JP2002329651A - 露光装置、露光装置の製造方法、及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影光学系を介して感光性基板に照射される
光量を迅速に且つ正確に計測することができるととも
に、この計測結果に基づいて高精度に且つ迅速に、しか
も露光装置の製造後であっても光量の調整をすることが
できる露光装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 投影光学系ＰＬを構成する投影光学系ユ
ニットＰＬ１〜ＰＬ５各々を介してプレートＰに照射さ
れる光の光量を計測する空間像計測装置２４と、空間像
計測装置２４を用いた計測時に光源１からの光を減光す
る減光フィルタ７とを備える。また、ライトガイド１１
の各々の射出端１１ｂ〜１１ｆとプマスクＭとの間に、
投影光学系ユニットＰＬ１〜ＰＬ５各々を介した光の光
量のばらつきを調整するための減光フィルタ１３ｂ〜１
３ｆと可変減光フィルタ１４ｂ〜１４ｆとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイク
ロデバイスの製造工程において用いられる露光装置、当
該露光装置の製造方法、及び当該露光装置を用いたマイ
クロデバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、テレビ等の表示素子として、液晶表示パネ
ルが多用されるようになっている。特に、携帯性が重視
されるノート型のワードプロセッサやノート型のパーソ
ナルコンピュータでは表示素子として液晶表示パネルが
必須となっている。また、近年においては、２０インチ
を越える液晶表示パネルが実用化されているが、液晶表
示パネルは設置場所をさほど必要としないため、一般家
庭用のテレビとして用いる機会も多くなっている。液晶
表示パネルは、ガラス基板（プレート）上に透明薄膜電
極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニ
ングして製造される。このフォトリソグラフィ工程のた
めの装置として、マスク上に形成された原画パターンを
投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布さ
れたプレート上に投影露光する投影露光装置が用いられ
ている。

【０００３】近年、液晶表示パネルの大面積化が要求さ
れており、それに伴ってフォトリソグラフィ工程におい
て用いられる投影露光装置においても露光領域の拡大が
望まれている。露光領域の拡大化を図った露光装置とし
てマスクとプレートとを投影光学系に対して相対的に移
動させつつマスクに形成されたパターンの像をプレート
上に転写させた後、走査方向に対して直交する方向にマ
スクと感光基板とを所定距離移動して再度走査露光を行
う、所謂ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が
案出されている。この露光装置では、更なる露光領域の
拡大を図るため、複数の投影光学ユニットにより投影光
学系を構成した所謂マルチレンズ方式の投影光学系を備
える露光装置も案出されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のマル
チレンズ方式の投影光学系を備える露光装置は、製造コ
ストの低い投影光学ユニットの個数を増やすだけで大面
積のパターンを転写することができるという利点があ
る。しかしながら、投影光学系として複数の投影光学ユ
ニットを備える露光装置では、各投影光学ユニットを介
してプレート上に照射される光の光量がほぼ等しくなる
ように調整する必要がある。各投影光学ユニットを介し
てプレート上に照射される光の光量が投影光学ユニット
間でばらついていると、プレートの位置に応じて形成さ
れるパターンの線幅が異なってしまうからである。

【０００５】この調整は露光装置の製造時に行われる
が、投影光学ユニットの個数が増えるほど、各投影光学
ユニットを介してプレート上に照射される光の光量の計
測及び各投影光学ユニットの調整に時間を要するため、
露光装置の製造に要する時間が長くなり、ひいては露光
装置の製造コストを上昇させる一因となっていた。ま
た、露光装置は各投影光学ユニットを介してプレート上
に照射される光の光量が均一となるように高精度に調整
されて製造されるが、照明光学系及び投影光学ユニット
の光学特性の経時変化によって、各投影光学ユニットを
介してプレート上に照射される光の光量のばらつきが生
ずることが考えられる。よって、かかる光量のばらつき
が生じた場合であっても、例えば定期的なメンテナンス
を行うときに容易に光量調整が可能であることが求めら
れる。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、投影光学系を介して感光性基板に照射される光量
を迅速に且つ正確に計測することができるとともに、こ
の計測結果に基づいて高精度に且つ迅速に、しかも露光
装置の製造後であっても光量の調整をすることができる
露光装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、上記露光装置を用いて微細なパタ
ーンを形成することにより製造されるマイクロデバイス
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点による露光装置は、光源（１）
から射出される光をマスク（Ｍ）に照射して、当該マス
ク（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）を感光性基板
（Ｐ）に転写する露光装置において、前記光源（１）と
前記マスク（Ｍ）との間の光路に対して傾斜して配置さ
れ、前記光源（１）から射出される光を減光する減光部
材（７）と、前記減光部材（７）を透過した光から所定
の波長の光を選択する波長選択部材（６）とを備えるこ
とを特徴としている（請求項１に対応）。この発明によ
れば、光路に対して傾斜して配置された減光部材によっ
て光源から射出された光を減光した後で波長選択部材に
より所定の波長の光を選択するよにしているため、感光
性基板に照射される光の光量を計測する場合の減光部材
と波長選択部材との間の多重反射による光学特性の低下
（例えば、光量変化）の影響を防止することができる。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点による
露光装置は、光源（１）から射出される光をマスク
（Ｍ）に照射して、当該マスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーンを感光性基板に転写する露光装置において、前記光
源（１）と前記マスク（Ｍ）との間の光路に対して傾斜
して配置され、前記光源から射出される光を減光する減
光手段（７、１３ｂ〜１３ｆ、１４ｂ〜１４ｆ）と、前
記光源（１）と前記減光手段（７、１３ｂ〜１３ｆ、１
４ｂ〜１４ｆ）との間の光路に配置され、前記光源
（１）からの光から所定の波長の光を選択する波長選択
部材（６）とを備えることを特徴としている（請求項２
に対応）。この発明によれば、波長選択部材により所定
の波長の光を選択した後に減光手段へ導くように構成し
ており、波長選択手段によって選択された光のエネルギ
ーが波長選択手段へ入射する光のエネルギーよりも弱め
られているため、減光手段そのものへのダメージを防止
することができる。上記課題を解決するために、本発明
の第３の観点による露光装置は、光源（１）から射出さ
れる光をマスク（Ｍ）に照射して、当該マスク（Ｍ）に
形成されたパターン（ＤＰ）を感光性基板（Ｐ）に転写
する露光装置において、前記光源（１）と前記マスク
（Ｍ）との間の光路に対して傾斜して配置され、前記光
源（１）から射出される光を減光する減光部材（７）
と、前記減光部材（７）で反射された光を吸収する吸光
部材（８）とを備えることを特徴としている（請求項３
に対応）。この発明によれば、光源から射出された光の
内、減光部材で反射された光を吸収部材によって吸収す
るようにしているため、減光部材によって反射された光
が露光装置に対して与える熱的な影響又は光学的な影響
（例えば、迷光）を防止することができる。ここで、本
発明の第３の観点による露光装置は、前記吸光部材
（８）には放熱部材（９）が取り付けられていることが
好適である（請求項４に対応）。また、本発明の第１の
観点から第３の観点による露光装置は、前記減光部材
（７）が、前記光路に対して進退自在に構成されている
ことが好ましい（請求項５に対応）。上記課題を解決す
るために、本発明の第４の観点による露光装置は、光源
（１）から射出される光をマスク（Ｍ）に照射して、当
該マスク（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）を感光性
基板（Ｐ）に転写する露光装置において、前記光源
（１）と前記マスク（Ｍ）との間の光路に対して進退自
在に構成され、前記光源（１）から射出される光を減光
する減光部材（７）と、前記感光性基板（Ｐ）を載置し
た状態で移動可能に構成された基板ステージ（ＰＳ）
と、前記基板ステージ（ＰＳ）に設けられ、前記感光性
基板（Ｐ）に照射される光を計測する計測装置（２４）
と、前記感光性基板（Ｐ）に照射される光を前記計測装
置（２４）で計測する場合に、前記光路に対して傾斜し
た状態で前記減光部材（７）を配置する制御装置（２
０）とを備えることを特徴としている（請求項６に対
応）。この発明によれば、感光性基板に照射される光の
光量を計測装置で計測するときに、制御装置が減光部材
を光源からの光路に対して傾斜した状態で配置している
ため、光源から射出された光の光量が計測装置で計測す
ることができる光量以上であっても感光性基板に照射さ
れる光の光量を計測装置で計測することができる光量に
調整することができる。しかも、減光部材は光路に対し
て傾斜して配置されるため、減光部材を光路中に配置し
たときに生ずる多重反射等の悪影響を生ずることがな
く、その結果として高精度の計測を実現することができ
る。本発明の第１の観点から第４の観点による露光装置
は、前記減光部材（７）が、金属又はセラミックスで形
成されていることが好ましい（請求項７に対応）。ま
た、本発明の第１の観点から第４の観点による露光装置
は、少なくとも前記減光部材（７）を介した光を複数に
分割して前記マスク（Ｍ）に照射する分割光学系（１
１）を更に備えることが好適である（請求項８に対
応）。ここで、前記マスク（Ｍ）と前記感光性基板
（Ｐ）との間に配置され、前記分割光学系（１１）で分
割されて前記マスク（Ｍ）を透過した光各々を、異なる
部分光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を介して前記感光性基板
（Ｐ）に投影する投影光学系（ＰＬ）を備えることを特
徴としている（請求項９に対応）。上記課題を解決する
ために、本発明の第５の観点による露光装置は、光源
（１）から射出される光をマスク（Ｍ）に照射して、当
該マスク（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）を感光性
基板（Ｐ）に転写する露光装置において、前記光源
（１）から前記マスク（Ｍ）へ至る光路中に設けられ
て、前記光源（１）から射出された光の前記感光性基板
（Ｐ）上における光量を調整する光量調整部材（７、１
３ｂ〜１３ｆ、１４ｂ〜１４ｆ）を備え、前記光量調整
部材は、粗調整用の光量調整部材（７、１３ｂ〜１３
ｆ）と微調整用の光量調整部材（１４ｂ〜１４ｆ）とを
含むことを特徴としている（請求項１０に対応）。この
発明によれば、光源からマスクに至る光路中に粗調整用
の光量調整部材と微調整用の光量調整部材とを備えたた
め、マスクに照射される光の光量、ひいては感光性基板
に照射される光の光量を調整するときに、粗調整用の光
量調整部材で照射光量を所望の大きさ（レベル）に設定
し、微調整用の光量調整部材でそのレベルの光量を維持
しつつ微調整することができる。よって、高精度に且つ
迅速に光量の調整を行うことができる。ここで、前記微
調整用の光量調整部材（１４ｂ〜１４ｆ）は、透過率を
ほぼ連続的に変更可能であることが好ましい（請求項１
１に対応）。また、前記粗調整用の光量調整部材（７、
１３ｂ〜１３ｆ）及び前記微調整用の光量調整部材（１
４ｂ〜１４ｆ）の少なくとも一方は、前記光路に対して
傾斜した状態で配置されていることが好適である（請求
項１２に対応）。更に、前記粗調整用の光量調整部材
（７、１３ｂ〜１３ｆ）及び前記微調整用の光量調整部
材（１４ｂ〜１４ｆ）の少なくとも一方が、金属又はセ
ラミックスで形成されていることが好ましい（請求項１
３に対応）。前記粗調整用の光量調整部材（７、１３ｂ
〜１３ｆ）は、前記光源（１）と前記感光性基板（Ｐ）
との間の光路中に設けられ、前記微調整用の光量調整部
材（１４ｂ〜１４ｆ）は、前記粗調整用の光量調整部材
（７、１３ｂ〜１３ｆ）と前記感光性基板（Ｐ）との間
に設けられる（請求項１４に対応）。また、本発明の第
５の観点による露光装置は、前記光源（１）から射出さ
れた光を複数に分割する分割光学系（１１）を更に備
え、前記粗調整用の光量調整部材（７）は、前記光源
（１）と前記分割光学系（１１）との間の光路中に設け
られ、前記微調整用の光量調整部材（１４ｂ〜１４ｆ）
は、前記分割光学系（１１）と前記感光性基板（Ｐ）と
の間に設けられることを特徴としている（請求項１５に
対応）。更に、本発明の第５の観点による露光装置は、
前記マスク（Ｍ）と前記感光性基板（Ｐ）との間の光路
中に配置され、前記分割光学系（１１）の各々の射出端
から射出されて前記マスク（Ｍ）を透過した各々の光を
互いに異なる部分光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を介して前
記感光性基板（Ｐ）に投影する投影光学系（ＰＬ）を備
えることを特徴としている（請求項１６に対応）。また
更に、本発明の第５の観点による露光装置は、前記感光
性基板（Ｐ）を載置した状態で移動可能に構成された基
板ステージ（ＰＳ）と、前記基板ステージ（ＰＳ）に設
けられ、前記感光性基板（Ｐ）に照射される光を計測す
る計測装置（２４）とを更に備えることを特徴としてい
る（請求項１７に対応）。本発明の第１の観点によるマ
イクロデバイスの製造方法は、上記第１の観点から第５
の観点による露光装置の何れかを用いて前記マスク
（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）を前記感光性基板
（Ｐ）に露光する露光工程（Ｓ４４）と、露光された前
記感光性基板（Ｐ）を現像する現像工程（Ｓ４６）とを
含むことを特徴としている（請求項１８に対応）。本発
明の露光装置の製造方法は、光源（１）と該光源（１）
からの光を複数に分割する分割光学系（１１）とを備
え、該分割光学系（１１）で分割された光をマスク
（Ｍ）に照射して該マスク（Ｍ）に形成されたパターン
（ＤＰ）を感光性基板（Ｐ）に転写する露光装置の製造
方法において、前記感光性基板（Ｐ）上において、前記
分割光学系（１１）から射出されて前記マスク（Ｍ）を
介した光各々の光量を計測する計測工程（Ｓ１４）と、
前記計測工程（Ｓ１４）で計測された最も小さな光量の
光に合わせて粗調整用の光量調整部材（１３ｂ〜１３
ｆ）を選択して前記分割光学系（１１）と前記マスク
（Ｍ）との間に配置する粗調整工程（Ｓ１８〜Ｓ２２）
と、前記分割光学系（１１）と前記マスク（Ｍ）との間
に微調整用の光量調整部材（１４ｂ〜１４ｆ）を配置
し、前記分割光学系（１１）で分割された光の前記感光
性基板（Ｐ）上における光量がほぼ一定となるように調
整する微調整工程（Ｓ２４〜Ｓ３２）とを有することを
特徴としている（請求項１９に対応）。ここで、前記計
測工程は、前記光源（１）からの光を減光する減光部材
（７）を、前記光源（１）と前記分割光学系（１１）と
の間の光路に対して傾斜した状態で配置する減光部材設
定工程（Ｓ１０）と、前記感光性基板（Ｐ）を載置する
基板ステージ（ＰＳ）に設けられ、当該基板ステージ
（ＰＳ）に照射される光を計測する計測装置（２４）を
用いて、前記分割光学系（１１）によって分割された光
を順に計測する分割光計測工程（Ｓ１４）とを含むこと
を特徴としている（請求項２０に対応）。本発明の第２
の観点によるマイクロデバイスの製造方法は、上記の製
造方法を用いて製造された露光装置を用いて前記マスク
（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）を前記感光性基板
（Ｐ）に露光する露光工程（Ｓ４４）と、露光された前
記感光性基板（Ｐ）を現像する現像工程（Ｓ４６）とを
含むことを特徴としている（請求項２１に対応）。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による露光装置、露光装置の製造方法、及びマ
イクロデバイスの製造方法について詳細に説明する。図
１は、本発明の実施形態による露光装置の全体の概略構
成を示す斜視図である。本実施形態においては、複数の
反射屈折型の投影光学ユニットからなる投影光学系に対
してマスクＭとプレートＰとを相対的に移動させつつマ
スクＭに形成された液晶表示素子のパターンＤＰ（パタ
ーン）の像を感光性基板としてのプレートＰ上に転写す
るステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用し
た場合を例に挙げて説明する。

