WO2004068564A1

WO2004068564A1 - 照明光学系、照明装置、投影露光装置、及び露光方法

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Publication number: WO2004068564A1
Application number: PCT/JP2003/017043
Authority: WO
Inventors: Kenji Suzuki; Kiyoshi Mitarai
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Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2004-08-12
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Abstract

本発明は、光源にＥＵＶ光を用いた場合においても光量ロスの少ない照明光学系等を提供することを目的とする。本発明の照明光学系は、極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする。

Description

明細書

照明光学系、照明装置、投影露光装置、及び露光方法技術分野

本発明は、投影露光装置に搭載される照明光学系や照明装置に関し、特に、極端紫外光（Extreme Ultra Violet光：以下、 EUV光という。）に適した照明光学系や照明装置に関する。また、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いた投影露光装置に関する。また、本発明は、これらの照明光学系や照明装置を用いて良好なるマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造するための露光方法に関する。背景技術

投影露光装置は、半導体の集積密度を向上させるため、露光波長が短波長化される傾向にある。

それに適用される光源としては、水銀の i線（波長 365. 0 1 5 nm) 、 r Fエキシマレーザ（波長 248 nm) 、 A r Fエキシマレーザ（波長 1 93 n m) 、 F₂エキシマレーザ（波長 1 5 7 nm) などが挙げられる。さらには、 E UV光、特に波長 50 nm以下の EUV光を光源として用いることも検討されている。

仮に、波長 50 nm以下の EUV光を用いる場合、光学系を反射型に構成する必要が生じる（たとえば、特開 2000— 349009号公報に記載された照明光学系など。 ) 。

しかしながら、特開 2000— 349009号公報に記載された照明光学系であっても、 EUV光、特に波長 50 nm以下の EUV光を十分な反射率で反射させることはできないので、光量ロスが大きい。

なお、各反射面に多層膜を用いることで或る程度の改善が図られるが、それでもこの照明光学系では各反射面につき 70%程度しか反射率が得られないので、不十分である。

また、照明光学系中に配置されたフライアイミラーにおける光量ロスも多くフライアイミラーそのものにて大幅な改善が求められている。発明の開示

そこで本発明は、光源に E U V光を用いた場合においても光量ロスの少ない照明光学系及び照明装置を提供することを提供することを目的とする。

また、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いることによって高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いることによって良好なるマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気へッド等）を製造し得る露光方法を提供することを目的とする。

本発明の照明光学系は、極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする。

好ましくは、前記光源部は、レーザプラズマ光源と、前記レーザプラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁とを備える。また、好ましくは、前記光源部は、放電プラズマ光源を備えている。

さらに、好ましくは、前記光源部は、前記放電プラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁とを備える。

さらに、好ましくは、前記コレクタミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなる。

さらに、好ましくは、前記コリメータミラーは、互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラーを、その広がり部を射出側に向けた状態で光軸の周りに配置してなる。

さらに、好ましくは、前記複数のスカート状の単位ミラーの反射面は、円錐の部分側面の形状をしている。

また、好ましくは、前記単位ミラーのうち最外周側に配置される前記単位ミラ一の反射面は、放物面の形状をしており、それ以外の前記単位ミラーの反射面は、円錐の部分側面の形状をしている。

さらに、好ましくは、前記コリメ一タミラーと前記フライアイミラーとの間に、複数の中空管を並列配置してなるキヤビラリーアレイが配置される。

さらに、好ましくは、前記キヤビラリーアレイを冷却する冷却機構が備えられる。

さらに、好ましくは、前記フライアイミラーは、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した入射端と、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した出射端とを、それら各単位ミラーに対する入射光の斜入射角度が全反射角度となるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置してなる。

さらに、好ましくは、前記入射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、それぞれゥオルター I型の形状をしている。

さらに、好ましくは、前記入射端及び前記出射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、それぞれ放物面の形状をしている。

さらに、好ましくは、前記入射端を構成する前記複数の単位ミラーは、各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置され、前記出射端を構成する前記複数の単位ミラーは、各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置される。

さらに、好ましくは、前記コンデンサミラーは、複数の単位ミラーを直列配置してなり、かつそのうち少なくとも 1つの反射面がトロイダル非球面である。さらに、好ましくは、前記光源部が射出する前記極端紫外光は、波長 5 0 n m 以下の極端紫外光であり、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各単位ミラーの反射面は、 R u又は M oの材料からなり、かつ前記斜入射角度が 1 5 ° 以下となる姿勢で配置される。

本発明の投影露光装置は、反射型の投影光学系と、本発明の何れかの照明光学系とを備えたことを特徴とする。

本発明の露光方法は、本発明の何れかの照明光学系を用いてレチクルを照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とする。

本発明の照明装置は、極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記照明光学系を構成する全ての前記反射部材は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置されることを特徴とする。

好ましくは、前記複数の反射部材は、多数の反射素子を有するアレイ状ミラーを少なくとも含み、前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される。

さらに好ましくは、前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、メリジォナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーをそれぞれ有する。

さらに好ましくは、前記複数の反射部材は、多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、多数の第 2の反射素子を有する第 2のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子及び前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される。

また、本発明の照明装置は、極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記複数の反射部材は、多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、多数の第 2の反射素子を有する第 2のァレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第 1のアレイ状ミラ一における多数の第 1の反射素子及び前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されることを特徴とする。

好ましくは、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子及び前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、メリジォナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する。

さらに好ましくは、前記第 1のアレイ状ミラ一及び前記第 2のアレイ状ミラーを経由した光は、前記第 2のアレイ状ミラー、前記第 2のアレイ状ミラーの近傍、または前記第 2のァレイ状ミラーの射出側に 2次光源としての多数の集光点を形成する。

さらに好ましくは、前記第 1の反射素子と第 2の反射素子とのうちの少なくとも一方は方物面状の反射面を含む。

さらに好ましくは、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子は、前記第 1のアレイ状ミラーに入射する入射光路に対して所定の角度で傾斜する第 1の基準面にて稠密に配置され、前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、前記第 2のアレイ状ミラーに入射する入射光路を所定の角度で傾斜する第 2の基準面にて稠密に配置されることを特徴とする。

さらに好ましくは、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子は、前記多数の第 1の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度 ^ 1 で傾斜する第 1の基準面にて稠密に配置され、前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、前記多数の第 1の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度 ]3 2 で傾斜する第 2の基準面にて稠密に配置され、前記所定の角度 1 及び前記所定の角度 2 は、 0 ° く ]3 1≤ 2 0 ° 、 0 ° く β 2

2 0 ° を満たす。

本発明の投影露光装置は、本発明の何れか照明装置と、前記照明装置により照明された前記被照明物体としてのレチクルのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする。

本発明の露光方法は、本発明の何れかの照明装置を用いて前記被照明物体としてのレチクルを照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とする。

本発明の露光方法は、極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の反射部材のみを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含むことを特徴とする。

本発明の露光方法は、極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第 2の反射素子を有する第 2のアレイ状ミラーとを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含むことを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、第 1実施の形態の照明光学系の概略構成図である。

図 2は、波長 1 3. 5 nmの EUV光の斜入射角度と反射率との関係（M oについて）を示す図である。

図 3は、波長 1 3. 5 nmの EUV光の斜入射角度と反射率との関係（R uについて）を示す図である。

図 4は、波長 1 3. 5 nmの EUV光の斜入射角度と反射率との関係（M o S i ₂について）を示す図である。

図 5は、第 1実施の形態のコリメータミラー 1 2を説明する図である。

図 6は、第 1実施の形態のコリメータミラー 1 2' を説明する図である。

図 7は、（a) は第 1実施の形態のフライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nを示す図であり、（b) は第 1実施の形態のフライアイミラー 1 3の出射端 1 3 o u tを示す図である。

図 8は、第 1実施の形態のフライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nに配置された単位ミラー 1 3 i n— 1 , 1 3 i n— 2， · · ·の反射面の形状を説明する図である。

図 9は、第 2実施の形態のコリメータミラー 1 2" を説明する図である。

図 1 0は、キヤビラリ一アレイ 1 2 Bを説明する図である。

図 1 1は、第 3実施の形態のフライアイミラー 1 3，の入射端 1 3 ' i nに配置された単位ミラー 1 3 ' i n- 1 , 1 3 ' i n— 2, · ■ ■の反射面の形状を説明する図である。

図 1 2は、第 4実施の形態のフライアイミラー 1 3" の入射端 1 3" i nに配置された単位ミラー 1 3" i n— 1， 1 3" i n— 2， · · ·、及ぴ出射端 1 3 " o u tに配置された単位ミラー 1 3" o u t _ l， 1 3" o u t— 2， · ■ ' の反射面の形状を説明する図である。

図 1 3は、第 5実施の形態の光源部 2 1、及びその周辺の概略構成を示す図でめる。

図 14は、第 6実施の形態の光源部 3 1、及びその周辺の概略構成を示す図で ■ める。

図 1 5は、第 6実施の形態のコレクタミラー 3 1 cを説明する図（透視図）でめる。

図 1 6は、第 7実施の形態のフライアイミラー 3 3の各単位ミラーの配置関係を説明する図である。

図 1 7は、第 8実施の形態の投影露光装置の構成図である。

図 1 8は、第 1実施例のコリメータミラー 1 2，の構成を示す断面図である。図 1 9は、第 1実施例のフライアイミラー 1 3の構成を示す光路図である。図 20は、第 1実施例のコンデンサミラー 14の構成を示す光路図である。図 2 1は、第 2実施例のコリメータミラー 1 2" の各反射面の位置関係を示す図である。

