(57)【要約】【課題】  比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、たとえばエキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導く。【解決手段】  光源（１）と所定面（５ａ）との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第１整形光学系（２１）と、第１整形光学系と所定面との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第２整形光学系（２２）とを備えている。第１整形光学系および第２整形光学系のうちの少なくとも一方は、照明光学装置の光軸を中心として回転可能に構成されている。【選択図】  図１
2005150542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出されたほぼ平行光束を所望の断面形状に整形して所定面まで導く照明光学装置において、
前記光源と前記所定面との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第１整形光学系と、
前記第１整形光学系と前記所定面との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第２整形光学系とを備え、
前記第１整形光学系および前記第２整形光学系のうちの少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸を中心として回転可能に構成されていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記第１整形光学系および前記第２整形光学系のうちの少なくとも一方は、光路に対して挿脱自在に構成されてい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】
前記第１整形光学系および前記第２整形光学系は、正の屈折力を有するシリンドリカルレンズと負の屈折力を有するシリンドリカルレンズとをそれぞれ有することを特徴とする請求項１または２に記載の照明光学装置。
【請求項４】
前記光源と前記所定面とを光学的にほぼ共役に配置するためのリレー光学系をさらに備え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】
前記リレー光学系は、前記光源と中間位置とを光学的にほぼ共役に配置するための第１リレー光学系と、前記中間位置と前記所定面とを光学的にほぼ共役に配置するための第２リレー光学系とを有することを特徴とする請求項４に記載の照明光学装置。
【請求項６】
前記第１整形光学系は、前記光源と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有し、
前記第２整形光学系は、前記第１リレー光学系と前記第２リレー光学系との間の光路中に配置されて縮小倍率を有することを特徴とする請求項５に記載の照明光学装置。
【請求項７】
前記第１整形光学系は、前記光源と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有し、
前記第２整形光学系は、前記第１整形光学系と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有することを特徴とする請求項５に記載の照明光学装置。
【請求項８】
露光光を供給するための光源と、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明光学装置とを備え、該照明光学装置を介した光でマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明光学装置を介した光源からの光でマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する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】
本発明は、照明光学装置、露光装置および露光方法に関し、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関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の露光装置の本体は、全体的にかなり大きな装置であり、設置のための所要床面積は大きい。また、露光装置の光源として、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光源やＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられるが、エキシマレーザ光源もかなり大きな装置である。したがって、特にエキシマレーザ光源を用いる露光装置では、光源装置を露光装置本体からある程度離間させて配置することが多い。
【０００３】
そこで、エキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導くための整形送光系としての照明光学装置が必要になる。ここで、エキシマレーザ光源から供給される平行光束の断面寸法は、メーカーやモデルにより異なる。一方、露光装置本体の入口（入射位置）において求められる断面寸法（ビームサイズ）は一定である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この場合、たとえば３つの可動シリンドリカルレンズからなるシリンドリカルズームレンズを照明光学装置の光路中に２つ設け、第１のシリンドリカルズームレンズにより矩形状断面を一方の辺方向に拡大または縮小し、第２のシリンドリカルズームレンズにより矩形状断面を他方の辺方向に拡大または縮小する構成が考えられる。
【０００５】
