JP2002350620A

JP2002350620A - 光学部材、当該光学部材を用いた照明装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2002350620A
Application number: JP2001159515A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Mori; 堅一郎森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】光線が平行光でなくとも、変形照明時の光利
用効率を高めることができる光学部材、照明装置及び露
光装置を提供する。【解決手段】少なくとも２つのプリズムからなる光学
部材で、入射面から入射した光を前記光学部材内で内面
反射させ、出射面において所定の光強度分布に変換する
ことを特徴とする光学部材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、光源か
らの光を用いてマスクもしくはレチクル（本出願ではこ
れらの用語を交換可能に使用する。）を照明し、マスク
パターンを感光基板に投影する露光装置に関し、特に、
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）又は
薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程
中に使用される露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の微細化への要求は益
々高くなっており、ラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）の
最小線幅は０．１５μｍをきり、０．１０μｍに到達し
ようとしている。微細化を達成するために、リソグラフ
ィー工程に用いられる投影露光装置の解像力の向上が近
年の大きな問題となっている。

【０００３】投影露光装置の解像度Ｒは、光源の波長λ
と投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて以下のレーリー
の式で与えられる。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、ｋ_１は現像プロセスなどによって
定まるプロセス定数であり、通常露光の場合にはｋ_１は
約０．５〜０．７である。高解像力を得るには、上式か
ら開口数ＮＡを大きくすること、及び、波長λを小さく
することが有効であるが、これらの改善は現段階では限
界に達しており、通常露光の場合にウェハに０．１５μ
ｍ以下のパターンを形成することは困難である。

【０００６】そこで、プロセス定数ｋ_１の値を小さくす
ることにより微細化を図る超解像技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓ
ｏｌｕｔｉｏｎＥｎｈａｎｃｅｄＴｅｃｎｏｌｏｇ
ｙ）が近年提案されている。ＲＥＴの１つに変形照明法
（斜入射照明法、Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ照明法などと呼ばれ
る場合もある）と呼ばれるものがある。変形照明法は、
光学系の光軸上に遮光板のある開口絞りを、均一な面光
源を作るライトインテグレータの射出面近傍に配置し
て、マスクに露光光束を斜めに入射させる方法が一般的
である。開口絞りの形状により、輪帯照明、四重極照明
などがある。例えば、公開特許平成５年第２１３１２号
公報は輪帯照明用の開口絞りを使用する露光方法を開示
している。同公報の方法によれば，通常は０.５以上で
あるｋ_１を０.３程度にまで小さくすることができるた
め、解像度の向上に寄与する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の変形照
明法はマスクを均一かつ所望の照度で、好ましくは比較
的安価に、照明することが困難であった。

【０００８】即ち、ただ開口絞りを配置するだけでは開
口絞りの遮光部に光がケラレてしまい、光利用効率を著
しく損なう。例えば、開口の外径と内径の比が２：１で
ある１／２輪帯の場合で２５％、開口の外径と内径の比
が３：２である２／３輪帯の場合には４４％の光が絞り
によってケラレてしまう。このように、照明光の一部を
遮光すると照度が低下してスループット（単位時間当た
り処理される枚数）が低下する。そのため、開口絞りに
よるケラレを減らして光利用効率を高める方法がいくつ
か提案されている。

【０００９】例えば、公開特許平成５年第２８３３１７
号公報は、プリズムをハエの目レンズより光源側に配置
し、プリズムにて光を屈折させて、開口絞りでケラレる
光線を減らす方法を用いた照明装置を提案している。プ
リズムに入射する光線が平行光と見なせる場合には、こ
の方法で光利用効率の向上を期待することができる。し
かし、プリズムに入射する光線と光軸のなす角が大き
く、平行光とみなせない場合には、プリズムによって光
線を所望に方向に曲げることができず、光利用効率はそ
れほど上がらなくなってしまう。一方、平行光とみなせ
る場合でも、光源がレーザーである場合、レーザーと照
明光学系の間に振動が生じて、両者の位置がずれると輪
帯状の有効光源の光量重心がずれてしまい、軸対称な有
効光源とはならず均一な照明が実現できない。

【００１０】公開特許平成１１年第５４４２６号公報
は、振動による問題を防止するために、光源とプリズム
の間にハエの目レンズや内面反射部材を挿入することを
教示している。しかし、この方法では、プリズムに入射
する光線が平行光とみなせなくなるので、上述したよう
に光利用効率はさほど上がらなくなってしまう。

【００１１】公開特許平成４年第２２５５１４号公報
は、回折光学素子を用いて光利用効率を上げる方法が提
案している。しかし、平行光を回折光学素子に入射させ
なければ前述のプリズムの場合と同様に光線を所望の方
向に曲げることができず、光利用効率はさほど上がらな
くなってしまう。また、回折光学素子は素子の段数によ
って回折効率が決定されるが、現状の加工方法では１０
０パーセントの回折効率を得ることは難しい。このこと
によっても光利用効率がさほど上がらなくなってしま
う。その他に、回折光学素子は高価であると共に、一つ
の素子で一つの有効光源分布にしか変換できないので、
一つの装置で、例えば、１／２輪帯と２／３輪帯に適応
しようとすると、２つの回折光学素子を用意しなければ
ならなく、非常に高価な装置となってしまう。

【００１２】向かい合せた反射鏡を用いた例が、公開特
許平成６年第２６７８９１号公報に提案されているが、
これも平行光の入射が前提であり、角度のある光が入射
した場合には光利用効率が低下してしまう。つまり、図
１５（Ａ）に示すように、入射する光が平行光であれば
所望の光強度分布に変換されるが、図１５（Ｂ）に示す
ように、角度を持った光であれば所望の位置から射出で
きずに所望の効果を上げることができなくなる。

