JP2008304711A - Projection optical system, exposure device, and device manufacturing method - Google Patents

Projection optical system, exposure device, and device manufacturing method Download PDF

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JP2008304711A JP2007151867A JP2007151867A JP2008304711A JP 2008304711 A JP2008304711 A JP 2008304711A JP 2007151867 A JP2007151867 A JP 2007151867A JP 2007151867 A JP2007151867 A JP 2007151867A JP 2008304711 A JP2008304711 A JP 2008304711A
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Tomowaki Takahashi
友刀 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection optical system of six-mirror reflection type, which is capable of obtaining the image-side numerical aperture greater than, for example, 0.26 while securing imaging performance more satisfactory than a conventional one and restraining an increase in size of a reflecting mirror. <P>SOLUTION: The projection optical system that forms a reduced image on a first face (4) onto a second face (7) includes a first reflective imaging optical system G1 that forms an intermediate image on the first face, and a second reflective imaging optical system G2 that forms the final reduced image onto the second face. The first reflective imaging optical system G1 has a first concave reflecting mirror M1, a second convex reflecting mirror M2, a third convex reflecting mirror M3, and a fourth concave reflecting mirror M4. The second reflective imaging optical system G2 has a fifth convex reflecting mirror M5 and a sixth concave reflecting mirror M6. An aperture diaphragm AS is disposed in an optical path extending from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関し、例えばX線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X線投影露光装置に好適な反射型の投影光学系に関するものである。   The present invention relates to a projection optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. For example, the reflection type suitable for an X-ray projection exposure apparatus that transfers a circuit pattern on a mask onto a photosensitive substrate by a mirror projection method using X-rays. This relates to a projection optical system.

従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置として、X線を用いた露光装置が注目されている。露光光としてX線を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がなくなるため、反射型のマスクを用いるとともに、反射型の投影光学系を用いることになる。   Conventionally, an exposure apparatus using X-rays has attracted attention as an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor elements and the like. When X-rays are used as the exposure light, there are no transmissive optical materials and refractive optical materials that can be used, so that a reflective mask and a reflective projection optical system are used.

従来、露光光としてX線を用いる露光装置に適用可能な投影光学系として、たとえば米国特許第5,815,310号明細書(特開平9−211322号公報に対応)、および
米国特許第6,183,095B1号明細書には、6枚の反射鏡からなる6枚ミラー反射型光学系が提案されている。
Conventionally, as a projection optical system applicable to an exposure apparatus using X-rays as exposure light, for example, US Pat. No. 5,815,310 (corresponding to JP-A-9-212322) and US Pat. No. 183,095B1 proposes a six-mirror reflective optical system composed of six reflecting mirrors.

米国特許第5,815,310号明細書US Pat. No. 5,815,310 米国特許第6,183,095B1号明細書US Pat. No. 6,183,095B1

特許文献1および特許文献2の第1実施例に開示された従来の6枚ミラー反射型の投影光学系では像側開口数NAが0.25であるが、高解像度の達成のために、さらに良好な結像性能を確保しつつ像側開口数NAをさらに増大させることが要望されている。   In the conventional six-mirror reflection type projection optical system disclosed in the first embodiment of Patent Document 1 and Patent Document 2, the image-side numerical aperture NA is 0.25, but in order to achieve high resolution, There is a demand for further increasing the image-side numerical aperture NA while ensuring good imaging performance.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも良好な結像性能を確保し且つ反射鏡の大型化を抑えつつ、例えば0.26よりも大きな像側開口数を確保することのできる6枚ミラー反射型の投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、たとえば露光光としてX線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のできる露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and ensures an image-side numerical aperture larger than 0.26, for example, while ensuring better imaging performance than before and suppressing an increase in the size of the reflecting mirror. An object of the present invention is to provide a six-mirror reflection type projection optical system capable of performing the above. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus that can secure a large resolving power using, for example, X-rays as exposure light and perform projection exposure with high resolution by applying the projection optical system of the present invention to the exposure apparatus. And

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、6つの反射鏡を備え、第1面の縮小像を第2面上に形成する投影光学系において、
前記第1面からの光に基づいて前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系G1と、前記中間像からの光に基づいて前記縮小像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系G2とを備え、
前記第1反射結像光学系G1は、前記第1面からの光の入射順に、凹面状の反射面を有する第1反射鏡M1と、凸面状の反射面を有する第2反射鏡M2と、凸面状の反射面を有する第3反射鏡M3と、凹面状の反射面を有する第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系G2は、前記中間像からの光の入射順に、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とを有し、
前記第2反射鏡M2から前記第3反射鏡M3へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
前記第5反射鏡M5の反射面から前記第6反射鏡M6の反射面までの光軸に沿った距離をD56とし、前記第1面と前記第2面との間の軸上間隔をTTとするとき、
0.33<D56/TT<0.52
の条件を満足する投影光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the projection optical system that includes six reflecting mirrors and forms a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system G1 for forming an intermediate image of the first surface based on light from the first surface; and a reduced image on the second surface based on light from the intermediate image. A second reflective imaging optical system G2 for forming
The first reflective imaging optical system G1 includes a first reflecting mirror M1 having a concave reflecting surface and a second reflecting mirror M2 having a convex reflecting surface in the order of incidence of light from the first surface. A third reflecting mirror M3 having a convex reflecting surface and a fourth reflecting mirror M4 having a concave reflecting surface;
The second reflective imaging optical system G2 includes a fifth reflecting mirror M5 having a convex reflecting surface and a sixth reflecting mirror M6 having a concave reflecting surface in the order of incidence of light from the intermediate image. And
An aperture stop is provided in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3;
The distance along the optical axis from the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 to the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 is D56, and the on-axis distance between the first surface and the second surface is TT. and when,
0.33 <D56 / TT <0.52
A projection optical system that satisfies the above conditions is provided.

本発明の第2形態では、前記第1面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクのパターンを前記第2面に設定された感光性基板上へ投影するための第1形態の投影光学系とを備えている露光装置を提供する。   In the second aspect of the present invention, an illumination system for illuminating the mask set on the first surface, and a first for projecting the mask pattern onto the photosensitive substrate set on the second surface. There is provided an exposure apparatus comprising a projection optical system of the form.

本発明の第3形態では、第2形態の露光装置を用いて前記マスク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デバイス製造方法を提供する。   The third aspect of the present invention includes an exposure step of exposing the photosensitive substrate with the pattern of the mask using the exposure apparatus of the second aspect, and a development step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step. A device manufacturing method is provided.

本発明の実施形態では、6枚ミラー反射型で2回結像型の投影光学系において、第2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中に開口絞りを設けるとともに、第5反射鏡M5の反射面から第6反射鏡M6の反射面までの光軸に沿った距離が所要の条件式を満たすように設定している。その結果、本発明の実施形態にかかる投影光学系では、従来よりも良好な結像性能を確保し且つ反射鏡の大型化を抑えつつ、例えば0.26よりも大きな像側開口数を確保することができる。   In the embodiment of the present invention, an aperture stop is provided in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3 in the six-mirror reflecting and twice-imaging type projection optical system, and the fifth reflecting mirror is provided. The distance along the optical axis from the reflecting surface of M5 to the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 is set so as to satisfy a required conditional expression. As a result, in the projection optical system according to the embodiment of the present invention, an image-side numerical aperture greater than, for example, 0.26 is secured while ensuring better imaging performance than before and suppressing an increase in the size of the reflecting mirror. be able to.

また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、露光光としてX線を使用することができる。この場合、投影光学系に対してマスク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。   Further, by applying the projection optical system of the present invention to an exposure apparatus, X-rays can be used as exposure light. In this case, the mask and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed on the photosensitive substrate with high resolution. As a result, a highly accurate device can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.

本発明の実施形態にかかる投影光学系は、6つの反射鏡M1〜M6を備え、第1面(物体面)からの光が、第1反射結像光学系G1を介して、第1面の中間像を形成する。第1反射結像光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第2反射結像光学系G2を介して、第1面の最終縮小像(中間像の像)を第2面(像面)上に形成する。すなわち、第1面の中間像が、第1反射結像光学系G1と第2反射結像光学系G2との間の光路中に形成される。   The projection optical system according to the embodiment of the present invention includes six reflecting mirrors M1 to M6, and light from the first surface (object surface) is reflected on the first surface via the first reflective imaging optical system G1. An intermediate image is formed. The light from the intermediate image formed via the first reflective imaging optical system G1 passes through the second reflective imaging optical system G2 to convert the final reduced image (intermediate image) of the first surface to the second surface. Formed on (image plane). That is, an intermediate image of the first surface is formed in the optical path between the first reflective imaging optical system G1 and the second reflective imaging optical system G2.

