KR20140108149A - 조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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KR20140108149A
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노보루 오사카
료오스케 후쿠오카
히토시 요시오카
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

복수의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면을 조명하는 조명 광학계이며, 상기 복수의 광원 각각에 대응하여 배치된 복수의 광학계와, 상기 복수의 광학계 각각으로부터의 광을 상기 피조명면과 광학적으로 공액인 공액면으로 유도하는 합성계와, 상기 공액면과 상기 피조명면 사이에 배치된 조명계를 갖고, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계를 통하여 상기 복수의 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 복수의 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역이 비원형의 형상을 갖고, 또한 상기 공액면에 있어서의 유효 영역에 수용되도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되고, 상기 유효 영역은, 상기 공액면의 영역 중 상기 피조명면의 조명을 위하여 상기 조명계가 광을 도입할 수 있는 영역인 것을 특징으로 하는 조명 광학계를 제공한다.

Description

조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법{ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은, 조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 장치 등의 제조 공정인 리소그래피 공정에서는, 마스크(레티클)의 패턴을, 투영 광학계를 통하여, 기판(표면에 레지스트(감광제)층이 형성된 웨이퍼나 글래스 플레이트)에 전사하는 노광 장치가 사용되고 있다.
예를 들어, 액정 표시 장치의 리소그래피 공정에서는, 마스크 상의 면적이 보다 큰 패턴을 기판에 일괄 노광하는 노광 장치가 요구되고 있다. 이러한 요구에 대응하기 위하여, 고해상력이 얻어지고, 또한 대화면을 노광할 수 있는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치가 제안되어 있다. 주사형 노광 장치는, 슬릿 형상의 광(슬릿 광)으로 조명된 패턴을, 투영 광학계를 통하여 마스크와 기판을 주사(스캔)하면서, 기판에 전사한다. 주사형 노광 장치에 있어서는, 생산성을 향상시키기 위하여, 광원의 전력을 증가시키거나, 복수의 광원을 사용하거나 하는 등, 마스크를 조명하는 광의 에너지(조도)를 높이기 위한 기술이 일본 특허 공개 제2001-326171호 공보나 국제 공개 제04/092823호에 제안되어 있다.
예를 들어, 광원의 전력은, 1kW 내지 수kW가 되며, 최근에는 10kW 이상의 초고압 수은 램프가 사용되는 경우도 있다. 단, 광원의 전력 증가는, 노광 장치의 런닝 전력 증가를 초래해 버린다. 또한, 마스크 위에서의 조도의 향상 효과가 전력 증가에 비례하지 않는 점에서, 더 이상의 전력 증가는 현실적이지 않다.
또한, 일본 특허 공개 제2001-326171호 공보에는, 3개의 광원으로부터의 광을 인접하여 입사시키고, 그들을 합성한 후에 상을 형성하는 조명 광학계가 개시되어 있다. 한편, 국제 공개 제04/092823호에는, 단위 면적당 광의 에너지 밀도를 향상시킨 조명 광학계가 개시되어 있다. 이러한 조명 광학계는, 광원으로부터의 광의 일부를 광원과는 상이한 위치에 집광하기 위한 타원 미러와, 광원으로부터의 광의 일부를 광원으로 복귀시키기 위한 구면 미러를 포함한다.
그러나, 예를 들어 직사각형 영역을 균일하게 조명하는 조명 광학계를 고려한 경우, 일본 특허 공개 제2001-326171호 공보에 개시된 기술을 채용하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 광원, 여기에서는, 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원으로부터의 광을 효율적으로 도입할 수 없다. 도 10에 있어서, 점선으로 나타내는 직사각형 영역은, 피조명면과 공액인 면에 규정되는 광의 도입 영역이다. 이러한 직사각형 영역 이외의 영역에 입사한 광은, 피조명면보다도 후단의 광학계에서는 사용할 수 없다. 바꾸어 말하면, 광 효율을 향상시키기 위해서는, 각 광원으로부터의 광이 직사각형 영역에 수용되도록, 조명 광학계를 구성할 필요가 있다. 단, 각 광원으로부터의 광을 겹치게 하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 각 광원으로부터의 광이 직사각형 영역으로부터 밀려나와 버리기(즉, 손실을 발생하기) 때문에, 광원으로부터의 광을 효율적으로 이용할 수 없다.
또한, 국제 공개 제04/092823호에는, 각 광원과 각 광원으로부터의 광이 합성되는 합성면 사이의 광축과, 합성면 이후의 광축을 일치시키는 기술이 개시되어 있다. 단, 국제 공개 제04/092823호에 개시된 기술은, 광원의 수가 2개면 성립되지만, 3개 이상이면 합성면 근방에서 광의 비네팅(vigneting)이 발생되어 버리기 때문에, 합성면보다도 후단의 광학계에 효율적으로 광을 유도할 수 없다.
본 발명은, 복수의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면을 효율적으로 조명하는 데 유리한 조명 광학계를 제공한다.
본 발명의 일측면으로서의 조명 광학계는, 복수의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면을 조명하는 조명 광학계이며, 상기 복수의 광원 각각에 대응하여 배치된 복수의 광학계와, 상기 복수의 광학계 각각으로부터의 광을 상기 피조명면과 광학적으로 공액인 공액면으로 유도하는 합성계와, 상기 공액면과 상기 피조명면 사이에 배치된 조명계를 갖고, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계를 통하여 상기 복수의 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 복수의 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역이 비원형의 형상을 갖고, 또한, 상기 공액면에 있어서의 유효 영역에 수용되도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되고, 상기 유효 영역은, 상기 공액면의 영역 중 상기 피조명면의 조명을 위하여 상기 조명계가 광을 도입할 수 있는 영역인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한층 더한 목적 또는 그 밖의 측면은, 이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 조명 광학계의 구성을 도시하는 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 조명 광학계의 도브 프리즘의 구성을 도시하는 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 조명 광학계의 플라이 아이 광학계의 구성을 도시하는 개략도.
