(57)【要約】反射型光学素子２１は、２つの同じ大きさで同じ形状の開口Ａ、開口Ｂを有しており、開口が輪体の一部を切り取った形状をしている。すなわち、リングを、そのリングの中心を通る直線に平行で、等距離にある２本の直線で切り取ったような形状である。そして、２つの開口２２、開口２３間は、筒状の部材で連結されて、全体としてチューブ型の形状をしており、筒状部材の各段面は、開口２２、開口２３と同じ形状をしている。そして、筒状部材の内面は、後に示すような反射面となっている。開口Ａ側から、光源Ｐからの光を反射型光学素子２１内に投射し開口２３から見ると、光源Ｐの他に、多数の疑似光源が見え、インテグレータとしての働きをする。
2003050857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる形状の開口Ａ、Ｂを持つ中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、２つの開口の間が、滑らかな曲面又は平面形状を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の反射型照明光学素子であって、開口Ｂが輪体の一部である形状を有することを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の反射型照明光学素子であって、開口Ａが矩形の形状を有することを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項４】
矩形状の開口Ａと、矩形以外の開口Ｂを持つ中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、矩形状の開口Ａから一定の距離までは、断面が開口Ａと同一形状を有する直方体形状の筒状面を有し、それ以上の距離から開口Ｂまでは、滑らかな曲面を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項５】
請求項４に記載の反射型照明光学素子であって、開口Ｂが輪体の一部である形状を有することを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項６】
相似形状で大きさの異なる２つの開口Ａ、Ｂを持つ中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、２つの開口の間が、開口と相似形の断面形状を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項７】
２つの開口Ａ、Ｂを持つ第１の中空のチューブ形状体を複数本束ね、第１のチューブ形状体の束ねられた開口Ｂ全体と同じ形状である開口Ｃと、開口Ｄを有する第２の中空のチューブ形状体とを、開口Ｂと開口Ｃがつながるように接続してなることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の反射型照明光学素子であって、開口Ａの合計面積が、他端の開口の合計面積より大きくされていることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項９】
２つの開口Ａ、Ｂを持つ第１の中空のチューブ形状体を複数本束ね、第１のチューブ形状体の束ねられた開口Ｂ全体と同じ形状である開口Ｃと、開口Ｄを有する第２の中空のチューブ形状体とを、開口Ｂと開口Ｃがつながるように接続し、さらに第２のチューブ形状体を複数本束ね、束ねられた第２のチューブ形状体の開口Ｄ全体と同じ形状である開口Ｆと、開口Ｅを有する第３の中空のチューブ形状体とを、開口Ｄと開口Ｆがつながるように接続し、以下、必要に応じ、最後段のチューブ形状体を複数本束ね、束ねられた最後段の開口全体と同じ形状の開口を有するチューブ形状体につなげることを１回又は複数回繰り返して形成された反射型照明光学素子。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載の反射型照明光学素子であって、開口Ａの合計面積が、他端の開口の合計面積より大きくされていることを特徴とする反射型照明光学素子。
【請求項１１】
請求の範囲第１項から第６項のうちいずれか１項に記載の反射型照明光学素子の開口Ａから光源よりの照明光を入射し、他端の開口より照明光を取り出す照明光学系であって、筒状面の内面で反射せず他端の開口に到達する照明光、筒状面の内面で１回反射されて他端の開口に到達する照明光、及び筒状面の内面で複数回反射されて他端の開口に到達する照明光のいずれもが、他端の開口より放出されるようにされたことを特徴とする照明光学系。
【請求項１２】
請求の範囲第７項から第１０項のうちいずれか１項に記載の反射型照明光学素子の開口Ａから光源よりの照明光を入射し、他端の開口より照明光を取り出す照明光学系であって、筒状面の内面で反射せず他端の開口に到達する照明光、筒状面の内面で１回反射されて他端の開口に到達する照明光、及び筒状面の内面で複数回反射されて他端の開口に到達する照明光のいずれもが、他端の開口より放出されるようにされた照明光学系において、複数ある開口Ａのそれぞれに、又は複数個毎に、別々の光源が照射されていることを特徴とする照明光学系。
【請求項１３】
請求の範囲第１１項に記載の照明光学系であって、前記照明光学系の開口に入射するＥＵＶ光が、前記開口面で集光されていることを特徴とする照明光学系。
【請求項１４】
請求の範囲第１２項に記載の照明光学系であって、前記照明光学系の開口に入射するＥＵＶ光が、前記開口面で集光されていることを特徴とする照明光学系。
【請求項１５】
請求の範囲第１１項に記載の照明光学系であって、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＳｉＯ２からなり、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８５°以上とされていること、前記第前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｕ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏＳｉ２膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｈ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７５°以上とされていることのいずれかを満たすことを特徴とする照明光学系。
【請求項１６】
請求の範囲第１２項に記載の照明光学系であって、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＳｉＯ２からなり、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８５°以上とされていること、前記第前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｕ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏＳｉ２膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｈ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７５°以上とされていることのいずれかを満たすことを特徴とする照明光学系。
