特許 5888585 反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5888585

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20160308BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20160308BHJP

   G02B 13/24 20060101ALI20160308BHJP

   G02B 13/14 20060101ALI20160308BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 503

   G03F7/20 521

   G02B17/08 A

   G02B13/24

   G02B13/14

【請求項の数】34

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-195771(P2011-195771)

(22)【出願日】2011年9月8日

(65)【公開番号】特開2012-60128(P2012-60128A)

(43)【公開日】2012年3月22日

【審査請求日】2014年9月8日

(31)【優先権主張番号】61/381,586

(32)【優先日】2010年9月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/225,629

(32)【優先日】2011年9月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100095256

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 孝雄

(72)【発明者】

【氏名】川辺 喜雄

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０７３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４１４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１１１０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１７０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１６３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２５８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０２Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
前記第１面から前記第２面に向かって反射される順に、第１反射鏡と、第２反射鏡と、第３反射鏡と、第４反射鏡と、第５反射鏡と、第６反射鏡と、第７反射鏡と、第８反射鏡とを備え、
前記反射結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置し、
前記入射瞳と前記第１面との間の光軸に沿った距離をＰＤとし、前記第１面と前記第２面との間の光軸に沿った距離をＴＴとし、前記第１面に入射する主光線の入射角度（rad）をＲとしたとき、
−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５
の条件を満足し、
前記第３反射鏡乃至前記第５反射鏡の光路中に配置された開口絞りをさらに備える反射結像光学系。

【請求項2】

前記開口絞りは、前記第４反射鏡の反射面の位置または該反射面の近傍の位置に配置される請求項１に記載の反射結像光学系。

【請求項3】

−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５の前記条件に代えて、
−１２．０＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．７
の条件を満足する請求項１または２に記載の反射結像光学系。

【請求項4】

−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５の前記条件に代えて、
−１０．０＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−３．０
の条件を満足する請求項１または２に記載の反射結像光学系。

【請求項5】

前記第１反射鏡乃至前記第６反射鏡は、前記第１面上の所定領域と共役な位置を形成し、
前記第７反射鏡および前記第８反射鏡は、前記共役な位置からの光に基づいて前記像を前記第２面上に形成する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項6】

前記第１反射鏡と前記第６反射鏡との間の光路中には、前記第１面上の前記所定領域と共役な位置は形成されない請求項５に記載の反射結像光学系。

【請求項7】

前記第１反射鏡は凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡は凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡は凹面状の反射面を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項8】

前記第１面上の所定領域を照明する照明光学系と共に用いられ、前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、前記光軸と前記所定領域の中心とを含む第３面と直交し且つ前記光軸を含む第４面によって分割される前記反射結像光学系の空間のうち、前記所定領域が含まれる空間に配置されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項9】

前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、光軸から前記所定領域が含まれる空間のみに配置されている請求項８に記載の反射結像光学系。

【請求項10】

前記第１反射鏡乃至前記第８反射鏡は、反射面の曲率中心が直線状の光軸上に位置するように設置されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項11】

前記第１反射鏡乃至前記第８反射鏡は、前記光軸に関して回転対称な面に沿って形成された反射面を有する請求項１０に記載の反射結像光学系。

【請求項12】

前記第１面上の所定領域の縮小像を前記第２面上に形成する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項13】

前記反射結像光学系は、前記第２面側にテレセントリックな光学系である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項14】

前記入射瞳は、遮蔽領域を有しない請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項15】

第１面上の所定領域を照明する照明光学系と共に用いられ、前記所定領域の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
前記第１面から前記第２面に向かって反射される順に、第１反射鏡と、第２反射鏡と、第３反射鏡と、第４反射鏡と、第５反射鏡と、第６反射鏡と、第７反射鏡と、第８反射鏡とを備え、
前記反射結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置し、
前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、光軸と前記所定領域の中心とを含む第３面と直交し且つ前記光軸を含む第４面によって分割される前記反射結像光学系の空間のうち、前記所定領域が含まれる空間に配置され、
前記第３反射鏡乃至前記第５反射鏡の光路中に配置された開口絞りをさらに備える反射結像光学系。

【請求項16】

前記開口絞りは、前記第４反射鏡の反射面の位置または該反射面の近傍の位置に配置される請求項１５に記載の反射結像光学系。

【請求項17】

前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、光軸から前記所定領域が含まれる空間のみに配置されている請求項１５または１６に記載の反射結像光学系。

【請求項18】

前記入射瞳と前記第１面との間の光軸に沿った距離をＰＤとし、前記第１面と前記第２面との間の光軸に沿った距離をＴＴとし、前記第１面に入射する主光線の入射角度（rad）をＲとしたとき、
−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５
の条件を満足する請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項19】

−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５の前記条件に代えて、
−１２．０＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．７
の条件を満足する請求項１８に記載の反射結像光学系。

【請求項20】

−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５の前記条件に代えて、
−１０．０＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−３．０
の条件を満足する請求項１８に記載の反射結像光学系。

【請求項21】

前記第１反射鏡乃至前記第６反射鏡は、前記第１面上の前記所定領域と共役な位置を形成し、
前記第７反射鏡および前記第８反射鏡は、前記共役な位置からの光に基づいて前記像を前記第２面上に形成する請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項22】

前記第１反射鏡と前記第６反射鏡との間の光路中には、前記第１面上の前記所定領域と共役な位置は形成されない請求項２１に記載の反射結像光学系。

【請求項23】

前記第１反射鏡は凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡は凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡は凹面状の反射面を有する請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項24】

前記第１反射鏡乃至前記第８反射鏡は、反射面の曲率中心が直線状の光軸上に位置するように設置されている請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項25】

前記第１反射鏡乃至前記第８反射鏡は、前記光軸に関して回転対称な面に沿って形成された反射面を有する請求項２４に記載の反射結像光学系。

【請求項26】

前記所定領域の縮小像を前記第２面上に形成する請求項１５乃至２５のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項27】

前記反射結像光学系は、前記第２面側にテレセントリックな光学系である請求項１５乃至２６のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項28】

