(57)【要約】  収差の発生や反射膜における反射率の低下を招くことなく、入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型のオプティカルインテグレータ。並列に配置された複数の第１集光要素（第１凹面反射鏡要素１８ａ）と、これらの複数の第１集光要素に対応するように並列に配置された複数の第２集光要素（第２凹面反射鏡要素２０ａ）と、複数の第１集光要素と複数の第２集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系（１９）とを備えている。リレー光学系は、複数の第１集光要素の１つと複数の第２集光要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１集光要素の１つを介して集光した光を対応する第２集光要素上またはその近傍にて再度集光する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１集光要素と、該複数の第１集光要素に対応するように並列に配置された複数の第２集光要素と、前記複数の第１集光要素と前記複数の第２集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系とを備え、
前記リレー光学系は、前記複数の第１集光要素の１つと前記複数の第２集光要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第１集光要素の１つを介して集光した光を対応する第２集光要素上またはその近傍にて再度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータ。
【請求項２】
前記複数の第１集光要素および前記複数の第２集光要素の少なくとも一方は、互いに直交する２つの方向に関して互いに異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項１に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項３】
前記リレー光学系は、互いに異なる２方向で互いに異なる物像間距離を有することを特徴とする請求項１または２に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項４】
前記リレー光学系は、互いに異なる２方向で互いに異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項５】
前記第１集光要素の光学面の外形形状と前記第２集光要素の光学面の外形形状とは、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項６】
前記複数の第１集光要素の各々および前記複数の第２集光要素の各々はそれぞれ正単レンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項７】
前記複数の第１集光要素の各々および前記複数の第２集光要素の各々はそれぞれ凹面反射鏡であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項８】
前記リレー光学系は、凹面反射鏡であることを特徴とする請求項７に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項９】
前記第１集光要素、前記第２集光要素、および前記リレー光学系に入射する光の入射角は、２０度以内であることを特徴とする請求項８に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項１０】
前記リレー光学系は、正単レンズまたは凹面反射鏡であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項１１】
前記複数の第１集光要素の各々は円弧状の外形形状を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項１２】
前記複数の第１集光要素の各々は矩形状の外形形状を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項１３】
前記複数の第１集光要素の並列配置の形態と前記複数の第２集光要素の並列配置の形態とは互いに異なることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項１４】
光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項１５】
前記オプティカルインテグレータにより形成される二次光源の大きさおよび形状のうち少なくとも一方を変化させる可変装置をさらに備えていることを特徴する請求項１４に記載の照明光学装置。
【請求項１６】
前記オプティカルインテグレータの前記複数の第１集光要素と前記被照射面とは光学的にほぼ共役に配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の照明光学装置。
【請求項１７】
前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて、前記複数の第２集光要素の各々からの光を前記被照射面へ重畳的に導くための導光光学系を備えていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系を備え、前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対移動させることにより、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の照明光学装置を介して前記被照射面に配置されたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法。
【請求項２１】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させることにより、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項２０に記載の露光方法。
【請求項２２】
波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１ミラー要素と、該複数の第１ミラー要素に対応するように並列に配置された複数の第２ミラー要素と、前記複数の第１ミラー要素と前記複数の第２ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記リレーミラーは、前記複数の第１ミラー要素の１つと前記複数の第２ミラー要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第１ミラー要素の１つを介して集光した光を対応する第２ミラー要素上またはその近傍にて再度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータ。
【請求項２３】
前記リレーミラーの反射面の曲率中心は、前記第１ミラー要素と前記リレーミラーとの間または前記第２ミラー要素と前記リレーミラーとの間に存在することを特徴とする請求項２２に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項２４】
前記第１ミラー要素、前記第２ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の入射角は、２０度以内であることを特徴とする請求項２２または２３に記載のオプティカルインテグレータ。
【請求項２５】
波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１ミラー要素と、該複数の第１ミラー要素に対応するように並列に配置された複数の第２ミラー要素と、前記複数の第１ミラー要素と前記複数の第２ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記第１ミラー要素、前記第２ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の入射角は、２０度以内であることを特徴とするオプティカルインテグレータ。
【請求項２６】
光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２７】
前記オプティカルインテグレータにより形成される二次光源の大きさおよび形状のうち少なくとも一方を変化させる可変装置をさらに備えていることを特徴する請求項２６に記載の照明光学装置。
【請求項２８】
前記オプティカルインテグレータの前記複数の第１集光要素と前記被照射面とは光学的にほぼ共役に配置されていることを特徴とする請求項２６または２７に記載の照明光学装置。
【請求項２９】
前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて、前記複数の第２ミラー要素の各々からの光を前記被照射面へ重畳的に導くための導光光学系を備えていることを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
【請求項３０】
請求項２６乃至２９のいずれか１項に記載の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項３１】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系を備え、前記マスクおよび前記感光性基板を前記投影光学系に対して相対移動させることにより、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項３０に記載の露光装置。
【請求項３２】
