(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクのパターンで基板を露光する露光装置において、
光源からの偏光光を光軸に直交する断面内で偏光状態が変化している光に変換する偏光変換手段と、
前記偏光変換手段からの光を複数の光に波面分割する第１のオプティカルインテグレータと、
前記第１のオプティカルインテグレータからの複数の光の夫々を波面分割する第２のオプティカルインテグレータと、
前記第２のオプティカルインテグレータに波面分割された光がその光入射面上に重ね合わされる第３のオプティカルインテグレータと、を有し、
前記第３のオプティカルインテグレータからの複数の光により前記マスクを照明することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記偏光状態の変化は、前記断面内の所定の方向に沿って５回以上繰り返されていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記第３のオプティカルインテグレータの下流に光量検出用のビームスプリッタ及び／又は光路変更用の折り曲げミラーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置によりデバイスパターンでウエハを露光する段階と、該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光装置、特にＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造するために使用される露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子製造用の投影露光装置においては、半導体素子の高集積化に伴い、ウエハ面上での最小線幅が０．２μｍ以下という非常に高い光学性能が要求されている。
【０００３】
一般にレチクル面上の回路パターンを投影光学系を介してウエハ面（投影面＝像面）上に投影する際、回路パターンの解像線幅は露光光の波長（λ）や投影光学系の開口数（ＮＡ）等と共に投影面上における照度分布の均一性の良否が大きく影響している。
【０００４】
特に最小線幅が０．２μｍ以下ということになると、露光用の光源としてはＫｒＦエキシマレーザー（λ＝２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（λ＝１９３ｎｍ）などが候補に挙げられるが、このようなレーザーを用いた露光装置の投影面上での照度分布の均一性は約１％程度以内が要望されている。
【０００５】
図８は従来の投影露光装置の光学系の要部概略図である。
【０００６】
同図において、エキシマレーザ１からのレーザー光束（パルス光）は、ビーム整形光学系３により所望の形状に整形され、微小レンズを２次元的に配列したオプティカルインテグレータ４の光入射面に入射し、そこで分割及び集光されてオプティカルインテグレータ４の光射出面近傍に複数の２次光源を形成している。この光射出面近傍に形成した複数の２次元光源からの各発散光束はコンデンサーレンズ６で集光され、被照射面に存在するレチクル１２の回路パターン面と光学的に共役な位置に配置された視野絞り９の開口をそこに互いに重なり合って照明する。
【０００７】
視野絞り９からの複数の光束はレンズ10a、折り曲げミラー１１、レンズ10bを介してレチクル12の同一領域（回路パターン）を照明する。レンズ10a,とレンズ10ｂとは結像レンズ系を成しており、均一な光強度分布を持つ絞り９の開口の像をレチクル１２の回路パターン上に投影する。
【０００８】
こうして照明されたレチクル１２の回路パターンは、投影光学系１３によりXYZステージ１６上に保持されたウエハ１５上に縮小投影され、この回路パターンの縮小像によりウエハ１５のレジストが露光される。 XYZステージ１６は光軸（Z）方向とこの方向に直交する２（X、Y）方向に移動可能である。光学系１３はレンズ系13aとレンズ系13bの間に開口絞り１４を有し、この絞り１４が光学系１３の瞳の位置、形、大きさ（径）を定める。
【０００９】
