JPH0864501A

JPH0864501A - 投影光学系及びそれを備えた露光装置

Info

Publication number: JPH0864501A
Application number: JP6200494A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kato; 正紀加藤; Hiroshi Shirasu; 廣白数; Masaji Tanaka; 正司田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08
Also published as: KR960008355A

Abstract

(57)【要約】【目的】製造コストの低減を図ること。【構成】マスク(100) の像をプレート(200) 上に形成
する投影光学系は、光軸(Ax)とこの光軸と共軸な少なく
とも一面の反射面(3) とを有する光学系(2,3) と、この
光学系とマスクとの間の光路中に配置される第１光分割
手段(PR1) と、光学系とプレートとの間の光路中に配置
される第２光分割手段(PR2) とを有する。そして、第２
光分割手段を介した光束を光軸を横切る方向に沿って移
送して第１光分割手段へ導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクの像を基板（プ
レート）上に投影露光する投影光学系及び露光装置に関
し、特に、マスクとプレートとを移動させつつ投影露光
を行う走査型の露光装置及びこの走査型の露光装置に好
適な投影光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワープロ、パソコン、テレビ等に
用いられる表示素子として、液晶表示パネルが多用され
るようになった。このような液晶表示パネルの製造の際
には、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフ
ィの手法で所望の形状にパターンニングすることが行わ
れている。

【０００３】このようなリソグラフィのための装置とし
て、例えばミラープロジエクションタイプのアライナー
が知られている。そして、最近では、液晶表示パネルの
大型化が要望されており、従来のアライナーにおいても
露光領域の拡大化が望まれている。また、それと共に作
成される液晶表示パネルのコストダウンのために、装置
自体のコストも極力抑える必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来のアラ
イナー型の露光装置において、露光領域の拡大化を図る
場合には、まず、露光領域を複数の領域に分割して露光
を行うことが考えられる。このときには、分割された複
数の露光領域に対応する複数のマスクを用意して、これ
らのマスクを交換しながら露光を行うことによって、プ
レート上には、分割された複数の露光領域にマスクの像
が順次形成される。

【０００５】しかしながら、この露光方法においては、
複数の露光領域を露光する間の工程において、マスクを
交換する動作を行う必要があるため、スループット（単
位時間当たりに露光できる基板の量）の低下を招いてい
た。さらに、隣合う露光領域間の継ぎ精度を高める必要
があるため、各マスクのパターンの精度を非常に高める
必要が生じる。

【０００６】また、露光領域を拡大させるためには、投
影光学系自体を大型化して、大きな露光領域を一括して
露光を行う手法が考えられる。しかしながら、この場合
には投影光学系を構成する大型の光学素子を非常に高精
度に製作する必要があり、製造コストの増大と露光装置
全体の大型化とを招く問題点がある。また、投影光学系
の大型化により、光学的な収差も増大する問題点があ
る。

【０００７】そこで、本発明においては、投影光学系を
簡素な構成として製造コストの低減を図ることを第１の
目的とし、露光領域が大きな場合においてもスループッ
トを低下させず、良好なる光学性能のもとにおける投影
露光の達成を第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明による投影光学系は、以下の構成を有す
る。例えば図１に示す如く、本発明による投影光学系
は、マスク(100) の像を基板（プレート(200) ）上に形
成する投影光学系であって、光軸(Ax)及びこの光軸と共
軸な少なくとも一面の反射面(3) を有する光学系(2,3)
と、この光学系とマスクとの間の光路中に配置される第
１光分割手段(PR1) と、光学系とプレートとの間の光路
中に配置される第２光分割手段(PR2) とを有し、第２光
分割手段を介した光束を光軸を横切る方向に沿って移送
して第１光分割手段へ導くように構成される。

【０００９】また、上記の第１及び第２の目的を達成す
るために本発明による露光装置は、以下の構成を有す
る。例えば図８に示す如く、本発明による露光装置は、
マスク(100) と基板（プレート(200) ）とを移動させつ
つマスクの像を基板上に露光する露光装置であって、マ
スク上の第１視野領域(FIa) の像を基板上の第１露光領
域(PIa) に形成する第１投影光学系(PLa) と、第１露光
領域とは異なるマスク上の第２視野領域(FIb) の像を基
板上の第２露光領域(PIb) に形成する第２投影光学系(P
Lb) とを有するように構成される。そして、第１及び第
２投影光学系は、光軸とこの光軸と共軸な少なくとも一
面の反射面(3a,3b) とを有する光学系と、この光学系と
マスクとの間の光路中に配置される第１光分割手段(PR1
a,PR1b) と、光学系と基板との間の光路中に配置される
第２光分割手段(PR2a,PR2b))とを有し、第２光分割手段
を介した光束を光軸を横切る方向に沿って移送して第１
光分割手段へ導くように構成される。

【００１０】

【作用】上述の如き本発明による投影光学系では、マス
ク(100) からの光を第１光分割手段(PR1) を介して光学
系(2,3) へ入射させ、第２光分割手段(PR2) を介した光
学系(2,3) からの光を第１光分割手段(PR1) へ導き、こ
の光を第１光分割手段(PR1) を介して再び光学系(2,3)
へ入射させ、この第１光分割手段(PR1) 及び光学系(2,
3) を介した光束移送部材(M1,M2) からの光を第２光分
割手段を介して基板(200) へ導く構成としている。従っ
て、マスク(100) からの光は光学系(2,3) を２往復し
て、基板(200) 上にマスク(100) の等倍の正立像を形成
する。

【００１１】ここで、光学系(2,3) は、その光軸と共軸
な少なくとも１面の反射面(3) を持つ構成であり、この
反射面(3) によって光学系(2,3) を往復通過する光によ
り物体の像が形成されるため、単なる屈折光学系に比べ
て半分の構成とすることができる。さらに、本発明によ
る投影光学系では、上述の如く、光学系(2,3) を２往復
させることにより、マスク(100) の等倍の正立像を基板
(200) 上に形成する構成であるため、単に２組の屈折光
学系を共軸に組み合わせて正立像を得る光学系に対し
て、１／４の構成とすることが可能である。従って、本
発明においては、投影光学系の構成要素を大幅に削減で
きるため、コスト低減の効果が非常に大きい利点があ
る。

【００１２】また、上述の如き本発明による露光装置で
は、第１及び第２の投影光学系(PLa,PLb) を組合せる構
成によって、大きな露光領域を得ることができるため、
投影光学系自体の小型化を図ることが可能となり、絶対
的な光学的収差の発生量を低減できる。従って、良好な
光学性能のもとで投影露光を行うことができる。さら
に、上述の如き本発明による露光装置では、大きな露光
領域を１回の露光で得ることができるため、スループッ
トが高い利点がある。

【００１３】尚、本発明において、正立像とは、上下左
右の横倍率が共に正となる像のことを意味する。上述の
如き本発明においては、例えば図１に示す如く、第１及
び前記第２光分割手段(PR1,PR2) の一方の側に光学系
(2,3) を配置し、第１及び前記第２光分割手段(PR1,PR
2) の他方の側に、第２光分割手段を介した光束を前記
光軸を横切る方向に沿って移送する光束位相部材(M1,M
2) を配置するように構成することが好ましい。

【００１４】また、上述の如き本発明においては、例え
ば図５に示す如く、第１及び前記第２光分割手段(PR1,P
R2) の一方の側に、光学系(2,3) を配置し、第１光分割
手段(PR1) の他方の側に、マスク(100) からの光を前記
第１光分割手段へ導く第１偏向部材(M1)を配置し、第２
光分割手段(PR2) の他方の側に、第２光分割手段(PR2)
からの光を基板(200) へ導く第２偏向部材(M2)を配置す
るように構成することが好ましい。