第1反射結像光学系G1は、第1面からの光の入射順に、第1凹面反射鏡M1と、第2凸面反射鏡M2と、第3凸面反射鏡M3と、第4凹面反射鏡M4とを有する。第2反射結像光学系G2は、中間像からの光の入射順に、第5凸面反射鏡M5と、第6凹面反射鏡M6とを有する。第2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中に、開口絞りASが設けられている。   The first reflective imaging optical system G1 includes a first concave reflecting mirror M1, a second convex reflecting mirror M2, a third convex reflecting mirror M3, and a fourth concave reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface. And have. The second reflective imaging optical system G2 includes a fifth convex reflecting mirror M5 and a sixth concave reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the intermediate image. An aperture stop AS is provided in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3.

本発明の投影光学系では、上述のような6枚ミラー反射型で2回結像型の基本構成において、次の条件式(1)を満足する。条件式(1)において、D56は第5反射鏡M5の反射面から第6反射鏡M6の反射面までの光軸に沿った距離であり、TTは第1面と第2面との間の軸上間隔(すなわち物像間距離)である。
0.33<D56/TT<0.52 (1)
In the projection optical system of the present invention, the following conditional expression (1) is satisfied in the basic configuration of the six-mirror reflection type and double-imaging type as described above. In conditional expression (1), D56 is the distance along the optical axis from the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 to the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6, and TT is between the first surface and the second surface. This is the on-axis interval (ie, the distance between object images).
0.33 <D56 / TT <0.52 (1)

条件式(1)の上限値を上回ると、距離D56が大きくなり過ぎて、光学系が光軸方向(光軸に沿った方向)に大型化してしまう。条件式(1)の下限値を下回ると、距離D56が小さくなり過ぎて、特に第5反射鏡M5の反射面および第6反射鏡M6の反射面への光線の最大入射角を小さく抑えることが困難になり、これらの反射面で発生する収差を抑制することが困難になるため、結像性能が低下し易い。   If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the distance D56 becomes too large, and the optical system becomes large in the optical axis direction (direction along the optical axis). If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the distance D56 becomes too small, and in particular, the maximum incident angle of light rays on the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 and the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 can be kept small. Since it becomes difficult and it becomes difficult to suppress the aberration which generate | occur | produces in these reflective surfaces, imaging performance tends to fall.

換言すれば、上述のような6枚ミラー反射型で2回結像型の基本構成において条件式(1)を満足することにより、特に第5反射鏡M5の反射面および第6反射鏡M6の反射面で発生する収差を小さく抑えて、従来よりも良好な結像性能を確保し且つ反射鏡の大型化を抑えつつ、例えば0.26よりも大きな像側開口数を確保することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(1)の上限値を0.45に設定することが好ましい。また、条件式(1)の下限値を0.36に設定することが好ましい。   In other words, by satisfying the conditional expression (1) in the basic structure of the six-mirror reflection type and the double-imaging type as described above, in particular, the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 and the sixth reflecting mirror M6 For example, an image-side numerical aperture larger than 0.26 can be ensured while suppressing the aberration generated on the reflecting surface to ensure better imaging performance than before and suppressing the enlargement of the reflecting mirror. In addition, in order to exhibit the effect of this invention still more favorably, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (1) to 0.45. Moreover, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to 0.36.

以下、本発明の特徴的構成および作用をさらに詳細に説明する。本発明の投影光学系では、第1面の縮小像を第2面上に2回結像で形成する構成を採用しているので、歪曲収差(ディストーション)の補正を良好に行うことができる。また、第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間の光路中に開口絞りASを配置しているので、例えば第2反射鏡M2の反射面上に開口絞りASを配置する構成に比して、光線の入射角が大きくなりがちな第3反射鏡M3への光線の入射角を小さく抑えることができ、収差の補正および反射膜の形成に有利である。   Hereinafter, the characteristic configuration and operation of the present invention will be described in more detail. The projection optical system of the present invention employs a configuration in which the reduced image of the first surface is formed twice on the second surface, so that distortion (distortion) can be corrected satisfactorily. Further, since the aperture stop AS is arranged in the optical path between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3, for example, compared with a configuration in which the aperture stop AS is arranged on the reflecting surface of the second reflecting mirror M2. Thus, the incident angle of the light beam on the third reflecting mirror M3, which tends to increase the incident angle of the light beam, can be suppressed to be small, which is advantageous for correcting aberrations and forming a reflective film.

通常、上述のような6枚ミラー反射型の投影光学系では、光束の干渉を避けるために、開口絞りを反射鏡の反射面上またはその直前に配置するのが一般的である。その場合、開口絞りの配置に関する自由度がなく、その位置が限定されるので、上コマ(図4、図6のおけるメリディオナルコマ収差のうち図中右側の部分)と、下コマ(図4、図6におけるメリディオナルコマ収差のうち図中左側の部分)との収差のバランスがとり難くなる。   In general, in the six-mirror reflection type projection optical system as described above, in order to avoid interference of light beams, it is common to arrange an aperture stop on or just before the reflection surface of the reflection mirror. In this case, there is no degree of freedom regarding the arrangement of the aperture stop, and the position thereof is limited. Therefore, the upper coma (the right part of the meridional coma aberration in FIGS. 4 and 6) and the lower coma (FIG. 4. It becomes difficult to balance the aberration with the left portion of the meridional coma aberration in FIG.

これに対し、本発明では、第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間の光路中において、第2反射鏡M2にも第3反射鏡M3にも近づき過ぎないような所要の位置に開口絞りASを自由に配置することにより、上コマと下コマとの収差のバランスがとり易くなり、良好な像性能を得ることができる。また、開口絞りASを挟む一対の反射鏡M2およびM3をともに凸面反射鏡とし、第1反射結像光学系G1における屈折力配置を開口絞りASに関して対称に設定しているので、上コマと下コマとの収差のバランスがさらに取り易くなっている。   On the other hand, in the present invention, in the optical path between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3, it is at a required position so as not to be too close to the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3. By freely disposing the aperture stop AS, it becomes easy to balance the aberrations of the upper and lower frames, and good image performance can be obtained. In addition, since the pair of reflecting mirrors M2 and M3 sandwiching the aperture stop AS are both convex reflecting mirrors, and the refractive power arrangement in the first reflective imaging optical system G1 is set symmetrically with respect to the aperture stop AS, It is easier to balance the aberration with the coma.

一般に、第1反射鏡M1と第2反射鏡M2との間あるいは第2反射鏡M2の反射面上に開口絞りを配置すると、第3反射鏡M3の後に配置される第4反射鏡M4の反射面上の光束の位置が光軸から離れるため、第4反射鏡M4の有効径が大きくなり過ぎることになる。本発明では、第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間の所要の位置に開口絞りASを自由に配置することができるので、開口数の高い光学系にも拘わらず、物体側での光束の広がりを抑えることが可能になり、ひいては第4反射鏡M4の径方向の大型化を防ぐことが可能になる。本発明では、上述のような構成を採用することにより、反射鏡の最大有効径をできるだけ小さく抑えるとともに、有効な結像光束を遮ることなく各反射鏡M1〜M6および開口絞りASを適切に配置することができる。   Generally, when an aperture stop is disposed between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 or on the reflecting surface of the second reflecting mirror M2, the reflection of the fourth reflecting mirror M4 disposed after the third reflecting mirror M3. Since the position of the light beam on the surface is away from the optical axis, the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4 becomes too large. In the present invention, the aperture stop AS can be freely arranged at a required position between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3. It is possible to suppress the spread of the light flux of the fourth reflecting mirror M4, and as a result, it is possible to prevent the fourth reflecting mirror M4 from being enlarged in the radial direction. In the present invention, by adopting the above-described configuration, the maximum effective diameter of the reflecting mirror is suppressed as small as possible, and each of the reflecting mirrors M1 to M6 and the aperture stop AS are appropriately arranged without blocking an effective imaging light beam. can do.

以上のように、本発明の投影光学系では、第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間の光路中に開口絞りASを配置しているので、光線の入射角が大きくなりがちな第3反射鏡M3への光線の入射角を小さく抑えることができる。その結果、特に第3反射鏡M3の反射面を形成する反射多層膜において、反射ムラが発生しにくく且つ十分に高い反射率を得ることができるので、X線に対しても良好な反射特性を確保することができる。また、第3反射鏡M3への光線の入射角を小さく抑えることにより、有効径が大きくなりがちな第4反射鏡M4の有効径を小さく抑えることができる。すなわち、本発明の投影光学系では、X線に対しても良好な反射特性を確保し、反射鏡の大型化を抑えつつ、収差補正を良好に行うことができる。   As described above, in the projection optical system of the present invention, the aperture stop AS is disposed in the optical path between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3, so that the incident angle of the light beam tends to be large. The incident angle of the light beam on the third reflecting mirror M3 can be kept small. As a result, particularly in the reflective multilayer film that forms the reflective surface of the third reflector M3, reflection unevenness is unlikely to occur and a sufficiently high reflectivity can be obtained. Can be secured. Further, by suppressing the incident angle of the light beam to the third reflecting mirror M3, the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4, whose effective diameter tends to be large, can be suppressed small. That is, in the projection optical system of the present invention, it is possible to satisfactorily correct aberrations while ensuring good reflection characteristics for X-rays and suppressing an increase in the size of the reflecting mirror.