【０００９】尚、以下の説明においては、図１中に示し
た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。ＸＹＺ
直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートプレートＰに対
して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対し
て直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系
は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、
Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態では
マスクＭ及びプレートＰを移動させる方向（走査方向）
をＸ軸方向に設定している。

【００１０】本実施形態の露光装置は、マスクステージ
（図１では不図示）ＭＳ上においてマスクホルダ（不図
示）を介してＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを均
一に照明するための照明光学系ＩＬを備えている。図２
は、照明光学系ＩＬの側面図であり、図１に示した部材
と同一の部材には同一の符号を付してある。図１及び図
２を参照すると、照明光学系ＩＬは、例えば超高圧水銀
ランプからなる光源１を備えている。光源１は楕円鏡２
の第１焦点位置に配置されているため、光源１から射出
された照明光束は、反射鏡（平面鏡）３を介して、楕円
鏡２の第２焦点位置に光源像を形成する。

【００１１】この第２焦点位置にはシャッタ４が配置さ
れている。シャッタ４は、光軸ＡＸ１に対して斜めに配
置された開口板４ａ（図２参照）と開口板４ａに形成さ
れた開口を遮蔽又は開放する遮蔽板４ｂ（図２参照）と
から構成される。シャッタ４を楕円鏡２の第２焦点位置
に配置するのは、光源１から射出された照明光束が集束
されているため遮蔽板４ｂの少ない移動量で開口板４ａ
に形成された開口を遮蔽することができるとともに、開
口を通過する照明光束の光量を急激に可変させてパルス
状の照明光束を得ることができるためである。

【００１２】楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源
像からの発散光束は、リレーレンズ５によってほぼ平行
光束に変換され、波長選択部材としての波長選択フィル
タ６に入射する。波長選択フィルタ６は、所望の波長域
の光束のみを透過させるものである。本実施形態では、
波長選択フィルタ６がｇ線（４３６ｎｍ）の光、ｈ線
（４０５ｎｍ）、及びｉ線（３６５ｎｍ）の光のみを透
過させるものとする。尚、波長選択フィルタ６では、例
えばｇ線の光及びｈ線の光のみを同時に選択することも
できるし、ｈ線の光及びｉ線の光のみを同時に選択する
こともできるし、更にｉ線の光だけを選択することもで
きる。

【００１３】リレーレンズ５と波長選択フィルタ６との
間には光路に対して進退自在に構成された減光部材又は
粗調整用の光量調整部材としての減光フィルタ７が配置
されている。この減光フィルタ７は、後述する空間像計
測装置２４を用いて投影光学系ＰＬを介してプレートＰ
上に照射される光の光学的な特性（例えば、光量等）を
計測する時又は高感度のフォトレジストが塗布されてい
るプレートＰを露光する時に光路内に配置される。減光
フィルタ７は熱的な影響（例えば、透過率の変化）を最
小限に抑えるため、金属又はセラミックスより形成され
ている。特に、減光フィルタ７を金属で形成する場合に
は熱伝導率が高く、加工が容易なステンレス又はアルミ
ニウムで形成することが好ましい。尚、熱的な影響がさ
ほど生じないのであれば、石英で形成された透明なガラ
ス板に誘電体膜又は金属膜（例えば、クロム（Ｃｒ）を
蒸着させた構成であってもよい。

【００１４】空間像計測装置２４を用いた計測を行う時
は２％程度の透過率を有する減光フィルタ７が用いら
れ、高感度のフォトレジストが塗布されているプレート
Ｐを露光する時は５０％程度の透過率を有する減光フィ
ルタ７が用いられる。減光フィルタ７の透過率は形成さ
れる微小な孔の数を増減させることで設定される。ま
た、減光フィルタ７はリレーレンズ５と減光フィルタ７
との間の多重反射又は減光フィルタ７と波長選択フィル
タ６との間の多重反射による光学特性の低下（例えば、
光量変化）を防止するために、光路（光軸ＡＸ１）に対
して傾斜した状態で光路内に配置される。

【００１５】図３は、減光フィルタ７の具体的な構成の
一例を示す斜視図である。図３に示した減光フィルタ７
は矩形形状のカセット７ａ内に減光フィルタ７ｂ，７ｃ
が格納されており、カセット７ａは図示しないエアシリ
ンダ又はリニアモータによってＹ軸に沿って摺動可能に
構成されている。カセット７ａ内に格納されている減光
フィルタ７ｂは空間像計測装置２４を用いた計測を行う
ときに光軸ＡＸ１上に配置され、減光フィルタ７ｃは高
感度のフォトレジストが塗布されているプレートＰを露
光するときに光軸ＡＸ１上に配置される。

【００１６】減光フィルタ７ｂに対応してカセット７ａ
の前面には開口７ｄが、背面には開口７ｅがそれぞれ形
成されており、減光フィルタ７ｃに対応してカセット７
ａの前面には開口７ｆが、背面には開口７ｇがそれぞれ
形成されている。また、減光フィルタ７ｂ，７ｃが配置
されていない箇所には開口７ｈ，７ｉが形成されてい
る。よって、光軸ＡＸ１上に減光フィルタ７ｄを配置し
たときは、開口７ｄを介して減光フィルタ７ｄに光が入
射し、減光フィルタ７ｄを透過した光は開口７ｅを介し
て射出される。同様に、光軸ＡＸ１上に減光フィルタ７
ｃを配置したときは、開口７ｆを介して減光フィルタ７
ｃに光が入射し、減光フィルタ７ｃを透過した光は開口
７ｇを介して射出される。開口７ｈ，７ｉは装置構成上
光源１から射出された光を減光させないときに光軸ＡＸ
１上に配置される。

【００１７】減光フィルタ７ｂ，７ｃが金属又はセラミ
ックスで形成されている場合には、減光フィルタ７ｂ，
７ｃに形成されている微小な孔を透過するため、減光フ
ィルタ７ｂ、７ｃを透過するための光路長は空気の光路
長と同一である。従って、開口７ｈと開口７ｉとの間に
は光学部材を配置する必要はない。しかしながら、減光
フィルタ７ｂ，７ｃが石英で形成された透明なガラス板
に誘電体膜又は金属膜を蒸着したものである場合には、
ガラス板の屈折率に応じて減光フィルタ７ｂ，７ｃを通
過する際の光路長が長くなってしまう。よって、この場
合には開口７ｈと開口７ｉとの間に、減光フィルタ７
ｂ，７ｃのガラス板と同一の厚みを有する透明なガラス
板を配置することが好ましい。

