(57)【要約】  被照射面に照明光を照射する照明装置であって、第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した前記照明光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子と、前記第２面と前記被照射面とを光学的に共役にし、前記第２面から出射した前記照明光を前記被照射面に集光させる集光光学系と、を備え、前記導光光学素子は、前記第１面および前記第２面をそれぞれ端面として柱状に形成され、前記第１面から入射した前記照明光の少なくとも一部を側面により全反射させて前記第２面から出射させる柱状光学部材と、前記第２面の周囲の前記側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、前記被複部材は、前記側面のうち該被複部材に覆われた被覆側面部において前記照明光が全反射可能な屈折率を有する。
2012137842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射面に照明光を照射する照明装置であって、
第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した前記照明光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子と、
前記第２面と前記被照射面とを光学的に共役にし、前記第２面から出射した前記照明光を前記被照射面に集光させる集光光学系と、を備え、
前記導光光学素子は、
前記第１面および前記第２面をそれぞれ端面として柱状に形成され、前記第１面から入射した前記照明光の少なくとも一部を側面により全反射させて前記第２面から出射させる柱状光学部材と、
前記第２面の周囲の前記側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、
前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記照明光が全反射可能な屈折率を有する照明装置。
【請求項２】
前記第２面および前記被覆側面部は、それぞれ研磨面であって互いに連続している請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２面は、互いに平行な第１辺および第２辺を有し、
前記被覆部材は、少なくとも前記第１辺に対応する前記側面および前記第２辺に対応する前記側面に被覆される請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２面は、実質的に前記第１辺および前記第２辺を長辺とする矩形状に形成され、
前記第２面の前記長辺は、前記第２面の短辺に対して７倍以上の長さを有する請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記柱状光学部材が石英ガラスによって形成され、前記被覆部材の屈折率が１．４３以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記集光光学系は、前記導光光学素子側および前記被照射面側にテレセントリックな光学系である請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記柱状光学部材は、四角柱状に形成される１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
マスクに形成されたパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記パターンを照明する請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置を備える露光装置。
【請求項９】
前記照明装置によって照明された前記パターンの像を前記基板に投影する投影光学装置を備える請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記投影光学装置は、前記パターンの拡大像を前記基板に投影する請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記基板は、１辺の長さまたは対角長が５００ｍｍより大きい矩形状基板である請求項８〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項１３】
互いに向かい合う第１面と第２面とを有し、柱状に形成される柱状光学部材と、
前記第１面及び前記第２面の周囲の側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、
前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する導光光学素子。
【請求項１４】
前記第１面及び前記第２面のうち少なくとも一方は、前記被覆部材が配置された面との境界が切り立った形状である請求項１３に記載の導光光学素子。
【請求項１５】
第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子であって、
前記第１面および前記第２面をそれぞれ端面として柱状に形成され、前記第１面から入射した前記照明光の少なくとも一部を側面により全反射させて前記第２面から出射させる柱状光学部材と、
前記第２面の周囲の前記側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、
前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する導光光学素子。
【請求項１６】
前記柱状光学部材は、四角柱状に形成される請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の導光光学素子。
【請求項１７】
第１面と前記第１面に対する側面が研磨され、前記第１面の前記側面との接続部にエッジ部に対して面取り加工部が設けられた柱状光学部材を用意することと、
前記第１面のエッジ部の周囲の前記側面のうち少なくとも一部を被覆部材により被覆することと、
前記第１面を前記被覆部材とともに研磨して該第１面のエッジ部の前記面取り加工部を除去することと、を含み、
前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する導光光学素子の製造方法。
【請求項１８】
第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子の製造方法であって、
前記第１面および前記第２面に対する側面が研磨され、前記第２面のエッジ部に対して面取り加工部が設けられた柱状光学部材を用意することと、
前記第２面のエッジ部の周囲の前記側面のうち少なくとも一部を被覆部材により被覆することと、
前記第２面を前記被覆部材とともに研磨して該第２面のエッジ部の前記面取り加工部を除去することと、を含み、
前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する導光光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を導く導光光学素子、導光光学素子を備える照明装置、この照明装置を備える露光装置、この露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法、及び導光光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の電子デバイス又はマイクロデバイス（以下、デバイスと総称）は、マスク又はレチクル（以下、マスクと総称）上に形成されたパターンをガラスプレート又はウエハ（以下、基板と総称）上に転写するフォトリソグラフィ技術を利用して製造される。このフォトリソグラフィ技術で使用される露光装置は、マスクを支持して移動するマスクステージと、基板を支持して移動する基板ステージとを備え、マスクステージと基板ステージとを逐次移動しながら投影光学系を介して、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写するものである。【０００３】
デバイスを高速で動作させるためには、パターンの線幅を所定値に均一に基板上に転写する必要がある。また、パターンの線幅を所定値に均一に転写するためには、露光装置の露光視野全面における露光強度分布を均一にする必要がある。このため、露光装置の照明光学系には、フライアイインテグレータやロッドインテグレータ等の照度均一化部材が設けられている。このうち、ロッドインテグレータとは、石英ガラス等のガラス部材や光学結晶からなる細長い４角柱形状の固形部材であり、ロッドインテグレータを用いることによって、良好な照度均一性を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロッドインテグレータはガラス部材や光学結晶等の破損しやすい材料によって形成されていることから、その取り扱いを容易にするために、ロッドインテグレータの各エッジ部（縁部）に対して面取り加工が施されている。ところが、ロッドインテグレータの出射面のエッジ部に対し面取り加工を施した場合、その出射面と光学的に共役な面における照明領域では、照明領域のエッジ部のコントラストが低下するとともに、照明領域の照度均一性がエッジ部において悪化する。このため、従来の露光装置では、照度均一化部材としてロッドインテグレータを利用する場合、例えばロッドインテグレータとマスク（被照射面）との間にブラインド（視野絞り）を設け、ロッドインテグレータの出射面とブラインドとマスクとを互いに光学的に共役な関係にする光学系（以下、ブラインド光学系と呼ぶ）を配置することによってマスク上の照明領域のエッジ部のコントラストを高めるようにしている。【０００６】
