JP2006128321A - Manufacturing method of illumination optical system, aligner and micro device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system capable of correcting illumination evenness in an illuminated region or an exposure region, and a light intensity distribution in the optical conjugation position or in its vicinity with the pupil of a projection optical system while suppressing the loss of the light quantity of illumination light. <P>SOLUTION: The illumination optical system for illuminating an illuminated region M by extreme ultraviolet light emitted from a light source 2 comprises a first compensation means 16 for correcting the light intensity distribution, in the optical conjugation position or in its vicinity with the pupil of a projection optical system; and a second correction means 14 for correcting the light intensity distribution in the illuminated region M. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための照明光学系、該照明光学系を備えた露光装置及び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ものである。   The present invention relates to an illumination optical system for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process, an exposure apparatus provided with the illumination optical system, and manufacture of a microdevice using the exposure apparatus. It is about the method.

現在、半導体集積回路の製造においては、マスク上に形成された非常に微細なパターンを感光性基板上に転写するために、可視光あるいは紫外光を利用したフォトリソグラフィの手法が用いられている。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、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感光性基板上に投影露光する投影露光装置が用いられている。   Currently, in the manufacture of semiconductor integrated circuits, a photolithography technique using visible light or ultraviolet light is used to transfer a very fine pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate. In the manufacturing process using this photolithography technique, projection exposure is performed by projecting an original pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate coated with a photosensitive agent such as a photoresist via a projection optical system. The device is used.

近年、半導体集積回路の高集積化、高密度化を実現するために、回路の線幅を更に細く、または、パターンを更に精細にする必要があるため、投影露光装置において解像度の向上が要求されている。投影露光装置において解像度を上げるために、露光光源波長としては、これまでに水銀灯（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）等が実用化されており、より解像度を上げるために更なる短波長化が進んでいる。ここで、露光光源として波長が１５７ｎｍより短い光、特に極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いてマスクのパターンを感光性基板上に投影露光する場合、短波長の光に対して高い透過率を有する硝材が限定されていることから、投影露光装置は少なくとも１つの反射型の光学系により構成される（例えば、特許文献１参照）。   In recent years, in order to achieve higher integration and higher density of semiconductor integrated circuits, it is necessary to further reduce the line width of the circuit or to further refine the pattern. ing. In order to increase the resolution in the projection exposure apparatus, mercury lamps (365 nm), KrF excimer lasers (248 nm), ArF excimer lasers (193 nm), etc. have been put to practical use as the exposure light source wavelengths so far. Further shortening of the wavelength is progressing. Here, when a mask pattern is projected and exposed on a photosensitive substrate using light having a wavelength shorter than 157 nm as an exposure light source, particularly extreme ultraviolet light (EUV light), it has a high transmittance with respect to light having a short wavelength. Since the glass material is limited, the projection exposure apparatus is constituted by at least one reflection type optical system (see, for example, Patent Document 1).

特開２０００−３４９００９号公報JP 2000-349909 A

露光装置は、マスクを均一に照明する照明光学系及びマスクのパターン像を感光性基板に投影する投影光学系を具備しているが、より一層微細なパターンを感光性基板に露光しようとすると、照明光学系にてマスク面に形成される照明領域や投影光学系にて感光性基板面に形成される露光領域における光強度分布を均一にして照明ムラや露光ムラを高精度に抑える必要がある。   The exposure apparatus includes an illumination optical system that uniformly illuminates the mask and a projection optical system that projects a pattern image of the mask onto the photosensitive substrate, but when trying to expose a finer pattern on the photosensitive substrate, It is necessary to make the light intensity distribution uniform in the illumination area formed on the mask surface by the illumination optical system and the exposure area formed on the photosensitive substrate surface by the projection optical system, and to suppress illumination unevenness and exposure unevenness with high accuracy. .

また、従来においては、着目されていなかったが、ＥＵＶ光等のより短波長な光を用いてより一層微細なパターンを転写しようとすると、照明光学系の瞳（瞳面）の位置、または投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置での光強度分布を制御することが不可欠であることが様々な検討を進めていった結果、明らかになった。   Further, although attention has not been paid in the past, when an even finer pattern is transferred using light having a shorter wavelength such as EUV light, the position or projection of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system is used. As a result of various investigations, it became clear that it is essential to control the light intensity distribution at a position optically conjugate with the pupil position (pupil plane) of the optical system.

この発明の課題は、照明光学系の瞳（瞳面）の位置、または投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置での光強度分布を良好なる光強度分布に設定できると共に、照明領域または照明領域と光学的に共役な位置での光強度分布を良好なる光強度分布に設定することができる照明光学系、該照明光学系を備えた露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to set the light intensity distribution at a position optically conjugate with the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system or the pupil position (pupil plane) of the projection optical system to a favorable light intensity distribution. In addition, an illumination optical system capable of setting a light intensity distribution at an illumination region or a position optically conjugate with the illumination region to a favorable light intensity distribution, an exposure apparatus including the illumination optical system, and the exposure apparatus are used. The present invention provides a method for manufacturing a microdevice.

第１発明による照明光学系は、光源から射出される極端紫外光で照明領域を照明する照明光学系において、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正する第１補正手段と、前記照明領域における光強度分布を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする。   An illumination optical system according to a first aspect of the present invention is an illumination optical system that illuminates an illumination area with extreme ultraviolet light emitted from a light source, and a first correction that corrects a light intensity distribution at or near a pupil position of the illumination optical system. Means, and second correction means for correcting the light intensity distribution in the illumination area.

この第１発明による照明光学系によれば、照明領域での光強度分布と照明光学系の瞳位置（瞳面）での光強度分布をそれぞれ独立にコントロールすることができるため、照明領域での光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性や偏光特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定される。このため、被照明物体に対して良好なる照明を達成することができる。この照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。   According to the illumination optical system of the first invention, the light intensity distribution in the illumination area and the light intensity distribution at the pupil position (pupil plane) of the illumination optical system can be controlled independently. While appropriately setting the light intensity distribution, the illumination conditions over the entire illumination area (angle characteristics and polarization characteristics at each illumination point, light intensity distribution characteristics depending on angles, etc.) are set appropriately. For this reason, favorable illumination can be achieved for the illuminated object. When this illumination optical system is used in an exposure apparatus, uneven illumination such as non-uniformity of light intensity distribution in the illumination area formed on the mask surface as the illumination area and the exposure area formed on the photosensitive substrate surface is improved. The position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system or its vicinity (in other words, the position optically conjugate with the pupil position (pupil plane) of the projection optical system formed on the photosensitive substrate while suppressing Can be set to a desired light intensity distribution, so that it is possible to prevent a decrease in resolving power and contrast on the photosensitive substrate, and a fine pattern formed on the mask can be exposed to light. Can be satisfactorily exposed on the conductive substrate.

また、第２発明による照明光学系は、光源から射出される光束で照明領域を照明する照明光学系において、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布の悪化を補正する第１補正手段と、前記照明領域における偏光による光強度分布を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする。   The illumination optical system according to the second aspect of the invention corrects deterioration of the light intensity distribution due to the polarization at the pupil position of the illumination optical system or a position in the vicinity thereof in the illumination optical system that illuminates the illumination area with the light beam emitted from the light source. And a second correction unit that corrects a light intensity distribution due to polarized light in the illumination region.

この第２発明による照明光学系によれば、照明領域での偏光による光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの偏光角度特性、角度による偏光光強度分布特性等）が適切に設定されるため、良好なる照明を達成することができる。この照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における偏光による光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、マスクパターン像を感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での偏光による光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、感光性基板上における方向による解像力の差やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成されたより一層微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。   According to the illumination optical system of the second invention, while appropriately setting the light intensity distribution due to the polarization in the illumination area, the illumination conditions over the entire illumination area (polarization angle characteristics at each illumination point, polarization light intensity distribution depending on the angle) Since the characteristics and the like are appropriately set, good illumination can be achieved. When this illumination optical system is used in an exposure apparatus, uneven illumination such as non-uniformity of light intensity distribution due to polarization in an illumination area formed on a mask surface as an illumination area or an exposure area formed on a photosensitive substrate surface. While suppressing well, the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system or a position in the vicinity thereof (in other words, the position of the pupil (pupil plane) of the projection optical system that forms the mask pattern image on the photosensitive substrate optically) The light intensity distribution due to the polarized light at the conjugate position or a position in the vicinity thereof can be set to a desired light intensity distribution, so that it is possible to prevent a difference in resolving power depending on the direction on the photosensitive substrate and a decrease in contrast. And a finer pattern formed on the mask can be satisfactorily exposed on the photosensitive substrate.

以上の第１発明及び第２発明による照明光学系を備えた露光装置を用いてマスクパターンを感光性基板に露光する露光工程及び露光工程にて露光された感光性基板を現像する現像工程を含むマイクロデバイスの製造方法によれば、極めて良好で微細なパターンを形成することができるため、高集積度で高性能なマイクロデバイスを得ることができる。   The exposure process which exposes a mask pattern to a photosensitive substrate using the exposure apparatus provided with the illumination optical system according to the first invention and the second invention described above and the development process which develops the photosensitive substrate exposed in the exposure process are included. According to the method of manufacturing a micro device, a very good and fine pattern can be formed, so that a highly integrated and high performance micro device can be obtained.

本発明による照明光学系によれば、照明領域での光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定されるため、被照明物体に対して良好なる照明を達成することができる。   According to the illumination optical system of the present invention, while appropriately setting the light intensity distribution in the illumination area, the illumination conditions over the entire illumination area (angle characteristics at each illumination point, light intensity distribution characteristics by angle, etc.) are appropriately Since it is set, good illumination can be achieved for the illuminated object.

また、本発明による照明光学系によれば、照明領域での偏光による光強度分布を適切に設定しつつ、照明領域全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの偏光角度特性、角度による偏光光強度分布特性等）が適切に設定されるため、良好なる照明を達成することができる。   Further, according to the illumination optical system of the present invention, while appropriately setting the light intensity distribution due to the polarization in the illumination area, the illumination conditions over the entire illumination area (polarization angle characteristics at each illumination point, polarization light intensity distribution depending on the angle) Since the characteristics and the like are appropriately set, good illumination can be achieved.

以上の照明光学系を露光装置に用いた場合、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域や感光性基板面に形成される露光領域における偏光成分を含む光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、感光性基板に形成する投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での偏光成分を含む光強度分布を所望の光強度分布に設定することができるため、高コントラストのもとでより一層微細なマスクパターンを感光性基板に忠実に転写することができる。しかも、照明光学系の瞳（瞳面）の位置や照野における偏光成分を含めた光強度分布を独立にコントロールすることができるため、マスクに形成される照明領域や感光性基板に形成される露光領域では最適な照明条件（照明角度特性等）のもとで最適な光強度分布を形成できる。この結果、感光性基板に形成されるパターンは方向による線幅差の問題を招くことなく、忠実な所望の良好なる微細パターンを感光性基板に形成することができる。   When the above illumination optical system is used in an exposure apparatus, such as non-uniformity of the light intensity distribution including the polarization component in the illumination area formed on the mask surface as the illumination area and the exposure area formed on the photosensitive substrate surface. While suppressing uneven illumination well, it is optically conjugate with the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system or a position in the vicinity thereof (in other words, the pupil position (pupil plane) of the projection optical system formed on the photosensitive substrate). The light intensity distribution including the polarization component at a desired position or in the vicinity thereof can be set to a desired light intensity distribution, so that a finer mask pattern can be faithfully applied to the photosensitive substrate under high contrast. Can be transferred. Moreover, since the light intensity distribution including the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system and the polarization component in the illumination field can be independently controlled, the illumination area formed on the mask and the photosensitive substrate are formed. In the exposure region, an optimal light intensity distribution can be formed under optimal illumination conditions (illumination angle characteristics, etc.). As a result, it is possible to form a faithful desired fine pattern on the photosensitive substrate without causing a problem of a difference in line width depending on the direction of the pattern formed on the photosensitive substrate.

以上の照明光学系を備えた露光装置を用いてマスクパターンを感光性基板に露光する露光工程及び露光工程にて露光された感光性基板を現像する現像工程を含むマイクロデバイスの製造方法によれば、極めて良好で微細なパターンが形成できるため、高集積度で高性能なマイクロデバイスを得ることができる。   According to the microdevice manufacturing method including the exposure process of exposing the mask pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus including the illumination optical system and the development process of developing the photosensitive substrate exposed in the exposure process. Since an extremely good and fine pattern can be formed, a highly integrated and high-performance microdevice can be obtained.

以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この投影露光装置は、露光光として約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ（extreme ultra violet、極端紫外）光を用いて、投影光学系ＰＬに対してマスクＭ及びウエハＷを相対的に移動させつつマスクＭのパターンの像を感光性材料（レジスト）が塗布された感光性基板としてのウエハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。また、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軸が図１の紙面の左右方向、Ｙ軸が図１の紙面に垂直な方向、Ｚ軸が図１の紙面の鉛直方向となるように設定されている。   A projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to the first embodiment. This projection exposure apparatus uses EUV (extreme ultra violet) light having a wavelength of about 5 to 40 nm as exposure light, and moves the mask M and wafer W relative to the projection optical system PL while moving the mask M and the wafer W relative to each other. It is a step-and-scan type exposure apparatus that transfers an image of an M pattern onto a wafer W as a photosensitive substrate coated with a photosensitive material (resist). In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis is the left-right direction of the paper surface of FIG. 1, the Y axis is the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the Z axis is the vertical direction of the paper surface of FIG.

この投影露光装置は、図１に示すように、約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ光を射出するレーザプラズマ光源２、及びコリメータミラー１２、フライアイミラー光学系１４，１６、コンデンサミラー１８により構成される照明光学系を備えている。この照明光学系により反射型マスクＭ上には円弧状の照明領域が形成され、この円弧状に照明された反射マスクＭのパターン像が反射型の投影光学系ＰＬにより所定の縮小倍率のもとで感光性基板としてのウエハＷ上に形成される。この投影光学系ＰＬは複数枚のミラー（４枚、６枚又は８枚等）で構成されたウエハＷ側がテレセントリックな反射光学系である。ここで、反射型マスクＭはマスクステージＭＳに保持され、ウエハＷはウエハステージＷＳに保持されている。マスクステージＭＳ及びウエハステージＷＳをＺ方向へ互いに反対方向へ移動させることにより、反射マスクＭの全面のパターンがウエハＷ上の所定のショット領域に形成される。この露光を行うスキャン動作と別のショット領域に露光を行うステップ動作を繰り返すことにより、ウエハＷ上には多数の露光領域が形成される。   As shown in FIG. 1, the projection exposure apparatus includes a laser plasma light source 2 that emits EUV light having a wavelength of about 5 to 40 nm, a collimator mirror 12, fly-eye mirror optical systems 14 and 16, and a condenser mirror 18. Illumination optical system. An arcuate illumination area is formed on the reflective mask M by this illumination optical system, and a pattern image of the reflective mask M illuminated in this arc shape is generated at a predetermined reduction magnification by the reflective projection optical system PL. And formed on a wafer W as a photosensitive substrate. The projection optical system PL is a reflective optical system that is telecentric on the wafer W side, which is composed of a plurality of mirrors (four, six, eight, etc.). Here, the reflective mask M is held on the mask stage MS, and the wafer W is held on the wafer stage WS. The pattern on the entire surface of the reflective mask M is formed in a predetermined shot area on the wafer W by moving the mask stage MS and the wafer stage WS in opposite directions in the Z direction. A number of exposure areas are formed on the wafer W by repeating the scanning operation for performing this exposure and the step operation for performing exposure to another shot area.

なお、照明光学系を構成するコリメータミラー１２、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する各単位ミラー、およびコンデンサミラー１８は、ＥＵＶ光の反射率を向上させるために、ガラス、セラミックス、金属などからなる基板、およびその基板上に形成されるモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる多層膜により構成されている。   The collimator mirror 12 constituting the illumination optical system, the unit mirrors constituting the fly-eye mirror optical systems 14 and 16, and the condenser mirror 18 are made of glass, ceramics, metal, etc. in order to improve the reflectance of EUV light. And a multilayer film made of molybdenum (Mo) and silicon (Si) formed on the substrate.

レーザプラズマ光源２は、半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザ光源またはエキシマレーザ光源等の高出力レーザ光源４、高出力レーザ光源４から射出されるレーザ光を集光する集光レンズ６、レーザプラスマ光源のターゲットとしてのキセノンガス（Ｘｅ）やクリプトンガス（Ｋｒ）等を噴出するノズル８、発生したＥＵＶ光等を集光する集光ミラー１０を備えている。   The laser plasma light source 2 includes a high-power laser light source 4 such as a YAG laser light source or excimer laser light source excited by a semiconductor laser, a condensing lens 6 for condensing laser light emitted from the high-power laser light source 4, and a target of a laser plasma light source. As a nozzle 8 for jetting xenon gas (Xe), krypton gas (Kr), and the like, and a condensing mirror 10 for collecting the generated EUV light.

高出力レーザ光源４から射出されたレーザ光は、集光レンズ６により一点に集光され、その集光点にはレーザプラスマ光源のターゲットとしてのキセノンガスやクリプトンガス等がノズル８から噴出されており、そのターゲットが高出力レーザ光源４から射出されるレーザ光のエネルギでプラズマ状態に励起される。そして、これが低ポテンシャル状態に遷移する際にＥＵＶ光、波長１００ｎｍ以上の紫外光、可視光及び他の波長の光を放出する。   The laser light emitted from the high-power laser light source 4 is condensed at one point by the condenser lens 6, and xenon gas, krypton gas or the like as a target of the laser plasma light source is ejected from the nozzle 8 to the condensing point. The target is excited into a plasma state by the energy of laser light emitted from the high-power laser light source 4. When this transitions to a low potential state, EUV light, ultraviolet light having a wavelength of 100 nm or more, visible light, and light of other wavelengths are emitted.

放出されたＥＵＶ光等は、集光ミラー１０に入射する。ここで、集光ミラー１０は、高出力レーザ光源４から射出されたレーザ光が集光レンズ６により集光される集光点がその第１焦点位置またはその近傍と一致するように配置されている。集光ミラー１０の内面にはＥＵＶ光反射膜、例えばモリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）とが繰返し積層されている多層膜が形成されている。従って、集光ミラー１０に入射したＥＵＶ光等のうち波長約１３ｎｍのＥＵＶ光のみが集光ミラー１０により反射されて、集光ミラー１０の第２焦点位置に集光する。なお、波長約１１ｎｍのＥＵＶ光により露光を行う場合には、波長約１１ｎｍのＥＵＶ光のみを反射するＥＵＶ光反射膜、例えばモリブデン（Ｍｏ）及びベリリウム（Ｂｅ）からなる多層膜を用いるとよい。   The emitted EUV light or the like enters the collector mirror 10. Here, the condensing mirror 10 is arranged so that the condensing point where the laser light emitted from the high-power laser light source 4 is condensed by the condensing lens 6 coincides with the first focal position or the vicinity thereof. Yes. An EUV light reflecting film, for example, a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are repeatedly laminated is formed on the inner surface of the collector mirror 10. Accordingly, only EUV light having a wavelength of about 13 nm out of EUV light and the like incident on the collector mirror 10 is reflected by the collector mirror 10 and is collected at the second focal position of the collector mirror 10. When exposure is performed with EUV light having a wavelength of about 11 nm, an EUV light reflecting film that reflects only EUV light having a wavelength of about 11 nm, for example, a multilayer film made of molybdenum (Mo) and beryllium (Be) may be used.

レーザプラズマ光源２からＺ方向に射出されたＥＵＶ光は、露光光（照明光）として集光ミラー１０の第２焦点位置またはその近傍に集光され、コリメータミラー１２により反射される。コリメータミラー１２により反射されたＥＵＶ光は、オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー光学系１４，１６へ導かれ、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する一方の入射側フライアイミラー１４に入射する。図２は、入射側フライアイミラー１４の構成を示す図である。図２に示すように、入射側フライアイミラー１４は、並列に配列されて照野と実質的に相似な円弧状の形状を有する複数の単位ミラー１４ａにより構成され、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置に配置されている。   The EUV light emitted from the laser plasma light source 2 in the Z direction is condensed as exposure light (illumination light) at or near the second focal position of the condenser mirror 10 and reflected by the collimator mirror 12. The EUV light reflected by the collimator mirror 12 is guided to fly-eye mirror optical systems 14 and 16 as optical integrators, and is incident on one incident-side fly-eye mirror 14 constituting the fly-eye mirror optical systems 14 and 16. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the incident-side fly-eye mirror 14. As shown in FIG. 2, the incident-side fly-eye mirror 14 is configured by a plurality of unit mirrors 14 a that are arranged in parallel and have an arc shape substantially similar to the illumination field. Is located at a position optically conjugate with or near the position.