なお、本発明の投影光学系では、第2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中において、開口絞りASの位置決めをする際、第1反射鏡M1の径と第4反射鏡M4の径との比にほぼ近くなるように、第2反射鏡M2から開口絞りまでの距離と、開口絞りから第3反射鏡M3までの距離との比を採るようにすることが好ましい。この構成により、上側コマと下側コマの発生を、バランス良くコントロールする事が出来、収差を良く補正する事が出来るのである。   In the projection optical system of the present invention, when the aperture stop AS is positioned in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3, the diameter of the first reflecting mirror M1 and the fourth reflecting mirror M4 are adjusted. It is preferable to take a ratio of the distance from the second reflecting mirror M2 to the aperture stop and the distance from the aperture stop to the third reflecting mirror M3 so as to be substantially close to the ratio to the diameter. With this configuration, the occurrence of the upper and lower frames can be controlled in a well-balanced manner, and aberrations can be corrected well.

また、本発明の投影光学系では、第6反射鏡M6の反射面の中心曲率半径(頂点曲率半径)の絶対値RM6が、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
470mm<RM6 (2)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the absolute value RM6 of the center curvature radius (vertex curvature radius) of the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 satisfies the following conditional expression (2).
470mm <RM6 (2)

条件式(2)の下限値を下回ると、第6反射鏡M6の反射面の中心曲率が大きくなり過ぎて、第6反射鏡M6の反射面で発生する収差を抑制することが困難になるので好ましくない。換言すれば、条件式(1)を満足する程度に第5反射鏡M5と第6反射鏡M6との間隔D56を大きく確保することにより、条件式(2)を満足することが可能なり、第6反射鏡M6の反射面で発生する収差を小さく抑えて、良好な結像性能を確保することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(2)の下限値を480mmに設定することが好ましい。   If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the central curvature of the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 becomes too large, and it becomes difficult to suppress the aberration that occurs on the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6. It is not preferable. In other words, it is possible to satisfy the conditional expression (2) by ensuring a large distance D56 between the fifth reflecting mirror M5 and the sixth reflecting mirror M6 to the extent that the conditional expression (1) is satisfied. The aberration generated on the reflecting surface of the six reflecting mirror M6 can be suppressed to be small, and good imaging performance can be ensured. In order to achieve the effect of the present invention more satisfactorily, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2) to 480 mm.

また、本発明の投影光学系では、次の条件式(3)を満足することが好ましい。条件式(3)において、φM4は第4反射鏡M4の有効径(直径)であり、Y0は第2面における最大像高であり、NAは第2面側(像側)の開口数である。ここで、第4反射鏡M4の有効径φM4は、第4反射鏡M4の反射領域(使用領域)に外接する、光軸を中心とした円の直径である。
φM4/(Y0×NA)<68.0 (3)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied. In conditional expression (3), φM4 is the effective diameter (diameter) of the fourth reflecting mirror M4, Y0 is the maximum image height on the second surface, and NA is the numerical aperture on the second surface side (image side). . Here, the effective diameter φM4 of the fourth reflecting mirror M4 is the diameter of a circle around the optical axis that circumscribes the reflecting area (use area) of the fourth reflecting mirror M4.
φM4 / (Y0 × NA) <68.0 (3)

条件式(3)の上限値を上回ると、最も大きな反射鏡である第4反射鏡M4の有効径φM4が大きくなり過ぎて、光学系が径方向(光軸と直交する方向)に大型化するので好ましくない。換言すれば、条件式(3)を満足することにより、第4反射鏡M4の有効径φM4を小さく抑えて、光学系を径方向に小型化することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(3)の上限値を66.0に設定することが好ましい。   If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the effective diameter φM4 of the fourth reflecting mirror M4, which is the largest reflecting mirror, becomes too large, and the optical system becomes larger in the radial direction (direction perpendicular to the optical axis). Therefore, it is not preferable. In other words, by satisfying conditional expression (3), the effective diameter φM4 of the fourth reflecting mirror M4 can be kept small, and the optical system can be downsized in the radial direction. In order to achieve the effect of the present invention more satisfactorily, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (3) to 66.0.

また、本発明の投影光学系では、次の条件式(4)を満足することが好ましい。条件式(4)において、RM4は第4反射鏡M4の反射面の中心曲率半径(頂点曲率半径)の絶対値である。また、上述したように、φM4は第4反射鏡M4の有効径であり、NAは像側開口数である。
φM4/(RM4×NA)<4.3 (4)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (4) is satisfied. In conditional expression (4), RM4 is the absolute value of the center curvature radius (vertex curvature radius) of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4. As described above, φM4 is the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4, and NA is the image-side numerical aperture.
φM4 / (RM4 × NA) <4.3 (4)

条件式(4)の上限値を上回ると、最も大きな反射鏡である第4反射鏡M4の有効径φM4が大きくなり過ぎて、光学系が径方向に大型化するので好ましくない。換言すれば、条件式(4)を満足することにより、第4反射鏡M4の有効径φM4を小さく抑えて、光学系を径方向に小型化することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(4)の上限値を4.0に設定することが好ましい。   Exceeding the upper limit value of conditional expression (4) is not preferable because the effective diameter φM4 of the fourth reflecting mirror M4, which is the largest reflecting mirror, becomes too large and the optical system becomes larger in the radial direction. In other words, by satisfying conditional expression (4), the effective diameter φM4 of the fourth reflecting mirror M4 can be kept small, and the optical system can be downsized in the radial direction. In order to achieve the effect of the present invention more satisfactorily, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (4) to 4.0.

また、本発明の投影光学系では、次の条件式(5)を満足することが好ましい。条件式(5)において、TTは上述したように物像間距離であり、Y0は上述したように最大像高である。
TT/Y0<32.0 (5)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (5) is satisfied. In conditional expression (5), TT is the distance between the object images as described above, and Y0 is the maximum image height as described above.
TT / Y0 <32.0 (5)

条件式(5)の上限値を上回ると、光学系の全長が大きくなり過ぎて、光学系が光軸方向に大型化するので好ましくない。換言すれば、条件式(5)を満足することにより、光学系の全長を小さく抑えて、光学系を光軸方向に小型化することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(5)の上限値を3.1に設定することが好ましい。   Exceeding the upper limit value of conditional expression (5) is not preferable because the total length of the optical system becomes too large and the optical system becomes larger in the optical axis direction. In other words, by satisfying conditional expression (5), the total length of the optical system can be kept small, and the optical system can be downsized in the optical axis direction. In addition, in order to exhibit the effect of this invention still more favorably, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (5) to 3.1.

また、本発明の投影光学系では、次の条件式(6)を満足することが好ましい。条件式(6)において、TTは上述したように物像間距離であり、RM4は上述したように第4反射鏡M4の反射面の中心曲率半径の絶対値である。
TT/RM4<2.1 (6)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (6) is satisfied. In conditional expression (6), TT is the distance between the object images as described above, and RM4 is the absolute value of the center curvature radius of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 as described above.
TT / RM4 <2.1 (6)

条件式(6)の上限値を上回ると、光学系の全長が大きくなり過ぎて、光学系が光軸方向に大型化するので好ましくない。換言すれば、条件式(6)を満足することにより、光学系の全長を小さく抑えて、光学系を光軸方向に小型化することができる。なお、本発明の効果を更に良好に発揮するには、条件式(6)の上限値を1.9に設定することが好ましい。   Exceeding the upper limit of conditional expression (6) is not preferable because the total length of the optical system becomes too large and the optical system becomes larger in the optical axis direction. In other words, by satisfying conditional expression (6), the total length of the optical system can be kept small, and the optical system can be downsized in the optical axis direction. In order to achieve the effect of the present invention more satisfactorily, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (6) to 1.9.

また、本発明の投影光学系では、第1面上の投影視野における中心物体高の位置から各反射鏡M1〜M6の反射面へ入射する主光線の入射角の最大値Aが、次の条件式(7)を満足することが好ましい。ここで、主光線の反射面への入射角は、主光線の入射位置における反射面の法線に対する主光線の角度の絶対値として定義される。
A<35° (7)
In the projection optical system of the present invention, the maximum value A of the incident angle of the principal ray incident on the reflecting surface of each of the reflecting mirrors M1 to M6 from the position of the central object height in the projection field on the first surface is the following condition: It is preferable to satisfy Formula (7). Here, the incident angle of the principal ray to the reflecting surface is defined as the absolute value of the angle of the principal ray with respect to the normal of the reflecting surface at the incident position of the principal ray.
A <35 ° (7)

条件式(7)の上限値を上回ると、反射鏡の反射面を形成する反射多層膜への光線の最大入射角Aが大きくなり過ぎて、反射ムラが発生し易くなり且つ十分に高い反射率を得ることができなくなるので好ましくない。   If the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the maximum incident angle A of the light beam on the reflective multilayer film that forms the reflective surface of the reflector becomes too large, and uneven reflection tends to occur and a sufficiently high reflectance. Is not preferable because it cannot be obtained.