図 22は、第 3実施例のフライアイミラー 1 3' の入射端 1 3 ' i nに配置された単位ミラー 1 3， i n— 1， 1 3，一 2， ■ ■ ■の反射面の形状を説明する図である。

図 2 3は、第 4実施例のフライアイミラー 1 3" の入射端 1 3" i n及び出射端 1 3，， o u tに配置された単位ミラー 1 3" i n - 1 , 1 3" i n— 2， ■ · ■， 1 3" o u t— 1, 1 3" o u t— 2， ■ · 'の反射面の形状を説明する図であ。

図 24は、第 5実施例のフライアイミラー 3 3の光路図である。

図 2 5は、第 5実施例のコンデンサミラー 14の構成を示す光路図である。図 26は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチヤ一トである。

図 27は、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチヤートである。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

[第 1実施の形態]

図 1、図 2、図 3、図 4、図 5、図 6、図 7、図 8に基づいて本発明の第 1実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。図 1は、本実施の形態の照明光学系の概略構成図である。なお、図 1において符号 1 2 A， 1 2 B, 1 2 C, 1 3 ' ， 1 3" が付与されたのは、後述する実施の形態の構成要素なのでここでは説明しない。

この照明光学系は、主に反射型の投影光学系を備えた投影露光装置に適用され、その投影露光装置のレチクル面 Rをケーラー照明するものである。

この照明光学系の光源部 1 1は、 EUV光（以下、波長 50 nm以下の EUV 光とする。）を射出する光源部である。

この光源部 1 1には、効率のよい X eをターゲットとして用いたレーザプラズマ光源、又は、放電プラズマ光源などが適用可能である。

特に、放電プラズマ光源は、エネルギー効率が比較的高いので、高いスループットを実現する上で有利である。

照明光学系には、この光源部 1 1の射出側に、コリメータミラー 1 2、フライアイミラー 1 3、及びコンデンサミラー 14が順に配置される。

コリメータミラー 1 2は、複数の単位ミラー 1 2— 1， 1 2- 2, · · ·を入射光束に対し並列配置している。

フライアイミラー 1 3は、複数の単位ミラー 1 3 ΐ η- 1 , 1 3 ί η- 2, · · · を並列配置した入射端 1 3 i η、複数の単位ミラー 1 3 o u t— 1， 1 3 o u t 一 2， ■ ■ 'を並列配置した出射端 1 3 o u tを有する。

コンデンサミラー 14は、複数の単位ミラー 14一 1， 14- 2, ■ · ·を入射光束に対し直列配置している。

ここで、並列配置とは、入射光束のうち互いに異なる部分光束に対し個別に作用する配置であり、また、直列配置とは、入射光束の全体に対し順に作用する配置である。

そして、これらの単位ミラー 1 2— 1， 1 2- 2, · · ■， 1 3 i n - 1 , 1 3 i n - 2 , ■ ■ ·， 1 3 o t - 1 , 1 3 o u t - 2 , · · ·， 14— 1， 1 4- 2, ■ · ·の姿勢は、それらの反射面に対する入射光（ここでは、波長 50 nm以下の EUV光）の斜入射角度（反射面とのなす角度）がそれぞれ全反射角度となるよう設定される。

なお、理想的な全反射は反射率 100%の反射であるが、実際には若干の光量ロスは許容せざるを得ないので、本明細書では、文言「全反射」を、「反射率 8 0%以上の反射」とし、入射光が全反射する斜入射角度を特に、「全反射角度」という。

また、これらの単位ミラー 1 2- 1 , 1 2- 2, ■ ■ ■， 1 3 i n - 1 , 1 3 i n— 2， ■ ■ ■， 1 3 o u t— 1 , 1 3 o u t— 2 , · ■ ■， 14— 1 , 14 一 2, · · ' の反射面には、それぞれ Mo又は Ruの材料が使用される。

図 2、図 3、図 4は、波長 1 3. 5 nmの EUV光の斜入射角度と反射率との関係を示す図である。

図 2に示すのは Moの反射率、図 3に示すのは R uの反射率、図 4に示すのは Mo S i ₂の反射率である。

これらは何れも反射面に使用される代表的な材料であるが、何れも、入射光の斜入射角度が小さいほど反射率が高くなる。

図 2、図 3、図 4によると、 Moの全反射角度は約 1 5° 以下、 Ruの全反射角度は約 1 5° 以下、 Mo S i ₂の全反射角度は約 10° 以下である。

特に、反射率が 90%以上得られる全反射角度は、 Moについては約 10° 以下、 R uについては約 8° 以下、 Mo S i ₂については約 5° 以下である。

つまり、 M o又は R uの材料を使用した場合の全反射角度は、 Mo S i ₂の材料を使用した場合の全反射角度と比較すると大きい。

本実施の形態では、単位ミラー 1 2— 1， 1 2 - 2, · · · , 1 3 i n - 1 , 13— i n— 2， · · ·， 1 3 o u t— 1 , 1 3 o u t— 2 , ■ · ■， 14- 1, 14- 2, · ■ 'の反射面にそれぞれ Mo又は R uの材料が使用されるので、全反射角度は比較的大きい 1 5° 以下となる。

したがって、各反射面の配置設計の自由度は、他の材料を使用した場合よりも高くなる。但し、 s； p偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、各反射面の一部又は全部に Mo S i ₂の材料を用いればよい。

図 5は、本実施の形態のコリメータミラー 1 2を説明する図である。

図 5 (a) は光軸 Zを含む平面でコリメータミラー 1 2を切断した断面図、図 5 (b) はコリメータミラー 1 2の斜視図である。

図 5 (a) に示すように、コリメータミラー 1 2は、互いに径及ぴ広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラー 1 2— 1， 1 2— 2， · · ·を、その裾部（広がり部）を射出側に向けた状態で光軸 Zの周りに配置している（図では、単位ミラーの数を 3とした。）。

単位ミラー 1 2— 1 , 1 2 - 2, · ■ ·は、それぞれ内側に反射面を有している。

入射光束を平行光束に変換するに当たり、周辺光線を偏向する単位ミラー (つまり径が大きく外側に配置された単位ミラー）ほど、その広がり角度が大きく採られる。

また、単位ミラー 1 2— 1 , 1 2 - 2 , · · ■の反射面は、図 5 (a) (b) にも示すように、それぞれ円錐の部分側面の形状とされる。

このような単位ミラー 1 2— 1 , 1 2 - 2, · ■ ·からなるコリメータミラー 1 2は、光源部 1 1から互いに異なる射出角度で射出した光線を個別に平行光束に変換する。

ここで、このコリメータミラー 1 2においては、上述したように単位ミラー 1 2— 1， 1 2— 2， · · 'の反射面に対する入射光の斜入射角度 0 (図 5 (a) 参照) が、それぞれ全反射角度（ここでは 1 5° 以下）に抑えられなければならない。

しかし、この構成では、コリメータミラー 1 2における全ての入射光の斜入射角度を全反射角度（ここでは 1 5° 以下）にすることはできない可能性がある。特に、径の大きい単位ミラー（外側に配置された単位ミラー）に対する入射光の斜入射角度が全反射角度（ここでは 1 5° 以下）よりも大きくなる可能性がある。その場合、コリメータミラー 1 2を図 6に示すコリメータミラー 1 2，のように変形するとよい。図 6は、コリメータミラー 1 2' を説明する図である。

図 6 (a) は光軸 Zを含む平面でコリメータミラー 1 2' を切断した断面図、図 6 (b) はコリメータミラー 1 2' の斜視図である。

コリメータミラー 1 2' の最外周に配置された単位ミラー 1 2— 1は、複数の単位ミラー 1 2— 1— 1, 1 2— 1— 2, · · 'を直列配置している（図 6では、直列配置される単位ミラーの数を 3とした。）。

単位ミラー 1 2— 1— 1, 1 2— 1— 2, · · ·のそれぞれは、図 5に示したコリメータミラー 1 2の単位ミラー 1 2— 1と同様、ス力ト状をしており、その反射面が円錐の部分側面の形状をしている。

単位ミラー 1 2— 1— 1， 1 2— 1— 2， 1 2— 1— 3， · · 'は、光源部 1

1側からの入射光を順に反射することにより、その入射光を光軸 zに平行な光線に変換して射出する。

なお、最外周以外の単位ミラー 1 2— 2, 1 2- 3, · · ■のそれぞれについても同様に、複数の単位ミラーを直列配置させてもよい（1 2— 2— 1， 12- 2— 2, 1 2— 2— 3, 1 2— 3— 1, 1 2— 3— 2， 1 2— 3— 3) 。

次に、フライアイミラー 1 3 (図 1参照) について説明する。

上述したようにこのフライアイミラー 1 3の単位ミラー 1 3 i n_ 1 , 1 3 i n - 2 , · ■ · , 1 3 o u t - 1 , 1 3 o u t - 2 , · · ·の姿勢は、それぞれ入射光の斜入射角度が全反射角度（ここでは 1 5° 以下）となるよう設定される。このため、フライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nと出射端 1 3 o u tとは、それら各単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置される。図 7は、フライアイミラー 1 3を説明する図である。

図 7 (a) にはフライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i n、図 7 (b) にはフラィアイミラー 1 3の出射端 1 3 o u tを示した。なお、図 7 (a) はコリメータミラー 1 2の側から見た様子であり、図 7 (b) はコンデンサミラー 14の側から見た様子である。