５は照明光学系の開口絞りであり、上述の複数の２次光源から成る有効光源の大きさ及び形状を定める開口を持つ。この絞り５の開口はレンズ６とレンズ10a,10bとレンズ13aから成る結像レンズ系により開口絞り１４の開口即ち瞳面に結像する。
【００１０】
７は誘電体膜が形成された若しくは誘電体膜が形成されていないガラス板より成るビームスプリッタであり、このガラス板７は、レンズ6と視野絞りの間に光軸に対し斜設され、インテグレータ4からの複数の光束のそれぞれの一部の光を反射してこれらの光を光量検出手段８に入射させる。光量検出手段８が検出する各パルス光の光量からウエハ１５に順次入射する複数のパルス光のそれぞれの光量が得られるので、これらの光量（データ）を使ってウエハ１５のレジストに対する露光量を制御する。
【００１１】
１０１はλ／４板であり、λ／４板１０１は、図9に示すように、エキシマレーザ１からの直線偏光レーザ光の偏光方向（y方向）に対し45度を成す方向に結晶軸を向けた複屈折板であり、このレーザ光の直線偏光を円偏光に変換する。
【００１２】
従来は、図8に示す光学系を組んでいれば、エキシマレーザ１からのレーザ光の偏光方向が少々変動しても、λ／４板１０１の偏光変換作用により、ガラス板７には常にレーザ光の紙面に平行な偏光成分（Ｐ偏光光）と紙面に垂直な偏光成分（Ｓ偏光光）の強度が略等しくなる略円偏光の光が入射してガラス板７を透過する光（ウエハ15を露光する光）とガラス板７で反射する光（光量検出手段８に入射する光）の光量比がほぼ一定に維持できると言われていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図10はインテグレータ４の実際の組立工程を示す図である。図10（A）はインテグレータ４の光軸を含む断面についての断面図で、図10（B）はインテグレータ４の光軸と直交する断面についての断面図である。図10（A）に示す通りインテグレータ４は両端に凸球面を持つ棒状レンズの集合であり、図10（B）に示すとおり、複数の両端に凸球面を持つ棒状レンズを積層して２方向から押し付けて接着、固定することでインテグレータ４が組み立てられる。
【００１４】
この組立工程においてインテグレータ4の各棒状レンズはその径方向に力を受けて歪むので、各棒状レンズは互いに異なる複屈折性を持っており、しかも各棒状レンズの内部でも場所によって複屈折性が異なっている。このため、図8に示した装置では、インテグレータ4に入射する時のレーザ光は円偏光であっても、インテグレータ4から出射する時には円偏光ではなく、しかもインテグレータ4の各棒状レンズから出る光束は互いに偏光状態が違うことになる。
【００１５】
このため、図8の装置でも、エキシマレーザ1からの直線偏光光のレーザ光の偏光方向の変動とビームスプリッタであるガラス板７の反射率（透過率）の偏光依存性に起因して、ガラス板７を透過する光（ウエハ15を露光する光）とガラス板７で反射する光（光量検出手段８に入射する光）の光量比が必要な範囲内で一定に維持できず、常に正確に露光制御を行なえないという問題があった。
【００１６】
また、各棒状レンズの入射面はウエハ面１５と光学的に共役である。各棒状レンズの中で複屈折性が違うため、ガラス板７やミラー１１の偏光透過率特性により、照度ムラが発生してしまうという問題もある。また露光に伴ってレーザ光の偏光状態や棒状レンズ及び各光学系の複屈折性が変動した場合、発生する照度ムラも変わってしまうという問題もある。これらの問題はλ／４板のかわりに単純に偏光解消板を用いただけの場合でも、依然残ってしまう。
【００１７】
本発明の目的は、上述の問題を軽減することができる露光装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明はマスクのパターンで基板を露光する露光装置において、光源からの偏光光を光軸に直交する断面内で偏光状態が変化している光に変換する偏光変換手段と、前記偏光変換手段からの光を複数の光に波面分割する第１のオプティカルインテグレータと、前記第１のオプティカルインテグレータからの複数の光の夫々を波面分割する第２のオプティカルインテグレータと、前記第２のオプティカルインテグレータに波面分割された光がその光入射面上に重ね合わされる第３のオプティカルインテグレータと、を有し、前記第３のオプティカルインテグレータからの複数の光により前記マスクを照明することを特徴とすることにより上記目的を達成しようとするものである。
