(57)【要約】本発明は、光源にＥＵＶ光を用いた場合においても光量ロスの少ない照明光学系等を提供することを目的とする。本発明の照明光学系は、極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする。
2004068564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、
前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなる
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の照明光学系において、
前記光源部は、
レーザプラズマ光源と、
前記レーザプラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、
前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁と
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項３】
請求項１に記載の照明光学系において、
前記光源部は、
放電プラズマ光源を備えている
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項４】
請求項３に記載の照明光学系において、
前記光源部は、
前記放電プラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、
前記コレクタミラーによる極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁と
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項５】
請求項４に記載の照明光学系において、
前記コレクタミラーは、
入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなる
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記コリメータミラーは、
互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラーを、その広がり部を射出側に向けた状態で光軸の周りに配置してなる
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項７】
請求項６に記載の照明光学系において、
前記複数のスカート状の単位ミラーの反射面は、
円錐の部分側面の形状をしている
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項８】
請求項６に記載の照明光学系において、
前記単位ミラーのうち最外周側に配置される前記単位ミラーの反射面は、
放物面の形状をしており、
それ以外の前記単位ミラーの反射面は、
円錐の部分側面の形状をしている
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記コリメータミラーと前記フライアイミラーとの間に、
複数の中空管を並列配置してなるキャピラリーアレイが配置される
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明光学系において、
前記キャピラリーアレイを冷却する冷却機構が備えられる
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記フライアイミラーは、
互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した入射端と、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した出射端とを、それら各単位ミラーに対する入射光の斜入射角度が全反射角度となるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置してなる
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明光学系において、
前記入射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、
それぞれウォルターＩ型の形状をしている
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１３】
請求項１１に記載の照明光学系において、
前記入射端及び前記出射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、
それぞれ放物面の形状をしている
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１４】
請求項１１〜請求項１３の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記入射端を構成する前記複数の単位ミラーは、
各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置され、
前記出射端を構成する前記複数の単位ミラーは、
各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置される
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記コンデンサミラーは、
複数の単位ミラーを直列配置してなり、かつそのうち少なくとも１つの反射面がトロイダル非球面である
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５の何れか一項に記載の照明光学系において、
前記光源部が射出する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、
前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各単位ミラーの反射面は、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項１７】
反射型の投影光学系と、
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の照明光学系と
を備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の照明光学系を用いてレチクルを照明する照明工程と、
前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含む
ことを特徴とする露光方法。
【請求項１９】
極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、
前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、
前記照明光学系を構成する全ての前記反射部材は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の照明装置において、
前記複数の反射部材は、多数の反射素子を有するアレイ状ミラーを少なくとも含み、
前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の照明装置において、
前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、メリジオナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーをそれぞれ有することを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求項１９に記載の照明装置において、
前記複数の反射部材は、多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、
前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２３】
極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、
前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、
前記複数の反射部材は、多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、
前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２４】
請求項２２または請求項２３に記載の照明装置において、
前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、メリジオナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の照明装置において、
前記第１のアレイ状ミラー及び前記第２のアレイ状ミラーを経由した光は、前記第２のアレイ状ミラー、前記第２のアレイ状ミラーの近傍、または前記第２のアレイ状ミラーの射出側に２次光源としての多数の集光点を形成する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２６】
請求項２２〜請求項２４の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第１の反射素子と第２の反射素子とのうちの少なくとも一方は方物面状の反射面を含む
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２７】
請求項２２〜請求項２６の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子は、前記第１のアレイ状ミラーに入射する入射光路に対して所定の角度で傾斜する第１の基準面にて稠密に配置され、
