WO2006082738A1 - オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、および露光方法 - Google Patents

オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、および露光方法 Download PDF

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Hideki Komatsuda
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Definitions

  • the present invention relates to an optical integrator, an illumination optical apparatus, an exposure apparatus, and an exposure method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical apparatus of an exposure apparatus used for manufacturing a micro device such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, etc., by a lithography process.
  • a micro device such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, etc.
  • a circuit pattern formed on a mask is projected and transferred onto a photosensitive substrate (for example, a wafer) via a projection optical system.
  • a resist is coated on the photosensitive substrate, and the resist is exposed by projection exposure through the projection optical system, and a resist pattern corresponding to the mask pattern is obtained.
  • the resolving power W of the exposure apparatus depends on the wavelength ⁇ of the exposure light and the numerical aperture ⁇ of the projection optical system, and is expressed by the following equation (a).
  • EUVL Extreme UltraViolet Lithography
  • EUV Extreme ultraviolet light
  • EUV L exposure apparatus inevitably uses a reflective optical integrator, a reflective mask, and a reflective projection optical system (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11 312638
  • a conventional reflective optical integrator disclosed in Patent Document 1 includes a first reflective element group 111 composed of a plurality of concave reflecting mirror elements 101 arranged in parallel, and a parallel structure. And a second reflecting element group 112 made up of a plurality of concave reflecting mirror elements 102 arranged in the same manner. Then, the parallel light incident on the first reflecting element group 111 on the incident side is divided by the individual concave reflecting mirror elements 101, and on or corresponding to the corresponding concave reflecting mirror element 102 of the second reflecting element group 112 on the emitting side. Concentrate in the vicinity.
  • the light that has also generated one point force on the concave reflecting mirror element 101 of the first reflecting element group 111 is illuminated via the corresponding concave reflecting mirror element 102 and the condenser optical system 103 of the second reflecting element group 112. Condensed on the surface (reflective mask pattern surface) 104. That is, the incident surface of the first reflecting element group 111 (the reflecting surface of the concave reflecting mirror element 101) and the illuminated surface 104 are optically conjugate.
  • the distance between the incident surface and the exit surface that is, the distance between the first reflective element group 111 and the second reflective element group 112 Force depends on the specifications of the optical integrator And it is decided almost uniquely. Specifically, the distance between the first reflecting element group 111 and the second reflecting element group 112 depends on the focal length of the first reflecting element group 111 on the incident side and the degree of convergence of the incident light beam on the optical integrator. However, since parallel light is normally incident on the optical integrator, it substantially depends only on the focal length of the first reflecting element group 111 on the incident side.
  • the design freedom of the distance between the incident surface and the exit surface of the reflection-type optical integrator is small. It may be disadvantageous when you consider interference. That is, referring to FIG. 15, when the distance between the entrance surface and the exit surface of the optical integrator is reduced, the concave reflecting mirror element 101 of the first reflecting element group 111 is applied to avoid interference between the light beam and the optical member. On the other hand, light has to be incident obliquely at a large incident angle.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems.
  • the interval between the entrance surface and the exit surface can be set arbitrarily without causing aberrations or reducing the reflectivity of the reflective film.
  • An object of the present invention is to provide a wavefront division type optical integrator capable of performing the above.
  • the present invention provides an illumination optical apparatus that can illuminate a surface to be illuminated under a desired illumination condition using an optical integrator that can arbitrarily set a distance between an entrance surface and an exit surface. With the goal.
  • the present invention also provides an exposure apparatus and an exposure method capable of performing good projection exposure under good illumination conditions using an illumination optical device that illuminates a mask as an irradiated surface under desired illumination conditions. The purpose is to provide.
  • a plurality of first light collecting elements arranged in parallel, a plurality of second light collecting elements arranged in parallel so as to correspond to the plurality of first light collecting elements, and the plurality of first light collecting elements A relay optical system disposed in an optical path between the plurality of second condensing elements,
  • the relay optical system includes the plurality of first condensing elements such that one of the plurality of first condensing elements and one of the plurality of second condensing elements have a one-to-one correspondence with each other.
  • An optical integrator is provided that collects light collected through one of the elements again on or near the corresponding second light collecting element.
  • an illumination optical device that illuminates a surface to be irradiated based on light having a light source power.
  • an illumination optical apparatus comprising a first form of optical integrator disposed in an optical path between the light source and the irradiated surface.
  • an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus according to the second aspect, and exposing a photosensitive substrate to a mask pattern arranged on the irradiated surface.
  • the mask arranged on the irradiated surface is illuminated via the illumination optical device of the second aspect, and the pattern of the mask is exposed onto a photosensitive substrate.
  • An exposure method is provided.
  • a plurality of first mirror elements arranged in parallel and a plurality arranged in parallel so as to correspond to the plurality of first mirror elements A second mirror element, and a relay mirror disposed in an optical path between the plurality of first mirror elements and the plurality of second mirror elements,
  • one of the plurality of first mirror elements is arranged such that one of the plurality of first mirror elements and one of the plurality of second mirror elements have a one-to-one correspondence with each other.
  • the optical integrator is characterized in that the light condensed through the light is condensed again on or near the corresponding second mirror element.
  • a plurality of first mirror elements arranged in parallel and a plurality of arranged in parallel so as to correspond to the plurality of first mirror elements A second mirror element, and a relay mirror disposed in an optical path between the plurality of first mirror elements and the plurality of second mirror elements,
  • An optical integrator is provided in which an incident angle of light incident on the first mirror element, the second mirror element, and the relay mirror is within 20 degrees.
  • an illumination optical device that illuminates the irradiated surface based on light of light source power.
  • an illumination optical apparatus comprising a fifth or sixth optical integrator disposed in an optical path between the light source and the irradiated surface.
  • an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus according to the seventh aspect, wherein a photosensitive substrate is exposed to a mask pattern disposed on the irradiated surface.
  • the mask disposed on the irradiated surface is illuminated via the illumination optical device according to the seventh aspect, and a pattern of the mask is exposed onto a photosensitive substrate. An exposure method is provided.
  • an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to the third or eighth aspect, an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate;
  • a plurality of first concave reflecting mirror elements (first condensing elements) and a plurality of second concave reflecting mirrors arranged in parallel so as to correspond to each other.
  • the relay optical system disposed in the optical path between the element is one-to-one with one of the plurality of first concave reflector elements and one of the plurality of second concave reflector elements.
  • the light collected through one of the plurality of first concave reflecting mirror elements is condensed again on or near the corresponding second concave reflecting mirror element so as to have a corresponding imaging relationship.
  • the interval between the entrance surface and the exit surface that is, the interval between the plurality of first concave reflector elements and the plurality of second concave reflector elements, is the plurality of first concave surfaces. It can be set relatively freely without depending on the focal length of the reflector element. As a result, it is easy to avoid interference between the light beam and the optical member even if light does not enter the plurality of first concave reflecting mirror elements at a large incident angle, and as a result, aberration caused by oblique incidence of light. Generation of light and a decrease in reflectance in the reflective film can be suppressed.
  • a wavefront division type optical integrator capable of arbitrarily setting the interval between the entrance surface and the exit surface without causing, for example, occurrence of aberration or reduction in reflectivity of the reflection film.
  • an irradiated surface can be illuminated under a desired illumination condition by using an optical integrator that can arbitrarily set the interval between the incident surface and the exit surface.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus that works on the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the light source, illumination optical system, and projection optical system in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the light source, illumination optical system, and projection optical system in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating one scanning exposure in the first embodiment.
  • FIG. 4 Schematic configuration and operation of the optical integrator according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the entrance surface of the first fly-eye mirror and the entrance surface of the second fly-eye mirror constituting the optical integrator of FIG. 4, as viewed from the light traveling direction.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a ⁇ value variable technique in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which a plurality of aperture stops are provided on the turret plate of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a modified illumination technique in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a quadrupole secondary light source and a dipole secondary light source formed on the illumination pupil by modified illumination.
  • FIG. 10 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating one scanning exposure in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration of the entrance surface of the first fly's eye member constituting the optical integrator of FIG. 10 and the entrance surface of the first fly's eye member in the conventional example when viewed from the light traveling direction. is there.
  • FIG. 13 is a flowchart of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device.
  • FIG. 14 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining inconveniences of the conventional reflection type optical integrator disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the light source, illumination optical system, and projection optical system of FIG.
  • the vertical axis is along the optical axis direction of the projection optical system, that is, the normal direction of the surface of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the vertical axis is in the plane parallel to the paper surface of Fig. 1 within the plane of the wafer W.
  • the X axis In the plane of wafer W, set the X axis in the direction perpendicular to the page of Fig. 1, respectively.
  • the present invention is applied to an EUVL exposure apparatus provided with a laser plasma light source.
  • the exposure apparatus of the first embodiment includes, for example, a laser plasma light source 1 as a light source for supplying exposure light.
  • Light emitted from the light source 1 enters the illumination optical system 2 via a wavelength selection filter (not shown).
  • the wavelength selection filter has a characteristic of selectively transmitting only EUV light having a predetermined wavelength (for example, 13.4 nm or 11.5 nm) from light supplied from the light source 1 and blocking transmission of other wavelength light.
  • the EUV light 3 that has passed through the wavelength selective filter illuminates a reflective mask (reticle) M on which a pattern to be transferred is formed, via an illumination optical system 2 and a plane reflecting mirror 4 as an optical path deflecting mirror.
  • the mask M is held by a mask stage 5 that can move along the Y direction so that its pattern surface extends along the XY plane.
  • the movement of the mask stage 5 is configured to be measured by a laser interferometer 6.
  • the light of the patterner of the illuminated mask M forms a mask pattern image on the photosensitive substrate Ueno, W through the reflective projection optical system PL. That is, on the wafer W, as will be described later, for example, an arcuate still exposure region (effective exposure region) that is symmetric about the Y axis is formed.
  • the wafer W is held by a wafer stage 7 that can move two-dimensionally along the X and Y directions so that the exposure surface extends along the XY plane.
  • the movement of the wafer stage 7 is configured to be measured by the laser interferometer 8 as in the mask stage 5.
  • the scanning exposure scan exposure
  • the scanning exposure is performed while moving the mask stage 5 and the wafer stage 7 along the Y direction, that is, while moving the mask M, Ueno, and W relative to the projection optical system PL along the Y direction.
  • the pattern of the mask M is transferred to one rectangular shot area of the wafer W.
  • the moving speed of the wafer stage 7 is set to 1Z4 of the moving speed of the mask stage 5 to perform synchronous scanning.
  • the mask M pattern is sequentially transferred to each shot area of the wafer W by repeating the strike exposure while moving the Ueno and stage 7 two-dimensionally along the X and Y directions.
  • the laser plasma light source 1 in the laser plasma light source 1, light emitted from the laser light source 11 (non-EU V light) is condensed on the gas target 13 through the condenser lens 12.
  • a high-pressure gas such as xenon (Xe) is supplied from the nozzle 14, and the gas injected from the nozzle 14 forms the gas target 13.
  • the gas target 13 obtains energy from the focused laser beam, turns it into plasma, and emits EUV light.
  • the gas target 13 is positioned at the first focal point of the elliptical reflecting mirror 15.
  • the EUV light emitted from the laser plasma light source 1 is focused on the second focal point of the elliptical reflector 15.
  • the gas that has finished emitting light is sucked through the duct 16 and led to the outside.
  • the EUV light condensed at the second focal point of the elliptical reflecting mirror 15 becomes a substantially parallel light flux through the concave reflecting mirror 17 and enters the optical integrator OP.
  • the optical integrator OP is composed of a pair of fly-eye mirrors 18 and 20, and a concave reflecting mirror 19 as a relay optical system disposed in the optical path between them. This will be described later.
  • the light beam incident on the optical integrator OP (18 to 20) has a substantial shape having a predetermined shape in the vicinity of the reflecting surface of the second fly-eye mirror 20, that is, in the vicinity of the exit surface of the optical integrator OP.
  • the next light source is formed on the surface light source.
  • the substantial surface light source is formed at or near the exit pupil position of the illumination optical system 2, that is, the surface optically conjugate with the entrance pupil of the projection optical system PL or the vicinity thereof.
  • Light having substantial surface light source power is emitted from the illumination optical system 2 through the condenser optical system (21, 22) as a light guide optical system constituted by the convex reflecting mirror 21 and the concave reflecting mirror 22.
  • the light emitted from the illumination optical system 2 is deflected by the plane reflecting mirror 4, and then the arc-shaped opening (not shown) of a field stop (not shown) disposed substantially parallel to and close to the mask M An arcuate illumination area is formed on the mask M via the light transmission part).
  • the light source 1 (11 to 16), the illumination optical system 2 (17 to 22), the plane reflecting mirror 4 and the field stop (not shown) are provided for Koehler illumination of the mask M provided with a predetermined pattern.
  • the illumination optical device is configured.
  • the projection optical system PL includes a first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the mask M pattern, and a mask pattern. This is constituted by a second reflection imaging optical system for forming an intermediate image (secondary image of the pattern of the mask M) on the wafer W.
  • the first reflective imaging optical system is composed of four reflecting mirrors M1 to M4, and the second reflective imaging optical system is composed of two reflecting mirrors M5 and M6.
  • the projection optical system PL is a telecentric optical system on the wafer side (image side).
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating one scanning exposure in the first embodiment.
  • a mask M pattern is transferred to one rectangular shot area SR of wafer W by a single scanning exposure (scan exposure)
  • an arc-shaped stationary exposure area that is symmetrical with respect to the Y axis. (Effective exposure area) ER moves from the scanning start position indicated by the solid line in the figure to the scanning end position indicated by the broken line in the figure.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration and operation of the optical integrator according to the first embodiment.
  • the optical integrator OP of the first embodiment includes a first fly-eye mirror 18 comprising a plurality of first concave reflecting mirror elements (first mirror elements; first focusing elements) 18a arranged in parallel.
  • a second fly-eye mirror 20 comprising a plurality of second concave reflector elements (second mirror elements; second condensing elements) 20a arranged in parallel so as to correspond to the plurality of first concave reflector elements 18a.
  • a concave reflecting mirror (relay mirror) 19 as a relay optical system disposed in the optical path between the pair of fly-eye mirrors 18 and 20.
  • the condenser optical system (21, 22) is represented by one concave reflecting mirror, and the concave reflecting mirror elements 18a, 18a, 20 constituting a pair of fly-eye mirrors 18, 20 are shown. It represents the number of 20a considerably less than actual.
  • the first fly-eye mirror 18 is configured by densely arranging first concave reflecting mirror elements 18a having an arcuate outer shape vertically and horizontally.
