WO2024209952A1

WO2024209952A1 - フィルタユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法

Info

Publication number: WO2024209952A1
Application number: PCT/JP2024/011121
Authority: WO
Inventors: 前田春輝
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2023-04-04
Filing date: 2024-03-21
Publication date: 2024-10-10
Also published as: TW202509672A

Abstract

フィルタユニットは、被照射面を照明する照明光学系の光軸上に配置される複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、前記複数のフィルタは、第１透過率分布を有する第１フィルタと、第２透過率分布を有する第２フィルタと、を含み、前記第１透過率分布は、前記照明光学系の光軸と直交する平面内の直交座標系の第１方向において、前記第１方向における座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される第１関数にしたがって形成され、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である。

Description

フィルタユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法

　フィルタユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法に関する。

　近年、パソコンやテレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用されている。液晶表示パネルは、プレート（ガラス基板）上にフォトリソグラフィの手法で薄膜トランジスタの回路パターンを形成することによって製造される。このフォトリソグラフィ工程のための装置として、マスク上に形成された原画パターンを、投影光学系を介してプレート上のフォトレジスト層に投影露光する露光装置が用いられている（例えば、特許文献１）。

　露光光の照度均一性を向上させることが望まれている。

特開２０００－２１７１２号公報

　第１の開示の態様によれば、フィルタユニットは、被照射面を照明する照明光学系の光軸上に配置される複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、前記複数のフィルタは、第１透過率分布を有する第１フィルタと、第２透過率分布を有する第２フィルタと、を含み、前記第１透過率分布は、前記照明光学系の光軸と直交する平面内の直交座標系の第１方向において、前記第１方向における座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される第１関数にしたがって形成され、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である。

　第２の開示の態様によれば、照明ユニットは、光源から出射された光が入射されるオプティカルインテグレータと、上記フィルタユニットと、を備え、前記オプティカルインテグレータから出射された光は前記フィルタユニットに入射される。

　第３の開示の態様によれば、露光装置は、複数の上記照明ユニットと、
　前記複数の照明ユニットに対応し、前記複数の照明ユニットにより照明されるマスクのパターン像を感光性基板上に投影する複数の投影光学ユニットと、を備え、前記複数の投影光学ユニットは第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを含み、前記第１投影光学ユニットの露光領域と前記第２投影光学ユニットの露光領域とは部分的に重なる。

　第４の開示の態様によれば、露光方法は、上記露光装置を用いた露光方法であって、前記照明ユニットを用いて前記マスクを照明することと、前記投影光学ユニットを用いて前記マスクの前記パターン像を前記感光性基板へ投影することと、を含む。

　第５の開示の態様によれば、フィルタユニットは、光学系の光軸上に配置される複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、前記複数のフィルタは、第１透過率分布を有する第１フィルタと、第２透過率分布を有する第２フィルタと、
を含み、前記第１透過率分布は、前記光学系の前記光軸と直交する平面内の直交座標系の第１方向において不均一であり、前記第２透過率分布は、前記第１方向において不均一であり、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である。

　第６の開示の態様によれば、照明ユニットは、光源から出射された光が入射される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から出射された光が入射される上記フィルタユニットと、を含む。

　第７の開示の態様によれば、露光装置は、複数の上記照明ユニットと、前記複数の照明ユニットに対応した複数の投影光学ユニットと、を含み、前記複数の投影光学ユニットは第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを含み、前記第１投影光学ユニットの露光領域と前記第２投影光学ユニットの露光領域とは部分的に重なる。

　第８の開示の態様によれば、露光方法は、上記露光装置を用いた露光方法であって、前記複数の照明ユニットを用いて前記マスクを照明することと、前記複数の投影光学ユニットを用いて前記マスクの前記パターン像を前記感光性基板へ投影することと、を含む。

　第９の開示の態様によれば、フィルタユニットは、光学系の光軸上に配置された複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、前記複数のフィルタは、第１フィルタ、第２フィルタ、および第３フィルタを含み、前記第１フィルタは、照明光が入射する領域において、前記光軸と交差する第１方向において不均一である第１透過率分布を有し、前記第２フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一であり前記第１透過率分布と異なる第２透過率分布を有し、前記第３フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一であり前記第１透過率分布および前記第２透過率分布と異なる第３透過率分布を有し、前記フィルタユニットは、前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および、前記第３フィルタがそれぞれ前記第１方向において基準位置にあるときに、第１合成透過率分布を有し、前記第１フィルタが前記第１方向において前記基準位置以外にあり、かつ、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタがそれぞれ前記第１方向において前記基準位置にあるときに、第２合成透過率分布を有し、前記第１フィルタと前記第３フィルタがそれぞれ前記第１方向において前記基準位置にあり、かつ、前記第２フィルタが前記第１方向において前記基準位置以外にあるときに、第３合成透過率分布を有し、前記第１合成透過率分布は、透過率が所定範囲内にあり、前記第２合成透過率分布は、透過率が、前記第１方向の一方側において前記所定範囲の下限よりも小さく、前記第１方向の他方側において前記所定範囲の上限よりも大きくなるように、前記第１方向の前記一方側から前記他方側に向かうにつれて単調増加し、または、前記第１方向の前記一方側において前記所定範囲の上限よりも大きく、前記第１方向の前記他方側において前記所定範囲の下限よりも小さくなるように、前記第１方向の前記一方側から前記他方側に向かうにつれて単調減少し、前記第３合成透過率分布は、透過率が、前記第１方向の前記一方側および前記他方側において前記所定範囲の下限よりも小さくなるように、透過率が高い方に向かって凸であり、または、前記第１方向の前記一方側および前記他方側において前記所定範囲の上限よりも大きくなるように、透過率が低い方に向かって凸である。

　第１０の開示の態様によれば、照明ユニットは、光軸上に配置されたフライアイレンズと、前記フライアイレンズを介した前記照明光が入射する上記フィルタユニットと、を備える。

　第１１の開示の態様によれば、露光装置は、マスクを照明する上記照明光学系である第１照明光学系と、前記マスクを介した前記第１照明光学系からの光を基板に照射する第１投影光学系と、前記マスクを照明する、前記第１照明光学系とは異なる第２照明光学系と、前記マスクを介した前記第２照明光学系からの光を前記基板に照射する、前記第１投影光学系とは異なる第２投影光学系と、を備え、前記基板を前記第２方向と対応する走査方向に移動させながら前記第１投影光学系および前記第２投影光学系により継ぎ露光を行う。

　第１２の開示の態様によれば、露光装置は、マスクを照明する上記照明光学系と、前記マスクを介した前記照明光学系からの光を基板に照射する投影光学系と、
を備え、前記基板を前記第２方向と対応する走査方向に移動させながら前記投影光学系により前記基板の第１領域を走査露光した後、前記基板を前記走査方向と平行な方向に移動させながら前記投影光学系により前記第１領域の一部と重なり、前記第１領域とは異なる、前記基板の第２領域を走査露光する。

　なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。図２は、複数の投影光学ユニットの配置を概略的に示す斜視図である。図３（Ａ）は、基板上での、複数の投影光学ユニットの各露光視野を示す図であり、図３（Ｂ）は、基板が基板ステージによりＸ方向に走査され、図３（Ａ）に示した露光視野により露光された際に、基板上に形成される露光領域を示す図である。図４は、実施形態に係る照明ユニットの構成を示す概略図である。図５（Ａ）は、フィルタユニットの構成を示す概略図であり、図５（Ｂ）は、第１可動フィルタ、第２可動フィルタ、及び固定フィルタの概略平面図である。図６（Ａ）は、第１可動フィルタ、第２可動フィルタ、及び固定フィルタ各々が基準位置にある場合に得られる合成透過率分布を示す図であり、図６（Ｂ）は、Ｙ軸方向において第１可動フィルタの位置を基準位置からずらした場合に得られる合成透過率分布を示す図であり、図６（Ｃ）は、Ｙ軸方向において第２可動フィルタの位置を基準位置からずらした場合に得られる合成透過率分布を示す図である。図７（Ａ）は、Ｙ軸方向において２次式にしたがって形成された第４透過率分布を有する第４フィルタと、第４透過率分布と相補的な第５透過率分布を有する第５フィルタと、が基準位置にある場合に得られる合成透過率分布を示す図であり、図７（Ｂ）は、第５フィルタをＹ軸方向にΔｙ（＜０）移動させたときに得られる合成透過率分布を示す図である。図８（Ａ）は、４次の項のみを有する関数で表される第４透過率分布と、５次の項のみを有する関数で表される第４透過率分布と、を例示する図であり、図８（Ｂ）は、５次の項のみを有する関数と、３次の項のみを有する関数と、１次の項のみを有する関数と、を組み合わせた関数で表される第４透過率分布を例示する図である。

　一実施形態に係る露光装置１０について、図１～図８（Ｂ）に基づいて説明する。

（露光装置の構成）
　図１は、実施形態に係る露光装置１０の構成を概略的に示す図である。

　露光装置１０は、マスクＭＳＫとガラス基板（以下、「基板」と呼ぶ）Ｐとを投影光学系ＰＬに対して同一方向に同一速度で駆動することで、マスクＭＳＫに形成されたパターンを基板Ｐ上に転写するスキャニング・ステッパ（スキャナ）である。基板Ｐは、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）に用いられる矩形のガラス基板であり、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である。

　以下においては、走査露光の際にマスクＭＳＫ及び基板Ｐが駆動される方向（走査方向）をＸ軸方向とし、これに直交する水平面内での方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向とする。

　露光装置１０は、照明系ＩＯＰ、マスクＭＳＫを保持するマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、これらを支持するボディ７０、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴ、及びこれらの制御系等を備える。制御系は、露光装置１０の構成各部を統括制御する。

　ボディ７０は、ベース（防振台）７１、コラム７２Ａ，７２Ｂ、光学定盤７３、支持体７４、及びスライドガイド７５を備える。ベース（防振台）７１は、床Ｆ上に配置され、床Ｆからの振動を除振してコラム７２Ａ，７２Ｂ等を支持する。コラム７２Ａ，７２Ｂはそれぞれ枠体形状を有し、コラム７２Ｂの内側にコラム７２Ａが配置されている。光学定盤７３は、平板形状を有し、コラム７２Ａの天井部に固定されている。支持体７４は、コラム７２Ｂの天井部にスライドガイド７５を介して支持されている。スライドガイド７５は、エアボールリフタと位置決め機構とを備え、支持体７４（すなわち後述するマスクステージＭＳＴ）を光学定盤７３に対してＸ軸方向の適当な位置に位置決めする。

　照明系ＩＯＰは、ボディ７０の上方に配置されている。照明系ＩＯＰは、照明光ＩＬをマスクＭＳＫに照射する。照明系ＩＯＰの詳細な構成については、後述する。

　マスクステージＭＳＴは、支持体７４に支持されている。マスクステージＭＳＴには、回路パターンが形成されたパターン面（図１における下面）を有するマスクＭＳＫが、例えば真空吸着（あるいは静電吸着）により固定されている。マスクステージＭＳＴは、例えばリニアモーターを含む駆動系により走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、非走査方向（Ｙ軸方向及びθｚ方向）に微小駆動される。

　マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、干渉計システムにより計測される。干渉計システムは、マスクステージＭＳＴの端部に設けられた移動鏡（又は鏡面加工された反射面（不図示））に測長ビームを照射し、移動鏡からの反射光を受光することにより、マスクステージＭＳＴの位置を計測する。その計測結果は制御装置（不図示）に供給され、制御装置は、干渉計システムの計測結果に従って、駆動系を介してマスクステージＭＳＴを駆動する。

　投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方（－Ｚ側）において、光学定盤７３に支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示された投影光学系と同様に構成され、マスクＭＳＫのパターン像の投影領域が例えば千鳥状に配置された複数（例えば７）の投影光学ユニット１００ａ～１００ｇ（マルチレンズ投影光学ユニット）を含む。なお、図１では、７つの投影光学ユニット１００ａ～１００ｇのうち、４つの投影光学ユニット１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇのみを図示している。

　図２は、複数の投影光学ユニット１００ａ～１００ｇの配置を概略的に示す斜視図である。ここでは、４つの投影光学ユニット１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇがＹ軸方向に所定間隔で配置され、残りの３つの投影光学ユニット１００ｂ，１００ｄ，１００ｆが、４つの投影光学ユニット１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇから＋Ｘ側に離間して、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。複数の投影光学ユニット１００ａ～１００ｇのそれぞれとして、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられる。

　図３（Ａ）は、基板Ｐ上での、７つの投影光学ユニット１００ａ～１００ｇの各露光視野ＰＩａ～ＰＩｅを示す図である。＋Ｙ方向に順に並んだ投影光学ユニット１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇの露光視野ＰＩａ，ＰＩｃ，ＰＩｅ，ＰＩｇは、Ｙ方向に平行な２辺のうちの短辺が＋Ｘ側に、長辺が－Ｘ側にある台形である。一方、＋Ｙ方向に順に並んだ投影光学ユニット１００ｂ，１００ｄ，１００ｆの露光視野ＰＩｂ，ＰＩｄ，ＰＩｆは、Ｙ方向に平行な２辺のうちの短辺が－Ｘ側に、長辺が＋Ｘ側にある台形である。

　－Ｙ方向の端に配置されている露光視野ＰＩａは、視野絞り（不図示）により、その－Ｙ方向の端部がＸ方向に平行となるように照明光が遮光されている。また、＋Ｙ方向の端に配置されている露光視野ＰＩｇは、視野絞りにより、その＋Ｙ方向の端部がＸ方向に平行となるように照明光が遮光されている。

　図３（Ｂ）は、基板Ｐが基板ステージＰＳＴによりＸ方向に走査され、図３（Ａ）に示した露光視野ＰＩａ～ＰＩｇにより露光された際に、基板Ｐ上に形成される露光領域を示す図である。基板Ｐ上には、走査露光により各露光視野ＰＩａ～ＰＩｇにより露光される露光領域（走査露光視野）ＳＩａ～ＳＩｇが形成される。図３（Ｂ）において、投影光学ユニット１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇが形成する露光領域ＳＩａ，ＳＩｃ，ＳＩｅ，ＳＩｇは１点鎖線で示し、投影光学ユニット１００ｂ，１００ｄ，１００ｆが形成する露光領域ＳＩｂ，ＳＩｄ，ＳＩｆは２点鎖線で示している。

　これらの露光領域ＳＩａ～ＳＩｇは、露光視野ＰＩａ～ＰＩｇがＸ方向への走査露光によりＸ方向に延長されたものである。各露光領域ＳＩａ～ＳＩｇのＹ方向（非走査方向）の端部は、それぞれ隣接する他の露光領域ＳＩａ～ＳＩｇの非走査方向の端部とオーバーラップしている。

　照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭＳＫ上の照明領域が照明されると、マスクＭＳＫを透過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介して、その照明領域内のマスクＭＳＫの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される基板Ｐ上の照射領域（露光領域（照明領域に共役））に形成される。ここで、基板Ｐの表面にはレジスト（感応剤）が塗布されている。マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとを同期駆動する、すなわちマスクＭＳＫを照明領域（照明光ＩＬ）に対して走査方向（Ｘ軸方向）に駆動するとともに、基板Ｐを露光領域（照明光ＩＬ）に対して同じ走査方向に駆動することで、基板Ｐが露光されて基板Ｐ上にマスクＭＳＫのパターンが転写される。