しかしながら、このような露光装置の構成によれば、ロッドインテグレータの出射面のエッジ部近傍から出射される光をブラインドによって遮光することとなり、ロッドインテグレータの出射面全体を照明領域の形成に寄与させられないために照明効率が低下する。このような背景から、ブラインドを用いることなく、エッジ部のコントラストが高い照明領域を形成可能な技術の提供が期待されていた。【０００７】
本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブラインドを用いることなく、エッジ部のコントラストが高い照明領域を形成可能な照明装置、この照明装置を備える露光装置、この露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法、ブラインドを用いることなくエッジ部のコントラストが高い照明領域を形成するのに有効な導光光学素子、及びこの導光光学素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る照明装置は、被照射面に照明光を照射する照明装置であって、第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した前記照明光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子と、前記第２面と前記被照射面とを光学的に共役にし、前記第２面から出射した前記照明光を前記被照射面に集光させる集光光学系と、を備え、前記導光光学素子は、前記第１面および前記第２面をそれぞれ端面として柱状に形成され、前記第１面から入射した前記照明光の少なくとも一部を側面により全反射させて前記第２面から出射させる柱状光学部材と、前記第２面の周囲の前記側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記照明光が全反射可能な屈折率を有する。【０００９】
本発明の第２の態様に係る露光装置は、マスクに形成されたパターンを介して基板を露光する露光装置であって、前記パターンを照明する本発明の第１の態様に係る照明装置を備える。【００１０】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光装置を用いて基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含む。【００１１】
本発明の第４の態様に係る導光光学素子は、互いに向かい合う第１面と第２面とを有し、柱状に形成される柱状光学部材と、前記第１面及び前記第２面の周囲の側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する。【００１２】
本発明の第５の態様に係る導光光学素子は、第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子であって、前記第１面および前記第２面をそれぞれ端面として柱状に形成され、前記第１面から入射した前記照明光の少なくとも一部を側面により全反射させて前記第２面から出射させる柱状光学部材と、前記第２面の周囲の前記側面のうち少なくとも一部に被覆された被覆部材と、を含み、前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する。【００１３】
本発明の第６の態様に係る導光光学素子の製造方法は、第１面と前記第１面に対する側面が研磨され、前記第１面の前記側面との接続部にエッジ部に対して面取り加工部が設けられた柱状光学部材を用意することと、前記第１面のエッジ部の周囲の前記側面のうち少なくとも一部を被覆部材により被覆することと、前記第１面を前記被覆部材とともに研磨して該第１面のエッジ部の前記面取り加工部を除去することと、を含み、前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する。【００１４】
本発明の第７の態様に係る導光光学素子の製造方法は、第１面および第２面を有し、前記第１面から入射した光を導光して前記第２面から出射させる導光光学素子の製造方法であって、前記第１面および前記第２面に対する側面が研磨され、前記第２面のエッジ部に対して面取り加工部が設けられた柱状光学部材を用意することと、前記第２面のエッジ部の周囲の前記側面のうち少なくとも一部を被覆部材により被覆することと、前記第２面を前記被覆部材とともに研磨して該第２面のエッジ部の前記面取り加工部を除去することと、を含み、前記被覆部材は、前記側面のうち該被覆部材に覆われた被覆側面部において前記光が全反射可能な屈折率を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様によれば、ブラインドを用いることなく、エッジ部のコントラストが高い照明領域を形成可能な照明装置、この照明装置を備える露光装置、この露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法、ブラインドを用いることなくエッジ部のコントラストが高い照明領域を形成するのに有効な導光光学素子、及びこの導光光学素子の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、投影光学系の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、マスクの構成を示す平面図である。
【図４】図４は、第１列の投影光学系のマスク上の視野及びプレート上の像野と第２列の投影光学系のマスク上の視野及びプレート上の像野との関係を説明するための平面図である。
【図５】図５は、従来のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、従来のロッドインテグレータの問題点を説明するための説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示すロッドインテグレータの底面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータの効果を説明するための説明図である。
【図９】図９は、被覆部材の屈折率を算出するための概念図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータの製造工程の流れを示す工程図である。
【図１１】図１１は、図７Ａ及び図７Ｂに示すロッドインテグレータの変形例の構成を示す側面図である。
【図１２】図１２は、図７Ａ及び図７Ｂに示すロッドインテグレータの変形例の構成を示す側面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ロッドインテグレータの変形例の構成を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示すロッドインテグレータの底面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。
【図１４】図１４は、加工前のロッド状部材の構成を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａに示すロッドインテグレータのα面断面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す底面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。
【図１８】図１８は、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の他の実施形態であるロッドインテグレータの製造工程の流れを示す工程図である。
【図２０】図２０は、ロッドインテグレータの変形例の構成を示す斜視図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、製造途中のロッドインテグレータの側面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す底面図である。
【図２２】図２２は、デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。なお、図面は模式的なものを含み、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が実際のものと異なる部分が含まれる。
【００１８】
〔露光装置の構成〕