請求項２６乃至２９のいずれか１項に記載の照明光学装置を介して前記被照射面に配置されたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法。
【請求項３３】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させることにより、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項３２に記載の露光方法。
【請求項３４】
請求項１８、１９、３０または３１に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、および露光方法に関する。さらに詳細には、本発明は、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に使用される露光装置の照明光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル）上に形成された回路パターンを、投影光学系を介して感光性基板（たとえばウェハ）上に投影転写する。感光性基板にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。ここで、露光装置の解像力Ｗは、露光光の波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存し、次の式（ａ）で表される。
Ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ （ｋ:定数）    （ａ）【０００３】
したがって、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長λを短くするとともに、投影光学系の開口数ＮＡを大きくすることが必要になる。一般に、投影光学系の開口数ＮＡを所定値以上に大きくすることは光学設計の観点から困難であるため、露光光の短波長化が必要になる。そこで、半導体パターニングの次世代の露光方法（露光装置）として、ＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography：極紫外リソグラフィー）の手法が注目されている。【０００４】
ＥＵＶＬ露光装置では、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光や波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を用いる従来の露光方法と比較して、５〜２０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いる。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な光透過性の光学材料が存在しなくなる。このため、ＥＵＶＬ露光装置では、必然的に、反射型のオプティカルインテグレータ、反射型のマスク、および反射型の投影光学系を用いることになる（たとえば特許文献１を参照）。【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１２６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている従来の反射型のオプティカルインテグレータは、図１５に示すように、並列に配置された複数の凹面反射鏡要素１０１からなる第１反射素子群１１１と、並列に配置された複数の凹面反射鏡要素１０２からなる第２反射素子群１１２とにより構成されている。そして、入射側の第１反射素子群１１１に入射した平行光は、個々の凹面反射鏡要素１０１により分割され、射出側の第２反射素子群１１２の対応する凹面反射鏡要素１０２上またはその近傍に集光する。また、第１反射素子群１１１の凹面反射鏡要素１０１上の１点から発した光は、第２反射素子群１１２の対応する凹面反射鏡要素１０２およびコンデンサ光学系１０３を介して、被照明面（反射型マスクのパターン面）１０４上で集光する。すなわち、第１反射素子群１１１の入射面（凹面反射鏡要素１０１の反射面）と被照明面１０４とは光学的にほぼ共役になっている。【０００７】
したがって、上述した従来の反射型のオプティカルインテグレータでは、その入射面と射出面との間隔、すなわち第１反射素子群１１１と第２反射素子群１１２との間隔が、オプティカルインテグレータの仕様に依存してほぼ一義的に決まる。具体的には、第１反射素子群１１１と第２反射素子群１１２との間隔は、入射側の第１反射素子群１１１の焦点距離およびオプティカルインテグレータへの入射光束の収斂の度合いに依存するが、通常はオプティカルインテグレータへ平行光を入射させるため、実質的には入射側の第１反射素子群１１１の焦点距離のみに依存する。【０００８】
たとえばＥＵＶＬ露光装置に搭載される照明光学装置の反射光学系において、反射型のオプティカルインテグレータの入射面と射出面との間隔の設計自由度が小さいことは、光束と光学部材との干渉などを考えたときに不利になることがある。すなわち、図１５を参照して、オプティカルインテグレータの入射面と射出面との間隔が狭くなると、光束と光学部材との干渉を避けるために第１反射素子群１１１の凹面反射鏡要素１０１に対して大きな入射角で斜めに光を入射させざるを得なくなる。その結果、収差が発生し易くなるだけでなく、凹面反射鏡要素１０１や１０２の反射膜が斜め入射光に対して十分な反射率を確保することができなくなるという不都合がある。【０００９】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば収差の発生や反射膜における反射率の低下を招くことなく、入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型のオプティカルインテグレータを提供することを目的とする。また、本発明は、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルインテグレータを用いて、所望の照明条件で被照射面を照明する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、所望の照明条件で被照射面としてのマスクを照明する照明光学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投影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】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１集光要素と、該複数の第１集光要素に対応するように並列に配置された複数の第２集光要素と、前記複数の第１集光要素と前記複数の第２集光要素との間の光路中に配置されたリレー光学系とを備え、
前記リレー光学系は、前記複数の第１集光要素の１つと前記複数の第２集光要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第１集光要素の１つを介して集光した光を対応する第２集光要素上またはその近傍にて再度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。【００１１】
本発明の第２形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された第１形態のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。【００１２】
本発明の第３形態では、第２形態の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。【００１３】
本発明の第４形態では、第２形態の照明光学装置を介して前記被照射面に配置されたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法を提供する。【００１４】
本発明の第５形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１ミラー要素と、該複数の第１ミラー要素に対応するように並列に配置された複数の第２ミラー要素と、前記複数の第１ミラー要素と前記複数の第２ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記リレーミラーは、前記複数の第１ミラー要素の１つと前記複数の第２ミラー要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、前記複数の第１ミラー要素の１つを介して集光した光を対応する第２ミラー要素上またはその近傍にて再度集光することを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。【００１５】
本発明の第６形態では、波面分割型のオプティカルインテグレータにおいて、
並列に配置された複数の第１ミラー要素と、該複数の第１ミラー要素に対応するように並列に配置された複数の第２ミラー要素と、前記複数の第１ミラー要素と前記複数の第２ミラー要素との間の光路中に配置されたリレーミラーとを備え、
前記第１ミラー要素、前記第２ミラー要素、および前記リレーミラーに入射する光の入射角は、２０度以内であることを特徴とするオプティカルインテグレータを提供する。【００１６】
本発明の第７形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された第５形態または第６形態のオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。【００１７】
本発明の第８形態では、第７形態の照明光学装置を備え、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。【００１８】
