WO2013115208A1 - 伝送光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

　例えば均一な強度分布を有する光束を空間光変調器へ安定的に導くことのできる伝送光学系。光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって該照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ照明光学系の光路中に配置されて、光源からの光を作用面まで導く伝送光学系は、波面分割型のオプティカルインテグレータと、オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系とを備えている。

Description

伝送光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法

　本発明は、伝送光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。

　半導体素子等のデバイスの製造に用いられる露光装置では、光源から射出された光が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源（一般には照明瞳における所定の光強度分布）を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面（露光装置の場合にはマスクまたはウェハ）との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。

　二次光源からの光は、コンデンサー光学系により集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。マスクに形成されたパターンは微細化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。

　従来、ズーム光学系を用いることなく瞳強度分布（ひいては照明条件）を連続的に変更することのできる照明光学系が提案されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１に開示された照明光学系では、アレイ状に配列され且つ傾斜角および傾斜方向が個別に駆動制御される多数の微小なミラー要素により構成された可動マルチミラーを用いて、入射光束を反射面毎の微小単位に分割して偏向させることにより、光束の断面を所望の形状または所望の大きさに変換し、ひいては所望の瞳強度分布を実現している。

米国特許出願公開第２００９／０１１６０９３号明細書

　従来の照明光学系では、姿勢が個別に制御される複数のミラー要素を有する空間光変調器を用いているので、瞳強度分布の変更（外形形状、光強度の分布、偏光の状態などの変更）に関する自由度は高い。しかしながら、例えばパルス発光型のレーザ光源から供給されるビームのプロファイルは、発光周波数の切換えによって変化したり、経時的に変動したりする。その結果、ビームプロファイルの変動に伴って、空間光変調器へ入射する光束の強度分布も変動する。所望の瞳強度分布を安定的に形成するには、例えば均一な強度分布を有する光束を空間光変調器へ安定的に導くことが望まれる。

　本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えば均一な強度分布を有する光束を空間光変調器へ安定的に導くことのできる伝送光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、例えば均一な強度分布を有する光束を空間光変調器へ安定的に導く伝送光学系を用いて、所望の瞳強度分布を安定的に形成することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、所望の瞳強度分布を安定的に形成する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に転写することのできる露光装置およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。

　前記課題を解決するために、第１形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出する作用面を持つ照明光学系の光路中に配置されて、前記光源からの光を前記作用面まで導く伝送光学系において、
　前記光源からの光の光路を横切る面に沿って配置されて、前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器を備え、
　該波面分割器からの前記複数の光束は、前記作用面上において少なくとも部分的に重畳することを特徴とする伝送光学系を提供する。

　第２形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって該照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ照明光学系の光路中に配置されて、前記光源からの光を前記作用面まで導く伝送光学系において、
　波面分割型のオプティカルインテグレータと、
　前記オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を前記作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系とを備え、
　前記オプティカルインテグレータおよび前記リレー光学系は、前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と前記リレー光学系の前側焦点位置とが一致するように配置されていることを特徴とする伝送光学系を提供する。

　第３形態では、第１筐体に収容された露光装置であって照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ照明光学系を備える露光装置の前記作用面に、第２筐体に収容された光源からの光を導く伝送光学系において、
　前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器と、
　該波面分割器の入射側に配置されて、該波面分割器に入射する光束の入射角度を調整する入射角度調整部材とを備えることを特徴とする伝送光学系を堤供する。

　第４形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　第１形態、第２形態または第３形態の伝送光学系と、
　前記作用面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。

　第５形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器と、
　前記波面分割器により波面分割された複数の光束を所定面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系と、
　前記所定面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器と、
　前記所定面へ入射する光のテレセントリシティの崩れに関する情報に基づいて前記空間光変調器の前記複数の光学要素を制御する制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。

　第６形態では、所定のパターンを照明するための第４形態または第５形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。

　第７形態では、第６形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。

実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 伝送光学系の内部構成を概略的に示す図である。 伝送光学系の光路中に配置されたフライアイレンズの構成を概略的に示す図である。 空間光変調器の構成および作用を説明する図である。 空間光変調器の要部の部分斜視図である。 伝送光学系の光路中に配置されたリレー光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。 表（１）に記載された可変間隔ｄ１～ｄ４と可変光路長ＬＴとの関係をプロットした図である。 表（１）に記載された可変間隔ｄｓと可変光路長ＬＴとの関係をプロットした図である。 フライアイ光学系の後側焦点位置とリレー光学系の前側焦点位置とが一致しない変形例の要部構成を概略的に示す図である。 半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。

　以下、実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、実施形態にかかる露光装置ＥＸの構成を概略的に示す図である。図１において、感光性基板であるウェハＷの転写面（露光面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの転写面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハＷの転写面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。

　図１を参照すると、本実施形態の露光装置ＥＸでは、光源ＬＳから露光光（照明光）が供給される。光源ＬＳとして、たとえば１９３ｎｍの波長のパルス光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や、２４８ｎｍの波長のパルス光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源などを用いることができる。この光源ＬＳは、露光装置ＥＸが収容されている筐体とは異なる筐体内に収容されている。光源ＬＳから－Ｙ方向に射出された光は、伝送光学系１を介して、露光装置ＥＸ内の空間光変調器２に入射する。

　空間光変調器２は、後述するように、所定面内に配列されて個別に制御される複数のミラー要素と、露光装置の動作を統括的に制御する制御系ＣＲからの制御信号に基づいて複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有する。空間光変調器２の複数のミラー要素の配列面（以下、「空間光変調器の配列面」という）は、伝送光学系１を含む照明光学系（１～７）の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面として機能する。

　伝送光学系１は、図２に示すように、手動あるいは自動（例えば電動）により二軸廻りに回転可能な平行平面板１０を備えている。具体的に、平行平面板１０は、例えばＸ方向に延びる第１の軸線および平行平面板１０の表面において第１の軸線と直交する第２の軸線廻りに回転可能に構成されている。ハービング部材としての平行平面板１０は、必要に応じて二軸廻りに回転し、光源ＬＳから光軸ＡＸに沿って入射する光をＸ方向および／またはＺ方向へ平行移動させて射出する。

　平行平面板１０を経た光は、光軸ＡＸに対する傾斜角が可変のアッテネータ１１により減衰され、その光強度が所要程度だけ低減された後に、手動あるいは自動により二軸廻りに回転可能な調整チルトミラー１２に入射する。具体的に、調整チルトミラー１２は、例えばＸ方向に延びる第１の軸線および調整チルトミラー１２の反射面において第１の軸線と直交する第２の軸線廻りに回転可能に構成されている。調整チルトミラー１２は、必要に応じて二軸廻りに回転し、ＸＺ平面に沿った反射光の向きおよび／またはＹＺ平面に沿った反射光の向きを変化させる。