前記入射瞳は、遮蔽領域を有しない請求項１５乃至２７のいずれか１項に記載の反射結像光学系。

【請求項29】

光源からの光により前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明光学系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための請求項１乃至２８のいずれか１項に記載の反射結像光学系とを備えている露光装置。

【請求項30】

前記照明光学系の射出瞳と前記反射結像光学系の入射瞳とが一致している請求項２９に記載の露光装置。

【請求項31】

前記照明光学系は、複数の第１反射光学要素を有する第１フライアイ光学系と前記複数の第１反射光学要素に対応するように並列配置された複数の第２反射光学要素を有する第２フライアイ光学系とを備え、
前記照明光学系の射出瞳に前記第２フライアイ光学系の反射面が配置されている請求項３０に記載の露光装置。

【請求項32】

前記第２フライアイ光学系と前記第１面との間の光路中には、パワーを有する反射鏡が配置されていない請求項３１に記載の露光装置。

【請求項33】

前記光源から供給される光は波長が５ｎｍ乃至４０ｎｍのＥＵＶ光であり、
前記反射結像光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光する請求項２９乃至３２のいずれか１項に記載の露光装置。

【請求項34】

請求項２９乃至３３のいずれか１項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ことと、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えばＥＵＶ光を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上の回路パターンを感光性基板上に転写する露光装置に好適な反射結像光学系に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体素子などの製造に使用される露光装置として、例えば５〜４０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いるＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography：極紫外リソグラフィ）露光装置が注目されている。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がないため、反射型のマスクを用いるとともに、投影光学系として反射光学系（反射部材のみにより構成された光学系）を用いることになる。

【0003】

従来、ＥＵＶ露光装置の投影光学系に適用可能な反射結像光学系として、物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射光学系に代えて、物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射光学系を使用することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。以下、本明細書では、「物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射結像光学系」を「正瞳タイプの反射結像光学系」と称し、「物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射結像光学系」を「逆瞳タイプの反射結像光学系」と称する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第６，７８１，６７１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された逆瞳タイプの反射結像光学系は、８枚のミラーにより構成される。ＥＵＶ露光装置に限らず、一般の露光装置において、解像力の向上のために投影光学系の開口数を高めることが求められる。反射結像光学系の開口数の増大を図るには、光学系を構成するミラーの枚数を増やすことによって収差補正のパラメータを増やす必要がある。しかしながら、ミラー枚数の増加は、反射による光損失の増大を招き、ひいては装置のスループットの低下を引き起こしてしまう。

【0006】

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、大きい開口数を有する逆瞳タイプの反射結像光学系を提供することを目的とする。また、収差が良好に補正された逆瞳タイプの反射結像光学系を提供することを目的とする。本発明の逆瞳タイプの反射結像光学系を露光装置の投影光学系に適用することにより、例えば露光光としてＥＵＶ光を用いて大きな解像力を確保し、高解像度で投影露光を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面上の所定領域の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
前記第１面から前記第２面に向かって反射される順に、第１反射鏡と、第２反射鏡と、第３反射鏡と、第４反射鏡と、第５反射鏡と、第６反射鏡と、第７反射鏡と、第８反射鏡とを備え、
前記反射結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置し、
前記入射瞳と前記第１面との間の光軸に沿った距離をＰＤとし、前記第１面と前記第２面との間の光軸に沿った距離をＴＴとし、前記第１面に入射する主光線の入射角度（rad）をＲとしたとき、
−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５
の条件を満足することを特徴とする反射結像光学系を提供する。

【0008】

本発明の第２形態では、第１面上の所定領域の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
前記第１面から前記第２面に向かって反射される順に、第１反射鏡と、第２反射鏡と、第３反射鏡と、第４反射鏡と、第５反射鏡と、第６反射鏡と、第７反射鏡と、第８反射鏡とを備え、
前記反射結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置し、
前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、光軸から前記所定領域側に配置されていることを特徴とする反射結像光学系を提供する。

【0009】

本発明の第３形態では、光源からの光により前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明光学系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための第１形態または第２形態の反射結像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。

【0010】

本発明の第４形態では、第３形態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ことと、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様にしたがう反射結像光学系は、８枚のミラーにより構成された逆瞳タイプの光学系であって、入射瞳と第１面との間の光軸に沿った距離ＰＤ、第１面と第２面との間の光軸に沿った距離ＴＴ、および第１面に入射する主光線の入射角度Ｒが、所要の条件を満足している。その結果、本発明では、大きい開口数を有する光学系を実現することができる。また、収差が良好に補正された光学系を実現することができる。

【0012】

本発明の別の態様にしたがう反射結像光学系は、８枚のミラーにより構成された逆瞳タイプの光学系であって、第１反射鏡乃至第３反射鏡が光軸から所定領域側に配置されている。その結果、収差を補正することができる。また、照明領域と光軸との距離を比較的大きく確保することができ、ひいては所要の大きさの入射瞳距離ＰＤを確保することができる。

【0013】

本発明の反射結像光学系を露光装置に適用した場合、露光光として例えば５ｎｍ乃至４０ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を使用することができる。この場合、反射結像光学系に対して転写すべきマスクのパターンおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ高解像度で投影露光することが可能になる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なデバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の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2】ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。

【図3】本実施形態の各実施例にかかる反射結像光学系の基本構成を概略的に示す図である。

【図4】第１実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。

【図5】第２実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。

【図6】第３実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。

【図7】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いて、そのフローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。また、図２は、ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。図１において、反射結像光学系６の光軸ＡＸ方向すなわち感光性基板であるウェハ７の露光面（転写面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハ７の露光面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハ７の露光面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。

【0016】

図１において、露光光を供給するための光源１は、たとえばレーザプラズマＸ線源を備えている。光源１として、放電プラズマ光源や他のＸ線源を用いることができる。光源１から射出された光は、必要に応じて配置された波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。波長選択フィルタは、光源１が供給する光から、所定波長（例えば１３．５ｎｍ）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経たＥＵＶ光は、一対のフライアイ光学系（フライアイミラー）２ａおよび２ｂからなるオプティカルインテグレータへ導かれる。なお、波長選択フィルタに代えて、発生したＥＵＶ光を反射または集光するミラーの反射面に、所定波長のＥＵＶ光のみを反射する多層膜を形成しても良い。波長選択フィルタが必要ないため、光源１を小型化できる。また、波長選択フィルタにおけるＥＵＶ光の光量損失を防止することができる。

