(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射面を照明する照明光学装置において、
光束を供給するための光源と、
光軸に関して回転対称な反射面と該反射面の中央に形成された中心開口部とを有し前記光源からの光束を集光するための反射鏡と、
前記反射鏡によって集光された前記光源からの光束をほぼ平行光束に変換するためのコリメート光学系と、
前記コリメート光学系を介したほぼ平行光束に基づいて多数の光源からなる実質的な面光源を形成するための多光源形成手段と、
前記面光源からの光束を集光して前記被照射面へ導くためのコンデンサー光学系とを備え、
前記コリメート光学系は、前記多光源形成手段に対して実質的に輪帯状の光束を入射させるために、前記反射鏡の中心開口部と前記多光源形成手段の入射面とを光学的にほぼ共役な関係に設定するように構成され、
前記コリメート光学系と前記多光源形成手段との間の光路中には、入射光束を実質的に輪帯状の光束または光軸に対して偏心した複数の光束に変換するための光束変換部材が設けられ、
前記光束変換部材は、前記コリメート光学系を介したほぼ平行光束の光軸上における光強度がほぼ零になる位置よりも被照射面側に配置されていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記コリメート光学系は、前記反射鏡の中心開口部の像を前記多光源形成手段の入射面の位置に形成し、前記反射鏡の中心開口部から最も離れた位置にある周辺開口部の像を前記多光源形成手段の入射面から離れた位置に形成す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】
前記コリメート光学系は、前記反射鏡の反射面の像を前記多光源形成手段の入射面の位置に形成す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４】
前記光束変換部材は、光源側に形成された第１屈折面および該第１屈折面よりも被照射面側に形成された第２屈折面を含み、前記第１屈折面および前記第２屈折面のうちの少なくとも一方は円錐状または角錐状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項５】
前記光束変換部材は、前記第１屈折面を光源側に向けた第１状態と前記第２屈折面を光源側に向けた第２状態との間で切り換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明光学装置と、前記被照射面に設定されたマスクのパターンを感光性基板上へ投影露光するための投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項５に記載の照明光学装置と、前記被照射面に設定されたマスクのパターンを感光性基板上へ投影露光するための投影光学系とを備えた露光装置の製造方法において、
前記光束変換部材を前記第１状態に設定して前記投影光学系に光を導き、前記投影光学系に残存する非点収差、像面湾曲および歪曲収差のうちの少なくとも１つの収差を計測する第１計測工程と、
前記光束変換部材を前記第２状態に設定して前記投影光学系に光を導き、前記投影光学系に残存する球面収差およびコマ収差のうちの少なくとも一方の収差を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程での計測結果および前記第２計測工程での計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置の製造方法によって製造された露光装置を準備する準備工程と、
前記投影光学系の物体面に前記マスクを設定するマスク設定工程と、
前記投影光学系の像面に前記感光性基板を設定する基板設定工程と、
前記露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光された感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項６に記載の露光装置を準備する準備工程と、
前記投影光学系の物体面に前記マスクを設定するマスク設定工程と、
前記投影光学系の像面に前記感光性基板を設定する基板設定工程と、
前記露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光された感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置に関し、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。
【０００２】
【従来の技術】
この種の露光装置では、水銀ランプ（水銀アーク灯）のような光源からの光束を楕円鏡により集光した後、コリメートレンズにより平行光束に変換して、フライアイレンズへ導く。こうして、フライアイレンズの後側焦点面には、多数の光源からなる二次光源が形成される。二次光源からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面の近傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデンサーレンズに入射する。
【０００３】
コンデンサーレンズにより集光された光束は、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。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、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、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するには、ウェハ上において均一な照度分布を得ること、および投影光学系の解像力や焦点深度を向上させることが重要である。
【０００４】
近年においては、フライアイレンズの射出側に配置された開口絞りの開口部（光透過部）の大きさを変化させて、照明のコヒーレンシィσ（σ値＝開口絞り径／投影光学系の瞳径、あるいはσ値＝照明光学系の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）を変化させる技術が注目されている。また、フライアイレンズの射出側に配置された開口絞りの開口部の形状を輪帯状や四つ穴状（すなわち４極状）に設定することにより、フライアイレンズにより形成される二次光源の形状を輪帯状や４極状に制限して、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目されている。