図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型の投影露光装置（走査型露光装置）であり、マスクＭのパターンを照明する複数の部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７を含む照明装置ＩＵと、マスクＭを保持して移動する図示しないマスクステージと、マスクＭのパターンの拡大像をプレートＰ上に投影する複数の反射屈折型の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を含む投影光学装置ＰＬと、プレートＰを保持して移動する図示しないプレートステージと、マスクステージ及びプレートステージを駆動するリニアモータ等を含む図示しない駆動機構と、駆動機構等の動作を統括的に制御する図示しない主制御系と、を備えている。プレートＰとしては、液晶表示素子製造用のフォトレジストが塗布された１辺の長さ又は対角長が５００ｍｍより大きい矩形平板状のガラスプレート、薄膜磁気ヘッド製造用のセラミックス基板、半導体素子製造用の円形の半導体ウエハ等を例示することができる。
【００１９】
以下の説明では、図１中に設定したＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。このＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるように設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、一例として、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、Ｚ軸が鉛直方向に設定される。また、本実施形態では、マスクＭ及びプレートＰを所定の対応関係で移動する方向（走査方向）をＸ方向に設定している。
【００２０】
照明装置ＩＵは、７つの部分照明光学系（以下、部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５，ＩＬ６，ＩＬ７という）を備えている。部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７を通過した照明光はそれぞれ、マスクＭ上の対応する照明領域Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７をほぼ均一に照明する。マスクＭ上の複数の照明領域、すなわち部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７によって照明される照明領域からの照明光は、各照明領域に対応するように配列されマスクＭのパターンの一部の像をプレートＰ上にそれぞれ投影する７つの投影光学系（以下、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７という）のそれぞれに入射する。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭのパターン面のパターンの像をプレートＰの上面の感光面（フォトレジストが塗布された面）に結像する。
【００２１】
マスクＭは、図示しないマスクホルダを介して図示しないマスクステージ上に吸着保持されている。マスクステージの位置は図示しないマスクＭ側のレーザ干渉計によって計測されている。プレートＰは図示しないプレートホルダを介して図示しないプレートステージ上に吸着保持され、プレートステージには移動鏡５０が設けられている。移動鏡５０を介してそのプレートステージの位置が図示しないプレートＰ側のレーザ干渉計によって計測されている。そのマスクＭ側及びプレートＰ側のレーザ干渉計の計測値に基づいて、図示しない主制御系が図示しない駆動機構を介してマスクステージ及びプレートステージの位置、姿勢及び動作を制御する。
【００２２】
部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７のうちのの第１列の部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ５，ＩＬ７は、走査方向と直交する非走査方向（Ｙ方向）に沿って所定間隔置きに配置され、部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ５，ＩＬ７に対応して設けられている第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７も同様に、投影光学装置ＰＬ内で非走査方向に沿って所定間隔置きに配置されている。第２列の部分照明光学系ＩＬ２，ＩＬ４，ＩＬ６は、第１列に対して＋Ｘ方向側、且つ、非走査方向に沿って所定間隔置きに配置され、部分照明光学系ＩＬ２，ＩＬ４，ＩＬ６に対応して設けられている第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６も、第１列に対して＋Ｘ方向側、且つ、非走査方向に沿って所定間隔置きに配置されている。
【００２３】
各部分照明光学系は、露光光源２（２ａ〜２ｆ）としてＡｒＦ（アルゴンフッ素）エキシマーレーザ（波長１９３ｎｍ）を備えている。露光光源としては、その他にＦ2（フッ素分子）レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2（クリプトン分子）レーザ（波長１４６ｎｍ）、Ａｒ2（アルゴン分子）レーザ（波長１２６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波発生装置等を使用することができる。さらに、露光光源として、ＫｒＦ（クリプトンフッ素）エキシマーレーザ（波長２４７ｎｍ）や水銀ランプ等も使用できる。
【００２４】
露光光源２（２ａ〜２ｆ）から射出された照明光は、光ファイバ３（３ａ〜３ｆ）及びリレーレンズ４（４ａ〜４ｆ）を介して照明系光軸の方向に延在するロッド状（四角柱状）のロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）の入射面に入射する。ロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）内を直進又はロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）の側面で内面反射された照明光はロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）の出射面から出射される。ロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）の出射面は、レンズ６（６ａ〜６ｆ）とレンズ７（７ａ〜７ｆ）とを含む集光光学系により、マスクＭのパターン面（パターンが形成された面）に対する共役面（結像関係にある面）に配置されている。ロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）から出射された照明光は、レンズ６（６ａ〜６ｆ）及びレンズ７（７ａ〜７ｆ）を介してマスクＭを照明する。なお、レンズ６とレンズ７とを含む集光光学系は、好ましくは両側テレセントリックな光学系（すなわち、ロッドインテグレータ５側およびマスクＭ側にテレセントリックな光学系）とされる。ロッドインテグレータ５（５ａ〜５ｆ）の構成については後述する。
【００２５】
第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７は、それぞれマスクＭのパターン面上の非走査方向に平行な直線に沿って所定間隔を置きに配置された視野を持ち、その各視野内に設けられる照明領域Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７内に位置するマスクＭのパターンの像を、プレートＰの上面上の非走査方向に平行な直線に沿って所定間隔置きに配列された像野（投影領域）Ｉ１，Ｉ３，Ｉ５，Ｉ７にそれぞれ形成する。また、第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６は、それぞれマスクＭのパターン面上の非走査方向に平行な直線に沿った所定間隔おきに配置された視野を持ち、その各視野内に設けられる照明領域Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６内に位置するマスクＭのパターンの像を、プレートＰの上面上の非走査方向に平行な直線に沿って所定間隔置きに配列された像野（投影領域）Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６（Ｉ２，Ｉ４は不図示）にそれぞれ形成する。
【００２６】
第１列及び第２列の投影光学系の間には、プレートＰの位置合わせに使用する位置検出装置としてのオフアクシスのアライメント系５２と、マスクＭ及びプレートＰのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）を合わせるために使用するフォーカス検出装置としてのオートフォーカス系５４とが配置されている。本実施形態の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭ上における照明領域内のパターンの拡大像である一次像をプレートＰ上の像野内に形成する反射屈折型の投影光学系であり、その走査方向（Ｘ方向）における拡大倍率が＋１倍を超え、且つ、非走査方向（Ｙ方向）における拡大倍率は−１を下回る。言い換えると、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭのパターンの走査方向に正立で、且つ、非走査方向に倒立の拡大像をプレートＰ上に形成する。走査方向及び非走査方向の拡大倍率の絶対値は、一例として２．５程度である。