　基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（－Ｚ側）のベース（防振台）７１上に配置されている。基板ステージＰＳＴ上に、基板Ｐが、基板ホルダ（不図示）を介して保持されている。

　基板ステージＰＳＴのＸＹ平面内の位置情報（回転情報（ヨーイング量（θｚ方向の回転量θｚ）、ピッチング量（θｘ方向の回転量θｘ）、ローリング量（θｙ方向の回転量θｙ））を含む）は、干渉計システムによって計測される。干渉計システムは、光学定盤７３から基板ステージＰＳＴの端部に設けられた移動鏡（又は鏡面加工された反射面（不図示））に測長ビームを照射し、移動鏡からの反射光を受光することにより、基板ステージＰＳＴの位置を計測する。その計測結果は制御装置（不図示）に供給され、制御装置は、干渉計システムの計測結果に従って基板ステージＰＳＴを駆動する。

　露光装置１０では、露光に先立ってアライメント計測（例えば、ＥＧＡ等）を行い、その結果を用いて、以下の手順で、基板Ｐを露光する。まず、制御装置の指示に従い、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に同期駆動する。これにより、基板Ｐ上の１つめのショット領域への走査露光を行う。１つめのショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置は、基板ステージＰＳＴを２つめのショット領域に対応する位置へ移動（ステッピング）する。そして、２つめのショット領域に対する走査露光を行う。制御装置は、同様に、基板Ｐのショット領域間のステッピングとショット領域に対する走査露光とを繰り返して、基板Ｐ上の全てのショット領域にマスクＭＳＫのパターンを転写する。

（照明系ＩＯＰの構成）
　次に、本実施形態における照明系ＩＯＰの構成について説明する。図４は、照明系ＩＯＰの構成を概略的に示す図である。図４に示すように、照明系ＩＯＰは、光源部２０と、投影光学系ＰＬが備える複数の投影光学ユニット１００ａ～１００ｇそれぞれに対応する複数の照明光学系（照明ユニット）８０ａ～８０ｇ（図２参照）を備える。なお、図４では、複数の照明光学系８０ａ～８０ｇのうち、Ｘ方向に離間して配置された照明光学系８０ａと照明光学系８０ｂとを図示している。なお、以後の説明において特に区別する必要のない場合、照明光学系８０ａ～８０ｇを照明光学系８０と記載する場合がある。

　光源部２０は、水銀ランプ等の光源２１、楕円ミラー２２、折り曲げミラー２３、リレーレンズ２４、折り曲げミラー２５、リレーレンズ２６、及び光ファイバー２７等を備える。光源２１から供給される照明光は、楕円ミラー２２、折り曲げミラー２３、リレーレンズ２４、折り曲げミラー２５、リレーレンズ２６、光ファイバー２７等の導光光学系を介して、照明光学系８０ａ～８０ｇに供給される。光ファイバー２７は、１つの入射側２７１に入射した照明光を略均等に分岐して、７つの射出側２７２ａ～２７２ｇ（図４では２つのみ図示）に射出する。なお、光源２１として、レーザ光源、ＵＶ（Ultra Violet）－ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源等を用いてもよい。

　照明光学系８０ａ～８０ｇは同一の構成を有するため、照明光学系８０ａについて説明する。照明光学系８０ａは、インプットレンズ８３と、フライアイレンズＦＥＬと、コンデンサーレンズ８４と、フィルタユニット８５と、を備える。なお、フライアイレンズ以外のオプティカルインテグレータ（ロッドインテグレータなど）を用いてもよい。

　光ファイバー２７の射出側２７２ａから射出された照明光は、照明光学系８０ａが備えるインプットレンズ８３に入射する。

　フライアイレンズＦＥＬは、たとえば正の屈折力を有する多数のレンズエレメントをその光軸が基準光軸ＡＸａと平行になるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。フライアイレンズＦＥＬを構成する各レンズエレメントは、マスクＭＳＫ上において形成すべき照野の形状（ひいては基板Ｐ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状の断面を有する。なお、以後の説明において特に区別する必要のない場合、基準光軸ＡＸａ及び照明光学系８０ｂの基準光軸ＡＸｂを光軸ＡＸと記載する場合がある。

　したがって、フライアイレンズＦＥＬに入射した光束は多数のレンズエレメントにより波面分割され、各レンズエレメントの後側焦点面（出射面）またはその近傍には１つの光源像がそれぞれ形成される。すなわち、フライアイレンズＦＥＬの後側焦点面（出射面）またはその近傍には、多数の光源像からなる実質的な面光源すなわち二次光源が形成される。フライアイレンズＦＥＬの後側焦点面（出射面）またはその近傍に形成された二次光源からの光束は、コンデンサーレンズ８４の集光作用を受けた後、フィルタユニット８５を重畳的に照明する。

　露光装置では、マスクＭＳＫを照明する照明光ＩＬ（露光光）の照度均一性を向上させることが望まれている。また、基板Ｐ上の１つめのショット領域に対する走査露光が終了し、基板ステージＰＳＴを２つめのショット領域（１つめのショット領域と２つめのショット領域は非走査方向に沿って並ぶ）に対応する位置へ移動（ステッピング）し、そして、１つめのショット領域の一部と重なるように２つめのショット領域に対する走査露光を行う場合（画面合成する場合）、１つめのショット領域と２つめのショット領域の重なる部分（画面合成における継ぎ部）を露光する投影光学ユニットに含まれる視野絞り（台形）の開口と重なるように遮光板を駆動させることで、画面合成における継ぎ部を露光する投影光学ユニットの露光視野（台形）の大きさを変え、画面合成における継ぎ部の位置を可変にすることができる。このとき、Ｘ軸方向（走査方向）の照度分布の不均一性を抑制しておくことが好ましい。なお、視野絞りはマスクＭＳＫ、基板Ｐに対して略共役な位置に配置するとよい。

　そこで、本実施形態に係る露光装置１０は、マスクＭＳＫを照明する照明光ＩＬの照度分布を均一にする機能を有するフィルタユニット８５を備えている。フィルタユニット８５により照度分布が均一化された照明光ＩＬは、マスクＭＳＫを照明する。

　次に、フィルタユニット８５の構成について説明する。図５（Ａ）は、フィルタユニット８５の構成を示す概略図である。

　フィルタユニット８５は、光軸ＡＸ（Ｚ軸方向に対応）に沿って配置された第１可動フィルタ８５ａ（第１フィルタ）と、第２可動フィルタ８５ｂ（第３フィルタ）と、固定フィルタ８５ｃ（第２フィルタ）と、を備える。

　第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃは各々、例えば石英またはｉ線用硝種等の光学材料により形成された平行平面板の形態を有し、その厚さはほぼ一定である。第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃ各々の光学面にはクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃密パターンが形成されている。

　第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃ各々は、光の入射位置（より詳細にはＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）に応じて透過率の異なる透過率分布を有する。

　図５（Ｂ）は、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃの概略平面図である。第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃは、例えば光軸ＡＸを中心とする円形状の外形形状を有する。

　本実施形態において、第１可動フィルタ８５ａは、その入射面が光軸ＡＸと直交するような姿勢を維持しつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能に構成されている。第２可動フィルタ８５ｂは、その入射面が光軸ＡＸと直交するような姿勢を維持しつつ、Ｙ軸方向に沿って移動可能に構成されている。なお、第２可動フィルタ８５ｂについても、Ｘ軸方向に移動可能に構成してもよい。

　これにより、本実施形態において、第１可動フィルタ８５ａと固定フィルタ８５ｃとの相対位置は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において変更可能となっている。また、第２可動フィルタ８５ｂと固定フィルタ８５ｃとの相対位置は、Ｙ軸方向において変更可能となっている。なお、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃ各々の中心と光軸ＡＸとが一致する位置を基準位置と称する。