【０００５】
しかしながら、二次光源の形状を輪帯状や４極状に制限して変形照明（輪帯照明や４極照明）を行うには、フライアイレンズにより形成された比較的大きな二次光源からの光束を輪帯状や４極状の開口部を有する開口絞りによって制限しなければならない。すなわち、輪帯照明や４極照明では、二次光源からの光束の相当部分が開口絞りで遮蔽され、照明（露光）に寄与することがない。その結果、開口絞りにおける光量損失により、マスクおよびウェハ上での照度が低下し、露光装置としてのスループットも低下する。
【０００６】
そこで、本出願人は、たとえば特開平６−１８８１７４号公報において、楕円鏡の中心開口部とフライアイレンズの入射面との間にほぼ共役な位置関係を設定することにより、実質的に光量損失することなく輪帯状の二次光源を形成する技術を開示している。また、本出願人は、たとえば特開平５−２５１３０８号公報において、円錐状の屈折面を有する光学部材を用いて、実質的に光量損失することなく輪帯状の二次光源を形成する技術を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−１８８１７４号公報に開示された照明光学装置では、輪帯状の二次光源が形成されるが、その輪帯比（すなわち内径と外径との比率）は楕円鏡の中心開口部の大きさに依存する。換言すると、所望の輪帯比を有する二次光源を形成するには、楕円鏡の中心開口部を所望の大きさに設定する必要がある。しかしながら、楕円鏡の中心開口部の大きさは水銀ランプの配光特性に応じて決定すべきものであり、中心開口部の大きさを必要以上に大きくすると楕円鏡で光量損失が発生し、その集光効率が低下することになる。
【０００８】
一方、特開平５−２５１３０８号公報に開示された照明光学装置では、平行光束の光路中に円錐状の屈折面を有する光学部材を配置することにより、所望の輪帯比を有する二次光源が形成される。ところで、上述したように、水銀ランプからの光は楕円鏡によって集光された後にコリメートレンズを介してほぼ平行光束に変換されるが、スループットの向上のために使用される最近の大電力タイプの水銀ランプはショートアークとはいえ４ｍｍ以上の電極間隔を有する。
【０００９】
この場合、楕円鏡の第１焦点位置に位置決めされた輝点の中心部分からの光はコリメートレンズを介して平行光束に変換されるが、第１焦点位置から外れた輝点の端部分からの光線はコリメートレンズを介して光軸と実質的に平行でない光線に変換される。このように、水銀ランプを光源とする照明光学装置では、コリメートレンズとフライアイレンズとの間の光路中すなわち実質的に平行でない光線を含む光路中に、円錐状の屈折面を有する光学部材を単に配置しても、所望の輪帯状の二次光源を形成することはできない。
【００１０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば水銀ランプを楕円鏡で集光する照明タイプにおいて、実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する輪帯状の二次光源を形成することのできる照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、光量損失を良好に抑えつつ、所望の輪帯比を有する輪帯照明でマスクを照明し、高いスループットおよび高い解像力で良好なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、被照射面を照明する照明光学装置において、
光束を供給するための光源と、
光軸に関して回転対称な反射面と該反射面の中央に形成された中心開口部とを有し前記光源からの光束を集光するための反射鏡と、
前記反射鏡によって集光された前記光源からの光束をほぼ平行光束に変換するためのコリメート光学系と、
前記コリメート光学系を介したほぼ平行光束に基づいて多数の光源からなる実質的な面光源を形成するための多光源形成手段と、
前記面光源からの光束を集光して前記被照射面へ導くためのコンデンサー光学系とを備え、
前記コリメート光学系は、前記多光源形成手段に対して実質的に輪帯状の光束を入射させるために、前記反射鏡の中心開口部と前記多光源形成手段の入射面とを光学的にほぼ共役な関係に設定するように構成され、
前記コリメート光学系と前記多光源形成手段との間の光路中には、入射光束を実質的に輪帯状の光束または光軸に対して偏心した複数の光束に変換するための光束変換部材が設けられていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
【００１２】
第１発明の好ましい態様によれば、前記コリメート光学系は、前記反射鏡の中心開口部の像を前記多光源形成手段の入射面の位置に形成し、前記反射鏡の中心開口部から最も離れた位置にある周辺開口部の像を前記多光源形成手段の入射面から離れた位置に形成する。あるいは、前記コリメート光学系は、前記反射鏡の反射面の像を前記多光源形成手段の入射面の位置に形成することが好ましい。
【００１３】
また、第１発明の好ましい態様によれば、前記光束変換部材は、光源側に形成された第１屈折面および該第１屈折面よりも被照射面側に形成された第２屈折面を含み、前記第１屈折面および前記第２屈折面のうちの少なくとも一方は円錐状または角錐状に形成されている。また、前記光束変換部材は、前記コリメート光学系を介したほぼ平行光束の光軸上における光強度がほぼ零になる位置よりも被照射面側に配置されていることが好ましい。この場合、前記光束変換部材は、前記第１屈折面を光源側に向けた第１状態と前記第２屈折面を光源側に向けた第２状態との間で切り換え可能に構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２発明では、第１発明の照明光学装置と、前記被照射面に設定されたマスクのパターンを感光性基板上へ投影露光するための投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【００１５】
本発明の第３発明では、第１発明の照明光学装置と、前記被照射面に設定されたマスクのパターンを感光性基板上へ投影露光するための投影光学系とを備えた露光装置の製造方法において、
前記光束変換部材を前記第１状態に設定して前記投影光学系に光を導き、前記投影光学系に残存する非点収差、像面湾曲および歪曲収差のうちの少なくとも１つの収差を計測する第１計測工程と、
