JP5391641B2 - フィルタ装置、照明装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ装置、照明装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。

例えばディスプレイデバイスの製造工程において、下記特許文献に開示されているような、マスクを露光光で照明し、そのマスクを介した露光光で基板を露光する露光装置が使用される。
特開２００１−０８５３１５号公報 特開２００２−０２３０５５号公報

露光装置に求められる性能の一つとして、マスク及び基板に照射される露光光の照度分布の均一性が挙げられる。例えば、マスク及び基板を均一な照度分布の露光光で照明できないと、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、物体に照射される照明光を所期の照度分布に調整できるフィルタ装置、照明装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含み、前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、少なくとも一部が球面状に形成されるフィルタ装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、物体を照明する照明装置であって、光源からの照明光で実質的な面光源を形成するインテグレータと、該インテグレータからの照明光を集光して前記物体に対して照明光を照射するコンデンサー光学系と、前記インテグレータと前記物体との間に配置され、前記照明光の強度を変化させる第１の態様のフィルタ装置と、を備え、該フィルタ装置は、曲面状の光学面を備え、該光学面に入射する光の強度を該入射する光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備えた照明装置が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、パターンが形成されたパターン保持部材を支持する第１支持機構と、感光基板を支持する第２支持機構と、前記パターン保持部材を照明し、前記パターンを介して前記感光基板を露光する第２の態様の照明装置と、を備えた露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の露光装置を用いて、前記パターンを前記感光基板に転写する転写工程と、前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に形成する現像工程と、前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程と、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明によれば、物体に照射される照明光を所期の照度分布に調整でき、露光装置における露光不良の発生を抑制できるとともに、不良デバイスの発生を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るフィルタ装置２０を備えた照明装置ＩＡの一例を示す概略構成図である。照明装置ＩＡは、照明光ＩＬで物体Ｓを照明する。本実施形態においては、一例として、照明装置ＩＡが、プレート状の物体Ｓを照明する場合を例にして説明する。物体Ｓは、その物体Ｓの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように配置される。照明装置ＩＡは、所定の照射領域ＩＦを照明光ＩＬで照明する。照明装置ＩＡは、照射領域ＩＦに照明光ＩＬを照射して、その照射領域ＩＦに配置された物体Ｓの表面の少なくとも一部を照明光ＩＬで照明する。

図１において、照明装置ＩＡは、物体Ｓを照明するための光を射出する光源１と、光源１から射出された光を反射する楕円鏡２と、楕円鏡２からの光の少なくとも一部を反射するダイクロイックミラー３と、ダイクロイックミラー３からの光の進行を遮断可能なシャッター装置４と、ダイクロイックミラー３からの光が供給されるコリメートレンズ５Ａ及び集光レンズ５Ｂを含むリレー光学系５と、干渉フィルタ６と、リレー光学系５からの光が供給されるライトガイド７と、ライトガイド７からの光が供給されるコリメートレンズ８と、コリメートレンズ８からの光が供給されるフライアイインテグレータ９と、フライアイインテグレータ９からの光が供給され、物体Ｓに対して照明光ＩＬを照射するコンデンサーレンズ１０と、コンデンサーレンズ１０の前側焦点面１０Ａと物体Ｓとの間に配置され、物体Ｓに対する照明光ＩＬの強度を変化させるフィルタ素子２１を含むフィルタ装置２０とを備えている。

光源１は、超高圧水銀ランプを含む。光源１は、楕円鏡２の第１焦点位置に配置されている。光源１から射出された光の少なくとも一部は、ダイクロイックミラー３で反射して、楕円鏡２の第２焦点位置に集められる。シャッター装置４は、楕円鏡２の第２焦点位置近傍に配置可能である。

ダイクロイックミラー３は、入射した光のうち、特定波長領域の光を反射する。光源１から射出され、ダイクロイックミラー３で反射した光は、リレー光学系５のコリメートレンズ５Ａに入射する。干渉フィルタ６は、コリメートレンズ５Ａと集光レンズ５Ｂとの間に配置されている。干渉フィルタ６は、リレー光学系５の瞳面の近傍に配置されている。干渉フィルタ６は、コリメートレンズ５Ａから供給される光のうち、所定波長領域の光のみを通過させ、集光レンズ５Ｂに供給する。

ライトガイド７は、入射端７Ａと、射出端７Ｂと、入射端７Ａからの光を射出端７Ｂに導く導光部７Ｃとを備えている。入射端７Ａは、リレー光学系５により形成される光源像の近傍に配置されている。リレー光学系５から射出される光は、入射端７Ａに入射する。導光部７Ｃは、光ファイバを含み、入射端７Ａから入射した光を射出端７Ｂに供給可能である。射出端７Ｂから射出された光は、コリメートレンズ８に供給される。コリメートレンズ８は、ライトガイド７の射出端７Ｂから射出された光（発散光）をほぼ平行な光（平行光）に変換して、フライアイインテグレータ９に供給する。

フライアイインテグレータ９は、レンズエレメント９Ｅを複数有する。レンズエレメント９Ｅは、正の屈折力を有する。各レンズエレメント９Ｅの入射面は、入射側に凸面を向けた球面状に形成され、射出面は射出側に凸面を向けた球面状に形成されている。レンズエレメント９Ｅは、ＸＹ平面内において複数配置されている。レンズエレメント９Ｅは、ＸＹ平面内におけるフライアイインテグレータ９の外形がほぼ正方形となるように、複数配置されている。

フライアイインテグレータ９の各レンズエレメント９Ｅは、物体Ｓの表面における照明光ＩＬの照射領域ＩＦを設定する領域設定部として機能する。レンズエレメント９Ｅは、物体Ｓの表面（ＸＹ平面）における照射領域ＩＦを矩形形状に設定する。照射領域ＩＦは、Ｘ軸方向とほぼ平行な端縁（エッジ）と、Ｙ軸方向とほぼ平行な端縁（エッジ）とを有する。レンズエレメント９Ｅは、照射領域ＩＦと相似な矩形形状の断面を有する。

射出端７Ｂより射出され、コリメートレンズ８を介してフライアイインテグレータ９に入射した光は、複数のレンズエレメント９Ｅによって波面分割される。複数のレンズエレメント９Ｅの射出面近傍（後側焦点面）のそれぞれには光源像が形成され、それら複数の光源像によって二次光源が形成される。すなわち、フライアイインテグレータ９の射出面近傍（後側焦点面）には、実質的な面光源が形成される。

コンデンサーレンズ１０は、フライアイインテグレータ９（二次光源）から供給された光を集めて、物体Ｓの表面に対して照明光ＩＬを照射する。フライアイインテグレータ９の各レンズエレメント９Ｅから射出された光は、コンデンサーレンズ１０を介して、物体Ｓの表面に重畳的に照射される。

フィルタ装置２０は、入射した光の強度を、その入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子２１と、フィルタ素子２１に入射する入射光に対してそのフィルタ素子２１を動かして、入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部２２とを備えている。フィルタ素子２１は、コンデンサーレンズ１０の前側焦点面１０Ａと物体Ｓとの間に配置されている。