  • the second fly-eye mirror 20 is configured by arranging the second concave reflecting mirror elements 20a having a rectangular outer shape vertically and horizontally and almost densely. That is, the outer shape of the optical surface (reflecting surface) is different between the first concave reflecting mirror element 18a and the second concave reflecting mirror element 20a. Further, the force that the configuration of the parallel arrangement of the first concave reflecting mirror elements 18a differs from the configuration of the parallel arrangement of the second concave reflecting mirror elements 20a will be described later.
  • the first beam viewed from the light traveling direction is used to increase the illumination efficiency.
  • the outer shape of the rye mirror 18 is nearly circular (see Fig. 5 (a)).
  • the first concave reflecting mirror element 18a, the second concave reflecting mirror element 20a, and the concave reflecting mirror 19 are each configured as a toric mirror. That is, in the concave reflecting mirror elements 18a and 20a, the focal length in the direction parallel to the paper surface in FIG. 4 is different from the focal length in the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the concave reflecting mirror 19 as a relay optical system has different focal lengths in a direction parallel to the paper surface of FIG. 4 and a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4, and thus these two directions. Have different object-to-image distances.
  • the optical integrator OP of the first embodiment as shown by the solid line in the figure, when a parallel light beam enters the first fly-eye mirror 18, the incident light beam is divided into wavefronts by the individual first concave reflecting mirror elements 18a. Is done. Then, the light flux reflected by each first concave reflecting mirror element 18a is once condensed and then reflected on the reflecting surface of each corresponding second concave reflecting mirror element 20a via a concave reflecting mirror 19 as a relay optical system. Or it concentrates on one point in the vicinity. Thus, a substantial surface light source is formed on or near the exit surface of the optical integrator OP.
  • the first concave reflecting mirror element 18a is configured as a toric mirror as described above, the light beam reflected by the first concave reflecting mirror element 18a is 1 in a plane parallel to the paper surface of FIG.
  • the position where light is focused on a point is different from the position where light is focused on one point in the plane perpendicular to the paper surface of Fig. 4.
  • the luminous flux collected at one point on or near the reflecting surface of each second concave reflecting mirror element 20a that is, the luminous flux of each light source power constituting the substantial surface light source, passes through the condenser optical system (21, 22). And illuminate the arcuate illumination area on the mask M, which is the illuminated surface, in a superimposed manner
  • the concave reflecting mirror (relay optical system) 19 includes one of the plurality of first concave reflecting mirror elements 18 a constituting the first fly-eye mirror 18 and the plurality of constituting the second fly-eye mirror 20.
  • the second concave reflecting mirror element 20a has a one-to-one correspondence with each other, and the second light corresponding to the light collected through one of the first concave reflecting mirror elements 18a is associated with the second second reflecting mirror element 20a. Condensate again on or near concave reflector element 20a. Specifically, when attention is paid to the eight first concave reflecting mirror elements 18al to 18a8 in the leftmost column in FIG. 5 (a), the upper four first The concave reflecting mirror elements 18al to 18a4 correspond to the four second concave reflecting mirror elements 20al to 20a4 in the leftmost column in FIG.
  • the lower four first concave reflecting mirror elements 18a5 to 18a8 are respectively connected to the four second concave reflecting mirror elements 20a5 to 20a8 in the second row from the leftmost side in FIG. 5 (b). It corresponds.
  • the first concave reflector element 18a for one row of the first fly-eye mirror 18 corresponds to the second concave reflector element 20a for two rows of the second fly-eye mirror 20.
  • the mirror 18 has an 8-row configuration, while the second fly-eye mirror 20 has a 16-row configuration.
  • each first concave reflecting mirror element 18a was once condensed through a concave reflecting mirror 19 as a relay optical system, as indicated by a broken line in the figure. Later, the light enters each corresponding second concave reflecting mirror element 20a.
  • the concave reflecting mirror 19 is also configured as a toric mirror as described above, the position where the light beam reflected by the concave reflecting mirror 19 converges to one point in a plane parallel to the paper surface of FIG. It is different from the position where the light is concentrated at one point in the plane perpendicular to the paper surface in Fig. 4.
  • each second concave reflecting mirror element 20a is condensed at one point in the arcuate illumination area on the mask M via the condenser optical system (21, 22).
  • the reflecting surface force of all the first concave reflecting mirror elements 18a constituting the first fly-eye mirror 18 is arranged in a conjugate manner with the pattern surface of the mask M. Yes.
  • the reason why the first concave reflecting mirror element 18a constituting the first fly-eye mirror 18 has an arc-shaped outer shape is to efficiently illuminate the arc-shaped illumination area on the mask M. .
  • the second concave reflecting mirror element 20a constituting the second fly-eye mirror 20 has a vertically long rectangular outer shape because the light source is formed on or near the reflecting surface of the second concave reflecting mirror element 20a. This is because the image has a vertically long elliptical shape.
  • this configuration can improve the transmission efficiency of the light energy.
  • a gap is provided between the plurality of second concave reflecting mirror elements 20a constituting the second fly-eye mirror 20 to provide an adjustment opening when aligning the individual second concave reflecting mirror elements 20a. That is, it is preferable to be able to adjust the position of the individual second concave reflector elements 20a.
  • the concave reflecting mirror 19 as a relay optical system is arranged in the optical path between the first fly eye mirror 18 and the second fly eye mirror 20. ing.
  • the concave reflecting mirror (relay optical system) 19 includes one of a plurality of first concave reflecting mirror elements 18a constituting the first fly eye mirror 18 and a plurality of second concave reflecting surfaces constituting the second fly eye mirror 20.
  • the second concave reflecting mirror element corresponding to the light condensed through one of the plurality of first concave reflecting mirror elements 18a so that one of the mirror elements 20a has a one-to-one correspondence with each other. Condensing again on or near 20a.
  • the distance between the incident surface and the emission surface that is, the distance between the first fly-eye mirror 18 and the second fly-eye mirror 20 is the first fly-eye mirror 18. It can be set relatively freely without depending on the focal length. As a result, it is easy to avoid interference between the light beam and the optical member without entering light at a large incident angle with respect to each first concave reflecting mirror element 18a constituting the first fly-eye mirror 18. As a result, it is possible to suppress the occurrence of aberrations due to the oblique incidence of light and the decrease in reflectivity of the reflective film.
  • a wavefront division type in which the interval between the entrance surface and the exit surface can be arbitrarily set without causing aberrations or reducing the reflectance of the reflective film.
  • Optical integrator OP can be realized.
  • the mask M as the irradiated surface is illuminated under a desired illumination condition using the optical integrator OP capable of arbitrarily setting the interval between the entrance surface and the exit surface.
  • the reflecting surfaces of all the first concave reflecting mirror elements 18a constituting the first fly-eye mirror 18 are the pattern surfaces of the mask M (and thus the wafer W).
  • the exposure surface is set to be conjugate with each other. Therefore, when trying to increase the illumination efficiency according to the conventional technology, the first concave reflector element 18a has an elongated shape similar to the outer shape of the illumination area of the mask M (e.g., the static exposure area ER of the wafer W)! / An arcuate outer shape (see Fig. 3) is required.
  • the light enters the optical integrator OP. Since the cross-sectional shape of the light beam is almost circular, the outer shape of the first fly-eye mirror 18 viewed from the light traveling direction is a nearly circular shape (see Fig. 5 (a)). Desired.
  • the first fly-eye mirror 18 in order to obtain the required wavefront division effect, it is necessary to arrange a sufficient number of the first concave reflector elements 18a in parallel in the horizontal and vertical directions. Is. For this reason, when the outer shape of the first concave reflecting mirror element 18a is set to a long and narrow arc similar to the outer shape of the static exposure region ER of the wafer W as in the prior art, the first concave surface aligned along the short direction of the outer shape. The number of reflector elements becomes excessive (see Fig. 12 (b) regarding the second embodiment described later), which adversely affects the manufacturing cost of the first fly-eye mirror 18 and, in turn, the manufacturing cost of the optical integrator OP. It will be.
  • the first concave reflecting mirror element 18a, the second concave reflecting mirror element 20a, and the concave reflecting mirror 19 are each configured as a toric mirror.
  • the outer shape of the reflector element 18a can be set to a relatively wide arc shape having an aspect ratio different from that of the static exposure region ER of the wafer W.
  • the first concave reflecting mirror elements arranged along the short direction (vertical direction in the figure) of the arcuate outer shape.
  • the light source image formed on or in the vicinity of the reflecting surface of the second concave reflecting mirror element 20a has a vertically long elliptical shape.
  • the second concave reflecting mirror element 20a constituting the second fly's eye mirror 20 has a vertically long rectangular outer shape.
  • the configuration in which the first concave reflecting mirror elements 18a are arranged in parallel differs from the configuration in which the second concave reflecting mirror elements 20a are arranged in parallel.
  • the first concave reflector element 18a for one row of the first fly-eye mirror 18 corresponds to the second concave reflector element 20a for two rows of the second fly-eye mirror 20, and the first fly-eye mirror 18 has eight rows.
  • the second fly-eye mirror 20 has a 16-row configuration.
  • a laser plasma light source is used as a light source for supplying EUV light.
  • suitable light sources that provide EUV light such as, but not limited to, synchrotron radiation (SOR) light sources can also be used.
  • the EUVL exposure apparatus that is effective in the first embodiment described above, it is formed near the exit surface of optical integrator OP (near the exit surface of second fly-eye mirror 20).
  • a ⁇ value variable technique that changes the size of the secondary light source (the light intensity distribution formed in the illumination pupil) and thus changes the ⁇ value (or coherence factor) will be described.
  • an input device not shown
  • the controller CR determines whether or not to change the ⁇ value based on the input information from the input device.
  • the control unit CR drives the driving unit DR1 to counteract the second fly-eye mirror 20.
  • a turret method or a slide method can be used for switching the aperture stop.
  • an example in which the turret method is applied to switching the aperture stop will be described.
  • a turret plate 23 is provided that is rotatable about a predetermined rotation shaft 23a by the action of the drive unit DR1.
  • the turret plate 23 is provided with a plurality (six for example in FIG. 7) of aperture stops 24 a to 24 f having different shapes and sizes of the openings (light transmitting portions).
  • the area force corresponding to the knots corresponds to the aperture of each aperture stop.
  • the aperture stop 24a is an annular illumination aperture stop having an annular aperture 24aa
  • the aperture stops 24b and 24e are circular illumination apertures having different circular apertures 24ba and 24ea. Aperture.
  • the aperture stop 24c is a four-pole illumination aperture stop having four fan-shaped openings 24ca to 24cd
  • the aperture stop 24d is a four-pole illumination having four circular openings 24da to 24dd. It is an aperture stop.
  • the aperture stop 24f is an annular illumination aperture stop having an opening 24fa having an annular ratio different from that of the aperture stop 24a. The definition of the annular ratio and the uses of the annular illumination aperture stops 24a and 24f and the quadrupole illumination aperture stops 24c and 24d will be described later.
  • Various modifications can be made to the number and arrangement of aperture stops provided in the turret plate 23, the shape and size of the aperture, and the like.
  • FIG. 4 illustrates a configuration in which the first fly-eye mirror 18 and the second fly-eye mirror 20 are arranged at substantially the same position in the horizontal direction in the figure.
  • Various configurations of the first fly-eye mirror 18 and the second fly-eye mirror 20 in the horizontal direction in the figure are possible. That is, the first fly-eye mirror 18 can be arranged on the right side or the left side in the drawing relative to the second fly-eye mirror 20, and as a result, around the second fly-eye mirror 20! Space can be reserved (see the arrangement in Figure 1).
  • the center of curvature of the reflecting surface of the relay optical system (relay mirror) 19 is between the first concave reflecting mirror element (first mirror element) 18a and the relay optical system 19 or the second concave reflecting mirror.
  • Element (second This element exists between 20a and the relay optical system 19. Note that even when the reflecting surface of the relay optical system 19 is a toric surface, the center of curvature of the reflecting surface in two directions orthogonal to each other is the same as either the first concave reflecting mirror element or the second concave reflecting mirror element. It is preferably present between the optical system 19.
  • the ⁇ value is changed by switching the size of the circular opening that restricts the substantially circular light intensity distribution formed in the illumination pupil (near the exit surface of the second fly-eye mirror 20)
  • the illumination state may deteriorate with the occurrence of uneven illumination (illuminance unevenness) in the arcuate illumination area (still exposure area ER) formed on the wafer W or the mask surface.
  • a design in which the focal length of the first fly-eye mirror 18 is set to be small is possible.
  • the first concave reflecting mirror element (first mirror element) 18a or the second concave mirror is possible.
  • the outer shape of the surface reflecting mirror element (second mirror element) 20a can be set small.
  • the wavefront splitting surface of the optical integrator OP can be set small, so that the illumination caused by the change in the ⁇ value can be achieved without replacing the concave reflecting mirror 17 that is a collimating mirror. The occurrence of unevenness can be suppressed satisfactorily.
  • the illumination pupil near the exit surface of the second fly-eye mirror 20
  • the illumination pupil has an annular shape or a plurality of polar shapes
  • a modified illumination technology that improves the depth of focus and resolution of the projection optical system PL by forming a light intensity distribution (bipolar, quadrupolar, etc.) will be described.
  • a reflective conical axicon system 25 as an annular light flux conversion unit is seen in the illumination optical path between the concave reflector 17 as a collimating mirror and the first fly-eye mirror 18. It is provided so that it can be removed.
  • the conical axicon system 25 has a function of converting an EUV light beam having a circular cross section into an EUV light beam having a ring-shaped (ring-shaped) cross section.
  • the conical axicon system 25 includes a first reflecting member 25a having a convex conical reflecting surface 25aa and a reflecting surface 25aa of the first reflecting member 25a in the order of incidence of light.
  • at least one of the first reflecting member 25a and the second reflecting member 25b is configured to be movable along the optical axis AX, and the reflecting surface of the first reflecting member 25a.
  • the distance between 25aa and the reflecting surface 25ba of the second reflecting member 25b is variable.
  • the circular EUV light beam Lc having a circular cross section enters the conical axicon system 25
  • the circular EUV light beam Lc is reflected radially by the convex conical reflecting surface 25aa of the first reflecting member 25a. Is converted into a ring-shaped light beam, and is converted into a ring-shaped EUV light beam Lai through the convex conical reflecting surface 25ba of the second reflecting member 25b, and is guided to the first fly-eye mirror 18 of the optical integrator OP. .
  • annular light intensity distribution (secondary light source) is formed in the illumination pupil (near the exit surface of the second fly-eye mirror 20) by the action of the reflective conical axicon system 25.
  • the width of the annular secondary light source (the outer diameter and inner diameter of the annular secondary light source
  • the outer diameter (inner diameter) of the annular secondary light source changes while keeping the difference 1Z2) constant. That is, due to the action of the conical axicon system 25, the annular ratio (inner diameter Z outer diameter) and size (outer diameter) of the annular secondary light source change.