前記光束変換部材を前記第２状態に設定して前記投影光学系に光を導き、前記投影光学系に残存する球面収差およびコマ収差のうちの少なくとも一方の収差を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程での計測結果および前記第２計測工程での計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法を提供する。
【００１６】
本発明の第４発明では、マスクに形成されたパターンを感光性基板に投影する投影光学系を備えた露光装置の製造方法において、
第１照明条件のもとで前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する第１収差を計測する第１計測工程と、
前記第１照明条件とは異なる第２照明条件のもとで前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する前記第１収差とは異なる第２収差を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程での計測結果および前記第２計測工程での計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法を提供する。
【００１７】
第４発明の好ましい態様によれば、前記第１計測工程に際して、前記投影光学系に光を導く照明光学系の瞳またはその近傍において中心部から周辺部へ行くに従って光強度が高くなるような輪帯状または多極状の第１の光強度分布を形成し、前記第２計測工程に際して、前記投影光学系に光を導く照明光学系の瞳またはその近傍においてほぼ円形状の光断面を有する第２の光強度分布を形成する。また、前記第１の光強度分布に関する実効的な外径は、前記第２の光強度分布に関する実効的な外径よりも大きいことが好ましい。さらに、前記第１収差は非点収差、像面湾曲および歪曲収差のうちの少なくとも１つの収差であり、前記第２収差は球面収差およびコマ収差のうちの少なくとも一方の収差であることが好ましい。
【００１８】
本発明の第５発明では、マスクに形成されたパターンを感光性基板に投影する投影光学系を備えた露光装置の製造方法において、
円錐面または角錐面を有する光学部材を含む照明光学系を用いて前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する収差を計測する第１計測工程と、
前記光学部材を調整する第１調整工程と、
前記第１調整工程により調整された前記光学部材を含む照明光学系を用いて前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する収差を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程での計測結果および前記第２計測工程での計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する第２調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明の第６発明では、マスクに形成されたパターンを感光性基板に投影する投影光学系を備えた露光装置の製造方法において、
輪帯状の光、または光軸から偏心した複数の光からなる多極状の光を形成する光学部材を含む照明光学系を用いて前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する収差を計測する第１計測工程と、
前記光学部材を調整する第１調整工程と、
前記第１調整工程により調整された前記光学部材を含む照明光学系を用いて前記投影光学系に光を導き前記投影光学系に残存する収差を計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程での計測結果および前記第２計測工程での計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する第２調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の第７発明では、第３発明〜第６発明の露光装置の製造方法によって製造された露光装置を準備する準備工程と、
前記投影光学系の物体面に前記マスクを設定するマスク設定工程と、
前記投影光学系の像面に前記感光性基板を設定する基板設定工程と、
前記露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光された感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明では、たとえば超高圧水銀ランプのような光源からの光を楕円鏡のような反射鏡で集光した後、コリメート光学系を介してほぼ平行光束に変換し、フライアイレンズのような多光源形成手段へ導いている。ここで、コリメート光学系は、フライアイレンズに対して輪帯状の光束を入射させるために、楕円鏡の中心開口部とフライアイレンズの入射面とを光学的にほぼ共役な関係に設定している。また、コリメート光学系とフライアイレンズとの間の光路中には、入射光束を実質的に輪帯状の光束または光軸に対して偏心した複数の光束に変換するための光束変換部材として、たとえば円錐プリズムを設けている。ここで、円錐プリズムは、入射側に凹の円錐状の屈折面と射出側に凸の円錐状の屈折面とを有する。
【００２２】
ところで、円錐プリズムを設けない場合、フライアイレンズの後側焦点面には、光軸を中心とした光強度のほぼ零の範囲が非常に狭い、いわゆる輪帯比の非常に小さい輪帯状の二次光源が形成される。その結果、フライアイレンズの後側焦点面に配置されて二次光源からの光束を制限するための輪帯開口絞りにおいて光量損失が大きく発生することになる。輪帯開口絞りにおける光量損失を低減するには、輪帯状の二次光源において光軸を中心とした光強度のほぼ零の範囲を拡大し、ひいては二次光源の輪帯比を大きくする必要がある。
【００２３】
この場合、二次光源の輪帯比を所望の値まで大きくするために、楕円鏡の中心開口部を拡大する方法が考えられる。しかしながら、楕円鏡の中心開口部の大きさは光源の配光特性に応じて決定すべきものであり、中心開口部を必要以上に大きくすると楕円鏡において光量損失が大きく発生してしまう。そこで、本発明では、コリメートレンズ系とフライアイレンズとの間の光路中に、光束変換部材としての円錐プリズムを付設している。この円錐プリズムは、たとえばコリメートレンズ系を介したほぼ平行光束の光軸上における光強度がほぼ零になる位置よりも被照射面側に配置される。
【００２４】