【００２７】
本実施形態では、第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７は互いに同一構成であり、第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６は互いに同一構成である。そこで、以下では代表として第１列及び第２列の２つの投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２の構成について説明する。
【００２８】
図２は、図１中の２つの投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２の構成を示す断面図である。図２に示すように、投影光学系ＰＬ１は、マスクＭとプレートＰとの間の光路中に配置される凹面反射鏡ＣＣＭａと、マスクＭと凹面反射鏡ＣＣＭａとの間の光路中に配置されたＺ軸に平行な光軸ＡＸ１１を持つ第１レンズ群Ｇ１ａと、第１レンズ群Ｇ１ａと凹面反射鏡ＣＣＭａとの間の光路中に配置される第２レンズ群Ｇ２ａと、第２レンズ群Ｇ２ａとプレートＰとの間の光路中に配置され、第２レンズ群Ｇ２ａから＋Ｚ方向に進行する光を−Ｘ方向に光軸ＡＸ１１を横切るように光軸ＡＸ１２に沿って偏向する第１偏向部材ＦＭ１ａと、第１偏向部材ＦＭ１ａとプレートＰとの間の光路中に配置され、第１偏向部材ＦＭ１ａから−Ｘ方向に進行する光を−Ｚ方向に偏向する第２偏向部材ＦＭ２ａと、第２偏向部材ＦＭ２ａとプレートＰとの間の光路中に配置され、第１レンズ群Ｇ１ａの光軸ＡＸ１１と平行な光軸ＡＸ１３を有する第３レンズ群Ｇ３ａと、を備えている。第２レンズ群Ｇ２ａ及び凹面反射鏡ＣＣＭａの光軸は、第１レンズ群Ｇ１ａの光軸ＡＸ１１と共通である。
【００２９】
２つの偏向部材ＦＭ１ａ及びＦＭ２ａは、例えば投影光学系ＰＬ１の視野内の所定の点（例えば中心）から発した後、第２レンズ群Ｇ２ａを経てほぼ＋Ｚ方向に進行する光をほぼ−Ｘ方向に移送した後にほぼ−Ｚ方向に沿って進行させて、像野上の共役点に導く第１光束移送部を構成している。投影光学系ＰＬ１は、一例として、マスクＭと凹面反射鏡ＣＣＭａとの距離よりもマスクＭとプレートＰとの距離のほうが大きくなるように、且つ、マスクＭ側の作動距離よりもプレートＰ側の作動距離が大きくなるように、凹面反射鏡ＣＣＭａ、第１レンズ群Ｇ１ａ、第２レンズ群Ｇ２ａ、第３レンズ群Ｇ３ａ、及び偏向部材ＦＭ１ａ，ＦＭ２ａが配置されている。
【００３０】
凹面反射鏡ＣＣＭａと第２レンズ群Ｇ２ａとの間の光路中、すなわち凹面反射鏡ＣＣＭａの反射面の近傍には、投影光学系ＰＬ１のプレートＰ側の開口数を決定するための開口絞りＡＳａが備えられている。開口絞りＡＳａは、マスクＭ側及びプレートＰ側が略テレセントリックとなるように位置決めされている。開口絞りＡＳａの位置は投影光学系ＰＬ１の瞳面とみなすことができる。投影光学系ＰＬ１において、第１レンズ群Ｇ１ａ及び第３レンズ群Ｇ３ａはともに正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２ａは正又は負の屈折力を持つ。第３レンズ群Ｇ３ａの焦点距離ｆ３は第１レンズ群Ｇ１ａの焦点距離ｆ１よりも長く設定されている。第３レンズ群Ｇ３ａを構成するレンズの光軸ＡＸ１３から外周までの距離（半径）は、第１レンズ群Ｇ１ａを構成するレンズの光軸ＡＸ１１から外周までの距離（半径）よりも大きい。
【００３１】
投影光学系ＰＬ１は、凹面反射鏡ＣＣＭａを用いた軸外れ光学系であり、有効な結像光束は、第１レンズ群Ｇ１ａ及び第３レンズ群Ｇ３ａの各レンズでは光軸ＡＸ１１及びＡＸ１３に対して−Ｘ方向側の半面内を通過する。そこで、本実施形態では、より大型のレンズから構成される第３レンズ群Ｇ３ａの各レンズに対して、結像光束が通過しない部分である光軸ＡＸ１３から＋Ｘ方向側の半分を切断している。このため、図２及び以降で参照する図面では、ほぼ光軸から半分側を削除したレンズのみからなるレンズ群（Ｇ３ａ，Ｇ３ｂ等）を、光軸に対して半分側（切断した側）が無いレンズ群で表している。この結果、第３レンズ群Ｇ３ａを構成する全部のレンズは、光軸ＡＸ１３から＋Ｘ方向側の半分が無い、回転非対称な外形を有している。
【００３２】
投影光学系ＰＬ２は、投影光学系ＰＬ１と走査方向に関して対称的に配置された構成（図２の紙面内において投影光学系ＰＬ１をＺ軸に平行な軸の周りに１８０°回転した構成）を有し、投影光学系ＰＬ１と同様にマスクＭ上における視野内のパターンの拡大像である一次像をプレートＰ上の像野内に形成する反射屈折型の投影光学系である。すなわち、投影光学系ＰＬ２は、投影光学系ＰＬ１と同様に、Ｚ軸に平行な光軸ＡＸ２１に沿って配置された第１レンズ群Ｇ１ｂ、第２レンズ群Ｇ２ｂ、及び凹面反射鏡ＣＣＭｂと、Ｚ軸に平行な光軸ＡＸ２３を持つ第３レンズ群Ｇ３ｂと、第２レンズ群Ｇ２ｂから＋Ｚ方向に向かう光束を光軸ＡＸ２２に沿って＋Ｘ方向に折り曲げる第１偏向部材ＦＭ１ｂと、その＋Ｘ方向に向かう光束を−Ｚ方向に折り曲げる第２偏向部材ＦＭ２ｂと、投影光学系ＰＬ２の瞳面に配置された開口絞りＡＳｂとを備えている。２つの偏向部材ＦＭ１ｂ，ＦＭ２ｂは、投影光学系ＰＬ２の視野内の所定の点（例えば中心）から発した後、第２レンズ群Ｇ２ｂを経てほぼ＋Ｚ方向に進行する光をほぼ＋Ｘ方向に移送した後に、ほぼ−Ｚ方向に沿って進行させて像野上の共役点に導く第２光束移送部を構成している。
【００３３】
投影光学系ＰＬ１の第３レンズ群Ｇ３ａと同様に、投影光学系ＰＬ２の第３レンズ群Ｇ３ｂを構成する全部のレンズは、光軸ＡＸ２３から−Ｘ方向側の半分が無い、回転非対称な外形を有している。光軸ＡＸ１１，ＡＸ１３及びＡＸ２１，ＡＸ２３はＺ軸にほぼ平行でもよく、光軸ＡＸ１２及びＡＸ２２はＸ軸にほぼ平行でもよい。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態である露光装置に用いられるマスクＭの構成を示す平面図である。図３に示すように、マスクＭは、非走査方向（Ｙ方向）に沿って配置されて、図１の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７に対応する台形状（円弧状、又は端部が三角形状等でもよい、以下同様）の照明領域Ｖ１〜Ｖ７が位置決めされる７列の列パターン部Ｍ１０〜Ｍ１６を備えている。照明領域Ｖ１〜Ｖ７が台形状であるのは、継ぎ誤差を低減するために、照明領域Ｖ１〜Ｖ７の端部のパターンの像をプレートＰ上に重ねて露光するためである。そのため、列パターン部Ｍ１０〜Ｍ１６の両端部には交互に同じパターンが形成されている。但し、Ｙ方向の両端部の照明領域Ｖ１，Ｖ７の内側のエッジ部の像は重ねては露光されない部分であるため（非走査方向には倒立像となるため）、Ｘ軸に平行な直線状となっている。
【００３５】
マスクＭ上の照明領域Ｖ１，Ｖ２のＹ方向の両端部のエッジを規定するために、部分照明光学系ＩＬ１１，ＩＬ２等の中には、図示しない照明視野絞りが例えばロッドインテグレータ５の出射面近傍に配置されている。図４は、第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３に対応するマスクＭ上の照明領域Ｖ１，Ｖ３及びプレートＰ上の像野（投影領域）Ｉ１，Ｉ３と、第２列の投影光学系ＰＬ２に対応するマスクＭ上の照明領域Ｖ２及びプレートＰ上の像野Ｉ２との関係を説明するための平面図である。図４において、照明領域Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３内のパターンをＸ方向に正立で、Ｙ方向に倒立で拡大した像が像野Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３内に形成される。照明領域Ｖ１及び像野Ｉ１はそれぞれ、光軸ＡＸ１１，ＡＸ１３から−Ｘ方向に外れており、照明領域Ｖ２及び像野Ｉ２はそれぞれ、光軸ＡＸ２１，ＡＸ２３から＋Ｘ方向に外れている。従って、第３レンズ群Ｇ３ａ及びＧ３ｂを構成するレンズの形状を凹面反射鏡ＣＣＭａ，ＣＣＭｂ側の半分を切り落とした回転非対称にしても、像野Ｉ１，Ｉ２に向かう結像光束にケラレが生じない。
【００３６】
第１列の照明領域Ｖ１，Ｖ３等の中心ＶＣ１等を結ぶＹ軸に平行な直線と、第２列の照明領域Ｖ２等の中心ＶＣ２等を結ぶＹ軸に平行な直線とのＸ方向（走査方向）の間隔をＬｍとする。同様に、第１列の像野Ｉ１，Ｉ３等の中心ＩＣ１等を結ぶＹ軸に平行な直線と、第２列の像野Ｉ２等の中心ＩＣ２等を結ぶＹ軸に平行な直線とのＸ方向の間隔をＬｐとする。また、各投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３の投影倍率をβとすると、間隔ＬｍとＬｐとの間には以下に示す数式（１）の関係が成立する。
Ｌｐ＝Ｌｍ×｜β｜ …（１）
【００３７】
この場合、図３に示すように、第１列の投影光学系用の列パターン部Ｍ１０，Ｍ１２等と、第２列の投影光学系用の列パターン部Ｍ１１，Ｍ１３等とをＸ方向の同じ位置に形成して、マスクオフセットＭＯを０にしておいても、その投影像をプレートＰ上で正確に繋ぎ合わせて露光できる。
【００３８】