  • the controller CR inputs from an input device (not shown) for inputting information necessary for selecting the illumination conditions on the mask M and the wafer W. Based on the information, “first annular illumination”, “second annular illumination”, “first normal circular illumination”, “second ordinary circular illumination”, “first quadrupole illumination” ”And“ Second quadrupole illumination ”are selected.
  • the input device performs exposure related to the exposure conditions for each wafer that is sequentially placed by a transfer device (not shown) according to the fineness of the pattern transferred to the wafer W and the process of the pattern transferred to the wafer W. This is for inputting information (wafer transfer map including exposure information, etc.) and mounting information of various masks that are sequentially mounted on the mask stage 5.
  • annular illumination means that the shape of the secondary light source formed on the illumination pupil (in the vicinity of the exit surface of the second fly-eye mirror 20) is an annular shape, so that the reflective mask M and Ueno, W In contrast, EUV light is irradiated from an oblique direction to improve the resolving power and depth of focus inherent in the projection optical system PL.
  • quaddrupole illumination generally multipole illumination
  • the secondary light source formed in the illumination pupil is decentered by a predetermined distance from the center of the four discrete (generally plural) eccentricities.
  • EUV light is irradiated obliquely onto the reflective mask M and the wafer W to improve the resolution and depth of focus inherent in the projection optical system PL.
  • “normal circular illumination” illuminates the reflective mask ⁇ and wafer W under the optimal ⁇ value by making the shape of the secondary light source formed in the illumination pupil into a substantially circular shape. is there.
  • the control unit CR determines whether the first normal circular illumination or the second normal circular is based on the input information of the input device force. Select “Lighting”.
  • the difference between the “first normal circular illumination” and the “second normal circular illumination” is that the ⁇ values are different.
  • a secondary light source substantially including many light source forces formed in the illumination pupil (near the exit surface of the second fly-eye mirror 20) is selected.
  • the drive section DR1 is driven to rotate the turret plate 23 so that the aperture stop 24e is positioned at the position of the surface light source).
  • the controller CR changes the aperture diameter of a variable aperture stop (not shown) in the projection optical system PL as necessary.
  • the conical axicon system 25 is also retracted through the control unit CR drive unit DR2.
  • the reflective mask ⁇ is exposed under the appropriate “first normal circular illumination” condition (appropriate ⁇ value).
  • the pattern can be exposed to the photosensitive substrate (wafer) W via the projection optical system PL.
  • the control unit CR selects "second normal circular illumination"
  • the driving unit DR1 is driven so that the aperture stop 24b is positioned at the position of the secondary light source formed in the illumination pupil.
  • the controller CR changes the aperture diameter of a variable aperture stop (not shown) in the projection optical system PL as necessary.
  • the conical axicon system 25 is also retracted through the control unit CR drive unit DR2.
  • the appropriate “second normal circular illumination” condition first normal circular illumination
  • the pattern of the reflective mask ⁇ can be exposed to the photosensitive substrate (wafer) W through the projection optical system PL under a larger ⁇ value than bright.
  • the control unit CR performs "first annular illumination”, “ Select one of “2 annular illumination”, “first 4-pole illumination”, and “second 4-pole illumination”.
  • the annular ratio of the annular secondary light source is different between the “first annular illumination” and the “second annular illumination”.
  • the “first quadrupole illumination” and “second quadrupole illumination” differ mainly in the shape of the surface light source of each pole. That is, the secondary light sources in the “first quadrupole illumination” are distributed in four fan-shaped areas, and the secondary light sources in the “second quadrupole illumination” are distributed in four circular areas.
  • the control unit CR drives the drive unit DR1 so that the aperture stop 24a is positioned at the position of the secondary light source formed in the illumination pupil. Rotate the turret plate 23.
  • the control unit CR drives the drive unit DR1 so that the aperture stop 24f is positioned at the position of the secondary light source formed in the illumination pupil. Rotate plate 23.
  • the control unit CR drives the drive unit DR1 so that the aperture stop 24c is positioned at the position of the secondary light source formed in the illumination pupil. Rotate plate 23.
  • the controller CR drives the drive unit DR1 so that the aperture stop 24d is positioned at the position of the secondary light source formed in the illumination pupil. Rotate plate 23.
  • the control unit CR adjusts the variable aperture stop in the projection optical system PL as necessary. Change the opening diameter (not shown).
  • the control unit CR performs setting of the conical axicon system 25 as an annular light flux conversion unit on the illumination optical path and adjustment of the conical axicon system 25 via the drive unit DR2.
  • the control unit CR sets the conical axicon system 25 to a predetermined position in the illumination optical path via the drive unit DR2.
  • a secondary light source with an appropriate annular ratio corresponding to each aperture of the four aperture stops (24a, 24c, 24d, 24f) is formed in the illumination pupil, and high illumination efficiency
  • the reflective mask M and the wafer W can be modified and illuminated under
  • information such as illumination conditions is input to the control unit CR via the input device, but a detection unit that reads information on the reflective mask M may be provided.
  • information on the illumination method is recorded outside the circuit pattern area of the mask M, for example, with a barcode.
  • the detection unit reads information related to the illumination condition and transmits it to the control unit CR.
  • the control unit CR controls the drive units (DR1, DR2) based on the information on the lighting conditions.
  • the annular secondary light source is formed using the reflective conical axicon system 25 in the case of the quadrupole illumination.
  • a reflective pyramid axicon system (not shown) as a unit, a quadrupole secondary light source can be formed.
  • the quadrangular pyramid axicon system is obtained by, for example, cutting a ring-shaped rotationally symmetric region from a first reflecting member having a convex quadrangular pyramidal reflecting surface and a concave quadrangular pyramid surface complementary to the reflecting surface of the first reflecting member.
  • the second reflecting member having an annular quadrangular pyramid-like reflecting surface is obtained.
  • a quadrupole light intensity distribution (secondary light source) is formed on the circular pupil surface (indicated by a broken line in the figure) as shown in FIG.
  • a dipolar secondary light source can be formed using a reflective V-groove axicon system (not shown) as a dipole beam conversion unit.
  • the V-groove axicon system is obtained, for example, by cutting a ring-shaped rotationally symmetric region from a first reflecting member having a convex V-shaped reflecting surface and a concave V-shape complementary to the reflecting surface of the first reflecting member. And a second reflecting member having a V-shaped reflecting surface.
  • a dipole light intensity distribution (secondary light source) is formed on a circular pupil surface (indicated by a broken line in the figure).
  • an aperture stop is provided at the position of the secondary light source formed on the illumination pupil.
  • installation of an aperture stop can be omitted.
  • the wavefront splitting surface of the optical integrator OP can be set small, so that a light intensity distribution having a substantially desired shape is obtained using a conical axicon system, a quadrangular pyramid axicon system, a V-groove axicon system, or the like.
  • the aperture stop (24b, 24e) having a different aperture diameter is set in the illumination optical path in order to change the ⁇ value.
  • a plurality of collimating mirrors 17 having different focal lengths can be configured to be exchangeable.
  • a multilayer film that reflects EUV light is provided on the reflecting surface of each second concave reflecting mirror element (second mirror element) 20 a of the second fly-eye mirror 20 and the reflecting surface of the concave reflecting mirror 19.
  • a required reflection characteristic corresponding to the incident angle is obtained by increasing the film thickness of the multilayer film.
  • the thickness of the multilayer film is increased little by little, 10 It is possible to ensure a required reflectance even for an incident angle exceeding a degree.
  • the P-polarized light component related to the reflecting surface it is difficult to ensure sufficient reflectivity even if the film thickness is increased if the incident angle exceeds 20 degrees. Therefore, in order to ensure the required reflectance in the illumination optical system 2 of the first embodiment, it is important to keep the incident angle of light incident on the reflecting surface that reflects EUV light within 20 degrees.
  • FIG. 10 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the second embodiment of the present invention.
  • the Y axis is aligned with the optical axis AX direction of the projection optical system PL, that is, along the normal direction of the surface of wafer W, which is the photosensitive substrate, on the paper surface of Fig. 10 in the plane of wafer W.
  • the Z axis is set in the horizontal direction and in the plane of the wafer W!
  • the X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of Fig. 10 respectively.
  • the present invention is applied to an exposure apparatus including an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm or a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm.
  • the exposure apparatus of the second embodiment includes a light source 31 for supplying exposure light (illumination light).
  • a light source 31 such as an ArF excimer laser light source or a KrF excimer laser light source is expanded into a light beam having a required cross-sectional shape via a shaping optical system 32, and then reflected by an optical path bending mirror 33 to fly.
  • the light enters the eye lens 34.
  • the light beam incident on the fly-eye lens 34 is two-dimensionally divided by a large number of lens elements, and a large number of light sources are formed at or near the rear focal plane.
  • the optical integrator OP is composed of a pair of fly's eye members 36 and 37 and a relay optical system 38 disposed in the optical path between them, and the detailed configuration and operation thereof will be described later.
  • the light beam incident on the optical integrator OP forms a substantial surface light source (secondary light source) having a predetermined shape in the vicinity of the second fly-eye member, that is, in the vicinity of the exit surface of the optical integrator OP.
  • the substantial surface light source is formed on or near the exit pupil position of the illumination optical system (32 to 39), that is, on a surface optically conjugate with or near the entrance pupil of the projection optical system PL.
  • the light from the substantial surface light source illuminates the mask M on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner via a condenser optical system 39 as a light guide optical system.
  • the mask M has a pattern to be transferred. Of the entire pattern area, a rectangular (slit) pattern area having a long side along the X direction and a short side along the Z direction. Is illuminated.
  • the light beam that has passed through the mask M pattern forms a pattern image of the mask M on the wafer W, which is a photosensitive substrate, via the projection optical system PL.
  • a rectangular shape having a long side along the X direction and a short side along the Z direction on the wafer W so as to optically correspond to the rectangular illumination area on the mask M.
  • a pattern image is formed in the static exposure area (effective exposure area) of the shape.
  • the wafer W By moving (scanning) the wafer W synchronously, the wafer W has a width such as the dimension in the X direction of the static exposure region ER and a length corresponding to the scanning amount (movement amount) of the wafer W.
  • a mask pattern is scanned and exposed with respect to a shot area (exposure area) SR having
  • the optical integrator OP of the second embodiment includes a first positive lens element (first condensing element) 36a arranged in parallel.
  • a second fly-eye member 37 comprising a fly-eye member 36 and a plurality of second positive lens elements (second condensing elements) 37a arranged in parallel so as to correspond to the plurality of first positive lens elements 36a;
  • the relay optical system 38 is disposed in the optical path between the pair of fly-eye members 36 and 37.
  • the number of positive lens (positive single lens) elements 36a and 37a constituting the pair of fly-eye members 36 and 37 is considerably smaller than the actual number.
  • the first fly's eye member 36 is configured by densely arranging first positive lens elements 36a having a rectangular outer shape vertically and horizontally.
  • the second fly's eye member 37 also has the second positive lens element 37a having a rectangular outer shape vertically and horizontally and densely according to the same parallel arrangement as the first fly's eye member 36. It is comprised by arrange
  • FIG. 10 shows an example in which the relay optical system 38 is configured with three lenses, positive, negative, and positive. However, the relay optical system 38 may be configured with a single positive lens. Furthermore, the relay optical system can be configured with a plurality of lens groups, for example, a positive “negative” positive lens group.
  • the first positive lens element 36a, the second positive lens element 37a, and the relay optical system 38 are each configured as a toric lens. That is, in the first positive lens element 36a and the second positive lens element 37a, the focal length related to the YZ plane is different from the focal length related to the XY plane. In addition, the relay optical system 38 has different focal lengths in the YZ plane and the XY plane, and thus has different object-image distances in these two directions.
  • the optical integrator OP of the second embodiment when a parallel light beam enters the first fly's eye member 37, the incident light beam is divided into wavefronts by the individual first positive lens elements 36a as shown by the solid line in FIG. The Then, the light flux that has passed through each first positive lens element 36a is collected and then condensed on one point on or near each corresponding second positive lens element 37a via the relay optical system 38. To do. Thus, a substantial surface light source is formed on or near the exit surface of the optical integrator OP.
  • the first positive lens element 36a is configured as a toric lens
  • the position where the light beam passing through the first positive lens element 36a is condensed at one point in the YZ plane and the XY plane It is different from the position where the light is collected at one point.
  • a light beam condensed on one point on or near each second positive lens element 37a that is, a light beam from each light source constituting a substantial surface light source, passes through a condenser optical system 39 and is a mask that is an irradiated surface. Illuminate the rectangular illumination area on M in a superimposed manner.
  • the relay optical system 38 includes a plurality of second positive lens elements constituting one of the plurality of first positive lens elements 36a constituting the first fly eye member 36 and the second fly eye member 37.
  • the light collected through one of the plurality of first positive lens elements 36a is set on or corresponding to the corresponding second positive lens element 37a so that one of 37a has a one-to-one correspondence with each other. Condensate again in the vicinity.
  • the luminous flux that also generated one point force on each first positive lens element 36a is As indicated by the middle broken line, the light is once condensed through the relay optical system 38 and then incident on the corresponding second positive lens element 37a.
  • the relay optical system 38 is also configured as a toric lens (toric optical system), the position where the light beam via the relay optical system 38 is condensed at one point in the YZ plane. And the position where the light is focused on one point in the XY plane.
  • the light flux that has passed through each second positive lens element 37a is collected at one point in the rectangular illumination region on the mask M via the condenser optical system 39.
  • all the first positive lens elements 36a constituting the first fly's eye member 36 are arranged conjugate with the pattern surface of the mask M, respectively. The reason why the first positive lens element 36a constituting the first fly's eye member 36 has a rectangular outer shape is to efficiently illuminate the rectangular illumination area on the mask M.
  • the relay optical system 38 is disposed in the optical path between the first fly eye member 36 and the second fly eye member 37.
  • the relay optical system 38 includes one of the plurality of first positive lens elements 36a constituting the first fly eye member 36 and one of the plurality of second positive lens elements 37a constituting the second fly eye member 37, respectively.
  • the light collected through one of the multiple first positive lens elements 36a is condensed again on or near the corresponding second positive lens element 37a so as to have a one-to-one imaging relationship. is doing.
  • the distance between the first fly's eye member 36 and the second fly's eye member 37 can be set relatively freely without depending on the focal length of the first fly's eye member 36. .
