JP2003297727A

JP2003297727A - 照明光学装置、露光装置および露光方法

Info

Publication number: JP2003297727A
Application number: JP2002100852A
Authority: JP
Inventors: Nobumichi Kanayamatani; 信道金山谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】被照射面上の直交する二方向で互いに異なる
照明条件を実現することのできる照明光学装置。【解決手段】光源手段（１）とオプティカルインテグ
レータ（１０）との間の光路中に配置された第１アキシ
コン系（７）と、第１アキシコン系とオプティカルイン
テグレータとの間の光路中に配置された第２アキシコン
系（８）とを備えている。第１アキシコン系は、光源手
段側から順に、少なくとも光軸に沿って移動可能に構成
された第１プリズム（７ａ）と、光軸に沿って固定され
た第２プリズム（７ｂ）とを有する。第２アキシコン系
は、光源手段側から順に、少なくとも光軸に沿って固定
された第３プリズム（８ａ）と、光軸に沿って移動可能
に構成された第４プリズム（８ｂ）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明光学装置および
該照明光学装置を備えた露光装置に関し、特に半導体素
子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイ
クロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露
光装置に好適な照明光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の典型的な露光装置においては、
光源から射出された光束が、オプティカルインテグレー
タとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源から
なる実質的な面光源としての二次光源を形成する。二次
光源からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面の近
傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデ
ンサーレンズに入射する。

【０００３】コンデンサーレンズにより集光された光束
は、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明
する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を
介してウェハ上に結像する。こうして、ウェハ上には、
マスクパターンが投影露光（転写）される。なお、マス
クに形成されたパターンは高集積化されており、この微
細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上に
おいて均一な照度分布を得ることが不可欠である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、フライアイレ
ンズの後側焦点面に円形状の二次光源を形成し、その大
きさを変化させて照明のコヒーレンシィσ（σ値＝開口
絞り径／投影光学系の瞳径、あるいはσ値＝照明光学系
の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）を変化さ
せる技術が注目されている。また、フライアイレンズの
後側焦点面に輪帯状や４極状の二次光源を形成し、投影
光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目され
ている。

【０００５】しかしながら、上述のような従来技術で
は、円形状の二次光源に基づく通常の円形照明の場合
も、輪帯状や４極状の二次光源に基づく変形照明（輪帯
照明や４極照明）の場合も、被照射面であるマスク上の
一点に入射する光束の断面形状がマスク上の直交する二
方向に関して同じ位置関係にある。換言すると、従来技
術では、被照射面上の直交する二方向で照明条件が同じ
である。その結果、マスクパターンに方向性がある場
合、マスク上の直交する二方向で最適な照明条件を実現
することができない。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、被照射面上の直交する二方向で互いに異なる
照明条件を実現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、被照射面上の直
交する二方向で互いに異なる照明条件を実現することの
できる照明光学装置を用いて、パターンに方向性がある
マスク上の直交する二方向で最適な照明条件を設定する
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、光源手段からの光束に基づ
いて二次光源を形成するためのオプティカルインテグレ
ータと、該オプティカルインテグレータからの光束を被
照射面へ導くための導光光学系とを備えた照明光学装置
において、前記光源手段と前記オプティカルインテグレ
ータとの間の光路中に配置され、前記オプティカルイン
テグレータへの入射光束の入射角度と入射位置との少な
くとも一方を変化させるための第１アキシコン系と、前
記第１アキシコン系と前記オプティカルインテグレータ
との間の光路中に配置され、前記オプティカルインテグ
レータへの入射光束の入射角度と入射位置との少なくと
も一方を変化させるための第２アキシコン系とを備え、
前記第１アキシコン系は、前記光源手段側から順に、少
なくとも光軸に沿って移動可能に構成された第１プリズ
ムと、光軸に沿って固定され且つ前記第１プリズムの屈
折面と相補的に形成された屈折面を有する第２プリズム
とを有し、前記第２アキシコン系は、前記光源手段側か
ら順に、少なくとも光軸に沿って固定された第３プリズ
ムと、光軸に沿って移動可能に構成され且つ前記第３プ
リズムの屈折面と相補的に形成された屈折面を有する第
４プリズムとを有することを特徴とする照明光学装置を
提供する。この場合、前記第２プリズムは固設され、且
つ前記第３プリズムは固設されていることが好ましい。

【０００８】第１発明の好ましい態様によれば、前記第
２プリズムと前記第３プリズムとは一体的に形成されて
いる。また、前記第１プリズムは凹状断面の屈折面を有
し、前記第２プリズムは前記第１プリズムの前記凹状断
面の屈折面と相補的に形成された凸状断面の屈折面を有
し、前記第３プリズムは凹状断面の屈折面を有し、前記
第４プリズムは前記第３プリズムの前記凹状断面の屈折
面と相補的に形成された凸状断面の屈折面を有すること
が好ましい。

【０００９】この場合、前記第１プリズムは、光軸と直
交する第１方向に沿って稜線を有するＶ字状の屈折面を
有し、前記第１プリズムは、光軸および前記第１方向と
直交する第２方向に沿って稜線を有するＶ字状の屈折面
を有することが好ましい。あるいは、前記第１プリズム
および前記第３プリズムの一方は、光軸を中心とする円
錐状の屈折面を有し、前記第１プリズムおよび前記第３
プリズムの他方は、光軸と直交する方向に沿って稜線を
有するＶ字状の屈折面を有することが好ましい。

【００１０】本発明の第２発明では、光源手段からの光
束に基づいて二次光源を形成するためのオプティカルイ
ンテグレータと、前記オプティカルインテグレータから
の光束を被照射面へ導くための導光光学系と、前記光源
手段と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中
に配置され、前記オプティカルインテグレータへの入射
光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方を変化さ
せるためのアキシコン系とを備え、前記アキシコン系
は、円錐状またはＶ字状の凹状断面の屈折面を有する第
１プリズムと、該第１プリズムの屈折面と相補的に形成
された円錐状またはＶ字状の凸状断面の屈折面を有する
第２プリズムとを有し、前記アキシコン系は、照明瞳の
近傍において前記円錐状の屈折面の頂点に対応して形成
される円形状の影領域の直径または前記Ｖ字状の屈折面
の稜線に対応して形成される直線状の影領域の幅が光束
全体の大きさの１／１０以下にするための所要の形状お
よび特性を有することを特徴とする照明光学装置を提供
する。

【００１１】第２発明の好ましい態様によれば、前記光
源手段からの光束を所定の断面形状を有する光束または
所定の光強度分布を有する光束に変換するための光束変
換素子と、前記光束変換素子と前記オプティカルインテ
グレータとの間の光路中に配置された第１光学系と、前
記第１光学系と前記オプティカルインテグレータとの間
の光路中に配置された第２光学系とをさらに備え、前記
アキシコン系は、前記第１光学系の光路中において前記
照明瞳の近傍に配置されている。

【００１２】この場合、前記光束変換素子としての回折
光学素子の最大回折角をψ_maxとし、前記第１プリズム
の屈折面と前記第２プリズムの屈折面との光軸に沿った
間隔をＬとし、前記円錐状の屈折面の頂角または前記Ｖ
字状の屈折面の交差角を２θとし、前記第１プリズムお
よび前記第２プリズムを形成する光学材料の前記光束に
対する屈折率をｎとし、前記第１光学系のうちの前記ア
キシコン系よりも前記光源手段側に配置された第１レン
ズ群の焦点距離をｆ₁としたとき、ＡＬ≦（ｆ₁×sinψ_max）／１０ただし、Ａ＝（tanα× tanθ）／（tanθ−tanα） α＝sin^-1（ｎ×cosθ）＋θ−９０（単位：度）の条件を満足することが好ましい。

【００１３】本発明の第３発明では、光源手段からの光
束に基づいて二次光源を形成するためのオプティカルイ
ンテグレータと、前記オプティカルインテグレータから
の光束を被照射面へ導くための導光光学系と、前記光源
手段と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中
に配置され、前記オプティカルインテグレータへの入射
光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方を変化さ
せるための蛍石で形成されたアキシコン系とを備えてい
ることを特徴とする照明光学装置を提供する。

【００１４】第３発明の好ましい態様によれば、前記光
源手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する光を供給す
る。また、前記アキシコン系は、光軸と直交する方向に
沿って稜線を有するＶ字状の凹状断面の屈折面を有する
第１プリズムと、前記第１プリズムの前記凹状断面の屈
折面と相補的に形成されたＶ字状の凸状断面の屈折面を
有する第２プリズムとを有し、前記第１プリズムは、光
軸と前記稜線とを含む面に沿って分割されていることが
好ましい。

【００１５】本発明の第４発明では、光源手段からの光
束に基づいて被照射面を照明する照明光学装置におい
て、所定の方向に沿って稜線を有するＶ字状の凹状断面
の屈折面を有するプリズムを備え、前記プリズムは、前
記稜線を含む所定の面に沿って分割されていることを特
徴とする照明光学装置を提供する。

【００１６】第４発明の好ましい態様によれば、前記光
源手段からの光束に基づいて二次光源を形成するための
オプティカルインテグレータと、前記オプティカルイン
テグレータからの光束を前記被照射面へ導くための導光
光学系と、前記光源手段と前記オプティカルインテグレ
ータとの間の光路中に配置され、前記オプティカルイン
テグレータへの入射光束の入射角度と入射位置との少な
くとも一方を変化させるための前記プリズムを含むアキ
シコン系とをさらに備えている。この場合、前記アキシ
コン系は、光軸と直交する方向に沿って前記稜線を有す
るＶ字状の凹状断面の屈折面を有する前記プリズムと、
前記プリズムの前記凹状断面の屈折面と相補的に形成さ
れたＶ字状の凸状断面の屈折面を有する第２プリズムと
を有し、前記プリズムは光軸と前記稜線とを含む面に沿
って分割されていることが好ましい。

【００１７】本発明の第５発明では、被照射面を照明す
る照明光学装置において、光源手段からの光束に基づい
て４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形
成するために、前記光源手段からの光束を４つの光束に
変換するための光束変換素子と、前記光束変換素子と前
記照明瞳面との間の光路中に配置されて、前記二次光源
を構成する４つの実質的な面光源のうちの一方の一対と
他方の一対とを光軸を挟んで対称的に移動させるための
アキシコン系とを備え、前記光束変換素子は、光軸と直
交する第１方向に沿って細長く延びた長方形の各隅点を
中心として前記４つの実質的な面光源の各々を形成する
ことを特徴とする照明光学装置を提供する。

【００１８】第５発明の好ましい態様によれば、前記ア
キシコン系は、前記第１方向に沿って稜線を有するＶ字
状の凹状断面の屈折面を有する第１プリズムと、前記第
１プリズムの前記凹状断面の屈折面と相補的に形成され
たＶ字状の凸状断面の屈折面を有する第２プリズムとを
有する第１アキシコン系と、光軸および前記第１方向と
直交する第２方向に沿って稜線を有するＶ字状の凹状断
面の屈折面を有する第３プリズムと、前記第３プリズム
の前記凹状断面の屈折面と相補的に形成されたＶ字状の
凸状断面の屈折面を有する第４プリズムとを有する第２
アキシコン系とを有する。

【００１９】本発明の第６発明では、第１発明〜第５発
明の照明光学装置と、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投影露光するための投影光学
系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供す
る。

