KR100474578B1 - 노광장치와그제조방법,조명광학장치와그제조방법,노광방법,조명광학계의제조방법및반도체소자의제조방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

본 발명의 목적은, 마스크에 대해서 장기간에 걸쳐 노광광의 조사를 실행해도, 조면 광학계중의 광학 부재의 열화를 방지할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정한 노광을 실현할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다.
소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 그 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 도입하는 조명 광학계를 구비하고, 피조명물체상의 패턴을 감광성 기판상으로 노광하는 노광 장치에 있어서, 그 조명 광학계는, 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하며, 그 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되도록 했다.

Description

노광 장치와 그 제조 방법, 조명 광학 장치와 그 제조 방법, 노광 방법, 조명 광학계의 제조 방법 및 반도체 소자의 제조 방법{EXP0SURE APPARATUS}
본 발명은 소정의 마스크 패턴을 감광성 기판상에 전사하는 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 제조에 바람직한 자외 영역의 광원을 이용한 노광 장치에 관한 것이다.
종래에 있어서는, 예컨대 제 3 도에 도시하는 바와 같은 반도체 제조용 노광장치가 알려져 있다. 제 3a 도에 도시하는 바와 같이, 수은 아크(arc)등 등의 광원(1)으로부터의 광속은 타원경(2)에 의해 집광된 후, 콜리메타(c0llimater) 렌즈(3)에 의해 평행 광속으로 변환된다. 그리고, 이 평행 광속은, 제 3b도에 도시하는 바와 같이, 단면이 사각형의 렌즈 소자(4a)의 집합체로 이루어지는 플라이 아이(fly eye) 렌즈(4)를 통과하는 것에 의해, 이들 사출측에 복수의 광원 상(像)이 형성된다. 이 광원 상(像) 위치에는 원형 형상의 개구부를 갖는 개구 조리개(5)가 마련되어 있다. 이 복수의 광원 상으로부터의 광속은 콘덴서 렌즈(6)에 의해서 집광되고, 피조사 물체로서의 마스크 M을 중첩적으로 균일하게 조명한다.
이상의 조명 광학 장치에 의해 마스크 M상의 회로 패턴은, 렌즈(71, 72)로 이루어지는 투영 광학계(7)에 의해서, 레지스트가 도포된 웨이퍼 W상에 전사된다.이 웨이퍼 W는 2차원적으로 이동하는 웨이퍼 스테이지 WS상에 탑재되어 있고, 제 3도의 노광 장치에서는, 웨이퍼상에서의 1 쇼트(sh0t) 영역의 노광이 완료되면, 다음 쇼트 영역으로의 노광을 위해, 순차적으로 웨이퍼 스테이지를 2차원 이동시키는 소위 스텝 앤 리피트(step and repeat) 방식의 노광이 행해진다.
또한, 최근에 있어서는, 마스크 M에 대해서 장방 형상 또는 원호(圖弧) 형상의 광속을 조사하고, 투영 광학계에 대해서 공역(共役)으로 배치된 마스크 M과 웨이퍼 W를 일정 방향으로 주사하는 것에 의해, 높은 스루풋(thr0ughput)을 기초로 마스크 M의 회로 패턴의 웨이퍼상으로의 전사하고자 하는 주사 노광 방식이 제안되고 있다.
최근에 있어서는, 웨이퍼면상으로 보다 미세한 마스크 패턴 상(像)을 전사하기 위해서, 노광용 광원의 출력파장을 단파장화하는 것이 행해지고 있다. 예컨대, 마스크 패턴을 투영 광학계를 거쳐서 레지스트가 도포된 웨이퍼상에 전사하는, 소위 투영형 노광 장치에서는 노광용 광원의 출력 파장을 단파장화함으로써 투영 광학계의 해상력을 향상시킬 수 있다.
그러나, 보다 단파장의 노광광을 출력하는 광원, 예컨대 자외선을 발진하는 자외 영역의 펄스 광원을 이용한 경우에는, 광의 파장이 자외 영역인 것으로부터, 자외선을 투과시키는 광학 유리 재료(이하, 유리 재료로 칭함)로는, 가시 영역의 광을 통과시키는 유리 재료와 같이 가공이 용이하다고 하는 이유로 석영 유리가 일반적으로 이용되고 있다.