  • the first positive lens elements 36a constituting the first fly's eye member 36 are respectively conjugate with the pattern surface of the mask M (and thus the exposure surface of the wafer W). Is set. Therefore, when trying to increase the illumination efficiency according to the prior art, the first positive lens element 36a has a long and narrow rectangular shape similar to the outer shape of the illumination area of the mask M (and thus the static exposure area ER of the wafer W)! (See Fig. 11).
  • the cross-sectional shape of the light beam incident on the optical integrator OP is substantially circular, the outer shape of the first fly's eye member 36 viewed from the light traveling direction force is circular to improve the illumination efficiency. A close shape (see Fig.
  • first fly-eye member 36 it is necessary to arrange a sufficient number of first positive lens elements 36a in parallel in both the horizontal and vertical directions in order to obtain the required wavefront division effect. is there. For this reason, when the outer shape of the first positive lens element 36a is set to be an elongated rectangular shape similar to the outer shape of the static exposure region ER of the wafer W as in the prior art, the first positive lens elements 36a lined up along the short direction of the outer shape. The number of lens elements becomes excessive (see FIG. 12 (b)), which adversely affects the manufacturing cost of the first fly-eye member 36 and, in turn, the manufacturing cost of the optical integrator OP.
  • the first positive lens element 36a since the first positive lens element 36a, the second positive lens element 37a, and the relay optical system 38 are each configured as a toric lens, the first positive lens element 36a
  • the outer shape of the wafer can be set to a rectangular shape close to a square shape having a different aspect ratio from the outer shape of the static exposure region ER of the wafer W.
  • the first fly-eye member 36 of the second embodiment as shown in FIG. 12 (a), the first positive lens elements 36a aligned along the short direction (vertical direction in the figure) of the rectangular outer shape. Therefore, the manufacturing cost of the first fly-eye member 36 and the manufacturing cost of the optical integrator OP can be reduced.
  • the mask for shot region SR is moved by synchronously moving mask M and wafer W with respect to projection optical system PL in accordance with the step “and” scan method.
  • the pattern is scanned and exposed.
  • a mask pattern for each shot region of the wafer W is kept with the mask M and the wafer W being stationary with respect to the projection optical system PL. The overall exposure can be repeated.
  • the condenser optical system 39 In the second embodiment described above, light from the secondary light source (substantially surface light source formed in the vicinity of the exit surface of the optical integrator OP) is collected and superimposed by the condenser optical system 39.
  • the mask M is illuminated.
  • the illumination field stop mask blind
  • an image of the illumination field stop are formed on the mask M in the optical path between the condenser optical system 39 and the mask M.
  • An imaging optical system may be arranged.
  • the condenser optical system 39 condenses the light from the secondary light source and illuminates the illumination field stop in a superimposed manner, and the imaging optical system has an aperture (light transmission part) of the illumination field stop.
  • the imaging optical system has an aperture (light transmission part) of the illumination field stop.
  • the illumination optical device illuminates the mask (reticle) (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask using the projection optical system is applied to the photosensitive substrate.
  • Microdevices semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.
  • exposure process exposure process
  • a metal film is deposited on one lot of wafers.
  • a photoresist is applied onto the metal film on the one lot of wafers.
  • the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system.
  • the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask.
  • Corresponding circuit pattern force is formed in each shot area on each wafer.
  • devices such as semiconductor elements are manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • a predetermined pattern is formed on a plate (glass substrate).
  • a liquid crystal display element By forming (circuit pattern, electrode pattern, etc.), a liquid crystal display element as a microdevice can also be obtained.
  • a so-called photolithography process is performed in which the exposure pattern of the above-described embodiment is used to transfer and expose a mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist).
  • a photosensitive substrate such as a glass substrate coated with a resist.
  • the exposed substrate is subjected to various processes such as a development process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate and the next color frame is formed.
  • various processes such as a development process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate and the next color frame is formed.
  • the process proceeds to the filter formation process 402.
  • a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or R, G, A color filter is formed by arranging a set of filters of the three stripes B in the horizontal scanning line direction.
  • a cell assembling step 403 is executed.
  • a liquid crystal panel liquid crystal cell
  • liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402 to obtain liquid crystal.
  • Manufactures panels liquid crystal cells.
  • components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • the present invention is applied to an optical integrator that uniformizes illumination light that illuminates a surface to be illuminated in the illumination optical device.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to a typical wavefront division type optical integrator.
  • the present invention is applied to the illumination optical apparatus that illuminates the mask in the exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to this. That is, the present invention is applied to the illumination optical device.

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Abstract

　収差の発生や反射膜における反射率の低下を招くことなく、入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型のオプティカルインテグレータ。並列に配置された複数の第１集光要素（第１凹面反射鏡要素１８ａ）と、これらの複数の第１集光要素に対応するように並列に配置された複数の第２集光要素（第２凹面反射鏡要素２０ａ）と、複数の第１集光要素と複数の第２集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系（１９）とを備えている。リレー光学系は、複数の第１集光要素の１つと複数の第２集光要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１集光要素の１つを介して集光した光を対応する第２集光要素上またはその近傍にて再度集光する。

Description

明 細 書
オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、および露光方法 技術分野
[0001] 本発明は、オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、および露光方 法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、 薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するために使用され る露光装置の照明光学装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル)上に 形成された回路パターンを、投影光学系を介して感光性基板 (たとえばウェハ）上に 投影転写する。感光性基板にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影 露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。 ここで、露光装置の解像力 Wは、露光光の波長 λと投影光学系の開口数 ΝΑとに依 存し、次の式 (a)で表される。
W=k' λ ΖΝΑ (k:定数） （a)
[0003] したがって、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長 λを短くする とともに、投影光学系の開口数 ΝΑを大きくすることが必要になる。一般に、投影光学 系の開口数 ΝΑを所定値以上に大きくすることは光学設計の観点から困難であるた め、露光光の短波長化が必要になる。そこで、半導体パターニングの次世代の露光 方法（露光装置）として、 EUVL (Extreme UltraViolet Lithography:極紫外リソグラフ ィー）の手法が注目されて 、る。
[0004] EUVL露光装置では、波長が 248nmの KrFエキシマレーザ光や波長が 193nm の ArFエキシマレーザ光を用いる従来の露光方法と比較して、 5〜20nm程度の波 長を有する EUV (Extreme UltraViolet :極紫外線）光を用いる。露光光として EUV光 を用いる場合、使用可能な光透過性の光学材料が存在しなくなる。このため、 EUV L露光装置では、必然的に、反射型のオプティカルインテグレータ、反射型のマスク、 および反射型の投影光学系を用いることになる (たとえば特許文献 1を参照)。 [0005] 特許文献 1 :特開平 11 312638号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 特許文献 1に開示されている従来の反射型のオプティカルインテグレータは、図 15 に示すように、並列に配置された複数の凹面反射鏡要素 101からなる第 1反射素子 群 111と、並列に配置された複数の凹面反射鏡要素 102からなる第 2反射素子群 11 2とにより構成されている。そして、入射側の第 1反射素子群 111に入射した平行光 は、個々の凹面反射鏡要素 101により分割され、射出側の第 2反射素子群 112の対 応する凹面反射鏡要素 102上またはその近傍に集光する。また、第 1反射素子群 11 1の凹面反射鏡要素 101上の 1点力も発した光は、第 2反射素子群 112の対応する 凹面反射鏡要素 102およびコンデンサ光学系 103を介して、被照明面 (反射型マス クのパターン面） 104上で集光する。すなわち、第 1反射素子群 111の入射面（凹面 反射鏡要素 101の反射面）と被照明面 104とは光学的にほぼ共役になつている。
[0007] したがって、上述した従来の反射型のオプティカルインテグレータでは、その入射 面と射出面との間隔、すなわち第 1反射素子群 111と第 2反射素子群 112との間隔 力 オプティカルインテグレータの仕様に依存してほぼ一義的に決まる。具体的には 、第 1反射素子群 111と第 2反射素子群 112との間隔は、入射側の第 1反射素子群 1 11の焦点距離およびオプティカルインテグレータへの入射光束の収斂の度合いに 依存するが、通常はオプティカルインテグレータへ平行光を入射させるため、実質的 には入射側の第 1反射素子群 111の焦点距離のみに依存する。