図４において、第１投影光学系ＰＬ１の光軸ＡＸ１１，ＡＸ１３を結ぶ長さＳ１Ｘの第１線分と、第２投影光学系ＰＬ２の光軸ＡＸ２１，ＡＸ２３を結ぶ長さＳ２Ｘ（＝Ｓ１Ｘ）の第２線分とは、Ｘ軸に平行であるが、Ｙ方向からみて互いに重畳していない。図２に戻り、本実施形態の投影光学系ＰＬ１においては、第３レンズ群Ｇ３ａの光軸ＡＸ１３から凹面反射鏡ＣＣＭａ側の半分が無い。従って、２点鎖線の位置Ａ１，Ａ２で示すように、第２偏向部材ＦＭ２ａ及び第３レンズ群Ｇ３ａを凹面反射鏡ＣＣＭａ側に近付けることができる。同様に、投影光学系ＰＬ２においても、２点鎖線の位置Ａ３，Ａ４で示すように、第２偏向部材ＦＭ２ｂ及び第３レンズ群Ｇ３ｂを凹面反射鏡ＣＣＭｂ側に近付けることができる。この場合には、結像面が−Ｚ方向に移動するため、プレートＰをマスクＭに対して位置Ａ５に下げる必要がある。さらに、外側の光軸ＡＸ１３，ＡＸ２３のＸ方向の間隔がＤｐからＤｐ’に短縮されるため、投影光学装置ＰＬを全体として小型化できる。
【００３９】
このように光軸ＡＸ１３，ＡＸ２３のＸ方向の間隔がＤｐからＤｐ’に短縮された場合には、プレートステージのベース部材（プレート側のステージ系）を小型化できる。さらに、１回の走査露光毎のプレートステージの走査距離が短縮されて、露光時間が短縮されるため、スループットが向上する。なお、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２のＸ方向の倍率を｜β｜とすると、以下に示す数式（２）で求められるマスクオフセットＭＯの分だけ、図３の２点鎖線の位置２１Ａ〜２１Ｃで示すように、第１列の照明領域Ｖ１，Ｖ３等用の列パターン部Ｍ１０，Ｍ１２等と、第２列の照明領域Ｖ２，Ｖ４等用の列パターン部Ｍ１１，Ｍ１３等との間にＸ方向のオフセットを設ける必要がある。この場合、間隔Ｌｍと間隔Ｌｐとは、数式（３）の関係を満足する。
ＭＯ＝Ｌｍ−Ｌｐ／｜β｜ …（２）
Ｌｐ＜Ｌｍ×｜β｜ …（３）
【００４０】
図２において、本実施形態では、走査露光時に、マスクＭのパターンを投影光学装置ＰＰＬを介してプレートＰ上に露光した状態で、一例としてマスクＭを矢印ＳＭ１で示す＋Ｘ方向に速度ＶＭで移動するのに同期して、プレートＰが矢印ＳＰ１で示す＋Ｘ方向に速度ＶＭ×｜β｜で移動される。βは投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の投影倍率である。これによって、図３のマスクＭの列パターン部Ｍ１０〜Ｍ１６の拡大倍率βの像を繋ぎ合わせたパターンがプレートＰ上に露光される。なお、マスクＭ及びプレートＰを−Ｘ方向に走査することも可能である。
【００４１】
〔ロッドインテグレータの構成〕
一般に、ロッド状部材（柱状光学部材）としてのロッドインテグレータ５は、ガラス（例えば、石英ガラス）や光学結晶等の破損しやすい材料によって形成されていることから、その取り扱いを容易にするために、図５に示すように、ロッドインテグレータ５を構成する６面の各エッジ部に対して面取り加工部５１ｃ，５１ｄ，５１ｅが形成されている。ここで、面取り加工部５１ｃは、実質的に矩形状の入射面５１ａおよび出射面５１ｂの各長辺に施される面取り加工により形成され、面取り加工部５１ｄは、入射面５１ａおよび出射面５１ｂの各短辺に施される面取り加工により形成され、面取り加工部５１ｅは、入射面５１ａおよび出射面５１ｂと異なる４つの側面の各々間の稜線部に施される面取り加工により形成される。ところが、ロッドインテグレータ５の出射面５１ｂの長辺のエッジ部に対し面取り加工を施して面取り加工部５１ｄを形成した場合、図６に示すようにマスクＭ上に形成される照明領域の光強度分布ＰＷのエッジ部が必要な領域幅Ｒに対し急峻でなくなり、Ｘ方向の両端部における照明領域のエッジ部のコントラストが低下する。また、照明領域の照度均一性は、そのＸ方向のエッジ部において悪化している。このため、従来の露光装置では、ロッドインテグレータ５を利用する場合、例えば、ロッドインテグレータ５とマスクＭ（被照射面）との間にブラインド（視野絞り）を設け、ロッドインテグレータの出射面とブラインドとマスクとを互いに光学的に共役な関係にするブラインド光学系を配置することによってマスクＭ上の照明領域のエッジ部のコントラストを高めるようにしている。しかしながら、このような露光装置の構成によれば、照明光学系が大型化するとともに、出射面５１ｂのエッジ部（本実施形態の場合、特にＸ方向の両端部のエッジ部）近傍から出射される光をブラインドによって遮光することとなり、ロッドインテグレータ５の出射面全体を照明領域の形成に寄与させられないために照明効率が低下する。そこで、本実施形態では、ロッドインテグレータ５を以下に示すように構成することによって、Ｘ方向の両端部のエッジ部に関し、ブラインドを用いることなく、エッジ部のコントラストが高い照明領域を形成可能にする。
【００４２】
図７Ａは、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示すロッドインテグレータの底面図である。図７Ａに示すように、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータ５は、照明系光軸の方向に長辺を有する直方体形状（四角柱状）のロッド状部材５１を含む。このロッドインテグレータ５では、露光光源２から射出された照明光は、入射面５１ａからロッドインテグレータ５の内部に入射し、少なくとも一部がロッドインテグレータ５の側面で内面反射（本実施形態では全反射）された後、出射面５１ｂから出射される。なお、入射面５１ａから入射した照明光の一部は、側面で反射されずに出射面５１ｂから出射される。ロッド状部材５１は、石英ガラスによって形成されている。なお、石英ガラスに限定されず、他の光学ガラス，光学結晶，樹脂材料等の材料によって形成されてもよい。また、図７Ｂに示すように、出射面５１ｂのエッジ部の周囲の側面は被覆部材５２によって被覆されている。被覆部材５２は、この被覆部材５２が被覆された側面部において、ロッドインテグレータ５内を伝播してきた照明光が全反射可能な特性を有する材料によって形成されている。具体的には、被覆部材５２は、この被覆部材５２が被覆された側面部において照明光が全反射可能な屈折率を有している。また、被覆部材５２は、照明光を吸収しない材料によって形成されるとよい。なお、ロッドインテグレータ５では、入射面５１ａ，出射面５１ｂは、照明光を透過させるため研磨面とされ、各側面は、照明光を内部で全反射させるために研磨面とされている。
【００４３】
このような構成によれば、出射面５１ｂのエッジ部が被覆部材５２によって被覆されているので、出射面５１ｂのエッジ部に対する面取り加工を除去することができる。面取り加工が除去されることで、出射面５１ｂと側面とが面取り加工部を介さずに互いに連続した面とされる。また、被覆部材５２が、ロッドインテグレータ５内を伝播してきた照明光の全反射特性を損なうことなく、出射面５１ｂのエッジ部を保護することができる。また、出射面５１ｂか出射する照明光をマスクＭに照射する集光光学系（レンズ６，７）によりマスクＭ上に形成される照明領域では、図８に示すように光強度分布ＰＷのエッジ部が必要な領域幅Ｒに対し急峻となるため、ブラインド及びブラインド光学系を用いることなく、エッジ部のコントラストが高い照明領域を形成することができる。なお、被覆部材５２は、必ずしも出射面５１ｂの全周囲に亘って設ける必要はなく、例えば出射面５１ｂにおける互いに平行な一対の辺に対応する側面部だけに被覆するようにしてもよい。具体的には、出射面５１ｂの一対の長辺に対応する側面部だけに被覆するようにしてもよい。
本実施形態の露光装置では、照明領域Ｖ１〜Ｖ７の各々の大きさは、Ｙ方向の寸法に比してＸ方向の寸法が７〜１３倍程度の大きさに設定されることが好ましい。これに対応して、ロッド状部材５１の入射面５１ａおよび出射面５１ｂにおいても、その短辺の寸法に対して長辺の寸法が７〜１３倍程度の大きさに設定され、例えば短辺（Ｙ方向）の寸法が３ｍｍ程度に対して、長辺（Ｘ方向）の寸法が２０〜４０ｍｍの大きさとされる。この場合、長辺のエッジ部に面取り加工が施され、その面取り加工部に起因する照明領域のコントラスト低下を防止するためにブラインドおよびブラインド光学系を用いると、出射面５１ｂ全体から出射される全光量に比して多大な光量の損失を招く。したがって、出射面５１ｂの長辺だけでも面取り加工部を除去できるようにすることにより、光量損失を抑制する意味で顕著な効果を得ることができる。
【００４４】
なお、図９に示すように、ロッドインテグレータ５の軸方向（図中Ｚ方向）に対する照明光ＩＬの入射角度及び屈折角度がそれぞれθ１，θ２であるとすると、入射角度θ１及び屈折角度θ２は以下の数式（４）に示す関係を満足する。数式（４）中、ｎ１，ｎ２はそれぞれ空気及びロッドインテグレータ５の屈折率を示す。従って、ロッド状部材５１が屈折率ｎ２が１．４７である石英ガラスによって形成され、照明光ＩＬの最大の入射角度θ１が０．３３ラジアンである場合には、ロッドインテグレータ５内における照明光ＩＬの屈折角度θ２は約０．２２ラジアンとなる。
ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎ２／ｎ１  …（４）
【００４５】