【００１３】本発明は以上を鑑みてなされたものであ
り、光線が平行光でなくとも、変形照明時の光利用効率
を高めることができる光学部材、照明装置及び露光装置
を提供することを例示的目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的と達成するた
めに、本発明の一側面としての光学部材は、少なくとも
２つのプリズムからなる光学部材で、入射面から入射し
た光を前記光学部材内で内面反射させ、出射面において
所定の光強度分布に変換することを特徴とする。また、
本発明の別の側面としての光学部材は、入射光を出射面
において所定の光強度分布に変換する光学部材であっ
て、前記入射光を反射する第１の反射部を備えた第１の
プリズムと、前記第１の反射部によって反射された光を
反射して、出射面から外部に光が射出するよう偏向する
第２の反射部を備えた第２のプリズムとを備え、前記第
１及び第２のプリズムがプリズムの間に空隙を介して配
置され、当該第１及び第２のプリズムの内面反射を利用
して前記変換を行うことを特徴とする。これらの光学部
材は、入射光をその後の利用に適した所望の光強度分布
（例えば、輪帯形状や四重極形状）に変換して光利用効
率を高めることができる。また、これらの光学部材は平
行光以外の入射光を（第１及び第２のプリズムの）内面
反射により出射面まで伝達する。内面反射は空隙により
ほぼ全反射となる。

【００１５】本発明の更に別の側面としての光学部材
は、入射光を出射面において所定の光強度分布に変換す
る光学部材であって、前記入射光を反射する第１の反射
部と、前記第１の反射部によって反射された光を出射面
から外部に反射する第２の反射部と、前記第１の反射部
が形成された第１のプリズムと、当該第１のプリズムと
空隙を隔てて相対的に移動可能であって、前記第２の反
射部が形成された第２のプリズムとを有し、前記第１及
び第２のプリズムの内面反射を利用して前記変換を行
い、前記第１及び第２のプリズムの相対的な位置によっ
て異なる光強度分布を形成することを特徴とする。かか
る光学部材は、上述の作用に加えて、異なる光強度分布
を複数生成することができる。

【００１６】前記光学部材は、例えば、第１の円柱から
当該第１の円柱の底面と共通の底面を有する第１の円錐
を取り除いた形状を有する第１のプリズムと、２つの同
心円で囲まれた断面を有するように、第２の円柱から前
記第１の円柱と略同一の形状を取り除いた形状を有し、
前記第１のプリズムを収納する第２のプリズムと、第２
の円錐から前記第２の円柱と略同一の形状を取り除いた
形状を有し、前記第１及び第２のプリズムを収納する第
３のプリズムから構成される。あるいは、前記光学部材
は、直方体から四角錐を取り除いた形のプリズムと、４
つの直方体プリズムと、４つの三角柱プリズムとを組み
合わせた９つのプリズムから構成されてもよい。光学部
材は所望の光強度分布に応じて任意の構成を採ることが
できる。

【００１７】本発明の別の側面としての照明装置は、光
源から出射した光束を用いて被照明面を照明する照明装
置であって、前記光源と前記被照明面との間に配置さ
れ、前記光束を均一化するライトインテグレータと、前
記光源と前記ライトインテグレータとの間に配置され、
上述の光学部材を有することを特徴とする。かかる照明
装置も上述の光学部材の作用を奏する。特に、光源と光
学部材の光軸がずれてもライトインテグレータの入射面
を照明するための光強度分布形状（有効光源形状）が変
化しないので有効光源の光量重心がずれない。かかる照
明装置は、被照明面を所定の光強度分布（例えば、輪帯
形状や四重極形状）で照明することができ、変形照明用
の開口絞りを設けなくてもよいので光利用効率が高い。

【００１８】前記光学部材の前記出射面と前記ライトイ
ンテグレータの入射面は、例えば、ほぼ共役又は同位置
にある。これによりライトインテグレータによる入射光
のケラレを減少することができる。前記照明装置は、各
々異なる前記所定の光強度分布を有する前記光学部材を
複数搭載した保持部を更に有し、前記被照明面に応じて
所望の光学部材を選択することができるように構成され
てもよい。これにより、被照明面の照明条件に応じて所
望の光強度分布（即ち、有効光源形状）を有する所望の
光学部材を選択することができる。

【００１９】本発明の別の側面としての露光装置は、上
述の照明装置と、前記被照明面としてのマスクに形成さ
れたパターンを被処理体に投影する投影光学系とを有す
ることを特徴とする。かかる露光装置は上述の照明装置
の作用を奏し、特に、マスクパターンを変形照明により
照明することができるので解像度の向上に寄与する。

【００２０】本発明の更に別の側面としての露光装置
は、光源からの光を用いてマスクを照明し、マスク上の
パターンを投影光学系を用いて基板上に投影する露光装
置において、前記投影光学系の瞳と上述の光学部材の射
出面とが略共役、若しくはほぼ同位置であることを特徴
とする。かかる露光装置は上述の光学部材の作用を奏
し、特に、前記所定の光強度分布を前記投影光学系の瞳
面に形成される有効光源形状とすることができる。

【００２１】本発明の更に別の側面としての露光装置
は、光源からの光をハエノ目レンズに入射させ、ハエノ
目レンズの出射面を２次光源として、マスク面をケーラ
ー照明法により略均一に照明し、前記マスク上のパター
ンを投影光学系を用いて基板上に投影する露光装置にお
いて、前記ハエノ目レンズの入射面と、上述の光学部材
の出射面がほぼ共役、若しくはほぼ同位置であることを
特徴とする。かかる露光装置も上述の光学部材／照明装
置の作用を奏し、特に、高い光利用効率で変形照明を実
現することができる。

【００２２】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の露光装置を用いて前記被処理体を投影
露光するステップと、前記投影露光された前記被処理体
に所定のプロセスを行うステップとを有する。上述の露
光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の
請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にも
その効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、例えば、Ｌ
ＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、
磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。

【００２３】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の例示的な露光装置１について説明する。ここで、図１
は、本発明の露光装置１の単純化された光路図である。
図１に示すように、露光装置１は、照明装置１００と、
マスク２００と、投影光学系３００と、プレート４００
と、ステージ４５０とを有する。