[0008] たとえば EUVL露光装置に搭載される照明光学装置の反射光学系において、反 射型のオプティカルインテグレータの入射面と射出面との間隔の設計自由度が小さ いことは、光束と光学部材との干渉などを考えたときに不利になることがある。すなわ ち、図 15を参照して、オプティカルインテグレータの入射面と射出面との間隔が狭く なると、光束と光学部材との干渉を避けるために第 1反射素子群 111の凹面反射鏡 要素 101に対して大きな入射角で斜めに光を入射させざるを得なくなる。その結果、 収差が発生し易くなるだけでなぐ凹面反射鏡要素 101や 102の反射膜が斜め入射 光に対して十分な反射率を確保することができなくなるという不都合がある。 [0009] 本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば収差の発生や反射膜 における反射率の低下を招くことなぐ入射面と射出面との間隔を任意に設定するこ とのできる波面分割型のオプティカルインテグレータを提供することを目的とする。ま た、本発明は、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルインテグレ ータを用いて、所望の照明条件で被照射面を照明することのできる照明光学装置を 提供することを目的とする。また、本発明は、所望の照明条件で被照射面としてのマ スクを照明する照明光学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投影露光を 行うことのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 前記課題を解決するために、本発明の第 1形態では、波面分割型のオプティカル インテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第 1集光要素と、該複数の第 1集光要素に対応するように 並列に配置された複数の第 2集光要素と、前記複数の第 1集光要素と前記複数の第 2集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系とを備え、
前記リレー光学系は、前記複数の第 1集光要素の 1つと前記複数の第 2集光要素 の 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第 1集光 要素の 1つを介して集光した光を対応する第 2集光要素上またはその近傍にて再度 集光することを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。
[0011] 本発明の第 2形態では、光源力もの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装 ¾【こ; i l /、て、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された第 1形態のオプティカルィ ンテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
[0012] 本発明の第 3形態では、第 2形態の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置さ れたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供す る。
[0013] 本発明の第 4形態では、第 2形態の照明光学装置を介して前記被照射面に配置さ れたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とす る露光方法を提供する。 [0014] 本発明の第 5形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、 並列に配置された複数の第 1ミラー要素と、該複数の第 1ミラー要素に対応するよう に並列に配置された複数の第 2ミラー要素と、前記複数の第 1ミラー要素と前記複数 の第 2ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記リレーミラーは、前記複数の第 1ミラー要素の 1つと前記複数の第 2ミラー要素 の 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第 1ミラ 一要素の 1つを介して集光した光を対応する第 2ミラー要素上またはその近傍にて再 度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。
[0015] 本発明の第 6形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、 並列に配置された複数の第 1ミラー要素と、該複数の第 1ミラー要素に対応するよう に並列に配置された複数の第 2ミラー要素と、前記複数の第 1ミラー要素と前記複数 の第 2ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記第 1ミラー要素、前記第 2ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の 入射角は、 20度以内であることを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。
[0016] 本発明の第 7形態では、光源力 の光に基づいて被照射面を照明する照明光学装 ¾【こ; i l /、て、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された第 5形態または第 6形態の オプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
[0017] 本発明の第 8形態では、第 7形態の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置さ れたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供す る。
[0018] 本発明の第 9形態では、第 7形態の照明光学装置を介して前記被照射面に配置さ れたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とす る露光方法を提供する。
[0019] 本発明の第 10形態では、第 3形態または第 8形態に記載の露光装置を用いて、前 記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とす るデバイスの製造方法を提供する。 発明の効果
[0020] 本発明の典型的な形態にしたがうオプティカルインテグレータでは、互いに対応す るように並列配置された複数の第 1凹面反射鏡要素 (第 1集光要素）と複数の第 2凹 面反射鏡要素 (第 2集光要素)との間の光路中に配置されたリレー光学系が、複数の 第 1凹面反射鏡要素の 1つと複数の第 2凹面反射鏡要素の 1つとがそれぞれ一対一 に対応した結像関係を有するように、複数の第 1凹面反射鏡要素の 1つを介して集 光した光を対応する第 2凹面反射鏡要素上またはその近傍にて再度集光する。した がって、本発明のオプティカルインテグレータでは、その入射面と射出面との間隔、 すなわち複数の第 1凹面反射鏡要素と複数の第 2凹面反射鏡要素との間隔が、複数 の第 1凹面反射鏡要素の焦点距離に依存することなく比較的自由に設定可能である 。その結果、複数の第 1凹面反射鏡要素に対して大きな入射角で光を入射させなく ても、光束と光学部材との干渉を避けることが容易であり、ひいては光の斜め入射に 起因する収差の発生や反射膜における反射率の低下などを抑えることができる。
[0021] 換言すれば、本発明では、たとえば収差の発生や反射膜における反射率の低下を 招くことなぐ入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型の オプティカルインテグレータを実現することができる。また、本発明の照明光学装置で は、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルインテグレータを用 ヽ て、所望の照明条件で被照射面を照明することができる。また、本発明の露光装置 および露光方法では、所望の照明条件で被照射面としてのマスクを照明する照明光 学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投影露光を行うことにより良好なデ バイスを製造することができる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]本発明の第 1実施形態に力かる露光装置の全体構成を概略的に示す図である
[図 2]図 1の光源および照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す 図である。
[図 3]第 1実施形態における 1回の走査露光を概略的に説明する図である。
[図 4]第 1実施形態にカゝかるオプティカルインテグレータの構成および作用を概略的 に示す図である。
[図 5]図 4のオプティカルインテグレータを構成する第 1フライアイミラーの入射面およ び第 2フライアイミラーの入射面の構成を光の進行方向から見て概略的に示す図で ある。
[図 6]第 1実施形態における σ値可変技術について概略的に説明する図である。
[図 7]図 6のターレット板に複数の開口絞りが設けられた様子を概略的に示す図であ る。
[図 8]第 1実施形態における変形照明技術について概略的に説明する図である。
[図 9]変形照明により照明瞳に形成される 4極状の二次光源および 2極状の二次光源 を概略的に示す図である。
[図 10]本発明の第 2実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 11]第 2実施形態における 1回の走査露光を概略的に説明する図である。
[図 12]図 10のオプティカルインテグレータを構成する第 1フライアイ部材の入射面お よび従来例における第 1フライアイ部材の入射面の構成を光の進行方向から見て概 略的に示す図である。
[図 13]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ャートであ る。
[図 14]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ャートである
[図 15]特許文献 1に開示されている従来の反射型のオプティカルインテグレータの不 都合を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図 1は、本発明の第 1実施 形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。また、図 2は、図 1の光 源および照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。図 1 において、投影光学系の光軸方向すなわち感光性基板であるウェハ Wの面の法線 方向に沿って Ζ軸を、ウェハ Wの面内において図 1の紙面に平行な方向に Υ軸を、ゥ ェハ Wの面内にぉ ヽて図 1の紙面に垂直な方向に X軸をそれぞれ設定して 、る。第 1実施形態では、レーザプラズマ光源を備えた EUVL露光装置に対して本発明を適 用している。
[0024] 図 1を参照すると、第 1実施形態の露光装置は、露光光を供給するための光源とし て、たとえばレーザプラズマ光源 1を備えている。光源 1から射出された光は、波長選 択フィルタ (不図示)を介して、照明光学系 2に入射する。ここで、波長選択フィルタは 、光源 1が供給する光から、所定波長（たとえば 13. 4nmまたは 11. 5nm)の EUV光 だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィル タを透過した EUV光 3は、照明光学系 2および光路偏向鏡としての平面反射鏡 4を 介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル) Mを照明する。
[0025] マスク Mは、そのパターン面が XY平面に沿って延びるように、 Y方向に沿って移動 可能なマスクステージ 5によって保持されている。そして、マスクステージ 5の移動は、 レーザ干渉計 6により計測されるように構成されている。照明されたマスク Mのパター ンカもの光は、反射型の投影光学系 PLを介して、感光性基板であるウエノ、 W上にマ スクパターンの像を形成する。すなわち、ウェハ W上には、後述するように、たとえば Y軸に関して対称な円弧状の静止露光領域 (実効露光領域)が形成される。
[0026] ゥ ハ Wは、その露光面が XY平面に沿って延びるように、 X方向および Y方向に沿 つて二次元的に移動可能なウェハステージ 7によって保持されている。なお、ウェハス テージ 7の移動は、マスクステージ 5と同様に、レーザ干渉計 8により計測されるように 構成されている。こうして、マスクステージ 5およびウェハステージ 7を Y方向に沿って 移動させながら、すなわち投影光学系 PLに対してマスク Mおよびウエノ、 Wを Y方向 に沿って相対移動させながら走査露光 (スキャン露光）を行うことにより、ウェハ Wの 1 つの矩形状のショット領域にマスク Mのパターンが転写される。
[0027] このとき、投影光学系 PLの投影倍率 (転写倍率)が例えば 1Z4である場合、ウェハ ステージ 7の移動速度をマスクステージ 5の移動速度の 1Z4に設定して同期走査を 行う。また、ウエノ、ステージ 7を X方向および Y方向に沿って二次元的に移動させなが ら走查露光を繰り返すことにより、ウェハ Wの各ショット領域にマスク Mのパターンが 逐次転写される。
[0028] 図 2を参照すると、レーザプラズマ光源 1では、レーザ光源 11から発した光 (非 EU V光）が集光レンズ 12を介して気体ターゲット 13上に集光する。ここで、たとえばキセ ノン (Xe)カゝらなる高圧ガスがノズル 14より供給され、ノズル 14から噴射されたガスが 気体ターゲット 13を形成する。気体ターゲット 13は、集光されたレーザ光によりエネ ルギーを得てプラズマ化し、 EUV光を発する。なお、気体ターゲット 13は、楕円反射 鏡 15の第 1焦点に位置決めされている。
[0029] したがって、レーザプラズマ光源 1から放射された EUV光は、楕円反射鏡 15の第 2 焦点に集光する。一方、発光を終えたガスはダクト 16を介して吸引されて外部へ導 かれる。楕円反射鏡 15の第 2焦点に集光した EUV光は、凹面反射鏡 17を介してほ ぼ平行光束となり、オプティカルインテグレータ OPに入射する。オプティカルインテグ レータ OPは、一対のフライアイミラー 18および 20と、その間の光路中に配置されたリ レー光学系としての凹面反射鏡 19とにより構成されているが、その詳細な構成およ び作用につ 、ては後述する。
[0030] オプティカルインテグレータ OP (18〜20)に入射した光束は、第 2フライアイミラー 2 0の反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ OPの射出面の近傍に、所 定の形状を有する実質的な面光源に次光源)を形成する。ここで、実質的な面光源 は、照明光学系 2の射出瞳位置またはその近傍、すなわち投影光学系 PLの入射瞳 と光学的に共役な面またはその近傍に形成される。実質的な面光源力もの光は、凸 面反射鏡 21と凹面反射鏡 22とにより構成された導光光学系としてのコンデンサ光学 系（21, 22)を介して、照明光学系 2から射出される。
[0031] 照明光学系 2から射出された光は、平面反射鏡 4により偏向された後、マスク Mに ほぼ平行に且つ近接して配置された視野絞り（不図示)の円弧状の開口部 (光透過 部）を介して、マスク M上に円弧状の照明領域を形成する。このように、光源 1 (11〜 16)、照明光学系 2 (17〜22)、平面反射鏡 4および視野絞り（不図示）は、所定のパ ターンが設けられたマスク Mをケーラー照明するための照明光学装置を構成してい る。
[0032] 照明されたマスク Mのパターンからの光は、投影光学系 PLを介して、ウェハ W上の 円弧状の静止露光領域にマスクパターンの像を形成する。投影光学系 PLは、マスク Mのパターンの中間像を形成するための第 1反射結像光学系と、マスクパターンの 中間像の像 (マスク Mのパターンの二次像)をウェハ W上に形成するための第 2反射 結像光学系とにより構成されている。第 1反射結像光学系は 4つの反射鏡 M1〜M4 により構成され、第 2反射結像光学系は 2つの反射鏡 M5および M6により構成され ている。また、投影光学系 PLはウェハ側 (像側）にテレセントリックな光学系である。
[0033] 図 3は、第 1実施形態における 1回の走査露光を概略的に説明する図である。図 3 を参照すると、 1回の走査露光 (スキャン露光）によりゥヱハ Wの矩形状の 1つのショッ ト領域 SRにマスク Mのパターンを転写する際に、 Y軸に関して対称な円弧状の静止 露光領域 (実効露光領域) ERは、図中実線で示す走査開始位置から図中破線で示 す走査終了位置まで移動する。
[0034] 図 4は、第 1実施形態にカゝかるオプティカルインテグレータの構成および作用を概 略的に示す図である。図 4を参照すると、第 1実施形態のオプティカルインテグレータ OPは、並列に配置された複数の第 1凹面反射鏡要素 (第 1ミラー要素;第 1集光要素 ) 18aからなる第 1フライアイミラー 18と、複数の第 1凹面反射鏡要素 18aに対応する ように並列に配置された複数の第 2凹面反射鏡要素 (第 2ミラー要素;第 2集光要素） 20aからなる第 2フライアイミラー 20と、一対のフライアイミラー 18と 20との間の光路 中に配置されたリレー光学系としての凹面反射鏡 (リレーミラー） 19とにより構成され ている。なお、図 4では、図面の明瞭化のために、コンデンサ光学系（21, 22)を 1つ の凹面反射鏡で表わすとともに、一対のフライアイミラー 18, 20を構成する凹面反射 鏡要素 18a, 20aの数を実際よりもかなり少なく表わしている。
[0035] 第 1フライアイミラー 18は、図 5 (a)に示すように、円弧状の外形形状を有する第 1凹 面反射鏡要素 18aを縦横に且つ稠密に配置することにより構成されている。一方、第 2フライアイミラー 20は、図 5 (b)に示すように、矩形状の外形形状を有する第 2凹面 反射鏡要素 20aを縦横に且つほぼ稠密に配置することにより構成されている。すな わち、第 1凹面反射鏡要素 18aと第 2凹面反射鏡要素 20aとでは光学面 (反射面)の 外形形状が互いに異なっている。また、第 1凹面反射鏡要素 18aの並列配置の形態 と第 2凹面反射鏡要素 20aの並列配置の形態とが互いに異なっている力 この点に ついては後述する。なお、オプティカルインテグレータ OPに入射する光束の断面形 状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるために光の進行方向から見た第 1フ ライアイミラー 18の外形は円形状に近い形状になっている（図 5 (a)を参照)。
[0036] 第 1実施形態では、第 1凹面反射鏡要素 18a、第 2凹面反射鏡要素 20a、および凹 面反射鏡 19がそれぞれトーリックミラーとして構成されている。すなわち、凹面反射鏡 要素 18aおよび 20aでは、図 4の紙面に平行な方向に関する焦点距離と、図 4の紙 面に垂直な方向に関する焦点距離とが異なっている。また、リレー光学系としての凹 面反射鏡 19は、図 4の紙面に平行な方向と図 4の紙面に垂直な方向とで互 、に異な る焦点距離を有し、ひいてはこれらの 2つの方向で互いに異なる物像間距離を有す る。