フィルタ素子２１は、コンデンサーレンズ１０と物体Ｓとの間に配置される。また、フィルタ素子２１と物体Ｓとの間に部材は配置されてなく、フィルタ素子２１は、物体Ｓと対向する位置に配置される。

図２は、本実施形態に係るフィルタ素子２１の一例を示す斜視図、図３は、図２の側断面図、図４は、フィルタ素子２１を拡大した側断面図である。

図２，図３及び図４において、フィルタ素子２１は、入射した光の強度を、その入射した光の入射角に応じて変化させる多層膜２３と、多層膜２３が積層される基材２４とを備えている。多層膜２３は、積層された複数の第１薄膜２３Ａ及び第２薄膜２３Ｂを含む。

基材２４は、コンデンサーレンズ１０側（入射側）を向くように配置される表面２４Ｓと、表面２４Ｓと逆向きの裏面２４Ｒとを有する。図４に示すように、第１，第２薄膜２３Ａ，２３Ｂは、基材２４の表面２４Ｓにおいて交互に積層されている。基材２４の表面２４Ｓには、第１薄膜２３Ａが接する。また、多層膜２３の表面２３Ｓは、第１薄膜２３Ａで形成される。すなわち、多層膜２３の表層は、第１薄膜２３Ａで形成される。

ここで、以下の説明において、多層膜２３の表面２３Ｓを適宜、フィルタ素子２１の表面２１Ｓ、と称する。

基材２４は、入射した光を透過させる透過部材である。例えばコンデンサーレンズ１０から供給され、表面２４Ｓに供給された照明光ＩＬは、基材２４を透過して、裏面２４Ｒより射出される。基材２４は、照明光ＩＬを透過可能なガラスで形成される。なお、基材２４が、照明光ＩＬを透過可能なプラスチックで形成されてもよい。

図３に示すように、基材２４は、ほぼ均一な厚みを有する。本実施形態においては、基材２４は、表面２４Ｓに入射する光に対して裏面２４Ｒから射出される光が実質的に曲がらないように（偏向しないように）、ほぼ均一な所定の厚みを有する。なお、ここでいう「ほぼ均一」とは、均一になるように基材２４を製造した場合において、製造誤差程度のばらつきの範囲内で均一であることを含む。

第１，第２薄膜２３Ａ，２３Ｂが積層される基材２４の表面２４Ｓは、少なくとも一部が球面状に形成される。基材２４の表面２４Ｓ及び裏面２４Ｒは、頂部が＋Ｚ側（コンデンサーレンズ１０側）に凸な曲線を、その頂部を中心として回転させたドーム形状である。

多層膜２３は、入射した光を、その入射した光の入射角に対応する透過率で透過させる透過膜である。すなわち、多層膜２３は、光の入射角に応じて透過率が変化する光学特性を有する。第１薄膜２３Ａは、酸化チタン（ＴｉＯ２）で形成されており、第２薄膜２３Ｂは、二酸化珪素（ＳｉＯ２）で形成されている。多層膜２３は、例えば蒸着法により形成可能である。

多層膜２３の光学特性は、その多層膜２３の構造（膜構成）に応じて変化する。例えば、多層膜２３の厚み（総厚み）、第１，第２薄膜２３Ａ，２３Ｂの数（積層数）、及び第１薄膜２３Ａの厚みと第２薄膜２３Ｂの厚みとの比率の少なくとも一つを変化させることによって、多層膜２３の光学特性（多層膜２３に入射する光の入射角に応じた透過率特性）が変化する。なお、多層膜２３の構成は、図４に示す構成に限定されるものではなく、第１薄膜２３Ａ及び第２薄膜２３Ｂの厚みをそれぞれ層ごとに異ならせてもよい。また、第１薄膜２３Ａ及び第２薄膜２３Ｂのみに限定されず、他の層を介在させた多層膜構成とすることもできる。

図５は、多層膜２３の光学特性の一例を模式的に示す図である。図５（Ａ），図５（Ｂ）に示す図において、横軸は、多層膜２３に入射する光の入射角θ、縦軸は、多層膜２３の透過率Ｔを示す。多層膜２３の構造を調整することによって、例えば図５（Ａ）に示すような、多層膜２３に入射する光の入射角θが０度に近付くほど透過率Ｔが小さくなり、入射角θが０度から離れるほど透過率Ｔが大きくなる光学特性を有する多層膜２３を形成することができる。また、多層膜２３の構造を調整することによって、例えば図５（Ｂ）に示すような、多層膜２３に入射する光の入射角θが０度に近付くほど透過率Ｔが大きくなり、入射角θが０度から離れるほど透過率Ｔが小さくなる光学特性を有する多層膜２３を形成することができる。

図６及び図７は、フィルタ素子２１の表面２１Ｓと、コンデンサーレンズ１０から射出される照明光ＩＬが照射される表面２１Ｓにおける照射領域ＩＥとの関係を模式的に示す図である。図６（Ａ）は、照射領域ＩＥに表面２１Ｓの第１領域Ａ１が配置された状態を模式的に示す平面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。また、図７（Ａ）は、照射領域ＩＥに表面２１Ｓの第２領域Ａ２が配置された状態を模式的に示す平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図である。一例として、第１領域Ａ１は、表面２１Ｓの頂部を含む表面２１Ｓの一部の領域であり、第２領域Ａ２は、表面２１Ｓの頂部を含まない表面２１Ｓの一部の領域である。

なお、フィルタ素子２１の表面２１Ｓにおける照射領域ＩＥは、物体Ｓの表面における照射領域ＩＦに対応し、その照射領域ＩＥ（照射領域ＩＦ）の大きさ及び形状は、例えばフライアイインテグレータ９及びコンデンサーレンズ１０等の光学特性に応じて定められる。また、本実施形態においては、照射領域ＩＥの中心とコンデンサーレンズ１０の光軸とが交わる。

本実施形態においては、照射領域ＩＥに配置される表面２１Ｓ内の位置（光の入射位置）に応じて、表面２１Ｓに対するコンデンサーレンズ１０から供給される光の入射角θが変化する。また、照射領域ＩＥとフィルタ素子２１との位置関係（例えばＸＹ平面内における位置関係）に応じて、表面２１Ｓに対するコンデンサーレンズ１０から供給される光の入射角θが変化する。

例えば、図６に示すように、表面２１Ｓの第１領域Ａ１が照射領域ＩＥに配置された場合、照射領域ＩＥの中心に位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ１で入射する。入射角θ１はほぼ０度である。一方、表面２１Ｓに対する入射角θは照射領域ＩＥの中心から離れるほど大きくなり、例えば照射領域ＩＥの＋Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ２で入射し、照射領域ＩＥの−Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ３で入射する。