前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、前記第２のアレイ状ミラーに入射する入射光路を所定の角度で傾斜する第２の基準面にて稠密に配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２８】
請求項２２〜請求項２６の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子は、前記多数の第１の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度β１で傾斜する第１の基準面にて稠密に配置され、
前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、前記多数の第１の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度β２で傾斜する第２の基準面にて稠密に配置され、
前記所定の角度β１及び前記所定の角度β２は、
０°＜β１≦２０°、０°＜β２≦２０°を満たす
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２９】
請求項１９〜請求項２８の何れか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置により照明された前記被照明物体としてのレチクルのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを有する
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項３０】
請求項１９〜請求項２８の何れか一項に記載の照明装置を用いて前記被照明物体としてのレチクルを照明する照明工程と、
前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含む
ことを特徴とする露光方法。
【請求項３１】
極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、
前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の反射部材のみを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含む
ことを特徴とする露光方法。
【請求項３２】
極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、
前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含む
ことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、投影露光装置に搭載される照明光学系や照明装置に関し、特に、極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ光：以下、ＥＵＶ光という。）に適した照明光学系や照明装置に関する。また、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いた投影露光装置に関する。また、本発明は、これらの照明光学系や照明装置を用いて良好なるマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造するための露光方法に関する。
【背景技術】  投影露光装置は、半導体の集積密度を向上させるため、露光波長が短波長化される傾向にある。
それに適用される光源としては、水銀のｉ線（波長３６５．０１５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）などが挙げられる。さらには、ＥＵＶ光、特に波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光を光源として用いることも検討されている。
仮に、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光を用いる場合、光学系を反射型に構成する必要が生じる（たとえば、特開２０００−３４９００９号公報に記載された照明光学系など。）。
しかしながら、特開２０００−３４９００９号公報に記載された照明光学系であっても、ＥＵＶ光、特に波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光を十分な反射率で反射させることはできないので、光量ロスが大きい。
なお、各反射面に多層膜を用いることで或る程度の改善が図られるが、それでもこの照明光学系では各反射面につき７０％程度しか反射率が得られないので、不十分である。
また、照明光学系中に配置されたフライアイミラーにおける光量ロスも多くフライアイミラーそのものにて大幅な改善が求められている。
【発明の開示】
そこで本発明は、光源にＥＵＶ光を用いた場合においても光量ロスの少ない照明光学系及び照明装置を提供することを提供することを目的とする。
また、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いることによって高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上記照明光学系及び照明装置を用いることによって良好なるマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造し得る露光方法を提供することを目的とする。
本発明の照明光学系は、極端紫外光を射出する光源部、コリメータミラー、フライアイミラー、及びコンデンサミラーを順に配置し、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各々は、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなることを特徴とする。
好ましくは、前記光源部は、レーザプラズマ光源と、前記レーザプラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁とを備える。
また、好ましくは、前記光源部は、放電プラズマ光源を備えている。
さらに、好ましくは、前記光源部は、前記放電プラズマ光源から出射された極端紫外光を集光するコレクタミラーと、前記コレクタミラーによる前記極端紫外光の集光点近傍に配置された飛散物遮断用の隔壁とを備える。
さらに、好ましくは、前記コレクタミラーは、入射光の斜入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の単位ミラーからなる。
さらに、好ましくは、前記コリメータミラーは、互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラーを、その広がり部を射出側に向けた状態で光軸の周りに配置してなる。
さらに、好ましくは、前記複数のスカート状の単位ミラーの反射面は、円錐の部分側面の形状をしている。
また、好ましくは、前記単位ミラーのうち最外周側に配置される前記単位ミラーの反射面は、放物面の形状をしており、それ以外の前記単位ミラーの反射面は、円錐の部分側面の形状をしている。
さらに、好ましくは、前記コリメータミラーと前記フライアイミラーとの間に、複数の中空管を並列配置してなるキャピラリーアレイが配置される。
さらに、好ましくは、前記キャピラリーアレイを冷却する冷却機構が備えられる。
さらに、好ましくは、前記フライアイミラーは、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した入射端と、互いに同姿勢の複数の単位ミラーを並列配置した出射端とを、それら各単位ミラーに対する入射光の斜入射角度が全反射角度となるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置してなる。
さらに、好ましくは、前記入射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、それぞれウォルターＩ型の形状をしている。
さらに、好ましくは、前記入射端及び前記出射端に配置される前記複数の単位ミラーの反射面は、それぞれ放物面の形状をしている。
さらに、好ましくは、前記入射端を構成する前記複数の単位ミラーは、各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置され、前記出射端を構成する前記複数の単位ミラーは、各単位ミラー間の反射光のケラレが低減されるよう、それら単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な距離ずつずらして配置される。
さらに、好ましくは、前記コンデンサミラーは、複数の単位ミラーを直列配置してなり、かつそのうち少なくとも１つの反射面がトロイダル非球面である。
さらに、好ましくは、前記光源部が射出する前記極端紫外光は、波長５０ｎｍ以下の極端紫外光であり、前記コリメータミラー、フライアイミラー、コンデンサミラーの各単位ミラーの反射面は、Ｒｕ又はＭｏの材料からなり、かつ前記斜入射角度が１５°以下となる姿勢で配置される。
本発明の投影露光装置は、反射型の投影光学系と、本発明の何れかの照明光学系とを備えたことを特徴とする。
本発明の露光方法は、本発明の何れかの照明光学系を用いてレチクルを照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とする。
本発明の照明装置は、極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記照明光学系を構成する全ての前記反射部材は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置されることを特徴とする。
好ましくは、前記複数の反射部材は、多数の反射素子を有するアレイ状ミラーを少なくとも含み、前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置される。
さらに好ましくは、前記アレイ状ミラーにおける多数の反射素子は、メリジオナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーをそれぞれ有する。