こうして、本発明では、付設された円錐プリズムの作用により、輪帯状の二次光源において光軸を中心とした光強度のほぼ零の範囲が拡大され、ひいては二次光源の輪帯比が大きくなる。ここで、輪帯状の二次光源において光軸を中心とした光強度のほぼ零の範囲が拡大される比率（あるいは二次光源の輪帯比が大きくなる比率）は、円錐プリズムの特性（頂角、軸上厚さ、屈折率など）に依存する。換言すると、円錐プリズムの特性を適当に設定することにより、楕円鏡および輪帯開口絞りで実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する輪帯状の二次光源を形成することができる。
【００２５】
なお、本発明では、たとえば円錐プリズムの円錐凹面状の屈折面を光源側に向けた輪帯照明のための第１状態から円錐凸面状の屈折面を光源側に向けた第２状態へ切り換えるだけで円形照明を行うことができる。この場合、円錐プリズムを第１状態に設置して形成される輪帯状の二次光源の外径よりも小さい外径を有する円形状の二次光源が形成される。そして、円錐プリズムの第１状態から第２状態への切り換えに連動して、輪帯開口絞りから円形開口絞りへの切り換えが行われる。こうして、円錐プリズム姿勢の切り換えにより、楕円鏡および円形開口絞りで実質的に光量損失することなく、輪帯照明よりもσ値の小さい円形照明を行うことができる。
【００２６】
ところで、本発明の照明光学装置を露光装置に適用する場合、露光装置の製造に際して投影光学系の残存収差の計測が行われる。このとき、輪帯照明では、投影光学系の瞳面の近傍において光軸付近の光束が欠落しているため、球面収差およびコマ収差の正しい評価ができない。しかしながら、上述したように、本発明の照明光学装置を組み込んだ露光装置では、円錐プリズムの姿勢を変化させるだけで、輪帯照明と円形照明との切り換えが行われる。
【００２７】
したがって、輪帯照明のもとで投影光学系に残存する歪曲収差、像面湾曲および非点収差を計測し、円錐プリズムの姿勢を変化させるだけで実現された円形照明のもとで投影光学系に残存する球面収差およびコマ収差を計測することができ、正しく評価された残存収差結果に基づいて投影光学系を良好に調整することができる。しかも、円形照明では輪帯照明よりもσ値が小さくなるので、球面収差およびコマ収差を良好な感度で計測することができる。
【００２８】
また、本発明では、円錐プリズムに代えて角錐プリズムを用いることにより、光軸に対して偏心した複数の面光源からなる多極状（４極状、８極状など）の二次光源を形成することができる。このとき、多極状の二次光源の輪帯比は、角錐プリズムの特性（頂角、軸上厚さ、屈折率など）に依存する。換言すると、角錐プリズムの特性を適当に設定することにより、楕円鏡および多極開口絞りで実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する多極状の二次光源を形成することができる。
【００２９】
そして、角錐プリズムの場合も、角錐凹面状の屈折面を光源側に向けた多極照明のための第１状態から角錐凸面状の屈折面を光源側に向けた第２状態へ切り換えるだけで円形照明を行うことができる。この場合、角錐プリズムの第１状態から第２状態への切り換えに連動して、多極開口絞りから円形開口絞りへの切り換えが行われる。こうして、角錐プリズムの姿勢の切り換えにより、楕円鏡および円形開口絞りで実質的に光量損失することなく、多極照明よりもσ値の小さい円形照明を行うことができる。
【００３０】
以上のように、本発明の照明光学装置では、水銀ランプを楕円鏡で集光する照明タイプにおいて、実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する輪帯状または多極状の二次光源を形成することができる。したがって、本発明の照明光学装置を備えた露光装置では、光量損失を良好に抑えつつ、所望の輪帯比を有する輪帯照明または多極照明でマスクを照明し、高いスループットおよび高い解像力で良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【００３１】
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照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。図１では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＹ軸が、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に垂直にＸ軸がそれぞれ設定されている。
【００３２】
図１に示す露光装置は、たとえばｉ線、ｇ線およびｈ線の輝線を含む光を供給する超高圧水銀ランプからなる光源１を備えている。光源１は、光軸ＡＸに関して回転対称な楕円反射面と光軸ＡＸを中心とした円形状の中心開口部とを有する楕円鏡２の第１焦点位置に位置決めされている。したがって、光源１から射出された照明光束は、反射鏡（平面鏡）３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置に光源像を形成する。この第２焦点位置には、露光動作のＯＮ・ＯＦＦを行うためのシャッター４が配置されている。
【００３３】
楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ系５によりほぼ平行光束に変換された後、波長選択フィルター（不図示）を介して円錐プリズム６に入射する。波長選択フィルターでは、ｇ線（４３６ｎｍ）の光とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）の光とが露光光として同時に選択される。なお、波長選択フィルターでは、たとえばｇ線の光とｈ線の光とを同時に選択することもできるし、ｈ線の光とｉ線の光とを同時に選択することもできるし、さらにｉ線の光だけを選択することもできる。
【００３４】
円錐プリズム６は、その光源側の面（図１中右側の面）が光源側に向かって円錐凹面状に形成され、そのマスク側の面（図１中左側の面）がマスク側に向かって円錐凸面状に形成されている。さらに詳細には、円錐プリズム６の光源側の屈折面（図２において６ａ）およびマスク側の屈折面（図２において６ｂ）は、光軸ＡＸに関して対称な円錐の円錐面（底面を除く側面）に相当し、２つの屈折面が互いにほぼ平行になるように構成されている。
【００３５】
したがって、円錐プリズム６に円形状の平行光束が入射すると、光軸ＡＸを中心として放射方向に屈折され（等角度であらゆる方向に沿って偏向され）、輪帯状（すなわち円環状）の平行光束が形成される。このように、円錐プリズム６は、円形状の光束を輪帯状の光束に変換するための光束変換部材を構成している。コリメートレンズ系５および円錐プリズム６を介した光束は、輪帯状の光強度分布を有する輪帯状の光束となって、多光源形成手段としてのフライアイレンズ７に入射する。なお、コリメートレンズ系５および円錐プリズム６の詳細な作用については、後述する。
