、複数、例えばｍ×ｎ本の光ビームについて個別に強度調整を行うことで、その複数の光ビームの照射によって光電素子５４の光電層６０からの電子で生成される複数の電子ビームの強度を、電子ビーム毎に調整が可能になる。

　本実施形態においては、投影光学系１８６は、パターンジェネレータ１８４からの光を光電素子５４に投射することで、複数、例えばｍ×ｎ＝１２×６０００＝７２０００個のアパーチャ５８ａの少なくとも１つを通過した光ビームが光電層６０に照射される。すなわち、光電層６０に照射するためにパターンジェネレータ１８４から射出された光ビームは、対応するマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊ及びアパーチャ５８ａを介して光電層６０に照射され、光電層６０に照射されないビームは、対応するマイクロレンズに照射されず、当然投影光学系１８６にも照射されない。

　なお、マイクロレンズアレイ１８４と真空隔壁１３２との間（例えば、投影光学系１８６の内部）に、マイクロレンズアレイ１８４で集光され、アパーチャ５８ａを介して光電層６０に照射される、複数のビームの少なくとも１つの強度を変更可能な強度変調素子を設けても良い。光電層６０に照射される複数のビームの強度の変更は、複数のビームのうちの一部のビームの強度を零にすることを含む。また、マイクロレンズアレイ１８４と真空隔壁１３２との間に、光電層６０に照射される複数のビームの少なくとも１つの位相を変更可能な位相変調素子、偏光状態を変更可能な偏光変調素子などを備えていても良い。

　図４から明らかなように、本実施形態では、照明系１８２が有する光学系の光軸ＡＸｉと投影光学系１８６の光軸（最終光学素子であるレンズ１８６ｂの光軸と一致）ＡＸｏとは、いずれもＺ軸に平行であるが、Ｙ軸方向に所定距離ずれている（オフセットしている）。なお、照明系１８２が有する光学系の光軸ＡＸｉと投影光学系の光軸ＡＸｏとが非平行であっても良い。

　電子ビーム光学系７０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、鏡筒１０４と鏡筒１０４に保持された一対の電磁レンズ７０ａ、７０ｂから成る対物レンズと、静電マルチポール７０ｃとを有する。電子ビーム光学系７０の対物レンズと、静電マルチポール７０ｃは、複数のビームＬＢを光電素子５４に照射することによって光電素子５４の光電変換によって放出される電子（複数の電子ビームＥＢ）のビーム路上に配置されている。一対の電磁レンズ７０ａ、７０ｂは、それぞれ鏡筒１０４内の上端部近傍及び下端部近傍に配置され、上下方向に関して両者は離れている。この一対の電磁レンズ７０ａ、７０ｂ相互間に静電マルチポール７０ｃが配置されている。静電マルチポール７０ｃは、対物レンズによって絞られる電子ビームＥＢのビーム路上のビームウェスト部分に配置されている。このため、静電マルチポール７０ｃを通過する複数のビームＥＢは、相互間に働くクーロン力によって互いに反発し、倍率が変化することがある。なお、電磁レンズ７０ａ、７０ｂを鏡筒１０４の外に配置しても良い。

　そこで、本実施形態では、ＸＹ倍率補正用の第１静電レンズ７０ｃ_１と、電子ビームの照射位置制御（及び照射位置ずれ補正）、すなわち光学パターンの投影位置調整（及び投影位置ずれ補正）用の第２静電レンズ７０ｃ_２とを有する静電マルチポール７０ｃが電子ビーム光学系７０の内部に設けられている。第１静電レンズ７０ｃ_１は、例えば図５に模式的に示されるように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関する縮小倍率を、高速で、かつ個別に補正する。なお、第１静電レンズ７０ｃ_１と第２静電レンズ７０ｃ_２のそれぞれが、ＸＹ倍率補正と電子ビームの照射位置制御（及び照射位置ずれ補正）を行っても良い。また、静電レンズ７０ｃ_１がＸ軸方向とＹ軸方向と異なる軸方向の倍率調整をできるようにしても良い。また、第１静電レンズ７０ｃ_１と第２静電レンズ７０ｃ_２のいずれか一方を設けなくても良いし、静電マルチポール７０ｃが、追加の静電レンズを有していても良い。

　また、第２静電レンズ７０ｃ_２は、各種振動等に起因する電子ビームの照射位置ずれ（後述するカットパターンの投影位置ずれ）を一括で補正する。第２静電レンズ７０ｃ_２は、露光の際に電子ビームのウエハＷに対する追従制御を行う際の電子ビームの偏向制御、すなわち電子ビームの照射位置制御にも用いられる。なお、縮小倍率の補正を、電子ビーム光学系７０以外の部分、例えば前述の投影光学系１８６などを用いて行う場合などには、静電マルチポール７０ｃに代えて、電子ビームの偏向制御が可能な静電レンズから成る静電偏向レンズを用いても良い。

　電子ビーム光学系７０の縮小倍率は、倍率補正を行わない状態で、設計上例えば１／５０である。１／３０、１／２０など、その他の倍率でも良い。

　鏡筒１０４の射出端には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように電子ビームの出口１０４ａが形成されており、この出口１０４ａ部分の下方には、反射電子検出装置１０６が配置されている。反射電子検出装置１０６は、クーリングプレート７４に前述の出口１０４ａに対向して形成された円形（又は矩形）の開口７４ａの内部に配置されている。より具体的には、電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅ（投影光学系１８６の光軸ＡＸｏ（図４参照）に一致）に関してＸ軸方向の両側に、一対の反射電子検出装置１０６ｘ_１、１０６ｘ_２が設けられている。また、光軸ＡＸｅに関してＹ軸方向の両側に、一対の反射電子検出装置１０６ｙ_１、１０６ｙ_２が設けられている。また、上記２対の反射電子検出装置１０６のそれぞれは、例えば半導体検出器によって構成され、ウエハ上のアライメントマーク、あるいは基準マーク等の検出対象マークから発生する反射成分、ここでは反射電子を検出し、検出した反射電子に対応する検出信号を信号処理装置１０８に送る（図８参照）。信号処理装置１０８は、複数の反射電子検出装置１０６の検出信号を不図示のアンプにより増幅した後に信号処理を行い、その処理結果を主制御装置１１０に送る（図８参照）。なお、反射電子検出装置１０６は、４５個の電子ビーム光学系７０の一部（少なくとも１つ）に設けるだけでも良いし、設けなくても良い。なお、露光装置１０００が反射電子検出装置１０６を備えていなくても良い。

　反射電子検出装置１０６_ｘ１、１０６_ｘ２、１０６_ｙ１、１０６_ｙ２は、鏡筒１０４に固定されても良いし、クーリングプレート７４に取付けられていても良い。

　クーリングプレート７４には、４５の電子ビーム光学系７０の鏡筒１０４の出口１０４ａに個別に対向して開口７４ａが、４５個形成され、その開口７４ａ内に２対の反射電子検出装置１０６が配置されている。なお、クーリングプレートを設けなくても良い。

　図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、ベースプレート３８には、光軸ＡＸｅ上に、前述した絞り部３８ｂが形成されている。絞り部３８ｂは、ベースプレート３８の上面に所定の深さで形成された平面視矩形（又は円形）の凹部３８ａの内部底面に形成された、Ｘ軸方向に長い矩形の孔から成る。また、光軸ＡＸｅ上には、光電層６０の上側に設けられた多数のアパーチャ５８ａの配置領域の中心（ここでは、真空隔壁１３２（貫通孔３６ａ）の中心軸に一致）がほぼ一致している。絞り部３８ｂは、ベースプレート３８に４５の電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅに個別に対向して形成されている。

　露光装置１０００では、前述の鏡筒７８、筐体１９の第１部分１９ａ、第２部分１９ｂ、及びステージチャンバ１０には、メンテナンス用の開閉部が設けられている。

　これまでの説明から明らかなように、本実施形態に係る露光装置１０００では、図７に示されるように、露光時に、パターンジェネレータ１８４の受光面上でＸ軸方向の長さＳｍｍ、Ｙ軸方向の長さＴｍｍ（Ｓ＞Ｔ）の矩形の領域の内部にビームが照射され、この照射によりパターンジェネレータ１８４からの光が縮小倍率１／４を有する投影光学系１８６によって光電素子５４に照射され、さらにこの照射によって生成される電子ビームが縮小倍率１／５０を有する電子ビーム光学系７０を介して、像面（像面に位置合わせされるウエハ面）上のＸ軸方向の長さｓ＝（Ｓ／２００）ｍｍ、Ｙ軸方向の長さｔ＝（Ｔ／２００）ｍｍの矩形の領域（露光フィールド）に照射される。すなわち、本実施形態の露光装置１０００では、光照射装置１８０（投影光学系１８６）と、これに対応する光電素子５４と、これらに対応する電子ビーム光学系７０と、反射電子検出装置１０６と、を含んで、縮小倍率１／２００の直筒型のマルチビーム光学システム２００（図８参照）が構成され、このマルチビーム光学システム２００を、ＸＹ平面内で前述したマトリクス状の配置で４５有している。したがって、本実施形態の露光装置１０００の光学系は、縮小倍率１／２００の縮小光学系を４５有するマルチカラム電子ビーム光学系である。

　また、露光装置１０００では、直径３００ミリのウエハを露光対象とし、ウエハに対向して４５本の電子ビーム光学系７０を配置するため、電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅの配置間隔を一例として４３ｍｍとしている。このようにすれば、１つの電子ビーム光学系７０が受け持つ露光エリアは、最大で４３ｍｍ×４３ｍｍの矩形領域となるため、前述したようにウエハステージＷＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動ストロークが５０ｍｍもあれば十分である。なお、電子ビーム光学系７０の数は、４５本に限られず、ウエハの直径、ウエハステージＷＳＴのストローク、などに基づいて決めることができる。

　図８には、露光装置１０００の制御系を主として構成する主制御装置１１０の入出力関係がブロック図にて示されている。主制御装置１１０は、マイクロコンピュータ等を含み、図８に示される各部を含む露光装置１０００の構成各部を統括的に制御する。図８において、制御部１１に接続されている光照射装置１８０は、主制御装置１１０からの指示に基づき、制御部１１によって制御されるレーザダイオード８８、ＡＯ偏向器９０、及び光学特性調整装置８７等を含む。また、制御部１１に接続されている電子ビーム光学系７０は、主制御装置１１０からの指示に基づき、制御部１１によって制御される一対の電磁レンズ７０ａ、７０ｂ及び静電マルチポール７０ｃ（第１静電レンズ７０ｃ_１及び第２静電レンズ７０ｃ_２）を含む。また、図８において、符号５００は、前述したマルチビーム光学システム２００と、制御部１１と、信号処理装置１０８と、を含んで構成される露光ユニットを示す。露光装置１０００では、露光ユニット５００が４５設けられている。

　ところで、露光装置１０００では、次のような理由により、正方形ではなく、矩形（長方形）の露光フィールドを採用している。

　図９には、電子ビーム光学系の直径Ｄの有効領域（収差有効領域）を示す円内に、正方形フィールドＳＦと矩形の露光フィールドＲＦとが図示されている。この図９から明らかなように、電子ビーム光学系の有効領域を最大限使おうとすると正方形フィールドＳＦが良い。ただし、正方形フィールドＳＦの場合、図９に示されるようにフィールド幅としては３０％（１／√２）程度損をする。例えば、６０：１１のアスペクト比を持つ矩形の露光フィールドＲＦだと有効領域がほぼフィールド幅となる。これは、マルチカラムでは大きなメリットになる。この他、アライメントマークを検出する際のマーク検出感度が向上するというメリットもある。フィールドの形状を問わず、フィールド内に照射される電子の総量は同じであるため、矩形フィールドは正方形フィールドに比べて電流密度が大きく、そのため、ウエハ上のより小さい面積にマークを配置しても十分な検出感度で検出できる。また、矩形フィールドは収差管理が正方形フィールドに比べて容易である。

　図９では、正方形フィールドＳＦ及び矩形の露光フィールドＲＦのいずれの露光フィールドも電子ビーム光学系の光軸ＡＸｅを含むように設定されている。しかし、これに限らず、露光フィールドを光軸ＡＸｅを含まないように、収差有効領域内に設定しても良い。また、露光フィールドを、矩形（正方形を含む）以外の形状、例えば円弧状、あるいは六角形状、平行四辺形状、台形状などの多角形状に設定しても良い。

　次に、本実施形態に係る露光装置１０００で、ウエハＷの露光中に行われるドーズ制御について説明する。

　露光フィールド内の照度ムラは、主制御装置１１０が、後述する露光時に、マイクロレンズアレイ１８７の複数のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに照射される複数のビームを前述したようにオン・オフ制御することで、各マイクロレンズ１８８_ｉ，ｊで集光される光の強度調整を行なって、個々のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する光ビーム毎に強度（照度）の制御を行うことで、結果的に光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布、及びこれに対応するウエハ面上での露光フィールドＲＦ内の照度分布の調整を行う。すなわち、露光フィールドＲＦに照射される複数の電子ビームのそれぞれの強度が適正に調整される。

　なお、光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布の調整の前提として、光電変換によって光電層６０の電子放出面から生成される複数の電子ビームの強度（電子ビームの照度、ビーム電流量）がほぼ同一となるように、光電層６０に照射される複数の光ビームの強度の調整が行われる。この光ビームの強度の調整は、照明系１８２内で行なっても良いし、パターンジェネレータ１８４で行なっても良いし、投影光学系１８６内で行なっても良い。ただし、光電変換によって光電層６０の電子放出面から生成される複数の電子ビームのうちの少なくとも一部のビーム強度（電子ビームの照度、ビーム電流量）を、他の電子ビームの強度と異ならせるように、光電層６０に照射される複数の光ビームの強度の調整を行なっても良い。

　なお、ウエハに形成されたレジスト層は、光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布のみの影響を受けるものではなく、その他の要因、例えば電子の前方散乱、後方散乱、あるいはフォギングなどの影響を受ける。

　ここで、前方散乱とは、ウエハ表面のレジスト層内に入射した電子がウエハ表面に到達するまでの間にレジスト層内で散乱する現象を意味し、後方散乱とは、レジスト層を介してウエハ表面に到達した電子がウエハ表面又はその内部で散乱してレジスト層内に再度入射し、周囲に散乱する現象を意味する。また、フォギングとは、レジスト層の表面からの反射電子が、例えばクーリングプレート７４の底面で再反射し、周囲にドーズを加える現象を指す。

