WO2007060834A1

WO2007060834A1 - オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、およびデバイスの製造方法

Info

Publication number: WO2007060834A1
Application number: PCT/JP2006/322245
Authority: WO
Inventors: Osamu Tanitsu
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2007-05-31
Also published as: TW200722803A

Abstract

　照明光学装置の変形照明に際して光量損失を小さく抑え且つ波長の短い紫外域の光に対して十分な耐久性を有するオプティカルインテグレータ。本発明にかかる波面分割型のオプティカルインテグレータは、フッ化物結晶材料により形成された単一の光学部材（４）を備えている。単一の光学部材の入射側には、互いに隣り合うように配置されて入射光に屈折作用を付与するための複数の屈折面（４ａ）が形成されている。単一の光学部材の射出側には、複数の屈折面に対応するように配置されて屈折面を介した光の進行方向を変えるための複数の偏向面（４ｂ）が形成されている。

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、およびデバイスの製造方法

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、およびデバイスの製造方法に関する。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デバイスをリソグラフィー工程で製造する際に使用される露光装置の照明光学装置に好適なオプティカルインテグレータに関するものである。

背景技術

[0002] この種の典型的な露光装置においては、光源力も射出された光束が、波面分割型のオプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズに入射し、その後側焦点面またはその近傍に多数の光源カゝらなる二次光源を形成する。二次光源からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面またはその近傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデンサーレンズに入射する。開口絞りは、所望の照明条件 (露光条件）に応じて、二次光源の形状または大きさを所望の形状または大きさに制限する。

[0003] コンデンサーレンズにより集光された光束は、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介してウェハ上に結像する。こうして、ウェハ上には、マスクパターンが投影露光 (転写）される。なお、マスクに形成されたパターンは高集積ィ匕されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である

[0004] 従来技術では、ウェハ上における照度均一性の向上を図るために、マスクを照明する照明光学装置において 2つのフライアイレンズをタンデム配置した構成、すなわちダブル'フライアイ構成が提案されている（たとえば特許文献 1を参照)。

[0005] 特許文献 1 :米国再発行特許発明第 34, 634号明細書

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] 近年、フライアイレンズの射出側に配置された開口絞りの開口部（光透過部）の形状を輪帯状や複数極状 (2極状、 4極状など）に設定することにより、二次光源の形状を輪帯状や複数極状に制限して、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる変形照明の技術が注目されている。ダブル'フライアイ構成の従来技術では、第 1フライアイレンズ (光源側のフライアイレンズ)の作用により、第 2フライアイレンズの入射面上に矩形状の照野が形成され、第 2フライアイレンズの後側焦点面またはその近傍に同じく矩形状の二次光源が形成される。

[0007] この場合、変形照明（輪帯照明や複数極照明）を行うには、第 2フライアイレンズにより形成された比較的大きな矩形状の二次光源からの光束を輪帯状や複数極状の開口部を有する開口絞りによって制限することになる。すなわち、従来技術では、変形照明に際して二次光源からの光束の相当部分が開口絞りで遮蔽されて照明（露光 )に寄与することがなぐ開口絞りにおける光量損失に起因してマスクおよびウェハ上での照度が低下し、ひヽては露光装置としてのスループットも低下する。

[0008] また、近年、投影光学系の解像力（解像度）の向上のために、たとえば波長が 248 nmの KrFエキシマレーザ光や波長が 193nmの ArFエキシマレーザ光のように波長の短い紫外域の露光光が用いられている。し力しながら、従来技術では、第 1フライアイレンズが石英により形成されているので、波長の短い紫外域の光の照射を受けて損傷し易ぐ十分な耐久性を確保することが困難である。

[0009] 本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば照明光学装置の変形照明に際して光量損失を小さく抑えることができ、且つ波長の短い紫外域の光に対して十分な耐久性を有する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。

[0010] また、本発明は、変形照明に際して光量損失を小さく抑えることができ且つ波長の短、紫外域の光に対して十分な耐久性を有する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安定的に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。

[0011] また、本発明は、所望の照明条件でマスクを安定的に照明する照明光学装置を用いて、所望の照明条件の下で良好な露光を安定的に行うことのできる露光装置およびデバイスの製造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

[0012] 前記課題を解決するために、本発明の第 1形態では、真空紫外域の光で用いられる波面分割型のオプティカルインテグレータの製造方法であって、

フッ化物結晶材料の単一の光学部材を準備する工程と、

互いに隣り合うように配置されてそれぞれ入射光の進行方向を変える複数の偏向面を、前記単一の光学部材の第 1の表面に創成する工程と

を備えることを特徴とするオプティカルインテグレータの製造方法を提供する。

[0013] 本発明の第 2形態では、第 1形態の製造方法により製造されたことを特徴とするォプティカルインテグレータを提供する。

[0014] 本発明の第 3形態では、真空紫外域の光で用いられる波面分割型のオプティカルインテグレータであって、

フッ化物結晶材料により形成された単一の光学部材を備え、

前記単一の光学部材は、互いに隣り合うように配置された複数の偏向面を備え、前記複数の偏向面の各々は入射光の進行方向を変えることを特徴とするォプティカルインテグレータを提供する。

[0015] 本発明の第 4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、フッ化物結晶材料により形成された単一の光学部材を備え、

前記単一の光学部材は、互いに隣り合うように配置されて入射光に屈折作用を付与するための複数の屈折面と、互いに隣り合うように配置されて入射光の進行方向を変えるための複数の偏向面とを備えてい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 5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 2乃至第 4形態のォプテイ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 6形態では、所定のパターンを照明するための第 5形態の照明光学装置を備え、前記所定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 7形態では、第 6形態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

[0019] たとえば照明光学装置の変形照明に際して本発明のオプティカルインテグレータを用いる場合、複数の屈折面と複数の偏向面とによって、入射光を波面分割して波面分割された光束を偏向することにより、所望形状または所望形状に近い形状の二次光源を形成する。その結果、所望形状の場合には光量損失なぐ所望形状に近い形状の二次光源の場合には開口絞りの開口部でわずかに遮られるだけで光量損失を小さく抑えることができる。そして、本発明のオプティカルインテグレータがフッ化物結晶材料により形成されているので、波長の短い紫外域の光に対しても十分な耐久性を確保することができる。

[0020] したがって、本発明の照明光学装置では、変形照明に際して光量損失を小さく抑えることができ且つ波長の短い紫外域の光に対して十分な耐久性を有するォ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安定的に照明することができる。また、本発明の露光装置では、所望の照明条件でパターンを安定的に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露光を安定的に行うことができ、ひ、ては良好なデバイスを高スループットで製造することができる。図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の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 2]シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す斜視図である。

[図 3]本実施形態にカゝかる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す図であって、（a)は光源側力も見た図であり、（b)はマスク側から見た図である。

[図 4]本実施形態においてシリンドリカルマイクロフライアイレンズの後側に形成される輪帯状の二次光源を概略的に示す図である。

[図 5]第 1変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。 [図 6]第 2変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 7]第 3変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

[図 8]第 4変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 9]第 5変形例に力かる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 10]第 2実施形態にカゝかる変形輪帯照明用のマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す図であって、（a)は光源側から見た図であり、（b)はマスク側から見た図である。

圆 11]第 2実施形態に力かる変形輪帯照明用のマイクロフライアイレンズにより形成される変形輪帯状の二次光源を概略的に示す図である。

圆 12]第 6変形例に力かる 3極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 13]第 7変形例に力かる 5極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

[図 14] (a)は第 8変形例にしたがって形成される 3極状の二次光源を、 (b)は第 9変形例にしたがって形成される 5極状の二次光源を、 (c)は第 10変形例にしたがって形成される変形輪帯状の二次光源を概略的に示す図である。

[図 15]第 11変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成について説明する図である。

[図 16]第 11変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 17]第 12変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成および作用について説明する図である。

圆 18]第 13および第 14変形例に力かる変形照明用マイクロフライアイレンズの構成について説明する図である。 [図 19]各実施形態ならびに各変形例に力かる変形照明用のマイクロフライアイレンズの製造方法に力かる第 3実施形態について説明するフローチャートである。