また、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面に設けられている多層膜の層数は局所的に異なっており、この多層膜の層数はこの投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面の照明領域（ひいてはウエハＷ面の露光領域）における照明ムラを打ち消す反射率分布を有するように構成されている。従って、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面に設けられている多層膜が第２補正手段として機能し、多層膜の層数に基づく各単位ミラー１４ａの反射率分布の制御により、マスクＭ面の照明領域（ひいてはウエハＷ面の露光領域）における照明ムラ（悪化した光強度分布）が補正される。   Further, the number of layers of the multilayer film provided on the reflecting surface of each unit mirror 14a constituting the incident side fly-eye mirror 14 is locally different, and the number of layers of this multilayer film is assembled in this projection exposure apparatus. It is configured to have a reflectance distribution that cancels uneven illumination in the illumination area of the mask M surface (and thus the exposure area of the wafer W surface) that sometimes occurs. Therefore, the multilayer film provided on the reflection surface of each unit mirror 14a constituting the incident-side fly's eye mirror 14 functions as a second correction unit, and the reflectance distribution of each unit mirror 14a based on the number of layers of the multilayer film. By the control, the illumination unevenness (deteriorated light intensity distribution) in the illumination area on the mask M surface (and hence the exposure area on the wafer W surface) is corrected.

例えば、マスクＭ面の照明領域における照明ムラが図３に示すような照明ムラであった場合において、各単位ミラー１４ａ上に設けられる多層膜の構成について説明する。ここで、図３に示す領域Ｌ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆの光強度の大きさは、光強度が強い方から順に領域Ｌｄ，Ｌ，Ｌｅ，Ｌｆ（Ｌｄ＞Ｌ＞Ｌｅ＞Ｌｆ）とする。   For example, when the illumination unevenness in the illumination area of the mask M surface is the illumination unevenness as shown in FIG. 3, the configuration of the multilayer film provided on each unit mirror 14a will be described. Here, the magnitudes of the light intensities of the regions L, Ld, Le, and Lf shown in FIG. 3 are assumed to be regions Ld, L, Le, and Lf (Ld> L> Le> Lf) in order from the highest light intensity.

図３に示すマスクＭ面の照明領域における照明ムラ（光強度分布の不均一性）を小さくするためには、領域Ｌｄの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために、領域Ｌｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図４（ａ）に示す領域Ｌｄに対応する各単位ミラー１４ａ上の領域Ｎｄの多層膜の層数を、図４（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｎに対して減少させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に下げる。また、領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために反射率を大きくする必要がある。具体的には、図４（ａ）に示す領域Ｌｅ，Ｌｆに対応する各単位ミラー１４ａ上の領域Ｎｅ，Ｎｆの多層膜の層数を、図４（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｎに対して増大させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に上げる。   In order to reduce the illumination unevenness (non-uniformity of the light intensity distribution) in the illumination area of the mask M surface shown in FIG. 3, the intensity of the light intensity in the area Ld is made the same as the intensity of the light intensity in the area L. In addition, it is necessary to weaken the light intensity in the region Ld. Specifically, the number of layers of the multilayer film in the region Nd on each unit mirror 14a corresponding to the region Ld shown in FIG. 4A is set to the reference region corresponding to the region L as shown in FIG. By reducing with respect to N, the reflectance of EUV light is relatively lowered. Further, in order to make the intensity of the light intensity of the regions Le and Lf the same as the intensity of the light intensity of the region L, it is necessary to increase the reflectance. Specifically, the number of layers of the multilayer films of the regions Ne and Nf on the unit mirrors 14a corresponding to the regions Le and Lf shown in FIG. 4A is set in the region L as shown in FIG. By increasing the corresponding reference area N, the reflectance of the EUV light is relatively increased.

図４（ｂ）に示すように、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布を変更することにより、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面上の照明領域（ひいてはウエハＷ面上の露光領域）における照明ムラを補正することができる。   As shown in FIG. 4B, on the reflection surface of each unit mirror 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14 arranged at or near the optically conjugate position with the mask M surface or wafer W surface. By correcting the reflectance distribution based on the number of layers of the multilayer film, the illumination unevenness in the illumination area on the mask M surface (and thus the exposure area on the wafer W surface) generated when the projection exposure apparatus is assembled is corrected. Can do.

また、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数を調整することにより、後述する射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布により投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布が補正されることにより生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる（第１副作用補正手段）。即ち、入射側フライアイミラー１４の反射面上の多層膜の層数は、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ、及び射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布により投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布が補正されることにより生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正するための反射率分布を有するように構成されている。   Further, by adjusting the number of layers of the multilayer film on the reflection surface of each unit mirror 14a constituting the incident side fly-eye mirror 14, the number of layers of the multilayer film on the reflection surface of the emission side fly-eye mirror 16 described later is adjusted. Irradiation unevenness on the mask M surface or the wafer W surface caused by correcting the light intensity distribution at or near the optically conjugate position with the pupil of the projection optical system PL can be corrected by the reflectance distribution based on the reflectance distribution (first). 1 side effect correction means). That is, the number of layers of the multilayer film on the reflection surface of the incident-side fly-eye mirror 14 depends on the illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface generated when the projection exposure apparatus is assembled, and the reflection on the emission-side fly-eye mirror 16. Illumination on the mask M surface or wafer W surface caused by correcting the light intensity distribution at or near the optically conjugate position with the pupil of the projection optical system PL by the reflectance distribution based on the number of multilayer films on the surface. It is configured to have a reflectance distribution for correcting unevenness.

入射側フライアイミラー１４に入射したＥＵＶ光は、入射側フライアイミラー１４により反射され、フライアイミラー光学系１４，１６を構成する他方の射出側フライアイミラー１６に入射する。図５は、射出側フライアイミラー１６の構成を示す図である。図５に示すように、射出側フライアイミラー１６は、並列に配列され矩形（長方形）の形状を有する多数の単位ミラー１６ａにより構成され、後述する投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。従って、射出型フライアイミラー１６の射出側またはその近傍（照明光学系の瞳位置、照明光学系の瞳位置の近傍、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置、あるいは投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置の近傍の位置）には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点が形成され、ここには二次光源が形成される。   The EUV light incident on the incident-side fly-eye mirror 14 is reflected by the incident-side fly-eye mirror 14 and enters the other exit-side fly-eye mirror 16 constituting the fly-eye mirror optical systems 14 and 16. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the exit-side fly-eye mirror 16. As shown in FIG. 5, the exit-side fly-eye mirror 16 is composed of a large number of unit mirrors 16a arranged in parallel and having a rectangular shape (rectangular shape), and is optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL described later. It is arranged at or near the correct position. Accordingly, the exit side of the exit type fly-eye mirror 16 or the vicinity thereof (the pupil position of the illumination optical system, the vicinity of the pupil position of the illumination optical system, the position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL, or the projection optical system) A large number of condensing points corresponding to the number of unit mirrors 16a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 are formed at a position near the PL pupil position). A light source is formed.

なお、照明光学系の瞳位置とは、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置の事を意味し、例えば、主光線が照明光学系の光軸と交差する位置、主光線が照明光学系内の光束の中心を通る基準軸と交差する位置を意味する。   The pupil position of the illumination optical system means a position that is optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL. For example, the position where the principal ray intersects the optical axis of the illumination optical system, It means a position that intersects the reference axis that passes through the center of the light beam in the illumination optical system.

また、射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面に設けられている多層膜の層数は局所的に異なっており、これらの多層膜の層数は露光装置の光学系を構成する各光学部品の製造誤差や露光装置内の光学系を組み上げる組み立て誤差等により、照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置（換言すれば、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）にて悪化する光強度分布を打ち消すような反射率分布を有するように構成されている。従って、射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面に設けられている多層膜が第１補正手段として機能し、多層膜の層数に基づく各単位ミラー１６ａの反射率分布の制御により、各単位ミラー１６ａの反射面により反射されるＥＵＶ光の光強度分布が所望の適切な光強度分布に補正される。   Further, the number of layers of the multilayer film provided on the reflection surface of each unit mirror 16a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 is locally different, and the number of layers of these multilayer films depends on the optical system of the exposure apparatus. The pupil position (pupil plane) of the illumination optical system or a position near it (in other words, the pupil position of the projection optical system PL (in other words, the pupil position (in other words, the pupil position of the projection optical system PL)) It is configured to have a reflectance distribution that cancels the light intensity distribution that deteriorates at a position optically conjugate with the pupil plane) or a position in the vicinity thereof. Therefore, the multilayer film provided on the reflection surface of each unit mirror 16a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 functions as a first correction unit, and the reflectance distribution of each unit mirror 16a based on the number of layers of the multilayer film. By the control, the light intensity distribution of the EUV light reflected by the reflecting surface of each unit mirror 16a is corrected to a desired appropriate light intensity distribution.

次に、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）における光強度分布が図６に示すような光強度分布であった場合において、射出側フライアイミラー１６上に設けられる多層膜の構成について説明する。ここで、図６に示す領域Ｅ，Ｅｄ，Ｅｅ，Ｅｆの光強度の大きさは、光強度が強い方から順に領域Ｅｄ，Ｅ，Ｅｅ，Ｅｆ（Ｅｄ＞Ｅ＞Ｅｅ＞Ｅｆ）とする。   Next, the configuration of the multilayer film provided on the exit-side fly-eye mirror 16 when the light intensity distribution at the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL is as shown in FIG. To do. Here, the magnitudes of the light intensities in the areas E, Ed, Ee, and Ef shown in FIG. 6 are assumed to be areas Ed, E, Ee, and Ef (Ed> E> Ee> Ef) in order from the higher light intensity.

図６に示す投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布の不均一性を補正するためには、領域Ｅｄの光強度の強さを領域Ｅの光強度の強さと同一にするために領域Ｅｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図７（ａ）に示す領域Ｅｄに対応する射出側フライアイミラー１６上の領域Ｆｄの多層膜の層数を、図７（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｆに対して減少させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に下げる。また、領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度の強さを領域Ｅの光強度の強さと同一にするために反射率を大きくする必要がある。具体的には、図７（ａ）に示す領域Ｅｅ，Ｅｆに対応する射出側フライアイミラー１６上の領域Ｆｅ，Ｆｆの多層膜の層数を、図７（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｆに対して増大させることによりＥＵＶ光の反射率を相対的に上げる。   In order to correct the non-uniformity of the light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL shown in FIG. 6, the region Ed is used in order to make the light intensity of the region Ed the same as the light intensity of the region E. It is necessary to weaken the light intensity. Specifically, the number of multilayer films in the region Fd on the exit-side fly-eye mirror 16 corresponding to the region Ed shown in FIG. 7A corresponds to the region E as shown in FIG. By reducing the reference area F, the reflectance of the EUV light is relatively lowered. Further, in order to make the intensity of the light intensity in the areas Ee and Ef the same as the intensity of the light intensity in the area E, it is necessary to increase the reflectance. Specifically, the number of layers of the multilayer film of the regions Fe and Ff on the emission side fly-eye mirror 16 corresponding to the regions Ee and Ef shown in FIG. By increasing the reference region F corresponding to E, the reflectance of the EUV light is relatively increased.

図７（ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置（換言すれば、照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置）に配置されている射出側フライアイミラー１６の各反射面に形成されるべき多層膜の層数に応じて反射率分布を変更する。   As shown in FIG. 7B, a position optically conjugate with the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL or a position in the vicinity thereof (in other words, the pupil position (pupil plane) of the illumination optical system or its position). The reflectance distribution is changed in accordance with the number of layers of the multilayer film to be formed on each reflecting surface of the exit-side fly-eye mirror 16 disposed in the vicinity).

これにより、露光装置の光学系を構成する各光学部品の製造誤差や露光装置内の光学系を組み上げる組み立て誤差等により、二次光源が形成される照明光学系の瞳位置（瞳面）またはその近傍の位置で悪化する光強度分布を良好に補正でき、ひいては、二次光源像が形成される投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）にて悪化する光強度分布を良好に補正することができる。   As a result, the pupil position (pupil plane) of the illumination optical system where the secondary light source is formed or its error due to manufacturing errors of optical components constituting the optical system of the exposure apparatus or assembly errors for assembling the optical system in the exposure apparatus. The light intensity distribution that deteriorates at a nearby position can be corrected satisfactorily. As a result, the light intensity distribution that deteriorates at the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL where the secondary light source image is formed can be corrected well. it can.

以上においては、図６に示す如く投影光学系ＰＬの瞳面全体での不均一な分布を補正するために、図７に示す如き射出側フライアイミラー１６中の単位ミラー１６ａの反射率分布を補正した例を示したが、本発明はこれに限る事はない。ここで、射出側フライアイミラー１６の射出側面またはその近傍には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点（二次光源）が形成される。このため、射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａに形成される補正用の反射膜（多層膜）は、射出側フライアイミラー１６により形成される二次光源を完全に均一にすることなく、反射型フライアイミラー１６により形成される多数の集光点（二次光源）のピーク強度を等しくするように構成されても良いことは言うまでもない。   In the above, in order to correct the non-uniform distribution in the entire pupil plane of the projection optical system PL as shown in FIG. 6, the reflectance distribution of the unit mirror 16a in the exit side fly-eye mirror 16 as shown in FIG. Although the corrected example is shown, the present invention is not limited to this. Here, a large number of condensing points (secondary light sources) corresponding to the number of unit mirrors 16 a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 are formed on or near the exit side surface of the exit-side fly-eye mirror 16. For this reason, the correction reflective film (multilayer film) formed on the unit mirror 16a of the exit-side fly-eye mirror 16 does not completely uniform the secondary light source formed by the exit-side fly-eye mirror 16. It goes without saying that the peak intensities of a number of condensing points (secondary light sources) formed by the reflective fly-eye mirror 16 may be equalized.

このように、コリメータミラー１２を反射してほぼ平行光に変換されたＥＵＶ光は、入射側フライアイミラー１４の反射作用により集光されて、以上にて説明した補正用の反射膜が形成された射出側フライアイミラー１６の射出側には、所望の光強度分布に補正された二次光源が形成される。   Thus, the EUV light reflected by the collimator mirror 12 and converted into substantially parallel light is condensed by the reflection action of the incident-side fly-eye mirror 14 to form the correction reflective film described above. A secondary light source corrected to a desired light intensity distribution is formed on the exit side of the exit side fly-eye mirror 16.

また、射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数を適切に調整すれば、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布の悪化）が補正されることにより生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布の悪化を補正することができる（第２副作用補正手段）。即ち、射出側フライアイミラー１６の反射面上の多層膜の層数は、この投影露光装置を組み立てたときに生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布、及び入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数に基づく反射率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布の悪化）が補正されることにより生じる照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための反射率分布を有するように構成されている。   Further, if the number of layers of the multilayer film on the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror 16 is appropriately adjusted, it is based on the number of layers of the multilayer film on the reflection surface of each unit mirror 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14. The pupil position of the illumination optical system (a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) generated by correcting the illumination unevenness (deterioration of the light intensity distribution) on the mask M surface or the wafer W surface by the reflectance distribution. Alternatively, it is possible to correct the deterioration of the light intensity distribution at a position in the vicinity thereof (second side effect correcting means). That is, the number of layers of the multilayer film on the reflecting surface of the exit-side fly-eye mirror 16 is the pupil position of the illumination optical system generated when the projection exposure apparatus is assembled (which is optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL). Position) or the light intensity distribution at a position in the vicinity thereof and the reflectance distribution based on the number of layers of the multilayer film on the reflecting surface of each unit mirror 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14 on the mask M surface or wafer W surface. Correct the light intensity distribution at or near the pupil position of the illumination optical system (a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) caused by correcting the illumination unevenness (deterioration of the light intensity distribution). Therefore, it is configured to have a reflectance distribution.

射出側フライアイミラー１６により形成された二次光源からのＥＵＶ光は、コンデンサミラー１８に入射する。コンデンサミラー１８により反射されたＥＵＶ光は、所定の回路パターンが形成されている反射型マスクＭ上を重畳的に均一照明する。   The EUV light from the secondary light source formed by the emission side fly-eye mirror 16 enters the condenser mirror 18. The EUV light reflected by the condenser mirror 18 illuminates uniformly on the reflective mask M on which a predetermined circuit pattern is formed.

反射型マスクＭにより反射されたＥＵＶ光は、図示しない複数の結像用反射部材を備える反射型投影光学系ＰＬの瞳位置において二次光源像を形成し、レジストが塗布された感光性基板としてのウエハＷ上にマスクＭに形成されたパターン像を投影露光する。なお、反射型投影光学系ＰＬの瞳位置またはその近傍には、反射型投影光学系ＰＬの開口数を規定する開口絞りＡＳが設けられている。   The EUV light reflected by the reflective mask M forms a secondary light source image at the pupil position of the reflective projection optical system PL including a plurality of imaging reflecting members (not shown), and serves as a photosensitive substrate coated with a resist. The pattern image formed on the mask M on the wafer W is projected and exposed. An aperture stop AS that defines the numerical aperture of the reflective projection optical system PL is provided at or near the pupil position of the reflective projection optical system PL.

また、ウエハＷはウエハステージＷＳに載置されており、ウエハステージＷＳの一端には、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する光強度検出装置２０が設けられている。光強度検出装置２０は、不図示ではあるが、ウエハＷ面と同一の高さに設定されたピンホール板、このピンホール板からのＥＵＶ光をほぼ平行光に変換するコリメート光学部材（ミラーやレンズ等）、およびコリメート光学部材からのほぼ平行なＥＵＶ光を光電検出する検出器とを備えている。そして、光強度検出装置２０内の検出器にてＥＵＶ光を光電検出することにより、この投影露光装置が組み立てられた後に生じる投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する。また、ウエハステージＷＳの一端には、ウエハＷ面における照明ムラ（光強度分布）を検出する照明ムラ検出装置２１が設けられている。照明ムラ検出装置２１は、この投影露光装置が組み立てられた後に生じるマスクＭ面上の照明領域における照明ムラを検出する。   The wafer W is placed on the wafer stage WS, and a light intensity detection device 20 for detecting a light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL is provided at one end of the wafer stage WS. Although not shown, the light intensity detection device 20 is a pinhole plate set at the same height as the wafer W surface, and a collimating optical member (mirror or mirror) that converts EUV light from the pinhole plate into substantially parallel light. Lens) and a detector for photoelectrically detecting substantially parallel EUV light from the collimating optical member. Then, the light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL generated after the projection exposure apparatus is assembled is detected by photoelectrically detecting the EUV light with a detector in the light intensity detection apparatus 20. In addition, an illumination unevenness detection device 21 that detects illumination unevenness (light intensity distribution) on the wafer W surface is provided at one end of the wafer stage WS. The illumination unevenness detection device 21 detects illumination unevenness in the illumination area on the mask M surface that occurs after the projection exposure apparatus is assembled.

次に、この投影露光装置を組み立てたときに発生したマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを打ち消すための反射率分布を有する入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面の多層膜を形成する処理を、図８に示すフローチャートを用いて説明する。   Next, the reflection surfaces of the unit mirrors 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14 having a reflectance distribution for canceling the illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface generated when the projection exposure apparatus is assembled. The process for forming the multilayer film will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、装置を組み立て完了後、ウエハステージＷＳを二次元的に移動させながら照明ムラ検出装置２１によりウエハＷ面上の各点における照明ムラをそれぞれ検出する（ステップＳ１０）。次に、ステップＳ１０において検出された装置組み立て時に発生したウエハＷ面上における照明ムラに基づいて、入射側フライアイミラー１４の適切な単位ミラー１４ａの反射面を選択し、選択された単位ミラー１４ａの反射面に形成されるべき反射率分布を決定する。即ち、ウエハＷ面上（マスクＭ面上）における全体的又は局所的に発生している好ましくない照明ムラを打ち消す反射率分布となるように、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面上の多層膜の層数をそれぞれ算出する（ステップＳ１１）。   First, after the assembly of the apparatus is completed, the illumination unevenness detection device 21 detects illumination unevenness at each point on the wafer W surface while moving the wafer stage WS two-dimensionally (step S10). Next, an appropriate reflecting surface of the unit mirror 14a of the incident-side fly-eye mirror 14 is selected based on the illumination unevenness on the wafer W surface generated during the device assembly detected in step S10, and the selected unit mirror 14a is selected. The reflectance distribution to be formed on the reflecting surface of the lens is determined. That is, the reflection of each unit mirror 14a of the incident-side fly's eye mirror 14 so as to have a reflectance distribution that cancels undesired illumination unevenness occurring on the wafer W surface (on the mask M surface) entirely or locally. The number of layers of the multilayer film on the surface is calculated (step S11).

次に、ステップＳ１１において算出された入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面の多層膜の層数に基づいて、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に多層膜を形成し、入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に反射率分布を付与する（ステップＳ１２）。例えば、ステップＳ１２では、計測時に露光装置内にて設定された入射側フライアイミラー１４を露光装置から取り出し、その取り出された入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射面に所望の反射率分布を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー１４ａに補正膜が形成された入射側フライアイミラー１４を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ１２の工程が完了する。   Next, on the reflection surface of each unit mirror 14a of the incident side fly-eye mirror 14 based on the number of layers of the reflection film of the unit mirror 14a of the incident side fly-eye mirror 14 calculated in step S11. And the reflectance distribution is given to the reflecting surface of each unit mirror 14a of the incident side fly-eye mirror 14 (step S12). For example, in step S12, the incident-side fly-eye mirror 14 set in the exposure apparatus at the time of measurement is taken out from the exposure apparatus, and desired reflection is reflected on the reflection surface of each unit mirror 14a of the taken-out incident-side fly-eye mirror 14. A correction film (reflection film) having a rate distribution is formed. Thereafter, the incident-side fly-eye mirror 14 having the correction film formed on each unit mirror 14a is returned to the illumination optical path of the exposure apparatus, thereby completing the step S12.