【００１５】そして、本発明においては、例えば図１に
示す如く、第１及び第２光分割手段(PR1,PR2) は偏光ビ
ームスプリッタから構成されることが望ましく、第１光
分割手段(PR1) から光学系(2,3) を経て第２光分割手段
(PR2) に到る光路中には、互いに直交する偏光成分間の
位相を変化させる位相変更部材(H1)が配置されることが
望ましい。この構成により、第１及び第２光分割手段に
おける光量ロスが非常に低い状態のもとで露光を行うこ
とが可能となる。さらに、マスク(100) からの光が光学
系(2,3) を最初に往復通過する直線偏光の振動面の方向
と、次に光学系(2,3) を往復通過する直線偏光の振動面
の方向とを互いに異なるようにできるため、フレアや二
重像などを防止でき、光学性能の向上を図れる利点があ
る。

【００１６】また、本発明による露光装置においては、
例えば図９に示す如く、光源(10)とこの光源からの光を
分割する偏光ビームスプリッタ(14)とを有し、この偏光
ビームスプリッタにより分割された一方の光を第１視野
領域(FIa) へ導くと共に、偏光ビームスプリッタにより
分割された他方の光を第２視野領域(FIc) へ導く照明光
学系を備えることが望ましい。この構成により、光量ロ
スの無いもとで光源からの光を複数の視野領域へ導く構
成が可能となる。

【００１７】さらに、上記偏光ビームスプリッタ(14)と
第１又は第２視野領域の間の光路中には、互いに直交す
る偏光成分間の位相を変化させる位相変更部材(H7)を配
置することが望ましい。この構成により、位相変更部材
(H7)により複数の視野領域へ導かれた光の偏光状態を同
一にすることが可能となるため、複数の投影光学系中の
光分割手段を同じ構成とすることができる。これによ
り、製造コストの低減を図ることができる。

【００１８】また、本発明においては、第１光分割部材
(PR1) から第２光分割部材へ到る光路中に視野絞りを設
ける構成が好ましい。この構成により、光学系(2,3) に
よるフレアを低減できる。本発明においては、上記光学
系は、例えば図１に示す如く、レンズ群(2) と、このレ
ンズ群の焦点位置近傍に配置された平面反射鏡(3) とを
有するように構成できる。この構成においては、単に２
組の屈折光学系を用いて正立像を得る構成に対して、１
／４のレンズ枚数という非常に簡素な構成とすることが
できる。

【００１９】また、本発明においては、光学系は、例え
ば図５に示す如く、共軸に配置された凸面鏡(5) と凹面
鏡(4) とを有する構成であっても良く、例えば図７に示
す如く、共軸に配置された凹面鏡(7) とレンズ成分(6)
とを有する構成であっても良い。尚、本発明における光
学系(2,3) は、両側テレセントリック光学系であること
が好ましい。

【００２０】そして、本発明においては、例えば図１に
示す如く、光学系(2,3) の光軸(Ax)は、マスク(100) ま
たは基板(200) の面内方向(YZ 方向) に平行に設けられ
ることが望ましい。この構成により、光学系(2,3) のマ
スク（基板）の法線方向のサイズを小さくすることがで
きる。従って、マスク(100) と基板(200) との間隔を狭
めることが可能となり、これらマスク(100) 及び基板(2
00) を支持するキャリッジの剛性を高めることができ
る。

【００２１】本発明においては、例えば図１に示す如
く、第１光分割部材(PR1) は、マスク(100) からの光を
反射させ光学系(2,3) へ導き、第２光分割部材(PR2)
は、光学系(2,3) を介した第１光分割部材(PR1) からの
光を透過させて光束移送部材(M1,M2) へ導き、かつ第１
光分割部材(PR1) 及び光学系(2,3) を介した光束移送部
材(M1,M2) からの光を反射させ基板(200) 上へ導く構成
であることが好ましい。

【００２２】さらに、本発明において、第２光分割部材
と基板との間の光路中には、第２光分割部材から基板へ
向かう直線偏光を円偏光に変換する光学素子を配置する
ことが好ましい。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例を
説明する。図１は本発明による第１実施例を示す平面図
である。なお、図１において、露光時にマスク及び基板
（プレート）が搬送される方向（走査方向）をＺ方向と
し、マスク及びプレートの平面内でＺ方向と直交する方
向（ステップ方向）をＹ方向とし、マスク及びプレート
の法線方向をＸ方向とする。このとき、図１では、紙面
内上下方向がＸ方向、紙面内左右方向がＺ方向、紙面垂
直方向がＹ方向となる。

【００２４】図１において、マスク１００とプレート２
００との間には、これらのマスク１００及びプレート２
００の面内方向（ＹＺ方向）に平行な光軸Axを持つレン
ズ群２と平面反射鏡３とが設けられている。ここで、レ
ンズ群２は正の屈折力を有しおり、平面反射鏡３はレン
ズ群２の後側焦点位置に配置されている。これにより、
光軸Axに平行となるようにレンズ群２に入射する光線
は、光軸Axと平行となるようにレンズ群２から射出す
る。

【００２５】また、レンズ群２の平面反射鏡３とは反対
側には、第１及び第２光分割手段としての偏光ビームス
プリッタＰＲ１，ＰＲ２が配置されている。これらの偏
光ビームスプリッタＰＲ１，ＰＲ２は、互いに直交する
偏光方向の光を分離する誘電体多層膜からなる偏光分離
面Ｒ１，Ｒ２をプリズム型ビームスプリッタの接合面に
設けた構成である。ここで、偏光分離面Ｒ１，Ｒ２は、
マスク１００及びプレート２００の平面方向（ＹＺ方
向）に対して±４５°となるように斜設されている。

【００２６】そして、偏光ビームスプリッタＰＲ１，Ｐ
Ｒ２のレンズ群２とは反対側には、光束移送手段とし
て，反射面が互いに直交した２つの反射鏡Ｍ１，Ｍ２が
配置されている。さらに、偏光ビームスプリッタＰＲ
１，ＰＲ２とレンズ群２との間の光路中には、位相変更
部材としてのλ／４板Ｈ１が設けられている。ここで、
平面反射鏡３の反射面近傍には開口絞りＡＳが設けられ
ており、反射鏡Ｍ１と反射鏡Ｍ２との間の光路中には、
所定形状の開口部を持つ視野絞りＦＳが設けられてい
る。

【００２７】マスク１００に関して上述の如き投影光学
系の反対側には、マスク１００上の所定の視野領域に図
中紙面垂直方向（偏光ビームスプリッタＰＲ１の偏光分
離面Ｒ１に対してＳ偏光）に振動面を持つ直線偏光を照
射する照明光学系１が設けられている。さて、マスク１
００を介した照明光学系１からのＳ偏光は、Ｘ方向に沿
って進行し、偏光ビームスプリッタＰＲ１の偏光分離面
Ｒ１にて反射され、その光路がＺ方向に沿って進行する
ように偏向される。このＳ偏光は、λ／４板Ｈ１を通過
して円偏光に変換された後、レンズ群２に入射する。レ
ンズ群２を介した円偏光は平面反射鏡３にて反射され、
再びレンズ群２及びλ／４板Ｈ１を順に介してＰ偏光に
変換される。このＰ偏光は、図中Ｚ方向に沿って進行
し、偏光ビームスプリッタＰＲ２の偏光分離面Ｒ２を透
過して、その光路がＸ方向に沿ったものとなるように反
射鏡Ｍ１にて９０°偏向された後、視野絞りＦＳに達す
る。ここで、視野絞りＦＳの開口部にはマスク１００の
中間像が形成される。なお、この中間像の横倍率は、Ｚ
方向に関して＋１倍、Ｙ方向に関して−１倍である。