一方、被覆部材５２によって照明光ＩＬが全反射する条件は、以下に示す数式（５）のように表される。数式（５）中、ｎ３は被覆部材５２の屈折率を示す。従って、以下に示す数式（５）にロッドインテグレータ５の屈折率ｎ２の値１．４７、及び照明光ＩＬの屈折角度θ２の値０．２２ラジアンを代入することによって、ロッド状部材５１が屈折率ｎ２が１．４７である石英ガラスによって形成され、照明光ＩＬの入射角度θ１が０．３３ラジアンである場合における、被覆部材５２の屈折率の条件を以下に示す数式（６）のように求めることができる。すなわち、ロッド状部材５１が屈折率ｎ２が１．４７である石英ガラスによって形成され、照明光ＩＬの入射角度θ１が０．３３ラジアンである場合には、被覆部材５２としては、屈折率が１．４３以下の材料を用いるとよい。屈折率が１．４３以下の材料としては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のフッ素樹脂テフロン材料，ＮＴＴアドバンステクノロジ株式会社製の低屈折率樹脂材料，信越化学工業株式会社製のシリコーン封止材料，ＤＩＣ株式会社製の光学用ＵＶ硬化型樹脂材料等を例示することができる。
（ｎ２／ｎ３）×ｓｉｎ｛（π／２）−θ２｝≧１  …（５）
１．４３≧ｎ３  …（６）
【００４６】
このような構成を有するロッドインテグレータ５は、図１０に示す工程によって製造することができる。図１０は、本発明の一実施形態であるロッドインテグレータ５の製造工程の流れを示す工程図である。本発明の一実施形態であるロッドインテグレータ５を製造する際は、始めに、少なくとも側面が研磨されて出射面５１ｂの４辺に面取り加工部５１ｃ，５１ｄが設けられたロッド状部材５１を用意し、ステップＳ１に示すように、出射面５１ｂのエッジ部の周囲の側面を被覆部材５２によって被覆する。このとき、被覆部材５２が側面に接するように被覆部材５２を側面に取り付ける。次に、ステップＳ２に示すように、ホットメルト樹脂５３等を用いてロッド状部材５１のＹＺ面に一対のやとい５４を接合させる。次に、ステップＳ３に示すように、ノズル５５を介して回転する研磨パッド５６の研磨面５６ａにＳｉＯ２や酸化セリウム等のスラリーを供給しながらロッド状部材５１の出射面５１ｂを研磨面５６ａに当接させることによって、出射面５１ｂの面取り加工部５１ｃ，５１ｄが除去されるまでロッド状部材５１の出射面５１ｂを研磨する。そして最後に、ステップＳ４に示すように、ホットメルト樹脂を加熱することによってロッド状部材５１をやとい５４から外すことにより、本発明の一実施形態である導光光学部材としてのロッドインテグレータ５を製造することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ロッド状部材５１の出射面のエッジ部に被覆部材５２を被覆させることによって、ロッドインテグレータ５の全反射特性を損なうことなく、出射面５１ｂのエッジ部を保護することとしたが、図１１に示すように、ロッド状部材５１の出射面５１ｂのエッジ部に対応する位置に反射部材５８を有するやとい５４をロッド状部材５１のＹＺ面に貼り付けることによって、ロッドインテグレータ５の全反射特性を損なうことなく、出射面５１ｂのエッジ部を保護してもよい。
【００４８】
また同様に、図１２に示すように、ロッド状部材５１の出射面５１ｂのエッジ部に、第１の反射率を有する被膜５９ａと第１の反射率より高い第２の反射率を有する被膜５９ｂとからなる多層被膜を形成し、この多層被膜を図示しない適当な保護部材で保護することによって、ロッドインテグレータ５の全反射特性を損なうことなく、出射面５１ｂのエッジ部を保護してもよい。
【００４９】
図１２に示すように、被覆部材を多層被膜で形成する場合、被膜５９ａは、ロッド状部材５１に対する接着性が高い材料、具体的には被膜５９ｂよりもロッド状部材５１に対する接着性が高い材料で形成することが好ましい。つまり、被膜５９ａをロッド状部材５１と被膜５９ｂとの接着層として用いてもよい。ロッドインテグレータは、被覆部材を多層被膜で形成し、ロッド状部材５１と接する被膜を他の被膜よりもロッド状部材５１に接着しやすい材料で形成することで、被覆部材がロッド状部材５１からはがれにくくすることができる。ロッド状部材５１と接する被膜は、上述したように他の被膜よりも反射率が低いため、ロッド状部材５１に対する屈折率が低くなる。なお、図１２では、被覆部材を２層の被膜で形成したが、ロッド状部材５１に入射した光を全反射できればよい被膜の枚数は特に限定されない。
【００５０】
ここで、上記実施形態のロッドインテグレータは、出射面５２ｂに形成された面取りを除去した構成としたがこれに限定されない。ロッドインテグレータは、面取りを除去した種々の側面に被覆部材を設けることができる。
【００５１】
図１３Ａは、ロッドインテグレータの変形例の構成を示す斜視図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示すロッドインテグレータの底面図である。図１３Ｃは、図１３Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。図１３Ａから図１３Ｃに示すロッドインテグレータ２０５は、四角柱状に形成されたロッド状部材２１０と、被覆部材２１２、２１４と、を有する。
【００５２】
ロッド状部材２１０は、照明系光軸の方向に長辺を有する略直方体形状である。ロッド状部材２１０は、上述したロッド状部材５１と同様に石英ガラスによって形成されている。ロッド状部材２１０は、石英ガラスに限定されず、他の光学ガラス，光学結晶，樹脂材料等の材料によって形成されてもよい。ロッド状部材２１０は、長辺の一方の端部側の面が入射面２２０となり、長辺の他方の端部側の面が出射面２２２となる。ロッド状部材２１０は、略直方体形状の入射面２２０と出射面２２２との間に挟まれた面が、側面２２４、２２６、２２８、２３０となる。側面２２４と側面２２６とが直方体の向かい合う面とあり、側面２２８と側面２３０とが直方体の向かい合う面とある。ロッド状部材２１０は、底面側から見た場合、側面２２４、２２６で形成される辺が長辺となり、側面２２８、２３０で形成される辺が短辺となる。
【００５３】
ロッド状部材２１０は、入射面２２０の側面２２４側のエッジ部、つまりと入射面２２０と側面２２４との接続部分に面取り加工部２４０が形成されている。ロッド状部材２１０は、入射面２２０の側面２２６側のエッジ部、つまりと入射面２２０と側面２２６との接続部分に面取り加工部２４２が形成されている。
【００５４】
ロッド状部材２１０は、入射面２２０の側面２２８、２３０側のそれぞれエッジ部は、切り立った形状、つまり面取り加工部が形成されていない形状である。ロッド状部材２１０は、出射面２２２の側面２２４、２２６、２２８、２３０側のそれぞれエッジ部は、切り立った形状、つまり面取り加工部が形成されていない形状である。さらに、ロッド状部材２１０は、側面２２４の側面２２８側のエッジ部、側面２２４の側面２３０側のエッジ部も切り立った形状であり、側面２２６の側面２２８側のエッジ部、側面２２６の側面２３０側のエッジ部も切り立った形状である。
【００５５】
被覆部材２１２は、ロッド状部材２１０の側面２２４の全面に被覆している。被覆部材２１４は、ロッド状部材２１０の側面２２６の全面を被覆している。被覆部材２１２、２１４は、被覆部材５２と同様の材料で製造されている。つまり、被覆部材２１２、２１４は、ロッド状部材２１０の内部を伝播してきた照明光が側面２２４、２２６に到達した場合も照明光を全反射させる特性を有する材料によって形成されている。
【００５６】
ロッドインテグレータ２０５は、露光光源２から射出された照明光が、入射面２２０からロッドインテグレータ２０５の内部に入射し、少なくとも一部がロッドインテグレータ２０５の側面で内面反射（本実施形態では全反射）された後、出射面２２２から出射される。入射面２２０から入射した照明光の一部は、側面で反射されずに出射面２２２から出射される。
【００５７】
ロッドインテグレータ２０５は、１３Ａから図１３Ｃに示すように、ロッド状部材２１０の側面２２４、２２６は、被覆部材２１２、２１４によって被覆されている。ロッド状部材２１０は、被覆部材２１２、２１４で被覆されている領域は、上述したように被覆部材２１２、２１４がロッド状部材２１０の内部に入射した光を全反射する材料で形成しているため、側面２２４、２２６で光を全反射させる。また、ロッド状部材２１０は、側面２２８、２３０が研磨によって磨かれている研磨面となっている。これにより、ロッド状部材２１０は、研磨面であり、空気と接している側面２２８、２３０で光を全反射させる。なお、ロッド状部材２１０は、被覆部材２１２、２１４で被覆されている側面２２４、２２２６も研磨により磨かれている研磨面となっている。
【００５８】
ロッドインテグレータ２０５は、側面と側面とのエッジを面取りのない形状とすることで、ロッド状部材２１０の内部の照明光が乱反射したり、面取り加工部から外部に出射したりすることを抑制できる。これにより、ロッドインテグレータ２０５は、入射した光をより高い効率でかつより適切な出分布で出射面から出射させることができる。
【００５９】
本実施形態のロッド状部材２１０は、入射面２２０のエッジ部に面取り加工部２４０、２４２が設けられた構成としたが、面取り加工部２４０、２４２を取り除いた形状としてもよい。なお、ロッドインテグレータ２０５等の導光光学部材は、光の入射面側では、制御された光束を入射面２２０よりも小さい領域に入射させることが多いので面取り加工部２４０、２４２での乱反射等の発生を抑制することができる。
【００６０】
