JP5644416B2 - 光学ユニット、光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フライアイミラーを有する光学ユニット、該光学ユニットを有する光学系、該光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。

一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクに露光光を照明する照明光学系と、露光光によって照明されたマスクのパターンの像を感光性材料の塗布されたウエハやガラスプレートなどの基板に投影する投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの像の微細化を図るために、露光技術の更なる高解像度化が要望されている。その高解像度化を達成する露光装置の一つとして、５〜２０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：極端紫外）光を露光光として用いるＥＵＶ露光装置が注目されている。こうした露光装置の照明光学系は、マスクの被照射面を照明する照明光の強度分布を均一にするために、一対のフライアイミラーで構成される光学ユニットを備えている（例えば特許文献１）。

米国特許公開２００７−０２７３８５９号公報

しかしながら、これまでの露光装置の照明光学系は、照明光の照明条件を変更するために、照明条件に対応した開口が形成された絞り等の光学部材を用いて、照明光を形成する必要があった。このため、照明光の一部が光学部材で遮られ、照明光を損失してしまっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高いスループットを達成する光学ユニット、光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明は、光源（１２）からの光（ＥＬ）を用いて被照射面（Ｒａ）を照明する光学ユニット（２０）であって、前記光源（１２）と前記被照射面（Ｒａ）との間に配置され、前記光源（１２）からの光（ＥＬ）を波面分割して反射する複数の第１ミラー要素（４７）を有する第１のフライアイミラー（４５）と、前記第１のフライアイミラー（４５）で波面分割された光（ＥＬ）を反射する複数の第２ミラー要素（６７）を有する第２のフライアイミラー（６５）と、前記光源（１２）と前記第１のフライアイミラー（４５）との間に挿入可能に配置され、前記光源（１２）からの光（ＥＬ）を波面分割して、前記第２のフライアイミラー（６５，８５，９０）に反射する複数の第３ミラー要素（５２）を有する第３のフライアイミラー（５０）と、を備えることを要旨とする。

上記構成によれば、光源（１２）と第１のフライアイミラー（４５）との間に第３のフライアイミラー（５０）を挿入させるだけで、光源（１２）からの光（ＥＬ）が入射するフライアイミラーを第３のフライアイミラー（５０）に切り替えることができる。すなわ
ち、第１のフライアイミラー（４５）を移動させることなく、光（ＥＬ）が入射するフライアイミラーを切り替えることができる。それゆえに、第１のフライアイミラー（４５）を待避させておくための空間が必要ないことから、その空間の分だけ光学ユニット（２０）が占有する容積を縮小させることが可能である。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態に示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明の一実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す概略構成図。 第１の実施形態における光学ユニットの概略構成を示す概略構成図。 入射側フライアイミラーの平面構造を示す平面図。 第１の実施形態における射出側フライアイミラーの平面構造を示す平面図。 第１の実施形態において、照明条件変更時の各フライアイミラーの作動態様の一例を模式的に示す図。 第１の実施形態において、照明条件変更時の各フライアイミラーの作動態様の一例を模式的に示す図。 第２の実施形態における光学ユニットの概略構成を模式的に示す図。 第２の実施形態における射出側フライアイミラーの平面構造を示す平面図。 第３の実施形態における光学ユニットの概略構成を示す概略構成図。 第３の実施形態における射出側フライアイミラーの平面構造を模式的に示す平面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート

以下に、本発明の態様を具体化した実施形態について図１〜図１０に基づき説明する。
まず、本発明にかかる露光装置について説明する。なお、本実施形態では、投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に沿ってＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向に沿ってＸ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向ともいう。

図１に示されるように、本実施形態の露光装置１１は、光源装置１２から射出される、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ
Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置である。こうした露光装置１１は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ１３（図１では二点鎖線で囲まれた部分）を備えている。このチャンバ１３内には、光源装置１２からチャンバ１３内に射出された露光光ＥＬで所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを照明する照明光学系１４と、パターンの形成されたパターン形成面Ｒａ（被照射面）が−Ｚ方向側（図１では下側）に配置されるようにレチクルＲを保持するレチクル搬送装置１５とが設けられている。また、チャンバ１３内には、レチクルＲを介した露光光ＥＬでレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを照射する投影光学系１６と、露光面（感光性材料が塗布されたウエハ表面）Ｗａが＋Ｚ方向側（図１では上側）に配置されるようにウエハＷを保持するウエハ搬送装置１７とが設けられている。

光源装置１２は、波長が５〜２０ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして出力する装置であって、図示しないレーザ励起プラズマ光源を備えている。このレーザ励起プラズマ光源では、高出力レーザを用いて高密度のＥＵＶ光発生物質（ターゲット）を照射することにより、ターゲットがプラズマ化され、該プラズマからＥＵＶ光が露光光ＥＬとして放射され
る。高出力レーザとしては、例えば、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザ励起を利用したＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどがある。そして、放射された露光光ＥＬは、図示しない集光光学系によって集光されてチャンバ１３内に出力される。

照明光学系１４は、光源装置１２から射出された露光光ＥＬを集光するコリメート用ミラー１９、露光光ＥＬによってレチクルＲに形成される照明領域内の照度分布を均一にするための光学ユニット２０、光学ユニット２０から射出された露光光ＥＬをレチクルＲに導くためのコンデンサミラー２３及び折り返し用の折り返しミラー２４によって構成されている。コリメート用ミラー１９は、光源装置１２と光学ユニット２０との間に設けられ、凹面状のミラー面を有する。光源装置１２から射出された露光光ＥＬは、コリメート用ミラー１９で反射されて、略平行光として光学ユニット２０に導かれる。

光学ユニット２０は、その構成については後述するが、一対のフライアイミラーである入射側フライアイミラー２１と射出側フライアイミラー２２とを用いて、レチクルＲの被照射面における露光光ＥＬの照度分布を均一にする。

折り返しミラー２４は、平面状のミラー面を有し、露光光ＥＬをレチクルＲのパターン形成面Ｒａに対して斜め方向から照明させるように配置されている。そして、折り返しミラー２４によって反射された露光光ＥＬは、レチクルＲのパターン形成面Ｒａに入射する入射角を極力小さくした状態でパターン形成面Ｒａを照明する。これにより、レチクルＲに形成されたパターンの掘り込みが影となって投影光学系１６に入射することが抑制される。一例として、入射角は１０度である。

レチクル搬送装置１５は、投影光学系１６の物体面側に配置されると共に、レチクルＲを静電吸着するための第１静電吸着保持装置２５を備えている。この第１静電吸着保持装置２５は、誘電性材料で形成され且つ吸着面２６ａを有する基体２６と、該基体２６内に配置される図示しない複数の電極部とを備えている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体２６から発生されるクーロン力により、吸着面２６ａにレチクルＲが静電吸着される。