【００２８】次に、中間像からのＰ偏光は反射鏡Ｍ２に
より９０°偏向されて、Ｚ方向に沿って進行し、再び偏
向ビームスプリッタＰＲ１に入射する。このＰ偏光は偏
光ビームスプリッタＰＲ１を透過し、λ／４板Ｈ１を介
して円偏光に変換され、レンズ群２に入射する。レンズ
群２に入射した円偏光は、平面反射鏡３にて反射された
後、再びレンズ群２及びλ／４板Ｈ１を介して、Ｚ方向
に沿って進行するＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリ
ッタＰＲ２に入射する。このＳ偏光は偏光ビームスプリ
ッタＰＲ２の偏光分離面Ｒ２にて反射され、Ｘ方向に沿
って進行し、Ｘ方向に沿って微動可能な凸及び凹レンズ
から構成される倍率補正光学系Ｍを介して、プレート２
００上に達する。プレート２００上には、Ｚ方向の横倍
率が＋１倍、Ｙ方向の横倍率が−１倍となる視野絞りＦ
Ｓの像が形成される、すなわちプレート２００上には、
Ｙ方向及びＺ方向の横倍率が共に＋１倍となるマスク１
００の等倍の正立像（２次像）が形成される。従って、
マスク１００とプレート２００とを一体にＺ方向に沿っ
て移動させれば、プレート２００上にはマスク１００の
パターンを順次転写できる、すなわち走査露光を実現で
きる。

【００２９】尚、上述の倍率補正光学系Ｍは、種々のプ
ロセスによる基板の伸縮等に対応できるように設けられ
たものである。これにより、投影光学系自体の倍率を等
倍からわずかに拡大または縮小することができる。次
に、図２を参照して本実施例による露光動作について簡
単に説明する。図２は本実施例のプレート２００と露光
領域ＥＦとの関係を示す平面図である。尚、図２におい
ては、紙面内上下方向がＹ方向であり、紙面内左右方向
がＺ方向であり、紙面垂直方向がＸ方向である。この図
２の座標系は図１の座標系と対応している。

【００３０】図２において、まず、台形状の露光領域Ｅ
Ｆはプレート２００の隅部（Ｙ方向及びＺ方向における
端部）に位置している。ここで、図示なきマスク１００
とプレート２００とを露光領域ＥＦに対して一体にＺ方
向（走査方向）に沿って移動させることにより、プレー
ト２００の一部にはマスク１００のパターンが転写され
る。次に、マスク１００とプレート２００とをＹ方向
（ステップ方向）に沿って移動させる。このとき、ステ
ップ方向への移動量は、移動前後において台形状の露光
領域ＥＦのオーバーラップ領域同士が互いに重なるよう
にすれば良い。なお、台形状の露光領域のオーバーラッ
プ領域とは、プレート２００上において、複数又は単数
の露光領域により複数回の露光が行なわれる領域に対応
した露光領域を指し、例えば、台形を１つの矩形とＹ方
向に関してこの矩形を挟む２つの三角形とに分解して考
えたとき、これらの三角形に対応する領域である。

【００３１】その後、マスク１００とプレート２００と
をＺ方向に沿って、１回目の走査露光とは逆方向に移動
させ、マスク１００のパターンをプレート２００上に順
次転写する。この２回目の走査露光の後、マスク１００
とプレート２００とをＹ方向に沿って移動させ、３回目
の走査露光を行う。このように、本実施例においては、
Ｚ方向に沿った移動動作（走査露光動作）とＹ方向に沿
った移動動作（ステップ動作）とを繰り返して、マスク
１００の全面のパターンをプレート２００上に転写して
いる。これにより、投影光学系の大型化を図ることな
く、大きな露光領域に対応できる。

【００３２】なお、露光領域ＥＦの形状としては、台形
状に限られず、例えば六角形状、スリット形状、円弧形
状などでも良い。また、上記実施例では、視野絞りＦＳ
の開口部の形状によりオーバーラップ領域とそれ以外の
露光領域との露光量を等しくしているが、視野絞りの開
口部の端部に減光フィルター又はドットパターンのフィ
ルターを設ける構成でも良い。

【００３３】また、本実施例において、λ／４板Ｈ１又
は偏光ビームスプリッタＰＲ１の製造誤差などがある場
合には、レンズ群２から視野絞りＦＳへ向かうＰ偏光に
Ｓ偏光が混在し、このＳ偏光成分がプレート２００上に
達する恐れがある。また、偏光ビームスプリッタＰＲ２
に製造誤差などがある場合には、この偏光ビームスプリ
ッタＰＲ２がレンズ群２から視野絞りＦＳへ向かうＰ偏
光を反射して、プレート２００上に達する恐れがある。

【００３４】このような場合においては、プレート２０
０上にマスクの１次像と２次像とが形成されるため、マ
スク１００のパターンの転写に不具合が生じる問題点が
ある。この場合には、偏光ビームスプリッタＰＲ２から
偏光ビームスプリッタＰＲ１に到る光路中に、所定の屈
折力を持つフォーカス補正光学系を設けることが好まし
い。このフォーカス補正光学系により、Ｘ方向における
マスクの１次像の位置とマスクの２次像の位置とを異な
るようにできるため、プレート２００上においては、マ
スクの１次像の影響を無視できる。

【００３５】このとき、マスク１００の１次像は、レン
ズ群２及び平面反射板３からなる光学系と倍率補正光学
系Ｍとのみを通過する光により形成され、マスク１００
の２次像は、上記光学系、倍率補正光学系Ｍ及びフォー
カス補正光学系を通過する光により形成される。従っ
て、これらの倍率補正光学系Ｍとフォーカス補正光学系
との屈折力を調整すれば、１次像と２次像とのＸ方向に
おける位置をずらした状態で、かつ２次像の倍率を等倍
もしくは基板の伸縮等に対応する倍率にすることが可能
となる。また、倍率補正光学系Ｍ及びフォーカス補正光
学系を共に偏光ビームスプリッタＰＲ２から偏光ビーム
スプリッタＰＲ１に到る光路中に配置する構成であって
も良い。

【００３６】次に、図３を参照して、本発明による第２
実施例を説明する。本発明による第２実施例は、第１実
施例における位相変更部材としてのλ／４板Ｈ１の代わ
りに、偏光ビームスプリッタＰＲ１とレンズ群２との間
の光路中にλ／２板Ｈ２を設けた例である。尚、図３で
は、図１の第１実施例と同様の機能を有する部材には同
一の符号を付してあり、図１と同様の座標系を採用して
いる。

【００３７】図３において、第１実施例と同様に紙面垂
直方向の直線偏光（偏光ビームスプリッタＰＲ１，ＰＲ
２の偏光分離面Ｒ１，Ｒ２に対してＳ偏光）で照明され
たマスク１００からの光は、偏光ビームスプリッタＰＲ
１の偏光分離面Ｒ１にて反射された後に、λ／２板Ｈ２
を介してＰ偏光に変換される。このＰ偏光は、レンズ群
２、平面反射鏡３、レンズ群２を順に介した後、偏光ビ
ームスプリッタＰＲ２を透過し、反射鏡Ｍ１にてその光
路が９０°偏向され、視野絞りＦＳに達する。ここで、
視野絞りＦＳの開口部には、第１実施例と同様に、Ｚ方
向の横倍率が＋１、Ｙ方向の横倍率が−１となるマスク
１００の１次像が形成される。この１次像からのＰ偏光
は、反射鏡Ｍ２によりその光路が９０°偏向された後、
偏光ビームスプリッタＰＲ１を透過し、λ／２板Ｈ２を
通過してＳ偏光に変換される。このＳ偏光は、レンズ群
２、平面反射鏡３及びレンズ群２を順に介して、偏光ビ
ームスプリッタＰＲ２にて反射された後、倍率補正光学
系Ｍを介してプレート２００上に達する。これにより、
プレート２００上には、Ｙ方向及びＺ方向の横倍率が共
に＋１となるマスク１００の等倍の正立像が形成され
る。このように、位相変更部材としてλ／２板Ｈ２を適
用することもできる。

