(57)【要約】【課題】装置レイアウトに対して高い自由度を有する照明光学装置を提供する。【解決手段】光源から射出された光束を照明対象に導光する照明光学装置であって、前記光源と前記照明対象との間に配置された拡大結像光学系と、前記拡大結像光学系と前記照明対象との間に配置された縮小光学系とを有し、前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明対象との間に像面を形成するように構成されると共に、１倍よりも大きい倍率を有し、前記縮小光学系は、１倍未満の倍率を有することを特徴とする照明光学装置を提供する。【選択図】図１
2008270571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を照明対象に導光する照明光学装置であって、
前記光源と前記照明対象との間に配置された拡大結像光学系と、
前記拡大結像光学系と前記照明対象との間に配置された縮小光学系とを有し、
前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明対象との間に像面を形成するように構成されると共に、１倍よりも大きい倍率を有し、
前記縮小光学系は、１倍未満の倍率を有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
光源から射出された光束を照明対象に導光する照明光学装置であって、
前記光源と前記照明対象との間の所定面と、前記光源とを光学的に共役に配置すると共に、前記光源から射出される光束を拡大して前記所定面に結像する拡大結像光学系と、
前記拡大結像光学系によって前記所定面に結像した光束を縮小して前記照明対象に導光する縮小光学系とを有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項３】
前記拡大結像光学系は、２．５倍以上の倍率を有することを特徴とする請求項１又は２記載の照明光学装置。
【請求項４】
前記拡大結像光学系は、光束のテレセントリシティを調整するテレセン調整光学系を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の照明光学装置。
【請求項５】
前記拡大結像光学系は、前記所定面における光束の断面形状を調整する断面調整光学系を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の照明光学装置。
【請求項６】
前記断面調整光学系は、前記所定面における光束の縦横比を調整することを特徴とする請求項５記載の照明光学装置。
【請求項７】
光源から射出される光束を照明対象に導光する引き回し光学系であって、
前記光源と前記照明対象との間に配置された拡大結像光学系を有し、
前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明対象との間に像面を形成するように構成されると共に、１倍よりも大きい倍率を有することを特徴とする引き回し光学系。
【請求項８】
光源からの光束を用いてレチクルを照明する照明光学系と、
前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、
前記光源からの光束を前記照明光学系に導光する引き回し光学系とを有し、
前記引き回し光学系は、
前記光源と前記照明光学系との間に配置された拡大結像光学系と、
前記拡大結像光学系と前記照明光学系との間に配置された縮小光学系とを有し、
前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明光学系との間に像面を形成するように構成されると共に、１倍よりも大きい倍率を有し、
前記縮小光学系は、１倍未満の倍率を有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光束を導光する照明光学装置、引き回し光学系、及び、光源からの光束で基板を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリーや論理回路などの微細な半導体デバイスを製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光（露光光）の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、近年の半導体デバイスの微細化への要求に伴い、露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）などのエキシマレーザーが露光光源として用いられている。
【０００４】
露光装置の本体部（照明光学系や投影光学系など）とエキシマレーザーを露光光源とする光源装置（以下、「エキシマレーザー光源装置」とする）は、どちらもサイズが大きいため、設置する際にある程度距離を離して配置されることが多い。そこで、エキシマレーザー光源装置から供給される略平行光束を露光装置の本体部の入口（入射位置）まで導光する光学系（以下、「引き回し光学系」とする）を有する照明光学装置が必要となる。