도 4는 도 1에 도시된 조명 광학계의 슬릿의 구성을 도시하는 개략도.
도 5는 도 1에 도시된 조명 광학계에 의해 합성면에 형성되는 조명 영역의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 조명 광학계의 구성을 도시하는 개략도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 조명 광학계의 구성을 도시하는 개략도.
도 8a 및 도 8b는, 도 6에 도시된 조명 광학계에 의해 합성면에 형성되는 조명 영역의 일례를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도.
도 10은 복수의 광원으로부터의 광의 도입을 설명하기 위한 도면.
도 11은 노광 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 12a 및 도 12b는, 헬륨홀츠 라그랑주량을 설명하기 위한 도면.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 조명 광학계(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 조명 광학계(100)는, 복수의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면을 조명하는 광학계이다. 조명 광학계(100)는, 예를 들어 노광 장치에 적용되어, 광원으로부터의 광을, 기판에 전사해야 할 패턴이 형성된 마스크(피조명면)로 유도하는 조명 광학계로서 적합하다.
조명 광학계(100)는, 본 실시 형태에서는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C)으로부터의 광으로 마스크 M을 조명한다. 단, 조명 광학계(100)는, 2개의 광원으로부터의 광에 의해 마스크 M을 조명해도 좋고, 3개 이상의 광원으로부터의 광으로 마스크 M을 조명해도 좋다. 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C)은, 본 실시 형태에서는, 고압 수은 램프에 의해 구성되어 있지만, 크세논 램프나 엑시머 레이저 등으로 구성해도 좋다. 조명 광학계(100)는, 광학계(120A, 120B 및 120C)와, 편향 미러(107)와, 제2 광학계(140)와, 플라이 아이 광학계(109)와, 제3 광학계(150)와, 슬릿(111)과, 제4 광학계(160)를 갖는다.
광학계(120A, 120B 및 120C)는, 각각, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C)에 대응하여 배치되고, 타원 미러(102)와, 구면 미러(103)와, 제1 광학계(105)와, 도브 프리즘(106)을 포함한다.
타원 미러(102)는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 중 대응하는 광원으로부터의 광을 집광하는 집광 광학계이다. 타원 미러(102)는, 타원의 일부분에 상당하는 형상을 갖고, 이러한 타원의 2개의 초점 중 한쪽 초점의 위치와 대응하는 광원의 위치가 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 구면 미러(103)는, 그 곡률 중심의 위치가 대응하는 광원의 위치에 일치하도록 배치되어 있다.
제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 중 대응하는 광원으로부터 사출되어, 타원 미러(102)에 의해 반사된 광은, 타원의 2개의 초점 중 다른 쪽 초점의 위치, 즉 집광점(104)에 집광된다. 또한, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 중 대응하는 광원으로부터 사출되어, 구면 미러(103)에 의해 반사된 광은, 대응하는 광원의 위치에 집광된다. 따라서, 구면 미러(103)에 의해 반사된 광은, 대응하는 광원의 위치를 통과하여 타원 미러(102)를 거쳐, 집광점(104)에 집광된다.
집광점(104)을 통과한 광은, 제1 광학계(105)를 통하여, 도브 프리즘(106)으로 유도된다. 도브 프리즘(106)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 입사하는 광의 상을 회전시키는 기능을 갖는다. 예를 들어, 도브 프리즘(106)을 광축 AX를 중심으로 하여 θ[도] 회전시키면, 입사하는 광의 상을 2θ[도] 회전시킬 수 있다. 따라서, 도브 프리즘(106)을 회전시킴으로써, 후술하는 합성면(108)에 형성되는 조명 영역을 회전시킬 수 있다.
도브 프리즘(106)을 통과한 광은, 합성면(108)으로 유도된다. 여기서, 합성면(108)이란, 피조명면인 마스크 M과 광학적으로 공액인 공액면이다. 합성면(108)에는, 피조명면인 마스크 M의 조명을 위하여 후단의 조명계가 광을 도입할 수 있는 영역인 유효 영역이 규정된다. 또한, 후단의 조명계란, 합성면(108)과 마스크 M 사이에 배치된 광학계, 즉 제2 광학계(140), 플라이 아이 광학계(109), 제3 광학계(150), 슬릿(111) 및 제4 광학계(160)로 구성되는 광학계이다.
본 실시 형태에 있어서는, 광학계(120A)와 합성면(108) 사이 및 광학계(120C)와 합성면(108) 사이에, 편향 미러(107)가 배치되어 있다. 편향 미러(107)는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 각각으로부터 사출되어, 광학계(120A, 120B 및 120C) 각각을 통과한 광을 합성면(108)으로 유도하는 합성계로서 기능한다. 또한, 편향 미러(107)는, 각 광원으로부터의 광을 반사하는 반사면을 포함하는 광학 부재이며, 조명 영역을 합성면(108)에 형성하도록 반사면이 배치되어 있다. 편향 미러(107)나 도브 프리즘(106)의 배치 관계나 수는, 광원의 수에 따라 상이하지만, 본 발명의 본질적인 효과는 변함없다.
