(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を供給する光源手段と、該光源手段からの光束に基づいて多数の光源像を形成する多光源形成光学系と、該多光源形成光学系により形成される前記多数の光源からの光束を集光して被照明面の円弧状領域を重畳的に照明するコンデンサー光学系とを有し、
前記多光源形成光学系は、多数の第１光学素子を含む第１の光学素子群を有し、
前記多数の第１光学素子は、前記光源手段からの光束を多数の円弧状の光束に波面分割して前記多数の光源を形成するために、円弧状の輪郭を持つ第１の光学反射面をそれぞれ有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記多数の第１光学素子の光学反射面は、所定の第１の反射曲面でそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１光学素子は、前記第１の反射曲面の有効領域外に光軸を有する偏心ミラーで構成されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記多光源形成光学系は、さらに、前記第１の光学素子群からの光を集光するための多数の第２光学素子を含む第２光学素子群を有し、
前記第２光学素子群は、多数の第２光学素子を含み、
前記多数の第２光学素子は、矩形状に形成された第２の光学面をそれぞれ有し、
前記多数の第２光学素子の第２の光学面は、所定の第２の反射曲面でそれぞれ形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２光学素子は、前記第２光学素子の中心位置に光軸を有することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記コンデンサー光学系は、少なくとも１枚以上の反射型光学素子のみで構成されることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記多光源形成光学系は、さらに、前記第１の光学素子群からの光を集光するための第２光学素子群を有し、
前記第２光学素子群は、多数の第２光学素子を含み、
前記多数の第２光学素子は、第２の光学面をそれぞれ有し、
第１光学素子群は、前記第１光学素子が所定の第１方向に沿って多数配置された第１光学素子の列を、前記所定の第１方向と垂直な第２方向に沿って複数有し、
前記光学素子の列を構成する多数の第１光学素子は、非直線状に配列された光源像を前記多数の第２光学素子の前記第２の光学面のそれぞれに形成することを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１光学素子の列を構成する多数の第１光学素子の内の任意の第１光学素子は、前記第１反射曲面の向きが異なるように、前記多数の第１光学素子が配列される所定の平面に対して傾設されることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第１光学素子群を構成する前記第１光学素子の焦点距離をｆF とし、前記コンデンサー光学系の焦点距離をｆC とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の照明装置。
０．０１＜｜ｆF ／ｆC ｜＜０．５
【請求項１０】
光束を供給する光源手段と、被照射面を均一照明するために前記該光束を供給する光源手段からの光束に基づいて多数の光源を形成する多光源形成光学系とを有し、
前記多光源形成光学系は、前記多数の光源を形成するために多数の第１光学素子を含む第１の光学素子群と、前記第１の光学素子群により形成される多数の光源からの光束を集光して前記被照明面を重畳的に照明する多数の第２光学素子を含む第２光学素子群とを有し、
前記多数の第１光学素子は、前記光源手段からの光束を多数の円弧状の光束に波面分割して多数の光源を形成するために、円弧状の輪郭を持つ第１の光学面をそれぞれ有し、
前記多数の第２光学素子は、矩形状に形成された第２の光学面をそれぞれ有し、
前記多数の第１光学素子の光学面は、所定の第１の反射曲面でそれぞれ形成され、
前記多数の第２光学素子の第２の光学面は、所定の第２の反射曲面でそれぞれ形成されることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
前記第２の反射曲面は、前記第２光学素子群の基準曲面に沿ってそれぞれ配列されていることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１光学素子は、前記第１の反射曲面の有効領域外に光軸を有する偏心ミラーで構成されることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記多数の第１光学素子は、２次元的に稠密配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光源手段と前記多光源形成光学系との間の光路中に補助多光源形成光学系を配置し、
前記補助多光源形成光学系は、多数の第１補助光学素子を含む第１の補助光学素子群を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記光源手段と前記被照射面との間の光路中に、前記多光源形成光学系により形成される多数の光源よりなる面光源の形状または大きさを変更する変更手段を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明されるべき前記被照射面に配置されたマスクを保持するマスクステージと、
前記感光性基板を保持する基板ステージと
前記マスクに形成された所定パターンを前記感光性基板に投影する投影光学系と、
前記マスクに形成された所定パターンを前記感光性基板に投影する際に、前記投影光学系に対して前記マスクステージと前記ウエハステージとを相対的に移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の露光装置を用いて、半導体デバイスを製造する方法において、
前記投影系を介して、前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被照射面を均一に照明する照明装置に関するものであり、特に、光リソグラフィー工程によって半導体デバイスを製造する際に、好適な照明装置や露光装置に関するものである。さらには、本発明は、その露光装置を用いて良好なる半導体デバイスを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の照明装置を備えた半導体デバイスの製造用の露光装置は、マスク上に形成される回路パターンを投影光学系を介してレチクルが塗布されたウエハ等の感光性基板上に投影転写される。この投影光学系は、凹面鏡と凸面鏡との２枚の反射鏡を有しており、投影光学系の軸外の円弧状の領域の良像領域のみが利用されて、マスク上の円弧領域のみがウエハ上に投影転写される。そして、マスク全体の回路パターンの転写は、マスクとウエハとを一定方向に走査させることにより行われる。
【０００３】
この走査方式の露光によれば、比較的高いスループットのもとでしかも高解像力を得られるという利点がある。
この種の露光装置においては、マスク上の円弧領域全体を均一でしかも一定の開口数（ＮＡ）で照明できる照明装置が望まれており、例えば、特開昭６０−２３２５５２号公報にて、マスク上を円弧状に均一照明できる照明装置が提案されている。
【０００４】
この特開昭６０−２３２５５２号公報にて提案されている照明装置では、図１６の（ａ）に示すように、超高圧水銀灯２１からの光束を楕円鏡２２によってオプティカルインテグレータ２３の入射面上で集光している。そして、このオプティカルインテグレータ２３は、図１６の（ｂ）に示すように、焦点距離ｆ1 のシリンドリカルレンズの集合体（２３ａ，２３ｄ）と焦点距離ｆ2 のシリンドリカルレンズの集合体（２３ｂ，２３ｃ）とが２枚ずつ組み合わせられて構成されている。この構成によって、直交方向において異なる開口数の光束を形成している。オプティカルインテグレータ２３を介した光束は、コンデンサーレンズ２４により集光されて、図１６の（ｃ）に示すように、円弧状開口部２５ａを有するスリット板２５を照明し、その後、集光光学系２６を介して被照射面であるマスクを均一に照明する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開昭６０−２３２５５２号公報にて提案されている照明装置では、図１６の（ｃ）に示したように、スリット板２５上の円弧状開口部２５ａを少なくとも照射するように長方形状の領域ＢＦを照明しているため、円弧照明として有効に利用される光束は僅かである。
【０００６】
一般に、円弧状の弦長は、露光領域を大きくするために長く設定され、また円弧状のスリット幅２５ｂはマスクをウエハ上に投影するミラー投影光学系の良像領域の制約から比較的狭く設定されている。従って、照明効率は、円弧状開口部２５ａと長方形状の領域ＢＦとの面積比で決定されるため、図１６に示す従来の照明装置では、原理的に光量損失が大きいという致命的な欠点を有している。この結果、被照射面（マスクやウエハ）上では十分な光量が得られないため、マスクとウエハとの走査速度を速めることができない。よって、より高スループットには対応できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、上記の問題を解決して、従来よりも格段に照明効率が高く、より高いスループット化にも十分に対応でき、しかもケーラー照明等の均一照明が実現し得る照明装置、その照明装置を備えた露光装置、及びその露光装置を用いて良好なる半導体デバイスを製造する方法を提供することを主たる目的としている。
【０００８】
また、近年において、軟Ｘ線を供給するシンクロトロン発生装置等の光源装置を用いて、より一層微細な線幅のパターンを感光性基板に投影露光し得る次世代の露光装置が切望されており、軟Ｘ線等のＸ線を効率良く均一にマスクを照明し得る照明装置、及び露光装置が提案されていなかった。
このため、本発明では、Ｘ線を効率良く均一にマスクを照明し得る照明装置及び露光装置、さらには、Ｘ線により良好なる半導体デバイスを製造する方法を提供することを副次的な目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の主たる目的を達成するために、請求項１に係る発明では、例えば図１及び図８に示す如く、前記光源像形成光学系２は、多数の第１光学素子（Ｅ、Ｅ1 ）を含む第１の光学素子群（２ａ、２０ａ）を有し、
前記多数の第１光学素子（Ｅ、Ｅ1 ）は、光源手段からの光束を多数の円弧状の光束に波面分割して多数の光源を形成するために、円弧状の輪郭を持つ第１の光学面（ＲＳ、ＲＳ1 ）をそれぞれ有するように構成したものである。
【００１０】
これにより、光源像形成光学系２により円弧状に波面分割されて、多数の第１光学素子（Ｅ、Ｅ1 ）の第１の光学面（ＲＳ、ＲＳ1 ）の各々を介した光がコンデンサー光学系３の集光作用によって被照射面としてのマスク５又はウエハ７等を重畳するように円弧状の照明領域を形成するため、効率良く均一照明が実現できる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明では、前記多数の第１光学素子（Ｅ、Ｅ1 ）の光学面（ＲＳ、ＲＳ1 ）は、所定の第１の反射曲面でそれぞれ形成されるように構成したものである。この場合、請求項３に記載しているように、前記第１光学素子（Ｅ、Ｅ1 ）は、前記第１の反射曲面の有効領域外に光軸（ＡｘE 、ＡｘE1）を有する偏心ミラーで構成されることが望ましい。
【００１２】
また、請求項４に係る発明では、前記多光源形成光学系２は、さらに、多数の第２光学素子Ｅ2 を含む第２光学素子群２０ｂを有し、前記多数の第２光学素子Ｅ2 は、矩形状に形成された第２の光学面ＲＳ2 をそれぞれ有し、前記多数の第２光学素子Ｅ2 の第２の光学面ＲＳ2 は、所定の第２の反射曲面でそれぞれ形成されるように構成したものである。これにより、光源手段１からの光からはある発散角度を持つ光が供給されたとしても、第１光学素子群２０ａを介した光束は効率良く第２光学素子群２０ｂにて再度集光されるため、被照射面としてのマスク５又はウエハ７等は効率良く円弧状に照明される。
【００１３】
この場合、請求項５に記載の発明のように、前記第２光学素子Ｅ2 は、前記第２光学素子の中心位置ＣE2に光軸ＡｘE2を有することが好ましい。
請求項６に係る発明では、前記コンデンサー光学系３は、少なくとも１枚以上の反射型光学素子のみで構成されるようにしたものである。このため、多光源形成光学系２及びコンデンサー光学系３を反射系のみで構成されることにより、20nm以下のＸ線を供給するシンクロトロン発生装置等のＸ線発生装置を光源手段とした場合にも、被照射面としてのマスク５又はウエハ７等は効率良く円弧状に均一照明される。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、第１光学素子群２０ａは、前記第１光学素子Ｅ1 が所定の第１方向に沿って多数配置された第１光学素子の列を、前記所定の第１方向と垂直な第２方向に沿って複数有し、
前記光学素子の列を構成する多数の第１光学素子Ｅ1 は、非直線状に配列された光源像を形成するように構成したものである。これにより、例えば、第２光学素子群２０ｂの各第２光学素子Ｅ2 に内接するように光源像Ｉを形成することができるため、各第２光学素子Ｅ2 を通過する光束の光量損失を小さく抑えることができる。