また、本発明の投影光学系では、第1面上の投影視野における中心物体高の位置から第1反射鏡M1の反射面へ入射する主光線の光軸に対する傾きαが、次の条件式(8)を満足することが望ましい。
|α|<10° (8)
In the projection optical system of the present invention, the inclination α with respect to the optical axis of the principal ray incident on the reflecting surface of the first reflecting mirror M1 from the position of the central object height in the projection field on the first surface is expressed by the following conditional expression ( It is desirable to satisfy 8).
| Α | <10 ° (8)

条件式(8)の上限値を上回ると、第1面に反射マスクを設置した場合に、反射した光束が吸収体のパターンにより遮られる影響が大きくなり過ぎるので好ましくない。ただし、主光線の傾きαをあまり小さくすると、第1面に反射マスクを設置した場合に、反射マスクへの入射光と反射光とを分離することが困難になる。   Exceeding the upper limit value of conditional expression (8) is not preferable because when the reflection mask is provided on the first surface, the influence of the reflected light beam being blocked by the absorber pattern becomes too great. However, if the inclination α of the principal ray is made too small, it becomes difficult to separate the incident light and the reflected light from the reflection mask when the reflection mask is installed on the first surface.

また、本発明の投影光学系では、各反射鏡M1〜M6の有効径(直径)の最大値φMが、次の条件式(9)を満足することが好ましい。ここで、各反射鏡の有効径の最大値φMは、光軸から最も離れた反射領域(使用領域)を有する反射鏡(最も大きい反射鏡)において光軸を中心として当該反射領域に外接する円の直径である。
φM≦700mm (9)
In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the maximum value φM of the effective diameters (diameters) of the reflecting mirrors M1 to M6 satisfy the following conditional expression (9). Here, the maximum value φM of the effective diameter of each reflecting mirror is a circle circumscribing the reflecting area around the optical axis in the reflecting mirror (the largest reflecting mirror) having the reflecting area (usage area) farthest from the optical axis. Is the diameter.
φM ≦ 700mm (9)

条件式(9)の上限値を上回ると、最も大きい反射鏡の有効径φMが大きくなりすぎて、光学系が径方向に大型化するので好ましくない。換言すれば、条件式(9)を満足することにより、最も大きい反射鏡の有効径φMを小さく抑えて、光学系を径方向に小型化することができる。   Exceeding the upper limit value of conditional expression (9) is not preferable because the effective diameter φM of the largest reflecting mirror becomes too large and the optical system becomes larger in the radial direction. In other words, by satisfying conditional expression (9), the effective diameter φM of the largest reflecting mirror can be kept small, and the optical system can be downsized in the radial direction.

また、本発明の投影光学系では、各反射鏡M1〜M6の反射面が光軸に関して回転対称な非球面状に形成され、各反射面を規定する非球面の最大次数は10次以上であることが好ましい。このように高次の非球面を導入することにより、収差を良好に補正して光学性能を向上させることができる。なお、最大次数を18次以上に設定することにより、さらに複雑で細やかな非球面形状を表現することができ、ひいては十分な収差補正が可能になる。   In the projection optical system of the present invention, the reflecting surfaces of the reflecting mirrors M1 to M6 are formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the maximum order of the aspherical surface that defines each reflecting surface is 10th or higher. It is preferable. By introducing a higher-order aspherical surface in this way, aberration can be corrected well and optical performance can be improved. By setting the maximum order to 18 or more, a more complicated and fine aspherical shape can be expressed, and sufficient aberration correction can be achieved.

また、本発明の投影光学系は、像側(第2面側)にほぼテレセントリックな光学系であることが好ましい。この構成により、たとえば露光装置に適用される場合、投影光学系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る。   The projection optical system of the present invention is preferably an optical system that is substantially telecentric on the image side (second surface side). With this configuration, for example, when applied to an exposure apparatus, it is possible to form a good image even if the wafer is uneven within the depth of focus of the projection optical system.

ところで、本発明の投影光学系では、中間像が第4反射鏡M4と第5反射鏡M5の間の光路中に形成されるが、収差などの影響により鮮明な中間像が形成されるわけではない。鮮明な中間像が形成される必要はなく、最終像を第2面上に鮮明に結像させることが目的である。仮に中間像の形成位置の付近にゴミが存在しても、中間像が鮮明に結像しない場合には第2面上のゴミの像も大きくぼける傾向になるため、むしろ中間像が鮮明に結像しない方が望ましい。但し、中間像が反射鏡の反射面の極近傍に形成される場合には、その反射鏡の鏡面上の微細構造や付着ゴミなどの像が第2面において投影像と重なる恐れがあるとともに、その反射鏡のパーシャル径(反射鏡の反射面上での光束の有効径)が小さくなり過ぎて製造公差の点で問題になり易くなる。そのため、各反射鏡の反射面からある程度離れた位置に中間像が形成されるように構成しなければならない。   By the way, in the projection optical system of the present invention, an intermediate image is formed in the optical path between the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror M5, but a clear intermediate image is not formed due to the influence of aberration or the like. Absent. It is not necessary to form a clear intermediate image, and the purpose is to form the final image clearly on the second surface. Even if dust exists near the formation position of the intermediate image, if the intermediate image does not form a clear image, the dust image on the second surface tends to be greatly blurred. It is better not to image. However, when the intermediate image is formed in the very vicinity of the reflecting surface of the reflecting mirror, there is a possibility that an image such as a fine structure or adhering dust on the mirror surface of the reflecting mirror overlaps with the projected image on the second surface, The partial diameter of the reflecting mirror (the effective diameter of the light beam on the reflecting surface of the reflecting mirror) becomes too small, which tends to cause a problem in terms of manufacturing tolerances. Therefore, an intermediate image must be formed at a position somewhat away from the reflecting surface of each reflecting mirror.

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、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。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the arc-shaped effective imaging region formed on the wafer and the optical axis. In FIG. 1, the Z axis along the optical axis direction of the projection optical system, that is, the normal direction of the wafer as the photosensitive substrate, the Y axis in the direction parallel to the paper surface of FIG. The X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

図1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X線源1を備えている。なお、X線源としては、放電プラズマ光源や他のX線源を用いることが可能である。X線源1から射出された光は、波長選択フィルタ2を介して、照明光学系3に入射する。ここで、波長選択フィルタ2は、X線源1が供給する光から、所定波長(13.5nm)のX線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2を透過したX線は、複数の反射鏡から構成された照明光学系3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4を照明する。なお、波長選択フィルタ2は必須のものではなく、反射鏡に形成された波長選択膜を使う等、他の形態の波長選択手段を使用してもよい。また、波長選択フィルタ2及び波長選択手段そのものを配置しなくてもよい。   The exposure apparatus shown in FIG. 1 includes, for example, a laser plasma X-ray source 1 as a light source for supplying exposure light. As the X-ray source, a discharge plasma light source or other X-ray sources can be used. The light emitted from the X-ray source 1 enters the illumination optical system 3 via the wavelength selection filter 2. Here, the wavelength selection filter 2 has a characteristic of selectively transmitting only X-rays having a predetermined wavelength (13.5 nm) from light supplied from the X-ray source 1 and blocking transmission of other wavelength light. The X-rays transmitted through the wavelength selection filter 2 illuminate the reflective mask 4 on which the pattern to be transferred is formed via the illumination optical system 3 composed of a plurality of reflecting mirrors. The wavelength selection filter 2 is not essential, and other forms of wavelength selection means such as a wavelength selection film formed on a reflecting mirror may be used. Further, the wavelength selection filter 2 and the wavelength selection unit itself may not be arranged.

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。そして、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により計測されるように構成されている。マスク4上には、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、反射型の投影光学系6を介して、感光性基板であるウェハ7上にマスクパターンの像を形成する。   The mask 4 is held by a mask stage 5 that can move along the Y direction so that its pattern surface extends along the XY plane. The movement of the mask stage 5 is configured to be measured by a laser interferometer (not shown). On the mask 4, an arcuate illumination region that is symmetrical with respect to the Y axis is formed. The illuminated light from the mask 4 forms an image of a mask pattern on a wafer 7 which is a photosensitive substrate via a reflective projection optical system 6.