なお、以上においては入射側フライアイミラー１４の各単位ミラー１４ａの反射率分布を修正して入射側フライアイミラー１４の再利用をする例を示したが、計測時に設定された入射側フライアイミラー１４と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらに、ステップＳ１１にて算出された結果に基づいて、各単位ミラーが所望の反射率分布となるようなフライアイミラーを新たに作成しても良い。さらには、上記ステップＳ１１における算出結果に基づいて、ステップＳ１２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。   In the above, an example in which the reflectance distribution of each unit mirror 14a of the incident-side fly-eye mirror 14 is corrected and the incident-side fly-eye mirror 14 is reused has been described. However, the incident-side fly-eye set at the time of measurement is shown. A fly-eye mirror similar to the mirror 14 may be prepared, and the reflectance characteristics of each unit mirror of the prepared fly-eye mirror may be corrected. Further, a new fly-eye mirror may be created so that each unit mirror has a desired reflectance distribution based on the result calculated in step S11. Furthermore, based on the calculation result in step S11, in step S12, two new fly-eye mirrors are created and replaced with the two fly-eye mirrors (14, 16) set in the apparatus at the time of measurement. May be.

以上のステップＳ１２にて、新たに修正された入射側フライアイミラー１４が照明光路内の所定位置に設定されることにより、ウエハＷ面では適切な光強度分布が形成され、照明ムラを補正することができる。   In step S12 described above, the newly corrected incident-side fly-eye mirror 14 is set at a predetermined position in the illumination optical path, so that an appropriate light intensity distribution is formed on the wafer W surface and illumination unevenness is corrected. be able to.

次に、この投影露光装置を組み立て完了後に発生した照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置の光強度分布を打ち消すための反射率分布を有する射出側フライアイミラー１６の反射面の多層膜を形成する処理を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。   Next, the reflectance for canceling the light intensity distribution at or near the pupil position of the illumination optical system (position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) generated after the projection exposure apparatus is assembled. A process of forming a multilayer film on the reflecting surface of the exit-side fly-eye mirror 16 having a distribution will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、装置を組み立て完了後、ウエハステージＷＳを二次元的に移動させながら光強度検出装置２０により露光領域の各点での投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を検出する（ステップＳ２０）。次に、ステップＳ２０において検出された装置組み立て時に発生した投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布に基づいて、射出側フライアイミラー１６の適切な単位ミラー１６ａの反射面を選択し、選択された単位ミラー１６ａの反射面の反射率分布を決定する。即ち、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置にて全体的又は局所的に発生している好ましくない光強度分布を打ち消す反射率分布となるように、射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面上の多層膜の層数をそれぞれ算出する（ステップＳ２１）。   First, after the assembly of the apparatus is completed, the light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL at each point in the exposure area is detected by the light intensity detection apparatus 20 while moving the wafer stage WS two-dimensionally (step S20). . Next, based on the light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL generated at the time of assembling the apparatus detected in step S20, an appropriate reflecting surface of the unit mirror 16a of the exit side fly-eye mirror 16 is selected and selected. The reflectance distribution of the reflecting surface of the unit mirror 16a is determined. That is, the exit side is set so as to have a reflectance distribution that cancels an undesired light intensity distribution generated globally or locally at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL. The number of layers of the multilayer film on the reflection surface of each unit mirror 16a of the fly-eye mirror 16 is calculated (step S21).

次に、ステップＳ２１において算出された射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面の多層膜の層数に基づいて、射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面に多層膜を形成し、各単位ミラー１６ａにより形成される射出側フライアイミラー１６の反射面に反射率分布を付与する（ステップＳ２２）。例えば、ステップＳ２２では、計測時に露光装置内にて設定された射出側フライアイミラー１６を露光装置から取り出し、その取り出された射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射面に所望の反射率分布を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー１６ａに補正膜が形成された射出側フライアイミラー１６を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ２２の工程が完了する。   Next, based on the number of layers of the multilayer film of the reflection surface of each unit mirror 16a of the exit side fly-eye mirror 16 calculated in step S21, the multilayer film is formed on the reflection surface of each unit mirror 16a of the exit side fly-eye mirror 16. And a reflectance distribution is given to the reflecting surface of the exit side fly-eye mirror 16 formed by each unit mirror 16a (step S22). For example, in step S22, the exit-side fly-eye mirror 16 set in the exposure apparatus at the time of measurement is taken out of the exposure apparatus, and desired reflection is reflected on the reflection surface of each unit mirror 16a of the taken-out exit-side fly-eye mirror 16. A correction film (reflection film) having a rate distribution is formed. Thereafter, the exit-side fly-eye mirror 16 having the correction film formed on each unit mirror 16a is returned to the illumination optical path of the exposure apparatus, thereby completing step S22.

なお、以上においては射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー１６ａの反射率分布を修正して射出側フライアイミラー１６の再利用をする例を示したが、計測時に設定された射出側フライアイミラー１６と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらに、ステップＳ２１にて算出された結果に基づいて、各単位ミラーが所望の反射率分布となるようなフライアイミラーを新たに作成しても良い。さらには、上記ステップＳ２１にて算出された算出結果に基づいて、ステップＳ２２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。   In the above description, an example in which the reflectance distribution of each unit mirror 16a of the exit-side fly-eye mirror 16 is corrected and the exit-side fly-eye mirror 16 is reused has been described. A fly-eye mirror similar to the mirror 16 may be prepared, and the reflectance characteristics of each unit mirror of the prepared fly-eye mirror may be corrected. Furthermore, a new fly-eye mirror may be created so that each unit mirror has a desired reflectance distribution based on the result calculated in step S21. Further, based on the calculation result calculated in step S21, two new fly-eye mirrors are created in step S22, and two fly-eye mirrors (14, 16) set in the apparatus at the time of measurement are created. ).

以上のステップＳ２２にて、新たに修正された射出側フライアイミラー１６が照明光路内の所定位置に設定されることにより、射出側フライアイミラー１６の射出面（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置にて形成される二次光源が所望の光強度分布に設定され、ひいてはこの二次光源位置と光学的に実質的に共役な位置にある投影光学系ＰＬの瞳位置に形成される光強度分布も所望の光強度分布に設定される。これにより、マスクＭ面やウエハＷ面全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定されるため、極めて良好なる露光を達成することができる。   In step S22 described above, the newly corrected exit-side fly-eye mirror 16 is set at a predetermined position in the illumination optical path, whereby the exit surface of the exit-side fly-eye mirror 16 (pupil position of the illumination optical system) or A secondary light source formed at a position in the vicinity thereof is set to a desired light intensity distribution, and thus formed at the pupil position of the projection optical system PL at a position optically substantially conjugate with this secondary light source position. The desired light intensity distribution is also set. Thereby, since illumination conditions (angle characteristics at each illumination point, light intensity distribution characteristics depending on angles, etc.) over the entire mask M surface and wafer W surface are appropriately set, extremely good exposure can be achieved.

また、図８の各工程を完了した場合でも入射側フライアイミラー１４の補正に伴う照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）が発生したり、図９の各工程を完了した場合でも射出側フライアイミラー１６の補正に伴う照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラ等の光強度分布の悪化（副作用）が発生することがある。   Even when each step of FIG. 8 is completed, the light intensity distribution at the pupil position of the illumination optical system (position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) accompanying the correction of the incident-side fly-eye mirror 14 is also obtained. Even when the deterioration (side effects) occurs or each step of FIG. 9 is completed, the light intensity distribution such as illumination unevenness in the illumination area (mask M or wafer W) accompanying the correction of the exit side fly-eye mirror 16 ( Side effects) may occur.

図８の各工程を完了した前者の場合には、図９の各工程を実行し、射出側フライアイミラー１６の反射率の修正を行うことが望ましく、あるいは、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）を補正する透過率分布を有する補正部材を照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）またはその近傍の位置に配置しても良い。   In the former case where the steps of FIG. 8 are completed, it is desirable to execute the steps of FIG. 9 to correct the reflectance of the exit-side fly-eye mirror 16, or the pupil position (projection of the illumination optical system). A correction member having a transmittance distribution that corrects a deterioration (side effect) of the light intensity distribution at a position optically conjugate with the pupil position of the optical system PL) is used as the pupil position of the illumination optical system (the pupil position of the projection optical system PL). It may be arranged at an optically conjugate position) or a position in the vicinity thereof.

また、図９の各工程を完了した後者の場合には、図８の各工程を実行し、入射側フライアイミラー１４の反射率の修正を行うことが望ましく、あるいは、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラ等の光強度分布の悪化（副作用）を補正する透過率分布を有する補正部材を照明領域近傍の位置、照明領域と光学的共役な位置、または照明領域と光学的共役な位置の近傍の位置に配置しても良い。   In the latter case where the steps of FIG. 9 are completed, it is desirable to execute the steps of FIG. 8 to correct the reflectance of the incident-side fly-eye mirror 14, or the illumination region (mask M or A correction member having a transmittance distribution that corrects deterioration (side effects) of the light intensity distribution such as uneven illumination on the wafer W) is positioned near the illumination area, optically conjugate with the illumination area, or optically conjugate with the illumination area. You may arrange | position in the position of the vicinity of an important position.

さらには、図１０に示すように、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の補正により発生する各副作用を同時に補正するようにすることも可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 10, it is possible to simultaneously correct each side effect generated by the correction of the incident side fly-eye mirror 14 and the emission side fly-eye mirror 16.

ステップＳ３０では、照明ムラ検出装置２１によってウエハＷ面での光強度分布を検出して、照明ムラを求めると共に、光強度検出装置２０により投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布を求める。   In step S30, the illumination unevenness detection device 21 detects the light intensity distribution on the wafer W surface to obtain the illumination unevenness, and the light intensity detection device 20 uses the light intensity at the pupil position (pupil surface) of the projection optical system PL. Find the distribution.

ステップＳ３１では、ステップＳ３０の計測結果に基づいて、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６における各単位ミラーに補正すべき適切な単位ミラー（１４ａ、１６ａ）を選択し、選択された単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成すべき補正用の反射率分布を算出する。この算出結果に基づき、入射側フライアイミラー１４の単位ミラー１４ａに補正用の反射率分布を形成した場合に、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを悪化させることなく、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化（副作用）を補正することができる射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａの反射率分布を再度算出する。   In step S31, based on the measurement result in step S30, an appropriate unit mirror (14a, 16a) to be corrected for each unit mirror in the incident side fly-eye mirror 14 and the emission side fly-eye mirror 16 is selected and selected. A correction reflectance distribution to be formed on the unit mirrors (14a, 16a) is calculated. Based on this calculation result, when a correction reflectance distribution is formed on the unit mirror 14a of the incident-side fly-eye mirror 14, the illumination optics is not deteriorated without deteriorating illumination unevenness in the illumination region (mask M or wafer W). Reflectance distribution of the unit mirror 16a of the exit-side fly-eye mirror 16 that can correct the deterioration (side effect) of the light intensity distribution at the pupil position of the system (position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL). Is calculated again.

同時に、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成すべき補正用の反射率分布を算出結果に基づき、射出側フライアイミラー１６の単位ミラー１６ａに補正用の反射率分布を形成した場合に、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）での光強度分布の悪化させることなく、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを補正することができる入射側フライアイミラー１４の単位ミラー１４ａの反射率分布を再度算出する。   At the same time, the correction reflectance distribution to be formed on the unit mirrors (14a, 16a) of the entrance-side fly-eye mirror 14 and the exit-side fly-eye mirror 16 is applied to the unit mirror 16a of the exit-side fly-eye mirror 16 based on the calculation result. When the correction reflectance distribution is formed, the illumination region (mask M) is not deteriorated without deteriorating the light intensity distribution at the pupil position of the illumination optical system (a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL). And the reflectance distribution of the unit mirror 14a of the incident side fly-eye mirror 14 that can correct the illumination unevenness on the wafer W).

ステップＳ３２では、計測時に露光装置内にて設定された入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６を露光装置から取り出し、その取り出された２つのフライアイミラー（１４、１６）の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射面に上記ステップＳ３１の算出結果に基づく、所望の反射率分布（所望の多層膜の層数）を持つ補正膜（反射膜）を形成する。その後、各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）にそれぞれ補正膜が形成された２つのフライアイミラー（１４、１６）を再び露光装置の照明光路に戻すことにより、ステップＳ３２の工程が完了する。   In step S32, the entrance-side fly-eye mirror 14 and the exit-side fly-eye mirror 16 set in the exposure apparatus at the time of measurement are taken out from the exposure apparatus, and each unit of the taken-out two fly-eye mirrors (14, 16) is taken. A correction film (reflective film) having a desired reflectance distribution (a desired number of layers of the multilayer film) based on the calculation result of step S31 is formed on the reflection surface of the mirror (14a, 16a). Thereafter, the two fly-eye mirrors (14, 16) each having the correction film formed on each unit mirror (14a, 16a) are returned to the illumination optical path of the exposure apparatus, thereby completing step S32.

なお、以上においては２つのフライアイミラー（１４、１６）の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射率分布をそれぞれ修正して２つのフライアイミラー（１４、１６）の再利用をする例を示したが、計測時に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と同様なフライアイミラーを用意して、その用意されたフライアイミラーの各単位ミラーの反射率特性を修正しても良い。さらには、上記ステップＳ３１における算出結果に基づいて、ステップＳ３２では、全く新たに２つのフライアイミラーを作成し、計測時に装置内に設定された２つのフライアイミラー（１４、１６）と交換しても良い。   In the above example, the reflectance distributions of the unit mirrors (14a, 16a) of the two fly-eye mirrors (14, 16) are corrected to reuse the two fly-eye mirrors (14, 16). As shown, even if a fly-eye mirror similar to the two fly-eye mirrors (14, 16) set at the time of measurement is prepared and the reflectance characteristics of each unit mirror of the prepared fly-eye mirror are corrected good. Furthermore, based on the calculation result in step S31, in step S32, two new fly-eye mirrors are created and replaced with the two fly-eye mirrors (14, 16) set in the apparatus at the time of measurement. May be.

なお、ステップＳ３２では、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の副作用を考慮していない補正膜を各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）に形成し、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６の各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）での補正膜の付与により生ずる副作用を補正するための透過率を有する補正板を設けることも可能である。   In step S32, a correction film that does not take into account the side effects of the incident-side fly-eye mirror 14 and the emission-side fly-eye mirror 16 is formed on each unit mirror (14a, 16a). It is also possible to provide a correction plate having a transmittance for correcting a side effect caused by applying a correction film on each unit mirror (14a, 16a) of the fly-eye mirror 16.

以上のように、図１０に示した調整手法によれば、入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６に補正膜を付与したこにより生じる副作用を抑えることができるため、より一層微細なパターンを良好にウエハＷ面上に転写することができる。   As described above, according to the adjustment method shown in FIG. 10, side effects caused by applying the correction film to the incident side fly-eye mirror 14 and the emission side fly-eye mirror 16 can be suppressed. The pattern can be satisfactorily transferred onto the wafer W surface.

以上の第１の実施の形態の投影露光装置によれば、照明領域としてのマスク面に形成される照明領域やウエハ面に形成される露光領域における光強度分布の不均一性等の照明ムラを良好に抑えつつ、照明光学系の瞳（瞳面）の位置またはその近傍の位置（換言すれば、ウエハ面上に形成される投影光学系の瞳位置（瞳面）と光学的に共役な位置またはその近傍の位置）での光強度分布を所望の光強度分布に設定できるため、高コントラストのもとでより一層微細なマスクパターンをウエハ面上に忠実に転写できる。しかも、照明光学系の瞳（瞳面）の位置や照野における光強度分布を独立にコントロールできるため、ウエハ面上に形成されるパターンは方向による線幅差の問題を招くことなく、忠実な所望の良好なる微細パターンをウエハ面上に形成することができる。   According to the projection exposure apparatus of the first embodiment described above, illumination unevenness such as non-uniformity of the light intensity distribution in the illumination area formed on the mask surface as the illumination area and the exposure area formed on the wafer surface is reduced. Position that is optically conjugate with the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system or a position in the vicinity thereof (in other words, the position of the pupil (pupil plane) of the projection optical system formed on the wafer surface while suppressing it well. Alternatively, the light intensity distribution at a position in the vicinity thereof can be set to a desired light intensity distribution, so that a finer mask pattern can be faithfully transferred onto the wafer surface under high contrast. In addition, since the position of the pupil (pupil plane) of the illumination optical system and the light intensity distribution in the illumination field can be controlled independently, the pattern formed on the wafer surface is faithful without causing a problem of the line width difference depending on the direction. A desired fine pattern can be formed on the wafer surface.

また、装置を使用している間に曇り等の要因により投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）や照明領域（マスクＭやウエハＷ）での光強度分布が経時的に変化する場合にも、図８〜図１０に示した各ステップ（Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ２０〜Ｓ２２、Ｓ３０〜Ｓ３２）を実行することが望ましい。この場合、ウエハステージＷＳの一端に設けられている光強度検出装置２０及び照明ムラ検出装置２１を用いて、定期的に投影光学系ＰＬの瞳位置または瞳面での光強度分布およびウエハＷ面での光強度分布を計測し、この計測された少なくとも一方の光強度分布の悪化が認められた場合、図８〜図１０に示した各ステップ（Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ２０〜Ｓ２２、Ｓ３０〜Ｓ３２）を実行すると良い。もし、上記の投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化を予測できる場合には、予測される光強度分布を設定することのできるフライアイミラーを予め用意して、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化が生じた場合に、予め用意したフライアイミラーに交換すれば良い。   Also, when the light intensity distribution at the pupil position (pupil plane) or illumination area (mask M or wafer W) of the projection optical system PL changes over time due to factors such as cloudiness while using the apparatus. It is desirable to execute each step (S10 to S12, S20 to S22, S30 to S32) shown in FIGS. In this case, the light intensity distribution at the pupil position or the pupil plane of the projection optical system PL and the wafer W surface are periodically measured using the light intensity detector 20 and the illumination unevenness detector 21 provided at one end of the wafer stage WS. When the measured light intensity distribution is measured and deterioration of at least one of the measured light intensity distributions is observed, each step shown in FIGS. 8 to 10 (S10 to S12, S20 to S22, S30 to S32). Good to run. If the temporal change in the light intensity distribution at the pupil position (pupil surface) of the projection optical system PL can be predicted, a fly-eye mirror capable of setting the predicted light intensity distribution is prepared in advance. Then, when a temporal change in the light intensity distribution at the pupil position (pupil surface) of the projection optical system PL occurs, it may be replaced with a fly eye mirror prepared in advance.

また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａ及び射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー１６ａの反射面の反射率分布が１つの多層膜により形成されているが、反射率が異なる２つ以上の多層膜により形成されるようにしてもよい。例えば使用波長が１３．５ｎｍの場合、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下Ｍｏ／Ｓｉ多層膜という）、ルテニウム（Ｒｕ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下、Ｒｕ／Ｓｉ多層膜という）を、ロジウム（Ｒｈ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜（以下、Ｒｈ／Ｓｉ多層膜という）とを組み合わせて入射側フライアイミラー１４及び射出側フライアイミラー１６を構成する各単位ミラー（１４ａ、１６ａ）の反射面の反射率分布を形成してもよい。ここで、各多層膜の反射率の大きさは、使用波長１３．５ｎｍに対して反射率が大きい方から順にＭｏ／Ｓｉ多層膜、Ｒｕ／Ｓｉ多層膜、Ｒｈ／Ｓｉ多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の反射率＞Ｒｕ／Ｓｉ多層膜の反射率＞Ｒｈ／Ｓｉ多層膜の反射率）である。   In the projection exposure apparatus according to the first embodiment, the reflectance of the reflecting surfaces of the unit mirrors 14a constituting the entrance-side fly-eye mirror 14 and the unit mirrors 16a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 is also described. The distribution is formed by one multilayer film, but may be formed by two or more multilayer films having different reflectances. For example, when the wavelength used is 13.5 nm, a multilayer film (hereinafter referred to as Mo / Si multilayer film) in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked, and ruthenium (Ru) and silicon (Si) are alternately stacked. The incident-side fly-eye mirror 14 is formed by combining a multilayer film (hereinafter referred to as Ru / Si multilayer film) with a multilayer film (hereinafter referred to as Rh / Si multilayer film) in which rhodium (Rh) and silicon (Si) are alternately stacked. Further, the reflectance distribution of the reflecting surface of each unit mirror (14a, 16a) constituting the exit side fly-eye mirror 16 may be formed. Here, the magnitude of the reflectivity of each multilayer film is as follows: Mo / Si multilayer film, Ru / Si multilayer film, Rh / Si multilayer film (Mo / Si multilayer film) in descending order of reflectivity with respect to the use wavelength of 13.5 nm. The reflectance of the multilayer film> the reflectance of the Ru / Si multilayer film> the reflectance of the Rh / Si multilayer film).