また、レチクル搬送装置１５は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、Ｙ軸方向（図１における左右方向）に移動可能である。すなわち、レチクルステージ駆動部は、レチクル搬送装置１５に保持されるレチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクルステージ駆動部は、レチクルＲをＸ軸方向（図１において紙面と直交する方向）、Ｚ軸方向及びθｚ方向に微動させることが可能である。なお、レチクルＲのパターン形成面Ｒａが露光光ＥＬで照明される場合、該パターン形成面Ｒａの一部には、Ｘ軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。

投影光学系１６は、露光光ＥＬでレチクルＲのパターン形成面Ｒａを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率（例えば１／４倍）に縮小させる光学系である。こうした投影光学系１６は、６枚の反射型のミラー２８，２９，３０，３１，３２，３３を備えている。そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２８、第２ミラー２９、第３ミラー３０、第４ミラー３１、第５ミラー３２、第６ミラー３３の順に反射され、ウエハ搬送装置１７に保持されるウエハＷに導かれる。

照明光学系１４及び投影光学系１６が備えるミラー１９、光学ユニット２０を構成するフライアイミラーの各ミラー、ミラー２３，２４，２８〜３３のミラー面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。ミラー面に形成される反射層は、例えば、波長約１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して高反射率となるように、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）とが繰り返し積層された多層膜である。

ウエハ搬送装置１７は、ウエハＷを静電吸着するための第２静電吸着保持装置３４を備えている。この第２静電吸着保持装置３４は、誘電性材料で形成され且つ吸着面３５ａを有する基体３５と、該基体３５内に配置される図示しない複数の電極部とを備えている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体３５から発生されるクーロン力により、吸着面３５ａにウエハＷが静電吸着される。また、ウエハ搬送装置１７には、第２静電吸着保持装置３４を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向（図１では上下方向）における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。

こうしたウエハ搬送装置１７は、図示しないウエハステージ駆動部によって、Ｙ軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハステージ駆動部は、第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハステージ駆動部は、第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハＷをＸ軸方向に所定ストロークで移動させることが可能であるとともに、Ｚ軸方向に微動させることが可能である。

そして、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲのパターンを形成する場合、照明光学系１４によって照明領域をレチクルＲに形成した状態で、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルＲをＹ軸方向（例えば、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側）に所定ストローク毎に移動させる。また同時に、ウエハステージ駆動部の駆動によって、ウエハＷをレチクルＲのＹ軸方向に沿った移動に対して投影光学系１６の縮小倍率に応じた速度比でＹ軸方向（例えば、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側）に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
（第１の実施形態）
次に、本発明の実施形態における光学ユニットを具体化した第１の実施形態について図２〜図６を参照して説明する。本実施形態では、図３、図４における左右方向、上下方向及び紙面と直交する方向を、Ａ方向、Ｂ方向及びＣ方向というものとする。なお、Ａ方向は非走査方向（Ｘ軸方向）に対応する方向であり、Ｂ方向は走査方向（Ｙ軸方向）に対応する方向である。

図２に示されるように、第１の実施形態における光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー２１と成り得る入射側フライアイミラー４５，５０，５５と、入射側フライアイミラー５０，５５を移動させる移動装置６０と、射出側フライアイミラー２２と成り得る射出側フライアイミラー６５，７０，７５と、各射出側フライアイミラー６５，７０，７５を移動させて、図２における射出側フライアイミラー６５の位置であって、投影光学系１６の瞳面と光学的に共役な位置あるいは共役な位置近傍である反射位置に配置される射出側フライアイミラーを入れ替える変更装置８０と、を備えている。

図３に示されるように、入射側フライアイミラー４５（第１のフライアイミラー）および入射側フライアイミラー５０（第３のフライアイミラー），５５（第５のフライアイミラー）は、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される入射側設置台４６を備えており、該入射側設置台４６は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された入射側設置面４６ａを有している。この入射側設置面４６ａには、略円弧状の外形形状を有し、凹面状に形成されたミラー面４７ａを有する複数の入射側ミラー要素４７（第１ミラー要素）が配置されている。複数の入射側ミラー要素４７が略円弧状の外形形状を有するミラー面４７ａを有するのは、投影光学系１６の円弧状の有効結像領域および有効視野に対応して、レチクルＲ上に円弧状の照明領域を形成するためのものである。また、ウエハＷ上に円弧状の静止露光領域を形成するためのものである。複数の入射側ミラー要素４７は、入射側設置面４６ａのＡ方向およびＢ方向に沿って配置されている。

入射側フライアイミラー５０が備える入射側ミラー要素５２（第３ミラー要素）の形成条件は、入射側フライアイミラー４５が備える入射側ミラー要素４７の形成条件と異なっている。また、入射側フライアイミラー５５が備える入射側ミラー要素５７の形成条件は、入射側フライアイミラー４５が備える入射側ミラー要素５２および入射側フライアイミラー５０が備える入射側ミラー要素５２の形成条件と異なっている。ミラー要素の形成条件とは、各入射側フライアイミラーが備える入射側ミラー要素のミラー面の曲率、ミラー面の傾斜角度、ミラー面の形状、ミラー面の大きさ、ミラー面の反射率のうちの少なくとも１つを含んだ条件のことである。ミラー面の傾斜角度とは、入射側設置面４６ａとミラー要素の光軸とのなす角度である。ミラー面の大きさとは、ミラー面のＡ方向における長さ、Ｂ方向における長さ、ミラー面の面積等である。なお、ミラー要素の形成条件は、複数の入射側ミラー要素４７の配列面（ＡＢ平面）と直交する所要の軸（光軸または光軸と平行な軸）を中心として、所要方向に所要角度だけ回転させて得られる姿勢であるミラー面の姿勢を含んでもよい。また、各入射側ミラー要素の位置、入射側ミラー群の配列形態、配列形態の外形を含んでもよい。これらの条件のうち少なくとも一つの条件が異なれば、入射側ミラー要素の形成条件が異なるといえる。

