JP4356695B2 - 照明光学系、投影露光装置、マイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、投影露光装置などに搭載される照明光学系に関する。また、本発明は、投影露光装置、マイクロデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００１】
投影露光装置は、半導体の集積密度を向上させるため、露光波長が短波長化される傾向にある。
【０００２】
それに適用される光源としては、水銀のｉ線（波長３６５．０１５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ_２エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）などが挙げられる。さらには、極端紫外光（以下、Extreme Ultra Violetの略語により「ＥＵＶ光」と称す。）、特に波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光を光源として用いることも検討されている。
【０００３】
因みに、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光を用いる場合、光学系の少なくとも一部を反射型に構成する必要が生じる（例えば、特開２０００−３４９００９号公報に記載された照明光学系など。）。
【０００４】
従来、照明光学系の光学設計の分野では照明の均一性を図るために相応の研究がなされているが、このようなＥＵＶ光使用の照明光学系においても、同様にその性能が要求される。
【０００５】
しかも、ＥＵＶ光使用の照明光学系には他の照明光学系よりも高いスペックが要求されるので、その光学設計後、実際に照明光学系を組み立てたときに生じる僅かな照明ムラについてまでも低減することが期待される。
【０００６】
ここで、照明ムラとは、例えば、被照明面（レチクル面、露光面としてのウエハ面等）にて発生する不均一な照明分布や不均一な光強度分布等を意味する。これにより、例えば、露光装置においては、露光ムラが引き起こされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、光学系の組み立て後に生じる僅かな照明ムラまでもが低減された照明光学系を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、露光ムラの少ない高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、高性能なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の照明光学系は、極端紫外光を出射する光源、コリメータ、フライアイミラー、及びコンデンサを順に配置し、そのコンデンサの射出側における所定の照明領域をケーラー照明する照明光学系において、前記フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうち少なくとも一つは、前記照明領域の照明ムラの一部又は全部を補正するための反射率ムラを有した補正ミラーであることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記複数の単位ミラーの個数に対する前記補正ミラーの個数の比は、前記照明ムラの程度に応じた値に調整されている。
【００１２】
また、好ましくは、前記複数の単位ミラーには、それぞれ反射率向上用の多層膜が設けられており、前記補正ミラーの前記多層膜の層数には、前記反射率ムラを実現するための分布が付与されている。
【００１３】
また、好ましくは、前記複数の単位ミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されており、前記補正ミラーの反射面の表面構造には、前記反射率ムラを実現するための分布が付与されている。
【００１４】
さらに、好ましくは、前記光源が出射する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、前記複数の単位ミラーは、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される。
【００１５】
本発明の別の照明光学系は、極端紫外光を出射する光源、コリメータ、フライアイミラー、及びコンデンサを順に配置し、そのコンデンサの射出側における所定の照明領域をケーラー照明する照明光学系において、前記フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうち少なくとも一つの入射側には、前記照明領域の照明ムラの一部又は全部を補正するための透過率ムラを有した補正フィルタが配置されることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記複数の単位ミラーの個数に対する前記補正フィルタの個数の比は、前記照明ムラの程度に応じた値に調整されている。
【００１７】
また、好ましくは、前記補正フィルタの厚さには、前記透過率ムラを実現するための分布が付与されている。
【００１８】
また、好ましくは、前記複数の単位ミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されている。
【００１９】
さらに好ましくは、前記光源が出射する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、前記複数の単位ミラーは、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される。
【００２０】
また、好ましくは、前記補正ミラーは、前記照明領域を照明する互いに交差する二方向に偏光する偏光光のうちの少なくとも一方向に偏光する偏光光より生ずる照明ムラを補正する。
【００２１】
また、好ましくは、前記補正ミラーは、前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１反射率分布特性と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２反射率分布特性を有している。
【００２２】
また、好ましくは、前記補正フィルタは、前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１透過率分布と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２透過率分布とを有している。
【００２３】
さらに好ましくは、前記補正フィルタは、前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１透過率分布を有する第１フィルタ部材と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２透過率分布を有する第２フィルタ部材とを含む。
【００２４】
本発明の投影露光装置は、マスクを第１面に保持するマスクステージと、感光性基板を第２面に保持する基板ステージと、前記第１面の像を前記第２面に投影する投影光学系と、前記第１面を照明することによりその第１面と前記第２面とを同時に照明する本発明の何れかの照明光学系とを含み、前記照明光学系は、前記照明領域としての前記第１面又は前記第２面の照明ムラを補正するよう予め設定されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明のマイクロデバイスの製造方法は、本発明の投影露光装置を用いてマイクロデバイスを製造することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０に基づいて本発明の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態の照明光学系の概略構成図である。
【００２９】
この照明光学系は、主に反射型の投影光学系を備えた投影露光装置に適用され、その投影露光装置のレチクル面Ｒ（以下、円弧フィールドとする。）をケーラー照明するものである。
【００３０】
この照明光学系の光源１１は、ＥＵＶ光（以下、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光とする。）を射出するレーザプラズマ光源である。
【００３１】
照明光学系には、この光源１１の射出側に、コリメータミラー１２、フライアイミラー１３、及びコンデンサミラー１４が順に配置される。
【００３２】
このうち、フライアイミラー１３は、複数の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・を並列配置してなる入射端１３ｉｎ、複数の単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・を並列配置してなる射出端１３ｏｕｔを有する。
【００３３】
ここで、並列配置とは、入射光束のうち互いに異なる部分光束に対し個別に作用する配置であり、一方、直列配置とは、入射光束の全体に対し順に作用する配置である。
【００３４】
この構成の照明光学系において、光源１１から射出した光束は、コリメータミラー１２にて反射して平行光束化した後、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎに入射する。
【００３５】
入射端１３ｉｎを構成する各単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・から個別に射出した光束は、それぞれ集光しつつ射出端１３ｏｕｔを構成する単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・に個別に入射する。
【００３６】
それら単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・にて反射した各光束は、コンデンサミラー１４によって同一の位置（レチクル面Ｒ上）に導光され、重畳する。
【００３７】
このうち、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを構成する単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面は、入射光束を集光するためにそれぞれ正の光学的パワーを有している（すなわち、凹面である。）。
【００３８】
また、これら単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面は、コリメータミラー１２の側から見た外形がそれぞれレチクル面Ｒの相似形状（すなわち、円弧状）となるようその外形が整えられている（後述する図３参照）。
【００３９】
また、これら単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・を始めとする照明光学系内の各ミラーはそれぞれ、ガラス、セラミックス、金属などからなる基板上にモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）等の異なった２種類の材料を繰り返し積層し、反射率向上用の多層膜を形成したものである。
【００４０】
次に、以上の構成の照明光学系の照明ムラの補正について説明する。
【００４１】
この照明光学系の光学設計も、従来通りレチクル面Ｒの照明ムラが低減されるようなされている。しかし、実際の組み立て後にレチクル面Ｒの照明強度分布を測定すると、例えば図２に示すような照明ムラが生じている。
【００４２】
図２は、レチクル面Ｒの照明ムラを説明する図である。
【００４３】
図２において、レチクル面Ｒ内の領域Ｅａは、照明強度が比較的高い明部であり、別の領域Ｅｂ、Ｅｃは、照明強度が比較的低い暗部である。
【００４４】
以下、この図２に示すような照明ムラがレチクル面Ｒに生じている場合について説明する。
【００４５】
この照明ムラに応じて、本実施形態のフライアイミラー１３には、次のとおり変更が加えられる。
【００４６】
図３は、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを示す図である。
【００４７】
図３中に斜線で示すように、入射端１３ｉｎを構成する複数の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・のうち一部は、補正ミラー１３ａ又は補正ミラー１３ｂ又は補正ミラー１３ｃに置換されている。
【００４８】