【００１８】光軸ＡＸ１に垂直な平面と減光フィルタ７
ｂ，７ｃとのなす角度φは、減光フィルタ７ｂ，７ｃか
らの反射光が光源１又はシャッタ４に影響を与えない角
度に設定される。例えば角度φは１０度程度に設定され
る。図１〜図３において減光フィルタ７ｂ，７ｃは反射
光がＸＹＺ座標系の原点からＸＹ平面の第３象限へ進む
ように配置されている場合を例に挙げて図示している
が、減光フィルタ７ｂ，７ｃの傾斜方向は露光装置の光
源１及びシャッタ４の位置に応じて設定される。好まし
くは、反射光の熱的な影響を避けるため、露光装置の上
方向（Ｚ方向）に反射光が進むように減光フィルタ７
ｂ，７ｃの傾斜方向を設定するのが良い。減光フィルタ
７（減光フィルタ７ｂ，７ｃ）を光路中に配置する制御
は、図２中の主制御系２０が駆動装置１８を制御するこ
とによって行われる。

【００１９】図１及び図２に戻り、減光フィルタ７で反
射された光の進む方向には、吸光部材としての吸光板８
が配置されている。この吸光板８は、減光フィルタ７の
反射光を吸収することにより、この反射光が露光装置に
対して与える熱的な影響又は光学的な影響（例えば、迷
光）を防止するために設けられる。吸光板８は、例えば
ブラックアルマイトにより形成される。吸光板８には放
熱部材としてのヒートシンク９が取り付けられている。
ヒートシンクは熱伝導率が高い金属（例えば、アルミニ
ウム又は銅）で形成された複数の放熱板を有し、吸光板
８が減光フィルタ７の反射光を吸収した際に生ずる熱を
放熱板を介して放出する。尚、リレーレンズ５を介して
ある程度集光させてから減光フィルタ７の反射光を吸光
板８に入射させる構成とすることが吸光板８を小型化す
ることができるために好適である。但し、吸光板８の熱
的な影響（例えば、変性）を考えると、反射光の集光位
置に吸光板８を配置することは避けた方が良い。

【００２０】波長選択フィルタ６を介した光はリレーレ
ンズ７を介して再び結像する。この結像位置の近傍には
ライトガイド１１の入射端１１ａが配置されている。ラ
イトガイド１１は、本発明にいう分割光学系に相当する
ものであり、例えば多数のファイバ素線をランダムに束
ねて構成されたランダムライトガイドファイバであっ
て、光源１の数（図１では１つ）と同じ数の入射端１１
ａと、投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニットの数
（図１では５つ）と同じ数の射出端１１ｂ〜１１ｆ（図
２では射出端１１ｂだけを示す）とを備えている。こう
して、ライトガイド１１の入射端１１ａへ入射した光
は、その内部を伝播した後、５つの射出端１１ｂ〜１１
ｆから分割されて射出される。

【００２１】ライトガイド１１の射出端１１ｂとマスク
Ｍとの間には、コリメートレンズ１２ｂ、減光フィルタ
１３ｂ、可変減光フィルタ１４ｂ、フライアイ・インテ
グレータ１５ｂ、開口絞り１６ｂ、及びコンデンサーレ
ンズ系１７ｂが順に配置されている。同様に、ライトガ
イド１１の各射出端１１ｃ〜１１ｆとマスクＭとの間に
は、コリメートレンズ１２ｃ〜１２ｆ、減光フィルタ１
３ｃ〜１３ｆ、可変減光フィルタ１４ｃ〜１４ｆ、フラ
イアイ・インテグレータ１５ｃ〜１５ｆ、開口絞り１６
ｃ〜１６ｆ、及びコンデンサーレンズ系１７ｃ〜１７ｆ
がそれぞれ順に配置されている。ここでは、説明の簡単
化のために、ライトガイド１１の射出端１１ｂ〜１１ｆ
とマスクＭとの間に設けられる光学部材の構成を、ライ
トガイド１１の射出端１１ｂとマスクＭとの間のに設け
られたコリメートレンズ１２ｂ、減光フィルタ１３ｂ、
可変減光フィルタ１４ｂ、フライアイ・インテグレータ
１５ｂ、開口絞り１６ｂ、及びコンデンサーレンズ系１
７ｂを代表させて説明する。

【００２２】ライトガイド１１の射出端１１ｂから射出
された発散光束は、コリメートレンズ１１ｂによりほぼ
平行な光束に変換された後、粗調整用の光量調整部材と
しての減光フィルタ１３ｂ及び微調整用の光量調整部材
としての可変減光フィルタ１４ｂを順に介してフライア
イ・インテグレータ（オプティカルインテグレータ）１
５ｂに入射する。減光フィルタ１３ｂ及び可変減光フィ
ルタ１４ｂは、ライトガイド１１の射出端１１ｂから射
出される光の透過光量を調整するために設けられる。減
光フィルタ１３ｂ及び可変減光フィルタ１４ｂと同様の
減光フィルタ１３ｃ〜１３ｆ及び可変減光フィルタ１４
ｃ〜１４ｆが射出端１１ｃ〜１１ｆに設けられているた
め、これらの透過光量を調整することで、マスクＭに照
射される光の光量、ひいてはプレートＰに照射される光
の光量を均一にすることができる。

【００２３】減光フィルタ１３ｂ及び可変減光フィルタ
１４ｂの少なくとも一方は熱的な影響（例えば、透過率
の変化）を最小限に抑えるため、金属又はセラミックス
より形成されている。特に、減光フィルタ１３ｂ及び可
変減光フィルタ１４ｂの少なくとも一方を金属で形成す
る場合には熱伝導率が高く、加工が容易なステンレスで
形成することが好ましい。尚、熱的な影響がさほど問題
とならないのであれば、石英で形成された透明なガラス
板に誘電体膜又は金属膜（例えば、クロム（Ｃｒ）を蒸
着させた構成であってもよい。減光フィルタ１３ｂは、
プレートＰに照射される光量に応じて７０〜９５％の範
囲で５％刻みで透過率が設定されているものから１つが
選択されて配置される。可変減光フィルタ１４ｂは、７
０〜９５％の範囲でほぼ連続的に透過率を可変すること
ができるものである。

【００２４】また、図１及び図２においては、減光フィ
ルタ１３ｂ及び可変減光フィルタ１４ｂが共に光軸ＡＸ
２に対して垂直となるように配置されている例を図示し
ているが、減光フィルタ１３ｂ及び可変減光フィルタ１
４ｂの少なくとも一方を光軸ＡＸ２に対して傾斜した状
態で配置することが好ましい。減光フィルタ１３ｂ及び
可変減光フィルタ１４ｂの少なくとも一方を光軸ＡＸ２
に対して傾斜させて配置するときの角度及び傾斜方向
は、露光装置に設けられる他の部材に熱的又は光学的な
影響が最小となる角度及び傾斜方向に設定される。更
に、露光装置の構成上可能であれば、吸光板８及びヒー
トシンク９と同様のものを減光フィルタ１３ｂ及び可変
減光フィルタ１４ｂの反射光を吸収するために配置する
ことが好ましい。

【００２５】ここで、減光フィルタ１３ｂ及び可変減光
フィルタ１４ｂの構成について説明する。図４は減光フ
ィルタ１３ｂの一例を示す上面図であり、図５は可変減
光フィルタ１４ｂの一例を示す上面図である。図４では
減光フィルタ１３ｂを金属又はセラミックスで形成した
例を図示しており、図５では可変減光フィルタ１４ｂを
光透過性部材上の遮光パターンで形成した例を図示して
いる。図４に示した減光フィルタ１３ｂは外形形状が矩
形形状であり、微小な孔ｈが多数形成されている。この
孔ｈは照度むらが生じないようにランダムに形成され、
透過率が高いもの程その数が多くなるように形成されて
いる。

【００２６】また、可変減光フィルタ１４ｂは外形形状
が矩形形状であり、例えば図５に示すようなＹ軸方向の
パターン幅が徐々に変化（但し単調に、本実施形態では
直線的に変化）する短冊状のパターンであって、このパ
ターンをＹ軸方向に並列に複数本並べて構成されるパタ
ーンＰ１が形成されている。ここで、パターンＰ１及び
ＮＰは、ガラス等の光透過性基板上に蒸着されたクロム
で形成されており、パターンＮＰはクロム蒸着された領
域、即ち遮光領域であり、パターンＰ１はクロム蒸着さ
れていない領域、即ち光透過領域である。尚、この可変
減光フィルタ１４ｂを金属又はセラミックスで形成する
ことも可能であり、この場合には金属又はセラミックス
の基板におけるパターンＰ１の領域に多数の微小な孔を
形成すれば良い。上述したようにパターンＰ１の図中Ｙ
軸方向における間隔は、Ｘ軸上の位置に応じて変化する
ように設計されているため、可変減光部材１４ｂをＸ軸
方向に移動させれば透過率をほぼ連続に変化させること
ができる。可変減光部材１４ｂの透過率の制御は、図２
中の主制御系２０が駆動装置１９を介して可変減光部材
１４ｂのＸ軸方向の位置を設定することにより行う。

【００２７】ところで、マスクＭに形成されたパターン
ＤＰを高い解像度でプレートＰに転写するためには、マ
スクＭ上の照射領域での照度分布均一性を高める必要が
ある。しかしながら、可変減光フィルタ１４ｂを透過し
た直後の光束断面は、可変減光フィルタ１４ｂに形成さ
れたパターンＰ１の形状に従い短冊状の光量分布を呈す
る。このため、マスクＭ上の照射領域での照度分布均一
性への配慮として、可変減光フィルタ１４ｂはフライア
イ・インテグレータ１５ｂよりも光源１側に配置され
る。このような可変減光フィルタ１４ｂを用いることに
より、均一性が高く且つほぼ連続的に照度を変化させる
ことのできる照明光学装置ＩＬが得られる。

【００２８】フライアイ・インテグレータ１５ｂは、多
数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿
って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによっ
て構成されている。従って、フライアイ・インテグレー
タ１５ｂに入射した光束は、多数のレンズエレメントに
より波面分割され、その後側焦点面（即ち、射出面の近
傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二
次光源を形成する。即ち、フライアイ・インテグレータ
１５ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成され
る。尚、上述した可変減光フィルタ１４ｂに形成されて
いるパターンＰ１のピッチとフライアイ・インテグレー
タ１５ｂに形成されているレンズエレメントのピッチと
が一致するか又は整数倍である場合には、マスクＭに照
射される照明光の照度分布が悪化する虞が考えられる。
このため、可変減光フィルタ１４ｂに形成されているパ
ターンＰ１のピッチとフライアイ・インテグレータ１５
ｂに形成されているレンズエレメントの配列数は、マス
クＭに照射される照明光の照度むらが最小となるように
設定される。尚、この設定方法の詳細は、例えば特開平
１０−１９９８００号公報を参照されたい。