　調整チルトミラー１２で＋Ｚ方向へ反射された光は、光軸ＡＸ方向に間隔を隔てて配置された一対のレンズアレイ部材１３ａおよび１３ｂからなるフライアイ光学系１３に入射する。レンズアレイ部材１３ａ，１３ｂは、光軸ＡＸと直交する面に沿って縦横に且つ稠密に並列配置された複数のレンズ要素（屈折光学素子）により構成されている。具体的には、図３に示すように、第１レンズアレイ部材１３ａを構成するレンズ要素１３ａａは、球面状の入射面および平面状の射出面を有する正レンズ要素であって、空間光変調器２の配列面における有効反射領域の外形とほぼ相似な矩形状の断面形状を有する。

　第２レンズアレイ部材１３ｂを構成するレンズ要素１３ｂａは、平面状の入射面および球面状の射出面を有する正レンズ要素であって、レンズ要素１３ａａに対応する矩形状の断面形状を有する。フライアイ光学系１３の後側焦点位置は、第２レンズアレイ部材１３ｂよりも後側（射出側）にある。フライアイ光学系１３の後側焦点位置をレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの外側に設定することにより、レンズ要素１３ａａ，１３ｂａの照射エネルギによる損傷を回避することができる。フライアイ光学系１３の後側焦点位置は、第１レンズアレイ部材１３ａと第２レンズアレイ部材１３ｂとの間にあっても良い。

　波面分割型のオプティカルインテグレータとしてのフライアイ光学系１３に入射した光束は、第１レンズアレイ部材１３ａの入射面において二次元的に分割され、第２レンズアレイ部材１３ｂを経て、例えばフライアイ光学系１３の後側焦点面に沿って二次元的に配列された複数の小光源を形成する。複数の小光源からの光は、前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとからなるリレー光学系１４を介して、空間光変調器２の配列面（作用面）を重畳的に照明する。前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとの間隔は可変に構成されている。リレー光学系１４の具体的な構成および作用については後述する。ここで、フライアイ光学系１３の第１レンズアレイ部材１３ａの入射面は、光源からの光の光路を横切る面に沿って配置されて光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面と見なすことができ、フライアイ光学系１３はこれら複数の光学面を備える波面分割器と見なすことができる。

　フライアイ光学系１３の開口数は、フライアイ光学系１３に入射する光束の発散角の正弦よりも大きい値に設定されている。この構成により、第１レンズアレイ部材１３ａの入射面で波面分割された各部分光束のレンズ要素１３ａａ，１３ｂａにおける光量損失、すなわちレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの内側面（入射面および射出面以外の面）への光の入射に起因する光量損失を小さく抑えることができる。光源ＬＳとして、１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合、フライアイ光学系１３は例えば蛍石により形成される。

　リレー光学系１４の前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとの間には、制御系ＣＲからの指令にしたがって二軸廻りに回転可能な電動チルトミラー１５ａが配置されている。また、後側レンズ群１４ｂの射出側には、電動チルトミラー１５ａと同様に制御系ＣＲからの指令にしたがって二軸廻りに回転可能な電動チルトミラー１５ｂが配置されている。電動チルトミラー１５ａ，１５ｂは、例えばＸ方向に延びる第１の軸線および電動チルトミラー１５ａ，１５ｂの反射面において第１の軸線と直交する第２の軸線廻りに回転可能に構成されている。電動チルトミラー１５ａ，１５ｂは、必要に応じて制御系ＣＲからの指令により二軸廻りに回転し、ＸＺ平面に沿った反射光の向きおよび／またはＹＺ平面に沿った反射光の向きを変動させる。

　リレー光学系１４および電動チルトミラー１５ｂを経た光は、手動あるいは自動により二軸廻りに回転可能な平行平面板１６を介して、ビームスプリッター１７に入射する。平行平面板１６は、平行平面板１０と同様に、例えばＸ方向に延びる第１の軸線および平行平面板１６の表面において第１の軸線と直交する第２の軸線廻りに回転可能に構成されている。ハービング部材としての平行平面板１６は、必要に応じて二軸廻りに回転し、光軸ＡＸに沿って入射する光をＸ方向および／またはＹ方向へ平行移動させて射出する。

　ビームスプリッター１７を透過した光は、上述したように、空間光変調器２に入射する。ビームスプリッター１７で反射された光、すなわちビームスプリッター１７により照明光路から取り出された光は、ビームモニター１８に入射する。ビームモニター１８は、照明光路から取り出された光に基づいて、空間光変調器２へ入射する光の配列面内の位置、空間光変調器２へ入射する光の配列面に対する角度、および空間光変調器２の配列面における光強度分布をモニターする。ビームモニター１８のモニター結果は、制御系ＣＲへ供給される。制御系ＣＲは、ビームモニター１８の出力に基づいて、伝送光学系１および空間光変調器２を制御する。

　ビームモニター１８は、位置モニター１８ａと、角度モニター１８ｂと、強度分布モニター１８ｃとを備えている。位置モニター１８ａは、空間光変調器２の作用面へ入射する光の光路を横切る面内の位置（ひいては空間光変調器２の配列面における光の入射位置）を計測する。角度モニター１８ｂは、空間光変調器２の作用面へ入射する光の作用面に対する角度（すなわち空間光変調器２へ入射する光の配列面における光の入射角度）を計測する。強度分布モニター１８ｃは、空間光変調器２の配列面における光強度分布を計測する。

　位置モニター１８ａおよび強度分布モニター１８ｃは、空間光変調器２の配列面と光学的にほぼ共役な位置（フライアイ光学系１３の後側焦点位置に対してほぼ光学的にフーリエ変換の関係にある位置）に配置された光電変換面を有する撮像部を備えている。角度モニター１８ｂは、空間光変調器２の配列面に対してほぼ光学的にフーリエ変換となる位置（フライアイ光学系１３の後側焦点位置と光学的にほぼ共役な位置）に配置された光電変換面を有する撮像部を備えている。ビームモニター１８の内部構成は、例えば米国特許公開第２０１１／００６９３０５号公報に開示されている。

　フライアイ光学系１３およびリレー光学系１４は、フライアイ光学系１３の後側焦点位置とリレー光学系１４の前側焦点位置とが一致するように配置されている。その結果、フライアイ光学系１３の後側焦点面に形成された各小光源からの光は、リレー光学系１４を介して平行光となり、空間光変調器２の配列面に入射する。別の表現をすれば、光軸ＡＸ上の小光源からの発散光線群は、リレー光学系１４を介して光軸ＡＸと平行な光線群となって空間光変調器２の配列面に入射する。

　また、上述の構成では、フライアイ光学系１３によって形成される複数の小光源からの光がリレー光学系１４を介して空間光変調器２の配列面（作用面）を重畳的に照明していたが、空間光変調器２の配列面（作用面）は、複数の小光源からの光のそれぞれによって部分的に重畳照明されていれば良い。

　再び図１を参照すると、空間光変調器２から＋Ｙ方向へ射出された光は、リレーレンズ３を介して、マイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）４に入射する。リレーレンズ３は、その前側焦点位置が空間光変調器２の配列面の近傍に位置し、且つその後側焦点位置がマイクロフライアイレンズ４の入射面の近傍に位置しており、空間光変調器２の配列面とマイクロフライアイレンズ４の入射面とを光学的にフーリエ変換の関係に設定している。したがって、空間光変調器２を経た光は、後述するように、複数のミラー要素の姿勢に応じた光強度をマイクロフライアイレンズ４の入射面に可変的に分布させる。マイクロフライアイレンズ４の入射面の位置は、フライアイ光学系１３の後側焦点位置と光学的にほぼ共役である。