【００１５】
この場合、請求項８に記載されるように、前記第１光学素子の列を構成する多数の第１光学素子Ｅ1 の内の任意の第１光学素子Ｅ1 は、前記第１反射曲面の向きが異なるように、前記多数の第１光学素子Ｅ1 が配列される所定の平面Ｐa に対して傾設されることが好ましい。
請求項９に記載の発明では、前記第１光学素子群を構成する前記第１光学素子の焦点距離をｆF とし、前記コンデンサー光学系の焦点距離をｆC とするとき、以下の条件を満足するようにしたものである。
【００１６】
０．０１＜｜ｆF ／ｆC ｜＜０．５
これにより、装置のコンパクト化を図りながらも被照射面上にて均一な円弧状の照明領域を形成することができる。
また、請求項１０に記載の発明は、例えば図２１に示すように、多光源形成光学系２は、多数の光源を形成するために多数の第１光学素子を含む第１の光学素子群２０ａと、その第１の光学素子群２０ａにより形成される多数の光源からの光束を集光して被照明面（マスク５又はウエハ７等）を照明する多数の第２光学素子を含む第２光学素子群２０ｃとを有し、
前記多数の第１光学素子は、光源手段からの光束を多数の円弧状の光束に波面分割して多数の光源を形成するために、円弧状の輪郭を持つ第１の光学面をそれぞれ有し、
前記多数の第２光学素子は、矩形状に形成された第２の光学面をそれぞれ有し、
前記多数の第１光学素子の光学面は、所定の第１の反射曲面でそれぞれ形成され、
前記多数の第２光学素子の第２の光学面は、所定の第２の反射曲面でそれぞれ形成されるように構成したものである。これにより、例えば、図８、図１７及び図１８にて必要とされたコンデンサー光学系３の機能を第２光学素子群２０ｃに担わせることができるため、コンデンサー光学系３の構成を不要とすることができる。
【００１７】
この場合、請求項１１に記載されているように、前記第２の反射曲面は、前記第２光学素子群２０ｃの基準曲面に沿ってそれぞれ配列されていることが好ましい。
また、請求項１４に記載の発明では、例えば図２０に示すように、光源手段（１０〜１５）と多光源形成光学系２との間の光路中に補助多光源形成光学系１２０を配置し、
前記補助多光源形成光学系１２０は、多数の第１補助光学素子を含む第１の補助光学素子群１２０ａを有するように構成したものである。この補助多光源形成光学系１２０の作用によって、多光源形成光学系２にはより一層多くの光源が形成されるため、被照明面（マスク５又はウエハ７等）に形成される円弧状の照明領域をより一層均一になる。
【００１８】
また、請求項１５に記載の発明は、例えば図１７及び図１８に示すように、光源手段と被照射面との間の光路中に、前記多光源形成光学系２により形成される多数の光源よりなる面光源の形状または大きさを変更する変更手段（ＡＳ１、ＡＳ２、５１、６０）を配置したものである。これにより、被照明面（マスク５又はウエハ７等）に対して各種の照明条件に見合った適切な照明を行うことができる。
【００１９】
また、請求項１６の記載の発明では、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の照明装置と、前記照明装置によって照明されるべき前記被照射面に配置されたマスク５を保持するマスクステージＭＳと、前記感光性基板６を保持する基板ステージＷＳと、前記マスク５に形成された所定パターンを前記感光性基板に投影する投影系６と、前記マスク５に形成された所定パターンを前記感光性基板７に投影する際に、前記投影系６に対して前記マスクステージＭＳと前記基板ステージＷＳとを相対的に移動させる駆動装置（Ｄ1 、Ｄ2 ）とを備えた構成としたものである。これにより、スループットの高い露光装置の実現が可能となる。
【００２０】
請求項１７の記載の発明では、請求項１６に記載の露光装置を用いて、半導体デバイスを製造する方法において、前記投影系６を介して、前記マスク５のパターンを前記感光性基板７に露光する工程を含むことようにしたものである。これにより、良好なる半導体デバイスを製造することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照しながら本発明による実施の形態について説明する。図１は本発明による第１の実施の形態の概略的構成を示す図であり、図２は多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）としての反射素子群２の構成を示す正面図である。図３は反射型光学素子群２を構成する各反射素子Ｅ1 の構成を示す図であり、図４は、図１に示した多光源像形成光学系（オプティカルインテグレータ）としての反射素子群２の作用を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、200mn 以下の波長を持つレーザ光を供給するレーザ光源等の光源手段から供給されるレーザ光（平行光束）は、多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）としての反射素子群２にほぼ垂直に入射する。
なお、光源手段としては、例えば、193nm の波長を持つレーザ光を供給するＡｒＦエキシマレーザ、157nm の波長を持つレーザ光を供給するＦ2 レーザ等を用いることができる。
【００２３】
ここで、反射素子群２は、ＹＺ平面に垂直な所定の第１の基準平面Ｐ1 に沿って多数の反射素子（光学素子）Ｅが２次元的に稠密に配置されて構成されている。具体的には、図２に示すように、反射素子群２は、輪郭（外形）が円弧状に形成された反射曲面を持つ反射素子Ｅを多数有している。そして、この反射素子群２は、Ｚ方向に沿って多数配列された反射素子の列をＹ方向に沿って５列有している。そして、この５列の反射素子の列は、全体としてほぼ円形状となるように構成されている。
【００２４】
なお、反射素子Ｅの輪郭形状（円弧形状）は、後述する被照射面としての反射マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの形状と相似である。
各反射素子Ｅは、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、光軸ＡｘE から偏心した所定の領域において所定の曲率半径ＲE の反射曲面の１部を、輪郭（外形）が円弧状となるように切り出した形状を有しており、この円弧状反射素子Ｅの中心ＣE は、光軸ＡｘE からの高さｈE の位置にある。従って、各反射素子Ｅの偏心した反射面ＲＳE は、図３の（ｂ）に示すように、所定の曲率半径ＲE を有する偏心球面ミラーで構成される。なお、図３の（ｂ）中のＲＳE は、光源手段１から入射する光束を有効に反射させる反射素子Ｅの有効反射領域を示している。
【００２５】
よって、図３の（ｂ）に示すように、反射素子Ｅの光軸ＡｘE に沿って平行な方向に入射するレーザ光（平行光束）Ｌは、反射素子Ｅの光軸ＡｘE 上の焦点位置ＦE に集光されて光源像Ｉを形成する。なお、この時の反射素子Ｅの焦点距離ｆE は、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE と反射素子Ｅの反射曲面の焦点位置ＦE との間の距離となり、反射素子Ｅの反射曲面の曲率半径ＲE とすると、次式（１）の関係が成立している。
（１）  ｆE ＝−ＲE ／２
図１に戻って説明すると、反射素子群２にほぼ垂直に入射するレーザ光（平行光束）は、多数の反射素子Ｅの反射作用によって、円弧状に波面分割されて入射光束からずれた位置Ｐ2 に多数の反射素子Ｅの数に対応する光源像が形成される。換言すれば、反射素子群２を構成する多数の反射素子Ｅの各光軸ＡｘE に対して平行な方向からレーザ光が入射するものとすると、各反射素子Ｅの反射集光作用により、各光軸ＡｘE 上に存在する焦点位置ＦE を通る面Ｐ2 に光源像Ｉがそれぞれ形成される。多数の光源像Ｉが形成される面Ｐ2 には、実質的に、多数の２次光源が形成される。従って、反射素子群２は、多数の光源像Ｉを形成する光源像形成光学系、即ち多数の２次光源を形成する多光源形成光学系として機能を有している。
【００２６】
この多数の光源像Ｉからの光束は、コンデンサー光学系としての光軸ＡｘC を有するコンデンサー反射鏡３に入射する。このコンデンサー反射鏡３は、光軸ＡｘC から離れた位置に有効反射面を有する１枚の球面ミラーで構成され、この球面ミラーは、所定の曲率半径ＲC を有している。コンデンサー反射鏡３の光軸ＡｘC は、光学素子群２により多数の光源像Ｉが形成される中心位置（光軸ＡｘC と光源像Ｉが形成される面Ｐ2 とが交差する位置）を通る。但し、コンデンサー反射鏡３の焦点位置は、この光軸ＡｘC 上に存在する。
【００２７】
なお、コンデンサー反射鏡３の光軸ＡｘC は、光学素子群２を構成する多数の光学素子Ｅ1 の各光軸ＡｘE1と平行である。
さて、多数の光源像Ｉからの各光束は、コンデンサー反射鏡３によりそれぞれ反射集光された後、偏向ミラーとしての平面鏡４を介して被照射面としての反射型マスク５を円弧状に重畳的に照明する。図４は図１の矢印Ａで示す方向、即ち反射型マスク５の裏面から見たときに、反射型マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの様子を示しており、円弧状の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFは図１に示す投影系の光軸ＡｘP 上に存在する。また、仮に図１の平面ミラー４を除去した場合には、照明領域ＩＦは図１の被照射面ＩＰの位置に形成され、この時の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFは、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC 上に存在する。
【００２８】
従って、図１に示す例では、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC が平面ミラー４によって９０°偏向されていないが、図１に示す平面ミラー４の仮想の反射面４ａにてコンデンサー光学系３の光軸ＡｘC を９０°偏向させれば、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC と投影系６の光軸ＡｘP とは、反射マスク５上では同軸となる。このため、これらの光軸（ＡｘC 、ＡｘP ）は光学的に同軸であると言える。よって、各光軸（ＡｘC 、ＡｘP ）は円弧状の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFを光学的に通るようにコンデンサー光学系３と投影系６とは配置されている。
【００２９】
さて、反射型マスク５の表面には、所定の回路パターンが形成されており、この反射型マスク５は、ＸＹ平面内に沿って２次元的に移動可能なマスクステージＭＳに保持されている。
この反射型マスク５を反射した光は、投影系６を介して感光性基板としてのレジストが塗布されたウエハＷ上に結像され、ここには、円弧状の反射マスク５のパターン像が投影転写される。ウエハ７は、ＸＹ平面内に沿って２次元的に移動可能な基板ステージＷＳに保持されている。
【００３０】
ここで、マスクステージＭＳは第１駆動系Ｄ1 を介してＸＹ平面内に沿って２次元的に移動し、基板ステージＷＳは第２駆動系Ｄ2 を介してＸＹ平面内に沿って２次元的に移動する。この２つの駆動系（Ｄ1 、Ｄ2 ）は、制御系８によって各駆動量が制御されている。
従って、制御系８は、２つの駆動系（Ｄ1 、Ｄ2 ）を介してマスクステージＭＳ及び基板ステージＷＳを互いに反対方向（矢印方向）へ移動させることによって、反射型マスク５上に形成されているパターン全体が投影系６を介してウエハＷ上に走査露光される。これにより、半導体デバイスを製造する光リソグラフィー工程での良好なる回路パターンがウエハＷ上に転写されるため、良好なる半導体デバイスを製造することができる。
【００３１】
光軸ＡｘP を有する投影系６は、その光軸ＡｘC から離れた位置に有効反射面を持つ４枚の非球面ミラー（６ａ〜６ｄ）を有するオフアクシス型の縮小系で構成されている。第１、第３及び第４の非球面ミラー（６ａ、６ｃ、６ｄ）は、凹面型の非球面鏡で構成され、第２の非球面ミラー６ｂは、凸面型の非球面鏡で構成されている。投影系６の瞳は第３の非球面ミラー６ｃの反射表面上に存在し、この瞳の位置ＰS には開口絞り等が設けられている。
【００３２】
さて、次に、図１に示した例の光学素子群２の作用について、図５を参照しながら説明する。
図５は、図１に示した反射マスク５を照明する照明装置の部分を拡大して示した図であり、図５では、説明を分かりやすくするために、平面ミラー４を省略し、また、反射素子群２が３つの反射素子（Ｅa 〜Ｅc ）で構成されているものとする。
【００３３】
図１にて説明したように、反射素子群２は、所定の基準平面Ｐ1 に沿って配置された３つの反射素子（Ｅa 〜Ｅc ）を含み、その所定の基準平面Ｐ1 は、各反射素子（Ｅa 〜Ｅc ）の焦点位置（曲率中心の位置）Ｐ2 を通る平面（ＹＺ平面）と平行である。
図５に示すように、反射素子群２中の反射素子Ｅa に入射したレーザ光（平行光束）は、反射素子Ｅa の反射面の輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割されて、その波面分割された円弧状の光束（実線で示す光束）は、反射素子Ｅa の反射面の集光作用によって光源像Ｉa を形成する。その後、その光源像Ｉa からの光束はコンデンサー光学系３の反射面によって集光されて、反射型マスク５は斜め方向から円弧状に照明される。なお、図５の紙面方向が反射型マスク５上に形成される円弧状の照明領域の幅方向となる。