【００２０】本発明の第７発明では、第１発明〜第５発
明の照明光学装置を介してマスクを照明し、照明された
前記マスクに形成されたパターンの像を感光性基板上に
投影露光することを特徴とする露光方法を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一態様によれば、第１ア
キシコン系は、光軸に沿って移動可能に構成された第１
プリズムと光軸に沿って固定された第２プリズムとを有
し、第２アキシコン系は、光軸に沿って固定された第３
プリズムと、光軸に沿って移動可能に構成された第４プ
リズムとを有する。換言すれば、第１アキシコン系およ
び第２アキシコン系を構成する４つのプリズムのうち、
外側に配置された２つのプリズムが光軸に沿って移動可
能に構成され、内側に配置された２つのプリズムが光軸
に沿って固定されている。

【００２２】その結果、本発明では、第１プリズムを光
軸に沿って移動させるための第１移動機構と、第４プリ
ズムを光軸に沿って移動させるための第２移動機構との
間隔が十分に大きく確保されるので、移動機構同士の機
械的な干渉を確実に回避することができ、ひいてはコン
パクトな全体構成を実現することができる。なお、この
場合、光軸に沿って固定された内側の２つのプリズムを
一体的に１つのプリズムとして形成することが好まし
い。この構成により、アキシコン系における光の透過率
を向上させるとともに、プリズム部材の製造誤差および
位置決め誤差を抑えることができ、ひいては高精度で高
性能なアキシコン系を実現することができる。

【００２３】本発明の別の一態様によれば、アキシコン
系は、円錐状またはＶ字状の凹状断面の屈折面を有する
第１プリズムと、円錐状またはＶ字状の凸状断面の屈折
面を有する第２プリズムとを有する。そして、アキシコ
ン系は、照明瞳の近傍において円錐状の屈折面の頂点に
対応して形成される円形状の影領域の直径またはＶ字状
の屈折面の稜線に対応して形成される直線状の影領域の
幅が光束全体の大きさの１／１０以下にするための所要
の形状および特性を有する。その結果、本発明では、直
線状の影領域や円形状の影領域の影響を実質的に受ける
ことなく、照明瞳において所望の光強度分布を得ること
ができる。

【００２４】いずれの態様においても、本発明の照明光
学装置では、アキシコン系の作用により４極状や輪帯状
の二次光源を適宜変化させて、被照射面上の直交する二
方向で互いに異なる照明条件を実現することができる。
また、本発明の露光装置および露光方法では、被照射面
上の直交する二方向で互いに異なる照明条件を実現する
ことのできる照明光学装置を用いて、パターンに方向性
があるマスク上の直交する二方向で最適な照明条件を設
定することができ、良好な照明条件のもとで良好なマイ
クロデバイスを製造することができる。

【００２５】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実施形態にかかる照明
光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。図１において、感光性基板であるウェハの法線方向
に沿ってＺ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に平行
な方向にＹ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に垂直
な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。なお、図１で
は、照明光学装置が４極照明を行うように設定されてい
る。

【００２６】図１の露光装置は、露光光（照明光）を供
給するための光源１として、たとえば２４８ｎｍの波長
の光を供給するＫｒＦエキシマレーザー光源または１９
３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザー光
源を備えている。光源１からＺ方向に沿って射出された
ほぼ平行光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の
断面を有し、一対のレンズ２ａおよび２ｂからなるビー
ムエキスパンダー２に入射する。各レンズ２ａおよび２
ｂは、図１の紙面内（ＹＺ平面内）において負の屈折力
および正の屈折力をそれぞれ有する。したがって、ビー
ムエキスパンダー２に入射した光束は、図１の紙面内に
おいて拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整
形される。

【００２７】整形光学系としてのビームエキスパンダー
２を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー３でＹ方
向に偏向された後、４極照明用の回折光学素子（ＤＯ
Ｅ）４ａに入射する。一般に、回折光学素子は、ガラス
基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段
差を形成することによって構成され、入射ビームを所望
の角度に回折する作用を有する。回折光学素子４ａは、
矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合、そのフ
ァーフィールド（フラウンホーファー回折領域）におい
て４極状の光強度分布を形成する機能を有する。このよ
うに、回折光学素子４ａは、光源１からの光束を４極状
の光束に変換するための光束変換素子を構成している。

【００２８】なお、回折光学素子４ａは、照明光路に対
して挿脱自在に構成され、輪帯照明用の回折光学素子４
ａや通常円形照明用の回折光学素子４ｃと切り換え可能
に構成されている。輪帯照明用の回折光学素子４ｂおよ
び通常円形照明用の回折光学素子４ｃの構成および作用
については後述する。具体的には、回折光学素子４ａ
は、光軸ＡＸに平行な所定の軸線回りに回転可能なター
レット基板（回転板：図１では不図示）上に支持されて
いる。ターレット基板には、特性の異なる複数の４極照
明用の回折光学素子４ａ、特性の異なる複数の輪帯照明
用の回折光学素子４ｂ、および特性の異なる複数の円形
照明用の回折光学素子４ｃが円周方向に沿って設けられ
ている。

【００２９】また、ターレット基板は、その中心点を通
り光軸ＡＸに平行な軸線回りに回転可能に構成されてい
る。したがって、ターレット基板を回転させることによ
り、多数の回折光学素子４ａ〜４ｃから選択された所望
の回折光学素子を照明光路中に位置決めすることができ
る。なお、ターレット基板の回転（ひいては回折光学素
子４ａと４ｂと４ｃとの間の切り換え）は、制御系２１
からの指令に基づいて動作する第１駆動系２２により行
われる。ただし、ターレット方式に限定されることな
く、たとえば周知のスライド方式により回折光学素子４
ａと４ｂと４ｃとの間の切り換えを行うこともできる。

【００３０】回折光学素子４ａを介した光束は、アフォ
ーカルレンズ（リレー光学系：第１光学系）５に入射す
る。アフォーカルレンズ５は、その前側焦点位置と回折
光学素子４ａの位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位
置と図中破線で示す所定面６の位置とがほぼ一致するよ
うに設定されたアフォーカル系（無焦点光学系）であ
る。したがって、回折光学素子４ａに入射したほぼ平行
光束は、アフォーカルレンズ５の瞳面に４極状の光強度
分布を形成した後、ほぼ平行光束となってアフォーカル
レンズ５から射出される。

【００３１】なお、アフォーカルレンズ５の前側レンズ
群（第１レンズ群）５ａと後側レンズ群（第２レンズ
群）５ｂとの間の光路中には、光源側から順に、第１Ｖ
溝アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８が配置
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。以下、説明を簡単にするために、これらのアキ
シコン系７および８の作用を無視して、第１実施形態の
基本的な構成および作用を説明する。

【００３２】アフォーカルレンズ５を介した光束は、σ
値可変用のズームレンズ（変倍光学系：第２光学系）９
を介して、オプティカルインテグレータとしてのマイク
ロレンズアレイ（またはフライアイレンズ）１０に入射
する。マイクロレンズアレイ１０は、縦横に且つ稠密に
配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる
光学素子である。一般に、マイクロレンズアレイは、た
とえば平行平面ガラス板にエッチング処理を施して微小
レンズ群を形成することによって構成される。

【００３３】ここで、マイクロレンズアレイを構成する
各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズ
エレメントよりも微小である。また、マイクロレンズア
レイは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフ
ライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズが互いに
隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしな
がら、正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されて
いる点でマイクロレンズアレイはフライアイレンズと同
じである。なお、図１では、図面の明瞭化のために、マ
イクロレンズアレイ１０を構成する微小レンズの数を実
際よりも非常に少なく表している。

【００３４】なお、σ値とは、投影光学系ＰＬの瞳の大
きさ（直径）をＲ１とし、投影光学系ＰＬの瞳に形成さ
れる照明光束または光源像の大きさ（直径）をＲ２と
し、投影光学系ＰＬのマスク（レチクル）Ｍ側の開口数
をＮＡｏとし、マスク（レチクル）Ｍを照明する照明光
学系の開口数をＮＡｉとするとき、σ＝ＮＡｉ／ＮＡｏ
＝Ｒ２／Ｒ１として定義される。

【００３５】但し、輪帯照明の場合、Ｒ２は投影光学系
ＰＬの瞳に形成される輪帯状の照明光束または輪帯状の
光源像の外径であり、ＮＡｉは照明光学系の瞳に形成さ
れる輪帯光束の外径によって定められる開口数である。
また、４極照明等の多極照明の場合、Ｒ２は投影光学系
ＰＬの瞳に形成される多極状の照明光束または多極状の
光源像に外接する円の大きさまたは直径であり、ＮＡｉ
は照明光学系の瞳に形成される多極状の照明光束に外接
する円の大きさまたは直径によって定められる開口数で
ある。また、輪帯照明の場合、輪帯比とは、輪帯状の照
明光束の外径をＲｏ、輪帯状の照明光束の内径をＲｉと
するとき、Ｒｉ／Ｒｏで定義される。

【００３６】なお、所定面６の位置はズームレンズ９の
前側焦点位置の近傍に配置され、マイクロレンズアレイ
１０の入射面はズームレンズ９の後側焦点位置の近傍に
配置されている。換言すると、ズームレンズ９は、所定
面６とマイクロレンズアレイ１０の入射面とを実質的に
フーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレ
ンズ５の瞳面とマイクロレンズアレイ１０の入射面とを
光学的にほぼ共役に配置している。したがって、マイク
ロレンズアレイ１０の入射面上には、アフォーカルレン
ズ５の瞳面と同様に、たとえば光軸ＡＸに対して偏心し
た４つの照野からなる４極状の照野を形成する。

【００３７】ここで、４極状の照野を構成する各照野の
形状は回折光学素子４ａの特性に依存するが、ここでは
４つの円形状の照野からなる４極状の照野が形成される
ものとする。この４極状の照野の全体形状は、ズームレ
ンズ９の焦点距離に依存して相似的に変化する。なお、
ズームレンズ７の焦点距離の変化は、制御系２１からの
指令に基づいて動作する第２駆動系２３により行われ
る。

【００３８】マイクロレンズアレイ１０を構成する各微
小レンズは、マスクＭ上において形成すべき照野の形状
（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形
状）と相似な矩形状の断面を有する。こうして、マイク
ロレンズアレイ１０に入射した光束は多数の微小レンズ
により二次元的に分割され、その後側焦点面（ひいては
照明光学系の瞳）には、図２に示すように、マイクロレ
ンズアレイ１０への入射光束によって形成される照野と
ほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸Ａ
Ｘに対して偏心した４つの円形状の実質的な面光源から
なる４極状の二次光源が形成される。このように、マイ
クロレンズアレイ１０は、光源１からの光束に基づいて
多数光源を形成するためのオプティカルインテグレータ
を構成している。

【００３９】マイクロレンズアレイ１０の後側焦点面に
形成された４極状の二次光源からの光束は、コンデンサ
ー光学系１１の集光作用を受けた後、照明視野絞りとし
てのマスクブラインド１２を重畳的に照明する。マスク
ブラインド１２の矩形状の開口部（光透過部）を介した
光束は、結像光学系１３の集光作用を受けた後、マスク
Ｍを重畳的に照明する。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、ウェハＷ上にマスク
パターンの像を形成する。投影光学系ＰＬの入射瞳面に
は投影光学系ＰＬの開口数を規定するための可変開口絞
りが設けられ、この可変開口絞りの駆動は制御系２１か
らの指令に基づいて動作する第３駆動系２４により行わ
れる。