　マイクロフライアイレンズ４は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。マイクロフライアイレンズでは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。

　マイクロフライアイレンズ４における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、マスクＭ上において形成すべき照野の形状（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状である。なお、マイクロフライアイレンズ４として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号明細書に開示されている。

　マイクロフライアイレンズ４に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、入射面に形成される光強度分布とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源（多数の小光源からなる実質的な面光源：瞳強度分布）が形成される。マイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳に形成された二次光源からの光は、コンデンサー光学系５を介して、マスクブラインド６を重畳的に照明する。

　こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド６には、マイクロフライアイレンズ４の矩形状の微小屈折面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。なお、マイクロフライアイレンズ４の後側焦点面またはその近傍に、すなわち後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に、二次光源に対応した形状の開口部（光透過部）を有する照明開口絞りを配置してもよい。

　マスクブラインド６の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系７の集光作用を受け、且つ結像光学系７の光路中に配置された光路折曲げミラーにより－Ｚ方向へ反射された後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系７は、マスクブラインド６の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。

　マスクステージＭＳ上に保持されたマスクＭを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳ上に保持されたウェハ（感光性基板）Ｗ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハステージＷＳを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが順次露光される。

　本実施形態の露光装置ＥＸは、伝送光学系１を含む照明光学系（１～７）を介した光に基づいて照明光学系の射出瞳面における瞳強度分布を計測する第１瞳強度分布計測部ＤＴｒと、投影光学系ＰＬを介した光に基づいて投影光学系ＰＬの瞳面（投影光学系ＰＬの射出瞳面）における瞳強度分布を計測する第２瞳強度分布計測部ＤＴｗと、第１および第２瞳強度分布計測部ＤＴｒ，ＤＴｗのうちの少なくとも一方の計測結果に基づいて空間光変調器２を制御し且つ露光装置の動作を統括的に制御する制御系ＣＲとを備えている。

　第１瞳強度分布計測部ＤＴｒは、例えば照明光学系の射出瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、照明光学系による被照射面上の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が照明光学系の射出瞳位置に形成する瞳強度分布）をモニターする。また、第２瞳強度分布計測部ＤＴｗは、例えば投影光学系ＰＬの瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、投影光学系ＰＬの像面の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が投影光学系ＰＬの瞳位置に形成する瞳強度分布）をモニターする。

　第１および第２瞳強度分布計測部ＤＴｒ，ＤＴｗの詳細な構成および作用については、例えば米国特許公開第２００８／００３０７０７号明細書を参照することができる。また、瞳強度分布計測部として、米国特許公開第２０１０／００２０３０２号公報の開示を参照することもできる。

　本実施形態では、マイクロフライアイレンズ４により形成される二次光源を光源として、照明光学系の被照射面に配置されるマスクＭ（ひいてはウェハＷ）をケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系の照明瞳面と呼ぶことができる。また、この二次光源の形成面の像を照明光学系の射出瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面（マスクＭが配置される面、または投影光学系ＰＬを含めて照明光学系と考える場合にはウェハＷが配置される面）が光学的なフーリエ変換面となる。瞳強度分布とは、照明光学系の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。

　マイクロフライアイレンズ４による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ４の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ４の入射面および当該入射面と光学的に共役な面も照明瞳面と呼ぶことができ、これらの面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図１の構成において、リレーレンズ３およびマイクロフライアイレンズ４は、空間光変調器２を経た光束に基づいてマイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。

　次に、空間光変調器２の構成および作用を具体的に説明する。空間光変調器２は、図４に示すように、所定面内に配列された複数のミラー要素２ａと、複数のミラー要素２ａを保持する基盤２ｂと、基盤２ｂに接続されたケーブル（不図示）を介して複数のミラー要素２ａの姿勢を個別に制御駆動する駆動部２ｃとを備えている。図４では、空間光変調器２からマイクロフライアイレンズ４の入射面４ａまでの光路を示している。

　空間光変調器２では、制御系ＣＲからの指令に基づいて作動する駆動部２ｃの作用により、複数のミラー要素２ａの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素２ａがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器２は、図５に示すように、二次元的に配列された複数の微小なミラー要素２ａを備え、入射した光に対して、その入射位置に応じた空間的な変調を可変的に付与して射出する。説明および図示を簡単にするために、図４および図５では空間光変調器２が４×４＝１６個のミラー要素２ａを備える構成例を示しているが、実際には１６個よりもはるかに多数、典型的には４０００個～１００，０００個程度のミラー要素２ａを備えている。

　図４を参照すると、空間光変調器２に入射する光線群のうち、光線Ｌ１は複数のミラー要素２ａのうちのミラー要素ＳＥａに、光線Ｌ２はミラー要素ＳＥａとは異なるミラー要素ＳＥｂにそれぞれ入射する。同様に、光線Ｌ３はミラー要素ＳＥａ，ＳＥｂとは異なるミラー要素ＳＥｃに、光線Ｌ４はミラー要素ＳＥａ～ＳＥｃとは異なるミラー要素ＳＥｄにそれぞれ入射する。ミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄは、その位置に応じて設定された空間的な変調を光Ｌ１～Ｌ４に与える。

　空間光変調器２では、すべてのミラー要素２ａの反射面が１つの平面に沿って設定された基準状態において、伝送光学系１の光軸ＡＸと平行な方向に沿って入射した光線が、空間光変調器２で反射された後に、リレーレンズ３の光軸ＡＸと平行な方向に進むように構成されている。また、上述したように、空間光変調器２の複数のミラー要素２ａの配列面とマイクロフライアイレンズ４の入射面４ａとは、リレーレンズ３を介して光学的にフーリエ変換の関係に位置決めされている。

　したがって、空間光変調器２の複数のミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、マイクロフライアイレンズ４の入射面４ａに所定の光強度分布ＳＰ１～ＳＰ４を形成する。すなわち、リレーレンズ３は、空間光変調器２の複数のミラー要素ＳＥａ～ＳＥｄが射出光に与える角度を、空間光変調器２のファーフィールド（フラウンホーファー回折領域）である入射面４ａ上での位置に変換する。こうして、マイクロフライアイレンズ４が形成する二次光源の光強度分布（瞳強度分布）は、空間光変調器２およびリレーレンズ３がマイクロフライアイレンズ４の入射面４ａに形成する光強度分布に対応した分布となる。

　空間光変調器２は、図５に示すように、平面状の反射面を上面にした状態で１つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に配列された多数の微小な反射素子であるミラー要素２ａを含む可動マルチミラーである。各ミラー要素２ａは可動であり、その反射面の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾斜方向は、制御系ＣＲからの制御信号に基づいて作動する駆動部２ｃの作用により独立に制御される。各ミラー要素２ａは、その反射面に平行な二方向であって互いに直交する二方向を回転軸として、所望の回転角度だけ連続的或いは離散的に回転することができる。すなわち、各ミラー要素２ａの反射面の傾斜を二次元的に制御することが可能である。