【００３６】
フライアイレンズ７は、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。したがって、フライアイレンズ７に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面（すなわち射出面の近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる実質的な面光源（以下、「二次光源」という）を形成する。すなわち、フライアイレンズ７の後側焦点面には、その入射光束の光強度分布とほぼ同じ光強度分布を有する輪帯状の二次光源が形成される。なお、フライアイレンズ７を構成する多数のレンズエレメントの断面形状は、矩形状、六角形状などに形成することができる。
【００３７】
輪帯状の二次光源からの光束は、フライアイレンズ７の後側焦点面に配置された開口絞り８により制限された後、コンデンサーレンズ系９に入射する。なお、開口絞り８は、後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的に共役な位置（照明瞳の位置）に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するための輪帯状の開口部を有する。また、開口絞り８は、コンデンサーレンズ系９の前側焦点面に配置されている。
【００３８】
したがって、コンデンサーレンズ系９を介して集光された光束は、マスクＭの照明領域（照明視野）を規定するための照明視野絞り１０を重畳的に照明する。照明視野絞り１０の矩形状の開口部を通過した光束は、結像光学系１１を介して、所定の転写パターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。こうして、マスクＭ上には、照明視野絞り１０の開口部の像、すなわち矩形状の照明領域が形成される。なお、結像光学系１１の光路中には、光路折り曲げ用の反射鏡（平面鏡）１２が配置されている。
【００３９】
マスクＭは、マスクホルダＭＨを介して、マスクステージＭＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。マスクステージＭＳは、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、且つＺ軸廻りに回転可能である。そして、マスクステージＭＳの位置座標は、マスク干渉計ＭＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。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。
【００４０】
ウェハＷは、ウェハホルダＷＨを介して、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。ウェハステージＷＳは、図示を省略した駆動系の作用により、ウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、且つＺ軸廻りに回転可能である。そして、ウェハステージＷＳの位置座標は、ウェハ干渉計ＷＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。こうして、投影光学系ＰＬの光軸と直交する平面（ＸＹ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。
【００４１】
なお、一括露光では、いわゆるステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハの各露光領域に対してマスクパターンを一括的に露光する。この場合、マスクＭ上での照明領域の形状は正方形に近い矩形状であり、フライアイレンズ７の各レンズエレメントの断面形状も正方形に近い矩形状となる。一方、スキャン露光では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、マスクおよびウェハを投影光学系に対して相対移動させながらウェハの各露光領域に対してマスクパターンをスキャン露光（走査露光）する。この場合、マスクＭ上での照明領域の形状は短辺と長辺との比がたとえば１：３の矩形状であり、フライアイレンズ７の各レンズエレメントの断面形状もこれと相似な矩形状となる。
【００４２】
図２は、図１のコリメートレンズ系５および円錐プリズム６の作用を説明する図である。また、図３は、図１の超高圧水銀ランプ１の配光特性と楕円鏡２の反射面形状との関係を説明する図である。図２を参照すると、楕円鏡２は、その第１焦点位置に位置決めされた超高圧水銀ランプ１からの光束を集光するために、光軸ＡＸに関して回転対称な楕円反射面２ａを有する。
【００４３】
なお、楕円鏡２の中央には、光軸ＡＸを中心とした円形状の中心開口部２ｂが形成されている。また、楕円鏡２には、中心開口部２ｂから最も離れた位置に、光軸ＡＸを中心とした円形状の周辺開口部２ｃが形成されている。楕円鏡２の楕円反射面２ａの面形状（ひいては中心開口部２ｂの大きさ）は、超高圧水銀ランプ１からの光束を効率的に集光するために、図３において斜線部で示すような超高圧水銀ランプ１の配光特性に応じて決定されている。
【００４４】
また、本実施形態では、楕円鏡２の中心開口部２ｂの像が、コリメートレンズ系５を介して、フライアイレンズ７の入射面Ｂ０に形成されるように構成されている。また、楕円鏡２の周辺口部２ｃの像が、コリメートレンズ系５を介して、フライアイレンズ７の入射面Ｂ０から光源側へある程度離れた面Ｂ１に形成されるように構成されている。さらに、楕円反射面２ａにおいて中心開口部２ｂに隣接した反射面部分での反射光線のうち最も外側の光線が、コリメートレンズ系５を介して、面Ｂ１から光源側へある程度離れた面Ｂ２において光軸ＡＸ上で交わるように構成されている。
【００４５】
したがって、円錐プリズム６を設けない場合、コリメートレンズ系５を介したほぼ平行光束の光軸ＡＸ上における光強度は、面Ｂ２に達したときにほぼ零になる。そして、面Ｂ２からフライアイレンズ７の入射面Ｂ０へ向かうにつれて、光強度のほぼ零の範囲が光軸ＡＸを中心として拡大する。その結果、図４に示すような光強度分布を有する輪帯状の光束がフライアイレンズ７の入射面Ｂ０へ入射し、図４に示すような光強度分布を有する輪帯状の二次光源がフライアイレンズ７の後側焦点面に形成される。
【００４６】