　上記の説明から明らかなように、前方散乱の影響を受ける範囲は、後方散乱及びフォギングと比べて狭いので、露光装置１０００では、前方散乱と、後方散乱及びフォギングとで、異なる補正方法を採用している。

　前方散乱成分の影響を軽減するためのＰＥＣ（Proximity Effect Correction）では、主制御装置１１０は、前方散乱成分の影響を見込んで、制御部１１を介してパターンジェネレータ１８４を用いた面内の照度分布の調整を行う。

　一方、後方散乱成分の影響を軽減するためのＰＥＣ、及びフォギングの影響を軽減するためのＦＥＣ（Fogging Effect Correction）では、主制御装置１１０は、制御部１１を介して、パターンジェネレータ１８４を用いてある程度の空間周波数で面内の照度分布の調整を行う。

　ところで、本実施形態に係る露光装置１０００は、例えばコンプリメンタリ・リソグラフィに用いられる。この場合、例えばＡｒＦ光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することでＬ／Ｓパターンが形成されたウエハを露光対象とし、そのラインパターンの切断を行うためのカットパターンの形成に用いられる。露光装置１０００では、光電素子５４の遮光膜５８に形成された７２０００個のアパーチャ５８ａのそれぞれに対応するカットパターンを形成することが可能である。

　本実施形態における、ウエハに対する処理の流れは、次の通りである。

　まず、電子線レジストが塗布された露光前のウエハＷが、ステージチャンバ１０内で、ウエハステージＷＳＴ上に載置され、静電チャックによって吸着される。

　ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷに形成された例えば４５個のショット領域のそれぞれに対応してスクライブライン（ストリートライン）に形成された少なくとも各１つのアライメントマークに対して、各電子ビーム光学系７０から電子ビームを照射し、少なくとも各１つのアライメントマークからの反射電子が反射電子検出装置１０６_ｘ１、１０６_ｘ２、１０６_ｙ１、１０６_ｙ２の少なくとも１つで検出され、ウエハＷ_１の全点アライメント計測が行われ、この全点アライメント計測の結果に基づいて、ウエハＷ_１上の複数のショット領域に対し、４５の露光ユニット５００（マルチビーム光学システム２００）を用いた露光が開始される。例えばコンプリメンタリ・リソグラフィの場合、ウエハＷ上に形成されたＸ軸方向を周期方向とするＬ／Ｓパターンに対するカットパターンを各マルチビーム光学システム２００から射出される多数のビーム（電子ビーム）を用いて形成する際に、ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）をＹ軸方向に走査しつつ、各ビームの照射タイミング（オン・オフ）を制御する。なお、全点アライメント計測を行わずに、ウエハＷの一部のショット領域に対応して形成されたアライメントマークの検出を行い、その結果に基づいて４５のショット領域の露光を実行しても良い。また、本実施形態においては、露光ユニット５００の数とショット領域の数が同じであるが、異なっていても良い。例えば、露光ユニット５００の数が、ショット領域の数よりも少なくても良い。なお、ステージチャンバ１０の外でアライメントマークの検出を行っても良い。この場合、ステージチャンバ１０内でのアライメントマークの検出をしなくても良い。

　なお、露光装置１０００は、コンプリメンタリ・リソグラフィに用いられ、ウエハＷ上に形成された例えばＸ軸方向を周期方向とするＬ／Ｓパターンに対するカットパターンの形成に用いられるので、パターンジェネレータ、すなわちＤＭＤ１８４が有するＫ個（α×β×ｍ×ｎ個）のミラー素子１８５_ｐ,ｑのうち、マイクロレンズアレイ１８７のｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する、ミラー素子１８５_ｐ,ｑのｍ×ｎのグループのうちの任意のグループのミラー素子１８５_ｐ,ｑをオン状態にしてカットパターンを形成することができる。この場合に、マイクロレンズの数に対応するｍ×ｎ本（例えば１２×６０００＝７２０００本）のビームが同時にウエハＷ上に照射されても良いし、されなくても良い。

　本実施形態に係る露光装置１０００では、所定の露光シーケンスに基づく、ウエハＷに対する走査露光中に、主制御装置１１０によって位置計測系２８の計測値に基づいて、ステージ駆動系２６が制御されるとともに、各露光ユニット５００の制御部１１を介して光照射装置１８０及び電子ビーム光学系７０が制御される。この際、主制御装置１１０の指示に基づき、制御部１１によって、前述したドーズ制御が必要に応じて行われる。

　ところで、上で説明したドーズ制御は、パターンジェネレータ（ＤＭＤ）１８４を制御することで行われるドーズ制御であるから、動的なドーズ制御と言える。

　しかしながら、露光装置１０００では、これに限られず、以下のようなドーズ制御をも採用することができる。

　例えば光学系起因のブラー（ぼけ）及び／又はレジストブラーによって、図１０（Ａ）に示されるように、ウエハ上では本来正方形（又は矩形）であるべきカットパターン（レジストパターン）ＣＰが、例えば４隅（コーナー）が丸まってカットパターンＣＰ’のようになる場合がある。本実施形態では、図１０（Ｂ）に示されるように、遮光膜５８に形成されるアパーチャ５８ａの４隅に補助パターン５８ｃを設けた非矩形のアパーチャ５８ａ’を介して光ビームを光電層６０に照射し、光電変換により発生した電子ビームを電子ビーム光学系７０を介してウエハ上に照射することで、非矩形のアパーチャ５８ａ’と形状の異なる形状の電子ビームの照射領域をウエハ上に形成しても良い。この場合、電子ビームの照射領域の形状と、ウエハに形成されるべきカットパターンＣＰの形状は、同じであっても良いし、異なっていても良い。例えば、レジストブラーの影響をほぼ無視できる場合には、電子ビームの照射領域の形状が、所望のカットパターンＣＰの形状（例えば、矩形あるいは正方形）とほぼ同じになるようにアパーチャ５８ａ’の形状を決めれば良い。この場合のアパーチャ５８ａ’の使用をドーズ制御と考えなくても良い。

　ここで、アパーチャ５８ａ’では、矩形のアパーチャ５８ａの４隅の全てに補助パターン５８ｃを設ける必要はなく、アパーチャ５８ａの４隅のうち、少なくとも一部にのみ補助パターン５８ｃを設けても良い。また、遮光膜５８に形成される複数のアパーチャ５８ａ’の一部でのみ矩形のアパーチャ５８ａの４隅の全てに補助パターン５８ｃを設けても良い。また、遮光膜５８に形成される複数のアパーチャの一部をアパーチャ５８ａ’とし、残りをアパーチャ５８ａとしても良い。すなわち、遮光膜５８に形成される複数のアパーチャ５８ａ’の全ての形状を同一にする必要はない。なお、アパーチャの形状、大きさ等は、シミュレーション結果に基づいて設計することも可能であると思われるが、実際の露光結果に基づいて、例えば電子ビーム光学系７０の特性に基づいて最適化することが望ましい。いずれにしても、ウエハ（ターゲット）上での照射領域の角部の丸まりを抑えるようにアパーチャそれぞれの形状が決定される。なお、前方散乱成分の影響もアパーチャ形状で軽減可能である。

　なお、例えば、光学系起因のブラーをほぼ無視できる場合には、アパーチャ５８ａ’の形状と電子ビームの照射領域の形状が同じであっても良い。
　なお、電子ビームの照射領域の形状が、所望のカットパターンＣＰの形状（例えば、矩形あるいは正方形）となるように、それぞれのアパーチャ５８ａ、５８ａ’に照射される光ビームの断面強度分布を調整しても良い。

　露光装置１０００では、電子ビーム光学系７０を複数、一例として４５持っているが、その４５の電子ビーム光学系７０は同様の仕様を満足するように、同様の製造工程を経て製造されるため、例えば図１１（Ａ）に模式的に示されるように、露光フィールドが歪む固有のディストーション（歪曲収差）が、４５の電子ビーム光学系７０に共通して発生することがある。かかる複数の電子ビーム光学系７０に共通のディストーションは、図１１（Ｂ）に模式的に示されるように、光電層６０上に位置する遮光膜５８上のアパーチャ５８ａの配置を、上記ディストーションを打ち消すような、又は低減するような配置にして補正しても良い。なお、図１１（Ａ）の円は、電子ビーム光学系７０の収差有効領域を示す。

　図１１（Ｂ）には、わかりやすくするため、各アパーチャ５８ａが、矩形ではなく、平行四辺形などとして示されているが、実際には、遮光膜５８上のアパーチャ５８ａは矩形又は正方形で形成される。この例は、電子ビーム光学系７０に固有の樽型ディストーションを、糸巻き型ディストーション形状に沿って複数のアパーチャ５８ａを光電層６０上に配置することで、相殺する、又は低減する場合を示している。なお、電子ビーム光学系７０のディストーションは、樽型ディストーションに限られず、例えば電子ビーム光学系７０のディストーションが糸巻き型ディストーションの場合には、その影響を打ち消す、あるいは低減するように、複数のアパーチャ５８ａを樽型ディストーション形状に配置しても良い。また、各アパーチャ５８ａの配置に合わせて投影光学系１８６からの複数の光ビームの位置を調整しても良いし、調整しなくても良い。

　以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１０００は、マルチビーム光学システム２００と、制御部１１と、信号処理装置１０８と、を含んで構成される露光ユニット５００を４５備えている（図８参照）。マルチビーム光学システム２００は、光照射装置１８０と、電子ビーム光学系７０とを含む。光照射装置１８０は、個別に制御可能な複数の光ビームを提供可能なパターンジェネレータ１８４と、パターンジェネレータ１８４に照明光を照射する照明系１８２と、パターンジェネレータ１８４からの複数の光ビームをマイクロレンズアレイ１８７を介して光電素子５４に照射する投影光学系１８６と、を含み、電子ビーム光学系７０は、複数の光ビームを光電素子５４に照射することによって光電素子５４から放出される電子を複数の電子ビームとしてウエハＷに照射する。したがって、露光装置１０００によると、ブランキング・アパーチャが無いため、チャージアップや磁化による複雑なディストーションの発生源が根本的になくなるとともに、ターゲットの露光に寄与しない無駄電子（反射電子）が少なくなるので、長期的な不安定要素を排除することが可能になる。

　また、本実施形態に係る露光装置１０００によると、実際のウエハの露光時には、主制御装置１１０は、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の走査（移動）をステージ駆動系２６を介して制御する。これと並行して、主制御装置１１０は、露光ユニット５００のｍ個（例えば４５個）のマルチビーム光学システム２００のそれぞれについて、光電素子５４のｍ×ｎ個（例えば７２０００個）のマイクロレンズ及び対応するアパーチャ５８ａをそれぞれ通過したｍ×ｎ本のビームの照射状態（オン状態とオフ状態）をアパーチャ５８ａごとにそれぞれ変化させるとともに、パターンジェネレータ１８４を用いてビーム毎に光ビームの強度調整を行う。これにより、各アパーチャ５８ａを通過した光ビーム（オン状態の光ビーム）で光電層６０を照射することによって発生する電子ビームの強度を、電子ビーム毎に調整することが可能になり、ひいてはターゲットであるウエハ面上における電子ビームのビーム毎の強度のばらつきを抑制することが可能になる。ウエハ面上における電子ビームの照射領域内の強度ムラの発生も抑制することが可能になる。

　また、露光装置１０００では、静電マルチポール７０ｃの第１静電レンズ７０ｃ_１により、総電流量の変化によって生じる、クーロン効果に起因するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する縮小倍率（の変化）を、高速で、かつ個別に補正する。また、露光装置１０００では、第２静電レンズ７０ｃ_２により、各種振動等に起因する電子ビームの照射位置ずれ（光学パターンのうちの明画素、すなわち後述するカットパターンの投影位置ずれ）を一括で補正する。

　これにより、例えばＡｒＦ液浸露光装置を用いたダブルパターニングなどによりウエハ上の例えば４５個のショット領域のそれぞれに予め形成されたＸ軸方向を周期方向とする微細なラインアンドスペースパターンの所望のライン上の所望の位置にカットパターンを形成することが可能になり、高精度かつ高スループットな露光が可能になる。

　したがって、本実施形態に係る露光装置１０００を用いて、前述したコンプリメンタリ・リソグラフィを行い、Ｌ／Ｓパターンの切断を行う場合に、各マルチビーム光学システム２００で、複数のアパーチャ５８ａのうち、いずれのアパーチャ５８ａを通過するビームがオン状態となる場合であっても、換言すればオン状態となるビームの組み合わせの如何を問わず、ウエハ上の例えば４５個のショット領域のそれぞれに予め形成されたＸ軸方向を周期方向とする微細なラインアンドスペースパターンのうちの所望のライン上の所望のＸ位置にカットパターンを形成することが可能になる。

　なお、上記実施形態では、ＤＭＤ１８４のＫ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、ｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する、それぞれα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑから成るｍ×ｎのグループにグループ分けされ、グループ毎に、対応するマイクロレンズに必要な数の光ビームを入射させて、各マクロレンズからのそれぞれの光ビームを１つのアパーチャ５８ａに照射されるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、一部のアパーチャ５８ａに照射される複数の光ビーム、例えば２つのアパーチャ５８ａに照射される光ビームのみが、ＤＭＤ１８４の（２以上のミラー素子）からの２以上の光ビームから生成される（マイクロレンズで集光されて生成される）ようになっていても良い。
　また上記実施形態では、隣接しているα×β個のミラー素子１８５_ｐ,ｑを１つのグループとして扱っているが、これに限らず、それぞれのグループに属する複数のミラー素子１８５_ｐ,ｑは隣接していなくても良いし、それぞれのグループに属するミラー素子１８５_ｐ,ｑの数は、同じでなくても良い。グループの分け方を変更しても良い。要は、光電素子５４に光ビームを照射することによって発生する複数の電子ビームのそれぞれが所望の強度となるように、ＤＭＤ１８４（Ｋ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑ）から、マイクロレンズ１８８_ｉ，ｊのそれぞれに入射する光ビームを制御できれば良い。

　また、上記実施形態では、集光部材として、ｍ行ｎ列のマトリクス状の配置のｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊ（ｉ＝１～ｍ、ｊ＝１～ｎ）を有する一体のマイクロレンズアレイ１８７が用いられる場合について説明したが、これに限らず、集光部材は、いくつかの部分に別れていても良い。

　また、上記実施形態では、パターンジェネレータ１８４を、各ミラー素子（可動反射素子）の傾斜角度を制御するデジタル・マイクロミラー・デバイス（Digital Micromirror Device）で構成する場合について例示したが、これに限らず、各ミラー素子（可動反射素子）が基準面（あるいは反射面）に直交する方向に変位可能なデバイスをパターンジェネレータとして用いても良い。この場合、２以上の可動反射素子のうちの１つからの光と、２以上の可動反射素子のうちの別の１つからの光との間の位相差を変更することが可能であり、各ミラー素子からの光の位相を制御することにより、パターンジェネレータから射出される光ビーム（集光部材に入射する光ビームの強度）を制御することができる。