図１４から図１９を用いて、図１３Ａから図１３Ｃに示すロッドインテグレータの製造方法について説明する。図１４は、加工前のロッド状部材の構成を示す斜視図である。図１５は、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。図１６Ａは、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。図１６Ｂは、図１６Ａに示すロッドインテグレータのα面断面図である。図１６Ｃは、図１６Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。図１７Ａは、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す底面図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示すロッドインテグレータの側面図である。図１８は、製造途中のロッドインテグレータの構成を示す斜視図である。図１９は、本発明の他の実施形態であるロッドインテグレータの製造工程の流れを示す工程図である。
【００６１】
まず、本実施形態の製造方法は、図１４に示すように、ロッド状部材２１０の元となるロッド状部材２５０を準備する。ロッド状部材２５０は、最終的な加工が施される前の部材である。図１４に示すロッド状部材２５０は、略直方体形状である。ロッド状部材２５０は、長辺の一方の端部側の面が入射面２２０となり、長辺の他方の端部側の面が出射面２５２となる。ロッド状部材２５０は、略直方体形状の入射面２２０と出射面２５２との間に挟まれた面が、側面２２４、２２６、２５４、２５６となる。側面２２４と側面２２６とが直方体の向かい合う面とあり、側面２２８と側面２３０とが直方体の向かい合う面とある。ロッド状部材２１０は、底面側から見た場合、側面２２４、２２６で形成される辺が長辺となり、側面２５４、２５６で形成される辺が短辺となる。
【００６２】
ロッド状部材２５０の入射面２２０は、研磨されている面であり、ロッド状部材２１０の入射面２２０と同様の面である。出射面２５２は、最終的な加工が施される前の面である。ロッド状部材２５０のうち、側面２２４、２２６は、研磨されている面であり、ロッド状部材２１０の側面２２４、２２６と同様である。側面２５４、２５６は、最終的な加工が施される前の面である。
【００６３】
ロッド状部材２５０は、最終的な加工が行われる前の、出射面２５２、側面２５４及び側面２５６のエッジ部に面取り加工部が形成されている。具体的には、ロッド状部材２５０は、出射面２５２の側面２２４側のエッジ部に面取り加工部２６２が形成され、側面２５４側のエッジ部に面取り加工部２６４が形成され、側面２５６側のエッジ部に面取り加工部２６５が形成されている。また、ロッド状部材２５０は、図１４では隠れている出射面２５２の側面２２４とは反対側の側面側のエッジ部にも面取り加工部が形成されている。
【００６４】
ロッド状部材２５０は、入射面２２０の側面２５４側のエッジ部に面取り加工部２６６が形成され、側面２５６側のエッジ部に面取り加工部２６７が形成されている。ロッド状部材２５０は、側面２５４の側面２２４側のエッジ部に面取り加工部２６８が形成され、図１４では隠れている側面２５４の側面２２４とは反対側の側面側のエッジ部にも面取り加工部２６９が形成されている。また、ロッド状部材２５０は、側面２５６と、隣接する側面２２４と後述する２２６との間にも面取り加工部が形成されている。
【００６５】
本実施形態の製造方法は、図１４に示すロッド状部材２５０に上述した図１０の処理を行うことで、図１５に示すロッド状部材２５０ａを作成する。ロッド状部材２５０ａは、ロッド状部材２５０の出射面２５２側の面取り加工部２６２、２６４、２６５と図１４で隠れている面取り加工部とを除去されている。ロッド状部材２５０ａは、出射面２２２と４つの側面のそれぞれとが直接繋がっている。ロッド状部材２５０ａは、出射面２２２のエッジ部、つまり４つの側面との連結部分のそれぞれに被覆部材２７０が設けられている。
【００６６】
本実施形態の製造方法は、ロッド状部材２５０の出射面２５２側に被覆部材を貼り付けた後、やといで支持し、出射面２５２を研磨することで、面取り加工部２６２、２６４、２６５等を除去し、ロッド状部材２５０ａを作成する。
【００６７】
次に、本実施形態の製造方法は、図１６Ａから図１６Ｃに示すように、ロッド状部材２５０ａの側面２２４の全面に被覆部材２８０を被覆し、側面２２６の全面面に被覆部材２８２を設ける。ここで、被覆部材２８０、２８２は、被覆部材２７０と同じ材料で形成されている。図１６Ａから図１６Ｃでは、被覆部材２８０、２８２と被覆部材２７０が一体なり、境界がわからない状態となる。被覆部材２８０は、側面２２４の隣接する側面２５４、２５６側のエッジ部である面取り加工部２６８も覆うように配置されている。被覆部材２８２は、側面２２６の隣接する側面２５４、２５６側のエッジ部である面取り加工部２６９も覆うように配置されている。
【００６８】
次に、本実施形態の製造方法は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、被覆部材２８０が形成されている面と被覆部材２８２が形成されている面とをホットメルト樹脂３００とやとい３０２で挟み込む。具体的には、本実施形態の製造方法は、被覆部材２８０にホットメルト樹脂３００を被せ、その上にやとい３０２を被せる。本実施形態の製造方法は、同様に、被覆部材２８２もホットメルト樹脂３００を被せ、その上にやとい３０２を被せる。これにより、ロッド状部材２５０ａは、被覆部材２８０、２８２及びホットメルト樹脂３００を介して、２つのやとい３０２に挟まれた状態となる。ここで、本実施形態の製造方法は、ホットメルト樹脂３００でやとい３０２と被覆部材２８０、２８２を接合することで、２つのやとい３０２に対してロッド状部材２５０ａを固定する。
【００６９】
次に、本実施形態の製造方法は、図１８に示すように、２つのやとい３０２で挟んだロッド状部材２５０ａの側面２５４を研磨する。具体的には、ノズル５５からＳｉＯ２や酸化セリウム等のスラリーを研磨パッド５６の研磨面５６ａに供給しながら、研磨面５６ａを回転させ、回転している研磨面５６ａに側面２５４を当接させる。これにより、研磨面５６ａによって側面２５４を研磨する。本実施形態の製造方法は、側面２５４と隣接する側面側にあるエッジの面取り加工部が除去されるまで、側面２５４を研磨する。このとき、ホットメルト樹脂３００とやとい３０２は、側面２５４側の部分が研磨面５６ａに当接するため、ロッド状部材２５０ａとともに削られる。本実施形態の製造方法は、側面２５４を研磨したら、ロッド状部材２５０を回転させ、側面２５４とは反対側の側面（側面２５６）も研磨する。
【００７０】
本実施形態の製造方法は、図１９のステップＳ１１に示すように、図１８の加工方法で、ロッド状部材２５０ａのＹ方向の端部の一部、具体的には、面取り加工部２６８、２６９を含む幅３２０、３２２の部分を研磨により除去する。これにより、ステップＳ１２に示すように、エッジ部に面取り加工部がない側面２２８、２３０を備えるロッド状部材２１０が形成される。なお、ロッド状部材２５０ａ研磨によりホットメルト樹脂３００とやとい３０２と共に被覆部材２８０、２８２の幅３２０、３２２に対応する部分も削られる。これにより、ロッド状部材２１０の側面に設けられた被覆部材２１２、２１４が形成される。次に、ステップＳ１３に示すように、ホットメルト樹脂３００を加熱することによってロッド状部材２１０及び被覆部材２８０、２８２からやとい３０２から外す。以上のようにして、ロッドインテグレータ２０５を製造することができる。
【００７１】
このように、ロッド状部材の面取りを実行する対象の面に隣接しており、かつ、光の入射面、出射面のいずれでもない面に被覆部材を設け、当該被覆部材を介してロッド状部材をやといで支持しつつ加工を行う。これにより、ロッド状部材の端面を保護しつつ、研磨を実行することができる。また、被覆部材を上述した全反射する材料で形成することで、加工後に取り外す必要がなくなる。これにより、加工後にロッド状部材から他の材料を剥がす必要がないため、ロッド状部材の面を保護することができ、また、はがす対象の他の材料がロッド状部材の表面に残ることを抑制することができる。
【００７２】
また、本実施形態の製造方法は、面取り加工部を設けた形状で各種加工を行い、その後ロッド状部材の面取りを実行する対象の面に隣接しており、かつ、光の入射面、出射面のいずれでもない面に被覆部材を設け、当該面取り加工部を除去することができる。これにより、高品質なロッド状部材を簡単に作成することができる。
【００７３】
また、ホットメルト樹脂３００を介して被覆部材２８０、２８２とやとい３０２とを接合することで、研磨時に両者がずれることを抑制することができる。また、接合する層をホットメルト樹脂３００とすることで、加熱により簡単に取り外すことができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、出射面を研磨した後、側面を研磨してが、研磨の順序は特に限定されない。なお、被覆部材の形状は、研磨の順序に応じて適宜調整することができる。
【００７５】