さらに好ましくは、前記複数の反射部材は、多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置される。
また、本発明の照明装置は、極端紫外光を供給する光源部、及び該光源部からの光を被照明物体に導く照明光学系を有し、前記照明光学系は、前記極端紫外光を反射させる複数の反射部材を含み、前記複数の反射部材は、多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを少なくとも含み、前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢でそれぞれ配置されることを特徴とする。
好ましくは、前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子及び前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、メリジオナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する。
さらに好ましくは、前記第１のアレイ状ミラー及び前記第２のアレイ状ミラーを経由した光は、前記第２のアレイ状ミラー、前記第２のアレイ状ミラーの近傍、または前記第２のアレイ状ミラーの射出側に２次光源としての多数の集光点を形成する。
さらに好ましくは、前記第１の反射素子と第２の反射素子とのうちの少なくとも一方は方物面状の反射面を含む。
さらに好ましくは、前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子は、前記第１のアレイ状ミラーに入射する入射光路に対して所定の角度で傾斜する第１の基準面にて稠密に配置され、前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、前記第２のアレイ状ミラーに入射する入射光路を所定の角度で傾斜する第２の基準面にて稠密に配置されることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記第１のアレイ状ミラーにおける多数の第１の反射素子は、前記多数の第１の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度β１で傾斜する第１の基準面にて稠密に配置され、前記第２のアレイ状ミラーにおける多数の第２の反射素子は、前記多数の第１の反射素子の各々に入射する光の中心光に対して所定の角度β２で傾斜する第２の基準面にて稠密に配置され、前記所定の角度β１及び前記所定の角度β２は、０°＜β１≦２０°、０°＜β２≦２０°を満たす。
本発明の投影露光装置は、本発明の何れかの照明装置と、前記照明装置により照明された前記被照明物体としてのレチクルのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする。
本発明の露光方法は、本発明の何れかの照明装置を用いて前記被照明物体としてのレチクルを照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する露光工程とを含むことを特徴とする。
本発明の露光方法は、極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された複数の反射部材のみを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含むことを特徴とする。
本発明の露光方法は、極端紫外光を供給する工程と、該極端紫外光でレチクルを照明する工程と、前記レチクルのパターンを感光性基板に露光する工程とを含み、前記照明工程は、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第１の反射素子を有する第１のアレイ状ミラーと、入射光の入射角度が全反射角度となる姿勢で配置された多数の第２の反射素子を有する第２のアレイ状ミラーとを用いて前記極端紫外光を被照明物体へ導く工程を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１実施の形態の照明光学系の概略構成図である。
図２は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の斜入射角度と反射率との関係（Ｍｏについて）を示す図である。
図３は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の斜入射角度と反射率との関係（Ｒｕについて）を示す図である。
図４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の斜入射角度と反射率との関係（ＭｏＳｉ２について）を示す図である。
図５は、第１実施の形態のコリメータミラー１２を説明する図である。
図６は、第１実施の形態のコリメータミラー１２’を説明する図である。
図７は、（ａ）は第１実施の形態のフライアイミラー１３の入射端１３ｉｎを示す図であり、（ｂ）は第１実施の形態のフライアイミラー１３の出射端１３ｏｕｔを示す図である。
図８は、第１実施の形態のフライアイミラー１３の入射端１３ｉｎに配置された単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
図９は、第２実施の形態のコリメータミラー１２”を説明する図である。
図１０は、キャピラリーアレイ１２Ｂを説明する図である。
図１１は、第３実施の形態のフライアイミラー１３’の入射端１３’ｉｎに配置された単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
図１２は、第４実施の形態のフライアイミラー１３”の入射端１３”ｉｎに配置された単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・、及び出射端１３”ｏｕｔに配置された単位ミラー１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
図１３は、第５実施の形態の光源部２１、及びその周辺の概略構成を示す図である。
図１４は、第６実施の形態の光源部３１、及びその周辺の概略構成を示す図である。
図１５は、第６実施の形態のコレクタミラー３１ｃを説明する図（透視図）である。
図１６は、第７実施の形態のフライアイミラー３３の各単位ミラーの配置関係を説明する図である。
図１７は、第８実施の形態の投影露光装置の構成図である。
図１８は、第１実施例のコリメータミラー１２’の構成を示す断面図である。
図１９は、第１実施例のフライアイミラー１３の構成を示す光路図である。
図２０は、第１実施例のコンデンサミラー１４の構成を示す光路図である。
図２１は、第２実施例のコリメータミラー１２”の各反射面の位置関係を示す図である。
図２２は、第３実施例のフライアイミラー１３’の入射端１３’ｉｎに配置された単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
図２３は、第４実施例のフライアイミラー１３”の入射端１３”ｉｎ及び出射端１３”ｏｕｔに配置された単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・，１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
図２４は、第５実施例のフライアイミラー３３の光路図である。
図２５は、第５実施例のコンデンサミラー１４の構成を示す光路図である。
図２６は、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２７は、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。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施の形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８に基づいて本発明の第１実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。
図１は、本実施の形態の照明光学系の概略構成図である。なお、図１において符号１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１３’，１３”が付与されたのは、後述する実施の形態の構成要素なのでここでは説明しない。
この照明光学系は、主に反射型の投影光学系を備えた投影露光装置に適用され、その投影露光装置のレチクル面Ｒをケーラー照明するものである。
この照明光学系の光源部１１は、ＥＵＶ光（以下、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光とする。）を射出する光源部である。
この光源部１１には、効率のよいＸｅをターゲットとして用いたレーザプラズマ光源、又は、放電プラズマ光源などが適用可能である。
特に、放電プラズマ光源は、エネルギー効率が比較的高いので、高いスループットを実現する上で有利である。
照明光学系には、この光源部１１の射出側に、コリメータミラー１２、フライアイミラー１３、及びコンデンサミラー１４が順に配置される。
コリメータミラー１２は、複数の単位ミラー１２−１，１２−２，・・・を入射光束に対し並列配置している。
フライアイミラー１３は、複数の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・を並列配置した入射端１３ｉｎ、複数の単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・を並列配置した出射端１３ｏｕｔを有する。
コンデンサミラー１４は、複数の単位ミラー１４−１，１４−２，・・・を入射光束に対し直列配置している。
ここで、並列配置とは、入射光束のうち互いに異なる部分光束に対し個別に作用する配置であり、また、直列配置とは、入射光束の全体に対し順に作用する配置である。