本発明の第９形態では、第７形態の照明光学装置を介して前記被照射面に配置されたマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法を提供する。【００１９】
本発明の第１０形態では、第３形態または第８形態に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の典型的な形態にしたがうオプティカルインテグレータでは、互いに対応するように並列配置された複数の第１凹面反射鏡要素（第１集光要素）と複数の第２凹面反射鏡要素（第２集光要素）との間の光路中に配置されたリレー光学系が、複数の第１凹面反射鏡要素の１つと複数の第２凹面反射鏡要素の１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１凹面反射鏡要素の１つを介して集光した光を対応する第２凹面反射鏡要素上またはその近傍にて再度集光する。したがって、本発明のオプティカルインテグレータでは、その入射面と射出面との間隔、すなわち複数の第１凹面反射鏡要素と複数の第２凹面反射鏡要素との間隔が、複数の第１凹面反射鏡要素の焦点距離に依存することなく比較的自由に設定可能である。その結果、複数の第１凹面反射鏡要素に対して大きな入射角で光を入射させなくても、光束と光学部材との干渉を避けることが容易であり、ひいては光の斜め入射に起因する収差の発生や反射膜における反射率の低下などを抑えることができる。【００２１】
換言すれば、本発明では、たとえば収差の発生や反射膜における反射率の低下を招くことなく、入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型のオプティカルインテグレータを実現することができる。また、本発明の照明光学装置では、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルインテグレータを用いて、所望の照明条件で被照射面を照明することができる。また、本発明の露光装置および露光方法では、所望の照明条件で被照射面としてのマスクを照明する照明光学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投影露光を行うことにより良好なデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の光源および照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】第１実施形態における１回の走査露光を概略的に説明する図である。
【図４】第１実施形態にかかるオプティカルインテグレータの構成および作用を概略的に示す図である。
【図５】図４のオプティカルインテグレータを構成する第１フライアイミラーの入射面および第２フライアイミラーの入射面の構成を光の進行方向から見て概略的に示す図である。
【図６】第１実施形態におけるσ値可変技術について概略的に説明する図である。
【図７】図６のターレット板に複数の開口絞りが設けられた様子を概略的に示す図である。
【図８】第１実施形態における変形照明技術について概略的に説明する図である。
【図９】変形照明により照明瞳に形成される４極状の二次光源および２極状の二次光源を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第２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１１】第２実施形態における１回の走査露光を概略的に説明する図である。
【図１２】図１０のオプティカルインテグレータを構成する第１フライアイ部材の入射面および従来例における第１フライアイ部材の入射面の構成を光の進行方向から見て概略的に示す図である。
【図１３】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１４】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。
【図１５】特許文献１に開示されている従来の反射型のオプティカルインテグレータの不都合を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、本発明の第１実施形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。また、図２は、図１の光源および照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。図１において、投影光学系の光軸方向すなわち感光性基板であるウェハＷの面の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハＷの面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。第１実施形態では、レーザプラズマ光源を備えたＥＵＶＬ露光装置に対して本発明を適用している。【００２４】
図１を参照すると、第１実施形態の露光装置は、露光光を供給するための光源として、たとえばレーザプラズマ光源１を備えている。光源１から射出された光は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系２に入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源１が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍまたは１１．５ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光３は、照明光学系２および光路偏向鏡としての平面反射鏡４を介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。【００２５】
マスクＭは、そのパターン面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｙ方向に沿って移動可能なマスクステージ５によって保持されている。そして、マスクステージ５の移動は、レーザ干渉計６により計測されるように構成されている。照明されたマスクＭのパターンからの光は、反射型の投影光学系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。すなわち、ウェハＷ上には、後述するように、たとえばＹ軸に関して対称な円弧状の静止露光領域（実効露光領域）が形成される。【００２６】
ウェハＷは、その露光面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動可能なウェハステージ７によって保持されている。なお、ウェハステージ７の移動は、マスクステージ５と同様に、レーザ干渉計８により計測されるように構成されている。こうして、マスクステージ５およびウェハステージ７をＹ方向に沿って移動させながら、すなわち投影光学系ＰＬに対してマスクＭおよびウェハＷをＹ方向に沿って相対移動させながら走査露光（スキャン露光）を行うことにより、ウェハＷの１つの矩形状のショット領域にマスクＭのパターンが転写される。【００２７】
このとき、投影光学系ＰＬの投影倍率（転写倍率）が例えば１／４である場合、ウェハステージ７の移動速度をマスクステージ５の移動速度の１／４に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージ７をＸ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハＷの各ショット領域にマスクＭのパターンが逐次転写される。【００２８】
図２を参照すると、レーザプラズマ光源１では、レーザ光源１１から発した光（非ＥＵＶ光）が集光レンズ１２を介して気体ターゲット１３上に集光する。ここで、たとえばキセノン（Ｘｅ）からなる高圧ガスがノズル１４より供給され、ノズル１４から噴射されたガスが気体ターゲット１３を形成する。気体ターゲット１３は、集光されたレーザ光によりエネルギーを得てプラズマ化し、ＥＵＶ光を発する。なお、気体ターゲット１３は、楕円反射鏡１５の第１焦点に位置決めされている。【００２９】
したがって、レーザプラズマ光源１から放射されたＥＵＶ光は、楕円反射鏡１５の第２焦点に集光する。一方、発光を終えたガスはダクト１６を介して吸引されて外部へ導かれる。楕円反射鏡１５の第２焦点に集光したＥＵＶ光は、凹面反射鏡１７を介してほぼ平行光束となり、オプティカルインテグレータＯＰに入射する。オプティカルインテグレータＯＰは、一対のフライアイミラー１８および２０と、その間の光路中に配置されたリレー光学系としての凹面反射鏡１９とにより構成されているが、その詳細な構成および作用については後述する。【００３０】
オプティカルインテグレータＯＰ（１８〜２０）に入射した光束は、第２フライアイミラー２０の反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータＯＰの射出面の近傍に、所定の形状を有する実質的な面光源（二次光源）を形成する。ここで、実質的な面光源は、照明光学系２の射出瞳位置またはその近傍、すなわち投影光学系ＰＬの入射瞳と光学的に共役な面またはその近傍に形成される。実質的な面光源からの光は、凸面反射鏡２１と凹面反射鏡２２とにより構成された導光光学系としてのコンデンサ光学系（２１，２２）を介して、照明光学系２から射出される。【００３１】
照明光学系２から射出された光は、平面反射鏡４により偏向された後、マスクＭにほぼ平行に且つ近接して配置された視野絞り（不図示）の円弧状の開口部（光透過部）を介して、マスクＭ上に円弧状の照明領域を形成する。このように、光源１（１１〜１６）、照明光学系２（１７〜２２）、平面反射鏡４および視野絞り（不図示）は、所定のパターンが設けられたマスクＭをケーラー照明するための照明光学装置を構成している。【００３２】