【００２４】
また、本発明のデバイス製造方法は、本発明の上記露光装置によりデバイスパターンでウエハを露光する段階と、該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第一実施形態を示す概略図である。図１に示す装置は図８の装置を改良したものであり、図中、図８の装置と同じ部材には図８と同じ符号を付してある。
【００２６】
図1に示す装置は、ステップアンドリピート及び／又はステップアンドスキャン方式によりウエハ上の複数のショット領域のそれぞれにマスク（レチクル）のデバイスパターンを順次縮小投影する投影露光装置である。フォトリソグラフィーを用いるデバイス製造工程においては、図1の露光装置によりデバイスパターンで各ショット（のレジスト）が露光されたウエハは、現像液で現像されてレジストマスクが形成され、このレジストマスクを介してエッチングを受ける。
【００２７】
図１において、１は直線偏光或いは別の偏光の紫外線レーザ光を発するエキシマレーザであり、レーザ１は、発振波長約248nmのKrFエキシマレーザ、発振波長約193nmのArFエキシマレーザ、発振波長約157nmのF2エキシマレーザなどから成り、発振器（共振器）内部の回折格子等の分光素子の狭帯域化により1pm前後或いは1pmより狭い半値幅の発光スペクトルを有する。
【００２８】
２は偏光解消ユニットであり、2aは光軸を含む断面がくさび型の偏光解消板であり、複屈折性を持つ透明材料より成る。2bは、偏光解消板2aのくさび形状の影響で変化する光軸の向きを補正するための光軸を含む断面がくさび型の透明部材であり、この部材2bは複屈折性を持たない材料より成る。
【００２９】
尚、図２（ｂ）に示すように、場合によりくさび型の透明部材２ｂを用いない形態も採れる、この場合も偏光解消板２ａにより偏向された光軸（レーザ光）と後段の光学系の光軸とは一致させる必要がある。
【００３０】
図3に偏光解消板2aの構成を、図4に偏光解消板2aの機能を示す。図3に示す通り、偏光解消板2aは、その結晶軸の方向が、エキシマレーザ１からの直線偏光レーザ光の偏光方向（y方向）に対して角度（例えば４５度）を成しており、その厚さは光軸が貫くその中心位置を通過する光線（y方向直線偏光）が円偏光に変換されるように決めてある。
【００３１】
但し、偏光解消板2aの中心を通過する光線は必ず円偏光に変換する必要無く、要は偏光解消板2aに入射した光線束の偏光状態がy方向に沿って連続的又は段階的に変化して光線束全体として偏光が解消された実質的に無偏光の状態に成ればいいのである。
【００３２】
本第1の実施形態においては、偏光解消板2aから出た光線束は、図4右の光線束の正面図に矢印で描いているようにｙ方向に沿って偏光状態が変化している。図4中、LAの範囲内では、上からy方向直線偏光→反時計回りの楕円偏光→反時計回りの円偏光→反時計回りの楕円偏光→x方向の直線偏光→時計回りの楕円偏光→時計回りの円偏光→時計回りの楕円偏光→y方向の直線偏光と連続的に変化しており、このLAの範囲内の偏光状態の変化がy方向に沿って繰り返される。
【００３３】
この繰り返しの回数は偏光解消板2aのくさび角θ1と厚さとレーザ光のビーム径に依存して決まり、必要な偏光解消の度合いに応じてのくさび角θ1と厚さを決める。十分な偏光解消効果を得るには、５回以上繰り返しのあることが好ましい。
【００３４】
以上説明したように偏光解消板2aは入射した直線偏光レーザ光を光軸に直交する断面内でその偏光状態が連続的又は段階的に変化している光に変換して偏光を解消する。
【００３５】
尚、偏光解消板の構成や機能については、日本の特公平3-46802号公報に詳しく説明されていることを付言しておく。
【００３６】