そして、これらの単位ミラー１２−１，１２−２，・・・，１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・，１４−１，１４−２，・・・の姿勢は、それらの反射面に対する入射光（ここでは、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）の斜入射角度（反射面とのなす角度）がそれぞれ全反射角度となるよう設定される。
なお、理想的な全反射は反射率１００％の反射であるが、実際には若干の光量ロスは許容せざるを得ないので、本明細書では、文言「全反射」を、「反射率８０％以上の反射」とし、入射光が全反射する斜入射角度を特に、「全反射角度」という。
また、これらの単位ミラー１２−１，１２−２，・・・，１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・，１４−１，１４−２，・・・の反射面には、それぞれＭｏ又はＲｕの材料が使用される。
図２、図３、図４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の斜入射角度と反射率との関係を示す図である。
図２に示すのはＭｏの反射率、図３に示すのはＲｕの反射率、図４に示すのはＭｏＳｉ２の反射率である。
これらは何れも反射面に使用される代表的な材料であるが、何れも、入射光の斜入射角度が小さいほど反射率が高くなる。
図２、図３、図４によると、Ｍｏの全反射角度は約１５°以下、Ｒｕの全反射角度は約１５°以下、ＭｏＳｉ２の全反射角度は約１０°以下である。
特に、反射率が９０％以上得られる全反射角度は、Ｍｏについては約１０°以下、Ｒｕについては約８°以下、ＭｏＳｉ２については約５°以下である。
つまり、Ｍｏ又はＲｕの材料を使用した場合の全反射角度は、ＭｏＳｉ２の材料を使用した場合の全反射角度と比較すると大きい。
本実施の形態では、単位ミラー１２−１，１２−２，・・・，１３ｉｎ−１，１３−ｉｎ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・，１４−１，１４−２，・・・の反射面にそれぞれＭｏ又はＲｕの材料が使用されるので、全反射角度は比較的大きい１５°以下となる。
したがって、各反射面の配置設計の自由度は、他の材料を使用した場合よりも高くなる。
但し、ｓｐ偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、各反射面の一部又は全部にＭｏＳｉ２の材料を用いればよい。
図５は、本実施の形態のコリメータミラー１２を説明する図である。
図５（ａ）は光軸Ｚを含む平面でコリメータミラー１２を切断した断面図、図５（ｂ）はコリメータミラー１２の斜視図である。
図５（ａ）に示すように、コリメータミラー１２は、互いに径及び広がり角度の異なる複数のスカート状の単位ミラー１２−１，１２−２，・・・を、その裾部（広がり部）を射出側に向けた状態で光軸Ｚの周りに配置している（図では、単位ミラーの数を３とした。）。
単位ミラー１２−１，１２−２，・・・は、それぞれ内側に反射面を有している。
入射光束を平行光束に変換するに当たり、周辺光線を偏向する単位ミラー（つまり径が大きく外側に配置された単位ミラー）ほど、その広がり角度が大きく採られる。
また、単位ミラー１２−１，１２−２，・・・の反射面は、図５（ａ）（ｂ）にも示すように、それぞれ円錐の部分側面の形状とされる。
このような単位ミラー１２−１，１２−２，・・・からなるコリメータミラー１２は、光源部１１から互いに異なる射出角度で射出した光線を個別に平行光束に変換する。
ここで、このコリメータミラー１２においては、上述したように単位ミラー１２−１，１２−２，・・・の反射面に対する入射光の斜入射角度θ（図５（ａ）参照）が、それぞれ全反射角度（ここでは１５°以下）に抑えられなければならない。
しかし、この構成では、コリメータミラー１２における全ての入射光の斜入射角度を全反射角度（ここでは１５°以下）にすることはできない可能性がある。特に、径の大きい単位ミラー（外側に配置された単位ミラー）に対する入射光の斜入射角度が全反射角度（ここでは１５°以下）よりも大きくなる可能性がある。
その場合、コリメータミラー１２を図６に示すコリメータミラー１２’のように変形するとよい。
図６は、コリメータミラー１２’を説明する図である。
図６（ａ）は光軸Ｚを含む平面でコリメータミラー１２’を切断した断面図、図６（ｂ）はコリメータミラー１２’の斜視図である。
コリメータミラー１２’の最外周に配置された単位ミラー１２−１は、複数の単位ミラー１２−１−１，１２−１−２，・・・を直列配置している（図６では、直列配置される単位ミラーの数を３とした。）。
単位ミラー１２−１−１，１２−１−２，・・・のそれぞれは、図５に示したコリメータミラー１２の単位ミラー１２−１と同様、スカート状をしており、その反射面が円錐の部分側面の形状をしている。
単位ミラー１２−１−１，１２−１−２，１２−１−３，・・・は、光源部１１側からの入射光を順に反射することにより、その入射光を光軸Ｚに平行な光線に変換して射出する。
なお、最外周以外の単位ミラー１２−２，１２−３，・・・のそれぞれについても同様に、複数の単位ミラーを直列配置させてもよい（１２−２−１，１２−２−２，１２−２−３，１２−３−１，１２−３−２，１２−３−３）。
次に、フライアイミラー１３（図１参照）について説明する。
上述したようにこのフライアイミラー１３の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・の姿勢は、それぞれ入射光の斜入射角度が全反射角度（ここでは１５°以下）となるよう設定される。
このため、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎと出射端１３ｏｕｔとは、それら各単位ミラーによる反射光の進行方向に十分な間隔をおいて配置される。
図７は、フライアイミラー１３を説明する図である。
図７（ａ）にはフライアイミラー１３の入射端１３ｉｎ、図７（ｂ）にはフライアイミラー１３の出射端１３ｏｕｔを示した。なお、図７（ａ）はコリメータミラー１２の側から見た様子であり、図７（ｂ）はコンデンサミラー１４の側から見た様子である。
図８は、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎに配置される単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面は、出射端１３ｏｕｔに配置される単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・上にそれぞれ二次光源を収差無く形成するため、それぞれ部分放物面の形状をしている。
また、単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・の反射面の外形は、投影露光装置の露光領域と相似形をしている。ここでは、露光領域が円弧フィールドであるとする。
次に、コンデンサミラー１４（図１参照）について説明する。
コンデンサミラー１４は、出射端１３ｏｕｔから射出する光束を、単位ミラー１４−１，１４−２，・・・にて順に反射し、出射端１３ｏｕｔに形成された二次光源群をレチクル面Ｒ上の円弧フィールドに重畳して投影する。
これら単位ミラー１４−１，１４−２，・・・の少なくとも１つの反射面の形状は、後述する式（１）により定義される「トロイダル非球面」である。
以上説明した光源部１１、コリメータミラー１２（又は１２’）、フライアイミラー１３、コンデンサミラー１４からなる本実施の形態の照明光学系は、各ミラーを複数の単位ミラーにより構成すると共に、全ての反射面の全反射作用を利用しているので、ＥＵＶ光の光量ロスは少なく抑えられる。
このような照明光学系によれば、レチクル面Ｒは十分な光量のＥＵＶ光により照明される。
また、本実施の形態の照明光学系では、各反射面に対する斜入射角度を積極的に全反射角度（ここでは１５°）としているので、それら各反射面に多層膜を形成する必要は無い。
また、本実施の形態の照明光学系では、コリメータミラー１２の単位ミラー１２−１，１２−２，・・・の反射面を比較的単純な円錐の部分側面の形状としているが、円錐の部分側面は、発散する光束を平行光束に変換するための理想的形状である部分放物面（放物面の一部の面）に似ているだけでなく、その部分放物面よりも単純な曲面である。
よって、単位ミラー１２−１，１２−２，・・・は、所望の機能を果たしながら薄化可能である。
単位ミラー１２−１，１２−２，・・・が薄化されれば、コリメータミラー１２の入射端における光線のケラレが低減されるので、光量ロスは、さらに低減される。
また、図６に示したコリメータミラー１２’が適用されれば、そのコリメータミラー１２’において互いに直列に配置された単位ミラー１２−１−１，１２−１−２，・・・のそれぞれに割り当てられる光線の偏向角度が、直列に配置される単位ミラーが単一であるとき（図５参照）よりも小さいので、入射光の斜入射角度をそれぞれ全反射角度（ここでは１５°以下）とし、光量ロスを確実に抑えることができる。
このコリメータミラー１２’においては、直列に配置される単位ミラーの数を多くした分だけ、各反射の斜入射角度を小さくする（例えば６°程度。その場合の反射率は９０％以上）ことができる。このようにすれば、より高い反射率で全反射することが可能である。
また、フライアイミラー１３においては、単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・の姿勢をそれぞれそれらの反射面に対する入射光の斜入射角度がさらに小さくなるよう（例えば６°程度。その場合の反射率は９０％以上）設定すれば、光量ロスをさらに抑えることができる。
また、コンデンサミラー１４の単位ミラー１４−１，１４−２，・・・の反射面には、「トロイダル非球面」（式（１）参照）が用いられるので、このコンデンサミラー１４にて不可避的に発生する非点収差は、効率的に除去される。
また、コンデンサミラー１４においては、単位ミラー１４−１，１４−２，・・・の姿勢をそれぞれそれらの反射面に対する入射光の斜入射角度がさらに小さくなるよう（例えば６°程度。その場合の反射率は９０％以上）設定すれば、光量ロスをさらに抑えることができる。