[0037] 第 1実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、図中実線で示すように、第 1 フライアイミラー 18に平行光束が入射すると、入射光束は個々の第 1凹面反射鏡要 素 18aにより波面分割される。そして、各第 1凹面反射鏡要素 18aにより反射された 光束は、一旦集光した後に、リレー光学系としての凹面反射鏡 19を介して、対応する 各第 2凹面反射鏡要素 20aの反射面上またはその近傍の 1点に集光する。こうして、 オプティカルインテグレータ OPの射出面またはその近傍には、実質的な面光源が形 成される。
[0038] ただし、上述したように第 1凹面反射鏡要素 18aはトーリックミラーとして構成されて いるので、第 1凹面反射鏡要素 18aにより反射された光束が図 4の紙面に平行な面 内で 1点に集光する位置と図 4の紙面に垂直な面内で 1点に集光する位置とは異な る。各第 2凹面反射鏡要素 20aの反射面上またはその近傍の 1点に集光した光束、 すなわち実質的な面光源を構成する各光源力もの光束は、コンデンサ光学系（21, 22)を介して、被照射面であるマスク M上の円弧状の照明領域を重畳的に照明する
[0039] このように、凹面反射鏡 (リレー光学系） 19は、第 1フライアイミラー 18を構成する複 数の第 1凹面反射鏡要素 18aの 1つと第 2フライアイミラー 20を構成する複数の第 2 凹面反射鏡要素 20aの 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように 、複数の第 1凹面反射鏡要素 18aの 1つを介して集光した光を対応する第 2凹面反 射鏡要素 20a上またはその近傍にて再度集光する。具体的に、図 5 (a)中の最も左 側の列の 8つの第 1凹面反射鏡要素 18al〜18a8に着目すると、上側の 4つの第 1 凹面反射鏡要素 18al〜18a4は、図 5 (b)中の最も左側の列の 4つの第 2凹面反射 鏡要素 20al〜20a4にそれぞれ対応して!/、る。
[0040] また、下側の 4つの第 1凹面反射鏡要素 18a5〜18a8は、図 5 (b)中の最も左側か ら二番目の列の 4つの第 2凹面反射鏡要素 20a5〜20a8にそれぞれ対応している。 このように、第 1フライアイミラー 18の 1列分の第 1凹面反射鏡要素 18aが第 2フライア イミラー 20の 2列分の第 2凹面反射鏡要素 20aに対応しているので、第 1フライァイミ ラー 18は 8列構成であるのに対し、第 2フライアイミラー 20は 16列構成になっている
[0041] 一方、各第 1凹面反射鏡要素 18aの反射面上の 1点力も発した光束は、図中破線 で示すように、リレー光学系としての凹面反射鏡 19を介して一旦集光した後に、対応 する各第 2凹面反射鏡要素 20aにそれぞれ入射する。ここで、上述したように凹面反 射鏡 19もトーリックミラーとして構成されているので、凹面反射鏡 19により反射された 光束が図 4の紙面に平行な面内で 1点に集光する位置と図 4の紙面に垂直な面内で 1点に集光する位置とは異なる。各第 2凹面反射鏡要素 20aで反射された光束は、コ ンデンサ光学系（21 , 22)を介して、マスク M上の円弧状の照明領域内の 1点に集光 する。このように、第 1実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、第 1フライアイ ミラー 18を構成するすべての第 1凹面反射鏡要素 18aの反射面力 マスク Mのバタ ーン面とそれぞれ共役に配置されている。
[0042] ところで、第 1フライアイミラー 18を構成する第 1凹面反射鏡要素 18aが円弧状の外 形形状を有するのは、マスク M上において円弧状の照明領域を効率良く照明するた めである。また、第 2フライアイミラー 20を構成する第 2凹面反射鏡要素 20aが縦長の 矩形状の外形形状を有するのは、第 2凹面反射鏡要素 20aの反射面上またはその 近傍に形成される光源像が縦長の楕円形状になるからである。光源のェテンデュが 装置のェテンデュに近い場合、このように構成することにより光エネルギの伝達効率 を改善することができる。また、第 2フライアイミラー 20を構成する複数の第 2凹面反 射鏡要素 20aの間に隙間を設けて、個々の第 2凹面反射鏡要素 20aの位置合わせ を行う際の調整シ口にすること、すなわち個々の第 2凹面反射鏡要素 20aの位置調 整を可能にすることが好まし 、。 [0043] 以上のように、第 1実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、第 1フライアイミ ラー 18と第 2フライアイミラー 20との間の光路中にリレー光学系としての凹面反射鏡 1 9が配置されている。そして、凹面反射鏡 (リレー光学系） 19は、第 1フライアイミラー 1 8を構成する複数の第 1凹面反射鏡要素 18aの 1つと第 2フライアイミラー 20を構成 する複数の第 2凹面反射鏡要素 20aの 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係 を有するように、複数の第 1凹面反射鏡要素 18aの 1つを介して集光した光を対応す る第 2凹面反射鏡要素 20a上またはその近傍にて再度集光している。
[0044] したがって、第 1実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、その入射面と射 出面との間隔、すなわち第 1フライアイミラー 18と第 2フライアイミラー 20との間隔が、 第 1フライアイミラー 18の焦点距離に依存することなく比較的自由に設定可能である 。その結果、第 1フライアイミラー 18を構成する各第 1凹面反射鏡要素 18aに対して 大きな入射角で光を入射させなくても、光束と光学部材との干渉を避けることが容易 であり、ひいては光の斜め入射に起因する収差の発生や反射膜における反射率の 低下などを抑えることができる。
[0045] 換言すれば、第 1実施形態では、たとえば収差の発生や反射膜における反射率の 低下を招くことなぐ入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分 割型のオプティカルインテグレータ OPを実現することができる。また、第 1実施形態 の照明光学装置では、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルィ ンテグレータ OPを用いて、所望の照明条件で被照射面としてのマスク Mを照明する ことができる。また、第 1実施形態の露光装置では、所望の照明条件で被照射面とし てのマスク Mを照明する照明光学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投 影露光を行うことができる。
[0046] ところで、第 1実施形態では、上述したように、第 1フライアイミラー 18を構成するす ベての第 1凹面反射鏡要素 18aの反射面が、マスク Mのパターン面（ひいてはウェハ Wの露光面）とそれぞれ共役に設定されている。したがって、従来技術にしたがって 照明効率を高めようとすると、第 1凹面反射鏡要素 18aにはマスク Mの照明領域 (ひ V、てはウェハ Wの静止露光領域 ER)の外形と相似な細長!/、円弧状の外形（図 3を参 照）が求められる。一方、上述したように、オプティカルインテグレータ OPに入射する 光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるには光の進行方向か ら見た第 1フライアイミラー 18の外形として円形状に近い形状（図 5 (a)を参照）が求 められる。
[0047] なお、第 1フライアイミラー 18では、所要の波面分割効果を得るために、第 1凹面反 射鏡要素 18aを横方向にも縦方向にも十分な数だけ並列配置することが必要である 。このため、従来技術のように第 1凹面反射鏡要素 18aの外形をウェハ Wの静止露光 領域 ERの外形と相似な細長い円弧状に設定すると、その外形の短手方向に沿って 並ぶ第 1凹面反射鏡要素の数が過多になり（後述する第 2実施形態に関する図 12 ( b)を参照）、第 1フライアイミラー 18の製造コストに、ひいてはオプティカルインテグレ ータ OPの製造コストに悪影響を与えることになる。
[0048] 第 1実施形態では、上述したように、第 1凹面反射鏡要素 18a、第 2凹面反射鏡要 素 20a、および凹面反射鏡 19がそれぞれトーリックミラーとして構成されているので、 第 1凹面反射鏡要素 18aの外形をウェハ Wの静止露光領域 ERの外形とは縦横比の 異なる比較的幅広の円弧状に設定することができる。その結果、第 1実施形態の第 1 フライアイミラー 18では、図 5 (a)に示すように、円弧状の外形の短手方向（図中鉛直 方向）に沿って並ぶ第 1凹面反射鏡要素 18aの数が過多になることなぐ第 1フライア イミラー 18の製造コストを、ひいてはオプティカルインテグレータ OPの製造コストを抑 えることができる。
[0049] また、第 1実施形態では、上述したように、第 2凹面反射鏡要素 20aの反射面上ま たはその近傍に形成される光源像が縦長の楕円形状になるため、光エネルギの伝 達効率の改善のために第 2フライアイミラー 20を構成する第 2凹面反射鏡要素 20a が縦長の矩形状の外形形状を有する。このため、従来技術にしたがって第 1凹面反 射鏡要素 18aの並列配置の形態と同じ形態で第 2凹面反射鏡要素 20aを並列配置 すると、光の進行方向力 見た第 2フライアイミラー 20の外形が矩形状の第 2凹面反 射鏡要素 20aの長手方向（図 5 (b)中の鉛直方向）に沿って非常に細長くなつてしま
[0050] 第 1実施形態では、上述したように、第 1凹面反射鏡要素 18aの並列配置の形態と 第 2凹面反射鏡要素 20aの並列配置の形態とが互いに異なっている。具体的には、 第 1フライアイミラー 18の 1列分の第 1凹面反射鏡要素 18aが第 2フライアイミラー 20 の 2列分の第 2凹面反射鏡要素 20aに対応し、第 1フライアイミラー 18が 8列構成で あるのに対して第 2フライアイミラー 20は 16列構成になっている。その結果、第 1実施 形態の第 2フライアイミラー 20では、図 5 (b)に示すように、光の進行方向力も見た第 2フライアイミラー 20の外形が第 1フライアイミラー 18と同様に円形状に近い形状にな つている。
[0051] なお、上述の第 1実施形態に力かる EUVL露光装置では、 EUV光を供給するため の光源としてレーザプラズマ光源を用いている。し力しながら、これに限定されること なぐ EUV光を供給する他の適当な光源、たとえばシンクロトロン放射（SOR)光源な どを用 、ることもできる。
[0052] 次に、図 6を参照して、上述の第 1実施形態に力かる EUVL露光装置において、ォ プティカルインテグレータ OPの射出面近傍 (第 2フライアイミラー 20の射出面近傍） に形成される二次光源 (照明瞳に形成される光強度分布)の大きさを変化させ、ひい ては σ値 (またはコヒーレンスファクター）を変化させる σ値可変技術について説明す る。なお、 σ値とは、照明光学系 2 (17〜22)のマスク側開口数を NA1とし、投影光 学系 PLのマスク側開口数を ΝΑ2とすると、 σ =NAlZNA2で定義される値である
[0053] ウェハ Wに転写するパターンの微細度やウェハ Wに転写するパターンのプロセスに よっては、 σ値 (照明光学系 2のマスク側開口数を NA1と投影光学系 PLのマスク側 開口数 NA2投影系 6の開口数との比 σ =ΝΑ1ΖΝΑ2)を可変にして、投影光学系 PLの解像力や焦点深度等を調整することが必要になる。このため、図 6に示すように 、ウェハステージ 7 (図 6では不図示）に順次載置されるウェハ毎の露光条件に関する 露光情報 (露光情報を含むウェハの搬送マップ等）、及びマスクステージ 5 (図 6では 不図示)上に順次載置される各種マスクの載置情報が、コンソール等の入力装置 (不 図示）を介して、制御部 CRに入力される。
[0054] 制御部 CRは、ウェハステージ 7上にウェハ Wが載置される毎に、入力装置からの入 力情報に基づいて、 σ値を変更するか否かを判別する。制御部 CRは、 σ値を変更 する必要があると判断すると、駆動部 DR1を駆動させて、第 2フライアイミラー 20の反 射面の近傍に配置された円形照明用開口絞り 24eを、開口径の異なる別の円形照 明用開口絞りと交換する。これにより、様々な露光条件のもとで適切な露光が達成で きる。なお、開口絞りの切り換えには、ターレット方式やスライド方式などを利用するこ とができる。以下、開口絞りの切り換えにターレット方式を適用した例を説明する。
[0055] 図 6を参照すると、駆動部 DR1の作用により所定の回転軸 23aを中心として回転可 能なターレット板 23が設けられている。ターレット板 23には、図 7に示すように、開口 部（光透過部）の形状や大きさが互いに異なる複数（図 7では例示的に 6つ）の開口 絞り 24a〜24fが設けられている。図 7では、ノ、ツチングを施した領域力 各開口絞り の開口部に対応している。具体的に、開口絞り 24aは輪帯状の開口部 24aaを有する 輪帯照明用開口絞りであり、開口絞り 24bおよび 24eは互いに開口径の異なる円形 状の開口部 24baおよび 24eaを有する円形照明用開口絞りである。
[0056] また、開口絞り 24cは 4つの扇形の開口部 24ca〜24cdを有する 4極照明用開口絞 りであり、開口絞り 24dは 4つの円形状の開口部 24da〜24ddを有する 4極照明用開 口絞りである。そして、開口絞り 24fは、開口絞り 24aとは異なる輪帯比の開口部 24f aを有する輪帯照明用開口絞りである。輪帯比の定義や、輪帯照明用開口絞り 24a, 24fおよび 4極照明用開口絞 24c, 24dの用途については後述する。なお、ターレツ ト板 23に設ける開口絞りの数、配置、開口部の形状および大きさなどについては、様 々な変形例が可能である。
[0057] 開口絞り 24の切り換えにターレット方式やスライド方式などを利用する場合、第 2フ ライアイミラー 20の周囲において所要のスペースを確保する必要がある。図 4には、 第 1フライアイミラー 18と第 2フライアイミラー 20とが図中水平方向に沿ってほぼ同じ 位置に配置された構成が例示されているが、リレー光学系 19の介在により、第 1フラ ィアイミラー 18および第 2フライアイミラー 20の図中水平方向の位置については様々 な構成例が可能である。すなわち、第 1フライアイミラー 18を第 2フライアイミラー 20よ りも図中右側または左側に配置することが可能であり、ひいては第 2フライアイミラー 2 0の周囲にお!/、て所要のスペースを確保することができる（図 1の配置を参照）。 ヽず れにしても、リレー光学系（リレーミラー） 19の反射面の曲率中心は、第 1凹面反射鏡 要素 (第 1ミラー要素） 18aとリレー光学系 19との間または第 2凹面反射鏡要素 (第 2ミ ラー要素） 20aとリレー光学系 19との間に存在することになる。なお、リレー光学系 19 の反射面がトーリック面の時にも、互いに直交した 2方向での反射面の曲率中心は、 第 1凹面反射鏡要素と第 2凹面反射鏡要素との何れか一方とリレー光学系 19との間 に存在することが好ましい。
[0058] 一般に、照明瞳 (第 2フライアイミラー 20の射出面近傍）に形成されるほぼ円形状の 光強度分布を制限する円形状の開口部の大きさを切り換えて σ値を変化させると、ゥ ェハ Wやマスク Μ上に形成される円弧状の照明領域 (静止露光領域 ER)における照 明ムラ（照度ムラ)等の発生に伴って、照明状態が悪ィ匕することがある。しかしながら、 第 1実施形態では、上述したように、第 1フライアイミラー 18の焦点距離を小さく設定 した設計が可能であり、ひいては第 1凹面反射鏡要素 (第 1ミラー要素） 18aや第 2凹 面反射鏡要素 (第 2ミラー要素) 20aの外形形状を小さく設定することが可能である。 換言すれば、第 1実施形態では、オプティカルインテグレータ OPの波面分割面を小 さく設定することができるので、コリメートミラーである凹面反射鏡 17を交換しなくても 、 σ値の変化に起因する照明ムラの発生が良好に抑えられる。
[0059] 次に、図 8を参照して、上述の第 1実施形態に力かる EUVL露光装置において、照 明瞳 (第 2フライアイミラー 20の射出面近傍）に輪帯状や複数極状 (2極状、 4極状な ど)の光強度分布を形成して、投影光学系 PLの焦点深度や解像力を向上させる変 形照明技術について説明する。図 8 (a)を参照すると、コリメートミラーとしての凹面反 射鏡 17と第 1フライアイミラー 18との間の照明光路に対して、輪帯光束変換ユニット としての反射型円錐アキシコン系 25が揷脱可能に設けられている。円錐アキシコン 系 25は、円形状の断面を有する EUV光束を、輪帯状 (リング状)の断面を有する EU V光束に変換する機能を有する。
[0060] 図 8 (b)に示すように、円錐アキシコン系 25は、光の入射順に、凸円錐面状の反射 面 25aaを有する第 1反射部材 25aと、第 1反射部材 25aの反射面 25aaと相補的な 凹円錐面から輪帯状の回転対称領域を切り取って得られる輪帯円錐面状の反射面 25baを有する第 2反射部材 25b (図面の明瞭ィ匕のために本体の図示を省略）とによ り構成されている。そして、第 1反射部材 25aおよび第 2反射部材 25bのうち少なくと も一方の部材が光軸 AXに沿って移動可能に構成され、第 1反射部材 25aの反射面 25aaと第 2反射部材 25bの反射面 25baとの間隔が可変に構成されている。
[0061] したがって、円形状の断面を有する EUV光束 Lcが円錐アキシコン系 25に入射す ると、円形状の EUV光束 Lcは第 1反射部材 25aの凸円錐面状の反射面 25aaにより 放射状に反射されて輪帯状の光束に変換され、第 2反射部材 25bの凸円錐面状の 反射面 25baを介して輪帯状の EUV光束 Laiとなって、オプティカルインテグレータ OPの第 1フライアイミラー 18へ導かれる。第 2反射部材 25bが図中破線で示す位置 に移動して、第 1反射部材 25aの反射面 25aaと第 2反射部材 25bの反射面 25baと の間隔が拡がると、外径および内径の大きい輪帯状の EUV光束 La2となって、ォプ ティカルインテグレータ OPの第 1フライアイミラー 18へ導かれる。
[0062] こうして、反射型円錐アキシコン系 25の作用により、照明瞳 (第 2フライアイミラー 20 の射出面近傍)に輪帯状の光強度分布 (二次光源)が形成される。一般に、第 1反射 部材 25aの反射面 25aaと第 2反射部材 25bの反射面 25baとの間隔が変化すると、 輪帯状の二次光源の幅 (輪帯状の二次光源の外径と内径との差の 1Z2)を一定に 保ちつつ、輪帯状の二次光源の外径（内径)が変化する。すなわち、円錐アキシコン 系 25の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比（内径 Z外径)および大きさ (外径） が変化する。なお、照明光路に対する円錐アキシコン系 25の揷脱及び照明光路に 沿った第 1反射部材 25aと第 2反射部材 25bとの相対移動は、制御部 CRの指令に 基づ!/、て動作する駆動部 DR2によって行われる。
[0063] 変形照明技術にお!、て、制御部 CRは、マスク Mやウェハ W上での照明条件を選 択するために必要な情報を入力するための入力装置 (不図示)からの入力情報に基 づいて、「第 1の輪帯照明」、「第 2の輪帯照明」、「第 1の通常円形照明」、「第 2の通 常円形照明」、「第 1の 4極照明」、及び「第 2の 4極照明」の選択を行う。なお、入力装 置は、ウェハ Wに転写するパターンの微細度やウェハ Wに転写するパターンのプロ セスに応じて、不図示の搬送装置によって順次載置されるウェハ毎の露光条件に関 する露光情報 (露光情報を含むウェハの搬送マップ等）、及びマスクステージ 5上に 順次載置される各種のマスクの載置情報を入力するためのものである。