【0017】

第１フライアイ光学系２ａは並列配置された複数の第１反射光学要素を有し、第２フライアイ光学系２ｂは第１フライアイ光学系２ａの複数の第１反射光学要素に対応するように並列配置された複数の第２反射光学要素を有する。具体的に、第１フライアイ光学系２ａは例えば円弧状の外形を有する多数の凹面鏡要素を縦横に且つ稠密に配列することにより構成され、第２フライアイ光学系２ｂは例えば矩形状の外形を有する多数の凹面鏡要素を縦横に且つ稠密に配列することにより構成されている。フライアイ光学系２ａおよび２ｂの詳細な構成および作用については、たとえば米国特許出願公開第２００２／００９３６３６Ａ１号明細書を援用して用いることができる。

【0018】

こうして、第２フライアイ光学系２ｂの反射面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。この実質的な面光源は、一対のフライアイ光学系２ａおよび２ｂからなる照明光学系ＩＬの射出瞳位置に形成される。照明光学系ＩＬの射出瞳位置（すなわち第２フライアイ光学系２ｂの反射面の近傍位置）は、逆瞳タイプの反射結像光学系（投影光学系）６の入射瞳の位置と一致している。

【0019】

実質的な面光源からの光、すなわち照明光学系ＩＬから射出された光は、斜入射ミラー３により反射された後、反射型のマスク４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４上に円弧状の照明領域を形成する。このように、光源１および照明光学系ＩＬ（２ａ，２ｂ）は、所定のパターンが設けられたマスク４をケーラー照明するための照明系を構成している。また、第２フライアイ光学系２ｂとマスク４との間の光路中には、パワーを有する反射鏡が配置されていない。反射鏡のパワーとは、当該反射鏡の焦点距離の逆数である。なお、パワーを有する反射鏡が配置されていても良いことは勿論である。

【0020】

マスク４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。マスクステージ５の移動は、図示を省略したレーザー干渉計やエンコーダにより計測される。マスク４上には、例えばＹ軸に関して対称な円弧状の照明領域が形成される。照明されたマスク４からの光は、反射結像光学系６を介して、感光性基板であるウェハ７上にマスク４のパターン像を形成する。

【0021】

すなわち、ウェハ７上には、図２に示すように、Ｙ軸に関して対称な円弧状の有効結像領域（静止露光領域）ＥＲが形成される。図２を参照すると、光軸ＡＸを中心とした半径Ｙ０を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、このイメージサークルＩＦに接するようにＸ方向の長さがＬＸでＹ方向の長さがＬＹの円弧状の有効結像領域ＥＲが形成される。円弧状の有効結像領域ＥＲは光軸ＡＸを中心とする輪帯状の領域の一部であり、長さＬＹは円弧状の有効結像領域ＥＲの中心と光軸とを結ぶ方向に沿った有効結像領域ＥＲの幅寸法である。

【0022】

ウェハ７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８によって保持されている。ウェハステージ８の移動は、マスクステージ５と同様に、図示を省略したレーザー干渉計やエンコーダにより計測される。こうして、マスクステージ５およびウェハステージ８をＹ方向に沿って移動させながら、すなわち反射結像光学系６に対してマスク４およびウェハ７をＹ方向に沿って相対移動させながらスキャン露光（走査露光）を行うことにより、ウェハ７の１つの露光領域にマスク４のパターンが転写される。

【0023】

反射結像光学系６の投影倍率（転写倍率）が１／４である場合、ウェハステージ８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８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７の各露光領域にマスク４のパターンが逐次転写される。

【0024】

本実施形態において、各実施例にかかる反射結像光学系６は、図３に示すように、直線状に延びる単一の光軸ＡＸに沿って、マスク４のパターン面（以下、「マスク面」ともいう）と光学的に共役な位置にパターンの中間像を形成する第１反射光学系Ｇ１と、マスク４のパターンの最終縮小像（中間像の像）をウェハ７の転写面（以下、「ウェハ面」ともいう）上に形成する第２反射光学系Ｇ２とを備えている。すなわち、マスク４のパターン面上の照明領域と光学的に共役な位置が、第１反射光学系Ｇ１と第２反射光学系Ｇ２との間の光路中に形成される。また、本実施形態において、第１反射鏡と第６反射鏡との間の光路中には、第１面上の所定領域と共役な位置は形成されない。このため、第１反射光学系Ｇ１を構成する各反射鏡の反射面に入射する光の入射角度が大きくなることを抑えて、反射面における反射率の低下を抑えることができる。また、収差を良好に補正することができる。

【0025】

例えば、第１反射光学系Ｇ１内にもうひとつの中間像の像を有する場合（３回結像光学系と呼んでもよい）、中間像を形成するごとに光軸ＡＸをまたぐ必要があり、これによって各反射面での入射角が大きくなるので反射率が低下してしまう。また、収差が悪くなってしまう。

【0026】

第１反射光学系Ｇ１は、光の入射順に（マスク４からウェハ７に向かって反射される順に）、凹面状または凸面状の反射面を有する第１反射鏡Ｍ１と、凸面状または凹面状の反射面を有する第２反射鏡Ｍ２と、凹面状または凸面状の反射面を有する第３反射鏡Ｍ３と、凸面状または凹面状の反射面を有する第４反射鏡Ｍ４と、凸面状の反射面を有する第５反射鏡Ｍ５と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡Ｍ６とにより構成されている。第２反射光学系Ｇ２は、光の入射順に、凸面状の反射面を有する第７反射鏡Ｍ７と、凹面状の反射面を有する第８反射鏡Ｍ８とにより構成されている。

【0027】

各実施例において、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置またはその近傍の位置に、開口絞りＡＳ（不図示）が設けられている。開口絞りＡＳは、露光光の光束を制限することで、反射結像光学系６の開口数を設定することができる。例えば、開口絞りＡＳは、開口部の大きさを調整可能な可変開口絞りや、大きさや形状等の異なる複数の開口部を備え、所望の開口部に切り替え可能な絞り切替部材により構成される。