【００２５】本実施形態の露光装置１は、ステップアン
ドスキャン方式でマスク２００に形成された回路パター
ンをプレート４００に露光する投影露光装置であるが、
本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式
を適用することができる。ここで、ステップアンドスキ
ャン方式は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン
してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショ
ットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショ
ットの露光領域に移動する露光法である。また、ステッ
プアンドリピート方式は、ウェハのショットの一括露光
ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領
域に移動する露光法である。

【００２６】照明装置１００は転写用の回路パターンが
形成されたマスク２００を照明し、光源としてのレーザ
ー１０２と、折り曲げミラー１０４ａ乃至ｃと、減光手
段１０６と、光学系１０８と、内面反射部材１１０と、
光学部材１２０と、ハエの目レンズ１６０、１８４及び
１８６と、コンデンサーレンズ１８０と、マスキングブ
レード１８３とを含む。

【００２７】レーザー１０２は、波長約１９３ｎｍのＡ
ｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキ
シマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ_２エキシマレーザ
ーなどのパルスレーザーからの光を使用することができ
る。レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、
例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレー
ザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２
個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコ
ヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックル
はかなり低減する。さらにスペックルを低減するために
光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、
光源はレーザー１０２に限定されるものではなく、一又
は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使
用可能である。

【００２８】レーザーが使用される場合、レーザー光源
からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形
光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレン
ト化するインコヒーレント化光学系を使用してもよい。
光束整形光学系は、例えば、複数のシリンドリカルレン
ズやビームエクスパンダ等を使用することができ、レー
ザー光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換す
る。インコヒーレント化光学系は、例えば、公開特許平
成３年２１５９３０号公報の図１に開示されているよう
な、入射光束を光分割面で少なくとも２つの光束（例え
ば、ｐ偏光とｓ偏光）に分岐した後で一方の光束を光学
部材を介して他方の光束に対してレーザー光のコヒーレ
ンス長以上の光路長差を与えてから分割面に再誘導して
他方の光束と重ね合わせて射出されるようにした折り返
し系を少なくとも一つ備える光学系を用いることができ
る。

【００２９】折り曲げミラー１０４ａはレーザー１０２
からの光束を後方に位置する構成要素に対し最適な入射
がなされるような角度で偏向するが、レーザー１０２の
位置によっては省略することができる。減光手段１０６
は被照明面が適正な照度になるように制御される。光学
系１０８は光源からの平行光を内面反射部材１１０に角
度を付けて入射させる、プリズム、レンズなどからなる
光学系である。内面反射部材１１０は、光を内面反射し
て入射面で非均一であった分布をその出射面で均一にす
る光学ロッド等である。出射面で分布を均一にするため
には内面反射部材の断面形状は三角形、四角形、六角形
であることが望ましい。

【００３０】光学部材１２０は、レーザー１０２からの
入射面１２０Ａを介して入射した光を出射面１２０Ｂに
おいて所定の光強度分布に変換する。本実施形態では、
所定の光強度分布は、マスク２００を変形照明するため
の輪帯形状、四重極形状などである。以下、図２乃至図
４を参照して光学部材１２０の構造を説明する。本実施
形態の光学部材１２０は、内面反射を用いて光強度分布
を２／３輪帯状に変換する光学部材である。ここで、図
２は光学部材１２０の（ｚｙ平面に関する）概略断面図
である。図３は光学部材１２０の（ｚ平面の正方向から
見た）上面図である。図４は光学部材１２０の概略斜視
図である。図５は光学部材１２０の概略分解斜視図であ
る。２／３輪帯とは、図３に示すように、射出面１２０
Ｂが半径２ｒと半径３ｒの円で囲まれたハッチングされ
た輪帯を意味する。

【００３１】本実施形態の光学部材１２０は、ほぼ平行
な反射膜１２１ａ及び１２１ｂと、プリズム１２２、１
２４及び１２６とを有する。反射膜１２１ａはプリズム
１２２に形成され、反射膜１２１ｂはプリズム１２６に
形成される。プリズム１２２と１２４との間には空隙１
２３ａが、プリズム１２４と１２６との間には空隙１２
３ｂが存在する。空間をはさんで向かい合ったプリズム
の側面には反射防止膜をつけておくのが望ましい。な
お、参照番号１２１は１２１ａ等を総括し、参照番号１
２３は１２３ａ等を総括するものとする。プリズム１２
２等は、所望の透過率を有する硝材や蛍石などから構成
される。

【００３２】プリズム１２２は、円柱からその円柱の半
径ｒ（又は空隙１２３ａを考慮してほぼｒ）の底面を有
する円錐を取り除いた形状を有し、円錐の側面に相当す
る部分に反射膜１２１ａが形成されている。但し、反射
膜１２１ａが図２の位置に形成されていれば、円錐が取
り除かれるかどうかは問題ではない。本実施形態では反
射膜１２１ａと光軸とのなす角度θ_１は例示的に４５°
に設定されている。

【００３３】プリズム１２４は、図３に示すように、半
径ｒ及び半径２ｒという２つの同心円で囲まれた断面を
有するように、共通の中心軸を有する２つの円柱から内
側の円柱を取り除いた形状を有する。内側の円柱はプリ
ズム１２２によって形成される半径ｒの円柱である（実
際には空隙１２３ａを加えた径の円柱に対応する）。プ
リズム１２４はプリズム１２２を収納する。

【００３４】プリズム１２６は、半径３ｒの底面を有す
る円錐からプリズム１２４の円柱（及び空隙１２３ｂ）
を取り除いた形状を有し、円錐の側面に反射膜１２１ｂ
が形成されている。但し、反射膜１２１ｂが図２の位置
に形成されていればプリズム１２６の形状は問わず、例
えば、プリズム１２４と同様の中空円柱形状であっても
よい。本実施形態では反射膜１２１ｂと光軸とのなす角
度θ_２は例示的に４５°に設定されている。プリズム１
２６はプリズム１２２及び１２４を収納する。

