(57)【要約】【課題】  光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる光学素子を備える照明光学装置を提供する。【解決手段】  光源部１からの光束で被照射面Ｍを照明する照明光学装置において、光源部１と被照射面Ｍとの間の光路中に配置される第１オプティカルインテグレータ４ａと、第１オプティカルインテグレータ４ａと被照射面Ｍとの間の光路中に配置される第２オプティカルインテグレータ８と、第１オプティカルインテグレータ４ａと第２オプティカルインテグレータ８との間の光路中に配置され、第２オプティカルインテグレータ８への入射光束の入射位置を変化させる入射位置変更素子８７とを備え、入射位置変更素子８７は、光源部１から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても入射位置変更素子８７の光学性能を維持することができる光学部材により構成される。【選択図】  図１
2005243904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源部と前記被照射面との間の光路中に配置される第１オプティカルインテグレータと、
前記第１オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置される第２オプティカルインテグレータと、
前記第１オプティカルインテグレータと前記第２オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置され、前記第２オプティカルインテグレータへの入射光束の入射位置を変化させる入射位置変更素子と、
を備え、
前記入射位置変更素子は、前記光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても前記入射位置変更素子の光学性能を維持することができる光学部材により構成されることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記入射位置変更素子は、
前記照明光学装置の光軸方向に対して凹状屈折面を有する第１プリズムと、
前記第１プリズムの前記凹状屈折面と相補的に形成された凸状屈折面を有する第２プリズムと、
を備え、
前記第１プリズム及び前記第２プリズムのうち少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の照明光学装置。
【請求項３】
前記入射位置変更素子は、
前記照明光学装置の光軸方向に対して凹状屈折面の一部を有する第１プリズムと、
前記照明光学装置の光軸方向に対して凸状屈折面の一部を有する第２プリズムと、
を備え、
前記第１プリズム及び前記第２プリズムのうちの少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸方向に沿って移動可能に構成され、
前記第１プリズムは複数の前記凹状屈折面の一部を有し、
前記第２プリズムは複数の前記凸状屈折面の一部を有することを特徴とする請求項１記載の照明光学装置。
【請求項４】
前記光学部材は、結晶材料により形成される結晶光学部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の照明光学装置。
【請求項５】
前記結晶光学部材は、蛍石または水晶を有することを特徴とする請求項４記載の照明光学装置。
【請求項６】
前記結晶光学部材は、前記結晶光学部材の結晶方位（１１１）と前記照明光学装置の光軸とが一致するように位置決めされることを特徴とする請求項４または請求項５記載の照明光学装置。
【請求項７】
前記入射位置変更素子は、前記照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の照明光学装置。
【請求項８】
前記第１オプティカルインテグレータは、前記光源部からの光束に基づいて前記瞳または該瞳の近傍に所定形状の光強度分布を形成することを特徴とする請求項７記載の照明光学装置。
【請求項９】
感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、
前記マスクを照明するための請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置と、
前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
感光性基板上に所定のパターンを転写する露光方法において、
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置を用いて前記所定のパターンが形成されるマスクを照明する照明工程と、
前記感光性基板上に前記所定のパターンを転写する転写工程と、
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】
この発明は、半導体素子、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用いられる照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置及び該照明光学装置を用いた露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の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）に入射し、その後側焦点面に多数の光源からなる二次光源を形成する。二次光源からの光束は、必要に応じて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エハ上に結像する。こうして、ウエハ上には、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、この微細なパターンをウエハ上に正確に転写するためにはウエハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。
【０００４】
また、マスクのパターンが微細になり、露光装置の解像限界付近にて露光が行われるようになると、照明光学装置の開口絞りから射出した光のうち解像に寄与するのは、開口絞りの周辺部から射出した光のみとなり、開口部の中心部から射出した光は像のコントラストを下げるだけの働きしか持たなくなる。従って、近年、照明光学装置の照明瞳の周辺部に光強度分布を有する輪帯状や多極状（例えば、４極状）の変形照明を行うことにより、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（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−９１６６２号公報
【特許文献２】特開平４−１０１１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の照明光学装置において、照明光学装置を構成する光学部材の多くは、光学部材として容易に加工することができる石英により形成されている。しかしながら、石英により形成された光学部材を照明光学装置に搭載する場合、光源部から射出される光束が高いエネルギー密度を有する位置に、この光学部材が配置されるときには、光学素子の光束が通過する部分が損傷し、光学素子の内部構造に変化が生じるため、光学素子の光透過率が劣化する。従って、石英により形成された光学素子は、その光学素子が有する光学性能を維持することができなくなる。
【０００７】