【0028】

開口絞りＡＳは、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置またはその近傍の位置に設置することで、開口絞りＡＳと第４反射鏡Ｍ４への入射光線または開口絞りＡＳと第４反射鏡Ｍ４からの射出光線の少なくとも一方の光線分離を容易に行うことができる。また、所要の大きさの入射瞳距離ＰＤを確保するために第１反射鏡Ｍ１〜第３反射鏡Ｍ３の配置を調整して照明領域と光軸ＡＸとの間の距離を確保しており、この構成を用いることで、第１反射鏡Ｍ１〜第３反射鏡Ｍ３までの光線分離が容易となる。また、収差を良好に補正できる。さらに、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２、第３反射鏡Ｍ３、第５反射鏡Ｍ５または第６反射鏡Ｍ６の反射面のうち少なくとも一つの反射面への入射角度が大きくなることを抑えて、反射面における反射率の低下を抑えることができる。

【0029】

なお、開口絞りＡＳは、第３反射鏡Ｍ３の反射面の位置やその近傍の位置、第５反射鏡Ｍ５の反射面の位置やその近傍の位置、または、第３反射鏡Ｍ３と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に、設けても良い。

【0030】

各実施例では、反射結像光学系６の入射瞳は、遮蔽領域を有しない。このため、マスクパターンからの回折光が、遮蔽領域で遮蔽されないので、特定のパターンの結像性能の劣化を抑制することができる。例えば、反射結像光学系６を構成する第１反射鏡Ｍ１から第８反射鏡Ｍ８は、マスクパターンからの回折光を遮蔽する膜や穴等の遮蔽部がない。

【0031】

各実施例では、マスク４のパターン面（第１面）において光軸ＡＸから−Ｙ方向側に離れた所定領域（照明領域）からの光が、第１反射鏡Ｍ１の反射面、第２反射鏡Ｍ２の反射面、第３反射鏡Ｍ３の反射面、第４反射鏡Ｍ４の反射面、第５反射鏡Ｍ５の反射面、および第６反射鏡Ｍ６の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第７反射鏡Ｍ７の反射面および第８反射鏡Ｍ８の反射面で順次反射された後、ウェハ７の表面（第２面）において光軸ＡＸから−Ｙ方向側に離れた領域（有効結像領域ＥＲ）にマスクパターンの縮小像を形成する。

【0032】

各実施例において、反射結像光学系６を構成する８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８は、反射面の曲率中心が直線状の光軸ＡＸ上に位置するように設置されている。また、反射鏡Ｍ１〜Ｍ８は、光軸ＡＸに関して回転対称な面に沿って形成された非球面状の反射面を有する。反射面が非球面である場合、反射面の曲率中心として、近軸曲率中心を用いることができる。回転対称軸と非球面との交点付近では非球面を球面と見なすことができ、この球面における曲率中心を近軸曲率中心（頂点曲率中心）と呼ぶ。

【0033】

各実施例の反射結像光学系６は、ウェハ側（像側）にほぼテレセントリックな光学系である。換言すれば、各実施例において、反射結像光学系６の像面上の各位置に達する主光線は像面に対してほぼ垂直である。この構成により、反射結像光学系６の焦点深度内でウェハに凹凸があっても良好な結像が可能になっている。各実施例にかかる反射結像光学系６は、マスク４を挟んで反射結像光学系６の反対側に所定距離だけ離れた位置に入射瞳を有する逆瞳タイプの反射結像光学系である。

【0034】

本実施形態では、逆瞳タイプの反射結像光学系６の入射瞳とマスク４のパターン面（マスク面：第１面）との間の光軸に沿った距離ＰＤ、マスク面とウェハ７の転写面（ウェハ面：第２面）との間の光軸に沿った距離ＴＴ、およびマスク面に入射する主光線の入射角度Ｒ（rad）が、次の条件式（１）を満足する。入射角度Ｒは、マスク面で反射された主光線が光軸ＡＸから離れる方向に向かう場合に負の値をとるものとする。
−１４．３＜（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＜−２．５ （１）

【0035】

条件式（１）を規定する３つのパラメータ、全長ＴＴ、入射瞳距離ＰＤおよび入射角度Ｒは、設計上の観点などから、次の式（１Ａ）、式（１Ｂ）および式（１Ｃ）に示すような前提的条件をそれぞれ満足する必要がある。したがって、反射結像光学系の全長ＴＴに対する入射瞳距離ＰＤの比ＰＤ／ＴＴは、次の条件式（１Ｄ）を満足する必要がある。条件式（１）は、条件式（１Ｃ）に示す関係と条件式（１Ｄ）に示す関係とに基づいて導かれる。

【0036】

１３００ｍｍ＜ＴＴ＜４０００ｍｍ （１Ａ）
ＴＴ×０．５＜ＰＤ＜ＴＴ×１．５ （１Ｂ）
−０．１８０rad＜Ｒ＜−０．１０５rad （１Ｃ）
０．５＜ＰＤ／ＴＴ＜１．５ （１Ｄ）

【0037】

条件式（１Ｃ）について、マスク面への主光線の入射角度Ｒが−０．１０５radよりも大きくなって０に近づくと、すなわち入射角度Ｒの絶対値が０．１０５radよりも小さくなると、マスク面への入射光束とマスク面からの反射光束との干渉を回避することが困難になる。一方、入射角度Ｒが−０．１８０radよりも小さくなると、すなわち入射角度Ｒの絶対値が０．１８０radよりも大きくなると、マスクパターンを形成する段差の影の影響が大きくなるだけでなく、マスク面での反射率も低下する。

【0038】

条件式（１Ｄ）について、ＰＤ／ＴＴが０．５よりも小さくなると、第１フライアイ光学系２ａと第２フライアイ光学系２ｂとの間隔が狭くなり、フライアイ光学系２ａ，２ｂヘの光線の入射角が大きくなり過ぎる。その結果、フライアイ光学系２ａ，２ｂでの反射率が低下し、ひいては装置のスループットが低下する。ＰＤ／ＴＴが１．５よりも大きくなると、第２フライアイ光学系２ｂがウェハステージ８よりも下方に位置し、第２フライアイ光学系２ｂから斜入射ミラー３へ向かう光束がウェハステージ８と干渉する。