偏光解消ユニット２からの偏光が解消されたレーザ光は第1のフライアイレンズ３１に入射する。このフライアイレンズ31もオプティカルインテグレータであり、フライアイレンズ３１とレンズ系３２とによってオプティカルインテグレータ4（第2のフライアイレンズ）を均一な照度分布で照明する。
【００３７】
この時、偏光解消ユニット２からの偏光が解消されたレーザ光はフライアイレンズ31により波面分割されて互いに偏光状態が異なる複数の光を含む複数の光となってフライアイレンズ31から出射し、この互いに偏光状態が異なる複数の光はレンズ系３２によってオプティカルインテグレータ4の光入射面上で重なり合うので、オプティカルインテグレータ4の各部分（各棒状レンズ）に入射するレーザ光はそれぞれが十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態が同じになる。
【００３８】
従って、オプティカルインテグレータ4から即ち複数の２次光源から出射する複数のレーザ光束もそれぞれが十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態が同じになる。
【００３９】
本実施形態のように、それぞれが十分に偏光解消されている複数のレーザ光束が複数の２次光源から出射する光学系を組んでおくと、仮にエキシマレーザ1からの直線偏光又は別の偏光のレーザ光の偏光状態が変化しても、複数の２次光源からの複数の光束の偏光状態は変化しないか、変化しても従来技術に比べてかなり小さくなる。
【００４０】
従って、従来技術の、ビームスプリッタであるガラス板７の反射率（透過率）の偏光依存性に起因するガラス板７を透過する光とガラス板７で反射する光の光量比が一定に維持できず光量検出手段８を用いて常に正確に露光制御を行なえないという問題や、折り曲げミラー１１の反射率も偏光依存性があることに起因する照度むらと露光むらの発生やレーザ光の偏光状態の変化やレンズの複屈折性の変化による照度むらと露光むらの変化が生じるという問題が、軽減できる。
【００４１】
図１において、７１は、ガラス板７で折り曲げられた光軸を含み且つ紙面内で見て光軸に対して傾いた平行平板であり、ガラス板７の反射率（透過率）の偏光依存性に基づく露光量の検出誤差を軽減させる機能を有する。この平行平板７１を用いた露光量の検出誤差を軽減技術については、本願と同一発明者による日本特許第２７４４２７４号（１９９８年４月２８日発行）に詳しく記載されている。
【００４２】
因みに本第1実施形態および後述する実施形態では、ビームスプリッタであるガラス板7のＰ偏光成分に対する透過率をT1P、反射率をR1P、Ｓ偏光成分に対する透過率をT1S、反射率をR1S、平行平板71のＰ偏光成分、Ｓ偏光成分の透過率をそれぞれT2P、T2Sとした時、
T2P/T2S＝（T1P・R1S）／（T1S・R1P）
を満足するように構成することにより、エキシマレーザ1からの偏光光の偏光状態が少々変動しても、ガラス板７で反射されて光量検出手段8で検出される光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の強度比とガラス板７を透過した光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比がほぼ等しくなるようにしている。
【００４３】
偏光解消ユニット2とオプティカルインテグレータ31及びレンズ系32により互いに偏光状態が異なる複数の光をオプティカルインテグレータ4の光入射面上で重ねることに加えて、この種の平行平板71を用いることにより、レーザ光の偏光状態の変動に起因する問題を確実に解消できる。
【００４４】
但し、本発明においては、この種の平行平板71を用いない形態を実施することもできる。
【００４５】
さて、図１において、視野絞り９から出たそれぞれが十分に偏光解消された複数の光束はレンズ10a、折り曲げミラー１１、レンズ10bを介してレチクル12の同一領域（回路パターン）を照明する。レンズ10a,とレンズ10ｂとは結像レンズ系を成しており、均一な光強度分布を持つ絞り９の開口の像をレチクル１２の回路パターン上に投影する。
【００４６】
