JP4387902B2 - 反射型投影光学系、当該投影光学系を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用して半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を投影露光する反射型投影光学系、当該投影光学系を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法に関する。

近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。例えば、マスクパターンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）０．１μｍ以下の寸法像を広範囲に形成することが要求され、今後は更に８０ｎｍ以下の回路パターン形成に移行することが予想される。Ｌ＆Ｓは、露光においてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。

半導体製造用の代表的な露光装置である投影露光装置は、マスク（レチクル）上に描画されたパターンをウェハに投影露光する投影光学系を備えている。投影露光装置の解像度（正確に転写できる最小寸法）Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられる。

従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。近年では、解像度はより小さい値を要求されＮＡを上げるだけではこの要求を満足するには限界となっており、短波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）及びＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）からＦ_２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行しており、更には、ＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の実用化も進んでいる。

しかし、光の短波長化が進むと光が透過する硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズを多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光がＥＵＶ光になると利用できる硝材は存在しなくなり、投影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこで、投影光学系をミラー（例えば、多層膜ミラー）のみで構成する反射型投影光学系が提案されている。

反射型投影光学系においては、ミラーにおける反射率を高めるために反射した光が強め合うようミラーには多層膜が形成されているが、光学系全体での反射率を高めるためにできるだけ少ない枚数のミラーで構成することが望ましい。また、マスクとウェハの機械的な干渉を防止するため、マスクとウェハが瞳を介して反対側に位置するよう投影光学系を構成するミラーの枚数は偶数枚であることが望ましい。

更に、ＥＵＶ露光装置に要求される線幅（解像度）が従来の値より小さくなってきたためＮＡを上げる必要があるが（例えば、波長１３．５ｎｍにおいてＮＡ０．２）、従来の３枚乃至４枚のミラーでは、波面収差を減らすことが困難である。そこで、波面収差補正の自由度を増やすためにもミラーの数を６枚程度にする必要が生じてきており（以下、本出願では、かかる光学系を６枚ミラー系と称する場合もある。）、この種の６枚ミラー系が数多く提案されている（例えば、特許文献１及び８参照。）。

特許文献１には、６枚ミラー系の典型的な反射型投影光学系が２つ開示されている。かかる反射型投影光学系は、物体面からの入射光を受け、凹面形状の第１の反射面、凹面又は凸面形状の第２の反射面、凸面形状の第３の反射面、凹面形状の第４の反射面の４枚のミラーで中間像を形成し、かかる中間像を凸面形状の第５の反射面及び凹面形状の第６の反射面を介して像面上に再結像させている。また、第２の反射面上に開口絞りを配置している。

特許文献２には、６枚ミラー系の典型的な反射型投影光学系が３つ開示されている。かかる反射型投影光学系は、物体面からの入射光を受け、凹面形状の第１の反射面及び凹面形状の第２の反射面の２枚のミラーで中間像を形成し、かかる中間像を凸面形状の第３の反射面、凹面形状の第４の反射面、凸面形状の第５の反射面、凹面形状の第６の反射面を介して像面上に再結像させている。また、第１の反射面と第２の反射面の光路の間に配置している。

更には、特許文献３乃至８にも、同様の光学系が開示されている。
米国特許第６０３３０７９号 国際公開第０２／４８７９６号パンフレット 国際公開第０３／５０９７号パンフレット 米国公開公報２００３／００７６４８３号公報 特開２００１−１８１５８０号公報 米国特許第６１７２８２５号 特開２００２−６２２１号公報 国際公開第０２／４８７９６号パンフレット