この発明の課題は、光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる光学素子を備える照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置及び該照明光学装置を用いた露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の照明光学装置は、光源部からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、前記光源部と前記被照射面との間の光路中に配置される第１オプティカルインテグレータと、前記第１オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置される第２オプティカルインテグレータと、前記第１オプティカルインテグレータと前記第２オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置され、前記第２オプティカルインテグレータへの入射光束の入射位置を変化させる入射位置変更素子とを備え、前記入射位置変更素子は前記光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても前記入射位置変更素子の光学性能を維持することができる光学部材により構成されることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１記載の照明光学装置によれば、光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる光学部材により構成される入射位置変更素子を備えているため、光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所に配置される入射位置変更素子の内部構造の損傷を防止することができ、入射位置変更素子の光透過率の劣化を抑制することができる。従って、入射位置変更素子の光学性能を維持した状態で光源部から射出される光束が入射位置変更素子を通過するため、光束の光量の減少を抑えることができ、被照射面を良好に照明することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の照明光学装置は、前記入射位置変更素子が前記照明光学装置の光軸方向に対して凹状屈折面を有する第１プリズムと、前記第１プリズムの前記凹状屈折面と相補的に形成された凸状屈折面を有する第２プリズムとを備え、前記第１プリズム及び前記第２プリズムのうち少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２記載の照明光学装置によれば、入射位置変更素子が備える第１プリズム及び第２プリズムのうち少なくとも一方が照明光学装置の光軸に沿って移動可能に構成されているため、第１プリズムの凹状屈折面と第２プリズムの凸状屈折面とを当接させることにより、入射位置変更素子が平行平面板を構成する。また、第１プリズムの凹状屈折面と第２プリズムの凸状屈折面とを離間させることにより、入射位置変更素子がいわゆるビームエキスパンダーを構成するため、第１プリズムの凹状屈折面と第２プリズムの凸状屈折面との間隔を調整することにより、第２オプティカルインテグレータへの入射光束の入射位置（光軸からの距離）を自由に変化させることができる。従って、例えば変形照明等（例えば輪帯照明または多極照明）を行う場合、被照射面の照射されるべき領域に対応した照明形状とすることができ、被照射面を良好に照明することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の照明光学装置は、前記入射位置変更素子が前記照明光学装置の光軸方向に対して凹状屈折面の一部を有する第１プリズムと、前記照明光学装置の光軸方向に対して凸状屈折面の一部を有する第２プリズムとを備え、前記第１プリズム及び前記第２プリズムのうちの少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸方向に沿って移動可能に構成され、前記第１プリズムは複数の前記凹状屈折面の一部を有し、前記第２プリズムは複数の前記凸状屈折面の一部を有することを特徴とする。
【００１３】
この請求項３記載の照明光学装置によれば、入射位置変更素子が備える第１プリズムが複数の凹状屈折面の一部を有するため、凹状屈折面を有するプリズムと比較して第１プリズムの厚さを薄くすることができる。また、同様に、入射位置変更素子が備える第２プリズムが複数の凸状屈折面の一部を有するため、凸状屈折面を有するプリズムと比較して第２プリズムの厚さを薄くすることができる。従って、第１プリズム及び第２プリズムを照明光学装置に搭載する際に、配置スペースを小さくすることができる。
【００１４】
また、第１プリズム及び第２プリズムのうち少なくとも一方が照明光学装置の光軸に沿って移動可能に構成されているため、第１プリズムの複数の凹状屈折面の一部と第２プリズムの複数の凸状屈折面の一部とを当接させることにより、入射位置変更素子が平行平面板を構成する。また、第１プリズムの複数の凹状屈折面の一部と第２プリズムの複数の凸状屈折面の一部とを離間させることにより、入射位置変更素子がいわゆるビームエキスパンダーを構成するため、第１プリズムと第２プリズムとの間隔を調整することにより、第２オプティカルインテグレータへの入射光束の入射位置（光軸からの距離）を自由に変化させることができる。従って、変形照明等（例えば輪帯照明または多極照明）を行う場合、被照射面の照射されるべき領域に対応した照明形状とすることができ、被照射面を良好に照明することができる。
【００１５】
また、請求項４記載の照明光学装置は、前記光学部材が結晶材料により形成される結晶光学部材を有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５記載の照明光学装置は、前記結晶光学部材が蛍石または水晶を有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６記載の照明光学装置は、前記結晶光学部材が前記結晶光学部材の結晶方位（１１１）と前記照明光学装置の光軸とが一致するように位置決めされることを特徴とする。
【００１８】
この請求項４〜請求項６記載の照明光学装置によれば、光学部材が結晶光学部材を有しており、結晶光学部材が結晶光学部材の結晶方位（１１１）と照明光学装置の光軸とが一致するように位置決めされているため、直線偏光状態の光束が光学部材に入射した場合において、直線偏光の振動方向の変化、直線偏光から楕円偏光や円偏光への変化を防止することができる。従って、被照射面の特性等に対応した最適な偏光状態の光束で照明を行うことができる。
【００１９】
また、請求項７記載の照明光学装置は、前記入射位置変更素子が前記照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に配置されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８記載の照明光学装置は、前記第１オプティカルインテグレータが前記光源部からの光束に基づいて前記瞳または該瞳の近傍に所定形状の光強度分布を形成することを特徴とする。
【００２１】
この請求項７及び請求項８記載の照明光学装置によれば、入射位置変更素子が照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に配置され、第１オプティカルインテグレータが光源部からの光束に基づいて照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に所定形状の光強度分布を形成する。即ち、入射位置変更素子が光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所に配置されているが、入射位置変更素子が光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる光学部材により構成されているため、入射位置変更素子の内部構造の損傷を防止することができ、入射位置変更素子の光透過率の劣化を抑制することができる。従って、入射位置変更素子の光学性能を維持した状態で光源部から射出される光束が入射位置変更素子を通過するため、光束の光量の減少を抑えることができ、被照射面を良好に照明することができる。