入射側フライアイミラー４５は、光源装置１２とレチクルＲの被照射面との間の光路中に配置される。入射側フライアイミラー４５は、入射側フライアイミラー４５の位置や向き等を所定の位置に位置決めするフライアイ保持部材によって保持されている。なお、フライアイ保持部材は、入射側フライアイミラー４５の位置および向き等を微調整可能な構成を有してもよい。また、入射側フライアイミラー５０は、光源装置１２と入射側フライアイミラー４５との間に挿入可能に配置されている。例えば、図２に示されるように、光源装置１２と入射側フライアイミラー４５との間の光路中に設けられる挿入位置と露光光ＥＬを遮ることのないように入射側フライアイミラー５０を該光路から離脱した離脱位置との間でスライド移動可能に構成されている。同様に、入射側フライアイミラー５５は、光源装置１２と入射側フライアイミラー５０との間に挿入可能に配置されている。例えば、図２に示されるように、光源装置１２と入射側フライアイミラー５０との光路中に設けられる挿入位置と露光光ＥＬを遮ることのないように入射側フライアイミラー５５を該光路から離脱した離脱位置との間でスライド移動可能に構成されている。入射側フライアイミラー４５を用いる場合は、入射側フライアイミラー５０，５５をともに離脱位置に移動し、入射側フライアイミラー５０を用いる場合は、入射側フライアイミラー５０を挿入位置に移動するとともに入射側フライアイミラー５５を離脱位置に移動し、入射側フライアイミラー５５を用いる場合は、入射側フライアイミラー５５を挿入位置に移動する。

入射側フライアイミラー４５を用いる場合、露光光ＥＬは光学ユニット２０内の入射側フライアイミラー４５に入射し、入射側フライアイミラー４５を構成する各入射側ミラー要素４７のミラー面４７ａで波面分割される。そして、波面分割された多数の光束は、反射位置に配置されている射出側フライアイミラーに入射する。入射側フライアイミラー５０を用いる場合、露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー５０に入射し、入射側フライアイミラー５０を構成する各入射側ミラー要素５２のミラー面５２ａで波面分割される。そして、波面分割された多数の光束は、反射位置に配置されている射出側フライアイミラーに入射する。入射側フライアイミラー５５を用いる場合、露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー５５に入射し、入射側フライアイミラー５５を構成する各入射側ミラー要素５７のミラー面５７ａで波面分割される。そして、波面分割した多数の光束は、反射位置に配置されている射出側フライアイミラーに入射する。なお、以下では、射出側フライアイミラーにおいて入射側フライアイミラーからの露光光ＥＬが入射する領域を入射領域という。

移動装置６０は、入射側フライアイミラー５０，５５を、該入射側フライアイミラー５
０，５５のそれぞれの挿入位置あるいは離脱位置にスライド移動させる。移動装置６０は、例えば、ピエゾ素子やモーター等である。また、移動装置６０は、露光装置１１の露光動作等を制御する制御装置８１とＬＡＮケーブルで繋がっており、制御信号を含む情報交換が可能である。制御装置８１は、図示しない入力手段を用いて入力された照明条件に関する情報やあらかじめプログラムされた照明条件に関する情報に基づいて、移動装置６０を駆動し、入射側フライアイミラー５０，５５をそれぞれの挿入位置あるいは離脱位置に移動させる。制御装置８１は、入射側フライアイミラー５０，５５が挿入位置に配置されているか、または離脱位置に配置されているかを判断して、入射側フライアイミラー５０，５５を移動させる。なお、制御装置８１は、入射側フライアイミラー５０，５５が挿入位置または離脱位置のどちらの位置に配置されているかを検出する検出センサを備えても良い。

射出側フライアイミラー６５（第１の実施形態における第２のフライアイミラー）は、図４に示されるように、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される射出側設置台６６を備えており、該射出側設置台６６は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された射出側設置面６６ａを有している。射出側設置面６６ａには、略多角形状の外形形状を有し、凹面状に形成されたミラー面６７ａを有する複数の射出側ミラー要素６７（第２ミラー要素）がＡ方向およびＢ方向に沿って配置されている。多角形状の外形形状は、例えば、正方形、長方形、六角形等の外形形状を有する。射出側フライアイミラー６５は、入射側フライアイミラー４５に対応している。

同様に、射出側フライアイミラー７０（第４のフライアイミラー），７５（第６のフライアイミラー）は、図４に示されるように、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される射出側設置台７１，７６を備えており、該射出側設置台７１，７６は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された射出側設置面７１ａ，７６ａを有している。射出側設置面７１ａ，７６ａには、略多角形状の外形形状を有し、凹面状に形成されたミラー面７２ａ（第２ミラー面），７７ａを有する複数の射出側ミラー要素７２（第４ミラー要素），７７（第５ミラー要素）がＡ方向およびＢ方向に沿って配置されている。多角形状の外形形状は、例えば、正方形、長方形、六角形等の外形形状を有する。射出側フライアイミラー７０，７５は、入射側フライアイミラー５０，５５にそれぞれ対応している。

入射側フライアイミラー４５の各入射側ミラー要素４７で波面分割された多数の光束は、個別対応する射出側ミラー要素６７のミラー面６７ａの表面またはその近傍に、ほぼ円形状の二次光源像を結像する。複数の射出側ミラー要素６７が略矩形状のミラー面６７ａを有するのは、これらの二次光源像を反射するためのものである。そして、射出側フライアイミラー６５から射出された多数の光束がレチクルＲのパターン形成面Ｒａ上で重畳することにより、レチクルＲ上での高い照度均一性が確保される。

同様に、入射側フライアイミラー５０，５５の各入射側ミラー要素５２，５７で波面分割された多数の光束は、個別対応する射出側ミラー要素７２，７７のミラー面７２ａ，７７ａの表面またはその近傍に、ほぼ円形状の二次光源像を結像する。複数の射出側ミラー要素７２，７７が略矩形状のミラー面７２ａ，７７ａを有するのは、これらの二次光源像を反射するためのものである。そして、射出側フライアイミラー７０，７５から射出された多数の光束がレチクルＲのパターン形成面Ｒａ上で重畳することにより、レチクルＲ上での高い照度均一性が確保される。

射出側フライアイミラー７０が備える射出側ミラー要素７２の反射条件は、射出側フライアイミラー６５が備える射出側ミラー要素６７の反射条件と異なっている。また、射出側フライアイミラー７５が備える射出側ミラー要素７７の反射条件は、射出側フライアイ
ミラー６５が備える射出側ミラー要素６７および射出側フライアイミラー７０が備える射出側ミラー要素７２の反射条件と異なっている。射出側ミラー要素の反射条件とは、各射出側ミラー要素の位置、ミラー面の大きさ、ミラー面の姿勢、ミラー面の傾斜角度、ミラー面の形状、ミラー面の曲率、ミラー面の傾斜角度、ミラー面の反射率、射出側ミラー群の配列形態、配列形態の外形のうち少なくとも１つを含んでいる。