【００２９】フライアイ・インテグレータ１５ｂの後側
焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、フラ
イアイ・インテグレータ１５ｂの後側焦点面の近傍に配
置された開口絞り１６ｂ（図１では不図示）により制限
された後、コンデンサーレンズ系１７ｂに入射する。
尚、開口絞り１６ｂは、対応する投影光学ユニットＰＬ
１の瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に
寄与する二次光源の範囲を規定するための可変開口部を
有する。開口絞り１６ｂは、この可変開口部の開口径を
変化させることにより、照明条件を決定するσ値（投影
光学系ＰＬを構成する各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ
５の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の
口径の比）を所望の値に設定する。

【００３０】コンデンサーレンズ系１７ｂを介した光束
は、パターンＤＰが形成されたマスクＭを重畳的に照明
する。ライトガイド１１の他の射出端１１ｃ〜１１ｆか
ら射出された発散光束も同様に、コリメートレンズ１２
ｃ〜１２ｆ、減光フィルタ１３ｃ〜１３ｆ、可変減光フ
ィルタ１４ｃ〜１４ｆ、フライアイ・インテグレータ１
５ｃ〜１５ｆ、開口絞り１６ｃ〜１６ｆ、及びコンデン
サーレンズ系１７ｃ〜１７ｆを順に介してマスクＭを重
畳的にそれぞれ照明する。即ち、照明光学系ＩＬは、マ
スクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数（図１では合計
で５つ）の台形状の領域を照明する。

【００３１】尚、以上説明した照明光学系ＩＬは、１つ
の光源１から射出された照明光をライトガイド１１を介
して５つの照明光に等分割しているが、光源１の数及び
投影光学ユニットの数に限定されることなく、様々な変
形例が可能である。即ち、必要に応じて２つ以上の光源
を設け、これら２つ以上の光源からの照明光をランダム
性の良好なライトガイドを介して所要数（投影光学ユニ
ットの数）の照明光に等分割することもできる。この場
合、ライトガイドは、光源の数と同数の入射端を有し、
投影光学ユニットの数と同数の射出端を有することにな
る。

【００３２】マスクＭ上の各照明領域からの光は、各照
明領域に対応するようにＹ軸方向に沿って配列された複
数（図１では合計で５つ）の投影光学ユニットＰＬ１〜
ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。ここで、各
投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の構成は、互いに同じ
である。次に、本発明の部分光学系としての投影光学系
ＰＬ１〜ＰＬ５の構成について説明する。図６は、投影
光学ユニットＰＬ１の構成の一例を示す側面図である。
尚、投影光学ユニットＰＬ２〜ＰＬ５の構成は投影光学
ユニットＰＬ１とほぼ同様の構成である。

【００３３】図６に示す投影光学ユニットＰＬ１は、マ
スクＭからの光に基づいてパターンＤＰの一次像を形成
する第１結像光学系３０ａと、この一次像からの光に基
づいてマスクパターンの正立正像（二次像）をプレート
Ｐ上に形成する第２結像光学系３０ｂとを有する。尚、
パターンＰ１の一次像の形成位置の近傍には、マスクＭ
上における投影光学ユニットＰＬ１の視野領域（照明領
域）及びプレートＰ上における投影光学ユニットの投影
領域（露光領域）を規定する視野絞りＡＳが設けられて
いる。

【００３４】第１結像光学系３０ａは、マスクＭから−
Ｚ軸方向に沿って入射する光を−Ｘ軸方向に反射するよ
うにマスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設
された第１反射面を有する第１直角プリズム３１ａを備
えている。また、第１結像光学系３０ａは、第１直角プ
リズム３１ａ側から順に、正の屈折力を有する第１屈折
光学系３２ａと、第１直角プリズム３１ａ側に凹面を向
けた第１凹面反射鏡３３ａとを備えている。第１屈折光
学系３２ａ及び第１凹面反射鏡３３ａはＸ軸方向に沿っ
て配置され、全体として第１反射屈折光学系３４ａを構
成している。第１反射屈折光学系３４ａから＋軸Ｘ方向
に沿って第１直角プリズム３１ａに入射した光は、マス
ク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第
２反射面によって−軸Ｚ方向に反射される。

【００３５】一方、第２結像光学系３０ｂは、第１直角
プリズム３１ａの第２反射面から−Ｚ軸方向に沿って入
射する光を−Ｘ軸方向に反射するようにプレート面（Ｘ
Ｙ平面）に対して４５°の角度で斜設された第１反射面
を有する第２直角プリズム３１ｂを備えている。また、
第２結像光学系３０ｂは、第２直角プリズム３１ｂ側か
ら順に、正の屈折力を有する第２屈折光学系３２ｂと、
第２直角プリズム３１ｂ側に凹面を向けた第２凹面反射
鏡３３ｂとを備えている。第２屈折光学系３２ｂ及び第
２凹面反射鏡３３ｂはＸ軸方向に沿って配置され、全体
として第２反射屈折光学系３４ｂを構成している。第２
反射屈折光学系３４ｂから＋軸Ｘ方向に沿って第２直角
プリズム３１ｂに入射した光は、プレート面（ＸＹ平面
面）に対して４５°の角度で斜設された第２反射面によ
って−Ｚ軸方向に反射される。

【００３６】尚、本実施形態では、第１反射屈折光学系
３４ａと第１直角プリズム３１ａの第２反射面との間の
光路中にマスク側倍率補正光学系３５ａが付設され、第
２反射屈折光学系３４ｂと第２直角プリズム３１ｂの第
２反射面との間の光路中にプレート側倍率補正光学系３
５ｂが付設されている。また、マスクＭと第１直角プリ
ズム３１ａの第１反射面との光路中に、像シフターとし
ての第１平行平面板３６及び第２平行平面板３７が付設
されている。

【００３７】図７は、図６のマスク側倍率補正光学系３
５ａ及びプレート側倍率補正光学系３５ｂの構成を概略
的に示す図である。以下、マスク側倍率補正光学系３５
ａ及びプレート側倍率補正光学系３５ｂの構成及び作用
について説明する。まず、図５を参照すると、第１反射
屈折光学系３４ａの光軸をＡＸ１１で表し、第２反射屈
折光学系３４ｂの光軸をＡＸ１２で表している。また、
視野絞りＡＳで規定されるマスクＭ上の照明領域の中心
から−Ｚ軸方向に進行し、視野絞りＡＳの中心を通り、
同じく視野絞りＡＳで規定されるプレートＰ上の露光領
域の中心に達する光線の経路を視野中心軸線ＡＸ１０で
表している。

【００３８】マスク側倍率補正光学系３５ａは、第１屈
折光学系３２ａと第１直角プリズム３１ａの第２反射面
との光路中において、軸線ＡＸ１０に沿って第１屈折光
学系３２ａから順に、第１屈折光学系３２ａ側に平面を
向けた平凸レンズ５１と、第１直角プリズム３１ａの第
２反射面側に平面を向けた平凹レンズ５２とから構成さ
れている。即ち、マスク側倍率補正光学系３５ａの光軸
は軸線ＡＸ１０と一致し、平凸レンズ５１の凸面と平凹
レンズ５２の凹面とはほぼ同じ大きさの曲率を有し、間
隔を隔てて対向している。

【００３９】また、プレート側倍率補正光学系３５ｂ
は、第２屈折光学系３２ｂと第２直角プリズム３１ｂの
第２反射面との光路中において、軸線ＡＸ１０に沿って
第２屈折光学系３２ｂから順に、第２屈折光学系３２ｂ
側に平面を向けた平凹レンズ５３と、第２直角プリズム
３１ｂの第２反射面側に平面を向けた平凸レンズ５４と
から構成されている。即ち、プレート側倍率補正光学系
３５ｂの光軸も軸線ＡＸ１０と一致し、平凹レンズ５３
の凹面と平凸レンズ５４の凸面とはほぼ同じ大きさの曲
率を有し、間隔を隔てて対向している。

【００４０】更に詳細には、マスク側倍率補正光学系３
５ａとプレート側倍率補正光学系３５ｂとは、軸線ＡＸ
１０に沿って向きを変えただけで、互いに同様の構成を
有する。そして、マスク側倍率補正光学系３５ａを構成
する平凸レンズ５１と平凹レンズ５２との間隔及びプレ
ート側倍率補正光学系３５ｂを構成する平凹レンズ５３
と平凸レンズ５４との間隔のうち、少なくともいずれか
一方の間隔を微小量だけ変化させると、投影光学ユニッ
トの投影倍率が微小量だけ変化するとともに、その像面
の合焦方向に沿った（軸線ＡＸ１０に沿った）位置即ち
フォーカス位置も微小量だけ変化する。尚、マスク側倍
率補正光学系３５ａは第１駆動部３８ａによって駆動さ
れ、プレート側倍率補正光学系３５ｂは第２駆動部３８
ｂによって駆動されるように構成されている。

【００４１】一方、像シフターとしての第１平行平面板
３６は、基準状態においてその平行面が視野中心軸線Ａ
Ｘ１０に垂直に設定され、Ｘ軸廻りに微小量だけ回転可
能に構成されている。第１平行平面板３６をＸ軸廻りに
微小量だけ回転させると、プレートＰ上に形成される像
がＸＹ平面においてＹ方向に微動（像シフト）する。ま
た、像シフターとしての第２平行平面板３７は、基準状
態においてその平行面が視野中心軸線ＡＸ１０に垂直に
設定され、Ｙ軸廻りに微小量だけ回転可能に構成されて
いる。第２平行平面板３７をＹ軸廻りに微小量だけ回転
させると、プレートＰ上に形成される像がＸＹ平面にお
いてＸ方向に微動（像シフト）する。尚、第１平行平面
板３６は第３駆動部３９によって駆動され、第２平行平
面板３７は第４駆動部４０によって駆動されるように構
成されている。

【００４２】また、本実施形態では、第２直角プリズム
３１ｂが像ローテーターとして機能するように構成され
ている。即ち、第２直角プリズム３１ｂは、基準状態に
おいて第１反射面と第２反射面との交差線（稜線）がＹ
軸方向に沿って延びるように設定され、視野中心軸線Ａ
Ｘ１０廻り（Ｚ軸廻り）に微小量だけ回転可能に構成さ
れている。第２直角プリズム３１ｂを軸線ＡＸ１０廻り
に微小量だけ回転させると、プレートＰ上に形成される
像がＸＹ平面において軸線ＡＸ１０廻り（Ｚ軸廻り）に
微小回転（像回転）する。第２直角プリズム３１ｂは、
第５駆動部４１によって駆動されるように構成されてい
る。尚、第２直角プリズム３１ｂに代えて第１直角プリ
ズム３１ａが像ローテーターとして機能するように構成
してもよいし、第２直角プリズム３１ｂ及び第１直角プ
リズム３１ａの双方が像ローテーターとして機能するよ
うに構成してもよい。