なお、以上の説明では、反射面に対する入射光の斜入射角度をなるべく小さくすることが望ましいとしたが、互いに直列配置される単位ミラーの数をそのために増加する場合、反射回数の増加による光量ロスの増加を考慮し、複数の単位ミラーの全体における光量ロスが低減されるように設計がなされる必要がある。
［第２実施の形態］
図１、図９、図１０に基づいて本発明の第２実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。
ここでは、第１実施の形態の照明光学系との相違点についてのみ説明する。相違点は、図１に示すコリメータミラー１２（又は１２’）に代えてコリメータミラー１２”が適用され、また、キャピラリーアレイ１２Ｂ、冷却装置１２Ｃが付加される点にある。
図９は、本実施の形態のコリメータミラー１２”を説明する図である。
図９（ａ）は光軸Ｚを含む平面でコリメータミラー１２”を切断した断面図、図９（ｂ）はコリメータミラー１２”の斜視図である。
図９（ａ）に示すように、コリメータミラー１２”は、コリメータミラー１２’の外周側に、内側が反射面となったスカート状の単位ミラー１２Ａを配置したものである。
この単位ミラー１２Ａの反射面の形状は、光軸Ｚ上に中心線を有し、かつ光源部１１の位置に焦点を有する放物面の一部（部分放物面）である。
この単位ミラー１２Ａの反射面にも、Ｍｏ又はＲｕの材料が使用される。但し、ｓｐ偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面にＭｏＳｉ２の材料が用いられる。
また、単位ミラー１２Ａの反射面に対する入射光（ここでは、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）の斜入射角度は、全反射角度（ここでは１５°以下、但しＭｏＳｉ２使用の場合１０°以下）である。
次に、キャピラリーアレイ１２Ｂについて説明する。
キャピラリーアレイ１２Ｂは、コリメータミラー１２”の射出側に配置される。
また、キャピラリーアレイ１２Ｂは、冷却装置１２Ｃによって冷却される。
図１０は、キャピラリーアレイ１２Ｂを説明する図である。
図１０（ａ）は、光軸Ｚを含む平面でキャピラリーアレイ１２Ｂを切断した断面図、図１０（ｂ）はキャピラリーアレイ１２Ｂの斜視図である。
図１０（ａ）（ｂ）に示すとおり、キャピラリーアレイ１２Ｂは、複数の中空型ガラス管１２Ｂ−１，１２Ｂ−２，・・・を並列配置している。
中空型ガラス管１２Ｂ−１，１２Ｂ−２，・・・は、キャピラリーアレイ１２Ｂの入射端１２Ｂｉｎと出射端１２Ｂｏｕｔが互いに同大の円状となるよう束ねられている。
以上の如く、図９に示す実施の形態のコリメータミラー１２”は、高い開口数（大きな発散角）を持つ光を光量損失を招くことなく高効率でコリメート光に変換するために、高い開口数（大きな発散角）を持つ光線を反射させる高開口数用の反射部（外側単位ミラー：１２Ａ）と、高い開口数（大きな発散角）よりも小さい開口数（大きな発散角）を持つ光線を反射させる非高開口数用の反射部（内側単位ミラー：１２Ａ−１，１２Ａ−２，・・・）とを有している。
以上、本実施の形態の照明光学系においては、コリメータミラー１２”の外周側に配置された単位ミラー１２Ａの反射面が部分放物面の形状をしている。
放物面は、発散する光束を平行光束に変換するための理想的形状であるので、この単位ミラー１２Ａによれば、光源部１１から射出する周辺光束（発散角度の大きい光束）が確実に平行光束化される。
したがって、ＥＵＶ光の光量ロスは、より少なく抑えられる。
なお、放物面を採用したため単位ミラー１２Ａはその薄化が困難だが、その配置箇所が最外周なので、薄化する必要性は低く、問題は無い。
また、特に、光源部１１に放電プラズマ光源を適用したときにこのコリメータミラー１２”を併用すれば、その光源部１１からの射出光束が効率よく平行光束化される。
なお、以上の実施の形態では、コリメータミラー１２”の外周の単位ミラー１２Ａの反射面を方物面形状としているが、本発明ではこの形状に限ることなく例えばウオルターＩ型のミラー（方物面状の反射面と双曲面状の反射面とを組み合わせたミラー）で構成できることは言うまでもない。
また、本実施の形態の照明光学系には、キャピラリーアレイ１２Ｂが配置されたので、コリメータミラー１２”からの射出光束に含まれる非平行な光線（コリメータミラー１２”において平行化され損なったものである。）は除去される。
また、キャピラリーアレイ１２Ｂは、その射出光束に含まれる飛散物（光源部１１において発生したものである。）をも除去する。
また、そのキャピラリーアレイ１２Ｂは冷却装置１２Ｃにより冷却されるので、それらの除去の効果が最大限得られる。
なお、本実施の形態の照明光学系には、コリメータミラー１２”とキャピラリーアレイ１２Ｂと冷却装置１２Ｃとが組み合わされているが、本実施の形態の照明光学系においてキャピラリーアレイ１２Ｂと冷却装置１２Ｃとを省略した照明光学系や、本実施の形態の照明光学系において冷却装置１２Ｃを省略した照明光学系も実現可能である。
また、第１実施の形態の照明光学系においてキャピラリーアレイ１２Ｂと冷却装置１２Ｃとを適用した照明光学系や、第１実施の形態においてキャピラリーアレイ１２Ｂを適用した照明光学系も実現可能である。
［第３実施の形態］
図１、図１１に基づいて本発明の第３実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。
ここでは、第１実施の形態又は第２実施の形態の照明光学系との相違点についてのみ説明する。相違点は、図１に示すフライアイミラー１３に代えてフライアイミラー１３’が適用される点にある。
図１１は、本実施の形態のフライアイミラー１３’の入射端１３’ｉｎに配置される単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
これらの反射面は、それぞれウォルターＩ型の形状をしている。
ウォルターＩ型の形状は、部分放物面である第１面と、部分双曲面である第２面とからなる。
放物面と双曲面の中心線は同一直線上にあり、双曲面の２つの焦点Ｆ１、Ｆ２のうち一方の焦点Ｆ２に放物面の焦点が一致している。
第１面と第２面とは、放物面と双曲面とのそれぞれを両者の交線近傍で部分的に切り取ってできる面である。
このような単位ミラー１３’ｉｎ−ｉは、前記中心線が光軸Ｚに平行となる姿勢で配置される。
この単位ミラー１３’ｉｎ−ｉによる光束の集光位置は、焦点Ｆ２となる。
この焦点Ｆ２に、その単位ミラー１３’ｉｎ−ｉに対応する単位ミラー１３’ｏｕｔ−ｉ（出射端１３’ｏｕｔに配置される単位ミラーである。）が配置される。
なお、これらの単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・，１３’ｏｕｔ−１，１３’ｏｕｔ−２，・・・の反射面にも、それぞれＭｏ又はＲｕの材料が使用される。但し、ｓｐ偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面にＭｏＳｉ２の材料が用いられる。
また、これら単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・，１３’ｏｕｔ−１，１３’ｏｕｔ−２，・・・の反射面に対する入射光（ここでは、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）の斜入射角度は、それぞれ全反射角度（ここでは１５°以下、但しＭｏＳｉ２使用の場合１０°以下）である。
以上、本実施の形態の照明光学系においては、フライアイミラー１３’の入射端１３’ｉｎの各反射面がそれぞれウォルターＩ型の形状をしているので、アッベの正弦条件を満たすことができ、それら反射面の外形を露光領域の正確な相似形（ここでは円弧フィールド）にすることができる。
その結果、ＥＵＶ光が必要な領域に無駄なく導光されるので、光量ロスがさらに抑えられる。
［第４実施の形態］
図１、図１２に基づいて本発明の第４実施の形態について説明する。本実施の形態は照明光学系の実施の形態である。
ここでは、第１実施の形態、第２実施の形態、第３実施の形態の何れかとの相違点についてのみ説明する。相違点は、図１に示すフライアイミラー１３（又は１３’）に代えてフライアイミラー１３”が適用される点にある。
図１２は、本実施の形態のフライアイミラー１３”の入射端１３”ｉｎに配置される単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・、及び出射端１３”ｏｕｔに配置される単位ミラー１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
単位ミラー１３”ｉｎ−ｉの反射面は、部分放物面の形状をしている。
単位ミラー１３”ｏｕｔ−ｉの反射面も、部分放物面の形状をしている。
前者の放物面と後者の放物面とは、形状及び中心線及び焦点Ｆが互いに一致しており、頂点の方向のみが互いに反対である。
なお、必要に応じて前者と後者との放物面の焦点を僅かにずらしてもよい。
単位ミラー１３”ｉｎ−ｉの反射面と単位ミラー１３”ｏｕｔ−ｉの反射面とは、それら２つの放物面のそれぞれを焦点Ｆに関し互いに対称な部分を切り取ってできる。
このような単位ミラー１３”ｉｎ−ｉと単位ミラー１３”ｏｕｔ−ｉとは、前記中心線が光軸Ｚに平行となる姿勢で配置される。
単位ミラー１３”ｉｎ−ｉに入射した光束は、焦点Ｆにおいて一旦集光し、その後、発散しつつ単位ミラー１３”ｏｕｔ−ｉに入射する。
また、これらの単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・，１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・反射面にも、それぞれＭｏ又はＲｕの材料が使用される。但し、ｓｐ偏光間の反射率の違いによる強度差が問題となるような場合には、反射面にＭｏＳｉ２の材料が用いられる。
なお、これら単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・，１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２の反射面に対する入射光（ここでは、波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）の斜入射角度は、それぞれ全反射角度（ここでは１５°以下、但しＭｏＳｉ２使用の場合１０°以下）である。
