(57)【要約】【課題】  放電ランプを備えた露光装置において、解像性を損なうことなく、所望するスペクトル分布の光によって、マスク、光変調素子アレイなどを照明する。【解決手段】  放電ランプ２０Ｄと楕円ミラー２０Ｍを設けた光源部２０と、照明光学系１１とを備えた露光装置１において、照明光学系１１が、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃ、集光レンズ１４、ロッドレンズ１５、リレー光学系１６から構成され、この順で光源部側から配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な光強度分布をもつ光を放射する光源と、楕円ミラーを備えた光源部と、
前記光源部からの光によって照射面を照明する照明光学系とを備え、
前記照明光学系が、
前記光源部からの光を集光させる集光光学系と、
前記集光光学系からの光が入射し、照度を均一にする照度均一化光学系と、
前記集光光学系よりも光源部側に配置され、光路と光路外との間で移動可能であって、所定波長域の光強度を減衰させる光学フィルタとを備え、
前記集光光学系が、前記楕円ミラーの第２焦点位置よりも前記光源部側に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光学フィルタに光が入射するときの前記照明光学系の光軸となす最大入射角度Θａが、前記照度均一化光学系に光が入射するときの光軸となす最大入射角度Θｂよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記集光光学系の集光角が、前記照明光学系のＮＡよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記集光光学系と前記照度均一化光学系の入射面との距離間隔が、前記集光光学系の焦点距離よりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記照度均一化光学系と前記照射面との間に配置され、前記照度均一化光学系の射出面の像をと前記照射面に投影するリレー光学系をさらに備え、
前記リレー光学系が、前記照度均一化光学系の射出面に対して等倍もしくは所定の拡大率で前記照射面を照明することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記光学フィルタが、互いに異なる波長域の光を減衰させる複数の光学フィルタから構成され、
前記複数の光学フィルタの光路上への挿入量を調整するフィルタ挿入量調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
前記複数の光学フィルタのうち相対的に減衰波長の短い光学フィルタが、相対的に減衰波長の長い光学フィルタよりも光源部側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記複数の光学フィルタが、減衰波長の短い順で光源部側から配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記照度均一化光学系が、ロッドレンズを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
前記放電ランプが、ｇ線、ｈ線、ｉ線を含む光を放射し、
前記光学フィルタが、ｇ線、ｈ線、ｉ線の少なくとも１つの輝線を含む波長域の光強度を減衰させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
連続的な光強度分布をもつ光を放射する光源と、放物面ミラーとを備えた光源部と、
前記光源部からの光によって照射面を照明する照明光学系とを備え、
前記照明光学系が、
前記光源部からの光を集光させる集光光学系と、
前記集光光学系からの光が入射し、照度を均一にする照度均一化光学系と、
前記集光光学系よりも光源部側に配置され、光路と光路外との間で移動可能であって、所定波長域の光強度を減衰させる光学フィルタとを備えたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクや光変調素子アレイなどを用いて、フォトレジスト層（感光材料）を表面に形成した基板に対してパターンを投影する露光装置に関し、特に、照明光学系の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影露光装置（ステッパーなど）、マスクレス露光装置などでは、光源から放射される光が照明光学系を通ってフォトマスク、光変調素子アレイなどに導かれる。フォトマスク、光変調素子アレイを透過、あるいは反射した光は、投影光学系によって基板表面上に結像し、パターン光が基板に投影される。光源は、例えば放電ランプを適用することが可能である。
【０００３】
基板表面に形成されるフォトレジストの感度特性は、フォトレジストの材質などによって相違する。そのため、ある特定波長域を含めた光を基板に照射させると、パターン解像度などに支障をきたす場合がある。しかしながら、放電ランプから放射される光は、一般的に４３６ｎｍ（ｇ線）、４０５ｎｍ（ｈ線）、３６５ｎｍ（ｉ線）にそれぞれピーク（輝線）をもつ連続的で広範囲のスペクトル分布をもつ。