補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、その反射面の形状は置換前の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状（ここでは、凹面）と変わりない。但し、補正ミラー１３ａは、レチクル面Ｒの明部Ｅａの照明強度を相対的に低減するための反射率ムラを有しており、補正ミラー１３ｂは、レチクル面Ｒの暗部Ｅｂの照明強度を相対的に向上するための反射率ムラを有しており、補正ミラー１３ｃは、レチクル面Ｒの暗部Ｅｃの照明強度を相対的に向上するための反射率ムラを有している。
【００４９】
図４は、補正ミラー１３ａを説明する図である。
【００５０】
図４（１）はこの補正ミラー１３ａの反射面の各位置に対応するレチクル面Ｒの各位置を示し、図４（２）は補正ミラー１３ａの反射面を示し、図４（３）は、図４（２）のII−II’線における補正ミラー１３ａの断面を示している。
【００５１】
なお、補正ミラー１３ａの表面（反射面）は実際には凹面だが、図４（３）の断面図では、簡単のため平面で表している（以下の図５、図６、図９、図１９における断面図も同様。）。
【００５２】
図４（１）（２）に示すように、補正ミラー１３ａの反射面の領域１３Ｅａがレチクル面Ｒの明部Ｅａに対応する。
【００５３】
図４（３）に示すように、補正ミラー１３ａの領域１３Ｅａにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【００５４】
領域１３Ｅａ以外の領域は、基板（ガラス、セラミックス、金属などからなる基板）１３ａ１上に反射率向上用の多層膜（モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、炭素（Ｃ）、ＮｉＣｒ（ニッケルクロム）などからなる多層膜）１３ａ２が形成されているのに対し、領域１３Ｅａは、基板１３ａ１のみからなる。
【００５５】
このような補正ミラー１３ａは、基板１３ａ１の基板上に多層膜１３ａ２を形成した後、領域１３Ｅａについてのみその多層膜１３ａ２を除去することなどで製造できる。
【００５６】
或いは、基板１３ａ１上の領域１３Ｅａにのみマスクをして多層膜１３ａ２を形成し、その後、マスクを除去することなどでも製造できる。
【００５７】
図５は、補正ミラー１３ｂを説明する図である。
【００５８】
図５（１）はこの補正ミラー１３ｂの反射面の各位置に対応するレチクル面Ｒの各位置を示し、図５（２）は補正ミラー１３ｂの反射面を示し、図５（３）は、図５（２）のII−II’線における補正ミラー１３ｂの断面を示している。
【００５９】
図５（１）（２）に示すように、補正ミラー１３ｂの反射面の領域１３Ｅｂがレチクル面Ｒの暗部Ｅｂに対応する。
【００６０】
図５（３）に示すように、補正ミラー１３ｂの領域１３Ｅｂにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【００６１】
領域１３Ｅｂは、基板（ガラス、セラミックス、金属などからなる基板）１３ｂ１上に反射率向上用の多層膜（モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）などからなる多層膜）１３ｂ２が形成されているのに対し、それ以外の領域は、基板１３ｂ１のみからなる。
【００６２】
このような補正ミラー１３ｂは、基板１３ｂ１の基板上に多層膜１３ｂ２を形成した後、領域１３Ｅｂ以外の領域についてのみその多層膜１３ｂ２を除去することなどで製造できる。
【００６３】
或いは、基板１３ｂ１上の領域１３Ｅｂ以外の領域にのみマスクをして多層膜１３ｂ２を形成し、その後、マスクを除去することなどでも製造できる。
【００６４】
図６は、補正ミラー１３ｃを説明する図である。
【００６５】
図６（１）はこの補正ミラー１３ｃの反射面の各位置に対応するレチクル面Ｒの各位置を示し、図６（２）は補正ミラー１３ｃの反射面を示し、図６（３）は、図６（２）のII−II’線における補正ミラー１３ｃの断面を示している。
【００６６】
図６（１）（２）に示すように、補正ミラー１３ｃの反射面の領域１３Ｅｃがレチクル面Ｒの暗部Ｅｃに対応する。
【００６７】
図６（３）に示すように、補正ミラー１３ｃの領域１３Ｅｃにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【００６８】
領域１３Ｅｃは、基板（ガラス、セラミックス、金属などからなる基板）１３ｃ１上に反射率向上用の多層膜（モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）などからなる多層膜）１３ｃ２が形成されているのに対し、それ以外の領域は、基板１３ｃ１のみからなる。
【００６９】
このような補正ミラー１３ｃは、基板１３ｃ１の基板上に多層膜１３ｃ２を形成した後、領域１３Ｅｃ以外の領域についてのみその多層膜１３ｃ２を除去することなどで製造できる。
【００７０】
或いは、基板１３ｃ１上の領域１３Ｅｃ以外の領域にのみマスクをして多層膜１３ｃ２を形成し、その後、マスクを除去することなどでも製造できる。
【００７１】
図７は、補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃのII−II’線における反射率分布を説明する図である。
【００７２】
図７（ａ）は、補正ミラー１３ａの反射率分布、図７（ｂ）は、補正ミラー１３ｂの反射率分布、図７（ｃ）は、補正ミラー１３ｃの反射率分布を示している。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、補正ミラー１３ａにおいては、領域１３Ｅａの反射率が他の領域の反射率と比較して低くなっている。
【００７４】
また、図７（ｂ）に示すように、補正ミラー１３ｂにおいては、領域１３Ｅｂの反射率が他の領域の反射率と比較して高くなっている。
【００７５】
また、図７（ｃ）に示すように、補正ミラー１３ｃにおいては、領域１３Ｅｃの反射率が他の領域の反射率と比較して高くなっている。
【００７６】
そして、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎ（図３参照）における補正ミラー１３ａの個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの明部Ｅａの明るさの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【００７７】
また、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎ（図３参照）における補正ミラー１３ｂの個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの暗部Ｅｂの暗さの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【００７８】
また、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎ（図３参照）における補正ミラー１３ｃの各々の個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの暗部Ｅｃの暗さの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【００７９】
その結果、レチクル面Ｒの照明強度は、例えば図８に示すように均一化される。
（第１実施形態の変形例）
なお、本実施形態の照明光学系においては、上述した補正ミラー１３ａに加え、図９（１）に示すような微調整ミラー１３ａ’を用いることにより、明部Ｅａの補正を高精度化してもよい。
【００８０】
図９（１）に示す微調整ミラー１３ａ’は、上述した補正ミラー１３ａと同様の形状をしているが、領域１３Ｅａにも多層膜１３ａ２が形成されている点において補正ミラー１３ａとは異なる。この領域１３Ｅａの多層膜１３ａ２は、領域１３Ｅａ以外の多層膜１３ａ２よりも薄化されている。
【００８１】
この微調整ミラー１３ａ’は、基板１３ａ１の基板上に多層膜１３ａ２を形成した後、領域１３Ｅａについてのみその多層膜１３ａ２を薄化することなどで製造できる。
【００８２】
このような微調整ミラー１３ａ’は、補正ミラー１３ａと同様の補正を少量だけ（少ない補正量で）行うものである。
【００８３】
よって、例えば、補正ミラー１３ａをｎ個配置すると過補正となり、補正ミラー１３ａを（ｎ−１）個配置すると補正不足となるときに、（ｎ−１）個の補正ミラー１３ａに加えて微調整ミラー１３ａ’を用いれば、明部Ｅａの補正量を微調整できる。
【００８４】
なお、この微調整ミラー１３ａ’は明部Ｅａの補正量を微調整するものであるが、暗部Ｅｂの補正量を微調整する微調整ミラー１３ｂ’（図９（２））や、暗部Ｅｃの補正量を微調整する微調整ミラー１３ｃ’（図９（３））を用いてもよい。
【００８５】
また、本実施形態の照明光学系においては、補正ミラー１３ｂの反射面の最上層（領域１３Ｅｂ）の周縁に相当する部分に図１０（１）のようなテーパを形成してもよい。
【００８６】
テーパを形成すると、図７（ｂ）に示した反射率分布カーブの段差部の傾斜が緩やかになり、滑らかな変化を示す照明ムラ分布（図２参照）に対応できるので、照明強度（図８参照）のさらなる均一化が図られる。
【００８７】
なお、同様に、補正ミラー１３ａ，１３ｃの反射面の最上層にテーパを形成してもよい。
【００８８】
また、本実施形態では、明部Ｅａを補正するための補正ミラーが１種類（補正ミラー１３ａのみ）しか用いられていないが、図１０（２）に示すように複数化された（複数種類の）補正ミラー１３ａ−１，１３ａ−２，１３ａ−３，・・・を用いてもよい。
【００８９】
図１０（２）に示す補正ミラー１３ａ−１，１３ａ−２，１３ａ−３，・・・は、それぞれ領域１３Ｅａと略同じ位置に反射率の低い領域１３Ｅａ−１，１３Ｅａ−２，１３Ｅａ−３，・・・を有しているが、領域１３Ｅａ−１，１３Ｅａ−２，１３Ｅａ−３，・・・のサイズは若干異なる。
【００９０】
領域１３Ｅａ−１，１３Ｅａ−２，１３Ｅａ−３，・・・の各々の外形は、レチクル面Ｒ上の照明ムラ分布（図２参照）の各等高線に相当する。
【００９１】
これらの補正ミラー１３ａ−１，１３ａ−２，１３ａ−３，・・・を用いれば、図７（ｂ）に示した反射率分布カーブの段差部の傾斜を緩やかにし、滑らかな変化を示す照明ムラ分布（図２参照）に対応できるので、照明強度（図８参照）のさらなる均一化が図られる。
【００９２】
なお、同様に、暗部Ｅｂを補正するための補正ミラー１３ｂや、暗部Ｅｃを補正するための補正ミラー１３ｃを複数種類にしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、補正ミラー１３ａの領域１３Ｅａの反射率を相対的に低下させるために、その領域１３Ｅａにおける多層膜１３ａ２を除去又は薄化したが、その領域１３Ｅａにおける多層膜１３ａ２上に反射率の低い材料を塗布したり、その領域１３Ｅａにおける多層膜１３ａ２の表面に微細なキズを付けたりすることによっても、反射率を相対的に低下させることができる。
【００９４】
同様に、補正ミラー１３ｂの領域１３Ｅｂ以外の領域の反射率を相対的に低下させるために、その領域における多層膜１３ｂ２上に反射率の低い材料を塗布したり、その領域における多層膜１３ｂ２の表面に微細なキズを付けたりしてもよい。
【００９５】
同様に、補正ミラー１３ｃの領域１３Ｅｃ以外の領域の反射率を相対的に低下させるために、その領域における多層膜１３ｃ２上に反射率の低い材料を塗布したり、その領域における多層膜１３ｃ２の表面に微細なキズを付けたりしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、明部Ｅａ、暗部Ｅｂ、暗部Ｅｃを個別に補正する補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃがそれぞれ用いられたが、図１０（３）に示すように同時に二つ以上の部分（例えば、暗部Ｅｂと暗部Ｅｃ）を補正する補正ミラー１３ｂｃを用いることもできる。
【００９７】
また、本実施形態の照明光学系において、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを構成する単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・は互いに等価なので、補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃに置換される単位ミラーは、原理的にはどの単位ミラーであってもよい。但し、開口絞りの形状など、照明条件が変更可能である場合などには、その照明条件の変化に依らずに照明ムラの効果を持続させることのできるような最適な単位ミラーが選定されることが望ましい。
【００９８】