　また、パターンジェネレータ１８４を、反射型の液晶表示素子あるいはＧＬＶ（登録商標、Grating Light Valve）、ＰＬＶ（Planer Light Valve）などの複数の可動反射素子を有する反射型の空間光変調器を用いて構成しても良い。あるいは、光照射装置１８０内部の光学系の構成によっては、各種の透過型の空間光変調器によってパターンジェネレータを構成しても良い。上述のデジタル・マイクロミラー・デバイスとは異なるパターンジェネレータを用いる場合にも、パターンジェネレータの複数位置（ＸＹ平面内で互いに異なる位置）からの複数の光ビームを１つのマイクロレンズで集光して、光電素子５４の集光位置（例えば、前述の第１位置）に照射するようにしても良いし、それぞれのマイクロレンズに入射する光ビームの数を調整して、光電素子５４の集光位置（例えば、前述の第１位置）に照射される光ビームの強度を調整しても良い。なお、パターンジェネレータ１８４は、個別に制御可能な複数の光ビームを提供可能なパターンジェネレータであれば、空間光変調器に限らず、ビームのオン・オフは勿論、強度の調整、サイズの変更が可能なパターンジェネレータを用いることができる。また、パターンジェネレータ１８４は、ビームの制御（オン・オフ、強度の調整、サイズの変更など）が、必ずしも個々の光ビームについて可能である必要はなく、一部のビームについてのみ可能、あるいは複数のビーム毎に可能であっても良い。

　上記実施形態の光学ユニット１８Ｂに相当する、光学ユニットの構成は、種々考えられる。図１２には、種々のタイプの光学ユニットの構成例が示されている。図１２（Ａ）に示される光学ユニットは、Ｌ型反射タイプと呼ぶことができ、ＸＺ平面上に所定の位置関係で２次元配置された複数の照明系を含む照明系ユニットＩＵと、ＸＹ平面に対して４５度傾斜したベースＢＳの一面に複数の照明系に個別に対応する位置関係で２次元配置された複数のパターンジェネレータ１８４と、複数のパターンジェネレータ１８４及び対応する光電素子に個別に対応する位置関係でＸＹ平面上で２次元配置された複数の投影光学系を含む光学ユニットＩＭＵと、を備えている。複数の投影光学系それぞれの光軸は、図示は省略されているが、対応する電子ビーム光学系の光軸に一致している。この場合、パターンジェネレータ１８４は、上記実施形態と同様に反射型の空間光変調器で構成される。このＬ型反射タイプは、パターンジェネレータに対するアクセスが容易であり、パターンジェネレータの受光面のサイズに対する制約が前述した実施形態などに比べて緩やかであるという利点がある。

　図１２（Ｂ）に示される光学ユニットは、Ｕ型反射タイプと呼ぶことができ、ＸＹ平面上に所定の位置関係で２次元配置された複数の照明系を含む照明系ユニットＩＵと、ＸＹ平面に対して－４５度傾斜したベースＢＳ_１の一面に複数の照明系に個別に対応する位置関係で２次元配置された複数の反射型の空間光変調器１８４_１と、ＸＹ平面に対して４５度傾斜したベースＢＳ_２の一面に複数の空間光変調器１８４_１に対応する位置関係で２次元配置された複数の反射型の空間光変調器１８４_２と、複数の空間光変調器１８４_２及び対応する光電素子に個別に対応する位置関係でＸＹ平面上で２次元配置された複数の投影光学系を含む光学ユニットＩＭＵと、を備えている。複数の投影光学系それぞれの光軸は、図示は省略されているが、対応する電子ビーム光学系の光軸に一致している。この場合、例えば一方の反射型の空間光変調器１８４_２をパターンジェネレータとして用いるものとすると、他方の空間光変調器１８４_１を、高い分解能を有する照度分布調整装置として用いることができる。

　図１２（Ｃ）に示される光学ユニットは、直筒透過型タイプと呼ぶことができ、照明系とパターンジェネレータ１８４と投影光学系とが同一の光軸上に配置されて成る光学系（光照射装置１８０Ａ）が、複数、複数の光電素子に対応する所定の位置関係で同一の筐体（鏡筒）７８内でＸＹ２次元配置されている。複数の光照射装置１８０Ａの光軸は、対応する電子ビーム光学系の光軸と一致している。この直筒透過型タイプでは、パターンジェネレータ１８４は、透過型の空間光変調器、例えば透過型の液晶表示素子などを用いる必要がある。直筒透過型タイプは、各軸毎の精度保証がし易い、鏡筒サイズがコンパクト、並びに図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）をそれぞれ用いて後述する、２つの方式の両者に対応可能であるというメリットがある。

　図１２（Ｄ）は、上記実施形態の露光装置１０００で採用した光学ユニット１８Ｂと同様のタイプの光学ユニットを、簡略化して示す。この図１２（Ｄ）に示される光学ユニットは、直筒反射型タイプと呼ぶことができ、直筒透過型タイプと同様のメリットがある。

　上述の実施形態では、アパーチャ５８ａを介して光電層６０に光を照射しているが、アパーチャを用いなくても良い。

　例えば図１３（Ａ）に示されるように、パターンジェネレータで形成した光パターン像を光電素子上に投影し、さらに光電素子で電子像に変換してウエハ面上に縮小して結像するようにしても良い。すなわち、アパーチャが無くても、所望の断面形状（大きさ含む）を有する光ビームを光電素子５４に照射することができるならば、アパーチャを配置しなくても良い。

　上述の実施形態では、図１３（Ｂ）に示されるように、複数のアパーチャを介して光電層に光を照射している。このようにアパーチャを用いることで、パターンジェネレータと光電素子との間の投影光学系の収差などの影響をうけずに、所望の断面形状を有する光ビームを光電層に入射させることできる。なお、アパーチャと光電層（光電素子）とは、前述した実施形態のように一体的に形成されていても良いし、所定のクリアランス（隙間、ギャップ）を介して対向配置されていても良い。

　本実施形態に係る露光装置１０００では、真空隔壁１３２とは別に光電素子５４が設けられているので、以下のような機能をさらに有していても良い。

　電子ビーム光学系の数を増やすため、鏡筒の径を小さくしていくと、電子ビーム光学系の像面湾曲成分が顕著になる。例えば図１４に模式的に示されるような像面湾曲を電子ビーム光学系がその収差として持つ場合、図１４に模式的に示されるように、光電層６０（正しくは、光電素子５４の全体）を、像面の湾曲成分と逆位相の湾曲が光電層６０に生じるように撓ませる、すなわち光電層６０の電子放出面を湾曲させる（非平面にする）。これにより、電子ビーム光学系７０の像面湾曲の少なくとも一部を補償し、像面湾曲に起因する電子ビーム像の位置ずれ、ぼけ（デフォーカス）等を抑制する。なお、光電層６０の電子放出面の湾曲量を、可変にしても良い。例えば、電子ビーム光学系７０の光学特性（収差、例えば像面湾曲）の変化に応じて、電子放出面の湾曲量を変えても良い。したがって、対応する電子ビーム光学系の光学特性にそれぞれ応じて、複数の光電素子５４相互間で電子放出面の湾曲量を異ならせても良い。また、図１４では、光電層６０に＋Ｚ方向に（投影光学系６０に向かって）凸の湾曲を生じさせる場合の例が示されているが、これは－Ｚ方向に凸の像面湾曲を電子ビーム光学系がその収差として持つ場合を仮定したため、この像面湾曲の影響を相殺する、又は低減する湾曲を光電層６０に与えるためである。したがって、＋Ｚ方向に凸の像面湾曲を電子ビーム光学系がその収差として持つ場合、光電層６０に－Ｚ方向に凸の湾曲を生じさせる必要がある。

　なお、本実施形態に係る露光装置１０００では、Ｘ軸方向に長い矩形の露光フィールドが採用されているので、図１４中に短い両矢印で示されるように、１方向の曲げ（一軸回りの曲げ、すなわちＸ軸方向に関して湾曲する、ＸＺ断面内での曲げ）でも効果が高い。なお、光電素子５４（光電層６０）を１方向の曲げに限らず、４隅を下方に撓ませるなど３次元的に変形させても勿論良い。光電素子５４の変形のさせ方を変えることで、球面収差に起因する光学パターン像の位置ずれ、変形等を効果的に抑制することができる。光電層６０の電子放出面を湾曲させると、その電子放出面の一部（例えば中央部）と、他部（例えば周辺部）とで、電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅの方向に関して位置が互いに異なることになる。

　なお、光電層６０の厚みに分布を持たせて、電子放出面の一部（例えば中央部）と、他部（例えば周辺部）の光軸ＡＸｅの方向の位置が異なるようにしても良い。光電層６０を形成する面（例えば、図３の基材５６の下面）を湾曲させたり、その面（例えば、図３の基材５６の下面）に段差を設けも良い。

　また、光電素子５４のようなアパーチャが光電層と一体的に設けられたいわばアパーチャ一体型の光電素子を用いる場合、そのアパーチャ一体型光電素子を、ＸＹ平面内で移動可能なアクチュエータを設けることとしても良い。この場合には、例えば、アパーチャ一体型光電素子として、図１５に示されるように、１列置きにピッチａのアパーチャ５８ａの列と、ピッチｂのアパーチャ５８ｂの列とが形成されたマルチピッチ型のアパーチャ一体型光電素子５４ａを用いても良い。ただし、この場合には、前述した光学特性調整装置８７を用いて、Ｘ軸方向の投影倍率（倍率）を変更するズーム機能を併用する。かかる場合には、図１６（Ａ）に示されるように、アパーチャ一体型光電素子５４ａのアパーチャ５８ａの列に光ビームを照射する状態から、光学特性調整装置８７を用いて、投影光学系１８６のＸ軸方向の倍率を拡大し、図１６（Ｂ）中の両矢印で示されるように、複数の光ビームを全体的にＸ軸方向に拡大するとともに、図１６（Ｃ）中の白抜き矢印で示されるように＋Ｙ方向に、アパーチャ一体型光電素子５４ａを移動することで、光ビームをアパーチャ５８ｂの列に照射することが可能になる。これにより、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターン形成が可能になる。ただし、光ビームのサイズ、形状によっては、必ずしも投影光学系１８６のズーム機能を用いなくても、アパーチャ一体型光電素子５４ａを移動するのみでも、ビームをピッチがａのアパーチャ５８ａの列とピッチがｂのアパーチャ５８ｂの列とに切り換えて照射することが可能になる。要は、切り換えの前後のいずれの状態においても、複数の光ビーム（レーザビーム）のそれぞれが対応するアパーチャ５８ａ又は５８ｂを含む光電素子５４ａ上の領域に照射されれば良い。すなわち、光電素子５４ａ上の複数のアパーチャ５８ａ又は５８ｂそれぞれのサイズが、対応する光ビームの断面のサイズより小さければ良い。

　なお、ピッチが互いに異なる３種類以上のアパーチャの列をアパーチャ一体型の光電素子の遮光膜５８上に形成し、上述と同様の手順で露光を行うことで、３つ以上のピッチのカットパターンの形成に対応可能にしても良い。

　上述したように、投影光学系１８６の倍率を変更すると、ビーム（レーザビーム）の被照射面内の単位面積当たりのビームの強度が変わるので、予めシミュレーションなどで、倍率の変化とビームの強度の変化との関係を求めておき、その関係に基づいて、ビームの強度を変更（調整）することとしても良い。あるいは、倍率を変更したときの一部のビームの強度をセンサで検出し、その検出された強度の情報に基づいてビームの強度を変更（調整）することとしても良い。後者の場合、例えば図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、光電素子５４の基材の上面の一端部にセンサ１３５を設け、上述したアクチュエータによって光電素子５４を移動することでセンサ１３５をＸＹ平面内の所望の位置に移動可能に構成しても良い。なお、光電素子５４は、ＸＹ平面内での移動のみでなく、光軸ＡＸｅに平行なＺ軸方向に移動可能、ＸＹ平面に対して傾斜可能、光軸ＡＸｅに平行なＺ軸回りに回転可能に構成しても良い。

　ところで、これまでは、特に説明しなかったが、光電層６０は、ある程度の面積を有するため、その面内の光電変換効率が均一である保証はなく、光電層６０は光電変換効率の面内分布を有すると考えるのが実際的である。したがって、光電層６０の光電変換効率の面内分布に応じて、光電素子に照射される光ビームの強度の調整を行なっても良い。すなわち、光電層６０が第１の光電変換効率の第１部分と第２の光電変換効率の第２部分とを有するとすると、第１の光電変換効率及び第２の光電変換効率にそれぞれ基づいて、第１部分に照射されるビームの強度及び第２部分に照射されるビームの強度を調整することとしても良い。あるいは、第１の光電変換効率と第２の光電変換効率との違いを補償するように第１部分に照射される光ビームの強度と第２部分に照射される光ビームの強度を調整しても良い。また、複数の光電素子５４のそれぞれが異なる光電変換効率を有する場合もある。この場合も、各光電素子に照射される少なくとも１つの光ビームの強度を調整して、それぞれの光電素子から生成される電子ビームの強度を所望の状態で設定することができる。

　なお、上記実施形態では、光電素子５４の基材５６とアパーチャ５８ａが形成された遮光膜５８と光電層６０とが一体である場合、すなわちアパーチャ一体型の光電素子５４が用いられる場合について説明したが、基材と、遮光膜（アパーチャ膜）と、光電層とは、種々の配置が可能である。

　本実施形態に係る露光装置１０００において、例えばアパーチャ一体型光電素子５４に代えて、アパーチャ板（アパーチャ部材）が光電素子と別体であるいわばアパーチャ別体型光電素子を用いても良い。図１７（Ａ）に示されるアパーチャ別体型光電素子１３８は、基材５６の下面（光射出面）に光電層６０が形成されて成る光電素子１４０と、光電素子１４０の基材５６の上方（光入射面側）に例えば１μ以下の所定のクリアランス（間隙、ギャップ）隔てて配置された多数のアパーチャ５８ａが形成された遮光部材から成るアパーチャ板１４２とを含む。