射出側フライアイミラー６５，７０，７５は、入射側フライアイミラーとレチクルＲの被照射面との間の光路中に配置される。射出側フライアイミラー６５，７０，７５は、入射側フライアイミラーで波面分割された多数の光束を反射する反射位置と入射側フライアイミラーで波面分割された多数の光束を遮ることのないように射出側フライアイミラーを待避する待避位置との間を移動可能に構成されている。例えば、図２では、射出側フライアイミラー６５が反射位置に設置されており、射出側フライアイミラー７０，７５が待避位置に設置されている。

変更装置８０は、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を反射位置と待避位置との間で変更する。例えば、変更装置８０は、ピエゾ素子やモーター等を用いて射出側フライアイミラー６５，７０，７５を反射位置と待避位置との間で変更する機構を有している。変更装置８０を用いて、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を反射位置と待避位置との間で入れ替えることで、射出側フライアイミラーの反射条件を変更することができる。また、変更装置８０は、制御装置８１とＬＡＮケーブルで繋がっており、制御信号を含む情報交換が可能である。

制御装置８１は、図示しない入力手段を用いて入力された照明条件に関する情報やあらかじめプログラムされた照明条件に関する情報、入射側フライアイミラー５０，５５の位置に基づいて、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

例えば、入射側フライアイミラー４５を用いるために入射側フライアイミラー５０，５５を離脱位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー６５が反射位置に設置されるように射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。入射側フライアイミラー５０を用いるために入射側フライアイミラー５０を挿入位置に移動し、入射側フライアイミラー５５を離脱位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７０が反射位置に配置されるように射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。入射側フライアイミラー５５を用いるために入射側フライアイミラー５０を離脱位置に移動し、入射側フライアイミラー５５を挿入位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７５が反射位置に設置されるように射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。変更装置８０は、制御装置８１からの制御信号に基づいて、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替えることによって、射出側フライアイミラーの反射条件を変更する。

本実施形態の光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７と射出側フライアイミラー６５の射出側ミラー要素６７とを用いることによって、照明条件１に設定することができる。また、本実施形態の光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２と射出側フライアイミラー７０の射出側ミラー要素７２とを用いることによって照明条件２に設定することができる。さらに、本実施形態の光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７と射出側フライアイミラー７５の射出側ミラー要素７７とを用いることによって照明条件３に設定することができる。照明条件１，２，３は、例えば、光束断面が円形等の通常照明や輪帯状や複数極状（２極状、４極状など）などの変形照明等である。

次に、上述した構成の光学ユニット２０の作動態様の一例について、図２、図５及び図６を参照して説明する。
まず、図２に示されるように、光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー４５と射出側フライアイミラー６５とを用いて、照明条件１に設定されている。このとき、入射側フライアイミラー５０，５５が離脱位置に、射出側フライアイミラー６５が反射位置に配置されている。光学ユニット２０に入射した露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７で波面分割され、波面分割された多数の光束は、射出側フライアイミラー６５に入射する。その後、射出側フライアイミラー６５の各射出側ミラー要素６７で反射された多数の光束は、照明条件１で、光学ユニット２０から射出され、レチクルＲの被照射面に略円弧状の照明領域を形成する。

次に、図示しない入力手段またはあらかじめプログラムされた情報に基づいて、照明条件が照明条件１から照明条件２に変更されると、制御装置８１は、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５０を挿入位置に移動させる。制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７０が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

これによって、図５に示されるように、光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー５０と射出側フライアイミラー７０とを用いて、照明条件２に設定される。このとき、光学ユニット２０に入射した露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２で波面分割され、波面分割された多数の光束は、射出側フライアイミラー７０に入射する。その後、射出側フライアイミラー７０の各射出側ミラー要素７２で反射された多数の光束は、照明条件２で、光学ユニット２０から射出され、レチクルＲの被照射面に略円弧状の照明領域を形成する。

制御装置８１は、照明条件が照明条件２から照明条件３に変更されると、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５５を挿入位置に移動させる。なお、このとき、入射側フライアイミラー５０を離脱位置に移動させてもよい。また、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７５が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

これによって、図６に示されるように、光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー５５と射出側フライアイミラー７５とを用いて、照明条件３に設定される。このとき、光学ユニット２０に入射した露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７で波面分割され、波面分割された多数の光束は、射出側フライアイミラー７５に入射する。その後、射出側フライアイミラー７５の各射出側ミラー要素７７で反射された多数の光束は、照明条件３で、光学ユニット２０から射出され、レチクルＲの被照射面に略円弧状の照明領域を形成する。

制御装置８１は、照明条件が照明条件３から照明条件１に変更されると、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５５を離脱位置に移動させる。このとき、入射側フライアイミラー５０が挿入位置に配置されている場合は、入射側フライアイミラー５０を離脱位置に移動させる。また、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー６５が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

制御装置８１は、照明条件が照明条件３から照明条件２に変更されると、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５５を離脱位置に移動させるとともに、入射側フライアイミラーが離脱位置に配置されている場合は、入射側フライアイミラー５０を挿入位
置に移動させる。また、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７０が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

制御装置８１は、照明条件１から照明条件３に変更されると、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５５を挿入位置に移動させる。また、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー７５が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

制御装置８１は、照明条件が照明条件２から照明条件１に変更されると、移動装置６０を駆動して、入射側フライアイミラー５０を離脱位置に移動させる。また、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー６５が反射位置に設置されるように、射出側フライアイミラー６５，７０，７５を入れ替える。

なお、制御装置８１は、入射側フライアイミラー５０，５５を移動させる前に、入射側フライアイミラー５０，５５が挿入位置に配置されているか、離脱位置に配置されているかを判断して、照明条件に基づいて、入射側フライアイミラー５０，５５を挿入位置または離脱位置に移動させてもよい。

以上説明したように、第１の実施形態における光学ユニット２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１の実施形態によれば、照明光の照明条件を変更するために照明条件に対応した開口が形成された絞り等の光学部材を用いる必要がないため、露光光ＥＬがこの光学部材で遮られることがなく、高いスループットを達成することができる。

また、入射側フライアイミラー４５は、露光光ＥＬの光路中に位置決めされているとともに、入射側フライアイミラー５０は、光源装置１２から入射側フライアイミラー４５までの露光光ＥＬの光路中である挿入位置と該光路から離脱させた離脱位置との間で移動可能に構成されている。こうした構成によれば、照明条件を照明条件１から他の照明条件に変更する際に、入射側フライアイミラー４５を移動させる必要がない。このため、入射側フライアイミラー４５を別の位置に移動させる必要が無く、光学ユニット２０、ひいては照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能となる。