【００３４】
また、反射素子群２中の反射素子Ｅc に入射したレーザ光（平行光束）は、光学素子Ｅc の反射面の輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割されて、その波面分割された円弧状の光束（実線で示す光束）は、反射素子Ｅc の反射面の集光作用によって光源像Ｉc を形成する。その後、その光源像Ｉc からの光束はコンデンサー光学系３の反射面によって集光されて、反射型マスク５は、実線で示した光束により形成される円弧状の照明領域と重畳するように円弧状に照明される。
【００３５】
このように、反射素子群２中の各反射素子を通過した光が反射型マスク５上を円弧状に重畳的に照明するため、均一な照明が達成できる。なお、図１に示すように、反射素子群２中の各反射素子により形成される光源像が投影系６の瞳の位置ＰS （投影系６の入射瞳）に再結像されるため、所謂ケーラー照明が達成される。
【００３６】
以上の第１の実施の形態で示すように、マスク５のパターンを感光性基板７に露光するために、照明装置及び投影系の全てを反射型部材及び反射型素子で構成したとしても、実質的にケーラー照明の条件を保ちながら、マスク上に照度が均一な円弧状の照明領域を効率良く形成することができる。
なお、コンデンサー光学系３の射影関係を正射影にすることにより、方向によらず均一な開口数ＮＡのもとで反射型マスク５を照明することができる。
【００３７】
また、図２に示されるうよに、反射素子群２の外形（輪郭）がほぼ円形状に多数の反射素子Ｅが稠密に配列されることにより、位置Ｐ2 に形成される多数の光源像により形成される２次光源の外形（輪郭）がほぼ円形状となる。従って、コンデンサー光学系３の射影関係を正射影にする事及び２次光源の外形（輪郭）にする事を同時に行うことにより、マスク５上に形成される照明領域ＩＦ内での空間コヒーレンシーが場所及び方向によらず均一にすることができる。
【００３８】
さらに、反射素子群２中の各反射素子の反射面の形状は、射影関係をコンデンサー光学系３と同一にとなるように構成することにより、反射素子群２及びコンデンサー光学系３にて歪曲収差を発生させることなく、反射型マスク５上に形成される円弧状照明領域での照度をより一層均一にすることができる。
以上においては、反射素子群２を構成する各反射素子Ｅ及びコンデンサー光学系３を構成するコンデンサーミラーを共に偏心した球面状の反射面とした例を述べたが、これらを非球面とすることもできる。
【００３９】
そこで、図１に示した露光装置中の反射素子群２及びコンデンサー光学系３の具体的な数値を挙げる。以下に掲げる数値例では、反射素子群２を構成する各反射素子Ｅ及びコンデンサー光学系３を構成するコンデンサーミラーが共に非球面で構成された場合を示している。
図４に示すように、反射マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの円弧の曲率ＲIFを９６ｍｍ、照明領域ＩＦの円弧の張る角αIFを６０°、円弧状の照明領域ＩＦの両端間の距離ＬIFを９６ｍｍ、照明領域ＩＦの円弧の幅ｔIFを６ｍｍ、反射マスク５上での照明開口数ＮＡを０．０１５、反射マスク５の法線に対する照明光の主光線の傾きを３０ｍｒａｄ（換言すれば、投影系６の入射瞳位置が反射マスク５から３１１９ｍｍにあることと同じ。）、レーザ光源から供給される光束径φを４２ｍｍ程度とする。
【００４０】
また、図６の（ａ）に示すように、反射素子群２中の反射素子Ｅの反射曲面（非球面）をＡＳE とし、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE での基準球面をＳE 、基準球面の曲率中心をＯRE、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE での接平面と垂直かつ反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE を通る方向をＸ軸（反射素子Ｅの光軸ＡｘE をＸ軸）とし、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE での接平面と平行かつ反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE を通る方向をＹ軸、Ｘ軸とＹ軸とが交差する反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE を原点とするＸＹ座標を考える。
【００４１】
ここで、図６の（ａ）は反射素子群２中の反射素子Ｅの反射曲面の断面図を示しており、図６の（ｂ）は反射素子群２中の反射素子Ｅの正面図を示している。
反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE での接平面から反射素子Ｅの反射表面（非球面）までのＸ軸（光軸ＡｘE ）の方向に沿った距離をｘ、Ｘ軸（光軸ＡｘE ）から反射素子Ｅの反射表面（非球面）までのＹ軸の方向に沿った距離をｙ、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE を通る基準球面ＳE の曲率半径（反射素子Ｅの基準曲率半径）をＲE 、非球面係数をＣ2 、Ｃ4 、Ｃ6 、Ｃ8 及びＣ10とするとき、反射素子群２を構成する各反射素子Ｅの反射面は、以下の非球面式で表現される非球面で構成される。
ｘ（ｙ）＝（ｙ2 ／ＲE ）／〔１＋（１−ｙ2 ／ＲE 2 ）0.5 〕＋Ｃ2 ｙ2 ＋Ｃ4 ｙ4 ＋Ｃ6 ｙ6 ＋Ｃ8 ｙ8 ＋Ｃ10ｙ10
ＲE ＝−１８３．３２１１
Ｃ2 ＝−５．３７８５２×１０-4
Ｃ4 ＝−４．６７２８２×１０-8
Ｃ6 ＝−２．１１３３９×１０-10 
Ｃ8 ＝  ５．７１４３１×１０-12 
Ｃ10＝−５．１８０５１×１０-14 
反射素子群２を構成する各反射素子Ｅは、図６の（ａ）に示すように、ミラーの断面方向では、光軸ＡｘE からの高さｙ1 と光軸ＡｘE からの高さｙ2 とで挟まれた反射断面形状を有し、図６の（ｂ）に示すように正面方向では、円弧の開き角αE が６０°で円弧の両端間の長さが５．２５ｍｍとなる円弧状の非球面偏心ミラーで構成されている。なお、光軸ＡｘE からの高さｙ1 は５．０８５ｍｍであり、光軸ＡｘE からの高さｙ2 は５．４１５ｍｍである。
【００４２】
この場合、反射素子Ｅにより形成される光源像Ｉは、反射素子Ｅの光軸ＡｘE の方向では、反射素子Ｅの反射曲面の頂点ＯE から７６．５６ｍｍ（＝ｘI ）だけ離れた位置にあり、反射素子Ｅの光軸ＡｘE と直交する方向では、反射素子Ｅの円弧の中心径から５．２５ｍｍだけ離れた光軸ＡｘE の位置にある。なお、反射素子Ｅの光軸ＡｘE と直交する方向での光源像Ｉの位置は、反射素子Ｅの円弧の外径から５．０８５ｍｍ（＝ｙ1 ）だけ離れた光軸ＡｘE の位置にあり、また、反射素子Ｅの円弧の外径から５．４１５ｍｍ（＝ｙ2 ）だけ離れた光軸ＡｘE の位置にある。
【００４３】
そして、図２に示すように、以上の寸法の有する多数の偏心非球面型の反射素子Ｅを配列することにより良好なる反射素子群２を構成することができる。
次に、以上の寸法の有する多数の偏心非球面型を有する反射素子Ｅを用いた場合におけるコンデンサー光学系としてのコンデンサーミラー３の具体的な数値例について挙げる。
【００４４】
図７に示すように、コンデンサーミラー３の反射曲面（非球面）をＡＳC とし、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC での基準球面をＳC 、基準球面の曲率中心をＯRC、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC での接平面と垂直かつコンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC を通る方向をＸ軸（コンデンサーミラー３の光軸ＡｘC をＸ軸）とし、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC での接平面と平行かつコンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC を通る方向をＹ軸、Ｘ軸とＹ軸とが交差するコンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC を原点とするＸＹ座標を考える。
【００４５】
ここで、図７はコンデンサーミラー３の反射曲面の断面図を示している。
コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC での接平面からコンデンサーミラー３の反射表面（非球面）までのＸ軸（光軸ＡｘC ）の方向に沿った距離をｘ、Ｘ軸（光軸ＡｘC ）からコンデンサーミラー３の反射表面（非球面）までのＹ軸の方向に沿った距離をｙ、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC を通る基準球面の曲率半径（コンデンサーミラー３の基準曲率半径）をＲC 、非球面係数をＣ2 、Ｃ4 、Ｃ6 、Ｃ8 及びＣ10とするとき、コンデンサーミラー３の反射面は、以下の非球面式で表現される非球面で構成される。
ｘ（ｙ）＝（ｙ2 ／ＲC ）／〔１＋（１−ｙ2 ／ＲC 2 ）0.5 〕＋Ｃ2 ｙ2 ＋Ｃ4 ｙ4 ＋Ｃ6 ｙ6 ＋Ｃ8 ｙ8 ＋Ｃ10ｙ10
ＲC ＝−３５１８．７４５２３
Ｃ2 ＝−３．６４７５３×１０-5
Ｃ4 ＝−１．７１５１９×１０-11 
Ｃ6 ＝  １．０３８７３×１０-15 
Ｃ8 ＝−３．８４８９１×１０-20 
Ｃ10＝  ５．１２３６９×１０-25 
但し、コンデンサーミラー３の光軸ＡｘC と直交する面Ｐ2 には、反射素子群２により形成される光源像Ｉが形成されており、この光源像Ｉが形成される面Ｐ2 は、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC から光軸ＡｘC に沿って２００９．８ｍｍ（ｘIC）だて離れた位置にある。
【００４６】
以上の数値例で示した偏心非球面型の反射面を持つ多数の反射素子Ｅで構成される反射素子群２と偏心非球面型のコンデンサーミラー３によって、照度分布及び空間的コヒーレンシーが均一な円弧状の被照射領域ＩＦが形成される。このとき、図７に示すように、コンデンサーミラー３により形成される円弧状の被照射領域ＩＦの幅方向での中心ＣIFは、コンデンサーミラー３の光軸ＡｘC の方向では、コンデンサーミラー３の反射曲面の頂点ＯC から１４００ｍｍ（＝ｘM ）だけ離れた位置にあり、コンデンサーミラー３の光軸ＡｘC の高さ方向では、その光軸ＡｘC から９６（＝ｙMC）の位置にある。
【００４７】
以上の構成により、反射型マスク５上に照度及び空間コヒーレンシーが均一な照明領域ＩＦを形成することができる。
なお、光学素子群２を構成する各光学素子Ｅの焦点距離をｆF とし、コンデンサー光学系３の焦点距離をｆC とするとき、以下の式（２）の関係を満たすことが好ましい。
（２）  ０．０１＜｜ｆF ／ｆC ｜＜０．５
この（２）式の上限を越えると、光学素子群２を構成する各光学素子に適切なパワーを持たせたときに、コンデンサー光学系の焦点距離が非常に短くなり過ぎる。このため、コンデンサー光学系にて収差が大きく発生するため、マスク５上に均一な円弧状の照明領域を形成することが困難となる。一方、（２）式の下限を越えると、光学素子群を構成する各光学素子に適切なパワーを持たせたときに、コンデンサー光学系の焦点距離が長くなり過ぎ、コンデンサー光学系自体が大きくなり過ぎ、装置をコンパクトに構成することが困難となる。
【００４８】
因みに、前述の光学素子群２を構成する各光学素子Ｅ及びコンデンサーミラー３の数値例に従って、上記（２）式の対応値を挙げる。
前述のように、光学素子群２を構成する各光学素子の曲率半径ＲE は−１８３．３２１１ｍｍであるため、その光学素子Ｅの基準の焦点距離ｆF は９１．６６０５５ｍｍ（ｆF ＝−ＲE ／２）となる。また、コンデンサーミラー３の曲率半径ＲC は−３５１８．７４５２３ｍｍであるため、その光学素子Ｅの基準の焦点距離ｆC は１７５９．３７２６ｍｍ（ｆC ＝−ＲC ／２）となる。従って、｜ｆF ／ｆC ｜＝０．０５２となり、上式で示した関係を満たしており、良好なる照明領域を保ちながら装置がコンパクトに構成されていることが理解できる。
【００４９】
さて、次に、図８、図９、図１０及び図１１を参照しながら本発明による第２の実施の形態について説明する。
以上の第１の実施の形態では、多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）を１つの反射素子群２のみで構成した例を示したが、第２の実施の形態では、多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）を２つの反射素子群（２０ａ、２０ｂ）で構成した例を示す。
【００５０】