こうして照明されたレチクル１２の回路パターンは、投影光学系１３によりXYZステージ１６上に保持されたウエハ１５上に縮小投影され、この回路パターンの縮小像によりウエハ１５のレジストが露光される。 XYZステージ１６は光軸（Z）方向とこの方向に直交する２（X、Y）方向に移動可能である。光学系１３はレンズ系13aとレンズ系13bの間に開口絞り１４を有し、この絞り１４が光学系１３の瞳の位置と形と大きさ（径）を定める。
【００４７】
５は照明光学系の開口絞りであり、上述の複数の２次光源から成る有効光源の大きさ及び形状を定める開口を持つ。この絞り５の開口はレンズ６とレンズ10a,10bとレンズ13aから成る結像レンズ系により開口絞り１４の開口即ち瞳面に結像する。
【００４８】
７は誘電体膜が形成された若しくは誘電体膜が形成されていないガラス板より成るビームスプリッタであり、このガラス板７は、レンズ6と視野絞りの間に光軸に対し斜設され、インテグレータ4からの複数の光束のそれぞれの一部の光を反射してこれらの光を光量検出手段８に入射させる。
【００４９】
光量検出手段８が検出する各パルス光の光量からウエハ１５に順次入射する複数のパルス光のそれぞれの光量が得られるので、これらの光量（データ）を使ってウエハ１５のレジストに対する露光量を制御する。
【００５０】
投影光学系１３は、マスク（レチクル）12及びウエハ15側の双方か或いはウエハ15側のみがテレセントリックな光学系であり、マスク１２のパターンをウエハ15上に縮小投影する。光学系１３は図示すようにレンズ系13a,13b及びそれらの間の開口絞り１４（開口径が可変）を備える屈折系（ディオプトリック系）か、レンズ系13aとレンズ系13bの一方又は双方の代わりに凹面鏡及びレンズを備える径を用いた反射屈折系（カタディオプトリック系）である。
【００５１】
エキシマレーザ1が発振波長1５７ｎｍのＦ２エキシマレーザの場合は、光学系をヘリウムの雰囲気中に置くことで、レーザ光の強度の減衰を防止する。
【００５２】
また、F2エキシマレーザを露光光源に用いる場合に投影光学系13を屈折系とする時には、複数のレンズの材料に互いにアッベ数が異なる複数の材料を使うか、レンズに加えてレンズと逆の分散を示す正の焦点距離を有する回折光学素子を用いるといい。また、投影光学系13を中間像を形成する型或いは中間像を形成しない型の反射屈折系とすると有効である。
【００５３】
レンズ6,10a,b,13a,b,32や透明くさび2bやガラス板7,11,71やマスク１２の基板の材料としては、溶融合成石英、フッ素ドープ溶融合成石英、螢石等が挙げられる。また、偏光解消板2aの材料は、エキシマレーザ1がKrFやArFエキシマレーザの時には水晶等の複屈折結晶を用い、エキシマレーザ1がF2エキシマレーザの時には波長１５７ｎｍの光に対し高透過率を持つＣａＦ2などの部材に歪を与えて複屈折性を持たせた素子を用いる。
【００５４】
図5に偏光解消ユニット2の変形例を示す。図5において、2a,2cが偏光解消板であり、どちらの板も光軸とy軸を含む断面に関して但し互いに逆方向にくさび形状を有している。偏光解消板2aの結晶軸aはエキシマレーザ１からの直線偏光レーザ光の基準の偏光方向であるｙ軸に対して所定の角度を成し、偏光解消板2cの結晶軸bは偏光解消板2aの結晶軸aに対し４５度を成している。
【００５５】
図１〜図４の偏光解消ユニット2のように偏光解消板2aだけの場合、エキシマレーザ１からの直線偏光レーザ光の偏光方向が大きく変動してレーザ光の偏光方向が偏光解消板2aの結晶軸の方向と一致もしくは直交した場合にはレーザ光の偏光を解消することができないが、図5の偏光解消ユニットは結晶軸の方向を一致も直交もさせない結晶軸の方向が互いに45度を成す一対の偏光解消板2a,2cを用いているので、このような事はなく、エキシマレーザ１からの偏光したレーザ光の偏光を常に解消できる。
【００５６】
図6は本発明の第二実施形態を示す概略図である。図1の装置と同じ部材には図1と同じ符号を付し、説明を省く。
【００５７】
図6に示す装置も、ステップアンドリピート及び／又はステップアンドスキャン方式によりウエハ上の複数のショット領域のそれぞれにマスク（レチクル）のデバイスパターンを順次縮小投影する投影露光装置である。フォトリソグラフィーを用いるデバイス製造工程においては、図1の露光装置によりデバイスパターンで各ショット（のレジスト）が露光されたウエハは、現像液で現像されてレジストマスクが形成され、このレジストマスクを介してエッチングを受ける。