　次に、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃの透過率分布について説明する。

　第１可動フィルタ８５ａは、図５（Ｂ）のように、円形状の第１可動フィルタ８５ａの中心（光軸ＡＸと一致）を原点としたＸＹ座標系（直交座標系）を規定した場合に、局所座標（ｘ，ｙ）により表される第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）を有する。

　より具体的には、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）は、Ｙ軸方向において、ｙ座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される関数Ｔｙ_１（ｙ）にしたがって形成されている。

　また、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸方向において、ｘ座標を変数とするｋ次式（ｋは２以上の自然数）で表される関数Ｔｘ_１（ｘ）にしたがって形成されている。

　第２可動フィルタ８５ｂは、局所座標（ｘ，ｙ）により表される第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）を有する。より具体的には、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）は、Ｙ軸方向において、ｙ座標を変数とするｍ次式（ｍは２以上の自然数）で表される関数Ｔｙ_２（ｙ）にしたがって形成されている。

　また、本実施形態において、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸方向において、同一の透過率（例えば、１００％）を有する。すなわち、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸方向において、関数Ｔｘ_２（ｘ）＝ｃｏｎｓｔ（ｃｏｎｓｔは定数）にしたがって形成されている。

　固定フィルタ８５ｃは、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）と第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）とに相補的な第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）を有する。ここで、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）と第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）とに相補的とは、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）と第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）との積が略一定（ほぼフラット）となり、かつ、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）と第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）との積が略一定（ほぼフラット）となることをいう。

　第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）は、Ｙ軸方向において、関数Ｔｙ_１（ｙ）と関数Ｔｙ_２（ｙ）とに相補的な関数Ｔｙ_３（ｙ）にしたがって形成さている。ここで、関数Ｔｙ_１（ｙ）と関数Ｔｙ_２（ｙ）とに相補的とは、関数Ｔｙ_１（ｙ）と関数Ｔｙ_３（ｙ）との積が略一定（ほぼフラット）であり、かつ、関数Ｔｙ_２（ｙ）と関数Ｔｙ_３（ｙ）との積が略一定であることをいう。また、第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸方向において、関数Ｔｘ_１（ｘ）に相補的な関数Ｔｘ_３（ｘ）にしたがって形成されている。ここで、関数Ｔｘ_１（ｘ）に相補的とは、関数Ｔｘ_１（ｘ）と関数Ｔｙ_３（ｙ）との積が略一定であることをいう。

　なお、以後の説明において、関数Ｔｙ_１（ｙ）をＹ軸方向における第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）と記載し、関数Ｔｙ_２（ｙ）をＹ軸方向における第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）と記載し、関数Ｔｘ_１（ｘ）をＸ軸方向における第１透過率分布Ｔｘ_１（ｘ）と記載することがある。また、関数Ｔｙ_３（ｙ）をＹ軸方向における第３透過率分布Ｔｙ_３（ｙ）と記載することがある。

　フィルタユニット８５に入射した光は、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、固定フィルタ８５ｃを順に通過する。このとき、フィルタユニット８５に入射した光の照度分布は、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）、及び第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）を合成した合成透過率分布Ｔ_ｃｍｂ（ｘ，ｙ）に応じて補正される。なお、以下の説明において、Ｙ軸方向における合成透過率分布をＴ_ｃｍｂ（ｙ）で表す。

　ここで、合成透過率分布について説明する。なお、説明及び理解を容易にするため、以後、Ｙ軸方向における照度分布の補正について説明するが、Ｘ軸方向の照度分布の補正についても同様である。

　図６（Ａ）は、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃ各々が基準位置にある場合に得られるＹ軸方向における合成透過率分布を示す図であり、図６（Ｂ）は、Ｙ軸方向において第１可動フィルタ８５ａの位置を基準位置からずらした場合に得られる合成透過率分布を示す図であり、図６（Ｃ）は、Ｙ軸方向において第２可動フィルタ８５ｂの位置を基準位置からずらした場合に得られる合成透過率分布を示す図である。なお、図６（Ａ）～図６（Ｃ）において、Ｙ軸方向における第１透過率分布を表す関数Ｔｙ_１（ｙ）は、Ｔｙ_１（ｙ）＝αｙ^２＋β（α，βは任意の係数）で表される２次式であり、Ｙ軸方向における第２透過率分布を表す関数Ｔｙ_２（ｙ）は、Ｔｙ_２（ｙ）＝γｙ^３＋ωｙ＋λ（γ，ω，λは任意の係数）で表される３次式である。

　図６（Ａ）に示すように、Ｙ軸方向における第３透過率分布Ｔｙ_３（ｙ）は、Ｙ軸方向における第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）とＹ軸方向における第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）とに相補的であるため、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、及び固定フィルタ８５ｃ各々が基準位置にある場合に得られるＹ軸方向における合成透過率分布Ｔｙ_ｃｍｂ（ｙ）は、Ｙ軸方向に略一定（ほぼフラット）となる。

　図６（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向において第１可動フィルタ８５ａの位置を基準位置からずらした場合、得られるＹ軸方向における合成透過率分布Ｔｙ_ｃｍｂ（ｙ）は、第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）の次数（２次）より１次低い１次式で表される分布となる。したがって、照度分布がＹ軸方向において傾斜している場合に、Ｙ軸方向における第１透過率分布がＴｙ_１（ｙ）＝αｙ^２＋βで表される第１可動フィルタ８５ａを用いると、Ｙ軸方向において傾斜した照度分布を補正することができる。これを傾斜補正と称する。

　また、図６（Ｃ）に示すように、Ｙ軸方向において第２可動フィルタ８５ｂの位置を基準位置からずらした場合、得られるＹ軸方向における合成透過率分布Ｔｙ_ｃｍｂ（ｙ）は、Ｙ軸方向における第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）の次数（３次）より１次低い２次式で表される分布となる。したがって、照度分布がＹ軸方向において湾曲している場合に、Ｙ軸方向における第２透過率分布がＴｙ_２（ｙ）＝γｙ^３＋ωｙ＋λで表される第２可動フィルタ８５ｂを用いると、Ｙ軸方向において湾曲した照度分布を補正することができる。これを湾曲補正と称する。

　ここで、Ｙ軸方向において第１可動フィルタ８５ａの位置を基準位置からずらした場合及び第２可動フィルタ８５ｂの位置を基準位置からずらした場合、Ｙ軸方向における合成透過率分布Ｔｙ_ｃｍｂ（ｙ）が、Ｙ軸方向における第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）及びＹ軸方向における第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）の次数よりそれぞれ１次低くなる原理について説明する。

　図７（Ａ）は、Ｙ軸方向において２次式にしたがって形成された第４透過率分布Ｔｙ_４を有する第４フィルタと、第４透過率分布Ｔｙ_４と相補的な第５透過率分布Ｔｙ_５を有する第５フィルタと、が基準位置にある場合に得られる合成透過率分布を示す図であり、図７（Ｂ）は、第５フィルタをＹ軸方向にΔｙ（＜０）移動させたときに得られる合成透過率分布を示す図である。

　第４透過率分布Ｔｙ_４と第５透過率分布Ｔｙ_５とは相補的であるため、

と表せる。

　この場合、第４フィルタと第５フィルタとが基準位置にある場合、合成透過率分布は、

となり、ｆ（ｙ）^２＜＜Ｔ_ａｖｅ ^２であるため、

となり、図７（Ａ）に示すように、合成透過率分布は略一定（ほぼフラット）となる。

　一方、第５フィルタをΔｙずらした場合、第４透過率分布Ｔｙ_４と第５透過率分布Ｔｙ_５とは、それぞれ、

と表せる。

　この場合、第４透過率分布と第５透過率分布との合成透過率分布は、

となり、第４透過率分布よりも１次小さい式で表されることがわかる。

　以上のことから、第４透過率分布をｊ次式（ｊは２次以上の自然数）で表される関数にしたがって形成した場合、第４フィルタを、第４透過率分布と相補的な第５透過率分布を有する第５フィルタと組み合わせることにより、ｊ－１次式で表される合成透過率分布を得ることができる。