図 8は、フライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nに配置される単位ミラー 1 3 i n— 1， 1 3 i n- 2, ■ ■ ·の反射面の形状を説明する図である。

単位ミラー 1 3 i n— 1， 1 3 i n- 2, · · ·の反射面は、出射端 1 3 o u tに配置される単位ミラー 1 3 o u t— 1， 1 3 o u t - 2, · ■ ■上にそれぞれ二次光源を収差無く形成するため、それぞれ部分放物面の形状をしている。また、単位ミラー 1 3 i n— 1, 1 3 i n- 2, · · ■の反射面の外形は、投影露光装置の露光領域と相似形をしている。ここでは、露光領域が円弧フィールドであるとする。

次に、コンデンサミラー 14 (図 1参照）について説明する。

コンデンサミラー 14は、出射端 1 3 o u tから射出する光束を、単位ミラー 14- 1, 14-2, · · 'にて順に反射し、出射端 1 3 o u Uこ形成された二次光源群をレチクル面 R上の円弧フィールドに重畳して投影する。

これら単位ミラー 14一 1 , 14- 2, · · ' の少なくとも 1つの反射面の形状は、後述する式 (1) により定義される「トロイダル非球面」である。

以上説明した光源部 1 1、コリメータミラー 1 2 (又は 1 2 ' ) 、フライアイミラー 1 3、コンデンサミラー 14からなる本実施の形態の照明光学系は、各ミラーを複数の単位ミラーにより構成すると共に、全ての反射面の全反射作用を利用しているので、 EUV光の光量ロスは少なく抑えられる。

このような照明光学系によれば、レチクル面 Rは十分な光量の EUV光により照明される。

また、本実施の形態の照明光学系では、各反.射面に対する斜入射角度を積極的に全反射角度（ここでは 1 5° ) としているので、それら各反射面に多層膜を形成する必要は無い。

また、本実施の形態の照明光学系では、コリメータミラー 1 2の単位ミラー 1 2— 1 , 1 2- 2, · · ·の反射面を比較的単純な円錐の部分側面の形状としているが、円錐の部分側面は、発散する光束を平行光束に変換するための理想的形状である部分放物面 (放物面の一部の面) に似ているだけでなく、その部分放物面よりも単純な曲面である。

よって、単位ミラー 1 2— 1， 1 2- 2, · · ■は、所望の機能を果たしながら薄化可能である。

単位ミラー 1 2— 1， 1 2- 2, · · 'が薄化されれば、コリメータミラー 1 2の入射端における光線のケラレが低減されるので、光量ロスは、さらに低減される。

また、図 6に示したコリメータミラー 1 2' が適用されれば、そのコリメータミラー 1 2，において互いに直列に配置された単位ミラー 1 2— 1— 1, 1 2— 1 - 2, · · ·のそれぞれに割り当てられる光線の偏向角度が、直列に配置される単位ミラーが単一であるとき（図 5参照）よりも小さいので、入射光の斜入射角度をそれぞれ全反射角度（ここでは 1 5° 以下）とし、光量ロスを確実に抑えることができる。

このコリメータミラー 1 2 ' においては、直列に配置される単位ミラーの数を多くした分だけ、各反射の斜入射角度を小さくする (例えば 6° 程度。その場合の反射率は 90%以上）ことができる。このようにすれば、より高い反射率で全反射することが可能である。

また、フライアイミラー 1 3においては、単位ミラー 1 3 i n_ l， 1 3 i n 一 2， · · ·， 1 3 o u t - 1 , 1 3 o u t - 2 , · ■ 'の姿勢をそれぞれそれらの反射面に対する入射光の斜入射角度がさらに小さくなるよう（例えば 6° 程度。その場合の反射率は 90%以上）設定すれば、光量ロスをさらに抑えることができる。

また、コンデンサミラー 14の単位ミラー 14_ 1, 14- 2, · · 'の反射面には、「トロイダル非球面 J (式（1) 参照）が用いられるので、このコンデンサミラー 14にて不可避的に発生する非点収差は、効率的に除去される。

また、コンデンサミラー 14においては、単位ミラー 14— 1， 14- 2, · · · の姿勢をそれぞれそれらの反射面に対する入射光の斜入射角度がさらに小さくなるよう (例えば 6° 程度。その場合の反射率は 90%以上) 設定すれば、光量口スをさらに抑えることができる。

なお、以上の説明では、反射面に対する入射光の斜入射角度をなるベく小さくすることが望ましいとしたが、互いに直列配置される単位ミラーの数をそのために増加する場合、反射回数の増加による光量ロスの増加を考慮し、複数の単位ミラーの全体における光量ロスが低減されるように設計がなされる必要がある。〔第 2実施の形態]

図 1、図 9、図 10に基づいて本発明の第 2実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。

ここでは、第 1実施の形態の照明光学系との相違点についてのみ説明する。相違点は、図 1に示すコリメータミラー 1 2 (又は 1 2，）に代えてコリメータミラー 1 2" が適用され、また、キヤビラリーアレイ 1 2 B、冷却装置 1 2 Cが付加される点にある。

図 9は、本実施の形態のコリメータミラー 1 2" を説明する図である。

図 9 (a) は光軸 Zを含む平面でコリメータミラー 1 2" を切断した断面図、図 9 (b) はコリメータミラー 1 2" の斜視図である。

図 9 (a) に示すように、コリメータミラー 1 2" は、コリメータミラー 1 2，の外周側に、内側が反射面となったスカート状の単位ミラー 1 2 Aを配置したものである。

この単位ミラー 1 2 Aの反射面の形状は、光軸 Z上に中心線を有し、かつ光源部 1 1の位置に焦点を有する放物面の一部（部分放物面）である。

この単位ミラー 1 2 Aの反射面にも、 Mo又は R uの材料が使用される。但し、 s p偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面に Mo S i ₂の材料が用いられる。

また、単位ミラー 1 2 Aの反射面に対する入射光（ここでは、波長 50 nm以下の EUV光）の斜入射角度は、全反射角度（ここでは 1 5° 以下、但し Mo S i ₂使用の場合 1 0° 以下）である。

次に、キヤビラリーアレイ 1 2 Bについて説明する。

キヤビラリーアレイ 1 2 Bは、コリメータミラー 1 2"の射出側に配置される。また、キヤビラリーアレイ 1 2 Bは、冷却装置 1 2 Cによって冷却される。図 1 0は、キヤビラリーアレイ 1 2 Bを説明する図である。

図 1 0 (a) は、光軸 Zを含む平面でキヤビラリーアレイ 1 2 Bを切断した断面図、図 10 (b) はキヤビラリーアレイ 1 2 Bの斜視図である。

図 1 0 (a) (b) に示すとおり、キヤビラリーアレイ 1 2 Bは、複数の中空型ガラス管 1 2 B_ 1， 1 2 B- 2, ■ · 'を並列配置している。

中空型ガラス管 1 2 B_ 1， 1 2 B - 2 , · ■ · は、キヤビラリーアレイ 1 2 Bの入射端 1 2 B i nと出射端 1 2 B o u tが互いに同大の円状となるよう束ねられている。

以上の如く、図 9に示す実施の形態のコリメータミラー 1 2 " は、高い開口数 (大きな発散角）を持つ光を光量損失を招くことなく高効率でコリメ一ト光に変換するために、高い開口数（大きな発散角）を持つ光線を反射させる高開口数用の反射部（外側単位ミラー： 1 2 A) と、高い開口数（大きな発散角）よりも小さい開口数（大きな発散角）を持つ光線を反射させる非高開口数用の反射部（内側単位ミラー： 1 2 A— 1， 1 2 A— 2， · · ·）とを有している。

以上、本実施の形態の照明光学系においては、コリメータミラー 1 2 " の外周側に配置された単位ミラー 1 2 Aの反射面が部分放物面の形状をしている。

放物面は、発散する光束を平行光束に変換するための理想的形状であるので、この単位ミラー 1 2 Aによれば、光源部 1 1から射出する周辺光束（発散角度の大きい光束）が確実に平行光束化される。

したがって、 E U V光の光量ロスは、より少なく抑えられる。

なお、放物面を採用したため単位ミラー 1 2 Aはその薄化が困難だが、その配置箇所が最外周なので、薄化する必要性は低く、問題は無い。

また、特に、光源部 1 1に放電プラズマ光源を適用したときにこのコリメータミラー 1 2 " を併用すれば、その光源部 1 1からの射出光束が効率よく平行光束化される。

なお、以上の実施の形態では、コリメータミラー 1 2 " の外周の単位ミラー 1 2 Aの反射面を方物面形状としているが、本発明ではこの形状に限ることなく例えばゥオルタ一 I型のミラー (方物面状の反射面と双曲面状の反射面とを組み合わせたミラー）で構成できることは言うまでもない。

また、本実施の形態の照明光学系には、キヤビラリーアレイ 1 2 Bが配置されたので、コリメータミラー 1 2 " からの射出光束に含まれる非平行な光線 (コリメータミラー 1 2 " において平行化され損なったものである。）は除去される。また、キヤビラリーアレイ 1 2 Bは、その射出光束に含まれる飛散物（光源部 1 1において発生したものである。）をも除去する。

また、そのキヤビラリーアレイ 1 2 Bは冷却装置 1 2 Cにより冷却されるので、それらの除去の効果が最大限得られる。なお、本実施の形態の照明光学系には、コリメータミラー 1 2 " とキヤビラリ一アレイ 1 2 Bと冷却装置 1 2 Cとが組み合わされているが、本実施の形態の照明光学系においてキヤビラリーアレイ 1 2 Bと冷却装置 1 2 Cとを省略した照明光学系や、本実施の形態の照明光学系において冷却装置 1 2 Cを省略した照明光学系も実現可能である。