【請求項１７】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１１項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【請求項１８】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１２項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【請求項１９】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１３項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【請求項２０】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１４項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【請求項２１】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１５項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【請求項２２】
ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、請求の範囲第１６項に記載の照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、主としてミラープロジェクション方式のＤＵＶ〜ＥＵＶ光露光装置に用いるのに好適な反射型照明光学素子と、それを用いた照明光学系、及びその照明光学系を用いたＤＵＶ〜ＥＵＶ光露光装置に関するものである。
背景技術
近年、半導体集積回路素子の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代わってこれより波長の短いＤＵＶ〜ＥＵＶ光（波長４．５ｎｍ〜３００ｎｍ）の光をいい、本明細書及び請求の範囲においては一般的に軟Ｘ線と言われているＸ線をも含む意味で用いる）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。すなわち、露光装置の解像力Ｗは、露光光の波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存し、次の式で表わされる。
Ｗ＝Ｋ・λ／ＮＡ      （Ｋ：定数）
したがって、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長λを短くするか、あるいは、投影光学系の開口数ＮＡを大きくすることが必要となる。一般に、投影光学系の開口数ＮＡを所定値以上に大きくすることは、光学設計の観点から、困難であるため、今後は、露光光の短波長化が必要となる。例えば、露光光として、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを用いると０．２５μｍの解像力が得られ、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いると、０．１８μｍの解像が得られる。これに対し、露光光としてさらに波長の短いＥＵＶ光を用いると、例えば波長１３．５ｎｍで、０．１μｍ以下の解像力が得られる。
ところで、露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がなくなるため、反射型のマスクを用いるとともに、反射型の投影光学系を用いることになる。この技術に使用されるＥＵＶ光投影露光装置は、主としてＥＵＶ光源、照明光学系、マスク（レチクルを含む、以下同じ）、結像光学系、ウェハステージ等により構成される。
このようなＥＵＶ光投影リソグラフィに使用されるＥＵＶ光露光装置の例を図２４に示す。ＥＵＶ光源１には放電プラズマ光源が使用されている。ＥＵＶ光源１から放射された光束は、２枚のＥＵＶ光多層膜ミラー２、３からなる照明光学系で集光され、マスクステージ４上に保持された反射型マスク５を照明する。反射型マスク５で反射した光束は、４枚のＥＵＶ光多層膜ミラー６〜９で構成される投影光学系を通り、ウェハステージ１０上に保持されたウェハ１１上に到達する。投影光学系は、反射マスク５上に形成されている回路パターンを、１／４に縮小した像をウェハ１１上に転写する。マスクにはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。
このような反射ミラーを用いた光学系においては、通常のレンズ系におけるように光軸に近い位置で収差を小さくすることが困難であり、投影光学系の軸外の、円弧状の良像領域のＥＵＶ光が使用されることになる。よって、投影光学系においてはマスクと共役な位置にマスクブラインドと称する輪体の一部の形状を有する成形開口を設け、マスク上の円弧領域のみを照明してウェハ上に投影転写するようにしている。そして、マスク全体の回路パターンのウェハ上への転写は、マスクとウェハとを一定方向に走査することにより行われている。
この走査方式による露光は、比較的高いスループットで、しかも高解像力が得られるという利点がある。この種の露光においては、マスク上の円弧領域を均一に、しかも一定の開口数（ＮＡ）にて効率よく照明できる照明光学系が望まれており、特開平１０−７００５８号公報には、平行光束を供給する光源部と反射型のオプティカルインテグレータと放物トーリック面形状の凹面鏡とを有し、マスク上を円弧状に均一照明できる照明光学系が提案されている。
この明細書に示されるがごとく、反射型の照明光学系は以下３つの条件を満たさなければならない。まず条件１として、照明範囲は円弧状領域（輪帯の一部）となり、マスク領域を照明光の中に効率よく集中させる必要があることである。
条件２は、照明光のムラをなくして照明する面内の照明光強度を平均化する必要があることであり、この目的のために、多くの場合反射型インテグレータが用いられている。反射型インテグレータは、その反射面により多数の光源の虚像を作り、各虚像からの光により照射面が照明されているのと等価な照明光を作り出すことにより、照射光のムラを無くする作用をするものである。
条件３としては、ＥＵＶ光の反射面一面あたりの反射率は現在の多層膜技術を使って最大限反射率を高めても７０％程度であるため、できるだけ反射面の数を限定して構成しなければならないという制約を伴うことである。