【００３５】空隙１２３ａ及び１２３ｂは、プリズムと
空気との屈折率差を利用した全反射によって入射光を内
面反射させるために設けられる微少な隙間である。これ
により、図２に示す２つの反射膜１２１ａから１２１ｂ
に入射光を効率よく伝達し、その光強度分布を、光学部
材１２０の入射面１２０ＡのＮＡと出射面１２０ＢのＮ
Ａを保存して変換する。図６を参照して、これをより詳
細に説明する。図６（Ａ）は光学部材１２０に入射した
光の光路を示す概略断面図であり、図６（Ｂ）は光学部
材１２０が空隙１２３ａ及び１２３ｂを有さずに反射面
で反射膜を有する光学部材７００に置換された場合に同
一の角度θ_３で入射した光の光路を示す概略断面図であ
る。

【００３６】図６（Ａ）を参照するに、光学部材１２０
に角度θ_３で入射した光は、まず、空隙１２３ａにより
プリズム１２２内で全反射した後に、反射膜１２１ａに
より反射され、プリズム１２４を経て反射部１２１ｂに
至る。反射膜１２１ｂに到達した光は、プリズム１２６
内で全反射して（プリズム１２４に戻らずに）出射面１
２０Ｂから角度θ_３で出射する。

【００３７】一方、図６（Ｂ）に示すように、光学部材
７００は、光学部材１２０と同様の形状を有するが空隙
１２３ａ及び１２３ｂを有しない一のプリズムから構成
されている。また、反射膜１２１ａに対応する反射膜７
２０と、反射膜１２１ｂに対応する反射膜７１４を有す
る他に反射膜７１０、７１２及び７２２を有する。光学
部材７００の入射面７０２は入射面１２０Ａに対応し、
出射面７０４は出射面１２０Ｂに対応する。光学部材７
００の入射面７０２に角度θ_３で入射した光は反射膜７
２２と７１２間で数回全反射して反射膜７１４に至る。
反射膜７１４に到達した光は反射膜７２０の方に戻って
しまい、出射面７０４から出射しない。このように、空
隙がない光学部材７００においては、入射する光によっ
ては出射面７０４から射出できずに戻ってきてしまう光
が存在する場合がある。

【００３８】図６（Ａ）に示す光学部材１２０のように
プリズム間に空隙１２３を設けることによって、反射膜
１２１によって反射されるまでは、プリズム１２２等と
空隙１２３の間が全反射条件となる。反射膜１２１によ
って反射されて角度が変わった後はプリズム１２２等と
空隙１２３の間の面は透過面になるので、効率よく光強
度分布を変換することができる。しかし、空隙１２３の
間隔を空け過ぎると、そこから漏れ光として漏れ、光利
用効率が低下するので、空隙１２３の幅は微少であるこ
とが好ましい。好適には箔で空間を保持し、数μｍ程度
の間隔に保つ。反射膜の反射率が１００％で硝材吸収が
０、プリズム間の空隙１２３が０であれば（但し、空隙
１２３は存在する）、入射した光の全てが輪帯状の出射
面１２０Ｂから射出され、強度分布の変換効率は１００
％となる。

【００３９】なお、図２に示す光学部材１２０のプリズ
ム１２４のｙ方向の長さを変えることによって、変換さ
れる輪帯形状が２／３輪帯以外の１／２輪帯（プリズム
１２４の長さがゼロの場合）や３／４輪帯（プリズム１
２４の長さが２ｒの場合）などにすることができる。

【００４０】所望の光強度分布に応じて光学部材１２０
の形状を変更することができる。例えば、図７に示すよ
うに、内面反射を用いて光強度分布を四重極の光強度分
布に変換するために、光学部材１２０は光学部材１３０
に置換されてもよい。ここで、図７（Ａ）は、光学部材
１３０の（ｚｙ平面に関する）概略断面図である。図７
（Ｂ）は光学部材１３０の（ｚ平面の正方向から見た）
上面図である。

【００４１】光学部材１３０は、直方体から四角錐を取
り除いた形のプリズム１３２と、４つの直方体プリズム
１３４と、４つの三角柱プリズム１３６とを組み合わせ
た９つのプリズムからなる。図７（Ａ）に示すように、
プリズム間には空隙１３３ａ及び１３３ｂ（参照番号
「１３３」によって総括する。）が存在し、その寸法等
は空隙１２３と同様である。また、反射膜１３１ａ及び
１３１ｂが図７（Ａ）に示すように配置されていればプ
リズム１３２及び１３６の形状は必ずしも四角錐等が取
り除かれた形状であることを問わないことは光学部材１
２０と同様である。

【００４２】プリズム１３２により４つに分割された光
が、４方向に広がる４つの直方体プリズム１３４によっ
てそれぞれの方向に導光され、その先端にある三角柱プ
リズム１３６によって曲げられて、図７（Ｂ）において
ハッチングされた射出面１３０Ｂにおいて四重極形状の
光強度分布が形成される。光学部材１３０においても、
反射膜の反射率が１００％で硝材吸収が０、プリズム間
の空隙１３３が０であれば（但し、空隙１３３は存在す
る）、入射した光の全てが出射面１３０Ｂから射出さ
れ、強度分布の変換効率は１００％となる。プリズム１
３４のｙ方向の長さを調節することによって、様々な形
状の四重極を形成することができる。

【００４３】再び図１を参照するに、リレーレンズ（又
はリレー光学系）１５０は光学部材１２０の出射面１２
０Ｂの光強度分布をハエの目レンズ１６０の入射面１６
０Ａに投影している。リレーレンズ１５０は、光学部材
１２０の出射面とハエの目レンズ１６０の入射面１６０
Ａとが共役関係になるように配置されている。折り曲げ
ミラー１０４ｂは光束を偏向する。リレーレンズ１５０
はズームレンズになっており、倍率が可変になっていて
もよい。