また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ検出装置２１はウエハステージＷＳ上に設けられており、ウエハＷ面上における照明ムラを検出しているが、マスクＭを載置するマスクステージＭＳ上に設け、ウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に位置するマスクＭ面上における照明ムラを検出するようにしてもよい。   In the projection exposure apparatus according to the first embodiment, the illumination unevenness detection device 21 is provided on the wafer stage WS and detects illumination unevenness on the wafer W surface. Illumination unevenness may be detected on the mask stage MS that is provided on the mask stage MS to be placed and is optically conjugate with the wafer W surface or on the mask M surface located in the vicinity thereof.

なお、以上の第１の実施の形態では、照明光学系の瞳位置にフライアイミラー光学系により形成される二次光源に関する光の強度の調整や補正について説明したが、偏光光の強度分布の調整や補正を行うようにしても良い。   In the above first embodiment, the adjustment and correction of the light intensity related to the secondary light source formed by the fly-eye mirror optical system at the pupil position of the illumination optical system has been described. Adjustment and correction may be performed.

次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１１は、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、図１１に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上に形成されている多層膜に代えて、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正する照明ムラ補正板（照明ムラ補正部材）２２を備えている。また、射出側フライアイミラー１６の反射面上に形成されている多層膜に代えて、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置における光強度分布を補正する光強度分布補正板（光強度分布補正部材）２３を備えている。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。   Next, a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to the second embodiment. The configuration of the projection exposure apparatus according to the second embodiment is as shown in FIG. 11 in which each unit mirror 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14 of the projection exposure apparatus according to the first embodiment. In place of the multilayer film formed on the reflective surface, an illumination unevenness correction plate (illumination unevenness correction member) 22 for correcting illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface is provided. Further, instead of the multilayer film formed on the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror 16, a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL (pupil position of the illumination optical system) or a position in the vicinity thereof Is provided with a light intensity distribution correction plate (light intensity distribution correction member) 23 for correcting the light intensity distribution. Therefore, in the description of the second embodiment, a detailed description of the same configuration as that of the projection exposure apparatus according to the first embodiment is omitted. In the description of the projection exposure apparatus according to the second embodiment, the same configuration as that of the projection exposure apparatus according to the first embodiment is the same as that used in the first embodiment. This will be described using the reference numerals.

マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正する照明ムラ補正板（第１照明ムラ補正部材）２２は、入射側フライアイミラー１４の近傍の位置に配置されている。また、照明ムラ補正板２２は、図１２（ｂ）に示すように、ＥＵＶ光に対してある程度の透過率を有し、かつ局所的に厚さの異なる物質により形成されている。例えば、ＥＵＶ光に対してある程度の透過率を持つ物質としては次のような物質がある。無機物として、アルミニウム、ホウ素、インジウム、パラジウム、ジルコニウム、チタニウム、有機物として炭素、ポリカーボネイト等である。またこれらの物質を適切に組み合わせたアルミニウム／炭素、アルミニウム／チタニウム等でも良い。なお、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置された後述する光強度分布補正板２３も、上記の如く照明ムラ補正板２２と同様な物質で構成されることが好ましい。ここで、照明ムラ補正板２２は、入射側フライアイミラー１４に入射するＥＵＶ光または入射側フライアイミラー１４により反射されるＥＵＶ光の照明ムラを補正する適切な透過率分布を有している。従って、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる。   An illumination unevenness correction plate (first illumination unevenness correction member) 22 that corrects illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface is disposed in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14. Further, as shown in FIG. 12B, the illumination unevenness correction plate 22 is formed of a substance having a certain transmittance with respect to EUV light and locally having a different thickness. For example, as a substance having a certain transmittance with respect to EUV light, there are the following substances. Examples of inorganic substances include aluminum, boron, indium, palladium, zirconium, and titanium. Examples of organic substances include carbon and polycarbonate. Further, aluminum / carbon, aluminum / titanium, or the like appropriately combining these substances may be used. Note that a light intensity distribution correction plate 23, which will be described later, disposed at a position near the exit-side fly-eye mirror 16 is also preferably made of the same material as the illumination unevenness correction plate 22 as described above. Here, the illumination unevenness correction plate 22 has an appropriate transmittance distribution for correcting the illumination unevenness of the EUV light incident on the incident-side fly-eye mirror 14 or the EUV light reflected by the incident-side fly-eye mirror 14. . Therefore, illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface can be corrected.

即ち、例えばマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラが図３に示すような照明ムラ（領域Ｌｄ＞Ｌ＞Ｌｅ＞Ｌｆ）であった場合において、マスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラの大きさを小さくするためには、領域Ｌｄの光強度の強さを領域Ｌの光強度の強さと同一にするために領域Ｌｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図１２（ａ）に示す領域Ｌｄに対応する照明ムラ補正板２２上の領域Ｏｄの厚さを、図１２（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｏに対して厚くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に下げる。また、領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度を領域Ｌの光強度と同一にするためには、これら領域Ｌｅ，Ｌｆの光強度を強くする必要がある。具体的には、図１２（ａ）に示す領域Ｌｅ，Ｌｆに対応する照明ムラ補正板２２上の領域Ｏｅ，Ｏｆの厚さを、図１２（ｂ）に示すように、領域Ｌに対応する基準領域Ｏに対して薄くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に上げる。   That is, for example, when the illumination unevenness on the mask M surface or wafer W surface is the illumination unevenness as shown in FIG. 3 (region Ld> L> Le> Lf), the illumination unevenness on the mask M surface or wafer W surface is large. In order to reduce the height, it is necessary to reduce the light intensity of the region Ld in order to make the light intensity of the region Ld the same as the light intensity of the region L. Specifically, the thickness of the region Od on the illumination unevenness correction plate 22 corresponding to the region Ld shown in FIG. 12A is set to the reference region O corresponding to the region L as shown in FIG. In contrast, the EUV light transmittance is relatively lowered by increasing the thickness. In order to make the light intensity of the regions Le and Lf the same as the light intensity of the region L, it is necessary to increase the light intensity of these regions Le and Lf. Specifically, the thicknesses of the regions Oe and Of on the illumination unevenness correction plate 22 corresponding to the regions Le and Lf shown in FIG. 12A correspond to the region L as shown in FIG. By making the reference region O thinner, the EUV light transmittance is relatively increased.

図１２（ｂ）に示すように、マスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置に配置されている入射側フライアイミラー１４の近傍に照明ムラ補正板２２が配置されているため、この投影露光装置を組み立てたときに生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる。   As shown in FIG. 12B, the illumination unevenness correction plate 22 is disposed in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14 that is disposed at a position optically conjugate with or near the mask M surface or the wafer W surface. Therefore, it is possible to correct illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface that occurs when the projection exposure apparatus is assembled.

また、照明ムラ補正板２２の厚さを局所的に調整することにより、後述する光強度分布補正板２３の厚さに基づく透過率分布により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布が補正されることにより副作用として生じるマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラを補正することができる（第１副作用補正手段）。   Further, by adjusting the thickness of the illumination unevenness correction plate 22 locally, a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL by the transmittance distribution based on the thickness of the light intensity distribution correction plate 23 described later. Alternatively, it is possible to correct illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface, which occurs as a side effect by correcting the light intensity distribution in the vicinity thereof (first side effect correcting means).

投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布を補正する光強度分布補正板（第１光強度分布補正部材）２３は、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置されており、図示しない他の光強度分布補正板（第２光強度分布補正部材）と交換可能に構成されている。また、光強度分布補正板２３は、図１３（ｂ）に示すように、前述の照明ムラ補正板２２と同様にＥＵＶ光に対してある程度の透過率を有し、かつ局所的に厚さの異なる物質により形成されている。従って、光強度分布補正板２３の適切な透過率分布によって射出側フライアイミラー１６の射出面またはその近傍の位置に形成される二次光源の光強度分布を適切に設定することができる。この結果、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）における光強度分布を適切に設定することができる。   A light intensity distribution correction plate (first light intensity distribution correction member) 23 for correcting the light intensity distribution at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL or in the vicinity thereof is disposed in the vicinity of the exit-side fly-eye mirror 16. It is arranged at a position and is configured to be exchangeable with another light intensity distribution correction plate (second light intensity distribution correction member) (not shown). Further, as shown in FIG. 13B, the light intensity distribution correction plate 23 has a certain transmittance with respect to the EUV light as in the above-described illumination unevenness correction plate 22, and is locally thick. It is formed by different materials. Therefore, the light intensity distribution of the secondary light source formed on the exit surface of the exit-side fly-eye mirror 16 or a position in the vicinity thereof can be appropriately set by the appropriate transmittance distribution of the light intensity distribution correction plate 23. As a result, the light intensity distribution at the pupil position (pupil surface) of the projection optical system PL can be set appropriately.

即ち、例えば投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布が図６に示すような光強度分布（領域Ｅｄ＞Ｅ＞Ｅｅ＞Ｅｆ）であった場合において、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布を均一にするためには、領域Ｅｄの光強度を領域Ｅの光強度と同一にするために領域Ｅｄの光強度を弱くする必要がある。具体的には、図１３（ａ）に示す領域Ｅｄに対応する光強度分布補正板２３上の領域Ｇｄの厚さを、図１３（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｇに対して厚くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に下げる。また、領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度を領域Ｅの光強度と同一にするためには、これらの領域Ｅｅ，Ｅｆの光強度を強くする必要がある。具体的には、図１３（ａ）に示す領域Ｅｅ，Ｅｆに対応する光強度分布補正板２３上の領域Ｇｅ，Ｇｆの厚さを、図１３（ｂ）に示すように、領域Ｅに対応する基準領域Ｇに対して薄くすることによりＥＵＶ光の透過率を相対的に上げる。   That is, for example, when the light intensity distribution at the pupil position of the projection optical system PL is a light intensity distribution as shown in FIG. 6 (region Ed> E> Ee> Ef), the light intensity at the pupil position of the projection optical system PL. In order to make the distribution uniform, it is necessary to weaken the light intensity of the region Ed in order to make the light intensity of the region Ed the same as the light intensity of the region E. Specifically, the thickness of the region Gd on the light intensity distribution correction plate 23 corresponding to the region Ed shown in FIG. 13A is set to the reference region G corresponding to the region E as shown in FIG. By increasing the thickness, the EUV light transmittance is relatively lowered. Further, in order to make the light intensities of the regions Ee and Ef the same as the light intensity of the region E, it is necessary to increase the light intensities of these regions Ee and Ef. Specifically, the thicknesses of the regions Ge and Gf on the light intensity distribution correction plate 23 corresponding to the regions Ee and Ef shown in FIG. 13A correspond to the region E as shown in FIG. By reducing the thickness of the reference region G, the EUV light transmittance is relatively increased.

図１３（ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に光強度分布補正板２３が配置されているため、この投影露光装置を組み立てたときに生じる投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布を適切に補正することができる。   As shown in FIG. 13B, a light intensity distribution correction plate 23 is provided at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL or at a position near the exit-side fly-eye mirror 16 disposed in the vicinity thereof. Therefore, it is possible to appropriately correct the light intensity distribution at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL generated when the projection exposure apparatus is assembled.

また、光強度分布補正板２３の厚さを局所的に調整することにより、照明ムラ補正板２２の厚さに基づく透過率分布によりマスクＭ面またはウエハＷ面における照明ムラが補正されることにより生じる投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍における光強度分布を補正することができる（第２副作用補正手段）。以上においては、図６に示す如く投影光学系ＰＬの瞳面全体での不均一な分布を補正するために、図１１に示す如き射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に光強度分布補正板２３を配置した例を示したが、本発明はこれに限る事はない。ここで、射出側フライアイミラー１６の射出側面またはその近傍には、射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの数に応じた多数の集光点（二次光源）が形成される。このため、光強度分布補正板２３は、射出側フライアイミラー１６により形成される二次光源を完全に均一にすることなく、射出側フライアイミラー１６により形成される多数の集光点（二次光源）のピーク強度を等しくするように構成されても良いことは言うまでもない。   Further, by locally adjusting the thickness of the light intensity distribution correction plate 23, the illumination unevenness on the mask M surface or the wafer W surface is corrected by the transmittance distribution based on the thickness of the illumination unevenness correction plate 22. It is possible to correct the light intensity distribution at or near the position optically conjugate with the pupil of the projection optical system PL that occurs (second side effect correcting means). In the above, in order to correct the non-uniform distribution over the entire pupil plane of the projection optical system PL as shown in FIG. 6, the light intensity distribution correction plate is positioned near the exit-side fly-eye mirror 16 as shown in FIG. Although an example in which 23 is arranged is shown, the present invention is not limited to this. Here, a large number of condensing points (secondary light sources) corresponding to the number of unit mirrors 16 a constituting the exit-side fly-eye mirror 16 are formed on or near the exit side surface of the exit-side fly-eye mirror 16. For this reason, the light intensity distribution correction plate 23 does not make the secondary light source formed by the exit-side fly-eye mirror 16 completely uniform, but makes a large number of condensing points (two) formed by the exit-side fly-eye mirror 16. It goes without saying that the peak intensities of the secondary light sources may be equalized.

以上の補正板（２２、２３）の製造方法に関しては、図８〜図１０に示したステップＳ１１、Ｓ２１、およびＳ３１におけるフライアイミラー（１４、１６）での多層膜の総数を求めることを、補正板（２２、２３）の透過率分布や厚さ分布を求めることあるいは双方の部材の副作用を考慮した透過率分布や厚さ分布を求めることに置き換えて実行し、また、ステップＳ１２、Ｓ２２およびＳ３２における補正膜（補正用の多層膜）をフライアイミラー（１４、１６）に形成及び設置することを、補正板（２２、２３）が所望の厚み分布を持つように加工及び設置することに置き換えれて実行すれば良い。   Regarding the manufacturing method of the correction plates (22, 23) described above, obtaining the total number of multilayer films in the fly-eye mirrors (14, 16) in steps S11, S21, and S31 shown in FIGS. This is executed in place of obtaining the transmittance distribution and thickness distribution of the correction plates (22, 23), or obtaining the transmittance distribution and thickness distribution in consideration of the side effects of both members, and steps S12, S22 and Forming and installing the correction film (correction multilayer film) in S32 on the fly-eye mirror (14, 16) is processing and installing the correction plates (22, 23) so as to have a desired thickness distribution. Replace and execute.

また、露光装置を使用するに従い照明領域（マスクＭ、ウエハＷ）での光強度分布や投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布が光学部材の曇り等の要因により経時的に変化し、この経時的な光強度分布の変化が予測できる場合には、２つの補正板（２２、２３）の交換のために、予測される光強度分布の悪化を補正できるような新たな他の補正板（第２の補正板）をそれぞれ予め用意しても良い。そして、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）での光強度分布の経時的な変化が生じた場合に、既に設定されている補正板（２２、２３）の少なくとも一方を、予め用意した補正板に交換すれば良い。   Further, as the exposure apparatus is used, the light intensity distribution in the illumination area (mask M, wafer W) and the light intensity distribution in the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL are changed over time due to factors such as cloudiness of the optical member. If the change in the light intensity distribution over time can be predicted, a new light intensity distribution can be corrected for replacement of the two correction plates (22, 23). Other correction plates (second correction plates) may be prepared in advance. Then, when a temporal change in the light intensity distribution at the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL occurs, at least one of the correction plates (22, 23) that has already been set is prepared in advance. Replace with a plate.

以上のように、適切な透過率分布を有する２つの補正板（２２、２３）の設定により、照明領域（マスクＭやウエハＷ）での照明ムラを補正しながら、マスクＭ面やウエハＷ面全体にわたる照明条件（各照明ポイントでの角度特性、角度による光強度分布特性等）が適切に設定される。このため、マスクＭに形成された極めて微細なパターンをウエハＷ面上に忠実に転写でき、極めて良好なる露光を達成することができる。   As described above, the mask M surface and the wafer W surface are corrected while correcting illumination unevenness in the illumination region (mask M and wafer W) by setting the two correction plates (22, 23) having an appropriate transmittance distribution. The illumination conditions over the entire area (angle characteristics at each illumination point, light intensity distribution characteristics depending on angles, etc.) are appropriately set. For this reason, an extremely fine pattern formed on the mask M can be faithfully transferred onto the surface of the wafer W, and extremely good exposure can be achieved.

なお、以上の第２の実施の形態では、照明光学系の瞳位置にフライアイミラー光学系により形成される二次光源に関する光の強度の調整や補正について説明したが、偏光光の強度分布の調整や補正を行うようにしても良い。   In the second embodiment described above, the adjustment and correction of the light intensity related to the secondary light source formed by the fly-eye mirror optical system at the pupil position of the illumination optical system has been described. Adjustment and correction may be performed.

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ補正板２２を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、照明ムラ補正板２２と同様の構成を有する照明ムラ補正部材を入射側フライアイミラー１４の表面に付着するようにしてもよい。また、光強度分布補正板２３を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、光強度分布補正板２３と同様の構成を有する光強度分布補正部材を射出側フライアイミラー１６の表面に付着するようにしてもよい。   In the projection exposure apparatus according to the second embodiment, the illumination unevenness correction plate 22 is disposed in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14, but the illumination has the same configuration as the illumination unevenness correction plate 22. The unevenness correcting member may be attached to the surface of the incident side fly-eye mirror 14. Further, although the light intensity distribution correction plate 23 is disposed in the vicinity of the exit side fly-eye mirror 16, the light intensity distribution correction member having the same configuration as the light intensity distribution correction plate 23 is used as the surface of the exit side fly-eye mirror 16. You may make it adhere to.

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ補正板２２を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、マスクＭ面またはその近傍の位置、ウエハＷ面またはその近傍の位置、及びマスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の位置の何れかに配置してもよい。また、光強度分布補正板２３を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、投影光学系ＰＬの瞳位置（照明光学系の瞳位置）と光学的に共役な位置またはその近傍に配置してもよい。   In the projection exposure apparatus according to the second embodiment, the illumination unevenness correction plate 22 is disposed in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14, but the mask M surface or a position in the vicinity thereof, the wafer W surface. Alternatively, it may be arranged at a position in the vicinity thereof, a position optically conjugate with the mask M surface or the wafer W surface, or a position in the vicinity thereof. Further, although the light intensity distribution correction plate 23 is disposed in the vicinity of the exit-side fly-eye mirror 16, it is at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL (pupil position of the illumination optical system). You may arrange.

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、補正板（２２，２３）の厚さに基づき補正板（２２，２３）の透過率分布を形成しているが、これら補正板（２２，２３）の所定箇所に所定形状の開口を設けて、補正板（２２，２３）に所定の透過率分布を付与することも可能である。   In the projection exposure apparatus according to the second embodiment, the transmittance distribution of the correction plate (22, 23) is formed based on the thickness of the correction plate (22, 23). It is also possible to provide a predetermined transmittance distribution to the correction plate (22, 23) by providing an opening having a predetermined shape at a predetermined position of (22, 23).

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１種類の物質により構成される補正板（２２，２３）を用いているが、透過率が異なる２種類以上の物質により構成される補正板（２２，２３）を用いてもよい。   In the projection exposure apparatus according to the second embodiment, the correction plate (22, 23) made of one kind of material is used, but it is made of two or more kinds of materials having different transmittances. Correction plates (22, 23) may be used.

また、第２の実施の形態では、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように照明ムラ補正板２２を配置しているが、図１４の実線で示すように、入射側フライアイミラー１４の射出側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の入射側光路に照明ムラ補正板２２を配置しても良く、さらには、図１４の破線で示すように、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の射出側光路に照明ムラ補正板２２を配置しても良い。すなわち、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と入射側フライアイミラー１４の射出側光路の少なくとも一方に照明ムラ補正板２２を配置することが可能である。特に、入射側フライアイミラー１４の入射側および射出側光路の双方に照明ムラ補正板を配置した場合には、照明ムラの補正機能を分担させることができ、さらには、第１の実施の形態と同様に入射側フライアイミラー１４に照明ムラを補正する補正膜（多層膜）と、少なくとも１つの照明ムラ補正板とを組み合わせて、照明ムラを補正することも可能である。   In the second embodiment, the illumination unevenness correction plate 22 is disposed so as to straddle both the incident-side optical path and the exit-side optical path of the incident-side fly-eye mirror 14, but as shown by the solid line in FIG. The illumination unevenness correction plate 22 may be disposed on the incident side optical path of the incident side fly-eye mirror 14 that does not overlap with the exit side optical path of the incident side fly-eye mirror 14, and further, as shown by the broken line in FIG. The illumination unevenness correction plate 22 may be disposed in the exit side optical path of the entrance side fly eye mirror 14 that does not overlap the entrance side optical path of the side fly eye mirror 14. In other words, the illumination unevenness correction plate 22 can be disposed on at least one of the incident side optical path of the incident side fly-eye mirror 14 and the emission side optical path of the incident side fly-eye mirror 14. In particular, when illumination unevenness correction plates are arranged on both the incident side and exit side optical paths of the incident-side fly-eye mirror 14, the illumination unevenness correction function can be shared, and further, the first embodiment. Similarly, it is also possible to correct illumination unevenness by combining a correction film (multilayer film) for correcting illumination unevenness on the incident side fly-eye mirror 14 and at least one illumination unevenness correction plate.