　すなわち、目標とする合成透過率分布がｊ－１次式で表される場合、第４フィルタの第４透過率分布をｊ次式とすればよい。しかしながら、ｊが大きくなるほど（第４透過率分布を表す関数の次数が高くなるほど）、透過率幅（最小透過率と最大透過率との差）が大きくなってしまう。したがって、Ｙ軸方向における第４透過率分布は、ｊ－１次以下の項を有することが好ましい。この点について説明する。

　図８（Ａ）は、４次の項のみを有する関数ｆ１（ｙ）＝ａｙ^４（ａは任意の係数）で表される第４透過率分布と、５次の項のみを有する関数ｆ２（ｙ）＝ｂｙ^５（ｂは任意の係数）で表される第４透過率分布と、を例示する図である。図８（Ａ）に示すように、関数ｆ２（ｙ）＝ｂｙ^５で表される第４透過率分布の透過率幅Ｗ２は、関数ｆ１（ｙ）＝ａｙ^４で表される第４透過率分布の透過率幅Ｗ１よりも大きい。このように、第４透過率分布を表す関数の次数が大きくなるほど、透過率幅が大きくなる。透過率幅が大きくなると、第４フィルタを基準位置からずらしたときに、透過率が低下しすぎてしまい、照明光の照度が低下してしまう。

　本発明者は、ｊ次式の関数で表される第４透過率分布において、当該関数がｊ－１次以下の項を含むことで、透過率幅を減少できることを見出した。図８（Ｂ）は、ｆ２（ｙ）＝ｂｙ^５（ｂは任意の係数）と、関数ｆ３（ｙ）＝ｃｙ^３（ｃは任意の係数）と、関数ｆ４（ｙ）＝ｐｙ（ｐは任意の係数）と、を組み合わせた関数ｆ５（ｙ）＝ｆ２（ｙ）＋ｆ３（ｙ）＋ｆ４（ｙ）＝ｂｙ^５＋ｃｙ^３＋ｐｙにしたがって形成された第４透過率分布を表す図である。

　図８（Ｂ）に示すように、関数ｆ５（ｙ）にしたがって形成された第４透過率分布の透過率幅Ｗ３は、関数ｆ２（ｙ）にしたがって形成された第４透過率分布の透過率幅Ｗ２よりも小さいことがわかる。このように、透過率分布を表すｊ次式で表される関数が、ｊ－１次以下の項を含むことにより、透過率幅を減少させることができる。

　このため、本実施形態において、第２可動フィルタ８５ｂのＹ軸方向における第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）は、１次の項（ωｙ）を含む３次式（γｙ^３＋ωｙ＋λ）としている。このように構成することで、透過率幅を小さくし、透過率の低下を抑えることができる。

　従来のフィルタユニットを用いた場合と、本実施形態に係るフィルタユニット８５を用いた場合とで、複数の照明ユニットにより形成される照明領域における照度を計測し、照度均一性について調査した。

　従来のフィルタユニットでは、遮光性ドットの濃密パターンが形成されたフィルタを複数枚用意し、それぞれのフィルタは、光の入射位置（より詳細にはＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）に応じて透過率の異なる透過率分布を有しており、傾斜補正および湾曲補正に対応した所定の透過率分布が形成されている。このフィルタユニットにおいて、補正したい照度分布に対応したフィルタを選択し、フィルタを回転させることで、Ｘ軸方向の走査積算照度を平均（スキャン平均と呼称）したＹ軸方向の照度分布の不均一性（照度むら）を補正する方法を取っている。

　複数の照明光学系を合わせた照明領域全体の照度分布、またスキャン平均後のＹ軸方向の照度分布、またそのＹ軸方向照度分布の照度変化率を指標として、露光装置の製造精度を反映した複数の照度むらデータに対し、従来手法を用いた場合と本実施形態に係る方法を用いた場合とで、どの程度まで照度むらが補正できるかを調査した。

　従来手法では傾斜補正と湾曲補正をそれぞれ行うためのフィルタユニットを搭載した条件で評価を行い、それぞれのデータの照度むらに対し、回転角度を算出して補正を実施し、上記指標値を算出した。

　本実施形態においては、可動フィルタをＸ軸方向およびＹ軸方向の傾斜補正、Ｙ軸方向の湾曲補正を搭載した条件で評価を行い、それぞれのデータの照度むらに対し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の可動量を算出して補正を実施、上記指標値を算出した。

　調査データの平均値で比較すると、上記のいずれの指標においても本実施形態に係る方法では、従来手法に比べて照度むらが約５０％以下に抑えられるという結果が算出された。

　特に従来手法ではスキャン平均後の照度むら補正を意図した形態となっており、照明領域全体の照度むらの補正には限界があるが、本実施形態に係る方法においては、上記可動フィルタの可動量を適切に算出することで、照明領域全体の照度むらが補正できる自由度を確保することができ、従来手法に比べてデータの平均値で約１／３以下に照度むらの抑制ができている。このように、本実施形態に係るフィルタユニット８５は、従来のフィルタユニットに比べ照度むらについて大幅な改善効果を発揮することが示された。

　以上のように、本実施形態に係るフィルタユニット８５を用いることで照度均一性が向上したことが確認された。

　以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、フィルタユニット８５は、マスクＭＳＫを照明する照明光学系８０の光軸ＡＸ上に配置される複数のフィルタを含む。複数のフィルタは、第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）を有する第１可動フィルタ８５ａと、第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）を有する固定フィルタ８５ｃと、を含む。第１透過率分布Ｔ_１（ｘ，ｙ）は、照明光学系８０の光軸ＡＸと直交する平面内のＸＹ座標系のＹ軸方向において、Ｙ軸方向における座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される関数Ｔｙ_１（ｙ）にしたがって形成され、第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）は、Ｙ軸方向において、少なくとも第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）に相補的であり、第１可動フィルタ８５ａと固定フィルタ８５ｃとの相対位置は、少なくともＹ軸方向において変更可能である。

　これにより、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を用いて説明したように、第１可動フィルタ８５ａを基準位置から移動させることにより、ｎ－１次式で表される合成透過率分布を生じさせることができ、照明光ＩＬの照度分布をｎ－１次式で表される合成透過率分布によって補正することができる。

　また、本実施形態において、複数のフィルタは、第２透過率分布Ｔ_２（ｘ，ｙ）を有する第２可動フィルタ８５ｂを含む。第２透過率分布は、Ｙ軸方向において、Ｙ軸方向における座標を変数とするｍ次式（ｍは２以上の自然数）で表される関数Ｔｙ_２（ｙ）にしたがって形成され、固定フィルタ８５ｃの第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）は、Ｙ軸方向において、第１透過率分布Ｔｙ_１（ｙ）と第２透過率分布Ｔｙ_２（ｙ）とに相補的であり、固定フィルタ８５ｃと第２可動フィルタ８５ｂとの相対位置は、Ｙ軸方向において変更可能である。

　これにより、Ｙ軸方向において第２可動フィルタ８５ｂをΔｙ移動させることにより、ｍ－１次式で表される合成透過率分布を生じさせることができる。これにより、照明光ＩＬの照度分布をｍ－１次式で表される合成透過率分布によって補正することができる。

　また、本実施形態において、関数Ｔｙ_２（ｙ）は、ｍ－１次以下の項を有する。これにより、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて説明したように、第２可動フィルタ８５ｂの最大透過率と最小透過率との差である透過率幅を減少させることができる。これにより、フィルタユニット８５に起因する照明光ＩＬの照度低下を抑制することができる。