図８は本発明による第２の実施の形態の概略的構成を示す図であり、図９は多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）としての２つの反射素子群（２０ａ、２０ｂ）の構成を示す正面図である。図１０は第１の反射素子群２０ａを構成する各反射素子Ｅ1 の構成を示す図であり、図１１は第２の反射素子群２０ｂを構成する各反射素子Ｅ2 の構成を示す図である。図１２は図８に示した多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）としての２つの反射素子群（２０ａ、２０ｂ）の作用を示す図である。
【００５１】
図８に示すように、光源手段としてのＸ線放射装置１は、10nm〜15nmの波長を持つＸ線を放射するレーザプラズマＸ線源、10nm〜15nmの波長を持つ放射光を供給するシンクロトロン発生装置等である。Ｘ線放射装置１からの供給される放射光（Ｘ線）は、多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）２に向け放射される。
【００５２】
ここで、多光源形成光学系（オプティカルインテグレータ）２は、第１の反射素子群２０ａと第２の反射素子群２０ｂとで構成されている。
まず、第１の反射素子群２０ａについて説明する。第１の反射素子群２０ａは、ＹＺ平面に垂直な所定の基準平面Ｐa に沿って多数の第１の反射素子（光学素子）Ｅ1 が２次元的に稠密に配置されて構成されている。具体的には、図９の（ａ）に示すように、第１の反射素子群２０ａは、輪郭（外形）が円弧状に形成された反射曲面を持つ反射素子Ｅ1 を多数有している。そして、この第１の反射素子群２０ａは、Ｚ方向に沿って多数配列された第１の反射素子の列をＹ方向に沿って５列有している。そして、この５列の第１の反射素子の列は、全体としてほぼ円形状となるように構成されている。
【００５３】
なお、反射素子Ｅの輪郭形状（円弧形状）は、後述する被照射面としての反射マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの形状と相似である。
各反射素子Ｅ1 は、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、光軸ＡｘE1から偏心した所定の領域において所定の曲率半径ＲE1の反射曲面の１部を、輪郭（外形）が円弧状となるように切り出した形状を有しており、この円弧状反射素子Ｅ1 の中心ＣE1は、光軸ＡｘE1からの高さｈE の位置にある。従って、各反射素子Ｅ1 の偏心した反射面は、図１０の（ｂ）に示すように、所定の曲率半径ＲE1を有する偏心球面ミラーで構成される。
【００５４】
よって、図１０の（ｂ）に示すように、反射素子Ｅ1 の光軸ＡｘE1に対して所定の斜め方向から入射する放射光（Ｘ線）Ｌは、反射素子Ｅ1 の焦点位置ＦE1と垂直な面ＰFO（光軸ＡｘE1から離れた位置）に集光されて光源像Ｉを形成する。なお、この時の反射素子Ｅ1 の焦点距離ｆE1は、反射素子Ｅ1 の反射曲面の頂点ＯE1と反射素子Ｅ1 の反射曲面の焦点位置ＦE1との間の距離となり、反射素子Ｅ1 の反射曲面の曲率半径ＲE1とすると、次式（３）の関係が成立している。
（３）  ｆE1＝−ＲE1／２
図８に戻って説明すると、第１の反射素子群２０ａに所定の方向から斜入射する放射光（Ｘ線）は、多数の反射素子Ｅ1 の反射作用によって、円弧状に波面分割されて入射光束からずれた位置Ｐb （第２反射素子群２０ｂを構成する各反射素子の表面の位置）に多数の反射素子Ｅ1 の数に対応する光源像Ｉが形成される。換言すれば、第１の反射素子群２０ａを構成する多数の反射素子Ｅ1 の各光軸ＡｘE1に対して斜め方向から放射光Ｌが入射するものとすると、各反射素子Ｅ1 の反射集光作用により、各光軸ＡｘE 上に存在する焦点位置ＦE1を通る面Ｐb に光源像Ｉがそれぞれ形成される。多数の光源像Ｉが形成される面Ｐb （図１０のＰFO）には、実質的に、多数の２次光源が形成される。
【００５５】
この多数の光源像Ｉが形成される面Ｐb には、図９の（ｂ）に示されるように、第２の反射素子群２０ｂが配置されいる。
ここで、放射光源装置１から供給される放射光は平行光束に加えて、ある範囲での発散角を持つ光束が放射される。このため、第１の反射素子群２０ａにより面Ｐb には、ある大きさを持つ光源像Ｉが形成される。従って、この第２の反射素子群２０ｂは、放射光源装置１から供給される放射光を有効に利用するために、フィールドミラー群として機能する。すなわち、第２の反射素子群２０ｂを構成する多数の第２の反射素子Ｅ2 は、それぞれフィールドミラーとしての機能を有している。
【００５６】
第２反射素子群２０ｂの構成について説明すると、第２の反射素子群２０ｂは、ＹＺ平面に垂直な所定の第２の基準平面（多数の光源像Ｉが形成される面Ｐb ）に沿って多数の第２の反射素子（光学素子）Ｅ2 が２次元的に稠密に配置されて構成されている。具体的には、図９の（ｂ）に示すように、第２の反射素子群２０ｂは、輪郭（外形）が長方形状に形成されたた反射曲面を持つ反射素子Ｅ2 を多数有している。そして、この第２の反射素子群２０ｂは、Ｚ方向に沿って多数配列された第２の反射素子の列をＹ方向に沿って５列有している。そして、この５列の第２の反射素子の列は、全体としてほぼ円形状となるように構成されている。
【００５７】
すなわち、第２の反射素子群２０ｂを構成する多数の第２の反射素子Ｅ2 は、第１の反射素子群２０ａを構成する多数の第１の反射素子Ｅ1 と１対１となるように互いに対向してそれぞれ配列されている。
ここで、各反射素子Ｅ2 は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、光軸ＡｘE2を含む所定の領域において所定の曲率半径ＲE2の反射曲面の１部を、輪郭（外形）が長方形状となるように切り出した形状を有しており、この長方形状反射素子Ｅ2 の中心ＣE2は、この反射素子Ｅ2 の光軸ＡｘE2と一致している。従って、各反射素子Ｅ2 の反射面は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の曲率半径ＲE2を有する同心球面ミラーで構成される。
【００５８】
なお、第１及び第２の反射素子群との２つの反射素子群とによって、多数の光源像Ｉを形成する光源像形成光学系、即ち多数の２次光源を形成する多光源形成光学系として機能が得られる。
第２の反射素子群２０ａによって反射された多数の光源像Ｉからの光束は、コンデンサー光学系としての光軸ＡｘC を有するコンデンサー反射鏡３に入射する。このコンデンサー反射鏡３は、光軸ＡｘC に対して偏心した１枚の偏心球面ミラーで構成され、この偏心球面ミラーは、所定の曲率半径ＲC を有している。このコンデンサー反射鏡３の焦点位置は、第２の光学素子群２０ａにより多数の光源像Ｉが形成される２次光源面Ｐ2 と一致しており、コンデンサー反射鏡３の曲率中心ＯC は、第２の反射素子群上に形成される多数の光源像Ｉの中心位置（光軸ＡｘC と光源像Ｉが形成される面Ｐ2 とが交差する位置）または光学素子群２の中心に存在する。
【００５９】
なお、コンデンサー反射鏡３の光軸ＡｘC は、第１の光学素子群２０ａを構成する多数の光学素子Ｅ1 の各光軸ＡｘE1と平行であるが、第２の光学素子群２０ｂを構成する多数の光学素子Ｅ2 の各光軸ＡｘE2と平行でない。つまり、第２の光学素子群２０ｂを構成する多数の光学素子Ｅ2 の各光軸ＡｘE2は、斜入射した光束があたかも垂直入射したから如く光線の入射角の半分だけ傾いている。
【００６０】
さて、第２の反射素子群２０ａによって反射された多数の光源像Ｉからの各光束は、コンデンサー反射鏡３によりそれぞれ反射集光された後、偏向ミラーとしての平面鏡４を介して被照射面としての反射型マスク５を円弧状に重畳的に照明する。図４は図８の矢印Ａで示す方向、即ち反射型マスク５の裏面から見たときに、反射型マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの様子を示しており、円弧状の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFは図１に示す投影系の光軸ＡｘP 上に存在する。また、仮に図８の平面ミラー４を除去した場合には、照射領域ＩＦは図８の被照射面ＩＰの位置に形成され、この時の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFは、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC 上に存在する。
【００６１】
従って、図８に示す例では、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC が平面ミラー４によって９０°偏向されていないが、図８に示す平面ミラー４の仮想の反射面４ａにてコンデンサー光学系３の光軸ＡｘC を９０°偏向させれば、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC と投影系６の光軸ＡｘP とは、反射マスク５上では同軸となる。このため、これらの光軸（ＡｘC 、ＡｘP ）は光学的に同軸であると言える。よって、各光軸（ＡｘC 、ＡｘP ）は円弧状の照明領域ＩＦの曲率中心ＯIFを光学的に通るようにコンデンサー光学系３と投影系６とは配置されている。
【００６２】
さて、反射型マスク５の表面には、所定の回路パターンが形成されており、この反射型マスク５は、ＸＹ平面内に沿って２次元的に移動可能なマスクステージＭＳに保持されている。
この反射型マスク５を反射した光は、投影系６を介して感光性基板としてのレジストが塗布されたウエハ７上に結像され、ここには、円弧状の反射マスク５のパターン像が投影転写される。ウエハ７は、ＸＹ平面内に沿って２次元的に移動可能な基板ステージＷＳに保持されている。
【００６３】
ここで、マスクステージＭＳは第１駆動系Ｄ1 を介してＸＹ平面内に沿って２次元的に移動し、基板ステージＷＳは第２駆動系Ｄ2 を介してＸＹ平面内に沿って２次元的に移動する。この２つの駆動系（Ｄ1 、Ｄ2 ）は、制御系８によって各駆動量が制御されている。
従って、制御系８は、２つの駆動系（Ｄ1 、Ｄ2 ）を介してマスクステージＭＳ及び基板ステージＷＳを互いに反対方向（矢印方向）へ移動させることによって、反射型マスク５上に形成されているパターン全体が投影系６を介してウエハＷ上に走査露光される。これにより、半導体デバイスを製造する光リソグラフィー工程での良好なる回路パターンがウエハＷ上に転写されるため、良好なる半導体デバイスを製造することができる。
【００６４】
光軸ＡｘP を有する投影系６は、第１の実施の形態で説明したように、その光軸ＡｘC から離れた位置に有効反射面を持つ４枚の非球面ミラー（６ａ〜６ｄ）を有するオスアクシス型の縮小系で構成されている。第１、第３及び第４の非球面ミラー（６ａ、６ｃ、６ｄ）は、凹面型の非球面鏡で構成され、第２の非球面ミラー６ｂは、凸面型の非球面鏡で構成されている。投影系６の瞳は第３の非球面ミラー６ｃの反射表面上に存在し、この瞳の位置ＰS には開口絞り等が設けられている。
【００６５】
さて、次に、図８に示した例の第１及び第２反射素子群（２０ａ、２０ｂ）の作用について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、図８に示した反射マスク５を照明する照明装置の部分を拡大して示した図であり、図１２では、説明を分かりやすくするために、平面ミラー４を省略し、また、第１の反射素子群２０ａが２つの反射素子（Ｅa1、Ｅb1）で構成され、第２の反射素子群２０ｂが２つの反射素子（Ｅa2、Ｅb2）で構成されているものとする。
【００６６】
第１の反射素子群２０ａは、所定の第１の基準平面Ｐ1 に沿って配置された２つの第１の反射素子（Ｅa1、Ｅb1）を含み、その所定の基準平面Ｐa は、被照射面としての反射マスク５と光学的に共役な位置、またはその共役な位置の近傍にある。
また、第２の反射素子群２０ｂは、所定の第２の基準平面Ｐb に沿って配置された２つの第１の反射素子（Ｅa2、Ｅb2）を含み、その所定の基準平面Ｐb は、投影系６の瞳と光学的に共役な位置、またはその共役な位置の近傍にある。
【００６７】
図１２に示すように、第１反射素子群２０ａ中の反射素子Ｅa1にある方向から入射する実線で示す放射光（Ｘ線）は、反射素子Ｅa1の反射面の輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割されて、その波面分割された円弧状の光束（実線で示す光束）は、反射素子Ｅa1の反射面の集光作用によって第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅa2上の一端に光源像Ｉ1 を形成する。
【００６８】
また、第１反射素子群２０ａ中の反射素子Ｅa1に別の方向から入射する点線で示す放射光（Ｘ線）は、反射素子Ｅa1の反射面の輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割されて、その波面分割された円弧状の光束（点線で示す光束）は、反射素子Ｅa1の反射面の集光作用によって第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅa2上の他端に光源像Ｉ2 を形成する。
【００６９】
従って、第１反射素子群２０ａ中の反射素子Ｅa1に実線及び点線で示す角度範囲の放射光が入射すると、第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅa2上には光源像Ｉ1 と光源像Ｉ2 との間を結んだ大きさの光源像が形成される。