【０００５】
引き回し光学系は、共役送光引き回し系と、平行送光引き回し系とに大別される。共役送光引き回し系は、エキシマレーザー光源のレーザー射出面（出力部）と露光装置の本体部の入口とを光学的に略共役に配置する等倍リレー光学系を含む光学系である。平行送光引き回し系は、エキシマレーザー光源のレーザー射出面と露光装置の本体部の入口とを光学的に略共役な関係にすることなく、レーザー射出面からの略平行光束をそのまま露光装置の本体部の入口まで導光する光学系である。これらの技術に関しては、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２０３７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の共役送光引き回し系である等倍リレー光学系では、レーザー射出面と露光装置の本体部の入口との距離が変化すると、再設計してレンズの焦点距離を変えなければならない。そのため、露光装置の本体部とエキシマレーザー光源装置の装置レイアウト（以下、「装置レイアウト」とする）に対する設計の自由度が著しく低い。
【０００７】
一方、平行送光引き回し系は、エキシマレーザー光源装置から供給される光束が僅かな発散角によって拡がってしまうため、光束を引き回す距離（引き回し距離）が長くなるほど、露光装置の本体部の入口に到達する光束の断面（径）が大きくなってしまう。従って、引き回し距離が長い装置レイアウトである場合には、露光装置の本体部の入口において光束の一部がけられ、照度が低下するという問題を生じてしまう。
【０００８】
また、平行送光引き回し系においては、ヘルムホルツラグランジェの不変量の大きさが拡大されてしまうという問題がある。例えば、照明光学系の光路上に複数の回折光学素子を切り替え可能に配置して、被露光面（ウエハ面）のフーリエ変換位置に所望の光強度分布（例えば、輪帯形状や四重極形状）を形成する技術が提案されている。但し、かかる光強度分布は、回折光学素子に入射する光束の入射角度分布の大きさに応じた像の位置ズレによるボケを生じる。従って、所望の光強度分布を高精度に形成するためには、多数の回折光学素子を切り替え可能に配置すると共に、かかる回折光学素子に入射する光束の径を破損しない範囲で可能な限り小さく、且つ、入射角度を小さくすることが好ましい。しかしながら、平行送光引き回し系では、露光装置の本体部の入口まで光束を引き回している間に光束の径が拡大されてしまうため、回折光学素子が大きくなり、切り替え可能に配置することができる回折光学素子の数が少なくなってしまう。また、回折光学素子の前段に光束の径を縮小する光学系を配置したとしても、共役送光引き回し系と比較して、回折光学素子に入射する光束の入射角度が大きくなり、被露光面のフーリエ変換位置に所望の光強度分布を高精度に形成することが著しく困難である。
【０００９】
このように、平行送光引き回し系は、装置レイアウトを制限してしまう要素が多く、従来の共役送光引き回し系と同様に、装置レイアウトに対する自由度が低い。
【００１０】
そこで、本発明は、装置レイアウトに対して高い自由度を有する照明光学装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての照明光学装置は、光源から射出された光束を照明対象に導光する照明光学装置であって、前記光源と前記照明対象との間に配置された拡大結像光学系と、前記拡大結像光学系と前記照明対象との間に配置された縮小光学系とを有し、前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明対象との間に像面を形成するように構成されると共に、１倍よりも大きい倍率を有し、前記縮小光学系は、１倍未満の倍率を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の側面としての照明光学装置は、光源から射出された光束を照明対象に導光する照明光学装置であって、前記光源と前記照明対象との間の所定面と、前記光源とを光学的に共役に配置すると共に、前記光源から射出される光束を拡大して前記所定面に結像する拡大結像光学系と、前記拡大結像光学系によって前記所定面に結像した光束を縮小して前記照明対象に導光する縮小光学系とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更に別の側面としての引き回し光学系は、光源から射出される光束を照明対象に導光する引き回し光学系であって、前記光源と前記照明対象との間に配置された拡大結像光学系を有し、前記拡大結像光学系は、前記光源と前記照明対象との間に像面を形成するように構成される共に、１倍よりも大きい倍率を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば、装置レイアウトに対して高い自由度を有する照明光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略斜視図である。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル５０のパターンをウエハ７０に露光する投影露光装置である。但し、露光装置１は、ステップ・アンド・リピート方式も適用することができる。