[0064] ここで、「輪帯照明」とは、照明瞳 (第 2フライアイミラー 20の射出面近傍）に形成さ れる二次光源の形状を輪帯状にすることによって、反射型マスク Mおよびウエノ、 Wに 対して EUV光を斜め方向から照射して、投影光学系 PLが本来有する解像力及び 焦点深度を向上させるものである。また、「4極照明（一般には複数極照明）」とは、照 明瞳に形成される二次光源を、その中心から所定の距離だけ偏心した離散的な 4つ (一般には複数）の偏心光源にすることによって、反射型マスク Mおよびウェハ Wに 対して EUV光を斜め方向から照射して、投影光学系 PLが本来有する解像力及び 焦点深度を向上させるものである。また、「通常円形照明」とは、照明瞳に形成される 二次光源の形状をほぼ円形状にすることによって、最適な σ値のもとで反射型マスク Μおよびウェハ Wを照明するものである。
[0065] マスク Μ上での照明状態を通常円形照明に設定する場合、制御部 CRは、入力装 置力もの入力情報に基づいて、「第 1の通常円形照明」または「第 2の通常円形照明 」を選択する。ここで、「第 1の通常円形照明」と「第 2の通常円形照明」との違いは、 σ値が異なる点である。例えば、制御部 CRが「第 1の通常円形照明」を選択した場 合、照明瞳 (第 2フライアイミラー 20の射出面近傍）に形成される二次光源 (多数の光 源力もなる実質的な面光源）の位置に開口絞り 24eが位置するように、駆動部 DR1を 駆動してターレット板 23を回転させる。これと同時に、制御部 CRは、必要に応じて、 投影光学系 PL中の可変開口絞り（不図示)の開口径を変化させる。このとき、円錐ァ キシコン系 25が照明光路中に設定されている場合、制御部 CR駆動部 DR2を介して 円錐アキシコン系 25を照明光路力も退避させる。上述の設定状態のもとで、 EUV光 で反射型マスク Mのパターンを照明すると、適切な「第 1の通常円形照明」の条件 (適 切な σ値)のもとで、反射型マスク Μのパターンを、投影光学系 PLを介して感光性基 板 (ウェハ) Wに露光することができる。
[0066] また、制御部 CRが「第 2の通常円形照明」を選択した場合、照明瞳に形成される二 次光源の位置に開口絞り 24bが位置するように、駆動部 DR1を駆動してターレット板 23を回転させる。これと同時に、制御部 CRは、必要に応じて、投影光学系 PL中の 可変開口絞り（不図示）の開口径を変化させる。このとき、円錐アキシコン系 25が照 明光路中に設定されている場合、制御部 CR駆動部 DR2を介して円錐アキシコン系 25を照明光路力も退避させる。上述の設定状態のもとで、 EUV光で反射型マスク M のパターンを照明すると、適切な「第 2の通常円形照明」の条件 (第 1の通常円形照 明よりも大きな σ値)のもとで、反射型マスク Μのパターンを、投影光学系 PLを介して 感光性基板 (ウェハ) Wに露光することができる。
[0067] 次 、で、マスク M上での照明状態を各種の変形照明に設定する場合、制御部 CR は、入力装置力もの入力情報に基づいて、「第 1の輪帯照明」、「第 2の輪帯照明」、「 第 1の 4極照明」、および「第 2の 4極照明」のうちのいずれかに 1つを選択する。ここで 、「第 1の輪帯照明」と「第 2の輪帯照明」とでは、輪帯状の二次光源の輪帯比が異な る。また、「第 1の 4極照明」と「第 2の 4極照明」とでは、主として各極の面光源の形状 が異なる。すなわち、「第 1の 4極照明」における二次光源は 4つの扇状の領域に分 布し、「第 2の 4極照明」における二次光源は 4つの円形状の領域に分布している。
[0068] 例えば、「第 1の輪帯照明」が選択された場合、制御部 CRは、照明瞳に形成される 二次光源の位置に開口絞り 24aが位置するように、駆動部 DR1を駆動させてターレ ット板 23を回転させる。また、「第 2の輪帯照明」が選択された場合、制御部 CRは、 照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り 24fが位置するように、駆動部 DR1 を駆動させてターレット板 23を回転させる。また、「第 1の 4極照明」が選択された場合 、制御部 CRは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り 24cが位置するよう に、駆動部 DR1を駆動させてターレット板 23を回転させる。また、「第 2の 4極照明」 が選択された場合、制御部 CRは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り 24dが位置するように、駆動部 DR1を駆動させてターレット板 23を回転させる。
[0069] 4つの開口絞り（24a, 24c, 24d, 24f)のうちのいずれ力 1つが照明光路中に設定 すると同時に、制御部 CRは、必要に応じて、投影光学系 PL中の可変開口絞り（不 図示）の開口径を変化させる。次に、制御部 CRは、駆動部 DR2を介して、輪帯光束 変換ユニットとしての円錐アキシコン系 25の照明光路への設定及び円錐アキシコン 系 25の調整を行う。まず、円錐アキシコン系 25が照明光路中に設定されていない場 合、制御部 CRは、駆動部 DR2を介して円錐アキシコン系 25を照明光路中の所定位 置に設定する。
[0070] 次に、照明瞳に形成される二次光源の位置に設定された 4つの開口絞り (24a, 24 c, 24d, 24f)の内の 1つの開口絞りの開口部に対して輪帯状の光束が効率良く導 かれるように、制御部 CRは、駆動部 DR2を介して、円錐アキシコン系 25中の 2つの 反射部材（25a, 25b)の相対的な間隔を変化させる。これによつて、円錐アキシコン 系 25は、ほぼ円形状の入射光束を、適切な輪帯比を有する輪帯光束に変換するこ とができる。円錐アキシコン系 25の設定及び調整により、 4つの開口絞り（24a, 24c , 24d, 24f)の各開口部に応じた適切な輪帯比を有する二次光源が照明瞳に形成 され、高い照明効率のもとで反射マスク M及びウェハ Wを変形照明することができる
[0071] 一般に、ターレット板 23の回転によって照明光路中に設定される開口絞り（24a〜2 4f)を切り換える場合、ウェハ Wやマスク M上に形成される円弧状の照明領域 (静止 露光領域 ER)における照明ムラ等の発生に伴って、照明状態が悪ィ匕することがある 。し力しながら、第 1実施形態では、上述したように、オプティカルインテグレータ OP の波面分割面を小さく設定することができるので、コリメートミラーである凹面反射鏡 1 7を交換しなくても、開口絞り（24a〜24f)を切り換えに起因する照明ムラの発生が良 好に抑えられる。
[0072] なお、上述の説明では、入力装置を介して照明条件等の情報を制御部 CRに入力 しているが、反射マスク M上の情報を読み取る検知部を設けても良い。この場合、マ スク Mの回路パターン領域の外側に、例えばバーコード等で照明方法に関する情報 を記録する。検知部は、この照明条件に関する情報を読み取って、制御部 CRへ伝 達する。制御部 CRは、照明条件に関する情報に基づいて、駆動部 (DR1, DR2)を 制御する。
[0073] また、上述の説明では、 4極照明に際しても輪帯照明の場合と同様に、反射型円錐 アキシコン系 25を用いて輪帯状の二次光源を形成しているが、 4極光束変換ユニット としての反射型角錐アキシコン系（不図示）を用 、て 4極状の二次光源を形成するこ ともできる。四角錐アキシコン系は、たとえば凸四角錐面状の反射面を有する第 1反 射部材と、第 1反射部材の反射面と相補的な凹四角錐面から輪帯状の回転対称領 域を切り取って得られる輪帯四角錐面状の反射面を有する第 2反射部材とにより構 成される。こうして、四角錐アキシコン系の作用により、図 9 (a)に示すように、円形状 の瞳面（図中破線で示す）に 4極状の光強度分布（二次光源）が形成される。
[0074] 四角錐アキシコン系において第 1反射部材と第 2反射部材との間隔が変化すると、 4極状の二次光源の幅 (4極状の二次光源に外接する円の直径 (外径）と内接する円 の直径（内径）との差の 1Z2)を一定に保ちつつ、 4極状の二次光源の外径（内径） が変化する。すなわち、四角錐アキシコン系の作用により、 4極状の二次光源の輪帯 比（内径 Z外径)および大きさ (外径)が変化する。
[0075] 同様に、 2極光束変換ユニットとしての反射型 V溝アキシコン系（不図示）を用いて 2 極状の二次光源を形成することもできる。 V溝アキシコン系は、たとえば凸 V字状の反 射面を有する第 1反射部材と、第 1反射部材の反射面と相補的な凹 V字状から輪帯 状の回転対称領域を切り取って得られる輪帯 V字状の反射面を有する第 2反射部材 とにより構成される。こうして、 V溝アキシコン系の作用により、図 9 (b)に示すように、 円形状の瞳面（図中破線で示す）に 2極状の光強度分布 (二次光源)が形成される。
[0076] また、上述の説明では、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞りを設けて いる。し力しながら、これに限定されることなぐ場合によっては、開口絞りの設置を省 略することもできる。これは、第 1実施形態では、オプティカルインテグレータ OPの波 面分割面を小さく設定することができるので、円錐アキシコン系や四角錐アキシコン 系や V溝アキシコン系などを用いてほぼ所望形状の光強度分布 (二次光源)が照明 瞳に形成されるからである。ただし、フレアの影響を抑えるには、照明瞳に形成される 二次光源の位置に開口絞りを設けることが好ましい。なお、以上の第 1実施形態では 、 σ値の可変は開口径の大きさが異なる開口絞り（24b, 24e)を照明光路中に設定 した例を示したが、照明効率の向上を図るために、互いに異なる焦点距離を持つ複 数のコリメートミラー 17を交換可能に構成することも可能である。
[0077] ところで、第 1実施形態の照明光学系 2では、たとえば凹面反射鏡 17の反射面、第 1フライアイミラー 18の各第 1凹面反射鏡要素 (第 1ミラー要素） 18aの反射面、第 2フ ライアイミラー 20の各第 2凹面反射鏡要素 (第 2ミラー要素） 20aの反射面、および凹 面反射鏡 19の反射面に、 EUV光を反射させる多層膜が設けられている。一般に、 通常の多層膜からなる反射面において所要の反射率を確保するには、反射面に入 射する EUV光の入射角を 10度程度に抑えることが望ましい。
[0078] ただし、実際の露光装置では、多層膜の膜厚を厚くすることにより、入射角に応じた 所要の反射特性を得ることが行われている。多層膜の膜厚を少しずつ厚くすると、 10 度を超える入射角に対しても所要の反射率を確保することが可能になる。しかしなが ら、反射面に関する P偏光成分については、膜厚を厚くしても、入射角が 20度を超え ると、十分な反射率を確保することが困難になる。したがって、第 1実施形態の照明 光学系 2において所要の反射率を確保するには、 EUV光を反射する反射面に入射 する光の入射角を 20度以内に抑えることが重要である。
[0079] 図 10は、本発明の第 2実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図であ る。図 10 (a)において、投影光学系 PLの光軸 AX方向すなわち感光性基板であるゥ ヱハ Wの面の法線方向に沿って Y軸を、ゥヱハ Wの面内において図 10の紙面に平 行な方向に Z軸を、ウェハ Wの面内にお!、て図 10の紙面に垂直な方向に X軸をそれ ぞれ設定している。第 2実施形態では、たとえば 193nmの波長の光を供給する ArF エキシマレーザ光源または 248nmの波長の光を供給する KrFエキシマレーザ光源 を備えた露光装置に対して本発明を適用している。
[0080] 図 10 (a)を参照すると、第 2実施形態の露光装置は、露光光 (照明光)を供給する ための光源 31を備えて!/、る。 ArFエキシマレーザ光源または KrFエキシマレーザ光 源のような光源 31から射出された光は、整形光学系 32を介して所要の断面形状の 光束に拡大された後、光路折り曲げミラー 33で反射されてフライアイレンズ 34に入射 する。フライアイレンズ 34に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより二次元的 に分割され、その後側焦点面またはその近傍に多数の光源を形成する。
[0081] フライアイレンズ 34の後側焦点面またはその近傍に形成された多数の光源からの 光束は、リレーレンズ 35を介して、オプティカルインテグレータ OPの入射面を重畳的 に照明する。オプティカルインテグレータ OPは、一対のフライアイ部材 36および 37と 、その間の光路中に配置されたリレー光学系 38とにより構成されているが、その詳細 な構成および作用につ ヽては後述する。オプティカルインテグレータ OP (36〜38) に入射した光束は、第 2フライアイ部材の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ OPの射出面の近傍に、所定の形状を有する実質的な面光源（二次光源)を形成す る。
[0082] ここで、実質的な面光源は、照明光学系（32〜39)の射出瞳位置またはその近傍 、すなわち投影光学系 PLの入射瞳と光学的に共役な面またはその近傍に形成され る。実質的な面光源からの光は、導光光学系としてのコンデンサ光学系 39を介して、 所定のパターンが形成されたマスク Mを重畳的に照明する。マスク Mには転写すベ きパターンが形成されており、パターン領域全体のうち X方向に沿って長辺を有し且 つ Z方向に沿って短辺を有する矩形状 (スリット状)のパターン領域が照明される。マ スク Mのパターンを透過した光束は、投影光学系 PLを介して、感光性基板であるゥ ェハ W上にマスク Mのパターン像を形成する。
[0083] すなわち、マスク M上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハ W 上においても X方向に沿って長辺を有し且つ Z方向に沿って短辺を有する矩形状の 静止露光領域 (実効露光領域）にパターン像が形成される。こうして、図 11に示すよ うに、いわゆるステップ'アンド'スキャン方式にしたがって、投影光学系 PLの光軸 AX と直交する平面 (XZ平面）内において、 Z方向（走査方向）に沿ってマスク Mとウェハ Wとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハ W上には静止露光領域 ERの X 方向寸法に等 、幅を有し且つウェハ Wの走査量 (移動量）に応じた長さを有するシ ヨット領域 (露光領域) SRに対してマスクパターンが走査露光される。
[0084] 図 10 (a)および (b)を参照すると、第 2実施形態のオプティカルインテグレータ OP は、並列に配置された複数の第 1正レンズ要素 (第 1集光要素） 36aからなる第 1フラ ィアイ部材 36と、複数の第 1正レンズ要素 36aに対応するように並列に配置された複 数の第 2正レンズ要素 (第 2集光要素） 37aからなる第 2フライアイ部材 37と、一対の フライアイ部材 36と 37との間の光路中に配置されたリレー光学系 38とにより構成され ている。なお、図 10では、図面の明瞭化のために、一対のフライアイ部材 36, 37を 構成する正レンズ (正単レンズ)要素 36a, 37aの数を実際よりもかなり少なく表わして いる。
[0085] 第 1フライアイ部材 36は、図 12 (a)に示すように、矩形状の外形形状を有する第 1 正レンズ要素 36aを縦横に且つ稠密に配置することにより構成されている。また、図 示を省略したが、第 2フライアイ部材 37も、第 1フライアイ部材 36と同様の並列配置 形態にしたがって、矩形状の外形形状を有する第 2正レンズ要素 37aを縦横に且つ 稠密に配置することにより構成されている。なお、オプティカルインテグレータ OPに 入射する光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるために光の 進行方向から見た第 1フライアイ部材 36の外形は円形状に近い形状になっている（ 図 12 (a)を参照）。また、図 10ではリレー光学系 38を正 '負 ·正の 3枚のレンズで構成 した例を示したが、リレー光学系 38を正単レンズにより構成することもできる。さらに、 リレー光学系を複数のレンズ群、たとえば正'負 '正のレンズ群構成とすることもできる
[0086] 第 2実施形態では、第 1正レンズ要素 36a、第 2正レンズ要素 37a、およびリレー光 学系 38がそれぞれトーリックレンズとして構成されている。すなわち、第 1正レンズ要 素 36aおよび第 2正レンズ要素 37aでは、 YZ平面に関する焦点距離と XY平面に関 する焦点距離とが異なっている。また、リレー光学系 38は、 YZ平面と XY平面とで互 いに異なる焦点距離を有し、ひいてはこれらの 2つの方向で互いに異なる物像間距 離を有する。
[0087] 第 2実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、第 1フライアイ部材 37に平行 光束が入射すると、図 10中実線で示すように、入射光束は個々の第 1正レンズ要素 36aにより波面分割される。そして、各第 1正レンズ要素 36aを介した光束は、ー且集 光した後に、リレー光学系 38を介して、対応する各第 2正レンズ要素 37a上またはそ の近傍の 1点に集光する。こうして、オプティカルインテグレータ OPの射出面または その近傍には、実質的な面光源が形成される。
[0088] ただし、上述したように第 1正レンズ要素 36aはトーリックレンズとして構成されてい るので、第 1正レンズ要素 36aを介した光束が YZ平面内で 1点に集光する位置と XY 平面内で 1点に集光する位置とは異なる。各第 2正レンズ要素 37a上またはその近傍 の 1点に集光した光束、すなわち実質的な面光源を構成する各光源からの光束は、 コンデンサ光学系 39を介して、被照射面であるマスク M上の矩形状の照明領域を重 畳的に照明する。
[0089] このように、リレー光学系 38は、第 1フライアイ部材 36を構成する複数の第 1正レン ズ要素 36aの 1つと第 2フライアイ部材 37を構成する複数の第 2正レンズ要素 37aの 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第 1正レンズ要 素 36aの 1つを介して集光した光を対応する第 2正レンズ要素 37a上またはその近傍 にて再度集光する。一方、各第 1正レンズ要素 36a上の 1点力も発した光束は、図 5 中破線で示すように、リレー光学系 38を介して一旦集光した後に、対応する各第 2正 レンズ要素 37aにそれぞれ入射する。
[0090] ここで、上述したようにリレー光学系 38もトーリックレンズ (トーリック光学系）として構 成されているので、リレー光学系 38を介した光束が YZ平面内で 1点に集光する位置 と XY平面内で 1点に集光する位置とは異なる。各第 2正レンズ要素 37aを介した光 束は、コンデンサ光学系 39を介して、マスク M上の矩形状の照明領域内の 1点に集 光する。このように、第 2実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、第 1フライ アイ部材 36を構成するすべての第 1正レンズ要素 36aが、マスク Mのパターン面とそ れぞれ共役に配置されている。第 1フライアイ部材 36を構成する第 1正レンズ要素 36 aが矩形状の外形形状を有するのは、マスク M上において矩形状の照明領域を効率 良く照明するためである。