【００２２】
また、請求項９記載の露光装置は、感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、前記マスクを照明するための請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置と、前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備えることを特徴とする。
【００２３】
この請求項９記載の露光装置によれば、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置を備えているため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクのパターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明することができる。従って、良好な露光を行うことができる。
【００２４】
また、請求項１０記載の露光方法は、感光性基板上に所定のパターンを転写する露光方法において、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置を用いて前記所定のパターンが形成されるマスクを照明する照明工程と、前記感光性基板上に前記所定のパターンを転写する転写工程とを含むことを特徴とする。
【００２５】
この請求項１０記載の露光方法によれば、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学装置を用いてマスクの照明を行うため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクのパターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明することができる。従って、良好な露光を行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明の照明光学装置によれば、光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる光学部材により構成される入射位置変更素子を備えているため、光源部から射出される光束のエネルギー密度が高くなる所に配置される入射位置変更素子の内部構造の損傷を防止することができ、入射位置変更素子の光透過率の劣化を抑制することができる。従って、入射位置変更素子の光学性能を維持した状態で光源部から射出される光束が入射位置変更素子を通過するため、光束の光量の減少を抑えることができ、被照射面を良好に照明することができる。
【００２７】
また、光学部材が結晶光学部材を有しており、結晶光学部材が結晶光学部材の結晶方位（１１１）と照明光学装置の光軸とが一致するように位置決めされているため、直線偏光状態の光束が光学部材に入射した場合において、直線偏光の振動方向の変化、直線偏光から楕円偏光や円偏光への変化を防止することができる。従って、被照射面の特性等に対応した最適な偏光状態の光束で照明を行うことができる。
【００２８】
また、この発明の露光装置によれば、この発明の照明光学装置を備えているため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクのパターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明することができる。従って、良好な露光を行うことができる。
【００２９】
また、この発明の露光方法によれば、この発明の照明光学装置を用いてマスクの照明を行うため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクのパターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明することができる。従って、良好な露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置ついて説明する。図１は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、図１中に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるように設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。また、この実施の形態にかかる照明光学装置は、輪帯照明を行うように構成されている。
【００３１】
この実施の形態にかかる露光装置は、図１に示すように、露光光（照明光）を供給するためのレーザー光源（光源部）１として、例えば波長が約１９３ｎｍの光を供給するＡｒＦエキシマレーザー光源または波長が約２４８ｎｍの光を供給するＫｒＦエキシマレーザー光源を備えている。レーザー光源１からＺ方向に沿って射出された略平行な光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ２ａ及び２ｂからなるビームエキスパンダー２に入射する。各レンズ２ａ及び２ｂは、図１のＹＺ平面内において負の屈折力及び正の屈折力をそれぞれ有する。したがって、ビームエキスパンダー２に入射した光束は、図１のＹＺ平面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。
【００３２】
整形光学系としてのビームエキスパンダー２を介した平行な光束は、折り曲げミラー３により反射されＹ方向に偏向された後、光軸ＡＸを中心として結晶光学軸が回転自在に、かつ光軸ＡＸから挿脱可能に構成されている１／４波長板１１に入射する。ここで、１／４波長板１１は、楕円偏光の光が入射した場合において、入射する楕円偏光の特性に応じてその１／４波長板１１の結晶光学軸を設定することにより、楕円偏光の入射光を直線偏光の光に変換する機能を有する。
【００３３】
即ち、レーザー光源１としてＫｒＦエキシマレーザー光源やＡｒＦエキシマレーザー光源を用いる場合、レーザー光源１は略直線偏光の光を射出する。通常、レーザー光源１と１／４波長板１１との間の光路中には裏面反射鏡としての複数個の直角プリズム（図示せず）が配置されている。一般的に、裏面反射鏡としての直角プリズムに入射する直線偏光の光が直角プリズムの入射面に対してＰ偏光またはＳ偏光に一致していない場合、直角プリズムでの全反射により直線偏光から楕円偏光に変化する。従って、例えば直角プリズムを介することにより入射光が直線偏光から楕円偏光に変化した場合においても、１／４波長板１１に入射する楕円偏光の特性に応じて１／４波長板１１の結晶光学軸を設定することにより、入射光を楕円偏光から直線偏光に変化させることができる。
【００３４】
１／４波長板１１を通過した光束は、１／２波長板１０及びデポラライザー（非偏光化素子）２０を通過する。図２は、１／２波長板１０及びデポラライザー２０の概略構成を示す図である。図２に示すように、１／２波長板１０は、光軸ＡＸを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されている。また、デポラライザー２０は、くさび形状の水晶プリズム２０ａと、この水晶プリズム２０ａと相補的な形状を有するくさび形状の石英プリズム２０ｂにより構成されている。水晶プリズム２０ａと石英プリズム２０ｂとは、一体的なプリズム組立体として、照明光路に対して挿脱自在に構成されている。
【００３５】