　各ミラー要素２ａの反射面を離散的に回転させる場合、回転角を複数の状態（例えば、・・・、－２．５度、－２．０度、・・・０度、＋０．５度・・・＋２．５度、・・・）で切り換え制御するのが良い。図５には外形が正方形状のミラー要素２ａを示しているが、ミラー要素２ａの外形形状は正方形に限定されない。ただし、光利用効率の観点から、ミラー要素２ａの隙間が少なくなるように配列可能な形状（最密充填可能な形状）とすることができる。また、光利用効率の観点から、隣り合う２つのミラー要素２ａの間隔を必要最小限に抑えることができる。

　本実施形態では、空間光変調器２として、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素２ａの向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば欧州特許公開第７７９５３０号公報、米国特許第５,８６７,３０２号公報、米国特許第６,４８０,３２０号公報、米国特許第６,６００,５９１号公報、米国特許第６,７３３,１４４号公報、米国特許第６,９００,９１５号公報、米国特許第７,０９５,５４６号公報、米国特許第７,２９５,７２６号公報、米国特許第７,４２４,３３０号公報、米国特許第７,５６７,３７５号公報、米国特許公開第２００８／０３０９９０１号公報、米国特許公開第２０１１／０１８１８５２号公報、米国特許公開第２０１１／１８８０１７号公報並びに特開２００６－１１３４３７号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。なお、二次元的に配列された複数のミラー要素２ａの向きを離散的に複数の段階を持つように制御してもよい。

　空間光変調器２では、制御系ＣＲからの制御信号に応じて作動する駆動部２ｃの作用により、複数のミラー要素２ａの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素２ａがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器２の複数のミラー要素２ａによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、リレーレンズ３による光学的なフーリエ変換作用により、マイクロフライアイレンズ４の入射面４ａに（照明瞳に）、ひいてはマイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳に、所望の瞳強度分布を形成する。ここで、リレーレンズ３は、空間光変調器２から射出される光の角度変化をマイクロフライアイレンズ４の入射面４ａでの位置変化に変換する作用を持つと見なせる。

　さらに、マイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳の位置、すなわち結像光学系７の瞳位置および投影光学系ＰＬの瞳位置（開口絞りＡＳが配置されている位置）にも、所望の瞳強度分布が形成される。このように、空間光変調器２は、マイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳に瞳強度分布を可変的に形成する。リレーレンズ３は、空間光変調器２からの射出光束の角度方向の分布を、分布形成光学系からの射出光束の断面における位置分布に変換する。

　露光装置ＥＸの本体、すなわち空間光変調器２からウェハステージＷＳへ至る部分は、全体的にかなり大きな装置であり、設置のための所要床面積は大きい。また、露光装置ＥＸに露光光（照明光）を供給する光源ＬＳとして用いられるＡｒＦエキシマレーザ光源（またはＫｒＦエキシマレーザ光源）もかなり大きな装置である。したがって、エキシマレーザ光源を用いる露光装置では、光源ＬＳを露光装置本体（２～ＷＳ）からある程度離間させて配置することが多い。

　一例として、光源ＬＳが設置される階の上階に露光装置本体（ＥＸ；２～ＷＳ）を設置し、光源ＬＳの光出力口から射出された光を、伝送光学系１を介して、露光装置本体（ＥＸ；２～ＷＳ）の光取入口に配置された空間光変調器２の配列面（作用面）まで導く場合もある。すなわち、光源ＬＳの光出力口から空間光変調器２の配列面までの光路は比較的長く、その光路長は露光装置毎に異なる場合がある。

　本実施形態の伝送光学系１は、平行平面板１０から電動チルトミラー１５ａへ至る第１伝送部１Ａと、リレー光学系１４の後側レンズ群１４ｂからビームスプリッター１７へ至る第２伝送部１Ｂと、これら第１伝送部１Ａの筐体と第２伝送部１Ｂの筐体との間に設けられて例えば中空パイプからなる接続部１Ｃとにより構成されている。リレー光学系１４では、前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとの光軸ＡＸに沿った間隔（例えば第１伝送部１Ａと第２伝送部１ＢとのＹ方向に沿った間隔）が、リレー光学系１４の焦点距離を一定に保持しつつフライアイ光学系１３の後側焦点位置から空間光変調器２の配列面に至る光路の光路長の変更に応じて変化する。

　ここで、例えば第１伝送部１Ａと第２伝送部１ＢとのＹ方向に沿った間隔を変化させて、リレー光学系１４の前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとの光軸ＡＸに沿った間隔を変化させることは、光源ＬＳの光出力口から空間光変調器２の配列面までの光路長を変更することに他ならない。リレー光学系１４の焦点距離を一定に保持することは、空間光変調器２の配列面で重畳される光束の外形を、空間光変調器２の配列面における有効反射領域の外形に合わせて一定に保持することを意味している。以下、リレー光学系１４の具体的な構成例およびその作用について説明する。

　図６は、伝送光学系の光路中に配置されたリレー光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。図６では、フライアイ光学系１３の後側焦点面１３ｃから空間光変調器２の配列面２ｄまでの光路を直線状に展開して示し、電動チルトミラー１５ａ，１５ｂ、平行平面板１６、およびビームスプリッター１７の図示を省略している。また、図６では、説明の理解を容易にするために、空間光変調器２の配列面２ｄを光軸ＡＸと直交する面で表している。

　図６の実施例にかかるリレー光学系１４において、前側レンズ群１４ａは、光の入射側（後側焦点面１３ｃ側）から順に、両凸レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、両凹レンズＬ１３、および両凸レンズＬ１４から構成されている。後側レンズ群１４ｂは、光の入射側から順に、両凸レンズＬ２１、および両凹レンズＬ２２から構成されている。前側レンズ群１４ａの両凸レンズＬ１１および後側レンズ群１４ｂの両凹レンズＬ２２は、光軸ＡＸに沿って固定されている。すなわち、フライアイ光学系１３の後側焦点面１３ｃと両凸レンズＬ１１との軸上間隔、および両凹レンズＬ２２と空間光変調器２の配列面２ｄとの軸上間隔は不変である。

　両凸レンズＬ１１および両凹レンズＬ２２以外のレンズ、すなわち両凹レンズＬ１２、両凹レンズＬ１３、両凸レンズＬ１４、および両凸レンズＬ２１は、光軸ＡＸに沿って移動可能である。したがって、両凸レンズＬ１１と両凹レンズＬ１２との軸上間隔ｄ１、両凹レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３との軸上間隔ｄ２、両凹レンズＬ１３と両凸レンズＬ１４との軸上間隔ｄ３、両凸レンズＬ１４と両凸レンズＬ２１との軸上間隔ｄｓ、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２との軸上間隔ｄ４、およびフライアイ光学系１３の後側焦点面１３ｃから空間光変調器２の配列面２ｄまでの光路長ＬＴは可変である。すべてのレンズＬ１１～Ｌ１４、Ｌ２１およびＬ２２は、蛍石により形成されている。