また、図７に示すように、表面２１Ｓの第２領域Ａ２が照射領域ＩＥに配置された場合、照射領域ＩＥの中心に位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ４で入射する。また、照射領域ＩＥの＋Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ５で入射し、照射領域ＩＥの−Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対して、光は入射角θ６で入射する。

図６及び図７のそれぞれに示す状態において、多層膜２３が例えば図５（Ａ）に示したような光学特性を有する場合、その多層膜２３を含むフィルタ素子２１を通過した照明光ＩＬによって照明される物体Ｓの表面における照射領域ＩＦの強度（照度）は、中心において低く（暗く）なり、エッジにおいて高く（明るく）なる。一方、多層膜２３が例えば図５（Ｂ）に示したような光学特性を有する場合、その多層膜２３を含むフィルタ素子２１を通過した照明光ＩＬによって照明される物体Ｓの表面における照射領域ＩＦの強度（照度）は、中央において高く（明るく）なり、エッジにおいて低く（暗く）なる。

図６に示したように、入射角θ１，θ２，θ３は、異なる値となる。また、図７に示したように、入射角θ４，θ５，θ６は、異なる値となる。このように、本実施形態においては、照射領域ＩＥに配置される表面２１Ｓ内の位置（光の入射位置）に応じて、表面２１Ｓに対するコンデンサーレンズ１０から供給される光の入射角θが変化する。

また、表面２１Ｓの第１領域Ａ１が照射領域ＩＥに配置された場合における、照射領域ＩＥの＋Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θ２と、表面２１Ｓの第２領域Ａ２が照射領域ＩＥに配置された場合における、照射領域ＩＥの＋Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θ５とは異なる。また、表面２１Ｓの第１領域Ａ１が照射領域ＩＥに配置された場合における、照射領域ＩＥの−Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θ３と、表面２１Ｓの第２領域Ａ２が照射領域ＩＥに配置された場合における、照射領域ＩＥの−Ｙ側のエッジに位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θ６とは異なる。同様に、入射角θ１と入射角θ４とは異なる。このように、本実施形態においては、照射領域ＩＥとフィルタ素子２１との位置関係（例えばＸＹ平面内における位置関係）に応じて、表面２１Ｓに対するコンデンサーレンズ１０から供給される光の入射角θが変化する。

このように、本実施形態においては、フィルタ素子２１に対する光の入射位置に応じて入射角θが変化し、その入射角θに応じて、各入射位置における透過率Ｔが変化する。すなわち、フィルタ素子２１は、表面２１Ｓに入射した光の強度を、その入射した光の入射角θ及び入射位置に応じて変化させることができる。これにより、フィルタ素子２１は、そのフィルタ素子２１を通過した照明光ＩＬによって照明される物体Ｓの表面における照射領域ＩＦの照度（照度分布）を変化させることができる。

フィルタ駆動部２２は、表面２１Ｓに入射する入射光に対してフィルタ素子２１を所定方向に移動することができる。フィルタ駆動部２２は、フィルタ素子２１に入射する入射光に対してフィルタ素子２１を例えばＸＹ方向に移動して、入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させることができる。フィルタ装置２０は、フィルタ素子２１の少なくとも一部が照明光ＩＬの光路に配置された状態で、フィルタ駆動部２２を用いて、そのフィルタ素子２１を移動可能である。フィルタ駆動部２２は、フィルタ素子２１を移動することによって、例えば図６に示す状態及び図７に示す状態の一方から他方へ変化させることができる。これにより、フィルタ装置２０は、照射領域ＩＦ内の照明光ＩＬの照度分布（物体Ｓに照射される照明光ＩＬの照度分布）を変化させることができる。フィルタ装置２０は、フィルタ駆動部２２を用いて、フィルタ素子２１を例えばＸ軸方向に移動することによって、照射領域ＩＦのＹ軸方向の照度分布を変化させることができる。また、フィルタ装置２０は、フィルタ駆動部２２を用いて、フィルタ素子２１を例えばＹ軸方向に移動することによって、照射領域ＩＦのＸ軸方向の照度分布を変化させることができる。

表面２１Ｓにおける照射領域ＩＥ内の照明光ＩＬの照度分布は、例えば設計値、あるいは予め実行された計測処理等により、既知である。また、多層膜２３に対する光の入射位置に応じた入射角θ、及びその入射角θ及び入射位置に応じた透過率（多層膜２３の光学特性）も、例えば設計値、あるいは予め実行された計測処理等により、既知である。フィルタ装置２０は、それら既知の情報に基づいて、物体Ｓの表面における照射領域ＩＦ内の照明光ＩＬの照度分布が所期の照度分布になるように（例えば均一な照度分布になるように）、フィルタ駆動部２２を用いて、照射領域ＩＥに対するフィルタ素子２１の位置を調整することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、入射した光の強度を、その入射した光の入射角θ及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子２１を照明光ＩＬの光路に配置し、フィルタ駆動部２２を用いて、そのフィルタ素子２１に入射する入射光に対してフィルタ素子２１を移動して、入射光の入射角θ及び入射位置の少なくとも一方を変化させることによって、物体Ｓに照射される照明光ＩＬを所期の照度分布に調整することができる。

例えば、照明装置ＩＡを構成する各種光学部材の製造誤差、装置の組立誤差等により、照明光ＩＬの照度分布が不均一になる可能性がある。本実施形態によれば、フィルタ装置２０を用いて、所期の照度分布で物体Ｓを照明することができる。

また、本実施形態においては、フィルタ素子２１の表面２１Ｓは、球面状に形成され、表面２１Ｓに入射する光に対してフィルタ素子２１を移動することによって、照射領域ＩＥの所定位置に位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θを連続的に変化させることができる。したがって、入射する光（照射領域ＩＥ）に対するフィルタ素子２１の位置（移動量）を調整することによって、光の入射位置に応じた多層膜２３の透過率Ｔ（光の強度）を連続的に変化させることができ、透過率Ｔ（光の強度）の調整を精度良く実行することができる。

また、本実施形態によれば、フィルタ素子２１の位置（移動量）を調整することによって、光の入射位置に応じた多層膜２３の透過率Ｔ（光の強度）を連続的に変化させることができるので、例えばフィルタ素子２１が製造誤差等を含む場合でも、フィルタ素子２１の位置（移動量）を調整することによって、透過率Ｔ（光の強度）の調整を精度良く実行することができる。

また、本実施形態によれば、フィルタ素子２１の表面２１Ｓが球面状なので、例えばフィルタ素子２１の移動量が微小でも、照射領域ＩＥの所定位置に位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θを大きく変化させることができる。換言すれば、光の入射角θに応じて透過率が変化する多層膜２３の光学特性（透過率特性、角度特性）の感度を高めることができる。また、本実施形態においては、フィルタ素子２１は、その凸面がコンデンサーレンズ１０（光の入射側）に向けて配置されているので、多層膜２３の光学特性の感度を高めることができる。