【００４０】こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直
交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハＷを二次元的
に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行う
ことにより、ウェハＷの各露光領域にはマスクＭのパタ
ーンが逐次露光される。なお、一括露光では、いわゆる
ステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハ
の各露光領域に対してマスクパターンを一括的に露光す
る。この場合、マスクＭ上での照明領域の形状は正方形
に近い矩形状であり、マイクロレンズアレイ１０の各微
小レンズの断面形状も正方形に近い矩形状となる。

【００４１】一方、スキャン露光では、いわゆるステッ
プ・アンド・スキャン方式にしたがって、マスクおよび
ウェハを投影光学系に対して相対移動させながらウェハ
の各露光領域に対してマスクパターンをスキャン露光す
る。この場合、マスクＭ上での照明領域の形状は短辺と
長辺との比がたとえば１：３の矩形状であり、マイクロ
レンズアレイ１０の各微小レンズの断面形状もこれと相
似な矩形状となる。

【００４２】図３は、第１実施形態においてアフォーカ
ルレンズの前側レンズ群と後側レンズ群との間の光路中
に配置された２つのアキシコン系の構成を概略的に示す
斜視図である。第１実施形態では、図３に示すように、
アフォーカルレンズ５の前側レンズ群５ａと後側レンズ
群５ｂとの間の光路中に、光源側から順に、第１Ｖ溝ア
キシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８が配置され
ている。

【００４３】第１Ｖ溝アキシコン系７は、光源側に平面
を向け且つマスク側に凹状で且つＶ字状の屈折面を向け
た第１プリズム部材７ａと、マスク側に平面を向け且つ
光源側に凸状で且つＶ字状の屈折面を向けた第２プリズ
ム部材７ｂとから構成されている。第１プリズム部材７
ａの凹状屈折面は２つの平面から構成され、その交線
（稜線）はＺ方向に沿って延びている。第２プリズム部
材７ｂの凸状屈折面は、第１プリズム部材７ａの凹状屈
折面と互いに当接可能なように、換言すると第１プリズ
ム部材７ａの凹状屈折面と相補的に形成されている。

【００４４】すなわち、第２プリズム部材７ｂの凸状屈
折面も２つの平面から構成され、その交線（稜線）はＺ
方向に沿って延びている。また、第１プリズム部材７ａ
が光軸ＡＸに沿って移動可能に構成され、第２プリズム
部材７ｂが光軸ＡＸに沿って固定され、第１プリズム部
材７ａの凹状屈折面と第２プリズム部材７ｂの凸状屈折
面との間隔が可変に構成されている。第１Ｖ溝アキシコ
ン系７の間隔の変化は、制御系２１からの指令に基づい
て動作する第４駆動系２５により行われる。

【００４５】また、第２Ｖ溝アキシコン系８は、光源側
に平面を向け且つマスク側に凹状でＶ字状の屈折面を向
けた第１プリズム部材８ａと、マスク側に平面を向け且
つ光源側に凸状で且つＶ字状の屈折面を向けた第２プリ
ズム部材８ｂとから構成されている。第１プリズム部材
８ａの凹状屈折面は２つの平面から構成され、その交線
はＸ方向に沿って延びている。第２プリズム部材８ｂの
凸状屈折面は、第１プリズム部材８ａの凹状屈折面と相
補的に形成されている。すなわち、第２プリズム部材８
ｂの凸状屈折面も２つの平面から構成され、その交線は
Ｘ方向に沿って延びている。

【００４６】また、第１プリズム部材８ａが光軸ＡＸに
沿って固定され、第２プリズム部材８ｂが光軸ＡＸに沿
って移動可能に構成され、第１プリズム部材８ａの凹状
屈折面と第２プリズム部材８ｂの凸状屈折面との間隔が
可変に構成されている。第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔
の変化は、制御系２１からの指令に基づいて動作する第
５駆動系２６により行われる。

【００４７】ここで、対向する凹状屈折面と凸状屈折面
とが互いに当接している状態では、第１Ｖ溝アキシコン
系７および第２Ｖ溝アキシコン系８は平行平面板として
機能し、形成される４極状の二次光源に及ぼす影響はな
い。しかしながら、第１Ｖ溝アキシコン系７は、凹状屈
折面と凸状屈折面とを離間させると、Ｚ方向に沿って平
行平面板として機能するが、Ｘ方向に沿ってビームエキ
スパンダーとして機能する。また、第２Ｖ溝アキシコン
系８は、凹状屈折面と凸状屈折面とを離間させると、Ｘ
方向に沿って平行平面板として機能するが、Ｚ方向に沿
ってビームエキスパンダーとして機能する。

【００４８】図４は、第１実施形態の４極照明において
形成される二次光源に対するズームレンズの作用を説明
する図である。第１実施形態の４極照明では、ズームレ
ンズ９の焦点距離が変化すると、４つの円形状の面光源
４２ａ〜４２ｄから構成される４極状の二次光源の全体
形状が相似的に変化する。すなわち、４極状の二次光源
を構成する円形状の各面光源４２ａ〜４２ｄが、円形状
を維持したまま光軸ＡＸを中心とした円の径方向に沿っ
て移動する。

【００４９】そして、変化前の各面光源４２ａ〜４２ｄ
の中心点と変化後の各面光源４３ａ〜４３ｄの中心点と
を結ぶ線分は光軸ＡＸを通り、中心点の移動距離および
移動の向きはズームレンズ９の焦点距離の変化に依存す
る。また、変化前の各面光源４２ａ〜４２ｄを光軸ＡＸ
から見込む角度と、変化後の各面光源４３ａ〜４３ｄを
光軸ＡＸから見込む角度とが等しい。こうして、ズーム
レンズ９の焦点距離を変化させることにより、４極状の
二次光源の輪帯比（４つの面光源に内接する円の直径／
４つの面光源に外接する円の直径）を変化させることな
くその外径（４つの面光源に外接する円の直径）だけを
変更することができる。

【００５０】図５は、第１実施形態の４極照明において
形成される二次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系およ
び第２Ｖ溝アキシコン系の作用を説明する図である。第
１Ｖ溝アキシコン系７の間隔の変化に伴って、所定面６
への入射光束のＺ方向に沿った入射角度は変化しない
が、所定面６への入射光束のＸ方向に沿った入射角度は
変化する。その結果、図５（ａ）に示すように、４つの
円形状の面光源４４ａ〜４４ｄは、Ｚ方向には移動しな
いが、その形状および大きさを維持したままＸ方向に沿
って光軸ＡＸを挟んで対称に移動する。すなわち、第１
Ｖ溝アキシコン系７の間隔が拡大すると、面光源４４ｂ
および４４ｃは−Ｘ方向に移動し、面光源４４ａおよび
４４ｄは＋Ｘ方向に移動する。

【００５１】一方、第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔の変
化に伴って、所定面６への入射光束のＸ方向に沿った入
射角度は変化しないが、所定面６への入射光束のＺ方向
に沿った入射角度は変化する。その結果、図５（ｂ）に
示すように、４つの円形状の面光源４４ａ〜４４ｄは、
Ｘ方向には移動しないが、その形状および大きさを維持
したままＺ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移動す
る。すなわち、第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔が拡大す
ると、面光源４４ａおよび４４ｂは＋Ｚ方向に移動し、
面光源４４ｃおよび４４ｄは−Ｚ方向に移動する。

【００５２】さらに、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔お
よび第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔がともに変化する
と、所定面６への入射光束のＸ方向に沿った入射角度お
よびＺ方向に沿った入射角度はともに変化する。その結
果、図５（ｃ）に示すように、各面光源４４ａ〜４４ｄ
は、その形状および大きさを維持したままＺ方向および
Ｘ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移動する。すな
わち、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔および第２Ｖ溝ア
キシコン系８の間隔がともに拡大すると、面光源４４ａ
は＋Ｚ方向および＋Ｘ方向に移動し、面光源４４ｂは＋
Ｚ方向および−Ｘ方向に移動し、面光源４４ｃは−Ｚ方
向および−Ｘ方向に移動し、面光源４４ｄは−Ｚ方向お
よび＋Ｘ方向に移動する。

【００５３】こうして、第１Ｖ溝アキシコン系７、第２
Ｖ溝アキシコン系８およびズームレンズ９の作用によ
り、４極状の二次光源を構成する各面光源の位置を広範
囲に亘って移動させることができ、且つその大きさを所
定の範囲に亘って変化させることができる。しかしなが
ら、実際には、第１Ｖ溝アキシコン系７や第２Ｖ溝アキ
シコン系８による各面光源の移動比率（すなわち移動先
の面光源の座標位置に対する移動元の面光源の座標位
置）には光学設計上の制約があり、各面光源の移動範囲
には制限がある。

【００５４】そこで、第１実施形態では、４極照明用の
回折光学素子４ａとして、特性の異なる３種類の回折光
学素子を備えている。すなわち、第１の４極照明用回折
光学素子により、４つの面光源の中心点を結んで形成さ
れる四角形が正方形になるような４極状の二次光源（図
２を参照）が形成される。また、第２の４極照明用回折
光学素子により、４つの面光源の中心点を結んで形成さ
れる四角形がＸ方向に沿って細長い長方形になるような
４極状の二次光源が形成される。さらに、第３の４極照
明用回折光学素子により、４つの面光源の中心点を結ん
で形成される四角形がＺ方向に沿って細長い長方形にな
るような４極状の二次光源が形成される。

【００５５】こうして、第１実施形態の４極照明では、
第１Ｖ溝アキシコン系７や第２Ｖ溝アキシコン系８によ
る各面光源の移動比率（ひいてはその移動範囲）が光学
設計の観点からある程度制限される場合であっても、特
性の異なる３種類の４極照明用回折光学素子を併用する
ことにより、光軸ＡＸを中心とする円環状の領域におい
て各面光源の位置を自在に移動させることができる。

【００５６】ところで、前述したように、回折光学素子
４ａは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ輪
帯照明用の回折光学素子４ｂや通常円形照明用の回折光
学素子４ｃと切り換え可能に構成されている。以下、回
折光学素子４ａに代えて回折光学素子４ｂを照明光路中
に設定することによって得られる輪帯照明について簡単
に説明する。

【００５７】４極照明用の回折光学素子４ａに代えて輪
帯照明用の回折光学素子４ｂを照明光路中に設定する
と、回折光学素子４ｂを介して輪帯状の光束が形成され
る。回折光学素子４ｂを介して形成された輪帯状の光束
は、アフォーカルレンズ５に入射し、瞳面にリング状の
像（リング状の光源）を形成する。このリング状の像か
らの光は、ほぼ平行光束となってアフォーカルレンズ５
から射出され、ズームレンズ９を介して、マイクロレン
ズアレイ１０の入射面に、光軸ＡＸを中心とした輪帯状
の照野を形成する。その結果、マイクロレンズアレイ１
０の後側焦点面には、入射面に形成された照野とほぼ同
じ光強度を有する二次光源、すなわち光軸ＡＸを中心と
した輪帯状の二次光源が形成される。

【００５８】図６は、第１実施形態の輪帯照明において
形成される二次光源に対するズームレンズの作用を説明
する図である。第１実施形態の輪帯照明では、ズームレ
ンズ９の焦点距離を増大させることにより、初期的に形
成されていた輪帯状の二次光源６０ａが、その全体形状
が相似的に拡大された輪帯状の二次光源６０ｃに変化す
る。換言すると、輪帯状の二次光源は、ズームレンズ９
の作用により、その輪帯比が変化することなく、その幅
および大きさ（外径）がともに変化する。