　次の表（１）に、図６の実施例にかかるリレー光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元の欄において、ｆｒは焦点距離を表している。表（１）の光学部材諸元の欄において、面番号はフライアイ光学系１３の後側焦点面１３ｃから空間光変調器２の配列面２ｄへの光線の進行する方向に沿った光学面（レンズ面）の順序を、ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）を、ｄは各光学面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎはＡｒＦエキシマレーザ光（中心波長λ＝１９３ｎｍ）に対する屈折率を示している。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表（１）
（主要諸元）
ｆｒ＝５０００ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号　　 ｒ　　　　　　 ｄ　　　　　　　ｎ　　　　 光学部材
（後側焦点面１４ｃ）　 300.00
1　　　 149.784　　　　　9.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ１１）
2　　　-474.545　　　（d1=可変）
3　　　-186.921　　　　　5.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ１２）
4　　　 135.762　　　（d2=可変）
5　　　-306.884　　　　　5.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ１３）
6　　　 330.662　　　（d3=可変）
7　　　3859.762　　　　　9.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ１４）
8　　　-216.556　　　（ds=可変）
9　　　　91.550　　　　　9.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ２１）
10　　 -377.757　　　（d4=可変）
11　　 -125.717　　　　　5.00　　　　　　1.50　　　 （Ｌ２２）
12　　　 98.384　　　　900.00
（配列面２ｄ）

（可変光路長および可変間隔：単位ｍｍ）
LT　　　　d1　　　　 d2　　　　　 d3　　　　　　d4　　　　 ds
6000　　77.075　　100.816　　　 44.109　　　　36.298　　 4499.692
7000　　70.792　　 68.410　　　 82.798　　　　35.562　　 5500.428
8000　　63.414　　 44.970　　　113.616　　　　34.994　　 6500.996
9000　　55.456　　 28.806　　　137.737　　　　34.585　　 7501.405
10000　 47.137　　 17.891　　　156.972　　　　34.274　　 8501.716
11000　 38.619　　 10.913　　　172.468　　　　34.028　　 9501.962
12000　 30.025　　　6.966　　　185.009　　　　33.826　　10502.164
13000　 21.487　　　5.400　　　195.113　　　　33.660　　11502.330
14000　 13.106　　　5.406　　　203.240　　　　33.529　　12502.710
15000　　5.400　　　7.317　　　209.283　　　　33.463　　13502.527

　図７は、表（１）に記載された可変間隔ｄ１～ｄ４と可変光路長ＬＴとの関係をプロットした図である。図８は、表（１）に記載された可変間隔ｄｓと可変光路長ＬＴとの関係をプロットした図である。図７および図８において、可変間隔ｄ１～ｄ４，ｄｓの単位はｍｍであり、可変光路長ＬＴの単位はｍである。図７および図８を参照すると、図６の実施例にかかるリレー光学系１４では、焦点距離ｆｒを５０００ｍｍで一定に保持しつつ、フライアイ光学系１３の後側焦点面１３ｃから空間光変調器２の配列面２ｄまでの光路長ＬＴを６ｍ～１５ｍの間で変化させることができる。

　また、上述の実施例にかかるリレー光学系１４では、光の入射側から順に、前側レンズ群１４ａを正・負・負・正の屈折力配置とし、後側レンズ群１４ｂを正・負の屈折力配置としたが、前側レンズ群１４ａおよび後側レンズ群１４ｂの屈折力配置はこれに限定されるものではない。また、上述の実施例にかかるリレー光学系１４では、前側レンズ群１４ａにおける２つの負群（両凹レンズＬ１２、両凹レンズＬ１３）および最も射出側の正群（両凸レンズＬ１４）を可動群とし、後側レンズ群１４ｂにおける正群（両凸レンズＬ２１）を可動群としたが、光路長変更時に可動な群はこの例には限定されるものではない。なお、上述の第１伝送部１Ａと第２伝送部１ＢとのＹ方向に沿った間隔変化に際しては、これら第１および第２伝送部１Ａ，１Ｂを接続する接続部１Ｃの長さを変更することはいうまでもない。

　以上のように、本実施形態の伝送光学系１では、フライアイ光学系１３により波面分割された複数の部分光束が、リレー光学系１４を介して、空間光変調器２の配列面（作用面）で重畳される。したがって、光源ＬＳから射出された不均一なビームプロファイルを有する光が、フライアイ光学系１３の作用により強度分布の均一性が向上した光となって、空間光変調器２の作用面へ入射する。すなわち、フライアイ光学系１３の作用により、空間光変調器２の各ミラー要素２ａへ入射する光束の光強度分布が均一化され、ひいては各ミラー要素２ａから射出される光束の光強度分布も均一化される。その結果、瞳強度分布の形成に際して多数のミラー要素２ａを駆動すべき空間光変調器２の制御性が向上する。

　また、伝送光学系１では、フライアイ光学系１３の後側焦点位置とリレー光学系１４の前側焦点位置とが一致している。その結果、空間光変調器２の作用面にはテレセントリックな光束が入射するので、空間光変調器２の制御性が向上する。こうして、本実施形態の伝送光学系１では、ほぼ均一な強度分布を有する光束を空間光変調器２の作用面へ安定的に導くことができ、空間光変調器２の制御性を向上させることができる。

　本実施形態の照明光学系（２～７）では、ほぼ均一な強度分布を有する光束を空間光変調器２の作用面へ安定的に導く伝送光学系１を用いて、マイクロフライアイレンズ４の直後の照明瞳に、所望の瞳強度分布を安定的に形成することができる。本実施形態の露光装置（ＥＸ；２～ＷＳ）では、所望の瞳強度分布を安定的に形成する照明光学系（２～７）を用いて、転写すべきマスクＭのパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで、微細パターンをウェハＷに正確に転写することができる。

　本実施形態において、制御部ＣＲには、必要に応じて、ビームモニター１８の強度分布モニター１８ｃから、空間光変調器２の配列面における光強度分布のモニター結果が供給される。この場合、制御部ＣＲは、強度分布モニター１８ｃの光強度分布に関するモニター結果を随時参照し、光源ＬＳから供給される光のビームプロファイルの経時的な変動に応じて空間光変調器２を適宜制御することにより、所望の瞳強度分布を安定的に形成することができる。

　本実施形態の伝送光学系１では、リレー光学系１４の前側レンズ群１４ａと後側レンズ群１４ｂとの間隔ｄｓが、リレー光学系１４の焦点距離ｆｒ（＝５０００ｍｍ）を一定に保持しつつ、フライアイ光学系１３の後側焦点位置１３ｃから空間光変調器２の作用面２ｄに至る光路の光路長ＬＴの変更に応じて変化する。したがって、例えば光源の光出力口から露光装置本体の光取入口までの光路長の異なる様々な装置に対して、本実施形態の伝送光学系１を適用することができる。