また、本実施形態によれば、基材２４がドーム形状なので、フィルタ素子２１を簡易に低コストで製造することができる。

また、本実施形態においては、フィルタ素子２１は、コンデンサーレンズ１０の前側焦点面１０Ａと物体Ｓとの間に配置され、物体Ｓの表面に近い位置に配置されている。フィルタ素子２１が物体Ｓの表面に近い位置に配置されているので、照射領域ＩＦ内の各位置に入射する光の強度を各位置毎に良好に調整することができる。したがって、物体Ｓの表面における照射領域ＩＦの照度分布を良好に調整することができる。

また、本実施形態においては、表面２４Ｓに入射する光に対して裏面２４Ｒから射出される光が実質的に曲がらないように、基材２４がほぼ均一な厚みで形成されている。これにより、所期の照射状態で照射領域ＩＦに照明光ＩＬを照射することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図８は、第２実施形態に係るフィルタ装置２０Ｂの一例を示す図である。図８において、フィルタ装置２０Ｂは、入射した光の強度を、その入射した光の入射角θ及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子２１と、フィルタ素子２１に入射する入射光に対して、そのフィルタ素子２１を動かして、入射光の入射角θ及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部２２Ｂとを備えている。

上述の第１実施形態と同様、本実施形態に係るフィルタ素子２１は、ドーム形状であり、多層膜２３と、多層膜２３が配置される基材２４とを備えている。多層膜２３は、透過膜であり、基材２４は、ほぼ均一な厚みを有する透過部材である。

フィルタ素子２１は、弾性変形可能である。本実施形態において、基材２４は、照明光ＩＬを透過可能なプラスチックで形成される。なお、基材２４が、弾性変形可能なガラスで形成されてもよい。

図８に示すように、フィルタ駆動部２２Ｂは、フィルタ素子２１のうち、入射光が入射する表面２１Ｓの曲率を変化させるように、フィルタ素子２１を弾性変形させる。

フィルタ装置２０Ｂは、照射領域ＩＦ内に配置された物体Ｓの表面に照射される照明光ＩＬの照度分布が所期の照度分布になるように、フィルタ素子２１の少なくとも一部を照明光ＩＬの光路に配置した状態で、フィルタ駆動部２２Ｂを用いて、そのフィルタ素子２１を弾性変形させる。フィルタ素子２１が弾性変形することによって、照射領域ＩＥの所定位置に位置する表面２１Ｓに対する光の入射角θが変化し、透過率Ｔが調整される。これにより、フィルタ装置２０Ｂは、物体Ｓに照射される照明光ＩＬの照度分布（照射領域ＩＦにおける照明光ＩＬの照度分布）を調整することができる。図８に示すように、フィルタ装置２０Ｂは、フィルタ素子２１をＹ軸方向に変形させることによって、照射領域ＩＦ内のＹ軸方向の照度分布を変化させることができる。また、フィルタ装置２０Ｂは、フィルタ素子２１をＸ軸方向に変形させることによって、照射領域ＩＦ内のＸ軸方向の照度分布を変化させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、光が入射する表面２１Ｓの曲率を変化させるようにフィルタ素子２１を弾性変形させて、入射光の入射角θ及び入射位置の少なくとも一方を変化させることによって、物体Ｓに照射される照明光ＩＬを所期の照度分布に調整することができる。

なお、上述の第１，第２実施形態を組み合わせてもよい。例えば、照射領域ＩＥに対してフィルタ素子２１をＸＹ方向に移動させる動作と、そのフィルタ素子２１を弾性変形させる動作とを組み合わせることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図９は、第３実施形態に係るフィルタ装置２０Ｃの一例を示す斜視図、図１０（Ａ）は、図９のＣ−Ｃ線断面矢視図、図１０（Ｂ）は、図９のＤ−Ｄ線断面矢視図である。

図９及び図１０において、フィルタ装置２０Ｃは、入射した光の強度を、その入射した光の入射角θ及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子２１Ｃと、フィルタ素子２１Ｃに入射する入射光に対して、そのフィルタ素子２１Ｃを動かして、入射光の入射角θ及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部２２Ｃとを備えている。

フィルタ素子２１Ｃは、入射した光の強度を、その入射した光の入射角に応じて変化させる多層膜２３と、多層膜２３が配置される基材２４Ｃとを備えている。多層膜２３は、透過膜であり、基材２４Ｃは、ほぼ均一な厚みを有する透過部材である。

本実施形態において、多層膜２３が形成される基材２４Ｃの表面２４ＳＣは、その表面２４ＳＣ内の位置に対して曲率が連続的に変化する曲面を含む。本実施形態において、その曲面は、Ｙ軸方向の曲率が、Ｘ軸方向の位置に対して連続的に変化する。例えば、図９のＣ−Ｃ線断面における表面２４ＳＣの曲率と、Ｄ−Ｄ線断面における表面２４ＳＣの曲率とは、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の位置に対して異なる。

フィルタ駆動部２２Ｃは、フィルタ素子２１Ｃの表面２１ＳＣに入射する入射光に対してフィルタ素子２１ＣをＸ軸方向に移動させる。フィルタ装置２０Ｃは、フィルタ素子２１Ｃの少なくとも一部を照明光ＩＬの光路に配置した状態で、フィルタ駆動部２２Ｃを用いて、そのフィルタ素子２１ＣをＸ軸方向に移動する。これにより、フィルタ装置２０Ｃは、物体Ｓの表面における照射領域ＩＦ内のＹ軸方向の照明光ＩＬの照度分布を変化させることができる。

以上説明したように、本実施形態においても、物体Ｓに照射される照明光ＩＬを所期の照度分布に調整することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１１は、第４実施形態に係るフィルタ装置２０Ｄの一例を示す斜視図である。第４実施形態に係るフィルタ装置２０Ｄは、第３実施形態のフィルタ装置２０Ｃの変形例である。図１１において、フィルタ装置２０Ｄは、フィルタ素子２１Ｄと、フィルタ素子２１ＤをＸ軸方向に移動可能なフィルタ駆動部２２Ｄとを備えている。フィルタ素子２１Ｄの多層膜２３Ｄが形成される基材２４Ｄの表面は、Ｙ軸方向の曲率が、Ｘ軸方向の位置に対して段階的に変化する曲面を含む。基材２４Ｄは、第１曲率の表面を有する第１部分２５と、第１曲率と異なる第２曲率の表面を有する第２部分２６とを有する。フィルタ装置２０Ｄは、フィルタ駆動部２２Ｄを用いて、そのフィルタ素子２１ＤをＸ軸方向に移動して、照明光ＩＬの光路に第１部分２５が配置される状態及び第２部分２６が配置される状態の一方から他方へ変化させることによって、照射領域ＩＦ内のＹ軸方向の照明光ＩＬの照度分布を変化させることができる。