前記特開平１０−７００５８号公報の照明光学系では、ＥＵＶ光光源系からのＥＵＶ光を平行ＥＵＶ光ビームにする第１の凹面ミラーと、前記反射型インテグレータと、反射されたＥＵＶ光ビームを更に反射して前記マスク面上に照射する第２の凹面ミラーと、計３枚の反射面で構成されている。しかしながら、この光学系は３枚の反射面で構成されているため、照明光の光量は光源光の３５〜５０％程度に低下する。露光装置において、照明光学系または照明装置の効率が低下すると、スループットが低下するので、重大な問題点となる。
また、ＵＳＰ５，６６９，７０８には、特殊な形状を有するフライアイ型の反射型インテグレータを使用することにより、反射面を２面とした照明光学系が開示されている。これによれば、照明光の低減は５０％に抑えることができるため、上記３条件を満足するようにすることができる。しかしながら、このような特殊な形状のインテグレータは実際の製作が困難で、実現するには大きな制約となっている。
また、特開平１０−７００５８号公報やＵＳＰ５，６６９，７０８に使用されているオプティカルインテグレータは入射した光束を発散させるため、照明に寄与しない光線が派生し、照明光学系の効率がさらに低下してしまうという問題点があった。
発明の開示
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、オプティカルインテグレータを使用する必要が無く、単純な構成により照明光の利用効率を向上させることができる反射型照明光学素子、照明光の形状や開口数を変化させることのできる反射型照明光学素子、オプティカルインテグレータを使用する必要が無く、単純な構成により照明光の利用効率を向上させることができる反射型照明光学素子、複数の光源からのＤＵＶ〜ＥＵＶ光を合成可能な反射型照明光学素子、それを用いた照明光学系、及びその照明光学系を用いたＤＵＶ〜ＥＵＶ光露光装置を提供することの少なくとも一つを達成することを目的とするものである。
これらの目的のうち少なくとも一つを解決するための発明は、以下の第１の発明から第１４の発明である。
第１の発明は、異なる形状の開口Ａ、Ｂを持つ、中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、２つの開口の間が、滑らかな曲面又は平面形状を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子である。
第２の発明は、前記第１の発明であって、開口Ｂが輪体の一部である形状を有することを特徴とするものである。なお、本明細書及び請求の範囲において「輪体の一部」とは、２つの半径の異なる円で囲まれる部分を、平行な直線で切り取ったような形状のもの、又は、所定の半径の円弧を平行移動させたとき、その軌跡で形成されるような形状のものを意味する。
第３の発明は、前記第１又は第２の発明であって、開口Ａが矩形の形状を有することを特徴とするものである。
第４の発明は、矩形状の開口Ａと、矩形以外の開口Ｂを持つ中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、矩形状の開口Ａから一定の距離までは、断面が開口Ａと同一形状を有する直方体形状の筒状面を有し、それ以上の距離から開口Ｂまでは、滑らかな曲面を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子である。
第５の発明は、前記第４の発明であって、開口Ｂが輪体の一部である形状を有することを特徴とするものである。
第６の発明は、相似形状で大きさの異なる２つの開口Ａ、Ｂを持つ中空のチューブ形状を有する反射型照明光学素子であって、２つの開口の間が、開口と相似形の断面形状を有する筒状面で連結されていることを特徴とする反射型照明光学素子である。
第７の発明は、２つの開口Ａ、Ｂを持つ第１の中空のチューブ形状体を複数本束ね、第１のチューブ形状体の束ねられた開口Ｂ全体と同じ形状である開口Ｃと、開口Ｄを有する第２の中空のチューブ形状体とを、開口Ｂと開口Ｃがつながるように接続してなることを特徴とする反射型照明光学素子である。
第８の発明は、２つの開口Ａ、Ｂを持つ第１の中空のチューブ形状体を複数本束ね、第１のチューブ形状体の束ねられた開口Ｂ全体と同じ形状である開口Ｃと、開口Ｄを有する第２の中空のチューブ形状体とを、開口Ｂと開口Ｃがつながるように接続し、さらに第２のチューブ形状体を複数本束ね、束ねられた第２のチューブ形状体の開口Ｄ全体と同じ形状である開口Ｆと、開口Ｅを有する第３の中空のチューブ形状体とを、開口Ｄと開口Ｆがつながるように接続し、以下、必要に応じ、最後段のチューブ形状体を複数本束ね、束ねられた最後段の開口全体と同じ形状の開口を有するチューブ形状体につなげることを１回又は複数回繰り返して形成された反射型照明光学素子である。
第９の発明は、前記第７の発明又は第８の発明であって、開口Ａの合計面積が、他端の開口の合計面積より大きくされていることを特徴とするものである。
第１０の発明は、前記第１の発明から第６の発明のいずれかである反射型照明光学素子の開口Ａから光源よりの照明光を入射し、他端の開口より照明光を取り出す照明光学系であって、筒状面の内面で反射せず他端の開口に到達する照明光、筒状面の内面で１回反射されて他端の開口に到達する照明光、及び筒状面の内面で複数回反射されて他端の開口に到達する照明光のいずれもが、他端の開口より放出されるようにされたことを特徴とするものである。
第１１の発明は、前記第７の発明から第９の発明のいずれかである反射型照明光学素子の開口Ａから光源よりの照明光を入射し、他端の開口より照明光を取り出す照明光学系であって、筒状面の内面で反射せず他端の開口に到達する照明光、筒状面の内面で１回反射されて他端の開口に到達する照明光、及び筒状面の内面で複数回反射されて他端の開口に到達する照明光のいずれもが、他端の開口より放出されるようにされた照明光学系において、複数ある開口Ａのそれぞれに、又は複数個毎に、別々の光源が照射されていることを特徴とするものである。
第１２の発明は、前記第１０の発明又は第１１の発明であって、前記照明光学系の開口に入射するＥＵＶ光が、前記開口面で集光されていることを特徴とするものである。
第１３の発明は、前記第第１０の発明から第１２の発明のいずれかであって、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＳｉＯ２からなり、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８５°以上とされていること、前記第前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｕ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＭｏＳｉ２膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が８０°以上とされていること、前記反射型照明光学素子の筒状面の内面の反射面がＲｈ膜で形成され、前記筒状面の内面で反射される光の入射角が７５°以上とされていることのいずれかを満たすことを特徴とするものである。