また、第２の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように光強度分布補正板２３を配置しているが、図１５の実線で示すように、射出側フライアイミラー１６の射出側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の入射側光路に光強度分布補正板２３を配置しても良く、さらには、図１５の破線で示すように、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の射出側光路に光強度分布補正板２３を配置しても良い。すなわち、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側フライアイミラー１６の射出側光路の少なくとも一方に光強度分布補正板２３を配置することが可能である。特に、射出側フライアイミラー１６の入射側および射出側光路の双方に光強度分布補正板を配置した場合には、瞳位置にて悪化した光強度分布の補正機能を分担させることができ、さらには、第１の実施の形態と同様に射出側フライアイミラー１６に瞳位置での光強度分布の悪化を補正する補正膜（多層膜）と、少なくとも１つの光強度分布補正板とを組み合わせて、照明光学系の瞳位置にて悪化した光強度分布を補正することも可能である。   In the second embodiment, the light intensity distribution correction plate 23 is disposed so as to straddle both the incident-side optical path and the exit-side optical path of the exit-side fly-eye mirror 16, as indicated by the solid line in FIG. In addition, the light intensity distribution correction plate 23 may be disposed on the incident side optical path of the exit side fly-eye mirror 16 that does not overlap with the exit side optical path of the exit side fly-eye mirror 16, and as shown by the broken line in FIG. The light intensity distribution correction plate 23 may be disposed in the exit side optical path of the exit side fly eye mirror 16 that does not overlap the entrance side optical path of the exit side fly eye mirror 16. That is, the light intensity distribution correction plate 23 can be disposed on at least one of the incident side optical path of the exit side fly-eye mirror 16 and the exit side optical path of the exit side fly-eye mirror 16. In particular, when the light intensity distribution correction plates are arranged on both the incident side and the emission side optical path of the exit side fly-eye mirror 16, it is possible to share the correction function of the light intensity distribution deteriorated at the pupil position. In the same manner as in the first embodiment, the exit-side fly-eye mirror 16 is combined with a correction film (multilayer film) for correcting deterioration of the light intensity distribution at the pupil position and at least one light intensity distribution correction plate. It is also possible to correct the light intensity distribution deteriorated at the pupil position of the illumination optical system.

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１つの照明ムラ補正板２２を備え、その１つの照明ムラ補正板２２を照明ムラを補正する第２補正手段及び光強度分布補正板２３の副作用（照明ムラ）を補正する第１副作用補正手段として機能させているが、２つの照明ムラ補正板を備え、一方の照明ムラ補正板（以下、第１の照明ムラ補正板という）を第２補正手段として機能させ、他方の照明ムラ補正板（以下、第２の照明ムラ補正板という）を第１副作用補正手段として機能させてもよい。   In addition, the projection exposure apparatus according to the second embodiment includes one illumination unevenness correction plate 22, and the one illumination unevenness correction plate 22 corrects illumination unevenness and light intensity distribution correction. Although it functions as the first side effect correcting means for correcting the side effect (illumination unevenness) of the plate 23, it has two illumination unevenness correction plates, and one illumination unevenness correction plate (hereinafter referred to as the first illumination unevenness correction plate). May function as the second correction means, and the other illumination unevenness correction plate (hereinafter referred to as the second illumination unevenness correction plate) may function as the first side effect correction means.

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、１つの光強度分布補正板２３を備え、その１つの光強度分布補正板２３を照明光学系の瞳位置の光強度分布を補正する第１補正手段及び照明ムラ補正板２２の副作用（瞳での光強度分布の悪化）を補正する第２副作用補正手段として機能させているが、２つの光強度分布補正板を備え、一方の光強度分布補正板（以下、第１の光強度分布補正板という）を第１補正手段として機能させ、他方の光強度分布補正板（以下、第２の光強度分布補正板という）を第２副作用補正手段として機能させてもよい。   Further, the projection exposure apparatus according to the second embodiment includes one light intensity distribution correction plate 23, and the one light intensity distribution correction plate 23 corrects the light intensity distribution at the pupil position of the illumination optical system. Functioning as second side effect correcting means for correcting side effects (deterioration of the light intensity distribution at the pupil) of the first correcting means and the illumination unevenness correcting plate 22 provided with two light intensity distribution correcting plates, The light intensity distribution correction plate (hereinafter referred to as the first light intensity distribution correction plate) functions as the first correction means, and the other light intensity distribution correction plate (hereinafter referred to as the second light intensity distribution correction plate) is the second. You may make it function as a side effect correction | amendment means.

次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１６は、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成に加えて、マスクＭ面またはウエハＷ面における偏光による光強度差を補正する照明ムラ偏光補正装置（第２光強度差補正手段）２４、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置における偏光による光強度差を補正する光強度偏光補正装置（第１光強度差補正手段）２６を備えている。   Next, a projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to the third embodiment. The configuration of the projection exposure apparatus according to the third embodiment is not limited to the configuration of the projection exposure apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. Illumination unevenness polarization correction device (second light intensity difference correction means) 24 for correcting the light intensity difference due to polarization, a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL (pupil position of the illumination optical system) or the vicinity thereof A light intensity polarization correction device (first light intensity difference correction means) 26 for correcting a light intensity difference due to polarization at a position is provided.

また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の入射側フライアイミラー１４を構成する各単位ミラー１４ａの反射面上の照明ムラ補正用の多層膜に代えて、互いに交差する二方向に偏光する偏光成分（マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の局所的な照明ムラ（光強度分布）を補正する２つの照明ムラ偏光補正素子（第２補正手段）２８，３０を備えている。また、図１６に示すように、射出側フライアイミラー１６の反射面上の瞳位置の光強度分布補正用の多層膜に代えて、互いに交差する二方向に偏光する偏光成分（投影光学系ＰＬの瞳位置又は照明光学系の瞳位置に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の局所的な光強度分布を補正する２つの光強度分布偏光補正素子（第１補正手段）３２，３４を備えている。   Further, as shown in FIG. 16, instead of a multilayer film for correcting illumination unevenness on the reflection surface of each unit mirror 14a constituting the incident-side fly-eye mirror 14 of the projection exposure apparatus according to the first embodiment, Two illumination unevenness polarization correction elements (first light intensity correction elements) for correcting local illumination unevenness (light intensity distribution) of polarization components polarized in two directions intersecting each other (S polarization component and P polarization component with respect to the mask M surface or wafer W surface) 2 correction means) 28 and 30. In addition, as shown in FIG. 16, instead of a multilayer film for correcting the light intensity distribution at the pupil position on the reflecting surface of the exit-side fly-eye mirror 16, polarized components that are polarized in two directions intersecting each other (projection optical system PL) Two light intensity distribution polarization correction elements (first correction means) 32 and 34 for correcting the local light intensity distribution of the S-polarization component and the P-polarization component with respect to the pupil position or the pupil position of the illumination optical system. .

また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる光強度検出装置２０に代えて、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）におけるＳ偏光成分（第１偏光成分）による光強度分布を検出するＳ偏光強度検出装置３６、投影光学系ＰＬの瞳位置（瞳面）におけるＰ偏光成分（第２偏光成分）による光強度分布を検出するＰ偏光強度検出装置３８を備えている。また、図１６に示すように、第１の実施の形態にかかる照明ムラ検出装置２１に代えて、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＳ偏光照明ムラ検出装置４０、ウエハＷ面におけるＰ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＰ偏光照明ムラ検出装置４２を備えている。従って、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。   Further, as shown in FIG. 16, instead of the light intensity detection device 20 according to the first embodiment, the light intensity due to the S-polarized component (first polarized component) at the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL. An S-polarized light intensity detector 36 for detecting the distribution and a P-polarized light intensity detector 38 for detecting the light intensity distribution due to the P-polarized component (second polarized component) at the pupil position (pupil plane) of the projection optical system PL are provided. In addition, as shown in FIG. 16, instead of the illumination unevenness detection device 21 according to the first embodiment, an S-polarization illumination unevenness detection device that detects illumination unevenness (light intensity distribution) due to the S-polarized component on the wafer W surface. 40. A P-polarized illumination unevenness detecting device 42 for detecting illumination unevenness (light intensity distribution) due to the P-polarized component on the wafer W surface is provided. Accordingly, in the description of the third embodiment, the same reference numerals as those used in the first embodiment are used for the same components as those of the projection exposure apparatus according to the first embodiment. I do.

照明ムラ偏光補正装置（第２光強度差補正手段）２４は、光源部２と入射側フライアイミラー１４との間の光路中に配置されており、マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分（第１偏光成分）とＰ偏光成分（第２偏光成分）との間の全体的な光強度差を補正する。図１７は、照明ムラ偏光補正装置２４の概略構成を示す図である。図１７に示すように、照明ムラ偏光補正装置２４は、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（マスクＭ面またはウエハＷ面に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の光強度を調整する２つの斜入射ミラー２４ａ，２４ｂを備えている。光源部２から射出されたＥＵＶ光は、斜入射ミラー２４ａにより全反射される角度で斜入射ミラー２４ａに入射する。斜入射ミラー２４ａにより反射されたＥＵＶ光は、斜入射ミラー２４ｂにより全反射される角度で斜入射ミラー２４ｂに入射し、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。   The illumination unevenness polarization correction device (second light intensity difference correction means) 24 is disposed in the optical path between the light source unit 2 and the incident-side fly's eye mirror 14, and is an S-polarized component with respect to the mask M surface or the wafer W surface. The overall light intensity difference between the (first polarization component) and the P polarization component (second polarization component) is corrected. FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of the illumination unevenness polarization correction device 24. As shown in FIG. 17, the illumination unevenness polarization correction device 24 has light intensities of two polarization components (S-polarization component and P-polarization component with respect to the mask M surface or the wafer W surface) of EUV light polarized in two directions intersecting each other. Are provided with two oblique incidence mirrors 24a and 24b. The EUV light emitted from the light source unit 2 is incident on the oblique incident mirror 24a at an angle that is totally reflected by the oblique incident mirror 24a. The EUV light reflected by the oblique incident mirror 24a enters the oblique incident mirror 24b at an angle that is totally reflected by the oblique incident mirror 24b, and is reflected by the oblique incident mirror 24b.

ここで、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、斜入射ミラー２４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー２４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する位置に配置されている。また、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、例えば図１８に示すように斜入射ミラー２４ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と斜入射ミラー２４ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように不図示の駆動系を介して駆動可能に構成されている。また、斜入射ミラー２４ａ，２４ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、斜入射ミラー２４ａ及び２４ｂのいずれか一方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質、例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成され、他方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率に差がある物質、例えばルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されている。 Here, the oblique incidence mirrors 24a and 24b are arranged at positions where the normal line C1 of the reflection surface R1 of the oblique incidence mirror 24a and the normal line C2 of the reflection surface R2 of the oblique incidence mirror 24b are orthogonal to each other. Further, the oblique incidence mirrors 24a and 24b maintain a state in which the normal line C1 of the reflection surface R1 of the oblique incidence mirror 24a and the normal line C2 of the reflection surface R2 of the oblique incidence mirror 24b are orthogonal to each other as shown in FIG. Thus, the EUV light incident on the oblique incidence mirrors 24a and 24b can be driven via a drive system (not shown) so that the incident angle of the EUV light changes. The oblique incidence mirrors 24a and 24b have different reflection polarization characteristics. That is, one of the oblique incidence mirrors 24a and 24b is made of a material having the same reflectance of the S-polarized component and the P-polarized component contained in the EUV light, for example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ), and the other is the EUV. It is made of a material having a difference in reflectance between the S-polarized component and the P-polarized component contained in the light, for example, ruthenium (Ru) or molybdenum (Mo).

図１９は、斜入射ミラーが二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図１９に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は略同一である。 FIG. 19 is a graph showing the reflectance of EUV light when the oblique incidence mirror is made of molybdenum disilicide (MoSi 2 ). The solid line indicates the reflectance of the S-polarized component of the EUV light, the broken line indicates the reflectance of the P-polarized component of the EUV light, and the alternate long and short dash line indicates the reflectance of the non-polarized component of the EUV light. As shown in FIG. 19, the reflectance of the S-polarized component, the reflectance of the P-polarized component, and the reflectance of the non-polarized component of the EUV light are substantially the same.

図２０は、斜入射ミラーがルテニウム（Ｒｕ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図２０に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。   FIG. 20 is a graph showing the reflectivity of EUV light when the oblique incidence mirror is made of ruthenium (Ru). The solid line indicates the reflectance of the S-polarized component of the EUV light, the broken line indicates the reflectance of the P-polarized component of the EUV light, and the alternate long and short dash line indicates the reflectance of the non-polarized component of the EUV light. As shown in FIG. 20, the reflectance of the S-polarized component, the reflectance of the P-polarized component, and the reflectance of the non-polarized component of EUV light are compared when the oblique incident angle is between about 10 degrees and about 45 degrees. Is different.

図２１は、斜入射ミラーがモリブデン（Ｍｏ）により構成されている場合におけるＥＵＶ光の反射率を示すグラフである。実線はＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、破線はＥＵＶ光のＰ偏光成分の反射率、一点鎖線はＥＵＶ光の非偏光成分の反射率を示している。図２１に示すように、ＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率、Ｐ偏光成分の反射率、非偏光成分の反射率は、斜入射角度が約１０度から約４５度までの間を比較した場合、異なっている。   FIG. 21 is a graph showing the reflectivity of EUV light when the oblique incidence mirror is made of molybdenum (Mo). The solid line indicates the reflectance of the S-polarized component of the EUV light, the broken line indicates the reflectance of the P-polarized component of the EUV light, and the alternate long and short dash line indicates the reflectance of the non-polarized component of the EUV light. As shown in FIG. 21, the reflectance of the S-polarized component, the reflectance of the P-polarized component, and the reflectance of the non-polarized component of EUV light are compared when the oblique incident angle is between about 10 degrees and about 45 degrees. Is different.

斜入射ミラー２４ａに入射したＥＵＶ光は、Ａ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、Ｂ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、斜入射ミラー２４ａにより反射される。ここで、斜入射ミラー２４ａをルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成し、斜入射ミラー２４ｂを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成した場合、斜入射ミラー２４ａがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されているため、斜入射ミラー２４ａにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなる。 In the EUV light incident on the oblique incident mirror 24a, the linearly polarized component oscillating in the A direction becomes the S polarized component with respect to the reflecting surface R1, and the linearly polarized component oscillating in the B direction becomes the P polarized component with respect to the reflecting surface R1, and the oblique incident mirror 24a. It is reflected by. Here, when the oblique incidence mirror 24a is made of ruthenium (Ru) or molybdenum (Mo) and the oblique incidence mirror 24b is made of molybdenum disilicide (MoSi 2 ), the oblique incidence mirror 24a is made of an S-polarized component of EUV light. Is made of ruthenium (Ru) or molybdenum (Mo) whose reflectance is higher than that of the P-polarized component, the EUV light reflected by the oblique incidence mirror 24a has the intensity of the S-polarized component with respect to the reflecting surface R1. It becomes larger than the intensity of the P-polarized component.

また、斜入射ミラー２４ａにより反射されて斜入射ミラー２４ｂに入射したＥＵＶ光は、Ａ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、Ｂ方向に振動する直線偏光成分が反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。ここで、Ｓ偏光とＰ偏光との関係は、反射面に入射する光の向きによって変わるが、本実施形態では、以下において、図１６に示す紙面方向（Ｚ方向）に振動する直線偏光光をＰ偏光の光とし、図１６に示す紙面と直交する方向（Ｙ方向）に振動する直線偏光光をＳ偏光の光、図１７及び図１８に示すＡ方向に振動する直線偏光の光をＰ偏光の光、Ｂ方向に振動する直線偏光の光をＳ偏光の光とする。   Further, the EUV light reflected by the oblique incident mirror 24a and incident on the oblique incident mirror 24b has a linearly polarized component that oscillates in the A direction as a P polarized component with respect to the reflecting surface R2, and a linearly polarized component that oscillates in the B direction as the reflecting surface R2. And is reflected by the oblique incidence mirror 24b without changing the intensity of the S-polarized component and the P-polarized component of the EUV light. Here, the relationship between S-polarized light and P-polarized light varies depending on the direction of light incident on the reflecting surface, but in the present embodiment, linearly polarized light that vibrates in the paper surface direction (Z direction) shown in FIG. As P-polarized light, linearly polarized light that vibrates in the direction (Y direction) perpendicular to the paper surface shown in FIG. 16 is used as S-polarized light, and linearly polarized light that vibrates in the A direction shown in FIGS. The linearly polarized light that vibrates in the B direction is referred to as S-polarized light.

従って、図１６に示す照明ムラ偏光補正装置２４は、図１８に示す如く２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の傾きを不図示の駆動系を介して調整することにより、図１６の紙面と直交する方向に振動するＰ偏光の光強度をＳ偏光の光強度よりも相対的に強くするように調整することができる。   Accordingly, the illumination unevenness polarization correction device 24 shown in FIG. 16 is orthogonal to the paper surface of FIG. 16 by adjusting the inclinations of the two reflecting surfaces (R1, R2) via a drive system (not shown) as shown in FIG. The light intensity of the P-polarized light that vibrates in the direction to be adjusted can be adjusted to be relatively stronger than the light intensity of the S-polarized light.

なお、上記の照明ムラ偏光補正装置２４の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の構造を逆にして、図１７及び図１８に示すＢ方向に振動する直線偏光成分の光をＡ方向に振動する直線偏光の光よりも相対的に強くすることもできる。   Note that the structure of the two reflecting surfaces (R1, R2) of the illumination unevenness polarization correction device 24 is reversed, and the linearly polarized light component that vibrates in the B direction shown in FIGS. 17 and 18 is vibrated in the A direction. It can also be made relatively stronger than linearly polarized light.

具体的には、斜入射ミラー２４ａを二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成し、斜入射イラー２４ｂをモリブデン（Ｍｏ）またはルテニウム（Ｒｕ）により構成した場合、斜入射ミラー２４ａに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ１に対するＳ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ１に対するＰ偏光成分となり、ＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の強度が変化することなく、斜入射ミラー２４ａにより反射される。斜入射ミラー２４ａにより反射されて斜入射ミラー２４ｂに入射したＥＵＶ光は、偏光成分Ａが反射面Ｒ２に対するＰ偏光成分、偏光成分Ｂが反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分となり、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。斜入射ミラー２４ｂがＥＵＶ光のＳ偏光成分の反射率がＰ偏光成分の反射率より高いルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されているため、斜入射ミラー２４ｂにより反射されたＥＵＶ光は、反射面Ｒ２に対するＳ偏光成分の強度がＰ偏光成分の強度より大きくなり、斜入射ミラー２４ｂにより反射される。 More specifically, when the oblique incidence mirror 24a is made of molybdenum disilicide (MoSi 2 ) and the oblique incidence mirror 24b is made of molybdenum (Mo) or ruthenium (Ru), EUV light incident on the oblique incidence mirror 24a The polarization component A becomes the S polarization component for the reflection surface R1, and the polarization component B becomes the P polarization component for the reflection surface R1, and the intensity of the S polarization component and the P polarization component of the EUV light is not changed by the oblique incidence mirror 24a. Reflected. The EUV light reflected by the oblique incidence mirror 24a and incident on the oblique incidence mirror 24b is reflected by the oblique incidence mirror 24b, with the polarization component A becoming the P polarization component for the reflection surface R2 and the polarization component B being the S polarization component for the reflection surface R2. Is done. Since the oblique incidence mirror 24b is made of ruthenium (Ru) or molybdenum (Mo) whose reflectance of the S-polarized component of the EUV light is higher than that of the P-polarized component, the EUV light reflected by the oblique incidence mirror 24b is The intensity of the S-polarized light component with respect to the reflecting surface R2 becomes larger than the intensity of the P-polarized light component, and is reflected by the oblique incident mirror 24b.

このように、照明ムラ偏光補正装置２４の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の構造や配置方向によって図１６に示す紙面方向（Ｚ方向）に振動する直線偏光成分を強くしたり、逆に図１６に示す紙面と直交する方向（Ｙ方向）に振動する直線偏光成分を強くすることができる。   In this way, the linearly polarized light component that vibrates in the paper surface direction (Z direction) shown in FIG. 16 is strengthened depending on the structure and arrangement direction of the two reflecting surfaces (R1, R2) of the illumination unevenness polarization correction device 24, or vice versa. The linearly polarized light component which vibrates in the direction (Y direction) orthogonal to the paper surface shown in FIG.

次に、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ、Ｐ偏光成分による照明ムラ及びＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が図２２に示すような照明ムラ及び光強度差であった場合について説明する。なお、図２２においては、横軸がウエハＷ面の露光領域における径方向の位置、縦軸がウエハＷ面における光強度、ＩｓがウエハＷ面におけるＳ偏光成分の光強度、ＩｐがウエハＷ面におけるＰ偏光成分の光強度、ＩがウエハＷ面における光強度（即ち、Ｉｓ及びＩｐの平均光強度）を示している。   Next, the illumination unevenness due to the S-polarized component, the illumination unevenness due to the P-polarized component, and the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component on the wafer W surface are the illumination unevenness and the light intensity difference as shown in FIG. The case will be described. In FIG. 22, the horizontal axis represents the radial position in the exposure region of the wafer W surface, the vertical axis represents the light intensity on the wafer W surface, Is represents the light intensity of the S-polarized component on the wafer W surface, and Ip represents the wafer W surface. , I indicates the light intensity on the wafer W surface (that is, the average light intensity of Is and Ip).