【0039】

本実施形態では、８枚のミラーにより構成された逆瞳タイプの光学系において、入射瞳距離ＰＤ、光学系の全長ＴＴ、およびマスク面に入射する主光線の入射角度Ｒが、条件式（１）を満足することにより、大きい開口数を有する光学系を実現することができる。また、収差が良好に補正された光学系を実現することができる。なお、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（１）の上限値を−２．７に設定し、条件式（１）の下限値を−１２．０に設定することができる。また、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（１）の上限値を−３．０に設定し、条件式（１）の下限値を−１０．０に設定することができる。

【0040】

本実施形態の第１実施例および第２実施例において、第１反射鏡Ｍ１は凹面状の反射面を有し、第２反射鏡Ｍ２は凸面状の反射面を有し、第３反射鏡Ｍ３は凹面状の反射面を有する。この構成により、第２反射鏡Ｍ２の径方向（光軸ＡＸを中心とする円の径方向）の小型化を図ることができ、ひいては反射結像光学系６の径方向の小型化を図ることができる。

【0041】

各実施例では、上述したように、反射鏡Ｍ１〜Ｍ３の反射面の有効領域が、光軸ＡＸと交差することなく、光軸ＡＸからマスク４の照明領域側のみに配置されている。この構成により、３つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ３により、収差を補正することができる。また、照明領域と光軸ＡＸとの距離を比較的大きく確保することができる。さらには、所要の大きさの入射瞳距離ＰＤを確保することができる。なお、各実施例の構成に限定されることなく、反射鏡Ｍ１〜Ｍ３の反射面の有効領域の一部が光軸ＡＸと交差していても、その大部分を光軸ＡＸからマスク４の照明領域側に配置することにより同様の効果が得られる。像面（ウェハ面）の結像領域と物体面（マスク面）の照明領域とは、光学的に共役な関係を有する。

【0042】

また、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３が光軸ＡＸからマスク４の照明領域側のみに配置されているとは、反射結像光学系６の光軸ＡＸを含みマスク４の照明領域の中心を通るメリジオナル面を設定したときに、当該メリジオナル面と直交し且つ光軸ＡＸを含む平面によって２分割される反射結像光学系６の空間のうち、照明領域が含まれる空間のみに第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３が配置されると定義することもできる。

【0043】

また、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３が光軸ＡＸからマスク４の照明領域側に配置されているとは、反射結像光学系６の光軸ＡＸを含みマスク４の照明領域の中心を通るメリジオナル面を設定したときに、当該メリジオナル面と直交し且つ光軸ＡＸを含む平面によって２分割される反射結像光学系６の空間のうち、照明領域が含まれる空間に、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３の反射面の有効領域の５０％以上の領域が含まれるように、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３が配置されると定義することもできる。なお、反射面の有効領域は、物体面から発生した光線が各反射面上で囲む領域のことである。主光線は有効領域内に含まれる。

【0044】

本実施形態の各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_nとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。

【0045】

ｚ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2｝
＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋Ｃ₁₂・ｙ¹²
＋Ｃ₁₄・ｙ¹⁴＋Ｃ₁₆・ｙ¹⁶＋Ｃ₁₈・ｙ¹⁸＋Ｃ₂₀・ｙ²⁰ （ａ）

【0046】

［第１実施例］
図４は、本実施形態の第１実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図４を参照すると、第１実施例の反射結像光学系６において、マスク４からの光は、第１反射鏡Ｍ１の凹面状の反射面、第２反射鏡Ｍ２の凸面状の反射面、第３反射鏡Ｍ３の凹面状の反射面、第４反射鏡Ｍ４の凸面状の反射面、第５反射鏡Ｍ５の凸面状の反射面、および第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。第１実施例では、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置に開口絞りＡＳ（不図示）が配置されている。

【0047】

次の表（１）に、第１実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元の欄において、λは露光光の波長を、βは結像倍率の大きさを、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｙ０はウェハ７上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、ＬＸは有効結像領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法を、ＬＹは有効結像領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（円弧状の有効結像領域ＥＲの幅寸法）をそれぞれ表している。

【0048】

また、表（１）の光学部材諸元の欄において、面番号は物体面であるマスク面（マスク４のパターン面）から像面であるウェハ面（ウェハ７の転写面）への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの反射面の順序を、ｒは各反射面の頂点曲率半径（中心曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各反射面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。

【0049】

また、表（１）の条件式対応値の欄において、ＰＤは入射瞳とマスク面との間の光軸に沿った距離（入射瞳距離）を、ＴＴはマスク面とウェハ面との間の光軸に沿った距離（全長）を、Ｒはマスク面に入射する主光線の入射角度（rad）をそれぞれ表している。上述の表記は、以降の表（２）および表（３）においても同様である。

【0050】

表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．４５
Ｙ０＝７３．６５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝１．３ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 584.272
1 -828.091 -192.959 （第１反射鏡Ｍ１）
2 -501.139 1018.285 （第２反射鏡Ｍ２）
3 -1441.144 -800.212 （第３反射鏡Ｍ３）
4 -1671.101 733.703 （第４反射鏡Ｍ４）
5 1588.318 -1143.099 （第５反射鏡Ｍ５）
6 1889.753 2337.034 （第６反射鏡Ｍ６）
7 954.211 -419.868 （第７反射鏡Ｍ７）
8 544.453 454.868 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．４３１０９１×１０^-10 Ｃ₆＝１．３９２３４６×１０^-15
Ｃ₈＝−１．３６２４６２×１０^-20 Ｃ₁₀＝７．２４２５８９×１０^-26
Ｃ₁₂＝−２．５４３２６３×１０^-31 Ｃ₁₄＝４．８２２７９５×１０^-37
Ｃ₁₆＝−３．９５４４６２×１０^-43

２面
κ＝０
Ｃ₄＝−６．６５５６００×１０^-10 Ｃ₆＝１．００２２７０×１０^-15
Ｃ₈＝−８．２１８１６５×１０^-20 Ｃ₁₀＝１．００６７３７×１０^-24
Ｃ₁₂＝−１．２０１１５５×１０^-29 Ｃ₁₄＝５．３５５７２０×１０^-35
Ｃ₁₆＝−１．１５７３６０×１０^-40