第１４の発明は、ＥＵＶ光光源からのＥＵＶ光を直接又は間接的に、前記第１０の発明から第１３の発明のいずれかである照明光学系に入射させ、当該照明光学系から出射した光により、直接又は間接的にマスクを照明し、マスクで反射したＥＵＶ光により、結像光学系を介してマスクの像をウェハ上に結像させる機能を有することを特徴とするＥＵＶ光露光装置である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施するための形態のうち、最良と思われるものを、図を用いて説明するが、本説明が、発明の範囲を制限するものではないことは言うまでもない。
図１は、本発明の第１の実施の形態である反射型照明光学素子と反射型照明光学系を示す図である。（ａ）は、反射型照明光学素子２１の形状を示す図である。反射型光学素子２１は、開口Ａ（図では２２で表す）が矩形であり、開口Ｂ（図では２３で表す）が、輪体の一部を切り取った形状をしている。すなわち、開口２３の形状は、リングを、そのリングの中心を通る直線に平行で、等距離にある２本の直線で切り取ったような形状である。
よって、開口２２と開口２３を結ぶ筒状体の面のうち、図の横方向の面を形成する部分は長方形であるが、上下方向の面は、左側が直線、右側が円弧であるので、これらを滑らかに結合するような形状とされている。滑らかに結合するような形状とは、開口２２に入射した光を、開口２２の方向に逆戻りさせたり、乱反射したりするような凹凸が無く、開口２２から入射した入射角の大きな光が、反射を繰り返して開口２３に到達できるような曲面又は平面をいう。典型的には、後に述べるようにスプライン曲線で開口２２と開口２３の側面を結合するようにすればよい。
これは、例えば、後に述べるスプライン補間により、開口２２と開口２３を結合するように上下方向の面を形成することにより実現できる。そして、筒状部材の内面は、後に示すような反射面となっている。なお、開口２３の形状としては、たとえば、円弧の長さを約１００ｍｍ、幅を約５ｍｍ程度とすれば、効率よくマスクを照射することができる。
（ｂ）は、反射型光学素子２１の横方向端面近くにおける光源Ｐからの光の通過の様子を示すものである。（ｂ）には、光源Ｐから直接開口２３に至る光の他に、筒状部材の内面で１回反射して開口２３に至る光、２回反射して開口２３に至る光、３回反射して開口２３に至る光の進路が示されている。
これにより、開口２３から見ると、光源Ｐの他に、仮想光源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が上方向に並んで見えることになる。図示しないが、下方向にも同じような仮想光源が見えることは明らかである。（ａ）のＡ−Ａ断面においては断面形状が矩形とならず、平行四辺形となるが、光の通過の様子は、（ｂ）に示したものとほぼ同じである。
（ｃ）は、（ａ）のＢ方向から見た光の通過経路を示すもので、開口２２から開口２３に行くに従って幅が広がっているので、反射する毎に入射角は大きくなるが、やはり両側面間で多重反射が起こって、疑似光源が構成される。
結局、チューブの形状は前述の様に、開口２２から入射した光線が反射を繰り返して進行しながら、滑らかに僅かづつ変形し、開口２３での形状が輪帯の一部の形状になるように加工されているため、開口２３から射出される光線束は輪帯の一部の形状となる。
反射型光学素子内で、光源からの光が何回反射できるかは、光源の開口角と、光源に対する開口２２の立体角、反射型光学素子２１の寸法で決定される。よって、本手段によれば、輪体の一部の形状を有する２次光源を複数個発生させることができ、インテグレータとしての作用を持たせることができる。
また、光源の開口角が狭い場合、筒状部材の内面反射の入射角が大きくなり、Ｇｒａｚｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅを満足し、高い反射率で反射を繰り返すことができるので、複数回の反射を繰り返しても光量の損失が少なくて済む。また、光源の開口角が広く、小さな入射角で反射型光学素子２１に入射する光がある場合には、周辺の光は多重反射により減衰するが、入射角の大きい部分の光は、減衰量が少ないまま開口２３に達し、照明に寄与する。
なお、図では、３回までの多重反射について述べているが、反射型光学素子２１の長さを長くしていけば、更に多数回の反射が繰り返され、多くの疑似光源を発生させることができる。また、反射型光学素子２１において、横方向に進む光で開口２３の内側の端面で遮られない光は、横方向の端面間で多重反射を繰り返し、横方向にも、疑似光源を発生させることができることもある。
光源Ｐは、光源からの光を集光させることにより点光源とすることができる。光源Ｐの位置を開口２２の位置とすると、効率が良くなる。
図２は、本発明の第２の実施の形態である反射型照明光学素子２４を示すもので、反射型照明光学素子２４は、開口Ａ（２２）が円形であり、開口Ｂ（２３）が図１に示したものと同様な輪体の１部の形状をしている。このような形状の反射型照明光学素子２４においても、前述の反射型照明光学素子２１とほぼ同様の効果を得られる。
図３は、本発明の第３の実施の形態である反射型照明光学素子を示す図である。（ａ）は反射型光学素子２５の斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその正面図である。反射型光学素子２５は、異なる大きさで相似形状である長方形の開口Ａ（２２）、開口Ｂ（２３）を有している。そして、２つの開口２２、開口２３間は、筒状の部材で連結されて、全体としてチューブ型の形状をしており、筒状部材の任意の点での断面は、開口２２、開口２３と相似の形状をしている。即ち、開口２２と開口２３の相似の対応点は、直線で結ばれている。筒状部材の内面は、後に示すように高い反射率を有する材料で構成されている。
このような反射型照明光学素子の開口２２に点Ｐから光線を照射し、Ｉ点から開口２３を覗いたときの光線の進み方の例を図４に示す。図４には、光源Ｐから直接Ｉに至る光の他に、筒状部材の内面で１回反射してＩに至る光、２回反射してＩに至る光、３回反射してＩに至る光の進路が示されている。これにより、Ｉから見ると、光源Ｐの他に、仮想光源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が上方向に並んで見えることになる。図示しないが、下方向にも同じような仮想光源が見えることは明らかである。同様、光は側面でも多重反射されるので、横方向にも仮想光源が並んで見える。
反射型光学素子内で、光源からの光が何回反射できるかは、光源の開口角と、光源に対する開口２２の立体角、反射型光学素子２５の寸法で決定される。よって、本手段によれば、１個の光源から２次光源を複数個発生させることができ、インテグレータとしての作用を持たせることができる。
また、図３に示された反射型光学素子２５の入側開口２２の方が出側開口２３より大きいので、入射した光の開口数より出射する光の開口数が大きくなり、開口数を容易に変えることができる。逆に、入側開口Ａの方が出側開口Ｂより小さい場合には、入射した光の開口数より出射する光の開口数を小さくすることができる。