一方、開口絞り８は、図５に示すように、内径がφｉで外径がφｏの輪帯状の開口部（図中斜線部で示す光透過部）８ａを有する。ここで、内径φｉの外径φｏに対する割合φｉ／φｏが輪帯比であり、この輪帯比φｉ／φｏはたとえば０．３〜０．７の範囲内で所定の値に設定されている。通常値の輪帯比φｉ／φｏを有する開口絞り８の場合、図４に示すように輪帯状の二次光源において光軸ＡＸを中心とした光強度のほぼ零の範囲が非常に狭いため、開口絞り８において光量損失が大きく発生することになる。
【００４７】
なお、開口絞り８における光量損失を低減するには、輪帯状の二次光源において光軸ＡＸを中心とした光強度のほぼ零の範囲を拡大し、ひいては二次光源の輪帯比を大きくする必要がある。この場合、二次光源の輪帯比を所望の値まで大きくするために、楕円鏡２の中心開口部２ａを拡大する方法が考えられる。しかしながら、図２を参照して説明したように、楕円鏡２の中心開口部２ａの大きさは超高圧水銀ランプ１の配光特性に応じて決定すべきものであり、中心開口部２ａを必要以上に大きくすると楕円鏡２において光量損失が大きく発生してしまう。
【００４８】
そこで、本実施形態では、コリメートレンズ系５とフライアイレンズ７との間の光路中に、光束変換部材としての円錐プリズム６を付設している。前述したように、円錐プリズム６は、円形状の平行光束が入射すると、光軸ＡＸを中心として等角度であらゆる方向に沿って偏向して、輪帯状の平行光束を形成する。したがって、円錐プリズム６に輪帯状の平行光束が入射すると、その幅（外径と内径との差）が変化することなく内径が拡大した輪帯状の平行光束が形成される。
【００４９】
本実施形態では、コリメートレンズ系５を介したほぼ平行光束の光軸ＡＸ上における光強度がほぼ零になる面Ｂ２よりもマスク側に、円錐プリズム６を配置している。したがって、内径が非常に小さいすなわち輪帯比の非常に小さい輪帯状の光束が、円錐プリズム６に入射することになる。そして、円錐プリズム６の上述の作用により、その幅が変化することなく内径の拡大された輪帯比の比較的大きい輪帯状の光束が形成される。その結果、図６に示すような光強度分布を有する輪帯状の光束がフライアイレンズ７の入射面Ｂ０へ入射し、図６に示すような光強度分布を有する輪帯状の二次光源がフライアイレンズ７の後側焦点面に形成される。
【００５０】
図４と図６とを比較すると、円錐プリズム６の作用により、輪帯状の二次光源において光軸ＡＸを中心とした光強度のほぼ零の範囲が拡大され、ひいては二次光源の輪帯比が大きくなっていることがわかる。ここで、輪帯状の二次光源において光軸ＡＸを中心とした光強度のほぼ零の範囲が拡大される比率（あるいは二次光源の輪帯比が大きくなる比率）は、円錐プリズム６の頂角（光軸ＡＸと円錐屈折面とのなす角度）、軸上厚さ（光軸ＡＸに沿った厚さ）、屈折率などに依存する。
【００５１】
換言すると、超高圧水銀ランプ１を楕円鏡２で集光する本実施形態において、円錐プリズム６の特性（頂角、軸上厚さ、屈折率など）を適当に設定することにより、楕円鏡２で実質的に光量損失することなく、また図４と図６との比較からわかるように開口絞り８で実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する輪帯状の二次光源を形成することができる。
【００５２】
ところで、本実施形態では、円錐プリズム６が、円錐凹面状の屈折面６ａを光源側に向けた輪帯照明のための図２に示す第１状態と、円錐凸面状の屈折面６ｂを光源側に向けた円形照明のための図７に示す第２状態との間で切り換え可能に構成されている。以下、図７を参照して、円錐プリズム６の円錐凸面状の屈折面６ｂを光源側に向けて行う円形照明について説明する。
【００５３】
円錐凸面状の屈折面６ｂを光源側に向けて配置された円錐プリズム６では、円形状または輪帯状の平行光束が入射すると、入射光束の外径よりも小さい外径を有する円形状の平行光束が形成される。ここで、外径が縮小される比率は、円錐プリズム６の頂角、軸上厚さ、屈折率などに依存する。したがって、円錐プリズム６を第１状態から第２状態へ姿勢を切り換えると、フライアイレンズ７の入射面には、図２における輪帯状の入射光束の外径よりも小さい外径を有する円形状の光束が入射する。その結果、フライアイレンズ７の後側焦点面には、図２における輪帯状の二次光源の外径よりも小さい外径を有する円形状の二次光源が形成される。
【００５４】
また、円錐プリズム６の第１状態から第２状態への切り換えに連動して、輪帯状の開口部を有する輪帯開口絞り８から円形開口絞り８’への切り換えが行われる。ここで、円形開口絞り８’は、フライアイレンズ７の後側焦点面に形成される円形状の二次光源の外径に対応した外径を有する円形状の開口部を有する。こうして、円錐プリズム６の姿勢の切り換えにより、楕円鏡２および開口絞り８’で実質的に光量損失することなく、図２の輪帯照明よりもσ値（開口絞り径／投影光学系の瞳径、あるいは照明光学系の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）の小さい円形照明を行うことができる。
【００５５】
図１に示す本実施形態における各光学部材および各ステージ等を前述したような機能を達成するように、電気的、機械的または光学的に連結することにより、本実施形態にかかる露光装置を組み上げることができる。この場合、実際に製造された露光装置の投影光学系には、様々な要因に起因して調整すべき収差が残存することがある。以下、投影光学系の残存収差の補正方法、ひいては本実施形態にかかる露光装置の製造方法を説明する。
【００５６】
図８は、本実施形態にかかる露光装置の製造方法における製造フローを示すフローチャートである。図８に示すように、本実施形態にかかる露光装置の製造方法では、円錐プリズム６を第１状態に設定した輪帯照明のもとで、実際に製造された投影光学系ＰＬに残存する非点収差、像面湾曲および歪曲収差を計測する（Ｓ１１）。なお、輪帯照明では投影光学系ＰＬの瞳面の近傍において光軸付近の光束が欠落しているため、球面収差およびコマ収差の正しい評価ができない。
【００５７】
具体的には、たとえばテスト露光（試し焼き）の手法により、投影光学系ＰＬの残存収差を計測する。テスト露光の手法では、テストマスク上の理想格子点に形成されたテストマークを、投影光学系ＰＬを介して、フラットネスが特別に管理されたウェハＷ上に静止露光する。そして、露光されたウェハＷを現像してから、露光装置とは異なる計測装置に搬送し、転写されたテストマークの座標位置や位置ずれ量を計測することによって、投影光学系ＰＬに残存する非点収差、像面湾曲および歪曲収差を計測する。
【００５８】