　また、本実施形態において、Ｙ軸方向における第２透過率分布を表す関数Ｔｙ_２（ｙ）の次数（３次）は、Ｙ軸方向における第１透過率分布を表す関数Ｔｙ_１（ｙ）の次数（２次）よりも大きい。これにより、第１可動フィルタ８５ａ及び第２可動フィルタ８５ｂに、互いに異なる補正機能（傾斜補正、湾曲補正）を割り当てることが出来る。

　また、本実施形態において、第１透過率分布は、Ｘ軸方向において、Ｘ軸方向における座標を変数とするｋ次式（ｋは２以上の自然数）で表される関数Ｔｘ_１（ｘ）にしたがって形成され、第３透過率分布Ｔ_３（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸方向において、第１透過率分布Ｔｘ_１（ｘ）に相補的であり、第１可動フィルタ８５ａと固定フィルタ８５ｃとの相対位置は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向において変更可能である。

　これにより、Ｘ軸方向において第１可動フィルタ８５ａを基準位置から移動させることにより、Ｘ軸方向においてｋ－１次式で表される合成透過率分布を生じさせることができ、照明光ＩＬのＸ軸方向における照度分布をｋ－１次式で表される合成透過率分布によって補正することができる。

　また、本実施形態において、Ｘ軸方向における第１透過率分布を表す関数Ｔｘ_１（ｘ）は、ｋ－１次以下の項を含む。これにより、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて説明したように、第１可動フィルタ８５ａの最大透過率と最小透過率との差である透過率幅を減少させることができる。これにより、フィルタユニット８５に起因する照明光ＩＬの照度低下を抑制することができる。

　上記フィルタユニット８５による照明光ＩＬの照度分布の補正は、露光装置１０の設置時、露光装置１０のメンテナンス時、また、露光装置１０の使用時の所定のタイミングで行われる。この場合、照明光ＩＬの照度分布を計測し、当該計測結果に基づいて照明光ＩＬの照度分布を均一にできる第１可動フィルタ８５ａ及び第２可動フィルタ８５ｂの位置を算出し、当該位置に第１可動フィルタ８５ａ及び第２可動フィルタ８５ｂを移動させればよい。第１可動フィルタ８５ａ及び第２可動フィルタ８５ｂの位置は、手動で移動させてもよいし、モータなどのアクチュエータを用いて移動させてもよい。これにより、露光装置に搭載される異なるσ値を持つ複数の照明光学系に対してもそれぞれ最適な調整が可能である。また露光装置の使用状況に応じた照度むら(照度分布の不均一性)の変化に対しても所定のタイミングで照度分布を計測して可動フィルタの位置を算出し、最適な調整を行うことが可能である。さらに、基板Ｐ上への露光領域を様々なマスクのパターン形状に合わせて変形させる場合においても、照明領域全体の照度むらを抑制することが可能となっていることにより、マルチレンズの継ぎ部領域を含めた露光量むらの抑制に効果を有する。

　なお、上記実施形態において、第１可動フィルタ８５ａに、Ｘ軸方向の照度分布を補正する機能を持たせていたが、第２可動フィルタ８５ｂにＸ軸方向の照度分布を補正する機能を持たせてもよい。また、第１可動フィルタ８５ａ及び第２可動フィルタ８５ｂとは別のフィルタに、Ｘ軸方向の照度分布を補正する機能を持たせてもよい。

　また、上記実施形態において、固定フィルタ８５ｃは、Ｙ軸方向において、第１可動フィルタ８５ａの第１透過率分布と第２可動フィルタ８５ｂの第２透過率分布とに相補的であり、Ｘ軸方向において、第１可動フィルタ８５ａの第１透過率分布と相補的である第３透過率分布を有していたが、第１透過率分布に相補的な透過率分布を有するフィルタと、第２透過率分布に相補的な透過率分布を有するフィルタとを別々に配置してもよい。また、Ｙ軸方向において第１透過率分布に相補的な透過率分布を有するフィルタと、Ｘ軸方向において第１透過率分布に相補的な透過率分布を有するフィルタと、を別々に配置してもよい。また、固定フィルタ８５ｃが有する第３透過率分布は、Ｙ軸方向において、第１可動フィルタ８５ａの第１透過率分布と第２可動フィルタ８５ｂの第２透過率分布とに相補的でなくてもよく、Ｘ軸方向において、第１可動フィルタ８５ａの第１透過率分布と相補的でなくてもよい。

　また、上記実施形態において、第２可動フィルタ８５ｂのＸ軸方向の透過率分布は一定であるとしたが、Ｘ軸方向の座標を変数とするｊ次式（ｊは２次以上の自然数）で表される関数にしたがってＸ軸方向の透過率分布を形成してもよい。

　また、上記実施形態において、照明光学系８０を構成する要素のうちフィルタユニット８５をマスクＭＳＫに最も近い位置に配置していたが、これに限られるものではない。フィルタユニット８５は、照明光学系８０の光路上の適切な位置に配置されていればよい。また、マスクＭＳＫの代わりに、微小変位するマイクロミラーの多数を規則的に配列したデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を用いることができ、適切な位置に配置することができる。

　また、上記実施形態において、固定フィルタ８５ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において移動しない（固定されている）としたが、固定フィルタ８５ｃをＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方において移動可能としてもよい。

　また、上記実施形態によれば、フィルタユニット８５は、照明光学系８０の光軸ＡＸ上に配置された複数のフィルタを含む。複数のフィルタは、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、および固定フィルタ８５ｃを含む。第１可動フィルタ８５ａは、照明光ＩＬが入射する領域において、光軸ＡＸと交差するＹ軸方向において不均一である第１透過率分布を有し、第２可動フィルタ８５ｂは、照明光ＩＬが入射する領域において、Ｙ軸方向において不均一であり第１透過率分布と異なる第２透過率分布を有し、固定フィルタ８５ｃは、照明光ＩＬが入射する領域において、Ｙ軸方向において不均一であり第１透過率分布および第２透過率分布と異なる第３透過率分布を有する。フィルタユニット８５は、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、固定フィルタ８５ｃがそれぞれＹ軸方向において基準位置にあるときに、第１合成透過率分布を有し、第１可動フィルタ８５ａがＹ軸方向において基準位置以外にあり、かつ、第２可動フィルタ８５ｂおよび固定フィルタ８５ｃがそれぞれＹ軸方向において基準位置にあるときに、第２合成透過率分布を有し、第１可動フィルタ８５ａと固定フィルタ８５ｃとがそれぞれＹ軸方向において基準位置にあり、かつ、第２可動フィルタ８５ｂがＹ軸方向において基準位置以外にあるときに、第３合成透過率分布を有する。第１合成透過率分布は、透過率が所定範囲内にあり、第２合成透過率分布は、透過率が、Ｙ軸方向の一方側において所定範囲の下限よりも小さく、Ｙ軸方向の他方側において所定範囲の上限よりも大きくなるように、Ｙ軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて単調増加し、または、Ｙ軸方向の一方側において所定範囲の上限よりも大きく、Ｙ軸方向の他方側において所定範囲の下限よりも小さくなるように、Ｙ軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて単調減少し、第３合成透過率分布は、透過率が、Ｙ軸方向の一方側および他方側において所定範囲の下限よりも小さくなるように、透過率が高い方に向かって凸であり、または、Ｙ軸方向の一方側および他方側において所定範囲の上限よりも大きくなるように、透過率が低い方に向かって凸である。

　また、上記実施形態において、第１可動フィルタ８５ａは、照明光ＩＬが入射する領域において、Ｙ軸方向において不均一である第１透過率分布をＹ軸方向に直交するＸ軸方向に沿って有し、第２可動フィルタ８５ｂは、照明光ＩＬが入射する領域において、Ｙ軸方向において不均一である第２透過率分布をＸ軸方向に沿って有し、固定フィルタ８５ｃは、照明光ＩＬが入射する領域において、Ｙ軸方向において不均一である第３透過率分布をＸ軸方向に沿って有する。