なお、ここでは基材２４Ｄが、曲率が異なる２つの部分２５，２６を有している場合を例にして説明したが、もちろん、曲率が異なる３つ以上の部分を有してもよい。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１２は、第５実施形態に係るフィルタ装置２０Ｅの一例を模式的に示す平面図である。図１２において、フィルタ装置２０Ｅは、フィルタ素子２１Ｅと、フィルタ素子２１ＥをＸ軸方向に移動可能なフィルタ駆動部２２Ｅとを備えている。フィルタ素子２１Ｅは、入射した光の入射角に対する強度変化率特性が互いに異なる第１多層膜２３１及び第２多層膜２３２と、その第１，第２多層膜２３１，２３２が形成される基材２４Ｅとを有する。第１多層膜２３１と第２多層膜２３２とは、基材２４ＥにおけるＸ軸方向の異なる位置に設けられている。

本実施形態において、強度変化率特性は、光の入射角に対応する透過率特性を含む。第１多層膜２３１の透過率特性と、第２多層膜２３２の透過率特性とが異なるので、例えば第１多層膜２３１に入射する光の入射角と、第２多層膜２３２に入射する光の入射角とが同じ場合でも、その第１多層膜２３１を透過した光の強度と、第２多層膜２３２を透過した光の強度とは異なる。

第１多層膜２３１が配置される基材２４Ｅの第１部分２７の表面の曲率と、第２多層膜２３２が配置される基材２４Ｅの第２部分２８の表面の曲率とは、ほぼ同じである。なお、第１部分２７の曲率と第２部分２８の曲率とが異なっていてもよい。

フィルタ装置２０Ｅは、フィルタ駆動部２２Ｅを用いて、フィルタ素子２１ＥをＸ軸方向に移動して、照明光ＩＬの光路に第１部分２７が配置される状態及び第２部分２８が配置される状態の一方から他方へ変化させることによって、照射領域ＩＦ内のＹ軸方向の照明光ＩＬの照度分布を変化させることができる。

なお、本実施形態においては、強度変化率特性が異なる２つの多層膜２３１，２３２が基材に配置されている場合を例にして説明したが、もちろん、強度変化率特性が異なる３つ以上の多層膜がＸ軸方向に配置されてもよい。

なお、上述の第３，第４，第５実施形態において、フィルタ素子２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅを照明光ＩＬの光路に配置した状態で、弾性変形させてもよい。

なお、上述の第１〜第５実施形態においては、基材２４（２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ）全体がほぼ均一な厚みであるが、基材２４全体が均一な厚みを有する必要はなく、基材２４に対する入射光が入射する表面の所定範囲内（有効径内）でほぼ均一な厚みを有していればよい。換言すれば、基材２４は、照射領域ＩＥの範囲内において均一な厚みを有していればよい。

なお、上述の各実施形態においては、基材２４（２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ）の表面（光の入射側）に多層膜２３（２３１，２３２）が配置される場合を例にして説明したが、基材２４の裏面（光の射出側）に多層膜２３が配置されてもよいし、基材２４の表面と裏面との両方に多層膜２３が配置されてもよい。

なお、上述の各実施形態において、照明装置ＩＡに、物体Ｓの表面に対応する共役面を形成するリレー光学系を設けることができる。その場合、コンデンサー光学系１０は、リレー光学系により形成された共役面及びリレー光学系を介して、物体Ｓに照明光ＩＬを照射することができる。リレー光学系を設けることによって、そのリレー光学系で形成された共役面に、物体Ｓの表面における照明光ＩＬの照射領域ＩＦを設定する視野絞りを配置することができる。

なお、上述の各実施形態においては、フィルタ素子２１（２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）が、基材２４（２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ）を１つ有する場合を例にして説明したが、複数の基材２４を有してもよい。また、複数の基材２４と複数の多層膜２３とを含む構成でもよい。例えば、フィルタ素子２１が、複数の基材２４の間に多層膜２３が配置された構造（サンドイッチ構造）でもよい。

また、上述の各実施形態においては、フィルタ素子２１（２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）が、入射した光の強度を、その入射した光の入射角θに応じて変化させる多層膜２３（２３１，２３２）を備える場合を例にして説明したが、例えば、フィルタ素子２１が、所謂、ルーバー構造を有し、複数の微小プレートを基材２４に配置することによって、入射した光の入射角及び入射位置に応じて、光の強度を変化させることができる。

なお、上述の各実施形態においては、フィルタ素子２１（２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）が、表面に入射した光を透過して裏面より射出する透過型である場合を例にして説明したが、表面に入射した光を反射して、その反射光を物体Ｓに向けて供給する反射型でもよい。例えば、フィルタ素子の基材の光入射面に、入射した光の入射角に対応する反射率で反射させる薄膜（部材）を配置することによって、入射した光の強度を、その入射した光の入射角に応じて変化させることができる。なお、フィルタ素子が反射型である場合、基材の厚み等の条件は適宜選択可能である。

なお、上述の各実施形態において、例えば表面２１Ｓの曲率が異なるフィルタ素子２１を複数用意し、照明光ＩＬの光路に対して、それら複数のフィルタ素子２１を交換してもよい。そして、照明光ＩＬに配置されたフィルタ素子２１をフィルタ駆動部２２で動かすことによって、照明光ＩＬの照度分布を所期の照度分布にすることができる。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１３は、第６実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す斜視図である。図１３において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持して移動可能なマスクステージ３１と、基板Ｐを支持して移動可能な基板ステージ３２と、マスクステージ３１に支持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明システムＩＳと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を、基板ステージ３２に支持された基板Ｐに投影する投影システムＰＳと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３３とを備えている。

照明システムＩＳの少なくとも一部には、上述の第１〜第５実施形態で説明した照明装置の少なくとも一つが適用される。ここでは、一例として、第１実施形態で説明したフィルタ装置２０を備えた照明装置が適用される場合を例にして説明する。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含み、例えばガラス板等の光透過性の板と、その板上にクロム等の遮光材料で形成された遮光パターンとを有する。なお、板上に形成されるパターンは、遮光パターンのみならず、位相パターン及び減光パターンの少なくとも一方でもよい。また、マスクＭは、透過型のマスクに限定されず、反射型のマスクでもよい。

基板Ｐは、デバイスを製造するための感光基板を含み、例えばガラスプレート等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを有する。基板Ｐは、大型のガラスプレートを含み、その基板Ｐの一辺のサイズは、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基板Ｐの基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形のガラスプレートを用いる。

投影システムＰＳは、投影光学ユニットＰＬを複数有する。照明システムＩＳは、複数の投影光学ユニットＰＬのそれぞれに対応する照明モジュールＩＵを複数有する。本実施形態において、投影システムＰＳは、投影光学ユニットＰＬを５つ有し、照明システムＩＳは、照明モジュールＩＵを５つ有する。また、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しながら、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する。すなわち、露光装置ＥＸは、所謂、マルチレンズ型スキャン露光装置である。