【０００４】
そのため、特定波長域の紫外線強度を低減する光学フィルタを照明光学系内に設ける構成が知られている。光学フィルタを光路上に配置することによって、フォトレジストの感度特性に適した光強度分布をもつパターン光が、基板に投影される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９６６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光が収束あるいは拡散している状態でフィルタに入射すると、フィルタ表面における入射角度が入射位置によって大きく相違する。その結果、フィルタの入射角度依存性による減衰波長域のずれが生じ、波長シフトのバランスが変化してしまう。特に、複数の輝線をもつ連続的な光強度分布をもつ場合、波長シフトが生じやすい。その結果、フォトレジストに適した光強度分布が得られず、パターン解像度の低下を招く。
【０００７】
したがって、特定波長域の光強度を低減するフィルタを用いて、フォトレジストに適した光強度分布を得ることができる照明光学系が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の露光装置は、マスクレス露光装置、投影露光装置（ステッパーなど）、コンタクト露光装置として構成可能であり、連続的な光強度分布をもつ光を放射する光源と、楕円ミラーを備えた光源部と、前記光源部からの光によって照射面を照明する照明光学系とを備える。
【０００９】
本発明の照明光学系は、前記光源部からの光を集光させる集光光学系と、前記集光光学系からの光が入射し、照度を均一にする照度均一化光学系と、前記集光光学系よりも光源部側に配置され、光路と光路外との間で移動可能であって、所定波長域の光強度を減衰させる光学フィルタとを備え、前記集光光学系が、前記楕円ミラーの第２焦点位置よりも光源部側に配置されている。
【００１０】
集光光学系は、屈折型光学系として構成することが可能であり、例えば凸レンズで構成可能である。また、照度均一化光学系は、ロッドレンズを含むようにすることができる。放電ランプは、例えば、ｇ線、ｈ線、ｉ線を含む光を放射し、前記光学フィルタが、ｇ線、ｈ線、ｉ線の少なくとも１つの輝線を含む波長域の光強度を減衰させる。
【００１１】
前記光学フィルタに光が入射するときの前記照明光学系の光軸となす最大入射角度Θａは、前記照度均一化光学系に光が入射するときの光軸となす最大入射角度Θｂよりも小さくなるように構成することができる。また、集光光学系の集光角は、前記照明光学系のＮＡよりも大きくすることが可能である。あるいは、集光光学系と前記照度均一化光学系の入射面との距離間隔が、前記集光光学系の焦点距離よりも短くなるようにすることができる。
【００１２】
照度均一化光学系と前記照射面との間に配置され、前記照度均一化光学系の射出面の像をと前記照射面に投影するリレー光学系を設けることが可能である。リレー光学系は、前記照度均一化光学系の射出面に対して等倍もしくは所定の拡大率で前記照射面を照明することができる。
【００１３】
前記光学フィルタは、互いに異なる波長域の光を減衰させる複数の光学フィルタから構成することが可能であり、前記複数の光学フィルタの光路上への挿入量を調整するフィルタ挿入量調整部を備えることができる。そして、複数の光学フィルタのうち相対的に低減波長域の短い光学フィルタが、相対的に低減波長域の長い光学フィルタよりも光源部側に配置されるようにすることができる。例えば複数の光学フィルタが、低減波長域の短い順で光源部側から配置可能である。
【００１４】
複数の光学フィルタを配置する場合、反射した光が他の光学フィルタに当たり、劣化を招く。これを防ぐため、波長のより短い光を低減する光学フィルタを光源部側に配置することにより、劣化を抑えることができる。これは、以下のような照明光学系を備えた露光装置によっても実現できる。
【００１５】
すなわち露光装置は、連続的な光強度分布をもつ光を放射する光源部と、前記光源部からの光によって照射面を照明する照明光学系とを備え、前記照明光学系が、互いに異なる波長域の光を減衰させる複数の光学フィルタと、複数の光学フィルタの光路上への挿入量を調整するフィルタ挿入量調整部とを備え、複数の光学フィルタのうち相対的に低減波長域の短い光学フィルタが、相対的に低減波長域の長い光学フィルタよりも光源部側に配置される。
【００１６】
本発明の他の態様における露光装置は、連続的な光強度分布をもつ光を放射する光源と、放物面ミラーを備えた光源部と、前記光源部からの光によって照射面を照明する照明光学系とを備え、前記照明光学系が、前記光源部からの光を集光させる集光光学系と、前記集光光学系からの光が入射し、照度を均一にする照度均一化光学系と、前記集光光学系よりも光源部側に配置され、光路と光路外との間で移動可能であって、所定波長域の光強度を減衰させる光学フィルタとを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、放電ランプを備えた露光装置において、解像性を損なうことなく、所望するスペクトル分布の光によって、マスク、光変調素子アレイなどを照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態による露光装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】照明光学系の構成を示した図である。