また、本実施形態では、補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃに置換される単位ミラーは、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを構成する単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の何れかとされているが、射出端１３ｏｕｔを構成する単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・の何れかとすることもできる。
【００９９】
但し、入射端１３ｉｎを構成する単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・とした方が、好ましい。なぜなら、それら単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面とレチクル面Ｒとは略共役であるので、補正ミラー１３ａの領域１３Ｅａのパターンがレチクル面Ｒの明部Ｅａのパターンの略相似形となり、補正ミラー１３ｂの領域１３Ｅｂのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｂのパターンの略相似形となり、補正ミラー１３ｃの領域１３Ｅｃのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｃのパターンの略相似形となるからである。
【０１００】
［第２実施形態］
図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は照明光学系の実施形態である。
【０１０１】
図１１は、本実施形態の照明光学系の概略構成図である。
【０１０２】
この照明光学系は、主に反射型の投影光学系を備えた投影露光装置に適用され、その投影露光装置のレチクル面Ｒ（以下、円弧フィールドとする。）をケーラー照明するものである。
【０１０３】
この照明光学系の光源２１は、ＥＵＶ光（以下、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光とする。）を射出する光源である。
【０１０４】
この光源２１としては、放電プラズマ光源などが適用可能である。
【０１０５】
照明光学系には、この光源２１の射出側に、コリメータミラー２２、フライアイミラー２３、及びコンデンサミラー２４が順に配置される。
【０１０６】
コリメータミラー２２は、複数の単位ミラー２２−１，２２−２，・・・を入射光束に対し並列配置している。
【０１０７】
フライアイミラー２３は、複数の単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・を並列配置してなる入射端２３ｉｎ、複数の単位ミラー２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・を並列配置してなる射出端２３ｏｕｔを有する。
【０１０８】
コンデンサミラー２４は、複数の単位ミラー２４−１，２４−２，・・・を入射光束に対し直列配置している。
【０１０９】
そして、これらの単位ミラー２２−１，２２−２，・・・，２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・，２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・，２４−１，２４−２，・・・の姿勢は、それらの反射面に対する入射光（ここでは、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）の斜入射角度（反射面とのなす角度）がそれぞれ全反射角度となるよう設定される。
【０１１０】
なお、理想的な全反射は反射率１００％の反射であるが、実際には若干の光量ロスは許容せざるを得ないので、本明細書では、文言「全反射」を、「反射率８０％以上の反射」とし、入射光が全反射する斜入射角度を特に、「全反射角度」という。
【０１１１】
また、これらの単位ミラー２２−１，２２−２，・・・，２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・，２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・，２４−１，２４−２，・・・の反射面には、それぞれモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の材料が使用されている。
【０１１２】
モリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）は何れも反射面に使用される代表的な材料であるが、何れも、入射光の斜入射角度が小さいほど反射率が高くなる。
【０１１３】
モリブデン（Ｍｏ）の全反射角度は約１５°以下、ルテニウム（Ｒｕ）の全反射角度は約１５°以下であり、参考までに記すと、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の全反射角度は約１０°以下である。
【０１１４】
よって、反射面にそれぞれモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の材料が使用される本実施形態の単位ミラー２２−１，２２−２，・・・，２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・，２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・，２４−１，２４−２，・・・の全反射角度は比較的大きく、１５°以下となる。
【０１１５】
なお、本実施形態の照明光学系において、ｓｐ偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、各反射面の一部又は全部に珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の材料を用いるとよい。
【０１１６】
図１２は、本実施形態のコリメータミラー２２を説明する図である。
【０１１７】
図１２（ａ）は光軸Ｚを含む平面でコリメータミラー２２を切断した断面図、図１２（ｂ）はコリメータミラー２２の斜視図である。
【０１１８】
図１２（ａ）に示すように、コリメータミラー２２は、互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラー２２−１，２２−２，・・・を、その裾部（広がり部）を射出側に向けた状態で光軸Ｚの周りに配置している（図では、単位ミラーの数を３とした。）。
【０１１９】
単位ミラー２２−１，２２−２，・・・は、それぞれ内側に反射面を有している。
【０１２０】
入射光束を平行光束に変換するに当たり、周辺光線を偏向する単位ミラー（つまり径が大きく外側に配置された単位ミラー）ほど、その広がり角度が大きく採られる。
【０１２１】
また、単位ミラー２２−１，２２−２，・・・の反射面は、図１２（ａ）（ｂ）にも示すように、それぞれ円錐の部分側面の形状とされる。
【０１２２】
このような単位ミラー２２−１，２２−２，・・・からなるコリメータミラー２２は、光源２１から互いに異なる射出角度で射出した光線を個別に平行光束に変換する。
【０１２３】
なお、コリメータミラー２２を図１３に示すコリメータミラー２２’のように変形してもよい。
【０１２４】
図１３は、コリメータミラー２２’を説明する図である。
【０１２５】
図１３（ａ）は光軸Ｚを含む平面でコリメータミラー２２’を切断した断面図、図１３（ｂ）はコリメータミラー２２’の斜視図である。
【０１２６】
コリメータミラー２２’の最外周に配置された単位ミラー２２−１は、複数の単位ミラー２２−１−１，２２−１−２，・・・を直列配置している（図１３では、直列配置される単位ミラーの数を３とした。）。
【０１２７】
単位ミラー２２−１−１，２２−１−２，・・・のそれぞれは、図１２に示したコリメータミラー２２の単位ミラー２２−１と同様、スカート状をしており、その反射面が円錐の部分側面の形状をしている。
【０１２８】
単位ミラー２２−１−１，２２−１−２，２２−１−３，・・・は、光源２１側からの入射光を順に反射することにより、その入射光を光軸Ｚに平行な光線に変換して射出する。
【０１２９】
なお、最外周以外の単位ミラー２２−２，２２−３，・・・のそれぞれについても同様に、複数の単位ミラーを直列配置させてもよい（２２−２−１，２２−２−２，２２−２−３，２２−３−１，２２−３−２，２２−３−３）。
【０１３０】
次に、フライアイミラー２３（図１１参照）について説明する。
【０１３１】
上述したようにこのフライアイミラー２３の単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・，２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・の姿勢は、それぞれ入射光の斜入射角度が全反射角度（ここでは１５°以下）となるよう設定される。
【０１３２】
このため、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎと射出端２３ｏｕｔとは、それら各単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置される。
【０１３３】
図１４は、フライアイミラー２３を説明する図である。
【０１３４】
図１４（ａ）にはフライアイミラー２３の入射端２３ｉｎ、図１４（ｂ）にはフライアイミラー２３の射出端２３ｏｕｔを示した。なお、図１４（ａ）はコリメータミラー２２の側から入射端２３ｉｎを見た様子であり、図１４（ｂ）はコンデンサミラー２４の側から射出端２３ｏｕｔを見た様子である。
【０１３５】
図１５は、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面ｒの形状を説明する図である。
【０１３６】
単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面ｒは、それぞれ光軸Ｚに平行な中心軸を有しかつその頂点を射出側に向けた放物面の一部の形状をしている。
【０１３７】
また、単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面ｒの外形（図１５右上参照）は、コリメータミラー２２の側から見たときの形状（図１５左上参照）がレチクル面Ｒの相似形状（すなわち、円弧状）となるよう整えられている。
【０１３８】
次に、コンデンサミラー２４（図１１参照）について説明する。
【０１３９】
コンデンサミラー２４は、射出端２３ｏｕｔから射出する光束を、単位ミラー２４−１，２４−２，・・・にて順に反射し、射出端２３ｏｕｔに形成された二次光源群をレチクル面Ｒ（ここでは、円弧フィールド）に重畳して投影する。
【０１４０】
これら単位ミラー２４−１，２４−２，・・・の少なくとも１つの反射面の形状は、トロイダル非球面である。
【０１４１】
次に、以上の構成の照明光学系の照明ムラの補正について説明する。
【０１４２】
この照明光学系の光学設計も、従来通りレチクル面Ｒの照明ムラが低減されるようなされている。しかし、実際の組み立て後にレチクル面Ｒの照明強度分布を測定すると、照明ムラが生じている。
【０１４３】
以下、図１１上部に示すように第１実施形態と同じパターンの照明ムラ（図２参照。明部Ｅａ，暗部Ｅｂ，Ｅｃを有する。）が生じている場合について説明する。
【０１４４】
この照明ムラに応じて、本実施形態のフライアイミラー２３には、次のとおり変更が加えられる。
【０１４５】
図１４（ａ）の中に斜線で示したように、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・のうち一部の単位ミラーは、その入射側が補正フィルタＦａ，Ｆｂ，Ｆｃの何れかにより覆われている。
【０１４６】
補正フィルタＦａは、レチクル面Ｒの明部Ｅａの照明強度を相対的に低減するための透過率ムラを有しており、補正フィルタＦｂは、レチクル面Ｒの暗部Ｅｂの照明強度を相対的に向上するための透過率ムラを有しており、補正フィルタＦｃは、レチクル面Ｒの暗部Ｅｃの照明強度を相対的に向上するための透過率ムラを有している。
【０１４７】
図１６は、補正フィルタＦａを説明する図である。
【０１４８】
図１６（１）は補正フィルタＦａによって覆われた単位ミラー２３ｉｎ−ａとその補正フィルタＦａとの位置関係を示し、図１６（２）は補正フィルタＦａをコリメータミラー２２の側から見たときの様子を示し、図１６（３）は、図１６（２）のII−II’線における補正フィルタＦａの断面を模式的に示している。
【０１４９】
図１６（１）に示すように、補正フィルタＦａは、単位ミラー２３ｉｎ−ａの反射面ｒに対する入射光束（平行光束である。）に対し垂直に挿入される。
【０１５０】
図１６（２）に示すように、コリメータミラー２２の側から補正フィルタＦａを見たときの外形は、コリメータミラー２２の側から反射面ｒを見たときの形状（すなわち、円弧状）に一致している。
【０１５１】