光源の開口角が狭い場合、筒状部材の内面反射の入射角が大きくなり、Ｇｒａｚｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅを満足し、高い反射率で反射を繰り返すことができるので、複数回の反射を繰り返しても光量の損失が少なくて済む。また、光源の開口角が広く、小さな入射角で反射型光学素子２１に入射する光がある場合には、周辺の光は多重反射により減衰するが、入射角の大きい部分の光は、減衰量が少ないまま開口Ｂに達し、照明に寄与する。
なお、図では、３回までの多重反射について述べているが、反射型光学素子２５の長さを長くしていけば、更に多数回の反射が繰り返され、多くの疑似光源を発生させることができる。
図５は、本発明の第４の実施の形態である反射型光学素子を示す図である。この反射型光学素子２６は、円形の開口Ａ（２２）と開口Ｂ（２３）を有し、開口Ａの径よりも開口Ｂの径の方が大きくなっている。そして、これらの開口を結合する筒状部材は、その任意の位置での断面が円形となるようになっている。即ち、開口Ａと開口Ｂの相似の対応点は直線で結ばれている。筒状部材の内面は、後に示すように高い反射率を有する材料で構成されている。このような構成の反射型光学素子２６でも、複数の疑似光源を発生させることができ、インテグレータとしての機能と、開口数を変更する機能を有する。
図６は、本発明の第５の実施の形態である反射型照明光学素子２７を示す図である。この実施の形態においては、開口Ａ（２２）が円形であり、開口Ｂ（２３）が矩形である。そして、その間を連結する筒状面は、滑らかな曲面となっている。滑らかな曲面とは、開口２２に入射した光を、開口２２の方向に逆戻りさせたり、乱反射したりするような凹凸が無く、開口２２から入射した入射角の大きな光が、反射を繰り返して開口２３に到達できるような曲面をいう。典型的には、後に述べるようにスプライン曲線で開口２２と開口２３の側面を結合するようにすればよい。
図６に示すような実施の形態によれば、光源から放射される光束の形状と異なる形状の光束を、反射型照明光学素子２７から放出させることができる。
図７は、本発明の第６の実施の形態である、反射型光学素子２８と２９を結合して、輪体の一部の形状を有する開口を形成する例を示す図である。光源に面する反射型光学素子２８の開口Ａ（２２）は円とし、ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を最大限に受光できるようにする。一方、レチクルを照射するためのＥＵＶ光の形状は、前述のように輪体の一部となっていることが好ましい。よって、一方の開口を円とし、他方の開口を輪体の一部とすればよいのであるが、このような形状のチューブが一度には成形できない場合がある。
よって、この実施の形態では、開口Ａ（２２）として円形、開口Ｂ（２３）として細長い矩形の開口を有する反射型光学素子２８と、開口２３と同じ形状の開口Ｃ（３０）と、輪体の一部の形状を有する開口Ｄ（３１）とを有する反射型光学素子２９を形成し、開口２３と開口３０を結合することにより、これらの組み合わせとして円形の光束を輪体の一部の形状を有する光束に変換している。
図８は、本発明の第７の実施の形態である反射型照明光学素子とその使用例を示す図である。この光学素子は、反射型光学素子４１と反射型光学素子４２とを結合して形成されている。
反射型光学素子４１の入側開口４１Ｆ、出側開口４２Ｂは合同な矩形であり、反射型光学素子４１は直方体形状をしている。一方、反射型光学素子４２は、図１に示したような形状をしている。すなわち、その入側開口４２Ｆは、開口４１Ｂと合同な矩形であり、出側開口４２Ｂは輪体の一部を切り取った形状をしている。
このような構成にした場合、反射型光学素子４１が直方体形状をしているため、多重反射が規則的に起こり、ある程度長さを長くしておけば、開口４１Ｆに点光源が形成されたとき、開口４１Ｂからは、ほぼ均一な面光源に近い光が放出されるようになる。
すなわち、反射型光学素子４２の開口４２Ｆには、ほぼ均一な面光源に近い光が入射する。この光が、さらに反射型光学素子４２内で多重反射されながら開口４２Ｂから出射する。反射型光学素子４２の断面が徐々に矩形から円弧状に変わっていくので、壁面での反射は不規則になるが、入射する光がほぼ均一な面光源であるので、出射する光もほぼ均一な面光源となる。
図８はこの性質を利用して、ＥＵＶ線源でレチクルを照射する様子を示している。ガス供給管４から供給されるガス３に、レーザ光源１から出射されるレーザ光を、集光光学系２を介して集光する。すると、ガス３がプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光が発生する。このＥＵＶ光は回転楕円鏡５により反射型光学素子４１の開口４１Ｆの中心部ＣＰに集光される。このＥＵＶ光は、前述のように反射型光学素子４１内で多重反射されて面光源となり、さらに反射型光学素子４２によりほぼ均一な円弧状（輪体の一部状）のＥＵＶ光に変換される。すなわち、開口４２Ｂがほぼ均一な円弧状の光源となる。
開口４２Ｂから放出されたＥＵＶ光は、ミラーＭ３、Ｍ４で反射されてレチクルＲを、ほぼ一様かつ円弧状に照明する。
図９は、前記第７の実施の形態である反射型照明光学素子の他の使用方法を示す図である。すなわち、図９に示される反射型照明光学素子は図８に示されたものと同じである。図８では、反射型光学素子４１の入側の開口４１Ｆの中心点ＣＰにＥＵＶ光を集光させるのに完全反射型の２次曲面ミラーＭ２を使用していたが、図９においては、透過／反射型の２次曲面ミラーＭ５を使用しているところが異なっている。ＥＵＶ光源Ｌから出射したＥＵＶ光は、２次曲面ミラーＭ５を通過する際にその２次曲面ミラーで反射され、開口４１Ｆの中心点ＣＰに集光される。その他の作用は、図８における説明と同様である。
なお、図８に示した実施の形態においては、反射型光学素子４２の開口４２Ｂを、現在考えられているＥＵＶ露光装置における照明光として使用するのに適当なように円弧状にしているが、反射型照明光学素子の使用目的に応じて適当な形状とすることができる。
また、図８においては、反射型光学素子４１と反射型光学素子４２の２つで一つの反射型照明光学素子を形成しているが、反射型光学素子４１自体を複数に分割したものを製造してこれをつないで用いてもよく、また、反射型光学素子４２自体を複数に分割したものを製造してこれをつないで用いてもよい。また、製作上の問題が無ければ、反射型光学素子４１と反射型光学素子４２を一体形成してもよい。これらは、いずれも第４の発明の実施の形態となる。
図１０に、反射型光学素子４２の形状の例を示す。反射型光学素子４２は入射端面４２Ｆが矩形で、出射端面４２Ｂが円弧状である中空パイプである。この反射型光学素子４２は例えば以下のように構成することができる。
反射型光学素子４２の入射端面４２Ｆの内側の四隅の点を、図のようにｉ、ｊ、ｋ、ｌとし、出射端面４２Ｂの内側の四隅の点を、図のようにｍ、ｎ、ｏ、ｐとする。
入射端面４２Ｆの点ｉと点ｊの間をＮ等分し、さらに出射端面４２Ｂの点ｍと点ｎの間をＮ等分する。次にｉから始めてｊまで、ｍから始めてｎまで順に対応する点をスプライン補間で連結する。