제1 광학계(105)는, 합성면(108)이, 실질적으로 집광점(104)의 푸리에 변환면으로 되도록 배치된다. 합성면(108)으로부터의 광은, 제2 광학계(140)를 통하여, 플라이 아이 광학계(109)로 유도된다. 제2 광학계(140)는, 플라이 아이 광학계(109)의 입사면이, 실질적으로 합성면(108)의 푸리에 변환면으로 되도록 배치된다.
도 3은 플라이 아이 광학계(109)의 구성을 도시하는 개략도이다. 플라이 아이 광학계(109)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 2개의 렌즈군(130 및 131)으로 구성되어 있다. 렌즈군(130 및 131) 각각은, 다수의 평볼록 렌즈를 평면 형상으로 배열시켜 구성되어 있다. 렌즈군(130 및 131)은, 각각을 구성하는 각 평볼록 렌즈의 초점 위치에, 쌍이 되는 평볼록 렌즈가 위치하도록 곡률면을 대향시켜 배치되어 있다. 따라서, 플라이 아이 광학계(109)의 사출면(110)에는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C)과 등가인 다수의 2차 광원 분포가 형성된다.
플라이 아이 광학계(109)의 사출면(110)으로부터 사출된 광은, 제3 광학계(150)를 통하여 슬릿(111)으로 유도된다. 제3 광학계(150)는, 슬릿(111)이 실질적으로 플라이 아이 광학계(109)의 사출면(110)의 푸리에 변환면으로 되도록 배치된다. 플라이 아이 광학계(109)의 사출면(110)의 위치에는, 다수의 2차 광원 분포가 형성되어 있기 때문에, 슬릿(111)에는 균일한 광강도 분포가 형성된다.
도 4는 슬릿(111)의 구성을 도시하는 개략도이다. 슬릿(111)은, 도 4에 도시한 바와 같이 원호 형상의 개구(23)를 갖고, 개구(23) 이외의 영역에 입사하는 광을 차광한다. 슬릿(111)(의 개구(23))을 통과한 원호 형상의 광은, 제4 광학계(160)를 통하여 마스크 M을 균일하게 조명한다.
조명 광학계(100)에서는, 광학계(120A 내지 120C) 및 편향 미러(107)를 통하여, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 각각으로부터의 광에 의해 합성면(108)에 형성하는 조명 영역 각각은 회전 비대칭의 형상을 갖는다. 여기서, 회전 비대칭의 형상이란, 비원형의 형상을 포함한다. 또한, 합성면(108)에 형성되는 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역이 합성면(108)에 있어서의 유효 영역에 수용되도록 광학계(120A 내지 120C) 및 편향 미러(107)가 구성되어 있다. 구체적으로는, 합성면(108)에 형성되는 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역의 95％ 이상이 합성면(108)에 있어서의 유효 영역에 수용되도록 광학계(120A 내지 120C) 및 편향 미러(107)가 구성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태의 조명 광학계(100)는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제3 광원(101C) 각각으로부터의 광을 합성면(108)에서 효율적으로(즉, 차광되지 않고) 합성하여, 피조명면인 마스크 M을 효율적으로 조명할 수 있다.
이하에서, 제1 실시 형태에 있어서의 조명 광학계(100)의 적합한 설계예를 구체적으로 설명한다.
(설계예 1)
조명 광학계(100)는, 상술한 바와 같이, 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원의 3개의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면인 마스크 M을 조명한다. 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원 각각으로부터의 광에 의해 합성면(108)에 형성되는 제1 조명 영역(광량 분포)(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33)을 도 5에 도시한다. 또한, 합성면(108)에 있어서의 유효 영역(30)은, 직사각형 형상을 갖는 것으로 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33)은, 현과 호로 규정되는 회전 비대칭의 형상을 갖는다. 도 5에 있어서, 참조 부호 34는 제1 광원의 광축(제1 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 35는 제2 광원의 광축(제2 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 36은 제3 광원의 광축(제3 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 37은 후단의 조명계의 광축을 나타내고 있다. 또한, 광학계의 수차에 의해, 주 광선이 광축으로부터 조금 기우는 경우가 있다. 단, 이하의 설명에 있어서, 광축을 주 광선이라고 표현할 때는, 이 효과는 생각하지 않는 것으로 한다.
제1 조명 영역(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33)을 유효 영역(30)에 수용하도록 배치하는 것을 생각해 보자. 이 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33)의 배치 관계가 이하의 조건 (1), (2) 및 (3)을 만족하도록 광학계(120A 내지 120C) 및 편향 미러(107)를 구성하는 것이 필요해진다.
조건 (1): 제2 조명 영역(32)의 현이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)과 평행해진다.
조건 (2): 제1 조명 영역(31)의 현과 제3 조명 영역(33)의 현 사이에 제2 조명 영역(32)이 배치된다.
조건 (3): 제1 조명 영역(31)의 현 또는 그 연장선 및 제3 조명 영역(33)의 현 또는 그 연장선이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)과 교차한다.
또한, 이 경우, 광축(34, 35, 36 및 37)은, 서로 평행하지만, 동일한 평면에는 위치하지 않는다. 예를 들어, 광축(34)과 광축(37)을 포함하는 평면(38), 광축(35)과 광축(37)을 포함하는 평면(39) 및 광축(36)과 광축(37)을 포함하는 평면(40)은, 서로 다른 평면이다. 바꾸어 말하면, 광축(34, 35, 36 및 37)은, 합성면(108)에 있어서, 동일한 직선 상에 존재하지 않는다.