照明されたマスクＭのパターンからの光は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハＷ上の円弧状の静止露光領域にマスクパターンの像を形成する。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの中間像を形成するための第１反射結像光学系と、マスクパターンの中間像の像（マスクＭのパターンの二次像）をウェハＷ上に形成するための第２反射結像光学系とにより構成されている。第１反射結像光学系は４つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ４により構成され、第２反射結像光学系は２つの反射鏡Ｍ５およびＭ６により構成されている。また、投影光学系ＰＬはウェハ側（像側）にテレセントリックな光学系である。【００３３】
図３は、第１実施形態における１回の走査露光を概略的に説明する図である。図３を参照すると、１回の走査露光（スキャン露光）によりウェハＷの矩形状の１つのショット領域ＳＲにマスクＭのパターンを転写する際に、Ｙ軸に関して対称な円弧状の静止露光領域（実効露光領域）ＥＲは、図中実線で示す走査開始位置から図中破線で示す走査終了位置まで移動する。【００３４】
図４は、第１実施形態にかかるオプティカルインテグレータの構成および作用を概略的に示す図である。図４を参照すると、第１実施形態のオプティカルインテグレータＯＰは、並列に配置された複数の第１凹面反射鏡要素（第１ミラー要素；第１集光要素）１８ａからなる第１フライアイミラー１８と、複数の第１凹面反射鏡要素１８ａに対応するように並列に配置された複数の第２凹面反射鏡要素（第２ミラー要素；第２集光要素）２０ａからなる第２フライアイミラー２０と、一対のフライアイミラー１８と２０との間の光路中に配置されたリレー光学系としての凹面反射鏡（リレーミラー）１９とにより構成されている。なお、図４では、図面の明瞭化のために、コンデンサ光学系（２１，２２）を１つの凹面反射鏡で表わすとともに、一対のフライアイミラー１８，２０を構成する凹面反射鏡要素１８ａ，２０ａの数を実際よりもかなり少なく表わしている。【００３５】
第１フライアイミラー１８は、図５（ａ）に示すように、円弧状の外形形状を有する第１凹面反射鏡要素１８ａを縦横に且つ稠密に配置することにより構成されている。一方、第２フライアイミラー２０は、図５（ｂ）に示すように、矩形状の外形形状を有する第２凹面反射鏡要素２０ａを縦横に且つほぼ稠密に配置することにより構成されている。すなわち、第１凹面反射鏡要素１８ａと第２凹面反射鏡要素２０ａとでは光学面（反射面）の外形形状が互いに異なっている。また、第１凹面反射鏡要素１８ａの並列配置の形態と第２凹面反射鏡要素２０ａの並列配置の形態とが互いに異なっているが、この点については後述する。なお、オプティカルインテグレータＯＰに入射する光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるために光の進行方向から見た第１フライアイミラー１８の外形は円形状に近い形状になっている（図５（ａ）を参照）。【００３６】
第１実施形態では、第１凹面反射鏡要素１８ａ、第２凹面反射鏡要素２０ａ、および凹面反射鏡１９がそれぞれトーリックミラーとして構成されている。すなわち、凹面反射鏡要素１８ａおよび２０ａでは、図４の紙面に平行な方向に関する焦点距離と、図４の紙面に垂直な方向に関する焦点距離とが異なっている。また、リレー光学系としての凹面反射鏡１９は、図４の紙面に平行な方向と図４の紙面に垂直な方向とで互いに異なる焦点距離を有し、ひいてはこれらの２つの方向で互いに異なる物像間距離を有する。【００３７】
第１実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、図中実線で示すように、第１フライアイミラー１８に平行光束が入射すると、入射光束は個々の第１凹面反射鏡要素１８ａにより波面分割される。そして、各第１凹面反射鏡要素１８ａにより反射された光束は、一旦集光した後に、リレー光学系としての凹面反射鏡１９を介して、対応する各第２凹面反射鏡要素２０ａの反射面上またはその近傍の１点に集光する。こうして、オプティカルインテグレータＯＰの射出面またはその近傍には、実質的な面光源が形成される。【００３８】
ただし、上述したように第１凹面反射鏡要素１８ａはトーリックミラーとして構成されているので、第１凹面反射鏡要素１８ａにより反射された光束が図４の紙面に平行な面内で１点に集光する位置と図４の紙面に垂直な面内で１点に集光する位置とは異なる。各第２凹面反射鏡要素２０ａの反射面上またはその近傍の１点に集光した光束、すなわち実質的な面光源を構成する各光源からの光束は、コンデンサ光学系（２１，２２）を介して、被照射面であるマスクＭ上の円弧状の照明領域を重畳的に照明する。【００３９】
このように、凹面反射鏡（リレー光学系）１９は、第１フライアイミラー１８を構成する複数の第１凹面反射鏡要素１８ａの１つと第２フライアイミラー２０を構成する複数の第２凹面反射鏡要素２０ａの１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１凹面反射鏡要素１８ａの１つを介して集光した光を対応する第２凹面反射鏡要素２０ａ上またはその近傍にて再度集光する。具体的に、図５（ａ）中の最も左側の列の８つの第１凹面反射鏡要素１８ａ１〜１８ａ８に着目すると、上側の４つの第１凹面反射鏡要素１８ａ１〜１８ａ４は、図５（ｂ）中の最も左側の列の４つの第２凹面反射鏡要素２０ａ１〜２０ａ４にそれぞれ対応している。【００４０】
また、下側の４つの第１凹面反射鏡要素１８ａ５〜１８ａ８は、図５（ｂ）中の最も左側から二番目の列の４つの第２凹面反射鏡要素２０ａ５〜２０ａ８にそれぞれ対応している。このように、第１フライアイミラー１８の１列分の第１凹面反射鏡要素１８ａが第２フライアイミラー２０の２列分の第２凹面反射鏡要素２０ａに対応しているので、第１フライアイミラー１８は８列構成であるのに対し、第２フライアイミラー２０は１６列構成になっている。【００４１】
一方、各第１凹面反射鏡要素１８ａの反射面上の１点から発した光束は、図中破線で示すように、リレー光学系としての凹面反射鏡１９を介して一旦集光した後に、対応する各第２凹面反射鏡要素２０ａにそれぞれ入射する。ここで、上述したように凹面反射鏡１９もトーリックミラーとして構成されているので、凹面反射鏡１９により反射された光束が図４の紙面に平行な面内で１点に集光する位置と図４の紙面に垂直な面内で１点に集光する位置とは異なる。各第２凹面反射鏡要素２０ａで反射された光束は、コンデンサ光学系（２１，２２）を介して、マスクＭ上の円弧状の照明領域内の１点に集光する。このように、第１実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、第１フライアイミラー１８を構成するすべての第１凹面反射鏡要素１８ａの反射面が、マスクＭのパターン面とそれぞれ共役に配置されている。【００４２】
ところで、第１フライアイミラー１８を構成する第１凹面反射鏡要素１８ａが円弧状の外形形状を有するのは、マスクＭ上において円弧状の照明領域を効率良く照明するためである。また、第２フライアイミラー２０を構成する第２凹面反射鏡要素２０ａが縦長の矩形状の外形形状を有するのは、第２凹面反射鏡要素２０ａの反射面上またはその近傍に形成される光源像が縦長の楕円形状になるからである。光源のエテンデュが装置のエテンデュに近い場合、このように構成することにより光エネルギの伝達効率を改善することができる。また、第２フライアイミラー２０を構成する複数の第２凹面反射鏡要素２０ａの間に隙間を設けて、個々の第２凹面反射鏡要素２０ａの位置合わせを行う際の調整シロにすること、すなわち個々の第２凹面反射鏡要素２０ａの位置調整を可能にすることが好ましい。【００４３】
以上のように、第１実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、第１フライアイミラー１８と第２フライアイミラー２０との間の光路中にリレー光学系としての凹面反射鏡１９が配置されている。そして、凹面反射鏡（リレー光学系）１９は、第１フライアイミラー１８を構成する複数の第１凹面反射鏡要素１８ａの１つと第２フライアイミラー２０を構成する複数の第２凹面反射鏡要素２０ａの１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１凹面反射鏡要素１８ａの１つを介して集光した光を対応する第２凹面反射鏡要素２０ａ上またはその近傍にて再度集光している。【００４４】
したがって、第１実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、その入射面と射出面との間隔、すなわち第１フライアイミラー１８と第２フライアイミラー２０との間隔が、第１フライアイミラー１８の焦点距離に依存することなく比較的自由に設定可能である。その結果、第１フライアイミラー１８を構成する各第１凹面反射鏡要素１８ａに対して大きな入射角で光を入射させなくても、光束と光学部材との干渉を避けることが容易であり、ひいては光の斜め入射に起因する収差の発生や反射膜における反射率の低下などを抑えることができる。【００４５】
換言すれば、第１実施形態では、たとえば収差の発生や反射膜における反射率の低下を招くことなく、入射面と射出面との間隔を任意に設定することのできる波面分割型のオプティカルインテグレータＯＰを実現することができる。また、第１実施形態の照明光学装置では、入射面と射出面との間隔を任意に設定可能なオプティカルインテグレータＯＰを用いて、所望の照明条件で被照射面としてのマスクＭを照明することができる。また、第１実施形態の露光装置では、所望の照明条件で被照射面としてのマスクＭを照明する照明光学装置を用いて、良好な照明条件の下で良好な投影露光を行うことができる。【００４６】