また、第 1実施の形態の照明光学系においてキヤビラリーアレイ 1 2 Bと冷却装置 1 2 Cとを適用した照明光学系や、第 1実施の形態においてキヤビラリーァレイ 1 2 Bを適用した照明光学系も実現可能である。

[第 3実施の形態]

図 1、図 1 1に基づいて本発明の第 3実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。

ここでは、第 1実施の形態又は第 2実施の形態の照明光学系との相違点についてのみ説明する。相違点は、図 1に示すフライアイミラー 1 3に代えてフライアイミラー 1 3 ' が適用される点にある。

図 1 1は、本実施の形態のフライアイミラー 1 3 ' の入射端 1 3 ' i nに配置される単位ミラー 1 3， i n— 1， 1 3 ' i n— 2， · · 'の反射面の形状を説明する図である。

これらの反射面は、それぞれゥオルター I型の形状をしている。

ゥオルター I型の形状は、部分放物面である第 1面と、部分双曲面である第 2 面とからなる。

放物面と双曲面の中心線は同一直線上にあり、双曲面の 2つの焦点 F l、 F 2 のうち一方の焦点 F 2に放物面の焦点が一致している。 ' 第 1面と第 2面とは、放物面と双曲面とのそれぞれを両者の交線近傍で部分的に切り取ってできる面である。

このような単位ミラー 1 3， i n _ iは、前記中心線が光軸 Zに平行となる姿勢で配置される。

この単位ミラー 1 3， i n— iによる光束の集光位置は、焦点 F 2となる。この焦点 F 2に、その単位ミラー 1 3 ' i n— iに対応する単位ミラー 1 3 ' o u t— i (出射端 1 3 ' o u tに配置される単位ミラーである。）が配置される。

なお、これらの単位ミラー 1 3， i n— 1， 1 3 ' i n— 2， · ， ·， 1 3， o u t— 1， 1 3， o u t— 2， ■ · ·の反射面にも、それぞれ Mo又は R uの材料が使用される。但し、 s p偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面に Mo S i ₂の材料が用いられる。

また、これら単位ミラー 1 3， i n— 1， 1 3， i n— 2， ■ · ■， 1 3， o u t - 1 , 1 3， o u t— 2， · · ■の反射面に対する入射光（ここでは、波長 5011111以下の£11¥光）の斜入射角度は、それぞれ全反射角度（ここでは 1 5° 以下、但し Mo S i ₂使用の場合 1 0° 以下）である。

以上、本実施の形態の照明光学系においては、フライアイミラー 1 3 ' の入射端 1 3， i nの各反射面がそれぞれゥオルター I型の形状をしているので、アツベの正弦条件を満たすことができ、それら反射面の外形を露光領域の正確な相似形 (ここでは円弧フィールド) にすることができる。

その結果、 EUV光が必要な領域に無駄なく導光されるので、光量ロスがさらに抑えられる。

[第 4実施の形態]

図 1、図 1 2に基づいて本発明の第 4実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。

ここでは、第 1実施の形態、第 2実施の形態、第 3実施の形態の何れかとの相違点についてのみ説明する。相違点は、図 1に示すフライアイミラー 1 3 (又は

1 3，）に代えてフライアイミラー 1 3" が適用される点にある。

図 1 2は、本実施の形態のフライアイミラー 1 3" の入射端 1 3" i nに配置される単位ミラー 1 3" i n— 1 , 1 3" i n— 2, ■ · ■、及び出射端 1 3" o u tに配置される単位ミラー 1 3" o u t— 1， 1 3" o u t - 2 , ■ · 'の反射面の形状を説明する図である。

単位ミラー 1 3" 1 11 _ 1の反射面は、部分放物面の形状をしている。

単位ミラー 1 3" o u t— iの反射面も、部分放物面の形状をしている。前者の放物面と後者の放物面とは、形状及び中心線及び焦点 Fが互いに一致しており、頂点の方向のみが互いに反対である。なお、必要に応じて前者と後者との放物面の焦点を僅かにずらしてもよい。単位ミラー 1 3" i n— iの反射面と単位ミラー 1 3" o u t— iの反射面とは、それら 2つの放物面のそれぞれを焦点 Fに関し互いに対称な部分を切り取つてできる。

このような単位ミラー 1 3" i n— i と単位ミラー 1 3" o u t— i とは、前記中心線が光軸 Zに平行となる姿勢で配置される。

単位ミラー 1 3" i n— iに入射した光束は、焦点 Fにおいて一旦集光し、その後、発散しつつ単位ミラー 1 3" o u t— iに入射する。

また、これらの単位ミラー 1 3" i n - 1 , 1 3" i n— 2， · · · , 1 3" o u t— 1, 1 3" o u t— 2, ■ · .反射面にも、それぞれ Mo又は R uの材料が使用される。但し、 s p偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面に Mo S i ₂の材料が用いられる。

なお、これら単位ミラー 1 3" i n— 1 , 1 3" i n— 2, - · - , 1 3" o u t - 1 , 1 3" o u t一 2の反射面に対する入射光（ここでは、波長 5 O nm 以下の EUV光）の斜入射角度は、それぞれ全反射角度（ここでは 1 5° 以下、但し Mo S i ₂使用の場合 10° 以下）である。

以上、本実施の形態の照明光学系においては、フライアイミラー 1 3" の入射端 1 3" i n及び出射端 1 3" o u tの各反射面がそれぞれ放物面の形状をしているので、アッベの正弦条件を満たすことができ、それら反射面の外形を露光領域の正確な相似形（ここでは円弧フィールド）にすることができる。

なお、本実施の形態のフライアイミラー 1 3 " においては、単位ミラー 1 3 " o u t— 1, 1 3" o u t— 2, ■ · 'の配置位置が光束の集光位置からずれているので、それら単位ミラー 1 3" o u t— 1， 1 3" o u t - 2 , · ■ ·の反射面のダメージは軽い。

[第 5実施の形態]

図 1 3に基づいて本発明の第 5実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別の光源部の実施の形態である。図 1 3は、本実施の形態の光源部 2 1、及ぴその周辺の概略構成を示す図である。

光源部 2 1を含む照明光学系の周辺の空気は、真空チャンバ一 2 1 e及び排気管 2 1 f 及ぴ真空ポンプ 2 1 gによって排気されている（なお、上記各実施の形態の各照明光学系も同様に排気されているが、説明を省略した。）。

本実施の形態の光源部 2 1には、 E U V光を出射するレーザプラズマ光源が適用されている。

この光源部 2 1には、レーザ光源 2 1 a、レーザ光源 2 1 aから出射されるレ一ザ光に対しプラズマを供給するブラズマ供給源 2 1 b、レーザ光及びプラズマが反応して発生し E U V光を集光するコレクタミラー（図 1では、楕円ミラー） 2 1 c、及び真空チャンバ一 2 1 dが備えられる。

なお、楕円ミラーであるコレクタミラー 2 1 cの反射面は、 E U V光の反射率を向上するための多層膜が設けられている。

真空チャンバ一 2 1 dは、真空チャンバ一 2 1 eの内部において、レーザ光源 2 1 a、プラズマ供給源 2 l b、コレクタミラー 2 1 cを収容する。

真空チャンバ一 2 1 dの側壁の一つは、コレクタミラー 2 1 cによる E U V光の集光点近傍で光軸を横切るよう配置されており、その側壁の集光点近傍には開口部が設けられている。その開口部には、ピンホール中心が光軸と一致したピンホール板 Pが設けられる。よって、真空チャンバ一 2 1 dの実質的な開口部は、そのピンホーノレとなる。

また、真空チャンバ一 2 1 d内の空気は、排気管 2 1 f 及ぴ真空ポンプ 2 1 g によって排気される。

このため、真空チャンバ一 2 1 dの内部の空気圧は、照明光学系の他の部分の空気圧と比較して低く保たれる。

ここで、一般に、 E U V光を発生する光源部 2 1では、多量の飛散物が発生している。

しかし、本実施の形態においてこの飛散物は、上記したピンホール板 Pの遮蔽部（ピンホール以外の部分）によって遮蔽される。

また、真空チャンバ一 2 1 dの内部の空気圧は、他の部分の空気圧よりも低い。したがって、飛散物は、ピンホール板 Pのピンホールからコリメータミラー 1 2の側へ向かうことなく、真空チヤンパー 2 1 dに設けられた排気管 2 1 f 及ぴ真空ポンプ 2 1 gを介して外部へ排気される。

したがって、本実施の形態の光源部 2 1によれば、光源部 2 1にて発生する飛散物がコリメータミラー 1 2以降の光学系に与える影響は、除去される。

なお、ピンホール板 Pと集光点との光軸方向の位置関係については、最も効率よく飛散物が除去されるよう実験などに基づいて選定されることが望ましい。また、ピンホール板 Pのピンホールは、完全な開口である必要はなく、 E U V 光を透過することができるのであれば、ベリリゥムなどからなる膜で被覆されていてもよレ、。

[第 6実施の形態]

図 1 4、図 1 5に基づいて本発明の第 6実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別の光源部の実施の形態である。ここでは、第 5実施の形態の光源部との相違点についてのみ説明する。