図１６（２）において、補正フィルタＦａ上に符号ＦＥａで示す領域が、レチクル面Ｒの明部Ｅａに対応する。
【０１５２】
図１６（３）に示すように、補正フィルタＦａの領域ＦＥａにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【０１５３】
領域ＦＥａ以外の領域はベリリウム（Ｂｅ）の薄い層からなるのに対し、領域ＦＥａは、ベリリウム（Ｂｅ）の厚い層からなる。
【０１５４】
このような補正フィルタＦａは、ベリリウム（Ｂｅ）からなる基板Ｆａ１を用意し、その基板Ｆａ１の領域ＦＥａに対してのみベリリウム（Ｂｅ）の層Ｆａ２を重ねて形成することなどで製造できる。
【０１５５】
図１７は、補正フィルタＦｂを説明する図である。
【０１５６】
図１７（１）は補正フィルタＦｂによって覆われた単位ミラー２３ｉｎ−ｂとその補正フィルタＦｂとの位置関係を示し、図１７（２）は補正フィルタＦｂをコリメータミラー２２の側から見たときの様子を示し、図１７（３）は、図１７（２）のII−II’線における補正フィルタＦｂの断面を模式的に示している。
【０１５７】
図１７（１）に示すように、補正フィルタＦｂは、単位ミラー２３ｉｎ−ｂの反射面ｒに対する入射光束（平行光束である。）に対し垂直に挿入される。
【０１５８】
図１７（２）に示すように、コリメータミラー２２の側から補正フィルタＦｂを見たときの外形は、コリメータミラー２２の側から反射面ｒを見たときの形状（すなわち、円弧状）に一致している。
【０１５９】
図１７（２）において、補正フィルタＦｂ上に符号ＦＥｂで示す領域が、レチクル面Ｒの暗部Ｅｂに対応する。
【０１６０】
図１７（３）に示すように、補正フィルタＦｂの領域ＦＥｂにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【０１６１】
領域ＦＥｂ以外の領域はベリリウム（Ｂｅ）の厚い層からなるのに対し、領域ＦＥｂは、ベリリウム（Ｂｅ）の薄い層からなる。
【０１６２】
このような補正フィルタＦｂは、ベリリウム（Ｂｅ）からなる基板Ｆｂ１を用意し、その基板Ｆｂ１の領域ＦＥｂ以外の領域に対してのみベリリウム（Ｂｅ）の層Ｆｂ２を重ねて形成することなどで製造できる。
【０１６３】
図１８は、補正フィルタＦｃを説明する図である。
【０１６４】
図１８（１）は補正フィルタＦｃによって覆われた単位ミラー２３ｉｎ−ｃとその補正フィルタＦｃとの位置関係を示し、図１８（２）は補正フィルタＦｃをコリメータミラー２２の側から見たときの様子を示し、図１８（３）は、図１８（２）のII−II’線における補正フィルタＦｃの断面を模式的に示している。
【０１６５】
図１８（１）に示すように、補正フィルタＦｃは、単位ミラー２３ｉｎ−ｃの反射面ｒに対する入射光束（平行光束である。）に対し垂直に挿入される。
【０１６６】
図１８（２）に示すように、コリメータミラー２２の側から補正フィルタＦｃを見たときの外形は、コリメータミラー２２の側から反射面ｒを見たときの形状（すなわち、円弧状）に一致している。
【０１６７】
図１８（２）において、補正フィルタＦｃ上に符号ＦＥｃで示す領域が、レチクル面Ｒの暗部Ｅｃに対応する。
【０１６８】
図１８（３）に示すように、補正フィルタＦｃの領域ＦＥｃにおける断面と、それ以外の領域の断面とでは、互いに異なる。
【０１６９】
領域ＦＥｃ以外の領域はベリリウム（Ｂｅ）の厚い層からなるのに対し、領域ＦＥｃは、ベリリウム（Ｂｅ）の薄い層からなる。
【０１７０】
このような補正フィルタＦｃは、ベリリウム（Ｂｅ）からなる基板Ｆｃ１を用意し、その基板Ｆｃ１の領域ＦＥｂ以外の領域に対してのみベリリウム（Ｂｅ）の層Ｆｃ２を重ねて形成することなどで製造できる。
【０１７１】
以上の構成の照明光学系では、補正フィルタＦａにおいて、領域ＦＥａの透過率が他の領域の透過率と比較して低くなっている。
【０１７２】
また、補正フィルタＦｂにおいて、領域ＦＥｂの透過率が他の領域の透過率と比較して高くなっている。
【０１７３】
また、補正フィルタＦｃにおいて、領域ＦＥｃの透過率が他の領域の透過率と比較して高くなっている。
【０１７４】
そして、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎ（図３参照）における補正フィルタＦａの個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの明部Ｅａの明るさの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【０１７５】
また、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎ（図３参照）における補正フィルタＦｂの個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの暗部Ｅｂの暗さの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【０１７６】
また、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎ（図３参照）における補正フィルタＦｃの個数は、予め測定されたレチクル面Ｒの暗部Ｅｃの暗さの程度（図２参照）に応じて最適化される。
【０１７７】
その結果、レチクル面Ｒの照明強度は、例えば図８に示したように均一化される。
（第２実施形態の変形例）
なお、本実施形態の補正フィルタＦａ，Ｆｂ，Ｆｃは、何れもベリリウムの２層構造からなるが、ベリリウムの１層構造からなり、かつ相対的に透過率を高める領域（補正フィルタＦａにおいては領域ＦＥａ以外の領域、補正フィルタＦｂにおいては領域ＦＥｂ，補正フィルタＦｃにおいては領域ＦＥｃ）に開口を設けた補正フィルタを用いることもできる。
【０１７８】
なお、本実施形態の照明光学系においては、レチクル面Ｒの明部Ｅａを補正するために補正フィルタＦａが用いられているが、単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の一部を、図１９（ａ），図１９（ａ’）に模式的に示す補正ミラー２３ａ，２３ａ’に置換することによっても、同様の補正が可能である。
【０１７９】
これらの補正ミラー２３ａ，２３ａ’は、その反射面の形状は置換前の単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状と変わりない。
【０１８０】
但し、補正ミラー２３ａは、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ａ１上に順に、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ａ２、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ａ３を積層し、モリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）２３ａ３の層２３ａ３のうち領域２３Ｅａ（レチクル面Ｒの明部Ｅａに対応する部分）を除去したものである。
【０１８１】
また、補正ミラー２３ａ’は、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ａ１上に順に、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ａ３、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ａ２を積層し、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ａ２のうち領域２３Ｅａ以外の部分を除去したものである。
【０１８２】
また、本実施形態の照明光学系においては、レチクル面Ｒの暗部Ｅｂを補正するために補正フィルタＦｂが用いられているが、単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の一部を、図１９（ｂ），図１９（ｂ’）に模式的に示す補正ミラー２３ｂ，２３ｂ’に置換することによっても、同様の補正が可能である。
【０１８３】
これらの補正ミラー２３ｂ，２３ｂ’は、その反射面の形状は置換前の単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状と変わりない。
【０１８４】
但し、補正ミラー２３ｂは、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ｂ１上に順に、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｂ２、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｂ３を積層し、モリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｂ３のうち領域２３Ｅｂ（レチクル面Ｒの暗部Ｅｂに対応する部分）以外の部分を除去したものである。
【０１８５】
また、補正ミラー２３ｂ’は、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ｂ１上に順に、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｂ３、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｂ２を積層し、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｂ２のうち領域２３Ｅｂの部分を除去したものである。
【０１８６】
また、本実施形態の照明光学系においては、レチクル面Ｒの暗部Ｅｃを補正するために補正フィルタＦｃが用いられているが、単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の一部を、図１９（ｃ），図１９（ｃ’）に模式的に示す補正ミラー２３ｃ，２３ｃ’に置換することによっても、同様の補正が可能である。
【０１８７】
これらの補正ミラー２３ｃ，２３ｃ’は、その反射面の形状は置換前の単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状と変わりない。
【０１８８】
但し、補正ミラー２３ｃは、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ｃ１上に順に、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｃ２、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｃ３を積層し、モリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｃ３のうち領域２３Ｅｃ（レチクル面Ｒの暗部Ｅｃに対応する部分）以外の部分を除去したものである。
【０１８９】
また、補正ミラー２３ｃ’は、基板（ガラスやセラミックや金属などからなる）２３ｃ１上に順に、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層２３ｃ３、比較的反射率の低い珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｃ２を積層し、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層２３ｃ２のうち領域２３Ｅｃの部分を除去したものである。
【０１９０】
また、本実施形態においても、第１実施形態の変形例のところで述べた各種の方法（補正フィルタ又は補正ミラーの反射面の最上層にテーパを設ける、補正フィルタ又は補正ミラーを複数化する）により、照明強度のさらなる均一化を図ってもよい。
【０１９１】
また、本実施形態では、明部Ｅａ、暗部Ｅｂ、暗部Ｅｃを個別に補正する補正フィルタＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ、又は補正ミラー２３ａ、２３ｂ、２３ｃが用いられたが、同時に二つ以上の部分（例えば、暗部Ｅｂと暗部Ｅｃ）を補正する補正フィルタ、又は補正ミラーを用いることもできる。
【０１９２】
また、本実施形態の照明光学系において、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・は互いに等価なので、フィルタＦａ、Ｆｂ、Ｆｃによって覆われる単位ミラー、又は補正ミラー２３ａ，２３ｂ，２３ｃに置換される単位ミラーは、原理的にはどの単位ミラーであってもよい。但し、開口絞りの形状など、照明条件が変更可能である場合などには、その照明条件の変化に依らずに照明ムラの効果を持続させることのできるような最適な単位ミラーが選定されることが望ましい。
【０１９３】