その後、これら２つの光源像（Ｉ1 、Ｉ2 ）からの光束は、第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅa2の反射集光作用（フィールドミラーの作用）によって集光され、さらに、コンデンサー光学系３の反射面の反射集光作用によって集光されて、反射型マスク５を２方向から重畳するように円弧照明される。なお、図１２の紙面方向が反射型マスク５上に形成される円弧状の照明領域の幅方向となる。
【００７０】
また、第１反射素子群２０ａ中の反射素子Ｅb1及び第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅb2による光学作用は、前述した第１反射素子群２０ａ中の反射素子Ｅa1及び第２反射素子群２０ｂ中の反射素子Ｅa2による光学作用と同じであるため説明は省略する。
このように、２つの反射素子群（２０ａ、２０ｂ）によって形成された多数の光源像からの光が反射型マスク５上を円弧状に重畳的に照明するため、効率良く均一な照明が達成できる。しかも、第２反射素子群２０ｂ中の各反射素子Ｅの作用（フィールドミラーの作用）によって、大きさを持つ光源像からの光束を効率良く集光させているため、コンデンサー光学系３の大きさをコンパクトにすることができる。
【００７１】
なお、図８に示すように、第２の反射素子群２０ｂ中の各反射素子の表面に形成される光源像が投影系６の瞳の位置ＰS （投影系６の入射瞳）に再結像されるため、所謂ケーラー照明が達成される。
以上の第２の実施の形態で示すように、例えば、Ｘ線等の波長が100nm 以下かつある発散角を持つの光を用いて、マスクパターンを感光性基板７に露光するために、照明装置及び投影系の全てを反射型部材及び反射型素子で構成したとしても、実質的にケーラー照明の条件を保ちながら、マスク上に照度が均一な円弧状の照明領域を効率良く形成することができる。
【００７２】
また、第２の実施の形態では、第１及び第２の反射素子群（２０ａ、２０ｂ）を構成する各反射素子（Ｅ1 、Ｅ2 ）及びコンデンサー光学系を構成するコンデンサーミラー３を共に偏心した球面状の反射面とした例を述べたが、これらを非球面とすることもできることは言うまでもない。
また、第２の実施の形態では、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC と投影系６の光軸ＡｘP とが互いに直交するように、コンデンサー光学系３と投影系６とを配置した例を示したが、図１３に示すように、偏向ミラー（平面ミラー）４の配置を変更して、物理的な配置上においても、コンデンサー光学系３の光軸ＡｘC と投影系６の光軸ＡｘP とが同軸となるように、コンデンサー光学系３と投影系６とを配置しても良い。
【００７３】
さて、次に、図１４及び図１５を参照しながら第２の実施の形態の変形例について説明する。
本例では、図９の（ａ）及び（ｂ）に示した第１及び第２の反射素子群（２０ａ、２０ｂ）での照明効率をより一層改善するために、図８に示した第１及び第２の反射素子群（２０ａ、２０ｂ）を図１４及び図１５に示す構成としたものである。
【００７４】
まず、第１の反射素子群２０ａの構成について説明すると、図１４の（ａ）に示すように、第１の反射素子群２０ａは、円弧状の輪郭（外形）を有する多数の第１の反射素子がＺ方向に沿って多数配列された第２の反射素子の列をＹ方向に沿って３列有している。
第１番目の反射素子の列ＧE11 は多数の反射素子（Ｅ11a 〜Ｅ11v ）で構成されている。そして、この第１番目の反射素子の列ＧE11 は、第１番目の反射素子の列の中心（各反射素子の中心）を横切りＺ軸と平行な軸Ａ1 を中心に、第１番目の反射素子の列ＧE11 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列されている。
【００７５】
また、第２番目の反射素子の列ＧE12 は多数の反射素子（Ｅ12a 〜Ｅ12y ）で構成されている。そして、この第２番目の反射素子の列ＧE12 は、第２番目の反射素子の列の中心（各反射素子の中心）を横切りＺ軸と平行な軸Ａ2 を中心に、第２番目の反射素子の列ＧE12 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列されている。
【００７６】
さらに、第３番目の反射素子の列ＧE13 は多数の反射素子（Ｅ13a 〜Ｅ13v ）で構成されている。そして、この第３番目の反射素子の列ＧE13 は、第３番目の反射素子の列の中心（各反射素子の中心）を横切りＺ軸と平行な軸Ａ3 を中心に、第３番目の反射素子の列ＧE13 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列されている。
【００７７】
次に、第２の反射素子群２０ａの構成について説明すると、図１４の（ｂ）に示すように、第２の反射素子群２０ｂは、ほぼ正方形状の輪郭（外形）を有する多数の第２の反射素子Ｅ2 がＺ方向に沿って多数配列された反射素子の列をＹ方向に沿って９列有している。
そして、第２の反射素子群２０ｂは、図１４の（ｂ）の下側の列から順に、第１列〜第３列までの３列の反射素子列からなる第１の部分群ＧE21 と、第４列〜第６列までの３列の反射素子列からなる第２の部分群ＧE22 と、第７列〜第９列までの３列の反射素子列からなる第３の部分群ＧE23 とを有している。
【００７８】
ここで、第１の部分群ＧE21 を構成する各反射素子Ｅ2 の表面には、前述の第１の反射素子群２０ａ中の第１番目の反射素子の列ＧE11 の各反射素子（Ｅ11a 〜Ｅ11v ）によって集光された光源像がそれぞれ形成される。
また、第２の部分群ＧE22 を構成する各反射素子Ｅ2 の表面には、前述の第１の反射素子群２０ａ中の第２番目の反射素子列ＧE12 の各反射素子（Ｅ12a 〜Ｅ12y ）によって集光された光源像がそれぞれ形成される。
【００７９】
さらに、第３の部分群ＧE23 を構成する各反射素子Ｅ2 の表面には、前述の第１の反射素子群２０ａ中の第３番目の反射素子列ＧE13 の各反射素子（Ｅ13a 〜Ｅ13v ）によって集光された光源像がそれぞれ形成される。
具体的には、図１５に示すように、第１番目の反射素子列ＧE11 を構成する各反射素子（Ｅ11a 〜Ｅ11k ）は、第１番目の反射素子列の中心（各反射素子の中心Ｃ1a〜Ｃ1k）を横切りＺ軸と平行な軸Ａ1 を中心に、第１番目の反射素子の列ＧE11 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列されている。
【００８０】
例えば、反射素子Ｅ11a は、軸Ａ1 を中心に右回り（反時計回り）に所定量（微小量）だけ回転した状態で固設されており、この反射素子Ｅ11a は、第１の部分群ＧE21 の第３列目の最も上方の反射素子Ｅ2 上において、ある大きさを持つ円形状の光源像Ｉa を形成する。
また、反射素子Ｅ11f は、軸Ａ1 を中心に左回り（時計回り）に所定量（微小量）だけ回転した状態で固設されており、この反射素子Ｅ11f は、第１の部分群ＧE21 の第１列目の上から２番目の反射素子Ｅ2 上において、ある大きさを持つ円形状の光源像Ｉf を形成する。
【００８１】
また、反射素子Ｅ11k は、軸Ａ1 を中心回りに回転されることなく固設されており、この反射素子Ｅ11k は、第１の部分群ＧE21 の第２列目の上から４番目の反射素子Ｅ2 上において、ある大きさを持つ円形状の光源像Ｉf を形成する。この時の反射素子Ｅ11k の光軸と第１の部分群ＧE21 を構成する各反射素子の光軸とは互いに平行となっている。
【００８２】
この様な図１５に示す構成は、第１の反射素子群２０ａ中の第２番目の反射素子列ＧE12 と第２の部分群ＧE22 との間、及び第１の反射素子群２０ａ中の第３番目の反射素子列ＧE13 と第２の部分群ＧE23 との間でも同様である。
以上のように、図１４及び図１５に示す第１及び第２の反射素子（２０ａ、２０ｂ）の構成によれば、図９に示した第１及び第２の反射素子（２０ａ、２０ｂ）の構成に比べて、第２の反射素子の輪郭（外形）によって大きさのある光源像が遮光されにくいため、照明効率を向上させることができる。
【００８３】
以上の第１及び第２の実施の形態では、多光源形成手段の少なくとも１部を構成する第１の反射素子群中の円弧状の輪郭（外形）を持つ反射素子（Ｅ、Ｅ1 ）が、その素子の光軸（ＡｘE 、ＡｘE1）に対して偏心した偏心ミラーで構成されているため、ある像高（光軸からのある高さ）における円弧領域のみでの収差補正をすれば良いため、非偏心反射素子を設計する場合よりも光学設計上の制約条件が大幅に緩和される。それによって、第１の反射素子群中の反射素子にて発生する収差を十分に抑えることができる。従って、マスク５等の被照射面において、非常に良好なる均一な円弧照明が実現できるという利点がある。
【００８４】
さらに、コンデンサー光学系も偏心ミラー系で構成することにより、コンデンサー光学系にて発生する収差も十分に抑えることができるため、以上の利点を相乗的に得ることができる。なお、コンデンサー光学系は１枚の偏心ミラーで構成することができるが、複数枚の偏心ミラーで構成することも可能である。
なお、第１及び第２の実施の形態にて示した第１の反射素子群及び第２の反射素子群を独立または一体的に所定の方向（反射素子の光軸又はその光軸と直交する方向）へ微小量だけ移動、または第１の反射素子群と第２の反射素子群とのうちの少なくとも一方を微小量だけ傾斜させるように構成すれば、被照射面上に形成される円弧状の照明領域での照度分布等を調整することができる。さらには、コンデンサー光学系を構成する少なくとも１つの偏心ミラーを所定の方向（コンデンサー光学系の光軸又はその光軸と直交する方向）へ微小量だけ移動、あるいは傾斜させるように構成しても良い。
【００８５】
また、良好なる照明領域を保ちながら装置をコンパクトに構成するためには、第２の実施の形態における第１の反射素子群２０ａ及びコンデンサー光学系３も前述した条件式（２）を関係を満足することが望ましい事は言うまでもない。
さらに、また、以上の各実施の形態では、多光源形成光学系を構成する第１光学素子や第２の光学素子をそれぞれ反射ミラーで構成した例を示したが、これらを屈折性のレンズ素子で構成しても良い。この場合、第１光学素子を構成するレンズ素子の断面形状は、円弧とすることが良いことは言うまでもない。
なお、以上の図９及び図１４においては、多数の反射素子（Ｅ1 ，Ｅ2 ）を隙間がないように稠密に配置して構成した第１光学素子群２０ａ及び第２光学素子群２０ｂをそれぞれ示した。しかしながら、図９（ｂ）及び図１４（ｂ）に示す第２光学素子群においては、多数の反射素子Ｅ2 を必ずしも隙間がないように稠密に配置する必要はない。その理由について述べると、前述したように、第２光学素子群２０ｂ上またはその近傍には、各反射素子Ｅ2 にそれぞれ対応して多数の光源像が形成される。そして、これら光源像が各反射素子Ｅ2 の有効反射領域内に収まっている限り、光量損失を生じることはない。従って、第２光学素子群２０ｂ上またはその近傍において多数の光源像が隙間を持って離散的に形成される場合には、第２光学素子群における多数の反射素子Ｅ2 は隙間を持って離散的に配置することができる。
【００８６】
ところで、図１７には、図１に示した第１の実施の形態に係るステップ・アンド・スキャン方式により露光動作を行う投影露光装置の変形例を示している。図１７に示す投影露光装置は、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式により露光動作を行うものである。なお、図１７において、図１に示した同一の機能を持つ部材には同一の符号を付してある。また、図１７においては、マスク５の縮小像をウエハ７上に形成する投影系の光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する紙面内方向をＹ方向とし、これらＹＺ方向と直交する紙面垂直方向をＸ方向とする。また、図１７、後述する図１８及び図２０〜図２２に示す装置においては、図１及び図８に示したように、投影系６に対してマスクステージＭＳ及び基板ステージＷＳを相対的に移動させる駆動装置（Ｄ1 、Ｄ2 ）及び制御系８は備えているが、これらを図１７、図１８及び図２０〜図２２にて図示することは省略する。
【００８７】
さて、図１７に示すように、露光装置は、投影原版（マスク）としての反射型マスク５に描画された回路パターンの一部の像を投影系６を介して基板としてのウエハ７上に投影しつつ、マスク５とウエハ７とを投影光学系９に対して１次元方向（Ｙ方向）に相対走査することによって、マスク５の回路パターンの全体をウエハ７上の複数のショット領域の各々にステップアンドスキャン方式で転写するものである。
【００８８】
ここで、図１７に示すように、露光用の照明光である軟Ｘ線は、大気に対する透過率が低いため、ＥＵＶ光が通過する光路は真空チャンバー１００により覆われて外気より遮断されている。
レーザ光源１０は、赤外域〜可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有し、例えば半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザなどを適用できる。このレーザ光は集光光学部材１１により集光されて、位置１３に集光する。ノズル１２は気体状の物体を上記集光位置１３へ向けて噴出し、この噴出された物体は位置３において高照度のレーザ光を受ける。このとき、噴出された物体がレーザ光のエネルギで高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際にＥＵＶ光を放出する。