ところで、第１実施形態では、上述したように、第１フライアイミラー１８を構成するすべての第１凹面反射鏡要素１８ａの反射面が、マスクＭのパターン面（ひいてはウェハＷの露光面）とそれぞれ共役に設定されている。したがって、従来技術にしたがって照明効率を高めようとすると、第１凹面反射鏡要素１８ａにはマスクＭの照明領域（ひいてはウェハＷの静止露光領域ＥＲ）の外形と相似な細長い円弧状の外形（図３を参照）が求められる。一方、上述したように、オプティカルインテグレータＯＰに入射する光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるには光の進行方向から見た第１フライアイミラー１８の外形として円形状に近い形状（図５（ａ）を参照）が求められる。【００４７】
なお、第１フライアイミラー１８では、所要の波面分割効果を得るために、第１凹面反射鏡要素１８ａを横方向にも縦方向にも十分な数だけ並列配置することが必要である。このため、従来技術のように第１凹面反射鏡要素１８ａの外形をウェハＷの静止露光領域ＥＲの外形と相似な細長い円弧状に設定すると、その外形の短手方向に沿って並ぶ第１凹面反射鏡要素の数が過多になり（後述する第２実施形態に関する図１２（ｂ）を参照）、第１フライアイミラー１８の製造コストに、ひいてはオプティカルインテグレータＯＰの製造コストに悪影響を与えることになる。【００４８】
第１実施形態では、上述したように、第１凹面反射鏡要素１８ａ、第２凹面反射鏡要素２０ａ、および凹面反射鏡１９がそれぞれトーリックミラーとして構成されているので、第１凹面反射鏡要素１８ａの外形をウェハＷの静止露光領域ＥＲの外形とは縦横比の異なる比較的幅広の円弧状に設定することができる。その結果、第１実施形態の第１フライアイミラー１８では、図５（ａ）に示すように、円弧状の外形の短手方向（図中鉛直方向）に沿って並ぶ第１凹面反射鏡要素１８ａの数が過多になることなく、第１フライアイミラー１８の製造コストを、ひいてはオプティカルインテグレータＯＰの製造コストを抑えることができる。【００４９】
また、第１実施形態では、上述したように、第２凹面反射鏡要素２０ａの反射面上またはその近傍に形成される光源像が縦長の楕円形状になるため、光エネルギの伝達効率の改善のために第２フライアイミラー２０を構成する第２凹面反射鏡要素２０ａが縦長の矩形状の外形形状を有する。このため、従来技術にしたがって第１凹面反射鏡要素１８ａの並列配置の形態と同じ形態で第２凹面反射鏡要素２０ａを並列配置すると、光の進行方向から見た第２フライアイミラー２０の外形が矩形状の第２凹面反射鏡要素２０ａの長手方向（図５（ｂ）中の鉛直方向）に沿って非常に細長くなってしまう。【００５０】
第１実施形態では、上述したように、第１凹面反射鏡要素１８ａの並列配置の形態と第２凹面反射鏡要素２０ａの並列配置の形態とが互いに異なっている。具体的には、第１フライアイミラー１８の１列分の第１凹面反射鏡要素１８ａが第２フライアイミラー２０の２列分の第２凹面反射鏡要素２０ａに対応し、第１フライアイミラー１８が８列構成であるのに対して第２フライアイミラー２０は１６列構成になっている。その結果、第１実施形態の第２フライアイミラー２０では、図５（ｂ）に示すように、光の進行方向から見た第２フライアイミラー２０の外形が第１フライアイミラー１８と同様に円形状に近い形状になっている。【００５１】
なお、上述の第１実施形態にかかるＥＵＶＬ露光装置では、ＥＵＶ光を供給するための光源としてレーザプラズマ光源を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、ＥＵＶ光を供給する他の適当な光源、たとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光源などを用いることもできる。【００５２】
次に、図６を参照して、上述の第１実施形態にかかるＥＵＶＬ露光装置において、オプティカルインテグレータＯＰの射出面近傍（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に形成される二次光源（照明瞳に形成される光強度分布）の大きさを変化させ、ひいてはσ値（またはコヒーレンスファクター）を変化させるσ値可変技術について説明する。なお、σ値とは、照明光学系２（１７〜２２）のマスク側開口数をＮＡ１とし、投影光学系ＰＬのマスク側開口数をＮＡ２とすると、σ＝ＮＡ１／ＮＡ２で定義される値である。【００５３】
ウェハＷに転写するパターンの微細度やウェハＷに転写するパターンのプロセスによっては、σ値（照明光学系２のマスク側開口数をＮＡ１と投影光学系ＰＬのマスク側開口数ＮＡ２投影系６の開口数との比σ＝ＮＡ１／ＮＡ２）を可変にして、投影光学系ＰＬの解像力や焦点深度等を調整することが必要になる。このため、図６に示すように、ウェハステージ７（図６では不図示）に順次載置されるウェハ毎の露光条件に関する露光情報（露光情報を含むウェハの搬送マップ等）、及びマスクステージ５（図６では不図示）上に順次載置される各種マスクの載置情報が、コンソール等の入力装置（不図示）を介して、制御部ＣＲに入力される。【００５４】
制御部ＣＲは、ウェハステージ７上にウェハＷが載置される毎に、入力装置からの入力情報に基づいて、σ値を変更するか否かを判別する。制御部ＣＲは、σ値を変更する必要があると判断すると、駆動部ＤＲ１を駆動させて、第２フライアイミラー２０の反射面の近傍に配置された円形照明用開口絞り２４ｅを、開口径の異なる別の円形照明用開口絞りと交換する。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。なお、開口絞りの切り換えには、ターレット方式やスライド方式などを利用することができる。以下、開口絞りの切り換えにターレット方式を適用した例を説明する。【００５５】
図６を参照すると、駆動部ＤＲ１の作用により所定の回転軸２３ａを中心として回転可能なターレット板２３が設けられている。ターレット板２３には、図７に示すように、開口部（光透過部）の形状や大きさが互いに異なる複数（図７では例示的に６つ）の開口絞り２４ａ〜２４ｆが設けられている。図７では、ハッチングを施した領域が、各開口絞りの開口部に対応している。具体的に、開口絞り２４ａは輪帯状の開口部２４ａａを有する輪帯照明用開口絞りであり、開口絞り２４ｂおよび２４ｅは互いに開口径の異なる円形状の開口部２４ｂａおよび２４ｅａを有する円形照明用開口絞りである。【００５６】
また、開口絞り２４ｃは４つの扇形の開口部２４ｃａ〜２４ｃｄを有する４極照明用開口絞りであり、開口絞り２４ｄは４つの円形状の開口部２４ｄａ〜２４ｄｄを有する４極照明用開口絞りである。そして、開口絞り２４ｆは、開口絞り２４ａとは異なる輪帯比の開口部２４ｆａを有する輪帯照明用開口絞りである。輪帯比の定義や、輪帯照明用開口絞り２４ａ，２４ｆおよび４極照明用開口絞２４ｃ，２４ｄの用途については後述する。なお、ターレット板２３に設ける開口絞りの数、配置、開口部の形状および大きさなどについては、様々な変形例が可能である。【００５７】
開口絞り２４の切り換えにターレット方式やスライド方式などを利用する場合、第２フライアイミラー２０の周囲において所要のスペースを確保する必要がある。図４には、第１フライアイミラー１８と第２フライアイミラー２０とが図中水平方向に沿ってほぼ同じ位置に配置された構成が例示されているが、リレー光学系１９の介在により、第１フライアイミラー１８および第２フライアイミラー２０の図中水平方向の位置については様々な構成例が可能である。すなわち、第１フライアイミラー１８を第２フライアイミラー２０よりも図中右側または左側に配置することが可能であり、ひいては第２フライアイミラー２０の周囲において所要のスペースを確保することができる（図１の配置を参照）。いずれにしても、リレー光学系（リレーミラー）１９の反射面の曲率中心は、第１凹面反射鏡要素（第１ミラー要素）１８ａとリレー光学系１９との間または第２凹面反射鏡要素（第２ミラー要素）２０ａとリレー光学系１９との間に存在することになる。なお、リレー光学系１９の反射面がトーリック面の時にも、互いに直交した２方向での反射面の曲率中心は、第１凹面反射鏡要素と第２凹面反射鏡要素との何れか一方とリレー光学系１９との間に存在することが好ましい。【００５８】
一般に、照明瞳（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に形成されるほぼ円形状の光強度分布を制限する円形状の開口部の大きさを切り換えてσ値を変化させると、ウェハＷやマスクＭ上に形成される円弧状の照明領域（静止露光領域ＥＲ）における照明ムラ（照度ムラ）等の発生に伴って、照明状態が悪化することがある。しかしながら、第１実施形態では、上述したように、第１フライアイミラー１８の焦点距離を小さく設定した設計が可能であり、ひいては第１凹面反射鏡要素（第１ミラー要素）１８ａや第２凹面反射鏡要素（第２ミラー要素）２０ａの外形形状を小さく設定することが可能である。換言すれば、第１実施形態では、オプティカルインテグレータＯＰの波面分割面を小さく設定することができるので、コリメートミラーである凹面反射鏡１７を交換しなくても、σ値の変化に起因する照明ムラの発生が良好に抑えられる。【００５９】
次に、図８を参照して、上述の第１実施形態にかかるＥＵＶＬ露光装置において、照明瞳（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に輪帯状や複数極状（２極状、４極状など）の光強度分布を形成して、投影光学系ＰＬの焦点深度や解像力を向上させる変形照明技術について説明する。図８（ａ）を参照すると、コリメートミラーとしての凹面反射鏡１７と第１フライアイミラー１８との間の照明光路に対して、輪帯光束変換ユニットとしての反射型円錐アキシコン系２５が挿脱可能に設けられている。円錐アキシコン系２５は、円形状の断面を有するＥＵＶ光束を、輪帯状（リング状）の断面を有するＥＵＶ光束に変換する機能を有する。【００６０】