【００３８】次に、図４を参照して本発明の第３実施例
について説明する。本発明による第３実施例は、第１実
施例における位相変更部材としてのλ／４板Ｈ１と平面
反射鏡３とを一体に設けた例である。尚、図４では、図
１の第１実施例と同様の機能を有する部材には同一の符
号を付してあり、図１と同様の座標系を採用している。

【００３９】図４(a) に示す第３実施例において、第１
実施例とは異なる構成は、２つの偏光ビームスプリッタ
ＰＲ１，ＰＲ２を一体化した点と、裏面に反射膜を蒸着
したλ／４板からなる反射部材ＨＭ３を反射膜がレンズ
群２の後側焦点に位置するように配置した点とである。
ここで、図４(b) に斜線で示す如く、反射膜はλ／４板
の一部の領域に設けられており、その領域の形状は円形
となっている。従って、この反射膜の領域が第１及び第
２実施例の開口絞りＡＳの開口部に相当する。ここで、
λ／４板の一部の領域に反射膜を設ける構成としている
ため、λ／４板の機能はこの領域のみで達成されていれ
ば良く、他の領域においては正確なλ／４板となってな
くとも良い。

【００４０】また、図４(a) において、光束移送部材と
しての反射鏡Ｍ１，Ｍ２とレンズ群２との間の光路中に
は、２つの偏光分離面Ｒ１，Ｒ２を持つ偏光分離素子Ｐ
Ｒが設けられており、これらの偏光分離面Ｒ１，Ｒ２は
互いに直交するように配置されている。次に、図４(a)
を参照して本実施例による光路を説明する。図４(a) に
おいて、第１実施例と同様に紙面垂直方向の直線偏光
（偏光分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ１，Ｒ２に対してＳ
偏光）で照明されたマスク１００からの光は、偏光分離
素子ＰＲの偏光分離面Ｒ１にて反射された後に、レンズ
群２を介して、反射部材ＨＭ３に達する。反射部材ＨＭ
３に達するＰ偏光は、λ／４板により円偏光に変換さ
れ、このλ／４板の裏面に蒸着された反射膜にて反射さ
れた後、再びλ／４板にてＳ偏光に変換された状態で射
出される。このＳ偏光は、再びレンズ群２を介して偏光
分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ２を透過し、反射鏡Ｍ１に
てその光路が９０°偏向され、視野絞りＦＳに達する。
ここで、視野絞りＦＳの開口部には、上記実施例と同様
に、Ｚ方向の横倍率が＋１、Ｙ方向の横倍率が−１とな
るマスク１００の１次像が形成される。この１次像から
のＰ偏光は、反射鏡Ｍ２によりその光路が９０°偏向さ
れた後、偏光分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ１を透過した
後に、レンズ群２を介して反射部材ＨＭ３に達する。こ
の反射部材ＨＭ３に達するＰ偏光は、Ｓ偏光に変換され
た状態のもとで再びレンズ群２に入射するように反射さ
れる。レンズ群２を介した反射部材ＨＭ３からのＳ偏光
は、偏光分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ２にて反射された
後、倍率補正光学系Ｍを介してプレート２００上に達す
る。これにより、プレート２００上には、Ｙ方向及びＺ
方向の横倍率が共に＋１となるマスク１００の等倍の正
立像が形成される。このように、位相機能を有する位相
変更部材と反射面とを一体化することも可能である。

【００４１】本実施例においては、光学系の瞳位置近傍
にλ／４板を配置する構成としているため、λ／４板が
結像性能に影響を及ぼす程度を少なくすることができ
る。また、上述の各実施例において、第２光分割手段と
しての偏光ビームスプリッタＰＲ２からの光束を光軸Ax
を横切る方向に沿って移送して第１光分割手段としての
偏光ビームスプリッタＰＲへ導く光束移送部材を設ける
代わりに、光軸Axを横切る方向に沿って第２光分割手段
からの光を直接に第１光分割手段へ導く構成とすること
も可能である。以下、図５を参照して上記構成について
説明する。

【００４２】図５は、オフナー型光学系を本発明に適用
した第４実施例を示す平面図である。尚、図５では、図
１の第１実施例と同様の機能を有する部材には同一の符
号を付してあり、図１と同様の座標系を採用している。
図５において、マスク１００とプレート２００との間に
は、これらのマスク１００及びプレート２００の面内方
向（ＹＺ方向）に平行な光軸Axを持つ凹面鏡４と凸面鏡
５とが設けられている。ここで、凸面鏡５は凹面鏡４の
焦点位置と概略一致するように設けられている。また、
凸面鏡５近傍には、開口絞りＡＳが設けられている。

【００４３】また、凸面鏡５に関して凹面鏡４とは反対
側には、第１及び第２光分割手段としての偏光ビームス
プリッタＰＲ３，ＰＲ４が配置されている。これらの偏
光ビームスプリッタＰＲ３，ＰＲ４は、マスク１００及
びプレート２００の平面方向（ＹＺ方向）に対して±４
５°で斜設された偏光分離面Ｒ３，Ｒ４をそれぞれ有す
る。

【００４４】そして、偏光ビームスプリッタＰＲ３とマ
スク１００との間の光路中には、マスク１００からの光
を光軸Axと平行になるように９０°偏向させる反射鏡Ｍ
３が設けられており、偏光ビームスプリッタＰＲ４とプ
レート２００との間の光路中には、光軸Axと平行に進行
する偏光ビームスプリッタＰＲ４からの光を９０°偏向
させてプレート２００の法線方向に沿って進行させる反
射鏡Ｍ４が設けられている。ここで、２つの反射鏡Ｍ
３，Ｍ４は、それらの反射面が互いに直交するように設
けられている。

【００４５】また、偏光ビームスプリッタＰＲ３，ＰＲ
４と凹面鏡４との間の光路中には、位相変更部材として
のλ／４板Ｈ４が設けられており、偏光ビームスプリッ
タＰＲ３と偏光ビームスプリッタＰＲ４との間の光路中
には、所定形状の開口部を有する視野絞りＦＳが設けら
れている。また、本実施例においては、マスク１００上
の所定の視野領域に対して図中紙面内左右方向に振動面
を持つ直線偏光（偏光ビームスプリッタＰＲ３の偏光分
離面Ｒ３に対してＰ偏光）を照射する照明光学系１が設
けられている。