１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して０度または９０度の角度をなすように設定された場合、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。また、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように設定された場合、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が９０度だけ変化した直線偏光の光に変換される。更に、水晶プリズム２０ａの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように設定された場合、水晶プリズム２０ａに入射した直線偏光の光は、非偏光状態の光に変換（非偏光化）される。
【００３６】
この実施の形態においては、デポラライザー２０が照明光路中に位置決めされたときに水晶プリズム２０ａの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように構成されている。ちなみに、水晶プリズム２０ａの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して０度または９０度の角度をなすように設定された場合、水晶プリズム２０ａに入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。また、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して２２．５度の角度をなすように設定された場合、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は、偏光面が変化することなくそのまま通過する直線偏光成分と偏光面が９０度だけ変化した直線偏光成分とを含む非偏光状態の光に変換される。
【００３７】
この実施の形態においては、上述したように、直線偏光の光が１／２波長板１０に入射する。デポラライザー２０を照明光路中に位置決めした場合、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して０度または９０度の角度をなすように設定すると、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなく通過して水晶プリズム２０ａに入射する。水晶プリズム２０ａの結晶光学軸は入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように設定されているので、水晶プリズム２０ａに入射した直線偏光の光は非偏光状態の光に変換される。
【００３８】
一方、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように設定すると、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が９０度だけ変化した直線偏光の光になって水晶プリズム２０ａに入射する。水晶プリズム２０ａの結晶光学軸は入射する直線偏光の偏光面に対しても４５度の角度をなすように設定されているので、水晶プリズム２０ａに入射した直線偏光の光は非偏光状態の光に変換される。水晶プリズム２０ａを介して非偏光化された光は、光の進行方向を補償するためのコンペンセーターとしての石英プリズム２０ｂを通過する。
【００３９】
これに対し、デポラライザー２０を照明光路から退避させた場合、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して０度または９０度の角度をなすように設定すると、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなく通過する。一方、１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度の角度をなすように設定すると、１／２波長板１０に入射した直線偏光の光は偏光面が９０度だけ変化した直線偏光の光になる。
【００４０】
以上のように、この実施の形態では、デポラライザー２０を照明光路中に挿入して位置決めすることにより、非偏光状態の光に変換することができる。また、デポラライザー２０を照明光路から退避させ且つ１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して０度または９０度の角度をなすように設定することにより、その直線偏光状態が変化することなく光は進行する。さらに、デポラライザー２０を照明光路から退避させ且つ１／２波長板１０の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して４５度をなすように設定することにより、偏光面が９０度変化した直線偏光状態の光に変換することができる。
【００４１】
デポラライザー２０を通過した光束は、回折光学素子（第１オプティカルインテグレータ）４ａに入射する。一般に、回折光学素子（ＤＯＥ）は、ガラス基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子４ａは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子４ａを介した光束は、後述するアフォーカルレンズ８５（ひいては照明光学装置）の瞳または該瞳の近傍に輪帯状の光強度分布、すなわち輪帯状の断面を有する光束を形成する。回折光学素子４ａは、照明光路から退避可能に構成されている。
【００４２】
回折光学素子４ａを通過した光束は、アフォーカルレンズ（リレー光学系）８５に入射する。アフォーカルレンズ８５は、その前側焦点位置と回折光学素子４ａの位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面８６の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系（無焦点光学系）である。したがって、回折光学素子４ａに入射した略平行な光束は、アフォーカルレンズ８５の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、略平行な光束となってアフォーカルレンズ８５から射出される。
【００４３】
なお、アフォーカルレンズ８５の前側レンズ群８５ａと後側レンズ群８５ｂとの間の光路中において瞳またはその近傍には、光源側から順に、円錐アキシコン系８７、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９が配置されている。１／２波長板１０及びデポラライザー２０を介することにより、直線偏光状態または非偏光状態の光に変換されている光束は、アフォーカルレンズ８５の前側レンズ群８５ａを通過し、円錐アキシコン系（入射位置変更素子）８７に入射する。
【００４４】
図３は、照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に配置される円錐アキシコン系８７の概略構成を示す図である。円錐アキシコン系８７は、光源側から順に、光軸ＡＸ方向に対して凹円錐状の屈折面（凹状屈折面）を有する第１プリズム８７ａ及び第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と互いに当接可能なように相補的に形成された凸円錐状の屈折面（凸状屈折面）を有する第２プリズム８７ｂを備えている。第１プリズム８７ａは光源側に平面を向け且つマスクＭ側に凹円錐状の屈折面を向けて配置されており、第２プリズム８７ｂは光軸側に凸円錐状の屈折面を向け且つマスクＭ側に平面をむけて配置されている。
【００４５】