【００８９】
この位置３の周囲には、楕円鏡１４が配置されており、この楕円鏡１４は、その第１焦点が上記集光位置１３とほぼ一致するように位置決めされている。楕円鏡１４の内表面には、ＥＵＶ光を反射するための多層膜が設けられており、ここで反射されたＥＵＶ光は、楕円鏡１４の第２焦点で一度集光した後、放物面鏡（コリメーター反射鏡）１５へ向かう。この反射鏡１５は、その焦点が楕円鏡１４の第２焦点位置とほぼ一致するように位置決めされており、その内表面には、ＥＵＶ光を反射するための多層膜が設けられている。
【００９０】
放物面鏡１５から射出されるＥＵＶ光は、ほぼコリメートされた状態でオプティカルインテグレータとしての反射型フライアイ光学系２へ向かう。
なお、集光光学部材１１、楕円鏡１４及び放物面鏡１５によって集光光学系が構成されている。
この反射型フライアイ光学系２は、複数の反射面（複数の反射素子Ｅ1 の反射面）を集積してなる第１の反射素子群２０ａと、第１の反射素子群２０ａの複数の反射面と対応した複数の反射面（複数の反射素子Ｅ2 の反射面）を有する第２の反射素子群２０ｂとで構成されている。これら第１及び第２の反射素子群２０ａ，２０ｂを構成する複数の反射面上にもＥＵＶ光を反射させるための多層膜が設けられている。
【００９１】
ここで、反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第２反射素子群１２０ｂの反射面位置またはその近傍の位置には、反射型マスク５を照明する光束の開口数（照明系の開口数）を可変とするための第１の可変開口絞りＡＳ１が設けられている。この第１の可変開口絞りＡＳ１は、ほぼ円形状の可変の開口部を有しており、第１の駆動系ＤＲ１によって、第１の可変開口絞りＡＳ１の開口部の開口径が可変となっている。
【００９２】
さて、放物面鏡１５からのコリメートされたＥＵＶ光は、第１の反射素子群２０ａにより波面分割され、各々の反射面からのＥＵＶ光が集光されて複数の光源像が形成される。これら複数の光源像が形成される位置の近傍のそれぞれには、第２の反射素子群２０ｂの複数の反射面が位置決めされており、これら第２の反射素子群２０ｂの複数の反射面は、実質的にフィールドミラーの機能を果たす。このように、反射型フライアイ光学系２は、放物面鏡１５からの略平行光束に基づいて、２次光源としての多数の光源像を形成する。
【００９３】
さて、反射型フライアイ光学系２により形成された２次光源からのＥＵＶ光は、この２次光源位置の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデンサミラー３へ向かい、このコンデンサミラー３にて反射集光された後に、光路折り曲げミラー４を介して、反射型マスク５上に達する。これらコンデンサミラー３及び光路折り曲げミラーの表面には、ＥＵＶ光を反射させる多層膜が設けられている。そして、コンデンサミラー３は、２次光源から発するＥＵＶ光を集光して、反射型マスク５上の所定の照明領域を重畳的に均一照明する。
【００９４】
そして、反射型マスク５上には、ＥＵＶ光を反射する多層膜のパターンが設けられており、この反射型マスク５から反射したＥＵＶ光が投影系６によって結像されることにより、反射型マスク５の像が感光性基板としてのウエハ７上に転写される。
なお、本実施形態では、反射型マスク５へ向かう照明光と、該反射型マスク５にて反射されて投影系６へ向かうＥＵＶ光との光路分離を空間的に行うために、照明系は非テレセントリック系であり、かつ投影系６もマスク側非テレセントリックな光学系としている。
【００９５】
また、投影系６の構成は、図１に示した投影系６の構成と同一であるため説明を省略するが、図１７に示す投影系６を構成する４枚のミラー（６ａ〜６ｄ）の表面には、ＥＵＶ光を反射させる多層膜が設けられている。
ところで、図１７における投影系６の瞳位置またはその近傍に配置にはミラー６ｃが配置されているが、このミラー６ｃの反射面またはその近傍には、投影系６の開口数を可変とする第２の可変開口絞りが設けられている。この第２の可変開口絞りＡＳ２は、ほぼ円形状の可変の開口部を有しており、第２の駆動系ＤＲ２によって、第２の可変開口絞りＡＳ２の開口部の開口径が可変となっている。
【００９６】
ここで、照明系の開口数と投影系６の開口数との比（コヒーレンスフアクター又はσ値）を可変にすることについて説明する。なお、σ値とは、照明系の開口数をＮＡ１とし、投影系６の開口数をＮＡ２とすると、σ＝ＮＡ１／ＮＡ２で定義される。
ウエハ７に転写するパターンの微細度やウエハ７に転写するパターンのプロセスによっては、照明系の開口数と投影系６の開口数との比を可変にして、投影系６の解像力や焦点深度等を調整することが必要となる。このため、不図示の搬送装置によってウエハステージＷＳ（図１７では図示していない）に順次載置される各ウエハ毎の露光条件に関する露光情報（露光情報を含むウエハの搬送マップ等）、及びマスクステージＭＳ上に順次載置される各種のマスクの載置情報は、コンソール等の入力装置ＩＵを介して、制御装置ＭＣＵに入力される。制御装置ＭＣＵは、ウエハステージＷＳ（図１７では図示していない）上にウエハ７が載置される毎に、入力装置ＩＵからの入力情報に基づいて、照明系の開口数と投影系６の開口数との比を変更するか否かを判別する。もし、制御装置ＭＣＵは、照明系の開口数と投影系６の開口数との比を変更する必要があると判断すると、制御装置ＭＣＵは、２つの駆動系（ＤＲ１、ＤＲ２）の内の少なくとも一方を駆動させて、第１の開口絞りＡＳ１と第２の可変開口絞りＡＳ２との内の少なくとも一方の開口径を可変とする。これにより、様々な露光条件のもとで適切な露光が達成できる。
【００９７】
なお、第１の開口絞りＡＳ１の開口径を可変とすることに応じて、反射鏡１５をこれとは異なる焦点距離を持つ反射鏡に交換することが望ましい。これにより、第１の開口絞りＡＳ１の開口部の大きさに応じて、反射型フライアイ光学系２に入射するＥＵＶ光の光束径を変化させることができ、高照明効率を保ちながら適切なσ値のもとでの照明が可能となる。
【００９８】
また、図１７に示す露光装置において、反射型マスク５上またはウエハ７上での光照度分布が傾斜するような不均一な分布となっている場合には、反射型フライアイ光学系２に入射するＥＵＶ光等の光束を、反射素子群２０ａを横切るように、偏心させることによって光照度分布の傾きを補正することが可能である。例えば、放物面鏡１５を僅かに偏心させることにより、光照度分布の傾きが補正できる。すなわち、反射型マスク５の表面又はウエハ表面上に形成される円弧状の照明領域の左右方向（Ｘ方向）において光照度分布の傾きが生じている場合には、放物面鏡１５をＸ方向へ移動させることにより、光照度分布の傾きを補正することができる。また、反射型マスク５の表面又はウエハ表面上に形成される円弧状の照明領域の幅方向（Ｚ方向）における中央部と周辺部とで照度が異なる場合には、放物面鏡１５をＺ方向へ移動させることにより、光照度分布の傾きを補正することができる。
【００９９】
なお、第１の開口絞りＡＳ１と第２の可変開口絞りＡＳ２との内の少なくとも一方の開口径を可変とすることにより、ウエハ７やマスク５に形成される円弧状の照明領域の照明ムラ等の発生に伴う照明状態が悪化することがある。この時には、放物面鏡１５、反射型フライアイ光学系２及びコンデンサーミラー３の内の少なくとも１つの光学部材を僅かに移動させて、円弧状の照明領域の照明ムラ等を補正することが望ましい。
【０１００】
さて、次に、図１８を参照しながら図１７に示した投影露光装置の第１の変形例を説明する。図１８において、図１７に示す部材と同じ機能を持つ部材には同じ符号を付してある。
前述の図１７に示した露光装置と図１８に示す露光装置との第１の差異は、反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第２反射素子群２０ｂの反射面位置またはその近傍の位置に配置された第１の開口絞りＡＳ１の代わりに、図１９に示すように、互いに形状や大きさが異なる複数の開口絞り（５０ａ〜５０ｆ）が形成されたターレット板５１を設け、第１駆動系ＤＲ１によって所定の回転軸５２を中心としてターレット板５１を回転可能に設けた点である。
【０１０１】
また、図１７に示した露光装置に対する第２の差異は、放物面鏡１５と反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第１反射素子群２０ａとの間の光路中において、円形状の光束断面を持つＥＵＶ光を輪帯状（リング状）の光束断面を有するＥＵＶ光に変換する輪帯光束変換ユニット６０が照明光路に対して挿脱可能に設けられてい点である。
【０１０２】
この輪帯光束変換ユニット６０は、リング状の反射面を持つ第１反射部材６０ａ及び円錐状の反射面を持つ第２反射部材６０ｂとを有している。反射型フライアイ光学系２に入射する輪帯状（リング状）のＥＵＶ光における輪帯の内径と輪帯の外径との比（所謂、輪帯比）を可変とするために、第１反射部材６０ａと第２反射部材６０ｂとは、照明光路に沿って相対的に移動可能に設けられている。
【０１０３】
なお、照明光路に対する輪帯光束変換ユニット６０の挿脱及び照明光路に沿った第１反射部材６０ａと第２反射部材６０ｂとの相対移動は、第３駆動系ＤＲ３によって行われる。
ここで、図１８及び図１９を参照しながら、ターレット板５１及び輪帯光束変換ユニット６０について詳述する。
【０１０４】
複数の開口絞りを有するターレット板５１は、図１９に示す如く、所定の軸５２を中心として回転可能に設けられている。図示の如く、ターレット板５１上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り５０ａ〜５０ｆが設けられている。ここで、開口絞り５０ａは、輪帯形状（ドーナッツ状）の開口部を持つ開口絞りであり、開口絞り５０ｂと開口絞り５０ｅとは、それぞれ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りである。また、開口絞り５０ｃは、４つの扇形の開口部を有する開口絞りであり、開口絞り５０ｄは、４つの円形状の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り５０ｆは、開口絞り５０ａとは異なる輪帯比（輪帯形状の開口部の外径と内径との比率）を持つ開口絞りである。
【０１０５】
図１８において、入力装置ＩＵは、マスク５やウエハ７上での照明方法の選択するために必要な情報を入力するためのものである。例えば、入力装置ＩＵは、ウエハ７に転写するパターンの微細度やウエハ７に転写するパターンのプロセスに応じて、不図示の搬送装置によって順次載置される各ウエハ毎の露光条件に関する露光情報（露光情報を含むウエハの搬送マップ等）、及びマスクステージＭＳ上に順次載置される各種のマスクの載置情報を入力するためのものである。
【０１０６】
図１８に示す例では、入力装置ＩＵからの入力情報に基づいて、制御装置ＭＣＵは、「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照明」、「第１の通常照明」、「第２の通常照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照明」の選択が可能となっている。
ここで、「輪帯照明」とは、反射型フライアイ光学系２によって形成される２次光源の形状を輪帯状（ドーナツ状）にすることによって、反射型マスク６及びウエハ７に対してＥＵＶ光を斜め方向から照明し、これによって、投影系６が本来持つ解像力及び焦点深度を向上させようとするものである。また、「特殊傾斜照明」とは、反射型フライアイ光学系２によって形成される２次光源をその中心から所定の距離だけ偏心した離散的な複数の偏心光源にすることによって、反射型マスク６及びウエハ７に対してＥＵＶ光を斜め方向から照明し、投影系６が本来持つ解像力及び焦点深度をより一層向上させようとするものである。また、「通常照明」とは、反射型フライアイ光学系２によって形成される２次光源の形状をほぼ円形状にすることによって、最適なσ値のもとでマスク５やウエハ７上を照明しようとするものである。
【０１０７】
さて、制御装置ＭＣＵは、入力装置ＩＵからの入力情報に基づいて、ターレット板５１を回転させる第１駆動系ＤＲ１と、投影系６の開口絞りＡＳ２の開口径を変化させる第２駆動系ＤＲ２と、輪帯光束変換ユニット６０を照明光路に対する挿脱及び輪帯光束変換ユニット６０における２つの反射部材（６０ａ、６０ｂ）との相対間隔を変化させる第３駆動系ＤＲ３との制御を行なう。
【０１０８】
以下、この制御装置ＭＣＵの動作について詳述する。
マスク５上での照明状態を通常照明に設定する場合には、制御装置ＭＣＵは、入力装置ＩＵからの入力情報に基づいて、「第１の通常照明」または「第２の通常照明」を選択する。ここで、「第１の通常照明」と「第２の通常照明」との違いは、σ値が異なる点である。
【０１０９】
例えば、制御装置ＭＣＵが「第１の通常照明」を選択した場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ｅが位置するように、第１駆動系ＤＲ１を駆動してターレット板５１を回転させる。これと同時に、制御装置ＭＣＵは、必要に応じて、第２駆動系ＤＲ２を介して投影系６中の第２の開口絞りの開口径を変化させる。この時、輪帯光束変換ユニット６０が照明光路中に設定されている場合には、制御装置ＭＣＵは、第３駆動系ＤＲ３を介して輪帯光束変換ユニット６０を照明光路から退避させる。