（２）第１の実施形態によれば、露光光ＥＬが入射する入射側フライアイミラーを変更する際には、入射側フライアイミラー５０，５５をスライド移動させるだけでよい。こうした構成によれば、入射側フライアイミラー４５の位置で入射側フライアイミラーを入れ替える構成に比べて、移動装置６０の構成を簡易なものとすることが可能である。

（３）ここで、例えば、入射側フライアイミラー５０，５５を備えたターレットを用いることで、入射側フライアイミラー５０の挿入位置を入射側フライアイミラー５５の挿入位置とすることも可能である。すなわち、入射側フライアイミラー５０，５５の離脱位置を、入射側フライアイミラーに入射する露光光ＥＬが進む方向と直交する面方向に沿うように設けることも可能である。しかしながら、この構成は、入射側フライアイミラーの設置数が多くなるほど、上記面方向における光学ユニット２０の大型化を招いてしまう。これに対して、第１の実施形態によれば、入射側フライアイミラー５０，５５の離脱位置が入射側フライアイミラー４５に入射する露光光ＥＬが進む方向に沿うように設けられている。こうした構成によれば、たとえ入射側フライアイミラーの設置数が多くなったとしても、露光光ＥＬが進む方向と直交する面方向における光学ユニット２０の大型化を抑えることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の実施形態における光学ユニットを具体化した第２の実施形態について図７及び図８を参照して説明する。

第１の実施形態の変更装置は、入射側フライアイミラーの位置に応じて、反射位置に配置される射出側フライアイミラーを入れ替えているため、該変更装置の構成が複雑なものになってしまう。第２の実施形態においては、変更装置の構成をより簡易なものにすべく、射出側フライアイミラー及び変更装置に関する構成が第１の実施形態と異なる。以下では、その異なる点について詳しく説明し、同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。

第２の実施形態において、射出側フライアイミラー２２と成り得る射出側フライアイミラー８５（第２の実施形態における第２のフライアイミラー）は、図７に示されるように、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される射出側設置台８６を備えており、該射出側設置台８６は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された射出側設置面８６ａを有している。射出側設置面８６ａには、略多角形状の外形形状を有し、凹面状に形成されたミラー面を有する複数の射出側ミラー要素によって構成された射出側ミラー群６８，７３，７８が形成されている。多角形状の外形形状は、例えば、正方形、長方形、六角形等の外形形状を有する。各射出側ミラー群６８，７３，７８は、複数の射出側ミラー要素をＡ方向及びＢ方向に沿うように配置したものである。各射出側ミラー群６８，７３，７８は、射出側ミラー群の反射条件がそれぞれ異なるように形成されている。

詳述すると、図８に示されるように、射出側設置面８６ａには、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７に個別対応する複数の射出側ミラー要素６７で構成される射出側ミラー群６８が設けられている。射出側ミラー群６８は、外形形状が正方形状である複数の射出側ミラー要素６７を並べた略円状に形成されている。

また、図８に示されるように、射出側設置面８６ａには、射出側ミラー群６８に隣接するように、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２に個別対応する複数の射出側ミラー要素７２で構成される射出側ミラー群７３が設けられている。射出側ミラー群７３は、外形形状が正方形状である複数の射出側ミラー要素７２を並べた略円状に形成されている。射出側ミラー要素７２の外形形状は、射出側ミラー要素６７に対して一辺の長さが約０．５倍の正方形状に形成されている。すなわち、射出側ミラー群７３は、射出側ミラー群６８とは異なる反射条件を有している。

また、図８に示されるように、射出側設置面８６ａには、射出側ミラー群７３に隣接するように、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７に個別対応する複数の射出側ミラー要素７７で構成される射出側ミラー群７８が設けられている。射出側ミラー群７８は、図８に示されるように、外形形状が正方形状である複数の射出側ミラー要素７７を並べた略中空円状に形成されている。射出側ミラー要素７７の外形形状は、射出側ミラー要素７２に対して一辺の長さが約１．５倍の正方形状に形成されている。すなわち、射出側ミラー群７８は、射出側ミラー群６８，７３とは異なる反射条件を有している。

変更装置８０は、射出側フライアイミラー８５を射出側設置面８６ａの面方向に沿ってスライド移動させる機構を有している。変更装置８０を用いて、射出側フライアイミラー８５をスライド移動させることで入射領域に配置される射出側ミラー要素を入れ替えることで、射出側フライアイミラーの反射条件を変更することができる。また、変更装置８０は、制御装置８１とＬＡＮケーブルで繋がっており、制御信号を含む情報交換が可能である。

制御装置８１は、図示しない入力手段を用いて入力された照明条件に関する情報やあら
かじめプログラムされた照明条件に関する情報、入射側フライアイミラー５０，５５の位置に基づいて、変更装置８０を駆動して、射出側フライアイミラー８５をスライド移動させる。例えば、入射側フライアイミラー４５を用いるために入射側フライアイミラー５０，５５を離脱位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側ミラー群６８が上記入射領域に配置されるように射出側フライアイミラー８５をスライド移動させる。入射側フライアイミラー５０を用いるために入射側フライアイミラー５０を挿入位置に移動し、入射側フライアイミラー５５を離脱位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側ミラー群７３が上記入射領域に配置されるように射出側フライアイミラー８５をスライド移動させる。入射側フライアイミラー５５を用いるために入射側フライアイミラー５０を離脱位置に移動し、入射側フライアイミラー５５を挿入位置に移動する場合、制御装置８１は、変更装置８０を駆動して、射出側ミラー群７８が上記入射領域に配置されるように射出側フライアイミラー８５をスライド移動させる。変更装置８０は、制御装置８１からの制御信号に基づいて、射出側フライアイミラー８５の位置を調整することによって、射出側フライアイミラーの反射条件を変更する。

以上説明したように、第２の実施形態における光学ユニット２０によれば、第１の実施形態に記載した（１）〜（３）の効果に加えて、以下に記載するような効果を得ることができる。

（４）第２の実施形態によれば、射出側フライアイミラーの反射条件、すなわち入射領域に配置される射出側ミラー要素を変更する際に、射出側フライアイミラー８５をスライド移動させるだけでよい。これにより、第１の実施形態のように、反射位置における射出側フライアイミラー自体を入れ替える構成の変更装置に比べて、変更装置の構成を簡易なものとすることができる。それゆえに、光学ユニット２０の構成をより簡易なものにすることができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の実施形態における光学ユニットを具体化した第３の実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、図１０では、各入射側フライアイミラー４５，５０，５５に対応する射出側ミラー要素６７，７２，７７を区別するために、ミラー面６７ａ，７２ａ，７７ａのうち、ミラー面７２ａ，７７ａには複数のドットを付している。また、ミラー面６７ａによって第１ミラー面が構成され、ミラー面７２ａによって第２ミラー面が構成される。