２つのシリンドリカルズームレンズを用いる構成では、ビームサイズの可変能力が大きく、エキシマレーザ光源から供給される任意サイズの平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形することが可能である。しかしながら、２つのシリンドリカルズームレンズを構成するために必要なレンズ枚数が比較的多く（最低６枚）、その結果として、光量損失が大きく且つ製造コストが大きいという不都合がある。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、たとえばエキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導くことのできる照明光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、たとえばエキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導く照明光学装置を用いて、所望の照明に基づいて良好な露光を行うことのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、光源から射出されたほぼ平行光束を所望の断面形状に整形して所定面まで導く照明光学装置において、
前記光源と前記所定面との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第１整形光学系と、
前記第１整形光学系と前記所定面との間の光路中に配置されて、入射したほぼ平行光束の断面を一方向に拡大または縮小してほぼ平行光束の状態で射出するための第２整形光学系とを備え、
前記第１整形光学系および前記第２整形光学系のうちの少なくとも一方は、前記照明光学装置の光軸を中心として回転可能に構成されていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
【０００８】
第１形態の好ましい態様によれば、前記第１整形光学系および前記第２整形光学系のうちの少なくとも一方は、光路に対して挿脱自在に構成されている。また、前記第１整形光学系および前記第２整形光学系は、正の屈折力を有するシリンドリカルレンズと負の屈折力を有するシリンドリカルレンズとをそれぞれ有することが好ましい。
【０００９】
また、第１形態の好ましい態様によれば、前記光源と前記所定面とを光学的にほぼ共役に配置するためのリレー光学系をさらに備えている。この場合、前記リレー光学系は、前記光源と中間位置とを光学的にほぼ共役に配置するための第１リレー光学系と、前記中間位置と前記所定面とを光学的にほぼ共役に配置するための第２リレー光学系とを有することが好ましい。
【００１０】
また、第１形態の好ましい態様によれば、前記第１整形光学系は、前記光源と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有し、前記第２整形光学系は、前記第１リレー光学系と前記第２リレー光学系との間の光路中に配置されて縮小倍率を有する。あるいは、前記第１整形光学系は、前記光源と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有し、前記第２整形光学系は、前記第１整形光学系と前記第１リレー光学系との間の光路中に配置されて拡大倍率を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の第２形態では、露光光を供給するための光源と、第１形態の照明光学装置とを備え、該照明光学装置を介した光でマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３形態では、第１形態の照明光学装置を介した光源からの光でマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の照明光学装置では、たとえば２つの固定シリンドリカルレンズからなる整形光学系を光路中に２つ設け、少なくとも一方の整形光学系を光軸廻りに回転可能に構成している。したがって、ビームサイズの全く異なる複数のタイプの光源から供給される平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形することができる。また、２つの整形光学系を構成するために必要なレンズ枚数が４枚であり、２つのシリンドリカルズームレンズを用いる従来技術に比して少ないので、光量損失が比較的小さく且つ製造コストが比較的小さくなるという利点がある。
【００１４】
こうして、本発明の照明光学装置では、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、たとえばエキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導くことができる。また、本発明の露光装置および露光方法では、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、たとえばエキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導く照明光学装置を用いているので、所望の照明に基づいて良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図２は、図１に示す整形部の内部構成を概略的に示す図である。図１を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光（照明光）を供給するための光源１として、たとえば２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源または１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源を備えている。
【００１６】
光源１から−Ｙ方向に沿って射出された矩形状（Ｘ方向に沿った一辺およびＺ方向に沿った他辺を有する）の断面を有するほぼ平行光束は、この矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形するための整形部２を介した後、第１反射部材Ｍ１に入射する。整形部２の内部構成および作用については、図２を参照して後述する。第１反射部材Ｍ１により−Ｚ方向に反射（偏向）された平行光束は、第１リレー光学系３を介して、第２反射部材Ｍ２に入射する。