【図３Ａ】光学フィルタの挿入距離と、光学フィルタに入射する光の見かけの入射角度との関係を示した図である。
【図３Ｂ】光学フィルタの挿入距離と、光学フィルタに入射する光の見かけの入射角度との関係を、図３Ａとは異なる挿入距離で示した図である。
【図４】光源部から放射される光の分光分布曲線を示した図である。
【図５】１つの光学フィルタを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。
【図６】他の光学フィルタを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。
【図７】残りの光学フィルタを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。
【図８】第２の実施形態である露光装置のブロック図である。
【図９】第３の実施形態である露光装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、第１の実施形態による露光装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２１】
露光装置１は、フォトレジストなどの感光材料を表面に形成した基板Ｗにパターンを露光するダイレクト（マスクレス）露光装置である。露光装置１は、複数の放電ランプ（ここでは図示せず）から構成される光源部２０と、基板Ｗにパターン光をそれぞれ投影する複数の露光ヘッド１０を備えている。なお、ここでは一系統の光源部２０と露光ヘッド１０のみ図示している。
【００２２】
光源部２０の放電ランプ２０Ｄは、高圧もしくは超高圧水銀ランプであり、例えば、０．２ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀が含まれている。放電ランプが放射する光は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）の輝線を含む光であって、およそ３３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲で連続したスペクトル分布をもつ。放電ランプ２０Ｄは、ランプ電源２１によって点灯される。
【００２３】
露光ヘッド１０は、照明光学系１１と、複数の微小なマイクロミラーをマトリクス状に配列させたＤＭＤ２２（光変調素子アレイ）と、結像光学系２３を備え、他の露光ヘッドも同様に構成されている。ベクタデータなどで構成されるＣＡＤ／ＣＡＭデータが露光装置１に送信されると、ラスタ変換回路２６は、ベクタデータをラスタデータに変換し、ＤＭＤ駆動回路２４へ送る。
【００２４】
ＤＭＤ２２の各マイクロミラーは、姿勢を変化させることによって光の反射方向を選択的に切り替えることが可能であり、ＤＭＤ駆動回路２４は、ラスタデータに応じて各マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する。その結果、パターンに応じた光が結像光学系２３によって基板Ｗの表面に投影される。
【００２５】
露光装置１の露光動作はコントローラ（露光動作制御部）３０ により制御される。露光ステージ駆動機構１９は、コントローラ３０からの制御信号に従い、基板Ｗを搭載した露光ステージ１８を露光ヘッド１０に対し相対的に移動させる。位置計測部２７は、露光ステージ駆動機構１９から送られてくる信号に基づき、基板Ｗの表面の露光位置を算出する。なお、ステージの移動経路に沿った方向を主走査方向Ｘ、この移動経路に沿った方向と直交する方向を副走査方向Ｙとする。
【００２６】
露光動作中、露光ステージ１８は、走査方向Ｘに沿って一定速度で移動する。ＤＭＤ２２全体による投影エリア（以下、露光エリアという）は、基板Ｗの移動に伴って基板Ｗの表面を相対的に移動する。露光動作は所定の露光ピッチに従って行なわれ、露光ピッチに合わせてマイクロミラーがパターン露光の光を投影するように制御される。
【００２７】
図２は、照明光学系１１の構成を示した図である。以下、照明光学系１１の構成について詳しく説明する。ただし、１つの放電ランプに対応する光学要素のみ図示している。
【００２８】
光源部２０には、放射状に発光する放電ランプ２０Ｄとともに、放電ランプ２０Ｄから放射された光を所定方向に向けて反射させ、集光する楕円ミラー２０Ｍが取り付けられている。放電ランプ２０Ｄは、その中心が楕円ミラー２０Ｍの第１焦点位置付近となるように配置されている。
【００２９】
光源部２０からＤＭＤ入射面２２Ｐまでの照明光学系１１の光路上には、波長調整機構１２と、集光レンズ（集光光学系）１４と、ロッドレンズ（照度均一化光学系）１５と、リレー光学系１６が、光源部２０側から順に光軸Ｘに沿って配置されている。ただし、光軸Ｘは、楕円ミラー２０Ｍの焦点とロッドレンズ１５の中心とを結ぶ直線を表す。
【００３０】