３面
κ＝０
Ｃ₄＝１．１５７４７８×１０^-11 Ｃ₆＝１．３２６６０８×１０^-17
Ｃ₈＝７．６６４４４４×１０^-24 Ｃ₁₀＝４．８５４１３０×１０^-30
Ｃ₁₂＝−７．３４８８７５×１０^-36 Ｃ₁₄＝９．７６５８７９×１０^-41
Ｃ₁₆＝−１．２７２５７９×１０^-46

４面
κ＝０
Ｃ₄＝１．２１０４７０×１０^-10 Ｃ₆＝７．４３７８８６×１０^-16
Ｃ₈＝１．１７３９１７×１０^-20 Ｃ₁₀＝−４．４８０６００×１０^-25
Ｃ₁₂＝４．７３７７９３×１０^-29 Ｃ₁₄＝−２．２８３６７９×１０^-33
Ｃ₁₆＝４．３３４７６３×１０^-38

５面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．４４８６８２×１０^-10 Ｃ₆＝−２．４９７６５７×１０^-17
Ｃ₈＝−２．２６３３５７×１０^-22 Ｃ₁₀＝−１．７１２２１２×１０^-27
Ｃ₁₂＝１．６７０２９０×１０^-32 Ｃ₁₄＝−１．１４０１０２×１０^-37
Ｃ₁₆＝２．５９４２４８×１０^-43

６面
κ＝０
Ｃ₄＝６．１５４９０５×１０^-14 Ｃ₆＝５．７１５５９４×１０^-19
Ｃ₈＝−９．７１２３２８×１０^-25 Ｃ₁₀＝１．５４４１７７×１０^-30
Ｃ₁₂＝−１．４１７６６６×１０^-36 Ｃ₁₄＝７．５５５２４８×１０^-43
Ｃ₁₆＝−１．７７４４５４×１０^-49

７面
κ＝０
Ｃ₄＝２．３１５２４１×１０^-9 Ｃ₆＝２．０８１５４９×１０^-14
Ｃ₈＝２．５１４４２８×１０^-19 Ｃ₁₀＝３．８１９７３０×１０^-24
Ｃ₁₂＝−５．８２４９０１×１０^-29 Ｃ₁₄＝１．２４０２８６×１０^-33
Ｃ₁₆＝８．０７３６３５×１０^-39

８面
κ＝０
Ｃ₄＝４．６４９０４５×１０^-11 Ｃ₆＝２．２４７８２８×１０^-16
Ｃ₈＝８．９３４６７１×１０^-22 Ｃ₁₀＝３．０９３４０４×１０^-27
Ｃ₁₂＝１．９４５２４４×１０^-32 Ｃ₁₄＝−４．３１３４１７×１０^-38
Ｃ₁₆＝６．６７４２６４×１０^-43

（条件式対応値）
ＰＤ＝２２３３．５ｍｍ
ＴＴ＝２５７２．０ｍｍ
Ｒ＝−０．１３０
（１）（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＝−６．７

【0051】

第１実施例の反射結像光学系では、円弧状の有効結像領域ＥＲ内の各点について波面収差のＲＭＳ（root mean square：自乗平均平方根あるいは平方自乗平均）の値を求めたところ、最大値（最悪値）が０．００７６λ（λ：光の波長＝１３．５ｎｍ）であった。すなわち、第１実施例では、０．４５という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ７上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×１．３ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。また、第１実施例では、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に８ｍｍ以上の間隔が確保されている。第１実施例では、他の実施例と比較して明らかなように、収差が極めて良好に補正されている。

【0052】

［第２実施例］
図５は、本実施形態の第２実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図５を参照すると、第２実施例の反射結像光学系６においても、第１実施例の場合と同様に、マスク４からの光は、第１反射鏡Ｍ１の凹面状の反射面、第２反射鏡Ｍ２の凸面状の反射面、第３反射鏡Ｍ３の凹面状の反射面、第４反射鏡Ｍ４の凸面状の反射面、第５反射鏡Ｍ５の凸面状の反射面、および第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像を形成する。第２実施例においても第１実施例と同様に、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置に開口絞りＡＳ（不図示）が配置されている。次の表（２）に、第２実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。

【0053】

表（２）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．５３
Ｙ０＝８２．６５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝１．３ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 814.452
1 -754.335 -171.003 （第１反射鏡Ｍ１）
2 -486.383 975.051 （第２反射鏡Ｍ２）
3 -1544.422 -743.308 （第３反射鏡Ｍ３）
4 -1811.869 892.169 （第４反射鏡Ｍ４）
5 1304.791 -1252.560 （第５反射鏡Ｍ５）
6 2135.095 2943.433 （第６反射鏡Ｍ６）
7 958.987 -386.813 （第７反射鏡Ｍ７）
8 505.414 421.813 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．９３２８７８×１０^-10 Ｃ₆＝１．７５２２８９×１０^-15
Ｃ₈＝−１．２４５１６１×１０^-20 Ｃ₁₀＝５．３１０２３１×１０^-26
Ｃ₁₂＝−１．４３９１３５×１０^-31 Ｃ₁₄＝２．１９４５５７×１０^-37
Ｃ₁₆＝−１．５２２１９８×１０^-43

２面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．８５０１４１×１０^-10 Ｃ₆＝６．２７４６２６×１０^-15
Ｃ₈＝−１．５３４５６７×１０^-19 Ｃ₁₀＝１．９３２６０２×１０^-24
Ｃ₁₂＝−１．５８１２２３×１０^-29 Ｃ₁₄＝６．８３４６７７×１０^-35
Ｃ₁₆＝−１．３６１５７８×１０^-40

３面
κ＝０
Ｃ₄＝１．９４５００３×１０^-11 Ｃ₆＝２．２３５５８０×１０^-17
Ｃ₈＝２．０２４２９９×１０^-23 Ｃ₁₀＝３．９３４２３４×１０^-29
Ｃ₁₂＝−１．２９１０５７×１０^-34 Ｃ₁₄＝７．７８９２４７×１０^-40
Ｃ₁₆＝−１．０６０１１８×１０^-45