【００１７】
また、第２反射部材Ｍ２により＋Ｘ方向に反射された平行光束は、第２リレー光学系４を介して、第３反射部材Ｍ３に入射する。さらに、第３反射部材Ｍ３により＋Ｚ方向に反射された平行光束は、露光装置本体５の入口５ａに達する。このように、整形部２、第１反射部材Ｍ１、第１リレー光学系３、第２反射部材Ｍ２、第２リレー光学系４、および第３反射部材Ｍ３は、光源１から射出されたほぼ平行光束を所望の断面形状に整形して露光装置本体５の入口５ａまで導くための整形送光系としての照明光学装置を構成している。
【００１８】
なお、第１反射部材Ｍ１、第２反射部材Ｍ２および第３反射部材Ｍ３は、たとえば平面反射鏡または裏面反射鏡としての直角プリズムにより構成されている。また、第２リレー光学系４は、露光装置本体５の入口５ａと例えば第２反射部材Ｍ２の近傍に位置する中間点Ｐ１とを光学的にほぼ共役に配置している。また、第１リレー光学系３は、光源１の出力部（レーザ射出面）１ａと中間点Ｐ１とを光学的にほぼ共役に配置している。
【００１９】
露光装置本体５の内部へ導かれた光束は、照明光学系５ｂを介して、マスクＭを照明する。照明光学系５ｂは、たとえば露光光の照度分布を均一化するためのオプティカルインテグレータ、マスクＭ上の照明領域を規定するための可変視野絞り（マスクブラインド）、オプティカルインテグレータを介して形成された二次光源からの光を集光して可変視野絞りへ導くためのコンデンサレンズ系などにより構成されている。
【００２０】
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。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。
【００２１】
図２を参照すると、整形部２は、光源側から順に、第１整形光学系２１と第２整形光学系２２とにより構成されている。第１整形光学系２１は、その標準状態において、光源側から順に、ＸＹ平面内に負の屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力のシリンドリカルレンズ２１ａと、ＸＹ平面内に正の屈折力を有し且つＹＺ平面内に無屈折力のシリンドリカルレンズ２１ｂとにより構成されている。
【００２２】
また、第２整形光学系２２は、その標準状態において、光源側から順に、ＹＺ平面内に正の屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力のシリンドリカルレンズ２２ａと、ＹＺ平面内に負の屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力のシリンドリカルレンズ２２ｂとにより構成されている。これらの４つのシリンドリカルレンズ２１ａ，２１ｂ，２２ａおよび２２ｂは、それぞれ光軸ＡＸ方向に固定されている。
【００２３】
また、第１整形光学系２１は、光軸ＡＸを中心として回転可能に構成され、図２に示す標準状態と、この標準状態から光軸ＡＸを中心として９０度だけ回転された回転状態との間で切換え可能に構成されている。したがって、第１整形光学系２１の回転状態では、シリンドリカルレンズ２１ａはＹＺ平面内に負の屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力になり、シリンドリカルレンズ２１ｂはＹＺ平面内に正の屈折力を有し且つＸＹ平面内に無屈折力になる。
【００２４】
一方、第２整形光学系２２は、光路に対して挿脱自在に構成され、図２に示すように光路中に設定された標準状態と、光路から退避した退避状態との間で切換え可能に構成されている。こうして、第１整形光学系２１は、その標準状態または回転状態において、拡大倍率を有するアフォーカルレンズ系を構成している。一方、第２整形光学系２２は、その標準状態において、縮小倍率を有するアフォーカルレンズ系を構成している。
【００２５】
以下、具体的な数値例にしたがって、整形部２の作用を具体的に説明する。数値例において、第１タイプのエキシマレーザ光源１Ａ（不図示）から射出される矩形状の平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄｘが１８ｍｍであり、Ｚ方向に沿った断面寸法Ｄｚが３ｍｍであるものとする。また、第２タイプのエキシマレーザ光源１Ｂ（不図示）から射出される矩形状の平行光束のＸ方向に沿った断面寸法ＤｘおよびＺ方向に沿った断面寸法Ｄｚがともに１２ｍｍであるものとする。また、第１リレー光学系３および第２リレー光学系４は、ともに等倍系であるものとする。
【００２６】
さらに、露光装置本体５の入口５ａのＸ方向に沿った断面寸法ｄｘが１８ｍｍであり、Ｙ方向に沿った断面寸法ｄｙが５ｍｍであるものとする。ここで、エキシマレーザ光源１Ａまたは１Ｂから射出される矩形状の平行光束のＸ方向が露光装置本体５の入口５ａのＸ方向に光学的に対応し、エキシマレーザ光源１Ａまたは１Ｂから射出される矩形状の平行光束のＺ方向が露光装置本体５の入口５ａのＹ方向に光学的に対応している。さらに、第１整形光学系２１は１．５の拡大倍率を有し、第２整形光学系２２は１／（２．４）の縮小倍率を有するものとする。
【００２７】
数値例では、光源１として第１タイプのエキシマレーザ光源１Ａを用いる場合、第１整形光学系２１を回転状態（図２に示す標準状態から光軸ＡＸを中心として９０度だけ回転させた状態）に設定し、第２整形光学系２２を光路から退避させた退避状態に設定する。その結果、整形部２を介して整形された平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ’ｘおよびＺ方向に沿った断面寸法Ｄ’ｚは、それぞれ次の式（１）および（２）で表わされる。
Ｄ’ｘ＝Ｄｘ＝１８ｍｍ    （１）
Ｄ’ｚ＝Ｄｚ×１．５＝３×１．５＝４．５ｍｍ    （２）
【００２８】