しかしながら、特許文献１に開示されている光学系は、開口絞りが第２の反射面と一致しているために、第４の反射面の有効径が大きくなってしまうという問題を生じる。それは、ミラー表面に施された多層膜に起因する。多層膜の特性から、光線の入射角度（光線と反射面の法線との成す角）は小さくした方がよい。また、反射型投影光学系では、ＮＡを大きくし解像度を高めるために第６の反射面の有効径が大きくなっており、そこでケラレを防ぐためには光軸から離れた位置に第４の反射面を配置する必要がある。特許文献１に開示されている光学系は、第２の反射面と開口絞りとが一致しているために、第３の反射面のみで光軸から離れた位置に配置された第４の反射面に光束を導く必要がある。また、上述したように、入射角を抑える必要があるために、第３の反射面と第４の反射面との距離を大きくしなければならない。従って、第４の反射面上での光束の広がりが大きくなりすぎ、最大有効径が７００ｍｍと非常に大きくなっており、加工計測の困難な系となっている。

特許文献２に開示されている光学系は、第１の反射面及び第２の反射面が凹面形状であり、物体面に近い面で強く光束を集光させる傾向がある。従って、第３の反射面付近に中間像が形成され、第３の反射面上での光束の広がりが小さくなってしまう。このような場合、加工工程で形成されるミラー表面のうねりや、ミラー材質中の気泡などが結像性能の劣化につながってしまう問題が生じる。また、エネルギーの集中によって反射面の温度が上昇して形状が変化したり、ミラー表面のゴミをウェハ上に転写してしまう等の問題も生じる。

更に、特許文献２に開示されている光学系は、開口絞りから光軸から離れた位置に配置された第４の反射面に光束を導く際に、第２の反射面と第３の反射面の２枚を使用して段階的に光束を導いている。しかしながら、第２の反射面が凹面形状であるために、第２の反射面から第３の反射面に向かう光束が光軸に近づく傾向があり、光軸から離れた位置に配置された第４の反射面に光束を導きにくいという問題がある。

そこで、本発明は、ＥＵＶリソグラフィーに適用可能で、入射角度を抑えながら、反射鏡の最大有効径及び全長が小さく、反射鏡上で光束が適度な広がりを有し、結像性能に優れた反射型投影光学系、当該反射型投影光学系を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としての反射型投影光学系は、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面からの光を、凹面形状の第１の反射面、凸面形状の第２の反射面、凸面形状の第３の反射面、凹面形状の第４の反射面、凸面形状の第５の反射面、凹面形状の第６の反射面の順に反射するように、前記物体面と前記像面との間に配置されている６つの反射面で構成され、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の光路に配置されている開口絞りを有し、前記第４の反射面と前記第５の反射面との間の光路に前記パターンの中間像を形成し、前記６つの反射面は、前記６つの反射面の曲率中心が光軸上に並ぶように配置され、前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点としたとき、前記６つの反射面の面頂点は、前記光軸に沿って前記物体面側から前記像面側に向かって、前記第４の反射面、前記第２の反射面、前記第３の反射面、前記第１の反射面、前記第６の反射面、前記第５の反射面の順に並んでおり、前記物体面と前記物体面に最も近い面頂点との間隔Ｌ１と、前記物体面に最も近い面頂点と前記第１の反射面の面頂点との間隔Ｌ２は、０．７５＜Ｌ１／Ｌ２＜１．２５の関係を満足し、前記光軸上における前記物体面と前記像面との距離Ｌａｌｌと、前記第２の反射面の面頂点と前記第４の反射面の面頂点との間隔Ｌ２４は、Ｌａｌｌ／２００＜Ｌ２４＜Ｌａｌｌ／１０の関係を満足することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源からの光を用いて物体面上のパターンを照明する照明光学系と、前記物体面上のパターンを像面上に縮小投影する上述の反射型投影光学系とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の他の目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、ＥＵＶリソグラフィーに適用可能で、入射角度を抑えながら、反射鏡の最大有効径及び全長が小さく、反射鏡上で光束が適度な広がりを有し、結像性能に優れた反射型投影光学系、当該反射型投影光学系を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面である反射型投影光学系について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本発明の例示的一態様である反射型投影光学系の理解を深めるために、本発明の反射型投影光学系の特徴的な事項について説明する。