이와 같이, 합성면(108)에 있어서의 조명 영역이 회전 비대칭의 형상을 갖고, 합성면(108)에 직교하는 면이며, 각 광원의 광축 중 적어도 하나(광축(34, 35 또는 36))와 조명계의 광축(광축(37))을 포함하는 면이 복수 존재하도록 조명 광학계를 구성한다. 이에 의해, 각 광원으로부터의 광을 차광하지 않고, 각 광원으로부터의 광에 의해 형성되는 조명 영역을 유효 영역(30)에 수용할 수 있기 때문에, 각 광원으로부터의 광을 합성면(108)에서 효율적으로 합성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 모든 조명 영역의 형상을 비원형의 형상으로 하고, 유효 영역에 수용되도록 배치하고 있지만, 일부 광원의 조명 영역의 형상을 비원형으로 해도 상관없다. 예를 들어, 제1 광원과 제3 광원으로부터의 조명 영역은, 상술한 제1 조명 영역(31)과 제3 조명 영역(33)과 같이 비원형의 형상으로 하고, 제2 광원으로부터의 조명 영역은, 도 10에 도시한 바와 같이 원형 형상으로 할 수 있다. 제2 광원으로부터의 조명 영역이 도입 영역에 수용되지 않아도, 제1 광원과 제3 광원으로부터의 조명 영역을 도입 영역에 수용되도록 배치함으로써, 도 10에 도시한 상태보다도 3개의 광원으로부터의 광을 유효하게 이용할 수 있다. 이와 같이, 복수의 광원으로부터의 광의 조명 영역의 일부를 비원형의 형상으로 함으로써 도, 광원으로부터의 광을 유효하게 이용할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 6 및 도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 조명 광학계(200)의 구성을 도시하는 개략도이다. 조명 광학계(200)는, 복수의 광원으로부터의 광으로 피조명면을 조명하는 광학계이다. 조명 광학계(200)는, 예를 들어 노광 장치에 적용되고, 광원으로부터의 광을 기판에 전사해야 할 패턴이 형성된 마스크(피조명면)로 유도하는 조명 광학계로서 적합하다.
조명 광학계(200)는, 본 실시 형태에서는, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B), 제3 광원(101C) 및 제4 광원(101D)으로부터의 광으로 마스크 M을 조명한다. 제4 광원(101D)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 고압 수은 램프에 의해 구성되어 있지만, 크세논 램프나 엑시머 레이저 등으로 구성해도 좋다. 조명 광학계(200)는, 광학계(120A, 120B, 120C 및 120D)와, 편향 미러(107)와, 제2 광학계(140)와, 플라이 아이 광학계(109)와, 제3 광학계(150)와, 슬릿(111)과, 제4 광학계(160)를 갖는다.
광학계(120A, 120B, 120C 및 120D)는, 각각 제1 광원(101A), 제2 광원(101B), 제3 광원(101C) 및 제4 광원(101D)에 대응하여 배치되고, 타원 미러(102)와, 구면 미러(103)와, 제1 광학계(105)와, 도브 프리즘(106)을 포함한다.
조명 광학계(200)에서는, 후술하는 바와 같이, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B), 제3 광원(101C) 및 제4 광원(101D) 각각으로부터의 광에 의해, 예를 들어 도 8a에 도시한 바와 같은 4개의 조명 영역이 합성면(108)에 형성된다.
또한, 조명 광학계(200)에 있어서, 광학계(120D)는, 제4 광원(101D)과 함께, 도 6에 도시된 화살표의 방향으로 구동 가능하도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 조명 광학계(200)는, 광학계(120D)를 도 6에 도시된 화살표의 방향으로 구동하는 구동 기구를 갖는다.
도 7은 광학계(120D)를 도 6에 도시된 상태로부터 도면 좌측으로 구동한 상태를 나타내고 있다. 이때, 광학계(120C)에 포함되는 도브 프리즘(106)을, 그 광축을 중심으로 하여 약 45도 회전시킨다. 또한, 제2 광원(101B)으로부터의 광을 차단한다. 구체적으로는, 제2 광원(101B)의 발광을 정지하거나, 제2 광원(101B)으로부터의 광을 차단하는 셔터를 광학계(120B)의 광로에 삽입하거나 한다. 이때, 제2 광원(101B) 및 광학계(120B)는, 도면에 수직인 방향으로 구동시키면 된다. 또한, 도 7에서는 제2 광원(101B) 및 광학계(120B)의 도시를 생략하였다. 이 경우, 제1 광원(101A), 제2 광원(101B) 및 제4 광원(101D) 각각으로부터의 광에 의해, 도 5에 도시한 바와 같은 3개의 조명 영역이 합성면(108)에 형성된다.
이와 같이, 조명 광학계(200)에서는, 용도에 따라 피조명면인 마스크 M을 조명할 때에 사용하는 광원의 수를 변경할 수 있다. 예를 들어, 마스크 M을 조명할 때에 많은 에너지가 필요한 경우에는, 조명 광학계(200)를 도 6에 도시된 상태로 하면 된다. 한편, 마스크 M을 조명할 때에 많은 에너지가 필요없어, 런닝 전력을 저하시키고 싶은 경우에는, 조명 광학계(200)를 도 7에 도시된 상태로 하면 된다.
이하에서, 제2 실시 형태에 있어서의 조명 광학계(200)의 적합한 설계예 및 4개 이상의 광원, 예를 들어 6개의 광원을 사용하는 조명 광학계의 적합한 설계예를 구체적으로 설명한다.
