(57)【要約】【課題】  高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げ手段を備えた照明光学装置。【解決手段】  光源から供給される光束に基づいて被照射面を照明する照明光学装置。光源と被照射面との間の光路中に配置されて光路を所定角度だけ折り曲げるためのプリズムを備えている。プリズムは、照明光学装置の光軸（ＡＸ１）に沿ってプリズムの内部に入射した光線をプリズムの内部において反射するための第１反射面（２ｂ）と、第１反射面で反射された光線をプリズムの内部において反射するための第２反射面（２ｃ）とを有する。【選択図】  図２
2006120985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から供給される光束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て光路を所定角度だけ折り曲げるためのプリズムを備え、
前記プリズムは、前記照明光学装置の光軸に沿って前記プリズムの内部に入射した光線を前記プリズムの内部において反射するための第１反射面と、該第１反射面で反射された光線を前記プリズムの内部において反射するための第２反射面とを有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記第１反射面および前記第２反射面は、前記光軸に沿って前記プリズムに入射した光線が４５度よりも実質的に大きい入射角度で前記第１反射面および前記第２反射面にそれぞれ入射するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項３】
前記第１反射面および前記第２反射面に入射するすべての有効光線が前記第１反射面および前記第２反射面によりそれぞれ全反射されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明光学装置。
【請求項４】
光源から供給される光束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て光路を所定角度だけ折り曲げるためのプリズムを備え、
前記プリズムは、前記照明光学装置の光軸に対する垂直面から実質的に傾いた入射面と、該入射面から前記プリズムの内部に入射した光線を前記プリズムの内部において反射するための内部反射面とを有し、
前記入射面および前記内部反射面は、前記光軸に沿って前記入射面に入射した光線が前記入射面で屈折されて４５度よりも実質的に大きい入射角度で前記内部反射面に入射するように設定されていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項５】
前記プリズムは、前記光軸に対する垂直面から実質的に傾いた射出面を有し、
前記射出面は、前記光軸に沿って前記入射面に入射した光線が前記射出面で屈折されて前記光軸に沿って前記プリズムの外部へ導かれるように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の照明光学装置。
【請求項６】
前記内部反射面に入射するすべての有効光線が前記内部反射面により全反射されるように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の照明光学装置。
【請求項７】
前記所定角度は９０度であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項８】
前記光源からの光束の光強度分布を平均化するための平均化手段をさらに備え、
前記プリズムは、前記光源と前記平均化手段との間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項９】
前記光源は、レーザ光源を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１０】
前記第１反射面、前記第２反射面および前記内部反射面のうちの少なくとも１つの反射面には、該反射面への有害物の付着を防ぐための保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１１】
前記保護膜は、前記反射面における全反射条件を満足する所要の屈折率を有する物質により形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の照明光学装置。
【請求項１２】
前記第１反射面、前記第２反射面および前記内部反射面のうちの少なくとも１つの反射面に接する空間は密閉されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１３】
前記第１反射面、前記第２反射面および前記内部反射面のうちの少なくとも１つの反射面に接する空間は、清浄な気体により随時置換されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１４】
前記気体は、不活性ガスまたはクリーンドライエアーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の照明光学装置。
【請求項１５】
前記空間の気圧は、大気圧よりも実質的に小さく設定されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１６】
マスクを照明するための請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明光学装置を備え、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明光学装置を用いてマスクを照明する照明工程と、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学装置、露光装置、および露光方法に関し、特に半導体素子、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の露光装置に好適な照明光学装置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、光源から射出された光束が、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（またはマイクロフライアイレンズ）を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源を形成する。二次光源からの光束は、コンデンサーレンズにより集光された後、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。
【０００３】