上記実施形態では、直方体状（四角柱状）のロッド状部材に基づくロッドインテグレータの加工について説明したが、これに限定されない。図２０は、変形例の構成を示す斜視図である。図２１Ａは、変形例の製造途中の状態を示す側面図である。図２１Ｂは、変形例の製造途中の状態を示す底面図である。なお、図２０は、変形例にかかるロッド状部材の面取りを行う前の形状である。
【００７６】
図２０に示すロッド状部材３５０は、照明系光軸の方向が軸方向となる略円柱形状である。ロッド状部材３５０は、軸方向の一方の面が入射面３５２となり、他方の面が出射面３５４となる。ロッド状部材３５０は、入射面３５２のエッジ部、入射面３５２と側面（周面）との接続部分に面取り加工部３５６が形成されている。
【００７７】
このように、ロッド状部材３５０の場合は、図２１Ａに示すように入射面３５２のエッジ部の面取り加工部３５６を覆うように被覆部材３６０を設ける。なお、図２１Ａでは、ロッド状部材３５０の側面の一部のみに被覆部材３６０を設けたが、側面の全面に設けてもよい。その後、図２１Ｂに示すように、ホットメルト樹脂３６２を介して、２つやとい３６４でロッド状部材３５０の側面側からロッド状部材３５０を挟み込む。その後、２つのやとい３６５で挟まれたロッド状部材３５０の入射面３５２を研磨することで、ロッド状部材３５０の入射面３５２のエッジ部の面取り加工部３５６を除去することができる。これにより、側面に被覆部材３６０が設けられ、入射面３５２のエッジ部に面取り加工部がないロッドインテグレータを製造することができる。
【００７８】
なお、ロッド状部材は、上記形状にも限定されず、断面形状が種々の形状、例えば、多角形（例えば、正方形、正六角形）、曲線と直線を組み合わせた形状の柱状形状とすることができる。
【００７９】
ここで、上記実施形態では、導光光学素子をロッドインテグレータ５、２０５とし、ロッド状部材５１、２１０、３５０に被覆部材５２を被覆した場合で説明したが、これに限定されない。導光光学素子は、被覆部材で被覆する柱状光学部材としては、ロッド状部材以外の種々の光学部材も用いることができる。つまり、導光光学素子は、光を案内する種々の光学素子を対象とすることができる。柱状光学部材は、一方向に延在する柱状形状に限定されず、多面体、多面体の一部を曲面にした形状等、種々の形状とすることができる。立体光学部材としては、例えばプリズムを用いることができる。
【００８０】
柱状光学部材は、加工により研磨された平坦な面（第１面、特定面）を有し、当該平坦な面に接している面（第１面に対する側面）の少なくとも１つが被覆部材に覆われていればよい。ここで、柱状光学部材は、被覆部材に覆われている面と平坦な面との境界は、切り立った形状、つまり面取りがない形状である。導光光学素子は、被覆部材を設けることで、面取りを好適により除くことができる。導光光学素子は、被覆部材として、柱状光学部材の内部に入射された光を全反射させる材料を用いることで、被覆部材を柱状光学部材の周囲に設けても、光の柱状光学部材の通過時に損失が発生することを抑制できる。
【００８１】
導光光学素子は、柱状光学部材の加工により研磨された平坦な面と接している面のうち、向かい合う部分を含む領域に被覆部材が配置されていることが好ましい。これにより、加工時に被覆部材を介して、柱状光学部材を向かい合う２つの方向から挟み込んで保持することができる。
【００８２】
〔デバイス製造工程〕
次に、図２２を参照して、本発明の一実施形態である露光装置を用いてデバイスを製造する場合のデバイス製造工程の流れについて説明する。図２２は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。図２２に示すように、デバイスは、デバイスの機能、性能、パターンを設計するステップＳ２０１、設計結果に基づいてマスクを製作するステップＳ２０２、デバイスの基材である基板を製造してレジストを塗布するステップＳ２０３、露光装置によってマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱及びエッチング工程等を含む基板処理ステップＳ２０４、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立ステップＳ２０５，及び検査ステップＳ２０６等を経て製造される。つまり、このデバイス製造工程は、露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することとを含む。そして、この露光装置によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができるので、このデバイス製造工程によればデバイスを高精度に製造することができる。
【００８３】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、露光装置としては、マスクＭとプレートＰとを同期移動してマスクＭのパターンを介した露光光で基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭとプレートＰとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、プレートＰを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【００８４】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。また、本発明は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【００８５】
また、露光装置の種類としては、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置に限られず、プレートＰに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスク等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。また、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【００８６】
また、上述の実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種 機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８７】
また、上述の実施形態及び変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態及び変形例で引用した露光装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
２ａ〜２ｆ  露光光源
３ａ〜３ｆ  光ファイバ
４ａ〜４ｆ  リレーレンズ
５，５ａ〜５ｆ  ロッドインテグレータ
６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｆ  レンズ
５１  ロッド状部材
５１ａ  入射面
５１ｂ  出射面
５１ｃ〜５１ｅ  面取り加工部
５２  被覆部材
５３  ホットメルト樹脂
５４  やとい
５５  ノズル
５６  研磨パッド
５６ａ  研磨面
５７  スラリー
５８  反射部材
５９ａ，５９ｂ  被膜
【図１】
2012137842.tif 000003
【図２】
2012137842.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012137842.tif 000008
【図７Ａ】
2012137842.tif 000009
【図７Ｂ】
2012137842.tif 000010
【図８】
2012137842.tif 000011
【図９】
2012137842.tif 000012
【図１０】
2012137842.tif 000013
【図１１】
2012137842.tif 000014
【図１２】
2012137842.tif 000015
【図１３Ａ】
2012137842.tif 000016
【図１３Ｂ】
2012137842.tif 000017
【図１３Ｃ】
2012137842.tif 000018
【図１４】
2012137842.tif 000019
【図１５】
2012137842.tif 000020
【図１６Ａ】
2012137842.tif 000021
【図１６Ｂ】
2012137842.tif 000022
【図１６Ｃ】
2012137842.tif 000023
【図１７Ａ】
2012137842.tif 000024
【図１７Ｂ】
2012137842.tif 000025
【図１８】
2012137842.tif 000026
【図１９】
2012137842.tif 000027
【図２０】
2012137842.tif 000028
【図２１Ａ】
2012137842.tif 000029
【図２１Ｂ】
2012137842.tif 000030
【図２２】
2012137842.tif 000031
【国際調査報告】
2012137842.tif 000032
2012137842.tif 000033
2012137842.tif 000034
2012137842.tif 000035
2012137842.tif 000036
2012137842.tif 000037
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