　アパーチャ別体型光電素子の場合、光電層６０に照射されるビームの形状は、アパーチャ一体型光電素子に比べると幾分劣化する（シャープさに欠ける）がアパーチャ板を光電素子に対して移動させることができる。したがって、アパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板１４２をＸＹ平面内で移動可能な駆動機構を設けても良い。かかる場合には、前述したアパーチャ一体型光電素子５４ａと同様のマルチピッチ型のアパーチャを、アパーチャ板１４２に形成し、投影光学系１８６の倍率の拡大機能と、アパーチャ板１４２を、光電素子１４０から外れない範囲で移動する機能とを用いることで、前述と同様の手順で、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンの形成が可能になる。これに加えて、光電素子１４０をＸＹ平面内で移動可能な駆動機構を設けても良い。この場合には。アパーチャ板１４２を移動する代わりに、光電素子１４０とアパーチャ板１４２とを、両者の位置関係を維持した状態で移動することとしても良い。また、この場合には、例えば、光電素子１４０及びアパーチャ板１４２の一方のみを移動することで、アパーチャ板１４２と光電素子１４０とのＸＹ平面内の相対位置をずらすことで、光電層６０の長寿命化を図ることができる。なお、アパーチャ板１４２に対して投影光学系１８６をＸＹ平面内で移動可能に構成しても良い。また、アパーチャ板１４２は、ＸＹ平面内での移動のみでなく、光軸ＡＸｅに平行なＺ軸方向に移動可能、ＸＹ平面に対して傾斜可能、光軸ＡＸｅに平行なＺ軸回りに回転可能に構成しても良く、光電素子１４０とアパーチャ板１４２とのギャップを調整可能としても良い。

　なお、アパーチャ別体型光電素子を用いる場合、光電素子１４０を移動する駆動機構だけを設けるようにしても良い。この場合も、光電素子１４０をＸＹ平面内で移動することによって、光電層６０の長寿命化を図ることができる。

　本実施形態に係る露光装置１０００において、アパーチャ別体型の光電素子１３８を用いる場合、光電素子１４０を、アクチュエータによって、アパーチャ板１４２及び光照射装置１８０に対して、ＸＹ平面内で移動可能に構成することができる。これにより、必要に応じてアパーチャ５８ａを介して光電層６０に照射される光ビームの光電層６０上での照射位置を変更することが可能になり、光電層６０の寿命を延ばすことができる。なお、固定された光電素子１４０に対して、アパーチャ板１４２及び光照射装置１８０をＸＹ平面内で移動可能に構成しても良い。あるいは、固定された光電素子１４０に対して、ＤＭＤ１８４、マイクロレンズアレイ１８７及び投影光学系１８６の全体、及びアパーチャ板１４２を、それぞれＹ軸方向に移動可能に構成しても良い。

　また、アパーチャ部材４２に例えばＸＹ平面内の所定方向の引張力を加えて、アパーチャ部材４２をＸＹ平面内で伸縮変形させることで、電子ビーム光学系７０の倍率、及び低次のディストーションを動的に補正することとしても良い。

　また、上記実施形態で説明したアパーチャ一体型光電素子を用いる場合にも、光電素子５４を移動する駆動機構を設けても良い。この場合も、例えば光電素子に予備のアパーチャを追加しておけば、光電素子５４をＸＹ平面内で移動することによって、光電層６０の長寿命化を図ることができる。

　なお、上述したアパーチャ板のアパーチャと、光電素子のアパーチャとを併用しても良い。すなわち、前述したアパーチャ一体型光電素子の光ビームの入射側に、アパーチャ板を配置し、アパーチャ板のアパーチャを介したビームをアパーチャ一体型光電素子のアパーチャを介して光電層に入射させても良い。

　なお、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンの形成に際して、上述のアパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板を交換しても良い。

　また、上述のアパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板の代わりに、透過型液晶素子などの空間光変調器を使って複数のアパーチャを形成しても良い。

　なお、上では、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンの形成に際して、投影光学系１８６の倍率の拡大機能を用いる場合について説明したが、倍率の変更の代わりに、投影光学系１８６からアパーチャ一体型光電素子１３６ａ又はアパーチャ板１４２の同一のアパーチャ列の複数のアパーチャにそれぞれ照射される複数のビームのピッチを変更する装置を設けても良い。例えば、投影光学系１８６と光電素子との間の光路中に、複数の平行平板を配置して、その傾斜角を変えることで複数のビームのピッチを変更することができる。

　なお、アパーチャ一体型光電素子としては、図１８（Ａ）に示されるタイプに限らず、例えば図１８（Ｂ）に示されるように、図１８（Ａ）の光電素子５４において、アパーチャ５８ａ内の空間が光透過性の透明膜１４８で埋められたタイプの光電素子５４ｂを用いることもできる。光電素子５４ｂにおいて、透明膜１４８の代わりに、基材５６の一部がアパーチャ５８ａ内の空間を埋めるようにすることもできる。

　この他、図１８（Ｃ）に示されるように、基材５６の上面（光入射面）にクロムの蒸着によりアパーチャ５８ａを有する遮光膜５８を形成し、基材５６の下面（光射出面）に光電層６０を形成したタイプの光電素子５４ｃ、あるいは図１８（Ｄ）に示されるように、図１８（Ｃ）の光電素子５４ｃにおいて、アパーチャ５８ａ内の空間が透明膜１４８で埋められたタイプの光電素子５４ｄを用いることもできる。

　この他、図１８（Ｅ）に示されるように、基材５６の下面に光電層６０を形成し、光電層６０の下面にアパーチャ５８ａを有するクロム膜５８を形成したタイプの光電素子５４ｅが存在する。なお、図１８（Ｅ）のクロム膜５８は、光ではなく、電子を遮蔽する役目を有している。

　これまでに説明したアパーチャ一体型光電素子５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅのいずれにおいても、基材５６を石英ガラスのみでなく、石英ガラスなどの光透過性の部材と光透過性の透明膜（単層、又は多層）の積層体によって構成しても良い。

　なお、アパーチャ別体型光電素子を、例えば図１７（Ａ）に示される光電素子１４０とともに構成するために光電素子１４０とともに用いることができる、アパーチャ板は、アパーチャ板１４２のようにアパーチャを有する遮光部材のみから成るタイプに限らず、基材と遮光膜とが一体のアパーチャ板を用いることもできる。このタイプのアパーチャ板としては、例えば図１７（Ｂ）に示されるように、例えば石英ガラスから成る基材１４４の下面（光射出面）にクロムの蒸着によりアパーチャ５８ａを有する遮光膜５８が形成されたアパーチャ板１４２ａ、図１７（Ｃ）に示されるように、石英ガラスから成る板部材１４６と透明膜１４８とから成る基材１５０と、この基材１５０の下面（光射出面）にクロムの蒸着によりアパーチャ５８ａを有する遮光膜５８が形成されたアパーチャ板１４２ｂ、図１７（Ｄ）に示されるように、アパーチャ板１４２ａにおいて、アパーチャ５８ａ内の空間が透明膜１４８で埋められたアパーチャ板１４２ｃ、図１７（Ｅ）に示されるように、アパーチャ板１４２ａにおいて、アパーチャ５８ａ内の空間が、基材１４４の一部によって埋められているアパーチャ板１４２ｄを用いることができる。なお、アパーチャ板１４２、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ，１４２ｄは、いずれも上下反転して用いることもできる。なお、基材１４４、１５０の材料は、石英ガラスには限定されず、例えば、サファイア等の光学ユニット１８Ｂで用いられる光の波長に対して透過性を持つ材料であれば良い。

　なお、上記実施形態に係る露光装置１０００において、アパーチャ一体型光電素子５４に代えて、光電素子１４０を用いても良い。すなわち、アパーチャ別体型の光電素子１３８のアパーチャ板１４２を使わなくても良い。この場合も、前述と同様、ウエハＷは、Ｙ軸方向に移動しながら電子ビームが照射される走査露光によって露光される。この場合、Ｘ軸方向に第１のピッチ（例えばピッチ（間隔）ａ）で複数の光ビームを光電素子１４０の基材５６を介して光電層６０に照射可能な第１状態と、Ｘ軸方向に第２のピッチ（例えばピッチ（間隔）ｂ）で複数の光ビームを光電素子１４０の基材５６を介して光電層６０に照射可能な第２状態との一方から他方へ切り換えることで、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターン形成が可能になる。この場合も、投影光学系１８６の倍率の変更機能を併用しても良い。この場合も、倍率の変更の代わりに、投影光学系１８６から光電素子１４０に照射される複数のビームのピッチ（間隔）を変更する装置を設けても良い。例えば、投影光学系１８６と光電素子との間の光路中に、複数の平行平板を配置して、その傾斜角を変えることで複数のビームのピッチ（間隔）を変更することができる。この場合も、３つ以上のピッチのカットパターンの形成に対応可能にしても良い。

　なお、上記実施形態では、ＤＭＤ１８４のＫ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、マイクロレンズアレイ１８７の複数のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊの配置に対応して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ対応する方向を、それぞれ行方向（行が変化する方向）、列方向（列が変化する方向）として、配置される場合について説明した。しかし、これに限らず、例えば、ＤＭＤ１８４のＫ個のミラー素子１８５_ｐ,ｑは、ウエハＷの走査露光時に、ウエハＷが移動するＹ軸方向に直交するＸ軸方向に対応する方向に一列に配置されていても良い。この場合、マイクロレンズアレイ１８７のマイクロレンズ１８８も、Ｘ軸方向に一列に並んで配置されていても良い。

　なお、上記実施形態では、パターンジェネレータ１８４からの複数の光ビームがマイクロレンズアレイ１８７（集光部材）を経由した後、投影光学系１８６（第１光学系）を介して光電素子５４に照射される場合について説明したが、第１光学系と集光部材との関係がこれに限定されものではない。例えば、パターンジェネレータ１８４からの複数の光ビームが、投影光学系１８６に入射され、その投影光学系１８６を介した光ビームが、マイクロレンズアレイを介して光電素子５４に照射されても良い。この場合、投影光学系１８６を経由した、パターンジェネレータ１８４の複数位置（ＸＹ平面内の異なる位置）からの２以上の光ビームが、マイクロレンズアレイの１つのマイクロレンズで光電素子５４の光電層６０の光入射面又はその近傍の面上に（例えば上述の第１位置に）、集光される構成であっても良い。例えば、パターンジェネレータ（ＤＭＤの反射面）１８４とマイクロレンズアレイ１８７の入射面とが共役になるように投影光学系１８６を配置し、マイクロレンズアレイ１８７に入射した複数の光ビームを光電層６０の光入射面（例えば、図３の基材５６の下面）、又はその近傍の面に集光するようにしても良い。この場合、光電層６０の光入射面、又はその近傍の面を、マイクロレンズアレイ（集光部材）１８７が複数の光ビームを集光する第１面とみなしもて良い。要は、光照射装置が、パターンジェネレータの複数位置からの複数の光ビームを光電素子５４の所望の位置（例えば、前述の第１位置）に集光するように配置された集光部材を備えていれば良い。なお、マイクロレンズアレイ１８７に入射した複数の光ビームを光電層６０の光入射面（例えば、図３の基材５６の下面）、又はその近傍の面に集光させる場合、基材５６の上面にマイクロレンズアレイ１８７を設けても良い。すなわち、光電素子５４がマイクロレンズアレイ１８７を有していても良い。

　なお、上記実施形態と同様にマイクロレンズアレイなどの集光部材を用いる場合、パターンジェネレータの複数位置からの２以上の光ビームをマイクロレンズなどの集光素子によって、光電素子の光電層の光入射面又はその近傍の面上（例えば、前述の第１位置）に集光することも可能である。かかる場合には、投影光学系を必ずしも設ける必要がない。
　なお、集光素子としては、屈折型のマイクロレンズアレイには限定されず、入射光を集光するように回折させる回折部分を複数有する回折光学素子や、それぞれが入射光を集光する複数の反射面を有するミラーアレイなどを用いることができる。

《第２の実施形態》
　次に、第２の実施形態について、図１９～図３３に基づいて説明する。図１９には、第２の実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。ここで、前述した第１の実施形態に係る露光装置１０００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし若しくは省略する。

　露光装置１００は、前述の第１の実施形態に係る露光装置１０００において、第１の真空室３４を区画する、石英ガラスなどの光透過部材から成る真空隔壁１３２によって外部に対して気密状態で閉塞されていた第１プレート３６の貫通孔３６ａに後述する光電カプセル５０の本体部５２がほぼ隙間がない状態で上方から挿入されている点及び第１の真空室３４が形成される筐体１９の第１部分１９ａの内部の構成、並びに光照射装置の構成等が、前述した第１の実施形態に係る露光装置１０００と相違する。以下、相違点を中心として説明する。

　図２０には、露光装置１００が備える電子ビーム光学ユニット１８Ａが断面して斜視図にて示されている。また、図２１には、電子ビーム光学ユニット１８Ａの縦断面図が示されている。これら図２０、図２１に示されるように、電子ビーム光学ユニット１８Ａは、上側の第１部分１９ａと下側の第２部分１９ｂとを有する前述の筐体１９を備えている。

　筐体１９の第１部分の内部には、第１の真空室３４が区画され、第１の真空室３４の内部には、図１９及び図２９などに示されるように、一対の真空対応のアクチュエータ６６によって、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の３方向に移動される蓋収納プレート６８が収納されている。蓋収納プレート６８には、図２９に示されるように、４５個の光電カプセル５０の配置に対応する配置で、４５の所定深さの丸穴６８ａが上面に形成され、各丸穴６８ａの内部底面には、円形の貫通孔６８ｂが形成されている。なお、丸穴６８ａの数は、光電カプセル５０の数と同じでなくても良い。また、丸穴６８ａを設けずに、蓋収納プレート６８で光電カプセル５０の後述する蓋部材６４を支持しても良い。

　蓋収納プレート６８には、さらに、蓋収納プレート６８の一部省略した平面図である図２２に示されるように、丸穴６８ａと丸穴６８ａとの間に最終的に電子ビームの光路（電子ビームの通路と呼んでも良い）となる円形開口６８ｃが形成されている。なお、蓋収納プレート６８が電子ビームの通路から待避可能であれば、開口６８ｃを設けなくても良い。

　電子ビーム光学ユニット１８Ａの説明に戻り、ベースプレート３８には、図１９などに示されるように、４５個の光電カプセル５０の本体部５２それぞれの中心軸上にその中心が位置する４５個の所定深さの凹部３８ａが形成されている。これらの凹部３８ａは、図２１に示されるように、ベースプレート３８の上面から所定深さを有し、その内部底面には、貫通孔（絞り部）３８ｂが形成されている。

　ベースプレート３８の下面には、４５個の光電カプセル５０の本体部５２それぞれの中心軸上にその光軸ＡＸｅが位置する４５本の電子ビーム光学系７０が吊り下げ状態で固定されている。