区間ｊ〜ｌ、ｎ〜ｐ、区間ｌ〜ｋ、ｐ〜ｏ、区間ｋ〜ｊ、ｏ〜ｍについても同様にスプライン補間で連結する。このようにすれば、入射端面（開口）４２Ｆと出射端面（開口）４２Ｂとを、滑らかな中空体で連結することができる。
図１１は、本発明の第８の実施の形態である反射型照明光学素子を構成するチューブ形状体の例を示す図である。
（ａ）は８本の第１のチューブ形状体５１ａ〜５１ｈを縦４列横２列に束ねた状態を示すものである。この例においては、各チューブ形状体５１ａ〜５１ｈは、断面が長方形の形状である中空４角柱の形状を有しており、両端の開口部である開口Ａ（５１Ａ）と開口Ｂ（５１Ｂ）は同一の形状を有している。そして束ねたものが集合体５１を構成している。
（ｂ）は、前記第１のチューブ形状体と同じ幅を有し、高さが２倍の長方形の断面を有する中空４角柱の形状の第２のチューブ形状体を、縦２列、横２列に束ねたものを示す。この集合体５２においては、開口Ｃ（５２Ｃ）と開口Ｄ（５２Ｄ）は同じ大きさをしており、開口５２Ｃは、開口５１Ｂの２つ分の大きさに対応している。
（ｃ）は、前記第２のチューブ形状体の２倍の幅を有し、かつ高さが２倍の長方形の断面を有する中空４角柱の形状の第３のチューブ形状体５３を示す図である。第３のチューブ形状体５３において、開口Ｅ（５３Ｅ）と開口Ｆ（５３Ｆ）は同じ大きさをしており、５３Ｅは、開口５２Ｄ４つ分の大きさに対応している。これら、各チューブ形状体の内面は、後に説明するように反射率の高い材料で形成されている。
これら、集合体５１、集合体５２、チューブ形状体５３を接続して一つの反射型照明光学素子を構成したものを図１２に示す。図１２において、図１１に示した８本の第１のチューブ形状体５１ａ〜５１ｈのうち２本ずつが束となって、４つの第２のチューブ形状体５２に接続され、さらに第２のチューブ形状体５２の４本が束となって、第３のチューブ形状体５３に接続されている。すなわち、図１２において、開口５１Ｂと５２Ｃが接続され、開口５２Ｄと５３Ｅが接続されている。よって、８つの開口５１Ａに別れて入射した光は、開口５３Ｆから一つにまとまって出射するようになっている。
このような反射型照明光学素子のチューブ単体の作用は、図７に示したものと同じであるが、図１３を用いて説明する。図１２は、チューブ形状体５１ａの開口５１Ａに光源Ｐから光が入射したとき、Ｉ点に届くまでの光路の例を図示したものである。Ｐ点から直接Ｉ点に至る光の他に、チューブ形状体５１ａの内面で１回反射、２回反射、３回反射されてＩ点に至る光線を１点鎖線で示してある。
光源Ｐの他に、上部に疑似光源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が形成されることになる。同様、下部にも疑似光源が形成され、左右の端面で反射された光により、左右にも疑似光源が形成される。
すなわち、このように内部で多重反射を繰り返させることにより、多数の疑似光源が形成され、このようなチューブ形状体は、インテグレータとしての働きを有することになる。
チューブ形状体内で、光源からの光が何回反射できるかは、光源の開口角と、光源に対する開口５１Ａの立体角、チューブ形状体の寸法で決定される。
また、光源の開口角が狭い場合、チューブ形状体筒の内面反射の入射角が大きくなり、Ｇｒａｚｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅを満足し、高い反射率で反射を繰り返すことができるので、複数回の反射を繰り返しても光量の損失が少なくて済む。また、光源の開口角が広く、小さな入射角でチューブ形状体に入射する光がある場合には、周辺の光は多重反射により減衰するが、入射角の大きい部分の光は、減衰量が少ないまま開口５１Ｂに達し、照明に寄与する。
なお、図では、３回までの多重反射について述べているが、チューブ形状体の長さを長くしていけば、更に多数回の反射が繰り返され、多くの疑似光源を発生させることができる。
ところで、図１２においては、狭い開口を有するチューブ形状体を束にして、広い開口を有するチューブ形状体に接続し、これを繰り返して最終的にチューブ形状体５３で光を一つにまとめている。このようにすると、以下のような利点がある。すなわち、はじめからチューブ形状体５３のような大きな開口を有するチューブ形状体で多重反射を繰り返し行おうとすると、相対する内面間の距離が大きくなるので、反射した光線が次に反射されるまでの光路長が大きくなり、結局チューブ形状体の長さを長くしなければならない。
よって、チューブ形状体５３の前に、その開口の半分の大きさの開口を有するチューブ形状体の集合体５２をおき、ここで多重反射を行わせることにより、単位長当たりの多重反射の回数を多くして、その分、必要長さを短くしている。これだけで十分な数の疑似光源が形成される場合は、チューブ形状体の集合体５１を設ける必要はないが、この例では、さらに、チューブ形状体の集合体５２におけるチューブ形状体の半分の高さを有するチューブ形状体５１ａ〜５１ｈの集合体５１をチューブ形状体の集合体５２の前に接続している。これにより、高さ方向の多重反射の回数を更に増やすことができる。
また、必要に応じて、チューブ形状体の集合体５１の前に、チューブ形状体５１ａ〜５１ｈの各々に接続するように、更に開口の小さいチューブ形状体の束を接続し、必要があれば、それに更に開口の小さいチューブ形状体の束を接続するという動作を繰り返して反射型照明光学素子を形成するようにしてもよい。
図１２に示すような反射型照明光学素子は、複数の光源の光を、一つにまとめるためにも使用される。すなわち、開口５１Ａの一つ一つに、あるいは２つに１個、４つに１個の光源を対応させ、それらの光源からの光を多重反射させながら、チューブ形状体５３に導くことにより、光を一つにまとめる。このようにすると、チューブ形状体５３と同じ開口を持つチューブ形状体の開口に直接多数の光源から光を照射する場合に比べて、多重反射により形成される疑似光源の数を多くでき、この場合もインテグレータとしての働きをさせることができる。
図１４に、本発明の第９の実施の形態である反射型光学素子を構成するチューブ形状体の例を示す。
（ａ）は８本の第１のチューブ形状体５４ａ〜５４ｈを縦４列横２列に束ねた状態を示すものである。この例においては、各チューブ形状体５４ａ〜５４ｈは、断面が長方形の形状である中空裁頭４角錐の形状を有しており、両端の開口部である開口Ａ（５４Ａ）と開口Ｂ（５４Ｂ）は相似であるが、開口５４Ｂの方が小さくされている。そして、周面を構成する部材は、その各位置での断面が開口部と相似な形状となっている。即ち、開口５４Ａと開口５４Ｂの相似の対応点は、直線で結ばれている。そしてこれらを束ねたものが集合体５４を構成している。
（ｂ）は、一つの開口Ｃ（５５Ｃ）が、前記第１のチューブ形状体の開口５４Ｂと同じ幅を有し、高さが２倍の長方形の断面を有する中空裁頭４角錐の形状の第２のチューブ形状体５５を、縦２列、横２列に束ねたものを示す。この集合体５５においては、開口５５Ｃと開口Ｄ（５５Ｄ）は相似形であるが、開口５５Ｄは開口５５Ｃより小さくされている。そして、周面を構成する部材は、その各位置での断面が開口部と相似な形状となっている。開口５５Ｃは、開口５４Ｂ２つ分の大きさに対応している。