【００１８】
露光装置１は、図１に示すように、光源１０と、引き回し光学系２０と、チャンバー３０と、照明光学系４０と、レチクル５０を載置する図示しないレチクルステージと、投影光学系６０と、ウエハ７０を載置する図示しないウエハステージとを備える。なお、引き回し光学系２０及び照明光学系４０は、光源１０からの光束を照明対象（例えば、レチクル５０）に導光する照明光学装置を構成する。
【００１９】
光源１０は、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーや波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを使用する。但し、光源１０は、エキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどを使用してもよい。光源１０は、本実施形態では、略平行な光束を射出面１０ａから＋Ｙ方向に沿って射出する。
【００２０】
引き回し光学系２０は、光源１０の射出面１０ａから射出される光束を照明光学系４０に導光する光学系である。引き回し光学系２０は、本実施形態では、拡大結像光学系２２０と、縮小光学系２４０と、複数のミラーＭＲ１乃至ＭＲ４とを含む。
【００２１】
引き回し光学系２０において、光源１０からの光束は、ミラーＭＲ１で−Ｚ方向に偏向され、拡大結像光学系２２０に入射する。拡大結像光学系２２０を通過した光束は、ミラーＭＲ２で−Ｘ方向に反射され、ミラーＭＲ３に入射する。ミラーＭＲ３で＋Ｙ方向に偏向された光束は、チャンバー３０の開口３２に導光される。
【００２２】
チャンバー３０の開口３２に導光された光束は、ミラーＭＲ４で＋Ｚ方向に反射され、縮小光学系２４０に入射する。縮小光学系２４０は、チャンバー３０の開口３２を介して入射した光束を照明光学系４０の入口４２に導光する。照明光学系４０の入口４２に導光された光束は、照明光学系４０に入射する。
【００２３】
ここで、引き回し光学系２０における拡大結像光学系２２０及び縮小光学系２４０について詳細に説明する。図２は、拡大結像光学系２２０及び縮小光学系２４０の構成の一例を示す概略断面図である。なお、図２では、ミラーＭＲ１乃至ＭＲ４の図示を省略している。
【００２４】
図２を参照するに、引き回し光学系２０において、光源１０の射出面１０ａ側から順に、拡大結像光学系２２０、縮小光学系２４０が配置されている。拡大結像光学系２２０は、光源１０と照明光学系４０との間に像面を形成するように構成される。換言すれば、拡大結像光学系２２０は、光源１０（射出面１０ａ）と引き回し光学系２０の光路内（即ち、光源１０と照明光学系４０の入口４２との間）の所定面ＰＳとを光学的に共役に配置する。なお、所定面は開口３２または開口３２の近傍の面である。また、拡大結像光学系２２０は、レンズ２２２及び２２４を含み、光源１０からの光束を拡大して所定面ＰＳに結像する。拡大結像光学系２２０は、１倍よりも大きい倍率を有し、特に、２．５倍以上の倍率を有することが好ましい。
【００２５】
例えば、等倍の結像光学系で引き回し光学系を構成すると、光源１０（射出面１０ａ）とチャンバー３０の開口３２との距離が変化した場合、かかる結像光学系の設計を変更して焦点距離を変化させる必要がある。従って、装置レイアウトを変更する度に、光学系の設計を変更しなければならず、装置レイアウトに対する自由度が低い。そこで、本実施形態では、拡大結像光学系２２０が１倍よりも大きい倍率、好ましくは２．５倍以上の倍率を有することで、装置レイアウトに対する自由度を高くしている。なお、本実施形態において、装置レイアウトとは、光源１０とチャンバー３０のレイアウトである。
【００２６】
光源１０（射出面１０ａ）からの光束の径の大きさをＤ１、光源１０からの光束のうち最大発散角となる光線の光軸とのなす角度をα１、拡大結像光学系２２０の倍率をｍ１とする。また、最大発散角となる光線が拡大結像光学系２２０によって偏向されたときに光軸となす角度をα２、引き回し光学系２０の光路内の所定面ＰＳにおける光束の径の大きさをＤ２とする。この場合、角度α２及び光束Ｄ２は、以下の数式１及び数式２で表される。
（数１）
α２＝α１／ｍ１
（数２）
Ｄ２＝ｍ１・Ｄ１
１種類の引き回し光学系によって、幅広い装置レイアウトに対応するためには、照明効率や耐久性の問題から、装置レイアウトの変化（即ち、引き回し光学系の光路長の変化）ΔＬに対して光束の径が１割程度しか変化しないことが要求される。光束の径が大きく変化すると、チャンバー３０の開口３２を小さく設定した場合に、引き回し光学系２０の光路長（光源１０からの光束をチャンバー３０まで引き回す距離）が長くなるにつれて照明効率が低下してしまう。一方、照明効率が低下しないように、チャンバー３０の開口３２を大きく設定した場合には、光束の中心部のエネルギー密度が高くなってしまうため、かかる光束が入射する光学素子の耐久性が問題となってしまう。
【００２７】