【０１１０】
以上に述べた照明系の設定状態のもとで、ＥＵＶ光を反射型マスク５のパターンを照明すると、適切な「第１の通常照明」の条件（適切なσ値）のもとで、反射型マスク５のパターンを投影系６を介して感光性基板（ウエハ）７に露光することができる。
また、制御装置ＭＣＵが「第２の通常照明」を選択した場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ｂが位置するように、第１駆動系ＤＲ１を駆動してターレット板５１を回転させる。これと同時に、制御装置ＭＣＵは、必要に応じて、第２駆動系ＤＲ２を介して投影系６中の第２の開口絞りの開口径を変化させる。この時、輪帯光束変換ユニット６０が照明光路中に設定されている場合には、制御装置ＭＣＵは、第３駆動系ＤＲ３を介して輪帯光束変換ユニット６０を照明光路から退避させる。
【０１１１】
以上に述べた照明系の設定状態のもとで、ＥＵＶ光を反射型マスク５のパターンを照明すると、適切な「第２の通常照明」の条件（第１の通常照明の時よりも大きなσ値）のもとで、反射型マスク５のパターンを投影系６を介して感光性基板（ウエハ）７に露光することができる。
なお、図１７の例で述べたように、図１８の例においても、第１の開口絞りＡＳ１の開口径を可変とすることに応じて、反射鏡１５をこれとは異なる焦点距離を持つ反射鏡に交換することが望ましい。これにより、第１の開口絞りＡＳ１の開口部の大きさに応じて、反射型フライアイ光学系２に入射するＥＵＶ光の光束径を変化させることができ、高照明効率を保ちながら適切なσ値のもとでの照明が可能となる。
【０１１２】
また、反射型マスク５に対する照明を傾斜照明に設定する場合には、制御装置ＭＣＵは、入力装置ＩＵからの入力情報に基づいて、「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照明」のうちの何れかに１つを選択する。ここで、「第１の輪帯照明」と「第２の輪帯照明」との違いは、輪帯状に形成される２次光源の輪帯比が異なる点である。また、「第１の特殊傾斜照明」と「第２の特殊傾斜照明」との違いは、２次光源の分布が異なる点である。すなわち、「第１の特殊傾斜照明」における２次光源は、４つの扇状の領域に分布しており、「第２の特殊傾斜照明」における２次光源は、４つの円形状の領域に分布している。
【０１１３】
例えば、「第１の輪帯照明」が選択された場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ａが位置するように、駆動系ＤＲ１を駆動させてターレット板５１を回転させる。また、「第２の輪帯照明」が選択された場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ｆが位置するように、駆動系ＤＲ１を駆動させてターレット板５１を回転させる。また、「第１の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ｃが位置するように、駆動系ＤＲ１を駆動させてターレット板５１を回転させる。また、「第２の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御装置ＭＣＵは、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に形成される２次光源（多数の光源像）の位置に開口絞り５０ｄが位置するように、駆動系ＤＲ１を駆動させてターレット板５１を回転させる。
【０１１４】
以上の４つの開口絞り（５０ａ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｆ）のうちのいずれか１つが照明光路中に設定されると、これと同時に、制御装置ＭＣＵは、必要に応じて、第２駆動系ＤＲ２を介して投影系６中の第２の開口絞りの開口径を変化させる。
次に、制御装置ＭＣＵは、第３駆動系ＤＲ３を介して、輪帯光束変換ユニット６０の照明光路への設定及び輪帯光束変換ユニット６０の調整を行う。この輪帯光束変換ユニット６０の設定及び調整の動作は以下のように行われる。
【０１１５】
まず、輪帯光束変換ユニット６０が照明光路中に設定されてない場合には、制御装置ＭＣＵは、第３駆動系ＤＲ３を介して輪帯光束変換ユニット６０を照明光路中へ設定する。
次に、反射型フライアイ光学系２の一方を構成する第２光学素子群２０ｂの射出側に設定された４つの開口絞り（５０ａ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｆ）の内の１つの開口絞りの開口部に輪帯光束が効率良く導かれるように、制御装置ＭＣＵは、第３駆動系ＤＲ３を介して、輪帯光束変換ユニット６０中の２つの反射部材（６０ａ、６０ｂ）の相対的な間隔を変化させる。これによって、輪帯光束変換ユニット６０は、これに入射する光束を適切な輪帯比を持つ輪帯光束に変換することができる。
【０１１６】
以上の輪帯光束変換ユニット６０の設定及び調整によって、反射型フライアイ光学系２に形成される２次光源は、４つの開口絞り（５０ａ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｆ）の各々の開口部に見合った適切な輪帯比を持つ輪帯状の２次光源とすることができるため、高い照明効率のもとで反射マスク及びウエハ７を傾斜照明することができる。
【０１１７】
なお、ターレット板５１の回転によって互いに形状や大きさが異なる複数の開口絞り（５０ａ〜５０ｆ）が照明光路内に設定された場合、ウエハ７やマスク５に形成される円弧状の照明領域の照明ムラ等の照明状態が変化することがある。この時には、放物面鏡１５、反射型フライアイ光学系２及びコンデンサーミラー３の内の少なくとも１つの光学部材を僅かに移動させて、円弧状の照明領域の照明ムラを補正することが望ましい。
【０１１８】
また、図１８に示す例では、入力装置ＩＵを介して照明条件等の情報を制御装置ＭＣＵに入力しているが、反射マスク５上の情報を読み取る検知部を設けても良い。このとき、レチクルＲの回路パターンの領域外の位置に、例えばバーコード等で照明方法に関する情報を記録する。検知部は、この照明条件に関する情報を読み取って、制御装置ＭＣＵへ伝達する。制御装置ＭＣＵは、照明条件に関する情報に基づいて、上述の如く、３つの駆動装置（ＤＲ１〜ＤＲ３）を制御する。
【０１１９】
また、図１８に示す例においては、反射型フライアイ光学系２によって形成さる２次光源の位置に開口絞りを設けているが、４つの偏心開口を持つ開口絞り（５０ｃ、５０ｄ）による照明を不要とし、「輪帯照明」及び「通常照明」を行う場合には、ターレット板５１に形成されている多数の開口絞りは、本発明の原理から容易に理解できるように本発明の必須のものではない。
【０１２０】
また、光束変換ユニット６０において、第１反射部材６０ａの反射面を互いに対向かつ互いに傾斜配置された２対の平面ミラー素子で構成し、第２反射部材６０ａの反射面を四角柱状に構成することによって、偏心した４つの光束を形成することができる。これにより、反射型フライアイ光学系２によって形成される２次光源をその中心から偏心した４極の２次光源とすることができる。従って、４つの偏心開口を持つ開口絞り（５０ｃ、５０ｄ）の開口部に見合うようにＥＵＶ光を導くことができる。
【０１２１】
さて、次に、図２０を参照しながら図１７に示した投影露光装置の第２の変形例を説明する。なお、図１７に示す部材と同じ機能を持つ部材には同じ符号を付してある。また、図２０、後述する図２１及び図２２に示す装置においては、図１７及び図１８に示したように、各部材及び各システム（ＡＳ１又は５１、ＡＳ２、ＤＲ１、ＤＲ２、ＩＵ、ＭＣＵ）を備えているが、これらを図２０〜図２２にて図示することは省略する。
【０１２２】
前述の図１７に示した露光装置と図２０に示す露光装置との差異は、コリメートミラーとしての反射鏡１５とオプティカルインテグレータ（多光源形成光学系）２としての反射型フライアイ光学系２との光路中に、補助オプティカルインテグレータ（補助多光源形成光学系）としての補助反射型フライアイ光学系１２０、及びリレー光学系としてのリレーミラー１１０とをそれぞれ配置した点である。なお、光源側からの配置順序からみれば、補助反射型フライアイ光学系１２０を第１反射型フライアイ光学系（第１オプティカルインテグレータ、第１多光源形成光学系）とし、主反射型フライアイ光学系１２０を第２反射型フライアイ光学系（第２オプティカルインテグレータ、第２多光源形成光学系）として見ることもできる。
【０１２３】
図２０に示す補助反射型フライアイ光学系１２０は、第１補助反射素子群１２０ａ、および第２補助反射素子群１２０ｂとを有している。
ここで、補助反射型フライアイ光学系１２０の入射側に配置される第１補助反射素子群１２０ａを構成する多数の反射素子Ｅ120aは、図９（ａ）や図１４（ａ）に示す様に、主反射型フライアイ光学系２の入射側に配置されている第１反射素子群２０ａの全体形状（外形）と相似な形状で形成されることが望ましい。しかし、第１補助反射素子群１２０ａを構成する多数の反射素子Ｅ120aを図９（ａ）及び図１４（ｂ）に示すような形状で構成すると、各反射素子Ｅ120aを隙間の無いように稠密に配置することが困難となる。このため、図２３（ａ）に示すように、第１補助反射素子群１２０ａを構成する多数の反射素子Ｅ120aは、ほぼ正方形となる形状でそれぞれ構成されている。また、図２３（ａ）に示すように、第１補助反射素子群１２０ａに入射する光束の断面はほぼ円形状となるため、この第１補助反射素子群１２０ａの全体形状（外形）がほぼ円形となるように、多数の反射素子Ｅ120aは配列されている。これにより、第１補助反射素子群１２０ａは高い照明効率のもとで多数の光源像（２次光源）を第２補助反射素子群１２０ｂの位置またはその近傍に形成することができる。
【０１２４】
また、補助反射型フライアイ光学系１２０の射出側に配置される第２補助反射素子群１２０ｂの全体形状（外形）は、図９（ｂ）や図１４（ｂ）に示す様に、主反射型フライアイ光学系２の射出側に配置されている第２反射素子群２０ｂを構成する各反射素子Ｅ120bの形状とそれぞれ相似な形状で形成されることが望ましい。さらに、第２補助反射素子群１２０ｂを構成する各反射素子Ｅ120bは、これに対応する第１補助反射素子群１２０ａ中の反射素子Ｅ120aによって形成される光源像の形状と相似または光源像を全て受けるような形状であることが望ましい。
【０１２５】
ここで、図２０に示す例では、主反射型フライアイ光学系２は図１４に示される構成であるものとする。このため、主反射型フライアイ光学系２の射出側に配置されている第２反射素子群２０ｂを構成する多数の反射素子Ｅ2 は、図１４（ｂ）に示すように、ほぼ正方形の形状を有している。
従って、補助反射型フライアイ光学系１２０中の第１補助反射素子群１２０ａを構成する多数の反射素子Ｅ120aの各々によって形成さる光源像をほぼ円形であるため、補助反射型フライアイ光学系１２０の射出側に配置される第２補助反射素子群１２０ｂの各反射素子Ｅ120bの形状は、図２３（ｂ）に示すように、ほほ正方形に構成されている。また、主反射型フライアイ光学系２の射出側に配置されている第２反射素子群２０ｂを構成する各反射素子Ｅ2 の形状は図１４（ｂ）に示すようにほぼ正方形であるため、補助反射型フライアイ光学系１２０の射出側に配置される第２補助反射素子群１２０ｂの全体形状（外形）は、図２３（ｂ）に示すように、ほぼ正方形となるように多数の反射素子Ｅ120bが配列されている。
【０１２６】
このように、図２０に示す例では、第１及び第２補助反射素子群（１２０ａ、１２０ｂ）を同じ反射素子群で構成することができるため、反射素子群の共用化により、製造コストを抑えることができる。
なお、図２０に示す主反射型フライアイ光学系１２０のマスク側の第２反射素子群２０ｂ及びコンデンサーミラー（コンデンサー光学系）３は、前述した条件式（２）の関係を満足している。
【０１２７】
次に、２つの反射型フライアイ光学系（２、１２０）を配置したことによる作用について説明する。
この２つの反射型フライアイ光学系（２、１２０）の配置によって、補助反射型フライアイ光学系１２０を構成する一方の反射素子群の反射素子の数Ｎと主反射型フライアイ光学系２を構成する一方の反射素子群の反射素子の数Ｍとの積（Ｎ×Ｍ）に対応する数の光源像が、主反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第２反射素子群２０ｂの表面またはその近傍に形成される。従って、主反射素子群２０ｂの表面またはその近傍には、補助反射型フライアイ光学系１２０により形成される光源像（２次光源）よりもより一層多くの光源像（３次光源）が形成される。そして、主反射型フライアイ光学系２からの３次光源からの光は、反射マスク５及びウエハを重畳的に円弧状に照明するため、図２０に示す装置では、反射マスク５及びウエハ７上に形成される円弧状の照明領域での照度分布をより均一とすることができ、より一層、安定した露光が実現できる。
【０１２８】