４面
κ＝０
Ｃ₄＝４．１１２３８９×１０^-11 Ｃ₆＝６．７５１５３６×１０^-16
Ｃ₈＝７．８３８６５４×１０^-21 Ｃ₁₀＝−３．０３９０６１×１０^-25
Ｃ₁₂＝１．７４６９３８×１０^-29 Ｃ₁₄＝−５．８３２６６３×１０^-34
Ｃ₁₆＝７．３３１１８２×１０^-39

５面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．６５８９９１×１０^-10 Ｃ₆＝４．００１３５１×１０^-17
Ｃ₈＝−１．０４９１７７×１０^-22 Ｃ₁₀＝５．５９６６７３×１０^-29
Ｃ₁₂＝−８．７７７６８９×１０^-35 Ｃ₁₄＝−５．１２２７１０×１０^-41
Ｃ₁₆＝−２．０８８１７２×１０^-46

６面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．８９４８９７×１０^-13 Ｃ₆＝−７．５９３３６９×１０^-20
Ｃ₈＝−１．０３２２９３×１０^-26 Ｃ₁₀＝−２．７９６９３２×１０^-33
Ｃ₁₂＝１．０３７３４５×１０^-39 Ｃ₁₄＝−５．６７４０５８×１０^-46
Ｃ₁₆＝１．１２０９３５×１０^-52

７面
κ＝０
Ｃ₄＝２．９８９３６１×１０^-9 Ｃ₆＝３．０３３９０７×１０^-14
Ｃ₈＝３．１０６８４３×１０^-19 Ｃ₁₀＝２．６８７６２８×１０^-24
Ｃ₁₂＝１．１４１１５８×１０^-28 Ｃ₁₄＝−７．６９６５８７×１０^-33
Ｃ₁₆＝２．００９７５８×１０^-37

８面
κ＝０
Ｃ₄＝７．１７５８５５×１０^-11 Ｃ₆＝３．７００７１７×１０^-16
Ｃ₈＝１．７３６４８９×１０^-21 Ｃ₁₀＝５．２４９３０８×１０^-27
Ｃ₁₂＝７．５３６６８７×１０^-32 Ｃ₁₄＝−３．５１７７７３×１０^-37
Ｃ₁₆＝２．９８８６６４×１０^-42

（条件式対応値）
ＰＤ＝１９１０．８ｍｍ
ＴＴ＝３４９３．２ｍｍ
Ｒ＝−０．１７０
（１）（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＝−３．２

【0054】

第２実施例の反射結像光学系では、波面収差のＲＭＳの最大値（最悪値）が０．０２００λ（λ：光の波長＝１３．５ｎｍ）であった。すなわち、第２実施例では、０．５３という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×１．３ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。また、第２実施例では、第１実施例と同様に、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に８ｍｍ以上の間隔が確保されている。第２実施例では、他の実施例と比較して明らかなように、全長ＴＴが比較的大きいが、極めて大きな像側開口数が確保されている。

【0055】

［第３実施例］
図６は、本実施形態の第３実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図６を参照すると、第３実施例の反射結像光学系６では、マスク４からの光が、第１反射鏡Ｍ１の凸面状の反射面、第２反射鏡Ｍ２の凹面状の反射面、第３反射鏡Ｍ３の凸面状の反射面、第４反射鏡Ｍ４の凹面状の反射面、第５反射鏡Ｍ５の凸面状の反射面、および第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像を形成する。第３実施例では、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置に開口絞りＡＳ（不図示）が配置されている。次の表（３）に、第３実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。

【0056】

表（３）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．４５
Ｙ０＝５３．７５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝１．５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 1092.802
1 2566.206 -702.769 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1097.252 704.985 （第２反射鏡Ｍ２）
3 375.946 -377.671 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1046.067 385.524 （第４反射鏡Ｍ４）
5 466.502 -595.107 （第５反射鏡Ｍ５）
6 925.366 1159.911 （第６反射鏡Ｍ６）
7 989.719 -212.563 （第７反射鏡Ｍ７）
8 307.146 251.018 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０
Ｃ₄＝１．２０５７７２×１０^-11 Ｃ₆＝−１．８７６１８５×１０^-16
Ｃ₈＝１．９８２９３３×１０^-21 Ｃ₁₀＝−１．５７４７４２×１０^-26
Ｃ₁₂＝８．７９７９９４×１０^-32 Ｃ₁₄＝−３．３２３４９４×１０^-37
Ｃ₁₆＝８．１０３９５６×１０^-43 Ｃ₁₈＝−１．１４７８５７×１０^-48
Ｃ₂₀＝７．１４７０５８×１０^-55

２面
κ＝０
Ｃ₄＝３．０８９２２０×１０^-12 Ｃ₆＝１．８６８６８４×１０^-18
Ｃ₈＝１．００９７５２×１０^-23 Ｃ₁₀＝−１．６９４２７３×１０^-29
Ｃ₁₂＝５．３４９２０３×１０^-35 Ｃ₁₄＝−９．９６１５５４×１０^-41
Ｃ₁₆＝１．５２９０４２×１０^-46 Ｃ₁₈＝−１．３７９８８４×１０^-52
Ｃ₂₀＝６．４２６０２０×１０^-59

３面
κ＝０
Ｃ₄＝６．７７３０３１×１０^-10 Ｃ₆＝１．０１３６７２×１０^-14
Ｃ₈＝３．０５０６６０×１０^-19 Ｃ₁₀＝−１．１２５３１１×１０^-23
Ｃ₁₂＝８．２５７９７４×１０^-28 Ｃ₁₄＝−３．１６６１５８×１０^-32
Ｃ₁₆＝７．６８２９５２×１０^-37 Ｃ₁₈＝−８．８０７８５９×１０^-42
Ｃ₂₀＝２．５８０４９１×１０^-47

４面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．８５９４０２×１０^-10 Ｃ₆＝−３．０００７９３×１０^-16
Ｃ₈＝１．４４８３３８×１０^-20 Ｃ₁₀＝４．４２１５５７×１０^-24
Ｃ₁₂＝−１．０２６６６９×１０^-27 Ｃ₁₄＝１．５８０１３６×１０^-31
Ｃ₁₆＝−１．４２４４６９×１０^-35 Ｃ₁₈＝６．９７９７１９×１０^-40
Ｃ₂₀＝−１．４３２２６３×１０^-44