露光装置の光源として使用されるレーザーは、一般に、直径１５ｍｍ程度、最大発散角２ｍｒａｄ程度である。従って、拡大結像光学系２２０の倍率が等倍である場合、光束の径が１割程度しか変化しないためのΔＬの許容値は、以下の数式３で表されるように、０．７５ｍとなる。
（数３）
１．５÷０．００２＝０．７５（ｍ）
一方、ΔＬの許容値を±５ｍ（レンジ１０ｍ）にするためには、拡大結像光学系２２０は、以下の数式４及び数式５に示す条件を満足することが必要となる。従って、拡大結像光学系２２０の倍率ｍ１は、２．５倍以上となる。
（数４）
（ΔＬ・ｔａｎα２）／Ｄ２≦０．１
（数５）
（ΔＬ・ｔａｎ（α１／ｍ１））／（ｍ１・Ｄ１）≦０．１
引き回し光学系２０において、光束の径の大きさが１５０ｍｍ以上になると、光束の径が大きすぎて現実的ではなく、例えば、ミラーの僅かな動きに対して敏感になってしまう。従って、引き回し光学系２０の倍率ｍ１は、１０倍以下であることが好ましい。光源１０から射出される光束の径は、必ずしも上述した通りの値ではない。但し、ΔＬの許容値をできるだけ大きくし、且つ、光源１０からチャンバー３０まで現実的に光束を導光する（引き回す）ためには、拡大結像光学系２２０の倍率は、２．５倍以上１０倍以下であることが好ましい。換言すれば、引き回し光学系２０は、４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の大きさの径で光り束を導光する（引き回す）ことが好ましい。
【００２８】
また、拡大結像光学系２２０において、レンズ２２２及びレンズ２２４は、拡大結像光学系２２０の光軸方向に駆動可能に構成されている。換言すれば、レンズ２２２とレンズ２２４との間隔が可変となるように、拡大結像光学系２２０は構成されている。レンズ２２２とレンズ２２４との間隔を変えることによって、拡大結像光学系２２０から射出される光束のテレセントリシティ（図２における角度α２）を調整することができる。このように、レンズ２２２及びレンズ２２４は、光束のテレセントリシティを調整するテレセン調整光学系として機能する。かかる機能は、光源１０からの光束がテレセンでない場合やチャンバー３０の開口３２における光束の径を変える場合に効果的である。
【００２９】
更に、拡大結像光学系２２０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、シリンドリカル凹レンズ２２８ａと、シリンドリカル凸レンズ２２８ｂとを含むビームエクスパンダー２２８を有していてもよい。拡大結像光学系２２０において、シリンドリカル凹レンズ２２８ａ及びシリンドリカル凸レンズ２２８ｂは、光源１０とレンズ２２４との間に配置され、拡大結像光学系２２０の光軸方向に駆動可能に構成されている。換言すれば、シリンドリカル凹レンズ２２８ａとシリンドリカル凸レンズ２２８ｂとの間隔が可変となるように、ビームエクスパンダー２２８は構成されている。ここで、図３は、拡大結像光学系２２０及び縮小光学系２４０の構成の別の例を示す図であって、図３（ａ）は、ＹＺ平面における概略断面図、図３（ｂ）は、ＸＺ平面における概略断面図である。
【００３０】
ビームエクスパンダー２２８は、光源１０（射出面１０ａ）から射出された光束の断面形状を調整する断面調整光学系として機能する。ビームエクスパンダー２２８は、本実施形態では、光源１０から射出された矩形形状（Ｘ方向に沿った一辺及びＹ方向に沿った他辺を有する矩形形状）の断面を有する略平行光束のＹ方向のみを拡大して、略正方形形状の断面を有する光束に整形する。ビームエクスパンダー２２８から射出された光束は、レンズ２２２及びレンズ２２４によってＸ方向及びＹ方向に拡大され、チャンバー３０の開口３２に入射する。
【００３１】
また、ビームエクスパンダー２２８は、シリンドリカル凹レンズ２２８ａとシリンドリカル凸レンズ２２８ｂとの間隔を変えることによって、チャンバー３０の開口３２における光束の縦横比を調整することができる。但し、チャンバー３０の開口３２における光束の縦横比を調整する手段は、シリンドリカル凹レンズ２２８ａ及びシリンドリカル凸レンズ２２８ｂに限定されず、プリズムやミラーであってもよい。例えば、プリズムやミラーによって光束の角度を偏向させ、かかる光束の位置及び角度を再びプリズムやミラーによって補正することでチャンバー３０の開口３２における光束の縦横比を調整することができる。
【００３２】
縮小光学系２４０は、拡大結像光学系２２０と照明光学系４０との間に配置され、１倍未満の倍率を有する。縮小光学系２４０は、レンズ２４２と、レンズ２４４とを含み、拡大結像光学系２２０によって所定面ＰＳに結像した光束を縮小して照明光学系４０に導光する。縮小光学系２４０は、本実施形態では、チャンバー３０に収納され、チャンバー３０の開口３２から入射した光束を縮小して照明光学系４０の入口４２に導光する。
【００３３】
このように、引き回し光学系２０は、装置レイアウト（即ち、引き回し光学系２０の光路長）が変更されても光学系の設計変更を必要とせず、照明光学系４０の入口４２に、一定の大きさの径を有する光束を安定して導光することができる。換言すれば、引き回し光学系２０は、光源１０（射出面１０ａ）とチャンバー３０の開口３２との距離に鈍感であり、装置レイアウトに対する自由度が高い。