그러나, 자외광의 펄스 발진 광원 등의 자외 영역의 광을 발생시키는 광원은 고출력이고, 특히 광원으로부터의 광속을 마스크까지 유도하는 노광 장치의 조명 광학계에 있어서는, 광속 직경이 작게 되는 개소(箇所)가 존재하고, 그 개소에서의 에너지 밀도가 높아져, 조명 광학계를 구성하는 석영 유리에 인가되는 손상(damage)은 상당한 것이 있다. 광원의 파장이 더 짧게 됨에 따라서 에너지는 더 올라가, 석영 유리에 인가되는 손상은 보다 커져, 석영 유리의 내구성 측면에서 문제가 있다.
또한, 노광 장치에 있어서는 웨이퍼 등의 기판의 1시간당 처리 매수를 향상시키는 것, 즉 스루풋을 향상시키는 것이 요구되고 있으며, 웨이퍼 등의 기판상에서의 조도를 올리기 위해서 광원의 파워를 보다 강하게 하는 것이 유효한 수단이지만, 조명 광학계중에서의 광속 직경이 작게 되는 개소에 존재하는 석영 유리에 대한 에너지 밀도가 점점 높아져, 이 석영 유리의 내구성에 관해서 문제가 보다 심각해진다.
그래서, 본 발명은, 마스크에 대해서 장기간에 걸쳐 노광광의 조사를 실행하더라도, 조명 광학계중의 광학 부재의 열화를 방지할 수 있어, 장기간에 걸쳐 안정한 노광을 실현할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이상의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 소정 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 피조명 물체상의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서, 상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하며, 상기 복수의 투과성 광학부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되도록 한 것이다.
이상의 구성에 근거하여, 상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광에 근거하여 다수의 광원을 형성하는 다광원 형성 수단과, 해당 다광원 형성 수단에 의해 형성되는 다수의 광원으로부터의 광을 각각 집광하여 상기 마스크를 중첩적으로 조명하는 콘덴서 광학계를 갖는 구성으로 해도 무방하다. 또는, 이상의 구성에 근거하여, 상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광에 근거하여 다수의 광원을 형성하는 다광원 형성 수단과, 해당 다광원 형성 수단에 의해 형성되는 다수의 광원으로부터의 광을 각각 집광하여 피조명 물체를 중첩적으로 조명하는 콘덴서 광학계와, 상기 광원으로부터의 광을 상기 다광원 형성 수단으로 유도하는 도광(導光) 광학계를 갖는 구성으로 해도 무방하다.
또한, 상기 광원 수단은 펄스 광을 발진하는 광원인 것이 바람직하고, 이 경우, 상기 광원 수단으로부터 공급되는 펄스 광이 상기 형석으로 구성되는 투과성광학 부재에 입사할 때의 1 펄스당 광 에너지를 Es(mJ), 상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재를 통과하는 광속의 단면적을 AB(cm2)로 할 때, (수학식 1)AB<Es/[25(mJ/cm2)]의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
특히, 상기 광원 수단은 엑시머 레이저인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서는, 형석이 높은 에너지 밀도에 대해서도 내구성이 우수하다고 하는 물리적인 특성에 착안하여, 이상의 구성에 의해서, 마스크에 대해서 장기간에 걸쳐 노광광의 조사를 실행하더라도, 조명 광학계중의 광학 부재의 열화를 방지할 수 있어, 장기간에 걸쳐 안정한 노광을 실현할 수 있는 것을 발견한 것이다.
특히, 노광 장치의 조명 광학계에 있어서의 형석화에 관한 결정 수법에 대해서 설명하면, 광학 부재에 조사되는 광속이 갖는 에너지 밀도는, 본래의 광원으로부터의 광속의 면적비로 구할 수 있기 때문에, 이 수법을 이용하여 조명 광학계를 설계하는 단계에서, 광학 부재에 조사되는 광속의 에너지 밀도를 미리 계산하더라도 좋다. 이 경우, 형석은 조사(照射) 실험을 사전에 실행하고, 내구성을 측정해 두는 것이 바람직하고, 이전의 계산 결과와 합계 조사(照射) 시간의 예측으로부터, 에너지 밀도가 높은 곳에는 형석을 이용하여 조명 광학계를 설계하는 것이 보다 바람직하다.