また、光源１として第２タイプのエキシマレーザ光源１Ｂを用いる場合、第１整形光学系２１を図２に示す標準状態に設定し、第２整形光学系２２を図２に示すように光路中に設定された標準状態に設定する。その結果、整形部２を介して整形された平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ’ｘおよびＺ方向に沿った断面寸法Ｄ’ｚは、それぞれ次の式（３）および（４）で表わされる。
Ｄ’ｘ＝Ｄｘ×１．５＝１２×１．５＝１８ｍｍ    （３）
Ｄ’ｚ＝Ｄｚ×１／（２．４）＝１２×１／（２．４）＝５ｍｍ    （４）
【００２９】
上述したように、第１リレー光学系３および第２リレー光学系４はともに等倍系であり、エキシマレーザ光源１Ａまたは１Ｂから射出される矩形状の平行光束のＸ方向およびＺ方向が露光装置本体５の入口５ａのＸ方向およびＹ方向にそれぞれ光学的に対応している。したがって、光源１として第１タイプのエキシマレーザ光源１Ａを用いる場合、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｘおよびＹ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｙは、それぞれ次の式（５）および（６）で表わされる。
Ｄ”ｘ＝Ｄ’ｘ＝１８ｍｍ    （５）
Ｄ”ｙ＝Ｄ’ｚ＝４．５ｍｍ    （６）
【００３０】
同様に、光源１として第２タイプのエキシマレーザ光源１Ｂを用いる場合、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｘおよびＹ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｙは、それぞれ次の式（７）および（８）で表わされる。
Ｄ”ｘ＝Ｄ’ｘ＝１８ｍｍ    （７）
Ｄ”ｙ＝Ｄ’ｚ＝５ｍｍ    （８）
【００３１】
なお、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｘまたはＹ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｙが露光装置本体５の入口５ａのＸ方向に沿った断面寸法ｄｘ（＝１８ｍｍ）またはＹ方向に沿った断面寸法ｄｙ（＝５ｍｍ）よりも大きくなると、露光装置本体５の入口５ａにおいて光量損失が発生することになる。また、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束のＸ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｘおよびＹ方向に沿った断面寸法Ｄ”ｙが露光装置本体５の入口５ａのＸ方向に沿った断面寸法ｄｘおよびＹ方向に沿った断面寸法ｄｙよりも小さくなり過ぎると、光束のエネルギ密度が大きくなって光学部材がレーザ照射を受けて損傷し易くなる。
【００３２】
したがって、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束の断面寸法Ｄ”ｘおよびＤ”ｙは、露光装置本体５の入口５ａの断面寸法ｄｘおよびｄｙとほぼ一致するか、あるいは断面寸法ｄｘおよびｄｙよりも僅かに小さいことが望ましい。上述の数値例では、第１タイプのエキシマレーザ光源１Ａを用いる場合、光束の断面寸法Ｄ”ｘが入口５ａの断面寸法ｄｘと一致し、光束の断面寸法Ｄ”ｙが入口５ａの断面寸法ｄｙよりも僅かに小さくなっている。また、第２タイプのエキシマレーザ光源１Ｂを用いる場合、光束の断面寸法Ｄ”ｘおよびＤ”ｙが入口５ａの断面寸法ｄｘおよびｄｙと一致している。
【００３３】
このように、本実施形態では、２つの固定シリンドリカルレンズ２１ａ，２１ｂからなる第１整形光学系２１を光軸ＡＸ廻りに回転させたり、２つの固定シリンドリカルレンズ２２ａ，２２ｂからなる第２整形光学系２２を光路に対して挿脱させたりするだけで、ビームサイズの全く異なる２つのタイプのエキシマレーザ光源１Ａ，１Ｂから供給される矩形状の平行光束をほぼ所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体５の入口５ａまで導くことができる。
【００３４】
本実施形態では、２つの固定シリンドリカルレンズからなる整形光学系（２１，２２）を照明光学装置の光路中に２つ設け、第１整形光学系２１を光軸ＡＸ廻りに回転可能に構成し、第２整形光学系２２を光路に対して挿脱可能に構成している。したがって、２つのシリンドリカルズームレンズを用いる従来技術に比してビームサイズの可変能力は小さく、エキシマレーザ光源から供給される任意サイズの平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形することはできないが、ビームサイズの全く異なる少なくとも２つのタイプ（理論的には最大で４つのタイプ）のエキシマレーザ光源から供給される平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形することは可能である。また、２つの整形光学系（２１，２２）を構成するために必要なレンズ枚数が４枚であり、２つのシリンドリカルズームレンズを用いる従来技術に比して少ないので、光量損失が比較的小さく且つ製造コストが比較的小さくなるという利点がある。
【００３５】
以上のように、本実施形態の照明光学装置では、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、エキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導くことができる。また、本実施形態の露光装置では、比較的簡素で光量損失および製造コストの小さい構成に基づいて、エキシマレーザ光源から供給される矩形状の平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導く照明光学装置を用いているので、所望の照明に基づいて良好な露光を行うことができる。
【００３６】