【００４４】ハエの目レンズ１６０は、マスク２００に
照明される照明光を均一化するライトインテグレータの
一種で、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射す
る。ハエの目レンズ１６０は、その入射面１６０Ａと出
射面１６０Ｂとが光学的に物体面と瞳面（又は瞳面と像
面）の関係（かかる関係を本出願ではフーリエ変換の関
係と呼ぶ場合がある）に維持されている。但し、後述す
るように、本発明が使用可能なライトインテグレータは
ハエの目レンズ１６０に限定されるものではない。

【００４５】ハエの目レンズ１６０は互いの焦点位置が
それと異なるもう一方の面にあるレンズ（レンズ素子）
を複数個並べたものである。また、ハエの目レンズを構
成する各レンズ素子の断面形状は、各レンズ素子のレン
ズ面が球面である場合、照明装置の照明領域と略相似で
ある方が照明光の利用効率が高い。これは、ハエの目レ
ンズ１６０の入射面１６０Ａと照明領域（マスク２００
面）が物体と像との関係（共役関係）であるからであ
る。

【００４６】ハエの目レンズ１６０は、本実施形態では
マスク２００の形状に適合する断面矩形、円形、六角形
その他の形状を有し、ハエの目レンズの出射面１６０Ｂ
又はその近傍に形成された複数の点光源（有効光源）か
らの各光束をコンデンサーレンズ１５５によりマスク２
００に重畳している。これにより、多数の点光源（有効
光源）によりマスク２００全体が均一に照明される。

【００４７】本実施形態では、光学部材１２０の出射面
１２０Ｂを２次光源として、ケーラー照明法を用いてハ
エの目レンズ１６０の入射面１６０Ａを照明し、輪帯状
の有効光源分布を形成している。これにより、ハエの目
レンズ１６０の出射面１６０Ｂの直後に配置される輪帯
状の開口絞り１７０によるケラレが少なく、高効率で輪
帯照明による露光を行うことができる。選択的に開口絞
り１７０は省略されてもよい。これにより、開口絞り１
７０の遮光部によって光が遮光されることはないので光
利用効率が高まる。この結果、露光装置１は、変形照明
（輪帯照明）を実現して数式１の比例定数ｋ_１の値を
０.３程度にまで小さくすることができる。

【００４８】本発明で適用可能なライトインテグレータ
はハエの目レンズ１６０に限定されず、例えば、図１４
に示すライトインテグレータ１６１に置換されてもよ
い。ここで、図１４は、ライトインテグレータ１６１の
拡大斜視図である。ライトインテグレータ１６１は２組
のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレ
ンズ）板１６４及び１６６を重ねることによって構成さ
れる。１枚目と４枚目の組のシリンドリカルレンズアレ
イ板１６４ａ及び１６４ｂはそれぞれ焦点距離ｆ１を有
し、２枚目と３枚目の組のシリンドリカルレンズアレイ
板１６６ａ及び１６６ｂはｆ１とは異なる焦点距離ｆ２
を有する。同一組のシリンドリカルレンズアレイ板は相
手の焦点位置に配置される。２組のシリンドリカルレン
ズアレイ板１６４及び１６６は直角に配置され、直交方
向でＦナンバー（即ち、レンズの焦点距離／有効口径）
の異なる光束を作る。なお、ライトインテグレータ１６
０Ａの組数が２に限定されないことはいうまでもない。

【００４９】ハエの目レンズ１６０は光学ロッドに置換
される場合もある。光学ロッドは、入射面で不均一であ
った照度分布を出射面で均一にし、ロッド軸と垂直な断
面形状が照明領域とほぼ同一な縦横比を有する矩形断面
を有する。なお、光学ロッドはロッド軸と垂直な断面形
状にパワーがあると出射面での照度が均一にならないの
で、そのロッド軸に垂直な断面形状は直線のみで形成さ
れる多角形である。その他、ハエの目レンズ１６０は、
拡散作用をもった回折素子に置換されてもよい。

【００５０】本実施形態では、ハエの目レンズ１６０の
直後に形状及び径が固定された開口絞り１７０が設けら
れる。但し、上述したように、開口絞り１７０は省略さ
れてもよい。開口絞り１７０は投影光学系３００の瞳面
３２０と共役な位置に設けられており、開口絞りの１７
０の開口形状は投影光学系３００の瞳面３２０の有効光
源形状に相当する。

【００５１】図１１を参照して、開口絞り１７０に適用
可能な例示的な形状を説明する。ここで、図１１（Ａ）
は、光学部材１２０に対応する開口絞り１７０の例示的
形状の概略平面図である。図１１（Ｂ）は、光学部材１
３０に対応する開口絞り１７０Ａの例示的形状の概略平
面図である。開口絞り１７０は、輪帯開口１７１からな
る透過率１の光透過部と遮光部１７２とを有する。開口
絞り１７０Ａは、四重極の円１７２からなる透過率１の
光透過部と遮光部１７３とを有する。円形開口１７３
は、中心位置がσ＝１以下の照明光をもたらし、それぞ
れ、０度、９０度、１８０度及び２７０度に配置されて
いる。好ましくは、各円１７２がもたらす照明光のσは
等しい。また、開口１７２の形状は、四角形その他の多
角形、扇形の一部など種々の変更が可能である。また、
σが１を超えてもよい。

【００５２】コンデンサーレンズ１８０は、ハエの目レ
ンズ１６０によって波面分割された光をできるだけ多く
集めて、走査中の露光領域を制御するためのマスキング
ブレード（絞り又はスリット）１７３上で重畳的に重ね
合わせ、これによりマスキングブレード１８３を均一に
ケーラー照明する。マスキングブレード１８３とハエの
目レンズ１６０の出射面１６０Ｂとはフーリエ変換の関
係に配置され、マスク２００面と略共役な関係に配置さ
れる。露光装置１は、必要があれば、照度ムラ制御用の
幅可変スリットを更に有することができる。