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、感光性基板としてのウェハ上には、マスクパターンが投影露光（転写）される。なお、マスク上に設けられる回路パターンの高密度化に伴い、露光光（照明光）の短波長化、投影光学系の高開口数化、高感度レジストの開発などが盛んである。一般に、露光装置において高スループットを維持することは生産性の観点から重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、たとえばＡｒＦエキシマレーザ光源から射出された光束の光路を９０度折り曲げるための光路折曲げ手段として、全反射４５度プリズム（直角プリズム）を用いることが多い。しかしながら、全反射４５度プリズムでは、反射面への物質の付着等に起因して反射率が低下し易い。また、全反射４５度プリズムでは、高エネルギ密度の光束の入射に起因して反射面が光化学反応等による損傷を受け易い。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げ手段を備えた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、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げ手段を備えた照明光学装置を用いて、高スループットな露光を安定的に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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、光源から供給される光束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て光路を所定角度だけ折り曲げるためのプリズムを備え、
前記プリズムは、前記照明光学装置の光軸に沿って前記プリズムの内部に入射した光線を前記プリズムの内部において反射するための第１反射面と、該第１反射面で反射された光線を前記プリズムの内部において反射するための第２反射面とを有することを特徴とする照明光学装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２形態では、光源から供給される光束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て光路を所定角度だけ折り曲げるためのプリズムを備え、
前記プリズムは、前記照明光学装置の光軸に対する垂直面から実質的に傾いた入射面と、該入射面から前記プリズムの内部に入射した光線を前記プリズムの内部において反射するための内部反射面とを有し、
前記入射面および前記内部反射面は、前記光軸に沿って前記入射面に入射した光線が前記入射面で屈折されて４５度よりも実質的に大きい入射角度で前記内部反射面に入射するように設定されていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３形態では、マスクを照明するための第１形態または第２形態の照明光学装置を備え、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
【０００９】
本発明の第４形態では、第１形態または第２形態の照明光学装置を用いてマスクを照明する照明工程と、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の典型的な態様にしたがう照明光学装置では、光路折曲げ手段としてのプリズムが２つの内部反射面を有するので、入射光軸に沿って入射面からプリズム内部に入射した光線の反射面に対する入射角度を双方の反射面において４５度よりも実質的に大きく設定することができる。その結果、高エネルギ密度の光束が入射しても反射面が光化学反応等による損傷を従来技術よりも受け難くなり、ひいては光照射に対する耐久性が向上する。また、双方の反射面において全反射するように構成することが従来技術よりも容易になり、ひいては高い反射率を安定的に維持することができる。また、反射面の外側面にゴミのような物質が付着しても反射面の反射率が従来技術よりも低下し難くなり、ひいては高い反射率を安定的に維持することができる。
【００１１】
こうして、本発明では、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げプリズム（光路折曲げ手段）を備えた照明光学装置を実現することができる。したがって、本発明の露光装置および露光方法では、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げプリズムを備えた照明光学装置を用いて、高スループットな露光を安定的に行うことができ、ひいては良好なマイクロデバイスを高スループットで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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として、たとえば約１９３ｎｍの波長を有する光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源を備えている。
【００１３】
光源１から射出されたほぼ平行な光束は、光路折曲げプリズム２により９０度偏向された後、周知の構成を有するビーム送光系３に入射する。光路折曲げプリズム２の詳細な構成および作用については後述する。ビーム送光系３に入射した光束は、所定の矩形状の断面を有する光束に整形された後、ビーム形状可変部４を介して、マイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）５に入射する。
【００１４】
ビーム送光系３は、入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつビーム形状可変部４へ導くとともに、後段のビーム形状可変部４へ入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。ビーム形状可変部４は、たとえば回折光学素子や変倍光学系などを含み、マイクロフライアイレンズ５の入射面に形成される照野の大きさおよび形状を、ひいてはマイクロフライアイレンズ５の後側焦点面（照明瞳面）に形成される面光源の大きさおよび形状を変化させる機能を有する。
【００１５】
一方、マイクロフライアイレンズ５は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成される。ここで、マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズエレメントよりも微小である。
【００１６】