本発明の反射型投影光学系は、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面から、第１の反射面、凸面形状の第２の反射面、凸面形状の第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第６の反射面の順に光を反射するような６つの反射面と、前記第２の反射面と前記第３の反射面との間に配置された開口絞りとを有し、前記６つの反射面は、前記６つの反射面の曲率中心が実質的に所定の光軸上に並ぶように配置され、前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点としたとき、前記物体面と前記物体面に最も近い面頂点との間隔（即ち、前記６つの反射面の６つの面頂点のうち、最も前記物体面に近い面頂点と前記物体面との距離）Ｌ１と、前記物体面に最も近い面頂点と前記第１の反射面の面頂点との間隔Ｌ２は、以下の数式２で示される関係を満足する。

また、本発明の別の反射型投影光学系は、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、中間像を形成する結像系であり、前記物体面から、第１の反射面、第２の反射面、凸面形状の第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第６の反射面の順に光を反射するような６つの反射面と、前記第２の反射面と前記第３の反射面との間に配置された開口絞りとを有し、前記６つの反射面は、前記６つの反射面の曲率中心が実質的に所定の光軸上に並ぶように配置され、前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点としたとき、前記物体面と前記物体面に最も近い面頂点との間隔（即ち、前記６つの反射面の６つの面頂点のうち、最も前記物体面に近い面頂点と前記物体面との距離）Ｌ１と、前記物体面に最も近い面頂点と前記第１の反射面の面頂点との間隔Ｌ２は、上述の数式２で示される関係式を満足する。

ここで、前記第１の反射面が凹面形状であることが望ましい。また、前記第４の反射面が凹面形状であることが望ましい。更に、前記第４の反射面から前記第５の反射面の光路の間に中間像を形成することが望ましい。

また、前記６つの反射面のうち光線の入射角の最大値が最も大きい反射面における最大入射角θｍａｘと、入射角度幅Δθが、以下の数式３で示される関係を満足することが望ましく、より好ましくは以下の数式４で示される関係を満足することが望ましい。

更に、前記６つの反射面は、前記６つの反射面の曲率中心が実質的に所定の光軸上に並ぶように配置され、前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点としたとき、前記物体面と前記物体面に最も近い面頂点との間隔Ｌ１と、前記物体面に最も近い面頂点と前記第１の反射面の面頂点との間隔Ｌ２は、以下の数式５で示される関係を満足することが望ましい。

なお、物体面とは、物体が配置された面のことであり、距離Ｌ１を詳細に定義すると、前記物体面と前記光軸との交点と前記面頂点のうち前記物体面に最も近い面頂点との距離のことである。

また、前記６つの反射面が、それぞれの光入射領域内に光を通過、吸収、若しくは、透過させる領域を有さないことが望ましい。また、前記物体面から前記像面に至るある光線の光路において、前記第２の反射面から前記第３の反射面に入射する光路と、前記第４の反射面から前記第５の反射面に入射する光路とが交差しないことが望ましい。また、前記第１の反射面、前記第２の反射面、前記第３の反射面、前記第４の反射面、前記第５の反射面及び前記第６の反射面のそれぞれの曲率中心が実質的に所定の光軸上に並ぶように、前記６つの反射面が配置されていることが望ましい。

更に、前記６つの反射面のうち光線の入射角の最大値が最も大きい反射面内の前記物体面上の円弧形状の照明領域からの光が入射する光入射領域と、前記物体面上の円弧形状の照明領域の弦の中心点と前記光軸とを含む平面との交線において、前記交線上の点の前記光軸からの距離の最小値及び最大値をＬｍｉｎ及びＬｍａｘとしたとき、前記交線上のＬｍｉｎ＋０．３×（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）以上Ｌｍａｘ以下の領域内で、前記交線上の各点における最大入射角度が極値を有することが望ましい。ここで、前記光線上の（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２±０．２×（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）の領域内で、前記光線上の各点における最大入射角度が極値を有することが望ましい。