波長調整機構１２は、照明光のスペクトル分布（光強度）を選択的に減衰させるフィルタ機構であって、それぞれ異なる波長領域の光強度を減衰する光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを備えている。光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、照明光学系１１の光路上の光束に挿入可能となるように設置されている。光学フィルタ１３Ａは、３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域を減衰させ、光学フィルタ１３Ｂは、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域を減衰させ、光学フィルタ１３Ｃは、４２０ｎｍ〜５００ｎｍの波長領域を減衰させる。
【００３１】
集光レンズ１４は、楕円ミラー２０Ｍで反射された光を集光し、ここでは正のパワーをもつ凸レンズによって構成されている。ロッドレンズ１５は、入射面１５Ｍに入射した光の照度を均一化する。集光レンズ１４およびロッドレンズ１５の入射面１５Ｍの位置は、楕円ミラー２０Ｍの第２焦点位置よりも光源部側となるように定められている。
【００３２】
すなわち、楕円ミラー２０Ｍの第１焦点位置から集光レンズ１４までの距離Ａ、およびロッドレンズ入射面１５Ｍまでの距離Ｂは、第２焦点位置までの距離Ｃよりも短い。また、集光レンズ１４（の中心）とロッドレンズ入射面１５Ｍとの距離間隔Ｅが集光レンズ１４の焦点距離ｆよりも短くなるように、ロッドレンズ入射面１５Ｍの位置が定められている。集光レンズ１４の集光角θは、照明光学系１１から射出される光のＮＡ（以下、照明ＮＡという）よりも大きい。ただし、集光角θは、Ａｒｃｔａｎ（レンズ径／集光レンズ１４からロッドレンズ１５までの距離）を表す。
【００３３】
リレー光学系１６は、ロッドレンズ出射面１５Ｎから出射した光をＤＭＤ入射面２２Ｐに投影する光学系であり、ロッドレンズ出射面１５ＮとＤＭＤ入射面２２Ｐとは互いに共役関係にある。また、リレー光学系１６は、照明光学系１１から出射される光のＮＡ（照明ＮＡ）を定める開口絞り１６Ａを備えている。絞り１６Ａの開口径は、ＤＭＤ入射面２２Ｐの投影エリアがロッドレンズ射出面１５Ｎのエリアと等倍もしくはそれよりも大きいエリアに拡大するように定められている。
【００３４】
光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、光源部側からこの順で不図示の保持部材によって保持されている。保持部材は、光軸Ｘの直交方向に各光学フィルタを進退させるフィルタ駆動部１７に接続されている。フィルタ駆動部１７の動作はコントローラ３０によって制御されており、光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの光路上の光束に対する挿入距離（すなわち照明光の減衰量）を調整することができる。
【００３５】
図３Ａ、図３Ｂは、光学フィルタ１３Ａの挿入距離と、光学フィルタに入射する光の見かけの入射角度との関係を示した図である。
【００３６】
光学フィルタ１３Ａによって遮られた光束部分の中心を通る光線角度を、見かけの入射角度Θｘとすると、見かけの角度Θｘは、光学フィルタ１３Ａの挿入距離に従って変化する。図３Ａは、光束の３／４の位置まで光学フィルタを挿入した場合を示し、図３Ｂは、光束の１／３の位置まで光学フィルタを挿入した場合を示す。
【００３７】
誘電多層膜干渉フィルタである光学フィルタ１３Ａは、角度依存性を有する。そのため、光学フィルタ１３Ａに入射する光の見かけの角度Θｘが変化すると、ロッドレンズ１５で積分された（合成された）光のスペクトル分布は変化する。この照明光のスペクトル分布の変化を抑えるためには、光学フィルタ１３Ａへの光の入射角度Θａはなるべく小さい（フィルタ面に対して垂直に近い）ことが望ましい。ただし、入射角度Θａは、光学フィルタ１３Ａに入射する光が照明光学系１１の光軸Ｘとなす角度の最大角度を表す。
【００３８】
一方、照明光学系１１の照明ＮＡを大きくするためには、ロッドレンズ１５で十分な積分を行う必要がある。そのため、入射角度Θａと、ロッドレンズ１５に光が入射するときの光軸Ｘとなす最大入射角度Θｂ（図２参照）が、Θａ＜Θｂの関係を満たすように、集光レンズ１４が設けられている。なお、光学フィルタ１３Ｂ、１３Ｃについても、光学フィルタ１３Ａと同様の条件を満たすように設けられている。
【００３９】
光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの挿入方向（光学フィルタの移動方向）Ｍｆは、露光時の走査方向とは逆方向、すなわち基板Ｗの相対移動方向Ｍｘ（図１参照）と同一または近似した方向に対応している。すなわち、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃのいずれかを挿入したとき、光強度の減衰は、露光エリアの走査方向先頭側から始まるように、挿入方向Ｍｆが定められている。
【００４０】
光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃのいずれかを挿入したとき、露光エリア内では照度分布に微小な差が生じる。このような場合でも、光学フィルタの移動方向Ｍｆが基板Ｗの相対移動方向Ｍｘに沿うことで、所定箇所を順次通過するマイクロミラーによって多重露光することにより露光量が平均化され、パターンを均一に露光形成することができる。