【００５９】図７は、第１実施形態の輪帯照明において
形成される二次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系およ
び第２Ｖ溝アキシコン系の作用を説明する図である。上
述したように、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔の変化に
伴って、所定面６への入射光束のＺ方向に沿った入射角
度は変化しないが、所定面６への入射光束のＸ方向に沿
った入射角度は変化する。その結果、図７（ａ）に示す
ように、輪帯状の二次光源６０ａを構成する４つの四半
円弧状の各面光源６１〜６４は、Ｚ方向には移動しない
がＸ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移動する。す
なわち、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔が拡大すると、
面光源６１および６３は−Ｘ方向に移動し、面光源６２
および６４は＋Ｘ方向に移動する。

【００６０】一方、第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔の変
化に伴って、所定面６への入射光束のＸ方向に沿った入
射角度は変化しないが、所定面６への入射光束のＺ方向
に沿った入射角度は変化する。その結果、図７（ｂ）に
示すように、各面光源６１〜６４は、Ｘ方向には移動し
ないがＺ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移動す
る。すなわち、第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔が拡大す
ると、面光源６１および６２は＋Ｚ方向に移動し、面光
源６３および６４は−Ｚ方向に移動する。

【００６１】さらに、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔お
よび第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔がともに変化する
と、所定面６への入射光束のＸ方向に沿った入射角度お
よびＺ方向に沿った入射角度はともに変化する。その結
果、図７（ｃ）に示すように、各面光源６１〜６４は、
Ｚ方向およびＸ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移
動する。すなわち、第１Ｖ溝アキシコン系７の間隔およ
び第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔が拡大すると、面光源
６１は＋Ｚ方向および−Ｘ方向に移動し、面光源６２は
＋Ｚ方向および＋Ｘ方向に移動し、面光源６３は−Ｚ方
向および−Ｘ方向に移動し、面光源６４は−Ｚ方向およ
び＋Ｘ方向に移動する。こうして、４つの独立した円弧
状の面光源からなる４極状の二次光源を形成することが
できる。

【００６２】以上、第１実施形態の輪帯照明における第
１Ｖ溝アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８の
作用とズームレンズ９の作用とを個別に説明したが、こ
れらの光学部材の相互作用により様々な形態の輪帯照明
が可能である。具体的には、図７（ｃ）に示す状態にお
いて、ズームレンズ９を作用させると、たとえば面光源
６２は、光軸ＡＸを中心とした円の径方向に沿って移動
し、その全体形状が相似的に変化した面光源６２ａに変
化する。

【００６３】さらに、４極照明用の回折光学素子４ａま
たは輪帯照明用の回折光学素子４ｂに代えて円形照明用
の回折光学素子４ｃを照明光路中に設定することによっ
て得られる通常の円形照明について簡単に説明する。こ
の場合、回折光学素子４ｃに入射したほぼ平行光束は、
アフォーカルレンズ５の瞳面に円形状の光強度分布を形
成した後、ほぼ平行光束となってアフォーカルレンズ５
から射出される。

【００６４】アフォーカルレンズ５を介した光束は、ズ
ームレンズ９を介して、マイクロレンズアレイ１０の入
射面に、光軸ＡＸを中心とした円形状の照野を形成す
る。その結果、マイクロレンズアレイ１０の後側焦点面
（すなわち照明光学系の瞳）には、その入射光束によっ
て形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光
源、すなわち光軸ＡＸを中心とした円形状の二次光源が
形成される。

【００６５】第１実施形態の円形照明では、初期的で形
成された円形状の二次光源が、ズームレンズ９の焦点距
離を増大させることにより、その全体形状が相似的に拡
大された円形状の二次光源に変化する。換言すると、第
１実施形態の円形照明では、ズームレンズ９の焦点距離
を変化させることにより、円形状の二次光源の大きさ
（外径）を変更することができる。

【００６６】図８は、第１実施形態の円形照明において
形成される二次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系およ
び第２Ｖ溝アキシコン系の作用を説明する図である。第
１実施形態の円形照明では、第１Ｖ溝アキシコン系７の
間隔が拡大すると、図８（ａ）に示すように、円形状の
二次光源を構成する４つの四半円状の面光源６６ａ〜６
６ｄのうち、面光源６６ａおよび６６ｃは−Ｘ方向に移
動し、面光源６６ｂおよび６６ｄは＋Ｘ方向に移動す
る。

【００６７】一方、第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔が拡
大すると、図８（ｂ）に示すように、面光源６６ａおよ
び６６ｂは＋Ｚ方向に移動し、面光源６６ｃおよび６６
ｄは−Ｚ方向に移動する。さらに、第１Ｖ溝アキシコン
系７の間隔および第２Ｖ溝アキシコン系８の間隔がとも
に拡大すると、図８（ｃ）に示すように、面光源６６ａ
は＋Ｚ方向および−Ｘ方向に移動し、面光源６６ｂは＋
Ｚ方向および＋Ｘ方向に移動し、面光源６６ｃは−Ｚ方
向および−Ｘ方向に移動し、面光源６６ｄは−Ｚ方向お
よび＋Ｘ方向に移動する。こうして、４つの独立した４
半円状の面光源からなる４極状の二次光源を形成するこ
とができる。

【００６８】以上、第１実施形態の円形照明における第
１Ｖ溝アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８の
作用とズームレンズ９の作用とを個別に説明したが、こ
れらの光学部材の相互作用により様々な形態の円形照明
が可能である。しかしながら、実際には、光学設計上の
制約により、ズームレンズ９による外径の変倍範囲には
制限がある。そこで、第１実施形態では、円形照明用の
回折光学素子４ｃとして、特性の異なる２種類の回折光
学素子を備えている。

【００６９】すなわち、第１実施形態では、一方の円形
照明用回折光学素子により、比較的小さいσ値すなわち
小σから中間的なσ値すなわち中σまでの範囲でσ値を
変更するのに適した形状を有する円形状の二次光源を形
成する。また、他方の円形照明用回折光学素子により、
中σから比較的大きいσ値すなわち大σまでの範囲でσ
値を変更するのに適した形状を有する円形状の二次光源
を形成する。その結果、２種類の円形照明用回折光学素
子の併用により、小σから大σまでの範囲（たとえば
０．１≦σ≦０．９５）でσ値を変更することが可能に
なる。

【００７０】以下、第１実施形態における照明条件の切
り換え動作などについて具体的に説明する。まず、ステ
ップ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・
スキャン方式にしたがって順次露光すべき各種のマスク
に関する情報などが、キーボードなどの入力手段２０を
介して制御系２１に入力される。制御系２１は、各種の
マスクに関する最適な線幅（解像度）、焦点深度等の情
報を内部のメモリー部に記憶しており、入力手段２０か
らの入力に応答して駆動系２２〜２６に適当な制御信号
を供給する。

【００７１】すなわち、最適な解像度および焦点深度の
もとで４極照明する場合、駆動系２２は制御系２１から
の指令に基づいて４極照明用の回折光学素子４ａを照明
光路中に位置決めする。そして、所望の形態を有する４
極状の二次光源を得るために、駆動系２５および２６は
制御系２１からの指令に基づいてアキシコン系７および
８の間隔を設定し、駆動系２３は制御系２１からの指令
に基づいてズームレンズ９の焦点距離を設定する。ま
た、駆動系２４は、制御系２１からの指令に基づいて投
影光学系ＰＬの可変開口絞りを駆動する。

【００７２】さらに、必要に応じて、駆動系２５および
２６によりアキシコン系７および８の間隔を変化させた
り、駆動系２３によりズームレンズ９の焦点距離を変化
させたりすることにより、マイクロレンズアレイ１０の
後側焦点面に形成される４極状の二次光源の形態を適宜
変更することができる。こうして、４極状の二次光源の
全体の大きさ（外径）および形状（輪帯比）、各面光源
の位置、形状、大きさなどを適宜変化させて、多様な４
極照明を行うことができる。

【００７３】また、最適な解像度および焦点深度のもと
で輪帯照明する場合、駆動系２２は、制御系２１からの
指令に基づいて、輪帯照明用の回折光学素子４ｂを照明
光路中に位置決めする。そして、所望の形態を有する輪
帯状の二次光源を得るために、あるいは輪帯状の二次光
源から派生的に得られる４極状の二次光源または２極状
の二次光源を得るために、駆動系２５および２６は制御
系２１からの指令に基づいてアキシコン系７および８の
間隔を設定し、駆動系２３は制御系２１からの指令に基
づいてズームレンズ９の焦点距離を設定する。また、駆
動系２４は、制御系２１からの指令に基づいて投影光学
系ＰＬの可変開口絞りを駆動する。

【００７４】さらに、必要に応じて、駆動系２５および
２６によりアキシコン系７および８の間隔を変化させた
り、駆動系２３によりズームレンズ９の焦点距離を変化
させたりすることにより、マイクロレンズアレイ１０の
後側焦点面に形成される輪帯状の二次光源の形態、ある
いは派生的に得られる４極状の二次光源または２極状の
二次光源の形態を適宜変更することができる。こうし
て、輪帯状の二次光源の全体の大きさ（外径）および形
状（輪帯比）、派生的に得られる各面光源の位置、形
状、大きさなどを適宜変化させて、多様な輪帯照明を行
うことができる。

【００７５】さらに、最適な解像度および焦点深度のも
とで通常の円形照明をする場合、駆動系２２は、制御系
２１からの指令に基づいて、円形照明用の回折光学素子
４ｃを照明光路中に位置決めする。そして、所望の形態
を有する円形状の二次光源を得るために、あるいは円形
状の二次光源から派生的に得られる４極状の二次光源ま
たは２極状の二次光源を得るために、駆動系２５および
２６は制御系２１からの指令に基づいてアキシコン系７
および８の間隔を設定し、駆動系２３は制御系２１から
の指令に基づいてズームレンズ９の焦点距離を設定す
る。また、駆動系２４は、制御系２１からの指令に基づ
いて投影光学系ＰＬの可変開口絞りを駆動する。

【００７６】さらに、必要に応じて、駆動系２５および
２６によりアキシコン系７および８の間隔を変化させた
り、駆動系２３によりズームレンズ９の焦点距離を変化
させたりすることにより、マイクロレンズアレイ１０の
後側焦点面に形成される円形状の二次光源の形態、ある
いは派生的に得られる４極状の二次光源または２極状の
二次光源の形態を適宜変更することができる。こうし
て、円形状の二次光源の全体の大きさ（ひいてはσ
値）、派生的に得られる各面光源の位置、形状、大きさ
などを適宜変化させて、多様な円形照明を行うことがで
きる。

【００７７】なお、第１実施形態では、光源側から順
に、第１Ｖ溝アキシコン系７と、第２Ｖ溝アキシコン系
８とを配置しているが、この配置順序を適宜変化させる
こともできる。また、各アキシコン系７および８では、
光源側から順に、凹状の屈折面を有する第１プリズム部
材と凸状の屈折面を有する第２プリズム部材とを配置し
ているが、この配置順序を逆にすることもできる。

【００７８】図９は、本発明の第２実施形態にかかる照
明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図で
ある。また、図１０は、第２実施形態においてアフォー
カルレンズの光路中に配置された円錐アキシコン系およ
びＶ溝アキシコン系の構成を概略的に示す斜視図であ
る。第２実施形態は、第１実施形態と類似の構成を有す
る。しかしながら、第１実施形態ではアフォーカルレン
ズ５の光路中に２つのＶ溝アキシコン系が配置されてい
るのに対し、第２実施形態では１つの円錐アキシコン系
と１つのＶ溝アキシコン系とが配置されている点が第１
実施形態と基本的に相違している。以下、第１実施形態
との相違点に着目して、第２実施形態を説明する。