また、前記６つの反射面のうち光線の入射角の最大値が最も大きい反射面が、前記第３の反射面であることが望ましい。

更に、前記６つの反射面のうち光線の入射角の最大値が最も大きい反射面は凸面形状であり、かかる反射面に収束光束が入射し、かかる反射面から発散光束が射出することが望ましい。

更に、前記物体面上の円弧形状の照明領域の中心（重心）と光軸を含む平面と前記照明領域との交線の中心から発する光束が前記第４の反射面に入射する光入射領域の、前記光軸からの距離の最大値と最小値の差が３０ｍｍ以上であることが望ましい。ここで、より好ましくは、前記物体面上の円弧形状の照明領域の中心と光軸を含む平面と前記照明領域との交線の中心から発する光束が前記第４の反射面に入射する光入射領域の、前記光軸からの距離の最大値と最小値の差が４０ｍｍ以上であることが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心（反射面が球面の場合は、かかる反射面の曲率中心を意味し、反射面が非球面の場合は、かかる反射面の非球面成分を除去した球面の曲率中心を意味する。）を中心とし前記各々の反射面の曲率半径（前記各々の反射面が非球面の場合、各々の反射面の非球面成分を除去した球面の曲率半径）を半径とする略球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面における前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、前記６つの反射面の面頂点が、光軸に沿って前記物体面から前記像面に向かって、前記第４の反射面、前記第２の反射面、前記第３の反射面、前記第１の反射面、前記第６の反射面、前記第５の反射面の順に配置されることが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面における前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、前記６つの反射面のうち前記物体面に最も近い反射面の面頂点と前記物体面との距離が２５０ｍｍ以上、より好ましくは、３１０ｍｍ以上であることが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面における前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、前記第２の反射面の面頂点と前記第４の反射面の面頂点との光軸上での距離が５ｍｍ以上であることが望ましい。ここで、前記第２の反射面と前記第４の反射面との光軸上での距離が１０ｍｍ以上、より好ましくは、１５ｍｍ以上であることが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とし、前記所定の光軸上における前記物体面と前記像面との距離をＬａｌｌとするとき、前記第２の反射面の面頂点と前記第４の反射面の面頂点との間隔Ｌ２４は、以下の数式６で示される関係を満足することが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面における前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、前記第６の反射面の面頂点と前記第６の反射面の最近接反射面の面頂点との光軸上での間隔が１１０ｍｍ以上、より好ましくは、１１５ｍｍ以上であることが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とし、前記所定の光軸上における前記物体面と前記像面との距離をＬａｌｌとするとき、
前記第６の反射面の面頂点と前記第６の反射面の最近接反射面の面頂点との光軸上での間隔Ｌ６は、以下の数式７で示される関係を満足することが望ましく、より好ましくは、以下の数式８で示される関係を満足することが望ましい。

前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と前記所定の光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、前記第３の反射面の面頂点が、前記第６の反射面の面頂点よりも前記物体面側であることが望ましい。

前記第３の反射面は、前記第６の反射面よりも前記物体面側に近い位置に配置されていることが望ましい。

前記第２の反射面の曲率半径の絶対値は、１８００ｍｍ以下であることが望ましく、より好ましくは、１６００ｍｍ以下であることが望ましい。

前記６つの反射面のいずれとも一致しない位置に前記パターンの中間像を形成することが望ましい。

前記物体面上のパターンの中間像は、前記６つの反射面のうち前記光の光路において隣り合う２つの反射面の間に形成され、前記２つの反射面の間の光路長をＬｉｍとするとき、前記中間像が前記２つの反射面に対してＬｉｍ×０．３５以上、より好ましくは、Ｌｉｍ×０．４以上離れていることが望ましい。

光路に沿った距離で、前記開口絞りの位置が前記６つの反射面のうち前記第２の反射面に最も近いことが望ましい。

前記開口絞りは、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間に配置され、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の光路長をＬｓｔとしたとき、前記開口絞りが前記第１の反射面及び第２の反射面からＬｓｔ／１０以上、より好ましくは、Ｌｓｔ／５以上離れていることが望ましい。