なお、テスト露光の手法に限定されることなく、たとえばフィゾー干渉計を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を計測し、計測した波面収差を解析することにより、投影光学系ＰＬに残存する各収差成分を求めることもできる。さらに、たとえばウェハテーブルＷＳ上に固定された空間像検出器（不図示）を用いて投影光学系ＰＬの残存収差を計測することができる。空間像検出器を用いる手法では、テストマスク上の各理想格子点の各々に形成されたテストマークの像を露光用照明光で投影しつつ、その像を空間像検出器のナイフエッジで走査するようにウェハステージＷＳをＸ方向およびＹ方向に二次元的に移動させ、その際に空間像検出器から出力される光電信号の波形を解析することによって、投影光学系ＰＬの残存収差を計測する。
【００５９】
次に、円錐プリズム６を第１状態から第２状態へ姿勢を切り換える（Ｓ１２）。前述したように、円錐プリズム６の第１状態から第２状態への切り換えに連動して、輪帯開口絞り８から円形開口絞り８’への切り換えを行う。こうして、円錐プリズム６を第２状態に設定した円形照明のもとで、投影光学系ＰＬに残存する球面収差およびコマ収差を計測する（Ｓ１３）。上述したように、球面収差およびコマ収差の計測に際しても、テスト露光、フィゾー干渉計、空間像検出器などを用いることができる。
【００６０】
最後に、互いに異なる２つの照明条件すなわち輪帯照明および円形照明のもとで得られた投影光学系ＰＬの残存収差の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬを調整する（Ｓ１４）。ここで、投影光学系ＰＬの調整は、たとえば投影光学系ＰＬを構成する光学部材の移動（光軸方向または光軸直交方向）、傾斜、回転などによって行われる。また、投影光学系ＰＬ内の特定の空気間隔室を外気に対して密封し、その密封室内の気体圧力を所定の範囲内で加減圧することによって調整を行うこともできる。さらに、投影光学系ＰＬに所定の光学部材を付設したり、所定の光学部材を加工または交換することによって調整を行うこともできる。
【００６１】
このように、本実施形態の製造方法では、輪帯照明のもとで投影光学系ＰＬに残存する非点収差、像面湾曲および歪曲収差を計測した後、円錐プリズム６を第１状態から第２状態へ姿勢を切り換えるだけで実現された円形照明のもとで投影光学系ＰＬに残存する球面収差およびコマ収差を計測することができる。しかも、前述したように、円形照明では輪帯照明よりもσ値が小さくなるので、球面収差およびコマ収差を良好な感度で計測することができる。
【００６２】
以上のように、投影光学系の調整された露光装置を準備し（準備工程）、投影光学系の物体面にマスクを設定し（マスク設定工程）、投影光学系ＰＬの像面に感光性基板を設定し（基板設定工程）、露光装置を用いてマスク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、図１に示す本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９のフローチャートを参照して説明する。
【００６３】
先ず、図９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ｌ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、図１に示す露光装置を用いて、マスク（レチクル）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。
【００６４】
また、図１に示す露光装置では、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１０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１０において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてレチクル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、レチクル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。
【００６５】
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。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。
【００６６】
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。
【００６７】
なお、上述の本実施形態では、光束変換部材として円錐プリズムを用いているが、円錐プリズムに代えて角錐プリズムを用いることにより、光軸に対して偏心した複数の面光源からなる多極状（４極状、８極状など）の二次光源を形成することもできる。以下、一例として、正四角錐プリズムを用いて光軸に対して対称的に偏心した４つの面光源からなる４極状の二次光源を形成する変形例について説明する。
【００６８】
正四角錐プリズムの光源側の面は、４つの屈折面からなり、光源側に向かって全体的に角錐凹面状に形成されている。さらに詳細には、４つの屈折面は、光軸ＡＸに関して対称な正四角錐の角錐面（底面を除く側面）に相当している。また、正四角錐プリズムのマスク側の面は、光源側の４つの屈折面と平行な４つの屈折面からなり、光源側に向かって全体的に角錐凸面状に形成されている。
【００６９】
したがって、正四角錐プリズムは、円形状の平行光束が入射すると、光軸ＡＸを中心として等角度で４つの方向に沿って偏向して、光軸に対して対称的に偏心した４つの平行光束を形成する。すなわち、円錐プリズム６に代えて正四角錐プリズムを配置した変形例では、光軸に対して対称的に偏心した４つの光束すなわち４極状の光束がフライアイレンズ７の入射面Ｂ０へ入射し、同じく４極状の二次光源がフライアイレンズ７の後側焦点面に形成される。４極状の二次光源からの光束は、同じく４極状の開口部を有する４極開口絞りを介して制限される。
【００７０】
なお、４極状の二次光源においても、輪帯状の二次光源と同様に、その外径（４つの面光源に外接する円の直径）に対する内径（４つの面光源に内接する円の直径）の割合が輪帯比として規定される。したがって、変形例においても、正四角錐プリズムの特性（頂角、軸上厚さ、屈折率など）を適当に設定することにより、楕円鏡および４極開口絞りで実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する４極状の二次光源を形成することができる。
【００７１】