【００４６】次に、本実施例を光路に沿って説明する。
図５において、マスク１００を介した照明光学系１から
のＰ偏光は、図中Ｘ方向に沿って進行し、反射鏡Ｍ３に
達する。この反射鏡Ｍ３にて反射されたＰ偏光は、その
光路が９０°偏向されてＺ方向に沿って進行し、偏光ビ
ームスプリッタＰＲ３の偏光分離面Ｒ３を透過した後
に、λ／４板Ｈ４を通過して円偏光に変換される。この
円偏光は、凹面鏡４、凸面鏡５及び凹面鏡にて順に反射
された後、Ｚ方向に沿って進行し、λ／４板Ｈ４に達す
る。λ／４板Ｈ４に達したＰ偏光は、このλ／４板Ｈ４
によりＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＰＲ４
の偏光分離面Ｒ４にて反射され、図中Ｘ方向に沿って進
行し、視野絞りＦＳ上に達する。ここで、視野絞りＦＳ
の開口部にはマスク１００の１次像が形成される。な
お、このマスク１００の１次像の横倍率は、Ｚ方向に関
して＋１倍、Ｙ方向に関して−１倍である。

【００４７】次に、１次像からのＳ偏光は、偏光ビーム
スプリッタＰＲ３の偏光分離面Ｒ３にて反射され、Ｚ方
向に沿って進行し、λ／４板Ｈ４を介して円偏光に変換
される。この円偏光は、凹面鏡４、凸面鏡５及び凹面鏡
４にて順に反射された後、Ｚ方向に沿って進行して、λ
／４板Ｈ４を通過する。ここで、λ／４板Ｈ４を通過し
た凹面鏡４からの光はＰ偏光に変換されているため、こ
のＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＰＲ４を透過して、
Ｘ方向に沿って進行するように反射鏡Ｍ４にて光路が９
０°偏向されてプレート２００上に達する。これによ
り、プレート２００上には、Ｚ方向の横倍率が＋１倍、
Ｙ方向の横倍率が−１倍となる視野絞りＦＳの像が形成
される、すなわちプレート２００上には、Ｙ方向及びＺ
方向の横倍率が共に＋１倍となるマスク１００の等倍の
正立像（２次像）が形成される。尚、本実施例において
も、Ｘ方向に沿って微動可能な凸及び凹レンズから構成
される倍率補正光学系Ｍは、偏光ビームスプリッタＰＲ
４（反射鏡Ｍ４）とプレートとの間の光路中に配置され
ている。

【００４８】このように、本実施例においても、マスク
１００とプレート２００とを一体にＺ方向に沿って移動
させることにより、走査露光を実現できる。本実施例に
おいては、第２光分割手段からの光束を光束移送部材を
介さないで直接に第１光分割手段へ導く構成を採用して
いる。この構成により、オフナー型光学系における像高
の高い箇所を使用することが可能となる。尚、本実施例
においては、オフナー型光学系を適用しているため、開
口部が円弧形状の視野絞りＦＳを採用している。

【００４９】次に、図６を参照して本発明による第５実
施例を説明する。図６は、オフナー型光学系と該オフナ
ー型光学系にて発生する非点収差を補正する光学部材と
を本発明に適用した第５実施例の平面図である。尚、図
６では、図１の第１実施例及び図５の第４実施例と同様
の機能を有する部材には同一の符号を付してあり、図５
と同様の座標系を採用している。

【００５０】図６において、オフナー型光学系の凹面鏡
４とマスク１００との間の光路中には、偏光分離面Ｒ１
を持つ偏光ビームスプリッタＰＲ１が設けられており、
凹面鏡４とプレート２００との間の光路中には、偏光分
離面Ｒ２を持つ偏光ビームスプリッタＰＲ２が設けられ
ている。そして、これらの偏光ビームスプリッタＰＲ
１，ＰＲ２と凹面鏡４との間の光路中には、λ／４板Ｈ
５が設けられており、偏光ビームスプリッタＰＲ１，Ｐ
Ｒ２に関して凹面鏡４とは反対側には、偏光ビームスプ
リッタＰＲ２からの光束を光軸Axとは直交する方向に移
送して偏光ビームスプリッタＰＲ１へ導くための２つの
反射鏡Ｍ１，Ｍ２が設けられている。また、これらの反
射鏡Ｍ１，Ｍ２と偏光ビームスプリッタＰＲ１，ＰＲ２
との間の光路中には、凹面鏡４側に凸面を向けたメニス
カス形状である非点収差補正部材ＭＳが配置されてい
る。さらに、本実施例では２つの反射鏡Ｍ１，Ｍ２の間
の光路中に、円弧形状の開口部を有する視野絞りＦＳを
設けている。

【００５１】次に、図６を参照して本実施例による光路
を説明する。図６において、照明光学系１は、第１実施
例と同様に紙面垂直方向の直線偏光（偏光ビームスプリ
ッタＰＲ１，ＰＲ２の偏光分離面Ｒ１，Ｒ２に対してＳ
偏光）にてマスク１００上の所定の照明領域を均一に照
明するものである。図６において、照明光学系１により
照明されたマスク１００からのＳ偏光は、偏光ビームス
プリッタＰＲ１の偏光分離面Ｒ１にて反射された後に、
λ／４板Ｈ５を介して円偏光に変換された後、凹面鏡
４、凸面鏡５及び凹面鏡４を順に介してλ／４板Ｈ５を
通過し、Ｐ偏光に変換される。このＰ偏光は、偏光ビー
ムスプリッタＰＲ２を透過して、非点収差補正部材ＭＳ
を通過した後、反射鏡Ｍ１にてその光路が９０°偏向さ
れ、視野絞りＦＳに達する。ここで、視野絞りＦＳの開
口部には、第１実施例と同様に、Ｚ方向の横倍率が＋
１、Ｙ方向の横倍率が−１となるマスク１００の１次像
が形成される。この１次像からのＰ偏光は、反射鏡Ｍ２
によりその光路が９０°偏向されて、非点収差補正部材
ＭＳを通過した後、偏光ビームスプリッタＰＲ１を透過
する。この偏光ビームスプリッタＰＲ１を透過したＰ偏
光は、λ／４板Ｈ５を介して円偏光に変換された後、凹
面鏡４、凸面鏡５及び凹面鏡４を順に介して、λ／４板
Ｈ５を通過してＳ偏光に変換される。このＳ偏光は、偏
光ビームスプリッタＰＲ２にて反射された後、倍率補正
光学系Ｍを介してプレート２００上に達する。これによ
り、プレート２００上には、Ｙ方向及びＺ方向の横倍率
が共に＋１となるマスク１００の等倍の正立像が形成さ
れる。

【００５２】本実施例においては、非点収差補正部材Ｍ
Ｓにより、オフナー型光学系にて生じる非点収差を補正
することが可能となるため、露光領域の走査方向の幅
（スリット幅）を広げることが可能となり、スループッ
トの向上を図ることもできる。さらに、本実施例では、
非点収差補正部材ＭＳをオフナー型光学系の光軸Axと共
軸に設ける構成としているため、この非点収差補正部材
ＭＳの調整が簡易となる利点もある。尚、この非点収差
補正部材ＭＳは、偏光ビームスプリッタＰＲ２と反射鏡
Ｍ１との間の光路及び反射鏡Ｍ２と偏光ビームスプリッ
タＰＲ１との間の光路に、それぞれ別の光学部材として
設けても良い。

【００５３】上記図５及び図６の実施例では、投影光学
系としてオフナー型光学系を適用しているが、ダイソン
型光学系を適用しても良い。以下、図７を参照して、投
影光学系としてダイソン型光学系を適用した第６実施例
を説明する。図７はダイソン型光学系を本発明に適用し
た第６実施例の平面図である。尚、図７では、図１の第
１実施例と同様の機能を有する部材には同一の符号を付
してあり、図１と同様の座標系を採用している。