なお、上述の実施形態では、第１整形光学系２１を光軸ＡＸ廻りに回転可能に構成し、第２整形光学系２２を光路に対して挿脱可能に構成している。しかしながら、本発明では、２つの整形光学系のうち、少なくとも一方が光軸を中心として回転可能に構成されていることが必要条件である。そして、ビームサイズの可変能力を高めるには、双方の整形光学系が光軸を中心として回転可能に構成されていること、少なくとも一方が光路に対して挿脱自在に構成されていることが好ましい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、第１整形光学系２１が拡大倍率を有し、第２整形光学系２２が縮小倍率を有する。しかしながら、これに限定されることなく、各整形光学系の倍率の大きさについては様々な変形例が可能である。ただし、第１整形光学系２１が拡大倍率を有し、第２整形光学系２２が縮小倍率を有する本実施形態の場合には、図３の変形例に示すように、第１整形光学系２１を光源１と第１リレー光学系３との間の光路中に配置し、第２整形光学系２２を第１リレー光学系３と第２リレー光学系４との間の光路中に配置することが好ましい。この構成により、第１リレー光学系３を通過する光束のエネルギ密度を緩和して第１リレー光学系３中の光学部材のレーザ照射による損傷を抑えることができる。なお、２つの整形光学系がともに拡大倍率を有する場合には、図１に示すように２つの整形光学系を分離することなく、光源１と第１リレー光学系３との間の光路中に整形部として配置することが好ましい。
【００３８】
また、上述の実施形態では、光源１と露光装置本体５の入口５ａとの間の光路中に２つのリレー光学系（３，４）を配置しているが、これに限定されることなく、これらのリレー光学系（３，４）の配置を省略することもできる。ただし、光源１から射出される光束の光軸に対する角度や反射部材Ｍ１〜Ｍ３の反射面の向きなどが経時的に変動する場合があるので、光源１と露光装置本体５の入口５ａとの間の光路中に少なくとも１つのリレー光学系を設けて光源１と露光装置本体５の入口５ａとを光学的にほぼ共役に配置することが好ましい。この構成により、光源１からの射出光束の角度や反射面の向きなどが経時的に変動しても、リレー光学系の作用により、露光装置本体５の入口５ａに達する平行光束の中心位置と入口５ａの中心位置とを常にほぼ一致させることができる。
【００３９】
上述の実施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）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用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、上述の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４のフローチャートを参照して説明する。
【００４０】
先ず、図４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、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク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。
【００４１】
また、上述の実施形態の露光装置では、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５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５において、パターン形成工程４０１では、上述の実施形態の露光装置を用いてマスク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４０２へ移行する。
【００４２】
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。
【００４３】
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。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。
【００４４】
なお、上述の実施形態では、光源としてＫｒＦエキシマレーザ光源やＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、平行光束を供給する他の適当な光源に対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、光源から供給される平行光束を所望の断面寸法の平行光束に整形して露光装置本体の入口まで導く照明光学装置を例にとって本発明を説明したが、光源から射出されたほぼ平行光束を所望の断面形状に整形して所定面まで導く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。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す整形部の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】変形例にかかる照明光学装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】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５】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】
【００４６】
１  光源
２  整形部
２１  第１整形光学系
２２  第２整形光学系
３  第１リレー光学系
４  第２リレー光学系
５  露光装置本体
５ａ  露光装置本体の入口
５ｂ  照明光学系
Ｍ１〜Ｍ３  反射部材
Ｍ  マスク
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
【図１】
2005150542.tif 000003
【図２】
2005150542.tif 000004
【図３】
2005150542.tif 000005
【図４】
2005150542.tif 000006
【図５】
2005150542.tif 000007