(설계예 2)
조명 광학계(200)는, 상술한 바와 같이, 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원 및 제4 광원의 4개의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면인 마스크 M을 조명한다. 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원 및 제4 광원 각각으로부터의 광에 의해 합성면(108)에 형성되는 제1 조명 영역(광량 분포)(41), 제2 조명 영역(42), 제3 조명 영역(43) 및 제4 조명 영역(44)을 도 8a에 도시한다. 또한, 합성면(108)에 있어서의 유효 영역(30)은, 직사각형 형상을 갖는 것으로 한다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(41), 제2 조명 영역(42), 제3 조명 영역(43) 및 제4 조명 영역(44)은, 현과 호로 규정되는 회전 비대칭의 형상을 갖는다. 도 8a에 있어서, 참조 부호 45는 제1 광원의 광축(제1 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 46은 제2 광원의 광축(제2 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고 있다. 또한, 참조 부호 47은 제3 광원의 광축(제3 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 48은 제4 광원의 광축(제4 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 37은 후단의 조명계의 광축을 나타내고 있다.
제1 조명 영역(41), 제2 조명 영역(42), 제3 조명 영역(43) 및 제4 조명 영역(44)을 유효 영역(30)에 수용하도록 배치하는 것을 생각해 보자. 이 경우, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(41), 제2 조명 영역(42), 제3 조명 영역(43) 및 제4 조명 영역(44)의 배치 관계가 이하의 조건 (1) 내지 (5)를 만족하도록, 광학계(120A 내지 120D) 및 편향 미러(107)를 구성하는 것이 필요해진다.
조건 (1): 제2 조명 영역(42)의 현이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)과 평행해진다.
조건 (2): 제3 조명 영역(43)의 현이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)에 대향하는 변(30b)과 평행해진다.
조건 (3): 제1 조명 영역(41)의 현과 제4 조명 영역(44)의 현 사이에 제2 조명 영역(42) 및 제3 조명 영역(43)이 배치된다.
조건 (4): 제1 조명 영역(41)의 현 또는 그 연장선 및 제4 조명 영역(44)의 현 또는 그 연장선이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)과 교차한다.
또한, 이 경우, 광축(45, 46, 47, 48 및 37)은, 서로 평행하지만, 동일한 평면에는 위치하지 않는다. 예를 들어, 광축(45)과, 광축(48)과, 광축(37)을 포함하는 평면(49) 및 광축(46)과, 광축(47)과, 광축(37)을 포함하는 평면(50)은, 서로 다른 평면이다. 바꾸어 말하면, 광축(45, 46, 47, 48 및 37)은, 합성면(108)에 있어서, 동일한 직선 상에 존재하지 않는다.
이와 같이, 합성면(108)에 있어서의 조명 영역이 회전 비대칭의 형상을 갖고, 합성면(108)에 직교하는 면이며, 각 광원의 광축 중 적어도 하나(광축(45, 46, 47 또는 48))와 조명계의 광축(광축(37))을 포함하는 면이 복수 존재하도록 조명 광학계를 구성한다. 이에 의해, 각 광원으로부터의 광을 차광하지 않고, 각 광원으로부터의 광에 의해 형성되는 조명 영역을 유효 영역(30)에 수용할 수 있기 때문에, 각 광원으로부터의 광을 합성면(108)에서 효율적으로 합성할 수 있다.
(설계예 3)
제1 광원, 제2 광원, 제3 광원, 제4 광원, 제5 광원 및 제6 광원의 6개의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면인 마스크 M을 조명하는 조명 광학계를 생각해 보자. 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원, 제4 광원, 제5 광원 및 제6 광원 각각으로부터의 광에 의해 합성면(108)에 형성되는 제1 조명 영역(61), 제2 조명 영역(62), 제3 조명 영역(63), 제4 조명 영역(64), 제5 조명 영역(65) 및 제6 조명 영역(66)을 도 8b에 도시한다. 또한, 합성면(108)에 있어서의 유효 영역(30)은, 직사각형 형상을 갖는 것으로 한다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(61), 제2 조명 영역(62), 제3 조명 영역(63), 제4 조명 영역(64), 제5 조명 영역(65) 및 제6 조명 영역(66)은, 현과 호로 규정되는 회전 비대칭의 형상을 갖는다. 도 8b에 있어서, 참조 부호 67은 제1 광원의 광축(제1 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 68은 제2 광원의 광축(제2 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 69는 제3 광원의 광축(제3 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고 있다. 또한, 참조 부호 70은 제4 광원의 광축(제4 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 71은 제5 광원의 광축(제5 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 72는 제6 광원의 광축(제6 광원으로부터의 광의 주 광선)을 나타내고, 참조 부호 37은 후단의 조명계의 광축을 나타내고 있다.
제1 조명 영역(61), 제2 조명 영역(62), 제3 조명 영역(63), 제4 조명 영역(64), 제5 조명 영역(65) 및 제6 조명 영역(66)을 유효 영역(30)에 수용하도록 배치하는 것을 생각해 보자. 이 경우, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제1 조명 영역(61), 제2 조명 영역(62), 제3 조명 영역(63), 제4 조명 영역(64), 제5 조명 영역(65) 및 제6 조명 영역(66)의 배치 관계가 이하의 조건 (1) 내지 (4)를 만족할 필요가 있다.
조건 (1): 제2 조명 영역(62)의 현 및 제4 조명 영역(64)의 현이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)과 평행해진다.
조건 (2): 제3 조명 영역(63)의 현 및 제5 조명 영역(65)의 현이 유효 영역(30)의 하나의 변(30a)에 대향하는 변(30b)과 평행해진다.
조건 (3): 제1 조명 영역(61)의 현이 유효 영역(30)의 변(30a 및 30b)에 직교하는 변(30c)과 평행해진다.