図 1 4は、本実施の形態の光源部 3 1、及ぴその周辺の概略構成を示す図である。

光源 3 1を含む照明光学系の周辺の空気は、真空チャンバ一 2 1 e及び排気管 2 1 f 及び真空ポンプ 2 1 gによって排気されている（なお、上記各実施の形態の各照明光学系も同様に排気されているが、説明を省略した。）。

本実施の形態の光源部 3 1には、 E U V光を出射する放電プラズマ光源が適用されている。

この光源部 3 1には、放電プラズマ光源 3 1 a、放電プラズマ光源 3 1 aから出射された E U V光（発散光である。）を集光するコレクタミラー 3 1 c、及び真空チャンバ一 3 1 dが備えられる。

真空チャンバ一 3 1 dは、真空チャンバ一 2 1 eの内部において、放電プラズマ光源 3 1 a、コレクタミラー 3 1 cを収容する。

真空チャンバ一 3 1 dにも、第 1実施の形態の真空チャンバ一 2 1 dと同様のピンホール板（集光点近傍にピンホールを配したピンホール板） Pが設けられており、実質的な開口部は、そのピンホール板 Pのピンホールである。また、真空チャンバ一 3 1 d内の空気は、排気管 2 1 f 及び真空ポンプ 2 1 g によって排気される。

したがって、本実施の形態の光源部 3 1によれば、第 5実施の形態の光源部 2 1と同様、コリメータミラー 1 2以降の光学系に与えられる飛散物の影響が除去される。

図 1 5は、本実施の形態のコレクタミラー 3 1 cを説明する図（透視図）である。

図 1 5に示すように、本実施の形態のコレクタミラー 3 1 cは、上述したコリメータミラー 1 2 (図 5参照）ゃコリメータミラー 1 2 ' (図 6参照) と同様、各反射面に対する斜入射角度 Θがそれぞれ全反射角度に抑えられた複数の単位ミラーによって構成されている。

また、各単位ミラーの反射面の形状は、楕円ミラーの一部の反射面の形状や円錐の部分側面の形状など、コレクタミラーとして必要な所定形状、又はその近似形状とされる。

このようなコレクタミラー 3 1 cが使用された本実施の形態の光源部 3 1によれば、 E U V光の光量ロスは少なく抑えられる。

なお、本実施の形態の光源部 3 1におけるコレクタミラー 3 1 cと同様、第 5 実施の形態の光源部 2 1のコレクタミラー 2 1 cを複数化（斜入射角度が全反射角度に抑えられた複数の単位ミラーで構成）してもよい。

また、第 5実施の形態の光源部 2 1におけるコレクタミラー 2 1 cと同様、本実施の形態の光源部 3 1のコレクタミラー 3 1 cを楕円ミラーとしてもよい。

しかし、光源の出射光の発散角度などに鑑みると、レーザプラズマ光源には楕円ミラーが適しており、放電プラズマには複数化されたミラーが適していると考ら ₀

[第 7実施の形態]

図 1 '6に基づいて本発明の第 7実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別のフライアイミラーの実施の形態である。ここでは、上記各実施の形態のフライアイミラーとの相違点についてのみ説明する。図 1 6は、本実施の形態のフライアイミラー 3 3の各単位ミラーの配置関係を説明する図である。

フライアイミラー 3 3の入射端 33 i nを構成する複数の単位ミラー 3 3 i n — 1, 3 3 i n_2， ■ · ■は、入射光に垂直な方向（XY方向）だけでなく、入射光の進行方向（Z方向）にも十分な距離ずつずらして配置されている。

同様に、フライアイミラー 33の出射端 33 o u tを構成する複数の単位ミラ — 3 3 o u t - l, 3 3 o u t - 2, · · 'も、 XY方向だけでなく Z方向にも十分な距離ずつずらして配置される。

ここで、十分な距離とは、各単位ミラーにおける反射光の他の単位ミラーによるケラレ量が低減される（好ましくはケラレが無くなる）ような距離である。つまり、本実施の形態のフライアイミラー 3 3では、コリメータミラー 1 2の側からフライアイミラー 33の入射端 3 3 i nを見たときの、各単位ミラー 3 3 i n— 1， 3 3 i n - 2 , ■ · ·の間の重なりは低減されており（好ましくは 0 となっており）、コンデンサミラー 1 4の側からフライアイミラー 3 3の出射端 3 3 o u tを見たときの、各単位ミラー 3 3 o u t— 1 , 3 3 o u t— 2, ■ ■ · の間の重なりが低減されている（好ましくは 0となっている）。

以上の本実施の形態のフライアイミラー 33によれば、光量ロスは低減される。

[第 8実施の形態]

図 1 7に基づいて本発明の第 8実施の形態について説明する。本実施の形態は投影露光装置の実施の形態である。

図 1 7は、本実施の形態の投影露光装置の構成図である。

本実施の形態の投影露光装置は、露光ビームとして EUV光（例えば波長 50 nm以下の EUV光）を用いて、ステップ 'アンド 'スキャン方式により走査露光動作を行う縮小投影型の投影露光装置である。

投影露光装置には、投影光学系 200及び照明光学系 1 00が搭載される。照明光学系 100は、上述した各実施の形態の何れかの照明光学系である。

照明光学系 1 00は、投影光学系 20◦の物体面に配置されたレチクル 102 の表面（レチクル面） Rを照明する。

投影光学系 200は、レチクル面 Rにおける反射光束の主光線を、像面側に配置されるウェハ 10上に実質的に垂直に投射する。投影光学系 200は、物体面側が非テレセントリックで、且つ像面側がテレセントリックであるとともに、複数枚（例えば 2〜 8枚程度であり、図 1 7では 4 枚）の反射ミラー 106， 107， 108， 10 9からなる反射系（投影倍率は 1/4、 1 5、 1/6など）である。

投影露光装置には、その他、レチクル 102を保持するレチクルステージ 10 3、ウェハ 1 0を保持するウェハステージ 1 1 0等が備えられる。

第 1実施の形態で説明したとおり、照明光学系 100によれば、レチクル 1 0 2は、必要な領域のみが十分な光量の EUV光により均一に照明される。

したがって、たとえ投影光学系 200が従来と同じ構成であったとしても、投影露光装置は高性能化される。

[第 1実施例]

図 1 8、図 1 9、図 20、表 1、表 2、表 3、表 4、表 5、表 6、表 7、表 8 に基づいて本発明の第 1実施例について説明する。

本実施例は、第 1実施の形態（コリメータミラー 1 2' 使用） .に対応した実施例である。

図 1 8は、本実施例のコリメータミラー 1 2' の構成を示す断面図であり、表 1、表 2、表 3、表 4は、コリメータミラー 1 2' のデータである。表中の数値の単位は、特に指定が無い限り [mm] である（他の各表も同様）。

図 1 8に示すように、本実施例のコリメータミラー 1 2 ' は、径の大きい方から順に、単位ミラー 1 2— 1 (円錐 1) ， 1 2— 2 (円錐 2) , ■ · ·， 1 2- 1 7 (円錐 1 7) の合計 1 7の単位ミラーからなる。

また、円錐 1, 円錐 2, · ■ ·，円錐 1 7はそれぞれ、入射側から射出側へ第 1ブロック、第 2ブロック、第 3ブロック、第 4ブロックの合計 4つのブロックに複数化されている。

表 1、表 2、表 3、表 4には、各円錐の各ブロックのデータを、ブロック毎に示した。表 1は第 1プロックの各円錐のデータ、表 2は第 2プロックの各円錐のデータ、表 3は第 3ブロックの各円錐のデータ、表 4は第 4ブロックの各円錐のデータである。

なお、各表では、各プロックの各円錐の形状を、 2点の座標（Z 1， Radius 1 ) , (Z 2 , Radius 2 ) で示した。

2点の座標（Z l, Radius 1 ) ， (Z 2 , Radius 2 ) は、図 1 8中円枠内に示すように、光軸 Zを含む平面（YZ平面）で円錐を切断してできる断面の両端の座標である。

なお、各表中、各円錐の「規格化径高」とは、各円錐の半径（光軸 Zに垂直な方向の高さ）を、同一ブロック内で最も開き角（光軸と円錐が成す角) の大きいものを 1とし、角円錐の開き角をこの最大開き角で割った値である。

【表 1】第 1ブロック

円鍋

Z1 53.7737 F IO gi fS¾Q55

Radius 1 52.7087 Z1 53.7737

Z2 63.7737 l½clius 1 29.3692

Radius 2 60.7701 Z2 63.7737

Radius 2 33.2843

【表 2】

P¾17 ま蘭高 0.7 円鋤 6 夫翻 ¾¾ひ2

Z 1 63.7737 Z1 63.7737

F¾;diu31 42.4116 F¾dius 1 12.0828

Z2 73.7737 Z2 73.7737 f¾dius 2 45.9404 F½Jius 2 13.(^51

P¾i5 夫 Jf ib¾ひ 8 P¾i14 脑 OTO.35

Z 1 73.7737 Z 1 73.7737

F¾dius 1 52.5984 Radius 1 22869

Z2 83.7737 Z2 83.7737

Radius 2 54.9675 Radius 2 23.8902

図 1 9は、本実施例のフライアイミラー 1 3の構成を示す光路図である。図 1 9に示すように、フライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nは、 10個の単位ミラー 1 3 i n— 1 , 1 3 i n - 2 , · ■ ■ , 1 3 i η - 1 0を Y方向に 3 m mずつずらして配置している。

また、フライアイミラー 1 3の出射端 1 3 o u tは、 1 0個の単位ミラー 1 3 o u t— 1， 1 3 o u t - 2 , · · ·， 1 3 o u t— 1 0を Y方向に 3 mmずつずらして配置している。