第１及び第２の実施形態では、入射側フライアイミラーの位置に応じて、射出側フライアイミラーを移動させることによって射出側フライアイミラーの反射条件を変更している。第３の実施形態においては、射出側フライアイミラーを移動させることなく、射出側フライアイミラーの反射条件を変更する点が上記第１及び第２の実施形態と異なる。以下では、その異なる点について詳しく説明し、同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。

図９に示されるように、第３の実施形態の光学ユニット２０は、入射側フライアイミラー４５，５０，５５に対して、反射位置に位置決めされて、射出側フライアイミラー２２と成り得る１つの射出側フライアイミラー９０を有している。

図１０に示されるように、この射出側フライアイミラー９０（第３の実施形態における第２のフライアイミラー）は、射出側設置台９１を備えており、該射出側設置台９１の射出側設置面９１ａには、複数の射出側ミラー要素によって構成された１つの射出側ミラー群９３が形成されている。射出側ミラー群９３は、各入射側フライアイミラー４５，５０，５５に個別対応する射出側ミラー要素６７，７２，７７によって構成されている。なお、図１０においては、ミラー面にドットを有していない射出側ミラー要素が射出側ミラー
要素６７である。また、ミラー面におけるドットの専有面積が相対的に小さい射出側ミラー要素が射出側ミラー要素７２である。また，ミラー面におけるドットの専有面積が相対的に大きい射出側ミラー要素が射出側ミラー要素７７である。

入射側フライアイミラー４５は、入射側ミラー要素４７で波面分割された多数の光束の各々が射出側ミラー要素６７に入射するように形成されている。同様に、入射側フライアイミラー５０は、入射側ミラー要素５２で波面分割した多数の光束の各々が射出側ミラー要素７２に入射するように形成され、入射側フライアイミラー５５は、入射側ミラー要素５７で波面分割した多数の光束の各々が射出側ミラー要素７７に入射するように形成されている。

すなわち、照明条件１に設定された場合、露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７で波面分割される。そして、波面分割された多数の光束は、入射領域に形成された射出側ミラー群９３のうちで入射側ミラー要素４７に個別対応する射出側ミラー要素６７の各々で反射されて光学ユニット２０から射出され、レチクルＲの被照射面に照明される。同様に、照明条件２または３に設定された場合、露光光ＥＬは、入射側フライアイミラー５０または５５の入射側ミラー要素５２または５７で波面分割される。そして、波面分割された多数の光束は、入射領域に形成された射出側ミラー群９３のうちで入射側ミラー要素５２または５７に対応する射出側ミラー要素７２または７７で反射されて光学ユニット２０から射出され、レチクルＲの被照射面に照明される。

以上説明したように、第３の実施形態における光学ユニット２０によれば、第１実施形態に記載した（１）〜（３）の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（５）第３の実施形態によれば、射出側ミラー要素６７，７２，７７で構成された射出側ミラー群９３を入射領域に形成するとともに、各入射側フライアイミラー４５，５０，５５の入射側ミラー要素４７，５２，５７で波面分割された光束の各々が、対応する射出側ミラー要素６７，７２，７７に入射するように構成した。こうした構成によれば、入射側フライアイミラー５０，５５の位置に応じて射出側フライアイミラーを移動させる必要がない。これにより、第１及び第２の実施形態では必要だった射出側フライアイミラーを移動させるためのスペースの分だけ、光学ユニット２０、ひいては、照明光学系１４、露光装置１１が占有する容積をさらに縮小することが可能となる。

（６）また、第１及び第２の実施形態のように、射出側フライアイミラーの移動によって反射条件を変更する変更装置を設けなくて済むことから、光学ユニット２０の構成をより簡易なものとすることができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第２及び第３の実施形態においては、射出側ミラー要素の各々は、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７のうちの１つに個別対応している。これに限らず、射出側ミラー要素は、所望の反射条件が得られるのであれば、少なくとも１つが入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７のうちの複数の入射側ミラー要素に対応していてもよい。例えば、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７で波面分割された光束の１つと入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要素５２で波面分割された光束の１つとが同じ射出側ミラー要素のミラー面、例えばミラー面６７ａあるいはミラー面７２ａに入射するようにしてもよい。

・上記第２及び第３の実施形態においては、射出側ミラー要素の各々は、入射側フライアイミラー４５の入射側ミラー要素４７、入射側フライアイミラー５０の入射側ミラー要
素５２、入射側フライアイミラー５５の入射側ミラー要素５７のうちの１つに個別対応している。これに限らず、所望の反射条件が得られるのであれば、１つの射出側ミラー要素が複数の反射条件に対応していてもよい。

例えば、第２の実施形態のように射出側フライアイミラーをスライド移動させることによって反射条件を変更する態様であれば、射出側ミラー群６８における射出側ミラー群７３側の端部と射出側ミラー群７３における射出側ミラー群６８側の端部とを、照明条件１及び照明条件２の両方に対応可能な射出側ミラー要素で構成してもよい。

こうした構成によれば、第２の実施形態における射出側フライアイミラー８５に比べて、射出側ミラー群６８と射出側ミラー群７３とがさらに近接した状態で配置されることから、反射条件を変更する際に射出側フライアイミラー８５の移動量を小さくすることができる。これによって、射出側フライアイミラー８５、ひいては、光学ユニット２０、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能になる。

また例えば、第３の実施形態のように射出側フライアイミラーを移動させなくても反射条件が変更される態様であれば、１つの射出側ミラー要素が複数の反射条件に対応することになる。こうした構成によれば、１つの射出側ミラー要素が１つの反射条件に対応する場合に比べて、射出側ミラー群９３を構成する射出側ミラー要素の数が少なくなる。その結果、その少なくなる射出側ミラー要素の数の分だけ、射出側フライアイミラー９０、ひいては、光学ユニット２０、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能になる。

・上記第２の実施形態において、変更装置８０は、射出側フライアイミラー８５をスライド移動させることによって射出側フライアイミラーの反射条件を変更した。これに限らず、変更装置は、以下のような構成であってもよい。