조건 (4): 제6 조명 영역(66)의 현이 유효 영역(30)의 변(30c)에 대향하는 변(30d)과 평행해진다.
또한, 이 경우, 광축(67, 68, 69, 70, 71, 72 및 37)은, 서로 평행하지만, 동일한 평면에는 위치하지 않는다. 예를 들어, 광축(67)과, 광축(72)과, 광축(37)을 포함하는 평면(73), 광축(68)과, 광축(71)과, 광축(37)을 포함하는 평면(74) 및 광축(69)과, 광축(70)과, 광축(37)을 포함하는 평면(75)은, 서로 다른 평면이다. 바꾸어 말하면, 광축(67, 68, 69, 70, 71, 72 및 37)은, 합성면(108)에 있어서, 동일한 직선 상에 존재하지 않는다.
이와 같이, 합성면(108)에 있어서의 조명 영역이 회전 비대칭의 형상을 갖고, 합성면(108)에 직교하는 면이며, 각 광원의 광축 중 적어도 하나와 조명계의 광축을 포함하는 면이 복수 존재하도록 조명 광학계를 구성한다. 이에 의해, 각 광원으로부터의 광을 차광하지 않고, 각 광원으로부터의 광에 의해 형성되는 조명 영역을 유효 영역(30)에 수용할 수 있기 때문에, 각 광원으로부터의 광을 합성면(108)에서 효율적으로 합성할 수 있다.
<제3 실시 형태>
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 노광 장치(90)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(90)는, 상술한 실시 형태에서 기재한 조명 광학계를 채용하여, 기판을 노광하는 리소그래피 장치이다.
노광 장치의 노광 방식에는, 렌즈 또는 미러를 사용하여 마스크(레티클)의 패턴을 기판에 투영하는 프로젝션 방식과, 마스크와 기판 사이에 미소한 간극을 형성하여 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 프록시미티 방식이 있다. 프로젝션 방식은, 프록시미티 방식과 비교하여, 일반적으로 패턴의 해상 성능이나 기판의 배율 보정 등의 정밀도가 높아, 반도체 디바이스의 제조에 적합하다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 노광 장치(90)로서, 유리 기판에 대하여 반사형의 투영 광학계를 사용한 프로젝션 방식의 노광 장치를 설명한다.
노광 장치(90)는, 마스크 M에 형성된 패턴(예를 들어, TFT 회로)을, 레지스트(감광제)가 도포된 기판 P에 전사한다. 노광 장치(90)는, 복수의 광원(91)으로부터의 광으로 마스크 M을 조명하는 조명 광학계(99)와, 마스크 M을 보유 지지하여 이동하는 마스크 스테이지(94)와, 투영 광학계(95)와, 기판 P를 보유 지지하여 이동하는 기판 스테이지(96)와, 제어부(98)를 갖는다. 또한, 조명 광학계(99)는, 복수의 광원(91)으로부터의 광을 도입하는 제1 조명계(92)와, 제1 조명계(92)로부터의 광을 마스크 M으로 유도하는 제2 조명계(93)를 포함한다.
노광 장치(90)에 있어서, 조명 광학계(99), 상세하게는 제1 조명계(92)에는, 상술한 실시 형태에서 기재한 조명 광학계(100 또는 200)가 채용된다. 제2 조명계(93)는, 제1 조명계(92)의 피조명면과 마스크 M(의 표면)을 대략 공액인 관계로 유지하는 광학계이다. 따라서, 제1 조명계(92)가 피조명면을 균일하게 조명함으로써, 제2 조명계(93)를 통하여 마스크 M을 균일하게, 또한 제1 조명계(92)에 의한 조명 형상과 동일한 형상으로 조명할 수 있다.
마스크 스테이지(94)는, 마스크 M을 보유 지지하면서 XY 방향으로 이동 가능한 스테이지 장치이다. 투영 광학계(95)는, 광의 편광 특성을 변화시키는 반사 미러(97)를 포함하고, 마스크 M의 피조명 영역에 형성된 패턴으로부터의 광을 기판 P에 결상시킨다. 기판 스테이지(96)는, 기판 P를 보유 지지하면서 XYZ의 3차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 장치이다. 제어부(98)는, CPU나 메모리 등을 포함하고, 노광 장치(90)의 전체(동작)를 제어한다.
노광에 있어서, 복수의 광원(91)으로부터의 광은, 조명 광학계(99)(제1 조명계(92) 및 제2 조명계(93))를 통하여 마스크 M을 조명한다. 마스크 M의 패턴은, 투영 광학계(95)를 통하여 기판 P에 투영된다. 본 실시 형태의 노광 장치(90)에 있어서는, 상술한 바와 같이 복수의 광원(91)으로부터의 광을 사용하여, 효율적으로 마스크 M을 조명하는 데 유리한 조명 광학계(99)(조명 광학계(100 또는 200))를 채용하고 있다. 따라서, 노광 장치(90)는, 안정된 노광 성능을 실현하고, 높은 스루풋으로 경제성 높고 고품위의 디바이스(반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스, 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등)를 제공할 수 있다.
또한, 노광 장치(90)에 있어서는, 조명 광학계(100 또는 200)에 포함되는 도브 프리즘(106)의 각도(설치 각도)에 따라, 마스크 M 위의 조도가 변화한다. 예를 들어, 조명 광학계(100)를 사용한 경우를 생각하면, 도브 프리즘(106)을 회전시키면, 도 5에 도시된 제1 조명 영역(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33) 각각이 광축(34, 35 및 36)을 중심으로 하여 회전한다. 따라서, 도브 프리즘(106)의 각도에 따라서는, 제1 조명 영역(31), 제2 조명 영역(32) 및 제3 조명 영역(33)이 유효 영역(30)에 수용되지 않게 되는(즉, 그 일부가 유효 영역(30)의 외측에 위치해 버리는) 경우도 있다.