また、本実施形態では、フィルタＦａ，Ｆｂ，Ｆｃによって覆われる単位ミラーは、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の何れかとされているが、射出端２３ｏｕｔを構成する単位ミラー２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・の何れかとすることもできる。
【０１９４】
但し、入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・とした方が、好ましい。なぜなら、それら単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の入射側とレチクル面Ｒとは共役であるので、補正フィルタＦａの領域ＦＥａのパターンがレチクル面Ｒの明部Ｅａのパターンの相似形となり、補正フィルタＦｂの領域ＦＥｂのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｂのパターンの相似形となり、補正フィルタＦｃの領域ＦＥｃのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｃのパターンの相似形となるからである。
【０１９５】
また、本実施形態では、補正ミラー２３ａ，２３ｂ，２３ｃに置換される単位ミラーは、フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の何れかとされているが、射出端２３ｏｕｔを構成する単位ミラー２３ｏｕｔ−１，２３ｏｕｔ−２，・・・の何れかとすることもできる。
【０１９６】
但し、入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・とした方が、好ましい。なぜなら、それら単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・とレチクル面Ｒとは共役に近いので、補正ミラー２３ａの領域２３Ｅａのパターンがレチクル面Ｒの明部Ｅａのパターンの相似形に近づき、補正ミラー２３ｂの領域２３Ｅｂのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｂのパターンの相似形に近づき、補正ミラー１３ｃの領域２３Ｅｃのパターンがレチクル面Ｒの暗部Ｅｃのパターンの相似形に近づくからである。
【０１９７】
なお、補正フィルタによる照明ムラの低減は、図１に示す照明光学系にも適用することができる。
【０１９８】
図１に示す照明光学系に適用する場合は、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎ近傍に所定の単位ミラーをカバーするように補正フィルタを配置する。
【０１９９】
すなわち、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを構成する単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・のうち一部の単位ミラーが、前述の図１６（３），図１７（３）、図１８（３）に示す補正フィルタＦａ，Ｆｂ，Ｆｃの何れかにより覆われる。
【０２００】
さらに、別の照明ムラ低減の実施例として、フライアイミラーの単位ミラー（図１において符号１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，図１１において符号２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・で示した。）のうち一部を、次のような粘性物質の塗布された補正ミラーに置換してもよい。
【０２０１】
この補正ミラーは、真空中でガスが発生せず、かつＥＵＶ光に対して反射率の低い粘土、グリース等の粘性のある物質（添加物質としてＰｔ，Ａｕを含有する場合も含む）を単位ミラーの表面に塗布したものである。単位ミラー上に塗布された粘性物質は、化学的処理により単位ミラー上に固着させてある。
【０２０２】
このように単位ミラーの表面に粘性物質を塗布することにより、レチクル面Ｒの明部Ｅａの照明強度を相対的に低減させるための反射率ムラを形成すること、あるいはレチクル面Ｒの暗部Ｅｂ，Ｅｃの照明強度を相対的に向上させるための反射率ムラを形成することが可能となる。
【０２０３】
また、本実施形態においては、斜入射を利用したフライアイミラーを構成する単位ミラーの形状として、放物面鏡の一部を利用しているが、同様な機能を有するのであれば、他の形状であってもよい。
【０２０４】
例えば、ウォルター型（Ｉ，II，III型全て）、シリンドリカルミラー、トロイダルミラーなどがある。
【０２０５】
［第３実施形態］
図２０に基づいて本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は投影露光装置の実施形態である。
【０２０６】
図２０は、本実施形態の投影露光装置の構成図である。
【０２０７】
本実施形態の投影露光装置は、露光ビームとしてＥＵＶ光（例えば波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式により走査露光動作を行う縮小投影型の投影露光装置である。
【０２０８】
投影露光装置には、投影光学系２００及び照明光学系１００が搭載される。照明光学系１００は、上述した第１実施形態又は第２実施形態の何れかの照明光学系であり、投影光学系２００の物体面に配置されたレチクル１０２の表面（レチクル面）Ｒを照明する。
【０２０９】
投影光学系２００は、レチクル面Ｒにおける反射光束の主光線を、像面側に配置されるウエハ１０上に実質的に垂直に投射する。
【０２１０】
投影光学系２００は、物体面側が非テレセントリックで、且つ像面側がテレセントリックであるとともに、複数枚（例えば２〜８枚程度であり、図２０では４枚）の反射ミラー１０６，１０７，１０８，１０９からなる反射系（投影倍率は１／４、１／５、１／６など）である。
【０２１１】
投影露光装置には、その他、レチクル１０２を保持するレチクルステージ１０３、ウエハ１０を保持するウエハステージ１１０等が備えられる。
【０２１２】
以上の構成の投影露光装置において、照明光学系１００は、第１実施形態又は第２実施形態で説明したとおり、レチクル面Ｒを従来よりも高い精度で均一に照明する。
【０２１３】
したがって、たとえ投影光学系２００が従来と同じ構成であったとしても、投影露光装置の露光ムラは低減される。
【０２１４】
［第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の補足］
なお、上記各実施形態では、投影露光装置のレチクル面Ｒを照明光学系の照明領域とみなし、全補正ミラーの総合の反射率分布、又は全補正フィルタの総合の透過率分布を、そのレチクル面Ｒの照明ムラを補正する特性（照明ムラの逆特性）に設定した。このようにしてレチクル面Ｒの照明ムラが補正されれば、それに伴い投影露光装置の露光ムラは低減される。しかし、これによって低減されるのは、照明光学系に起因する露光ムラであって、投影光学系など照明光学系以外の部分に起因した露光ムラは依然として発生し得る。
【０２１５】
そこで、次のように上記各実施形態を変形してもよい。
【０２１６】
投影露光装置の露光領域を照明光学系の照明領域とみなし、全補正ミラーの総合の反射率分布、又は全補正フィルタの総合の透過率分布を、投影露光装置の露光ムラを補正するような特性（露光ムラの逆特性）に設定する。つまり、レチクル面Ｒ上で意図的に照明ムラを発生させ、それによって照明光学系に起因した露光ムラと共に、照明光学系以外の部分に起因した露光ムラまでも抑える。
【０２１７】
［第４実施形態］
図２１、図２２、図２３、図２４、図２５、図２６、図２７に基づき本発明の第４実施形態を説明する。
【０２１８】
本実施形態は、照明光学系の実施形態である。本実施形態の照明光学系は、第１実施形態と同じタイプの照明光学系（直入射型の反射照明光学系。図１参照）を一部変更したものである。ここでは、第１実施形態の照明光学系（図１参照）との相違点についてのみ説明する。
【０２１９】
相違点は、投影露光装置の露光領域を照明領域とみなしてその露光ムラを補正する点と、露光領域に入射する光のｓ偏光成分による露光ムラとｐ偏光成分による露光ムラとの双方を考慮する点とにある。
【０２２０】
先ず、露光ムラを説明する。
【０２２１】
補正前の照明光学系をセットした投影露光装置では、その照明光学系を始めとする様々な原因により、露光領域の露光強度Ｉａの分布は、例えば図２１に実線で示すとおり不均一になる。
【０２２２】
なお、図２１の横軸Ｘは、露光領域内の所定方向（露光領域の長手方向）の各位置を示し、縦軸Ｉは、露光強度を示す。符号Ｉｓはｓ偏光成分による露光強度、符号Ｉｐはｐ偏光成分による露光強度、符号Ｉａは両者の平均露光強度である。
【０２２３】
平均露光強度Ｉａには、ムラが生じている。ｓ偏光成分による露光強度Ｉｓには、凹状のムラが生じており、ｐ偏光成分による露光強度Ｉｐには、別の凹状のムラが生じている。さらに、露光強度Ｉｓと露光強度Ｉｐとの間では、格差が生じている。
【０２２４】
次に、本実施形態の照明光学系の構成を説明する。
【０２２５】
本実施形態の照明光学系は、第１実施形態と同じタイプの照明光学系（直入射型の反射照明光学系。図１参照）において、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎの入射側の光路に、図２２（ａ）に示すように３つの補正フィルタＦｓ，Ｆｐ，Ｆｄを直列配置したものである。
【０２２６】
これら補正フィルタＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄの配置箇所は、基本的に投影露光装置のレチクル面Ｒ及びウエハ面と共役ないし、その付近である。但し、補正フィルタＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄのアライメントや交換作業の利便性向上のため、また、単位ミラーに入射する光線と反射する光線との干渉を避けるため、それらの配置場所は、共役な位置から所定量だけデフォーカスした位置に配置する事もあるものとする。このデフォーカスした位置の配置によって補正フィルタＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄに付着した塵や不要物が転写されることの悪影響を低減することができる。
【０２２７】
ここで、本実施形態では、説明を簡単にするために、図２１に示される光強度分布の不均一性はフライアイミラー１３の入射側の１つのミラー素子１３ｉｎに入射する光によって引き起こされるものとし、図２２（ａ）では、この１つのミラー素子１３ｉｎに入射する光によって引き起こされる照明ムラの補正について説明する。
【０２２８】
図２２（ａ）の拡大図を図２２（ｂ）に示した。
【０２２９】
図２２（ｂ）に示すように、補正フィルタＦｓ，Ｆｐ，Ｆｄは、入射端１３ｉｎの特定の単位ミラー１３ｉｎ−ｉ（図では１つの単位ミラーとした。）の入射光路に挿入されるべきフィルタ部ｆｓ、ｆｐ、ｆｄをＥＵＶ光に対して高い透過率を持つベリリウム（Ｂｅ）等の基板上にそれぞれ設けてなる。
【０２３０】
各補正フィルタＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄにおいてフィルタ部ｆｓ、ｆｐ、ｆｄの形成領域も含めて基板の厚さは極力薄く形成して透過率を１００％に近づけるか、あるいはＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄは必要最小限の大きさにし、ＥＵＶ光に対して高い透過率を持つベリリウム等の物質で作られた細いワイヤーを交差して形成した不図示の格子状懸架台に固定し、無用な光量の損失を極力避けるものとする。各フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄは、多層膜（透過率制御用の多層膜）からなる。
【０２３１】
補正用フィルタＦｓのフィルタ部ｆｓは、ｓ偏光成分の光により発生する照明ムラ（光強度ムラ）を補正するために、ｓ偏光成分の光に対して凸状の透過率分布を有し、補正用フィルタＦpのフィルタ部ｆｐは、ｐ偏光成分の光により発生する照明ムラ（光強度ムラ）を補正するために、ｐ偏光成分の光に対して凸状の透過率分布を有している。また、補正用フィルタＦｄのフィルタ部ｆｄは、それらのｓ偏光とｐ偏光との間の強度差を補正するために、例えば、ｐ偏光成分の光と比べてｓ偏光成分の光に対して所定量だけ低い一定の透過率分布を有している。この補正用フィルタＦｄのフィルタ部ｆｄにより、入射光束のｓ偏光とｐ偏光との間の最大強度の差又は平均強度の差を小さくすることができる。
【０２３２】