例えば、モーター等のアクチュエータを用いて、射出側フライアイミラーの射出側設置面上を各射出側ミラー要素が移動可能に構成する。そして、照明条件に関する情報等に基づき、それら射出側ミラー要素の少なくとも１つを移動させ、入射領域における射出側ミラー要素の配列を変更することによって、射出側フライアイミラーの反射条件を変更してもよい。こうした構成によれば、射出側フライアイミラーを移動させる必要がないことから、射出側フライアイミラーを移動させるためのスペースの分だけ、光学ユニット２０、ひいては、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能となる。

また例えば、ピエゾ素子などのアクチュエータを用いて、射出側ミラー要素のミラー面の姿勢、傾斜角度を変更可能に構成する。そして、照明条件に関する情報に基づいて、射出側ミラー要素のミラー面の姿勢、傾斜角度の調整を行うことによって、射出側フライアイミラーの反射条件を変更してもよい。これらの構成によれば、１つの射出側ミラー要素が複数の反射条件に対応することができるので、射出側フライアイミラーを構成する射出側ミラー要素の数を少なくすることができる。これによって、光学ユニット２０、ひいては、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能となる。

・上記第２の実施形態において、射出側フライアイミラー８５における各射出側ミラー群６８，７３，７８の配置は適宜変更してもよい。例えば、反射条件の変更にともなう射出側フライアイミラーの移動が少なくなるように各射出側ミラー群を配置してもよい。例えば、射出側ミラー群６８と射出側ミラー群７３と射出側ミラー群７８とを隣接して配置することや、射出側ミラー群６８と射出側ミラー群７３と射出側ミラー群７８とを三角形状に配置することや、略中空形状の射出側ミラー群７８の中空部分に射出側ミラー群７３を配置してもよい。これによって、射出側フライアイミラー８５、ひいては、光学ユニッ
ト、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能になる。

・上記第１及び第２の実施形態において変更装置８０は、照明条件に関する情報や入射側フライアイミラー５０，５５の位置に基づいて、制御装置８１で生成される制御信号に基づいて、射出側フライアイミラーの反射条件を変更した。これに限らず、変更装置８０は、例えば、射出側フライアイミラーの反射条件に関する情報が直接入力されることにより、射出側フライアイミラーの反射条件を変更してもよい。

・上記第１及び第２の実施形態においては、射出側フライアイミラーを自動で移動させることにより射出側フライアイミラーの反射条件を変更する変更装置８０が設けられている。これを変更して、射出側フライアイミラーを手動で移動させることが可能であれば、変更装置８０を割愛してもよい。この場合、射出側フライアイミラーを露光装置１１外で操作可能に構成してもよいし、露光装置１１内で操作可能に構成してもよい。

・上記各実施形態では、入射側フライアイミラーを自動で移動させる移動装置６０が設けられている。これを変更して、入射側フライアイミラーを手動で移動させることが可能であれば、移動装置６０を割愛してもよい。この場合、射出側フライアイミラーを露光装置１１外で操作可能に構成してもよいし、露光装置１１内で操作可能に構成してもよい。

・上記各実施形態において、入射側フライアイミラー５０，５５の離脱位置は、入射側フライアイミラーに入射する露光光ＥＬが進む方向に沿って設けられている。例えば、これの構成を変更して、入射側フライアイミラー５０，５５を備えたターレットを用いることで、入射側フライアイミラー５０，５５の離脱位置を、入射側フライアイミラーに入射する露光光ＥＬが進む方向と直交する面方向に沿うように設けてもよい。

・上記各実施形態の光学ユニット２０は、位置決めされた入射側フライアイミラー４５と、該入射側フライアイミラー４５に入射する露光光ＥＬの光路中に挿入可能な入射側フライアイミラー５０，５５とを有している。これに限らず、光学ユニット２０は、位置決めされた入射側フライアイミラー４５の他に、該入射側フライアイミラー４５に入射する露光光ＥＬの光路中に挿入可能な入射側フライアイミラーを少なくとも１つ有していればよい。

・上記各実施形態において、入射側フライアイミラーと射出側フライアイミラーとの間に、例えば開口絞りやフィルタ等の光学部材を配置してもよい。
・第１の実施形態のように、射出側フライアイミラーを入れ替える構成の光学ユニット２０において、射出側フライアイミラーの１つが、第２の実施形態に記載した射出側フライアイミラーのように、１つの反射条件を具現化する射出側ミラー群を複数有するものであってもよい。

・第１の実施形態のように、射出側フライアイミラーを入れ替える構成の光学ユニット２０において、射出側フライアイミラーの１つが、第３の実施形態に記載した射出側フライアイミラーのように、複数の反射条件を具現化する１つの射出側ミラー群を有するものであってもよい。

・第１の実施形態のように、射出側フライアイミラーを入れ替える構成の光学ユニット２０において、同じ反射条件を有する射出側フライアイミラーが複数あってもよい。例えば、射出側フライアイミラー６５，７０の反射条件が同じであってもよい。こうした構成によれば、反射条件を変えずに射出側フライアイミラーを交換することができる。そのため、例えば、射出側フライアイミラー６５のミラー面６７ａが異物などによって汚染されてしまった場合に、同じ反射条件を有する射出側フライアイミラー７０に容易に交換する
ことができる。

・上記第２の実施形態において、射出側フライアイミラーに形成されている射出側ミラー群のうちで、同じ反射条件を有するミラー群があってもよい。こうした構成によれば、同じ反射条件の射出側ミラー群を容易に入射領域に配置することができる。

・上記光学ユニットにおいて、入射側フライアイミラー４５，５０，５５の形成条件が同じであってもよい。こうした構成によれば、照明条件を変えずに入射側フライアイミラーを交換することができる。また、例えば、入射側フライアイミラー４５のミラー面４７ａが異物などによって汚染されてしまった場合に、同じ照明条件を有する入射側フライアイミラー５０または５５に容易に交換することができる。

・上記光学ユニットにおいて、挿入位置に挿入される入射側フライアイミラーは、以下のように構成されていてもよい。
例えば、モーター等のアクチュエータを用いて、入射側フライアイミラーの入射側設置面上を各入射側ミラー要素が移動可能に構成する。そして、照明条件に関する情報等に基づき、それら入射側ミラー要素の少なくとも１つを移動させ、露光光ＥＬの光路上における入射側ミラー要素の配列を変更することによって、入射側フライアイミラーの形成条件を変更してもよい。また例えば、ピエゾ素子などのアクチュエータを用いて、入射側ミラー要素の姿勢を変更可能に構成する。そして、照明条件に関する情報に基づいて、入射側ミラー要素のミラー面の姿勢を変更することによって、入射側フライアイミラーの形成条件を変更してもよい。