이러한 관점으로부터, 본 발명자는, 펄스 광을 공급하는 광원을 이용하여, 각종 시뮬레이션 및 각종 실험을 행한 결과, 조명 광학계를 구성하는 각 광학 부재에 펄스 형상의 광이 입사할 때의 1 펄스당 광 에너지를 Es(mJ), 조명 광학계중의 각 광학 부재를 통과하는 광속의 단면적을 AB(cm2)으로 할 경우, (수학식 1)AB<Es/[25(mJ/cm2)]의 관계를 만족하는 광속의 단면적이 되는 위치에 배치되어 있는 조명 광학계중의 광학 부재를 형석으로 구성하는 것이 바람직하다는 것을 발견했다. 이에 의해, 노광 장치의 조명 광학계에서는, 광속 직경이 작게 되는 개소가 존재하고, 그 개소에서의 에너지 밀도가 높아져, 조명 광학계를 구성하는 광학 부재에 손상을 부여한다고 하는 문제가 해소되어, 내구성이 우수한 장치가 보증된다.
또, 노광 장치의 조명 광학계에 있어서의 내구성을 갖게 하기 위해서는, 상기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하지만, 상기한 수학식 1을 만족하고 있는 개소의 광학 부재뿐만 아니라 그 이외의 개소의 광학 부재를 형석으로 구성하여, 조명계 전체를 형석화하면, 노광 장치의 조명 광학계의 내구성을 보다 더 높일 수 있다.
제 1 도는 본 발명에 따른 실시예의 반도체 제조용 노광 장치의 구성을 나타내는 것이다. 제 1a 도는 실시예의 장치를 바로 위에서 보았을 때의 구성을 도시하는 도면이고, 제 1b 도는 제 1a 도의 장치를 횡(橫) 방향에서 보았을 때의 단면구성을 도시하는 도면이다. 이하, 이 제 1 도를 참조하면서 실시예에 대해서 상술한다.
제 1 도에 도시하는 바와 같이, 엑시머 레이저 등의 소정 파장의 광을 공급하는 광원(10)으로부터는, 222nm(KrCl), 248nm(KrF), 192nm(ArF) 또는 157nm(F2) 등의 파장을 갖는 거의 평행한 광속이 출력되고, 이 때의 평행 광속의 단면 형상은 장방 형상으로 되어 있다. 이 광원(10)으로부터의 평행 광속은 소정의 단면 형상의 광속으로 정형화하는 광속 정형부로서의 빔 정형 광학계(20)에 입사된다. 이 빔 정형 광학계(20)는 제 1a 도의 지면과 수직 방향(제 1b 도의 지면 방향)으로 굴절력을 갖는 2개의 원통형 렌즈(20A, 20B)로 구성되어 있고, 광원측의 원통형 렌즈(20A)는, 부(負)의 굴절력을 갖고, 제 1b 도의 지면 방향의 광속을 발산시키는 한편, 피조명면측의 원통형 렌즈(20B)는, 정(正)의 굴절력을 갖고, 광원측의 원통형렌즈(20A)로부터의 발산 광속을 집광하여 평행 광속으로 변환한다. 따라서, 빔 정형 광학계(20)를 거친 광원(1)으로부터의 평행 광속은, 제 1b 도의 지면 방향의 광속 폭이 확대되어 광속 단면이 소정의 크기를 갖는 장방 형상으로 정형화된다. 또, 빔 정형 광학계(20)로서는 정의 굴절력을 갖는 원통형 렌즈를 조합시킨 것이라도 무방하고, 또한 아나몰픽 프리즘(anam0rphic prism) 등이라도 무방하다.