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φ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が設定されている。こうして、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。   That is, on the wafer 7, as shown in FIG. 2, an arc-shaped effective image formation region symmetric with respect to the Y axis is formed. Referring to FIG. 2, in a circular area (image circle) IF having a radius φ centered on the optical axis AX, the length in the X direction is LX and the length in the Y direction so as to contact the image circle IF. An arc-shaped effective imaging region ER with LY is set. Thus, the arc-shaped effective imaging region ER is a part of a ring-shaped region centered on the optical axis AX, and the length LY is in a direction connecting the center of the arc-shaped effective imaging region ER and the optical axis. This is the width dimension of the effective imaging region ER along.

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。なお、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8をY方向に沿って移動させながら、すなわち投影光学系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。   The wafer 7 is held by a wafer stage 8 that can move two-dimensionally along the X and Y directions such that the exposure surface extends along the XY plane. The movement of the wafer stage 8 is configured to be measured by a laser interferometer (not shown) as in the mask stage 5. Thus, scanning exposure (scanning exposure) is performed while the mask stage 5 and the wafer stage 8 are moved along the Y direction, that is, while the mask 4 and the wafer 7 are moved relative to the projection optical system 6 along the Y direction. As a result, the pattern of the mask 4 is transferred to one exposure area of the wafer 7.

このとき、投影光学系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。以下、第1実施例および第2実施例を参照して、投影光学系6の具体的な構成について説明する。   At this time, when the projection magnification (transfer magnification) of the projection optical system 6 is 1/4, the scanning speed is set by setting the moving speed of the wafer stage 8 to 1/4 of the moving speed of the mask stage 5. Further, by repeating the scanning exposure while moving the wafer stage 8 two-dimensionally along the X direction and the Y direction, the pattern of the mask 4 is sequentially transferred to each exposure region of the wafer 7. The specific configuration of the projection optical system 6 will be described below with reference to the first and second examples.

各実施例において、投影光学系6は、マスク4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上に形成するための第2反射結像光学系G2とにより構成されている。すなわち、マスクパターンの中間像は、第1反射結像光学系G1と第2反射結像光学系G2との間の光路中に形成される。   In each embodiment, the projection optical system 6 includes a first reflection imaging optical system G1 for forming an intermediate image of the pattern of the mask 4 and a final reduced image (intermediate image) of the pattern of the mask 4 on the wafer 7. The second reflective imaging optical system G2 is formed on the top. That is, the intermediate image of the mask pattern is formed in the optical path between the first reflective imaging optical system G1 and the second reflective imaging optical system G2.

第1反射結像光学系G1は4つの反射鏡M1,M2,M3およびM4により構成され、第2反射結像光学系G2は2つの反射鏡M5およびM6により構成されている。なお、各実施例において、すべての反射鏡M1〜M6の反射面が、光軸に関して回転対称な非球面状に形成されている。また、各実施例において、投影光学系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。   The first reflective imaging optical system G1 is constituted by four reflecting mirrors M1, M2, M3 and M4, and the second reflective imaging optical system G2 is constituted by two reflecting mirrors M5 and M6. In each embodiment, the reflecting surfaces of all the reflecting mirrors M1 to M6 are formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis. In each embodiment, the projection optical system 6 is an optical system that is substantially telecentric on the wafer side (image side).

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Cnとしたとき、以下の数式(a)で表される。 In each embodiment, the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is y, and the distance (sag amount) along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspheric surface to the position on the aspheric surface at height y. ) Is z, the apex radius of curvature is r, the conic coefficient is κ, and the nth-order aspheric coefficient is C n , it is expressed by the following formula (a).

z=(y2/r)/{1+{1−(1+κ)・y2/r21/2
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+C12・y12
+C14・y14+C16・y16+C18・y18+C20・y20 (a)
z = (y 2 / r) / {1+ {1- (1 + κ) · y 2 / r 2 } 1/2 }
+ C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 + C 10 · y 10 + C 12 · y 12
+ C 14 · y 14 + C 16 · y 16 + C 18 · y 18 + C 20 · y 20 (a)

[第1実施例]
図3は、本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図3を参照すると、第1実施例の投影光学系では、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の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4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I1を形成する。第1反射結像光学系G1を介して形成された中間像I1からの光は、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、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2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中の所定位置に、開口絞りASが設けられている。
[First embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the first example of the present embodiment. Referring to FIG. 3, in the projection optical system of the first embodiment, the light from the mask 4 is a concave reflection surface of the first reflection mirror M1, a convex reflection surface of the second reflection mirror M2, and a third reflection. After being sequentially reflected by the convex reflecting surface of the mirror M3 and the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, an intermediate image I1 of the mask pattern is formed. The light from the intermediate image I1 formed via the first reflective imaging optical system G1 was sequentially reflected by the convex reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 and the concave reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6. Thereafter, a reduced image (secondary image) of the mask pattern is formed on the wafer 7. An aperture stop AS is provided at a predetermined position in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3.

次の表(1)に、第1実施例にかかる投影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は投影倍率を、NAは像側(ウェハ側)開口数を、H0はマスク4上における最大物体高を、φはウェハ7上でのイメージサークルIFの半径(最大像高Y0)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。   The following table (1) lists the values of the specifications of the projection optical system according to the first example. In the column of main specifications in Table (1), λ is the wavelength of the exposure light, β is the projection magnification, NA is the numerical aperture on the image side (wafer side), H0 is the maximum object height on the mask 4, φ Is the radius (maximum image height Y0) of the image circle IF on the wafer 7, LX is the dimension along the X direction of the effective imaging region ER, and LY is the dimension along the Y direction of the effective imaging region ER ( The width dimension of the arc-shaped effective imaging region ER) is shown respectively.

また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウェハ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。上述の表記は、以降の表(2)においても同様である。   Further, the surface number is the order of the reflecting surfaces from the mask side along the direction in which the light beam travels from the object surface mask surface to the image surface wafer surface, and r is the vertex curvature radius (center curvature) of each reflecting surface. (Radius: mm), and d represents the axial distance between the reflecting surfaces, that is, the surface distance (mm). Note that the surface distance d changes its sign each time it is reflected. The curvature radius of the convex surface toward the mask side is positive and the curvature radius of the concave surface is negative regardless of the incident direction of the light beam. The above notation is the same in the following table (2).

表(1)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.27
H0=140mm
φ=Y0=35mm
LX=26mm
LY=1mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 439.22
1 -456.27 -136.24 (第1反射鏡M1)
2 -597.27 65.11 (第2反射鏡M2)
138.22 (開口絞りAS)
3 786.79 -359.75 (第3反射鏡M3)
4 623.00 873.91 (第4反射鏡M4)
5 348.57 -424.16 (第5反射鏡M5)
6 498.81 466.16 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0.000000
4=0.108628×10-86=−0.411393×10-14
8=0.219463×10-1710=−0.306743×10-21
12=0.289446×10-2514=−0.180592×10-29
16=0.720358×10-3418=−0.166663×10-38
20=0.170047×10-43

2面
κ=0.000000
4=0.143722×10-76=0.732571×10-13
8=−0.102261×10-1510=0.637864×10-19
12=−0.358818×10-2214=0.146314×10-25
16=−0.385019×10-2918=0.561868×10-33
20=−0.331446×10-37

3面
κ=0.000000
4=−0.117889×10-76=0.129736×10-12
8=0.429866×10-1610=−0.131918×10-19
12=0.245534×10-2314=−0.304406×10-27
16=0.241811×10-3118=−0.111077×10-35
20=0.224097×10-40

4面
κ=0.000000
4=−0.621735×10-106=−0.462112×10-15
8=0.791118×10-2010=−0.166220×10-24
12=0.154370×10-2914=−0.290153×10-35
16=−0.760500×10-4018=0.658501×10-45
20=−0.171411×10-50

5面
κ=0.000000
4=0.147703×10-76=0.517096×10-12
8=−0.402600×10-1610=0.564671×10-19
12=−0.483975×10-2214=0.271886×10-25
16=−0.929142×10-2918=0.172007×10-32
20=−0.129370×10-36

6面
κ=0.000000
4=0.291435×10-106=0.225336×10-15
8=0.410674×10-2110=0.617353×10-25
12=−0.498807×10-2914=0.311382×10-33
16=−0.123124×10-3718=0.270799×10-42
20=−0.250482×10-47

(条件式対応値)
D56=424.2mm
TT=1062.47mm
φM4=600.18mm
Y0=35.0mm
RM4=623.00mm
(1)D56/TT=0.40
(2)RM6=498.81mm
(3)φM4/(Y0×NA)=63.51
(4)φM4/(RM4×NA)=3.57
(5)TT/Y0=30.4
(6)TT/RM4=1.71
(7)A=29.09°(第3反射鏡M3において最大)
(8)|α|=4.64°
(9)φM=600.18mm(第4反射鏡M4において最大)
Table (1)
(Main specifications)
λ = 13.5nm
β = 1/4
NA = 0.27
H0 = 140mm
φ = Y0 = 35mm
LX = 26mm
LY = 1mm