照明システムＩＳは、複数の照明領域ＩＲのそれぞれに露光光ＥＬを照射可能である。照明領域ＩＲは、複数の照明モジュールＩＵのそれぞれから射出される露光光ＥＬの照射領域を含む。照明システムＩＳは、各照明モジュールＩＵより露光光ＥＬを射出して、ＸＹ平面内において離れた５つの照明領域ＩＲのそれぞれに露光光ＥＬを照射する。照明システムＩＳは、照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射して、その照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）を用いることができる。

マスクステージ３１は、マスクＭを支持した状態で、照明領域ＩＲに対して移動可能である。マスクステージ３１は、マスクＭの下面（パターン形成面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを支持する。また、マスクステージ３１は、例えばリニアモータ等の駆動システムの作動により、マスクＭを支持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。

投影システムＰＳは、複数の投影領域ＰＲのそれぞれに露光光ＥＬを照射可能である。投影領域ＰＲは、複数の投影光学ユニットＰＬのそれぞれから射出される露光光ＥＬの照射領域を含む。投影システムＰＳは、各投影光学ユニットＰＬより露光光ＥＬを射出して、ＸＹ平面内において離れた５つの投影領域ＰＲのそれぞれに露光光ＥＬを照射する。投影システムＰＳは、投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射して、その投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部にマスクＭのパターンの像を投影する。

基板ステージ３２は、基板Ｐを支持した状態で、投影領域ＰＲに対して移動可能である。基板ステージ３２は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。また、基板ステージ３２は、リニアモータ等の駆動システムの作動により、基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

マスクステージ３１、及び基板ステージ３２の位置情報は、干渉計システム（不図示）によって計測される。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、干渉計システムの計測結果に基づいて、マスクステージ３１（マスクＭ）、及び基板ステージ３２（基板Ｐ）の位置制御が実行される。

図１４は、本実施形態に係る照明システムＩＳ及び投影システムＰＳの一例を示す概略構成図である。なお、図１４においては、５つの照明モジュールＩＵのうち、１つの照明モジュールＩＵのみが示され、５つの投影光学ユニットＰＬのうち、１つの投影光学ユニットＰＬのみが示されている。５つの照明モジュールＩＵは、それぞれほぼ同等の構成であり、５つの投影光学ユニットＰＬは、それぞれほぼ同等の構成である。以下、１つの照明モジュールＩＵ及び１つの投影光学ユニットＰＬについて主に説明し、他の照明モジュールＩＵ及び他の投影光学ユニットＰＬについての説明を簡略若しくは省略する。

図１４に示すように、照明システムＩＳは、上述の第１実施形態で説明した照明装置とほぼ同等の構成を有する。すなわち、照明システムＩＳは、超高圧水銀ランプからなる光源１と、楕円鏡２と、ダイクロイックミラー３と、シャッター装置４と、コリメートレンズ５Ａ及び集光レンズ５Ｂを含むリレー光学系５と、干渉フィルタ６と、ライトガイド７Ｕとを備えている。ライトガイド７Ｕは、リレー光学系５からの光を分岐して、複数の照明モジュールＩＵのそれぞれに供給する。ライトガイド７Ｕは、入射端７ＡＵと、複数の射出端７ＢＵと、入射端７ＡＵからの光を射出端７ＢＵのそれぞれに分岐する導光部７ＣＵとを備えている。ライトガイド７Ｕは、光源１と同じ数の入射端７ＡＵを有し、照明モジュールＩＵ及び投影光学ユニットＰＬと同じ数の射出端７ＢＵを有する。導光部７ＣＵは、光ファイバを含み、入射端７ＡＵから入射した光を分岐して、複数の射出端７ＢＵのそれぞれに供給可能である。複数の射出端７ＢＵのそれぞれから射出された光は、複数の照明モジュールＩＵのそれぞれに供給される。

照明モジュールＩＵは、射出端７ＢＵからの光が供給されるコリメートレンズ８と、コリメートレンズ８からの光が供給されるフライアイインテグレータ９と、フライアイインテグレータ９からの光が供給され、マスクステージ３１に支持されたマスクＭに対して光を照射するコンデンサーレンズ１０と、コンデンサーレンズ１０の前側焦点面１０ＡとマスクＭとの間に配置され、光の強度を変化させるフィルタ素子２１を含むフィルタ装置２０とを備えている。コンデンサーレンズ１０から射出され、フィルタ素子２１を介した露光光ＥＬは、照明領域ＩＲに照射される。

本実施形態においては、フライアイインテグレータ９とコンデンサーレンズ１０とにより、マスクＭのパターン形成面における露光光ＥＬの照明領域ＩＲが設定される。Ｙ軸方向に関する照明領域ＩＲのサイズは、Ｘ軸方向に関する照明領域ＩＲのサイズより大きい。図１３に示すように、マスクＭのパターン形成面における照明領域ＩＲは、Ｙ軸方向に長い台形状である。フィルタ装置２０は、フィルタ駆動部２２を用いてフィルタ素子２１を移動して、照明領域ＩＲの照度分布を調整する。その際、フィルタ素子２１がＸ軸方向に移動され、照明領域ＩＲの少なくともＹ軸方向の照度分布が調整される。

投影光学ユニットＰＬは、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの一次像を形成する第１結像光学系４１と、マスクＭのパターンの二次像（正立正像）を基板Ｐ上に形成する第２結像光学系４２と、一次像が形成される位置（中間像面）の近傍に配置され、投影光学ユニットＰＬの投影領域ＰＲを規定する視野絞り４３とを備えている。図１３に示すように基板Ｐの表面における投影領域ＰＲは、Ｙ軸方向に長い台形状である。

第１結像光学系４１は、第１直角プリズム４４と、第１反射屈折光学系４５とを有する。第１反射屈折光学系４５は、第１屈折光学系４５Ａと、第１凹面反射鏡４５Ｂとを有する。第２結像光学系４２は、第２直角プリズム４６と、第２反射屈折光学系４７とを有する。第２反射屈折光学系４７は、第２屈折光学系４７Ａと、第２凹面反射鏡４７Ｂとを有する。

また、投影光学ユニットＰＬは、マスクＭと第１直角プリズム４４との間に配置された平行平面板４８と、第１直角プリズム４４と視野絞り４３との間に配置された平行平面板４９と、視野絞り４３と第２直角プリズム４６との間に配置された平行平面板５０と、第２直角プリズム４６と基板Ｐとの間に配置された平行平面板５１とを備えている。平行平面板４８〜５１が回転することによって、基板Ｐ上に投影される像がＸＹ平面内において微動（シフト）する。

次に、露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。マスクステージ３１にマスクＭが支持され、基板ステージ３２に基板Ｐが支持された後、制御装置３３は、基板Ｐの露光処理を開始する。制御装置３３は、照明システムＩＳより露光光ＥＬを射出して、マスクステージ３１に支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像は、基板ステージ３２に支持される基板Ｐに投影される。このように、照明システムＩＳは、マスクＭ及び投影システムＰＳを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、その基板Ｐを露光する。