【００５８】
図6の装置の図1の装置との違いは偏光解消ユニット2とオプティカルインテグレータ4の間の光学系の構成である。
【００５９】
図6において、偏光解消ユニット２からの、光軸に直交する断面（波面）内で場所により偏光状態が異なる偏光解消されたレーザ光は、折り曲げミラー４４により反射されて、レンズ４３により内面反射型のオプティカルインテグレータ４１の光入射面上に集光される。このインテグレータ４１は、ロッド型インテグレータとも呼び、光軸に直交する断面が多角形のガラス棒や、カレイドスコープ（複数のミラーを向かい合わせて光軸に直交する断面が多角形の内面反射面を形成した、万華鏡のようなもの）より成る。
【００６０】
ロッド型インテグレータ４１に入射したレーザ光は、ロッド型インテグレータ４１の内面（ガラス棒の場合は側面が該当）により反射しなかった光と多重反射を受けた複数の光と成ってロッド型インテグレータ４１の光出射面上に重なり合って到達するので、この光出射面の光強度分布は均一に成る。また、光出射面上に重なり合って到達する複数の光は、偏光解消ユニット２からの偏光解消されたレーザ光の波面が分割されて生じた光群であるから、ロッド型インテグレータ４１の光出射面に互いに偏光状態が異なる複数の光が重なり合うことになり、実質的に無偏光状態が得られる。
【００６１】
ロッド型インテグレータ４１の光出射面はレンズ系42によりオプティカルインテグレータ4の光入射面上に結像される。従って、オプティカルインテグレータ4の各部分（各棒状レンズ）に入射するレーザ光はそれぞれが十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態が同じになる。
【００６２】
従って、オプティカルインテグレータ4から即ち複数の２次光源から出射する複数のレーザ光束もそれぞれが十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態が同じになり、上述の第一実施形態の露光装置と同様の効果が得られる。
【００６３】
図7は本発明の第三実施形態を示す概略図である。図1の装置と同じ部材には図1と同じ符号を付し、説明を省く。また、視野絞り９より下流の構成は図１の装置とまったく同じなので図示もしない。
【００６４】
図7に示す装置も、ステップアンドリピート及び／又はステップアンドスキャン方式によりウエハ上の複数のショット領域のそれぞれにマスク（レチクル）のデバイスパターンを順次縮小投影する投影露光装置である。フォトリソグラフィーを用いるデバイス製造工程においては、図1の露光装置によりデバイスパターンで各ショット（のレジスト）が露光されたウエハは、現像液で現像されてレジストマスクが形成され、このレジストマスクを介してエッチングを受ける。
【００６５】
図7の装置の図1の装置との違いは偏光解消ユニット2とオプティカルインテグレータ4の間の光学系の構成である。
【００６６】
図7において、偏光解消ユニット２からの、光軸に直交する断面（波面）内で場所により偏光状態が異なる偏光解消されたレーザ光は、オプティカルインテグレータ5１（第１のフライアイレンズ）により波面分割されて互いに偏光状態が異なる複数の光となってフライアイレンズ51から出射し、この互いに偏光状態が異なる複数の光はレンズ系54によってオプティカルインテグレータ53の光入射面上で重なり合うので、オプティカルインテグレータ53の各部分（各棒状レンズ）に入射するレーザ光はそれぞれが十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態が同じになる。
【００６７】