[図 20]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 21]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符号の説明

[0022] 1 光源

3 偏光状態切換部

4 マイクロフライアイレンズ

5 ァフォー力ノレレンズ

7 円錐アキシコン系

8 ズームレンズ

10 開口絞り

11 コンデンサー光学系

12 マスクブラインド

13 結像光学系

M マスク

PL 投影光学系

W ウェハ

発明を実施するための最良の形態

[0023] 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、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図 1において、感光性基板であるウェハ Wの法線方向に沿つて Z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 Y軸を、ウェハ Wの面内において図 1の紙面に垂直な方向に X軸をそれぞれ設定している。

[0024] 図 1を参照すると、本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 1を備えている。光源 1として、たとえば 193nmの波長の光を供給する ArFェキシマレーザ光源や 248nmの波長の光を供給する KrFエキシマレーザ光源などを用 V、ることができる。本実施形態では真空紫外域の波長（200nm以下の波長）の光を供給する ArFエキシマレーザ光源を光源 1として用いる。光源 1から射出された光は、整形光学系 2により所要の断面形状の光束に拡大され、光軸自動追尾部 2a〜2c を経た後、偏光状態切換部 3および輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4を介して、ァフォーカルレンズ 5に入射する。輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4の詳細な構成および作用につ、ては後述する。

[0025] 光軸自動追尾部は、 2軸以上の回転軸を持つ 1つ以上の光路偏向ミラー 2aと、光源 1からの光の光軸に対する角度ずれを検出するための角度ずれ検出部 2bと、当該角度ずれ検出部 2bからの出力に基づいて、角度ずれを補正するように光路偏向ミラ一 2aを回転 (傾斜）させる駆動部 2cとを備え、後述するマイクロフライアイレンズ 4に入射する光の角度ずれを所定の許容値内におさめる機能を有する。

[0026] 偏光状態切換部 3は、光源側から順に、光軸 AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて入射する楕円偏光の光を直線偏光の光に変換する 1Z4波長板 3a と、光軸 AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて入射する直線偏光の偏光方向を変化させる 1Z2波長板 3bと、照明光路に対して挿脱自在なデボラライザ (非偏光化素子） 3cとを備えている。偏光状態切換部 3は、デボラライザ 3cを照明光路から退避させた状態で、光源 1からの光を所望の偏光方向を有する直線偏光の光に変換してマイクロフライアイレンズ 4へ入射させる機能を有し、デボラライザ 3cを照明光路中に設定した状態で、光源 1からの光を実質的に非偏光の光に変換してマイクロフライアイレンズ 4へ入射させる機能を有する。

[0027] ァフォーカルレンズ 5は、前側レンズ群 5aの前側焦点位置とマイクロフライアイレンズ 4の位置とがほぼ一致し且つ後側レンズ群 5bの後側焦点位置と図中破線で示す所定面 6の位置とがほぼ一致するように設定されたァフォーカル系（無焦点光学系）である。輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4は、後述するように、波面分割型のオプティカルインテグレータとして機能するとともに、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。

[0028] したがって、マイクロフライアイレンズ 4に入射したほぼ平行光束は、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状の角度分布でァフォー力ルレンズ 5から射出される。ァフォーカルレンズ 5の前側レンズ群 5aと後側レンズ群 5b との間の光路中においてその瞳面またはその近傍には、円錐アキシコン系 7が配置されて、る。円錐アキシコン系 7の構成および作用につ、ては後述する。

[0029] ァフォーカルレンズ 5を介した光束は、 σ値（σ値 =照明光学装置のマスク側開口数 Ζ投影光学系のマスク側開口数)可変用のズームレンズ 8を介して、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9に入射する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9は、図 2に示すように、光源側に配置された第 1フライアイ部材 9aとマスク側に配置された第 2フライアイ部材 9bとから構成されている。第 1フライアイ部材 9aの光源側の面および第 2フライアイ部材 9bの光源側の面には、 X方向に並んで配列されたシリンドリカルレンズ群 9aaおよび 9baがそれぞれピッチ piで形成されている。

[0030] 一方、第 1フライアイ部材 9aのマスク側の面および第 2フライアイ部材 9bのマスク側の面には、 Z方向に並んで配列されたシリンドリカルレンズ群 9abおよび 9bbがそれぞれピッチ p2 (p2 >pl)で形成されている。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の X 方向に関する屈折作用（すなわち XY平面に関する屈折作用）に着目すると、光軸 A Xに沿って入射した平行光束は、第 1フライアイ部材 9aの光源側に形成されたシリンドリカルレンズ群 9aaによって X方向に沿ってピッチ piで波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第 2フライアイ部材 9bの光源側に形成されたシリンドリカルレンズ群 9baのうちの対応するシリンドリカルレンズの屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面上に集光する。

[0031] 一方、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の Z方向に関する屈折作用（すなわち YZ平面に関する屈折作用）に着目すると、光軸 AXに沿って入射した平行光束は、第 1フライアイ部材 9aのマスク側に形成されたシリンドリカルレンズ群 9abによって Z 方向に沿ってピッチ p2で波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第 2フライアィ部材 9bのマスク側に形成されたシリンドリカルレンズ群 9bbのうちの対応するシリンドリカルレンズの屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面上に集光する。

[0032] このように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9は、シリンドリカルレンズ群が両側面に配置された第 1フライアイ部材 9aと第 2フライアイ部材 9bとにより構成されているが、 X方向に p 1のサイズを有し Z方向に p2のサイズを有する多数の矩形状の微小屈折面が縦横に且つ稠密に一体形成されたマイクロフライアイレンズと同様の光学的機能を発揮する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9では、微小屈折面の面形状のばらつきに起因する歪曲収差の変化を小さく抑え、たとえばエッチングカ卩ェにより一体的に形成される多数の微小屈折面の製造誤差が照度分布に与える影響を小さく抑免ることができる。

[0033] 所定面 6の位置はズームレンズ 8の前側焦点位置の近傍に配置され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面はズームレンズ 8の後側焦点位置の近傍に配置されている。換言すると、ズームレンズ 8は、所定面 6とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひ、てはァフォーカルレンズ 5の瞳面とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。

[0034] したがって、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、たとえば光軸 AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ 8の焦点距離に依存して相似的に変化する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9における波面分割単位としての矩形状の微小屈折面は、マスク M上にお!、て形成すべき照野の形状（ひ、てはウェハ W 上にお 1、て形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状である。

[0035] シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9に入射した光束は二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍 (ひいては照明瞳）には、入射光束によって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸 AXを中心とした輪帯状の実質的な面光源力もなる二次光源が形成される。シリンドリカルマイクロフライアィレンズ 9の後側焦点面またはその近傍に形成された二次光源力もの光束は、その近傍に配置された開口絞り 10に入射する。

[0036] 開口絞り 10は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍に形成される輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部 (光透過部）を有する

。開口絞り 10は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。開口絞り 10は、後述する投影光学系 PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。

[0037] 開口絞り 10により制限された二次光源力もの光は、コンデンサー光学系 11を介して、マスクブラインド 12を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド 12には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の波面分割単位である矩形状の微小屈折面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド 12の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系 13の集光作用を受けた後、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。すなわち、結像光学系 13は、マスクブラインド 12の矩形状開口部の像をマスク M上に形成すること〖こなる。

[0038] マスクステージ MS上に保持されたマスク Mのパターンを透過した光束は、投影光学系 PLを介して、ウェハステージ WS上に保持されたウェハ (感光性基板) W上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系 PLの光軸 AXと直交する平面 (X Y平面）内においてウェハステージ WSを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはゥェハ Wを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ Wの各露光領域にはマスク Mのパターンが順次露光される。

[0039] なお、輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4に代えて、たとえば複数極照明用のマイクロフライアイレンズを照明光路中に設定することによって、様々な複数極照明（

2極照明、 4極照明など)を行うことができる。同様に、輪帯照明用のマイクロフライアィレンズ 4に代えて、適当な特性を有するマイクロフライアイレンズを照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。マイクロフライアイレンズの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることがでさる。