なお、２つの反射型フライアイ光学系（２、１２０）の間に配置されたリレーミラー（リレー光学系）１１０は、補助反射型フライアイ光学系１２０からの多数の光源像（２次光源）からの光束を集光して主反射型フライアイ光学系２へ導いている。そして、リレーミラー（リレー光学系）１１０は、補助反射型フライアイ光学系１２０における光源側の反射素子群のほぼ表面と主反射型フライアイ光学系１２０における光源側の反射素子群のほぼ表面とを光学的に共役する機能を担っている。また、リレーミラー（リレー光学系）１１０は、補助反射型フライアイ光学系１２０におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面と主反射型フライアイ光学系１２０におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面とを光学的に共役とする機能を担っている。但し、補助反射型フライアイ光学系１２０における光源側の反射素子群のほぼ表面、及び主反射型フライアイ光学系１２０における光源側の反射素子群のほぼ表面は、被照射面としてのマスク５またはウエハ７と光学的に共役な位置にあり、また、補助反射型フライアイ光学系１２０におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面、及び主反射型フライアイ光学系１２０におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面は、投影系６の瞳または開口絞りＡＳの位置と光学的に共役な位置にある。
【０１２９】
ここで、図２０に示した装置において、反射マスク５及びウエハ上に形成される円弧状の照明領域での照度分布が傾斜している場合には、補助反射型フライアイ光学系１２０を移動（２つの反射素子群を一体的に移動）させることが望ましい。すなわち、主反射型フライアイ光学系２中の２つの反射素子群（１２０ａ、１２０ｂ）をＸ方向またはＺ方向に偏心させると、主反射型フライアイ光学系２が有するコマ収差の作用によって、照度分布の傾斜成分が補正でき、フラットな照度分布を得ることができる。
【０１３０】
例えば、反射型マスク５の表面又はウエハ表面上に形成される円弧状の照明領域の左右方向（Ｘ方向）において光照度分布の傾きが生じている場合には、補助反射型フライアイ光学系１２０をＸ方向へ移動させることにより、光照度分布の傾きを補正することができる。また、反射型マスク５の表面又はウエハ表面上に形成される円弧状の照明領域の幅方向（Ｚ方向）における中央部と周辺部とで照度が異なる場合には、補助反射型フライアイ光学系１２０をＺ方向へ移動させることにより、光照度分布の傾きを補正することができる。
【０１３１】
さて、図２０に示す露光装置が正常に反射型マスク５の像をウエハ７上に形成するためには、投影系６の入射瞳中央に、照明系の射出瞳の像（第２の反射型フライアイ光学系２により形成される３次光源の像）を無収差の状態で形成することが望まれる。この条件が満足されない場合には、照明系の射出瞳の位置を動かして、照明系のテレセン性の調整を行って、投影系６の入射瞳の位置との整合をとることが望ましい。例えば、主反射型フライアイ光学系（２つの反射素子群２０ａ、２０ｂ）２及び第１の開口絞りＡＳ１を一体的に移動させることにより、照明系のテレセン性の調整が行われ、投影系６の入射瞳の中央に照明系の射出瞳像の中央を一致させることができる。但し、主反射型フライアイ光学系２により形成される３次光源の位置に開口絞りＡＳ１を設ける必要がない場合には、主反射型フライアイ光学系２中の２つの反射素子群（１２０ａ、１２０ｂ）を一体的に移動させれば良い。
【０１３２】
なお、以上にて説明した図１７及び図１８に示した例において、投影系６の入射瞳中央に照明系の射出瞳の像を合わせるためには、反射型フライアイ光学系（２つの反射素子群２０ａ、２０ｂ）２及び第１の開口絞りＡＳ１を一体的に移動させることにより、投影系６の入射瞳の中央に照明系の射出瞳像の中央を一致させることができる。また、図１７及び図１８に示した反射型フライアイ光学系２により形成される２次光源の位置に開口絞りＡＳ１を設ける必要がない場合には、反射型フライアイ光学系中の２つの反射素子群（２０ａ、２０ｂ）を一体的に移動させれば良い。
【０１３３】
ところで、以上にて説明した図１７、図１８及び図２０に示した例において、反射型フライアイ光学系２にＥＵＶ光を供給する光源部（１０〜１５）は、実際上において、相当の体積を必要とするために、露光装置本体部（反射型フライアイ光学系２からウエハ７までの光学系及び制御システム）と同等あるいはそれ以上の体積となる可能性がある。このため、光源部（１０〜１５）と露光装置本体部とをそれぞれ独立に分離して、光源部（１０〜１５）と露光装置本体部とを独立の基盤に設置される可能性がある。この場合、作業者の歩行等による床の振動や光源部（１０〜１５）と露光装置本体部との自重によって床に歪みが生じる場合には、光源部（１０〜１５）の光軸と露光装置本体部内の光学系の光軸とがずれ、調整状態が狂ってしまう恐れがある。
【０１３４】
そこで、露光装置本体部の光路（反射型フライアイ光学系２からウエハ７までの光路）において、光源部（１０〜１５）の光軸ずれを光電的に検出する光電検出器を配置し、コリメートミラーとしての反射鏡１５の傾きを調整可能に構成し、さらに、上記光電検出器からの出力に基づいて、反射鏡１５の傾きを制御する制御部を設けることが望ましい。これにより、作業者の歩行等による床の振動や床に歪みが生じたとしても、光源部（１０〜１５）の光軸と露光装置本体部内の光学系の光軸と自動的に合致させることができる。
【０１３５】
さて、軟Ｘ線用のミラーは、可視光のように高反射率を得ることが難しい。このため、軟Ｘ線用の露光装置においては、光学系を構成するミラーの数を減らすことが望まれる。そこで、ミラーの数を減らす１つの手法として、図９（ｂ）及び図１４（ｂ）に示す反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第２反射素子群１０ｂを全体に湾曲させることで、コンデンサーミラー３を構成を省略することができる。すなわち、図９（ｂ）及び図１４（ｂ）に示す第２反射素子群１０ｂを、所定の曲率を持つ基準球面（基準曲面）内に沿って多数の反射素子Ｅ2 を配列した構成とすることにより、この第２反射素子群１０ｂにコンデンサーミラー３の機能を兼用させることができる。ここで、図２１は、図８、図１７及び図１８に示した反射型フライアイ光学系２を構成する一方の第２反射素子群２０ｂにコンデンサーミラー３の機能を兼用させた第２反射素子群２０ｃを示している。なお、図２０に示した主反射型フライアイ光学系２のマスク側の第２反射素子群２０ｂの構成を図２１に示したように変更することにより、図２０に示す第２反射素子群２０ｂにコンデンサーミラー３の機能を兼用させることも可能である。なお、図２１における投影系６は、結像性能をより一層良好とするために６枚のミラー（６ａ〜６ｆ）で構成している。
【０１３６】
ところで、図１７、図１８、図２０及び図２１に示した例においては、レーザー・プラズマ光源を用いた露光装置を示しているが、このレーザー・プラズマ光源の欠点としては、デプリと呼ばれる微小な物質の飛沫を生ずることである。この微細な飛沫により光学部品が汚染されると、光学系の性能（ミラーの反射率及び反射の均一性）が劣化する。このため、光源部と露光装置本体部との間には、軟Ｘ線のみを透過させ飛散粒子を透過させないフィルターを配置することが望ましい。このフィルターとしては、メンブレンと呼ばれる軽元素の薄膜が用いることが良い。
【０１３７】
そこで、図１７、図１８、図２０及び図２１に示した露光装置に対してデプリを防止用のフィルター１６を設けた例を図２２に示している。
図２２に示すように、楕円鏡１４とコリメート鏡１５との間にデプリを防止用のフィルター１６を設ければ、デプリによる汚染が発生したとしても、楕円鏡１４とフィルター１６とをそれぞれ新しいものに交換することで済むため、ランニングコストを低くおさえることができる。
【０１３８】
ところで、また、前述したように、軟Ｘ線は、大気に対する透過率が低いため、図１７、図１８、図２０及び図２１に示した露光装置は真空チャンバー１００に覆われている。しかしながら、光学部品に溜まった熱が逃げにくく、それによってミラー面が歪みやすい。従って、真空チャンバー１００内の各光学部品にはそれぞれ冷却機構が設けられていることが望ましい。さらに望ましくは、個々のミラーに対して複数の冷却機構が複数取り付けられており、ミラー内の温度分布をコントロールできれば、露光動作時でのミラーの歪みをより抑えることができる。
【０１３９】
また、図１７、図１８、図２０及び図２１に示した露光装置における光学系を構成する各ミラーの反射面には多層膜が設けられているが、この多層膜は、モリプデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪素酸化物のうちの複数の物質を積層させて形成されることが好ましい。
【０１４０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、照明光の開口数をほぼ一定に保ちながら、被照明面を円弧状に効率良くかつ均一に照明することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す反射素子群２の構成を示す正面図である。
【図３】（ａ）は図３は図２に示した反射素子群２中の各反射素子の様子を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した反射素子の断面形状の様子を示す断面図である。
【図４】反射型マスク５上に形成される円弧状の照明領域ＩＦの様子を示す図である。
【図５】図１に示した反射素子群２の作用を示す図である。
【図６】（ａ）は反射素子群２中の各反射素子を非球面形状としたときの反射素子の断面形状の様子を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した反射素子の正面図である。
【図７】コンデンサーミラーを非球面形状としたときのコンデンサーミラーの断面形状の様子を示す断面図である。
【図８】本発明による第２の実施の形態に係る露光装置の概略的構成を示す図である。
【図９】（ａ）は第１の反射素子群２０ａの構成を示す正面図であり、（ｂ）は第２の反射素子群２０ｂの構成を示す正面図である。
【図１０】（ａ）は図９の（ａ）に示した第１の反射素子群２０ａ中の各反射素子の様子を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した反射素子の断面形状の様子を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は図９の（ｂ）に示した第２の反射素子群２０ｂ中の各反射素子の様子を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した反射素子の断面形状の様子を示す断面図である。
【図１２】図８に示した第１及び第２の反射素子群の作用を示す図である。
【図１３】図８に示した第２の実施の形態に係る露光装置の変形例を示す図である。
【図１４】（ａ）は図９の（ａ）に示した第１の反射素子群２０ａの変形例の様子を示す正面図であり、（ｂ）は図９の（ｂ）の第２の反射素子群２０ｂの変形例の様子を示す正面図である。
【図１５】図１４に示した第１及び第２の反射素子群（２０ａ、２０ｂ）の作用を示す図である。
【図１６】従来の照明装置の構成を示す図である。
【図１７】図１に示した第１の実施の形態に係る露光装置の変形例を示す図である。
【図１８】図１７に示した露光装置の第１の変形例を示す図である。
【図１９】図１８に示すターレット板５１の構成を示す斜示図である。
【図２０】図１７に示した露光装置の第２の変形例を示す図である。
【図２１】図１７に示した露光装置の第３の変形例を示す図である。
【図２２】図１７に示した露光装置の第４の変形例を示す図である。
【図２３】（ａ）は図２０の（ａ）に示した第１の補助反射素子群２０ａの構成を示す正面図であり、（ｂ）は図２０の（ｂ）の第２の補助反射素子群２０ｂの構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１・・・ 光源装置
２、２０ａ、２０ｂ・・・ 反射素子群
３・・・ コンデンサー光学系
４・・・ 偏向ミラー
５・・・ 反射型マスク
６・・・ 投影系
７・・・ ウエハ
【図１】
0004238390.tif 000002
【図２】
0004238390.tif 000003
【図３】
0004238390.tif 000004
【図４】
0004238390.tif 000005
【図５】
0004238390.tif 000006
【図６】
0004238390.tif 000007
【図７】
0004238390.tif 000008
【図８】
0004238390.tif 000009
【図９】
0004238390.tif 000010
【図１０】
0004238390.tif 000011
【図１１】
0004238390.tif 000012
【図１２】
0004238390.tif 000013
【図１３】
0004238390.tif 000014
【図１４】
0004238390.tif 000015
【図１５】
0004238390.tif 000016
【図１６】
0004238390.tif 000017
【図１７】
0004238390.tif 000018
【図１８】
0004238390.tif 000019
【図１９】
0004238390.tif 000020
【図２０】
0004238390.tif 000021
【図２１】
0004238390.tif 000022
【図２２】
0004238390.tif 000023
【図２３】
0004238390.tif 000024