オプティカルインテグレータ53からのそれぞれが十分に偏光解消され且つ互いに偏光状態が同じ複数の光は、更に、オプティカルインテグレータ53（第2のフライアイレンズ）により波面分割されて複数の光となってフライアイレンズ53から出射し、この複数の光はレンズ系32によってオプティカルインテグレータ4（第3のフライアイレンズ）の光入射面上で重なり合うので、オプティカルインテグレータ4の各部分（各棒状レンズ）に入射するレーザ光はそれぞれがより十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態がかなり度合いで同じになる。
【００６８】
従って、オプティカルインテグレータ4から即ち複数の２次光源から出射する複数のレーザ光束もそれぞれがより十分に偏光解消されていて且つ互いに偏光状態がかなりの度合いで同じになり、上述の第一実施形態の露光装置と同様もしくはそれ以上の効果が得られる。
【００６９】
以上説明した第二及び第三の実施形態の装置でも第一実施形態に関して説した変形例が適用可能である。
【００７０】
また、各実施形態において、フライアイレンズのオプティカルインテグレータの代わりにロッド型インテグレータを使う変形例、逆にロッド型インテグレータの変わりにフアイアイレンズのオプティカルインテグレータを、他の光学系を少し変更するだけで、使うことができる。従って、例えばフライアイレンズのオプティカルインテグレータを用いず、ロッド型インテグレータを２個若しくは３個以上直列に配置した形態や、エキシマレーザ１側から順にフライアイレンズのオプティカルインテグレータ、ロッド型インテグレータを配置した形態などが採れる。
【００７１】
エキシマレーザ1としてF2エキシマレーザを使う場合には、レーザ光の光量損失を少なくするために、上述したオプティカルインテグレータの代わりに、比較的薄い回折光学素子を用いるといい。この回折光学素子としては、単純にフライアイレンズと同じ機能を有する素子や、この素子のような波面分割機能に加え光軸に直交する断面での光強度分布や断面形状などの制御機能を加えた特殊な素子を使う。この特殊な素子は、C.G.H.により実現できる。
【００７２】
また、露光用光源としては、エキシマレーザではなく、銅蒸気レーザやアルゴンガスレーザーと二次高調波発生素子とを組み合わせて遠紫外線を形成するものが使える。
【００７３】
また、以上の各実施形態や変形例において偏光解消ユニット２の代わりに直線偏光レーザ光を円偏光や楕円偏光に変換するλ／４板などを持つ偏光変換ユニットを用いても、レーザ光の偏光状態の変動に起因する問題が従来よりも軽減できる。
【００７４】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、露光用光源からのレーザ光の偏光状態が変動しても、従来よりも正確に露光量制御が行えるか及び/又は従来よりも照度むらや露光むらを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態を示す概略図である。
【図２】偏光解消ユニットを2例示す図である。
【図３】偏光解消板の機能を示す説明図である。
【図４】偏光解消板の光軸を含む断面での断面図と偏光解消の様子を示す図である。
【図５】偏光解消ユニットの変形例を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明の第三実施形態を示す概略図である。
【図８】従来の露光装置を示す概略図である。
【図９】図8中のλ／4板の機能を示す説明図である。
【図１０】フライアイレンズの組立工程を示す図である。
【符号の説明】
１  エキシマレーザ
２ａ  偏光解消板
４  オプティカルインテグレータ
７  ビームスプリッタ
８  光量検出手段
１１  折り曲げミラー
３１  オプティカルインテグレータ
【図１】
0003927753.tif 000002
【図２】
0003927753.tif 000003
【図３】
0003927753.tif 000004
【図４】
0003927753.tif 000005
【図５】
0003927753.tif 000006
【図６】
0003927753.tif 000007
【図７】
0003927753.tif 000008
【図８】
0003927753.tif 000009
【図９】
0003927753.tif 000010
【図１０】
0003927753.tif 000011