　光電カプセル５０は、図２３（Ａ）、図２９に示されるように、一端面（図２３（Ａ）における下端面）側に開口５２ｃが形成され、内部に中空部５２ｂを有する円柱状で、他端（図２３（Ａ）における上端）にフランジ部５２ａが設けられた本体部５２と、開口５２ｃを閉塞可能な蓋部材６４と、を備える。中空部５２ｂは、本体部５２の下端面から所定深さで丸穴を形成し、さらにその丸穴の底面に略円錐状の凹部を形成して得られるような形状の中空部である。フランジ部５２ａを含む本体部５２の上面は、平面視正方形であり、その正方形の中心は、中空部５２ｂの中心軸に一致している。本体部５２の上面には、その中心部に光電素子５４が設けられている。

　本体部５２の平面視円環状の下端面には、図２３（Ａ）等に示されるように、所定深さの平面視円環状の凹溝が形成され、その凹溝内にシール部材の一種であるＯリング６２がその一部が凹溝内に収納される状態で取付けられている。

　蓋部材６４は、本体部５２の下端面の外周縁（輪郭）と同様の平面視円形の板部材から成り、後述するようにして真空中で取り外されるが、その前の状態では、本体部５２に装着され、本体部５２の開口端を閉塞している（図２９参照）。すなわち、蓋部材６４によって閉塞された本体部５２の内部の閉空間（中空部５２ｂ）は真空空間になっているため、蓋部材６４は、蓋部材６４に作用する大気圧によって本体部５２に圧着されている。

　なお、光電カプセルのメーカーで製造された光電カプセルの搬送中を含む、露光装置メーカーで蓋部材が開放されるまでの、一連の流れについては、後に詳述する。

　本第２の実施形態に係る露光装置１００では、光学ユニット１８Ｂ内に前述の４５の光照射装置１８０に代えて、４５の光照射装置８０が設けられている。４５の光照射装置８０のそれぞれは、例えば、図２４に示されるように、照明系８２と、パターニングされた光を発生するパターンジェネレータ（光学デバイス）８４と、投影光学系８６と、を有する。パターンジェネレータ８４は、所定方向へ進行する光の振幅、位相及び偏光の少なくとも１つの状態を空間的に変調して射出する空間光変調器と称しても良い。パターンジェネレータ８４は、例えば明暗パターンからなる光学パターンを発生することができる。

　図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）には、光照射装置８０の構成の一例が、対応する光電カプセル５０の本体部５２とともに示されている。このうち、図２５（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た構成を示し、図２５（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た構成を示す。図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）に示されるように、照明系８２は、照明光（レーザ光）ＬＢを発生する光源部８２ａと、その照明光ＬＢを、１又は２以上のＸ軸方向に長い断面矩形状のビームに成形する成形光学系８２ｂと、を有する。

　光源部８２ａは、光源としての可視光又は可視光近傍の波長、例えば波長３６５ｎｍのレーザ光を連続発振するレーザダイオード８８と、そのレーザ光の光路上に配置されたＡＯ偏向器（ＡＯＤ又は光偏向素子とも呼ばれる）９０とを含む。ＡＯ偏向器９０は、ここでは、スイッチング素子として機能し、レーザ光を間欠発光化するのに用いられる。

　成形光学系８２ｂは、光源部８２ａからのレーザビームＬＢの光路上に順次配置された回折光学素子（ＤＯＥとも呼ばれる）９２、照度分布調整素子９４及び集光レンズ９６を含む。

　回折光学素子９２は、ＡＯ偏向器９０からのレーザビームが入射すると、そのレーザビームが、回折光学素９２の射出面側の所定面において、Ｙ軸方向に所定間隔で並ぶＸ軸方向に長い複数の矩形状（本実施形態では細長いスリット状）の領域で光強度が大きい分布を持つように、レーザビームの面内強度分布を変換する。本実施形態では、回折光学素子９２は、ＡＯ偏向器９０からのレーザビームの入射により、Ｙ軸方向に所定間隔で並ぶＸ軸方向に長い複数の断面矩形状のビーム（スリット状のビーム）を生成する。本実施形態では、詳細は後述するが、パターンジェネレータ８４の構成に合わせた数のスリット状のビームを生成する。なお、レーザビームの面内強度分布を変換する素子としては、回折光学素子には限定されず、屈折光学素子や反射光学素子であっても良く、空間光変調器であっても良い。

　照度分布調整素子９４は、パターンジェネレータ８４に複数のビームが照射された際に、パターンジェネレータ８４の受光面を複数に分割した個々の分割領域において、分割領域毎に照度を個別に調整できるようにするものである。本実施形態では、照度分布調整素子９４としては、印加電圧に応じて屈折率が変化する非線形光学効果を有する結晶、例えばリチウムタンタレート（タンタル酸リチウム(略称：ＬＴ)単結晶）を複数ＸＹ平面に平行な面内で並べ、その入射側と出射側に偏光子を配置して構成される素子が用いられる。本実施形態では、図２５（Ａ）の円内に模式的に示されるように、一例として１ｍｍピッチでＸＹ平面内で例えば２行１２列のマトリクス状に２４個のリチウムタンタレートの結晶９４ａが配置された照度分布調整素子９４が用いられる。符号９４ｂは、電極を示す。かかる構成の照度分布調整素子９４によると、出射側の偏向子は所定の偏光成分のみを通過させるので、入射側の偏光子を介して結晶に入射した光の偏光状態を変化させる、例えば直線偏光から円偏光へ変化させることで、出射側の偏光子から射出される光の強度を変化させることができる。この場合において、偏光状態の変化は、結晶に対する印加電圧を制御することで可変にできる。したがって、個々の結晶に対する印加電圧を制御することで、個々の結晶に対応する領域（図２７の二点鎖線で囲まれた領域）毎の照度の調整が可能になる（図２５（Ａ）参照）。照度分布調整素子９４は、リチウムタンタレートに限らず、リチウムナイオベート（ニオブ酸リチウム（略称：ＬＮ）単結晶）などの他の光強度変調結晶（電気光学素子）を用いて構成することもできる。なお、パターンジェネレータ８４、あるいはパターンジェネレータ８４と光電素子５４との間に配置された光学部材を使って、光電素子５４に照射される少なくとも１つの光ビームの強度を調整できる場合には、照度分布調整素子９４を設けなくても良い。なお、照度分布調整素子９４として、射出する光の振幅、位相及び偏光の状態を空間的に変調する空間光変調器、一例としては透過型液晶素子や反射型液晶素子などを用いても良い。

　本第２の実施形態では、後述するように、パターンジェネレータ８４として、反射型の空間光変調器が用いられているため、集光レンズ９６下方の光射出側には光路折り曲げ用のミラー９８が配置されている。集光レンズ９６は、回折光学素子９２で生成された複数の断面矩形状（スリット状）のビームをＹ軸方向に関して集光し、ミラー９８に照射する。集光レンズ９６としては、例えばＸ軸方向に長いシリンドリカルレンズなどを用いることができる。なお、集光レンズ９６は複数のレンズで構成されていても良い。集光レンズの代わりに、集光ミラー等の反射光学部材や回折光学素子を用いても良い。また、ミラー９８は、平面鏡に限定されず、曲率を持った形状であっても良い。ミラー９８が曲率を有する（有限の焦点距離を有する）場合、集光レンズ９６の機能も兼用できる。

　ミラー９８は、ＸＹ平面に対して所定角度で配置され、照射された複数のスリット状のビームを図２５（Ａ）における左斜め上方向に反射する。

　パターンジェネレータ８４は、ミラー９８によって反射された複数のスリット状のビームの反射光路上に配置されている。詳述すると、パターンジェネレータ８４は、Ｚ軸方向に関して、集光レンズ９６とミラー９８との間に配置された回路基板１０２の－Ｚ側の面に配置されている。ここで、回路基板１０２には、図２５（Ａ）に示されるように、集光レンズ９６からミラー９８に向かう複数のスリット状のビームの光路となる開口１０２ａが形成されている。

　なお、図２５（Ａ）から明らかなように、本実施形態では、照明系８２が有する光学系の光軸ＡＸｉと投影光学系８６の光軸（最終光学素子であるレンズ８６ｂの光軸と一致）ＡＸｏとは、いずれもＺ軸に平行であるが、Ｙ軸方向に所定距離ずれている（オフセットしている）。本実施形態において照明系８２は、Ｘ軸方向に長い断面矩形状の光（ビーム）をパターンジェネレータに照射するようにしているので、Ｙ軸方向のオフセット量を小さくできる。これによりパターンジェネレータに入射する光の入射角を垂直に近づけることが可能となり、投影光学系８６の入射側の開口数を大きくしなくてもパターンジェネレータからの光ビームを効率良く、投影光学系８６に入射させることができる。しがたって、複数の電子ビーム光学系を用いる場合にも、照明系及び投影光学系を効率良く配置することができる。なお、照明系８２が有する光学系の光軸ＡＸｉと投影光学系の光軸ＡＸｏとが非平行であっても良い。

　本第２の実施形態では、パターンジェネレータ８４は、プログラマブルな空間光変調器の一種である光回折型ライトバルブ（ＧＬＶ（登録商標））によって構成されている。光回折型ライトバルブＧＬＶは、図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）に示されるように、シリコン基板（チップ）８４ａ上に「リボン」と呼ばれるシリコン窒化膜の微細な構造体（以下、リボンと称する）８４ｂを数千個の規模で形成した空間光変調器である。

　ＧＬＶの駆動原理は、次のとおりである。

　リボン８４ｂのたわみを電気的に制御することにより、ＧＬＶはプログラム可能な回折格子として機能し、高解像度、ハイスピード（応答性２５０ｋＨｚ～１ＭＨｚ）、高い正確さで、調光、変調、レーザ光のスイッチングを可能にする。ＧＬＶは微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に分類される。リボン８４ｂは、硬度、耐久性、化学安定性において強固な特性を持つ高温セラミックの一種である、非晶質シリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４）から作られている。各リボンの幅は２～４μｍで、長さは１００～３００μｍである。リボン８４ｂはアルミ薄膜で覆われており、反射板と電極の両方の機能を合わせ持つ。リボンは、共通電極８４ｃを跨いで張られており、ドライバ（図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）では不図示）から制御電圧がリボン８４ｂに供給されると、静電気により基板８４ａ方向にたわむ。制御電圧が無くなると、リボン８４ｂは、シリコン窒化膜固有の高い張力により元の状態に戻る。すなわち、リボン８４ｂは、可動反射素子の一種である。

　ＧＬＶには、電圧の印加により位置が変化するアクティブリボンと、グランドに落ちていて位置が不変のバイアスリボンとが交互に並んだタイプと、全てがアクティブリボンであるタイプとがあるが、本第２の実施形態では後者のタイプが用いられている。

　本実施形態では、リボン８４ｂが－Ｚ側に位置し、シリコン基板８４ａが＋Ｚ側に位置する状態で、図２５（Ａ）等に示される回路基板１０２の－Ｚ側の面にＧＬＶから成るパターンジェネレータ８４が取付けられている。回路基板１０２には、リボン８４ｂに制御電圧を供給するためのＣＭＯＳドライバ（不図示）が設けられている。以下の説明では、便宜上、ＣＭＯＳドライバを含んでパターンジェネレータ８４と呼ぶ。

　本第２の実施形態で用いられるパターンジェネレータ８４は、図２７に示されるように、リボン８４ｂを、例えば６０００個有するリボン列８５が、その長手方向（リボン８４ｂの並ぶ方向）をＸ軸方向として、Ｙ軸方向に所定の間隔で例えば１２列、シリコン基板上に形成されている。各リボン列８５のリボン８４ｂは、共通電極の上に張られている。本実施形態では、一定レベルの電圧の印加と印加の解除とにより、主としてレーザ光のスイッチング（オン・オフ）のために、各リボン８４ｂは、駆動される。ただし、ＧＬＶは、印加電圧に応じて回折光強度の調節が可能なので、後述するようにパターンジェネレータ８４からの複数のビームの少なくとも一部の強度の調整が必要な場合などには、印加電圧が微調整される。例えば、各リボンに同じ強度の光が入射した場合に、異なる強度を持つ複数の光ビームをパターンジェネレータ８４から発生することができる。

　本実施形態では、回折光学素子９２でスリット状のビームが１２本生成され、この１２本のビームが、照度分布調整素子９４、集光レンズ９６、及びミラー９８を介して、各リボン列８５の中央にＸ軸方向に長いスリット状のビームＬＢとなって照射される。本第２の実施形態においては、各リボン８４ｂに対するビームＬＢの照射領域は、正方形領域となる。なお、各リボン８４ｂに対するビームＬＢの照射領域は、正方形領域でなくても良い。Ｘ軸方向に長い、あるいはＹ軸方向に長い矩形領域であっても良い。本第２の実施形態においては、１２本のビームのパターンジェネレータ８４の受光面上での照射領域（照明系８２の照射領域）は、Ｘ軸方向の長さがＳｍｍ、Ｙ軸方向の長さがＴｍｍの矩形の領域とも言える（図７参照）。