【００４３】また、第２凹面反射鏡３３ｂの近傍に配置
された（即ち投影光学ユニットＰＬ１の瞳面の近傍に配
置された）一対のレンズ４２，４３の間の空間を密閉状
態で包囲するレンズコントロール室４４が設けられてい
る。このレンズコントロール室４４の密閉空間の圧力
は、圧力調整部４５によって調整可能に構成されてい
る。レンズコントロール室４４の密閉空間の圧力を微小
量だけ変化させると、投影光学ユニットのフォーカス位
置が微小量だけ変化する。尚、第１凹面反射鏡３３ａの
近傍に配置された複数のレンズ間の空間を包囲するよう
にレンズコントロール室を設けることもできる。また、
第１凹面反射鏡３３ａや第２凹面反射鏡３３ｂと隣接す
る光学部材（レンズ）との間にレンズコントロール室を
設けることもできる。

【００４４】以下、各投影光学ユニットの基本的な構成
の説明を簡略化するために、まず第１平行平面板３６、
第２平行平面板３７、マスク側倍率補正光学系３５ａ、
プレート側倍率補正光学系３５ｂ、及びレンズコントロ
ール室４４が付設されていない状態について説明する。
前述したように、マスクＭ上に形成されたパターンＤＰ
は、照明光学系ＩＬからの照明光（露光光）により、ほ
ぼ均一の照度で照明される。マスクＭ上の各照明領域に
形成されたマスクパターンから−Ｚ軸方向に沿って進行
した光は、第１直角プリズム３１ａの第１反射面により
９０°だけ偏向された後、−Ｘ軸方向に沿って第１反射
屈折光学系３４ａに入射する。第１反射屈折光学系３４
ａに入射した光は、第１屈折光学系３２ａを介して、第
１凹面反射鏡３３ａに達する。第１凹面反射鏡３３ａで
反射された光は、再び第１屈折光学系３２ａを介して、
＋Ｘ軸方向に沿って第１直角プリズム３１ａの第２反射
面に入射する。第１直角プリズム３１ａの第２反射面で
９０°だけ偏向されて−Ｚ軸方向に沿って進行した光
は、視野絞りＡＳの近傍にマスクパターンの一次像を形
成する。尚、一次像のＸ軸方向における横倍率は＋１倍
であり、Ｙ軸方向おける横倍率は−１倍である。

【００４５】マスクパターンの一次像から−Ｚ軸方向に
沿って進行した光は、第２直角プリズム３１ｂの第１反
射面により９０°だけ偏向された後、−Ｘ軸方向に沿っ
て第２反射屈折光学系３４ｂに入射する。第２反射屈折
光学系３４ｂに入射した光は、第２屈折光学系３２ｂを
介して、第２凹面反射鏡３３ｂに達する。第２凹面反射
鏡３３ｂで反射された光は、再び第２屈折光学系３２ｂ
を介して、＋Ｘ軸方向に沿って第２直角プリズム３１ｂ
の第２反射面に入射する。第２直角プリズム３１ｂの第
２反射面で９０°だけ偏向されて−Ｚ軸方向に沿って進
行した光は、プレートＰ上において対応する露光領域に
マスクパターンの二次像を形成する。ここで、二次像の
Ｘ軸方向における横倍率及びＹ軸方向における横倍率は
ともに＋１倍である。即ち、各投影光学ユニットを介し
てプレートＰ上に形成されるパターンＤＰの像は等倍の
正立正像であり、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は
等倍正立系を構成している。

【００４６】尚、上述の第１反射屈折光学系３４ａで
は、第１屈折光学系３２ａの後側焦点位置の近傍に第１
凹面反射鏡３３ａが配置されているため、マスクＭ側及
び視野絞りＡＳ側においてほぼテレセントリックとな
る。また、第２反射屈折光学系３４ｂにおいても、第２
屈折光学系３２ｂの後側焦点位置の近傍に第２凹面反射
鏡３３ｂが配置されているため、視野絞りＡＳ側及びプ
レートＰ側においてほぼテレセントリックとなる。その
結果、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、ほぼ両側
（マスクＭ側及びプレートＰ側）にテレセントリックな
光学系である。こうして、複数の投影光学ユニットＰＬ
１〜ＰＬ５から構成された投影光学系ＰＬを介した光
は、プレートステージ（図１では不図示）ＰＳ上におい
て不図示のプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支
持されたプレートＰ上にパターンＤＰの像を形成する。
即ち、上述したように、各投影光学ユニットＰＬ１〜Ｐ
Ｌ５は等倍正立系として構成されているので、感光性基
板であるプレートＰ上において各照明領域に対応するよ
うにＹ軸方向に並んだ複数の台形状の露光領域には、マ
スクパターンの等倍正立像が形成される。

【００４７】図１に戻り、前述したマスクステージＭＳ
には、マスクステージＭＳを走査方向であるＸ軸方向に
沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆
動系（不図示）が設けられている。また、マスクステー
ジＭＳを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だ
け移動させるとともにＺ軸廻りに微小量だけ回転させる
ための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられ
ている。そして、マスクステージＭＳの位置座標が移動
鏡２１を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測さ
れ且つ位置制御されるように構成されている。

【００４８】同様の駆動系が、プレートステージＰＳに
も設けられている。即ち、プレートステージＰＳを走査
方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いスト
ロークを有する走査駆動系（不図示）、プレートステー
ジＰＳを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だ
け移動させるとともにＺ軸廻りに微小量だけ回転させる
ための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられ
ている。そして、プレートステージＰＳの位置座標が移
動鏡２２を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測
され且つ位置制御されるように構成されている。更に、
マスクＭとプレートＰとをＸＹ平面に沿って相対的に位
置合わせするための手段として、一対のアライメント系
２３ａ，２３ｂがマスクＭの上方に配置されている。ア
ライメント系２３ａ，２３ｂとして、例えばマスクＭ上
に形成されたマスクアライメントマークとプレートＰ上
に形成されたプレートアライメントマークとの相対位置
を画像処理により求める方式のアライメント系を用いる
ことができる。

【００４９】また、本実施形態では、図１に示すよう
に、プレートステージＰＳに取り付けられた計測装置と
しての空間像計測装置２４が設けられている。空間像計
測装置２４は、投影光学系ＰＬの像面とほぼ同じ高さ位
置（Ｚ軸方向に沿った位置）に設けられた指標板６０
と、走査方向と直交する方向即ちＹ軸方向に沿って間隔
を隔てて配置された複数（本実施形態では後述するよう
に６つ）の検出ユニット６１とを備えている。図８は、
空間像計測装置２４の概略構成を示す斜視図である。図
８に示すように各検出ユニット６１は、各投影光学ユニ
ット６１を介して指標板６０の指標面６０ａ上に形成さ
れた光学像の二次像を拡大して形成するためのリレー光
学系６２と、このリレー光学系６２を介して形成された
二次像を検出するためのＣＣＤのような二次元撮像素子
６３とを備えている。

【００５０】従って、指標面６０ａ上に形成された指標
６０ｂの拡大像も、リレー光学系６２を介して、二次元
撮像素子６３の検出面上に形成される。尚、リレー光学
系６２には、二次元撮像素子６３の分光感度とプレート
Ｐ上に塗布されるレジストの分光感度とを整合させるた
めの感度補正用のフィルタ６４が挿設されている。複数
の検出ユニット６１の二次元撮像素子６３からの出力は
主制御系２０（図２参照）に供給される。主制御系２０
には、各検出ユニット６１の二次元撮像素子６３で検出
された画像情報を表示するためのディスプレイ６５が接
続されている。主制御系２０は、上述した第１駆動部３
８ａ、第２駆動部３８ｂ、第３駆動部３９、第４駆動部
４０、第５駆動部４１、及び圧力調整部４５をそれぞれ
制御する。空間像計測装置２４における計測動作及び主
制御系２０における制御動作については後述する。

【００５１】こうして、マスクステージＭＳ側の走査駆
動系及びプレートステージＰＳ側の走査駆動系の作用に
より、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる
投影光学系ＰＬに対してマスクＭとプレートＰとを一体
的に同一方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることによ
って、マスクＰ上のパターン領域の全体がプレートＰ上
の露光領域の全体に転写（走査露光）される。尚、複数
の台形状の露光領域の形状及び配置、ひいては複数の台
形状の照明領域の形状及び配置については、例えば特開
平７−１８３２１２号公報等を参照されたい。

【００５２】次に、以上説明した構成の本発明の一実施
形態による露光装置の製造方法について説明する。図１
に示した露光装置を製造する場合には、まず、照明光学
系ＩＬ及び投影光学系ＰＬをそれぞれ高い精度をもって
組み立てる。次に、組み立てた照明光学系ＩＬ及び投影
光学系と、マスクステージＭＳ、一対のアライメント系
２３ａ，２３ｂ、及び移動鏡２１を含むマスクアライメ
ント系と、プレートステージＰＳ及び移動鏡２２を含む
プレートアライメント系と、空間像計測装置２４等の図
１〜図８に示した各要素が電気的、機械的、又は光学的
に連結して組み上げられる。そして、プレートＰを精度
よく高速に位置制御することができ、スループットを向
上しつつ高い露光精度で露光が可能となるように、最終
的な総合調整（電気調整、動作確認等）をすることによ
り露光装置が製造される。尚、露光装置の製造は、温度
及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。尚、本実施形態では、露光装置を組み上
げた段階では、照明光学系ＩＬ内に減光部材１３ｂ〜１
３ｆ及び可変減光部材１４ｂ〜１４ｆは設けられていな
いものとする。

【００５３】露光装置の製造方法の概略は以上の通りで
あるが、次に、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を介
してプレートＰに照射される光の光量を均一化する工程
について詳細に説明する。この工程は上述の最終的な総
合調整で行われる。図９は、各投影光学ユニットＰＬ１
〜ＰＬ５を介してプレートＰに照射される光の光量を均
一化する工程の手順を示すフローチャートである。工程
が開始すると、まず主制御系２０は駆動装置１８（図２
参照）に制御信号を出力して減光フィルタ７を光路に対
して傾斜した状態で配置させる（工程Ｓ１０）。減光フ
ィルタ７が図３に示した構成である場合には、エアシリ
ンダ又はリニアモータで実現される駆動装置１８を駆動
してカセット７ａをＹ軸方向に移動させて減光フィルタ
７ｂを光軸ＡＸ１上に配置する。

【００５４】これは、空間像計測装置２４に設けられる
二次元撮像素子６３の検出感度に合わせるためである。
つまり、プレートＰに照射される光の光量を計測すると
きには図８に示した空間像計測装置２４を用いるが、光
源１から射出された光は二次元撮像素子６３の検出感度
以上の光量を有し、二次元撮像素子６３が飽和してしま
い、プレートＰに照射される光の光量を正確に計測する
ことができなくなるからである。減光フィルタ７の配置
が完了すると、図２に示した遮蔽板４ｂを移動させて開
口板４ａに形成されている開口を開放することによりシ
ャッタ４を開状態とする。光源１からの光は、シャッタ
４及びリレーレンズ５を介した後、光路に対して傾斜し
た状態に配置された減光フィルタ７に入射する。