以上、本実施の形態の照明光学系においては、フライアイミラー１３”の入射端１３”ｉｎ及び出射端１３”ｏｕｔの各反射面がそれぞれ放物面の形状をしているので、アッベの正弦条件を満たすことができ、それら反射面の外形を露光領域の正確な相似形（ここでは円弧フィールド）にすることができる。
その結果、ＥＵＶ光が必要な領域に無駄なく導光されるので、光量ロスがさらに抑えられる。
なお、本実施の形態のフライアイミラー１３”においては、単位ミラー１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の配置位置が光束の集光位置からずれているので、それら単位ミラー１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面のダメージは軽い。
［第５実施の形態］
図１３に基づいて本発明の第５実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別の光源部の実施の形態である。
図１３は、本実施の形態の光源部２１、及びその周辺の概略構成を示す図である。
光源部２１を含む照明光学系の周辺の空気は、真空チャンバー２１ｅ及び排気管２１ｆ及び真空ポンプ２１ｇによって排気されている（なお、上記各実施の形態の各照明光学系も同様に排気されているが、説明を省略した。）。
本実施の形態の光源部２１には、ＥＵＶ光を出射するレーザプラズマ光源が適用されている。
この光源部２１には、レーザ光源２１ａ、レーザ光源２１ａから出射されるレーザ光に対しプラズマを供給するプラズマ供給源２１ｂ、レーザ光及びプラズマが反応して発生したＥＵＶ光を集光するコレクタミラー（図１では、楕円ミラー）２１ｃ、及び真空チャンバー２１ｄが備えられる。
なお、楕円ミラーであるコレクタミラー２１ｃの反射面は、ＥＵＶ光の反射率を向上するための多層膜が設けられている。
真空チャンバー２１ｄは、真空チャンバー２１ｅの内部において、レーザ光源２１ａ、プラズマ供給源２１ｂ、コレクタミラー２１ｃを収容する。
真空チャンバー２１ｄの側壁の一つは、コレクタミラー２１ｃによるＥＵＶ光の集光点近傍で光軸を横切るよう配置されており、その側壁の集光点近傍には開口部が設けられている。その開口部には、ピンホール中心が光軸と一致したピンホール板Ｐが設けられる。よって、真空チャンバー２１ｄの実質的な開口部は、そのピンホールとなる。
また、真空チャンバー２１ｄ内の空気は、排気管２１ｆ及び真空ポンプ２１ｇによって排気される。
このため、真空チャンバー２１ｄの内部の空気圧は、照明光学系の他の部分の空気圧と比較して低く保たれる。
ここで、一般に、ＥＵＶ光を発生する光源部２１では、多量の飛散物が発生している。
しかし、本実施の形態においてこの飛散物は、上記したピンホール板Ｐの遮蔽部（ピンホール以外の部分）によって遮蔽される。
また、真空チャンバー２１ｄの内部の空気圧は、他の部分の空気圧よりも低い。
したがって、飛散物は、ピンホール板Ｐのピンホールからコリメータミラー１２の側へ向かうことなく、真空チャンバー２１ｄに設けられた排気管２１ｆ及び真空ポンプ２１ｇを介して外部へ排気される。
したがって、本実施の形態の光源部２１によれば、光源部２１にて発生する飛散物がコリメータミラー１２以降の光学系に与える影響は、除去される。
なお、ピンホール板Ｐと集光点との光軸方向の位置関係については、最も効率よく飛散物が除去されるよう実験などに基づいて選定されることが望ましい。
また、ピンホール板Ｐのピンホールは、完全な開口である必要はなく、ＥＵＶ光を透過することができるのであれば、ベリリウムなどからなる膜で被覆されていてもよい。
［第６実施の形態］
図１４、図１５に基づいて本発明の第６実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別の光源部の実施の形態である。ここでは、第５実施の形態の光源部との相違点についてのみ説明する。
図１４は、本実施の形態の光源部３１、及びその周辺の概略構成を示す図である。
光源３１を含む照明光学系の周辺の空気は、真空チャンバー２１ｅ及び排気管２１ｆ及び真空ポンプ２１ｇによって排気されている（なお、上記各実施の形態の各照明光学系も同様に排気されているが、説明を省略した。）。
本実施の形態の光源部３１には、ＥＵＶ光を出射する放電プラズマ光源が適用されている。
この光源部３１には、放電ブラズマ光源３１ａ、放電プラズマ光源３１ａから出射されたＥＵＶ光（発散光である。）を集光するコレクタミラー３１ｃ、及び真空チャンバー３１ｄが備えられる。
真空チャンバー３１ｄは、真空チャンバー２１ｅの内部において、放電プラズマ光源３１ａ、コレクタミラー３１ｃを収容する。
真空チャンバー３１ｄにも、第１実施の形態の真空チャンバー２１ｄと同様のピンホール板（集光点近傍にピンホールを配したピンホール板）Ｐが設けられており、実質的な開口部は、そのピンホール板Ｐのピンホールである。
また、真空チャンバー３１ｄ内の空気は、排気管２１ｆ及び真空ポンプ２１ｇによって排気される。
したがって、本実施の形態の光源部３１によれば、第５実施の形態の光源部２１と同様、コリメータミラー１２以降の光学系に与えられる飛散物の影響が除去される。
図１５は、本実施の形態のコレクタミラー３１ｃを説明する図（透視図）である。
図１５に示すように、本実施の形態のコレクタミラー３１ｃは、上述したコリメータミラー１２（図５参照）やコリメータミラー１２’（図６参照）と同様、各反射面に対する斜入射角度θがそれぞれ全反射角度に抑えられた複数の単位ミラーによって構成されている。
また、各単位ミラーの反射面の形状は、楕円ミラーの一部の反射面の形状や円錐の部分側面の形状など、コレクタミラーとして必要な所定形状、又はその近似形状とされる。
このようなコレクタミラー３１ｃが使用された本実施の形態の光源部３１によれば、ＥＵＶ光の光量ロスは少なく抑えられる。
なお、本実施の形態の光源部３１におけるコレクタミラー３１ｃと同様、第５実施の形態の光源部２１のコレクタミラー２１ｃを複数化（斜入射角度が全反射角度に抑えられた複数の単位ミラーで構成）してもよい。
また、第５実施の形態の光源部２１におけるコレクタミラー２１ｃと同様、本実施の形態の光源部３１のコレクタミラー３１ｃを楕円ミラーとしてもよい。
しかし、光源の出射光の発散角度などに鑑みると、レーザプラズマ光源には楕円ミラーが適しており、放電プラズマには複数化されたミラーが適していると考えられる。
［第７実施の形態］
図１６に基づいて本発明の第７実施の形態について説明する。本実施の形態は上記各照明光学系に適用しうる別のフライアイミラーの実施の形態である。ここでは、上記各実施の形態のフライアイミラーとの相違点についてのみ説明する。
図１６は、本実施の形態のフライアイミラー３３の各単位ミラーの配置関係を説明する図である。
フライアイミラー３３の入射端３３ｉｎを構成する複数の単位ミラー３３ｉｎ−１，３３ｉｎ−２，・・・は、入射光に垂直な方向（ＸＹ方向）だけでなく、入射光の進行方向（Ｚ方向）にも十分な距離ずつずらして配置されている。
同様に、フライアイミラー３３の出射端３３ｏｕｔを構成する複数の単位ミラー３３ｏｕｔ−１，３３ｏｕｔ−２，・・・も、ＸＹ方向だけでなくＺ方向にも十分な距離ずつずらして配置される。
ここで、十分な距離とは、各単位ミラーにおける反射光の他の単位ミラーによるケラレ量が低減される（好ましくはケラレが無くなる）ような距離である。
つまり、本実施の形態のフライアイミラー３３では、コリメータミラー１２の側からフライアイミラー３３の入射端３３ｉｎを見たときの、各単位ミラー３３ｉｎ−１，３３ｉｎ−２，・・・の間の重なりは低減されており（好ましくは０となっており）、コンデンサミラー１４の側からフライアイミラー３３の出射端３３ｏｕｔを見たときの、各単位ミラー３３ｏｕｔ−１，３３ｏｕｔ−２，・・・の間の重なりが低減されている（好ましくは０となっている）。
以上の本実施の形態のフライアイミラー３３によれば、光量ロスは低減される。
［第８実施の形態］
図１７に基づいて本発明の第８実施の形態について説明する。本実施の形態は投影露光装置の実施の形態である。
図１７は、本実施の形態の投影露光装置の構成図である。
本実施の形態の投影露光装置は、露光ビームとしてＥＵＶ光（例えば波長５０ｎｍ以下のＥＵＶ光）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式により走査露光動作を行う縮小投影型の投影露光装置である。
投影露光装置には、投影光学系２００及び照明光学系１００が搭載される。照明光学系１００は、上述した各実施の形態の何れかの照明光学系である。
照明光学系１００は、投影光学系２００の物体面に配置されたレチクル１０２の表面（レチクル面）Ｒを照明する。
投影光学系２００は、レチクル面Ｒにおける反射光束の主光線を、像面側に配置されるウエハ１０上に実質的に垂直に投射する。
投影光学系２００は、物体面側が非テレセントリックで、且つ像面側がテレセントリックであるとともに、複数枚（例えば２〜８枚程度であり、図１７では４枚）の反射ミラー１０６，１０７，１０８，１０９からなる反射系（投影倍率は１／４、１／５、１／６など）である。
投影露光装置には、その他、レチクル１０２を保持するレチクルステージ１０３、ウエハ１０を保持するウエハステージ１１０等が備えられる。
第１実施の形態で説明したとおり、照明光学系１００によれば、レチクル１０２は、必要な領域のみが十分な光量のＥＵＶ光により均一に照明される。
したがって、たとえ投影光学系２００が従来と同じ構成であったとしても、投影露光装置は高性能化される。
［第１実施例］
図１８、図１９、図２０、表１、表２、表３、表４、表５、表６、表７、表８に基づいて本発明の第１実施例について説明する。
本実施例は、第１実施の形態（コリメータミラー１２’使用）に対応した実施例である。
図１８は、本実施例のコリメータミラー１２’の構成を示す断面図であり、表１、表２、表３、表４は、コリメータミラー１２’のデータである。表中の数値の単位は、特に指定が無い限り［ｍｍ］である（他の各表も同様）。