【００５４】図７において、マスク１００とプレート２
００との間には、マスク１００及びプレート２００の面
内方向（ＹＺ方向）に平行な光軸Axを持つ平凸レンズ６
と凹面鏡７とが設けられている。ここで、凹面鏡７の近
傍には開口絞りＡＳが設けられている。また、平凸レン
ズ６に関して凹面鏡７とは反対側には、第１及び第２光
分割手段として、２つの偏光分離面Ｒ１，Ｒ２を持つ偏
光分離素子ＰＲが設けられている。これらの偏光分離面
Ｒ１，Ｒ２は互いに直交するように配置されている。偏
光分離素子ＰＲに関して平凸レンズ６とは反対側には、
光束移送手段として、反射面が互いに直交する如く設け
られた２つの反射鏡Ｍ１，Ｍ２が配置されている。この
２つの反射鏡Ｍ１，Ｍ２の間の光路中には、所定形状の
開口部を持つ視野絞りＦＳが設けられている。そして、
平凸レンズ６と凹面鏡７との間の光路中には、位相変更
部材としてのλ／４板Ｈ６が設けられている。

【００５５】次に、図７を参照して本実施例による光路
を説明する。図７に示す照明光学系１は、第１実施例と
同様に紙面垂直方向の直線偏光（偏光ビームスプリッタ
ＰＲ１，ＰＲ２の偏光分離面Ｒ１，Ｒ２に対してＳ偏
光）にてマスク１００上の所定の照明領域を均一に照明
するものである。図７において、照明光学系１により照
明されたマスク１００からのＳ偏光は、偏光分離素子Ｐ
Ｒの偏光分離面Ｒ１にて反射され、平凸レンズ６にて屈
折作用を受け、λ／４板Ｈ６にて円偏光に変換される。
この円偏光は凹面鏡７にて反射された後、λ／４板Ｈ６
を通過してＰ偏光に変換される。このＰ偏光は偏光分離
素子ＰＲの偏光分離面Ｒ２を透過して、反射鏡Ｍ１にて
その光路が９０°偏向され、視野絞りＦＳに達する。こ
こで、視野絞りＦＳの開口部には、第１実施例と同様に
Ｚ方向に横倍率が＋１、Ｙ方向の横倍率が−１となるマ
スク１００の１次像が形成される。この１次像からのＰ
偏光は、反射鏡Ｍ２によりその光路が９０°偏向され
て、偏光分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ１を透過し、平凸
レンズ６に入射する。平凸レンズ６に入射したＰ偏光
は、λ／４板Ｈ６を通過して円偏光に変換された後、凹
面鏡７にて反射され、再びλ／４板Ｈ６を通過してＳ偏
光に変換される。このＳ偏光は、平凸レンズ６を介して
偏光分離素子ＰＲの偏光分離面Ｒ２にて反射された後、
倍率補正光学系Ｍを介してプレート２００上に達する。
ここで、プレート２００上には、Ｙ方向及びＺ方向の横
倍率がともに＋１となるマスク１００の等倍の正立像が
形成される。

【００５６】なお、図７に示すダイソン型光学系は、１
つの平凸レンズ６と凹面鏡７とから構成されているが、
この１つの平凸レンズ６の代わりに、合成屈折力が正で
ある複数のレンズ成分を設けてもよい。また、一般的に
ダイソン型光学系は作動距離をとることが困難であるた
め、いわゆるダイソン型とは異なるタイプで凹面鏡とレ
ンズ群とを組合せにより、作動距離を大きくとったもの
であっても良い。例えば、図１に示す第１実施例におい
て、平面反射鏡３の代わりに凹面鏡を設ける構成が考え
られる。

【００５７】また、上述の各実施例において、第１及び
第２偏光分離手段として、プリズム型の偏光分離素子を
適用しているが、その代わりに、平行平面板の表面に誘
電体多層膜を蒸着して、この表面を偏光分離面とする構
成も可能である。尚、上述の第１〜第６実施例において
は、倍率補正光学系Ｍと偏光ビームスプリッタＰＲ２と
の間の光路中に、λ／４板を設けることが望ましい。こ
れにより、プレート２００上に達する露光光を円偏光と
することができる。

【００５８】上述の如き第１〜第６実施例による投影光
学系によれば、単に２組の屈折光学系を共軸に組み合わ
せて正立像を得る投影光学系に対して極めて少ないレン
ズ枚数で構成できるため、大幅なコストダウンを図るこ
とができる効果を有する。さらに、第１〜第６実施例の
投影光学系においては、投影光学系の構成要素を少なく
できるため、製造誤差などの発生が少なくなり、投影光
学系自体の調整も容易となる優れた効果を持つ。

【００５９】次に、図８を参照して本発明による第７実
施例を説明する。図８は、本発明による複数の投影光学
系を千鳥状に配列して、１回の走査露光によりマスク１
００の全面のパターンをプレート２００上に転写する第
７実施例を概略的に示す図である。尚、図８において
は、図１と同様の座標系を採用してあり、図１の第１実
施例と同様の機能を有する部材には、同じ符号を付して
ある。

【００６０】図８において、マスク１００とプレート２
００との間の空間には、５組の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬ
ｅが設けられている。図８に示す投影光学系ＰＬａ〜Ｐ
Ｌｅの構成は、図１の実施例と同じものであるため、こ
こでは説明を省略する。これらの投影光学系ＰＬａ〜Ｐ
Ｌｅは、それぞれマスク１００上の視野領域ＩＦａ〜Ｉ
Ｆｅの等倍の正立像をプレート２００上の露光領域ＥＦ
ａ〜ＥＦｅ上に形成する。

【００６１】図８において、投影光学系ＰＬａ，ＰＬ
ｃ，ＰＬｅは、それらの視野領域ＩＦａ，ＩＦｃ，ＩＦ
ｅがＹ方向に沿って一列となるように設けられ、投影光
学系ＰＬｂ，ＰＬｄは、それらの視野領域ＩＦｂ，ＩＦ
ｄがＹ方向に沿って一列となるように設けられる。この
とき、視野領域ＩＦａ，ＩＦｃ，ＩＦｅが配列されるＺ
方向の位置と、視野領域ＩＦｂ，ＩＦｄが配列されるＺ
方向の位置とは異なる。また、図８に示す各視野領域Ｉ
Ｆａ〜ＩＦｅの形状は台形状であり、各視野領域ＩＦａ
〜ＩＦｅは、各視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅの斜辺同士が互
いに重なり合うようにその位置が規定される。即ち、各
視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅは、各視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅ
のＺ方向（走査方向）における長さの和がＹ方向（走査
直交方向）において常に等しくなるように位置決めされ
る。

【００６２】ここで、図１に示す倍率補正光学系Ｍによ
り各露光領域ＥＦａ〜ＥＦｅにおける倍率を調整した場
合には、各露光領域ＥＦａ〜ＥＦｅ間での位置関係がず
れて、プレート２００上における露光量が不均一とな
る。そこで、本実施例では、不図示ではあるが各投影光
学系ＰＬａ〜ＰＬｅ中にＹＺ方向に回転可能な平行平面
板を設け、この平行平面板の回転による各露光領域ＥＦ
ａ〜ＥＦｅのＹＺ方向における位置を調節している。

【００６３】なお、各視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅの形状は
台形状には限られず、各視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅのＺ方
向における長さの和がＹ方向において常に等しければ、
矩形状、六角形状、円弧形状などでも良い。なお、図８
では不図示ではあるが、本実施例においては、マスク１
００に関して投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅとは反対側に
は、複数の照明光学系が設けられている。これらの照明
光学系は、その光路内に偏光子が設けられており、マス
ク１００に対して直線偏光を供給する。また、照明光学
系の光源として直線偏光を供給するレーザを適用するこ
とも可能である。