また、マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、マイクロフライアイレンズ５に代えて、回折光学素子や角柱状のロッド型インテグレータのようなオプティカルインテグレータを用いることもできる。
【００１７】
マイクロフライアイレンズ５に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、光束が入射した各微小レンズの後側焦点面には光源がそれぞれ形成される。こうして、マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面には、多数の光源からなる実質的な面光源（以下、「二次光源」という）が形成される。マイクロフライアイレンズ５の後側焦点面に形成された二次光源からの光束は、コンデンサー光学系６を介した後、マスクブラインド７を重畳的に照明する。
【００１８】
なお、マイクロフライアイレンズ５の後側または前側に開口絞りを配置して光束を制限することも可能である。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド７には、マイクロフライアイレンズ５を構成する各微小レンズ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７の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系８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（レチクル）Ｍを重畳的に照明する。
【００１９】
すなわち、結像光学系８は、マスクブラインド７の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。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、感光性基板であるウェハ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と直交する平面内においてウェハ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のパターンが逐次露光される。
【００２０】
以上のように、光源１から供給される光束に基づいて被照射面としてのマスクＭを照明する照明光学装置（１〜８）において、ビーム送光系３、ビーム形状可変部４およびマイクロフライアイレンズ５は、光源１からの光束の光強度分布を平均化するための平均化手段を構成している。そして、光路折曲げプリズム２は、光源１と平均化手段１０との間の光路中に配置されている。
【００２１】
図２は、本実施形態における光路折曲げプリズムの構成および作用を説明する図である。図２を参照すると、本実施形態の光路折曲げプリズム２は、入射光軸ＡＸ１に対して垂直な入射面２ａと、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面２ａからプリズム内部に入射した光線をプリズム内部において反射するための第１反射面２ｂと、第１反射面２ｂで反射された光線をプリズム内部において反射するための第２反射面２ｃと、射出光軸ＡＸ２に対して垂直な射出面２ｄとを有する。なお、入射光軸ＡＸ１と射出光軸ＡＸ２とは９０度をなすように設定されている。また、光路折曲げプリズム２は、使用光（ＡｒＦエキシマレーザ光）に対して所要の透過率を有する光学材料として、たとえば蛍石（フッ化カルシウム）により形成されている。
【００２２】
本実施形態の光路折曲げプリズム２では、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面２ａに垂直入射した光線が、入射面２ａで屈折作用を受けることなくプリズム内部を直進した後に、４５度よりも実質的に大きい入射角度で第１反射面２ｂに入射する。第１反射面２ｂに入射した上記光線は、第１反射面２ｂで反射され、プリズム内部を伝搬した後に、４５度よりも実質的に大きい入射角度で第２反射面２ｃに入射する。第２反射面２ｃに入射した上記光線は、第２反射面２ｃで反射され、プリズム内部を伝搬した後に、射出面２ｄで屈折作用を受けることなく射出面２ｄから射出光軸ＡＸ２に沿って射出される。こうして、光路折曲げプリズム２は、入射光軸ＡＸ１と射出光軸ＡＸ２とがなす角度、すなわち９０度だけ光路を折り曲げる機能を有する。
【００２３】
ところで、従来技術において光路折曲げ手段として用いられる全反射４５度プリズム（直角プリズム）も、本実施形態の光路折曲げプリズム２と同様に、９０度だけ光路を折り曲げる機能を有する。しかしながら、全反射４５度プリズムは内部反射面を１つしか有しないのに対し、光路折曲げプリズム２では２つの内部反射面（２ｂ，２ｃ）を有する。したがって、入射光軸に沿って入射面からプリズム内部に入射した光線の反射面に対する入射角度は、全反射４５度プリズムでは４５度であるが、光路折曲げプリズム２では双方の反射面（２ｂ，２ｃ）において４５度よりも実質的に大きく設定することができる。
【００２４】
このように、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、反射面（２ｂ，２ｃ）に対する光線の入射角度が従来技術よりも大きくなるので、プリズムに入射する光束の断面形状が同じであれば反射面（２ｂ，２ｃ）における光束の断面積が従来技術よりも大きくなる。その結果、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、プリズムに入射する光束の単位面積当りのエネルギが同じであれば反射面（２ｂ，２ｃ）に入射する光束の単位面積当りのエネルギが従来技術よりも小さくなるので、高エネルギ密度の光束がプリズムに入射しても反射面（２ｂ，２ｃ）が光化学反応等による損傷を従来技術よりも受け難くなり、ひいては光照射に対する耐久性が向上する。
【００２５】
また、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、反射面（２ｂ，２ｃ）に対する光線の入射角度が従来技術よりも大きくなるので、屈折率の比較的小さい光学材料を用いてプリズムを形成しても反射面（２ｂ，２ｃ）における全反射条件を満たすことが容易になる。その結果、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、第１反射面２ｂおよび第２反射面２ｃに入射するすべての有効光線が第１反射面２ｂおよび第２反射面２ｃによりそれぞれ全反射されるように構成することが従来技術よりも容易になり、ひいては第１反射面２ｂおよび第２反射面２ｃにおける光損失を回避して高い反射率を安定的に維持することができる。換言すれば、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、使用可能な光学材料の選択の幅が従来技術よりも増えることになる。