[0040] 円錐アキシコン系 7は、光源側から順に、光源側に平面を向け且つマスク側に凹円錐状の屈折面を向けた第 1プリズム部材 7aと、マスク側に平面を向け且つ光源側に凸円錐状の屈折面を向けた第 2プリズム部材 7bとから構成されている。そして、第 1 プリズム部材 7aの凹円錐状の屈折面と第 2プリズム部材 7bの凸円錐状の屈折面とは、互いに当接可能なように相補的に形成されている。また、第 1プリズム部材 7aおよび第 2プリズム部材 7b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プリズム部材 7aの凹円錐状の屈折面と第 2プリズム部材 7bの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。以下、輪帯状または 4極状の二次光源に着目して、円錐アキシコン系 7の作用およびズームレンズ 8の作用を説明する。

[0041] ここで、第 1プリズム部材 7aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 7bの凸円錐状屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系 7は平行平面板として機能し、形成される輪帯状または 4極状の二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら、第 1プリズム部材 7aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 7bの凸円錐状屈折面とを離間させると、輪帯状または 4極状の二次光源の幅 (輪帯状の二次光源の外径と内径との差の 1Z2;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、輪帯状または 4極状の二次光源の外径 (内径)が変化する。すなわち、輪帯状または 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。

[0042] ズームレンズ 8は、輪帯状または 4極状の二次光源の全体形状を相似的に拡大または縮小する機能を有する。たとえば、ズームレンズ 8の焦点距離を最小値力所定の値へ拡大させることにより、輪帯状または 4極状の二次光源の全体形状が相似的に拡大される。換言すると、ズームレンズ 8の作用により、輪帯状または 4極状の二次光源の輪帯比が変化することなぐその幅および大きさ（外径)がともに変化する。このように、円錐アキシコン系 7およびズームレンズ 8の作用により、輪帯状または 4極状の二次光源の輪帯比と大きさ (外径)とを制御することができる。

[0043] 図 3は、本実施形態にカゝかる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す図であって、（a)は光源側から見た図であり、（b)はマスク側から見た図であり、（c)は AA'矢視図であり、（d)は BB'矢視図である。本実施形態に力かる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4は、蛍石（CaF：フッ化カルシウム）により形成された単一の光学部材 (光透過部材）として構成されている。図 3 (a)、（c)、（d)に示すように、マイクロフライアイレンズ 4の入射側（光源側）には、互いに隣り合うように稠密配置された多数の正方形状の屈折面 4aが形成されている。各屈折面 4aは、光軸 AXに平行な各中心軸線に関して対称な球面状の凸面形状 (または球面状の凹面形状)を有し、入射光に屈折作用を付与する機能を有する。

[0044] 一方、図 3 (b)、（c)、 (d)に示すように、マイクロフライアイレンズ 4の射出側（マスク側）には、多数の正方形状の屈折面 4aに対応するように稠密配置された多数の正方形状の偏向面 4bが形成されている。各偏向面 4bは、光軸 AXに平行な各中心軸線に関して対称で且つ外側 (射出側、マスク側）に頂点が突出した円錐状の面形状を有し、対応する屈折面 4aを介した光の進行方向を変える機能を有する。なお、図面の明瞭化のために、図 3ではマイクロフライアイレンズ 4を構成する多数の屈折面 4a および偏向面 4bの一部だけを表示している。この点は、図 3に関連する図 7 (a)、図 8 (a)、図 9 (a)、図 10 (a) , (b)、図 15 (a) , (b)、図 17 (a)においても同様である。

[0045] マイクロフライアイレンズ 4は、たとえば蛍石により形成された平行平面板を、物理的に加工 (マイクロマシーンユング、高温状態で金型を用いる加工など)することにより形成される。このとき、立方晶系に属する蛍石により形成された平行平面板は、光軸 AXに対して (すなわち各屈折面 4aへの入射光の進行方向に対して）結晶面 { 111 } を向けていることが好ましい。この結晶面の配置により、加工の容易性および安定性を向上させるとともに、蛍石の複屈折性の影響を良好に抑えることができる。なお、光軸 AXに対して (すなわち各屈折面 4aへの入射光の進行方向に対して）結晶面 { 100 }を向ける配置であっても、蛍石の複屈折性の影響を良好に抑えることができる。

[0046] 本実施形態では、光源 1からマイクロフライアイレンズ 4に入射した矩形状のほぼ平行光束が、多数の正方形状の屈折面 4aにより波面分割され、各屈折面 4aにより屈折作用を受けた光束は対応する偏向面 4bへ導かれる。各屈折面 4aを介して各偏向面 4bへ導かれた光束は、円錐状の面形状を有する各偏向面 4bの偏向作用により輪帯状の光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした輪帯状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0047] こうして、上述したように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。また、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 4に示すように、光軸 AXを中心とした輪帯状の二次光源 20が形成される。なお、図 4では、図面の明瞭化のために、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の波面分割単位である矩形状の微小屈折面を破線で示すとともに、その数を実際よりもはるかに少なく表示している。この点は、図 4に関連する図 5 (b)、図 6 (b)、図 7 (b)、図 8 (b)ゝ図 9 (b)ゝ図 11、図 12 (b)ゝ図 13 (b)ゝ図 14 (a)〜（c)、図 16 (b)ゝ図 17 (c) においても同様である。

[0048] 以上のように、本実施形態では、輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4が、波面分割機能を有する多数の正方形状の屈折面 4aと、光束変換機能を有する多数の正方形状の偏向面 4bとを備えている。したがって、各屈折面 4aにより波面分割された光束は、各偏向面 4bの光束変換作用により、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に輪帯状の光強度分布を重畳的に形成し、ひいてはシリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9 の後側焦点面またはその近傍に輪帯状の二次光源 20を形成する。なお、波面分割機能を有する多数の屈折面 4aおよび光束変換機能を有する多数の偏向面 4bの形状は、正方形状には限定されず、たとえば長方形状などの多角形状とすることができる。

[0049] その結果、本実施形態では、輪帯状の二次光源 20からの光束が開口絞り 10の輪帯状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞り 10における光量損失を小さく抑えることができる。なお、本実施形態では、マイクロフライアイレンズ 4によって輪帯状の光強度分布を形成しているため、輪帯状の二次光源 20を開口絞り 10によって制限しなくとも良い。ちなみに、波面分割機能だけを有する従来のフライアイレンズでは、フライアイレンズの波面分割面の形状と相似な矩形状 (または正六角形状など)の二次光源が形成されるため、二次光源力もの光束が輪帯状 (または複数極状など）の開口部によって大きく制限されることになり、開口絞りにおける光量損失が大きく発生してしまう。

[0050] また、本実施形態では、輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4が蛍石により形成された単一の光学部材 (光透過部材）として構成されているので、言い換えると、蛍石により形成された単一の光学部材 (光透過部材）に複数の屈折面 4aおよび複数の偏向面 4bがー体的に形成されて!、るので、 ArFエキシマレーザ光や KrFエキシマレーザ光のような波長の短!、紫外域の光 (パルス光）に対しても十分な耐久性を確保することができる。ちなみに、石英により形成された従来のフライアイレンズでは、波長の短い紫外域の光 (特にパルス光)の照射エネルギに起因する損傷が発生し易ぐ十分な耐久性を確保することができな、。

[0051] こうして、本実施形態の照明光学装置（1〜13)では、輪帯照明のような変形照明に際して開口絞り 10における光量損失を小さく抑えることができ且つ波長の短い紫テグレータ) 4を用いて、所望の照明条件でマスク (被照射面) Mを安定的に照明することができる。また、本実施形態の露光装置（1〜PL)では、所望の照明条件でマスク Mを安定的に照明する照明光学装置を用いて、所望の照明条件の下で良好な露光を安定的に行うことができる。

[0052] なお、上述の説明では、各偏向面 4bを円錐状の面形状に形成した輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 4を用いて輪帯照明を行う例を示している力これに限定されることなぐ各偏向面の面形状を変えるだけで同様の基本的構成にしたがって、様々な複数極照明用のマイクロフライアイレンズを実現することができる。以下、図 5および図 6を参照して、第 1変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズおよび第 2変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアイレンズについて例示的に説明する。