【００４１】
保持部材が光路側に移動し、光学フィルタ１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ）が光路上の光束に挿入されると、光束の一部が光学フィルタ１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ）を通過する。光学フィルタを通過した光の所定の波長領域（例えば３００ｎｍ〜３８０ｎｍ）が他の波長領域の光強度に対して減衰する。この結果、基板Ｗの表面に照射される露光光のスペクトル分布が調整される。
【００４２】
図４は、光源部２０から放射される光の分光分布曲線を示した図である。
【００４３】
図４に示すように、放電ランプ２０Ｄは、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）の輝線を含めた連続的なスペクトル光を放射する。ユーザは、レジスト膜の感光特性などに適したスペクトル分布に修正するため、波長調整機構１２の光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの位置を制御する。
【００４４】
スペクトル分布調整にあたっては、光学フィルタの挿入距離と露光光の所定波長の光強度の減衰量との関係を事前に測定して補正テーブルが作成されており、そのデータがメモリ３２に予め記憶されている。コントローラ３０は、メモリ３２の補正テーブルを参照して、露光光の照射によるレジスト膜の反応が適正に行われるスペクトル分布となるように、光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃをフィルタ駆動部１７によって移動させる。
【００４５】
図５は、光学フィルタ１３Ａを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。ここでは、光学フィルタ１３Ａを所定距離まで光路上に挿入させている。他の光学フィルタ１３Ｂ、１３Ｃについては、光路外に配置させている。スペクトル分布ＳＰは、およそ短波長域３５０〜４００ｎｍの範囲で光強度をほぼ半減させたスペクトル分布ＳＰ１に修正される。
【００４６】
図６は、光学フィルタ１３Ｃを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。ここでは、光学フィルタ１３Ｃを所定距離まで光路上に挿入させている。他の光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂについては、光路外に配置させている。スペクトル分布ＳＰは、およそ短波長域４２０〜４５０ｎｍの範囲で光強度をほぼ半減させたスペクトル分布ＳＰ２に修正される。
【００４７】
図７は、光学フィルタ１３Ｂを挿入した場合のスペクトル分布を示した図である。ここでは、光学フィルタ１３Ｂを所定距離まで光路上に挿入させている。他の光学フィルタ１３Ａ、１３Ｃについては、光路外に配置させている。スペクトル分布ＳＰは、およそ短波長域３９０〜４２５ｎｍの範囲で光強度をほぼ半減させたスペクトル分布ＳＰ３に修正される。
【００４８】
図５〜７では、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃのいずれかを光路上に挿入した場合のスペクトル分布を示しているが、２つあるいは３つの光学フィルタを光路上に挿入させることも可能であり、また、光強度の低減の程度についても、半減に限定されるものでなく、所望する光強度減衰量に合わせた挿入距離だけ対象となる光学フィルタを挿入させればよい。
【００４９】
このように本実施形態によれば、放電ランプ２０Ｄと楕円ミラー２０Ｍを設けた光源部２０と、照明光学系１１とを備えた露光装置１において、照明光学系１１が、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃ、集光レンズ１４、ロッドレンズ１５、リレー光学系１６から構成され、この順で光源部側から配置されている。
【００５０】
本実施形態では、楕円ミラー２０Ｍの第２焦点位置よりも十分光源部側に近い位置に集光レンズ１４を設け、ロッドレンズ１５の入射面１５Ｍの位置も第２焦点位置より十分に光源側に近い。光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの後方（射出面）側に集光レンズ１４を配置することによって、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃに入射する光の入射角度Θａを光軸Ｘに対して小さくし、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの入射面に対して略垂直な角度で光が入射することが可能となる。その結果、入射角度の違いによる波長シフトの発生を抑えることができる。
【００５１】