　伝送光学系１では、空間光変調器２の作用面に達する光の光量を調整する光量調整部材として、フライアイ光学系１３よりも光源側に配置されて光軸ＡＸに対する傾斜角が可変のアッテネータ１１を備えている。したがって、アッテネータ１１の減光作用により、フライアイ光学系１３を構成する光学部材やその光学面に設けられる膜の耐久性を向上させることができる。また、アッテネータ１１の減光作用により、露光量の調整および安定を図ることができる。なお、アッテネータに代えて、あるいはアッテネータに加えて、伝送光学系１の光路中の任意位置に設けられた減光フィルタを用いることにより、露光量の調整および安定を図ることができる。

　伝送光学系１では、フライアイ光学系１３よりも光源側に配置されて二軸廻りに回転可能な平行平面板１０と、フライアイ光学系１３よりも光源側に配置されて二軸廻りに回転可能な調整チルトミラー１２とを備えている。したがって、ハービング部材としての平行平面板１０と調整チルトミラー１２との作用により、フライアイ光学系１３に入射する光束の中心線が光軸ＡＸとほぼ一致するように、フライアイ光学系１３への入射光束の位置および角度を調整することができる。

　入射角度調整部材と見なすことができる調整チルトミラー１２によってフライアイ光学系１３への入射光束の入射角度を調整している結果、フライアイ光学系１３への光束の斜入射による光量損失、すなわちレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの内側面への光の入射に起因する光量損失を小さく抑えることができる。また、伝送光学系１では、フライアイ光学系１３よりも被照射面側（マスク側）に配置されて二軸廻りに回転可能な平行平面板１６を備えている。ハービング部材としての平行平面板１６の作用により、空間光変調器２の作用面への入射光束の位置を調整することができる。

　伝送光学系１では、フライアイ光学系１３よりも被照射面側に配置されて二軸廻りに回転可能な一対の電動チルトミラー１５ａ，１５ｂを備えている。したがって、位置モニター１８ａの出力および角度モニター１８ｂの出力を参照し、空間光変調器２の作用面へ入射する光束の位置変動および角度変動（例えば微小振動や部品の設置誤差により伝送光学系１内で発生する光束の位置変動および角度変動）を、一対の電動チルトミラー１５ａ，１５ｂの協働作用により微調整することができる。

　すなわち、一対の電動チルトミラー１５ａ，１５ｂは、位置モニター１８ａの出力に基づいて空間光変調器２の作用面へ入射する光の光路を横切る面内の位置を調整する位置調整部材、および角度モニター１８ｂの出力に基づいて空間光変調器２の作用面へ入射する光の作用面に対する角度を調整する角度調整部材を構成している。なお、フライアイ光学系１３を光軸ＡＸに対して傾けても、一方の電動チルトミラーの機能を代替することができる。

　なお、フライアイ光学系１３への光束の斜入射によりレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの内側面へ光が入射して光量損失する現象は、強度分布モニター１８ｃで検出されるビームプロファイルの崩れにより確認可能である。したがって、調整チルトミラー１２に代えて、制御系ＣＲからの指令にしたがって二軸廻りに回転可能な電動チルトミラーを用いることにより、強度分布モニター１８ｃの出力に基づいてフライアイ光学系１３への入射光束の角度変動を微調整しても良い。

　上述の実施形態にかかる伝送光学系１では、フライアイ光学系１３の後側焦点位置とリレー光学系１４の前側焦点位置とが一致しているので、フライアイ光学系１３の後側焦点面に形成された各小光源からの光は平行光となって空間光変調器２の配列面に入射する。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図９に示すように、フライアイ光学系１３の後側焦点位置１３ｃとリレー光学系１４の前側焦点位置１４ｃとが一致しない変形例も可能である。図９では、説明の理解を容易にするために、リレー光学系１４を１つの光学部材で表している。

　この場合、光軸ＡＸ上の小光源からの発散光線は、リレー光学系１４を介して、比較的小さい発散角（または収束角）を有する光線となって空間光変調器２の配列面に達する。すなわち、フライアイ光学系１３の後側焦点位置とリレー光学系１４の前側焦点位置とが一致しない変形例では、空間光変調器２の配列面へ入射する光のテレセントリシティが崩れるため、空間光変調器２で反射された光がリレーレンズ３の光軸ＡＸと平行な方向に進むような基準状態において複数のミラー要素２ａの反射面が全体として凹面状（または凸面状）になる。

　したがって、図９の変形例では、複数のミラー要素２ａの反射面が全体として凹面状（または凸面状）になった状態を基準状態として、制御系ＣＲが空間光変調器２の配列面へ入射する光のテレセントリシティの崩れに関する情報に基づいて複数のミラー要素２ａの姿勢を制御すれば良い。なお、図９の変形例においても上述の実施形態の場合と同様に、フライアイ光学系１３の後側焦点位置とマイクロフライアイレンズ４の入射面とは、光学的にほぼ共役に配置される。この配置により、フライアイ光学系１３の後側焦点面に形成される各小光源の十分に小さい共役像が、マイクロフライアイレンズ４の入射面における単位波面分割面の内側に形成される。

　光源ＬＳとして、パルス発光型のレーザ光源（例えばエキシマレーザ光源）を用いる場合、フライアイ光学系１３を構成するレンズ要素１３ａａ，１３ｂａに照射される単位面積当たりの光エネルギーの最大値を１パルス当たり１００ｍＪ／ｃｍ²以下に抑えることにより、光照射によるフライアイ光学系１３の損傷を小さく抑えることができる。

　フライアイ光学系１３の典型的な設計パラメータを考慮すると、リレー光学系１４の焦点距離を例えば２０００ｍｍ～１００００ｍｍに設定することができる。また、フライアイ光学系１３を構成するレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの二次元的な配列のピッチを例えば０．５ｍｍ～３ｍｍに設定し、フライアイ光学系１３の焦点距離を例えば８０ｍｍ～４００ｍに設定することができる。

　上述の実施形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータとして、一対のレンズアレイ部材１３ａおよび１３ｂからなるフライアイ光学系１３を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、フライアイ光学系の具体的な構成については様々な変形例が可能である。一例として、フライアイ光学系１３に代えて、単一のレンズアレイ部材からなるフライアイ光学系、シリンドリカルマイクロフライアイレンズなどを用いることもできる。

　また、フライアイ光学系１３の一対のレンズアレイ部材１３ａおよび１３ｂのレンズ要素１３ａａ，１３ｂａの屈折力は負屈折力であっても良く、それらの屈折面（レンズ面）は非球面形状であっても良い。また、フライアイ光学系１３は、屈折型の光学系には限定されず、たとえば回折光学素子をアレイ状に配列した回折光学素子アレイや、複数のミラーをアレイ状に配列したミラーアレイも用いることができる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号明細書に開示されている。

　上述の実施形態では、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された複数の反射面の向き（角度：傾き）を個別に制御可能な空間光変調器２を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ（位置）を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば米国特許第５，３１２，５１３号公報、並びに米国特許第６，８８５，４９３号公報の図１ｄに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、たとえば米国特許第６，８９１，６５５号公報や、米国特許公開第２００５／００９５７４９号公報の開示に従って変形しても良い。