図８（ｂ）に示すように、円錐アキシコン系２５は、光の入射順に、凸円錐面状の反射面２５ａａを有する第１反射部材２５ａと、第１反射部材２５ａの反射面２５ａａと相補的な凹円錐面から輪帯状の回転対称領域を切り取って得られる輪帯円錐面状の反射面２５ｂａを有する第２反射部材２５ｂ（図面の明瞭化のために本体の図示を省略）とにより構成されている。そして、第１反射部材２５ａおよび第２反射部材２５ｂのうち少なくとも一方の部材が光軸ＡＸに沿って移動可能に構成され、第１反射部材２５ａの反射面２５ａａと第２反射部材２５ｂの反射面２５ｂａとの間隔が可変に構成されている。【００６１】
したがって、円形状の断面を有するＥＵＶ光束Ｌｃが円錐アキシコン系２５に入射すると、円形状のＥＵＶ光束Ｌｃは第１反射部材２５ａの凸円錐面状の反射面２５ａａにより放射状に反射されて輪帯状の光束に変換され、第２反射部材２５ｂの凸円錐面状の反射面２５ｂａを介して輪帯状のＥＵＶ光束Ｌａ１となって、オプティカルインテグレータＯＰの第１フライアイミラー１８へ導かれる。第２反射部材２５ｂが図中破線で示す位置に移動して、第１反射部材２５ａの反射面２５ａａと第２反射部材２５ｂの反射面２５ｂａとの間隔が拡がると、外径および内径の大きい輪帯状のＥＵＶ光束Ｌａ２となって、オプティカルインテグレータＯＰの第１フライアイミラー１８へ導かれる。【００６２】
こうして、反射型円錐アキシコン系２５の作用により、照明瞳（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に輪帯状の光強度分布（二次光源）が形成される。一般に、第１反射部材２５ａの反射面２５ａａと第２反射部材２５ｂの反射面２５ｂａとの間隔が変化すると、輪帯状の二次光源の幅（輪帯状の二次光源の外径と内径との差の１／２）を一定に保ちつつ、輪帯状の二次光源の外径（内径）が変化する。すなわち、円錐アキシコン系２５の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比（内径／外径）および大きさ（外径）が変化する。なお、照明光路に対する円錐アキシコン系２５の挿脱及び照明光路に沿った第１反射部材２５ａと第２反射部材２５ｂとの相対移動は、制御部ＣＲの指令に基づいて動作する駆動部ＤＲ２によって行われる。【００６３】
変形照明技術において、制御部ＣＲは、マスクＭやウェハＷ上での照明条件を選択するために必要な情報を入力するための入力装置（不図示）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の通常円形照明」、「第２の通常円形照明」、「第１の４極照明」、及び「第２の４極照明」の選択を行う。なお、入力装置は、ウェハＷに転写するパターンの微細度やウェハＷ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ウェハ毎の露光条件に関する露光情報（露光情報を含むウェハの搬送マップ等）、及びマスクステージ５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。【００６４】
ここで、「輪帯照明」とは、照明瞳（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に形成される二次光源の形状を輪帯状にすることによって、反射型マスクＭおよびウェハＷに対してＥＵＶ光を斜め方向から照射して、投影光学系ＰＬが本来有する解像力及び焦点深度を向上させるものである。また、「４極照明（一般には複数極照明）」とは、照明瞳に形成される二次光源を、その中心から所定の距離だけ偏心した離散的な４つ（一般には複数）の偏心光源にすることによって、反射型マスクＭおよびウェハＷに対してＥＵＶ光を斜め方向から照射して、投影光学系ＰＬが本来有する解像力及び焦点深度を向上させるものである。また、「通常円形照明」とは、照明瞳に形成される二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値のもとで反射型マスクＭおよびウェハＷを照明するものである。【００６５】
マスクＭ上での照明状態を通常円形照明に設定する場合、制御部ＣＲは、入力装置からの入力情報に基づいて、「第１の通常円形照明」または「第２の通常円形照明」を選択する。ここで、「第１の通常円形照明」と「第２の通常円形照明」との違いは、σ値が異なる点である。例えば、制御部ＣＲが「第１の通常円形照明」を選択した場合、照明瞳（第２フライアイミラー２０の射出面近傍）に形成される二次光源（多数の光源からなる実質的な面光源）の位置に開口絞り２４ｅが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動してターレット板２３を回転させる。これと同時に、制御部ＣＲは、必要に応じて、投影光学系ＰＬ中の可変開口絞り（不図示）の開口径を変化させる。このとき、円錐アキシコン系２５が照明光路中に設定されている場合、制御部ＣＲ駆動部ＤＲ２を介して円錐アキシコン系２５を照明光路から退避させる。上述の設定状態のもとで、ＥＵＶ光で反射型マスクＭのパターンを照明すると、適切な「第１の通常円形照明」の条件（適切なσ値）のもとで、反射型マスクＭのパターンを、投影光学系ＰＬを介して感光性基板（ウェハ）Ｗに露光することができる。【００６６】
また、制御部ＣＲが「第２の通常円形照明」を選択した場合、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り２４ｂが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動してターレット板２３を回転させる。これと同時に、制御部ＣＲは、必要に応じて、投影光学系ＰＬ中の可変開口絞り（不図示）の開口径を変化させる。このとき、円錐アキシコン系２５が照明光路中に設定されている場合、制御部ＣＲ駆動部ＤＲ２を介して円錐アキシコン系２５を照明光路から退避させる。上述の設定状態のもとで、ＥＵＶ光で反射型マスクＭのパターンを照明すると、適切な「第２の通常円形照明」の条件（第１の通常円形照明よりも大きなσ値）のもとで、反射型マスクＭのパターンを、投影光学系ＰＬを介して感光性基板（ウェハ）Ｗに露光することができる。【００６７】
次いで、マスクＭ上での照明状態を各種の変形照明に設定する場合、制御部ＣＲは、入力装置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４極照明」、および「第２の４極照明」のうちのいずれかに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」とでは、輪帯状の二次光源の輪帯比が異なる。また、「第１の４極照明」と「第２の４極照明」とでは、主として各極の面光源の形状が異なる。すなわち、「第１の４極照明」における二次光源は４つの扇状の領域に分布し、「第２の４極照明」における二次光源は４つの円形状の領域に分布している。【００６８】
例えば、「第１の輪帯照明」が選択された場合、制御部ＣＲは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り２４ａが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動させてターレット板２３を回転させる。また、「第２の輪帯照明」が選択された場合、制御部ＣＲは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り２４ｆが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動させてターレット板２３を回転させる。また、「第１の４極照明」が選択された場合、制御部ＣＲは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り２４ｃが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動させてターレット板２３を回転させる。また、「第２の４極照明」が選択された場合、制御部ＣＲは、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞り２４ｄが位置するように、駆動部ＤＲ１を駆動させてターレット板２３を回転させる。【００６９】
４つの開口絞り（２４ａ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｆ）のうちのいずれか１つが照明光路中に設定すると同時に、制御部ＣＲは、必要に応じて、投影光学系ＰＬ中の可変開口絞り（不図示）の開口径を変化させる。次に、制御部ＣＲは、駆動部ＤＲ２を介して、輪帯光束変換ユニットとしての円錐アキシコン系２５の照明光路への設定及び円錐アキシコン系２５の調整を行う。まず、円錐アキシコン系２５が照明光路中に設定されていない場合、制御部ＣＲは、駆動部ＤＲ２を介して円錐アキシコン系２５を照明光路中の所定位置に設定する。【００７０】
次に、照明瞳に形成される二次光源の位置に設定された４つの開口絞り（２４ａ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｆ）の内の１つの開口絞りの開口部に対して輪帯状の光束が効率良く導かれるように、制御部ＣＲは、駆動部ＤＲ２を介して、円錐アキシコン系２５中の２つの反射部材（２５ａ，２５ｂ）の相対的な間隔を変化させる。これによって、円錐アキシコン系２５は、ほぼ円形状の入射光束を、適切な輪帯比を有する輪帯光束に変換することができる。円錐アキシコン系２５の設定及び調整により、４つの開口絞り（２４ａ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｆ）の各開口部に応じた適切な輪帯比を有する二次光源が照明瞳に形成され、高い照明効率のもとで反射マスクＭ及びウェハＷを変形照明することができる。【００７１】