그런데, 빔 정형 광학계(20)로부터의 정형화된 광속은 제 1 릴레이 광학계(21)에 입사한다. 여기서, 제 1 릴레이 광학계(21)는 2장의 정(正)의 렌즈로 이루어지는 정의 굴절력의 선두 그룹(21A, 21B)과, 2장의 정의 렌즈로 이루어지는 정의 굴절력의 후미 그룹(21C, 21D)을 갖고 있고, 제 1 릴레이 광학계(21)의 선두 그룹(21A, 21B)은, 이 선두 그룹의 마스크 M측(후미 측)의 초점 위치에 집광점(광원 상(像)) Ⅰ를 형성하고, 제 1 릴레이 광학계(21)의 후미 그룹(21C, 21D)은 그 선두 그룹(21A, 21B)의 초점 위치에 광원측(선두 측)의 초점 위치가 일치하도록 배치되어 있다. 그리고, 이 제 1 릴레이 광학계(21)는 광원(10)의 사출면과 후술하는 제 1 다광원 상 형성 수단으로서의 광학 적분기(0ptical integrat0r)(30)의 입사면을 공역으로 하는 기능을 갖고 있다. 이 제 1 릴레이 광학계(21)의 기능에 의해서 광원(10)으로부터의 광의 각도 어긋남에 따른 광학 적분기(30)를 조명하는 광속의 어긋남을 보정하여, 광원(10)으로부터의 광의 각도 어긋남에 대한 허용도를 크게 하고 있다. 또, 광원(10)으로부터의 광을 제 1 다광원 형성 수단으로 유도하는 본 실시예에서의 도광 광학계는 빔 정형 광학계(20)와 제 1 릴레이 광학계(21)로 구성되어 있다.
제 1 릴레이 광학계(21)를 거친 광속은, 직선 형상으로 3열 배열된 복수의 광원 상(像)을 형성하는 제 1 다광원 상(像) 형성 수단으로서의 광학 적분기(30)에 입사된다. 이 광학 적분기(30)는, 제 2a 도에 나타내는 같이, 거의 정방형 형상의 렌즈 단면을 갖는 복수의 양(兩) 볼록 형상의 렌즈 소자(30a)가 복수개(3열 × 9행= 27개) 배치되어 구성되어 있고, 광학 적분기(30) 전체로서는 장방 형상의 단면을 갖고 있다. 그리고, 각각의 양 볼록 형상의 렌즈 소자(30a)는 제 1a도의 지면 방향과 제 1b 도의 지면 방향으로 서로 동등한 곡률(굴절력)을 갖고 있다.
이 때문에, 광학 적분기(30)를 구성하는 개개의 렌즈 소자(30a)를 통과하는 평행 광속은, 각각 집광되어, 각 렌즈 소자(30a)의 사출측에는 광원 상이 형성된다. 따라서, 광학 적분기(30)의 사출측 위치 A1에는, 렌즈 소자(30a)의 수에 상당하는 복수개(3열× 9행= 27개)의 광원 상이 형성되고, 여기에는 실질적으로 2차 광원이 형성된다.
광학 적분기(30)에 의해서 형성된 복수의 2차 광원으로부터의 광속은, 제 2 릴레이 광학계(40)에 의해서 집광되고, 또한 복수의 광원 상을 형성하는 제 2 다광원 상 형성 수단으로서의 광학 적분기(50)에 입사한다.
이 광학 적분기(50)는, 제 2b 도에 도시하는 바와 같이, 장방 형상의 렌즈단면을 갖는 복수의 양 볼록 형상의 렌즈 소자(50a)가 복수개(9열 × 3행= 27개)로 배치되어 구성되어 있고, 이 렌즈 소자(50a)는 이 소자(50a)의 단면 형상(종횡비)이 광학 적분기(30)의 단면 형상(종횡비)과 상사(相似)로 되도록 구성되어 있다. 그리고, 광학 적분기(50) 전체로서는 정방형 형상의 단면을 갖고 있다. 또한, 각각의 렌즈 소자(50a)는 제 1a 도의 지면 방향과 제 1b 도의 지면 방향으로 서로 동등한 곡률(굴절력)을 갖고 있다.
이 때문에, 광학 적분기(50)를 구성하는 개개의 렌즈 소자(50a)를 통과하는 광학 적분기(30)로부터의 광속은, 각각 집광되어, 각 렌즈 소자(30a)의 사출측에는 광원 상이 형성된다. 따라서, 광학 적분기(30)의 사출측 위치 A2에는 정방형 형상으로 배열된 복수의 광원 상이 형성되고, 여기에는 실질적으로 3차 광원이 형성된다.