【００３４】
チャンバー３０は、露光装置１の本体部、本実施形態では、照明光学系４０、レチクル５０を載置するレチクルステージ、投影光学系６０、ウエハ７０を載置するウエハステージを収納し、光源１０と露光装置１の本体部とを隔離する。チャンバー３０には、光源１０から引き回し光学系２０（拡大結像光学系２２０）を介して導光される光束を通すための開口３２（即ち、露光装置の本体部の入口）が形成されている。なお、開口３２には、例えば、光源１０からの光束を透過するシールガラスや平行平板レンズが配置されており、チャンバー３０の内部は、実質的に、密封空間となっていることはいうまでもない。
【００３５】
照明光学系４０は、光源１０からの光束を用いてレチクル５０を照明する光学系である。なお、光源１０から射出した光束は、上述したように、引き回し光学系２０を介して、照明光学系４０の入口４２から照明光学系４０に入射する。照明光学系４０は、本実施形態では、図４に示すように、ビーム変換光学系４０１と、回折光学素子４０２と、集光光学系４０３と、プリズム４０４と、ズーム光学系４０５と、多光束発生部４０６とを有する。更に、照明光学系４０は、コリメータレンズ４０７と、マスキングブレード４０８と、結像光学系４０９及び４１０とを有する。ここで、図４は、照明光学系４０の構成の一例を示す図である。
【００３６】
ビーム変換光学系４０１は、照明光学系４０の入口４２から入射した光束を所定の発散角に変換する光学系である。ビーム変換光学系４０１は、例えば、ハエの目レンズやマイクロレンズを含み、光束の入射角度にかかわらず、光束の射出角度を一定に固定する機能を有する。
【００３７】
回折光学素子４０２は、集光光学系４０３を介して、被照明面ＩＳの位置に所定の光強度分布（例えば、輪帯形状や四重極形状など）を形成する。回折光学素子４０２は、例えば、計算機ホログラム（振幅分布型のホログラムや位相分布型のホログラム）又はキノフォームなどを使用する。本実施形態では、引き回し光学系２０によって、一定の大きさの径を有する光束を照明光学系４０に導光することができるため、回折光学素子４０２に入射する光束の径を破損しない範囲で可能な限り小さく、且つ、入射角度を小さくすることができる。また、光源１０からの光束を導光している間に、回折光学素子４０２に入射する光束の径が拡大されることもないため、回折光学素子４０２の大型化を防止することができ、多数の回折光学素子４０２を切り替え可能に構成することができる。従って、回折光学素子４０２は、レチクル５０のパターンに応じて最適な光強度分布を高精度に形成することができる。なお、被照明面ＩＳは、レチクル５０と同一又は共役の面であり、図４に示す位置に限定されるものではない。
【００３８】
集光光学系４０３は、回折光学素子４０２の射出面と被照明面ＩＳとをフーリエ変換面の関係にする。回折光学素子４０２に入射する光束の角度分布は、光源１０からの光束が変動した場合でも、ビーム変換光学系４０１によって常に一定に維持される。従って、被照明面ＩＳの位置に形成される光強度分布を常に一定に維持することができる。
【００３９】
プリズム４０４は、本実施形態では、円錐凹面と円錐凸面を有するズーミング可能な一対のプリズムで構成される。プリズム４０４は、例えば、被照明面ＩＳの位置に形成される輪帯形状の光強度分布の輪帯率を変える。
【００４０】
ズーム光学系４０５は、被照明面ＩＳ上に形成された光強度分布（光パターン）を多光束発生部４０６の入射面に種々の倍率で投影（結像）する。
【００４１】
多光束発生部４０６は、被照明面ＩＳ上に形成された光強度分布に対応した形状の光源像を射出面に形成する。多光束発生部４０６は、例えば、複数の微小レンズからなるハエの目レンズやファイバー束などで構成され、複数の点光源からなる面光源が射出面に形成される。
【００４２】
コリメータレンズ４０７は、多光束発生部４０６によって形成された複数の点光源を２次光源として、マスキングブレード４０８、結像光学系４０９及び４１０を介して、レチクル５０を照明する。
【００４３】
マスキングブレード４０８は、例えば、独立に駆動する４つの遮光板で構成され、レチクル５０上の照明領域を制限する。
【００４４】
結像光学系４０９及び４１０は、マスキングブレード４０８とレチクル５０とを光学的に共役な関係にしている。
【００４５】
レチクル５０は、回路パターンを有し、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル５０から発せされた回折光は、投影光学系６０を介して、ウエハ７０に投影される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル５０とウエハ７０とを走査することによって、レチクル５０のパターンをウエハ７０に転写する。
【００４６】