【００５３】マスキングブレード１８３は、例えば、投
影光学系３００がレンズタイプの場合はほぼ矩形の開口
部を有し、オフナータイプの反射ミラー系の場合は円弧
状の開口部を有する。マスキングブレード１８３の開口
部を透過した光束をマスク２００の照明光として使用す
る。マスキングブレード１８３は開口幅を自動可変な絞
りであり、後述するプレート４００の（開口スリット
の）転写領域を縦方向で変更可能にする。また、露光装
置１は、プレート４００の（１ショットのスキャン露光
領域としての）転写領域の横方向を変更可能にする、上
述のマスキングブレードと類似した構造のスキャンブレ
ードを更に有してもよい。スキャンブレードも開口幅が
自動可変できる絞りであり、マスク２００面と光学的に
ほぼ共役な位置に設けられる。これにより露光装置１
は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露
光を行うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設
定することができる。

【００５４】リレーレンズ１８４、１８６、折り返しミ
ラー１０４ｃは、マスキングブレード１８３の開口像を
再度マスク２００上に再結像する結像光学系である。従
って、リレーレンズ１８６は、マスキングブレード１８
３の位置とマスク２００とを共役関係にする。折り返し
ミラー１０４ｃは、マスク２００とマスキングブレード
１８３が平行に配置されているのであれば省略可能であ
る。

【００５５】なお、光学系１０８、内面反射部材１１
０、光学部材１２０、折り曲げミラー１０４ｂ、リレー
レンズ１５０の組み合わせは、図８に示すハエの目レン
ズ１９０、コリメータレンズ１９２、折り曲げミラー１
０４ｂ、光学部材１２０の組み合わせに置換されてもよ
い。ここで、図８は露光装置１の変形例である露光装置
１Ａの単純化された光路図を示す。図８においては、光
学部材１２０はハエの目レンズ１６０の入射面１６０Ａ
近傍に配置される。

【００５６】露光装置１Ａは２つのハエの目レンズ１６
０及び１９０を使用している。ハエの目レンズ１９０の
出射面１９０Ｂを２次光源として、コリメータレンズ１
９２を用いて光学部材１２０の入射面１２０Ａを均一に
照明している。光学部材１２０による内面反射によりハ
エの目レンズ１６０の入射面１６０Ａには所望の光強度
分布を有する光が入射する。よって、開口絞り１７０に
よるケラレが少なく、高効率で変形照明法を用いた露光
を行うことができる。上述したように開口絞り１７０は
なくてもよい。

【００５７】図９に、露光装置１の変形例としての露光
装置１Ｂの単純化された光路図を示す。露光装置１Ｂ
は、複数種類の光学部材１２０を交換可能に搭載したタ
ーレット１９４と、対応する複数種類の開口絞りを交換
可能に搭載したターレット１９６とを有し、複数種類の
変形照明を実現している。従って、露光装置１Ｂは、様
々な（例えば、輪帯形状、四重極形状等の）光強度分布
形状（即ち、有効光源形状）をマスク２００のパターン
に応じて交換可能に形成することができる。ここで、
「複数種類」とは、例えば、同一の輪帯形状であっても
σが異なれば異なる種類としている。ターレットによる
光学部材１２０の変更と共に、上述したように、リレー
レンズ１５０をズーム系とし倍率を可変とすると、より
多くの有効光源分布に変換することができるので望まし
い。よって、ひとつの露光装置１Ｂで複数の変形照明方
法による露光を高効率で行うことができる。

【００５８】図１０を参照して、ターレット１９４を使
用する代わりに複数の光強度分布を達成可能な、光学部
材１２０の変形例としての光学部材１４０を説明する。
ここで、図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、光学部
材１４０の動作を説明するための概略断面図である。

【００５９】光学部材１４０は、数段からなり（図１０
では例示的に３段）、各段は、図１に示す光学部材１２
０のプリズム１２４の数が０、１及び２の場合に相当す
る。即ち、光学部材１４０は、図示しない昇降機構１４
１によって昇降可能なプリズム１２２に相当するプリズ
ム１４２と、反射膜１４３及び１４４と、反射膜１４３
及び１４４の間に配置されたプリズム１４５乃至１４７
とを有する。各プリズム間には空隙１４８が設けられて
いる。本実施形態では、図１０（Ａ）に示すように、プ
リズム１４２が中段に移動した場合の水平方向の組み合
わせが光学部材１２０に対応する。従って、プリズム１
４６ａはプリズム１２６に対応し、プリズム１４６ｂは
プリズム１２４に対応する。最下段のプリズム１４５は
プリズム１４６ｂと同様の形状を有するがプリズム１４
６ａよりも径が小さいプリズムである。最上段のプリズ
ム１４７ａはプリズム１４６ｂと同様の形状を有するが
径が大きいプリズムである。プリズム１４７ｂはプリズ
ム１４６ｂと同様の形状を有するが径が大きいプリズム
である。プリズム１４７ｃはプリズム１４６ｂと同一の
プリズムである。

【００６０】これより、昇降機構１４１はプリズム１４
２を移動することによってそれぞれの段を選択する。プ
リズム１４２が最下段にある場合にプリズム１４５の上
面から出射された光はその上のプリズム１４６ｂに入射
してその内面で全反射し、同様に、その後はプリズム１
４７ｃに入射してその内面で全反射して、その上面から
出射されることが理解されるであろう。これより、プリ
ズム１４２が最下段にあれば１／２輪帯の光強度分布に
入射光を変換する。図１０（Ａ）に示す中段にプリズム
１４２を配置すると、光は２段目の光学部材１４６ａ及
び１４６ｂに入射し、光強度分布を変換され２／３輪帯
となる。３段目の部分は上方向に内面反射により導光さ
れ、射出端では２／３輪帯となっている。図１０（Ｂ）
に示す最上段にプリズム１４２を配置すると、光は３段
目の光学部材に入射し、光強度分布を変換され３／４輪
帯となる。