여기서, 광학 적분기(50)에 의해 형성되는 정방형 형상으로 배열된 복수의 광원 상의 수는, 광학 적분기(30)를 구성하는 렌즈 소자(30a)의 수를 N개로 하고,광학 적분기(50)를 구성하는 렌즈 소자(50a)의 수를 M개로 할 때, N × M개가 형성된다. 즉, 광학 적분기(30)에 의해 형성되는 복수의 광원 상이 제 2 릴레이 광학계(40)에 의해서 광학 적분기(50)를 구성하는 각각의 렌즈 소자(50a)의 광원 상 위치에 형성되기 때문에, 광학 적분기(50)의 사출측 위치 A2에는 합계 N × M개의 광원상이 형성된다.
또, 제 2 릴레이 광학계(40)는, 광학 적분기(30)의 입사면 위치 B1과 광학적분기(50)의 입사면 위치 B2를 공역으로 함과 동시에, 광학 적분기(30)의 사출면 위치 A1과 광학 적분기(50)의 사출면 위치 A2를 공역으로 하고 있다.
이 3차 광원이 형성되는 위치 A2 또는 그 근방 위치에는 소정 형상의 개구부를 갖는 개구 조리개 AS가 마련되어 있고, 이 개구 조리개 AS에 의해 원형 형상으로 형성된 3차 광원으로부터의 광속은, 집광 광학계로서의 콘덴서 광학계(60)에 의해 집광되어 피조명 물체로서의 마스크 M상을 슬릿 형상(장변과 단변을 갖는 장방형상)으로 균일하게 조명한다.
마스크 M은, 마스크 스테이지 MS에 유지되고, 감광성 기판으로서의 웨이퍼 W는 웨이퍼 스테이지에 유지되어 있다. 그리고, 마스크 스테이지 MS에 유지된 마스크 M과 웨이퍼 스테이지 WS에 탑재된 웨이퍼 W는 투영 광학계 PL에 대해서 공역으로 배치되어 있고, 슬릿 형상으로 조명된 마스크 M의 회로 패턴 부분이 투영 광학계 PL에 의해서 웨이퍼 W상에 투영된다.
이상의 구성에 의한 실제로의 노광에 있어서는, 마스크 스테이지 MS와 웨이퍼 스테이지 WS는, 제 1b 도에 도시하는 바와 같은 화살표 방향으로 서로 반대 방향으로 이동하여, 레티클상의 회로 패턴이 웨이퍼 W상에 전사된다.
그리고, 다음에, 본 실시예에 따른 조명 광학계의 렌즈 구성에 대하여 상술한다.
제 1 도에 나타낸 본 실시예에 있어서, 엑시머 레이저 등의 광원(10)으로부터의 광속을 유도할 때에, 특히, 에너지 밀도가 상당히 높아지는 개소는 제 1 릴레이 광학계(21)내이다. 그 이유로서, 에너지 밀도는 광속의 단면의 면적에 반비례하기 때문에, 광속 직경이 작은 광이 입사하는 렌즈 엘리먼트(element)의 에너지밀도는 높아진다. 따라서, 제 1 릴레이 광학계(21)는, 선두 그룹(21A, 21B)과 후미 그룹(21C, 21 D) 사이의 광로중에 광원(10)으로부터의 모든 광속의 집광점(광원상) Ⅰ를 형성하기 때문에, 광속 단면의 면적이 작게 되는 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 선두 그룹의 정의 렌즈(21B) 및 후미 그룹의 정의 렌즈(21C)에서의 에너지 밀도가 상당히 높아진다.