【００７９】第２実施形態では、図１０に示すように、
アフォーカルレンズ５の前側レンズ群５ａと後側レンズ
群５ｂとの間の光路中に、光源側から順に、円錐アキシ
コン系１４およびＶ溝アキシコン系１５が配置されてい
る。円錐アキシコン系１４は、光源側から順に、光源側
に平面を向け且つマスク側に凹円錐状の屈折面を向けた
第１プリズム部材１４ａと、マスク側に平面を向け且つ
光源側に凸円錐状の屈折面を向けた第２プリズム部材１
４ｂとから構成されている。

【００８０】そして、第１プリズム部材１４ａの凹円錐
状の屈折面と第２プリズム部材１４ｂの凸円錐状の屈折
面とは、互いに当接可能なように相補的に形成されてい
る。また、第１プリズム部材１４ａが光軸ＡＸに沿って
移動可能に構成され、第２プリズム部材１４ｂが光軸Ａ
Ｘに沿って固定され、第１プリズム部材１４ａの凹円錐
状の屈折面と第２プリズム部材１４ｂの凸円錐状の屈折
面との間隔が可変に構成されている。円錐アキシコン系
１４の間隔の変化は、制御系２１からの指令に基づいて
動作する駆動系２７により行われる。

【００８１】ここで、第１プリズム部材１４ａの凹円錐
状屈折面と第２プリズム部材１４ｂの凸円錐状屈折面と
が互いに当接している状態では、円錐アキシコン系１４
は平行平面板として機能し、形成される４極状の二次光
源に及ぼす影響はない。しかしながら、第１プリズム部
材１４ａの凹円錐状屈折面と第２プリズム部材１４ｂの
凸円錐状屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系１
４は、いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。
したがって、円錐アキシコン系１４の間隔の変化に伴っ
て、所定面６への入射光束の角度は変化する。

【００８２】また、Ｖ溝アキシコン系１５は、第１実施
形態における第１Ｖ溝アキシコン系７と同様に、光源側
に平面を向け且つマスク側に凹状で且つＶ字状の屈折面
を向けた第１プリズム部材１５ａと、マスク側に平面を
向け且つ光源側に凸状で且つＶ字状の屈折面を向けた第
２プリズム部材１５ｂとから構成されている。第１プリ
ズム部材１５ａの凹状屈折面は２つの平面から構成さ
れ、その交線（稜線）はＺ方向に沿って延びている。第
２プリズム部材１５ｂの凸状屈折面は、第１プリズム部
材１５ａの凹状屈折面と互いに当接可能なように、換言
すると第１プリズム部材１５ａの凹状屈折面と相補的に
形成されている。

【００８３】すなわち、第２プリズム部材１５ｂの凸状
屈折面も２つの平面から構成され、その交線（稜線）は
Ｚ方向に沿って延びている。また、第１プリズム部材１
５ａが光軸ＡＸに沿って固定され、第２プリズム部材１
５ｂが光軸ＡＸに沿って移動可能に構成され、第１プリ
ズム部材１５ａの凹状屈折面と第２プリズム部材１５ｂ
の凸状屈折面との間隔が可変に構成されている。Ｖ溝ア
キシコン系１５の間隔の変化は、制御系２１からの指令
に基づいて動作する駆動系２８により行われる。

【００８４】ここで、対向する凹状屈折面と凸状屈折面
とが互いに当接している状態では、Ｖ溝アキシコン系１
５は平行平面板として機能し、形成される４極状の二次
光源に及ぼす影響はない。しかしながら、Ｖ溝アキシコ
ン系１５は、第１実施形態における第１Ｖ溝アキシコン
系７と同様に、凹状屈折面と凸状屈折面とを離間させる
と、Ｚ方向に沿って平行平面板として機能するが、Ｘ方
向に沿ってビームエキスパンダーとして機能する。な
お、図９および図１０では、Ｖ溝アキシコン系１５が第
１実施形態における第１Ｖ溝アキシコン系７と同じ構成
を有するが、第２Ｖ溝アキシコン系８と同じ構成として
もよい。

【００８５】図１１は、第２実施形態の４極照明におい
て形成される二次光源に対する円錐アキシコン系の作用
を説明する図である。第２実施形態の４極照明では、円
錐アキシコン系１４の間隔を拡大させることにより、４
極状の二次光源を構成する円形状の各面光源４０ａ〜４
０ｄが光軸ＡＸを中心とした円の径方向に沿って外方へ
移動するとともに、その形状が円形状から楕円形状に変
化する。すなわち、変化前の円形状の各面光源４０ａ〜
４０ｄの中心点と変化後の楕円形状の各面光源４１ａ〜
４１ｄの中心点とを結ぶ線分は光軸ＡＸを通り、中心点
の移動距離は円錐アキシコン系１４の間隔に依存する。

【００８６】さらに、変化前の円形状の各面光源４０ａ
〜４０ｄを光軸ＡＸから見込む角度（光軸ＡＸから各面
光源４０ａ〜４０への一対の接線がなす角度）と、変化
後の楕円形状の各面光源４１ａ〜４１ｄを光軸ＡＸから
見込む角度とが等しい。そして、変化前の円形状の各面
光源４０ａ〜４０ｄの直径と、変化後の楕円形状の各面
光源４１ａ〜４１ｄの光軸ＡＸを中心とした円の径方向
に沿った短径とが等しい。なお、変化後の楕円形状の各
面光源４１ａ〜４１ｄの光軸ＡＸを中心とした円の周方
向に沿った長径の大きさは、変化前の円形状の各面光源
４０ａ〜４０ｄの直径と円錐アキシコン系１４の間隔と
に依存する。

【００８７】したがって、円錐アキシコン系１４の間隔
を零から所定の値まで拡大させると、４つの円形状の面
光源から構成される４極状の二次光源が、４つの楕円形
状の面光源から構成される４極状の二次光源に変化し、
変化前の二次光源の幅を変化させることなく、その外径
および輪帯比を変更することができる。ここで、４極状
の二次光源の幅は、４つの面光源に外接する円の直径す
なわち外径と４つの面光源に内接する円の直径すなわち
内径との差の１／２として規定される。また、４極状の
二次光源の輪帯比は、外径に対する内径の比（内径／外
径）として規定される。

【００８８】以上のように、第２実施形態の４極照明で
は、１つのＶ溝アキシコン系１５しか配置されていない
ので、４極状の二次光源を構成する円形状の各面光源の
形状および大きさを維持したままその位置だけを二次元
的に変化させることはできない。しかしながら、複数の
４極照明用回折光学素子４ａを選択的に用いるととも
に、円錐アキシコン系１４、Ｖ溝アキシコン系１５、お
よびズームレンズ９の作用を利用することにより、光軸
ＡＸを中心とする円環状の領域において、各面光源の位
置、形状および大きさを適宜変更することができる。

【００８９】図１２は、第２実施形態の輪帯照明におい
て形成される二次光源に対する円錐アキシコン系の作用
を説明する図である。第２実施形態の輪帯照明では、初
期的に形成された輪帯状の二次光源６０ａが、円錐アキ
シコン系１４の間隔を拡大させることにより、その幅
（外径と内径との差の１／２：図中矢印で示す）が変化
することなく、その外径および内径がともに拡大された
輪帯状の二次光源６０ｂに変化する。換言すると、輪帯
状の二次光源は、円錐アキシコン系１４の作用により、
その幅が変化することなく、その輪帯比および大きさ
（外径）がともに変化する。

【００９０】しかしながら、実際には、光学設計上の制
約により、円錐アキシコン系１４による輪帯比の変更範
囲には制限がある。そこで、第２実施形態では、輪帯照
明用の回折光学素子４ｂとして、特性の異なる２種類の
回折光学素子を備えている。すなわち、第２実施形態で
は、一方の輪帯照明用回折光学素子により、たとえば
０．５〜０．６８の範囲で輪帯比を変更するのに適した
形状を有する輪帯状の二次光源を形成する。また、他方
の輪帯照明用回折光学素子により、たとえば０．６８〜
０．８の範囲で輪帯比を変更するのに適した形状を有す
る輪帯状の二次光源を形成する。その結果、２種類の輪
帯照明用回折光学素子の併用により、０．５〜０．８の
範囲で輪帯比を変更することが可能になる。

【００９１】以上のように、第２実施形態の輪帯照明で
は、１つのＶ溝アキシコン系１５しか配置されていない
ので、輪帯状の二次光源から派生的に４極状の二次光源
を得ることはできない。しかしながら、複数の輪帯照明
用回折光学素子４ｂを選択的に用いるとともに、円錐ア
キシコン系１４、Ｖ溝アキシコン系１５、およびズーム
レンズ９の作用を利用することにより、輪帯状の二次光
源の全体的な大きさおよび形状（輪帯比）、あるいは輪
帯状の二次光源から派生的に得られる２極状の二次光源
を構成する各面光源の位置、形状および大きさを適宜変
更することができる。

【００９２】さらに、第２実施形態の円形照明では、１
つのＶ溝アキシコン系１５しか配置されていないので、
円形状の二次光源から派生的に４極状の二次光源を得る
ことはできない。しかしながら、複数の円形照明用回折
光学素子４ｃを選択的に用いるとともに、円錐アキシコ
ン系１４、Ｖ溝アキシコン系１５、およびズームレンズ
９の作用を利用することにより、円形状の二次光源の全
体的な大きさ、あるいは円形状の二次光源から派生的に
得られる２極状の二次光源を構成する各面光源の位置、
形状および大きさを適宜変更することができる。

【００９３】図１３は、本発明の第３実施形態にかかる
照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図
である。第３実施形態は、第１実施形態と類似の構成を
有する。しかしながら、第３実施形態では、波面分割型
のオプティカルインテグレータ（マイクロレンズアレイ
１０）に代えて、内面反射型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７０）を用いている点が
第１実施形態と基本的に相違している。以下、第１実施
形態との相違点に着目して、第３実施形態を説明する。

【００９４】第３実施形態では、マイクロレンズアレイ
１０に代えてロッド型インテグレータ７０を配置してい
ることに対応して、回折光学素子４とロッド型インテグ
レータ７０との間の光路中に、光源側から順に、ズーム
レンズ７１、第２回折光学素子（またはマイクロレンズ
アレイ）７２、およびインプットレンズ７３を配置して
いる。また、照明視野絞りとしてのマスクブラインド１
２は、ロッド型インテグレータ７０の射出面の近傍に配
置されている。

【００９５】ここで、ズームレンズ７１は、その前側焦
点位置が回折光学素子４の位置とほぼ一致し且つその後
側焦点位置が第２回折光学素子７２の位置とほぼ一致す
るように配置されている。なお、ズームレンズ７１の焦
点距離の変化は、制御系２１からの指令に基づいて動作
する駆動系２９により行われる。また、インプットレン
ズ７３は、その前側焦点位置が第２回折光学素子７２の
位置とほぼ一致し且つその後側焦点位置がロッド型イン
テグレータ７０の入射面の位置とほぼ一致するように配
置されている。

【００９６】ロッド型インテグレータ７０は、石英ガラ
スや蛍石のような硝子材料からなる内面反射型のガラス
ロッドであり、内部と外部との境界面すなわち内面での
全反射を利用して集光点を通りロッド入射面に平行な面
に沿って内面反射数に応じた数の光源像を形成する。こ
こで、形成される光源像のほとんどは虚像であるが、中
心（集光点）の光源像のみが実像となる。すなわち、ロ
ッド型インテグレータ７０に入射した光束は内面反射に
より角度方向に分割され、集光点を通りその入射面に平
行な面に沿って多数の光源像からなる二次光源が形成さ
れる。