前記開口絞りは、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の光路上に配置されていることが望ましい。

前記６つの反射面は、前記物体面から前記像面の間に配置される（前記６つの反射面が前記物体面、若しくは、かかる物体面を含む物体面側平面と前記像面、若しくは、かかる像面を含む像面側平面との間に配置される）ことが望ましい。

前記反射型投影光学系の光学パワーを有する全ての光学素子は、前記物体面から前記像面の間に配置されることが望ましい。

前記６つの反射面のうち少なくとも１つは、ＥＵＶ光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることが望ましい。

前記６つの反射面の全ては、ＥＵＶ光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることが望ましい。

前記反射型投影光学系で用いる光は、波長が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下、より好ましくは、１３ｎｍ以上１４ｎｍ以下のＥＵＶ光であることが望ましい。

前記物体面側が非テレセントリックであることが望ましい。より好ましくは、前記像面側が実質的にテレセントリックであることが望ましい。

以下、図１乃至図６を参照して、本発明の反射型投影光学系を具体的に説明する。図１は、本発明の反射型投影光学系１００の例示的一形態及びその光路を示した概略断面図である。図２は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ａ及びその光路を示す概略断面図である。図３は、図１に示す反射型投影光学系１００の更に別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｂ及びその光路を示す概略断面図である。図４は、図１に示す反射型投影光学系１００の更に別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｃ及びその光路を示す概略断面図である。図５は、図１に示す反射型投影光学系１００の更に別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｄ及びその光路を示す概略断面図である。図６は、図１に示す反射型投影光学系１００の更に別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｅ及びその光路を示す概略断面図である。なお、以下の説明において特に断らない限り、反射型投影光学系１００は、反射型投影光学系１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ及び１００Ｅを総括するものとする。

図１乃至図６を参照するに、本発明の反射型投影光学系１００は、物体面（例えば、マスク面）ＭＳ上のパターンを像面（例えば、基板などの被処理体面）Ｗ上に縮小投影する反射型投影光学系であって、特に、ＥＵＶ光（例えば、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ、より好ましくは、波長１３．４ｎｍ乃至１３．５ｎｍ）に好適な光学系である。

反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡を有し、基本的に、物体面ＭＳ側から光を反射する順番に、第１の反射鏡（凹面鏡）Ｍ１と、第２の反射鏡（凸面鏡）と、第３の反射鏡（凸面鏡）と、第４の反射鏡（凹面鏡）と、第５の反射鏡（凸面鏡）と、第６の反射鏡（凹面鏡）とを有し、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）と第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）との光路の間に開口絞りＡＳが配置されている。ここで、６つの反射鏡（の反射面）の各々の曲率中心を結ぶ直線を光軸ＡＸと称する。但し、６つの反射鏡の曲率中心は必ずしも一直線上に並んでいるとは限らず、収差補正を目的として所定の反射鏡の曲率中心が光軸ＡＸから微小にずれる（例えば、その反射鏡の曲率半径の１％以下）場合もある。また、反射鏡の曲率中心とは、反射鏡が球面ではなく非球面の場合、非球面のベースとなっている球面の曲率中心のことを意味し、反射鏡の曲率半径とは、同様に、非球面のベースとなっている球面の曲率半径のことを意味する。

反射型投影光学系１００は、物体面（マスクのパターン面）ＭＳから像面に至るある光線の光路において、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）から第３の反射面Ｍ３（の反射面）に入射する光路と、前記第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）から第５の反射面Ｍ５（の反射面）に入射する光路とが交差しないように構成している。これにより、有効径が大きい反射面が２つ以上できてしまうことを回避し、光路が複雑になることによって部材の配置が困難になることを防止している。

また、加工及び計測がより容易となるように、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）の曲率半径の絶対値が１８００ｍｍ以下、より好ましくは、１６００ｍｍ以下となるように構成する。