図１８に示すように、本実施例のコリメータミラー１２’は、径の大きい方から順に、単位ミラー１２−１（円錐１），１２−２（円錐２），・・・，１２−１７（円錐１７）の合計１７の単位ミラーからなる。
また、円錐１，円錐２，・・・，円錐１７はそれぞれ、入射側から射出側へ第１ブロック、第２ブロック、第３ブロック、第４ブロックの合計４つのブロックに複数化されている。
表１、表２、表３、表４には、各円錐の各ブロックのデータを、ブロック毎に示した。表１は第１ブロックの各円錐のデータ、表２は第２ブロックの各円錐のデータ、表３は第３ブロックの各円錐のデータ、表４は第４ブロックの各円錐のデータである。
なお、各表では、各ブロックの各円錐の形状を、２点の座標（Ｚ１，Ｒａｄｉｕｓ１），（Ｚ２，Ｒａｄｉｕｓ２）で示した。
２点の座標（Ｚ１，Ｒａｄｉｕｓ１），（Ｚ２，Ｒａｄｉｕｓ２）は、図１８中円枠内に示すように、光軸Ｚを含む平面（ＹＺ平面）で円錐を切断してできる断面の両端の座標である。
なお、各表中、各円錐の「規格化径高」とは、各円錐の半径（光軸Ｚに垂直な方向の高さ）を、同一ブロック内で最も開き角（光軸と円錐が成す角）の大きいものを１とし、角円錐の開き角をこの最大開き角で割った値である。
【表１】
2004068564.tif 000003
【表２】
2004068564.tif 000004
【表３】
2004068564.tif 000005
【表４】
2004068564.tif 000006
図１９は、本実施例のフライアイミラー１３の構成を示す光路図である。
図１９に示すように、フライアイミラー１３の入射端１３ｉｎは、１０個の単位ミラー１３ｉｎ−１，１３ｉｎ−２，・・・，１３ｉｎ−１０をＹ方向に３ｍｍずつずらして配置している。
また、フライアイミラー１３の出射端１３ｏｕｔは、１０個の単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１０をＹ方向に３ｍｍずつずらして配置している。
表５は、フライアイミラー１３のデータである。
【表５】
2004068564.tif 000007
因みに、上述したコリメータミラー１２の出射端の径が１４０ｍｍであることから（表１〜表４参照）、本実施例のフライアイミラー１３の入射端１３ｉｎには、Ｙ方向に最大で４３枚程度、Ｘ方向に最大で１３枚、単位ミラーを配置することができる。
また、後述するコンデンサミラー１４の光学的特性に適合させるために、フライアイミラー１３の出射端１３ｏｕｔに配置された単位ミラー１３ｏｕｔ−１，１３ｏｕｔ−２，・・・，１３ｏｕｔ−１０において、後述するコンデンサミラー１４のＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点に対応する各領域（Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点）には、それぞれ表６に示す角度だけ傾斜が設けられる。
【表６】
2004068564.tif 000008
図２０は、本実施例のコンデンサミラー１４の構成を示す光路図である。
コンデンサミラー１４は、フライアイミラー１３の側から順に、単位ミラー１４−１，１４−２，１４−３の合計３つの単位ミラーを配置している。
表７は、コンデンサミラー１４のデータである。
なお、表７において、光線追跡の方向（面の順序）は実際の光の進行方向とは反対（レチクル面Ｒからフライアイミラー１３の方向、単位ミラー１４−３，１４−２，１４−１の順）になっている。また、単位ミラー１４−１，１４−２，１４−３の各反射面は、光軸に対し１５°ずつ傾斜している。
【表７】
2004068564.tif 000009
また、単位ミラー１４−１，１４−２，１４−３の反射面は、それぞれトロイダル非球面からなる。
表８は、各反射面のトロイダル非球面係数である。なお、トロイダル非球面の定義式は、式（１）で表される。式（１）のＺは、光軸方向の非球面のＳａｇ量である。
【数１】
2004068564.tif 000010
【表８】
2004068564.tif 000011
［第２実施例］
図２１、表９、表１０、表１１、表１２、表１３、表１４、表１５に基づいて本発明の第２実施例について説明する。
本実施例は、第２実施の形態に対応した実施例である。
ここでは、第１実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、コリメータミラー１２に代えてコリメータ１２”が適用された点にある。
図２１は、本実施例のコリメータミラー１２”の各反射面の位置関係を示す図であり、表９、表１０、表１１、表１２、表１３、表１４、表１５は、コリメータミラー１２”のデータである。
図２１に示すように、本実施例のコリメータミラー１２”は、第２実施の形態で述べた単位ミラー１２Ａを最外周に配置している。
表９は、単位ミラー１２Ａのデータである。
なお、表において「Ｚ＝０」は、単位ミラー１２Ａの入射側の端部の光軸Ｚ方向の位置を示す。また、「光線の遮蔽角」とは、反射面上の各位置の接線とその位置に入射する光線とのなす角度の最大値である。また、「全長」は、光軸Ｚの方向の長さである。
【表９】
2004068564.tif 000012
また、コリメータミラー１２”には、単位ミラー１２Ａの内部に、径の大きい方から順に、単位ミラー１２−１（円錐１），１２−２（円錐２），・・・，１２−１２（円錐１２）の合計１２の単位ミラーが備えられる。
また、円錐１，円錐２，・・・，円錐１２はそれぞれ、入射側から射出側へ第１ブロック、第２ブロック、第３ブロック、第４ブロック、第５ブロック、第６ブロックの合計６つのブロックに複数化されている。
表１０、表１１、表１２、表１３、表１４、表１５には、各円錐の各ブロックのデータを、ブロック毎に示した。表１０は第１ブロックの各円錐のデータ、表１１は第２ブロックの各円錐のデータ、表１２は第３ブロックの各円錐のデータ、表１３は第４ブロックの各円錐のデータ、表１４は第５ブロックの各円錐のデータ、表１５は第６ブロックの各円錐のデータである。
なお、各表の表記方法については、表１、表２、表３、表４に適用したものと同じである。
【表１０】
2004068564.tif 000013
【表１１】
2004068564.tif 000014
【表１２】
2004068564.tif 000015
【表１３】
2004068564.tif 000016
【表１４】
2004068564.tif 000017
【表１５】
2004068564.tif 000018
因みに、以上説明した本実施例のコリメータミラー１２”によると、「規格化径高」１〜０．７５に相当する角度範囲で入射する光線については部分放物面の反射面（単位ミラー１２Ａ）によって反射され、「規格化径高」０．７５以下に相当する角度範囲で入射する光線については、円錐の部分側面の形状をした反射面（単位ミラー１２−１，１２−２，・・・）によって反射される。
［第３実施例］
図２２に基づいて本発明の第３実施例について説明する。
本実施例は、第３実施の形態に対応した実施例である。
ここでは、第１実施例又は第２実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、フライアイミラー１３に代えてフライアイミラー１３’が適用される点にある。
図２２は、本実施例のフライアイミラー１３’の入射端１３’ｉｎに配置された単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
単位ミラー１３’ｉｎ−１，１３’ｉｎ−２，・・・の反射面の形状は、それぞれ第３実施の形態で述べたとおりのウォルターＩ型である。このウォルターＩ型の形状の各部の寸法は、以下のとおりである。
・反射面として切り取った部分の放物面又は双曲面の直径＝２０００ｍｍ
・焦点Ｆ２又はＦ１とそれに近接する方の双曲面の頂点との間隔＝５０ｍｍ
・焦点Ｆ１と放物面の頂点との間隔＝５０ｍｍ
なお、図２２の実施例に示すフライアイミラーの射出端１３’ｏｕｔに配置された単位ミラー１３’ｏｕｔ−１，１３’ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状は平面であるが、これに限ることなく、凹面形状やその他の形状としても良いことは言うまでもない。
［第４実施例］
図２３に基づいて本発明の第４実施例について説明する。
本実施例は、第４実施の形態に対応した実施例である。
ここでは、第１実施例、第２実施例、第３実施例との相違点についてのみ説明する。相違点は、フライアイミラー１３（又は１３’）に代えてフライアイミラー１３”が適用される点にある。
図２３は、本実施例のフライアイミラー１３”の入射端１３”ｉｎ及び出射端１３”ｏｕｔに配置された単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・，１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状を説明する図である。
単位ミラー１３”ｉｎ−１，１３”ｉｎ−２，・・・，１３”ｏｕｔ−１，１３”ｏｕｔ−２，・・・の反射面の形状は、それぞれ第４実施の形態で述べたとおり部分放物面である。部分放物面の各部の寸法は、以下のとおりである。
・反射面として切り取った部分の放物面の直径＝２０００ｍｍ
・放物面の頂点と焦点Ｆとの間隔＝５０ｍｍ
［第５実施例］
図２４，図２５に基づいて本発明の第５実施例について説明する。
本実施例は、第７実施の形態に対応するフライアイミラー３３、及びそれに適応するコンデンサミラー１４の実施例である。
図２４は、本実施例のフライアイミラー３３の光路図である。
表１６、表１７は、フライアイミラー３３のデータである。なお、表１７には、中央の単位ミラー対（３３ｉｎ−２，３３ｏｕｔ−２）を基準とした、上部の単位ミラー対（３３ｉｎ−１，３３ｏｕｔ−１）のシフト量（ずれ量）、下部の単位ミラー対（３３ｉｎ−３，３３ｏｕｔ−３）のシフト量（ずれ量）を示した。ここで、Ｚ軸、Ｙ軸は、それぞれフライアイミラー３３に入射する光の進行方向、及びＺ軸に垂直な方向である。
【表１６】
2004068564.tif 000019
【表１７】
2004068564.tif 000020
図２５は、本実施例のコンデンサミラー１４の構成を示す光路図である。