【００９７】したがって、第３実施形態の４極照明（輪
帯照明または円形照明）では、照明光路に選択的に設置
された回折光学素子４ａ（４ｂまたは４ｃ）を通過した
光束が、ズームレンズ７１を介して、第２回折光学素子
７２上に４極状（輪帯状または円形状）の照野を形成す
る。第２回折光学素子７２を通過した光束は、インプッ
トレンズ７３を介して、ロッド型インテグレータ７０の
入射面の近傍に集光する。図１４は、第３実施形態にお
ける第２回折光学素子の作用を説明する図である。

【００９８】図１４（ａ）に示すように、第２回折光学
素子７２が配置されていない場合、ズームレンズ７１お
よびインプットレンズ７３を介した光束が、ロッド型イ
ンテグレータ７０の入射面７０ａ上においてほぼ一点に
集光する。その結果、ロッド型インテグレータ７０によ
りその入射側に形成される多数の光源が非常に散逸的に
なり（二次光源全体に対する各光源の充填率が小さくな
り）、実質的な面光源を得ることができなくなってしま
う。

【００９９】そこで、第３実施形態では、光束発散素子
としての第２回折光学素子７２をインプットレンズ７３
の前側焦点位置の近傍に配置している。こうして、図１
４（ｂ）に示すように、第２回折光学素子７２を介して
発散された光束が、インプットレンズ７３を介して、ロ
ッド型インテグレータ７０の入射面７０ａ上において所
定の広がりをもって集光する。その結果、ロッド型イン
テグレータ７０によりその入射側に形成される多数の光
源が非常に密実になり（二次光源全体に対する各光源の
充填率が大きくなり）、実質的な面光源としての二次光
源を得ることができる。

【０１００】ロッド型インテグレータ７０によりその入
射側に形成された４極状（輪帯状または円形状）の二次
光源からの光束は、その射出面において重畳された後、
マスクブラインド１２および結像光学系１３を介して、
所定のパターンが形成されたマスクＭを照明する。な
お、第３実施形態では、ズームレンズ７１の前側レンズ
群７１ａと後側レンズ群７１ｂとの間の光路中に、光源
側から順に、第１Ｖ溝アキシコン系７および第２Ｖ溝ア
キシコン系８が配置されている。

【０１０１】したがって、第３実施形態の４極照明にお
いても第１実施形態と同様に、複数の４極照明用回折光
学素子４ａを選択的に用いるとともに、第１Ｖ溝アキシ
コン系７、第２Ｖ溝アキシコン系８、およびズームレン
ズ７１の作用を利用することにより、光軸ＡＸを中心と
する円環状の領域において、輪帯状の二次光源を構成す
る各面光源の位置、形状および大きさを適宜変更するこ
とができる。

【０１０２】また、第３実施形態の輪帯照明においても
第１実施形態と同様に、複数の輪帯照明用回折光学素子
４ｂを選択的に用いるとともに、第１Ｖ溝アキシコン系
７、第２Ｖ溝アキシコン系８、およびズームレンズ７１
の作用を利用することにより、輪帯状の二次光源の全体
的な大きさおよび形状（輪帯比）、あるいは輪帯状の二
次光源から派生的に得られる２極状の二次光源または４
極状の二次光源を構成する各面光源の位置、形状および
大きさを適宜変更することができる。

【０１０３】さらに、第３実施形態の円形照明において
も第１実施形態と同様に、複数の円形照明用回折光学素
子４ｃを選択的に用いるとともに、第１Ｖ溝アキシコン
系７、第２Ｖ溝アキシコン系８、およびズームレンズ７
１の作用を利用することにより、円形状の二次光源の全
体的な大きさ、あるいは円形状の二次光源から派生的に
得られる２極状の二次光源または４極状の二次光源を構
成する各面光源の位置、形状および大きさを適宜変更す
ることができる。

【０１０４】なお、図示を省略したが、第２実施形態に
おける波面分割型のオプティカルインテグレータ（マイ
クロレンズアレイ１０）に代えて、内面反射型のオプテ
ィカルインテグレータ（ロッド型インテグレータ７０）
を用いる第４実施形態も可能である。この場合、回折光
学素子４とロッド型インテグレータ７０との間の光路中
に、光源側から順に、ズームレンズ７１、第２回折光学
素子（またはマイクロレンズアレイ）７２、およびイン
プットレンズ７３を配置する点は第３実施形態と同様で
ある。こうして、第４実施形態では、円錐アキシコン系
１４、Ｖ溝アキシコン系１５、およびズームレンズ７１
の作用を利用することにより、第２実施形態と同様に多
様な４極照明、輪帯照明、および円形照明を行うことが
できる。

【０１０５】以上のように、第１実施形態〜第４実施形
態において、Ｖ溝アキシコン系（７、８または１５）の
間隔を変化させることにより、二次光源の全体の大きさ
および形状がＸ方向またはＺ方向に変化する。その結
果、マスクＭ上の直交する二方向（Ｘ方向およびＹ方
向）で互いに異なる照明条件を実現することができ、ひ
いてはパターンに方向性があるマスクＭ上の直交する二
方向で最適な照明条件を設定することができる。

【０１０６】なお、一対のＶ溝アキシコン系７および８
だけを備えた第１実施形態および第３実施形態は、メモ
リー（ＤＲＡＭなど）のリソグラフィー工程に特に好適
である。また、円錐アキシコン系１４と１つのＶ溝アキ
シコン系１５とだけを備えた第２実施形態および第４実
施形態は、ロジックデバイス（ＭＰＵなど）のリソグラ
フィー工程に特に好適である。さらに、円錐アキシコン
系と一対のＶ溝アキシコン系とを備えた変形例も可能で
あり、この変形例は半導体デバイスを含む一般的なマイ
クロデバイスのリソグラフィー工程に好適である。

【０１０７】次に、各実施形態における本発明の特徴的
な構成および作用についてさらに詳細に説明する。ま
ず、第１実施形態（第３実施形態でも同様）では、第１
Ｖ溝アキシコン系７（第１アキシコン系）は、光源側か
ら順に、光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された第１プ
リズム部材７ａと、光軸ＡＸに沿って固定された第２プ
リズム部材７ｂとから構成されている。また、第２Ｖ溝
アキシコン系８（第２アキシコン系）は、光源側から順
に、光軸ＡＸに沿って固定された第１プリズム部材８ａ
と、光軸ＡＸに沿って移動可能に構成された第２プリズ
ム部材８ｂとから構成されている。

【０１０８】このように、第１実施形態では、第１Ｖ溝
アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８を構成す
る４つのプリズム部材（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）のう
ち、外側に配置された２つのプリズム部材（７ａ，８
ｂ）が光軸ＡＸに沿って移動可能に構成され、内側に配
置された２つのプリズム部材（７ｂ，８ａ）が光軸ＡＸ
に沿って固定されている。その結果、第１実施形態で
は、第１プリズム部材７ａを光軸ＡＸに沿って移動させ
るための第１移動機構（不図示）と、第２プリズム部材
８ｂを光軸ＡＸに沿って移動させるための第２移動機構
（不図示）との間隔が十分に大きく確保されるので、移
動機構同士の機械的な干渉を確実に回避することがで
き、ひいてはコンパクトな全体構成を実現することがで
きる。

【０１０９】また、第２実施形態（第４実施形態でも同
様）においても、円錐アキシコン系１４（第１アキシコ
ン系）は、光源側から順に、光軸ＡＸに沿って移動可能
に構成された第１プリズム部材１４ａと、光軸ＡＸに沿
って固定された第２プリズム部材１４ｂとから構成され
ている。また、Ｖ溝アキシコン系１５（第２アキシコン
系）は、光源側から順に、光軸ＡＸに沿って固定された
第１プリズム部材１５ａと、光軸ＡＸに沿って移動可能
に構成された第２プリズム部材１５ｂとから構成されて
いる。

【０１１０】このように、第２実施形態では、円錐アキ
シコン系１４およびＶ溝アキシコン系１５を構成する４
つのプリズム部材（１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）
のうち、外側に配置された２つのプリズム部材（１４
ａ，１５ｂ）が光軸ＡＸに沿って移動可能に構成され、
内側に配置された２つのプリズム部材（１４ｂ，１５
ａ）が光軸ＡＸに沿って固定されている。その結果、第
２実施形態においても、第１プリズム部材１４ａを光軸
ＡＸに沿って移動させるための第１移動機構（不図示）
と、第２プリズム部材１５ｂを光軸ＡＸに沿って移動さ
せるための第２移動機構（不図示）との間隔が十分に大
きく確保されるので、移動機構同士の機械的な干渉を確
実に回避することができ、ひいてはコンパクトな全体構
成を実現することができる。

【０１１１】なお、第１実施形態では、図１５に示すよ
うに、第１Ｖ溝アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコ
ン系８を構成する４つのプリズム部材（７ａ，７ｂ，８
ａ，８ｂ）のうち、光軸ＡＸに沿って固定された内側の
２つのプリズム部材（７ｂ，８ａ）を一体的に１つのプ
リズム部材７ａ８ｂとして形成することが好ましい。こ
の構成により、第１Ｖ溝アキシコン系７および第２Ｖ溝
アキシコン系８における光の透過率を向上させるととも
に、プリズム部材の製造誤差および位置決め誤差を抑え
ることができ、ひいては高精度で高性能なアキシコン系
を実現することができる。同様に、図示を省略したが、
第２実施形態における円錐アキシコン系１４およびＶ溝
アキシコン系１５を構成する４つのプリズム部材（１４
ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）のうち、光軸ＡＸに沿っ
て固定された内側の２つのプリズム部材（１４ｂ，１５
ａ）を一体的に１つのプリズム部材として形成すること
が好ましい。

【０１１２】図１６は、円錐アキシコン系およびＶ溝ア
キシコン系の一般的な光学作用を説明する図である。ま
た、図１７は、円錐アキシコン系の円錐状屈折面の頂点
に対応して形成される円形状の影領域およびＶ溝アキシ
コン系のＶ字状屈折面の稜線に対応して形成される直線
状の影領域を示す図である。図１６を参照すると、光軸
ＡＸに対して平行に円錐アキシコン系またはＶ溝アキシ
コン系の第１プリズム部材に入射した光線は、その屈折
作用により光軸ＡＸに対して角度αをなして光軸ＡＸか
ら離れる方向に射出され、第２プリズム部材に入射す
る。

【０１１３】第２プリズム部材に入射した光線は、その
屈折作用を受けた後、光軸ＡＸに対して平行に射出され
る。このとき、第２プリズム部材から光軸ＡＸに対して
平行に射出される光線の光軸ＡＸからの高さｈ２と、光
軸ＡＸに対して平行に第１プリズム部材へ入射する光線
の光軸ＡＸからの高さｈ１との差はΔｈ（＝ｈ２−ｈ
１）となる。角度α（単位：度）は、次の式（１）で表
される。