【００２６】
また、本実施形態の光路折曲げプリズム２では、反射面に対する光線の入射角度が従来技術よりも大きくなるので、反射面（２ｂ，２ｃ）の外側面にゴミのような物質が付着しても反射面（２ｂ，２ｃ）の反射率が従来技術よりも低下し難くなり、ひいては高い反射率を安定的に維持することができる。これは、第１反射面２ｂおよび第２反射面２ｃに入射するすべての有効光線が第１反射面２ｂおよび第２反射面２ｃによりそれぞれ全反射されることを許容する付着物質の屈折率の最大値が従来技術よりも高くなるからである。
【００２７】
こうして、本実施形態では、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げプリズム２を備えた照明光学装置（１〜８）を実現することができる。したがって、本実施形態の露光装置では、高い反射率を安定的に維持することのできる耐久性の高い光路折曲げプリズム２を備えた照明光学装置（１〜８）を用いて、高スループットな露光を安定的に行うことができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では、入射面２ａを入射光軸ＡＸ１に対して垂直に設定し、射出面２ｄを射出光軸ＡＸ２に対して垂直に設定している。しかしながら、これに限定されることなく、入射面２ａを入射光軸ＡＸ１に対する垂直面から実質的に傾けたり、射出面２ｄを射出光軸ＡＸ２に対する垂直面から実質的に傾けたりすることもできる。
【００２９】
また、上述の実施形態では、光路折曲げプリズムが２つの内部反射面を有する例を示したが、これに限定されることなく、たとえば図３に示すように１つの内部反射面しか有しない構成も可能である。図３は、本実施形態の変形例にかかる光路折曲げプリズムの構成および作用を説明する図である。図３の変形例にかかる光路折曲げプリズム２０は、入射光軸ＡＸ１に対する垂直面から実質的に傾いた入射面２０ａと、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面２０ａからプリズム内部に入射した光線をプリズム内部において反射するための内部反射面２０ｂと、射出光軸ＡＸ２に対する垂直面から実質的に傾いた射出面２０ｃとを有する。また、図３の変形例では図２の実施形態と同様に、入射光軸ＡＸ１と射出光軸ＡＸ２とが９０度をなすように設定され、光路折曲げプリズム２０が例えば蛍石により形成されている。
【００３０】
変形例にかかる光路折曲げプリズム２０では、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面２０ａに入射した光線が、入射面２ａで屈折作用を受け、プリズム内部を直進した後に、４５度よりも実質的に大きい入射角度で内部反射面２０ｂに入射する。内部反射面２０ｂで反射された上記光線は、プリズム内部を伝搬した後に、射出面２０ｃで屈折作用を受け、射出面２０ｃから射出光軸ＡＸ２に沿って射出される。こうして、変形例にかかる光路折曲げプリズム２０も、入射光軸ＡＸ１と射出光軸ＡＸ２とがなす角度、すなわち９０度だけ光路を折り曲げる機能を有する。
【００３１】
変形例にかかる光路折曲げプリズム２０では、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面２０ａに入射した光線が４５度よりも実質的に大きい入射角度で内部反射面２０ｂに入射するように、入射面２０ａが入射光軸ＡＸ１に対する垂直面から実質的に傾いて設定されている。このように、変形例にかかる光路折曲げプリズム２０においても図２の実施形態と同様に、反射面２０ｂに対する光線の入射角度が従来技術よりも大きくなるので、高エネルギ密度の光束がプリズムに入射しても反射面２０ｂが光化学反応等による損傷を従来技術よりも受け難くなり、ひいては光照射に対する耐久性が向上する。
【００３２】
また、変形例にかかる光路折曲げプリズム２０では図２の実施形態と同様に、内部反射面２０ｂに入射するすべての有効光線が内部反射面２０ｂにより全反射されるように構成することが従来技術よりも容易になり、ひいては内部反射面２０ｂにおける光損失を回避して高い反射率を安定的に維持することができる。さらに、変形例にかかる光路折曲げプリズム２０では図２の実施形態と同様に、内部反射面２０ｂの外側面にゴミのような物質が付着しても反射面２０ｂの反射率が従来技術よりも低下し難くなり、ひいては高い反射率を安定的に維持することができる。
【００３３】
なお、上述の変形例では、射出面２０ｃを射出光軸ＡＸ２に対する垂直面から実質的に傾けて設定している。しかしながら、これに限定されることなく、射出面２０ｃを射出光軸ＡＸ２に対してほぼ垂直に設定することもできる。
【００３４】
また、上述の実施形態および変形例では、入射光軸ＡＸ１と射出光軸ＡＸ２とが９０度をなすように設定し、光路折曲げプリズム（２，２０）が光路を９０度だけ折り曲げるように構成している。しかしながら、これに限定されることなく、光路折曲げプリズム（２，２０）が９０度とは実質的に異なる所定角度だけ光路を折り曲げるように構成することもできる。また、上述の実施形態および変形例では、光路折曲げプリズム（２，２０）において有効光束の通過しない部分を切り落とすこともできる。
【００３５】
また、上述の実施形態および変形例では、光源１からの光束の光強度分布を平均化する平均化手段１０（３〜５）と光源１との間の光路中に光路折曲げプリズム（２，２０）を配置している。しかしながら、これに限定されることなく、光源１と被照射面であるマスクＭとの間の光路中に光路折曲げプリズム（２，２０）を配置することもできる。ただし、光源１と平均化手段１０との間の光路中に光路折曲げプリズム（２，２０）を配置した場合、入射する光束のエネルギ密度が比較的高くなるので、光路折曲げプリズム（２，２０）の効果を有効利用することができる。
【００３６】
ところで、上述の実施形態および変形例では、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面（２ａ，２０ａ）に入射した光線が４５度よりも実質的に大きい入射角度で内部反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）に入射するように構成している。具体的には、光照射に対する反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）の耐久性の観点から、入射光軸ＡＸ１に沿って入射面（２ａ，２０ａ）に入射した光線が例えば６０度以上の入射角度で内部反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）に入射するように構成することが好ましい。