그래서, 구체적으로 수치예를 들어 본 실시예를 설명하면, 광원(10)은, 출력광의 광 단면적이 1.25cm2로 1 펄스당 광 에너지 Es가 10mJ의 광을 공급하고, 빔 정형 광학계(20)는 1.6배의 확대 배율을 갖고, 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 선두 그룹(21A, 21B)의 초점 거리와 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 후미 그룹(21C, 21D)의 초점 거리는 함께 100mm이며, 제 1 릴레이 광학계(21)는 등배(等倍)계로 구성되어 있다. 그리고, 정의 렌즈(21B)는, 제 1 릴레이 광학계(21)의 선두그룹(21A, 21B)에 의해 형성되는 광원 상 Ⅰ의 위치로부터 광원측에 43.6mm의 위치에 배치되고, 정의 렌즈(21C)는, 제 1 릴레이 광학계(21)의 선두 그룹(21A, 21B)에 의해 형성되는 광원 상 Ⅰ의 위치로부터 마스크측에 43.6mm의 위치에 배치되어 있다. 이 경우에는, 빔 정형 광학계(20)를 통과한 광속의 단면적은 2.0cm2으로 되고, 정의 렌즈(21B)를 통과하는 광속의 단면적 AB는 0.38cm2, 정의 렌즈(21C)를 통과하는 광속의 단면적 AB2는 0.38cm2이다. 여기서, 빔 정형 광학계(20) 및 제 1 릴레이 광학계(21)를 통과하는 광원(10)으로부터의 광의 광량 손실은 거의 없기 때문에, 정의 렌즈(21B) 및 정의 렌즈(21C)에 입사할 때의 광 에너지 Es는 함께 10mJ로 된다. 따라서, 이상의 수치예로부터, 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 선두 그룹의 정의 렌즈(21B) 및 후미 그룹의 정의 렌즈(21C)도 상기 수학식 1을 만족하고 있는 것이 이해된다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 수학식 1을 만족하는 개소의 광속단면적으로 되는 정의 렌즈(21B) 및 정의 렌즈(21C)를 형석으로 구성하고 있기 때문에, 내구성이 우수한 구성으로 되어 있다.
또, 본 실시예에서는, 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 선두 그룹의 정의렌즈(21B) 및 후미 그룹의 정의 렌즈(21C)를 형석으로 구성하고 있지만, 보다 충분한 수차(收差) 보정을 달성하는 데에는, 보다 다수의 렌즈로 제 1 릴레이 광학계(21)를 구성하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 공간적인 제약으로부터 어떻게 해도 에너지 밀도가 높아지는 집광점 Ⅰ 근방에 복수의 렌즈를 배치하지 않으면 안되지만, 이 집광점 Ⅰ 근방에 위치하는 렌즈를 모두 형석으로 구성하면 좋다.
따라서, 제 1 도에서는, 에너지 밀도가 상당히 높고, 제 1 릴레이 광학계(21)에 있어서의 선두 그룹의 정의 렌즈(21B) 및 후미 그룹의 정의 렌즈(21C)에서는 형석으로 구성하고 있지만, 상기 수학식의 조건을 만족하는 개소의 렌즈 등의 광학 부재에 대해서는 모두 형석으로 구성하는 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없다.
또한, 제 1 릴레이 광학계(21) 이외에도 에너지가 높은 부분, 예컨대 광학적분기(30, 50) 등도 형석을 사용하는 것이 바람직하고, 또한, 광원(10)을 보다 높은 출력의 광을 발진하는 엑시머 레이저를 이용하는 경우에는 조명계 전체를 형석으로 하는 것에 의해서 보다 장치의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 제 1 릴레이 광학계(21)를 구성하는 일부의 렌즈를 형석으로 구성한 예를 나타내었지만, 본 발명은, 빔 정형 광학계(20) 및 제1 릴레이 광학계(21)를 구비하지 않는 제 3 도에 나타낸 조명 광학계의 광학 적분기(4)나 콘덴서 광학계(60)를 구성하는 렌즈를 형석으로 구성하더라도 좋다. 이 경우에도 상기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하고, 이 때의 상기 수학식 1의 광 에너지 Es는, 광학 적분기(4)나 콘덴서 광학계(60)에 입사하는 각각 광속에 식(eclipse) 등에 의한 광량 손실이 있을 염려가 있기 때문에, 광학 적분기(4)나 콘덴서 광학계(60)에 입사하는 각각의 광 에너지로 된다.
본 발명의 실시예에서는 스텝 스캔형 노광 장치가 예를 나타내었지만, 일괄 노광형 노광 장치에서도 에너지 밀도가 높은 부분에 형석을 이용하는 것으로 조명계의 내구성을 증대시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 광원(10)으로서 엑시머 레이저를 이용했지만, 예컨대 고체 레이저에 고조파를 이용하여 250nm 이하의 파장으로 한 것을 광원으로서 이용하더라도 좋다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 피노광체(마스크)에 대해서 장기간에 걸쳐 고출력의 노광광의 조사를 실행하더라도, 노광 장치의 조명 광학계중의 광학 부재의 열화를 방지할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정한 노광을 실현할 수 있는 내구성이 우수한 노광 장치를 달성할 수 있다. 또한, 보다 고출력의 광원을 이용했다고 해도, 노광 장치의 조명 광학계중의 광학 부재의 열화를 방지하면서, 높은 스루풋을 유지할 수 있는 노광을 실현할 수 있다.