そして、後に述べるように、これら集合体５４と集合体５５を連結した場合において、連続することになる周縁部（集合体５４と集合体５５の外周部等）は、折れ曲がったり段ができたりすることなく、一つの平面上にあるようにされている。
（ｃ）は、開口Ｅ（５６Ｅ）が開口５５Ｄの２倍の幅を有し、かつ高さが２倍の長方形の断面を有する中空裁頭４角錐の形状の第３のチューブ形状体５６を示す図である。第３のチューブ形状体５６において、開口Ｅ（５６Ｅ）と開口Ｆ（５６Ｆ）は相似形であるが、開口５６Ｆの方が開口５６Ｅより小さくなっている。そして、周面を構成する部材は、その各位置での断面が開口部と相似な形状となっている。開口５６Ｅは、開口５５Ｄの４つ分の大きさに対応している。そして、後に述べるように、これら集合体５５と第３のチューブ形状体５６を連結した場合において、連続することになる周縁部（集合体５５とチューブ形状体５６集合体５５の外周部）は、折れ曲がったり段ができたりすることなく、一つの平面上にあるようにされている。これら、各チューブ形状体の内面は、後に説明するように反射率の高い材料で形成されている。
これら、集合体５４、集合体５５、チューブ形状体５６を接続して一つの反射型照明光学素子を構成したものを図１５に示す。図１５において、図１４に示した８本の第１のチューブ形状体５４ａ〜５４ｈのうち２本ずつが束となって、４つの第２のチューブ形状体５５に接続され、さらに第２のチューブ形状体５５の４本が束となって、第３のチューブ形状体５６に接続されている。すなわち、図１５において、開口５４Ｂと開口５５Ｃが接続され、開口５５Ｄと開口５６Ｅが接続されている。よって、８つの開口５４Ａに別れて入射した光は、開口５６Ｆから一つにまとまって出射するようになっている。この接続において、接続により連続される部材同士は、接続点で段差がついたり折れ曲がったりすることなく、一つの平面上にあるように形成されている。
このようなチューブ形状体の開口５４Ａに点Ｐから光線を照射し、Ｉ点から開口５４Ｂを覗いたときの光線の進み方の例を図１６に示す。図１６には、光源Ｐから直接開口Ｉに至る光の他に、筒状部材の内面で１回反射してＩに至る光、２回反射してＩに至る光、３回反射してＩに至る光の進路が示されている。これにより、Ｉから見ると、光源Ｐの他に、仮想光源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が上方向に並んで見えることになる。図示しないが、下方向にも同じような仮想光源が見えることは明らかである。同様、光は側面でも多重反射されるので、横方向にも仮想光源が並んで見える。
反射型照明光学素子内で、光源からの光が何回反射できるかは、光源の開口角と、光源に対する開口Ａの立体角、チューブ形状体の寸法で決定される。よって、本手段によれば、１個の光源から２次光源を複数個発生させることができ、インテグレータとしての作用を持たせることができる。
また、図１４に示された反射型照明光学素子５４の入側開口５４Ａの方が出側開口５４Ｂより大きいので、入射した光の開口数より出射する光の開口数が大きくなる。
また、図１５に示すような構成としている意味は、図１２の構成で説明した意味と同じである。従って図１４に示した実施の形態は、図１２に示した実施の形態の作用効果をそのまま有しているが、図１１に示した実施の形態に比べて、複数の光源を一つにまとめるときに好都合である。すなわち、開口５４Ａの総和の面積が、開口５６Ｆの面積より大きいので、多数の光源から出射された光を、狭い範囲にまとめるのことができる。
なお、第９の実施の形態においては、開口は長方形であり、入側と出側の開口が相似であるが、入側と出側の開口は必ずしも相似形である必要はない。同様、開口の形状は必ずしも長方形である必要はなく、さらには、入側と出側の形状が異なっていてもよい。
このように、本発明の反射型照明光学素子は、その中で多重反射を行わせることによって複数個の疑似光源を作り出し、インテグレータとしての働きをさせると共に、入射した光を散乱させずに出射させる機能を有するものであるので、内部での光の吸収をなるべく小さく抑えることが好ましい。よって、筒状部材の内面には、なるべく使用される光線に対して反射率の高い材料を使用する必要がある。将来露光装置に使用されるＥＵＶ光の波長は５０ｎｍ以下であり、１３ｎｍ程度にまで達すると予想されるので、これに対して反射率の高い材料を用いることが好ましい。
例として、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＳｉＯ２の反射率を図１７に示す。反射率としては、少なくとも従来用いられている反射鏡と同一の反射率である７０％を示すことが好ましいので、ＳｉＯ２を反射材として用いる場合、反射面に入射する入射角を、最低でも８５°に抑えることが好ましい。また、このようにすると、ｓ偏光成分とＰ偏光成分での反射率の違いがほとんど無くなり、偏光により後の光学系に収差等の発生することを防止することができる。
図１８に、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＲｕの反射率を示す。これによると、入射角が６０°〜７０°にかけて臨界的に増加していることが分る。よって、Ｒｕ膜を反射面に用いる場合、反射面に入射する入射角を、最低でも７０°に抑えることが好ましい。また、これにより、反射率を７０％以上にすることができる。さらに、入射角を８０°以上とすれば、反射率を９０％近くにすることができる。
図１９に、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＭｏ膜の反射率を示す。これによると、入射角が６５°〜７０°にかけて臨界的に増加していることが分る。よって、Ｍｏ膜を反射面に用いる場合、反射面に入射する入射角を、最低でも７０°に抑えることが好ましい。また、これにより、反射率を７０％以上にすることができる。さらに、さらに、入射角を８０°以上とすれば、反射率を９０％近くにすることができる。
図２０に、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＭｏＳｉ２膜の反射率を示す。これによると、入射角が７５°〜８０°にかけて臨界的に増加していることが分る。よって、ＭｏＳｉ２膜を反射面に用いる場合、反射面に入射する入射角を、最低でも８０°に抑えることが好ましい。また、これにより、反射率を７０％以上にすることができる。さらに、入射角を８５°以上とすれば、反射率を９０％近くにすることができる。
図２１に、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＲｈ膜の反射率を示す。これによると、入射角が６０°〜７０°にかけて臨界的に増加していることが分る。また、入射角を７５°以上とすれば、反射率を７０％以上とすることができる。よって、よって、Ｒｈ膜を反射面に用いる場合、反射面に入射する入射角を、最低でも７５°に抑えることが好ましい。また、これにより、反射率を７０％以上にすることができる。さらに、さらに、入射角を８５°以上とすれば、反射率を９０％近くにすることができる。