なお、補正用フィルタＦｓのフィルタ部ｆｓは、ｐ偏光成分の光に対して単なる透明部材または均一な透過率を持つ部材として作用し、１００％に近い透過率または所定の一定の透過率分布を有しており、同様に、補正用フィルタＦｐのフィルタ部ｆｐは、ｓ偏光成分の光に対して単なる透明部材または均一な透過率を持つ部材として作用し、１００％に近い透過率または所定の一定の透過率分布を有している。
【０２３３】
フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄそれぞれの透過率分布は、図２３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すとおりである。
【０２３４】
図２３（ａ），（ｂ），（ｃ）の横軸Ｘは、露光領域のＸ方向に対応する方向の各位置を示し、縦軸Ｔは、透過率を示す。符号Ｔｓはｓ偏光成分に対する透過率、符号Ｔｐはｐ偏光成分に対する透過率である。
【０２３５】
図２３（ａ）に示すように、フィルタ部ｆｓのｓ偏光成分に対する透過率Ｔｓの分布特性は、ｓ偏光成分の露光強度Ｉｓの凹状のムラ（図２１参照）を抑えて均一化するためのカーブ（凸状のカーブ）を描く。
【０２３６】
図２３（ｂ）に示すように、フィルタ部ｆｐのｐ偏光成分に対する透過率Ｔｐの分布特性は、ｐ偏光成分の露光強度Ｉｐの凹状のムラ（図２１参照）を抑えて均一化するためのカーブ（凸状のカーブ）を描く。
【０２３７】
図２３（ｃ）に示すように、フィルタ部ｆｄのｓ偏光成分に対する透過率Ｔｓの分布特性は、露光強度比（Ｉｓ／Ｉｐ）（図２１参照）を１として露光強度Ｉｓと露光強度Ｉｐとの格差を無くすためのカーブを描く。なお、図２３（ｃ）では簡単のため、カーブを近似的に直線で表した。
【０２３８】
なお、フィルタ部ｆｓ、ｆｐ、ｆｄに対し所望の透過率分布を付与するには、フィルタ部ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ上における各位置での多層膜の単位層群の構成、単位層群の積層回数、２次元ないし３次元的配置構成などのパラメーターを最適化する方法が挙げられる。また、最適化のパラメーターに多層膜を形成する基板の厚みとその分布を含めても良い。
【０２３９】
以上、本実施形態では、以上のフィルタ部ｆｓ，ｆｐの働きにより、ｓ偏光成分の露光強度Ｉｓのムラとｐ偏光成分の露光強度Ｉｐのムラとがそれぞれ補正されるので、仮に投影露光装置内の何れかの箇所にｓｐ偏光間に対しそれぞれ異なる作用をする光学部材（反射部材や、特殊材料からなる屈折部材など）が用いられていたとしても、投影露光装置の露光ムラは確実に抑えられる。
【０２４０】
また、フィルタ部ｆｄの働きにより、露光強度Ｉｓと露光強度Ｉｐとの格差が抑えられるので、レチクルパターンに依らず、投影露光装置の露光精度が高く保たれる（具体的には、直交方向の線状パターンと水平方向の線状パターンとの解像力の差が低く抑えられる。）。
【０２４１】
以上の本実施形態では、３つの補正フィルターＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄをフライアイミラー１３を構成する入射側の１つのミラー素子群１３ｉｎの光源側に配置した例を示したが、例えば、レチクル面（露光面）近傍やレチクル面（露光面）と共役な位置またはその近傍に配置することも可能である。この場合には、３つの補正フィルターＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄは、図２３に示す光学特性を有することが好ましいことは言うまでもない。
【０２４２】
（第４実施形態の変形例）
なお、本実施形態のフィルタ部ｆｄには、ｓ偏光成分の透過率を低下させるものが適用されたが、それは、ｐ偏光成分の露光強度Ｉｐよりもｓ偏光成分の露光強度Ｉｓの方が高かったからであり（図２１参照）、露光強度Ｉｓよりも露光強度Ｉｐの方が高かった場合には、そのフィルタ部ｆｄにｐ偏光成分の透過率を低下させるものが適用される。なお、その場合のフィルタ部ｆｄの透過率Ｔｐの分布特性は、露光強度比（Ｉｐ／Ｉｓ）（図２１参照）を１とするためのカーブを描く。
【０２４３】
また、本実施形態では、簡単のため、ｓ偏光成分の露光強度Ｉｓのムラの分布とｐ偏光成分の露光強度Ｉｐのムラの分布とを類似した凹状としたが、双方の分布が全く異なる場合であっても、フィルタ部ｆｓの透過率Ｔｓの分布特性とフィルタ部ｆｐの透過率Ｔｐの分布特性とをそれぞれ適切に設定すれば、露光ムラは確実に抑えられる。
【０２４４】
また、本実施形態のフィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄは、互いに同じ光路に配置（直列配置）されているが、フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄの何れか２つは、互いに異なる光路に配置（並列配置）されてもよい。
【０２４５】
また、本実施形態のフィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄは、互いに異なる補正フィルタＦｓ，Ｆｐ，Ｆｄに設けられているが、そのうち２つ又は全部が光路に対し並列配置されるよう単一の補正フィルタ上に並べて設けられてもよい。
【０２４６】
また、本実施形態のフィルタ部ｆｓ、ｆｐ、ｆｄの２つ又は３つと同じ機能を有するよう一体型に形成されたフィルタ部を用いても良い。
【０２４７】
図２４（ａ）には、フィルタ部ｆｓ，ｆｄと同じ機能のフィルタ部ｆｓｄを有した補正フィルタＦｓｄとフィルタ部ｆｐを有した補正フィルタＦｐとの組み合わせ例、及び、フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄを光路に対し並列配置されるよう並べて設けた単一の補正フィルタＦの例を示した。
【０２４８】
何れの場合にも、全補正フィルタの総合の透過率Ｔｓの分布及び透過率Ｔｐの分布が、図２４（ｂ）に示す特性になっていればよい。
【０２４９】
また、本実施形態では３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）を直列に１部ずつ配置している。しかし、この方法では３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）を光線が通る場合、設けられた多層膜の全体の厚さが厚くなるため、照明ムラの補正以前に多層膜に光吸収される恐れがある。この結果、３つのフィルター部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）により補正されたはずの単位ミラーからの光が消失ないし、微弱になりすぎて補正の役割を果たさなくなる可能性がある。このような場合には、３種類の補正フィルタ（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）をそれぞれ、別々の単位ミラーに対して作用するように配置することが好ましい。
【０２５０】
反射型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によってムラのない照明を実現する原理は、フライアイミラーを構成する各々の単位ミラー（ミラー素子）毎の微小な光学的特性もしくは性能（ミラーなら反射率差、レンズなら透過率差等）の差異があったとしても、複数の単位ミラーからの光線がコンデンサー光学系を介した後の被照射面（または被照射面と共役な面）での重畳による平均化効果により、一定の値に到達することによる。
【０２５１】
ここで、ｓ偏光とｐ偏光の光強度分布（または照度分布）に対してそれぞれ被照射面内（露光エリア内）でムラがあったり、ｓ偏光とｐ偏光との間で最大強度又は平均強度に差があった場合には、これらのムラを打ち消す特性を持った単位ミラーをフライアイミラー中に配置する事で目標とする値（ｓ偏光によるムラ、ｐ偏光によるムラ、及びｓ偏光とｐ偏光との間で最大強度又は平均強度の差が無い状態）を実現する事が原理上可能である。
【０２５２】
本発明の図１では、フライアイミラーに入射する光線は平行光束で、かつ単位ミラーも同じものを使用している。よって、３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）の作用を分解し、それぞれ他の単位ミラーにぞれぞれ作用させても原理的には重ね合わせにより同じ結果が得られるはずである。
【０２５３】
しかし、平行光束を形成するコリメーターミラーの反射率ムラなどにより、単位ミラーが全て同じで、入射する光線の角度が等しくとも同じ結果が得られない場合がある。このような場合、補正しきれていない各種の照明ムラに応じて３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）の何れかを複数個使用して補正するか、あるいは３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）の補正能力を低減させた新たな３つのフィルタ部（ｆｓ’、ｆｐ’、ｆｄ’）の何れかを複数個使い、ｓ偏光によるムラ、ｐ偏光によるムラ、及びｓ偏光とｐ偏光との間の強度差をそれぞれ補正することができる。さらには、３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）と新たな３つのフィルタ部（ｆｓ’、ｆｐ’、ｆｄ’）との組み合わせや、３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）の何れかを複数個使用すると共に、新たな３つのフィルタ部（ｆｓ’、ｆｐ’、ｆｄ’）の何れかを複数個使用することも可能である。このような調整手法により、無理なく理想的露光条件からの微小な差異に倒しても十分な補正が可能となる。
【０２５４】
なお、以上にて説明した、３つのフィルタ部（ｆｓ、ｆｐ、ｆｄ）や新たな３つのフィルタ部（ｆｓ’、ｆｐ’、ｆｄ’）は、フライアイミラーよりも光源側の光路中に配置される透過性基板または並列配置された複数の透明基板に設けることも可能ではあるが、フライアイミラーを構成する単位ミラー（ミラー素子）にそれぞれ形成することが可能であることは言うまでもない。
【０２５５】
図２５（ａ）には、ｐ偏光成分のムラを補正するためにｐ偏光の光に対して所定の透過率を有する２つのフィルタ部ｆｐ−ｉ，ｆｐ−ｊを光路に対し並列配置されるよう並べて設けた単一の補正フィルタＦｐを示した。この場合、フィルタ部ｆｐ−ｉ，ｆｐ−ｊが分担して透過率の制御をする。
【０２５６】
この図２５で示す例では、不図示ではあるが、当然のことながら、ｓ偏光成分のムラを補正するための複数のフィルタ部、及びｓ偏光とｐ偏光との間の光強度差を補正するための複数のフィルタ部がそれぞれ別部材で構成されている。さらには、これらの３種の機能を分担したフィルタ部のミラー要素１３ｉｎに対応した部分を複合して１部材または２部材で構成することも可能である。
【０２５７】
また、図２２（ｂ）などに示した補正フィルタＦｓ、Ｆｐ、Ｆｄの配置は入射端１３ｉｎへの入射光線に対して垂直に配置されるものであるが、図２５（ｂ）に示すように、入射光線に垂直に配置せず、単位ミラー群が配置されている基板面に対して平行に配置することもできる。
【０２５８】
このような配置を取ることでフィルタのアライメントが容易になり、複数の補正フィルタを使用する場合に各入射光線に対してフィルタの作用を均一に与えやすくなる。
【０２５９】
また、本実施形態では、入射光束の透過率を制御する補正フィルタ（図２２（ｂ）など参照）が用いられたが、それに代えて、図２６に示すように、入射光束の反射率を制御する反射型の補正板Ｂが用いられてもよい。
【０２６０】
図２６に示すように、反射型の補正板Ｂは、反射性基板上に補正部ｆ’を有したものである。補正部ｆ’の反射率分布は、フィルタ部ｆの透過率分布と同じに設定される。但し、この反射型の補正板Ｂを用いる場合には、照明光学系の光路を少なくとも１回折り曲げる必要がある。
【０２６１】
また、本実施形態では、補正フィルタＦｓ，Ｆｐ（又は補正フィルタＦｄ）として、透明基板上に多層膜からなるフィルタ部ｆｓ，ｆｐ（又はフィルタ部ｆｄ）を設けたもの（図２２（ｂ）など参照）が用いられたが、図２７（ａ），（ｂ）に示すように、透明基板上に格子状のキズ（刻線パターン）ｆｓ”，ｆｐ”を設けてなる補正フィルタＦｓ”，Ｆｐ”が用いられてもよい。
【０２６２】
図２７（ａ），（ｂ）それぞれにおいて下段は補正フィルタＦｓ”，Ｆｐ”の断面の様子、中段は刻線パターンｆｓ”，ｆｐ”の全体を正面から見たときの様子（透過率の二次元分布が凸状であるときの様子。）、上段は刻線パターンｆｓ”，ｆｐ”の部分拡大図である（何れも模式図）。
【０２６３】
フィルタ部ｆｓ”の刻線パターンｆｓ”の方向は、入射光束のｓ偏向成分の光量が低減する方向に設定されている。刻線パターンｆｓ”の配置密度の分布特性は、フィルタ部ｆｓの透過率Ｔｓの分布の逆特性である（刻線パターンｆｓ”の配置密度が高いほど透過率Ｔｓは低くなるので。）。
【０２６４】