　上述の実施形態では、照明光学系（１～７）の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ光学部材として、作用面内で二次元的に配列された複数のミラー要素２ａを有する反射型の空間光変調器２を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、所定面内に配列されて個別に制御される複数の透過光学要素を備えた透過型の空間光変調器、回折光学面（作用面）を有する回折光学素子などを用いることもできる。

　上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含む空間光変調素子を用いることができる。空間光変調素子を用いた露光装置は、たとえば米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報に開示されている。また、上述のような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。

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

　次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図１０は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１０に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の投影露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。

　その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の投影露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。

　図１１は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１１に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。

　ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。

　また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。

　なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なパルスレーザ光源、たとえば波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ₂レーザ光源、波長１４６ｎｍのレーザ光を供給するＫｒ₂レーザ光源、波長１２６ｎｍのレーザ光を供給するＡｒ₂レーザ光源などを用いることができる。また、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどのＣＷ（Continuous Wave）光源を用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

　また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６－１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０－３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット、特開平６－１２４８７３号公報および特開平１０－３０３１１４号公報の教示を参照として援用する。

　また、上述の実施形態において、米国公開公報第２００６／０１７０９０１号及び第２００７／０１４６６７６号に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。ここでは、米国特許公開第２００６／０１７０９０１号公報及び米国特許公開第２００７／０１４６６７６号公報の教示を参照として援用する。

　また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク（またはウェハ）を照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク（またはウェハ）以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。

　また、本発明は、以下の条項に従って記述することもできる。
１．光源からの光で被照射面を照明する照明光学装置において、
　照明瞳と、前記光源からの光で該照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出する作用面とを備え、前記光源からの光で被照射面を照明する照明光学系と；
　前記光源からの光を照明光学系に導く伝送光学系と；を備え、
　前記光源からの光の光路を横切る面に沿って配置されて、前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器を備え、
　該波面分割器からの前記複数の光束は、前記作用面上において少なくとも部分的に重畳することを特徴とする照明光学装置。
２．　前記複数の光束を前記作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系を備え、
　前記波面分割器および前記リレー光学系は、前記波面分割器の後側焦点位置と前記リレー光学系の前側焦点位置とが一致するように配置されていることを特徴とする条項１に記載の照明光学装置。
３．　前記リレー光学系は前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との間隔は可変に構成されていることを特徴とする条項２に記載の照明光学装置。
４．　前記リレー光学系は、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との間隔が、前記リレー光学系の焦点距離を一定に保持しつつ前記波面分割器の後側焦点位置から前記作用面に至る光路の光路長の変更に応じて変化するように構成されていることを特徴とする条項３に記載の照明光学装置。
５．　前記前側レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された少なくとも１つのレンズを含むことを特徴とする条項３または４に記載の照明光学装置。
６．　前記後側レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された少なくとも１つのレンズを含むことを特徴とする条項３乃至５のいずれか１項に記載の照明光学装置。
７．　前記リレー光学系と前記作用面との間の光路から取り出した光に基づいて、前記作用面へ入射する光の前記光路を横切る面内の位置を計測する位置計測器を備えていることを特徴とする条項１乃至６のいずれか１項に記載の照明光学装置。
８．　前記リレー光学系と前記作用面との間の光路から取り出した光に基づいて、前記作用面へ入射する光の前記作用面に対する角度を計測する角度計測器を備えていることを特徴とする条項１乃至７のいずれか１項に記載の照明光学装置。
９．　前記位置計測器の出力に基づいて前記作用面へ入射する光の前記光路を横切る面内の位置を調整する位置調整部材を備えていることを特徴とする条項７または８に記載の照明光学装置。
１０．　前記角度計測器の出力に基づいて前記作用面へ入射する光の前記作用面に対する角度を調整する角度調整部材を備えていることを特徴とする条項８または９に記載の照明光学装置。
１１．　前記波面分割器は、並列的に配置された複数の屈折光学要素からなるフライアイ光学系を有し、前記フライアイ光学系の後側焦点位置は前記複数の屈折光学要素の外側にあることを特徴とする条項１乃至１０のいずれか１項に記載の照明光学装置。
１２．　前記フライアイ光学系の開口数は、該フライアイ光学系に入射する光束の発散角の正弦よりも大きい値に設定されていることを特徴とする条項１１に記載の照明光学装置。
１３．　前記フライアイ光学系は蛍石により形成されていることを特徴とする条項１１または１２に記載の照明光学装置。
１４．　前記作用面に達する光の光量を調整する光量調整部材を備えていることを特徴とする条項１乃至１３のいずれか１項に記載の照明光学装置。
１５．　前記波面分割器の入射側に配置されて、該波面分割器に入射する光束の入射角度を調整する入射角度調整部材とを備えることを特徴とする条項１乃至１４のいずれか１項に記載の照明光学装置。
１６．光源からの光で被照射面を照明する照明光学装置において、
　照明瞳と、前記光源からの光で該照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出する作用面とを備え、前記光源からの光で被照射面を照明する照明光学系と；
　前記光源からの光を照明光学系に導く伝送光学系と；を備え、
　前記伝送光学系は、
　波面分割型のオプティカルインテグレータと、
　前記オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を前記作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系とを備え、
　前記オプティカルインテグレータおよび前記リレー光学系は、前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と前記リレー光学系の前側焦点位置とが一致するように配置されていることを特徴とする照明光学装置。
１７．　前記照明光学系は、前記作用面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器とを備えていることを特徴とする条項１乃至１６のいずれか１項に記載の照明光学装置。
１８．　前記空間光変調器は、前記作用面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする条項１７に記載の照明光学装置。
１９．　前記空間光変調器を介した光に基づいて、前記照明瞳に前記瞳強度分布を形成する分布形成光学系を備えていることを特徴とする条項１６乃至１８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
２０．　前記分布形成光学系は、前記波面分割器または前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と光学的に共役な位置に入射面が配置された波面分割型の第２のオプティカルインテグレータを有することを特徴とする条項１９に記載の照明光学装置。
２１．　前記分布形成光学系は、前記空間光変調器からの光の角度の変化を前記照明瞳の面での位置の変化に変換することを特徴とする条項１９または２０に記載の照明光学装置。
２２．　前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする条項１乃至２１のいずれか１項に記載の照明光学装置。
２３．　所定のパターンを照明するための条項１乃至２２のいずれか１項に記載の照明光学装置を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
２４．　前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備え、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする条項２３に記載の露光装置。
２５．　第１筐体に収容されて、所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置において、
　前記所定のパターンを照明する照明光学系と；
　第２筐体に収容された光源からの光を前記照明光学系に導く伝送光学系と；を備え、
　前記照明光学系は、
　照明瞳と、前記光源からの光で該照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出する作用面とを備え、前記光源からの光で被照射面を照明し、
　前記伝送光学系は、
　前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器と、
　該波面分割器の入射側に配置されて、該波面分割器に入射する光束の入射角度を調整する入射角度調整部材とを備えることを特徴とする露光装置。
２６．　前記作用面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器とを備えていることを特徴とする条項２５に記載の露光装置。
２７．　前記空間光変調器は、前記作用面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする条項２６に記載の露光装置。
２８．　前記空間光変調器を介した光に基づいて、前記照明瞳に前記瞳強度分布を形成する分布形成光学系を備えていることを特徴とする条項２５乃至２７のいずれか１項に記載の露光装置。
２９．　前記分布形成光学系は、前記波面分割器または前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と光学的に共役な位置に入射面が配置された波面分割型の第２のオプティカルインテグレータを有することを特徴とする条項２８に記載の露光装置。
３０．　前記分布形成光学系は、前記空間光変調器からの光の角度の変化を前記照明瞳の面での位置の変化に変換することを特徴とする条項２９に記載の露光装置。
３１．　前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系をさらに備え、
　前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする条項２５乃至３０のいずれか１項に記載の露光装置。
３２．　条項２３乃至３１のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
３３．　光源からの光で被照射面を照明する照明光学系と共に用いられ、前記光源からの光を前記照明光学系に導く伝送光学系において、
　前記光源からの光の光路を横切る面に沿って配置されて、前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器を備え、
　該波面分割器からの前記複数の光束は、作用面上において少なくとも部分的に重畳し、
　該作用面は、前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出することを特徴とする伝送光学系。