(Optical member specifications)
Surface number rd Optical member (mask surface) 439.22
1 -456.27 -136.24 (First reflector M1)
2 -597.27 65.11 (Second reflector M2)
138.22 (Aperture stop AS)
3 786.79 -359.75 (Third reflector M3)
4 623.00 873.91 (4th reflector M4)
5 348.57 -424.16 (5th reflector M5)
6 498.81 466.16 (6th reflector M6)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
1 surface κ = 0.000000
C 4 = 0.108628 × 10 −8 C 6 = −0.411393 × 10 −14
C 8 = 0.219463 × 10 −17 C 10 = −0.3066733 × 10 −21
C 12 = 0.289446 × 10 −25 C 14 = −0.180592 × 10 −29
C 16 = 0.720358 × 10 −34 C 18 = −0.166663 × 10 −38
C 20 = 0.170047 × 10 −43

2 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.143722 × 10 −7 C 6 = 0.732571 × 10 −13
C 8 = −0.102261 × 10 −15 C 10 = 0.637864 × 10 −19
C 12 = −0.358818 × 10 −22 C 14 = 0.1463314 × 10 −25
C 16 = −0.385019 × 10 −29 C 18 = 0.561868 × 10 −33
C 20 = −0.331446 × 10 −37

3 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.117889 × 10 −7 C 6 = 0.129736 × 10 −12
C 8 = 0.429866 × 10 −16 C 10 = −0.131918 × 10 −19
C 12 = 0.245534 × 10 −23 C 14 = −0.304406 × 10 −27
C 16 = 0.241811 × 10 −31 C 18 = −0.111077 × 10 −35
C 20 = 0.224097 × 10 −40

4 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.621735 × 10 −10 C 6 = −0.462112 × 10 −15
C 8 = 0.791118 × 10 −20 C 10 = −0.166220 × 10 −24
C 12 = 0.154370 × 10 −29 C 14 = −0.290153 × 10 −35
C 16 = −0.760500 × 10 −40 C 18 = 0.658501 × 10 −45
C 20 = −0.171411 × 10 −50

5 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.147703 × 10 −7 C 6 = 0.517096 × 10 −12
C 8 = −0.402600 × 10 −16 C 10 = 0.564671 × 10 −19
C 12 = −0.483975 × 10 −22 C 14 = 0.271886 × 10 −25
C 16 = −0.929142 × 10 −29 C 18 = 0.172007 × 10 −32
C 20 = −0.129370 × 10 −36

6 faces κ = 0.000000
C 4 = 0.291435 × 10 −10 C 6 = 0.225336 × 10 −15
C 8 = 0.410474 × 10 −21 C 10 = 0.617353 × 10 −25
C 12 = −0.498807 × 10 −29 C 14 = 0.311382 × 10 −33
C 16 = −0.123124 × 10 −37 C 18 = 0.270799 × 10 −42
C 20 = −0.250482 × 10 −47

(Values for conditional expressions)
D56 = 424.2mm
TT = 1062.47mm
φM4 = 600.18mm
Y0 = 35.0mm
RM4 = 623.00mm
(1) D56 / TT = 0.40
(2) RM6 = 498.81mm
(3) φM4 / (Y0 × NA) = 63.51
(4) φM4 / (RM4 × NA) = 3.57
(5) TT / Y0 = 30.4
(6) TT / RM4 = 1.71
(7) A = 29.09 ° (maximum in the third reflecting mirror M3)
(8) | α | = 4.64 °
(9) φM = 600.18 mm (maximum in the fourth reflecting mirror M4)

図4は、第1実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図4では、像高100%、像高99%、および像高97%におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第1実施例では、有効結像領域ERに対応する領域において、コマ収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、有効結像領域ERに対応する領域において、コマ収差以外の他の諸収差、たとえば球面収差やディストーションなども良好に補正されていることが確認されている。   FIG. 4 is a diagram showing coma aberration in the projection optical system of the first example. FIG. 4 shows meridional coma aberration and sagittal coma aberration at an image height of 100%, an image height of 99%, and an image height of 97%. As is apparent from the aberration diagrams, in the first example, it can be seen that the coma is corrected well in the region corresponding to the effective imaging region ER. Although not shown, it has been confirmed that in the region corresponding to the effective imaging region ER, various aberrations other than the coma aberration, such as spherical aberration and distortion, are well corrected.

[第2実施例]
図5は、本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図5を参照すると、第2実施例の投影光学系においても第1実施例と同様に、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の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4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I1を形成する。第1反射結像光学系G1を介して形成された中間像I1からの光は、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、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。また、第1実施例と同様に、第2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中の所定位置に、開口絞りASが設けられている。次の表(2)に、第2実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the second example of the present embodiment. Referring to FIG. 5, also in the projection optical system of the second embodiment, the light from the mask 4 is reflected from the concave reflecting surface of the first reflecting mirror M1 and the convex surface of the second reflecting mirror M2, as in the first embodiment. Are sequentially reflected by the reflecting surface, the convex reflecting surface of the third reflecting mirror M3, and the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, and then an intermediate image I1 of the mask pattern is formed. The light from the intermediate image I1 formed via the first reflective imaging optical system G1 was sequentially reflected by the convex reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 and the concave reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6. Thereafter, a reduced image (secondary image) of the mask pattern is formed on the wafer 7. Similarly to the first embodiment, an aperture stop AS is provided at a predetermined position in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3. The following table (2) lists the values of the specifications of the projection optical system according to the second example.

表(2)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.27
H0=140mm
φ=Y0=35mm
LX=26mm
LY=1mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 440.35
1 -458.06 -136.44 (第1反射鏡M1)
2 -607.41 65.58 (第2反射鏡M2)
138.12 (開口絞りAS)
3 769.48 -358.88 (第3反射鏡M3)
4 620.55 869.55 (第4反射鏡M4)
5 347.07 -420.68 (第5反射鏡M5)
6 495.01 462.68 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0.000000
4=0.108992×10-86=−0.382657×10-14
8=0.214032×10-1710=−0.301007×10-21
12=0.286608×10-2514=−0.180412×10-29
16=0.725174×10-3418=−0.168789×10-38
20=0.172964×10-43

2面
κ=0.000000
4=0.143463×10-76=0.546222×10-13
8=−0.995781×10-1610=0.677755×10-19
12=−0.409329×10-2214=0.175193×10-25
16=−0.476056×10-2918=0.715775×10-33
20=−0.441798×10-37

3面
κ=0.000000
4=−0.119994×10-76=0.136677×10-12
8=0.423673×10-1610=−0.130399×10-19
12=0.242444×10-2314=−0.300524×10-27
16=0.238972×10-3118=−0.109991×10-35
20=0.222504×10-40

4面
κ=0.000000
4=−0.628027×10-106=−0.443459×10-15
8=0.743871×10-2010=−0.161763×10-24
12=0.154912×10-2914=−0.339751×10-35
16=−0.722375×10-4018=0.650554×10-45
20=−0.172553×10-50

5面
κ=0.000000
4=0.150698×10-76=0.525713×10-12
8=−0.408593×10-1610=0.612996×10-19
12=−0.551870×10-2214=0.321817×10-25
16=−0.113362×10-2818=0.216053×10-32
20=−0.168145×10-36

6面
κ=0.000000
4=0.296525×10-106=0.234626×10-15
8=0.376096×10-2110=0.751955×10-25
12=−0.626690×10-2914=0.391550×10-33
16=−0.154245×10-3718=0.338640×10-42
20=−0.313741×10-47

(条件式対応値)
D56=420.7mm
TT=1060.28mm
φM4=600.12mm
Y0=35.0mm
RM4=620.55mm
(1)D56/TT=0.40
(2)RM6=495.01mm
(3)φM4/(Y0×NA)=63.50
(4)φM4/(RM4×NA)=3.58
(5)TT/Y0=30.3
(6)TT/RM4=1.71
(7)A=29.12°(第3反射鏡M3において最大)
(8)|α|=4.65°
(9)φM=600.12mm(第4反射鏡M4において最大)
Table (2)
(Main specifications)
λ = 13.5nm
β = 1/4
NA = 0.27
H0 = 140mm
φ = Y0 = 35mm
LX = 26mm
LY = 1mm

(Optical member specifications)
Surface number rd Optical member (mask surface) 440.35
1 -458.06 -136.44 (First reflector M1)
2 -607.41 65.58 (Second reflector M2)
138.12 (Aperture stop AS)
3 769.48 -358.88 (Third reflector M3)
4 620.55 869.55 (4th reflector M4)
5 347.07 -420.68 (5th reflector M5)
6 495.01 462.68 (6th reflector M6)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
1 surface κ = 0.000000
C 4 = 0.100892 × 10 −8 C 6 = −0.382657 × 10 −14
C 8 = 0.214032 × 10 −17 C 10 = −0.301007 × 10 −21
C 12 = 0.286608 × 10 −25 C 14 = −0.180412 × 10 −29
C 16 = 0.725174 × 10 −34 C 18 = −0.168789 × 10 −38
C 20 = 0.172964 × 10 −43