こうした構成によれば、１つの入射側フライアイミラーで複数の形成条件に対応することができることから、１つの入射側フライアイミラーが１つの形成条件に対応する場合に比べて、入射側フライアイミラーの待避位置の数を減らすことができる。その結果、光学ユニット２０、ひいては、照明光学系１４、露光装置１１を小型化することが可能となる。

・また、上記光学ユニットにおいて、射出側フライアイミラーの反射条件を変更する手法として、入射側フライアイミラーと同じような手法を用いてもよい。すなわち、所定位置に位置決めされている射出側フライアイミラーに入射する光の光路中に設けられる挿入位置と該光の光路外に設けられる離脱位置との間で他の射出側フライアイミラーをスライド移動させる機構を用いて、射出側フライアイミラーの反射条件を変更してもよい。

・光源装置１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、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供給可能な光源であってもよい。

・照明光学系１４は、コリメート用ミラー１９や折り返しミラー２４等を省略した光学系を用いてもよい。これによって、反射ミラーの数を減らすことができ、照度の高い露光光ＥＬをレチクルＲのパターン形成面Ｒａに照射することができる。また、入射側フライアイミラーおよび射出側フライアイミラー以外の他の光学部材を併用して、照明光の照明条件を設定しても良い。例えば、射出側フライアイミラーの前方に設けられる視野絞りやレチクルの近傍に設けられるブラインド等の光学部材を併用して、照明光の照明条件を設定しても良い。

・投影光学系１６は、レチクルＲのパターン像をウエハＷに投影する光学系であればよく、具体的な構成は特に制限されない。例えば、投影光学系１６を構成する反射型のミラーの数は６枚に限定されず、４〜１０枚等の複数枚でも良い。また、投影光学系１６の入射瞳がレチクルＲのパターン形成面Ｒａを挟んで投影光学系１６とは反対側に位置する逆瞳タイプの投影光学系を用いても良い。逆瞳タイプの投影光学系は、照明光学系１４を構成するコンデンサミラー２３を省略できるため、照度の高い露光光ＥＬをレチクルＲのパターン形成面ＲａおよびウエハＷの露光面Ｗａに照射することができる。また、露光装置１１のスループットが向上する。

・ＥＵＶ光を出力可能な光源装置１２として、放電型プラズマ光源を用いてもよい。
・露光装置１１は、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）を露光光ＥＬとして用いる露光装置であってもよい。

・上記実施形態において、露光装置１１を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図１１は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図１２は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）においては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ス
テップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。

なお、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＥＬ…露光光、Ｒａ…パターン形成面、Ｗａ…露光面、１１…露光装置、１２…光源装置、１３…チャンバ、１４…照明光学系、１５…レチクル搬送装置、１６…投影光学系、１７…ウエハ搬送装置、１９…コリメート用ミラー、２０…光学ユニット、２１…入射側フライアイミラー、２２…射出側フライアイミラー、２３…コンデンサミラー、２４…折り返しミラー、２５…第１静電吸着保持装置、３４…第２静電吸着保持装置、４５，５０，５５…入射側フライアイミラー、４７，５２，５７…入射側ミラー要素、４７ａ，５２ａ，５７ａ…ミラー面、６０…移動装置、６５，７０，７５…射出側フライアイミラー、６７，７２，７７…射出側ミラー要素、６７ａ，７２ａ，７７ａ…ミラー面、６８，７３，７８…射出側ミラー群、８０…変更装置、８１…制御装置、８５，９０…射出側フライアイミラー、９３…射出側ミラー群。

Claims (13)

1. 光源からの光を用いて被照射面を照明する光学ユニットであって、
   前記光源と前記被照射面との間に配置され、前記光源からの光を波面分割して反射する複数の第１ミラー要素を有する第１のフライアイミラーと、
   前記第１のフライアイミラーで波面分割された光を反射する複数の第２ミラー要素を有する第２のフライアイミラーと、
   前記光源と前記第１のフライアイミラーとの間に挿入可能に配置され、前記光源からの光を波面分割して、前記第２のフライアイミラーに反射する複数の第３ミラー要素を有する第３のフライアイミラーと、
   を備えることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記光源と前記第１のフライアイミラーとの間に前記第３のフライアイミラーを挿入させるとともに、前記光源と前記第１のフライアイミラーとの間から前記第３のフライアイミラーを離脱させる移動装置を有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記第１ミラー要素の形成条件と、前記第３ミラー要素の形成条件とが互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ユニット。
4. 前記第１ミラー要素の形成条件と、前記第３ミラー要素の形成条件とは、ミラー面の曲率、ミラー面の傾き、ミラー面の形状、ミラー面の大きさ、ミラー面の反射率の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。
5. 前記第２のフライアイミラーの反射条件を変更する変更装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光学ユニット。
6. 前記変更装置は、前記第３のフライアイミラーが前記光源と前記第１のフライアイミラーとの間に挿入されているか、前記第３のフライアイミラーが前記光源と前記第１のフライアイミラーとの間から離脱されているかに基づいて、前記第２のフライアイミラーの反射条件を変更する請求項５に記載の光学ユニット。
7. 複数の第４ミラー要素を有し、前記第２のフライアイミラーに対して前記反射条件が異なる第４のフライアイミラーを備え、
   前記変更装置は、前記第２のフライアイミラーと第４のフライアイミラーとの交換、前記第２のフライアイミラー位置の調整、及び前記複数の第２ミラー要素の配列調整のうちの少なくとも１つを行う請求項５又は請求項６に記載の光学ユニット。
8. 前記変更装置は、前記複数の第２ミラー要素のうち少なくとも一つのミラー要素の位置、前記ミラー要素のミラー面の姿勢、及び前記ミラー面の傾斜角度の調整のうちの少なくとも１つを行う請求項５又は請求項６に記載の光学ユニット。
9. 前記複数の第２ミラー要素のそれぞれは、前記第１のフライアイミラーで波面分割された光を反射する第１ミラー面と、前記第３のフライアイミラーで波面分割された光を反射する第２ミラー面とを備えることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載の光学ユニット。
10. 前記光源と前記第３のフライアイミラーが挿入される位置との間に挿入可能に配置され、前記光源からの光を波面分割して、前記第２のフライアイミラーに反射する複数の第５ミラー要素を有する第５のフライアイミラーを有することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の光学ユニット。
11. 請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする光学系。
12. 所定のパターンが形成されたマスクを照明するための光学系を備え、前記所定のパターンを基板に露光する露光装置において、
    前記光学系は、請求項１１に記載の光学系を有することを特徴とする露光装置。
13. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
    前記リソグラフィ工程では、請求項１２に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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