１　伝送光学系
１０，１６　平行平面板（ハービング部材）
１１　アッテネータ
１３　フライアイ光学系
１４　リレー光学系
１５ａ，１５ｂ　電動チルトミラー
１８　ビームモニター
２　空間光変調器
３　リレーレンズ
４　マイクロフライアイレンズ
５　コンデンサー光学系
６　マスクブラインド
７　結像光学系
ＬＳ　光源
ＤＴｒ，ＤＴｗ　瞳強度分布計測部
ＣＲ　制御系
Ｍ　マスク
ＭＳ　マスクステージ
ＰＬ　投影光学系
Ｗ　ウェハ
ＷＳ　ウェハステージ

Claims (28)

1. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、該照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与して角度分布を有する光を射出する作用面を持つ照明光学系の光路中に配置されて、前記光源からの光を前記作用面まで導く伝送光学系において、
   　前記光源からの光の光路を横切る面に沿って配置されて、前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器を備え、
   　該波面分割器からの前記複数の光束は、前記作用面上において少なくとも部分的に重畳することを特徴とする伝送光学系。
2. 前記複数の光束を前記作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系を備え、
   　前記波面分割器および前記リレー光学系は、前記波面分割器の後側焦点位置と前記リレー光学系の前側焦点位置とが一致するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送光学系。
3. 前記リレー光学系は前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との間隔は可変に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の伝送光学系。
4. 前記リレー光学系は、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との間隔が、前記リレー光学系の焦点距離を一定に保持しつつ前記波面分割器の後側焦点位置から前記作用面に至る光路の光路長の変更に応じて変化するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の伝送光学系。
5. 前記前側レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された少なくとも１つのレンズを含むことを特徴とする請求項３または４に記載の伝送光学系。
6. 前記後側レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された少なくとも１つのレンズを含むことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の伝送光学系。
7. 前記リレー光学系と前記作用面との間の光路から取り出した光に基づいて、前記作用面へ入射する光の前記光路を横切る面内の位置を計測する位置計測器を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の伝送光学系。
8. 前記リレー光学系と前記作用面との間の光路から取り出した光に基づいて、前記作用面へ入射する光の前記作用面に対する角度を計測する角度計測器を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の伝送光学系。
9. 前記位置計測器の出力に基づいて前記作用面へ入射する光の前記光路を横切る面内の位置を調整する位置調整部材を備えていることを特徴とする請求項７または８に記載の伝送光学系。
10. 前記角度計測器の出力に基づいて前記作用面へ入射する光の前記作用面に対する角度を調整する角度調整部材を備えていることを特徴とする請求項８または９に記載の伝送光学系。
11. 前記波面分割器は、並列的に配置された複数の屈折光学要素からなるフライアイ光学系を有し、前記フライアイ光学系の後側焦点位置は前記複数の屈折光学要素の外側にあることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の伝送光学系。
12. 前記フライアイ光学系の開口数は、該フライアイ光学系に入射する光束の発散角の正弦よりも大きい値に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の伝送光学系。
13. 前記フライアイ光学系は蛍石により形成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の伝送光学系。
14. 前記作用面に達する光の光量を調整する光量調整部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の伝送光学系。
15. 前記波面分割器の入射側に配置されて、該波面分割器に入射する光束の入射角度を調整する入射角度調整部材とを備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の伝送光学系。
16. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって該照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ照明光学系の光路中に配置されて、前記光源からの光を前記作用面まで導く伝送光学系において、
    　波面分割型のオプティカルインテグレータと、
    　前記オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を前記作用面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系とを備え、
    　前記オプティカルインテグレータおよび前記リレー光学系は、前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と前記リレー光学系の前側焦点位置とが一致するように配置されていることを特徴とする伝送光学系。
17. 第１筐体に収容された露光装置であって照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光に角度分布を付与する作用面を持つ照明光学系を備える露光装置の前記作用面に、第２筐体に収容された光源からの光を導く伝送光学系において、
    　前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器と、
    　該波面分割器の入射側に配置されて、該波面分割器に入射する光束の入射角度を調整する入射角度調整部材とを備えることを特徴とする伝送光学系。
18. 光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
    　請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の伝送光学系と、
    　前記作用面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器とを備えていることを特徴とする照明光学系。
19. 前記空間光変調器は、前記作用面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１８に記載の照明光学系。
20. 光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
    　前記光源からの光を分割して複数の光束を生成する複数の光学面を備える波面分割器と、
    　前記波面分割器により波面分割された複数の光束を所定面上で少なくとも部分的に重畳させるリレー光学系と、
    　前記所定面に沿って配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明瞳に瞳強度分布を形成するために入射光を空間的に変調して射出する空間光変調器と、
    　前記所定面へ入射する光のテレセントリシティの崩れに関する情報に基づいて前記空間光変調器の前記複数の光学要素を制御する制御部とを備えていることを特徴とする照明光学系。
21. 前記空間光変調器は、前記所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有し、
    　前記制御部は、前記テレセントリシティの崩れに関する情報に基づいて前記複数のミラー要素の姿勢を制御することを特徴とする請求項２０に記載の照明光学系。
22. 前記空間光変調器を介した光に基づいて、前記照明瞳に前記瞳強度分布を形成する分布形成光学系を備えていることを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の照明光学系。
23. 前記分布形成光学系は、前記波面分割器または前記オプティカルインテグレータの後側焦点位置と光学的に共役な位置に入射面が配置された波面分割型の第２のオプティカルインテグレータを有することを特徴とする請求項２２に記載の照明光学系。
24. 前記分布形成光学系は、前記空間光変調器からの光の角度の変化を前記照明瞳の面での位置の変化に変換することを特徴とする請求項２２または２３に記載の照明光学系。
25. 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項１８乃至２４のいずれか１項に記載の照明光学系。
26. 所定のパターンを照明するための請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
27. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備え、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項２６に記載の露光装置。
28. 請求項２６または２７に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
    　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
    　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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