一般に、ターレット板２３の回転によって照明光路中に設定される開口絞り（２４ａ〜２４ｆ）を切り換える場合、ウェハＷやマスクＭ上に形成される円弧状の照明領域（静止露光領域ＥＲ）における照明ムラ等の発生に伴って、照明状態が悪化することがある。しかしながら、第１実施形態では、上述したように、オプティカルインテグレータＯＰの波面分割面を小さく設定することができるので、コリメートミラーである凹面反射鏡１７を交換しなくても、開口絞り（２４ａ〜２４ｆ）を切り換えに起因する照明ムラの発生が良好に抑えられる。【００７２】
なお、上述の説明では、入力装置を介して照明条件等の情報を制御部ＣＲに入力しているが、反射マスクＭ上の情報を読み取る検知部を設けても良い。この場合、マスクＭの回路パターン領域の外側に、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、制御部ＣＲへ伝達する。制御部ＣＲは、照明条件に関する情報に基づいて、駆動部（ＤＲ１，ＤＲ２）を制御する。【００７３】
また、上述の説明では、４極照明に際しても輪帯照明の場合と同様に、反射型円錐アキシコン系２５を用いて輪帯状の二次光源を形成しているが、４極光束変換ユニットとしての反射型角錐アキシコン系（不図示）を用いて４極状の二次光源を形成することもできる。四角錐アキシコン系は、たとえば凸四角錐面状の反射面を有する第１反射部材と、第１反射部材の反射面と相補的な凹四角錐面から輪帯状の回転対称領域を切り取って得られる輪帯四角錐面状の反射面を有する第２反射部材とにより構成される。こうして、四角錐アキシコン系の作用により、図９（ａ）に示すように、円形状の瞳面（図中破線で示す）に４極状の光強度分布（二次光源）が形成される。【００７４】
四角錐アキシコン系において第１反射部材と第２反射部材との間隔が変化すると、４極状の二次光源の幅（４極状の二次光源に外接する円の直径（外径）と内接する円の直径（内径）との差の１／２）を一定に保ちつつ、４極状の二次光源の外径（内径）が変化する。すなわち、四角錐アキシコン系の作用により、４極状の二次光源の輪帯比（内径／外径）および大きさ（外径）が変化する。【００７５】
同様に、２極光束変換ユニットとしての反射型Ｖ溝アキシコン系（不図示）を用いて２極状の二次光源を形成することもできる。Ｖ溝アキシコン系は、たとえば凸Ｖ字状の反射面を有する第１反射部材と、第１反射部材の反射面と相補的な凹Ｖ字状から輪帯状の回転対称領域を切り取って得られる輪帯Ｖ字状の反射面を有する第２反射部材とにより構成される。こうして、Ｖ溝アキシコン系の作用により、図９（ｂ）に示すように、円形状の瞳面（図中破線で示す）に２極状の光強度分布（二次光源）が形成される。【００７６】
また、上述の説明では、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞りを設けている。しかしながら、これに限定されることなく、場合によっては、開口絞りの設置を省略することもできる。これは、第１実施形態では、オプティカルインテグレータＯＰの波面分割面を小さく設定することができるので、円錐アキシコン系や四角錐アキシコン系やＶ溝アキシコン系などを用いてほぼ所望形状の光強度分布（二次光源）が照明瞳に形成されるからである。ただし、フレアの影響を抑えるには、照明瞳に形成される二次光源の位置に開口絞りを設けることが好ましい。なお、以上の第１実施形態では、σ値の可変は開口径の大きさが異なる開口絞り（２４ｂ，２４ｅ）を照明光路中に設定した例を示したが、照明効率の向上を図るために、互いに異なる焦点距離を持つ複数のコリメートミラー１７を交換可能に構成することも可能である。【００７７】
ところで、第１実施形態の照明光学系２では、たとえば凹面反射鏡１７の反射面、第１フライアイミラー１８の各第１凹面反射鏡要素（第１ミラー要素）１８ａの反射面、第２フライアイミラー２０の各第２凹面反射鏡要素（第２ミラー要素）２０ａの反射面、および凹面反射鏡１９の反射面に、ＥＵＶ光を反射させる多層膜が設けられている。一般に、通常の多層膜からなる反射面において所要の反射率を確保するには、反射面に入射するＥＵＶ光の入射角を１０度程度に抑えることが望ましい。【００７８】
ただし、実際の露光装置では、多層膜の膜厚を厚くすることにより、入射角に応じた所要の反射特性を得ることが行われている。多層膜の膜厚を少しずつ厚くすると、１０度を超える入射角に対しても所要の反射率を確保することが可能になる。しかしながら、反射面に関するＰ偏光成分については、膜厚を厚くしても、入射角が２０度を超えると、十分な反射率を確保することが困難になる。したがって、第１実施形態の照明光学系２において所要の反射率を確保するには、ＥＵＶ光を反射する反射面に入射する光の入射角を２０度以内に抑えることが重要である。【００７９】
図１０は、本発明の第２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１０（ａ）において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向すなわち感光性基板であるウェハＷの面の法線方向に沿ってＹ軸を、ウェハＷの面内において図１０の紙面に平行な方向にＺ軸を、ウェハＷの面内において図１０の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。第２実施形態では、たとえば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源または２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源を備えた露光装置に対して本発明を適用している。【００８０】
図１０（ａ）を参照すると、第２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３１を備えている。ＡｒＦエキシマレーザ光源またはＫｒＦエキシマレーザ光源のような光源３１から射出された光は、整形光学系３２を介して所要の断面形状の光束に拡大された後、光路折り曲げミラー３３で反射されてフライアイレンズ３４に入射する。フライアイレンズ３４に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍に多数の光源を形成する。【００８１】
フライアイレンズ３４の後側焦点面またはその近傍に形成された多数の光源からの光束は、リレーレンズ３５を介して、オプティカルインテグレータＯＰの入射面を重畳的に照明する。オプティカルインテグレータＯＰは、一対のフライアイ部材３６および３７と、その間の光路中に配置されたリレー光学系３８とにより構成されているが、その詳細な構成および作用については後述する。オプティカルインテグレータＯＰ（３６〜３８）に入射した光束は、第２フライアイ部材の近傍、すなわちオプティカルインテグレータＯＰの射出面の近傍に、所定の形状を有する実質的な面光源（二次光源）を形成する。【００８２】
ここで、実質的な面光源は、照明光学系（３２〜３９）の射出瞳位置またはその近傍、すなわち投影光学系ＰＬの入射瞳と光学的に共役な面またはその近傍に形成される。実質的な面光源からの光は、導光光学系としてのコンデンサ光学系３９を介して、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。マスクＭには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＺ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。マスクＭのパターンを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクＭのパターン像を形成する。【００８３】
すなわち、マスクＭ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上においてもＸ方向に沿って長辺を有し且つＺ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域）にパターン像が形成される。こうして、図１１に示すように、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＺ平面）内において、Ｚ方向（走査方向）に沿ってマスクＭとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域ＥＲのＸ方向寸法に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有するショット領域（露光領域）ＳＲに対してマスクパターンが走査露光される。【００８４】
図１０（ａ）および（ｂ）を参照すると、第２実施形態のオプティカルインテグレータＯＰは、並列に配置された複数の第１正レンズ要素（第１集光要素）３６ａからなる第１フライアイ部材３６と、複数の第１正レンズ要素３６ａに対応するように並列に配置された複数の第２正レンズ要素（第２集光要素）３７ａからなる第２フライアイ部材３７と、一対のフライアイ部材３６と３７との間の光路中に配置されたリレー光学系３８とにより構成されている。なお、図１０では、図面の明瞭化のために、一対のフライアイ部材３６，３７を構成する正レンズ（正単レンズ）要素３６ａ，３７ａの数を実際よりもかなり少なく表わしている。【００８５】
第１フライアイ部材３６は、図１２（ａ）に示すように、矩形状の外形形状を有する第１正レンズ要素３６ａを縦横に且つ稠密に配置することにより構成されている。また、図示を省略したが、第２フライアイ部材３７も、第１フライアイ部材３６と同様の並列配置形態にしたがって、矩形状の外形形状を有する第２正レンズ要素３７ａを縦横に且つ稠密に配置することにより構成されている。なお、オプティカルインテグレータＯＰに入射する光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるために光の進行方向から見た第１フライアイ部材３６の外形は円形状に近い形状になっている（図１２（ａ）を参照）。また、図１０ではリレー光学系３８を正・負・正の３枚のレンズで構成した例を示したが、リレー光学系３８を正単レンズにより構成することもできる。さらに、リレー光学系を複数のレンズ群、たとえば正・負・正のレンズ群構成とすることもできる。【００８６】