表 5は、フライアイミラー 1 3のデータである。

【表 5】

因みに、上述したコリメータミラー 1 2の出射端の径が 14 Ommであることから (表 1〜表 4参照) 、本実施例のフライアイミラー 1 3の入射端 1 3 i nには、 Y方向に最大で 43枚程度、 X方向に最大で 1 3枚、単位ミラーを配置することができる。

また、後述するコンデンサミラー 14の光学的特性に適合させるために、フラィアイミラー 1 3の出射端 1 3 o u tに配置された単位ミラー 1 3 o u t— 1， 1 3 o u t - 2 , · · ·， 1 3 o u t— 1 0において、後述するコンデンサミラ一 14の A点， B点， C点， D点に対応する各領域（A点， B点， C点， D点）には、それぞれ表 6に示す角度だけ傾斜が設けられる。

【表 6】

図 20は、本実施例のコンデンサミラー 14の構成を示す光路図である。コンデンサミラー 14は、フライアイミラー 1 3の側から順に、単位ミラー 1 4— 1 , 14- 2, 14一 3の合計 3つの単位ミラーを配置している。

表 7は、コンデンサミラー 14のデータである。

なお、表 7において、光線追跡の方向（面の順序）は実際の光の進行方向とは反対（レチクル面 Rからフライアイミラー 1 3の方向、単位ミラー 14— 3 1 4— 2 14ー 1の順）になっている。また、単位ミラー 14— 1 14-2, 14一 3の各反射面は、光軸に対し 1 5° ずつ傾斜している。

【表 7】

また、単位ミラー 14— 1 , 14- 2, 14一 3の反射面は、それぞれトロイダル非球面からなる。

表 8は、各反射面のトロイダル非球面係数である。なお、トロイダル非球面の定義式は、式（1) で表される。式（1) の Ζは、光軸方向の非球面の S a g量である。

【数 1】

【表 8】第 1面の卜ロイダル非球面係数

[第 2実施例]

図 2 1、表 9、表 1 0、表 1 1、表 1 2、表 1 3、表 1 4、表 1 5に基づいて本発明の第 2実施例について説明する。

本実施例は、第 2実施の形態に対応した実施例である。

ここでは、第 1実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、コリメ一タミラー 1 2に代えてコリメータ 1 2" が適用された点にある。

図 2 1は、本実施例のコリメータミラー 1 2" の各反射面の位置関係を示す図であり、表 9、表 1 0、表 1 1、表 1 2、表 1 3、表 1 4、表 1 5は、コリメ一タミラー 1 2" のデータである。図 2 1に示すように、本実施例のコリメータミラー 1 2" は、第 2実施の形態で述べた単位ミラー 1 2 Aを最外周に配置している。

表 9ば、単位ミラー 1 2 Aのデータである。

なお、表において「Z = 0」は、単位ミラー 1 2 Aの入射側の端部の光軸 Z方向の位置を示す。また、「光線の遮蔽角」とは、反射面上の各位置の接線とその位置に入射する光線とのなす角度の最大値である。また、「全長」は、光軸 Zの方向の長さである。

【表 9】放物面の数値実施例

また、コリメータミラー 1 2" には、単位ミラー 1 2 Aの内部に、径の大きい方から順に、単位ミラー 1 2— 1 (円錐 1) , 1 2— 2 (円錐 2) , · ■ ■ , 1 2- 1 2 (円錐 1 2) の合計 1 2の単位ミラーが備えられる。

また、円錐 1，円錐 2, · · ·，円錐 1 2はそれぞれ、入射側から射出側へ第 1ブロック、第 2プロック、第 3プロック、第 4プロック、第 5ブロック、第 6 プロックの合計 6つのブロックに複数化されている。

表 1 0、表 1 1、表 1 2、表 1 3、表 14、表 1 5には、各円錐の各プロックのデータを、プロック毎に示した。表 1 0は第 1プロックの各円錐のデータ、表 1 1は第 2プロックの各円錐のデータ、表 1 2は第 3プロックの各円錐のデータ、表 1 3は第 4プロックの各円錐のデータ、表 1 4は第 5ブロックの各円錐のデータ、表 1 5は第 6ブロックの各円錐のデータである。

なお、各表の表記方法については、表 1、表 2、表 3、表 4に適用したものと同じである。【表 1 0】第 1ブロック

円 ϋδ 夫難匕径 .5 F½tl2 夫飾 i¾¾).i

Z1 18.36328 Z1 ia36328 l¾dius 1 10.9933 F¾dius 1 5.545566

Z2 38.36328 Z2 3E36328

F¾dius 2 18.4163 F¾dius 2 10.1748

【表 1 1】

ブロック

円錐 1 夫細 ¾¾).75

Z1 38.36328

Radius 1 27.1502

Z2 58.36328

Radius 2 36.4722

円 S3 夫細 S¾M5

Z1 38.36328

¾dius 1 23.7186

Z2 58.36328

F¾dius 2 31.6607

円維夫搬 fS¾0.55 P¾tl1 夫細 f圣 .2

Z1 38.36328 Z1 38.36328

Radius 1 20.2015 Radius 1 10.6703

Z2 58.36328 Z2 58.36328

Radius 2 26.826 Radius 2 13.0071 円錐 6 夫細匕径; ¾).5 F¾tl2 夫飾 fStt).1

Z1 38.36328 Z1 38.36328

Radius 1 18.4163 F¾dius 1 10.1748

Z2 58.36328 Z2 58.36328

Radius 2 24.4014 Rfedius 2 11.3392

3017043

35

【表 1 2】

^3ブロック

mm 讓匕 iS¾).7

Z1 5Β36328

Radius 1 34.0696

Z2 7&36328

F¾dius 2 40.6225

円鎩規樹 S¾0.65

Z1 58.36328

F¾dius 1 31働 7

Z2 78.36328

F¾dius 2 37.7163

円鏃夫細匕 ί!ϋϊ).5 P¾tl2 夫飾匕径； SD.1

Z1 58.36328 Z1 5a36328

i¾dius 1 24.4014 f¾dius 1 11.3392

Z2 7a36328 Z2 78_3 28

F¾dius 2 29.0033 F¾dius 2 12.2444

、。、

【ε I峯】

9£ 【表 1 4】

^5ブロック

m ま藤! ^§¾).65

Z1 98.36328

F¾dius 1 41.9792

Z2 11Β36328

F¾dius 2 44.5126

円 ϋ5 夫應 i§Stt55 Ρ¾Ϊ11 夫細匕径; ¾)·2

Z1 98.36328 Z1 9a36328

Radius 1 35.4985 Radius 1 16.1154

Z2 1ia36328 Z2 1 ia36328

Radius 2 37.639 Radius 2 17.0854 円錐 6 夫細匕径 .5 F¾tl2 夫脑圣; ¾D.1

Z1 98.36328 Z1 98.36328

F¾dius 1 32.2625 Radius 1 12.8908

Z2 11S36328 ∑2 11Β36328 i¾dius 2 34.2071 Rfedius 2 13.6666

【表 15】

ブロック

円

Z1 118.36328

Radius 1 47.955

Z2 13a36328

F¾dius 2 48.8603

F» ί細 f§¾Q65

Z1 118.36328

F¾dius 1 44.5126

Z2 138.36328

F¾dius 2 45.3532

円 ii4

Z1 118.36328

Radius 1 41.0741

Z2 138.36328

Radius 2 41.8498

円鏃 P¾ 11 夫細匕 iS¾>.2

Z1 118.36328 Z1 1ia36328

Radius 1 37.639 Radius 1 17.0854

Z2 13 36328 Z2 138.36328

Radius 2 3Β35 Radius 2 17.4085 円錐 6 繊圣都 .5 P¾t12 夫應匕径;

Z1 118.36328 Z1 118.36328

F¾dius 1 34.2071 F¾dius 1 13.6666

Z2 138.36328 Z2 13 & 3Θ328

F¾dius 2 34.8535 Radius 2 13.9251

因みに、以上説明した本実施例のコリメータミラー 1 2" によると、「規格化径高」 1〜0. 75に相当する角度範囲で入射する光線については部分放物面の反射面（単位ミラー 1 2 A) によって反射され、「規格化径高」 0. 75以下に相当する角度範囲で入射する光線については、円錐の部分側面の形状をした反射面（単位ミラー 12— 1， 1 2- 2, · ■ ■ ) によって反射される。

[第 3実施例]

図 22に基づいて本発明の第 3実施例について説明する。

本実施例は、第 3実施の形態に対応した実施例である。

ここでは、第 1実施例又は第 2実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、フライアイミラー 1 3に代えてフライアイミラー 1 3 ' が適用される点にある。

図 22は、本実施例のフライアイミラー 1 3 ' の入射端 1 3 ' i nに配置された単位ミラー 1 3， i n_ l , 1 3 ' i n— 2， ■ ■ ■の反射面の形状を説明する図である。

単位ミラー 1 3' i n_ l， 1 3， i n— 2, ■ ■ ·の反射面の形状は、それぞれ第 3実施の形態で述べたとおりのゥオルター I型である。このゥオルター I 型の形状の各部の寸法は、以下のとおりである。