【数１】 α＝sin^-1｛ｎ×sin（９０−θ）｝＋θ−９０＝sin^-1（ｎ×cosθ）＋θ−９０（１）

【０１１４】ここで、ｎは、アキシコン系の第１プリズ
ム部材および第２プリズム部材を形成する光学材料の露
光光に対する屈折率である。なお、各実施形態において
光源１としてＡｒＦエキシマレーザー光源（波長１９３
ｎｍ）を用いる場合、さらに一般的には例えば２００ｎ
ｍ以下の波長を有する光を供給する光源を用いる場合、
蛍石（ＣａＦ₂）を用いて各アキシコン系（７，８，１
４，１５）を形成することにより、レーザー光に対する
耐久性を向上させることができる。

【０１１５】一方、Δｈは、次の式（２）で表される。 Δｈ＝Ａ×Ｌ（２）ただし、Ａ＝（tanα× tanθ）／（tanθ−tanα）

【０１１６】ここで、Ｌは、各アキシコン系における第
１プリズム部材の屈折面と第２プリズム部材の屈折面と
の光軸ＡＸに沿った間隔（図１６を参照）である。さら
に、２θは、円錐アキシコン系における円錐状屈折面の
頂角またはＶ溝アキシコン系におけるＶ字状屈折面の交
差角である。

【０１１７】ところで、第１実施形態の円形照明におい
て、第１Ｖ溝アキシコン系７の第１プリズム部材７ａの
屈折面と第２プリズム部材７ｂの屈折面との間隔および
第２Ｖ溝アキシコン系８の第１プリズム部材８ａの屈折
面と第２プリズム部材８ｂの屈折面との間隔がともに所
定の間隔に設定された場合、マイクロレンズアレイ１０
の後側焦点面に形成される円形状の二次光源には、図１
７（ａ）に示すように、第１Ｖ溝アキシコン系７および
第２Ｖ溝アキシコン系８のＶ字状屈折面の稜線に対応し
て十字状の影領域（図中、空白領域で示す）が形成され
る。

【０１１８】また、第２実施形態の円形照明において、
円錐アキシコン系１４の第１プリズム部材１４ａの屈折
面と第２プリズム部材１４ｂの屈折面との間隔が所定の
間隔に設定された場合、マイクロレンズアレイ１０の後
側焦点面に形成される円形状の二次光源には、図１７
（ｂ）に示すように、円錐アキシコン系１４の円錐状屈
折面の頂点に対応して円形状の影領域（図中、空白領域
で示す）が形成される。

【０１１９】この場合、マイクロレンズアレイ１０の後
側焦点面に形成される円形状の二次光源の直径Ｄ１は、
次の式（３）で表される。また、十字状の影領域を構成
する直線状の影領域の幅Ｄ２および円形状の影領域の直
径Ｄ２は、次の式（４）で表される。

【数２】Ｄ１＝２×ｆ₃×（ｆ₁×sinψ_max）／ｆ₂ （３）Ｄ２＝２×Δｈ×ｆ₃／ｆ₂ ＝２×Ａ×Ｌ×ｆ₃／ｆ₂ （４）

【０１２０】ここで、ψ_maxは、光束変換素子としての
回折光学素子４の最大回折角である。また、ｆ₁は、ア
フォーカルレンズ（第１光学系）５の前側レンズ群（第
１レンズ群）５ａの焦点距離である。さらに、ｆ₂は、
アフォーカルレンズ５の後側レンズ群（第２レンズ群）
５ｂの焦点距離である。また、ｆ₃は、ズームレンズ
（第２光学系）９の焦点距離である。

【０１２１】式（４）を参照すると、第１プリズム部材
の屈折面と第２プリズム部材の屈折面との間隔Ｌを零に
することにより、すなわち第１プリズム部材の屈折面と
第２プリズム部材の屈折面とを当接させることにより、
十字状の影領域や円形状の影領域の発生を回避できるこ
とがわかる。しかしながら、円錐アキシコン系１４の第
１プリズム部材１４ａの円錐状の凹状屈折面の頂点部分
およびＶ溝アキシコン系（７，８）の第１プリズム部材
のＶ字状の凹状屈折面の稜線部分を所望の面精度で理想
形状に形成することは困難である。また、第１プリズム
部材の屈折面と第２プリズム部材の屈折面とを当接させ
ると、円錐アキシコン系１４の第２プリズム部材１４ｂ
の円錐状の凸状屈折面の頂点部分およびＶ溝アキシコン
系（７，８）の第２プリズム部材のＶ字状の凸状屈折面
の稜線部分が破損し易い。

【０１２２】そこで、実際には、第１プリズム部材の屈
折面と第２プリズム部材の屈折面とを当接させることは
不可能であり、第１プリズム部材の屈折面と第２プリズ
ム部材の屈折面との間隔Ｌが所定の値よりも小さくする
ことはできない。その結果、円形状の二次光源において
十字状の影領域や円形状の影領域の発生が不可避であ
る。この場合、特に小σの円形照明を行うと、マイクロ
レンズアレイ１０の後側焦点面に形成される円形状の二
次光源の直径Ｄ１が小さくなるので、十字状の影領域や
円形状の影領域が二次光源を占める割合が大きくなり、
ひいては照明瞳における光強度分布に与える影響が大き
くなる。したがって、十字状の影領域の幅Ｄ２や円形状
の影領域の直径Ｄ２をできるだけ小さく抑えることが必
要である。

【０１２３】具体的には、十字状の影領域や円形状の影
領域の影響を実質的に受けることなく照明瞳において所
望の光強度分布を得るには、十字状の影領域の幅Ｄ２や
円形状の影領域の直径Ｄ２をマイクロレンズアレイ１０
の後側焦点面に形成される円形状の二次光源の直径Ｄ１
の１／１０以下に抑えること、すなわちＤ１≦Ｄ２／１
０の条件を満足することが必要である。Ｄ１≦Ｄ２／１
０の条件は、具体的には式（３）および（４）を参照す
ると、次の式（５）で表され、最終的には式（６）で表
される。 2×A×L×f₃/f₂≦2×f₃×(f₁×sinψ_max)/(10×f₂) （５）Ａ×Ｌ≦（ｆ₁×sinψ_max）／１０（６）

【０１２４】上述したように、Ｖ溝アキシコン系（７，
８）の第１プリズム部材のＶ字状の凹状屈折面の稜線部
分を所望の面精度で理想形状に形成することは困難であ
る。その結果、第１プリズム部材の屈折面と第２プリズ
ム部材の屈折面との間隔Ｌを所定の値よりも小さくする
ことができず、円形状の二次光源において十字状の影領
域が発生する。そこで、第１プリズム部材の屈折面と第
２プリズム部材の屈折面との最小間隔をできるだけ小さ
くし、ひいては円形状の二次光源において形成される十
字状の影領域の幅Ｄ２をできるだけ小さくするには、図
１８に示すように、光軸ＡＸと屈折面の稜線とを含む面
（図中、光軸ＡＸを含んで紙面に垂直な面）に沿って分
割された２つのプリズム部材８１および８２によって第
１プリズム８３を構成するのが有効である。

【０１２５】この場合、たとえば分割プリズム部材８１
の光軸ＡＸに沿った面８１ａに対向する外側端面８１ｂ
に保持機構の固定支持面８４を当接させるとともに、分
割プリズム部材８２の光軸ＡＸに沿った面８２ａに対向
する外側端面８２ｂに保持機構の可動支持面８５を当接
させながら矢印Ｆに沿って付勢する。こうして、分割プ
リズム部材８１の面８１ａと分割プリズム部材８２の面
８２ａとは、接着剤などを介することなく、いわゆる面
タッチ状態で姿勢保持される。

【０１２６】ところで、円錐アキシコン系における円錐
状屈折面の頂角２θ（単位：度）またはＶ溝アキシコン
系におけるＶ字状屈折面の交差角２θは、理論的には９
０度よりも大きく且つ１８０度よりも小さいが、実際に
は以下の条件式（７）を満足することが好ましい。１２０＜２θ＜１６０（７）

【０１２７】条件式（７）の下限値を下回ると、同じΔ
ｈを発生させるのに必要な間隔Ｌが小さ過ぎて、Δｈの
高精度な制御が困難になるので不都合である。また、条
件式（７）の上限値を上回ると、同じΔｈを発生させる
のに必要な間隔Ｌが大き過ぎて、アキシコン系の大型化
を、ひいては装置の大型化を招くので不都合である。こ
のように、アキシコン系における頂角２θまたは交差角
２θについて制約があり、且つアキシコン系における屈
折面の間隔Ｌについても制約がある。したがって、特に
４極照明において、Ｖ溝アキシコン系による各面光源の
移動比率（すなわち移動先の面光源の座標位置に対する
移動元の面光源の座標位置）には光学設計上の制約があ
り、各面光源の移動範囲には制限がある。

【０１２８】そこで、第１実施形態では、４つの面光源
の中心点を結んで形成される四角形が細長い長方形にな
るような４極状の二次光源を初期的に形成し、第１Ｖ溝
アキシコン系７および第２Ｖ溝アキシコン系８の作用に
より、さらに多様な４極照明を行うことができる。具体
的には、第１実施形態では、図５に示すように、第１の
４極照明用回折光学素子により、４つの面光源の中心点
を結んで形成される四角形が正方形になるような４極状
の二次光源を初期的に形成し、第１Ｖ溝アキシコン系７
および第２Ｖ溝アキシコン系８の作用により、各面光源
をその形状および大きさを維持したままＺ方向およびＸ
方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対称に移動させる。

【０１２９】これに加えて、第１実施形態では、図１９
（ａ）に示すように、第２の４極照明用回折光学素子に
より、４つの面光源の中心点を結んで形成される四角形
がＸ方向に沿って細長い長方形になるような４極状の二
次光源を形成する。また、第１実施形態では、図１９
（ｂ）に示すように、第３の４極照明用回折光学素子に
より、４つの面光源の中心点を結んで形成される四角形
がＺ方向に沿って細長い長方形になるような４極状の二
次光源を形成する。そして、第１Ｖ溝アキシコン系７お
よび第２Ｖ溝アキシコン系８の作用により、図中矢印で
示すように、各面光源をその形状および大きさを維持し
たままＺ方向およびＸ方向に沿って光軸ＡＸを挟んで対
称に移動させる。

【０１３０】上述の各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、上述の各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２０のフローチャート
を参照して説明する。

【０１３１】先ず、図２０のステップ３０１において、
１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０
３において、上述の各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。

【０１３２】また、上述の各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２１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２１において、パタ
ーン形成工程４０１では、上述の各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。

【０１３３】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。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。

【０１３４】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。

【０１３５】なお、上述の各実施形態では、変形照明に
おいて４極状や輪帯状の二次光源を例示的に形成してい
るが、光軸に対して偏心した２つの面光源からなる２極
状の二次光源や、光軸に対して偏心した８つの面光源か
らなる８極状の二次光源のような、いわゆる複数極状あ
るいは多極状の二次光源を形成することもできる。

【０１３６】また、上述の各実施形態では、照明光学装
置を備えた投影露光装置を例にとって本発明を説明した
が、マスク以外の被照射面を照明するための一般的な照
明光学装置に本発明を適用することができることは明ら
かである。

【０１３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明光学
装置では、アキシコン系の作用により４極状や輪帯状の
二次光源を適宜変化させて、被照射面上の直交する二方
向で互いに異なる照明条件を実現することができる。し
たがって、被照射面上の直交する二方向で互いに異なる
照明条件を実現することのできる本発明の照明光学装置
を組み込んだ露光装置および露光方法では、パターンに
方向性があるマスク上の直交する二方向で最適な照明条
件を設定することができ、良好な照明条件のもとで良好
なマイクロデバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる照明光学装置を
備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図２】マイクロレンズアレイの後側焦点面に形成され
る４極状の二次光源の構成を概略的に示す図である。