따라서, 노광 장치(90)는, 기판 P 위의 조도(즉, 기판 P에 입사하는 광의 광량)를 계측하는 센서 SS를 갖는다. 예를 들어, 기판 P를 원호 형상으로 조명하는 경우, 센서 SS는 조명 영역 위의 복수점의 조도를 계측한다. 또한, 제어부(98)는, 센서 SS에 의해 계측된 조도에 기초하여, 유효 영역(30)에 대한 조명 영역의 위치를 조정하는 조정부로서 기능한다. 구체적으로는, 센서 SS에서 계측되는 조도가 가장 높아지도록, 조명 광학계(100 또는 200)에 포함되는 도브 프리즘(106)의 각도, 혹은 편향 미러(107)의 위치나 편향 각도를 조정한다.
또한, 노광 장치에 있어서 조명 광학계 및 투영 광학계 각각의 광학계의 특성에 기초하여, 헬륨홀츠 라그랑주량을 이하와 같이 정의할 수 있다. 조명 광학계와 투영 광학계의 헬륨홀츠 라그랑주량을 구함으로써, 광원으로부터의 광의 조명 영역과 유효 영역(도입 영역)을 비교할 수 있다.
도 11 및 도 12a 및 도 12b를 사용하여, 헬륨홀츠 라그랑주량에 대하여 설명한다. 도 11은, 노광 장치를 모식적으로 도시한 도면이며, 조명 광학계(1000) 및 투영 광학계(1005)를 나타내고 있다. 도 11에 있어서, 참조 부호 1001은 광원부, 참조 부호 1002는 플라이 아이 렌즈, 참조 부호 1003은 콘덴서 렌즈, 참조 부호 1004는 마스크면, 참조 부호 1006은 기판면을 나타내고 있다. 마스크면(1004)에 배치된 마스크의 패턴은, 투영계(1005)를 통하여 기판면(1006)에 배치된 웨이퍼 또는 플레이트에 복사된다.
도 12a는 마스크면(1004)에 있어서의, 광원으로부터 유도된 광의 강도 분포의 크기 또는 입사 각도의 크기를 나타내고 있다. 도 12b는 마스크면(1004)에 있어서의, 기판면(1006)에 입사하는 광을 역트레이스했을 때의 광의 강도 분포의 크기 또는 입사 각도의 크기를 나타내고 있다.
도 12a에 대하여 설명한다. 광원부(1001)로부터 유도된 광의 분포(실선)를 덮도록 직사각형을 묘사한다(점선). 이 직사각형의 크기를 XIL 및 YIL로 정의한다. 또한, 마스크면(1004)에 입사하는 광의 입사 각도를 θIL이라 한다.
이어서, 도 12b에 대하여 설명한다. 기판면(1006)에 입사하는 광의 영역이 XW, YW이며, 기판면(1006)에 입사하는 광의 입사 각도의 크기가 θW라고 하자. 투영 광학계(1005)의 결상 배율이 M일 때, 기판면(1006)으로부터 역트레이스했을 때의 마스크면(1004)에 있어서의 광의 영역 XPO, YPO 및 입사 각도의 크기 θPO는, 이하와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
조명 광학계(1000)의 헬륨홀츠 라그랑주량(HXIL, HYIL) 및 투영 광학계(1005)의 헬륨홀츠 라그랑주량(HXPO, HYPO)을 이하와 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, 정의된 조명 광학계와 투영 광학계의 헬륨홀츠 라그랑주량을 비교함으로써, 광원으로부터의 광을 효율적으로 도입할 수 있는지를 구할 수 있다. 예를 들어, HXIL>HXPO의 경우, 광원으로부터 나온 광을 손실 없이 도입하는 것은 불 가능하다. 한편, HXIL≤HXPO의 경우, 광원으로부터 나온 광을 손실 없이 도입할 수 있다. 따라서, 조명 광학계의 헬륨홀츠 라그랑주량이 투영 광학계의 헬륨홀츠 라그랑주량보다 큰 경우, 상술한 바와 같이 광원으로부터의 광에 의해 형성되는 조명 영역의 형상을 비원형으로 하고 유효 영역에 수용함으로써, 광원으로부터의 광을 유효하게 이용할 수 있다.
<제4 실시 형태>
본 실시 형태에 관한 디바이스의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스, 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등을 제조하기에 적합하다. 이러한 디바이스의 제조 방법은, 노광 장치(90)를 사용하여 레지스트(감광제)가 도포된 기판(웨이퍼, 글래스 플레이트 등)을 노광하는 공정과, 노광된 기판을 현상하는 공정과, 그 밖의 주지의 공정을 거침으로써 제조된다. 본 실시 형태의 디바이스의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여 디바이스의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명을 예시적인 실시 형태에 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않는 것이 이해되어야 한다. 계속되는 청구범위에는, 구성 및 기능의 모든 변형예 및 균등물이 포함되도록 가장 넓은 해석이 부여되어야 한다.