【００３７】
また、上述の実施形態および変形例では、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）への有害物（ゴミなど）の付着を防ぐための保護膜を反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）の外側面に形成することが好ましい。この構成により、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）への物質の付着に起因する反射率の低下を回避することができる。なお、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）における光損失を回避して高い反射率を安定的に維持するために、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）における全反射条件を満足する所要の屈折率を有する物質により保護膜を形成することが好ましい。
【００３８】
また、上述の実施形態および変形例では、入射面（２ａ，２０ａ）および射出面（２ｄ，２０ｃ）における光損失を回避するために、入射面（２ａ，２０ａ）および射出面（２ｄ，２０ｃ）に反射防止コートを形成することが好ましい。また、上述の実施形態および変形例では、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）への有害物（ゴミなど）の付着を防ぐために、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）に接する空間を密閉することが好ましい。
【００３９】
また、上述の実施形態および変形例では、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）への有害物（ゴミなど）の付着を防ぐために、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）に接する空間が不活性ガス（たとえば窒素ガスなど）またはクリーンドライエアーのような清浄な気体により（たとえば気体の循環などにより）随時置換されるように構成することが好ましい。さらに、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）への有害物（ゴミなど）の付着を防ぐために、反射面（２ｂ，２ｃ；２０ｂ）に接する空間の気圧を大気圧よりも実質的に小さく設定することが好ましい。
【００４０】
上述の実施形態にかかる露光装置では、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つき図４のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
先ず、図４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が、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイ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。
【００４２】
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５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５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。
【００４３】
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本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程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。
【００４４】
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。
【００４５】
なお、上述の実施形態では、光源としてＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光源やＦ2レーザ光源のような他の適当な光源に対して本発明を適用することもできる。
【００４６】
また、上述の実施形態では、照明光学装置を備えた露光装置を例にとって本発明を説明したが、マスク以外の被照射面を照明するための一般的な照明光学装置、たとえばレーザ加工装置やレーザアニール装置などに本発明を適用することができることは明らかである。
【００４７】
また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。
【００４８】
なお、液体としては、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることが好ましく、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光を露光光とする場合には、液体として純水、脱イオン水を用いることができる。また、露光光としてＦ2レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ2レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】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２】本実施形態における光路折曲げプリズムの構成および作用を説明する図である。
【図３】本実施形態の変形例にかかる光路折曲げプリズムの構成および作用を説明する図である。
【図４】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５】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】
【００５０】
１  光源
２，２０  光路折曲げプリズム
２ａ，２０ａ  入射面
２ｂ，２ｃ；２０ｂ  内部反射面
２ｄ，２０ｃ  射出面
３  ビーム送光系
４  ビーム形状可変部
５  マイクロフライアイレンズ（フライアイレンズ）
６  コンデンサー光学系
７  マスクブラインド（照明視野絞り）
８  結像光学系
１０  平均化手段
Ｍ  マスク
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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