　各リボン８４ｂは独立制御可能となっているので、パターンジェネレータ８４で発生される断面正方形のビームの本数は、６０００×１２＝７２０００本であり、７２０００本のビームのスイッチング（オン・オフ）が可能である。本実施形態では、パターンジェネレータ８４で発生される７２０００本のビームを、個別に照射可能となるように、光電カプセル５０の光電素子５４の遮光膜５８には、７２０００個のアパーチャ５８ａが形成されている。なお、アパーチャ５８ａの数は、例えばパターンジェネレータ８４が照射可能なビームの数と同じでなくても良く、７２０００本のビーム（レーザビーム）のそれぞれが対応するアパーチャ５８ａを含む光電素子５４（遮光膜５８）上の領域に照射されれば良い。すなわち、光電素子５４上の複数のアパーチャ５８ａそれぞれのサイズが、対応するビームの断面のサイズより小さければ良い。なお、パターンジェネレータ８４が有する可動素子（リボン８４ｂ）の数と、パターンジェネレータ８４で発生するビームの本数とは異なっていても良い。複数（例えば数個）の可動素子（リボン８４ｂ）からの光が、１つのアパーチャ５８ａに照射されるようにしても良い。例えば、電圧の印加により位置が変化するアクティブリボンと、グランドに落ちていて位置が不変のバイアスリボンとが交互に並んだタイプのＧＬＶをパターンジェネレータとして用いて、複数（２つ）の可動素子（リボン）によって１本のビームのスイッチングを行っても良い。このタイプのＧＬＶでは、アクティブリボンに電圧が印加されない時、両リボンは同一平面に位置しており、この状態ではＧＬＶは鏡として機能し、ＧＬＶへ入射した光は正反射される。アクティブリボンは電圧が印加されるとバイアスリボンより基板側にたわみ、矩形状の回折格子を形成する。この状態では、入射光は一定の角度で回折される。正反射光及び回折光の光量はアクティブリボンへの電圧を制御することで連続的に変化させることができる。アクティブリボンをバイアスリボンに対して１／４波長の位置まで変位させることで、正反射光を完全に取り除くことができる。したがって、このＧＬＶでは、隣接する複数の可動反射素子であるアクティブリボンとバイアスリボンとの相対的な位置を変更する、換言すれば２以上の可動反射素子のうちの１つ（アクティブリボン）からの光と、２以上の可動反射素子のうちの別の１つ（バイアスリボンからの光との間の位相差を変更することにより、光電素子に照射される複数の光ビームの少なくとも１つとしての１以上の回折ビームを発生させることができる。なお、パターンジェネレータ８４の数と光電カプセル５０の数とは等しくなくても良い。
　なお、ミラー９８が配置されている位置にパターンジェネレータ８４を配置し、パターンジェネレータ８４が配置されている位置にミラー９８を配置しても良い。あるいは、基板１０２の上面にパターンジェネレータ８４を配置し、照明光の照射におりパターンジェネレータから発生した複数の光ビームを、基板１０２の＋Ｚ側に配置されたミラー９８で反射して、基板１０２の開口１０２ａを介して投影光学系８６に導いても良い。

　投影光学系８６は、図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）に示されるように、パターンジェネレータ８４からの光ビームの光路上に順次配置されたレンズ８６ａ、８６ｂを含む対物レンズを有する。レンズ８６ａとレンズ８６ｂとの間には、例えば円形状の開口を有し、パターンジェネレータ８４から複数のビームのうちオンとされたビームを通過させ且つオフとされたビームを遮光する空間フィルタ８６ｃが配置されている。投影光学系８６の投影倍率は、例えば約１／４である。以下では、アパーチャ５８ａは、Ｘ軸方向に長い矩形であるものとするが、Ｙ軸方向に長い矩形、あるいは正方形であっても良いし、多角形、楕円など、他の形状であっても良い。ここで、各レンズ８６ａ、８６ｂは、それぞれが複数のレンズで構成されていても良い。また、投影光学系は、屈折型光学系には限定されず、反射型光学系や反射屈折型光学系であっても良い。

　本第２の実施形態においては、投影光学系８６は、パターンジェネレータ８４からの光を光電素子５４に投射することで、複数、ここでは７２０００個のアパーチャ５８ａの少なくとも１つを通過した光ビームが光電層６０に照射される。すなわち、パターンジェネレータ８４からのオンとされたビームは、対応するアパーチャ５８ａを介して光電層６０に照射され、オフとされたビームは、対応するアパーチャ５８ａ及び光電層６０へ照射されない。なお、パターンジェネレータからの光の像が、例えば光電層６０上（基材５６の下面、あるいはその近傍面）に結像する場合には、投影光学系８６を結像光学系とも呼ぶことができる。

　図２４に示されるように、投影光学系８６には、前述した第１の実施形態と同様に、投影光学系８６の光学特性を調整可能な光学特性調整装置８７が、設けられている。なお、図２４では、図中の１つの光照射装置８０にのみ光学特性調整装置８７が併設されているように示されているが、実際には、４５の光照射装置８０の全てに光学特性調整装置８７が併設されている。４５の光学特性調整装置８７は主制御装置１１０の指示に基づき、制御部１１によって制御される。

　図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）には、本第２の実施形態に係る露光装置１００で用いられる電子ビーム光学系７０の構成の一例が、対応する光電カプセル５０の本体部５２とともに示されている。このうち、図２８（Ａ）は、＋Ｘ方向から見た構成を示し、図２８（Ｂ）は、－Ｙ方向から見た構成を示す。図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）と、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）とを比較すると明らかなように、電子ビーム光学系７０は、第１の実施形態に係る電子ビーム光学系と同じ構成である。このように、本第２の実施形態に係る露光装置１００では、電子ビーム光学ユニット１８Ａは、ベースプレート３８を含み、その下方の構成は、第２の真空室７２内部の電子ビーム光学系７０を含み、前述した第１の実施形態に係る露光装置１０００と同様である。

　ただし、本第２の実施形態では、第１の真空室３４の内部、具体的には、ベースプレート３８と光電素子５４との間には、引き出し電極１１２ａに代えて、引き出し電極１１２が配置されている。なお、図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）では、図示が省略されているが、引き出し電極１１２は、例えば蓋収納プレート６８の円形開口６８ｃの周囲に設けることができる。勿論、引き出し電極１１２を、蓋収納プレート６８とは別の部材に設けても良い。

　本第２の実施形態に係る露光装置１００では、その他の部分の構成は、第１の実施形態に係る露光装置１０００と同様になっている。

　ここで、露光装置１００の組み立ての流れの一例を、光電カプセルメーカーで製造された光電カプセルの搬送、及び露光装置メーカーで蓋部材が開放されるまでの一連の流れを中心として説明する。

　まず、光電カプセルメーカーの工場の真空チャンバ１２０内で、図２３（Ａ）中の上向きの白抜き矢印で示されるように、蓋部材６４が上方に移動され、開口５２ｃが塞がれるように、光電カプセル５０の本体部５２に蓋部材６４を接触させる。次いで、図２３（Ｂ）に示されるように、真空チャンバ１２０内でばねその他の付勢部材１２２を用いて、蓋部材６４に上向きの力（与圧）が加えられる。このとき、与圧の作用により、本体部５２の下端面に設けられたＯリング６２が完全に潰される。そして、蓋部材６４に与圧を加えたままの状態で、真空チャンバ１２０内を大気開放すると、光電カプセル５０の内部が真空であるため、大気圧によって蓋部材６４が本体部５２に圧着されるので、付勢部材１２２による与圧を解除する。図２３（Ｃ）には、この与圧が解除された状態が示されている。この図２３（Ｃ）の状態では、本体部５２と蓋部材６４とが、一体化され光電カプセル５０が構成されている（大気圧で光電カプセル５０がシールドされている）。上述のようにして、複数（少なくとも４５個）の光電カプセル５０は、図２３（Ｃ）の状態を維持したまま、露光装置メーカーの工場まで輸送される。なお、蓋部材６４の本体部５２と対向する面に環状の凹溝を形成し、該凹溝にＯリング６２を一部埋め込んだ状態で取付けても良い。なお、本体部５２に蓋部材６４を接触させた状態で、大気空間においても光電カプセル内部の空間の真空状態を維持できるのであれば、Ｏリング６２などのシール部材を設けなくても良い。

　露光装置メーカーの工場内では、４５個の光電カプセル５０は、クリーンルーム内に搬送され、既に、フレーム１６に組み付けられている電子ビーム光学ユニット１８Ａの第１プレート３６に形成された４５個の貫通孔３６ａのそれぞれに、図２９中に下向きの矢印で示されるように、上方から挿入され、第１プレート３６に組み付けられる。この組み付け状態では、４５個の貫通孔３６ａには、光電カプセル５０の本体部５２がほぼ隙間がない状態で挿入されている。また、このとき、蓋収納プレート６８は、４５の所定深さの丸穴６８ａが、４５個の光電カプセル５０の真下にそれぞれ位置し、蓋部材６４と蓋収納プレート６８の上面との間に所定の隙間が存在する高さ位置にある。

　なお、フレーム１６に対する電子ビーム光学ユニット１８Ａの組み付けに先立って、ステージシステム１４の組み立て、組み立てられたステージシステム１４のステージチャンバ１０内への搬入、並びにステージシステム１４に関する必要な調整などが行われている。

　光電カプセル５０の、第１プレート３６に対する組み付け後、真空対応アクチュエータ６６によって、図３０に示されるように、蓋収納プレート６８の４５の所定深さの丸穴６８ａの内部に蓋部材６４が一部入り込む位置まで、蓋収納プレート６８が上方に移動される。

　次に、筐体１９の第１部分１９ａ内部と第２部分１９ｂ内部との真空引きが並行して行われる（図２０参照）。また、これと並行して、ステージチャンバ１０内部の真空引きが行われる。

　このとき、筐体１９の第１部分１９ａ内部は、光電カプセル５０内部と同レベルの高真空状態となるまで真空引きが行われ、第１部分１９ａの内部が第１の真空室３４となる（図３１参照）。このとき、光電カプセル５０内部の気圧と外部（第１部分１９ａ内部）の気圧とが釣り合うようになるので、図３１に示されるように蓋部材６４が自重によって、本体部５２から離れ、丸穴６８ａの内部に完全に収納される。なお、筐体１９の第１部分１９ａ内部の真空引きが完了した状態では、複数の光電カプセル５０のそれぞれ有する光電素子５４は、第１の真空室３４とその外側（筐体１９の外部）の空間とを隔てる隔壁（真空隔壁）として機能する。第１の真空室３４の外側は、大気圧、又は大気圧よりわずかに陽圧である。

　一方、筐体１９の第２部分１９ｂ内部は、第１部分１９ａと同レベルの高真空状態となるまで、真空引きを行なっても良いが、第１部分１９ａより真空度が低い（圧力が高い）レベルの中真空状態まで真空引きを行なっても良い。本第２の実施形態では、第１部分１９ａ内部と第２部分１９ｂ内部とは、絞り部３８ｂによって実質的に隔離されているので、このようなことが可能である。第２部分１９ｂ内部の真空引き完了後、第２部分１９ｂの内部が第２の真空室７２となる。第２部分１９ｂ内部を、中真空状態まで真空引きする場合には、真空引きに要する時間を短縮することが可能になる。ステージチャンバ１０の内部は、第２部分１９ｂの内部と同レベルの真空引きが行われる。

　第１部分１９ａの真空引き完了後、真空対応アクチュエータ６６によって、蓋収納プレート６８がＸ軸、Ｙ軸方向（及びＺ軸方向）に移動され、蓋収納プレート６８に形成された４５個の円形開口６８ｃが、４５の電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅ上にそれぞれ位置決めされる。図２１には、このようにして、光軸ＡＸｅ上に円形開口６８ｃが位置決めされた状態が示されている。その後、必要な調整が行われ、電子ビーム光学ユニット１８Ａの組立が終了する。

　次いで、図１９に示されるように、組み立てられた電子ビーム光学ユニット１８Ａ（第１プレート３６）上に、予め別に組み立てられた光学ユニット１８Ｂが、搭載される。このとき、光学ユニット１８Ｂは、鏡筒７８の内部の４５の光照射装置８０のそれぞれが、４５の光電素子５４のそれぞれに対応する配置となるように、すなわち、投影光学系８６の光軸ＡＸｏが、電子ビーム光学系７０の光軸ＡＸｅとほぼ一致する状態で、搭載される。そして、光学ユニット１８Ｂに関する必要な調整及び電子ビーム光学ユニット１８Ａと光学ユニット１８Ｂとの間の必要な調整、並びに光学ユニット１８Ｂと電子ビーム光学ユニット１８Ａとの相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等などが行われ、露光装置１００の組み立てが完了する。

　なお、上述した各部の必要な調整には、各種光学系についての光学的精度を達成するための調整、各種機械系についての機械的精度を達成するための調整、各種電気系についての電気的精度を達成するための調整が含まれる。

　次に、本第２の実施形態に係る露光装置１００で、ウエハＷの露光中に行われるドーズ制御について説明する。

　露光フィールド内の照度ムラは、主制御装置１１０が、後述する露光時に、照度分布調整素子９４を用いて、前述した印加電圧の制御による偏光状態の可変制御を結晶毎に行い、個々の結晶に対応する領域（個々の結晶に対応するパターンジェネレータ８４の受光面上の領域）毎に光強度（照度）の制御を行うことで、結果的に光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布、及びこれに対応するウエハ面上での露光フィールドＲＦ内の照度分布の調整を行う。すなわち、露光フィールドＲＦに照射される複数の電子ビームのそれぞれの強度を適正に調整する。なお、本実施形態の露光装置１００では、パターンジェネレータ８４がＧＬＶによって構成されているので、主制御装置１１０は、パターンジェネレータ８４自体を用いて中間調を発生することができる。したがって、主制御装置１１０は、光電層６０に照射されるそれぞれの光ビームの強度調整により、光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布、及びこれに対応するウエハ面上での露光フィールドＲＦ内の照度分布の調整、すなわちドーズ制御を行うこともできる。勿論、主制御装置１１０は、照度分布調整素子９４とパターンジェネレータ８４とを併用して光電層６０の電子放出面上での面内の照度分布の調整を行なっても良い。

　また、露光装置１００においては、前方散乱成分の影響を軽減するためのＰＥＣでは、主制御装置１１０は、前方散乱成分の影響を見込んで、制御部１１を介してパターンジェネレータ８４（及び／又は照度分布調整素子９４）を用いた面内の照度分布の調整を行う。

　一方、後方散乱成分の影響を軽減するためのＰＥＣ、及びフォギングの影響を軽減するためのＦＥＣ（Fogging Effect Correction）では、主制御装置１１０は、制御部１１を介して、照度分布調整素子９４を用いてある程度の空間周波数で面内の照度分布の調整を行う。

　ここで、パターンジェネレータ８４を用いた露光シーケンスについて、説明を行う。ここでは、ウエハ上のある領域内に互いに隣接してＸＹ２次元配置された多数の１０ｎｍ角（アパーチャ５８ａを介したビームの照射領域と一致するものとする）の画素領域を仮想的に設定し、その全ての画素を露光する場合について説明する。また、ここでは、リボン列として、Ａ、Ｂ、Ｃ、……、Ｋ、Ｌの１２のリボン列があるものとする。

　リボン列Ａに着目して説明すると、ウエハ上にＸ軸方向に並ぶある行（第Ｋ行とする）の連続した６０００画素領域に対してリボン列Ａを用いた露光が開始される。この露光開始の時点では、リボン列Ａで反射されるビームは、ホームポジションにあるものとする。そして、露光開始からウエハＷの＋Ｙ方向（又は－Ｙ方向）のスキャンに追従させてビームを＋Ｙ方向（又は－Ｙ方向）に偏向しながら同一の６０００画素領域に対する露光を続行する。そして、例えば時間Ｔａ［ｓ］でその６０００画素領域の露光が完了したとすると、その間にウエハステージＷＳＴは、速度Ｖ［ｎｍ／ｓ］で、例えばＴａ×Ｖ［ｎｍ］進む。ここで、便宜上、Ｔａ×Ｖ＝９６［ｎｍ］とする。