【００５５】減光フィルタ７に入射した光の内、約２％
程度の光のみが減光フィルタ７を透過し、残りの光は減
光フィルタ７によって反射されて吸光板８で吸収され
る。減光フィルタ７を透過した光は波長選択フィルタ６
に入射するが、ｇ線（４３６ｎｍ）の光、ｈ線（４０５
ｎｍ）、及びｉ線（３６５ｎｍ）の光のみが波長選択フ
ィルタ６を透過する。波長選択フィルタ６を透過した光
はリレーレンズ１０によって集束されてライトガイド１
１の入射端１１ａから入射して、５つの光束に分割さ
れ、ライトガイド１１の射出端１１ｂ〜１１ｆ各々から
射出する。

【００５６】射出端１１ｂ〜１１ｆ各々から射出した光
は、各々コリメートレンズ１２ｂ〜１２ｆ、フライアイ
・インテグレータ１５ｂ〜１５ｆ、開口絞り１６ｂ〜１
６ｆ、及びコンデンサーレンズ系１７ｂ〜１７ｆを順に
透過して、マスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。マス
クＭに照射された光の各々は、各投影光学ユニットＰＬ
１〜ＰＬ５を介してプレートＰ上に照射される（工程Ｓ
１２）。光源１から射出される光束が約１００ｍＷ／ｃ
ｍ²の露光パワーであると仮定すると、減光フィルタ７
を光路内に配置することによって約２ｍＷ／ｃｍ²程度
の照度を有する光が照射される。

【００５７】次に、空間像計測装置２４を用いてプレー
トＰに照射される光の光量を計測する工程が行われる
（工程Ｓ１４）。図１０は、本実施形態において各投影
光学ユニットを介してプレートＰに照射される光の光量
を計測する方法の説明図である。本実施形態では、図１
０に示すように、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を
介して、視野絞りＡＳの開口部の像Ｉｍ１〜Ｉｍ５が形
成される。像Ｉｍ１〜Ｉｍ５は、それぞれ台形状の露光
領域であって、走査直交方向（Ｙ軸方向）に沿って千鳥
状に並んでいる。ここで、像Ｉｍ１〜Ｉｍ５の中央の矩
形状領域は重複露光に寄与しない領域であり、その両端
の三角形状領域は重複露光に寄与する領域である。

【００５８】上述したように、空間像計測装置２４は６
つの検出ユニット６１を有しているが、図１０ではこれ
らに符号６１ａ〜６１ｆを付して各々を区別している。
図１０に示すように、検出ユニット６１ａ〜６１ｆはＹ
軸方向に沿って等間隔を隔てて配置されている。各検出
ユニット６１ａ〜６１ｆの間隔は、像Ｉｍ１〜Ｉｍ５の
両端における三角形状領域のＹ軸方向に沿った間隔に対
応している。即ち、各検出ユニット６１ａ〜６１ｆの間
隔は、図中実線で示すように、６つの検出ユニット６１
ａ〜６１ｆとＹ軸方向に直線状に並んだ３つの像Ｉｍ
１、Ｉｍ３、及びＩｍ５とをＸ軸方向に沿って整列させ
た状態において、検出ユニット６１ａ及び検出ユニット
６１ｂが投影光学ユニットＰＬ１を介して形成される像
Ｉｍ１の一対の三角形状領域をそれぞれカバーし、検出
ユニット６１ｃ及び検出ユニット６１ｄが投影光学ユニ
ットＰＬ３を介して形成される像Ｉｍ３の一対の三角形
状領域をそれぞれカバーし、検出ユニット６１ｅ及び検
出ユニット６１ｆが投影光学ユニットＰＬ５を介して形
成される像Ｉｍ５の一対の三角形状領域をそれぞれカバ
ーするように設定されている。

【００５９】従って、６つの検出ユニット６１ａ〜６１
ｆと３つの像Ｉｍ１、Ｉｍ３、及びＩｍ５とを整列させ
た状態から、プレートステージＰＳをＸ軸方向に沿って
所定距離だけ移動させると、図中破線で示すように、６
つの検出ユニット６１ａ〜６１ｆと２つの像Ｉｍ２及び
Ｉｍ４とを整列させることができる。この状態におい
て、検出ユニット６１ｂ及び検出ユニット６１ｃが投影
光学ユニットＰＬ２を介して形成される像Ｉｍ２の一対
の三角形状領域をそれぞれカバーし、検出ユニット６１
ｄ及び検出ユニット６１ｅが投影光学ユニットＰＬ４を
介して形成される像Ｉｍ４の一対の三角形状領域をそれ
ぞれカバーする。このとき、検出ユニット６１ａ及び検
出ユニット６１ｆは、検出動作を行わないことになる。

【００６０】尚、以上説明したように、本実施形態では
空間像計測装置２４が６つの検出ユニット６１ａ〜６１
ｆを備えているために、これらの検出ユニット６１ａ〜
６１ｆの間の相対的な位置合わせが行われる。この位置
合わせではＸＹ平面における位置合わせのみならず、Ｚ
軸方向の位置合わせも行われる。検出ユニット６１ａ〜
６１ｆの位置合わせは指標板６０に設けられた指標６０
ｂに基づいて行われる。即ち、指標板６０にはＹ軸方向
に沿って所定の等間隔を隔てて配置された指標６０ｂが
６箇所に設けられており、例えば各検出ユニット６１ａ
〜６１ｆで検出される各指標６０ｂの像の中心と各検出
ユニット６１ａ〜６１ｆの検出中心とを一致させること
により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った相互位置合わせ
が行われる。また、例えば各検出ユニットで検出される
指標６０ｂの像のコントラストに基づいて、Ｚ軸方向に
沿った相互位置合わせが行われる。こうして、減光フィ
ルタ６の作用により減光された状態において、プレート
Ｐに照射される光の光量の計測が行われる。

【００６１】以上の計測が終了すると、図２に示した遮
蔽板４ｂを移動させて開口板４ａに形成されている開口
を遮蔽することによりシャッタ４を閉状態として、プレ
ートＰへの照明光の照射を停止する（工程Ｓ１６）。工
程Ｓ１４の計測結果は主制御系２０に供給される。主制
御系２０はこの計測結果から、投影光学ユニットＰＬ１
〜ＰＬ５を介してプレートＰに照射される光量の内、光
量が最も小さい光が照射される箇所を特定する（工程Ｓ
１８）。次に、工程Ｓ１８で特定された光量と、その光
量が計測された位置以外の位置で計測された光量とから
ライトガイド１１の射出端１１ｂ〜１１ｆの各々に対応
して設ける減光フィルタ１３ｂ〜１３ｆの透過率を決定
する（工程Ｓ２０）。

【００６２】例えば、図１０に示した像Ｉｍ１の光量が
最も小さいと特定されたとする。この工程Ｓ２０では、
計測された像Ｉｍ１の光量をＬＱとすると、減光フィル
タ１３ｃ〜１３ｆの透過率は、減光フィルタ１３ｃ〜１
３ｆを光路内に配置したときに像Ｉｍ２〜Ｉｍ５各々の
光量が光量ＬＱ以下とならなず、且つ最も透過率が低く
なるように決定される。減光フィルタ１３ｃ〜１３ｆの
透過率が最も低くなるように決定されるのは、前述した
ように、減光フィルタ１３ｂ〜１３ｆは７０〜９５％の
範囲で５％刻みで透過率が設定されているものが用意さ
れているからである。

【００６３】このように、光量が最も小さい光に合わせ
て減光フィルタ１３ｂ〜１３ｆの透過率を決定するの
は、像Ｉｍ１〜Ｉｍ５の光量を調整する際に、像Ｉｍ１
〜Ｉｍ５の光量を増加させることはできないため、大き
な光量の光を減光して調整するほかないからである。
尚、減光フィルタ１３ａ〜１３ｆの透過率の決定は、空
間像計測装置２４の計測結果から主制御系２０が自動的
に行っても良く、又は、空間像計測装置２４で計測され
た光量をディスプレイ６５に表示して、製造者が決定す
るようにしても良い。

【００６４】減光フィルタ１３ｂ〜１３ｆの透過率が決
定されると、製造者がその透過率を有する減光フィルタ
１３ｂ〜１３ｆを照明光学系ＩＬ内のコリメートレンズ
１２ｂとフライアイ・インテグレータ１５ｂとの間の光
路中に配置する（工程Ｓ２４）とともに、可変減光フィ
ルタ１４ｂ〜１４ｆの各々を減光フィルタ１３ａ〜１３
ｆとフライアイ・インテグレータ１５ｂ〜１５ｆとの間
に配置する（工程Ｓ２４）。減光フィルタ１３ｂｃ〜１
３ｆ及び可変減光フィルタ１４ｃ〜１４ｆの配置を完了
すると、図２に示した遮蔽板４ｂを移動させて開口板４
ａに形成されている開口を開放することによりシャッタ
４を開状態として、再度プレートＰ上に照明光を照射し
て（工程Ｓ２６）、空間像計測装置２４を用いてプレー
トＰ上に照射される照明光の光量を計測する（工程Ｓ２
８）。

【００６５】次に、主制御系２０は、工程Ｓ２８の計測
結果に基づいて、プレートＰに照射される照明光の照明
分布（光量のばらつき）が予め設定された規格内である
か否かを判断する。規格外であると判断した場合（判断
結果が「ＮＯ」の場合）には、主制御系２０は図２に示
した駆動装置１９に制御信号を出力し、可変減光フィル
タ１４ｂ〜１４ｆの内の少なくとも１つをＸ軸方向に移
動させることによりプレートＰに照射される照明光の光
量の微調整を行う（工程Ｓ３２）。工程Ｓ３２が終了す
ると工程Ｓ２８へ戻る。このように、本実施形態では、
空間像計測装置２４でプレートＰに照射される照明光の
光量をモニタしつつ、可変減光フィルタ１４ｂ〜１４ｆ
の透過率をほぼ連続的に調整している。工程Ｓ３０にお
いて、照度分布（光量のばらつき）が予め設定された規
格内であると主制御系２０が判断した場合（判断結果が
「ＹＥＳ」の場合）には、一連の工程が終了する。

【００６６】以上説明した工程を経て、プレートＰに照
射される光の光量の調整が行われる。尚、以上の説明で
は、露光装置の製造時における光量調整について説明し
たが、例えば定期的なメンテナンス時において、図９に
示した工程Ｓ１０を行ってから工程Ｓ２６〜工程Ｓ３２
を実施すれば、経時的な変化に起因して生ずる照度分布
むらの調整を行うことができる。減光フィルタ７は空間
像計測装置２４を用いた計測を行う場合以外は、光路外
に配置される。尚、減光フィルタ７が図３に示した構成
である場合には、空間像計測装置２４を用いた計測を行
うときに減光フィルタ７ｂが光軸ＡＸ１上に配置され
る。それ以外の場合には光軸ＡＸ１が開口７ｈ，７ｉの
ほぼ中心を通るようにカセット７ａ配置されてマスクＭ
に形成されたパターンのプレートＰへの転写が行われ
る。尚、プレートＰに高感度のフォトレジストが塗布さ
れている場合には、減光フィルタ７ｃが光軸ＡＸ１上に
配置される。