2 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.143463 × 10 −7 C 6 = 0.546222 × 10 −13
C 8 = −0.999571 × 10 −16 C 10 = 0.677755 × 10 −19
C 12 = −0.409329 × 10 −22 C 14 = 0.175193 × 10 −25
C 16 = −0.476056 × 10 −29 C 18 = 0.715775 × 10 −33
C 20 = −0.441798 × 10 −37

3 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.119994 × 10 −7 C 6 = 0.136677 × 10 −12
C 8 = 0.423673 × 10 −16 C 10 = −0.130399 × 10 −19
C 12 = 0.242444 × 10 −23 C 14 = −0.300524 × 10 −27
C 16 = 0.238972 × 10 −31 C 18 = −0.109991 × 10 −35
C 20 = 0.2225044 × 10 -40

4 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.628027 × 10 −10 C 6 = −0.443459 × 10 −15
C 8 = 0.7438871 × 10 −20 C 10 = −0.161763 × 10 −24
C 12 = 0.154912 × 10 −29 C 14 = −0.339751 × 10 −35
C 16 = −0.722375 × 10 −40 C 18 = 0.650554 × 10 −45
C 20 = −0.172553 × 10 −50

5 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.150698 × 10 −7 C 6 = 0.525713 × 10 −12
C 8 = −0.408593 × 10 −16 C 10 = 0.612996 × 10 −19
C 12 = −0.551870 × 10 −22 C 14 = 0.321817 × 10 −25
C 16 = −0.113362 × 10 −28 C 18 = 0.216053 × 10 −32
C 20 = −0.168145 × 10 −36

6 faces κ = 0.000000
C 4 = 0.296525 × 10 −10 C 6 = 0.234626 × 10 −15
C 8 = 0.376096 × 10 −21 C 10 = 0.751955 × 10 −25
C 12 = −0.626690 × 10 −29 C 14 = 0.391550 × 10 −33
C 16 = −0.154245 × 10 −37 C 18 = 0.338640 × 10 −42
C 20 = −0.313741 × 10 −47

(Values for conditional expressions)
D56 = 420.7mm
TT = 1060.28mm
φM4 = 600.12mm
Y0 = 35.0mm
RM4 = 620.55mm
(1) D56 / TT = 0.40
(2) RM6 = 495.01mm
(3) φM4 / (Y0 × NA) = 63.50
(4) φM4 / (RM4 × NA) = 3.58
(5) TT / Y0 = 30.3
(6) TT / RM4 = 1.71
(7) A = 29.12 ° (maximum in the third reflecting mirror M3)
(8) | α | = 4.65 °
(9) φM = 600.12 mm (maximum in the fourth reflecting mirror M4)

図6は、第2実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図6では、像高100%、像高99%、および像高97%におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第2実施例においても第1実施例と同様に、有効結像領域ERに対応する領域において、コマ収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、有効結像領域ERに対応する領域において、コマ収差以外の他の諸収差、たとえば球面収差やディストーションなども良好に補正されていることが確認されている。   FIG. 6 is a diagram showing coma aberration in the projection optical system of the second example. FIG. 6 shows meridional coma aberration and sagittal coma aberration at an image height of 100%, an image height of 99%, and an image height of 97%. As is apparent from the aberration diagrams, in the second example as well, as in the first example, it can be seen that the coma aberration is corrected well in the region corresponding to the effective imaging region ER. Although not shown, it has been confirmed that in the region corresponding to the effective imaging region ER, various aberrations other than the coma aberration, such as spherical aberration and distortion, are well corrected.

以上のように、上述の各実施例では、波長が13.5nmのX線に対して、良好な結像性能および0.27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×1mm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。   As described above, in each of the above-described embodiments, good imaging performance and a relatively large image-side numerical aperture of 0.27 are secured for X-rays having a wavelength of 13.5 nm, and on the wafer 7. It is possible to secure a 26 mm × 1 mm arc-shaped effective imaging region in which various aberrations are corrected favorably. Therefore, the pattern of the mask 4 can be transferred to each exposure region having a size of, for example, 26 mm × 34 mm or 26 mm × 37 mm on the wafer 7 with a high resolution of 0.1 μm or less by scanning exposure.

なお、上述の各実施例では13.5nmの波長を有するEUV(Extreme UltraViolet:極紫外線)光を例示的に用いているが、例えば5〜20nm程度の波長を有するEUV光を使用することができる。また、上述の各実施例では、最も大きい第4凹面反射鏡M4の有効径が約600mm程度であり、従来技術に比して十分に小さく抑えられている。こうして、各実施例では、反射鏡の大型化が抑えられ、光学系の小型化が達成されている。その結果、各反射鏡の製造時の測定及び加工を高精度に行うことが可能である。また、上述の各実施例では、円弧状の有効結像領域ERの全体に亘って主光線の傾きがほぼ0であり、像側にほぼテレセントリックな光学系が達成されている。   In each of the above-described embodiments, EUV (Extreme UltraViolet) light having a wavelength of 13.5 nm is used as an example, but EUV light having a wavelength of about 5 to 20 nm can be used, for example. . In each of the above-described embodiments, the largest effective diameter of the fourth concave reflecting mirror M4 is about 600 mm, which is sufficiently small as compared with the prior art. Thus, in each embodiment, the size of the reflecting mirror is suppressed and the size of the optical system is reduced. As a result, measurement and processing at the time of manufacturing each reflecting mirror can be performed with high accuracy. Further, in each of the above-described embodiments, the chief ray has an inclination of almost zero over the entire arc-shaped effective imaging region ER, and a substantially telecentric optical system is achieved on the image side.

また、上述の各実施例では、マスク4面上の投影視野における中心物体高の位置から各反射鏡M1〜M6の反射面へ入射する主光線の入射角の最大値Aが、約29°以下に抑えられている。その結果、反射鏡の反射面を形成する反射多層膜において反射ムラが実質的に発生することがなく、十分に高い反射率を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the maximum value A of the incident angle of the principal ray incident on the reflecting surfaces of the reflecting mirrors M1 to M6 from the position of the central object height in the projection field on the mask 4 surface is about 29 ° or less. Is suppressed. As a result, reflection unevenness does not substantially occur in the reflective multilayer film forming the reflective surface of the reflecting mirror, and a sufficiently high reflectance can be obtained.

また、上述の各実施例では、マスク4面上の投影視野における中心物体高の位置から第1反射鏡M1の反射面へ入射する主光線の光軸AXに対する傾きα、すなわちマスク4に入射する当該主光線およびマスク4で反射される当該主光線の光軸AXとなす角度αが約5°程度に小さく抑えられている。その結果、反射型マスク4を用いても、入射光と反射光とを分離することができるとともに、反射した光束が吸収体のパターンにより遮られる影響を小さくすることが可能となり、結像性能が悪化しにくい。また、マスク4の設定位置についてわずかな誤差が発生しても、大きな倍率変化を招きにくいという利点がある。   In each of the above-described embodiments, the principal ray incident on the reflecting surface of the first reflecting mirror M1 from the position of the central object height in the projection field on the mask 4 surface, ie, the inclination α with respect to the optical axis AX, that is, the mask 4 is incident. The angle α formed between the principal ray and the optical axis AX of the principal ray reflected by the mask 4 is suppressed to about 5 °. As a result, even if the reflective mask 4 is used, incident light and reflected light can be separated, and the influence of the reflected light beam being blocked by the absorber pattern can be reduced, so that the imaging performance is reduced. Hard to get worse. Further, there is an advantage that even if a slight error occurs in the setting position of the mask 4, it is difficult to cause a large change in magnification.

上述の実施形態にかかる露光装置では、照明系によってマスクを照明し(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、本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7のフローチャートを参照して説明する。   In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination system illuminates the mask (illumination process), and exposes the transfer pattern formed on the mask using the projection optical system onto the photosensitive substrate (exposure process). Microdevices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 7 for an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment. I will explain.

先ず、図7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、本実施形態の露光装置を用いて、マスク(レチクル)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。   First, in step 301 of FIG. 7, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the pattern image on the mask (reticle) is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the one lot via the projection optical system. .