[0053] ここで、図 5 (a)および図 6 (a)は第 1変形例および第 2変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの各偏向面をマスク側から見た図であり、図 5 (b)および図

6 (b)は第 1変形例および第 2変形例においてシリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側に形成される 2極状の二次光源を概略的に示す図であり、図 5 (c)および図 6 (c)は第 1変形例および第 2変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズをマスク側から見た斜視図である。

[0054] 図 5 (a)および (c)を参照すると、第 1変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアィレンズの射出側に形成された各偏向面 4 lbは、、わゆる屋根型の面形状を有し、法線方向の異なる 2つの平面 41cと 41dとにより構成されている。さらに詳細には、 2 つの平面 41cと 41dとは、正方形状の偏向面 41bを図中鉛直方向に 2等分する稜線 41eに関して対称であり、図中矢印で示すように稜線 41eに向力つて図 5 (a)中水平方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜している。

[0055] したがって、第 1変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズでは、各屈折面を介して各偏向面 41bへ導かれた光束が、屋根型の面形状を有する各偏向面 41bの偏向作用（光束変換作用）により 2つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5 の瞳面に光軸 AXを中心とした 2極状の光強度分布を重畳的に形成する。そして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心として間隔を隔てた 2つの照野力もなる 2極状の照野が形成される。

[0056] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 5 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 2 laおよび 21bからなる 2極状の二次光源が形成される。ここで、 2つの面光源 21aおよび 21bは、各偏向面 41bの 2つの平面 41cおよび 41dと相似な長方形状である。その結果、第 1変形例においても、 2極状の二次光源（21a, 21b)からの光束が開口絞りの 2極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0057] 図 6 (a)および (c)を参照すると、第 2変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアィレンズの射出側に形成された各偏向面 42bは、光軸 AXに平行な各中心軸線に関して対称で且つ外側 (射出側、マスク側）に頂点が突出した正四角錐状の面形状を有し、法線方向の異なる 4つの平面 42cと 42dと 42eと 42fとにより構成されている。さらに詳細には、 2つの平面 42cと 42dとは図中矢印で示すように各偏向面 42bの中心に向かって図中水平方向に傾斜し、 2っの平面426と42 は図6 (&)中矢印で示すように各偏向面 42bの中心に向力つて図中鉛直方向に傾斜している。

[0058] したがって、第 2変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアイレンズでは、各屈折面を介して各偏向面 42bへ導かれた光束が、正四角錐状の面形状を有する各偏向面 42bの偏向作用（光束変換作用）により 4つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした 4極状の光強度分布を重畳的に形成する。そして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心として間隔を隔てた 4つの照野力なる 4極状の照野が形成される。

[0059] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 6 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 2 2aおよび 22bと、光軸 AXを中心として図中鉛直方向に並んだ 2つの面光源 22cおよび 22dとからなる 4極状の二次光源が形成される。ここで、 2つの面光源 22aおよび 2 2bは各偏向面 42bの 2つの平面 42cおよび 42dと相似な形状であり、 2つの面光源 2 2cおよび 22dは各偏向面 42bの 2つの平面 42eおよび 42fと相似な形状である。その結果、第 2変形例においても、 4極状の二次光源（22a〜22d)からの光束が開口絞りの 4極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0060] なお、上述の図 3の実施形態、第 1変形例および第 2変形例では、各偏向面が円錐状、屋根型または角錐状の面形状を有するが、これに限定されることなぐ多数の偏向面の各々が平面形状を有し且つ互いに同じ法線方向を有する偏向面の群が複数有るような構成に基づいて、輪帯照明や様々な複数極照明用のマイクロフライアイレンズを実現することもできる。以下、図 7、図 8および図 9を参照して、第 3変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズ、第 4変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアイレンズ、および第 5変形例に力かる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズについて例示的に説明する。

[0061] ここで、図 7 (a)〜図 9 (a)は第 3〜第 5変形例に力かる 2極、 4極、輪帯照明用のマイク口フライアイレンズの各偏向面をマスク側力見た図であり、図 7 (b)〜図 9 (b)は第 3〜第 5変形例においてシリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側に形成される 2極状、 4極状、輪帯状の二次光源を概略的に示す図であり、図 7 (c)および図 8 (c )は第 3変形例および第 4変形例に力かる 2極、 4極照明用のマイクロフライアイレンズをマスク側から見た斜視図である。

[0062] 図 7 (a)および (c)を参照すると、第 3変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアィレンズの射出側には、 2種類の偏向面 43baと 43bbとが互いに同じ数だけ、例えばランダム配置にしたがって形成されている。ここで、第 1群の偏向面 43baは、図 5 (a) の各偏向面 41bにおける平面 41cに対応するように、図 7 (a)中水平右方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。一方、第 2 群の偏向面 43bbは、図 5 (a)の各偏向面 41bにおける平面 41dに対応するように、図 7 (a)中水平左方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。

[0063] この場合、第 3変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズへ入射した光束は、第 1群の偏向面 43baの偏向作用と第 2群の偏向面 43bbの偏向作用とにより 2 つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした 2極状の光強度分布を重畳的に形成する。そして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心として間隔を隔てた 2つの照野力なる 2極状の照野が形成される。

[0064] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 7 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 2 3aおよび 23bからなる 2極状の二次光源が形成される。 2つの面光源 23aおよび 23b は、各偏向面 (43ba, 43bb)と相似な正方形状である。その結果、第 3変形例においても、 2極状の二次光源（23a, 23b)からの光束が開口絞りの 2極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0065] 図 8 (a)および (c)を参照すると、第 4変形例に力かる 4極照明用のマイクロフライアィレンズの射出佃 Jには、 4種類の偏向面 44baと 44bbと 44bcと 44bdと力互!ヽに同じ数だけ、例えばランダム配置にしたがって形成されている。ここで、第 1群の偏向面 4 4baは、図 6 (a)の各偏向面 42bにおける平面 42cに対応するように、図 8 (a)中水平右方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。第 2群の偏向面 44bbは、図 6 (a)の各偏向面 42bにおける平面 42dに対応するように、図 8 (a)中水平左方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。

[0066] 第 3群の偏向面 44bcは、図 6 (a)の各偏向面 42bにおける平面 42eに対応するように、図 8 (a)中鉛直下方向に且つ外側 (射出側、マスク側)へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。第 4群の偏向面 44bdは、図 6 (a)の各偏向面 42bにおける平面 42fに対応するように、図 8 (a)中鉛直上方向に且つ外側 (射出側、マスク側）へ突出する向きに傾斜した平面形状を有する。この場合、第 4変形例にかかる 4極照明用のマイクロフライアイレンズへ入射した光束は、第 1群〜第 4群の偏向面 44ba〜44b dの偏向作用により 4つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした 4極状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0067] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に光軸 AXを中心として間隔を隔てた 4つの照野力なる 4極状の照野が形成され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 8 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 24a, 24bと、光軸 AXを中心として図中鉛直方向に並んだ 2つの面光源 24c , 24dと力もなる 4極状の二次光源が形成される。 4つの面光源 24a〜24dは、各偏向面 (44ba〜44bd)と相似な正方形状である。その結果、第 4変形例においても、 4 極状の二次光源（24a〜24d)力もの光束が開口絞りの 4極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0068] 図 9 (a)を参照すると、第 5変形例に力かる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズの射出佃 Jには、 12種類の偏向面 45baと 45bbと 45bcと 45bdと 45beと 45bfと 45bgと 4 5bhと 45biと 45bjと 45bkと 45bmとが互いに同じ数だけ、例えばランダム配置にした力て形成されている。ここで、第 1群の偏向面 45baは、図 8 (a)の第 1群の偏向面 4 4baに対応するように傾斜した平面形状を有する。第 4群の偏向面 45bdは、図 8 (a) の第 3群の偏向面 44bcに対応するように傾斜した平面形状を有する。