【００６１】なお、プリズム１４２が中段にあるときは
光学部材１３０に対応すると解されてもよい。また、各
段で異なる形状の光強度分布を形成するものとしてもよ
い。また、説明において、昇降機構１４１はプリズム１
４２を駆動したが、プリズム１４２を固定して周辺プリ
ズム１４５等を駆動しても同様の効果が得られる。

【００６２】マスク２００は、例えば、石英製で、その
上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成さ
れ、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。
マスク２００から発せられた回折光は投影光学系３００
を通りプレート４００上に投影される。プレート４００
は、被処理体でありレジストが塗布されている。マスク
２００とプレート４００とは光学的に共役の関係に配置
される。本実施形態の露光装置１はステップアンドスキ
ャン方式の露光装置（即ち、スキャナー）であるため、
マスク２００とプレート４００を走査することによりマ
スク２００のパターンをプレート４００上に転写する。
なお、ステップアンドリピート方式の露光装置（即ち、
「ステッパー」）であれば、マスク２００とプレート４
００とを静止させた状態で露光を行う。

【００６３】マスクステージは、マスク２００を支持し
て図示しない移動機構に接続されている。マスクステー
ジ及び投影光学系３００は、例えば、床等に載置された
ベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ
鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージは、当業界周
知のいかなる構成をも適用できる。図示しない移動機構
はリニアモータなどで構成され、ＸＹ方向にマスクステ
ージを駆動することでマスク２００を移動することがで
きる。露光装置１は、マスク２００とプレート４００を
図示しない制御機構によって同期した状態で走査する。

【００６４】投影光学系３００は、マスク２００に形成
されたマスクパターンを経た回折光をプレート４００上
に結像する。投影光学系３００は、複数のレンズ素子の
みからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚
の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学
系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォー
ムなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の
光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要
な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス
材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素
子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成した
りする。上述したように、投影光学系３００の瞳面３２
０に形成される有効光源の形状は光学素子１２０が形成
する光強度分布形状と同様である。

【００６５】プレート４００は、本実施形態ではウェハ
であるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。プレ
ート４００にはフォトレジストが塗布されている。フォ
トレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処
理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを
含む。前処理は洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗
布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるた
めの表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）
処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓ
ｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理す
る。プリベークはベーキング（焼成）工程であるが現像
後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。

【００６６】プレート４００はウェハステージ４５０に
支持される。ステージ４５０は、当業界で周知のいかな
る構成をも適用することができるので、ここでは詳しい
構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ４５
０はリニアモータを利用してＸＹ方向にプレート４００
を移動する。マスク２００とプレート４００は、例え
ば、同期して走査され、図示しないマスクステージとウ
ェハステージ４５０の位置は、例えば、レーザー干渉計
などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動され
る。ステージ４５０は、例えば、ダンパを介して床等の
上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステ
ージ及び投影光学系３００は、例えば、鏡筒定盤は床等
に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持
される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。

【００６７】露光において、レーザー１０２から発せら
れた光束は第１の折り曲げミラー１０４ａで偏向され、
減光手段１０６により減光される。その後、光束は光学
系１０８で角度が変化して内面反射部材１１０に対して
斜めに入射し、スキュー反射を繰り返すことにより、出
射面で光軸に軸対称な均一な角度分布を得る。かかる光
束は光学部材１２０に入射して所定の光強度分布（ここ
では輪帯形状）に変換される。レーザー１０２と光学部
材１２０の光軸がずれても（即ち、必ずしも光軸に平行
ではない光が光学部材１２０に入射しても）ハエの目レ
ンズ１６０の入射面１６０Ａを照明するための光強度分
布形状が変化しないので有効光源の光量重心がずれな
い。折り曲げミラー１０４ｂで偏向され、リレーレンズ
１５０によりハエの目レンズ１６０の入射面１６０Ａで
合成される。

【００６８】ハエの目レンズ１６０を出射した光束は、
開口絞り１７０を経てコンデンサーレンズ１８０を通過
し、マスキングブレード１８３を照明する。開口絞り１
７０の開口形状と同一又は類似の光強度分布がハエの目
レンズ１６０の出射面１６０Ｂから出射されるので開口
絞り１７０によるケラレが少なく光利用効率が高い。マ
スキングブレード１８３を通過した光束は結像光学系１
８４、１０４ｃ及び１８６を通った後マスク２００の照
射面を照明する。かかる照明装置１００を使用する露光
装置１は均一な有効光源で照明を行えるため、レジスト
へのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス
（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、
薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

【００６９】次に、図１２及び図１３を参照して、上述
の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を
説明する。図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半
導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するため
のフローチャートである。ここでは、半導体チップの製
造を例に説明する。ステップ１（回路設計）ではデバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ス
テップ３（ウェハ製造）ではシリコンなどの材料を用い
てウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は
前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ
技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステッ
プ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの
検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【００７０】図１３は、ステップ４のウェハプロセスの
詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）で
はウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）
では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３
（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって
形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウェハ
にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）で
はウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）で
は、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハ
に露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。本実施例の製造方法によれば従来は製造が難しか
った高品位のデバイスを製造することができる。

【００７１】本発明の光学部材は、内面反射を用いて光
強度分布を変換するので、光学部材への入射光が光軸と
平行光でなくとも、高効率で光強度分布を変換すること
ができる。

【００７２】また、本発明の照明装置及び露光装置によ
れば、光源と照明光学系の光軸がずれてもライトインテ
グレータの入射面を照明するための有効光源の形状が変
化せず有効光源の光量重心がずれない。この結果、照明
装置は、光源と照明装置の光軸がずれても被照射面に均
一な照明を与えることができ、本発明は振動に強い照明
装置及び露光装置を提供することができる。また、本発
明は通常ライトインテグレータの直後に有効光源形状を
決定するために設けられる開口絞りを不要にするか開口
絞りによるケラレを少なくする。これにより光利用効率
を高めることができ、本発明の露光装置は所望のスルー
プットを維持することができる。更に、光学部材は変形
照明を実現するので、本発明の露光装置は数式１におけ
る比例定数ｋ_１を小さくして高い解像度を実現すること
ができる。なお、本発明は回折光学素子等を使用しない
ので比較的に安価な照明装置及び露光装置を提供するこ
とができる。