表１８は、コンデンサミラー１４のデータである。
なお、表１８において、光線追跡の方向（面の順序）は実際の光の進行方向とは反対（レチクル面Ｒからフライアイミラー３３の方向、単位ミラー１４−３，１４−２，１４−１の順）になっている。
また、単位ミラー１４−１，１４−２，１４−３の各反射面は、光軸に対し１４°ずつ傾斜している。
また、レチクル面Ｒへの入射光は面の法線に対して各像高の主光線が６°の角度をなす。
また、フライアイミラー３３の出射端３３ｏｕｔ側における二次光源群の形成面は、光軸と２０°の角度をなす。
【表１８】
2004068564.tif 000021
また、単位ミラー１４−１，１４−２，１４−３の反射面は、それぞれトロイダル非球面からなる。
表１９は、各反射面のトロイダル非球面係数である。なお、トロイダル非球面の定義式は、式（１）で表される。
【表１９】
2004068564.tif 000022
以上の各実施の形態及び各実施例においては、照明光学系の結像に寄与する全ての光学部材を全反射させる反射部材で構成するということに着目して、照明光学系の照明効率を格段に向上させることを可能としているが、以下にて、高照明効率と均一照明とを両立させ得る反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）について簡単に説明する。
以上の各実施の形態及び各実施例における反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）は、入射側に配置されて多数の単位ミラー（第１の反射素子）を持つ第１のアレイ状ミラー（１３ｉｎ，１３’ｉｎ，１３”ｉｎ，３３ｉｎ）と、射出側に配置されて多数の単位ミラー（第２の反射素子）を持つ第２のアレイ状ミラー（１３ｏｕｔ，１３’ｏｕｔ，１３”ｏｕｔ，３３ｏｕｔ）とを有している。このため、このフライアイミラーに入射する光は各アレイ状ミラーの多数の単位ミラーにて多数の光に波面分割され、この波面分割された光はレチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）に形成される照明領域を重畳的に照明するため、レチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）はフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）の作用によって均一に照明される。
また、以上の各実施の形態及び各実施例における反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）を構成する第１のアレイ状ミラー（１３ｉｎ，１３’ｉｎ，１３”ｉｎ，３３ｉｎ）及び第２のアレイ状ミラー（１３ｏｕｔ，１３’ｏｕｔ，１３”ｏｕｔ，３３ｏｕｔ）は、メリジオナル方向及びサジタル方向において所定の光学パワーを有する多数の単位ミラー（第１の反射素子及び第２の反射素子）を有している。このため、フライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）に入射する光は波面分割されて、このフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）の射出側または射出側近傍において２次光源としての多数の集光点が形成される。この結果、例えば図１７に示す反射型の投影光学系の瞳（入射瞳）の位置にはフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）による２次光源の像が形成されるため、レチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）は、均一照明としてのケーラー照明が達成される。
以上のように、各実施の形態及び各実施例における全反射フライアイミラーの関与によって、フライアイミラーにおける光量損失を抑えながら、レチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）はより一層均一に照明される。
なお、フライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）の入射側、すなわち第１のアレイ状ミラー（１３ｉｎ，１３’ｉｎ，１３”ｉｎ，３３ｉｎ）の入射側はレチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）と実質的に光学的に共役な位置にあり、フライアイミラーを入射側から見た場合、第１のアレイ状ミラー（１３ｉｎ，１３’ｉｎ，１３”ｉｎ，３３ｉｎ）を構成する多数の単位ミラー（第１の反射素子）の形状は、レチクル（マスク）やウエハ（感光性基板）に形成される照明領域の形状と相似である。また、フライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）の射出側、すなわち第２のアレイ状ミラー（１３ｏｕｔ，１３’ｏｕｔ，１３”ｏｕｔ，３３ｏｕｔ）は、例えば図１７に示す投影光学系の瞳（入射瞳）と実質的に光学的に共役な位置にある。
また、図１６に示す第７の実施の形態及び図２４に示す第５実施例においては、第１のアレイ状ミラー３３ｉｎにおける多数の第１の反射素子（３３ｉｎ−１，３３ｉｎ−２，・・・）は、第１の反射素子（３３ｉｎ−１，３３ｉｎ−２，・・・）の各々の中心に入射する入射光（入射光の中心の光またはレチクルの照明視野中心を通過する光）に対して所定の角度β１で傾斜した第１の基準面Ｐ１にて稠密に配置されている。同様に、第２のアレイ状ミラー３３ｏｕｔにおける多数の第２の反射素子（３３ｏｕｔ−１，３３ｏｕｔ−２，・・・）は、第２の反射素子（３３ｏｕｔ−１，３３ｏｕｔ−２，・・・）の各々の中心に入射する入射光（入射光の中心の光またはレチクルの照明視野中心を通過する光）に対して所定の角度β２で傾斜した第２の基準面Ｐ２にて稠密に配置されている。
このとき、上記所定の角度β１及び所定の角度β２は、
０°＜β１≦２０°，０°＜β２≦２０°
を満たすことが好ましい。ここで、上記条件を満たすことにより、第１のアレイ状ミラー３３ｉｎ及び第２のアレイ状ミラー３３ｏｕｔを構成する多数の単位ミラー（反射素子）による配列による光量損失を招くことなく全反射を達成することが可能となるため、格段に反射効率の高いフライアイミラー３３を実現することができる。
なお、以上の各実施の形態及び各実施例においては、反射型オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）は、２つのアレイ状ミラー（ラスター状ミラー）で構成される例を示したが、このフライアイミラー（１３，１３’，１３”，３３）は１つのアレイ状ミラー（ラスター状ミラー）で構成することも可能である。
また、以上の第１実施の形態〜第８実施の形態及び第１〜５実施例においては、レチクル（マスク）に対して光を効率良く導くための照明光学系の結像に寄与する部材を全て全反射させる反射部材で構成した例を示したが、照明光学系の結像への寄与度の小さい部材を必要に応じて用いることは可能である。この場合には、照明光学系の結像への寄与度の小さい部材は、透過性部材、適宜全反射の条件から外れた反射部材であっても良く、これらの部材を本発明において適用可能なことは言うまでもない。
ところで、上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系や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、上述の実施の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２６のフローチャートを参照して説明する。
先ず、図２６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１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、上述の実施の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。
また、上述の実施の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２７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２７において、パターン形成工程４０１では、上述の実施の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。
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、及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。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。
【産業上の利用の可能性】
以上にて説明したように、本発明によれば、光源にＥＵＶ光を用いた場合であっても光量ロスの少なくい照明光学系や照明装置を実現することができる。
また、本発明によれば、照明効率の格段なる向上によって、高スループットが達成可能な高性能な投影露光装置、及び良好なるマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造し得る露光方法を実現することができる。
特に、本発明による全反射の条件を満たす構成のフライアイミラーにより、照明効率の向上と均一照明とを両立させることができ、照明光学系、照明装置及び投影露光装置の性能を格段に向上させることが可能となる。これにより、高スループットのもとでより一層微細なマイクロデバイスを製造し得る露光方法が達成できる。
【図１】
2004068564.tif 000023
【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】
2004068564.tif 000029
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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