次に、マスクＭ面やウエハＷ面に形成される照明領域（被照射面）における偏光による光強度分布（照明ムラ）の補正について説明する。照明ムラ偏光補正素子２８，３０は、入射側フライアイミラー１４の近傍の位置に配置されており、入射側フライアイミラー１４に入射した、または入射側フライアイミラー１４により反射された互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の全体的な照明ムラ（光強度分布）を補正することができる（第２全体補正手段）。即ち、マスクＭ面またはウエハＷ面におけるＳ偏光成分による全体的な照明ムラ、及びマスクＭ面またはウエハＷ面におけるＰ偏光成分による全体的な照明ムラを補正することができる。   Next, correction of the light intensity distribution (illumination unevenness) due to the polarization in the illumination area (illuminated surface) formed on the mask M surface or the wafer W surface will be described. The illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 are disposed in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14 and intersect each other incident on the incident-side fly-eye mirror 14 or reflected by the incident-side fly-eye mirror 14. It is possible to correct the overall illumination unevenness (light intensity distribution) of the S-polarized component and the P-polarized component of the EUV light polarized in two directions (second overall correcting means). That is, it is possible to correct the overall illumination unevenness due to the S polarization component on the mask M surface or the wafer W surface and the overall illumination unevenness due to the P polarization component on the mask M surface or the wafer W surface.

図２４（ａ）は照明ムラ偏光補正素子２８、図２４（ｂ）は照明ムラ偏光補正素子３０の構成を示す図である。図２４（ａ）に示すように、照明ムラ偏光補正素子２８は、基板２８ｂ上にエッチング、スパッタリング等により細線２８ａを形成した光学素子、または基板２８ｂ上にグリッド状に細線２８ａを刻んで形成した光学素子である。照明ムラ偏光補正素子２８は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｚ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＹ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２２に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布Ｉｓが凹面形状の場合には、照明ムラ偏光補正素子２８は、図２５（ａ）に示すように、Ｓ偏光による光強度分布Ｉsとは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔsを有するように構成される。ここで、Ｙ方向に偏光するＳ偏光成分に対する照明ムラ偏光補正素子２８の透過率分布Ｉsは、細線２８ａの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。   24A shows the configuration of the illumination unevenness polarization correction element 28, and FIG. 24B shows the configuration of the illumination unevenness polarization correction element 30. As shown in FIG. As shown in FIG. 24A, the illumination unevenness polarization correction element 28 is an optical element in which the fine lines 28a are formed on the substrate 28b by etching, sputtering, or the like, or the fine lines 28a are engraved in a grid shape on the substrate 28b. It is an optical element. When the EUV light travels in the X direction, the illumination unevenness polarization correction element 28 can control the light intensity of the polarization component polarized in the Y direction while maintaining the light intensity of the polarization component polarized in the Z direction. When the light intensity distribution Is due to S-polarized light in the exposure region on the wafer W surface as shown in FIG. 22 is concave, the illumination unevenness polarization correction element 28 uses S-polarized light as shown in FIG. The light intensity distribution Is is configured to have a convex transmittance distribution Ts having a characteristic opposite to that of the light intensity distribution Is. Here, the transmittance distribution Is of the illumination unevenness polarization correction element 28 with respect to the S-polarized light component polarized in the Y direction can be appropriately set depending on the material of the thin wire 28a, the line spacing, the line thickness, the density, and the like.

このように、照明ムラ偏光補正素子（第１偏光照明ムラ補正手段）２８の作用によって、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布Ｉsは一様に均一になる。   As described above, by the action of the illumination unevenness polarization correction element (first polarization illumination unevenness correcting means) 28, the light intensity distribution Is due to the S polarization in the exposure region on the wafer W surface as shown in FIG. Become.

照明ムラ偏光補正素子３０は、図２４（ｂ）に示すように、基板３０ｂ上にエッチング、スパッタリング等により細線３０ａを形成した光学素子、または基板３０ｂ上にグリッド状に細線３０ａを刻んで形成した光学素子である。照明ムラ偏光補正素子３０は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｙ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＺ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２２に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉpが凹面形状の場合には、照明ムラ偏光補正素子３０は、図２５（ｂ）に示すように、Ｐ偏光による光強度分布Ｉpとは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔpを有するように構成される。ここで、Z方向に偏光するP偏光成分に対する照明ムラ偏光補正素子３０の透過率分布Ｔpは、細線３０aの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。   As shown in FIG. 24 (b), the illumination unevenness polarization correction element 30 is an optical element in which fine wires 30a are formed on a substrate 30b by etching, sputtering, or the like, or a fine wire 30a is engraved in a grid on the substrate 30b. It is an optical element. When the EUV light travels in the X direction, the illumination unevenness polarization correction element 30 can control the light intensity of the polarization component polarized in the Z direction while maintaining the light intensity of the polarization component polarized in the Y direction. When the light intensity distribution Ip due to P-polarized light in the exposure region on the wafer W surface as shown in FIG. 22 has a concave shape, the illumination unevenness polarization correction element 30 uses P-polarized light as shown in FIG. The light intensity distribution Ip is configured to have a convex transmittance distribution Tp having a reverse characteristic. Here, the transmittance distribution Tp of the illumination unevenness polarization correction element 30 with respect to the P-polarized component polarized in the Z direction can be appropriately set according to the material, the line interval, the line thickness, the density, and the like of the thin wire 30a.

このように、照明ムラ偏光補正素子（第２偏光照明ムラ補正手段）３０の作用によって、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉpは、Ｓ偏光の光強度分布Ｉsと同様に、一様に均一になる。   As described above, due to the action of the illumination unevenness polarization correction element (second polarization illumination unevenness correction unit) 30, the light intensity distribution Ip due to P polarization in the exposure region on the wafer W surface as shown in FIG. Similar to the intensity distribution Is, it is uniformly uniform.

次に、図２３に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpは一様に均一に補正されているが、両者の光強度分布の強度差を補正して、ウエハＷ面での露光領域における光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpの光強差がない状態で一様に均一にする必要がある。   Next, the light intensity distribution Is by S-polarized light and the light intensity distribution Ip by P-polarized light in the exposure area on the wafer W surface as shown in FIG. 23 are uniformly and uniformly corrected. It is necessary to correct the intensity difference so that the light intensity distribution Is in the exposure region on the wafer W surface and the light intensity distribution Ip due to the P-polarized light are uniform and uniform.

そこで、前述の照明ムラ偏光補正装置２４中の２つの反射面（Ｒ１、Ｒ２）の傾斜量を不図示の駆動系を介して適切に調整して、前述の照明ムラ偏光補正装置２４におけるＰ偏光に対する反射率をＳ偏光に対する反射率に対して相対的に向上させる。これにより、図２３に示す如く、ウエハＷ面での露光領域でのＳ偏光による光強度分布ＩsとＰ偏光による光強度分布Ｉpとの差が完全に補正されて、ウエハＷ面での露光領域における光強度分布ＩsおよびＰ偏光による光強度分布Ｉpの光強差がない状態で一様に均一なる。この結果、ウエハＷ面での偏光に伴う照明ムラが完全に補正される。   Therefore, the amount of inclination of the two reflecting surfaces (R1, R2) in the illumination unevenness polarization correction device 24 described above is appropriately adjusted via a drive system (not shown), and the P polarization in the illumination unevenness polarization correction device 24 described above. Is improved relative to the reflectance for S-polarized light. As a result, as shown in FIG. 23, the difference between the light intensity distribution Is due to S-polarized light and the light intensity distribution Ip due to P-polarized light in the exposure area on the wafer W surface is completely corrected, and the exposure area on the wafer W surface. The light intensity distribution Is and the light intensity distribution Ip due to P-polarized light are uniformly uniform without any difference in light intensity. As a result, illumination unevenness due to the polarization on the wafer W surface is completely corrected.

なお、照明ムラ偏光補正素子２８，３０は交換可能に構成されても良い。この投影露光装置を使用している間にウエハＷ面における偏光成分による照明ムラ（光強度分布）の変化が生じた場合、その経時的なウエハＷ面における偏光成分による照明ムラの変化（悪化）を打ち消す透過率分布を有する他の照明ムラ偏光補正素子に交換することができる。この場合には、Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０により検出されるウエハＷ面におけるＳ偏光成分の照明ムラ、及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２により検出されるＰ偏光成分の照明ムラの少なくとも一方が許容できない程度であったときに、検出結果に基づいてウエハＷ面におけるＳ偏光成分の照明ムラ及びＰ偏光成分の照明ムラの少なくとも一方を補正するための透過率分布を有する少なくとも１つの照明ムラ偏光補正素子を作成し、照明ムラ偏光補正素子２８及び照明ムラ偏光補正素子３０の少なくとも一方を作成した新たな照明ムラ偏光補正素子に交換する。   The illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 may be configured to be replaceable. If illumination unevenness (light intensity distribution) changes due to the polarization component on the wafer W surface while this projection exposure apparatus is used, the illumination unevenness change (deterioration) due to the polarization component on the wafer W surface over time. It can be replaced with another illumination unevenness polarization correction element having a transmittance distribution that cancels out the. In this case, at least one of the illumination unevenness of the S polarization component on the wafer W surface detected by the S polarization illumination unevenness detection device 40 and the illumination unevenness of the P polarization component detected by the P polarization illumination unevenness detection device 42 are allowed. At least one illumination unevenness polarization correction having a transmittance distribution for correcting at least one of the illumination unevenness of the S-polarized component and the illumination unevenness of the P-polarized component on the wafer W surface based on the detection result. An element is created, and at least one of the illumination unevenness polarization correction element 28 and the illumination unevenness polarization correction element 30 is replaced with a new illumination unevenness polarization correction element.

次に、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）又は投影光学系ＰＬの瞳位置における偏光による光強度分布の補正について説明する。ここで、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が図２７に示すような光強度分布及び光強度差であった場合について説明する。なお、図２７においては、横軸が投影光学系ＰＬの瞳における径方向の位置、縦軸が投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度、Ｉｓ２が投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度、Ｉｐ２が投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光成分の光強度、Ｉ２が投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度（即ち、Ｉｓ２及びＩｐ２の平均光強度）を示している。   Next, correction of the light intensity distribution by polarization at the pupil position of the illumination optical system (position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) or the pupil position of the projection optical system PL will be described. Here, the light intensity distribution of the S-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL, the light intensity distribution of the P-polarized component, and the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component are as shown in FIG. A case where the distribution and the light intensity difference are present will be described. In FIG. 27, the horizontal axis represents the radial position of the pupil of the projection optical system PL, the vertical axis represents the light intensity at the pupil position of the projection optical system PL, and Is2 represents the S-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL. The light intensity, Ip2 indicates the light intensity of the P-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL, and I2 indicates the light intensity at the pupil position of the projection optical system PL (that is, the average light intensity of Is2 and Ip2).

光強度分布偏光補正素子３２，３４は、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置に配置されており、射出側フライアイミラー１６に入射した、または射出側フライアイミラー１６により反射された互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の光強度分布を補正することができる。即ち、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置におけるＳ偏光成分による光強度分布、及び投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置（照明光学系の瞳位置）またはその近傍の位置におけるＰ偏光成分による光強度分布を補正することができ、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による光強度分布の悪化を補正することができる（第１全体補正手段）。   The light intensity distribution polarization correction elements 32 and 34 are disposed in the vicinity of the exit-side fly-eye mirror 16 and intersect each other incident on the exit-side fly-eye mirror 16 or reflected by the exit-side fly-eye mirror 16. The light intensity distribution of the S-polarized component and the P-polarized component of EUV light polarized in two directions can be corrected. That is, the optical intensity distribution by the S-polarized component at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL (pupil position of the illumination optical system) or a position near the position, and the pupil position of the projection optical system PL are optically coupled. It is possible to correct the light intensity distribution due to the P-polarized component at a conjugate position (pupil position of the illumination optical system) or a position in the vicinity thereof, and the light intensity distribution due to the S-polarized component and the P-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL. Can be corrected (first overall correction means).

図２６（ａ）は光強度偏光補正素子３２、図２６（ｂ）は光強度偏光補正素子３４の構成を示す図である。図２６（ａ）に示すように、光強度偏光補正素子３２は、ベリリウム（Ｂｅ）等からなる基板３２ｂ上にエッチング、スパッタリング等によりＺ方向に細線３２ａを形成した光学素子、または基板３２ｂ上にＺ方向へグリッド状に細線３２ａを刻んで形成した光学素子である。光強度偏光補正素子３２は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｚ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＹ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２７に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２が凹面形状の場合には、光強度偏光補正素子３２は、図２８（ａ）に示すように、Ｓ偏光による光強度分布Ｉs２とは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔs２を有するように構成される。ここで、Ｙ方向に偏光するＳ偏光成分に対する光強度偏光補正素子３２の透過率分布Ｔs２は、細線３２ａの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。   26A shows the configuration of the light intensity polarization correction element 32, and FIG. 26B shows the configuration of the light intensity polarization correction element 34. As shown in FIG. 26 (a), the light intensity polarization correction element 32 is formed on a substrate 32b made of beryllium (Be) or the like, an optical element in which fine wires 32a are formed in the Z direction by etching, sputtering, or the like, or on the substrate 32b. This is an optical element formed by chopping fine wires 32a in a grid shape in the Z direction. When the EUV light travels in the X direction, the light intensity polarization correction element 32 can control the light intensity of the polarization component polarized in the Y direction while maintaining the light intensity of the polarization component polarized in the Z direction. When the light intensity distribution Is2 due to S-polarized light at the pupil position of the projection optical system PL as shown in FIG. 27 is concave, the light intensity polarization correction element 32 has the light due to S-polarized light as shown in FIG. It is configured to have a convex transmittance distribution Ts2 having a characteristic opposite to that of the intensity distribution Is2. Here, the transmittance distribution Ts2 of the light intensity polarization correction element 32 with respect to the S-polarized light component polarized in the Y direction can be appropriately set depending on the material, the line spacing, the line thickness, the density, and the like of the thin wires 32a.

このように、光強度偏光補正素子（第１偏光強度分布補正手段）３２の作用によって、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２は一様に均一になる。   As described above, the light intensity distribution Is2 due to the S-polarized light at the pupil position of the projection optical system PL as shown in FIG. 29 becomes uniform uniformly by the action of the light intensity polarization correction element (first polarization intensity distribution correcting means) 32. .

光強度偏光補正素子３４は、図２６（ｂ）に示すように、ベリリウム（Ｂｅ）等からなる基板３４ｂ上にエッチング、スパッタリング等によりＹ方向に細線３４ａを形成した光学素子、または基板３４ｂ上にＹ方向へグリッド状に細線３４ａを刻んで形成した光学素子である。光強度偏光補正素子３４は、ＥＵＶ光がＸ方向に進行する際に、Ｙ方向に偏光する偏光成分の光強度を維持したままＺ方向に偏光する偏光成分の光強度を制御することができる。図２７に示す如きウエハＷ面での露光領域でのＰ偏光による光強度分布Ｉp２が凹面形状の場合には、光強度偏光補正素子３４は、図２８（ｂ）に示すように、Ｐ偏光による光強度分布Ｉp２とは逆特性を持つ凸面状の透過率分布Ｔp２を有するように構成される。ここで、Z方向に偏光するP偏光成分に対する光強度偏光補正素子３４の透過率分布Ｔp２は、細線３４aの材質、線間隔、線の太さ及び密度等により適切に設定することができる。   As shown in FIG. 26B, the light intensity polarization correction element 34 is an optical element in which a thin wire 34a is formed in the Y direction by etching, sputtering or the like on a substrate 34b made of beryllium (Be) or the like, or on the substrate 34b. It is an optical element formed by chopping fine wires 34a in a grid shape in the Y direction. When the EUV light travels in the X direction, the light intensity polarization correction element 34 can control the light intensity of the polarization component polarized in the Z direction while maintaining the light intensity of the polarization component polarized in the Y direction. When the light intensity distribution Ip2 due to P-polarized light in the exposure region on the wafer W surface as shown in FIG. 27 is concave, the light intensity polarization correction element 34 is driven by P-polarized light as shown in FIG. It is configured to have a convex transmittance distribution Tp2 having a characteristic opposite to that of the light intensity distribution Ip2. Here, the transmittance distribution Tp2 of the light intensity polarization correction element 34 with respect to the P-polarized component polarized in the Z direction can be appropriately set according to the material, the line spacing, the line thickness, the density, and the like of the thin wire 34a.

このように、光強度補正素子（第２偏光強度分布補正手段）３４の作用によって、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光による光強度分布Ｉp２は、Ｓ偏光の光強度分布Ｉs２と同様に、一様に均一になる。   As described above, due to the action of the light intensity correction element (second polarization intensity distribution correction means) 34, the light intensity distribution Ip2 due to P-polarized light at the pupil position of the projection optical system PL as shown in FIG. 29 becomes the light intensity distribution of S-polarized light. Similar to Is2, it is uniformly uniform.

次に、図２９に示す如き投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光による光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２は一様に均一に補正されているが、両者の光強度分布の強度差を補正して、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２の光強差がない状態で一様に均一にする必要がある。   Next, the light intensity distribution Is2 due to S-polarized light and the light intensity distribution Ip2 due to P-polarized light at the pupil position of the projection optical system PL as shown in FIG. 29 are uniformly and uniformly corrected. It is necessary to correct the difference so that the light intensity distribution Is2 at the pupil position of the projection optical system PL and the light intensity distribution Ip2 due to the P-polarized light are not uniform and uniform.

そこで、第３の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６とコンデンサミラー１８との間の光路中に配置された光強度偏光補正装置（第１光強度補正手段）２６によって、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光（第１偏光成分）による光強度分布Ｉs２とＰ偏光（第２偏光成分）による光強度分布Ｉp２との光強度差を補正している。   Therefore, in the third embodiment, the projection optical system PL is provided by the light intensity polarization correction device (first light intensity correction means) 26 disposed in the optical path between the exit-side fly-eye mirror 16 and the condenser mirror 18. The light intensity difference between the light intensity distribution Is2 due to S-polarized light (first polarization component) and the light intensity distribution Ip2 due to P-polarized light (second polarization component) at the pupil position is corrected.

また、光強度偏光補正素子３２，３４は交換可能に構成されても良い。この投影露光装置を使用している間に投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布に変化が生じた場合、その経時的な投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布の変化（悪化）を打ち消す透過率分布を有する他の光強度偏光補正素子に交換することができる。この場合には、Ｓ偏光強度検出装置３６により検出される投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、及びＰ偏光強度検出装置３８により検出されるＰ偏光成分の光強度分布の強さの少なくとも一方が許容できない程度であったときに、検出結果に基づいて投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍におけるＳ偏光成分の光強度分布及びＰ偏光成分の光強度分布の少なくとも一方を補正するための透過率分布を有する少なくとも１つの光強度分布偏光補正素子を作成し、光強度偏光補正素子３２及び光強度偏光補正素子３４の少なくとも一方を作成した新たな光強度偏光補正素子に交換する。   Further, the light intensity polarization correction elements 32 and 34 may be configured to be exchangeable. If there is a change in the light intensity distribution due to the polarization component at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL while using this projection exposure apparatus, the projection optics over time It can be exchanged for another light intensity polarization correction element having a transmittance distribution that cancels the change (deterioration) of the light intensity distribution due to the polarization component at a position optically conjugate with the pupil position of the system PL or in the vicinity thereof. In this case, the light intensity distribution of the S-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL detected by the S-polarized light intensity detector 36 and the light intensity distribution of the P-polarized component detected by the P-polarized light intensity detector 38 When at least one of the intensities is unacceptable, based on the detection result, the light intensity distribution of the S-polarized component and the P-polarized component at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL At least one light intensity distribution polarization correction element having a transmittance distribution for correcting at least one of the light intensity distributions is created, and at least one of the light intensity polarization correction element 32 and the light intensity polarization correction element 34 is newly created. Replace with a light intensity polarization correction element.

光強度偏光補正装置２６は、図１７に示す照明ムラ偏光補正装置２４の構成と同様の構成を有している。即ち、光強度偏光補正装置２６は、互いに交差する二方向に偏光するＥＵＶ光の二つの偏光成分（投影光学系ＰＬの瞳位置に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分）の光強度を調整する２つの斜入射ミラー（以下、第１斜入射ミラー２６ａ、第２斜入射ミラー２６ｂという）を備えている。光強度偏光補正素子３２，３４を通過したＥＵＶ光は、第１斜入射ミラー２６ａにより全反射される角度で第１斜入射ミラー２６ａに入射する。第１斜入射ミラー２６ａにより反射されたＥＵＶ光は、第２斜入射ミラー２６ｂにより全反射される角度で第２斜入射ミラー２６ｂに入射し、第２斜入射ミラー２６ｂにより反射される。   The light intensity polarization correction device 26 has the same configuration as that of the illumination unevenness polarization correction device 24 shown in FIG. That is, the light intensity polarization correction device 26 adjusts the light intensities of two polarization components (S-polarization component and P-polarization component with respect to the pupil position of the projection optical system PL) of EUV light polarized in two directions intersecting each other. An oblique incidence mirror (hereinafter referred to as a first oblique incidence mirror 26a and a second oblique incidence mirror 26b) is provided. The EUV light that has passed through the light intensity polarization correction elements 32 and 34 enters the first oblique incidence mirror 26a at an angle that is totally reflected by the first oblique incidence mirror 26a. The EUV light reflected by the first oblique incidence mirror 26a enters the second oblique incidence mirror 26b at an angle that is totally reflected by the second oblique incidence mirror 26b, and is reflected by the second oblique incidence mirror 26b.