[0091] 以上のように、第 2実施形態のオプティカルインテグレータ OPでは、第 1フライアイ 部材 36と第 2フライアイ部材 37との間の光路中にリレー光学系 38が配置されている 。そして、リレー光学系 38は、第 1フライアイ部材 36を構成する複数の第 1正レンズ 要素 36aの 1つと第 2フライアイ部材 37を構成する複数の第 2正レンズ要素 37aの 1 つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第 1正レンズ要 素 36aの 1つを介して集光した光を対応する第 2正レンズ要素 37a上またはその近傍 にて再度集光している。その結果、第 2実施形態においても、第 1フライアイ部材 36と 第 2フライアイ部材 37との間隔が第 1フライアイ部材 36の焦点距離に依存することな く比較的自由に設定可能である。
[0092] 第 2実施形態では、上述したように、第 1フライアイ部材 36を構成するすべての第 1 正レンズ要素 36aが、マスク Mのパターン面（ひいてはウェハ Wの露光面）とそれぞれ 共役に設定されている。したがって、従来技術にしたがって照明効率を高めようとす ると、第 1正レンズ要素 36aにはマスク Mの照明領域（ひいてはウェハ Wの静止露光 領域 ER)の外形と相似な細長!/、矩形状の外形（図 11を参照）が求められる。一方、 上述したように、オプティカルインテグレータ OPに入射する光束の断面形状がほぼ 円形状であるため、照明効率を高めるには光の進行方向力 見た第 1フライアイ部材 36の外形として円形状に近い形状（図 12 (a)を参照）が求められる。 [0093] なお、第 1フライアイ部材 36では、所要の波面分割効果を得るために、第 1正レン ズ要素 36aを横方向にも縦方向にも十分な数だけ並列配置することが必要である。こ のため、従来技術のように第 1正レンズ要素 36aの外形をウェハ Wの静止露光領域 E Rの外形と相似な細長い矩形状に設定すると、その外形の短手方向に沿って並ぶ第 1正レンズ要素の数が過多になり（図 12 (b)を参照）、第 1フライアイ部材 36の製造コ ストに、ひいてはオプティカルインテグレータ OPの製造コストに悪影響を与えることに なる。
[0094] 第 2実施形態では、上述したように、第 1正レンズ要素 36a、第 2正レンズ要素 37a、 およびリレー光学系 38がそれぞれトーリックレンズとして構成されているので、第 1正 レンズ要素 36aの外形をウェハ Wの静止露光領域 ERの外形とは縦横比の異なる正 方形に近い矩形状に設定することができる。その結果、第 2実施形態の第 1フライア ィ部材 36では、図 12 (a)に示すように、矩形状の外形の短手方向（図中鉛直方向） に沿って並ぶ第 1正レンズ要素 36aの数が過多になることなぐ第 1フライアイ部材 36 の製造コストを、ひ ヽてはオプティカルインテグレータ OPの製造コストを抑えることが できる。
[0095] なお、上述の第 2実施形態では、ステップ'アンド'スキャン方式にしたがって、投影 光学系 PLに対してマスク Mとウェハ Wとを同期的に移動させることによりショット領域 SRに対してマスクパターンを走査露光している。しかしながら、これに限定されること なぐステップ'アンド'リピート方式にしたがって、投影光学系 PLに対してマスク Mお よびウェハ Wを静止させた状態で、ウェハ Wの各ショット領域へのマスクパターンの一 括露光を繰り返すこともできる。
[0096] また、上述の第 2実施形態では、コンデンサ光学系 39によって二次光源 (ォプティ カルインテグレータ OPの射出面の近傍に形成される実質的な面光源)からの光を集 光して重畳的にマスク Mを照明している。し力しながら、これに限定されることなぐコ ンデンサ光学系 39とマスク Mとの間の光路中に、照明視野絞り（マスクブラインド）と、 この照明視野絞りの像をマスク M上に形成する結像光学系とを配置しても良い。この 場合、コンデンサ光学系 39は、二次光源からの光を集光して重畳的に照明視野絞り を照明することになり、結像光学系は照明視野絞りの開口部 (光透過部）の像をマス ク M上に形成することになる。
[0097] 上述の実施形態に力かる露光装置では、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、マイクロ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 にっき図 13のフローチャートを参照して説明する。
[0098] 先ず、図 13のステップ 301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 302において、その 1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布さ れる。その後、ステップ 303において、上述の実施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、ステップ 304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 305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力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に 上のレイヤ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イスが 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。
[0099] また、上述の実施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 14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 14において、パターン形成工程 401では、上述の 実施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 グラフィー工程によって、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、次のカラーフ ィルター形成工程 402へ移行する。
[0100] 次に、カラーフィルター形成工程 402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 イブ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 402の後に、セル組み立て工程 403が実行され る。セル組み立て工程 403では、パターン形成工程 401にて得られた所定パターン を有する基板、およびカラーフィルター形成工程 402にて得られたカラーフィルター 等を用いて液晶パネル (液晶セル)を組み立てる。
[0101] セル組み立て工程 403では、例えば、パターン形成工程 401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 402にて得られたカラーフィルターと 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 404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。
[0102] なお、上述の実施形態では、照明光学装置において被照射面を照明する照明光 を均一化するオプティカルインテグレータに対して本発明を適用して 、るが、これに 限定されることなぐ一般的な波面分割型のオプティカルインテグレータに対して本 発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク を照明する照明光学装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることな ぐマスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学装置に対して本発明を適用 することちでさる。
符号の説明
[0103] OP ォプティカノレインテグレータ
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
1 レーザプラズマ光源 照明光学系
マスクステージ
ウェハステージ
レーザ光源
気体ターゲット
ノズル
楕円反射鏡
, 20 フライアイミラーa, 20a 凹面反射鏡要素 リレー光学系（凹面反射鏡), 22 コンデンサ光学系

Claims

請求の範囲
[1] 波面分割型のオプティカルインテグレータにお 、て、
並列に配置された複数の第 1集光要素と、該複数の第 1集光要素に対応するように 並列に配置された複数の第 2集光要素と、前記複数の第 1集光要素と前記複数の第
2集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系とを備え、
前記リレー光学系は、前記複数の第 1集光要素の 1つと前記複数の第 2集光要素 の 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第 1集光 要素の 1つを介して集光した光を対応する第 2集光要素上またはその近傍にて再度 集光することを特徴とするオプティカルインテグレータ。
[2] 前記複数の第 1集光要素および前記複数の第 2集光要素の少なくとも一方は、互い に直交する 2つの方向に関して互いに異なる焦点距離を有することを特徴とする請 求項 1に記載のオプティカルインテグレータ。
[3] 前記リレー光学系は、互いに異なる 2方向で互いに異なる物像間距離を有することを 特徴とする請求項 1または 2に記載のオプティカルインテグレータ。
[4] 前記リレー光学系は、互いに異なる 2方向で互いに異なる焦点距離を有することを特 徴とする請求項 1乃至 3のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。
[5] 前記第 1集光要素の光学面の外形形状と前記第 2集光要素の光学面の外形形状と は、互いに異なることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載のォプティカ ルインテグレータ。
[6] 前記複数の第 1集光要素の各々および前記複数の第 2集光要素の各々はそれぞれ 正単レンズであることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載のォプティカ ルインテグレータ。
[7] 前記複数の第 1集光要素の各々および前記複数の第 2集光要素の各々はそれぞれ 凹面反射鏡であることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載のォプティ カルインテグレータ。
[8] 前記リレー光学系は、凹面反射鏡であることを特徴とする請求項 7に記載のォプティ カルインテグレータ。
[9] 前記第 1集光要素、前記第 2集光要素、および前記リレー光学系に入射する光の入 射角は、 20度以内であることを特徴とする請求項 8に記載のオプティカルインテグレ ータ。
[10] 前記リレー光学系は、正単レンズまたは凹面反射鏡であることを特徴とする請求項 1 乃至 7のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。
[11] 前記複数の第 1集光要素の各々は円弧状の外形形状を有することを特徴とする請求 項 1乃至 10のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。
[12] 前記複数の第 1集光要素の各々は矩形状の外形形状を有することを特徴とする請求 項 1乃至 10のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。
[13] 前記複数の第 1集光要素の並列配置の形態と前記複数の第 2集光要素の並列配置 の形態とは互いに異なることを特徴とする請求項 1乃至 12のいずれか 1項に記載の オプティカルインテグレータ。
[14] 光源力もの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された請求項 1乃至 13のいずれ 力 1項に記載のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学 装置。
[15] 前記オプティカルインテグレータにより形成される二次光源の大きさおよび形状のう ち少なくとも一方を変化させる可変装置をさらに備えていることを特徴する請求項 14 に記載の照明光学装置。
[16] 前記オプティカルインテグレータの前記複数の第 1集光要素と前記被照射面とは光 学的にほぼ共役に配置されていることを特徴とする請求項 14または 15に記載の照 明光学装置。
[17] 前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて、前記 複数の第 2集光要素の各々からの光を前記被照射面へ重畳的に導くための導光光 学系を備えていることを特徴とする請求項 14乃至 16のいずれ力 1項に記載の照明 光学装置。
[18] 請求項 14乃至 17のいずれか 1項に記載の照明光学装置を備え、前記被照射面に 配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
[19] 前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系を備え、 前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対移動させることに より、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求 項 18に記載の露光装置。
[20] 請求項 14乃至 17のいずれか 1項に記載の照明光学装置を介して前記被照射面に 配置されたマスクを照明し、前記マスクのノターンを感光性基板に露光することを特 徴とする露光方法。
[21] 前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系に対し て前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させることにより、前記マスクのバタ ーンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項 20に記載の露光方 法。
[22] 波面分割型のオプティカルインテグレータにお 、て、
並列に配置された複数の第 1ミラー要素と、該複数の第 1ミラー要素に対応するよう に並列に配置された複数の第 2ミラー要素と、前記複数の第 1ミラー要素と前記複数 の第 2ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記リレーミラーは、前記複数の第 1ミラー要素の 1つと前記複数の第 2ミラー要素 の 1つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第 1ミラ 一要素の 1つを介して集光した光を対応する第 2ミラー要素上またはその近傍にて再 度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータ。
[23] 前記リレーミラーの反射面の曲率中心は、前記第 1ミラー要素と前記リレーミラーとの 間または前記第 2ミラー要素と前記リレーミラーとの間に存在することを特徴とする請 求項 22に記載のオプティカルインテグレータ。
[24] 前記第 1ミラー要素、前記第 2ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の入 射角は、 20度以内であることを特徴とする請求項 22または 23に記載のオプティカル インテグレータ。
[25] 波面分割型のオプティカルインテグレータにお 、て、
並列に配置された複数の第 1ミラー要素と、該複数の第 1ミラー要素に対応するよう に並列に配置された複数の第 2ミラー要素と、前記複数の第 1ミラー要素と前記複数 の第 2ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、 前記第 1ミラー要素、前記第 2ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の 入射角は、 20度以内であることを特徴とするオプティカルインテグレータ。
[26] 光源力もの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された請求項 22乃至 25のいずれ 力 1項に記載のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学 装置。
[27] 前記オプティカルインテグレータにより形成される二次光源の大きさおよび形状のう ち少なくとも一方を変化させる可変装置をさらに備えていることを特徴する請求項 26 に記載の照明光学装置。
[28] 前記オプティカルインテグレータの前記複数の第 1集光要素と前記被照射面とは光 学的にほぼ共役に配置されていることを特徴とする請求項 26または 27に記載の照 明光学装置。
[29] 前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて、前記 複数の第 2ミラー要素の各々力 の光を前記被照射面へ重畳的に導くための導光光 学系を備えていることを特徴とする請求項 26乃至 28のいずれ力 1項に記載の照明 光学装置。
[30] 請求項 26乃至 29のいずれか 1項に記載の照明光学装置を備え、前記被照射面に 配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
[31] 前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系を備え、 前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対移動させること〖こ より、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求 項 30に記載の露光装置。
[32] 請求項 26乃至 29のいずれか 1項に記載の照明光学装置を介して前記被照射面に 配置されたマスクを照明し、前記マスクのノターンを感光性基板に露光することを特 徴とする露光方法。
[33] 前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系に対し て前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させることにより、前記マスクのバタ ーンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項 32に記載の露光方 法。
請求項 18、 19、 30または 31に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前 記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とす るデバイスの製造方法。
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