-反射面として切り取った部分の放物面又は双曲面の直径 = 2000mm

■焦点 F 2又は F 1とそれに近接する方の双曲面の頂点との間隔 = 5 Omm ·焦点 F 1と放物面の頂点との間隔 = 5 Omm

なお、図 22の実施例に示すフライアイミラーの射出端 1 3 ' o u tに配置された単位ミラー： L 3， o u t— 1, 1 3， o u t— 2， ■ ' ·の反射面の形状は平面であるが、これに限ることなく、凹面形状やその他の形状としても良いことは言うまでもない。

[第 4実施例]

図 23に基づいて本発明の第 4実施例について説明する。

本実施例は、第 4実施の形態に対応した実施例である。

ここでは、第 1実施例、第 2実施例、第 3実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、フライアイミラー 1 3 (又は 1 3 ' ) に代えてフライアイミラ一 1 3" が適用される点にある。

図 23は、本実施例のフライアイミラー 1 3" の入射端 1 3" i n及び出射端 1 3" o u tに配置された単位ミラー 1 3 " i n— 1， 1 3" i n— 2， · · ·， 1 3" o u t - 1 , 1 3" o u t— 2, , ■ ·の反射面の形状を説明する図である。

単位ミラー 1 3" i n— 1， 1 3" i n— 2， · ' ·， 1 3" o u t— 1， 1 3" o u t— 2， . · 'の反射面の形状は、それぞれ第 4実施の形態で述べたとおり部分放物面である。部分放物面の各部の寸法は、以下のとおりである。

•反射面として切り取った部分の放物面の直径 = 2000mm

■放物面の頂点と焦点 Fとの間隔 = 5 Omm

[第 5実施例]

図 24, 図 25に基づいて本発明の第 5実施例について説明する。

本実施例は、第 7実施の形態に対応するフライアイミラー 3 3、及びそれに適応するコンデンサミラー 14の実施例である。

図 24は、本実施例のフライアイミラー 33の光路図である。

表 1 6、表 1 7は、フライアイミラー 3 3のデータである。なお、表 1 7には、中央の単位ミラー対（3 3 i n_ 2， 3 3 o u t - 2) を基準とした、上部の単位ミラー対（3 3 i n— 1， 3 3 o u t - 1) のシフト量（ずれ量）、下部の単位ミラー対（3 3 i n— 3， 33 o u t - 3) のシフト量（ずれ量）を示した。ここで、 Z軸、 Y軸は、それぞれフライアイミラー 33に入射する光の進行方向、及び Z軸に垂直な方向である。

d表 1 6】曲率半径空気厚材質コニック定数面の種類：注釈

1150 (コリメ一ター端面から）

一 50 0 MIRROR -1放物面：フライアイミラー入射端

50 1000 MIRROR 一 1放物面：フライアイミラ一出射端【表 1 7】

単位ミラ- 33 i n-1， 33out-1のシフト量

単位ミラ- 33 i n-3, 33out-3のシフト量

図 25は、本実施例のコンデンサミラー 14の構成を示す光路図である。表 1 8は、コンデンサミラー 14のデータである。

なお、表 1 8において、光線追跡の方向（面の順序）は実際の光の進行方向とは反対 (レチクル面 Rからフライアイミラー 33の方向、単位ミラー 14— 3, 14— 2， 1 4— 1の順）になっている。

また、単位ミラー 14一 1， 14- 2, 14一 3の各反射面は、光軸に対し 1 4° ずつ傾斜している。

また、レチクル面 Rへの入射光は面の法線に対して各像高の主光線が 6° の角度をなす。

また、フライアイミラー 3 3の出射端 3 3 o u t側における二次光源群の形成面は、光軸と 20° の角度をなす。

【表 1 8】

また、単位ミラー 14 _ 1， 14- 2, 14一 3の反射面は、それぞれトロイダル非球面からなる。

表 1 9は、各反射面のトロイダル非球面係数である。なお、トロイダル非球面の定義式は、式（1) で表される。【表 1 9】

第 1面のトロイダル非球面係数

以上の各実施の形態及び各実施例においては、照明光学系の結像に寄与する全ての光学部材を全反射させる反射部材で構成するということに着目して、照明光学系の照明効率を格段に向上させることを可能としているが、以下にて、高照明効率と均一照明とを両立させ得る反射型ォプテイカルインテグレータとしてのフライアイミラー（1 3， 1 3 ' ， 1 3" , 3 3) について簡単に説明する。

以上の各実施の形態及び各実施例における反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（ 1 3, 1 3 ' ， 1 3" ， 3 3) は、入射側に配置されて多数の単位ミラー（第 1の反射素子）を持つ第 1のアレイ状ミラー ( 1 3 i n， 1 3 ' i n, 1 3" i n, 33 i n) と、射出側に配置されて多数の単位ミラー（第 2の反射素子）を持つ第 2のアレイ状ミラー（1 3 o u t, 1 3 ' o u t， 1 3" o u t, 3 3 o u t ) とを有している。このため、このフライアイミラーに入射する光は各アレイ状ミラーの多数の単位ミラーにて多数の光に波面分割され、この波面分割された光はレチクル（マスク）やウェハ（感光性基板）に形成される照明領域を重畳的に照明するため、レチクル（マスク）やウェハ（感光性基板）はフライアイミラー（1 3， 1 3，， 1 3" ， 33) の作用によって均一に照明される。

また、以上の各実施の形態及び各実施例における反射型オプティカルィンテグレータとしてのフライアイミラー（1 3, 1 3' ， 1 3" , 3 3) を構成する第 1のアレイ状ミラー（ 1 3 i n, 1 3 ' i n, 1 3" i n， 3 3 i n) 及ぴ第 2 のァレイ状ミラー（1 3 o u t， 1 3 ' o u t , 1 3" o u t, 33 o u t) は、メリジォナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する多数の単位ミラー（第 1の反射素子及び第 2の反射素子）を有している。このため、フラィアイミラー（1 3， 1 3' , 1 3" , 3 3) に入射する光は波面分割されて、このフライアイミラー（1 3， 1 3 ' ， 1 3" , 3 3) の射出側または射出側近傍において 2次光源としての多数の集光点が形成される。この結果、例えば図 1 7に示す反射型の投影光学系の瞳（入射瞳）の位置にはフライアイミラー（ 1 3， 1 3，， 1 3" , 3 3) による 2次光源の像が形成されるため、レチクル（マスク）やウェハ（感光性基板）は、均一照明としてのケーラー照明が達成される。以上のように、各実施の形態及び各実施例における全反射フライアイミラーの関与によって、フライアイミラーにおける光量損失を抑えながら、レチクル（マスク）やウェハ (感光性基板) はより一層均一に照明される。

なお、フライアイミラー（1 3, 1 3 ' , 1 3" , 3 3) の入射側、すなわち第 1のアレイ状ミラー（1 3 i n, 1 3 ' i n, 1 3" i n, 33 i n) の入射側はレチクル（マスク）やウェハ（感光性基板）と実質的に光学的に共役な位置にあり、フライアイミラーを入射側から見た場合、第 1のアレイ状ミラー（1 3 i n, 1 3' i n, 1 3" i n, 33 i n) を構成する多数の単位ミラー（第 1 の反射素子）の形状は、レチクル（マスク）やウェハ（感光性基板）に形成される照明領域の形状と相似である。また、フライアイミラー（1 3, 1 3，， 1 3"， 33) の射出側、すなわち第 2のアレイ状ミラー（1 3 o u t， 1 3 ' o u t, 1 3" o u t , 3 3 o u t) は、例えば図 1 7に示す投影光学系の瞳（入射瞳）と実質的に光学的に共役な位置にある。

また、図 1 6に示す第 7の実施の形態及び図 24に示す第 5実施例においては、第 1のアレイ状ミラー 3 3 i nにおける多数の第 1の反射素子（3 3 i n— 1 , 33 i n— 2 , · ■ · ) は、第 1の反射素子（3 3 i n— 1， 3 3 i n— 2， · ■ ·) の各々の中心に入射する入射光（入射光の中心の光またはレチクルの照明視野中心を通過する光）に対して所定の角度 β 1で傾斜した第 1の基準面 P1にて稠密に配置されている。同様に、第 2のアレイ状ミラー 3 3 o u tにおける多数の第 2 の反射素子 ( 3 3 o u t - 1 , 3 3 o u t - 2 , · ■ · ) は、第 2の反射素子 ( 3 3 o u t - 1 , 3 3 o u t - 2 , · ■ · ) の各々の中心に入射する入射光 (入射光の中心の光またはレチクルの照明視野中心を通過する光）に対して所定の角度 /32で傾斜した第 2の基準面 P2にて稠密に配置されている。

このとき、上記所定の角度 /31及び所定の角度 |82は、

0。 < β1≤ 20° ， 0° < β2≤ 20°

を満たすことが好ましい。ここで、上記条件を満たすことにより、第 1のァレィ状ミラー 3 3 i n及び第 2のアレイ状ミラー 3 3 o u tを構成する多数の単位ミラー（反射素子）による配列による光量損失を招くことなく全反射を達成することが可能となるため、格段に反射効率の高いフライアイミラー 3 3を実現することができる。

なお、以上の各実施の形態及び各実施例においては、反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（1 3, 1 3，， 1 3" , 3 3) は、 2つのアレイ状ミラー (ラスター状ミラー) で構成される例を示したが、このフライアイミラー（1 3， 1 3，， 1 3" , 3 3) は 1つのアレイ状ミラー（ラスター状ミラー）で構成することも可能である。