　続いて、ウエハステージＷＳＴが速度Ｖで＋Ｙ方向に２４ｎｍスキャンしている間に、ビームをホームポジションに戻す。このとき、実際にウエハ上のレジストが感光されないようにビームをオフにする。このビームのオフは、ＡＯ偏向器９０を用いて行われる。

　このとき、上記の露光開始時点からウエハステージＷＳＴは＋Ｙ方向に１２０ｎｍ進んでいるので、第（Ｋ＋１２）行目の連続した６０００画素領域が、露光開始時点における第Ｋ行の６０００画素領域と同じ位置にある。

　そこで、同様にして、第（Ｋ＋１２）行目の連続した６０００画素領域を、ウエハステージＷＳＴにビームを偏向追従させながら露光する。

　実際には、第Ｋ行の６０００画素領域の露光と並行して、第（Ｋ＋１）行～第（Ｋ＋１１）行それぞれの６０００画素は、リボン列Ｂ、Ｃ、……、Ｋ、Ｌによって露光される。

　このようにして、ウエハ上のＸ軸方向の長さ６０μｍの幅の領域については、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向にスキャンさせながらの露光（スキャン露光）が可能であり、ウエハステージＷＳＴを６０μｍＸ軸方向にステッピングして同様のスキャン露光を行えば、そのＸ軸方向に隣接する長さ６０μｍの幅の領域の露光が可能である。したがって、上記のスキャン露光とウエハステージのＸ軸方向のステッピングとを交互に繰り返すことで、ウエハ上の１つのショット領域の露光を、１つの露光ユニット５００により行うことができる。また、実際には、４５の露光ユニット５００を用いて並行してウエハ上の互いに異なるショット領域を露光することができるので、ウエハ全面の露光が可能である。なお、上記第１の実施形態に係る露光装置１０００において、前述の所定の露光シーケンスとして、上述したパターンジェネレータ８４を用いた露光シーケンスと同様のシーケンスを採用することができる。

　ところで、本第２の実施形態に係る露光装置１００は、例えばコンプリメンタリ・リソグラフィに用いられる。この場合、例えばＡｒＦ光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することでＬ／Ｓパターンが形成されたウエハを露光対象とし、そのラインパターンの切断を行うためのカットパターンの形成に用いられる。露光装置１００では、パターンジェネレータ８４で７２０００のリボン８４ｂのうち、任意のリボン８４ｂで反射するビームをオンにして、光電素子５４の遮光膜５８に形成された７２０００個のアパーチャ５８ａのそれぞれに対応するカットパターンを形成することができる。この場合に、７２０００本のビームが同時にオン状態とされても良いし、されなくても良い。

　本第２の実施形態に係る露光装置１００では、前述した第１の実施形態に係る露光装置１０００と同等の効果を得ることができる。ただし、露光装置１００では光電素子５４が真空隔壁を兼ねているため、真空隔壁とは別に光電素子が設けられていることを前提とする、上述した電子ビーム光学系７０の像面湾曲等の補正機能は有していないが、本第２の実施形態のように、光電素子が真空隔壁を兼ねる場合にも、光電層６０の電子放出面を湾曲させても良い（非平面にしても良い）。

　また、本第２実施形態に係る露光装置１００では、前述の光電カプセル５０が採用されていることから光電素子５４の搬送が容易であるとともに、光電素子５４の電子ビーム光学ユニット１８Ａの筐体１９への組付けが容易である。また、第１の真空室３４内を真空引きするだけで、複数の光電カプセル５０それぞれの蓋部材６４を、自重で本体部５２から離し、真空対応アクチュエータ６６により移動される蓋収納プレート６８によって同時に受け取り、丸穴６８ａ内に収納することができるので、複数の光電カプセル５０の蓋部材６４の取り外しを短時間で行うことができる。また、電子ビーム光学ユニット１８Ａのメンテナンスの際などには、蓋収納プレート６８の複数の丸穴６８ａ内に個別に収納されている複数の蓋部材６４を、同時に、対応する光電カプセル５０の本体部５２に押し付けた状態で、第１の真空室３４内を大気開放するだけで、光電カプセル５０の内部（真空）と外部（大気圧）との圧力差により、それぞれの蓋部材６４を対応する本体部５２と一体化させることができる。これにより、確実に、光電層６０が空気に触れるのを阻止できる。さらに、この本体部５２に蓋部材６４が装着されている状態で、本体部５２は、本体部５２をリリース可能に支持する第１プレート３６からリリース可能である。

　なお、上記第２の実施形態に係る露光装置１００において、図２７に示されるリボン列８５を１２列有するパターンジェネレータ８４に代えて、図３２に示される、リボン列８５を１３列有するパターンジェネレータ２８４を用いても良い。パターンジェネレータ２８４では、図３２中の最上部に位置するリボン列（図３２では識別のため８５ａと表記されている）は、通常用いられる１２列のリボン列（メインのリボン列）８５のいずれかに不良が生じた際に、その不良が生じたリボン列８５に代えて用いられるバックアップ用のリボン列である。バックアップ用のリボン列８５ａを複数設けても良い。

　また、露光装置１００では、照度分布調整素子９４によってパターンジェネレータ８４の受光面が実質的に２×１２＝２４の部分領域に分割されている（図２７参照）ので、分割された部分領域毎にバックアップ用のリボン列を設けても良い。

　なお、これまでの説明では、パターンジェネレータの各リボン８４ｂと、光電素子５４のアパーチャ５８ａとは１：１で対応する、すなわち各リボン８４ｂとウエハ上に照射される電子ビームとは１：１で対応するものとした。しかし、これに限らず、メインのリボン列８５のうちの１つのリボン列、例えばバックアップ用のリボン列８５ａに隣接するリボン列に含まれる１つのリボン８４ｂからの光ビームを光電素子５４に照射することによって生成された電子ビームを、ターゲットであるウエハ上のあるターゲット領域（第１ターゲット領域と称する）に照射し、例えばリボン列８５ａに含まれる１つのリボン８４ｂ又はメインのリボン列８５のうちの他のリボン列に含まれる１つのリボン８４ｂからの光ビームを光電素子５４に照射することによって生成された電子ビームを、ウエハ上の第１ターゲット領域に照射可能に構成しても良い。すなわち、異なるリボン列にそれぞれ含まれる２つのリボン８４ｂからの光ビームの照射に起因して光電素子５４で生成された電子ビームをウエハ上の同一のターゲット領域に重畳して照射可能としても良い。これによって、例えばそのターゲット領域のドーズ量が所望状態になるようにしても良い。すなわち、投影光学系によって光電素子５４に照射される複数の光ビームのうちの１つを、パターンジェネレータ８４からの複数の光ビームのうちの一部の２以上の光ビームから生成可能であっても良い。本第２の実施形態では、パターンジェネレータ８４の複数のリボン８４ｂ（可動反射素子）に対する印加電圧の制御によって、投影光学系によって光電素子５４に照射される複数の光ビームのうちの１つを生成するために用いられる光ビームの数を変更する、あるいは各光ビームの強度を調整することができ、これによってマイクロレンズアレイなどの集光部材を用いることなく、パターンジェネレータ８４からの複数の光ビームのうちの一部の２以上の光ビームから生成される１つの光ビームの強度を変更可能である。

　本第２の実施形態において、パターンジェネレータ８４の複数のリボン８４ｂが、上記第１の実施形態と同様、マイクロレンズアレイ１８７が有するｍ×ｎ個のマイクロレンズ１８８_ｉ，ｊに対応する、それぞれα×β個のリボン８４ｂから成るｍ×ｎのグループにグループ分けされ、グループ毎に、対応するマイクロレンズにビームを入射させて、各マクロレンズから１つの光ビームを生成する構成を採用しても良い。この場合において、マイクロレンズアレイ１８７は、パターンジェネレータ８４と投影光学系８６との間に配置しても良いし、投影光学系８６と光電素子との間に配置しても良い。あるいは、投影光学系の代わりにマイクロレンズアレイを設け、各グープに属するα×β個のリボン８４ｂの少なくとも一部の２以上のリボン８４ｂからのビームを、対応するマイクロレンズで光電素子の光入射面又はその近傍の面に集光することとしても良い。このように、マイクロレンズアレイを用いる構成の場合、照度分布調整素子９４を設けなくても良い。各グループに属するリボン８４ｂのうち、オンとなるリボン８４ｂの数及びそのリボンが発生するビームの強度の少なくとも一方を調整することで、個々のマイクロレンズで集光されるビームの強度を、個別に調整することが可能になるからである。

　この他、図２７に示されるパターンジェネレータ８４に代えて、図３３（Ａ）に示されるように、メインのリボン列８５に対して、リボン８４ｂの幅（リボン８４ｂの配列ピッッチ）の１倍未満の距離だけずらして配置した補正用のリボン列８５ｂを追加したパターンジェネレータを用いても良い。図３３（Ａ）に示される補正用のリボン列８５ｂは、図３３（Ａ）の円Ｂ内の近傍を拡大して示す図３３（Ｂ）に示されるように、リボン８４ｂの幅の半分（リボン８４ｂの配列ピッチの半分（１μｍ））だけずらして配置されている。この補正用のリボン列８５ｂを用いて、ＰＥＣ（Proximity Effect Correction）等の微妙なＤｏｓｅ調整を実施しても良い。ＧＬＶ自体で中間調を作ることも可能であるが、さらに画素ずらしで補正したい場合に有効である。パターンジェネレータは、メインのリボン列８５に加えて、バックアップ用のリボン列８５ａと補正用のリボン列８５ｂとを、持っていても良い。

　なお、上記第２の実施形態では、蓋収納プレート６８の円形開口６８ｃの周囲に引き出し電極１１２を設ける場合について例示したが、これに代えて、あるいはこれに加えて蓋収納プレート６８に電子ビームの位置を計測する計測部材及び電子ビームを検出するセンサの少なくとも一方を設けても良い。前者のビームの位置を計測する計測部材としては、開口を有する反射面と該反射面からの反射電子を検出する検出装置との組合せ、あるいは表面にマークが形成された反射面とそのマークから発生する反射電子を検出する検出装置との組合せなどを用いることができる。

　なお、上記第２の実施形態において、光電カプセル５０の本体部５２の真空隔壁を兼ねる光電素子５４に代えて、本体部５２に真空隔壁を設け、その真空隔壁の下に所定のクリアランスを介して前述した種々のタイプのアパーチャ一体型光電素子、又はアパーチャ別体型光電素子を配置し、本体部５２の内部に収納しても良い。アパーチャ一体型光電素子５４（５４ａ～５４ｄ）の駆動機構、又は光電素子１４０とアパーチャ板１４２（１４２ａ～１４２ｄ）との少なくとも一方を移動する駆動機構を設けても良い。

　また、これまで説明した光電素子５４、５４ａ～５４ｅ及びアパーチャ板１４２、１４２ａ～１４２ｄの複数のアパーチャ５８ａは、全てが同一サイズ、同一形状であても良いが、複数のアパーチャ５８ａの全てのサイズが同一でなくても良いし、形状も全てのアパーチャ５８ａで同一でなくても良い。要は、アパーチャ５８ａは、対応するビームがその全域に照射されるように、その対応するビームのサイズより小さければ良い。

　なお、前述した第１の実施形態に係る露光装置１０００、及び第２の実施形態に係る露光装置１００において、パターンジェネレータを、前述のアクティブリボンとバイアスリボンとが交互に並んだタイプのＧＬＶで構成する場合に、光電素子に照射される複数の光ビームの少なくとも１つを、隣接する複数のリボンからの光で生成することとしても良い。

　なお、前述した第２の実施形態に係る露光装置１００においても、光電素子としてアパーチャ別体型の光電素子を用いる場合に、アパーチャ部材をＸＹ平面内で伸縮変形させることで、電子ビーム光学系７０の倍率、及び低次のディストーションを動的に補正することとしても良い。

　なお、上記第１、第２の実施形態（以下、各実施形態と称する）では、露光装置が備える複数の光照射装置のそれぞれが、照明光学系１８２ｂ又は照明光学系（８２ｂ、９８）を備えている場合について説明したが、これに限らず、光照射装置は、複数の発光部を有する自発光型コントラストデバイスアレイから提供される複数の光ビームをパターンジェネレータに照射するタイプの光照射装置を用いても良い。例えば、自発光型コントラストデバイスアレイとして、半導体基板に垂直な方向に光を出射する発光部、例えばマイクロＬＥＤなどの放射放出ダイオード、ＶＣＳＥＬあるいはＶＥＣＳＥＬなどを複数有する自発光型コントラストデバイスアレイ、又は半導体基板に平行に光を出射する発光部、例えばフォトニック結晶レーザなどを複数有する自発光型コントラストデバイスアレイを用いることができる。自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合、照明光学系は必ずしも設ける必要がない。自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合にも、マイクロレンズアレイなどの集光部材を用いて、２以上の発光部からの光ビームをマイクロレンズで集光した後、投影光学系に入射させることで、光電素子に照射される１つの光ビームを生成することができる。自発光型コントラストデバイスアレイの複数の発光部からの光ビームは、個別にオン・オフできる。勿論、自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合、マイクロレンズアレイなどの集光部材を用いて、２以上の発光部からの光ビームをマイクロレンズで、投影光学系を介することなく、光電素子の光電層の光入射面又はその近傍の面上に集光することも可能である。

　なお、上記第１及び第２の実施形態と同様、光電素子と電子ビーム光学系とを有する露光装置において、光学ユニット１８Ｂとして例えば前述したＵ型反射タイプの光学ユニット（図１２（Ｂ）参照）を採用する場合、例えばパターンジェネレータとして用いられる一方の空間光変調器１８４_２を、他方の空間光変調器１８４_１と比べて可動反射部材（例えばミラー素子）の数が少ない空間光変調器とすることとし、空間光変調器１８４_１の複数の可動反射部材（例えばミラー素子）からの複数のビームを、レンズを介して（あるいはレンズを介することなく）対応する空間光変調器１８４_２を構成する１つの可動反射部材に照射し、その可動反射部材からの複数の反射光を１つの光ビームとして同一のアパーチャを介して光電層に照射することとしても良い。この場合において、空間光変調器１８４_２を構成する複数の可動反射部材それぞれからの複数の反射光を、同一のアパーチャを介して光電層に照射することとしても良い。かかる場合には、パターンジェネレータとして、同一のＤＭＤを用いる、上記第１の実施形態に比べてより細かい個々のビームの強度調整が可能になる。