上述したように、露光装置ＥＸは、マルチレンズ型スキャン露光装置である。制御装置３３は、マスクステージ３１及び基板ステージ３２を制御して、マスクＭと基板Ｐとを走査方向に同期移動しながらマスクＭを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを露光する。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＸ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＸ軸方向とする。制御装置３３は、投影領域ＰＲに対して基板ＰをＸ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＸ軸方向への移動と同期して、照明領域ＩＲに対してマスクＭをＸ軸方向に移動しながら、照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射して、マスクＭからの露光光ＥＬを投影システムＰＳを介して投影領域ＰＲに照射する。これにより、基板Ｐは、マスクＭ及び投影システムＰＳを介して投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

制御装置３３は、フィルタ装置２０を用いて、走査方向（Ｘ軸方向）と交差する非走査方向（Ｙ軸方向）における照明領域ＩＲ内の照度分布を、例えば均一な照度分布になるように調整する。これにより、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに所望の状態で投影することができる。また、制御装置３３は、例えば投影システムＰＳの光学特性を考慮して、フィルタ装置２０を用いて、Ｙ軸方向における投影領域ＰＲ内の照度分布を、例えば均一な照度分布になるように調整することができる。これにより、例えば基板Ｐに形成されるパターンの線幅を均一にでき、パターン欠陥の発生を抑制することができる。

なお、ここでは、照明システムＩＳ（照明モジュールＩＵ）に、第１実施形態で説明したフィルタ装置２０が配置される場合を例にして説明したが、他の実施形態で説明したフィルタ装置を適用することももちろん可能である。例えば、図９及び図１０を用いて説明した第３実施形態のフィルタ装置２０Ｃを適用することが可能である。フィルタ装置２０Ｃのフィルタ素子２１Ｃを、その表面のＹ軸方向の曲率が、Ｘ軸方向の位置に対して連続的に変化するように配置し、フィルタ駆動部２２Ｃを用いて、表面２１Ｓに入射する入射光に対してフィルタ素子２１ＣをＸ軸方向に移動させることによって、Ｙ軸方向に長い照明領域ＩＲ（投影領域ＰＲ）のＹ軸方向の照度分布を良好に調整することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、照明領域ＩＲ及び投影領域ＰＲを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明できるので、露光不良の発生を抑制することができる。したがって、不良デバイスの発生を抑制することができる。

なお、以上の説明では、露光光ＥＬによって照明領域を均一に照明するためにフィルタ装置２０を用いることとしたが、フィルタ装置２０によって照明の均一性を意図的に変化させることも可能である。

なお、上述の各実施形態においては、フィルタ素子２１がコンデンサーレンズ１０と物体Ｓ（マスクＭ）との間に配置される場合を例にして説明したが、例えば図１５に示すように、コンデンサーレンズ１０の前側焦点面１０Ａと物体Ｓとの間であって、フライアイインテグレータ９とコンデンサーレンズ１０との間に配置されてもよい。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、ディスプレイデバイス製造用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影システムを用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐに転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影システムを用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

露光装置ＥＸの種類としては、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置に限られず、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置等にも広く適用できる。

なお、上述の各実施形態においては、マスクＭとして、光透過性の板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。

上述の各実施形態においては、投影光学ユニット（投影光学系）を備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系を用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系を用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射される。

以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

ディスプレイデバイス等のデバイスは、図１６に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスクＭを製作するステップ２０２、基板Ｐを製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクＭのパターンからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光して、パターンを基板Ｐに転写する転写工程、及びパターンが転写された基板Ｐを現像し、パターンに対応する形状の転写パターン層を基板Ｐに形成する現像工程を含む基板処理ステップ２０４、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージ工程等、転写パターン層を介して基板Ｐを加工する加工工程を含むデバイス組み立てステップ２０５、及び検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

第１実施形態に係るフィルタ装置を備えた照明装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子の一例を示す斜視図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子の一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子の一例を拡大した側断面図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子が有する多層膜の光学特性の一例を模式的に示す図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子２１の表面２１Ｓとその表面における照射領域との関係を模式的に示す図である。 第１実施形態に係るフィルタ素子２１の表面２１Ｓとその表面における照射領域との関係を模式的に示す図である。 第２実施形態に係るフィルタ装置の一例を示す図である。 第３実施形態に係るフィルタ装置の一例を示す斜視図である。 第３実施形態に係るフィルタ素子の一例を示す側断面図である。 第４実施形態に係るフィルタ素子の一例を示す斜視図である。 第５実施形態に係るフィルタ素子の一例を示す斜視図である。 第６実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図である。 第６実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第６実施形態に係る照明装置の一例を示す図である。 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。

符号の説明

１…光源、５…リレー光学系、９…フライアイインテグレータ、１０…コンデンサーレンズ、２０…フィルタ装置、２１…フィルタ素子、２１Ｓ…表面、２２…フィルタ駆動部、２３…多層膜、２３Ａ…第１薄膜、２３Ｂ…第２薄膜、２４…基材、２４Ｓ…表面、２４Ｒ…裏面、３１…マスクステージ、３２…基板ステージ、２３１…第１多層膜、２３２…第２多層膜、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＡ…照明装置、ＩＦ…照射領域、ＩＲ…照明領域、ＩＳ…照明システム、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学ユニット、ＰＲ…投影領域、ＰＳ…投影システム、Ｓ…物体

Claims (42)