[0069] 第 7群の偏向面 45bgは、図 8 (a)の第 2群の偏向面 44bbに対応するように傾斜した平面形状を有する。第 10群の偏向面 45bjは、図 8 (a)の第 4群の偏向面 44bdに対応するように傾斜した平面形状を有する。第 2群の偏向面 45bbおよび第 3群の偏向面 45bcは、第 1群の偏向面 45baの傾斜方向と第 4群の偏向面 45bdの傾斜方向との間を角度的に 3等分した中間的な角度に沿って傾斜した平面形状を有する。第 5群の偏向面 45beおよび第 6群の偏向面 45bfは、第 4群の偏向面 45bdの傾斜方向と第 7群の偏向面 45bgの傾斜方向との間を角度的に 3等分した中間的な角度に沿って傾斜した平面形状を有する。

[0070] 第 8群の偏向面 45bhおよび第 9群の偏向面 45biは、第 7群の偏向面 45bgの傾斜方向と第 10群の偏向面 45bjの傾斜方向との間を角度的に 3等分した中間的な角度に沿って傾斜した平面形状を有する。第 11群の偏向面 45bkおよび第 12群の偏向面 45bmは、第 10群の偏向面 45bjの傾斜方向と第 1群の偏向面 45baの傾斜方向との間を角度的に 3等分した中間的な角度に沿って傾斜した平面形状を有する。この場合、第 5変形例に力かる輪帯照明用のマイクロフライアイレンズへ入射した光束は、第 1群〜第 12群の偏向面 45ba〜45bmの偏向作用により 12つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に、光軸 AXを中心とした円の周方向に並んだ 12極状の光強度分布、すなわちほぼ輪帯状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0071] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に光軸 AXを中心としたほぼ輪帯状の照野が形成され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 10 (b)に模式的に示すように、光軸 AXを中心としたほぼ輪帯状の二次光源 25が形成される。その結果、第 5変形例においても、ほぼ輪帯状の二次光源 25からの光束が開口絞りの輪帯状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることがでさる。

[0072] なお、上述の図 3の実施形態、第 1変形例〜第 5変形例では、各屈折面が（ひいては各偏向面も）正方形状を有するが、各屈折面の形状については様々な変形例が可能である。図示を省略するが、たとえば各屈折面を長方形状 (矩形状)などの多角形のような正方形状以外の他の形状に設定することができる。また、図 10 (a)に示すように、たとえば正八角形状 (第 1外形形状)の複数の第 1屈折面 46aaと、正方形状（第 2外形形状)の複数の第 2屈折面 46abとを入射側に稠密に形成した構成に基づいて、第 2実施形態に力かる変形輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 46を実現することがでさる。

[0073] 図 10 (b)を参照すると、第 2実施形態に力かる変形輪帯照明用のマイクロフライアィレンズ 46の射出側には、複数の第 1屈折面 46aaに対応した正八角形状の複数の第 1偏向面 46baと、複数の第 2屈折面 46abに対応した正方形状の複数の第 2偏向面 46bbとが稠密に形成されている。各第 1屈折面 46aaおよび各第 2屈折面 46abは、図 3の実施形態における各屈折面 4aと同様に、光軸 AXに平行な各中心軸線に関して対称な球面状の凸面形状 (または球面状の凹面形状)を有し、入射光に屈折作用を付与する機能を有する。

[0074] 各第 1偏向面 46baは、図 3の実施形態における各偏向面 4bと同様に、光軸 AXに平行な各中心軸線に関して対称で且つ外側 (射出側、マスク側）に頂点が突出した円錐状の面形状を有し、対応する第 1屈折面 46aaを介した光の進行方向を変える機能を有する。各第 2偏向面 46bbは、光軸 AXに対して垂直な平面形状を有し、対応する第 2屈折面 46abを介して光軸 AXに平行に入射した光線の進行方向を変えることなく透過させる機能を有する。

[0075] 第 2実施形態に力かる変形輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 46では、各第 1 屈折面 46aaを介して各第 1偏向面 46baへ導かれた光束は、円錐状の面形状を有する各第 1偏向面 46baの偏向作用により輪帯状の光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした輪帯状の光強度分布を重畳的に形成する。また、各第 2屈折面 46abを介して各第 2偏向面 46bbへ導かれたほぼ平行光束は、平面形状を有する各第 2偏向面 46bbにおいて偏向作用を実質的に受けることなぐァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした正方形状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0076] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に光軸 AXを中心とした輪帯状の照野と正方形状の照野とが形成され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 11に示すように、光軸 AXを中心とした輪帯状の面光源 26aと光軸 AXを中心とした 1つの正方形状の面光源 26bとからなる変形輪帯状の二次光源 26が形成される。

[0077] なお、第 2実施形態に関する上述の説明では、各第 1偏向面 46baを円錐状の面形状に形成した変形輪帯照明用のマイクロフライアイレンズ 46を用いて変形輪帯照明を行う例を示している力これに限定されることなぐ各第 1偏向面の面形状を変えるだけで同様の基本的構成にしたがって、様々な複数極照明用のマイクロフライアイレンズを実現することができる。以下、図 12および図 13を参照して、第 6変形例にかかる 3極照明用のマイクロフライアイレンズおよび第 7変形例に力かる 5極照明用のマイクロフライアイレンズについて例示的に説明する。

[0078] 図 12 (a)を参照すると、第 6変形例に力かる 3極照明用のマイクロフライアイレンズの射出側に形成された各第 1偏向面 47bは、図 5の第 1変形例における各偏向面 41 bと同様に屋根型の面形状を有し、法線方向の異なる 2つの平面 47cと 47dとにより構成されている。したがって、第 6変形例に力かる 3極照明用のマイクロフライアイレンズでは、各第 1屈折面を介して各第 1偏向面 47bへ導かれた光束が、屋根型の面形状を有する各第 1偏向面 47bの偏向作用（光束変換作用）により 2つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心として間隔を隔てた 2極状の光強度分布を重畳的に形成する。また、上述したように、各第 2屈折面を介して各第 2偏向面へ導かれた光束は、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心とした正方形状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0079] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心として間隔を隔てた 2つの照野と光軸 AXを中心とした 1つの照野とからなる 3極状の照野が形成され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 12 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 27aaおよび 27abと光軸 AXを中心とした 1つの面光源 27bとからなる 3極状の二次光源が形成される。ここで、 2つの面光源 27aaおよび 27abは、各第 1偏向面 47bの 2つの平面 47cおよび 47dと相似な形状である。

[0080] 図 13 (a)を参照すると、第 7変形例に力かる 5極照明用のマイクロフライアイレンズの射出側に形成された各第 1偏向面 48bは、図 6の第 2変形例における各偏向面 42 bと同様に正四角錐状の面形状を有し、法線方向の異なる 4つの平面 48cと 48dと 48 eと 48fとにより構成されている。したがって、第 7変形例に力かる 5極照明用のマイク口フライアイレンズでは、各第 1屈折面を介して各第 1偏向面 48bへ導かれた光束が、正四角錐状の面形状を有する各第 1偏向面 48bの偏向作用（光束変換作用）により 4つの光束に変換され、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AXを中心として間隔を隔てた 4極状の光強度分布を重畳的に形成する。また、上述したように、各第 2屈折面を介して各第 2偏向面へ導かれた光束は、ァフォーカルレンズ 5の瞳面に光軸 AX を中心とした正方形状の光強度分布を重畳的に形成する。

[0081] こうして、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の入射面上には、ァフォーカルレンズ 5の瞳面と同様に、光軸 AXを中心として間隔を隔てた 4つの照野と光軸 AXを中心とした 1つの照野とからなる 5極状の照野が形成され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍には、図 13 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 28aaおよび 28abと、光軸 AXを中心として図中鉛直方向に並んだ 2つの面光源 28acおよび 28adと、光軸 AXを中心とした 1つの面光源 28bと力もなる 5極状の二次光源が形成される。ここで、 4つの面光源 28aa〜28adは、各第 1偏向面 48bの 4つの平面 48c〜48fと相似な形状である。