　また、上記実施形態において、第１合成透過率分布は、略一定であり、第２合成透過率分布は、傾斜していて、第３合成透過率分布は、湾曲している。

　また、上記実施形態において、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、および固定フィルタ８５ｃの基準位置はそれぞれ、Ｙ軸方向において、第１可動フィルタ８５ａの中心、第２可動フィルタ８５ｂの中心、および固定フィルタ８５ｃの中心が、光軸ＡＸと一致する位置である。

　また、上記実施形態において、第１可動フィルタ８５ａは、Ｙ軸方向に移動可能であり、第２可動フィルタ８５ｂは、Ｙ軸方向に移動可能であり、固定フィルタ８５ｃは、Ｙ軸方向において基準位置に固定されている。

　また、上記実施形態において、第１可動フィルタ８５ａ、第２可動フィルタ８５ｂ、および固定フィルタ８５ｃそれぞれの照明光ＩＬが入射する領域は、矩形である。

　また、上記実施形態において、所定範囲の上限と下限との差は、第１透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さく、第２透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さく、かつ、第３透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さい。

　また、上記実施形態において、第１透過率分布は、透過率が高い方に向かって凸、または、透過率が低い方に向かって凸であり、第２透過率分布は、透過率が高い方に向かって凸である第１区域と、透過率が低い方に向かって凸である第２区域と、を含み、第３透過率分布は、透過率が低い方に向かって凸であり前記第１区域に対応する区域と、透過率が高い方に向かって凸であり前記第２区域に対応する区域と、を含む。

　また、上記実施形態において、フィルタユニット８５は、フィルタユニット８５からの光がレンズを介さずにマスクＭＳＫに入射するように配置される。

　また、上記実施形態によれば、照明光学系８０は、光軸ＡＸ上に配置されたフライアイレンズＦＥＬと、フライアイレンズＦＥＬを介した照明光ＩＬが入射するフィルタユニット８５と、を備える。

　また、上記実施形態によれば、露光装置１０は、マスクＭＳＫを照明する照明光学系８０ａと、マスクＭＳＫを介した照明光学系８０ａからの光を基板に照射する投影光学ユニット１００ａと、マスクＭＳＫを照明する、照明光学系８０ａとは異なる照明光学系８０ｂと、マスクＭＳＫを介した照明光学系８０ｂからの光を基板Ｐに照射する、投影光学ユニット１００ａとは異なる投影光学ユニット１００ｂと、を備え、基板ＰをＸ軸方向と対応する走査方向に移動させながら投影光学ユニット１００ａおよび投影光学ユニット１００ｂにより継ぎ露光を行う。

　なお、上記実施形態において、露光装置１０は、マスクＭＳＫを照明する照明光学系８０と、マスクＭＳＫを介した照明光学系８０からの光を基板Ｐに照射する投影光学系ＰＬと、を備え、基板ＰをＸ軸方向と対応する走査方向に移動させながら投影光学系ＰＬにより基板Ｐの第１領域を走査露光した後、基板Ｐを走査方向と平行な方向に移動させながら投影光学系ＰＬにより第１領域の一部と重なり、第１領域とは異なる、基板Ｐの第２領域を走査露光するようにしてもよい。

　上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０　露光装置
８０ａ～８０ｇ　照明光学系
８５　フィルタユニット
８５ａ　第１可動フィルタ
８５ｂ　第２可動フィルタ
８５ｃ　固定フィルタ
１００　投影光学ユニット
２１　光源
ＭＳＫ　マスク
ＰＬ　投影光学系