1. 物体を照明する照明装置であって、
   光源からの照明光で実質的な面光源を形成するインテグレータと、
   該インテグレータからの照明光を集光して前記物体に対して照明光を照射するコンデンサー光学系と、
   前記インテグレータと前記物体との間に配置され、前記照明光の強度を変化させるフィルタ装置と、
   を備え、
   該フィルタ装置は、
   曲面状の光学面を備え、該光学面に入射する光の強度を該入射する光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
   前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、
   を備えた照明装置。
2. 前記フィルタ駆動部は、前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射位置を変化させることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記フィルタ駆動部は、前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角を変化させることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の照明装置。
5. 前記薄膜は、入射した光を該入射した光の入射角に対応する透過率で透過させる透過膜であり、
   前記基材は、前記入射光が入射する面の所定範囲内でほぼ均一な厚みを有し、入射した光を透過させる透過部材である請求項４記載の照明装置。
6. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、少なくとも一部が球面状に形成される請求項４又は５記載の照明装置。
7. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、該積層面内の位置に対して曲率が連続的に変化する曲面を含む請求項４又は５記載の照明装置。
8. 前記曲面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して連続的に変化する請求項７記載の照明装置。
9. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して段階的に変化する曲面を含む請求項４又は５記載の照明装置。
10. 前記薄膜は、入射した光の入射角に対する強度変化率特性が互いに異なる第１薄膜及び第２薄膜を含み、該第１薄膜と該第２薄膜とは、前記基材における所定方向の異なる位置に設けられる請求項４又は５記載の照明装置。
11. 前記フィルタ駆動部は、前記入射光に対して前記フィルタ素子を所定方向に移動させる請求項１〜１０のいずれか一項記載の照明装置。
12. 前記フィルタ駆動部は、前記入射光に対して前記フィルタ素子を前記第２方向に移動させる請求項８又は９記載の照明装置。
13. 前記フィルタ素子は、弾性変形可能であり、
    前記フィルタ駆動部は、前記フィルタ素子のうち前記入射光が入射する面の曲率を変化させるように前記フィルタ素子を弾性変形させる請求項１〜１２のいずれか一項記載の照明装置。
14. 前記物体の配置面に対応する共役面を形成するリレー光学系を備え、
    前記コンデンサー光学系は、前記共役面及び前記リレー光学系を介して前記物体に前記照明光を照射する請求項１〜１３のいずれか一項記載の照明装置。
15. 前記物体面における前記照明光の照射領域を設定する領域設定部を備え、
    前記フィルタ装置は、前記照射領域内の前記照明光の照度分布を変化させる請求項１〜１４のいずれか一項記載の照明装置。
16. 前記領域設定部は、前記照射領域を矩形形状に設定し、
    前記フィルタ装置は、前記照射領域の端縁に沿った方向の照度分布を変化させる請求項１５記載の照明装置。
17. 前記フィルタ素子は、前記コンデンサー光学系と前記物体との間に配置される請求項１〜１６のいずれか一項記載の照明装置。
18. 前記フィルタ素子は、前記インテグレータと前記コンデンサー光学系との間に配置される請求項１〜１６のいずれか一項記載の照明装置。
19. 入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
    前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、
    前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含み、
    前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、少なくとも一部が球面状に形成されるフィルタ装置。
20. 入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
    前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、
    前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含み、
    前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、該積層面内の位置に対して曲率が連続的に変化する曲面を含み、
    前記曲面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して連続的に変化するフィルタ装置。
21. 入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
    前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、
    前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含み、
    前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して段階的に変化する曲面を含むフィルタ装置。
22. 入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
    前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、
    前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含み、
    前記薄膜は、入射した光の入射角に対する強度変化率特性が互いに異なる第１薄膜及び第２薄膜を含み、該第１薄膜と該第２薄膜とは、前記基材における所定方向の異なる位置に設けられるフィルタ装置。
23. 入射した光の強度を該入射した光の入射角及び入射位置に応じて変化させるフィルタ素子と、
    前記フィルタ素子に入射する入射光に対して該フィルタ素子を動かして、前記入射光の入射角及び入射位置の少なくとも一方を変化させるフィルタ駆動部と、を備え、
    前記フィルタ素子は、弾性変形可能であり、
    前記フィルタ駆動部は、前記フィルタ素子のうち前記入射光が入射する面の曲率を変化させるように前記フィルタ素子を弾性変形させるフィルタ装置。
24. 前記フィルタ素子は、入射した光の強度を該入射した光の入射角に応じて変化させる薄膜と、該薄膜が積層される基材と、を含む請求項２３記載のフィルタ装置。
25. 前記薄膜は、入射した光を該入射した光の入射角に対応する透過率で透過させる透過膜であり、
    前記基材は、前記入射光が入射する面の所定範囲内でほぼ均一な厚みを有し、入射した光を透過させる透過部材である請求項１９〜２２，２４のいずれか一項記載のフィルタ装置。
26. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、少なくとも一部が球面状に形成される請求項２０〜２２，２４〜２５のいずれか一項記載のフィルタ装置。
27. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、該積層面内の位置に対して曲率が連続的に変化する曲面を含む請求項２４又は２５記載のフィルタ装置。
28. 前記曲面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して連続的に変化する請求項２７記載のフィルタ装置。
29. 前記薄膜が積層される前記基材の積層面は、第１方向の曲率が、該第１方向と交差する第２方向の位置に対して段階的に変化する曲面を含む請求項２４又は２５記載のフィルタ装置。
30. 前記薄膜は、入射した光の入射角に対する強度変化率特性が互いに異なる第１薄膜及び第２薄膜を含み、該第１薄膜と該第２薄膜とは、前記基材における所定方向の異なる位置に設けられる請求項２４又は２５記載のフィルタ装置。
31. 前記フィルタ駆動部は、前記入射光に対して前記フィルタ素子を所定方向に移動させる請求項１９〜３０のいずれか一項記載のフィルタ装置。
32. 前記フィルタ駆動部は、前記入射光に対して前記フィルタ素子を前記第２方向に移動させる請求項２０，２１，２８，２９のいずれか一項記載のフィルタ装置。
33. 前記フィルタ素子は、弾性変形可能であり、
    前記フィルタ駆動部は、前記フィルタ素子のうち前記入射光が入射する面の曲率を変化させるように前記フィルタ素子を弾性変形させる請求項１９〜２２，２５〜３２のいずれか一項記載のフィルタ装置。
34. 物体を照明する照明装置であって、
    前記物体に対して照明光を照射するコンデンサー光学系と、
    前記コンデンサー光学系の前側焦点面と前記物体との間に配置され、前記照明光の強度を変化させる請求項１９〜３３のいずれか一項記載のフィルタ装置と、を備えた照明装置。
35. 前記物体の配置面に対応する共役面を形成するリレー光学系を備え、
    前記コンデンサー光学系は、前記共役面及び前記リレー光学系を介して前記物体に前記照明光を照射する請求項３４記載の照明装置。
36. 前記物体面における前記照明光の照射領域を設定する領域設定部を備え、
    前記フィルタ装置は、前記照射領域内の前記照明光の照度分布を変化させる請求項３４又は３５記載の照明装置。
37. 前記領域設定部は、前記照射領域を矩形形状に設定し、
    前記フィルタ装置は、前記照射領域の端縁に沿った方向の照度分布を変化させる請求項３６記載の照明装置。
38. 前記フィルタ素子は、前記コンデンサー光学系と前記物体との間に配置される請求項３４〜３７のいずれか一項記載の照明装置。
39. パターンが形成されたパターン保持部材を支持する第１支持機構と、
    感光基板を支持する第２支持機構と、
    前記パターン保持部材を照明し、前記パターンを介して前記感光基板を露光する請求項１〜１８，３４〜３８のいずれか一項記載の照明装置と、を備えた露光装置。
40. 前記第１及び第２支持機構は、前記照明装置による前記照明光の照射領域に対して走査方向に同期移動し、
    前記照明装置は、前記走査方向と交差する非走査方向における前記照明光の照度分布を変化させる請求項３９記載の露光装置。
41. 前記第１支持機構が支持する前記パターン保持部材のパターンの像を、前記第２支持機構が支持する前記感光基板に投影する投影光学系を備え、
    前記照明装置は、前記投影光学系を介して前記感光基板を露光する請求項３９又は４０記載の露光装置。
42. 請求項３９〜４１いずれか一項記載の露光装置を用いて、前記パターンを前記感光基板に転写する転写工程と、
    前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に形成する現像工程と、
    前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程と、を含むデバイス製造方法。

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