第１プリズム８７ａ及び第２プリズム８７ｂは、結晶材料により形成される結晶光学部材として蛍石により形成されている。図４は、円錐アキシコン系８７の結晶方位を説明するための図である。図４に示すように、円錐アキシコン系８７は、円錐アキシコン系８７を形成する蛍石の結晶方位（１１１）と光軸ＡＸとが一致するように位置決めされており、結晶方位（１００）、結晶方位（０１０）及び結晶方位（００１）が所定位置に位置決めされている（図中矢印で示す）。
【００４６】
図５は、蛍石の結晶方位について説明するための図である。図５に示すように、蛍石の結晶方位は、立方晶系の結晶軸ａ１ａ２ａ３（図中細線矢印で示す）に基づいて規定される。即ち、結晶軸＋ａ１に沿って結晶方位（１００）、結晶軸＋ａ２に沿って結晶方位（０１０）、結晶軸＋ａ３に沿って結晶方位（００１）がそれぞれ規定される（図中太線矢印で示す）。また、ａ１ａ３平面において結晶方位（１００）及び結晶方位（００１）と４５度をなす方向に結晶方位（１０１）、ａ１ａ２平面において結晶方位（１００）及び結晶方位（０１０）と４５度をなす方向に結晶方位（１１０）、ａ２ａ３平面において結晶方位（０１０）及び結晶方位（００１）と４５度をなす方向に結晶方位（０１１）がそれぞれ規定される（図中破線矢印で示す）。更に、結晶軸ａ１ａ２ａ３の＋方向、且つ結晶方位（１００）、結晶方位（０１０）及び結晶方位（００１）と同一の角度をなす方向に結晶方位（１１１）が規定される（図中太線矢印で示す）。円錐アキシコン系８７は、円錐アキシコン系８７を形成する蛍石の結晶方位（１１１）と光軸ＡＸとが一致するように位置決めされている。
【００４７】
また、第１プリズム８７ａ及び第２プリズム８７ｂのうち少なくとも一方は光軸ＡＸに沿って移動可能に構成されており、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。ここで、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系８７は平行平面板として機能し、形成される輪帯状の二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら、第１プリズム８７ａの凹円錐状の屈折面と第２プリズム８７ｂの凸円錐状の屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系８７は、いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。したがって、円錐アキシコン系８７の間隔の変化に伴って、図１中破線で示す所定面８６への入射光束の入射角度は変化する。
【００４８】
図６は、輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系８７の作用を説明するための図である。円錐アキシコン系８７の間隔が０でかつ後述するズームレンズ９０の焦点距離が最小値に設定された状態（以下、「標準状態」という）で形成された最も小さい輪帯状の二次光源１３０ａは、円錐アキシコン系８７の間隔を０から所定の値まで拡大させることにより、その幅（外径と内径との差の１／２：図中矢印で示す）が変化することなく、その外径および内径がともに拡大された輪帯状の二次光源１３０ｂに変化する。即ち、円錐アキシコン系８７の作用により、輪帯状の二次光源の幅が変化することなく、その輪帯比（内径／外径）および大きさ（外径）がともに変化する。
【００４９】
図７は、アフォーカルレンズ８５の前側レンズ群８５ａと後側レンズ群８５ｂとの間の光路中に配置された第１シリンドリカルレンズ対８８および第２シリンドリカルレンズ対８９の概略構成を示す図である。図７に示すように、第１シリンドリカルレンズ対８８は、光源側から順に、たとえばＹＺ平面内に負屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力の第１シリンドリカル負レンズ８８ａと、同じくＹＺ平面内に正屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力の第１シリンドリカル正レンズ８８ｂとにより構成されている。一方、第２シリンドリカルレンズ対８９は、光源側から順に、たとえばＸＹ平面内に負屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力の第２シリンドリカル負レンズ８９ａと、同じくＸＹ平面内に正屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力の第２シリンドリカル正レンズ８９ｂとにより構成されている。
【００５０】
第１シリンドリカル負レンズ８８ａと第１シリンドリカル正レンズ８８ｂとは、光軸ＡＸを中心として一体的に回転するように構成されている。同様に、第２シリンドリカル負レンズ８９ａと第２シリンドリカル正レンズ８９ｂとは、光軸ＡＸを中心として一体的に回転するように構成されている。第１シリンドリカルレンズ対８８はＺ方向にパワーを有するビームエキスパンダーとして機能し、第２シリンドリカルレンズ対８９はＸ方向にパワーを有するビームエキスパンダーとして機能する。また、この実施の形態においては、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９のパワーが同一となるように設定されている。従って、第１シリンドリカルレンズ対８８及び第２シリンドリカルレンズ対８９を通過した光束は、Ｚ方向及びＸ方向に同一のパワーにより拡大作用を受ける。
【００５１】
アフォーカルレンズ８５を介した光束は、σ値可変用のズームレンズ９０を介して、第２オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ８に入射する。所定面８６の位置はズームレンズ９０の前側焦点位置またはその近傍に配置され、マイクロレンズアレイ８の入射面はズームレンズ９０の後側焦点面またはその近傍に配置されている。即ち、ズームレンズ９０は、所定面８６とマイクロレンズアレイ８の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ８５の瞳面とマイクロレンズアレイ８の入射面とを光学的に略共役に配置している。したがって、マイクロレンズアレイ８の入射面上には、アフォーカルレンズ８５の瞳面と同様に、例えば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ９０の焦点距離に依存して相似的に変化する。
【００５２】
図８は、輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズ９０の作用を説明するための図である。標準状態で形成された輪帯状の二次光源１３０ａは、ズームレンズ９０の焦点距離を最小値から所定の値へ拡大させることにより、その全体形状が相似的に拡大された輪帯状の二次光源１３０ｃに変化する。即ち、ズームレンズ９０の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比が変化することなく、その幅及び大きさ（外径）が共に変化する。
【００５３】
ズームレンズ９０を介した光束は、マイクロレンズアレイ８に入射する。ここでズームレンズ９０が所定面８６での角度変化をマイクロレンズアレイ８の入射面での位置変化(光軸からの距離変化)に変換する機能を有しているため、入射位置変更素子としての円錐アキシコン系８７の間隔の変化に伴って、マイクロレンズアレイ８への入射光束の入射位置（光軸からの距離）が変化する。
【００５４】