一方、補正フィルタＦｐ”の刻線パターンｆｐ”の方向は、入射光束のｐ偏向成分の光量が低減する方向に設定されている。刻線パターンｆｐ”の配置密度の分布特性は、フィルタ部ｆｐの透過率Ｔｐの分布の逆特性である（刻線パターンｆｐ”の配置密度が高いほど透過率Ｔｐは低くなるので。）。
【０２６５】
また、このような補正フィルタＦｓ”，Ｆｐ”の代わりに、刻線パターンｆｓ”，ｆｐ”と同様のパターンで張られたワイヤ群を用いてもよい。
【０２６６】
また、本実施形態の照明光学系は、第１実施実施形態と同じタイプの照明光学系（直入射型の反射照明光学系。図１参照）を変更したものであるが、第２実施形態と同じタイプの照明光学系（斜入射型の反射照明光学系。図１１参照）を同様に変更することもできる。
【０２６７】
また、本実施形態では、露光強度Ｉｓと露光強度Ｉｐとの格差の低減が図られたが、投影露光装置の露光方式としてスキャン方式が適用された場合など、露光強度Ｉｓと露光強度Ｉｐとの間に所定の格差を設けることで求められる場合には、露光強度Ｉｐのムラと露光強度Ｉｓのムラとがそれぞれ補正されると共に、露光強度Ｉｐと露光強度Ｉｓとの間にその所定の格差が設けられるよう各フィルタ部（フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄなど）の特性が設定される。
【０２６８】
［第５実施形態］
図２８、図２９、図３０に基づき本発明の第５実施形態を説明する。
【０２６９】
本実施形態は、照明光学系の製造方法の実施形態である。
【０２７０】
本実施形態で製造する照明光学系は、第１実施形態と同じタイプの照明光学系（直入射型の反射照明光学系。図１参照）である。本実施形態では、この照明光学系のフライアイミラー１３の入射端１３ｉｎの何れかの単位ミラー１３ｉｎ−ｉを、それと同じ反射面形状の補正ミラーに置換することにより、投影露光装置の露光ムラの補正を図る。
【０２７１】
製造方法の手順は、図２８に示すとおりである。
【０２７２】
先ず、ステップＳ１において、図２９に示すごとく補正ミラーへの置換前の照明光学系（補正前の照明光学系）１００’を投影露光装置にセットし、露光ムラ（ここでは、露光領域内の露光強度分布のことを指す。）を測定する。この測定では、例えば、ウエハステージ１１０上に設けられた測光センサ２０９が用いられる（図２９参照）。測光センサ２０９で露光領域を二次元走査すれば、露光ムラの測定データが得られる。
【０２７３】
次のステップＳ２において、ステップＳ１の測定により得られた測定データと、フライアイミラー１３の各単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射率分布の測定データ（又は設計データ）に基づき、補正ミラーに付与すべき反射率分布の目標値を決定する。このとき、置換すべき補正ミラーの数、置換対象となる単位ミラー１３ｉｎ−ｉなども決定される。
【０２７４】
次のステップＳ３において、ステップＳ２にて決定された目標値に最も近い反射率分布を実現する補正ミラーの多層膜を設計する。具体的には、補正ミラーの反射面に形成すべき多層膜の単位層群の構成（材料、及びその厚さｄ等）、及び単位層群の積層回数Ｎを目標値により最適化する。この最適化には、多層膜設計の公知の手法を適用できる。なお、この厚さｄや積層回数Ｎは、補正ミラーの反射面上の位置毎（単位領域毎）にそれぞれ異なる値を採る。その理由を以下に述べる。
【０２７５】
先ず、照明光学系の光源１１にはＥＵＶ光（Ｘ線の一種）が用いられるので、多層膜は、第１実施形態で述べたとおり、例えばモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）等からなる単位層群を積層したものである。このような多層膜での反射は、多数の界面で反射した光の干渉を利用している。
【０２７６】
このため、入射光（ここではＥＵＶ光）の角度（ここでは、光線と入射面とが成す角度）が、入射光単位層群の厚さ（周期長）ｄ及び波長λに対し、ブラッグの反射条件（２ｄｓｉｎθ＝ｎλ（ｎ：任意の整数））を満たすときには、高い反射率で反射するが、これを満たさないときは殆ど反射しない。
【０２７７】
また、単位層群の積層回数Ｎが大きいほど入射光は高い反射率で反射するが、単位層群の積層回数Ｎが大きいほど反射率の角度特性のピークの半値幅は狭まる。
【０２７８】
ここで、照明光学系においては、図３０に示すように、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの各位置には、入射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・がそれぞれ異なる角度で入射する。例えば、入射光Ｌ１の角度は８４．２６°、入射光Ｌ２の角度は８５．７０°、入射光Ｌ３の角度は８７．１３°である。
【０２７９】
このとき、波長λ＝１３．５ｎｍ、ｎ＝１とすると、最適な厚さｄは、以下のとおりそれぞれ異なる。
【０２８０】
入射光Ｌ１：ｄ＝６．７８４ｎｍ
入射光Ｌ２：ｄ＝６．７６９ｎｍ
入射光Ｌ３：ｄ＝６．７５８ｎｍ
このように、厚さｄだけ比較しても、入射光の角度によって、すなわち反射面の位置によって異なることは明らかである。
【０２８１】
なお、補正ミラーの反射面の曲率半径が小さくなるほど各入射光の角度の相違が顕著になるので、最適化の際に各単位領域の細分化をする必要がある。
【０２８２】
また、補正ミラーの反射面が複雑な形状になるほど各入射光の角度の相違が顕著になるので、最適化の際に単位領域の細分化をする必要がある（以上、ステップＳ３）。
【０２８３】
ステップＳ４：ステップＳ３にて設計された多層膜を設けた補正ミラーを製造し、その補正ミラーを備えたフライアイミラー１３を照明光学系に組み込み、照明光学系を完成させる。
【０２８４】
以上、本実施形態の製造方法では、補正ミラーに付与すべき反射率分布の目標値を決定する際に、露光ムラの測定データだけでなく、置換前の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射率分布のデータにも基づく。このように詳細な情報に基づいて決定された目標値は、投影露光装置の露光ムラを補正するために必要な反射率分布を的確に示す。
【０２８５】
その結果、本実施形態の製造方法により製造された照明光学系は、投影露光装置の露光ムラを高精度に抑えることができる。
【０２８６】
（第５実施形態の変形例）
なお、本実施形態の製造方法にて製造した照明光学系は、投影露光装置に固有の露光ムラを抑えるものであるが、以下の手順（１），（２），（３）を経て製造される照明光学系は、投影露光装置の稼働中の露光ムラの変化までも抑えることができる。
【０２８７】
（１）投影露光装置の出荷前に、投影露光装置の稼働時に発生し得る各種の露光ムラをシミュレーション又は実測に基づき予測する。
【０２８８】
（２）各種の露光ムラをそれぞれ補正する各種のフライアイミラーを、上述したステップＳ２，Ｓ３の手順を経て製造する。
【０２８９】
（３）製造された各種のフライアイミラーを切り換え可能に搭載した照明光学系を組み立てる。
【０２９０】
この照明光学系によれば、使用者が各種のフライアイミラーを適宜切り換えるだけで、投影露光装置の稼働時に経時的に発生する露光ムラの変化や、稼働時に突発的に発生する照明ムラなどをも抑えることができる。
【０２９１】
また、本実施形態の照明光学系は、第１実施形態と同じタイプの照明光学系（直入射型の反射照明光学系。図１参照）としたが、第２実施形態と同じタイプの照明光学系（斜入射型の反射光学系。図１１参照）であってもよい。
【０２９２】
その場合、補正ミラーの反射面に形成されるのは、第２実施形態で述べたとおり、例えば珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）の層や、比較的反射率の高いモリブデン（Ｍｏ）又はルテニウム（Ｒｕ）の層などからなる層である（図１９参照）。したがって、ステップＳ３にて設計されるのは、これらの層の構造である。
【０２９３】
なお、以上の各実施形態の説明では、偏光光を互いに直交した２方向に直線偏光するｐ偏光光とｓ偏光光としたが、直交した２方向に偏光する光は必ずしも直線偏光の同士の光でなくても良く、互いに交差する２方向に偏光する光の組み合わせであれば何でも良い。従って、本発明で言う互いに交差する２方向で偏光する光とは、互いに直交又は交差した２方向に偏光する直線偏光の光の組み合わせ、互いに直交又は交差した２方向に長径（短径）を有する楕円偏光の光の組み合わせ、さらには右回り円偏光と左周りの円偏光との組み合わせを含むものである。
【０２９４】
また、以上の各実施形態による被照明面での照明ムラの補正手法を用いたり、或いは補正手段を設けることによって、良好なる光学性能を有する照明装置の調整方法や照明装置の製造方法が実現できる。
【０２９５】
さらに、以上の各実施形態によるマスク面や感光性基板面での照明ムラの補正手法を用いたり、或いは補正手段を設けることによって、良好なるマイクロデバイスを製造できる露光装置の調整方法や露光装置の製造方法が実現できる。
【０２９６】
［第６実施形態］
図３１、図３２に基づいて本発明の第６実施形態について説明する。
【０２９７】
上述の実施形態にかかる投影露光装置では、照明光学系によってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、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に露光する（露光工程）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。
【０２９８】
以下、上述の実施形態の投影露光装置を用いて感光性基板としての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３１のフローチャートを参照して説明する。
【０２９９】
先ず、図３１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ｌ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、上述の実施形態の投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその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。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【０３００】
また、上述の実施形態の投影露光装置では、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。
【０３０１】
以下、図３２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。
【０３０２】
図３２において、パターン形成工程４０１では、上述の実施形態の投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レ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ー形成工程４０２へ移行する。
【０３０３】
次に、カラーフィルター形成工程４０２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ーの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【０３０４】
セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１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ー形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程４０４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。
【０３０５】
以上の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０３０６】
［各実施形態の補足］
なお、本文中に透過型フィルタの材料にベリリウム（Ｂｅ）を使用すると書かれている部分があるが、これは材料を特定するものではなく、要はＥＵＶ光に対して高い透過率を持ち、真空中に配置する上で適切（真空排気の際にガスが出ない等）であればどのような材料であってもよく、例えば十分に薄くされた銅（Ｃｕ）などでも良い。
【０３０７】
以上にて記載した透明基板とは、ＥＵＶ光に対して高い透過率を持つ基板のことを意味し、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）等の高い透過率を持つ薄膜を透明基板として用いることができる。この場合、ベリリウム（Ｂｅ）等の高い透過率を持つ薄膜は、例えば、ワイヤーを格子状に配置したものなどで懸架することができる。