いずれの場合も、入射角が大きくなるとｓ偏光とｐ偏光の反射率の差が小さくなるので、この面からは入射角を８５°以上にすることが好ましい。ｓ偏光とｐ偏光の反射率の差の面からは、ＭｏＳｉ２膜を用いることが特に好ましい。
以上、好ましいと思われる反射材について説明してきたが、反射材としては、この他に、金、ロジウム、白金、硅化モリブデン等を用いることができる。
また、１５７ｎｍ未満の光（特に、波長が３０ｎｍ、１３ｎｍ、１１ｎｍの光）は、空気中では吸収が多く光の利用効率が著しく低くなるので、反射型光学素子は、少なくとも中空部分の内部が真空排気されていること、または使用波長に対して透明、即ち吸収が少ない気体で満たされていることが望ましい。
以上述べたような反射型光学素子は金属、グラスファイバーまたはセラミック等で形成することができる。
以上のように構成された反射型照明光学素子は、例えば図２４に示すＥＵＶ光露光装置において、ＥＵＶ光源１とＥＵＶ光多層ミラー２の間、又は多層膜ミラー２と多層膜ミラー３との間、さらには、多層膜ミラー３と反射型マスク４５の間に入れて、本発明に係る照明光学系を有するＥＵＶ光露光装置とすることができる。このような露光装置においては、本発明に係る反射型照明光学素子がインテグレータとしての働きをするので、特開平１０−７００５８号公報に記載される技術のようにインテグレータを入れて３枚の反射鏡を必要とせず、また、ＵＳＰ５，６６９，７０８に記載される技術のように特殊な構造のインテグレータを必要としない。本発明に係る反射型照明光学素子での光の散乱や吸収に伴う光の減衰は少なく、よって、全体としてＥＵＶ光の利用効率の良いＥＵＶ光露光装置とすることができる。
（実施例）
図８に示すような光学系を想定し、反射型光学素子４１（両端の開口４１Ｆと４１Ｂが同一の矩形形状からなる、直方体状のもの）と反射型光学素子４２（開口４２Ｆが反射型光学素子４１の開口４１Ｂと同一で、他の開口４２Ｂが円弧状（輪体の一部状）のもの）を繋いで使用した場合に、どのような光量分布となるかをシミュレーションにより求めた。
反射型光学素子４１は１０４ｍｍ×８ｍｍの矩形状の開口を１Ｆ、４１Ｂを有するものとし、その長さは９０００ｍｍとした。反射型光学素子４２は、１０４ｍｍ×８ｍｍの矩形状の開口４２Ｆと、半径が１０４ｍｍで幅が１０４ｍｍの円弧を、８ｍｍに亘って平行移動したときに、その軌跡でできるような形状を有するものとした（図２２参照）。反射型光学素子４２の長さは１１００ｍｍとした。
このような反射型光学素子４１の開口４１Ｆ面の中央に、直径１ｍｍの点光源があるものとし、この点光源からの光を、反射型光学素子４２の開口４２Ｂ面で受光したとき、光量分布がどのようになるかを調べた。その際、反射型光学素子４１の内面は完全反射体であると仮定し、反射型光学素子４２の内面にはＲｕ（ルテニウム）の単層膜が設けられているものとした。光源の波長は、１３．５ｎｍに設定した。
このようにしてシミュレーションの結果得られた光量分布を図２３に示す。図において、横軸は、開口４２Ｂの縦方向（図２２の上下方向）位置を示し、縦軸は開口４２Ｂの中央位置での光量を１００とした場合の相対光量を示す。図２３は、開口４２Ｂを、縦方向に切り（例えば図２２のＡ−Ａ線で切り）、その線上での光量分布を示したものである。実際には、Ａ−Ａ線を１ｍｍ間隔で移動してデータを取っているので、多数本の線が得られるが、図２３は、その包絡線を示したものである。すなわち、開口４２Ｂでの相対的な光量分布は、図のａ線とｂ線の間に分布する。なお、データはＡ−Ａ線上、すなわち、図２３の横軸方向でも１ｍｍおきに採取している。
図２３より、開口４２Ｂの縦方向で中心から約±３．２ｍｍの範囲、すなわち幅８ｍｍのうち約６．４ｍｍの範囲においては、光量分布のばらつきは、ほぼ１０％以内に収まっており、この範囲で、ほぼ均一な面光源と見なすことができることが分かる。
産業上の利用可能性
本発明の反射型照明光額素子、反射型照明光学系は、ＥＵＶ光露光装置等の光学系に使用することができる。また、本発明のＥＵＶ光露光装置は、半導体の製造プロセス等におけるリソグラフィ工程に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態である反射型照明光学素子を示す図である。
図２は、本発明の第２の実施の形態である反射型照明光学素子を示す図である。
図３は、本発明の第３の実施の形態である反射型照明光学素子を示す図である。
図４は、図３に示す反射型照明光学素子中での光線の進み方の例を示す図である。
図５は、本発明の第４の実施の形態である反射型光学素子を示す図である。
図６は、本発明の第５の実施の形態である反射型照明光学素子を示す図である。
図７は、本発明の第６の実施の形態である、反射型光学素子を２つ結合して、輪体の一部の形状を有する開口を形成する例を示す図である。
図８は、本発明の第７の実施の形態である反射型照明光学素子とその使用例を示す図である。
図９は、第７の実施の形態である反射型照明光学素子の他の使用方法を示す図である。
図１０は、本発明の第７の実施の形態である反射型照明光学素子を構成する第２の反射型光学素子を示す図である。
図１１は、本発明の第８の実施の形態である反射型照明光学素子を構成するチューブ形状体の例を示す図である。
図１２は、図１１に示すチューブ形状体を接続して一つの反射型照明光学素子を構成したものを示す図である。
図１３は、図１１に示すチューブ形状体における光路の例を図示したものである。
図１４は、本発明の第９の実施の形態である反射型光学素子を構成するチューブ形状体の例を示す図である。
図１５は、図１４に示すチューブ形状体を接続して一つの反射型照明光学素子を構成したものを示す図である。
図１６は、図１４に示すチューブ形状体における光路の例を図示したものである。
図１７は、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＳｉＯ２膜の反射率を示す図である。
図１８は、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＲｕ膜の反射率を示す図である。
図１９は、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＭｏ膜の反射率を示す図である。
図２０は、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＭｏＳｉ２膜の反射率を示す図である。
図２１は、１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光に対するＲｈ膜の反射率を示す図である。
図２２は、実施例に使用した反射型照明光学素子の出側開口を示す図である。
図２３は、実施例における反射型照明光学素子の出側開口部分における光量分布を示す図である。
図２４は、ＥＵＶ光投影リソグラフィに使用されるＥＵＶ光露光装置の例を示す図である。
【図１】
2003050857.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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