５面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．１９６４０２×１０^-9 Ｃ₆＝−３．９５４５７９×１０^-15
Ｃ₈＝−１．６４８８３８×１０^-20 Ｃ₁₀＝−３．３９７０２９×１０^-26
Ｃ₁₂＝−５．３２５９８７×１０^-29 Ｃ₁₄＝５．２７４７７１×１０^-33
Ｃ₁₆＝−２．２７２３２２×１０^-37 Ｃ₁₈＝５．０１１７９４×１０^-42
Ｃ₂₀＝−４．５５１３８１×１０^-47

６面
κ＝０
Ｃ₄＝１．８６３２６７×１０^-12 Ｃ₆＝１．３２５２５３×１０^-17
Ｃ₈＝−７．７１６６４０×１０^-23 Ｃ₁₀＝５．７０３７７４×１０^-28
Ｃ₁₂＝−２．４９３１３７×１０^-33 Ｃ₁₄＝７．４５００８２×１０^-39
Ｃ₁₆＝−１．４０７４７４×１０^-44 Ｃ₁₈＝１．５４３８３２×１０^-50
Ｃ₂₀＝−７．２７５０８２×１０^-57

７面
κ＝０
Ｃ₄＝６．６０２３７２×１０^-9 Ｃ₆＝１．７８８７３２×１０^-13
Ｃ₈＝５．１２０５７３×１０^-18 Ｃ₁₀＝−３．５８０９０４×１０^-22
Ｃ₁₂＝２．６６１４９７×１０^-25 Ｃ₁₄＝−７．５８５３２０×１０^-29
Ｃ₁₆＝１．２７９９９０×１０^-32 Ｃ₁₈＝−１．１９５７８７×１０^-36
Ｃ₂₀＝４．８２４２９５×１０^-41

８面
κ＝０
Ｃ₄＝５．１９３０３８×１０^-10 Ｃ₆＝６．７２６４３５×１０^-15
Ｃ₈＝７．７２２６６３×１０^-20 Ｃ₁₀＝９．４８５０４８×１０^-25
Ｃ₁₂＝１．０７１１０２×１０^-29 Ｃ₁₄＝７．６９１１８２×１０^-35
Ｃ₁₆＝４．０３０３７７×１０^-39 Ｃ₁₈＝−３．５６０４２８×１０^-44
Ｃ₂₀＝７．７８６３１５×１０^-49

（条件式対応値）
ＰＤ＝１７５８．２ｍｍ
ＴＴ＝１７０６．１ｍｍ
Ｒ＝−０．１２０
（１）（ＰＤ／ＴＴ）／Ｒ＝−８．６

【0057】

第３実施例の反射結像光学系では、波面収差のＲＭＳの最大値（最悪値）が０．０１０７λ（λ：光の波長＝１３．５ｎｍ）であった。すなわち、第３実施例では、０．４５という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×１．５ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。また、第３実施例では、第１実施例および第２実施例と同様に、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に８ｍｍ以上の間隔が確保されている。第３実施例では、他の実施例と比較して明らかなように、全長ＴＴがかなり小さく抑えられている。

【0058】

上述の各実施例では、マスク４と、第２反射鏡Ｍ２との間の距離を長く設定できるため、斜入射ミラー３を容易に設置することができる。例えば、上述の各実施例におけるマスク４と第２反射鏡Ｍ２との間の距離Ｒ_M-M2は、マスク面とウェハ面との間の光軸に沿った距離（全長）ＴＴに対して、Ｒ_M-M2／ＴＴ＞０．１の条件を満たすことができる。

【0059】

また、上述の各実施例では、第４反射鏡Ｍ４に入射する光の入射角が、３０度以下となるようになっている。これによって、瞳位置における強度ムラを低減することができる。

【0060】

上述の各実施例では、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して、良好な結像性能および０．４５〜０．５３という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ７上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×１．３ｍｍ〜１．５ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。したがって、ウェハ７において、たとえば２６ｍｍ×３４ｍｍまたは２６ｍｍ×３７ｍｍの大きさを有する各露光領域に、マスク４のパターンを走査露光により０．１μｍ以下の高解像で転写することができる。

【0061】

なお、上述の各実施例では、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を例示的に用いているが、これに限定されることなく、例えば５〜４０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光や、他の適当な波長の光を使用する反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。

【0062】

また、上述の各実施例では、反射結像光学系６は、反射面の曲率中心が同一の軸上（光軸ＡＸ上）に配列される８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８を備えている。しかしながら、８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８のうちの少なくとも１つは、反射面の曲率中心が光軸ＡＸから外れるように設置されていても良い。また、上述の各実施例において、すべての反射鏡Ｍ１〜Ｍ８は、光軸ＡＸに関して無限回回転対称な面に沿って形成された反射面を有しているが、反射鏡Ｍ１〜Ｍ８のうちの少なくとも１つは、有限回（たとえば１回、２回、３回）回転対称な面に沿って形成された反射面を有していても良い。

【0063】

上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行っても良い。

【0064】

次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図７は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図７に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。

【0065】

ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを感光性基板としてパターンの転写を行う。

【0066】

なお、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源としてレーザプラズマＸ線源を用いているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光としてたとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光を用いることもできる。

【0067】

また、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。

【0068】

また、上述の実施形態では、マスクＭの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを動的に形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置として、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報や第２００９／０１２２３８１号公報に開示されている。

【0069】

また、上述の実施形態では、露光装置の投影光学系としての反射結像光学系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、一般に第１面上の所定領域の像を第２面上に形成する逆瞳タイプの反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１ レーザプラズマＸ線源
２ａ，２ｂ フライアイ光学系
３ 斜入射ミラー
４ マスク
５ マスクステージ
６ 反射結像光学系
７ ウェハ
８ ウェハステージ
ＩＬ 照明光学系
Ｇ１，Ｇ２ 反射光学系
Ｍ１〜Ｍ８ 反射鏡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】