【０３０８】
また、上記各実施形態では、反射型の照明光学系、反射型の投影光学系を説明したが、本発明は、反射屈折型の照明光学系や、反射屈折型の投影光学系に代えることもできる。
【０３０９】
また、上記各実施形態では、投影露光装置に適用される照明光学系を説明したが、視野の照明ムラを低減すべき他の光学機器（顕微鏡など）に本発明の照明光学系を適用してもよい。
【０３１０】
以上の各実施形態においては、互いに交差する２方向の偏光光により発生する照明ムラや露光ムラを補正する例を示したが、本発明は交差する２方向の偏光光のうちの１つの偏光光により発生する照明ムラや露光ムラを補正するものであっても良く、さらには特定の偏光光により発生する照明ムラや露光ムラを補正するものであっても良い。
【０３１１】
また、偏光光により発生する照明ムラや露光ムラを補正することに関する以上の各実施形態においては、主に反射系で構成される光学系（照明光学系等）について説明したが、屈折系で構成される光学系（照明光学系等）、あるいは屈折系と反射系との組み合わせで構成される光学系（照明光学系等）に本発明のムラ補正手段を用いることも有効である。
【０３１２】
以上の各実施形態におけるムラ補正は、照明光学系、照明装置、または投影露光装置等の装置の製造過程（製造方法）や、これらの装置の使用過程等にて用いることが可能であり、さらには、各実施形態を組み合わせてムラ補正を行うことも可能である。
【０３１３】
なお、上記各実施形態の照明光学系においては、照明ムラ（又は露光ムラ）を補正する補正手段として、例えば、図３３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの反射面に直接装着される補正板Ｂ’を用いてもよい。
【０３１４】
図３３（ａ）に示す補正板Ｂ’は圧着器３０１で反射面に圧着される。
【０３１５】
図３３（ｂ）に示す補正板Ｂ’は、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの周縁の非使用領域に介在するクライコングリースなどの接着剤３０２によって反射面に装着される。
【０３１６】
図３３（ｃ）に示す補正板Ｂ’は、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの周縁の非使用領域に固定されるネジ３０３によって反射面に装着される。
【０３１７】
図３３（ｄ）に示す補正板Ｂ’は、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの隣接ミラーとの間隙と嵌合するツメ（突出部）３０４によって反射面に装着される。
【０３１８】
図３３（ｅ）に示す補正板Ｂ’は、単位ミラー１３ｉｎ−ｉの周縁の非使用領域に設けられた懸架台３０５によって反射面に装着される。
（産業上の利用の可能性）
本発明によれば、光学系の組み立て後に生じる僅かな照明ムラまでもが低減された照明光学系が実現する。
【０３１９】
また、本発明によれば、露光ムラの少ない高性能な投影光学系が実現する。
【０３２０】
また、本発明によれば、高性能なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法が実現する。
【０３２１】
また、本発明によれば、照明ムラの低減された高性能な照明装置を製造することのできる照明装置の製造方法が実現する。
【０３２２】
また、本発明によれば、投影露光装置の露光ムラを低減することのできる投影露光装置の調整方法が実現する。
【０３２３】
また、本発明によれば、露光ムラの少ない高性能な投影露光装置を製造することのできる投影露光装置の製造方法が実現する。
【図面の簡単な説明】
【０３２４】
【図１】第１実施形態の照明光学系の概略構成図である。
【図２】補正前のレチクル面Ｒの照明ムラを説明する図である。
【図３】フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを示す図である。
【図４】補正ミラー１３ａを説明する図である。
【図５】補正ミラー１３ｂを説明する図である。
【図６】補正ミラー１３ｃを説明する図である。
【図７】補正ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃの反射率分布を説明する図である。
【図８】補正後のレチクル面Ｒの照明強度分布を示す図である。
【図９】微調整ミラー１３ａ’を説明する図である。
【図１０】第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図１１】第２実施形態の照明光学系の概略構成図である。
【図１２】コリメータミラー２２を説明する図である。
【図１３】コリメータミラー２２’を説明する図である。
【図１４】フライアイミラー２３を説明する図である。
【図１５】フライアイミラー２３の入射端２３ｉｎを構成する単位ミラー２３ｉｎ−１，２３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
【図１６】補正フィルタＦａを説明する図である。
【図１７】補正フィルタＦｂを説明する図である。
【図１８】補正フィルタＦｃを説明する図である。
【図１９】第２実施形態の変形例を説明する図である。
【図２０】第３実施形態の投影露光装置の構成図である。
【図２１】第４実施形態の投影露光装置の露光ムラを示す図である。
【図２２】第４実施形態の照明光学系の構成を説明する図である。
【図２３】フィルタ部ｆｓ，ｆｐ，ｆｄの透過率分布を示す図である。
【図２４】第４実施形態の照明光学系の変形例を説明する図である（補正フィルタの数などを変えた変形例）。
【図２５】第４実施形態の照明光学系の変形例を説明する図である。（ａ）は、フィルタ部の数を変えた変形例、（ｂ）はフィルタＦの姿勢を変えた変形例である。
【図２６】第４実施形態の照明光学系の変形例を説明する図である（補正フィルタＦに代えて補正板Ｂを使用した変形例）。
【図２７】第４実施形態の照明光学系の変形例を説明する図である（刻線パターンｆｓ”，ｆｐ”を設けてなる補正フィルタＦｓ”，Ｆｐ”を使用した変形例）。
【図２８】第５実施形態の照明光学系の製造方法のフローチャートである。
【図２９】ステップＳ１を説明する図である。
【図３０】単位ミラー１３ｉｎ−ｉと入射光との関係を示す図である。
【図３１】第６実施形態のマイクロデバイスの製造方法のフローチャートである。
【図３２】液晶表示素子を製造する方法のフローチャートである。
【図３３】単位ミラー１３ｉｎ−ｉの反射面に装着される補正板Ｂ’を説明する図である。

Claims (16)

1. 極端紫外光を出射する光源、コリメータ、フライアイミラー、及びコンデンサを順に配置し、そのコンデンサの射出側における所定の照明領域をケーラー照明する照明光学系において、
   前記フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうち少なくとも一つは、
   前記照明領域の照明ムラの一部又は全部を補正するための反射率ムラを有した補正ミラーである
   ことを特徴とする照明光学系。
2. 請求項１に記載の照明光学系において、
   前記複数の単位ミラーの個数に対する前記補正ミラーの個数の比は、
   前記照明ムラの程度に応じた値に調整されている
   ことを特徴とする照明光学系。
3. 請求項１又は請求項２に記載の照明光学系において、
   前記複数の単位ミラーには、それぞれ反射率向上用の多層膜が設けられており、
   前記補正ミラーの前記多層膜の層数には、前記反射率ムラを実現するための分布が付与されている
   ことを特徴とする照明光学系。
4. 請求項１又は請求項２に記載の照明光学系において、
   前記複数の単位ミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されており、
   前記補正ミラーの反射面の表面構造には、前記反射率ムラを実現するための分布が付与されている
   ことを特徴とする照明光学系。
5. 請求項４に記載の照明光学系において、
   前記光源が出射する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、
   前記複数の単位ミラーは、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される
   ことを特徴とする照明光学系。
6. 極端紫外光を出射する光源、コリメータ、フライアイミラー、及びコンデンサを順に配置し、そのコンデンサの射出側における所定の照明領域をケーラー照明する照明光学系において、
   前記フライアイミラーを構成する複数の単位ミラーのうち少なくとも一つの入射側には、
   前記照明領域の照明ムラの一部又は全部を補正するための透過率ムラを有した補正フィルタが配置される
   ことを特徴とする照明光学系。
7. 請求項６に記載の照明光学系において、
   前記複数の単位ミラーの個数に対する前記補正フィルタの個数の比は、
   前記照明ムラの程度に応じた値に調整されている
   ことを特徴とする照明光学系。
8. 請求項６又は請求項７に記載の照明光学系において、
   前記補正フィルタの厚さには、前記透過率ムラを実現するための分布が付与されている
   ことを特徴とする照明光学系。
9. 請求項６〜請求項８の何れか一項に記載の照明光学系において、
   前記複数の単位ミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されている
   ことを特徴とする照明光学系。
10. 請求項９に記載の照明光学系において、
    前記光源が出射する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、
    前記複数の単位ミラーは、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される
    ことを特徴とする照明光学系。
11. 請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の照明光学系において、
    前記補正ミラーは、
    前記照明領域を照明する互いに交差する二方向に偏光する偏光光のうちの少なくとも一方向に偏光する偏光光より生ずる照明ムラを補正する
    ことを特徴とする照明光学系。
12. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の照明光学系において、
    前記補正ミラーは、
    前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１反射率分布特性と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２反射率分布特性を有している
    ことを特徴とする照明光学系。
13. 請求項６〜請求項１０の何れか一項に記載の照明光学系において、
    前記補正フィルタは、
    前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１透過率分布と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２透過率分布とを有している
    ことを特徴とする照明光学系。
14. 請求項１３に記載の照明光学系において、
    前記補正フィルタは、
    前記照明領域を照明する第１偏光成分による照明ムラを補正するための第１偏光成分に対する第１透過率分布を有する第１フィルタ部材と、前記照明領域にて前記第１偏光成分と交差する方向に偏光する第２偏光成分の照明ムラを補正するための第２偏光成分に対する第２透過率分布を有する第２フィルタ部材とを含む
    ことを特徴とする照明光学系。
15. マスクを第１面に保持するマスクステージと、
    感光性基板を第２面に保持する基板ステージと、
    前記第１面の像を前記第２面に投影する投影光学系と、
    前記第１面を照明することによりその第１面と前記第２面とを同時に照明する請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載の照明光学系とを含み、
    前記照明光学系は、
    前記照明領域としての前記第１面又は前記第２面の照明ムラを補正するよう予め設定されている
    ことを特徴とする投影露光装置。
16. 請求項１５に記載の投影露光装置を用いてマイクロデバイスを製造する
    ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

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