ところで、変形例においても、角錐凹面状の屈折面を光源側に向けた４極照明のための第１状態から角錐凸面状の屈折面を光源側に向けた第２状態へ姿勢を切り換えることにより円形照明を行うことができる。この場合、正四角錐プリズムの第１状態から第２状態への姿勢の切り換えに連動して、４極状の開口部を有する４極開口絞りから円形開口絞りへの切り換えが行われる。ここで、円形開口絞りは、フライアイレンズ７の後側焦点面に形成される円形状の二次光源の外径に対応した外径を有する円形状の開口部を有する。こうして、変形例においても、正四角錐プリズムの姿勢の切り換えにより、楕円鏡および円形開口絞りで実質的に光量損失することなく、４極照明よりもσ値の小さい円形照明を行うことができる。
【００７２】
また、上述の本実施形態では、円錐プリズムの両側の面をともに円錐状に形成しているが、一方の面だけを円錐状に形成する構成も可能である。角錐プリズムについても同様に、両側の面をともに角錐状に形成することなく、一方の面だけを角錐状に形成することもできる。
【００７３】
さらに、上述の本実施形態では、１つの円錐プリズムを用いる例を示している。しかしながら、これに限定されることなく、特性（頂角、軸上厚さ、屈折率など）の異なる複数の円錐プリズムおよび角錐プリズムから選択された１つの円錐プリズムまたは角錐プリズムを照明光路中に位置決めする構成も可能である。この場合、照明光路中に位置決めされる円錐プリズムまたは角錐プリズムの特性に応じて、輪帯比の異なる輪帯状または多極状の二次光源が形成される。
【００７４】
また、上述の本実施形態では、特開平６−１８８１７４号公報に開示された照明光学装置と同様に、楕円鏡２の中心開口部２ｂの像をフライアイレンズ７の入射面Ｂ０に形成し、周辺口部２ｃの像をフライアイレンズ７の入射面Ｂ０から光源側へある程度離れた面Ｂ１に形成している。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば特開平６−２１６００８号公報に開示された照明光学装置と同様に、楕円鏡２の楕円反射面２ａの像をフライアイレンズ７の入射面Ｂ０に形成するように構成することもできる。
【００７５】
また、上述の実施形態では、多光源形成手段（オプティカルインテグレータ）としてフライアイレンズを用いているが、フライアイレンズに代えてマイクロフライアイを用いることも可能である。マイクロフライアイは、たとえば平行平面ガラス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。
【００７６】
また、マイクロフライアイは、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、正屈折力を有する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はフライアイレンズと同じである。この場合、マイクロフライアイを構成する各微小エレメントの断面積を十分小さく設定することにより、開口絞り８の配置を省略して二次光源の光束を全く制限しない構成も可能である。さらに、多光源形成手段（オプティカルインテグレータ）として、フライアイレンズに代えて、内面反射型インテグレータ（中空ロッド、ガラスロッドなど）を用いることもできる。
【００７７】
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均一照明するための一般的な照明光学装置に本発明を適用することができることは明らかである。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明光学装置では、水銀ランプを楕円鏡で集光する照明タイプにおいて、コリメート光学系と多光源形成手段（フライアイレンズ）との間の光路中に光束変換部材（円錐プリズム、角錐プリズム）を設けることにより、開口絞りおよび楕円鏡で実質的に光量損失することなく、所望の輪帯比を有する輪帯状または多極状の二次光源を形成することができる。
【００７９】
したがって、本発明の照明光学装置を備えた露光装置では、光量損失を良好に抑えつつ、所望の輪帯比を有する輪帯照明または多極照明でマスクを照明し、高いスループットおよび高い解像力で良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【００８０】
また、本発明の照明光学装置では、光束変換部材の姿勢を切り換えるだけで、輪帯照明または多極照明からσ値の小さい円形照明へ切り換えることができる。したがって、本発明の照明光学装置を備えた露光装置の製造方法では、たとえば輪帯照明または多極照明のもとで投影光学系に残存する歪曲収差、像面湾曲および非点収差を計測し、光束変換部材の姿勢を変化させるだけで実現された円形照明のもとで投影光学系に残存する球面収差およびコマ収差を計測することができ、正しく評価された残存収差結果に基づいて投影光学系を良好に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のコリメートレンズ系５および円錐プリズム６の作用を説明する図である。
【図３】図１の超高圧水銀ランプ１の配光特性と楕円鏡２の反射面形状との関係を説明する図である。
【図４】円錐プリズム６を設けない比較例において形成される二次光源の光強度分布を示す図である。
【図５】開口絞り８の構成を概略的に示す図である。
【図６】円錐プリズム６を付設した本実施形態において形成される二次光源の光強度分布を示す図である。
【図７】図２に対応する図であって、円錐プリズム６を第２状態に切り換えて円形照明を行う様子を説明する図である。
【図８】本実施形態にかかる露光装置の製造方法における製造フローを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の露光装置を用い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フローチャートである。
【図１０】本実施形態の露光装置を用いて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】
１  光源
２  楕円鏡
４  シャッター
５  コリメートレンズ系
６  円錐プリズム
７  フライアイレンズ
８  開口絞り
９  コンデンサー光学系
１０  照明視野絞り
１１  結像光学系
Ｍ  マスク
ＭＳ  マスクステージ
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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