Claims

　被照射面を照明する照明光学系の光軸上に配置される複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、
　前記複数のフィルタは、
　　第１透過率分布を有する第１フィルタと、
　　第２透過率分布を有する第２フィルタと、
を含み、
　前記第１透過率分布は、前記照明光学系の光軸と直交する平面内の直交座標系の第１方向において、前記第１方向における座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される第１関数にしたがって形成され、
　前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である、
フィルタユニット。
　前記第２透過率分布は、前記第１方向において、少なくとも前記第１透過率分布に相補的である、請求項１に記載のフィルタユニット。
　前記第１関数は、ｎ－１次以下の項を有する、
請求項２に記載のフィルタユニット。
　前記複数のフィルタは、第３透過率分布を有する第３フィルタを含み、
　前記第３透過率分布は、前記第１方向において、前記第１方向における座標を変数とするｍ次式（ｍは２以上の自然数）で表される第２関数にしたがって形成され、
　前記第２透過率分布は、前記第１方向において、前記第１透過率分布と前記第３透過率分布とに相補的であり、
　前記第２フィルタと前記第３フィルタとの相対位置は、前記第１方向において変更可能である、
請求項１に記載のフィルタユニット。
　前記第２関数は、ｍ－１次以下の項を有する、
請求項４に記載のフィルタユニット。
　ｍはｎよりも大きい、
請求項４に記載のフィルタユニット。
　前記第１透過率分布は、前記直交座標系の前記第１方向に直交する第２方向において、前記第２方向における座標を変数とするｋ次式（ｋは２以上の自然数）で表される第３関数にしたがって形成され、
　前記第２透過率分布は、前記第２方向において、前記第１透過率分布に相補的であり、
　前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、前記第１方向及び前記第２方向において変更可能である、
請求項４に記載のフィルタユニット。
　前記第３関数は、ｋ－１次以下の項を含む、
請求項７に記載のフィルタユニット。
　前記複数のフィルタは、
　　第３透過率分布を有する第３フィルタと、
　　第４透過率分布を有する第４フィルタと、
を含み、
　前記第３透過率分布は、前記第１方向において、前記第１方向における座標を変数とするｍ次式（ｍは２以上の自然数）で表される第２関数にしたがって形成され、
　前記第４透過率分布は、前記第１方向において、前記第３透過率分布に相補的であり、
　前記第３フィルタと前記第４フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である、
請求項１に記載のフィルタユニット。
　前記複数のフィルタは、第３透過率分布を有する第３フィルタを含み、
　前記第３透過率分布は、前記直交座標系の前記第１方向に直交する第２方向において、前記第２方向における座標を変数とするｋ次式（ｋは２以上の自然数）で表される第２関数にしたがって形成され、
　前記第２透過率分布は、前記第２方向において、前記第３透過率分布に相補的であり、
　前記第２フィルタと前記第３フィルタとの相対位置は、前記第２方向において変更可能である、
請求項１に記載のフィルタユニット。
　前記複数のフィルタは、
　　第３透過率分布を有する第３フィルタと、
　　第４透過率分布を有する第４フィルタと、
を含み、
　前記第３透過率分布は、前記直交座標系の前記第１方向に直交する第２方向において、前記第２方向における座標を変数とするｋ次式（ｋは２以上の自然数）で表される第２関数にしたがって形成され、
　前記第４透過率分布は、前記第２方向において、前記第３透過率分布に相補的であり、
　前記第３フィルタと前記第４フィルタとの相対位置は、前記第２方向において変更可能である、
請求項１に記載のフィルタユニット。
　光源から出射された光が入射されるオプティカルインテグレータと、
　請求項１から請求項１１のいずれか一項記載のフィルタユニットと、
を備え、
　前記オプティカルインテグレータから出射された光は前記フィルタユニットに入射される、
照明ユニット。
　複数の請求項１２に記載の照明ユニットと、
　前記複数の照明ユニットに対応し、前記複数の照明ユニットにより照明されるマスクのパターン像を感光性基板上に投影する複数の投影光学ユニットと、
を備え、
　前記複数の投影光学ユニットは第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを含み、
　前記第１投影光学ユニットの露光領域と前記第２投影光学ユニットの露光領域とは部分的に重なる、
露光装置。
　前記感光性基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である、
請求項１３に記載の露光装置。
　請求項１３に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
　前記複数の照明ユニットを用いて前記マスクを照明することと、
　前記投影光学ユニットを用いて前記マスクの前記パターン像を前記感光性基板へ投影することと、
を含む露光方法。
　光学系の光軸上に配置される複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、
　前記複数のフィルタは、
　　第１透過率分布を有する第１フィルタと、
　　第２透過率分布を有する第２フィルタと、
を含み、
　前記第１透過率分布は、前記光学系の前記光軸と直交する平面内の直交座標系の第１方向において不均一であり、
　前記第２透過率分布は、前記第１方向において不均一であり、
　前記第１フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能である、
フィルタユニット。
　前記複数のフィルタによる合成透過率分布は、前記複数のフィルタが基準位置にある場合に、前記第１方向において略一定である、請求項１６に記載のフィルタユニット。
　前記複数のフィルタは、第３透過率分布を有する第３フィルタを含み、
　前記第３フィルタと前記第２フィルタとの相対位置は、少なくとも前記第１方向において変更可能であり、
　前記第１透過率分布は、前記第１方向における座標を変数とするｎ次式（ｎは２以上の自然数）で表される第１関数にしたがい、
　前記第３透過率分布は、前記第１方向における座標を変数とするｋ次式（ｋは３以上の自然数）で表される第３関数にしたがい、
　前記第２透過率分布は、前記第１方向における座標を変数とするｍ次式（ｍはｎ＋ｋ以上の自然数）で表される第２関数にしたがう、
請求項１６に記載のフィルタユニット。
　前記第３関数はｍ－１次以下の項を有する、
請求項１８に記載のフィルタユニット。
　光源から出射された光が入射される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から出射された光が入射される請求項１６から請求項１９のいずれか一項記載のフィルタユニットと、
を含む照明ユニット。
　複数の請求項２０に記載の照明ユニットと、
　前記複数の照明ユニットに対応した複数の投影光学ユニットと、を含み、
　前記複数の投影光学ユニットは第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを含み、
　前記第１投影光学ユニットの露光領域と前記第２投影光学ユニットの露光領域とは部分的に重なる、
露光装置。
　前記複数の投影光学ユニットに投影される感光性基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である、
請求項２１に記載の露光装置。
　請求項２１に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
　前記複数の照明ユニットを用いてマスクを照明することと、
　前記複数の投影光学ユニットを用いて前記マスクのパターン像を感光性基板へ投影することと、
を含む露光方法。
　光学系の光軸上に配置された複数のフィルタを含むフィルタユニットであって、
　前記複数のフィルタは、第１フィルタ、第２フィルタ、および第３フィルタを含み、
　前記第１フィルタは、照明光が入射する領域において、前記光軸と交差する第１方向において不均一である第１透過率分布を有し、
　前記第２フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一であり前記第１透過率分布と異なる第２透過率分布を有し、
　前記第３フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一であり前記第１透過率分布および前記第２透過率分布と異なる第３透過率分布を有し、
　前記フィルタユニットは、
　前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタがそれぞれ前記第１方向において基準位置にあるときに、第１合成透過率分布を有し、
　前記第１フィルタが前記第１方向において前記基準位置以外にあり、かつ、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタがそれぞれ前記第１方向において前記基準位置にあるときに、第２合成透過率分布を有し、
　前記第１フィルタと前記第３フィルタとがそれぞれ前記第１方向において前記基準位置にあり、かつ、前記第２フィルタが前記第１方向において前記基準位置以外にあるときに、第３合成透過率分布を有し、
　前記第１合成透過率分布は、透過率が所定範囲内にあり、
　前記第２合成透過率分布は、透過率が、前記第１方向の一方側において前記所定範囲の下限よりも小さく、前記第１方向の他方側において前記所定範囲の上限よりも大きくなるように、前記第１方向の前記一方側から前記他方側に向かうにつれて単調増加し、または、前記第１方向の前記一方側において前記所定範囲の上限よりも大きく、前記第１方向の前記他方側において前記所定範囲の下限よりも小さくなるように、前記第１方向の前記一方側から前記他方側に向かうにつれて単調減少し、
　前記第３合成透過率分布は、透過率が、前記第１方向の前記一方側および前記他方側において前記所定範囲の下限よりも小さくなるように、透過率が高い方に向かって凸であり、または、前記第１方向の前記一方側および前記他方側において前記所定範囲の上限よりも大きくなるように、透過率が低い方に向かって凸である、
フィルタユニット。
　前記第１フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一である前記第１透過率分布を前記第１方向に直交する第２方向に沿って有し、
　前記第２フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一である前記第２透過率分布を前記第２方向に沿って有し、
　前記第３フィルタは、前記照明光が入射する領域において、前記第１方向において不均一である前記第３透過率分布を前記第２方向に沿って有する、
請求項２４に記載のフィルタユニット。
　前記第１合成透過率分布は、略一定であり、
　前記第２合成透過率分布は、傾斜していて、
　前記第３合成透過率分布は、湾曲している、
請求項２４または請求項２５に記載のフィルタユニット。
　前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタの前記基準位置はそれぞれ、前記第１方向において、前記第１フィルタの中心、前記第２フィルタの中心、および前記第３フィルタの中心が、前記光軸と一致する位置である、
請求項２４から請求項２６のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
　前記第１フィルタは、前記第１方向に移動可能であり、
　前記第２フィルタは、前記第１方向に移動可能であり、
　前記第３フィルタは、前記第１方向において前記基準位置に固定されている、
請求項２４から請求項２７のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
　前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタそれぞれの前記領域は、矩形である、
請求項２４から請求項２８のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
　前記所定範囲の前記上限と前記下限との差は、前記第１透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さく、前記第２透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さく、かつ、前記第３透過率分布の最大透過率と最小透過率との差より小さい、
請求項２４から請求項２９のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
　前記第１透過率分布は、透過率が高い方に向かって凸、または、透過率が低い方に向かって凸であり、
　前記第２透過率分布は、透過率が高い方に向かって凸である第１区域と、透過率が低い方に向かって凸である第２区域と、を含み、
　前記第３透過率分布は、透過率が低い方に向かって凸であり前記第１区域に対応する区域と、透過率が高い方に向かって凸であり前記第２区域に対応する区域と、を含む、
請求項２４から請求項３０のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
　前記フィルタユニットは、前記フィルタユニットからの光がレンズを介さずにマスクに入射するように配置される、
請求項３１に記載のフィルタユニット。
　光軸上に配置されたフライアイレンズと、
　前記フライアイレンズを介した前記照明光が入射する請求項２４から請求項３２のいずれか一項に記載のフィルタユニットと、
を備える照明ユニット。
　マスクを照明する請求項３３に記載の照明光学系である第１照明光学系と、
　前記マスクを介した前記第１照明光学系からの光を基板に照射する第１投影光学系と、
　前記マスクを照明する、前記第１照明光学系とは異なる第２照明光学系と、
　前記マスクを介した前記第２照明光学系からの光を前記基板に照射する、前記第１投影光学系とは異なる第２投影光学系と、
を備え、
　前記基板を前記第２方向と対応する走査方向に移動させながら前記第１投影光学系および前記第２投影光学系により継ぎ露光を行う、
露光装置。
　マスクを照明する請求項３３に記載の照明光学系と、
　前記マスクを介した前記照明光学系からの光を基板に照射する投影光学系と、
を備え、
　前記基板を前記第２方向と対応する走査方向に移動させながら前記投影光学系により前記基板の第１領域を走査露光した後、前記基板を前記走査方向と平行な方向に移動させながら前記投影光学系により前記第１領域の一部と重なり、前記第１領域とは異なる、前記基板の第２領域を走査露光する、
露光装置。