また、以上の第 1実施の形態〜第 8実施の形態及び第 1〜 5実施例においては、レチクル（マスク）に対して光を効率良く導くための照明光学系の結像に寄与する部材を全て全反射させる反射部材で搆成した例を示したが、照明光学系の結像への寄与度の小さい部材を必要に応じて用いることは可能である。この場合には、照明光学系の結像への寄与度の小さい部材は、透過性部材、適宜全反射の条件から外れた反射部材であっても良く、これらの部材を本発明において適用可能なことは言うまでもない。

ところで、上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系や照明光学装置によってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイク口デバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図 2 6のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図 2 6のステップ 3 0 1において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ 3 0 2において、その 1 ロットのウェハ上の金属膜上にフオトレジストが塗布される。その後、ステップ 3 0 3において、上述の実施の形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その 1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステツプ 3 0 4において、その 1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ 3 0 5において、その 1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイャの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバィスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。

また、上述の実施の形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。

以下、図 2 7のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図 2 7において、パターン形成工程 4 0 1では、上述の実施の形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィ一工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラ一フィルター形成工程 4 0 2へ移行する。

次に、カラーフィルター形成工程 4 0 2では、 R (Red) 、 G (Green) 、 B (Blue) に対応した 3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、または R、 G、 Bの 3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程 4 0 2 の後に、セル組み立て工程 4 0 3が実行される。セル組み立て工程 4 0 3では、パターン形成工程 4 0 1にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルター形成工程 4 0 2にて得られたカラーフィルタ一等を用いて液晶パネル (液晶セル）を組み立てる。

セル組み立て工程 4 0 3では、例えば、パターン形成工程 4 0 1にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程 4 0 2にて得られたカラ一フィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程 4 0 4にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。産業上の利用の可能性

以上にて説明したように、本発明によれば、光源に E U V光を用いた場合であつても光量ロスの少なくい照明光学系や照明装置を実現することができる。また、本発明によれば、照明効率の格段なる向上によって、高スループットが達成可能な高性能な投影露光装置、及び良好なるマイクロデパイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造し得る露光方法を実現することができる。

特に、本発明による全反射の条件を満たす構成のフライアイミラーにより、照明効率の向上と均一照明とを両立させることができ、照明光学系、照明装置及び投影露光装置の性能を格段に向上させることが可能となる。これにより.、高スル一プットのもとでより一層微細なマイク口デパイスを製造し得る露光方法が達成できる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、

前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする照明光学系。

( 2 ) 請求項 1に記載の照明光学系において、

前記光源部は、

レーザプラズマ光源と、

前記レーザプラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、

前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁と

を備えることを特徴とする照明光学系。

( 3 ) 請求項 1に記載の照明光学系において、

前記光源部は、

放電プラズマ光源を備えている

ことを特徴とする照明光学系。

( 4 ) 請求項 3に記載の照明光学系において、

前記光源部は、

前記放電プラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、前記コレクタミラーによる極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁と

を備えることを特徴とする照明光学系。

( 5 ) 請求項 4に記載の照明光学系において、

前記コレクタミラーは、

入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする照明光学系。

( 6 ) 請求項 1〜請求項 5の何れか一項に記載の照明光学系において、前記コリメータミラーは、

互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラーを、その広がり部を射出側に向けた状態で光軸の周りに配置してなる

ことを特徴とする照明光学系。

( 7 ) 請求項 6に記載の照明光学系において、

前記複数のスカート状の単位ミラーの反射面は、

円錐の部分側面の形状をしている

ことを特徴とする照明光学系。

( 8 ) 請求項 6に記載の照明光学系において、

前記単位ミラーのうち最外周側に配置される前記単位ミラーの反射面は、放物面の形状をしており、

それ以外の前記単位ミラーの反射面は、

円錐の部分側面の形状をしている

ことを特徴とする照明光学系。

( 9 ) 請求項 1〜 8の何れか一項に記載の照明光学系において、

前記コリメータミラーと前記フライアイミラーとの間に、

複数の中空管を並列配置してなるキヤビラリ一アレイが配置される

ことを特徴とする照明光学系。

( 1 0 ) 請求項 9に記載の照明光学系において、

前記キヤビラリーアレイを冷却する冷却機構が備えられる

ことを特徴とする照明光学系。

( 1 1 ) 請求項 1〜請求項 1 0の何れか一項に記載の照明光学系において、前記フライアイミラーは、

互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した入射端と、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した出射端とを、それら各単位ミラーに対する入射光の斜入射角度が全反射角度となるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置してなることを特徴とする照明光学系。

(1 2) 請求項 1 1に記載の照明光学系において、

前記入射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、

それぞれゥオルター I型の形状をしている

ことを特徴とする照明光学系。

(1 3) 請求項 1 1に記載の照明光学系において、

前記入射端及び前記出射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、それぞれ放物面の形状をしている

ことを特徴とする照明光学系。

(14) 請求項 1 1〜請求項 1 3の何れか一項に記載の照明光学系において、前記入射端を構成する前記複数の単位ミラーは、

各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置され、

前記出射端を構成する前記複数の単位ミラーは、

各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置される

ことを特徴とする照明光学系。

(1 5) 請求項 1〜請求項 14の何れか一項に記載の照明光学系において、前記コンデンサミラーは、

複数の単位ミラーを直列配置してなり、かつそのうち少なくとも 1つの反射面がトロイダル非球面である

ことを特徴とする照明光学系。

(1 6) 請求項 1〜請求項 1 5の何れか一項に記載の照明光学系において、前記光源部が射出する前記極端紫外光は、波長 50 nm以下の極端紫外光であり、

前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各単位ミラーの反射面は、 R u又は Moの材料からなり、かつ前記斜入射角度が 1 5° 以下となる姿勢で配置される

ことを特徴とする照明光学系。

( 1 7 ) 反射型の投影光学系と、

請求項 1〜請求項 1 6の何れか一項に記載の照明光学系と

を備えたことを特徴とする投影露光装置。

( 1 8 ) 請求項 1〜請求項 1 6の何れか一項に記載の照明光学系を用いてレチクルを照明する照明工程と、

前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含む

ことを特徴とする露光方法。

( 1 9 ) 極端紫外光を供給する光源部、及ぴ該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、

前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記照明光学系を構成する全ての前記反射部材は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される

ことを特徴とする照明装置。

( 2 0 ) 請求項 1 9に記載の照明装置において、

前記複数の反射部材は、多数の反射素子を有するアレイ状ミラーを少なくとも含み、

前記ァレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される

ことを特徴とする照明装置。

( 2 1 ) 請求項 2 0に記載の照明装置において、

前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、メリジォナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーをそれぞれ有することを特徴とする照明装置。

( 2 2 ) 請求項 1 9に記載の照明装置において、

前記複数の反射部材は、多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、多数の第 2の反射素子を有する第 2のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子及び前記第 2のァレィ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される

ことを特徴とする照明装置。

( 2 3 ) 極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、

前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記複数の反射部材は、多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、多数の第 2の反射素子を有する第 2のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子及び前記第 2のァレィ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される

ことを特徴とする照明装置。

( 2 4 ) 請求項 2 2または請求項 2 3に記載の照明装置において、

前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子及び前記第 2のァレィ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、メリジォナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する

ことを特徴とする照明装置。

( 2 5 ) 請求項 2 4に記載の照明装置において、

前記第 1のアレイ状ミラー及び前記第 2のアレイ状ミラーを経由した光は、前記第 2のアレイ状ミラー、前記第 2のアレイ状ミラーの近傍、または前記第 2のアレイ状ミラーの射出側に 2次光源としての多数の集光点を形成する

ことを特徴とする照明装置。

( 2 6 ) 請求項 2 2〜請求項 2 4の何れか一項に記載の照明装置において、前記第 1の反射素子と第 2の反射素子とのうちの少なくとも一方は方物面状の反射面を含む

ことを特徴とする照明装置。

( 2 7 ) 請求項 2 2〜請求項 2 6の何れか一項に記載の照明装置において、前記第 1のアレイ状ミラーにおける多数の第 1の反射素子は、前記第 1のァレィ状ミラーに入射する入射光路に対して所定の角度で傾斜する第 1の基準面にて稠密に配置され、

前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、前記第 2のァレィ状ミラーに入射する入射光路を所定の角度で傾斜する第 2の基準面にて稠密に配置される

ことを特徴とする照明装置。

(28) 請求項 22〜請求項 26の何れか一項に記載の照明装置において、前記第 1のアレイ.状ミラーにおける多数の第 1の反射素子は、前記多数の第 1 の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度 /31 で傾斜する第 1 の基準面にて稠密に配置され、

前記第 2のアレイ状ミラーにおける多数の第 2の反射素子は、前記多数の第 1 の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度 2 で傾斜する第 2 の基準面にて稠密に配置され、

前記所定の角度 131及び前記所定の角度 β 2は、

0° く j31≤ 20° 、 0° く ]32^ 20° を満たす

ことを特徴とする照明装置。

(29) 請求項 1 9〜請求項 28の何れか一項に記載の照明装置と、前記照明装置により照明された前記被照明物体としてのレチクルのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを有する

ことを特徴とする投影露光装置。

(30) 請求項 1 9〜請求項 28の何れか一項に記載の照明装置を用いて前記被照明物体としてのレチクルを照明する照明工程と、

ことを特徴とする露光方法。

(3 1) 極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明するェ程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、

前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の反射部材のみを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含む

ことを特徴とする露光方法。

(3 2) 極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明するェ程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、

前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第 1の反射素子を有する第 1のアレイ状ミラーと、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第 2の反射素子を有する第 2のアレイ状ミラ一とを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含む

ことを特徴とする露光方法。