【００６４】さて、実際の露光時には、図示なき照明光
学系によりマスク１００の各視野領域ＩＦａ〜ＩＦｅを
照明しつつ、マスク１００とプレート２００とをＺ方向
に沿って一体に移動させることにより、各視野領域ＩＦ
ａ〜ＩＦｅ内のマスク１００のパターンの像が順次プレ
ート２００上に形成される。これにより、プレート２０
０上にはマスク１００のパターンが転写される。

【００６５】なお、本実施例においては、５組の投影光
学系を用いているが、投影光学系は５組には限られない
ことは言うまでもない。さらに、投影光学系としては、
図１の第１実施例の投影光学系には限られず、第２〜第
６実施例の投影光学系を適用しても良い。上述の如き図
８に示す露光装置においては、１回の露光動作により大
型の基板に対する露光が実現できるため、スループット
の向上を図ることができる。さらに、投影光学系自体の
大型化を招くことなく、露光領域を広げることができる
ため、光学性能の劣化を招かない利点がある。

【００６６】尚、図８に示す露光装置において、投影光
学系を２組のみ設け（例えば投影光学系ＰＬａ，ＰＬｂ
のみ）、図１に示す第１実施例の如く、走査露光動作と
ステップ動作とを繰り返す露光方法を行うことも考えら
れる。このときには、ステップ動作の回数を第１実施例
に比べて少なくできるため、スループットの向上を図る
ことができる。

【００６７】次に、図９を参照して図８の実施例に好適
な照明光学系について説明する。図９においては、図８
と同様の座標系を採用しており、図８の第７実施例と同
様の機能を有する部材には同じ符号を付してある。図９
において、超高圧水銀ランプ１０は所定波長（例えばｇ
線(436nm),ｈ線(404nm) ）の照明光を供給する。この超
高圧水銀ランプ１０からの照明光は楕円鏡ＰＭにより集
光され、光路折曲げミラーＭ１０を経て、コレクターレ
ンズ系１１を介して光ファイバー束からなるライトガイ
ド１２へ入射する。ライトガイド１２を射出した照明光
は、フライアイレンズ１３に入射し、このフライアイレ
ンズ１３の射出面に複数の２次光源像を形成する。フラ
イアイレンズ１３の射出面からの照明光は、偏光ビーム
スプリッタ１４により、互いに直交する偏光方向を持つ
２つの直線偏光に分離される。

【００６８】ここで、偏光ビームスプリッタ１４にて反
射されたＳ偏光は、図中Ｙ方向に沿って進行し、図中Ｚ
方向に沿って進行するように光路折曲げミラーＭ１１に
て反射される。この光路折曲げミラーＭ１１からの直線
偏光は図中Ｘ方向に振動面を持つことになる。Ｘ方向に
振動面を持つ直線偏光は、λ／２板Ｈ７を通過し、図中
Ｙ方向に沿った振動面を持つ直線偏光に変換され、光路
折曲げミラーＭ１２にて反射され、コンデンサレンズ１
５ｃに達する。このコンデンサレンズ１５ｃは、その前
側焦点がフライアイレンズ１３の射出面上に位置するよ
うに配置されており、マスク１００上の視野領域ＩＦｃ
は、Ｙ方向に沿った振動面を持つ直線偏光により重畳的
に照明される。

【００６９】一方、偏光ビームスプリッタ１４を透過し
たＰ偏光は、図中Ｚ方向に沿って進行し、光路折曲げミ
ラーＭ１３により反射され、図中Ｙ方向にその光路が偏
向され、光路折曲げミラーＭ１４へ向かう。このとき、
偏光ビームスプリッタ１４と光路折曲げミラーＭ１３と
の間における直線偏光は、図中Ｙ方向に沿った振動面を
持つものとなり、光路折曲げミラーＭ１３と光路折曲げ
ミラーＭ１４との間における直線偏光は、図中Ｚ方向に
沿った振動面を持つものとなる。光路折曲げミラーＭ１
４を介した直線偏光は、図中Ｙ方向に振動面を持ち、Ｚ
方向に沿って進行して、光路折曲げミラーＭ１５にてそ
の光路が９０°偏向されて、Ｘ方向に沿って進行する。
この光路折曲げミラーＭ１５からの直線偏光は、図中Ｙ
方向の振動面を持つ直線偏光となり、コンデンサレンズ
１５ａを介してマスク１００上に達する。このコンデン
サレンズ１５ａも、コンデンサレンズ１５ｃと同様にそ
の前側焦点がフライアイレンズ１３の射出面上に位置す
るように配置されており、マスク１００上の視野領域Ｉ
Ｆａは、Ｙ方向に沿った振動面を持つ直線偏光により重
畳的に照明される。

【００７０】これにより、視野領域ＩＦａ，ＩＦｃは、
各投影光学系ＰＬａ，ＰＬｃの持つ偏光ビームスプリッ
タＰＲ１ａ，ＰＲ１ｃの偏光分離面に対してＳ偏光とな
る。尚、視野領域ＩＦｂ，ＩＦｄを照明する照明光学系
に関しては、視野領域ＩＦａ，ＩＦｃを照明する照明光
学系と同様の構成であるため、ここでは説明を省略す
る。

【００７１】このように、図９に示す照明光学系におい
ては、複数の領域に対して互いに偏光状態が等しい直線
偏光にて照明する際に、光源からの光の損失を非常に低
減させることができる。また、照明光学系としては、図
１０に示す構成をとることも可能である。以下、図１０
を参照して照明光学系の変形例について説明する。尚、
図１０においては、図９と同様の座標系を採用してお
り、図９の照明光学系と同様の機能を有する部材には同
じ符号を付してある。

【００７２】図１０において、超高圧水銀ランプ１０か
らの照明光は楕円鏡ＰＭにより集光され、コレクターレ
ンズ系１１を介してフライアイレンズ１３に入射し、フ
ライアイレンズ１３の射出面に複数の２次光源像を形成
する。フライアイレンズ１３の射出面からの照明光は、
偏光ビームスプリッタ１４により、互いに直交する偏光
方向を持つ２つの直線偏光に分離される。

【００７３】ここで、偏光ビームスプリッタ１４にて反
射されたＳ偏光は、図中Ｚ方向に振動面を持つ直線偏光
となり、図中Ｙ方向に沿って進行し、光路折曲げミラー
Ｍ２１に達する。光路折曲げミラーＭ２１にて反射され
た直線偏光は、図中Ｘ方向に沿って進行し、Ｙ方向に振
動面を持つ状態で光路折曲げミラーＭ２２にて反射され
る。光路折曲げミラーＭ２２にて反射された直線偏光
は、その進路がＺ方向に偏向され、Ｘ方向に振動面を持
つ直線偏光となり、光路折曲げミラーＭ２３に達する。
光路折曲げミラーＭ２３にて反射されたＸ方向に進行す
る直線偏光は、Ｚ方向に振動面を持つものとなり、λ／
２板Ｈ８を通過して、その振動面がＹ方向となる。この
Ｙ方向の振動面を持つ直線偏光は、フライアイレンズ１
３の射出面位置に前側焦点を持つコンデンサレンズ１５
ａにより集光され、マスク１００の視野領域ＩＦａを重
畳的に照明する。