【００６７】以上のように、本実施形態では、図１０に
実線で示す位置において、６つの検出ユニット６１ａ〜
６１ｆを介して３つの投影光学ユニットＰＬ１、ＰＬ
３、及びＰＬ５の光学特性を計測する。次いで、プレー
トステージＰＳを走査方向（Ｘ軸方向）に移動させ、図
１０に破線で示す位置において、４つの検出ユニット６
１ｂ〜６１ｅを介して２つの投影光学ユニットＰＬ２及
びＰＬ４の光学特性を計測する。その結果、各投影光学
ユニットの光学特性を短時間で計測することができる。

【００６８】また、各検出ユニット６１における光学像
の検出は、各検出ユニット６１を静止させたままで、即
ちプレートステージＰＳを静止させたままで行われる。
もちろん、次の光学像の検出のためにプレートステージ
ＰＳは移動するが、光学像の検出動作自体は静止状態で
行われる。この意味において、各検出ユニット６１は静
止型センサであり、大型のプレートステージＰＳを走査
させることなく像検出を行う。これに対し、従来のスリ
ットスキャン型のセンサでは、像検出に際して数十μｍ
〜数百μｍ程度の高精度な走査を行う必要があるため、
特に大型のプレートステージを有する場合には計測時間
の観点から非常に不利である。換言すると、本実施形態
では、大型のプレートステージＰＳを備えているにもか
かわらず、像検出に際してスキャン動作が不要であるた
め、検出時間が、ひいては計測時間が非常に短くて済
む。

【００６９】また、本実施形態の静止型センサと従来の
スリットスキャン型センサとで検出精度自体はほぼ同じ
であるとしても、同一時間内に計測可能な回数で比較す
れば、本実施形態の静止型センサの方がはるかに有利で
ある。その結果、本実施形態の静止型センサでは、多数
の計測情報に基づく平均化効果により、高い計測精度を
実現することができる。しかも、この高精度の計測結果
に基づいて、可変減光フィルタ１４ｂ〜１４ｆの透過率
をほぼ連続的に微調整しているため、高精度に且つ迅速
に、しかも露光装置の製造後であっても光量の調整をす
ることができる。

【００７０】また、本実施形態の露光装置は、所定のテ
ストパターンが形成されたテストマスクをマスクステー
ジＭＳ上に設定して、このテストパターンの像を空間像
計測装置２４で計測することにより各投影光学ユニット
ＰＬ１〜ＰＬ５における像位置、像回転、倍率、収差な
どを計測すること可能である。そして、空間像計測装置
２４の計測結果に基づいて、主制御系２０が、必要に応
じて、第１駆動部３８ａや第２駆動部３８ｂを介してマ
スク側倍率補正光学系３５ａやプレート側倍率補正光学
系３５ｂを駆動することにより、各投影光学ユニットＰ
Ｌ１〜ＰＬ５における倍率変動を調整（補正）する。ま
た、主制御系２０は、必要に応じて、第３駆動部３９や
第４駆動部４０を介して、像シフターとしての第１平行
平面板３６や第２平行平面板３７を駆動することによ
り、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５における像位置
の変動を補正する。

【００７１】更に、主制御系２０は、必要に応じて、第
５駆動部４１を介して、像ローテーターとしての第２直
角プリズム３１ｂを駆動することにより、各投影光学ユ
ニットＰＬ１〜ＰＬ５における像回転を補正する。ま
た、主制御系２０は、必要に応じて、圧力調整部４５を
介して、レンズコントロール室４４内の圧力を微小量だ
け変化させることにより、各投影光学ユニットＰＬ１〜
ＰＬ５におけるフォーカス位置の変動を補正する。更
に、主制御系２０は、必要に応じて、各収差の補正に有
効なレンズを光軸方向又は光軸直交方向に沿って移動さ
せたり、光軸に対して傾斜させたりすることにより、回
転対称収差や非回転対称収差を補正する。また、主制御
系２０は、必要に応じて、視野絞りＡＳをＸＹ平面に沿
って移動させたりＺ軸廻りに回転させたりすることによ
り、視野絞り像の像位置の変動及び像回転を補正する。

【００７２】尚、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５に
おける光学特性の調整に際しては、各投影光学ユニット
ＰＬ１〜ＰＬ５の光学特性をすべて所望の状態に補正す
るのが理想である。しかしながら、実際には各投影光学
ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の光学特性をすべて所望の状態
に補正することは困難であり、良好な重複露光を実現す
るために、露光領域の一部重複部分において隣合う投影
光学ユニットの光学特性がほぼ同じ傾向に従って変化す
るように設定することが好ましい。具体的には、例えば
隣合う投影光学ユニットで像面湾曲の向きが逆になり、
且つ隣合う投影光学ユニットで露光領域の一部重複部分
の像面がほぼ一致するように設定することが好ましい。
また、例えばコマ収差などの諸収差の場合にも、露光領
域の非重複部分（中央の矩形状部分）から一部重複部分
（両端の三角形状部分）へかけて収差の変化が連続的で
且つ滑らかになるように補正することが好ましい。

【００７３】また、前述した実施形態では経時的な変化
に起因して生ずるプレートＰに照射される光の照度分布
むらの調整を行う場合について説明したが、同様に各投
影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５では露光中の光照射によ
るレンズの熱変形や偏向部材の熱変形などにより、フォ
ーカス位置や、倍率や、収差などが変動する可能性があ
る。この場合には各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５へ
の照射光の光量を空間像計測装置２４でモニターしつ
つ、予め求めたデータテーブルなどを参照して、これら
の光学特性の変動を随時調整（補正）することが好まし
い。

【００７４】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範
囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態
ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に
挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の
露光装置にも適用可能である。また、上記実施形態で
は、照明光学系ＩＬ内に光源１として超高圧水銀ランプ
を備え、波長選択フィルタ６で、必要となるｇ線（４３
６ｎｍ）の光、ｈ線（４０５ｎｍ）、及びｉ線（３６５
ｎｍ）の光を選択するようにしていた。しかしながら、
これに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、
ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ ₂レーザ（１
５７ｎｍ）を光源１として備え、これらのレーザから射
出されるレーザ光を用いる場合であっても本発明を適用
することが可能である。

【００７５】また、前述した実施形態においては、液晶
表示素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、もち
ろん、液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけで
はなく、半導体素子等を含むディスプレイの製造に用い
られてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光
装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパタ
ーンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣ
ＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも本
発明を適用することができる。

【００７６】また、前述した実施形態では、光源１から
の光を減光フィルタ７で減光した後に、波長選択フィル
タ６へ導く構成としたが、波長選択フィルタ６で光源１
からの光から所定の波長領域の光だけを抽出した後に、
減光フィルタ６、１３ｂ〜１３ｆ、１４ｂ〜１４ｆへ導
くようにする構成も可能である。この場合、波長選択フ
ィルタ６を介した光源１からの光は、波長選択フィルタ
６での波長抽出によりそのエネルギーが減じられている
ため、減光フィルタ６、１３ｂ〜１３ｆ、１４ｂ〜１４
ｆでのダメージを低減できる利点がある。更に、前述し
た実施形態では、複数の放熱板を有するヒートシンク９
を用いて減光フィルタ７で反射された光を吸光板８で吸
収した際に生ずる熱を放出していたが、吸光板８とヒー
トシンク９との間にペルチェ素子を配置して、強制的に
吸光板８を冷却する構成であっても良い。また、上記実
施形態では、ライトガイド１１の射出端１１ｂ〜１１ｆ
全てについて減光フィルタ１３ｂ〜１３ｆ及び可変減光
フィルタ１３ｂ〜１３ｆを設けた構成について説明した
が、本発明はライトガイド１１の射出端１１ｂ〜１１ｆ
の少なくとも１つについて減光フィルタ及び可変減光フ
ィルタを配置する場合にも適用することができる。

【００７７】例えば、上記実施形態では、投影光学ユニ
ットＰＬ１〜ＰＬ５を介してプレートＰに照射される光
量の内、光量が最も小さい光が照射される箇所を特定
し、この最も小さい光量に合わせて減光フィルタ１３ａ
〜１３ｆの透過率を設定していた。しかしながら、常に
投影光学ユニットＰＬ１を介してプレートＰに照射され
る光の光量を基準として、他の投影光学系ユニットＰＬ
２〜ＰＬ５を介する光の光量を調整するようにしても良
い。この場合には、投影光学ユニットＰＬ１を介する光
の光量を調整するための減光フィルタ１３ｂ及び可変減
光フィルタ１３ｂは不要となる。

【００７８】上述したように、本実施形態ではプレート
Ｐに照射される光の照度分布を迅速に計測するために空
間像計測装置２４を用いていたが、照度分布を計測する
だけであれば、従来のスリットスキャン型センサを用い
ることができない訳ではない。よって、例えば照度分布
の計測に要する時間よりも装置構成の簡略化が要求され
る場合には、空間像計測装置２４に代えて従来のスリッ
トスキャン型センサを用いて照度分布を計測しても良
い。

【００７９】尚、上述の実施形態では、空間像計測装置
２４が二次元撮像素子６３を備える場合を例に挙げて説
明したが、これに限定されることなく、撮像素子として
例えば一次元ＣＣＤを用いることもできる。この場合に
おいても、一次元ＣＣＤにおける像検出自体はプレート
ステージを静止させたままで行われる。また、上述の実
施形態では、６つの検出ユニットをＹ方向に沿って並べ
ているが、その数及び配列については様々な変形例が可
能である。この点に関して、例えばＹ軸方向に沿って間
隔を隔てた一対の検出ユニットで像検出を行うこともで
きるし、場合によっては単体の検出ユニットで像検出を
行うこともできる。

【００８０】更に、上述の実施形態では、各投影光学ユ
ニットＰＬ１〜ＰＬ５が一対の結像光学系を有するマル
チ走査型投影露光装置について本発明を適用している
が、各投影光学ユニットが１つ又は３つ以上の結像光学
系を有する型式のマルチ走査型投影露光装置に対しても
本発明を適用することができる。また、上述の実施形態
では、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５が反射屈折型
の結像光学系を有するマルチ走査型投影露光装置につい
て本発明を適用しているが、これに限定されることな
く、例えば屈折型の結像光学系を有する型式のマルチ走
査型投影露光装置に対しても本発明を適用することがで
きる。

【００８１】次に本発明の一実施形態による露光装置を
リソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方
法の実施形態について説明する。図１１は、マイクロデ
バイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフロー
チャートである。まず、図１１のステップＳ４０におい
て、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のス
テップＳ４２において、その１ロットのウェハ上の金属
膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ
Ｓ４４において、図１に示す露光装置を用いて、マスク
Ｍ上のパターンの像がその投影光学系（投影光学ユニッ
ト）を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領
域に順次露光転写される。

【００８２】その後、ステップＳ４６において、その１
ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた
後、ステップＳ４８において、その１ロットのウェハ上
でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うこ
とによって、マスク上のパターンに対応する回路パター
ンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その
後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うこと
によって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述
の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路
パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得
ることができる。