[0082] なお、上述の図 10の第 2実施形態、第 6変形例および第 7変形例では、各第 1偏向面が円錐状、屋根型または角錐状の面形状を有するが、これに限定されることなぐ多数の第 1偏向面の各々が平面形状を有し且つ互いに同じ法線方向を有する第 1 偏向面の群が複数有るような構成に基づいて、変形輪帯照明や様々な複数極照明用のマイクロフライアイレンズを実現することもできる。

[0083] 図 10の第 2実施形態における多数の第 1偏向面 46baに対して、図 7の第 3変形例における 2種類の偏向面 43baおよび 43bbの構成を適用する第 8変形例では、図 14 (a)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 29aa および 29abと、光軸 AXを中心とした 1つの面光源 29bとからなる 3極状の二次光源が形成される。ここで、 2つの面光源 29aaおよび 29abは、各第 1偏向面と相似な正八角形状である。

[0084] また、図 10の第 2実施形態における多数の第 1偏向面 46baに対して、図 8の第 4変形例における 4種類の偏向面 44ba〜44bdの構成を適用する第 9変形例では、図 1 4 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 30aa および 30abと、光軸 AXを中心として図中鉛直方向に並んだ 2つの面光源 30acおよび 30adと、光軸 AXを中心とした 1つの面光源 30bとからなる 5極状の二次光源が形成される。ここで、 4つの面光源 30aa〜30adは、各第 1偏向面と相似な正八角形状である。

[0085] また、図 10の第 2実施形態における多数の第 1偏向面 46baに対して、図 9の第 5変形例における 12種類の偏向面 45ba〜45bmの構成を適用する第 10変形例では、図 14 (c)に模式的に示すように、光軸 AXを中心としたほぼ輪帯状の面光源 31aと、光軸 AXを中心とした 1つの面光源 31bとからなる変形輪帯状の二次光源が形成される。

[0086] また、上述の第 1〜第 2実施形態および第 1〜第 10変形例においては、入射側に屈折面を形成すると共に射出側に偏向面を形成したマイクロフライアイレンズを用 Vヽたが、入射側に偏向面を形成すると共に射出側に屈折面を形成したマイクロフライアィレンズを用いても良い。図 15および図 16を参照して、入射側に偏向面を形成すると共に射出側に屈折面を形成した第 11変形例に力かるマイクロフライアイレンズ 49 について例示的に説明する。

[0087] 図 15は、第 11変形例にカゝかる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの構成を概略的に示す図であって、（a)は光源側から見た図であり、（b)はマスク側から見た図である。また、図 16は、第 11変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズの作用を示す図であって、（a)はマイクロフライアイレンズの概略的な光路図であり、 (b) は第 11変形例にカゝかるマイクロフライアイレンズを介した光束によりマイクロフライアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍に形成される 2極状の二次光源を示す図である。

[0088] 図 15 (a)に示すように、マイクロフライアイレンズ 49の入射側（光源側）には、互いに隣り合うように稠密配置された多数の正方形状の偏向面 49aが形成されて、る。各偏向面 49aは、いわゆる屋根型の面形状を有し、法線方向の異なる 2つの平面 49c と 49dとにより構成されている。一方、図 15 (b)に示すように、マイクロフライアイレンズ 49の射出側（マスク側）には、多数の正方形状の偏向面 49aに対応するように稠密配置された多数の正方形状の屈折面 49bが形成されている。図 16 (a)に示すように、マイクロフライアイレンズ 49の各偏向面 49aは、互いに法線方向の異なる 2つの平面 49cおよび 49dにより入射光を波面分割しつつ波面分割された光束の進行方向を変える機能を有する。 [0089] そして、各屈折面 49bは、各偏向面 49aの 2つの平面 49c, 49dによって進行方向が変えられた光束に屈折作用を付与する機能を有する。そして、マイクロフライアイレンズ 49の各偏向面 49aおよび各屈折面 49bを通過した光束は、ァフォーカルレンズ 5およびズームレンズ 8を順に介してマイクロフライアイレンズ 9に入射し、図 16 (b)に示すように、光軸 AXを中心として図中水平方向に並んだ 2つの面光源 32aおよび 3 2bからなる 2極状の二次光源が形成される。この結果、第 11変形例においても、 2極状の二次光源（32a, 32b)からの光束が開口絞りの 2極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0090] なお、上述の第 1〜第 2実施形態、および第 1〜第 11変形例では、偏向面を無屈折力の面 (たとえば平面、円錐面など)で形成した力偏向面は無屈折力の面には限定されず、たとえば凸形状の球面または非球面、凹形状の球面または非球面であつても良い。この構成により、入射側の屈折面の屈折作用を分担することができる。また、上述の第 1〜第 2実施形態、および第 1〜第 11変形例では、複数の屈折面と複数の偏向面とをマイクロフライアイレンズ 4の入射側と射出側とに別々に形成していたが、これら複数の屈折面と複数の偏向面との作用を兼用させることができる。

[0091] 図 17は、第 12変形例に力かる 2極照明用のマイクロフライアイレンズ 491の構成を概略的に示す図であって、（a)は光源側力も見た XZ平面図であり、（b)は断面図 (Y Z断面図）であり、（c)はマイクロフライアイレンズ 491を介した光束によりマイクロフラィアイレンズ 9の後側焦点面またはその近傍に形成される 2極状の二次光源を示す図である。図 17 (a)に示すマイクロフライアイレンズ 491には、互いに隣り合うように稠密配置された多数の正方形状の屈折偏向面の組 491al, 491a2が形成されている

[0092] 図 17 (b)に示すように、屈折偏向面 491alは光軸 AXと平行な軸線に対して所定角度 + Θだけ傾いた光軸 AX491alを備えた球面形状の凸面であり、屈折偏向面 4 91a2は光軸 AXと平行な軸線に対して所定角度— Θだけ傾いた光軸 AX491a2を備えた球面形状の凸面である。なお、ここでは、 X軸を中心とした回転方向のうち、図中右回り方向を正とし、図中左回り方向を負としている。ここでは、各屈折偏向面 491 al, 491a2の光軸を、各屈折偏向面 491al, 49 la2の有効領域の境界線を結んだ面の法線と定義している。なお、図 17 (a)に示した通り、各屈折偏向面の組 491al, 49 la2の全体形状は正方形となっている。

[0093] この構成により、屈折偏向面 491alを介した光束は、光軸 AXと平行な光軸を有する仮想的なレンズ面 51aによる仮想的な集光点 52aに向力光束を基準として、負方向に偏向された状態で集光されて、集光点 50alを形成する。また、屈折偏向面 49a 2を介した光束は、光軸 AXと平行な光軸を有する仮想的なレンズ面 5 laによる仮想的な集光点 52aに向力光束を基準として、正方向に偏向された状態で集光されて、集光点 50a2を形成する。

[0094] これらの光束がァフォーカルレンズ 5およびズームレンズ 8を順に介してマイクロフラィアイレンズ 9に入射し、図 17 (c)に示すように、光軸 AXを中心として図中垂直方向に並んだ 2つの面光源 33aおよび 33bからなる 2極状の二次光源が形成される。ここで、面光源 33aは、正方向に偏向された光束により形成され、面光源 33bは負方向に偏向された光束により形成される。

[0095] なお、ここでは、説明を簡単にするために屈折偏向面の糸且 491al, 491a2についての作用のみを記載したが、二極照明用のマイクロフライアイレンズ 491を構成する多数の屈折面は、正方向に光束を偏向させつつ集光する複数の屈折面と、負方向に光束を偏向させつつ集光する複数の屈折面とを備えている。すなわち、マイクロフライアイレンズ 491は、屈折面を介して射出される光束の偏向方向を含む断面 (YZ 平面）において傾きを持つ複数の屈折面を備えている。

[0096] そして、正方向に光束を偏向させつつ集光する複数の屈折偏向面を介した複数の光束が重畳されて面光源 33aが形成され、負方向に光束を偏向させつつ集光する複数の屈折偏向面を介した複数の光束が重畳されて面光源 33bが形成される。この結果、第 12変形例においても、 2極状の二次光源（33a, 33b)からの光束が開口絞りの 2極状の開口部でわずかに遮られるだけで、開口絞りにおける光量損失を小さく抑えることができる。