제 1a 도는 본 발명에 따른 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 제 1b 도는 제 1a 도의 노광 장치를 가로 방향에서 본 때의 구성을 도시하는 도면,
제 2a 도는 제 1 도의 제 1 광학 적분기(30)의 단면 형상의 모양을 도시하는 도면이고, 제 2b 도는 제 1 도의 제 2 광학 적분기(50)의 단면 형상의 모양을 도시하는 도면,
제 3 도는 종래의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 엑시머 레이저 20 : 빔 정형 광학계
21 : 제 1 릴레이 광학계 30, 50 : 광학 적분기
40 : 제 2 릴레이 광학계 60 : 콘덴서 광학계
AS : 개구 조리개 PL : 투영 광학계

Claims (49)

  1. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 상기 조명 광학계내에 형성되는 집광점 근처에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 광속 단면의 면적이 작은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 광속이 작아지는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 밀도가 높은 위치는, 미리 고려된 배치인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석을 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 광학계는, 광학 적분기(optical integrator)와, 해당 광학 적분기로부터의 광을 상기 마스크로 유도하는 광학계와, 상기 광원 수단으로부터의 광을 상기 광학 적분기로 유도하는 도광 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 수단은 펄스 광을 발진하는 광원을 포함하고,
    상기 광원 수단으로부터 공급되는 펄스 광이 상기 형석으로 구성되는 투과성광학 부재에 입사할 때의 1 펄스당 광 에너지를 Es(mJ), 상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재를 통과하는 광속의 단면적을 AB(cm2)라고 할 경우,
    (수학식 1)
    AB<Es/[25(mJ/cm2)]
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 마스크를 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지와,
    상기 감광성 기판을 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 감광성 기판을 이동시키는 기판 스테이지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 마스크를 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 마스크를, 스캔 방향을 따라 이동시키는 마스크 스테이지와,
    상기 감광성 기판을 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 감광성 기판을, 상기 스캔 방향을 따라 이동시키는 기판 스테이지를 더 구비하며,
    상기 광학 적분기는, 장변과 단변을 갖는 장방 형상의 단면을 포함하고,
    상기 광학 적분기의 단면의 단변의 방향이 상기 스캔 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계와, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 투영하는 투영 광학계와, 상기 마스크를 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 마스크를 스캔 방향을 따라 이동시키는 마스크 스테이지와, 상기 감광성 기판을 유지하며, 또한 노광시에 상기 투영 광학계에 대해서 상기 감광성 기판을 상기 스캔 방향을 따라 이동시키는 기판 스테이지를 구비하여, 상기 마스크의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 조명 광학계는, 광학 적분기(optical integrator)와, 해당 광학 적분기로부터의 광을 상기 마스크로 유도하는 광학계와, 상기 광원 수단으로부터의 광을 상기 광학 적분기로 유도하는 도광 광학계를 포함하고,
    상기 광학 적분기는, 장변과 단변을 갖는 장방 형상의 단면을 포함하며,
    상기 광학 적분기의 단면의 단변의 방향이 상기 스캔 방향에 대응하고,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하며,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되고,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 8, 청구항 10 및 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 8, 청구항 10 및 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용한 노광 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  14. 마스크에 형성된 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 상기 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는 상기 조명 광학계내에 형성되는 집광점 근처에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광원 수단은 펄스 광을 발진하는 광원을 포함하고,
    상기 광원 수단으로부터 공급되는 펄스 광이 상기 형석으로 구성되는 투과성광학 부재에 입사할 때의 1펄스당 광 에너지를 Es(mJ), 상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재를 통과하는 광속의 단면적을 AB(cm2)라고 할 경우,
    (수학식 1)
    AB<Es/[25(mJ/cm2)]
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판에 투영하기 위해서, 상기 마스크와 상기 감광성 기판 사이에 배치된 투영 광학계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 노광 장치를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
  18. 청구항 14 또는 청구항 15 항에 기재된 노광 장치를 이용한 노광 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  19. 마스크에 형성된 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 상기 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 광원 수단은 펄스 광을 발진하는 광원을 포함하고,
    상기 광원 수단으로부터 공급되는 펄스 광이 상기 형석으로 구성되는 투과성광학 부재에 입사할 때의 1 펄스당 광 에너지를 Es(mJ), 상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재를 통과하는 광속의 단면적을 AB(cm2)라고 할 경우,
    (수학식 1)
    AB<Es/[25(mJ/cm2)]
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 청구항 19항에 기재된 노광 장치를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
  21. 청구항 19 항에 기재된 노장 장치를 이용한 노광방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  22. 마스크에 형성된 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과,
    상기 광원 수단으로부터의 광을 상기 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광원 수단은, 250nm 이하의 파장의 광을 공급하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  25. 청구항 22 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