【図３】第１実施形態においてアフォーカルレンズの前
側レンズ群と後側レンズ群との間の光路中に配置された
２つのアキシコン系の構成を概略的に示す斜視図であ
る。

【図４】第１実施形態の４極照明において形成される二
次光源に対するズームレンズの作用を説明する図であ
る。

【図５】第１実施形態の４極照明において形成される二
次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系および第２Ｖ溝ア
キシコン系の作用を説明する図である。

【図６】第１実施形態の輪帯照明において形成される二
次光源に対するズームレンズの作用を説明する図であ
る。

【図７】第１実施形態の輪帯照明において形成される二
次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系および第２Ｖ溝ア
キシコン系の作用を説明する図である。

【図８】第１実施形態の円形照明において形成される二
次光源に対する第１Ｖ溝アキシコン系および第２Ｖ溝ア
キシコン系の作用を説明する図である。

【図９】本発明の第２実施形態にかかる照明光学装置を
備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。第２実
施形態においてアフォーカルレンズの光路中に配置され
た円錐アキシコン系およびＶ溝アキシコン系の構成を概
略的に示す斜視図である。

【図１０】第２実施形態においてアフォーカルレンズの
光路中に配置された円錐アキシコン系およびＶ溝アキシ
コン系の構成を概略的に示す斜視図である。

【図１１】第２実施形態の４極照明において形成される
二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図
である。

【図１２】第２実施形態の輪帯照明において形成される
二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図
である。

【図１３】本発明の第３実施形態にかかる照明光学装置
を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図１４】第３実施形態における第２回折光学素子の作
用を説明する図である。

【図１５】２つのアキシコン系を構成する４つのプリズ
ム部材のうち、光軸に沿って固定された内側の２つのプ
リズム部材を一体的に形成した構成を概略的に示す斜視
図である。

【図１６】円錐アキシコン系およびＶ溝アキシコン系の
一般的な光学作用を説明する図である。

【図１７】円錐アキシコン系の円錐状屈折面の頂点に対
応して形成される円形状の影領域およびＶ溝アキシコン
系のＶ字状屈折面の稜線に対応して形成される直線状の
影領域を示す図である。

【図１８】稜線に沿って分割された２つのプリズム部材
でＶ溝アキシコン系の第１プリズムを構成した例を示す
図である。

【図１９】４つの面光源の中心点を結んで形成される四
角形が細長い長方形になるような４極状の二次光源を初
期的に形成する例を示す図である。

【図２０】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２１】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得
る際の手法のフローチャートである。

【符号の説明】

１光源４回折光学素子５アフォーカルレンズ７，８，１６Ｖ溝アキシコン系９ズームレンズ１０マイクロレンズアレイ１１コンデンサー光学系１２マスクブラインド１３結像光学系１４円錐アキシコン系７０ロッド型インテグレータ７１ズームレンズ７３インプットレンズＭマスクＰＬ投影光学系Ｗウェハ２０入力手段２１制御系２２〜２９駆動系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源手段からの光束に基づいて二次光源
を形成するためのオプティカルインテグレータと、該オ
プティカルインテグレータからの光束を被照射面へ導く
ための導光光学系とを備えた照明光学装置において、前記光源手段と前記オプティカルインテグレータとの間
の光路中に配置され、前記オプティカルインテグレータ
への入射光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方
を変化させるための第１アキシコン系と、前記第１アキシコン系と前記オプティカルインテグレー
タとの間の光路中に配置され、前記オプティカルインテ
グレータへの入射光束の入射角度と入射位置との少なく
とも一方を変化させるための第２アキシコン系とを備
え、前記第１アキシコン系は、前記光源手段側から順に、少
なくとも光軸に沿って移動可能に構成された第１プリズ
ムと、光軸に沿って固定され且つ前記第１プリズムの屈
折面と相補的に形成された屈折面を有する第２プリズム
とを有し、前記第２アキシコン系は、前記光源手段側から順に、少
なくとも光軸に沿って固定された第３プリズムと、光軸
に沿って移動可能に構成され且つ前記第３プリズムの屈
折面と相補的に形成された屈折面を有する第４プリズム
とを有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項２】前記第２プリズムと前記第３プリズムと
は一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の照明光学装置。
【請求項３】前記第１プリズムは凹状断面の屈折面を
有し、前記第２プリズムは前記第１プリズムの前記凹状
断面の屈折面と相補的に形成された凸状断面の屈折面を
有し、前記第３プリズムは凹状断面の屈折面を有し、前記第４
プリズムは前記第３プリズムの前記凹状断面の屈折面と
相補的に形成された凸状断面の屈折面を有することを特
徴とする請求項１または２に記載の照明光学装置。
【請求項４】前記第１プリズムは、光軸と直交する第
１方向に沿って稜線を有するＶ字状の屈折面を有し、前記第１プリズムは、光軸および前記第１方向と直交す
る第２方向に沿って稜線を有するＶ字状の屈折面を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の照明光学装置。
【請求項５】前記第１プリズムおよび前記第３プリズ
ムの一方は、光軸を中心とする円錐状の屈折面を有し、前記第１プリズムおよび前記第３プリズムの他方は、光
軸と直交する方向に沿って稜線を有するＶ字状の屈折面
を有することを特徴とする請求項３に記載の照明光学装
置。
【請求項６】光源手段からの光束に基づいて二次光源
を形成するためのオプティカルインテグレータと、前記オプティカルインテグレータからの光束を被照射面
へ導くための導光光学系と、前記光源手段と前記オプティカルインテグレータとの間
の光路中に配置され、前記オプティカルインテグレータ
への入射光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方
を変化させるためのアキシコン系とを備え、前記アキシコン系は、円錐状またはＶ字状の凹状断面の
屈折面を有する第１プリズムと、該第１プリズムの屈折
面と相補的に形成された円錐状またはＶ字状の凸状断面
の屈折面を有する第２プリズムとを有し、前記アキシコン系は、照明瞳の近傍において前記円錐状
の屈折面の頂点に対応して形成される円形状の影領域の
直径または前記Ｖ字状の屈折面の稜線に対応して形成さ
れる直線状の影領域の幅が光束全体の大きさの１／１０
以下にするための所要の形状および特性を有することを
特徴とする照明光学装置。
【請求項７】前記光源手段からの光束を所定の断面形
状を有する光束または所定の光強度分布を有する光束に
変換するための光束変換素子と、前記光束変換素子と前記オプティカルインテグレータと
の間の光路中に配置された第１光学系と、前記第１光学系と前記オプティカルインテグレータとの
間の光路中に配置された第２光学系とをさらに備え、前記アキシコン系は、前記第１光学系の光路中において
前記照明瞳の近傍に配置されていることを特徴とする請
求項６に記載の照明光学装置。
【請求項８】前記光束変換素子としての回折光学素子
の最大回折角をψ_ma _xとし、前記第１プリズムの屈折面
と前記第２プリズムの屈折面との光軸に沿った間隔をＬ
とし、前記円錐状の屈折面の頂角または前記Ｖ字状の屈
折面の交差角を２θとし、前記第１プリズムおよび前記
第２プリズムを形成する光学材料の前記光束に対する屈
折率をｎとし、前記第１光学系のうちの前記アキシコン
系よりも前記光源手段側に配置された第１レンズ群の焦
点距離をｆ₁としたとき、ＡＬ≦（ｆ₁×sinψ_max）／１０ただし、Ａ＝（tanα× tanθ）／（tanθ−tanα） α＝sin^-1（ｎ×cosθ）＋θ−９０（単位：度）の条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の照
明光学装置。
【請求項９】光源手段からの光束に基づいて二次光源
を形成するためのオプティカルインテグレータと、前記オプティカルインテグレータからの光束を被照射面
へ導くための導光光学系と、前記光源手段と前記オプティカルインテグレータとの間
の光路中に配置され、前記オプティカルインテグレータ
への入射光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方
を変化させるための蛍石で形成されたアキシコン系とを
備えていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項１０】前記光源手段は、２００ｎｍ以下の波
長を有する光を供給することを特徴とする請求項９に記
載の照明光学装置。
【請求項１１】前記アキシコン系は、光軸と直交する
方向に沿って稜線を有するＶ字状の凹状断面の屈折面を
有する第１プリズムと、前記第１プリズムの前記凹状断
面の屈折面と相補的に形成されたＶ字状の凸状断面の屈
折面を有する第２プリズムとを有し、前記第１プリズムは、光軸と前記稜線とを含む面に沿っ
て分割されていることを特徴とする請求項９または１０
に記載の照明光学装置。
【請求項１２】光源手段からの光束に基づいて被照射
面を照明する照明光学装置において、所定の方向に沿って稜線を有するＶ字状の凹状断面の屈
折面を有するプリズムを備え、前記プリズムは、前記稜線を含む所定の面に沿って分割
されていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項１３】前記光源手段からの光束に基づいて二
次光源を形成するためのオプティカルインテグレータ
と、前記オプティカルインテグレータからの光束を前記被照
射面へ導くための導光光学系と、前記光源手段と前記オプティカルインテグレータとの間
の光路中に配置され、前記オプティカルインテグレータ
への入射光束の入射角度と入射位置との少なくとも一方
を変化させるための前記プリズムを含むアキシコン系と
をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載
の照明光学装置。
【請求項１４】前記アキシコン系は、光軸と直交する
方向に沿って前記稜線を有するＶ字状の凹状断面の屈折
面を有する前記プリズムと、前記プリズムの前記凹状断
面の屈折面と相補的に形成されたＶ字状の凸状断面の屈
折面を有する第２プリズムとを有し、前記プリズムは光
軸と前記稜線とを含む面に沿って分割されていることを
特徴とする請求項１３に記載の照明光学装置。
【請求項１５】被照射面を照明する照明光学装置にお
いて、光源手段からの光束に基づいて４極状の光強度分布を有
する二次光源を照明瞳面に形成するために、前記光源手
段からの光束を４つの光束に変換するための光束変換素
子と、前記光束変換素子と前記照明瞳面との間の光路中に配置
されて、前記二次光源を構成する４つの実質的な面光源
のうちの一方の一対と他方の一対とを光軸を挟んで対称
的に移動させるためのアキシコン系とを備え、前記光束変換素子は、光軸と直交する第１方向に沿って
細長く延びた長方形の各隅点を中心として前記４つの実
質的な面光源の各々を形成することを特徴とする照明光
学装置。
【請求項１６】前記アキシコン系は、前記第１方向に
沿って稜線を有するＶ字状の凹状断面の屈折面を有する
第１プリズムと、前記第１プリズムの前記凹状断面の屈
折面と相補的に形成されたＶ字状の凸状断面の屈折面を
有する第２プリズムとを有する第１アキシコン系と、光
軸および前記第１方向と直交する第２方向に沿って稜線
を有するＶ字状の凹状断面の屈折面を有する第３プリズ
ムと、前記第３プリズムの前記凹状断面の屈折面と相補
的に形成されたＶ字状の凸状断面の屈折面を有する第４
プリズムとを有する第２アキシコン系とを有することを
特徴とする請求項１５に記載の照明光学装置。
【請求項１７】請求項１乃至１６のいずれか１項に記
載の照明光学装置と、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投影露光するための投影光学
系とを備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項１８】請求項１乃至１６のいずれか１項に記
載の照明光学装置を介してマスクを照明し、照明された
前記マスクに形成されたパターンの像を感光性基板上に
投影露光することを特徴とする露光方法。