[0097] また、第 11および第 12変形例では、 2極状の二次光源を形成する例のみを示した 1S 3極状の二次光源や、 4極状の二次光源、 5極状の二次光源、さらには 8極状の二次光源など、様々な多極状の二次光源や、輪帯状の二次光源をも形成することができる。なお、第 12変形例では、マイクロフライアイレンズ 491の入射側に屈折偏向面を設けたが、射出側に屈折偏向面を設けても良ぐさらには入射側および射出側の双方に屈折偏向面を設けても良い。このとき、一方の側を屈折面または偏向面としても良い。

[0098] ここで、第 12変形例において、屈折偏向面の形状は球面形状の凸面に限られず、球面形状の凹面であっても良い。また、球面形状ではなぐ非球面形状であっても良い。なお、第 12変形例において屈折偏向面を回転対称非球面形状とする場合には、この非球面の回転対称軸を光軸に対して傾ければ良い。なお、上述の第 1〜第 2 実施形態および第 1〜第 11変形例においても、球面形状を非球面形状にしても良い。

[0099] また、上述の実施形態および第 1〜12変形例において、射出側に形成される複数の偏向面または複数の屈折偏向面は稠密配置されていなくても良い。このとき、入射側の複数の屈折面または複数の屈折偏向面の間からの漏れ光 (0次光)を遮光するために、射出側の複数の偏向面または複数の屈折偏向面の間の領域に遮光部を設けても良い。

[0100] なお、図 18 (a)に示す第 13変形例のように、複数の偏向面、複数の屈折面または複数の屈折偏向面が稠密配置されている場合であっても、入射側および射出側の少なくとも一方の側に遮光部 40a、 40bを設けても良い。また、図 18 (b)に示す第 14 変形例のように、これらの遮光部 40a、 40bは変形照明用のマイクロフライアイレンズ 4とは別の光透過性基板 40c、 40dに設けられて、ても良、。

[0101] また、マイクロフライアイレンズ 4, 49, 491を物理的な加工を用いて形成する場合、加工誤差が生じると二次光源の光強度分布が所望の光強度分布とならない恐れがあるが、このような場合には、たとえば照明瞳面に補正フィルターを配置すれば良い。このような照明瞳面に配置される補正フィルタ一は、たとえば特開 2004— 247527 号公報に開示されている。

[0102] 次に、図 19のフローチャートを参照して、上述の各実施形態ならびに各変形例に力かる変形照明用のマイクロフライアイレンズ 4、 49、 491の製造方法に力かる第 3実施形態について説明する。まず、図 19のステップ 101において、第 1実施形態で既述したように、たとえば蛍石などのフッ化物結晶材料で形成される平行平面板を準備する。

[0103] 次のステップ 102において、蛍石製の平行平面板の結晶面方位を測定し、蛍石製の平行平面板の結晶面 { 111 }が光軸に向、て、る力否かを確認する。このステップ 102では、たとえばラウエ (Laue)測定を行い、結晶面方位を直接的に測定する手法力蛍石製の平行平面板の複屈折を測定し、既知の結晶軸方位と複屈折量との関係に基づいて、測定された複屈折力結晶軸方位を定める手法を適用することができる。

[0104] ここで、結晶面 { 111 }が光軸に向けられているとは、光軸と結晶軸方向とのずれ角が所定の許容量以下であることを意味する。なお、この結晶面方位の測定に際しては、蛍石製の平行平面板の特定の 1点だけの測定であっても良いし、蛍石製の平行平面板において複数点の測定をしても良い。なお、蛍石製の平行平面板において異端的に結晶面方位のずれがある領域が局部的に存在する場合、その結晶面方位のずれが許容値以下であれば良、。

[0105] その後、ステップ 103において、蛍石製の平行平面板を物理的に加工（マイクロマシーンユング、高温状態で金型を用いる加工など）して、複数の偏向面、複数の屈折面または複数の屈折偏向面を蛍石製の基板上に創成する。

[0106] その後、ステップ 104において、複数の偏向面、複数の屈折面または複数の屈折偏向面を有する蛍石製の基板、すなわち変形照明用のマイクロフライアイレンズの検查を行う。このマイクロフライアイレンズの検査では、マイクロフライアイレンズのファーフィールドに形成される輪帯状または多極状の照野の外形や照度分布が所定の許容値内であるか否かを検査する。この検査に際しては、たとえば米国特許公開第 20 06Z0166142号公報に開示される技術を用いることができる。ここでは、米国特許公開第 2006Z0166142号公報を参照として援用する。

[0107] なお、所定の許容値から外れている場合には、上述したように照明瞳面に配置される補正フィルターと組み合わせて使うことになるので、輪帯状または多極状の照野の外形や照度分布を所定の許容値とするための補正フィルターの濃度分布を算出しておくことが好ましい。この補正フィルターの濃度分布に関する情報は、検査されたマイクロフライアイレンズに持たせておくことが好ましい。ここで、補正フィルターの濃度分布に関する情報を変形照明用マイクロフライアイレンズに持たせる手法としては、変形照明用マイクロフライアイレンズの基板に情報を刻印する、後述する変形照明用マイク口フライアイレンズを保持する保持部材にたとえば無線タグを設けて当該無線タグに記憶させる等の手法や、マイクロフライアイレンズが組み込まれる照明光学装置、あるいは露光装置の製造工場内の工程管理用のコンピュータに、検査されたマイク口フライアイレンズの製造番号毎の補正フィルターの情報を対応表の形で記憶させる手法などが適用できる。

[0108] その後、ステップ 105において、検査されたマイクロフライアイレンズを保持部材に組み込む。上述の第 3実施形態に従えば、変形照明に際して開口絞り 10における光量損失を小さく抑えることができ且つ波長の短い紫外域の光に対して十分な耐久性を有するマイクロフライアイレンズを製造することができる。

[0109] なお、上述の説明では、波長の短い紫外域の光に対して十分な耐久性を確保するために、各実施形態および各変形例に力かるマイクロフライアイレンズを蛍石により形成しているが、これに限定されることなぐたとえばフッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ストロンチウムのような他のフッ化物結晶材料により形成することちでさる。

[0110] また、第 1実施形態ならびに第 1〜第 5、第 11および第 12変形例に力かるマイクロフライアイレンズにおいては、複数の偏向面、複数の屈折面または複数の屈折偏向面を千鳥状に配列したが、これら複数の偏向面、複数の屈折面または複数の屈折偏向面を 2次元マトリックス状に配列しても良い。

[0111] また、第 2実施形態ならびに第 6〜第 10変形例においては、複数の偏向面および複数の屈折面を正八角形と正方形とを組み合わせた外形形状としたが、複数の偏向面および複数の屈折面の形状の組合せとしては、正八角形と正方形との組合せには限定されず、たとえば正五角形状と菱形との組合せや、正七角形と正五角形との組合せなどの最密充填配置が可能な形状の組合せであれば良い。

[0112] 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 20のフローチャートを参照して説明する。

[0113] 先ず、図 20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。

[0114] 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 21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 21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。

[0115] 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。

[0116] 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。

[0117] なお、上述の実施形態では、露光光として ArFエキシマレーザ光 (波長： 193nm) や KrFエキシマレーザ光（波長： 248nm)を用いている力これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長 157nmのレーザ光を供給する Fレーザ光

2 源などに対して本発明を適用することもできる。

[0118] また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクまたはウェハ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またはウェハ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。

Claims

請求の範囲

[1] 真空紫外域の光で用いられる波面分割型のオプティカルインテグレータの製造方法であって、

フッ化物結晶材料の単一の光学部材を準備する工程と、

を備えることを特徴とするオプティカルインテグレータの製造方法。

[2] 前記単一の光学部材の第 2の表面に、前記複数の偏向面に対応する複数の屈折面を設ける工程をさらに備えてい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の製造方法。