マイクロレンズアレイ８は、縦横にか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る。マイクロレンズアレイ８を構成する各微小レンズは、マスクＭにおいて形成すべき照野の形状（ひいてはウエハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形上の断面を有する。マイクロレンズアレイ８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、その後側焦点面（ひいては照明瞳）にはマイクロレンズアレイ８への入射光束によって形成される照野と略同じ光強度分布を有する二次光源、即ち光軸ＡＸを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源が形成される。マイクロレンズアレイ８の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサーレンズ９ａを介して、マスクブラインドＭＢを重畳的に照明する。
【００５５】
照明視野絞りとしてのマスクブラインドＭＢには、マイクロレンズアレイ８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ＭＢの矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、結像光学系９ｂ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（被照射面）Ｍを重畳的に照明する。即ち、結像光学系９ｂは、マスクブラインドＭＢの矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成する。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エハＷ上にマスクＭのパターン像を形成する。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エハ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、ウエハ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。
【００５６】
この第１の実施の形態にかかる露光装置によれば、この実施の形態にかかる入射位置変更素子としての円錐アキシコン系８７がレーザ光源１から射出される照明光のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる結晶材料により形成される結晶光学部材として蛍石により構成されているため、照明光のエネルギー密度が高くなる所に配置される円錐アキシコン系８７の内部構造の損傷を防止することができ、円錐アキシコン系８７の光透過率の劣化を抑制することができる。従って、円錐アキシコン系８７の光学性能を維持した状態で照明光が円錐アキシコン系８７を通過するため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクＭを良好に照明することができる。
【００５７】
また、円錐アキシコン系８７が円錐アキシコン系８７を形成する蛍石の結晶方位（１１１）と光軸ＡＸとが一致するように位置決めされているため、直線偏光状態の照明光が円錐アキシコン系８７に入射した場合において、直線偏光の振動方向の変化、直線偏光から楕円偏光や円偏光への変化を防止することができる。従って、マスクＭのパターン像の特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明を行うことができる。
【００５８】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置の円錐アキシコン系８７を図９に示す入射位置変更素子としてのフレネルアキシコン系１００に変更したものである。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。
【００５９】
この第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系１００は、照明光学装置の瞳または該瞳の近傍に配置されている。図９は、フレネルアキシコン系１００の概略構成を説明するための断面図である。フレネルアキシコン系１００は、図９に示すように、光源側から順に、光軸ＡＸ方向に対して複数（この実施の形態においては３つ）の凹円錐状の屈折面（凹状屈折面）の一部を有する第１プリズム１００ａ及び第１プリズム１００ａの凹円錐状の屈折面の一部と互いに当接可能なように相補的に形成された複数（この実施の形態においては３つ）の凸円錐状の屈折面（凸状屈折面）の一部を有する第２プリズム１００ｂを備えている。第１プリズム１００ａは光源側に平面を向け且つマスクＭ側に３つの凹円錐状の屈折面の一部を向けて配置されており、第２プリズム１００ｂは光軸側に３つの凸円錐状の屈折面の一部を向け且つマスクＭ側に平面を向けて配置されている。
【００６０】
第１プリズム１００ａは、３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを有している。第１プリズム１００ａの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃは、図１０の断面図及び図１１の正面図に示す凹円錐状の屈折面を有するプリズム１００´ａの凹円錐状の屈折面を図１０及び図１１において破線で示すように区分し平面的に配置したものである。即ち、プリズム１００´ａの屈折面の領域１０１´ａ，１０１´ｂ，１０１´ｃと同一の屈折面を有する。従って、第１プリズム１００ａに入射し第１プリズム１００ａの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを通過する光束は、プリズム１００´ａに入射しプリズム１００´ａの屈折面の領域１０１´ａ，１０１´ｂ，１０１´ｃを通過する光束と同様に屈折する。即ち、第１プリズム１００ａは、プリズム１００´ａと同一の機能を有する。
【００６１】
第２プリズム１００ｂは、３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを有している。第２プリズム１００ｂの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、図１２の断面図及び図１３の正面図に示す凸円錐状の屈折面を有するプリズム１００´ｂの凸円錐状の屈折面を図１２及び図１３において破線で示すように区分し平面的に配置したものである。即ち、プリズム１００´ｂの屈折面の領域１０２´ａ，１０２´ｂ，１０２´ｃと同一の屈折面を有する。従って、第２プリズム１００ｂに入射し第２プリズム１００ｂの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを通過する光束は、プリズム１００´ｂに入射しプリズム１００´ｂの屈折面の領域１０２´ａ，１０２´ｂ，１０２´ｃを通過する光束と同様に屈折する。即ち、第２プリズム１００ｂは、プリズム１００´ｂと同一の機能を有する。
【００６２】
第１プリズム１００ａ及び第２プリズム１００ｂは、結晶材料により形成される結晶光学部材として蛍石により形成されている。図４に示す第１の実施の形態にかかる円錐アキシコン系８７と同様に、フレネルアキシコン系１００は、フレネルアキシコン系１００を形成する蛍石の結晶方位（１１１）と光軸ＡＸとが一致するように位置決めされており、結晶方位（１００）、結晶方位（０１０）及び結晶方位（００１）が所定位置に位置決めされている。
【００６３】
また、第１プリズム１００ａ及び第２プリズム１００ｂのうち少なくとも一方は光軸ＡＸに沿って移動可能に構成されており、第１プリズム１００ａの３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ〜１０１ｃと第２プリズム１００ｂの３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ〜１０２ｃとの間隔が可変に構成されている。ここで、第１プリズム１００ａの３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ〜１０１ｃと第２プリズム１００ｂの３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ〜１０２ｃとが互いに当接している状態では、フレネルアキシコン系１００は平行平面板として機能し、形成される輪帯状の二次光源に及ぼす影響はない。