ここで、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、第１斜入射ミラー２６ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と第２斜入射ミラー２６ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する位置に配置されている。また、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、第１斜入射ミラー２６ａの反射面Ｒ１の法線Ｃ１と第２斜入射ミラー２６ｂの反射面Ｒ２の法線Ｃ２とが直交する状態を維持して、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂに入射するＥＵＶ光の入射角度が変化するように、不図示の駆動系を介して駆動可能に構成されている。また、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂは、互いに異なる反射偏光特性を有している。即ち、第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂのいずれか一方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率が同一である物質、例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）により構成され、他方はＥＵＶ光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の反射率に差がある物質、例えばルテニウム（Ｒｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）により構成されている。第１斜入射ミラー２６ａ及び第２斜入射ミラー２６ｂの詳細な構成及び作用については、照明ムラ偏光補正装置２４を構成する２つの斜入射ミラー２４ａ，２４ｂと同様のため、詳細な説明を省略する。 Here, in the first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b, the normal C1 of the reflection surface R1 of the first oblique incidence mirror 26a and the normal C2 of the reflection surface R2 of the second oblique incidence mirror 26b are orthogonal to each other. It is arranged at the position to do. In the first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b, the normal line C1 of the reflection surface R1 of the first oblique incidence mirror 26a and the normal line C2 of the reflection surface R2 of the second oblique incidence mirror 26b are orthogonal to each other. It is configured to be able to be driven through a drive system (not shown) so that the incident angle of the EUV light incident on the first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b changes while maintaining the state. The first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b have different reflection polarization characteristics. That is, one of the first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b is a substance having the same reflectance of the S-polarized component and the P-polarized component contained in the EUV light, for example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ). The other is made of a material having a difference in reflectance between the S-polarized component and the P-polarized component contained in the EUV light, for example, ruthenium (Ru) or molybdenum (Mo). The detailed configuration and operation of the first oblique incidence mirror 26a and the second oblique incidence mirror 26b are the same as those of the two oblique incidence mirrors 24a and 24b constituting the illumination uneven polarization correcting device 24, and thus detailed description thereof is omitted. .

従って、光強度偏光補正装置２６における第１及び第２斜入射ミラー２６ａ，２６ｂの２つの反射面Ｒ１，Ｒ２の傾斜量を不図示の駆動系を介して適切に調整して、光強度偏光補正装置２６におけるＰ偏光に対する反射率をＳ偏光に対する反射率に対して相対的に向上させる。これにより、図２９に示す如く、投影光学系ＰＬの瞳位置でのＳ偏光による光強度分布Ｉs２とＰ偏光による光強度分布Ｉp２との差が完全に補正されて、投影光学系ＰＬの瞳位置における光強度分布Ｉs２およびＰ偏光による光強度分布Ｉp２の光強差がない状態で一様に均一なる。この結果、投影光学系ＰＬの瞳位置での偏光に伴う光強度分布の不均一性が完全に補正される。   Accordingly, the light intensity polarization correction is performed by appropriately adjusting the tilt amounts of the two reflecting surfaces R1 and R2 of the first and second oblique incidence mirrors 26a and 26b in the light intensity polarization correction device 26 via a drive system (not shown). The reflectance for P-polarized light in the device 26 is improved relative to the reflectance for S-polarized light. As a result, as shown in FIG. 29, the difference between the light intensity distribution Is2 due to S-polarized light and the light intensity distribution Ip2 due to P-polarized light at the pupil position of the projection optical system PL is completely corrected, and the pupil position of the projection optical system PL is corrected. The light intensity distribution Is2 and the light intensity distribution Ip2 due to the P-polarized light are uniformly uniform without any difference in light intensity. As a result, the nonuniformity of the light intensity distribution accompanying the polarization at the pupil position of the projection optical system PL is completely corrected.

また、図１６に示すように、ウエハＷを載置するウエハステージＷＳの一端には、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分による光強度分布を検出するＳ偏光強度検出装置３６、投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光成分による光強度分布を検出するＰ偏光強度検出装置３８が設けられている。Ｓ偏光強度検出装置３６及びＰ偏光強度検出装置３８により検出された検出結果に基づいて、例えば図示しない制御装置等により投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が検出される。   As shown in FIG. 16, an S-polarized light intensity detecting device 36 for detecting a light intensity distribution due to an S-polarized component at the pupil position of the projection optical system PL, projection optics, at one end of the wafer stage WS on which the wafer W is placed. A P-polarized light intensity detector 38 for detecting the light intensity distribution due to the P-polarized light component at the pupil position of the system PL is provided. Based on the detection results detected by the S polarization intensity detection device 36 and the P polarization intensity detection device 38, for example, light between the S polarization component and the P polarization component at the pupil position of the projection optical system PL by a control device (not shown) or the like. An intensity difference is detected.

また、ウエハＷを載置するウエハステージＷＳ上には、ウエハＷ面におけるＳ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＳ偏光照明ムラ検出装置４０、ウエハＷ面におけるＰ偏光成分による照明ムラ（光強度分布）を検出するＰ偏光照明ムラ検出装置４２が設けられている。Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２により検出された検出結果に基づいて、例えば図示しない制御装置等によりウエハＷ面におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差が検出される。   Further, on the wafer stage WS on which the wafer W is placed, an S-polarized illumination unevenness detection device 40 for detecting uneven illumination (light intensity distribution) due to the S-polarized component on the wafer W surface, and illumination with the P-polarized component on the wafer W surface. A P-polarized illumination unevenness detecting device 42 for detecting unevenness (light intensity distribution) is provided. Based on the detection results detected by the S-polarization illumination unevenness detection device 40 and the P-polarization illumination unevenness detection device 42, for example, a light intensity difference between the S-polarization component and the P-polarization component on the wafer W surface by a control device (not shown). Is detected.

なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、２つの照明ムラ偏光補正素子２８，３０によりマスクＭ面またはウエハＷ面におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による全体的な照明ムラの悪化を補正しているが、１つまたは３つ以上の照明ムラ偏光補正素子によりマスクＭ面またはウエハＷ面における偏光成分による局所的な照明ムラの悪化を補正することができる（第２局所補正手段）。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the overall illumination unevenness due to the S-polarized component and the P-polarized component on the mask M surface or the wafer W surface is determined by the two illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30. Although the deterioration is corrected, one or three or more illumination unevenness polarization correction elements can correct local deterioration of illumination unevenness due to the polarization component on the mask M surface or the wafer W surface (second local correction). means).

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、２つの光強度偏光補正素子３２，３４により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による全体的な光強度分布の悪化を補正しているが、１つまたは３つ以上の光強度分布偏光補正素子により投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による局所的な光強度分布の悪化を補正することができる（第１局所補正手段）。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the S-polarized light at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL by the two light intensity polarization correction elements 32 and 34. Although the deterioration of the overall light intensity distribution due to the component and the P-polarized component is corrected, a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL or one or more light intensity distribution polarization correction elements or Deterioration of local light intensity distribution due to the polarization component at a position in the vicinity thereof can be corrected (first local correction means).

また、例えば、図３０に示すように、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置（図３０においては、射出側フライアイミラー１６の近傍の位置）に懸架装置５０を備え、射出側フライアイミラー１６に入射するＥＵＶ光の光束の一部が通過するように光強度偏光補正素子５２を懸架装置５０に懸架して、瞳位置での光強度分布の局所的な補正を行ってもよい。図３１は、懸架装置５０と光強度偏光補正素子５２の構成を示す図である。懸架装置５０は、照明光であるＥＵＶ光に対して高い透過率を有する細線５０ａを格子状に組んで構成されている。光強度偏光補正素子５２は、光強度偏光補正素子５２を通過するＥＵＶ光の偏光成分による光強度分布を打ち消す透過率分布を有している。   Further, for example, as shown in FIG. 30, the suspension device is located at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL or a position in the vicinity thereof (in FIG. 30, a position near the exit-side fly-eye mirror 16). The light intensity polarization correction element 52 is suspended from the suspension device 50 so that a part of the EUV light beam incident on the exit-side fly-eye mirror 16 passes, so that the local distribution of the light intensity distribution at the pupil position is provided. May be corrected. FIG. 31 is a diagram showing the configuration of the suspension device 50 and the light intensity polarization correction element 52. The suspension device 50 is configured by assembling thin wires 50a having a high transmittance with respect to EUV light as illumination light in a lattice shape. The light intensity polarization correction element 52 has a transmittance distribution that cancels the light intensity distribution due to the polarization component of the EUV light that passes through the light intensity polarization correction element 52.

また、第３の実施の形態では、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しているが、図３２（ａ）の実線で示すように、入射側フライアイミラー１４の射出側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の入射側光路に照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しても良く、さらに、図３２（ａ）の破線で示すように、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と重複しない入射側フライアイミラー１４の射出側光路に照明ムラ偏光補正素子２８、３０を配置しても良い。このように、照明ムラ偏光補正素子２８、３０は、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。   Further, in the third embodiment, the illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 are arranged so as to straddle both the incident side optical path and the exit side optical path of the incident side fly-eye mirror 14, but FIG. As shown by the solid line, the illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 may be arranged in the incident side optical path of the incident side fly's eye mirror 14 that does not overlap with the exit side optical path of the incident side fly's eye mirror 14, and FIG. As indicated by a broken line in FIG. 5A, the illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 may be arranged on the exit side optical path of the entrance side fly-eye mirror 14 that does not overlap the entrance side optical path of the entrance side fly-eye mirror 14. As described above, the illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 can be arranged in at least one of the incident side optical path and the exit side optical path of the incident side fly-eye mirror 14.

また、第３の実施の形態では、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の双方を跨るように光強度偏光補正素子３２、３４を配置しているが、図３３（ａ）の実線で示すように、射出側フライアイミラー１６の射出側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の入射側光路に光強度偏光補正素子３２、３４を配置しても良い。さらには、図３３（ａ）の破線で示すように、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と重複しない射出側フライアイミラー１６の射出側光路に光強度偏光補正素子３２、３４を配置しても良い。このように、光強度偏光補正素子３２、３４は、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。   In the third embodiment, the light intensity polarization correction elements 32 and 34 are disposed so as to straddle both the incident side optical path and the exit side optical path of the exit side fly-eye mirror 16, but FIG. As shown by the solid line, the light intensity polarization correction elements 32 and 34 may be arranged on the incident side optical path of the exit side fly-eye mirror 16 that does not overlap with the exit side optical path of the exit side fly-eye mirror 16. Furthermore, as shown by the broken line in FIG. 33A, the light intensity polarization correction elements 32 and 34 are arranged in the exit side optical path of the exit side fly eye mirror 16 that does not overlap the entrance side optical path of the exit side fly eye mirror 16. May be. As described above, the light intensity polarization correction elements 32 and 34 can be arranged in at least one of the incident side optical path and the exit side optical path of the exit side fly-eye mirror 16.

また、第３実施の形態では、照明領域（マスクＭ面やウエハＷ面）または照明領域と光学的に共役な位置におけるＰ偏光とＳ偏光との間の光強度差を照明ムラ偏光補正装置２４にて補正しているが、この照明ムラ偏光補正装置２４の代わりに、図３２（ｂ）に示す如く、光強度差補正素子（第２光強度差補正手段）６０を、照明ムラ偏光補正素子２８、３０と同様に、入射側フライアイミラー１４の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。   In the third embodiment, the illumination unevenness polarization correction device 24 calculates the light intensity difference between the P-polarized light and the S-polarized light at a position optically conjugate with the illumination region (mask M surface or wafer W surface) or the illumination region. As shown in FIG. 32B, the light intensity difference correction element (second light intensity difference correction means) 60 is replaced with an illumination unevenness polarization correction element. Similarly to 28 and 30, it can be arranged on at least one of the incident side optical path and the exit side optical path of the incident side fly-eye mirror 14.

また、第３実施の形態では、照明光学系の瞳位置（投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置）または投影光学系ＰＬの瞳位置におけるＰ偏光とＳ偏光との間の光強度差を光強度偏光補正装置２６にて補正しているが、この光強度偏光補正装置２６の代わりに、図３３（ｂ）に示す如く、光強度差補正素子（第１光強度差補正手段）６２を、光強度偏光補正素子３２、３４と同様に、射出側フライアイミラー１６の入射側光路と射出側光路の少なくとも一方に配置することができる。   In the third embodiment, the light between the P-polarized light and the S-polarized light at the pupil position of the illumination optical system (a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL) or the pupil position of the projection optical system PL. Although the intensity difference is corrected by the light intensity polarization correction device 26, instead of the light intensity polarization correction device 26, as shown in FIG. 33B, a light intensity difference correction element (first light intensity difference correction means). ) 62 can be disposed in at least one of the incident side optical path and the exit side optical path of the exit-side fly-eye mirror 16 in the same manner as the light intensity polarization correction elements 32 and 34.

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布を補正するために、光強度偏光補正素子３２，３４を備えているが、図３４に示すように、光強度偏光補正素子３２，３４に代えて射出側フライアイミラー１６を構成する単位ミラー１６ａの反射面上に少なくとも１つの偏光補正用斜入射ミラー（７０、７２）を備えるようにしてもよい。図３４は、偏光補正用斜入射ミラー（７０、７２）の構成を示す図である。図３４に示すように、射出側フライアイミラー１６を構成する所定の単位ミラー１６ａの反射面上に、前述した図１７に示した如き構成と同様な２つの偏光補正用斜入射ミラー７０，７２が配置されている。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the light intensity distribution is corrected in order to correct the light intensity distribution due to the polarization at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system PL or a position in the vicinity thereof. Although the polarization correction elements 32 and 34 are provided, as shown in FIG. 34, at least one is provided on the reflection surface of the unit mirror 16a constituting the exit side fly-eye mirror 16 instead of the light intensity polarization correction elements 32 and 34. Polarization correcting oblique incidence mirrors (70, 72) may be provided. FIG. 34 is a diagram showing the configuration of the polarization correcting oblique incidence mirror (70, 72). As shown in FIG. 34, two polarization correcting oblique incidence mirrors 70 and 72 similar to the structure shown in FIG. 17 are formed on the reflection surface of a predetermined unit mirror 16a constituting the exit-side fly-eye mirror 16. Is arranged.

ここで、偏光補正用斜入射ミラー７０，７２は、投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における偏光成分による光強度分布が生じている部分に対応する単位ミラー１６ａの反射面上に設けることができる。   Here, the polarization correcting oblique incidence mirrors 70 and 72 are unit mirrors corresponding to a portion where the light intensity distribution is generated by the polarization component at a position optically conjugate with or near the pupil position of the projection optical system PL. It can be provided on the reflective surface 16a.

また、この第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置２４及び光強度偏光補正装置２６においては、２つの斜入射ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正しているが、３つ以上の斜入射ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正してもよい。また、２つ以上の多層膜ミラーによりＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差、及び所定面における照明ムラ（光強度分布）を補正してもよい。この場合においては、多層膜の層数、多層膜の種類等による反射率の違いに基づいて、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差、及び所定面にて悪化している光強度分布を打ち消す反射率分布を有する多層膜ミラーを形成し、形成された２つ以上の多層膜ミラーの組み合わせにより光強度差及び光強度分布の補正を行う。   In the illumination unevenness polarization correction device 24 and the light intensity polarization correction device 26 according to the third embodiment, the light intensity difference between the S polarization component and the P polarization component is corrected by the two oblique incidence mirrors. However, the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component may be corrected by three or more oblique incidence mirrors. Further, the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component and illumination unevenness (light intensity distribution) on a predetermined surface may be corrected by two or more multilayer film mirrors. In this case, the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component based on the difference in reflectance depending on the number of layers of the multilayer film, the type of the multilayer film, etc., and the light deteriorated on the predetermined surface A multilayer mirror having a reflectance distribution that cancels the intensity distribution is formed, and the light intensity difference and the light intensity distribution are corrected by a combination of two or more formed multilayer mirrors.

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置において、Ｓ偏光照明ムラ検出装置４０及びＰ偏光照明ムラ検出装置４２を、マスクＭを載置するマスクステージＭＳ上に設け、ウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍に位置するマスクＭ面上におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分による照明ムラをそれぞれ検出するようにしてもよい。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the S-polarized illumination unevenness detecting device 40 and the P-polarized illumination unevenness detecting device 42 are provided on the mask stage MS on which the mask M is placed, Illumination unevenness due to the S-polarized component and the P-polarized component on the mask M plane located at or near the optically conjugate position may be detected.

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との間の光強度差を補正するために、光強度偏光補正装置２４を備えているが、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とでは反射率の異なる多層膜ミラーを、射出側フライアイミラー１６の近傍に備えるようにしてもよい。ここで、この多層膜ミラーは、この多層膜ミラーに４５度の入射角度でＥＵＶ光が入射した場合、ＥＵＶ光のＳ偏光成分は多層膜ミラーにより反射され、ＥＵＶ光のＰ偏光成分は多層膜ミラーを透過するように構成されている。従って、この多層膜ミラーをＥＵＶ光の全体または局所的な部分が通過する位置に配置し、この多層膜ミラーに入射するＥＵＶ光の入射角度を調整することにより、この多層膜ミラーに入射するＥＵＶ光のＳ偏光成分の透過率及びＰ偏光成分の透過率を調整することができ、偏光成分による全体的な光強度分布または局所的な光強度分布の補正を行うことも可能である。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the light intensity difference between the S-polarized component and the P-polarized component at or near the optically conjugate position with the pupil of the projection optical system PL is corrected. For this purpose, the light intensity polarization correction device 24 is provided, but a multilayer mirror having different reflectivities for the S-polarized component and the P-polarized component may be provided in the vicinity of the exit-side fly-eye mirror 16. In this multilayer mirror, when EUV light is incident on the multilayer mirror at an incident angle of 45 degrees, the S-polarized component of the EUV light is reflected by the multilayer mirror, and the P-polarized component of the EUV light is reflected by the multilayer film. It is configured to pass through the mirror. Therefore, the EUV light incident on the multilayer mirror is arranged by arranging the multilayer mirror at a position where all or a part of the EUV light passes and adjusting the incident angle of the EUV light incident on the multilayer mirror. It is possible to adjust the transmittance of the S-polarized component and the transmittance of the P-polarized component of light, and it is also possible to correct the overall light intensity distribution or the local light intensity distribution by the polarized component.

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、照明ムラ偏光補正素子２８，３０を入射側フライアイミラー１４の近傍に配置しているが、マスクＭ面またはその近傍、ウエハＷ面またはその近傍、及びマスクＭ面またはウエハＷ面と光学的に共役な位置またはその近傍の何れかに配置してもよい。また、光強度偏光補正素子３２，３４を射出側フライアイミラー１６の近傍に配置しているが、投影光学系ＰＬの瞳と光学的に共役な位置またはその近傍に配置してもよい。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, the illumination unevenness polarization correction elements 28 and 30 are arranged in the vicinity of the incident-side fly-eye mirror 14, but the mask M surface or the vicinity thereof, the wafer W You may arrange | position in the surface or its vicinity, and the position optically conjugate with the mask M surface or the wafer W surface, or its vicinity. Further, although the light intensity polarization correction elements 32 and 34 are arranged in the vicinity of the exit-side fly-eye mirror 16, they may be arranged at a position optically conjugate with or near the pupil of the projection optical system PL.

なお、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、複数の円弧状の単位ミラー１４ａにより構成される入射側フライアイミラー１４を備えているが、図３５に示すような複数の矩形状の単位ミラーにより構成される入射側フライアイミラーを備えるようにしてもよい。   The projection exposure apparatus according to each embodiment described above includes the incident-side fly-eye mirror 14 composed of a plurality of arc-shaped unit mirrors 14a, but has a plurality of rectangular shapes as shown in FIG. You may make it provide the incident side fly eye mirror comprised by these unit mirrors.

また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、複数の長方形状の単位ミラー１６ａにより構成される射出側フライアイミラー１６を備えているが、図３６に示すような複数の円形状の単位ミラーにより構成される射出側フライアイミラーを備えるようにしてもよい。   In addition, the projection exposure apparatus according to each of the above-described embodiments includes the exit-side fly-eye mirror 16 composed of a plurality of rectangular unit mirrors 16a, but a plurality of circular shapes as shown in FIG. You may make it provide the exit side fly eye mirror comprised by these unit mirrors.

また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、ＥＵＶ光を露光光として用いているが、ＡｒＦエキシマレーザ光またはＦ２レーザ光を露光光として用いてもよい。 In the projection exposure apparatus according to each of the embodiments described above, EUV light is used as exposure light, but ArF excimer laser light or F 2 laser light may be used as exposure light.

上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてウエハ等に所定の回路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半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図３７のフローチャートを参照して説明する。   In the exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, the reticle (mask) is illuminated by the illumination optical system, and the transfer pattern formed on the mask is exposed to the photosensitive substrate (wafer) using the projection optical system. Thus, a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. FIG. 37 is a flowchart of an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to each of the above embodiments. Will be described with reference to FIG.