一方、集光レンズ１４によって光を集光させ、ロッドレンズ１５によって照度を均一化することにより、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃが光路上に挿入されても、照明光学系１１の照明ＮＡの変化を抑えることができる。そのため、解像性に影響が出ることなく、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃによって光のスペクトル分布を変えることが可能となる。
【００５２】
また、照明ＮＡよりも集光レンズｆの集光角θが十分大きいため、ロッドレンズ１５内に入射した光の内部反射回数が多くなり、照度分布ムラが生じない。その結果、リレー光学系１６の解像性への影響が生じない。
【００５３】
また、Θａ＜Θｂを満たすため、光学フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの挿入距離に関わりなく（入射面の光の状態に関わりなく）、ロッドレンズ１５の出射面では光が積分され均一な照度分布と均一な配光角となる。リレー光学系１６の瞳位置に開口絞り１６Ａを設置することによって、照明ＮＡを定めることが可能となる。
【００５４】
従来のフライアイレンズを配置した構成では、光の積分を照射面上で行うため、フライアイ出射面での瞳位置にて不均一に遮光（減衰）すると照明ＮＡに影響を与える。しかしながら、フライアイレンズを使用しない本実施形態によれば、光が十分に積分された後の瞳面にてＮＡを決定するため、光学フィルタの挿入量に関わらず照明光学系１１の照明ＮＡを一定とすることが可能となる。
【００５５】
本実施形態では、光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、光源部２０から集光レンズ１４に向けてこの順で配置され、光路上と光路外との間で移動可能に構成されている。これによって、フィルタ交換などをする必要がなく、また、露光環境によって変わるスペクトル分布に対応させることができる。
【００５６】
また本実施形態では、光強度を低減する波長域（減衰波長）の相対的に短いフィルタが相対的に減衰波長の長いフィルタより光源部側に配置されている。これにより、紫外線劣化を防止することができる。
【００５７】
例えば、光学フィルタ１３Ａ、１３Ｃを光路上に挿入した場合、フィルタはそれぞれ１００％反射型フィルタを採用しているため、光学フィルタ１３Ａ、１３Ｃで反射する光（ｉ線、ｇ線）が光源部２０に向けて進行する。したがって、光学フィルタ１３Ｃの反射光（ｇ線）が光学フィルタ１３Ａを照射する。
【００５８】
紫外線は長期的に光学部品を劣化させる原因となり、より短い波長の方が劣化に対する影響力が大きい。光学フィルタ１３Ａは最も劣化に影響力をもつｉ線を反射するが、光学フィルタ１３Ａよりも光源部側に光学フィルタが配置されていないため、光学フィルタの劣化を防ぐことができる。また、相対的に波長の長いｇ線が光学フィルタ１３Ａに照射するため、光学フィルタ１３Ａにはそれほど劣化の影響が出ない。
【００５９】
以上本実施形態では、複数の光学フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより所定の波長領域を減衰させていたが、光学フィルタは１つであってもよい。また、照度均一化手段にロッドレンズを用いたが、多数の光ファイバを出射位置がランダムとなるように束ねたランダムバンドルファイバを用いてもよい。さらに、照度均一化光学系として、ロッドレンズの代わりにフライアイレンズを設けるようにしてもよい。また、楕円ミラーに替えて放物面ミラーを使用しても良く、集光レンズに替えて集光ミラーを使用しても良い。
【００６０】
放電ランプとしては、上記以外の放電ランプを使用することも可能であり、連続的スペクトル分布であるとともに、ｇ線、ｈ線、ｉ線を輝線が含まれる連続的なスペクトルで発光する放電ランプが適用可能である。あるいは、他の複数の輝線が含まれる連続的スペクトル光を発光する放電ランプを使用してもよい。
【００６１】
以上の実施形態では、ＤＭＤ（空間光変調素子）を用いて基板にパターンを露光する露光装置について説明したが、フォトマスクを用いて基板にパターンを露光する露光装置においても同様に本発明を適用することができる。
【００６２】
図８は、第２の実施形態である露光装置のブロック図である。露光装置１’は、フォトマスク２２’を用いてパターン光を基板Ｗに投影する投影露光装置として構成されている。図９は、第３の実施形態である露光装置のブロック図である。露光装置１”は、フォトマスク２２”を用いてパターン光を基板Ｗに投影するコンタクト露光装置として構成されている。露光装置１’、１”いずれにおいても、第１の実施形態と同様の照明光学系１１が構成されている。
【符号の説明】
【００６３】
１  露光装置
１０  露光ヘッド
１１  照明光学系
１３Ａ  光学フィルタ
１３Ｂ  光学フィルタ
１３Ｃ  光学フィルタ
１４  集光レンズ
１５  ロッドレンズ
１６  リレー光学系
１６Ａ  開口絞り
２０  光源部
２０Ｄ  放電ランプ
２０Ｍ  楕円ミラー
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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