【００６４】
しかしながら、第１プリズム１００ａの３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ〜１０１ｃと第２プリズム１００ｂの３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ〜１０２ｃとを離間させると、フレネルアキシコン系１００は、いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。従って、フレネルアキシコン系１００の間隔の変化に伴って、図１中破線で示す所定面８６への入射角度が変化し、ズームレンズ９０が所定面８６での角度変化をマイクロレンズアレイ８の入射面での位置変化（光軸からの距離変化）に変換する機能を有しているため、第２オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ８への入射光束の入射位置（光軸からの距離）が変化する。従って、図６に示す第１の実施の形態にかかる円錐アキシコン系８７の作用と同様に、フレネルアキシコン系１００の作用により、輪帯状の二次光源の幅が変化することなく、その輪帯比（内径／外径）および大きさ（外径）がともに変化する。
【００６５】
この第２の実施の形態にかかる露光装置によれば、この実施の形態にかかる入射位置変更素子としてのフレネルアキシコン系１００がレーザ光源１から射出される照明光のエネルギー密度が高くなる所で用いられた場合においても光学性能を維持することができる蛍石により構成されているため、照明光のエネルギー密度が高くなる所に配置されるフレネルアキシコン系１００の内部構造の損傷を防止することができ、フレネルアキシコン系１００の光透過率の劣化を抑制することができる。従って、フレネルアキシコン系１００の光学性能を維持した状態で照明光がフレネルアキシコン系１００を通過するため、照明光の光量の減少を抑えることができ、マスクＭを良好に照明することができる。
【００６６】
また、フレネルアキシコン系１００がフレネルアキシコン系１００を形成する蛍石の結晶方位（１１１）と光軸ＡＸとが一致するように位置決めされているため、直線偏光状態の照明光がフレネルアキシコン系１００に入射した場合において、直線偏光の振動方向の変化、直線偏光から楕円偏光や円偏光への変化を防止することができる。従って、マスクＭのパターン像の特性に対応した最適な偏光状態の照明光で照明を行うことができる。
【００６７】
また、フレネルアキシコン系１００が備える第１プリズム１００ａが平面的に配置される３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ〜１０１ｃを有するため、凹円錐状の屈折面を有するプリズム１００´ａと比較して第１プリズム１００ａの厚さを薄くすることができる。また、同様に、フレネルアキシコン系１００が備える第２プリズム１００ｂが平面的に配置される３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ〜１０２ｃを有するため、凸円錐状の屈折面を有するプリズム１００´ｂと比較して第２プリズム１００ｂの厚さを薄くすることができる。従って、厚さの薄い第１プリズム１００ａ及び第２プリズム１００ｂを備えるフレネルアキシコン系１００の配置スペースを小さくすることができる。
【００６８】
なお、この第２の実施の形態にかかる第１プリズム１００ａは３つの凹円錐状の屈折面の一部１０１ａ〜１０１ｃを有し、第２プリズム１００ｂは３つの凸円錐状の屈折面の一部１０２ａ〜１０２ｃを有しているが、第１プリズムが２つまたは４つ以上の凹円錐状の屈折面の一部を有し、第２プリズムが２つまたは４つ以上の凸円錐状の屈折面の一部を有するようにしても良い。
【００６９】
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、角度変更素子として結晶材料により形成される結晶光学部材として蛍石により形成される光学部材を用いているが、結晶材料により形成される結晶光学部材として蛍石を有する光学部材、結晶材料により形成される結晶光学部材として水晶により形成される光学部材、または、結晶材料により形成される結晶光学部材として水晶を有する光学部材を用いても良い。
【００７０】
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、入射する直線偏光の光の偏光面を必要に応じて変化させるための位相部材としての１／２波長板１０を光源側に配置し、入射する直線偏光の光を必要に応じて非偏光化するためのデポラライザー２０をマスク側に配置している。しかしながら、これに限定されることなく、デポラライザー２０を光源側に配置し且つ１／２波長板１０をマスク側に配置しても同じ光学的な作用効果を得ることができる。
【００７１】
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、水晶プリズム２０ａを介した光の進行方向を補償するためのコンペンセーターとして石英プリズム２０ｂを用いている。しかしながら、これに限定されることなく、ＫｒＦエキシマレーザー光やＡｒＦエキシマレーザー光に対して耐久性の高い光学材料、たとえば水晶や蛍石などにより形成された楔形状のプリズムをコンペンセーターとして用いていることもできる。
【００７２】
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、第１オプティカルインテグレータとして回折光学素子を用いているが、第１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も良い。この場合には、円錐アキシコン系またはフレネルアキシコン系が配置されている位置またはその近傍に位置する照明光学装置の瞳位置において、フライアイレンズがフライアイレンズの入射側に備える多数のレンズ面の輪郭形状（例えば、六角形状や矩形状）に相似した形状の光強度分布が形成される。
【００７３】
なお、上述の各実施の形態に係る露光装置において、回折光学素子（DOE）４aからの０次光を遮光するための遮光部材を照明光学系の瞳位置近傍、例えば、第２オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ８の入射面側又は射出面側に配置しても良い。このような０次光遮光部材は、例えば、特開平４‐２２５３５９号や特開２００１‐１７６７６６号、特開２００１‐２８４２４０号などに開示されている。このとき特開２００１‐２８４２４０号に開示される０次光遮光部材では、０次光遮光部材を保持するための４本の弦を互いに直交するように設けているが投影光学系PLに対してマスクMとウエハWとを相対的に移動させつつ露光を行う走査型投影露光装置に適用する場合において、この弦が被照射面上での照明むらに悪影響を及ぼす恐れがある。このときには、０次光遮光部材を保持するための４本の弦のうち、走査方向に対応した方向に沿った２本の弦を取り去り、非走査方向に対応した方向の弦のみで０次光遮光部材を保持することが好ましい。また、弦を非走査方向に対応した方向に延びた３本としても良い（このとき各弦のなす角は１２０度となる）。また、例えば、特開２００１‐１７６７６６号に開示されるように光透過性の基板上に遮光部材をパターニングして弦を設けない手法を採用しても良い。
【００７４】