  26. 청구항 22 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용한 노광방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  27. 마스크상의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치의 제조 방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  28. 마스크상의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치의 제조방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  29. 마스크상의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치의 제조방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 상기 조명 광학계에 형성되는 집광점 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  30. 마스크상의 패턴을 감광성 기판상에 노광하는 노광 장치의 제조 방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  31. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 소정의 회로 패턴이 형성된 마스크상으로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 광속 단면의 면적이 작은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  32. 제 27 항 내지 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 수단은, 250nm 이하의 파장의 광을 공급하는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  33. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  34. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  35. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 상기 조명 광학계내에 형성되는 집광점근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  36. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 광속 단면의 면적이 작은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  37. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 광속이 작아지는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  38. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 에너지 밀도가 높은 위치는, 미리 고려된 배치인 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  39. 소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단과, 해당 광원 수단으로부터의 광을 피조명 물체상으로 유도하는 조명 광학계를 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치됨과 아울러, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  40. 제 33 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 수단은, 250nm 이하의 파장의 광을 공급하는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  41. 피조명 물체를 조명하는 조명 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 상기 피조명 물체로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 내구성에 악영향을 미치는 에너지 밀도가 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치의 제조 방법.
  42. 피조명 물체를 조명하는 조명 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
    소정의 파장의 광을 공급하는 광원 수단을 준비하는 공정과,
    해당 광원 수단으로부터의 광을 상기 피조명 물체로 유도하는 조명 광학계를 준비하는 공정을 포함하되,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원 수단으로부터의 광을 투과시키는 복수의 투과성 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 투과성 광학 부재중 적어도 하나는 형석으로 구성되며,
    상기 형석으로 구성되는 투과성 광학 부재는, 소정의 에너지 밀도를 초과하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치의 제조 방법.
  43. 피조명 물체를, 소정의 파장을 갖는 광으로 조명하는 조명 광학계를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 구성하는 복수의 광학 부재내의 임의의 소정의 광학 부재에 관한 광속의 에너지 밀도를 계산하는 공정과,
    상기 에너지 밀도에 따라 상기 소정의 광학 부재에 관한 재료를 결정하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 광학계의 제조 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 소정의 광학 부재는 형석을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 광학계의 제조 방법.
  45. 제 43 항 또는 제 44 항에 있어서,
    상기 피조명 물체는, 감광성 기판을 노광하기 위한 소정의 패턴을 갖는 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 광학계의 제조 방법.
  46. 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 마스크를 조명하는 조명 광학계를 준비하는 공정과,
    상기 마스크의 패턴 상을 상기 감광성 기판에 투영하는 투영 광학계를 준비하는 공정
    을 포함하되,
    상기 조명 광학계를 준비하는 공정은,
    상기 조명 광학계를 구성하는 복수의 광학 부재내의 임의의 소정의 광학 부재에 관한 광속의 에너지 밀도를 계산하는 공정과,
    상기 에너지 밀도에 따라 상기 소정의 광학 부재에 관한 재료를 결정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    노광 장치의 제조 방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 소정의 광학 부재는 형석을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 제조 방법.
  48. 청구항 46 또는 청구항 47에 기재된 방법에 의해서 제조된 노광 장치를 이용하여 반도체 소자를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
  49. 청구항 46 또는 청구항 47에 기재된 방법에 의해서 제조된 노광 장치를 이용한 노광 방법에 있어서,
    상기 조명 광학계를 이용하여 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,
    상기 마스크의 패턴을 감광성 기판에 노광하는 노광 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
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