まず、図３７のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエ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Ｓ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエ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なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。   First, in step S301 in FIG. 37, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of one lot. Thereafter, in step S303, using the exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.

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。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。   Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the above-described microdevice manufacturing method, since exposure is performed using the exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, it is possible to prevent a decrease in resolving power or contrast on the photosensitive substrate, and an extremely fine circuit A microdevice having a pattern can be obtained with high accuracy. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置では、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３８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３８において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる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工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、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、レジスト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Ｓ４０２へ移行する。   In the exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). . Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 38, in the pattern formation step S401, a so-called photolithography step is carried out in which the mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus according to each of the above embodiments. Executed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２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、または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されたり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Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２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。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１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Ｓ４０２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。   Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).

その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４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、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。   Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since exposure is performed using the exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, it is possible to prevent a decrease in resolving power, contrast, and the like on the photosensitive substrate. A semiconductor device having a simple circuit pattern can be obtained with high accuracy.

第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる入射側フライアイミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the incident side fly eye mirror concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかるマスク面の照明領域における照明ムラを示す図である。It is a figure which shows the illumination nonuniformity in the illumination area | region of the mask surface concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる入射側フライアイミラーの反射面の反射率分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflectance distribution of the reflective surface of the incident side fly eye mirror concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる射出側フライアイミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radiation | emission side fly eye mirror concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる投影光学系の瞳面における光強度分布を示す図である。It is a figure which shows the light intensity distribution in the pupil plane of the projection optical system concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる射出側フライアイミラーの反射面の反射率分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflectance distribution of the reflective surface of the radiation | emission side fly eye mirror concerning 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じるマスク面またはウエハ面における照明ムラを打ち消す手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which cancels the illumination nonuniformity in the mask surface or wafer surface which arises when the projection exposure apparatus concerning 1st Embodiment is assembled. 第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じる投影光学系の瞳位置と光学的に共役な位置における悪化した光強度分布を打ち消す手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which negates the deteriorated light intensity distribution in the position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system which arises when the projection exposure apparatus concerning 1st Embodiment is assembled. 第１の実施の形態にかかる投影露光装置を組み立てたときに生じるマスク面又はウエハ面における照明ムラを打ち消す手順、及び投影光学系の瞳位置と光学的に共役な位置における悪化した光強度分布を打ち消す手順による副作用を考慮した手順を説明するためのフローチャートである。A procedure for canceling uneven illumination on the mask surface or wafer surface that occurs when the projection exposure apparatus according to the first embodiment is assembled, and a deteriorated light intensity distribution at a position optically conjugate with the pupil position of the projection optical system. It is a flowchart for demonstrating the procedure which considered the side effect by the procedure to cancel. 第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus concerning 2nd Embodiment. 第２の実施の形態にかかる照明ムラ補正板の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the illumination nonuniformity correction board concerning 2nd Embodiment. 第２の実施の形態にかかる光強度分布補正板の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the light intensity distribution correction board concerning 2nd Embodiment. 第２の実施の形態にかかる照明ムラ補正板の他の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other arrangement | positioning of the illumination nonuniformity correction board concerning 2nd Embodiment. 第２の実施の形態にかかる光強度分布補正板の他の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other arrangement | positioning of the light intensity distribution correction board concerning 2nd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置（光強度偏光補正装置）の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination nonuniformity polarization | polarized-light correction apparatus (light intensity | strength polarization correction apparatus) concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正装置（光強度偏光補正装置）が備える斜入射ミラーの駆動状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive state of the oblique incidence mirror with which the illumination nonuniformity polarization | polarized-light correction apparatus (light intensity polarization correction apparatus) concerning 3rd Embodiment is provided. 二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。Is a graph showing the relationship between the reflectivity and oblique incidence angle of the molybdenum disilicide (MoSi 2). ルテニウム（Ｒｕ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the reflectance of ruthenium (Ru), and an oblique incident angle. モリブデン（Ｍｏ）の反射率と斜入射角度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the reflectance of molybdenum (Mo), and an oblique incident angle. 第３の実施の形態にかかるウエハ面におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分の光強度分布とＰ偏光成分の光強度分布の平均光強度分布を示すグラフである。The graph which shows the light intensity distribution of the S polarization component in the wafer surface concerning 3rd Embodiment, the light intensity distribution of the P polarization component, and the average light intensity distribution of the light intensity distribution of the S polarization component and the light intensity distribution of the P polarization component It is. Ｓ偏光成分による照明ムラ及びＰ偏光成分による照明ムラが補正された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the illumination nonuniformity by a S polarization component and the illumination nonuniformity by a P polarization component were correct | amended. 第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination nonuniformity polarization | polarized-light correction element concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子のＳ偏光成分の透過率分布、Ｐ偏光成分の透過率分布を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance | permeability distribution of the S polarization component of the illumination nonuniformity polarization correction element concerning 3rd Embodiment, and the transmittance | permeability distribution of a P polarization component. 第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light intensity polarization correction element concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる投影光学系の瞳位置におけるＳ偏光成分の光強度分布、Ｐ偏光成分の光強度分布及びＳ偏光成分の光強度分布とＰ偏光成分の光強度分布の平均光強度分布を示すグラフである。The light intensity distribution of the S polarization component, the light intensity distribution of the P polarization component, and the average light intensity of the light intensity distribution of the S polarization component and the light intensity distribution of the P polarization component at the pupil position of the projection optical system according to the third embodiment It is a graph which shows distribution. 第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子のＳ偏光成分の透過率分布、Ｐ偏光成分の透過率分布を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance | permeability distribution of the S polarization component of the light intensity polarization correction element concerning 3rd Embodiment, and the transmittance | permeability distribution of a P polarization component. 瞳面においてＳ偏光成分による光強度分布及びＰ偏光成分による光強度分布が補正された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the light intensity distribution by a S polarization component and the light intensity distribution by a P polarization component were correct | amended in the pupil plane. 第３の実施の形態にかかる懸架装置及び光強度偏光補正素子の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the suspension apparatus and light intensity polarization correction element concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる懸架装置及び光強度偏光補正素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the suspension apparatus and light intensity polarization correction element concerning 3rd Embodiment. （ａ）は、第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子の他の配置を説明するための図である。（ｂ）は、第３の実施の形態にかかる照明ムラ偏光補正素子及び光強度差補正素子の配置を説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating other arrangement | positioning of the illumination nonuniformity polarization | polarized-light correction element concerning 3rd Embodiment. (B) is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the illumination nonuniformity polarization | polarized-light correction element and light intensity difference correction element concerning 3rd Embodiment. （ａ）は、第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子の他の配置を示すための図である。（ｂ）は、第３の実施の形態にかかる光強度偏光補正素子及び光強度差補正素子の配置を説明するための図である。(A) is a figure for showing other arrangement | positioning of the light intensity polarization correction element concerning 3rd Embodiment. (B) is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the light intensity polarization correction element and light intensity difference correction element concerning 3rd Embodiment. 第３の実施の形態にかかる偏光補正用斜入射ミラーの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the oblique incidence mirror for polarization correction concerning 3rd Embodiment. 他の入射側フライアイミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other incident side fly eye mirror. 他の射出側フライアイミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other exit side fly eye mirror. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of manufacturing the semiconductor device as a microdevice concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of manufacturing the liquid crystal display element as a microdevice concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２…レーザプラズマ光源（光源部）、４…高出力レーザ光源、６…集光レンズ、８…ノズル、１０…集光ミラー、１２…コリメータミラー、１４…入射側フライアイミラー、１６…射出側フライアイミラー、１８…コンデンサミラー、２０…光強度検出装置、２１…照明ムラ検出装置、２２…照明ムラ補正板、２３…光強度分布補正板、２４…照明ムラ偏光補正装置、２４ａ，２４ｂ…斜入射ミラー、２６…光強度偏光補正装置、２８，３０…照明ムラ偏光補正素子、３２，３４，５２…光強度偏光補正素子、３６…Ｓ偏光強度検出装置、３８…Ｐ偏光強度検出装置、４０…Ｓ偏光照明ムラ検出装置、４２…Ｐ偏光照明ムラ検出装置、５０…懸架装置、６０，６２…光強度差補正素子、７０，７２…偏光補正用斜入射ミラー、ＡＳ…開口絞り、Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ウエハステージ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Laser plasma light source (light source part), 4 ... High output laser light source, 6 ... Condensing lens, 8 ... Nozzle, 10 ... Condensing mirror, 12 ... Collimator mirror, 14 ... Incident side fly eye mirror, 16 ... Emission side Fly eye mirror, 18 ... condenser mirror, 20 ... light intensity detection device, 21 ... illumination unevenness detection device, 22 ... illumination unevenness correction plate, 23 ... light intensity distribution correction plate, 24 ... illumination unevenness polarization correction device, 24a, 24b ... Oblique incidence mirror, 26 ... Light intensity polarization correction device, 28, 30 ... Illumination unevenness polarization correction element, 32, 34, 52 ... Light intensity polarization correction element, 36 ... S polarization intensity detection device, 38 ... P polarization intensity detection device, 40 ... S-polarized illumination unevenness detection device, 42 ... P-polarized illumination unevenness detection device, 50 ... suspension device, 60,62 ... light intensity difference correction element, 70,72 ... polarization correction oblique incidence mirror, AS ... aperture stop M ... mask, MS ... mask stage, PL ... projection optical system, W ... wafer, WS ... wafer stage.

Claims (21)

光源から射出される極端紫外光で照明領域を照明する照明光学系において、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正する第１補正手段と、
前記照明領域における光強度分布を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system that illuminates the illumination area with extreme ultraviolet light emitted from the light source,
First correction means for correcting a light intensity distribution at or near a pupil position of the illumination optical system;
Second correction means for correcting the light intensity distribution in the illumination area;
An illumination optical system comprising: 入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーにより構成されるフライアイミラー光学系を備え、
前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置され、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。 It has a fly-eye mirror optical system composed of an entrance-side fly-eye mirror and an exit-side fly-eye mirror,
The first correction means is disposed on or near the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror,
The illumination optical system according to claim 1, wherein the second correction unit is disposed on a reflection surface of the incident-side fly-eye mirror or in the vicinity thereof. 前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と、前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置され、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と、前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項２記載の照明光学系。 The first correction means includes: the exit-side optical path of the exit-side fly-eye mirror that does not overlap with the exit-side optical path of the exit-side fly-eye mirror; and the exit that does not overlap with the entrance-side optical path of the exit-side fly-eye mirror. Arranged on at least one of the light path on the exit side of the side fly-eye mirror,
The second correction means includes the incident-side optical path of the incident-side fly-eye mirror that does not overlap with the optical path of the incident-side fly-eye mirror that does not overlap with the incident-side optical path of the incident-side fly-eye mirror. The illumination optical system according to claim 2, wherein the illumination optical system is disposed on at least one of an optical path on an exit side of the side fly-eye mirror. 前記第１補正手段は、前記射出側フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうちの少なくとも１つに対応して設けられた多層膜を備え、
前記多層膜の層数に基づく前記単位ミラーの反射率分布により前記照明光学系の瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正し、
前記第２補正手段は、前記入射側フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうちの少なくとも１つに対応して設けられた多層膜を備え、
前記多層膜の層数に基づく前記単位ミラーの反射率分布により前記照明領域における光強度分布を補正することを特徴とする請求項２記載の照明光学系。 The first correction means includes a multilayer film provided corresponding to at least one of a plurality of unit mirrors constituting the emission side fly-eye mirror,
Correcting the light intensity distribution at a position optically conjugate with or near the pupil position of the illumination optical system by the reflectance distribution of the unit mirror based on the number of layers of the multilayer film;
The second correction means includes a multilayer film provided corresponding to at least one of a plurality of unit mirrors constituting the incident-side fly-eye mirror,
The illumination optical system according to claim 2, wherein the light intensity distribution in the illumination region is corrected by the reflectance distribution of the unit mirror based on the number of layers of the multilayer film. 前記第１補正手段は、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための光強度分布補正部材を備え、前記光強度分布補正部材の厚さに基づく前記光強度分布補正部材の透過率分布により前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正し、
前記第２補正手段は、前記照明領域における照明ムラを補正するための照明ムラ補正部材を備え、前記照明ムラ補正部材の厚さに基づく前記照明ムラ補正部材の透過率分布により前記照明領域における照明ムラを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の照明光学系。 The first correction unit includes a light intensity distribution correction member for correcting a light intensity distribution at a pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position, and the light intensity based on the thickness of the light intensity distribution correction member. The light intensity distribution at the pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position of the illumination optical system is corrected by the transmittance distribution of the distribution correction member,
The second correction unit includes an illumination unevenness correction member for correcting illumination unevenness in the illumination area, and the illumination in the illumination area is determined by the transmittance distribution of the illumination unevenness correction member based on the thickness of the illumination unevenness correction member. The illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein unevenness is corrected. 前記第１補正手段により前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布が補正されることにより生じる前記照明領域における光強度分布の悪化を補正する第１副作用補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の照明光学系。   The apparatus further comprises first side effect correcting means for correcting deterioration of the light intensity distribution in the illumination area caused by correcting the light intensity distribution at the pupil position of the illumination optical system or a position in the vicinity thereof by the first correction means. The illumination optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein: 前記第２補正手段により前記照明領域における光強度分布が補正されることにより生じる前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布の悪化を補正する第２副作用補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の照明光学系。   Second side effect correcting means for correcting deterioration of the light intensity distribution at or near the pupil position of the illumination optical system caused by correcting the light intensity distribution in the illumination area by the second correction means. The illumination optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein: 前記第１副作用補正手段は、前記第１補正手段により生じる前記照明領域における光強度分布を補正するための透過率分布または反射率分布を有し、
前記第２副作用補正手段は、前記第２補正手段により生じる前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における光強度分布を補正するための透過率分布または反射率分布を有することを特徴とする請求項７記載の照明光学系。 The first side effect correcting unit has a transmittance distribution or a reflectance distribution for correcting a light intensity distribution in the illumination area generated by the first correcting unit,
The second side effect correcting means has a transmittance distribution or a reflectance distribution for correcting a light intensity distribution at or near a pupil position of the illumination optical system generated by the second correcting means. The illumination optical system according to claim 7. 光源から射出される光束で照明領域を照明する照明光学系において、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による光強度分布の悪化を補正する第１補正手段と、
前記照明領域における偏光による光強度分布を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする照明光学系。 In an illumination optical system that illuminates an illumination area with a light beam emitted from a light source,
First correction means for correcting deterioration of light intensity distribution due to polarized light at a pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position;
Second correction means for correcting the light intensity distribution due to polarized light in the illumination region;
An illumination optical system comprising: 前記光束は、極端紫外光により形成される光束であることを特徴とする請求項９記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 9, wherein the light beam is a light beam formed by extreme ultraviolet light. 前記第１補正手段は、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による局所的な光強度分布の悪化を補正する第１局所補正手段と、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における偏光による全体的な光強度分布の悪化を補正する第１全体補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０記載の照明光学系。 The first correction means includes
First local correction means for correcting deterioration of local light intensity distribution due to polarized light at a pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position;
First overall correction means for correcting deterioration of the overall light intensity distribution due to polarized light at the pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position;
The illumination optical system according to claim 9 or 10, further comprising: 前記第２補正手段は、
前記照明領域における偏光による局所的な光強度分布の悪化を補正する第２局所補正手段と、
前記照明領域における偏光による全体的な光強度分布の悪化を補正する第２全体補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか一項に記載の照明光学系。 The second correction means includes
Second local correction means for correcting deterioration of local light intensity distribution due to polarization in the illumination region;
Second overall correction means for correcting deterioration of the overall light intensity distribution due to polarization in the illumination region;
The illumination optical system according to any one of claims 9 to 11, further comprising: 前記第１局所補正手段は、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記照明領域、前記照明領域の近傍の位置、及び前記照明領域と光学的に共役な位置またはその近傍の位置の何れかに配置されることを特徴とする請求項１２記載の照明光学系。 The first local correction means is disposed at or near a pupil position of the illumination optical system,
The second local correction unit is arranged at any one of the illumination area, a position in the vicinity of the illumination area, and a position optically conjugate with the illumination area or a position in the vicinity thereof. 12. The illumination optical system according to 12. 入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーにより構成されるフライアイミラー光学系を備え、
前記第１局所補正手段は、前記射出側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記入射側フライアイミラーの反射面またはその近傍に配置されることを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の照明光学系。 It has a fly-eye mirror optical system composed of an entrance-side fly-eye mirror and an exit-side fly-eye mirror,
The first local correction means is disposed on or near the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror,
14. The illumination optical system according to claim 12, wherein the second local correction unit is disposed on a reflection surface of the incident-side fly-eye mirror or in the vicinity thereof. 前記第１局所補正手段は、前記射出側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と、前記射出側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記射出側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置され、
前記第２局所補正手段は、前記入射側フライアイミラーの射出側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と、前記入射側フライアイミラーの入射側の光路と重複しない前記入射側フライアイミラーの射出側の光路との少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項１４記載の照明光学系。 The first local correction means does not overlap an optical path on the incident side of the exit-side fly-eye mirror that does not overlap with an optical path on the exit side of the exit-side fly-eye mirror, and does not overlap an optical path on the incident side of the exit-side fly-eye mirror Arranged on at least one of the light path on the exit side of the exit-side fly-eye mirror,
The second local correction means does not overlap an optical path on the incident side of the incident side fly-eye mirror and an optical path on the incident side of the incident side fly-eye mirror that does not overlap with the optical path on the output side of the incident side fly-eye mirror. The illumination optical system according to claim 14, wherein the illumination optical system is disposed on at least one of the light path on the exit side of the incident side fly-eye mirror. 前記第１局所補正手段は、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における第１偏光成分による光強度分布を補正する第１偏光強度分布補正手段と、
前記照明光学系の瞳位置またはその近傍の位置における、前記第１偏光成分の偏光方向と交差する方向に偏光方向を有する第２偏光成分による光強度分布を補正する第２偏光強度分布補正手段と、
を備え、
前記第２局所補正手段は、
前記照明領域における第１偏光成分による照明ムラを補正する第１偏光照明ムラ補正手段と、
前記照明領域における、前記第１偏光成分の偏光方向と交差する方向に偏光方向を有する第２偏光成分による照明ムラを補正する第２偏光照明ムラ補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れか一項に記載の照明光学系。 The first local correction means includes
First polarization intensity distribution correction means for correcting the light intensity distribution due to the first polarization component at the pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position;
Second polarization intensity distribution correction means for correcting a light intensity distribution by a second polarization component having a polarization direction in a direction intersecting with the polarization direction of the first polarization component at a pupil position of the illumination optical system or a position near the pupil position; ,
With
The second local correction means includes
First polarization illumination unevenness correcting means for correcting illumination unevenness due to the first polarization component in the illumination region;
Second polarization illumination unevenness correcting means for correcting illumination unevenness due to the second polarization component having a polarization direction in a direction crossing the polarization direction of the first polarization component in the illumination region;
The illumination optical system according to any one of claims 12 to 15, further comprising: 前記第１局所補正手段は、前記第１偏光強度分布補正手段により補正された前記第１偏光成分と、前記第２偏光強度分布補正手段により補正された前記第２偏光成分との光強度差を補正する第１光強度差補正手段を更に備え、
前記第２局所補正手段は、前記第１偏光照明ムラ補正手段により補正された前記第１偏光成分と、前記第２偏光照明ムラ補正手段により補正された前記第２偏光成分との光強度差を補正する第２光強度差補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の照明光学系。 The first local correction unit calculates a light intensity difference between the first polarization component corrected by the first polarization intensity distribution correction unit and the second polarization component corrected by the second polarization intensity distribution correction unit. A first light intensity difference correcting means for correcting,
The second local correction unit calculates a light intensity difference between the first polarization component corrected by the first polarization illumination unevenness correction unit and the second polarization component corrected by the second polarization illumination unevenness correction unit. The illumination optical system according to claim 16, further comprising second light intensity difference correction means for correcting. 前記第１全体補正手段及び前記第２全体補正手段は、斜入射ミラーまたは多層膜ミラーを備えることを特徴とする請求項１２乃至請求項１７の何れか一項に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to any one of claims 12 to 17, wherein the first overall correction unit and the second overall correction unit include an oblique incidence mirror or a multilayer mirror. 前記第１全体補正手段は、前記射出側フライアイミラーと前記照明領域との間の光路中に配置され、
前記第２全体補正手段は、前記光源と前記入射側フライアイミラーとの間の光路中に配置されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１８の何れか一項に記載の照明光学系。 The first overall correction unit is disposed in an optical path between the exit-side fly-eye mirror and the illumination area,
The illumination optical system according to any one of claims 14 to 18, wherein the second entire correction unit is disposed in an optical path between the light source and the incident-side fly-eye mirror. . 感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、
前記照明領域を前記マスクに形成して、露光領域を前記感光性基板に形成する請求項１乃至請求項１９の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a photosensitive substrate,
20. An exposure apparatus comprising the illumination optical system according to any one of claims 1 to 19, wherein the illumination area is formed on the mask and an exposure area is formed on the photosensitive substrate. 請求項２０記載の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により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。 An exposure step of exposing a pattern of a mask onto a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 20;
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A method for manufacturing a microdevice, comprising:
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