第２実施形態では、第１正レンズ要素３６ａ、第２正レンズ要素３７ａ、およびリレー光学系３８がそれぞれトーリックレンズとして構成されている。すなわち、第１正レンズ要素３６ａおよび第２正レンズ要素３７ａでは、ＹＺ平面に関する焦点距離とＸＹ平面に関する焦点距離とが異なっている。また、リレー光学系３８は、ＹＺ平面とＸＹ平面とで互いに異なる焦点距離を有し、ひいてはこれらの２つの方向で互いに異なる物像間距離を有する。【００８７】
第２実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、第１フライアイ部材３７に平行光束が入射すると、図１０中実線で示すように、入射光束は個々の第１正レンズ要素３６ａにより波面分割される。そして、各第１正レンズ要素３６ａを介した光束は、一旦集光した後に、リレー光学系３８を介して、対応する各第２正レンズ要素３７ａ上またはその近傍の１点に集光する。こうして、オプティカルインテグレータＯＰの射出面またはその近傍には、実質的な面光源が形成される。【００８８】
ただし、上述したように第１正レンズ要素３６ａはトーリックレンズとして構成されているので、第１正レンズ要素３６ａを介した光束がＹＺ平面内で１点に集光する位置とＸＹ平面内で１点に集光する位置とは異なる。各第２正レンズ要素３７ａ上またはその近傍の１点に集光した光束、すなわち実質的な面光源を構成する各光源からの光束は、コンデンサ光学系３９を介して、被照射面であるマスクＭ上の矩形状の照明領域を重畳的に照明する。【００８９】
このように、リレー光学系３８は、第１フライアイ部材３６を構成する複数の第１正レンズ要素３６ａの１つと第２フライアイ部材３７を構成する複数の第２正レンズ要素３７ａの１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１正レンズ要素３６ａの１つを介して集光した光を対応する第２正レンズ要素３７ａ上またはその近傍にて再度集光する。一方、各第１正レンズ要素３６ａ上の１点から発した光束は、図５中破線で示すように、リレー光学系３８を介して一旦集光した後に、対応する各第２正レンズ要素３７ａにそれぞれ入射する。【００９０】
ここで、上述したようにリレー光学系３８もトーリックレンズ（トーリック光学系）として構成されているので、リレー光学系３８を介した光束がＹＺ平面内で１点に集光する位置とＸＹ平面内で１点に集光する位置とは異なる。各第２正レンズ要素３７ａを介した光束は、コンデンサ光学系３９を介して、マスクＭ上の矩形状の照明領域内の１点に集光する。このように、第２実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、第１フライアイ部材３６を構成するすべての第１正レンズ要素３６ａが、マスクＭのパターン面とそれぞれ共役に配置されている。第１フライアイ部材３６を構成する第１正レンズ要素３６ａが矩形状の外形形状を有するのは、マスクＭ上において矩形状の照明領域を効率良く照明するためである。【００９１】
以上のように、第２実施形態のオプティカルインテグレータＯＰでは、第１フライアイ部材３６と第２フライアイ部材３７との間の光路中にリレー光学系３８が配置されている。そして、リレー光学系３８は、第１フライアイ部材３６を構成する複数の第１正レンズ要素３６ａの１つと第２フライアイ部材３７を構成する複数の第２正レンズ要素３７ａの１つとがそれぞれ一対一に対応した結像関係を有するように、複数の第１正レンズ要素３６ａの１つを介して集光した光を対応する第２正レンズ要素３７ａ上またはその近傍にて再度集光している。その結果、第２実施形態においても、第１フライアイ部材３６と第２フライアイ部材３７との間隔が第１フライアイ部材３６の焦点距離に依存することなく比較的自由に設定可能である。【００９２】
第２実施形態では、上述したように、第１フライアイ部材３６を構成するすべての第１正レンズ要素３６ａが、マスクＭのパターン面（ひいてはウェハＷの露光面）とそれぞれ共役に設定されている。したがって、従来技術にしたがって照明効率を高めようとすると、第１正レンズ要素３６ａにはマスクＭの照明領域（ひいてはウェハＷの静止露光領域ＥＲ）の外形と相似な細長い矩形状の外形（図１１を参照）が求められる。一方、上述したように、オプティカルインテグレータＯＰに入射する光束の断面形状がほぼ円形状であるため、照明効率を高めるには光の進行方向から見た第１フライアイ部材３６の外形として円形状に近い形状（図１２（ａ）を参照）が求められる。【００９３】
なお、第１フライアイ部材３６では、所要の波面分割効果を得るために、第１正レンズ要素３６ａを横方向にも縦方向にも十分な数だけ並列配置することが必要である。このため、従来技術のように第１正レンズ要素３６ａの外形をウェハＷの静止露光領域ＥＲの外形と相似な細長い矩形状に設定すると、その外形の短手方向に沿って並ぶ第１正レンズ要素の数が過多になり（図１２（ｂ）を参照）、第１フライアイ部材３６の製造コストに、ひいてはオプティカルインテグレータＯＰの製造コストに悪影響を与えることになる。【００９４】
第２実施形態では、上述したように、第１正レンズ要素３６ａ、第２正レンズ要素３７ａ、およびリレー光学系３８がそれぞれトーリックレンズとして構成されているので、第１正レンズ要素３６ａの外形をウェハＷの静止露光領域ＥＲの外形とは縦横比の異なる正方形に近い矩形状に設定することができる。その結果、第２実施形態の第１フライアイ部材３６では、図１２（ａ）に示すように、矩形状の外形の短手方向（図中鉛直方向）に沿って並ぶ第１正レンズ要素３６ａの数が過多になることなく、第１フライアイ部材３６の製造コストを、ひいてはオプティカルインテグレータＯＰの製造コストを抑えることができる。【００９５】
なお、上述の第２実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、投影光学系ＰＬに対してマスクＭとウェハＷとを同期的に移動させることによりショット領域ＳＲに対してマスクパターンを走査露光している。しかしながら、これに限定されることなく、ステップ・アンド・リピート方式にしたがって、投影光学系ＰＬに対してマスクＭおよびウェハＷを静止させた状態で、ウェハＷの各ショット領域へのマスクパターンの一括露光を繰り返すこともできる。【００９６】
また、上述の第２実施形態では、コンデンサ光学系３９によって二次光源（オプティカルインテグレータＯＰの射出面の近傍に形成される実質的な面光源）からの光を集光して重畳的にマスクＭを照明している。しかしながら、これに限定されることなく、コンデンサ光学系３９とマスクＭとの間の光路中に、照明視野絞り（マスクブラインド）と、この照明視野絞りの像をマスクＭ上に形成する結像光学系とを配置しても良い。この場合、コンデンサ光学系３９は、二次光源からの光を集光して重畳的に照明視野絞りを照明することになり、結像光学系は照明視野絞りの開口部（光透過部）の像をマスクＭ上に形成することになる。【００９７】
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１３のフローチャートを参照して説明する。【００９８】
先ず、図１３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。【００９９】
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１４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１４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。【０１００】
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。【０１０１】
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。【０１０２】
なお、上述の実施形態では、照明光学装置において被照射面を照明する照明光を均一化するオプティカルインテグレータに対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般的な波面分割型のオプティカルインテグレータ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、露光装置においてマスクを照明する照明光学装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学装置に対して本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１０３】
ＯＰ  オプティカルインテグレータ
Ｍ  マスク
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
１  レーザプラズマ光源
２  照明光学系
５  マスクステージ
７  ウェハステージ
１１  レーザ光源
１３  気体ターゲット
１４  ノズル
１５  楕円反射鏡
１８，２０  フライアイミラー
１８ａ，２０ａ  凹面反射鏡要素
１９  リレー光学系（凹面反射鏡）
２１，２２  コンデンサ光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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