[3] 前記単一の光学部材の前記第 1の表面と前記第 2の表面とは異なる表面であることを特徴とする請求項 2に記載のオプティカルインテグレータの製造方法。

[4] 前記単一の光学部材は、フッ化物結晶材料力なる平行平面板であ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の製造方法

[5] 前記単一の光学部材は、立方晶系のフッ化物結晶材料により形成されることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータの製造方法。

[6] 前記立方晶系のフッ化物結晶材料により形成される単一の光学部材の結晶面方位を確認する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項 5に記載のオプティカルィンテグレータの製造方法。

[7] 前記単一の光学部材の所定の結晶面方位を入射光の進行方向に対して設定する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項 6に記載のオプティカルインテグレータの製造方法。

[8] 前記所定の結晶面は結晶面 { 111 }であることを特徴とする請求項 7に記載のォプテイカルインテグレータの製造方法。

[9] 請求項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とするオプティカルインテグレータ。

[10] 真空紫外域の光で用いられる波面分割型のオプティカルインテグレータであって、フッ化物結晶材料により形成された単一の光学部材を備え、

前記単一の光学部材は、互いに隣り合うように配置された複数の偏向面を備え、前記複数の偏向面の各々は入射光の進行方向を変えることを特徴とするォプティカルインテグレータ。

[11] 前記単一の光学部材は、互いに隣り合うように配置されて入射光に屈折作用を付与するための複数の屈折面をさらに備えることを特徴とする請求項 10に記載のォプテイカルインテグレータ。

[12] 前記複数の屈折面は、前記単一の光学部材の入射側に形成され、

前記複数の偏向面は、前記複数の屈折面に対応するように前記単一の光学部材の射出側に形成されて、前記複数の屈折面を介した光の進行方向を変えることを特徴とする請求項 11に記載のオプティカルインテグレータ。

[13] 前記複数の屈折面は、第 1外形形状を有する複数の第 1屈折面と、第 1外形形状とは異なる第 2外形形状を有する複数の第 2屈折面とを有することを特徴とする請求項

11または 12に記載のオプティカルインテグレータ。

[14] 前記複数の第 1屈折面に対応するように配置された複数の第 1偏向面の各々は、法線方向の異なる複数の平面を有し、

前記複数の第 2屈折面に対応するように配置された複数の第 2偏向面の各々は平面形状を有することを特徴とする請求項 13に記載のオプティカルインテグレータ。

[15] 前記複数の第 1屈折面に対応するように配置された複数の第 1偏向面の各々は、円錐状の面形状を有し、

[16] 前記複数の第 1偏向面は、互いにほぼ同じ法線方向を有する偏向面の群を複数有することを特徴とする請求項 14または 15に記載のオプティカルインテグレータ。

[17] 前記複数の偏向面群の各々は、互いにほぼ同じ数の偏向面を有することを特徴とする請求項 16に記載のオプティカルインテグレータ。

[18] 前記複数の屈折面と前記複数の偏向面とは、前記単一の光学部材上の同じ面に複数の屈折偏向面として形成されていることを特徴とする請求項 11に記載のォプティカルインテグレータ。

[19] 前記複数の屈折偏向面の各々は、稜線を有することを特徴とする請求項 18に記載のォプティカノレインテグレータ。

[20] 前記複数の偏向面は、前記単一の光学部材の入射側に形成されて入射光の進行方向を変え、

前記複数の屈折面は、前記複数の偏向面に対応するように前記単一の光学部材の射出側に形成されて!ヽることを特徴とする請求項 11に記載のオプティカルインテグレータ。

[21] 前記複数の偏向面の各々は、稜線を有することを特徴とする請求項 20に記載のォプティカノレインテグレータ。

[22] 波面分割型のオプティカルインテグレータにお、て、

前記単一の光学部材は、互いに隣り合うように配置されて入射光に屈折作用を付与するための複数の屈折面と、互いに隣り合うように配置されて入射光の進行方向を変えるための複数の偏向面とを備えていることを特徴とするオプティカルインテグレータ。

[23] 前記複数の屈折面は、単一の光学部材の入射側に形成され、

前記複数の偏向面は、前記複数の屈折面に対応するように前記単一の光学部材の射出側に形成されて、前記複数の屈折面を介した光の進行方向を変え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] 前記複数の屈折面の各々は、球面状の凸面形状または球面状の凹面形状を有す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] 前記複数の偏向面の各々は、法線方向の異なる複数の平面を有することを特徴とする請求項 22乃至 24のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[26] 前記複数の偏向面の各々は、複数の平面で形成される稜線を有することを特徴とする請求項 22乃至 24のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[27] 前記複数の偏向面の各々は、円錐状の面形状を有することを特徴とする請求項 22 乃至 24のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[28] 前記複数の偏向面の各々は平面形状を有し、

前記複数の偏向面は、互いにほぼ同じ法線方向を有する偏向面の群を複数有することを特徴とする請求項 22乃至 24のいずれか 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[29] 前記複数の偏向面群の各々は、互いにほぼ同じ数の偏向面を有することを特徴とする請求項 28に記載のオプティカルインテグレータ。

[30] 前記複数の屈折面は、第 1外形形状を有する複数の第 1屈折面と、第 1外形形状とは異なる第 2外形形状を有する複数の第 2屈折面とを有することを特徴とする請求項

22乃至 24のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[31] 前記複数の第 1屈折面に対応するように配置された複数の第 1偏向面の各々は、法線方向の異なる複数の平面を有し、

前記複数の第 2屈折面に対応するように配置された複数の第 2偏向面の各々は平面形状を有することを特徴とする請求項 30に記載のオプティカルインテグレータ。

[32] 前記複数の第 1屈折面に対応するように配置された複数の第 1偏向面の各々は、円錐状の面形状を有し、

[33] 前記複数の第 1屈折面に対応するように配置された複数の第 1偏向面の各々は平面形状を有し、該複数の第 1偏向面は互いにほぼ同じ法線方向を有する偏向面の群を複数有し、

[34] 前記複数の偏向面群の各々は、互いにほぼ同じ数の偏向面を有することを特徴とする請求項 33に記載のオプティカルインテグレータ。

[35] 前記複数の屈折面と前記複数の偏向面とは、前記単一の光学部材上の同じ面に複数の屈折偏向面として形成されていることを特徴とする請求項 22に記載のォプティカノレインテグレータ。

[36] 前記複数の屈折偏向面の各々は、稜線を有することを特徴とする請求項 35に記載のォプティカノレインテグレータ。

[37] 前記複数の偏向面は、前記単一の光学部材の入射側に形成されて入射光の進行方向を変え、

前記複数の屈折面は、前記複数の偏向面に対応するように前記単一の光学部材の射出側に形成されてい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。

[38] 前記複数の偏向面の各々は、稜線を有することを特徴とする請求項 37に記載のォプティカノレインテグレータ。

[39] 前記オプティカルインテグレータは、フッ化物結晶材料により形成された平行平面板をカロェすることにより形成されていることを特徴とする請求項 10乃至 38のいずれか 1 項に記載のオプティカルインテグレータ。

[40] 前記単一の光学部材は、立方晶系のフッ化物結晶材料により形成され、前記入射光の進行方向に対して結晶面 { 111 }を向けて、ることを特徴とする請求項 10乃至 39 のいずれ力 1項に記載のオプティカルインテグレータ。

[41] 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 9乃至 40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。

[42] 前記オプティカルインテグレータからの光束の光路中に配置された第 2オプティカルインテグレータと、該第 2オプティカルインテグレータ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とをさらに備えていることを特徴とする請求項 41に記載の照明光学装置。

[43] 前記光源は、ほぼ平行な光束を供給することを特徴とする請求項 41または 42に記載の照明光学装置。

[44] 前記光源からの光束の光軸に対する角度ずれを検出する検出部と、該検出部からの出力に基づ、て前記光束の前記角度ずれを補正する補正部とをさらに備えて、ることを特徴とする請求項 41乃至 43のいずれか 1項に記載の照明光学装置。

[45] 所定のパターンを照明するための請求項 41乃至 44のいずれ力 1項に記載の照明光学装置を備え、前記所定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。

[46] 請求項 45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。