　また、上記各実施形態では、露光装置が備える光学系が、複数のマルチビーム光学システム２００を備えるマルチカラムタイプである場合について説明したが、これに限らず、光学系は、シングルカラムタイプのマルチビーム光学系であっても良い。かかるシングルカラムタイプのマルチビーム光学系であっても、上で説明したドーズ制御、倍率制御、パターンの結像位置ずれの補正、ディストーション等の各種の収差の補正、及び光電素子又はアパーチャ板を用いた各種要素の補正、光電層の長寿命化などは適用可能である。シングルビームをターゲットに照射するシングルカラムタイプの装置に適用可能である。

　なお、上記各実施形態において、周壁部７６に開口を設けて、第２の真空室７２とステージチャンバ１０の内部とを１つの真空室としても良い。あるいは、周壁部７２の上端部の一部のみを残すとともに、クーリングプレート７４を取り去って、第２の真空室７２とステージチャンバ１０の内部とを１つの真空室としても良い。
　また、所望の断面形状（大きさ含む）を有する光ビームを光電素子５４に照射することができるならば、投影光学系８６を使わなくても良い。この場合も、アパーチャを使って良いし、使わなくても良い。

　また、上記各実施形態では、ウエハＷが単独でウエハステージＷＳＴ上に搬送され、そのウエハステージＷＳＴを走査方向に移動しつつ、マルチビーム光学システム２００からウエハＷにビームを照射して露光を行う露光装置１０００、１００について説明したが、これに限らず、ウエハＷがシャトルと呼ばれるウエハと一体で搬送可能なテーブル（ホルダ）と一体でステージ上で交換されるタイプの露光装置にも、上記各実施形態（ウエハステージＷＳＴを除く）は適用が可能である。

　また、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴが、Ｘステージに対して６自由度方向に移動可能な場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴはＸＹ平面内でのみ移動可能であっても良い。この場合、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する位置計測系２８も、ＸＹ平面内の３自由度方向に関する位置情報を計測可能であっても良い。

　上記各実施形態では、光学システム１８が、ステージチャンバ１０の天井部を構成するフレーム１６を介して床面上に支持される場合について説明したが、これに限らず、クリーンルームの天井面又は真空チャンバの天井面に、防振機能を備えた吊り下げ支持機構によって例えば３点で吊り下げ支持されていても良い。

　また、コンプリメンタリ・リソグラフィを構成する露光技術は、ＡｒＦ光源を用いた液浸露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術との組み合わせに限られず、例えば、ラインアンドスペースパターンをＡｒＦ光源やＫｒＦ等のその他の光源を用いたドライ露光技術で形成しても良い。

　なお、上記各実施形態では、ターゲットが半導体素子製造用のウエハである場合について説明したが、上記各実施形態に係る露光装置１０００、１００は、ガラス基板上に微細なパターンを形成してマスクを製造する際にも好適に適用できる。

　半導体素子などの電子デバイス（マイクロデバイス）は、図３４に示されるように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成するウエハ処理ステップ、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、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップ（ウエハ上にレジスト（感応材）を塗布する工程、前述した実施形態に係る電子ビーム露光装置及びその露光方法によりウエハに対する露光（設計されたパターンデータに従ったパターンの描画）を行う工程、露光されたウエハを現像する工程を含む）、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップなどを含む。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップに先立って、前工程の処理（酸化ステップ、ＣＶＤステップ、電極形成ステップ、イオン打ち込みステップなどをさらに含んでいても良い。この場合、リソグラフィステップで、上記各実施形態の電子ビーム露光装置１０００、１００を用いて前述の露光方法を実行することで、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のマイクロデバイスを生産性良く（歩留まり良く）製造することができる。特に、リソグラフィステップ（露光を行う工程）で、前述したコンプリメンタリ・リソグラフィを行い、その際に上記各実施形態の電子ビーム露光装置１０００、１００を用いて前述の露光方法を実行することで、より高集積度の高いマイクロデバイスを製造することが可能になる。

　なお、上記各実施形態では、電子ビームを使用する露光装置について説明したが、露光装置に限らず、溶接など電子ビームを用いてターゲットに対する所定の加工及び所定の処理の少なくとも一方を行う装置、あるいは電子ビームを用いる検査装置などにも上記実施形態の電子ビーム装置は適用することができる。

　なお、上記各実施形態では、光電層６０がアルカリ光電変換膜によって形成される場合について説明したが、電子ビーム装置の種類、用途によっては、光電層として、アルカリ光電変換膜に限らず、その他の種類の光電変換膜を用いて光電素子を構成しても良い。

　また、上記各実施形態では、部材、開口、穴などの形状を、円形、矩形などを用いて説明している場合があるが、これらの形状に限られないことは言うまでもない。

　なお、上記各実施形態の複数の構成要件は適宜組み合わせることができる。したがって、上述の複数の構成要件のうちの一部が用いられなくても良い。

　なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

　１２…露光室、３４…第１の真空室、５４…光電素子、５８ａ…アパーチャ、５８ｂ…アパーチャ、６０…光電層、７０…電子ビーム光学系、７０ｃ…静電マルチポール、７２…第２の真空室、８２ｂ…成形光学系、８８…レーザダイオード、９０…ＡＯ偏向器、９２…ＤＯＥ、１４２…アパーチャ板、１８２…照明系、１８４…パターンジェネレータ、１８５_ｐ,ｑ…ミラー素子、１８６…投影光学系、１８７…マイクロレンズアレイ、１８８_ｉ，ｊ…マイクロレンズ、１０００…露光装置、ＥＢ…電子ビーム、ＲＦ…露光フィールド、Ｗ…ウエハ。

Claims

　光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置であって、
　複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、
　前記光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームが前記光電素子の第１位置に集光されるように配置された集光部材と、
　前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する電子光学系と、
　を備える電子ビーム装置。
　前記集光部材は、前記光学デバイスの、前記複数位置とは別の複数位置からの複数の光ビームが、前記光電素子の第２位置に集光されるように配置されている請求項１に記載の電子ビーム装置。
　前記集光部材は、前記複数の光ビームを前記第１位置に集光するための第１集光素子と、前記複数の光ビームを前記第２位置に集光するための第２集光素子と、を有する請求項２に記載の電子ビーム装置。
　前記光電素子の、前記光学デバイスからの複数のビームが集光される面は、前記第１集光素子及び前記第２集光素子の光軸に対して垂直であり、
　前記光電素子の前記面は、前記第１位置と前記第２位置を含む請求項３に記載の電子ビーム装置。
　前記集光部材は、前記光学デバイスからの複数の光ビームを第１面に集光する請求項１～４のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記集光部材は、前記複数の光ビームを前記第１面内の第１中間位置に集光し、
　前記第１中間位置からの複数の光ビームが、前記第１位置に照射される請求項５に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスからの複数の光ビームの光路上に配置された第１光学系と、
　第２光学系としての前記電子光学系と、を備え、
　前記第１光学系は、前記第１面内の前記第１中間位置からの光ビームを前記光電素子に集光する請求項６に記載の電子ビーム装置。
　前記第１光学系は、前記第１面と前記光電素子の前記第１位置とを光学的に共役、又はほぼ共役にする請求項７に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスからの複数の光ビームの光路上に配置された第１光学系と、
　第２光学系としての前記電子光学系と、を備え、
　前記集光部材は、前記光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームを、前記第１光学系を介して前記第１面に集光する請求項５に記載の電子ビーム装置。
　前記第１面は、前記第１位置を含む請求項９に記載の電子ビーム装置。
　前記第１光学系は、縮小投影光学系を含む請求項７～１０のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記集光部材の少なくとも１つの光軸は、前記第１光学系の光軸と一致又は前記第１光学系の光軸と平行である請求項７～１１のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスは、複数の可動反射素子を含み、
　前記光学デバイスの前記複数位置からの複数の光ビームは、前記光学デバイスの複数の可動反射素子のうちの一部の２以上の可動反射素子からの複数の光ビームを含む請求項１～１２のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスは、ミラーアレイ又は光回折型ライトバルブを含む請求項１３に記載の電子ビーム装置。
　前記２以上の可動反射素子のそれぞれは、反射面からの光ビームを前記集光部材に入射させる第１状態と、前記反射面からの光ビームを前記集光部材に入射させない第２状態とのいずれか一方となるように制御可能である請求項１３又は１４に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスは、前記２以上の前記可動反射素子の相対的な位置を変更して前記集光部材に入射する前記複数の光ビームの少なくとも１つを発生させる請求項１３～１５のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記２以上の可動反射素子は、前記２以上の可動反射素子のうちの１つからの光と、前記２以上の可動反射素子のうちの別の１つからの光との間の位相差を変更するように制御される請求項１３～１６のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記ターゲットは、前記電子光学系の光軸に直交する第１方向に移動しながら前記電子ビームで照射され
　前記複数の可動反射素子は、前記電子光学系の光軸に直交するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に対応する方向に並んで配置されている請求項１３～１７のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記光電素子は、光電変換層を有する請求項１～１８のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　複数のアパーチャを通過した複数の光ビームが前記光電変換層に入射する請求項１９に記載の電子ビーム装置。
　前記第１位置に集光される前記複数の光ビームが、前記複数のアパーチャのうちの１つを介して前記光電変化層に入射する請求項２０に記載の電子ビーム装置。
　前記複数のアパーチャを有するアパーチャ部材を備える請求項２０又は２１に記載の電子ビーム装置。
　前記光電素子は前記複数のアパーチャを有する請求項２０～２２のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記複数のアパーチャは、前記電子光学系の光軸に直交する方向に移動可能である請求項２０～２３のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記複数のアパーチャの少なくとも１つの形状は、前記複数のアパーチャのそれぞれを通過した複数の光ビームが前記光電変換層に入射することによって生成される前記複数の電子ビームの、前記ターゲット上での照射領域の形状と異なる請求項２０～２４のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記複数の電子ビームのそれぞれの、前記ターゲット上での照射領域が矩形となるように、前記少なくとも１つのアパーチャの形状が決定される請求項２５に記載の電子ビーム装置。
　前記複数のアパーチャの配置は、前記電子光学系の光学特性に基づいて決定される請求項２０～２６のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記ターゲットは、前記電子光学系の光軸に直交する第１方向に移動しながら前記電子ビームが照射され、
　前記複数のアパーチャは、前記電子光学系の光軸に直交するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に対応する方向に第１ピッチで配置された複数のアパーチャを含む第１グループと、前記第２方向に対応する方向に第２ピッチで配置された複数のアパーチャを含む第２グループと、を含み、
　前記第１グループと前記第２グループは、前記第１方向に対応する方向に離れている請求項２０～２７のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記複数の光ビームの光路上に、前記第１グループに含まれる前記複数のアパーチャが配置される第１状態と、前記複数の光ビームの光路上に、前記第２グループに含まれる前記複数のアパーチャが配置される第２状態との一方から他方へ切り換え可能である請求項２８に記載の電子ビーム装置。
　前記光電変換層の電子放出面は、第１部分と第２部分を有し、
　前記第２光学系の光軸方向において、前記第１部分の位置と前記第２部分の位置が異なる請求項１９～２９のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスに１つ又は２以上の照明光を照射する照明系をさらに備える請求項１～３０のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記照明系は、光源からの光から、所定の断面形状を有する前記照明光を生成する成形光学系を有する請求項３１に記載の電子ビーム装置。
　前記ターゲットは、前記電子光学系の光軸に直交する第１方向に移動しながら前記複数の電子ビームが照射され、
　前記複数の電子ビームをターゲットに照射するために前記光電素子に照射される複数の光ビームのそれぞれは、前記第２光学系の光軸に直交するとともに前記第１方向に直交する第２方向に対応する方向に長い断面形状を有する請求項３１又は３２に記載の電子ビーム装置。
　前記照明系は、間欠点灯機能を有する請求項３１～３３のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記電子光学系は、静電偏向レンズを有する請求項１～３４のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記ターゲットは、前記電子光学系の光軸に直交する第１方向に移動しながら前記電子ビームで照射され、
　前記電子光学系は、前記第１方向の長さがｔ、前記第２光学系の光軸にほぼ直交し、前記第１方向に直交する第２方向の長さがｓの矩形の露光フィールド有し、
　前記電子光学系からの複数の電子ビームは、前記露光フィールド内に照射される請求項１～３５のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記露光フィールドは、前記電子光学系の光軸を含むように設定される請求項３６に記載の電子ビーム装置。
　前記電子光学系は、縮小電子光学系であり、
　前記露光フィールドは、前記電子光学系の収差有効領域内に設定される請求項３６又は３７に記載の電子ビーム装置。
　前記光電素子は、電子放出面を有し、
　前記電子放出面が配置される真空室をさらに備え、
　前記真空室内で、前記複数の電子ビームが前記ターゲットに照射される請求項１～３８のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　前記真空室は、前記電子放出面が配置される第１室と、前記第１室からの電子ビームが通過する第２室を含む請求項３９に記載の電子ビーム装置。
　前記光学デバイスと前記電子光学系のそれぞれを複数備えた請求項１～４０のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
　光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置であって、
　個別に制御可能な複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、
　前記光学デバイスからの複数の光ビームが前記光電素子の第１位置に集光されるように配置された集光部材と、
　前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する電子光学系と、
　を備える電子ビーム装置。
　前記光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームが、前記第１位置に集光されるよう前記集光部材で集光される請求項４２に記載の電子ビーム装置。
　前記
　前記光学デバイスの別の複数位置からの複数の光ビームが、前記光電素子の第２位置に集光されるよう前記集光部材で集光される請求項４３に記載の電子ビーム装置。
　前記光電素子は、光電変換層を有し、
　前記光学デバイスは、複数の可動反射素子を有し、
　前記複数の可動反射素子からの複数の光ビームを、１つのアパーチャを介して前記光電変換層に照射可能である請求項４２に記載の電子ビーム装置。
　リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
　前記リソグラフィ工程は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、請求項１～４５のいずれか一項に記載の電子ビーム装置を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法。
　光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する露光方法であって、
　複数の光ビームを提供可能な光学デバイスの複数位置からの複数の光ビームを、前記光電素子の第１位置に集光されるように集光部材で集光することと、
　前記光電素子から放出される電子を電子ビームとして電子光学系を用いて前記ターゲットに照射することと、
　を含む露光方法。
　前記ターゲットは、前記第２光学系の光軸に直交する第１方向に移動しながら前記電子ビームで照射される請求項４７に記載の露光方法。
　リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
　前記リソグラフィ工程は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、請求項４７又は４８に記載の露光方法を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法。