Claims (13)

  1. 복수의 광원으로부터의 광을 사용하여 피조명면을 조명하는 조명 광학계이며,
    상기 복수의 광원 각각에 대응하여 배치된 복수의 광학계와,
    상기 복수의 광학계 각각으로부터의 광을 상기 피조명면과 광학적으로 공액인 공액면으로 유도하는 합성계와,
    상기 공액면과 상기 피조명면 사이에 배치된 조명계를 갖고,
    상기 복수의 광학계 및 상기 합성계를 통하여 상기 복수의 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 복수의 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역이 비원형의 형상을 갖고, 또한, 상기 공액면에 있어서의 유효 영역에 수용되도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되고,
    상기 유효 영역은, 상기 공액면의 영역 중 상기 피조명면의 조명을 위하여 상기 조명계가 광을 도입할 수 있는 영역인 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 조명 영역 각각에 대하여, 그 영역의 95％ 이상이 상기 유효 영역에 수용되도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원은, 3개 이상의 광원을 포함하고,
    상기 복수의 광학계는, 3개 이상의 광학계를 포함하고,
    상기 공액면에 직교하는 면이며, 상기 3개 이상의 광학계 각각으로부터의 광의 주 광선 중 하나 이상과 상기 조명계의 광축을 포함하는 면이 복수 존재하도록, 상기 3개 이상의 광학계 및 상기 합성계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공액면에 입사하는 상기 3개 이상의 광학계 각각으로부터의 광의 주 광선은, 서로 평행한 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유효 영역은, 직사각형 형상을 갖고,
    상기 복수의 광원은, 제1 광원과, 제2 광원과, 제3 광원을 포함하고,
    상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 제1 조명 영역, 제2 조명 영역 및 제3 조명 영역은, 현과 호로 규정되는 형상을 갖고,
    상기 유효 영역에서,
    상기 제2 조명 영역의 현이 상기 유효 영역의 하나의 변과 평행해지고,
    상기 제1 조명 영역의 현과 상기 제3 조명 영역의 현 사이에 상기 제2 조명 영역이 배치되고,
    상기 제1 조명 영역의 현 또는 그 연장선 및 상기 제2 조명 영역의 현 또는 그 연장선이 상기 하나의 변과 교차하도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유효 영역은, 직사각형 형상을 갖고,
    상기 복수의 광원은, 제1 광원과, 제2 광원과, 제3 광원과, 제4 광원을 포함하고,
    상기 제1 광원, 상기 제2 광원, 상기 제3 광원 및 상기 제4 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 제1 조명 영역, 제2 조명 영역, 제3 조명 영역 및 제4 조명 영역은, 현과 호로 규정되는 형상을 갖고,
    상기 유효 영역에서,
    상기 제2 조명 영역의 현이 상기 유효 영역의 하나의 변과 평행해지고,
    상기 제3 조명 영역의 현이 상기 하나의 변에 대향하는 변과 평행해지고,
    상기 제1 조명 영역의 현과 상기 제4 조명 영역의 현 사이에 상기 제2 조명 영역 및 상기 제3 조명 영역이 배치되고,
    상기 제1 조명 영역의 현 또는 그 연장선 및 상기 제4 조명 영역의 현 또는 그 연장선이 상기 하나의 변과 교차하도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유효 영역은, 직사각형 형상을 갖고,
    상기 복수의 광원은, 제1 광원과, 제2 광원과, 제3 광원과, 제4 광원과, 제5 광원과, 제6 광원을 포함하고,
    상기 제1 광원, 상기 제2 광원, 상기 제3 광원, 상기 제4 광원, 상기 제5 광원 및 상기 제6 광원 각각으로부터의 광에 의해 상기 공액면에 형성되는 제1 조명 영역, 제2 조명 영역, 제3 조명 영역, 제4 조명 영역, 제5 조명 영역 및 제6 조명 영역은, 현과 호로 규정되는 형상을 갖고,
    상기 유효 영역에서,
    상기 제2 조명 영역의 현 및 상기 제4 조명 영역의 현이 상기 유효 영역의 하나의 변과 평행해지고,
    상기 제3 조명 영역의 현 및 상기 제5 조명 영역의 현이 상기 하나의 변에 대향하는 변과 평행해지고,
    상기 제1 조명 영역의 현이 상기 하나의 변 및 상기 대향하는 변에 직교하는 변과 평행해지고,
    상기 제6 조명 영역의 현이 상기 직교하는 변에 대향하는 변과 평행해지도록, 상기 복수의 광학계 및 상기 합성계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  8. 제1항에 있어서, 상기 합성계는, 상기 복수의 광학계로부터의 광을 반사하는 반사면을 포함하는 광학 부재를 포함하고,
    상기 복수의 조명 영역을 상기 공액면에 형성하도록 상기 반사면이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광학계 각각은,
    상기 복수의 광원 중 대응하는 광원으로부터의 광을 반사하여 집광점에 집광하는 타원 미러와,
    상기 대응하는 광원으로부터의 광을 반사하고, 상기 타원 미러를 통하여, 상기 집광점에 집광하는 구면 미러를 갖는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광학계 각각은, 상기 복수의 광원 중 대응하는 광원으로부터의 광이 입사하는 프리즘을 포함하고,
    상기 프리즘을 회전시킴으로써 상기 광학적으로 공액인 공액면에 형성되는 조명 영역을 회전시키는 것을 특징으로 하는, 조명 광학계.
  11. 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 마스크를 피조명면으로서 조명하는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 한에 기재된 조명 광학계와,
    상기 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판에 입사하는 광의 광량을 계측하는 센서와,
    상기 센서에 의해 계측된 광량에 기초하여, 상기 유효 영역에 대한 상기 복수의 조명 영역의 위치를 조정하는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  13. 제11항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 디바이스의 제조 방법.
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