投影光学系６０は、レチクル５０のパターンをウエハ７０に投影する光学系である。投影光学系６０は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。また、投影光学系６０は、投影光学系の開口数（ＮＡ）を制御する絞りを瞳面に有する。
【００４７】
ウエハ７０は、レチクル５０のパターンが投影（転写）される基板であり、図示しないウエハステージに支持及び駆動される。但し、ウエハ７０の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ７０には、レジストが塗布されている。
【００４８】
露光において、光源１０から発せられた光束は、引き回し光学系２０を介して、照明光学系４０に導光される。照明光学系４０に導光された光束は、レチクル５０を照明する。レチクル５０を通過してレチクル５０のパターンを反映する光束は、投影光学系６０によって、ウエハ７０上に結像する。露光装置１が使用する引き回し光学系２０は、上述したように、一定の大きさの径を有する光束を安定して照明光学系４０に導光することができる。従って、露光装置１は、照明光学系４０において、レチクル５０のパターンに応じた光強度分布を高精度に形成することができ、優れた露光性能を実現する。これにより、露光装置１は、高いスループットで高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００４９】
次に、図５及び図６を参照して、露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（半導体デバイスや液晶デバイス）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体デバイスの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５０】
図６は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってレチクルの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す露光装置における引き回し光学系の拡大結像光学系及び縮小光学系の構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す引き回し光学系の拡大結像光学系及び縮小光学系の構成の別の例を示す図であって、図３（ａ）は、ＹＺ平面における概略断面図、図３（ｂ）は、ＸＺ平面における概略断面図である。
【図４】図１に示す露光装置における照明光学系の構成の一例を示す図である。
【図５】デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１                            露光装置
２０                          引き回し光学系
２２０                        拡大結像光学系
２２２及び２２４              レンズ
２２８                        ビームエクスパンダー
２２８ａ                      シリンドリカル凹レンズ
２２８ｂ                      シリンドリカル凸レンズ
２４０                        縮小光学系
２４２及び２４４              レンズ
３０                          チャンバー
３２                          開口
４０                          照明光学系
４２                          照明光学系の入口
４０１                        ビーム変換光学系
４０２                        回折光学素子
４０３                        集光光学系
４０４                        プリズム
４０５                        ズーム光学系
４０６                        多光束発生部
４０７                        コリメータレンズ
４０８                        マスキングブレード
４０９及び４１０              結像光学系
５０                          レチクル
６０                          投影光学系
７０                          ウエハ
ＰＳ                          所定面
ＩＳ                          被照明面
【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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【図６】
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