【００７３】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種
々の変形及び変更が可能である。

【００７４】

【発明の効果】本発明の光学部材、照明装置及び露光装
置によれば、光学部材への光線が光軸に平行でなくとも
変形照明時の光利用効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の例示的な露光装置の単純化された光
路図である。

【図２】図１に示す露光装置の光学部材の概略断面図
である。

【図３】図２に示す光学部材の概略上面図である。

【図４】図２に示す光学部材の概略斜視図である。

【図５】図２に示す光学部材の概略分解斜視図であ
る。

【図６】図２に示す光学部材に設けられた空隙の効果
を説明するための概略断面図である。

【図７】図２に示す光学部材の変形例の概略断面図と
上面図である。

【図８】図１に示す露光装置の変形例の単純化された
光路図を示す。

【図９】図１に示す露光装置の別の変形例の単純化さ
れた光路図を示す。

【図１０】図２に示す光学部材の変形例の概略断面図
である。

【図１１】図１に示す露光装置の開口絞りの概略平面
図である。

【図１２】本発明の露光装置を有するデバイス製造方
法を説明するためのフローチャートである。

【図１３】図１２に示すステップ４の詳細なフローチ
ャートである。

【図１４】図１に示す露光装置のハエの目レンズの変
形例の拡大斜視図である。

【図１５】従来の入射光の光強度分布を変換する手段
を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１露光装置１００照明装置１２０光学部材１３０光学部材１４０光学部材１６０ハエの目レンズ１７０開口絞り２００マスク３００投影光学系４００プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２７５１５Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つのプリズムからなる光学
部材で、入射面から入射した光を前記光学部材内で内面
反射させ、出射面において所定の光強度分布に変換する
ことを特徴とする光学部材。
【請求項２】入射光を出射面において所定の光強度分
布に変換する光学部材であって、前記入射光を反射する第１の反射部を備えた第１のプリ
ズムと、前記第１の反射部によって反射された光を反射して、出
射面から外部に光が射出するよう偏向する第２の反射部
を備えた第２のプリズムとを備え、前記第１及び第２のプリズムがプリズムの間に空隙を介
して配置され、当該第１及び第２のプリズムの内面反射
を利用して前記変換を行うことを特徴とする光学部材。
【請求項３】入射光を出射面において所定の光強度分
布に変換する光学部材であって、前記入射光を反射する第１の反射部と、前記第１の反射部によって反射された光を出射面から外
部に反射する第２の反射部と、前記第１の反射部が形成された第１のプリズムと、当該第１のプリズムと空隙を隔てて相対的に移動可能で
あって、前記第２の反射部が形成された第２のプリズム
とを有し、前記第１及び第２のプリズムの内面反射を利用して前記
変換を行い、前記第１及び第２のプリズムの相対的な位置によって異
なる光強度分布を形成することを特徴とする光学部材。
【請求項４】前記所定の光強度分布が輪帯状であるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載
の光学部材。
【請求項５】前記光学部材は、第１の円柱から当該第１の円柱の底面と共通の底面を有
する第１の円錐を取り除いた形状を有する第１のプリズ
ムと、２つの同心円で囲まれた断面を有するように、第２の円
柱から前記第１の円柱と略同一の形状を取り除いた形状
を有し、前記第１のプリズムを収納する第２のプリズム
と、第２の円錐から前記第２の円柱と略同一の形状を取り除
いた形状を有し、前記第１及び第２のプリズムを収納す
る第３のプリズムからなることを特徴とする請求項１記
載の光学部材。
【請求項６】前記所定の光強度分布が直交する二つの
直線に対して、線対称である４つの領域であることを特
徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項７】前記光学部材は、直方体から四角錐を取
り除いた形のプリズムと、４つの直方体プリズムと、４
つの三角柱プリズムとを組み合わせた９つのプリズムか
らなることを特徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項８】光源から出射した光束を用いて被照明面
を照明する照明装置であって、前記光源と前記被照明面との間に配置され、前記光束を
均一化するライトインテグレータと、前記光源と前記ライトインテグレータとの間に配置さ
れ、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の光学部材
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項９】前記光学部材の前記出射面と前記ライト
インテグレータの入射面はほぼ共役又は同位置であるこ
とを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】各々異なる前記所定の光強度分布を有
する前記光学部材を複数搭載した保持部を更に有し、前
記被照明面に応じて所望の光学部材を選択することがで
きるように構成されたことを特徴とする請求項８記載の
照明装置。
【請求項１１】請求項８乃至１０のうちいずれか一項
記載の照明装置と、前記被照明面としてのマスクに形成されたパターンを被
処理体に投影する投影光学系とを有することを特徴とす
る露光装置。
【請求項１２】光源からの光を用いてマスクを照明
し、マスク上のパターンを投影光学系を用いて、基板上
に投影する露光装置において、前記投影光学系の瞳と、
請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の光学部材の射
出面とが略共役、若しくはほぼ同位置であることを特徴
とする露光装置。
【請求項１３】光源からの光をハエノ目レンズに入射
させ、ハエノ目レンズの出射面を２次光源として、マス
ク面をケーラー照明法により略均一に照明し、前記マス
ク上のパターンを投影光学系を用いて基板上に投影する
露光装置において、前記ハエノ目レンズの入射面と、請
求項１乃至７のうちいずれか一項記載の光学部材の出射
面がほぼ共役、若しくはほぼ同位置であることを特徴と
する露光装置。
【請求項１４】請求項１１乃至１３記載のうちいずれ
か一項記載の露光装置を用いて被処理体を投影露光する
工程と、前記投影露光された被処理体に所定のプロセスを行う工
程とを有するデバイス製造方法。
【請求項１５】請求項１１乃至１３記載のうちいずれ
か一項記載の露光装置を用いて投影露光された被処理体
より製造されるデバイス。