【００７４】一方、偏光ビームスプリッタ１４を透過し
たＰ偏光は、図中Ｙ方向に振動面を持つ直線偏光とな
り、図中Ｘ方向に沿って進行し、光路折曲げミラーＭ２
４に達する。光路折曲げミラーＭ２４にて反射された直
線偏光は、図中Ｚ方向に沿って進行し、光路折曲げミラ
ーＭ２５にて反射された後、その光路がＸ方向となるよ
うに光路折曲げミラーＭ２６に向かう。光路折曲げミラ
ーＭ２６に達した直線偏光は、この光路折曲げミラーＭ
２６によって、その光路がＺ方向となる如く偏向され、
光路折曲げミラーＭ２７に達する。この光路折曲げミラ
ーＭ２７にて反射された直線偏光は、図中Ｘ方向に沿っ
て進行し、フライアイレンズ１３の射出面に前側焦点位
置を持つコンデンサレンズ１５により集光され、マスク
１００を重畳的に照明する。ここで、偏光ビームスプリ
ッタ１４からマスク１００に到るまでの光路において
は、光路折曲げミラーＭ２４〜Ｍ２７により直線偏光の
振動面が回転しないため、この光路中では図中Ｙ方向に
振動面を持つ直線偏光が通過することになる。従って、
マスク１００上の視野領域ＩＦｃは、コンデンサレンズ
１５ｃからのＹ方向に振動面を持つ直線偏光により、重
畳的に照明される。

【００７５】これにより、視野領域ＩＦａ，ＩＦｃは、
投影光学系ＰＬａ，ＰＬｃの偏光ビームスプリッタＰＲ
１ａ，ＰＲ１ｃの偏光分離面に対してＳ偏光の状態で照
明される。尚、図１０の照明光学系においては、偏光ビ
ームスプリッタ１４から視野領域ＩＦａまでの光路長
と、偏光ビームスプリッタ１４から視野領域ＩＦｃまで
の光路長とが互いに等しくなるように構成されている。

【００７６】視野領域ＩＦｂ，ＩＦｄを照明する照明光
学系に関しては、視野領域ＩＦａ，ＩＦｃを照明する照
明光学系と同様の構成であるため、図９では図示省略し
ている。このように、図１０に示す照明光学系において
も、複数の領域に対して互いに偏光状態が等しい直線偏
光にて照明する際に、光源からの光の損失を非常に低減
させることができる。さらに、図１０に示す光学系にお
いては、Ｚ方向に沿って進行する偏光ビームスプリッタ
１４からの光をＸ方向へ向けて偏向させる光路折曲げミ
ラーＭ２３，Ｍ２７のＸ方向における位置が異なってい
るため、これらの光路折曲げミラーＭ２３，Ｍ２７同士
を干渉させることなく、それらの大型化を図ることがで
きる。すなわち、光路折曲げミラーＭ２３，Ｍ２７の配
置の自由度を向上させることができる。

【００７７】なお、図９及び図１０に示す照明光学系に
おいては、偏光ビームスプリッタ１４により分離される
２つの光路中に、それぞれ光の進行方向を中心として回
転可能なλ／２板を挿入する構成をとることもできる。
ここで、それぞれの光路中のλ／２板を回転させれば、
各視野領域上に達する直線偏光の振動面が回転するた
め、各視野領域に対応する各露光領域における露光量を
変化させることができる。

【００７８】このように、図９及び図１０に示す照明光
学系では、光源からの光を損失することなく、複数の領
域に対して直線偏光の照明光を供給できる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明に係る投影光学系に
よれば、光学系の構成枚数を少なくできるため、大幅な
コストダウンを図ることができる効果を有する。さら
に、本発明に係る投影光学系においては、投影光学系の
構成要素を少なくできるため、製造誤差などの発生も少
なくなり、投影光学系自体の調整も簡易となる優れた効
果を奏する。

【００８０】また、本発明に係る露光装置においては、
上述の投影光学系の有する効果の他に、１回の露光動作
により大型の基板に対する露光が実現できるため、スル
ープットの向上を図ることができる利点を有する。さら
に、投影光学系自体の大型化を招くことなく、露光領域
を広げることができるため、光学性能の劣化を招かない
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図２】第１実施例の露光動作を説明するための平面図
である。

【図３】本発明による第２実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図４】本発明による第３実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図５】本発明による第４実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図６】本発明による第５実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図７】本発明による第６実施例の投影光学系の構成を
示す図である。

【図８】本発明による第７実施例の露光装置の構成を示
す図である。

【図９】第７実施例の露光装置に好適な照明光学系の構
成を示す図である。

【図１０】第７実施例の露光装置に好適な照明光学系の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１ … 照明光学系、２ … レンズ群、３ … 平面反射鏡、ＰＲ１，ＰＲ２ … 偏光ビームスプリッタ、Ｍ１，Ｍ２ … 反射鏡、ＡＳ … 開口絞り、ＦＳ … 視野絞り、１００ … マスク、２００ … プレート、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクの像を基板上に形成する投影光学系
において、光軸及び該光軸に共軸な少なくとも一面の反射面を有す
る光学系と、該光学系と前記マスクとの間の光路中に配置される第１
光分割手段と、前記光学系と前記基板との間の光路中に配置される第２
光分割手段とを有し、該第２光分割手段を介した光束を前記光軸を横切る方向
に沿って移送して前記第１光分割手段へ導くことを特徴
とする投影光学系。
【請求項２】マスクと基板とを移動させつつ前記マスク
の像を前記基板上に露光する露光装置において、前記マスク上の第１視野領域の像を前記基板上の第１露
光領域に形成する第１投影光学系と、前記第１露光領域
とは異なる前記マスク上の第２視野領域の像を前記基板
上の第２露光領域に形成する第２投影光学系とを有し、前記第１及び第２投影光学系は、光軸と該光軸と共軸な
少なくとも一面の反射面とを有する光学系と、該光学系
と前記マスクとの間の光路中に配置される第１光分割手
段と、前記光学系と前記基板との間の光路中に配置され
る第２光分割手段とを有し、前記第２光分割手段を介した光束を前記光軸を横切る方
向に沿って移送して前記第１光分割手段へ導くことを特
徴とする露光装置。
【請求項３】前記第１及び前記第２光分割手段の一方の
側には、前記光学系が配置され、前記第１及び前記第２光分割手段の他方の側には、前記
第２光分割手段を介した光束を前記光軸を横切る方向に
沿って移送する光束位相部材が配置されることを特徴と
する請求項１または２記載の投影光学系及び露光装置。
【請求項４】前記第１及び前記第２光分割手段の一方の
側には、前記光学系が配置され、前記第１光分割手段の他方の側には、前記マスクからの
光を前記第１光分割手段へ導く第１偏向部材が配置さ
れ、前記第２光分割手段の他方の側には、前記第２光分割手
段からの光を前記基板へ導く第２偏向部材が配置される
ことを特徴とする請求項１または２記載の投影光学系及
び露光装置。
【請求項５】前記第１及び第２光分割手段は偏光ビーム
スプリッタから構成され、前記第１光分割手段から前記光学系を経て前記第２光分
割手段に到る光路中には、互いに直交する振動面を持つ
偏光成分間の位相を変化させる位相変更部材が配置され
ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載
の投影光学系及び露光装置。
【請求項６】光源と、該光源からの光を互いに直交する
振動面を持つ直線偏光に分割する偏光ビームスプリッタ
とを有し、該偏光ビームスプリッタにより分割された一方の光を前
記第１視野領域へ導くと共に、該偏光ビームスプリッタ
により分割された他方の光を前記第２視野領域へ導く照
明光学系を備えることを特徴とする請求項５記載の投影
光学系及び露光装置。
【請求項７】前記偏光ビームスプリッタと前記第１又は
第２視野領域の間の光路中には、互いに直交する偏光成
分間の位相を変化させる位相変更部材が配置されること
を特徴とする請求項６記載の投影光学系及び露光装置。