上述の第１及び第２の実施の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）Ｍを照明し（照明工程）、投影光学系ＰＬを用いてマスクＭに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）Ｗに転写する（転写工程）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、第１または第２の実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハＷ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１４のフローチャートを参照して説明する。
【００７５】
先ず、図１４のステップＳ３０１において、１ロットのウエハＷ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウエハＷ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Ｓ３０３において、第１または第２の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスクＭ上のパターンの像がその投影光学系ＰＬを介して、その１ロットのウエハＷ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Ｓ３０４において、その１ロットのウエハＷ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハＷ上でレジストパターンをマスクＭとしてエッチングを行うことによって、マスクＭ上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハＷ上の各ショット領域に形成される。
【００７６】
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、第１または第２の実施の形態にかかる照明光学装置を用いているため、照明光の光量の減少を抑えることができ、回路パターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光（露光光）で照明することができる。従って、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハＷ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハＷ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００７７】
また、第１及び第２の実施の形態にかかる露光装置では、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１５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１５において、パターン形成工程Ｓ４０１では、第１または第２の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクＭ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Ｓ４０２へ移行する。
【００７８】
次に、カラーフィルター形成工程Ｓ４０２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されたり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Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１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Ｓ４０２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Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１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Ｓ４０２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。
【００７９】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４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、第１または第２の実施の形態にかかる照明光学装置を用いているため、照明光の光量の減少を抑えることができ、回路パターンの特性に対応した最適な偏光状態の照明光（露光光）で照明することができる。従って、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる照明光学装置が備える１／２波長板及びデポラライザーの概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる照明光学装置が備える円錐アキシコン系の概略構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる円錐アキシコン系を形成する蛍石の結晶方位を説明するための図である。
【図５】蛍石の結晶方位を説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる照明光学装置が備える第１シリンドリカルレンズ対及び第２シリンドリカルレンズ対の概略構成を示す図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズの作用を説明するための図である。
【図９】第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系の断面図である。
【図１０】第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系が備える第１プリズムの構成を説明するための断面図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系が備える第１プリズムの構成を説明するための正面図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系が備える第２プリズムの構成を説明するための断面図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかるフレネルアキシコン系が備える第２プリズムの構成を説明するための正面図である。
【図１４】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１…レーザ光源、２…ビームエキスパンダー、３…折り曲げミラー、４ａ…回折光学素子、８…マイクロレンズアレイ、９ａ…コンデンサーレンズ、９ｂ…結像光学系、１０…１／２波長板、１１…１／４波長板、２０…デポラライザー、８５…アフォーカルレンズ、８７…円錐アキシコン系、８７ａ…第１プリズム、８７ｂ…第２プリズム、８８…第１シリンドリカルレンズ対、８９…第２シリンドリカルレンズ対、９０…ズームレンズ、１００…フレネルアキシコン系、１００ａ…第１プリズム、１００ｂ…第２プリズム、ＭＢ…マスクブラインド、Ｍ…マスク、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ。
【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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【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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