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。   Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

なお、上述の本実施形態では、X線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、X線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。   In the above-described embodiment, a laser plasma X-ray source is used as a light source for supplying X-rays. However, the present invention is not limited to this. For example, synchrotron radiation (SOR) light is used as the X-rays. You can also

また、上述の本実施形態では、X線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、X線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。また、上述の本実施形態では、   In the above-described embodiment, the present invention is applied to an exposure apparatus having a light source for supplying X-rays. However, the present invention is not limited to this, and light having a wavelength other than X-rays is supplied. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having a light source. In the above-described embodiment,

さらに、上述の本実施形態では、露光装置の投影光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、6つの反射鏡を備えて第1面の縮小像を第2面上に形成する他の一般的な投影光学系に対しても、本発明を適用することができる。また、上述の実施形態で示した構成要素の全てが必須のものではなく、一部の構成要素を用いなくても構わないし、任意の構成要素を適宜組み合わせて用いる事も可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection optical system of the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the sixth surface is provided with a reduced image of the first surface as the second surface. The present invention can also be applied to other general projection optical systems formed above. In addition, all the constituent elements shown in the above-described embodiment are not essential, and some constituent elements may not be used, and arbitrary constituent elements may be used in appropriate combination.

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。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the positional relationship of the arc-shaped effective imaging area | region formed on a wafer, and an optical axis. 本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system concerning the 1st Example of this embodiment. 第1実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。It is a figure which shows the coma aberration in the projection optical system of 1st Example. 本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system concerning the 2nd Example of this embodiment. 第2実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。It is a figure which shows the coma aberration in the projection optical system of 2nd Example. 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。It is a figure which shows the flowchart about an example of the method at the time of obtaining the semiconductor device as a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザプラズマX線源
2 波長選択フィルタ
3 照明光学系
4 マスク
5 マスクステージ
6 投影光学系
7 ウェハ
8 ウェハステージ
G1,G2 反射結像光学系
M1〜M6 反射鏡
AS 開口絞り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser plasma X-ray source 2 Wavelength selection filter 3 Illumination optical system 4 Mask 5 Mask stage 6 Projection optical system 7 Wafer 8 Wafer stage G1, G2 Reflection imaging optical system M1-M6 Reflective mirror AS Aperture stop

Claims (15)

6つの反射鏡を備え、第1面の縮小像を第2面上に形成する投影光学系において、
前記第1面からの光に基づいて前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系G1と、前記中間像からの光に基づいて前記縮小像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系G2とを備え、
前記第1反射結像光学系G1は、前記第1面からの光の入射順に、凹面状の反射面を有する第1反射鏡M1と、凸面状の反射面を有する第2反射鏡M2と、凸面状の反射面を有する第3反射鏡M3と、凹面状の反射面を有する第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系G2は、前記中間像からの光の入射順に、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とを有し、
前記第2反射鏡M2から前記第3反射鏡M3へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
前記第5反射鏡M5の反射面から前記第6反射鏡M6の反射面までの光軸に沿った距離をD56とし、前記第1面と前記第2面との間の軸上間隔をTTとするとき、
0.33<D56/TT<0.52
の条件を満足する投影光学系。
In a projection optical system comprising six reflecting mirrors and forming a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system G1 for forming an intermediate image of the first surface based on light from the first surface; and a reduced image on the second surface based on light from the intermediate image. A second reflective imaging optical system G2 for forming
The first reflective imaging optical system G1 includes a first reflecting mirror M1 having a concave reflecting surface and a second reflecting mirror M2 having a convex reflecting surface in the order of incidence of light from the first surface. A third reflecting mirror M3 having a convex reflecting surface and a fourth reflecting mirror M4 having a concave reflecting surface;
The second reflective imaging optical system G2 includes a fifth reflecting mirror M5 having a convex reflecting surface and a sixth reflecting mirror M6 having a concave reflecting surface in the order of incidence of light from the intermediate image. And
An aperture stop is provided in the optical path from the second reflecting mirror M2 to the third reflecting mirror M3;
The distance along the optical axis from the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 to the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 is D56, and the on-axis distance between the first surface and the second surface is TT. and when,
0.33 <D56 / TT <0.52
Projection optical system that satisfies the above conditions.
前記開口絞りは、前記第2反射鏡M2から前記開口絞りまでの距離と前記開口絞りから前記第3反射鏡までの距離との比が、前記第1反射鏡M1の径と前記第4反射鏡M4の径との比にほぼ近くなるように位置決めされている請求項1に記載の投影光学系。 In the aperture stop, the ratio of the distance from the second aperture mirror M2 to the aperture aperture and the distance from the aperture aperture to the third reflector is equal to the diameter of the first reflector M1 and the fourth reflector. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is positioned so as to be substantially close to a ratio with a diameter of M4. 前記第6反射鏡M6の反射面の中心曲率半径の絶対値RM6は、
470mm<RM6
の条件を満足する請求項1または2に記載の投影光学系。
The absolute value RM6 of the center curvature radius of the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 is:
470mm <RM6
The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記第4反射鏡M4の有効径をφM4とし、前記第2面における最大像高をY0とし、前記第2面側の開口数をNAとするとき、
φM4/(Y0×NA)<68.0
の条件を満足する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投影光学系。
When the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4 is φM4, the maximum image height on the second surface is Y0, and the numerical aperture on the second surface side is NA,
φM4 / (Y0 × NA) <68.0
The projection optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the following condition is satisfied.
前記第4反射鏡M4の有効径をφM4とし、前記第4反射鏡M4の反射面の中心曲率半径の絶対値をRM4とし、前記第2面側の開口数をNAとするとき、
φM4/(RM4×NA)<4.3
の条件を満足する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の投影光学系。
When the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4 is φM4, the absolute value of the center curvature radius of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is RM4, and the numerical aperture on the second surface side is NA,
φM4 / (RM4 × NA) <4.3
The projection optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the following condition is satisfied.
前記第2面側の開口数NAは、0.26よりも大きい請求項1乃至5のいずれか1項に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 1, wherein a numerical aperture NA on the second surface side is larger than 0.26. 前記第1面と前記第2面との間の軸上間隔をTTとし、前記第2面における最大像高をY0とするとき、
TT/Y0<32.0
の条件を満足する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の投影光学系。
When the axial distance between the first surface and the second surface is TT, and the maximum image height on the second surface is Y0,
TT / Y0 <32.0
The projection optical system according to claim 1, which satisfies the following condition.
前記第1面と前記第2面との間の軸上間隔をTTとし、前記第4反射鏡M4の反射面の中心曲率半径の絶対値をRM4とするとき、
TT/RM4<1.76
の条件を満足する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の投影光学系。
When the axial distance between the first surface and the second surface is TT, and the absolute value of the central radius of curvature of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is RM4,
TT / RM4 <1.76
The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記第1面上の投影視野における中心物体高の位置から各反射鏡M1〜M6の反射面へ入射する主光線の入射角の最大値Aは、
A<35°
の条件を満足する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の投影光学系。
The maximum value A of the incident angle of the chief ray incident on the reflecting surface of each of the reflecting mirrors M1 to M6 from the position of the central object height in the projection field on the first surface is
A <35 °
The projection optical system according to any one of claims 1 to 8, wherein the following condition is satisfied.
前記第1面上の投影視野における中心物体高の位置から前記第1反射鏡M1の反射面へ入射する主光線の光軸に対する傾きαは、
|α|<10°
の条件を満足する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の投影光学系。
The inclination α of the principal ray incident on the reflecting surface of the first reflecting mirror M1 from the position of the central object height in the projection field on the first surface with respect to the optical axis is
| Α | <10 °
The projection optical system according to any one of claims 1 to 9, wherein the following condition is satisfied.
各反射鏡M1〜M6の有効径の最大値φMは、
φM≦700mm
の条件を満足する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の投影光学系。
The maximum effective diameter φM of each of the reflecting mirrors M1 to M6 is
φM ≦ 700mm
The projection optical system according to claim 1, which satisfies the following condition.
前記投影光学系は、前記第2面側にほぼテレセントリックな光学系である請求項1乃至11のいずれか1項に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is an optical system that is substantially telecentric on the second surface side. 前記第1面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクのパターンを前記第2面に設定された感光性基板上へ投影するための請求項1乃至12のいずれか1項に記載の投影光学系とを備えている露光装置。 13. An illumination system for illuminating a mask set on the first surface, and a pattern of the mask projected onto a photosensitive substrate set on the second surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system described in 1. 前記照明系は、露光光としてX線を供給するための光源を有し、
前記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て、前記マスクのパターンを前記感光性基板上へ投影露光する請求項13に記載の露光装置。
The illumination system has a light source for supplying X-rays as exposure light,
The exposure apparatus according to claim 13, wherein the mask and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system to project and expose the mask pattern onto the photosensitive substrate.
請求項13または14に記載の露光装置を用いて前記マスク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デバイス製造方法。 15. A device manufacturing method comprising an exposure step of exposing the pattern of the mask onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 13 and a developing step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9740130B2 (en) 2015-02-18 2017-08-22 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, and developer cartridge

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