【００８３】また、図１に示す露光装置では、プレート
（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電
極パターン等）を形成することによって、マイクロデバ
イスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、
図１２のフローチャートを参照して、このときの手法の
一例につき説明する。図１２は、本実施形態の露光装置
を用いてプレート上に所定のパターンを形成することに
よって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る
際の手法のフローチャートである。

【００８４】図１２、パターン形成工程Ｓ５０では、本
実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性
基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光
する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光
リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の
電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光
された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥
離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定の
パターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ５
２へ移行する。

【００８５】次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２で
は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）
に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配
列されたり、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィ
ルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィル
タを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２
の後に、セル組み立て工程Ｓ５４が実行される。セル組
み立て工程Ｓ５４では、パターン形成工程Ｓ５０にて得
られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ
形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタ等を用いて
液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。

【００８６】セル組み立て工程Ｓ５４では、例えば、パ
ターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有す
る基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカ
ラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液
晶セル）を製造する。その後、モジュール組立工程Ｓ５
６にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示
動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取
り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表
示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターン
を有する液晶表示素子をスループット良く得ることがで
きる。

【００８７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、光路に対して傾斜して配置された減光部材によって
光源から射出された光を減光した後で波長選択部材によ
り所定の波長の光を選択するよにしているため、感光性
基板に照射される光の光量を計測する場合の減光部材と
波長選択部材との間の多重反射による光学特性の低下
（例えば、光量変化）の影響を防止することができると
いう効果がある。また、本発明によれば、光源から射出
された光の内、減光部材で反射された光を吸収部材によ
って吸収するようにしているため、減光部材によって反
射された光が露光装置に対して与える熱的な影響又は光
学的な影響（例えば、迷光）を防止することができると
いう効果がある。また、本発明によれば、感光性基板に
照射される光の光量を計測装置で計測するときに、制御
装置が減光部材を光源からの光路に対して傾斜した状態
で配置しているため、光源から射出された光の光量が計
測装置で計測することができる光量以上であっても感光
性基板に照射される光の光量を計測装置で計測すること
ができる光量に調整することができるという効果があ
る。しかも、減光部材は光路に対して傾斜して配置され
るため、減光部材を光路中に配置したときに生ずる多重
反射等の悪影響を生ずることがなく、その結果として高
精度の計測を実現することができるという効果がある。
また、本発明によれば、光源からマスクに至る光路中に
粗調整用の光量調整部材と微調整用の光量調整部材とを
備えたため、マスクに照射される光の光量、ひいては感
光性基板に照射される光の光量を調整するときに、粗調
整用の光量調整部材で照射光量を所望の大きさ（レベ
ル）に設定し、微調整用の光量調整部材でそのレベルの
光量を維持しつつ微調整することができる。よって、高
精度に且つ迅速に光量の調整を行うことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による露光装置の全体の概
略構成を示す斜視図である。

【図２】 照明光学系ＩＬの側面図である。

【図３】 減光フィルタ７の具体的な構成の一例を示す
斜視図である。

【図４】 減光フィルタ１３ｂの一例を示す上面図であ
る。

【図５】 可変減光フィルタ１４ｂ一例を示す上面図で
ある。

【図６】 投影光学ユニットＰＬ１の構成の一例を示す
側面図である。

【図７】 図６のマスク側倍率補正光学系３５ａ及びプ
レート側倍率補正光学系３５ｂの構成を概略的に示す図
である。

【図８】 空間像計測装置２４の概略構成を示す斜視図
である。

【図９】 各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を介して
プレートＰに照射される光の光量を均一化する工程の手
順を示すフローチャートである。

【図１０】 本実施形態において各投影光学ユニットを
介してプレートＰに照射される光の光量を計測する方法
の説明図である。

【図１１】 マイクロデバイスとしての半導体デバイス
を得る際の手法のフローチャートである。

【図１２】 本実施形態の露光装置を用いてプレート上
に所定のパターンを形成することによって、マイクロデ
バイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 光源 ６ 波長選択フィルタ（波長選択部材） ７ 減光フィルタ（減光部材、粗調整用
の光量調整部材） ８ 吸光板（吸光部材） ９ ヒートシンク（放熱部材） １１ ライトガイド（分割光学系） １３ｂ〜１３ｆ 減光フィルタ（粗調整用の光量調整
部材） １４ｂ〜１４ｆ 可変減光フィルタ（微調整用の光量
調整部材） ２０ 主制御系（制御装置） ２４ 空間像計測装置（計測装置） ＤＰ パターン Ｍ マスク Ｐ プレート（感光性基板） ＰＬ 投影光学系 ＰＬ１〜ＰＬ５ 投影光学ユニット（部分光学系） ＰＳ プレートステージ（基板ステージ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 BA02 BA06 BB01 BB02 CA02 CA06 EA03 GB02 JA01 JA03 LA10 LA12 LA17 5F046 BA05 CB08 CB09 CB23 CB25 DA01 DA02

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から射出される光をマスクに照射し
   て、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転
   写する露光装置において、 前記光源と前記マスクとの間の光路に対して傾斜して配
   置され、前記光源から射出される光を減光する減光部材
   と、 前記減光部材を透過した光から所定の波長の光を選択す
   る波長選択部材とを備えることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 光源から射出される光をマスクに照射し
   て、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転
   写する露光装置において、 前記光源と前記マスクとの間の光路に対して傾斜して配
   置され、前記光源から射出される光を減光する減光手段
   と、 前記光源と前記減光手段との間の光路に配置され、前記
   光源からの光から所定の波長の光を選択する波長選択部
   材とを備えることを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】 光源から射出される光をマスクに照射し
   て、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転
   写する露光装置において、 前記光源と前記マスクとの間の光路に対して傾斜して配
   置され、前記光源から射出される光を減光する減光部材
   と、 前記減光部材で反射された光を吸収する吸光部材とを備
   えることを特徴とする露光装置。
4. 【請求項４】 前記吸光部材には放熱部材が取り付けら
   れていることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記減光部材は、前記光路に対して進退
   自在に構成されていることを特徴とする請求項１から請
   求項４の何れか一項に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 光源から射出される光をマスクに照射し
   て、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に転
   写する露光装置において、 前記光源と前記マスクとの間の光路に対して進退自在に
   構成され、前記光源から射出される光を減光する減光部
   材と、 前記感光性基板を載置した状態で移動可能に構成された
   基板ステージと、 前記基板ステージに設けられ、前記感光性基板に照射さ
   れる光を計測する計測装置と、 前記感光性基板に照射される光を前記計測装置で計測す
   る場合に、前記光路に対して傾斜した状態で前記減光部
   材を配置する制御装置とを備えることを特徴とする露光
   装置。
7. 【請求項７】 前記減光部材は、金属又はセラミックス
   で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項
   ６の何れか一項に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 少なくとも前記減光部材を介した光を複
   数に分割して前記マスクに照射する分割光学系を更に備
   えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一
   項に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 前記マスクと前記感光性基板との間に配
   置され、前記分割光学系で分割されて前記マスクを透過
   した光各々を、異なる部分光学系を介して前記感光性基
   板に投影する投影光学系を備えることを特徴とする請求
   項８記載の露光装置。
10. 【請求項１０】 光源から射出される光をマスクに照射
    して、当該マスクに形成されたパターンを感光性基板に
    転写する露光装置において、 前記光源から前記マスクへ至る光路中に設けられて、前
    記光源から射出された光の前記感光性基板上における光
    量を調整する光量調整部材を備え、 前記光量調整部材は、粗調整用の光量調整部材と微調整
    用の光量調整部材とを含むことを特徴とする露光装置。
11. 【請求項１１】 前記微調整用の光量調整部材は、透過
    率をほぼ連続的に変更可能であることを特徴とする請求
    項１０記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記粗調整用の光量調整部材及び前記
    微調整用の光量調整部材の少なくとも一方は、前記光路
    に対して傾斜した状態で配置されていることを特徴とす
    る請求項１０又は請求項１１記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記粗調整用の光量調整部材及び前記
    微調整用の光量調整部材の少なくとも一方は、金属又は
    セラミックスで形成されていることを特徴とする請求項
    １０から請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。
14. 【請求項１４】 前記粗調整用の光量調整部材は、前記
    光源と前記感光性基板との間の光路中に設けられ、 前記微調整用の光量調整部材は、前記粗調整用の光量調
    整部材と前記感光性基板との間に設けられることを特徴
    とする請求項１０から請求項１３の何れか一項に記載の
    露光装置。
15. 【請求項１５】 前記光源から射出された光を複数に分
    割する分割光学系を更に備え、 前記粗調整用の光量調整部材は、前記光源と前記分割光
    学系との間の光路中に設けられ、 前記微調整用の光量調整部材は、前記分割光学系と前記
    感光性基板との間に設けられることを特徴とする請求項
    １４記載の露光装置。
16. 【請求項１６】 前記マスクと前記感光性基板との間の
    光路中に配置され、前記分割光学系の各々の射出端から
    射出されて前記マスクを透過した各々の光を互いに異な
    る部分光学系を介して前記感光性基板に投影する投影光
    学系を備えることを特徴とする請求項１５記載の露光装
    置。
17. 【請求項１７】 前記感光性基板を載置した状態で移動
    可能に構成された基板ステージと、 前記基板ステージに設けられ、前記感光性基板に照射さ
    れる光を計測する計測装置とを更に備えることを特徴と
    する請求項１０から請求項１６の何れか一項に記載の露
    光装置。
18. 【請求項１８】 請求項１から請求項１７の何れか一項
    に記載の露光装置を用いて前記マスクに形成されたパタ
    ーンを前記感光性基板に露光する露光工程と、 露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含む
    ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
19. 【請求項１９】 光源と該光源からの光を複数に分割す
    る分割光学系とを備え、該分割光学系で分割された光を
    マスクに照射して該マスクに形成されたパターンを感光
    性基板に転写する露光装置の製造方法において、 前記感光性基板上において、前記分割光学系から射出さ
    れて前記マスクを介した光各々の光量を計測する計測工
    程と、 前記計測工程で計測された最も小さな光量の光に合わせ
    て粗調整用の光量調整部材を選択して前記分割光学系と
    前記マスクとの間に配置する粗調整工程と、 前記分割光学系と前記マスクとの間に微調整用の光量調
    整部材を配置し、前記分割光学系で分割された光の前記
    感光性基板上における光量がほぼ一定となるように調整
    する微調整工程とを有することを特徴とする露光装置の
    製造方法。
20. 【請求項２０】 前記計測工程は、前記光源からの光を
    減光する減光部材を、前記光源と前記分割光学系との間
    の光路に対して傾斜した状態で配置する減光部材設定工
    程と、 前記感光性基板を載置する基板ステージに設けられ、当
    該基板ステージに照射される光を計測する計測装置を用
    いて、前記分割光学系によって分割された光を順に計測
    する分割光計測工程とを含むことを特徴とする請求項１
    ９記載の露光装置の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１９又は請求項２０記載の製造
    方法を用いて製造された露光装置を用いて前記マスクに
    形成されたパターンを前記感光性基板に露光する露光工
    程と、 露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含む
    ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。