更に、反射型投影光学系１００は、中間像ＩＭを第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）と第５の反射鏡Ｍ５（の反射面）との間に形成している。これにより、有効径の大きな第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）の横で光束を絞ることが可能となり、よりケラレにくい構成となる。

また、中間像ＩＭは、６つの反射鏡（の反射面）のいずれとも一致しない位置に形成されている。物体面ＭＳ上のパターンの中間像ＩＭが６つの反射鏡（の反射面）のうち光の光路において隣り合う２つの反射面の間に形成されており、かかる２つの反射面間の光路長をＬｉｍとするとき、中間像ＩＭは２つの反射面のいずれに対してもＬｉｍ×０．３５以上離れている。ここで、中間像ＩＭが２つの反射面のいずれに対してもＬｉｍ×０．４以上離れるように構成するとなおよい。これにより、反射面上での光束の広がりが適度に大きくなり、反射面上のゴミやうねり、ミラー材質中の泡などによる結像性能の劣化を抑えることができる。

ここで、反射型投影光学系１００は、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）、第３の反射鏡Ｍ３（の反射面）、第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）、第５の反射鏡Ｍ５（の反射面）及び第６の反射面Ｍ６（の反射面）のそれぞれの曲率中心が、実質的に光軸ＡＸ上に並ぶように、６つの反射鏡を配置している。なお、曲率中心とは、反射面が実質的に球面の場合、かかる球面の曲率中心を意味するが、反射面が実質的に非球面である場合、かかる非球面の非球面成分を除去して求められる球面の曲率中心を意味するものとする。換言すれば、反射面の回転中心の軸（反射面が球面の場合、かかる球面の中心を通る全ての直線が回転中心の軸となり、その軸のいずれを意味してもよい。一方、反射面が非球面の場合、反射面を含む回転対称な非球面の回転中心の軸のことを意味する。）近傍の曲率に基づいた曲率中心を意味する。

また、反射型投影光学系１００は、物体面ＭＳから第１の反射鏡Ｍ１に入射する光線が非テレセントリックであり、且つ、像面Ｗの射出光線がテレセントリックであることも特徴とする。例えば、照明光学系によって物体面ＭＳに配置されたマスクを照明し、その像を像面Ｗである被処理体上に結像するためには、物体面ＭＳ側はある入射角を有することが必須となる。一方、像面Ｗ側は、例えば、像面Ｗに配置されるウェハが光軸方向に移動しても倍率の変化を少なくするために、テレセントリックにすることが望ましい。

また、本発明の反射型投影光学系１００は、基本的には、１本の光軸の回りに軸対称な共軸光学系であり、光軸を中心とした狭いリング状の領域でのみ収差を補正すればよい。但し、収差補正上又は収差調整上、反射型投影光学系１００を構成する６つの反射鏡が完全な共軸系となるように配置される必要はなく、若干の偏心をさせて収差を改善したり、配置上の自由度を向上させたりしてもよい。

ＮＡを大きく、且つ、バックフォーカスを保って結像させるためには、第５の反射鏡Ｍ５を凸面鏡、第６の反射鏡Ｍ６を凹面鏡にすることが好ましい。また、第１の反射鏡Ｍ１は、物体面ＭＳからの発散光を収束させ、光束の取り回しを容易にするために凹面鏡であることが好ましい。また、第４の反射鏡Ｍ４は、有効径の大きな第６の反射鏡Ｍ６を避けて光軸に近い第５の反射鏡Ｍ５に光束を導くために凹面鏡であることが好ましい。

また、反射型投影光学系１００は、物体面ＭＳから像面Ｗの間に全ての反射鏡（即ち、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６）が配置されており、マスクステージ及びウェハステージの配置が容易である。

一般には、有効径の大きな第６の反射鏡Ｍ６でのケラレを防ぐために、第４の反射鏡Ｍ４は、光軸から離れた位置に配置しなければならない。本実施形態では、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しており、更に、第３の反射鏡Ｍ３に加えて第２の反射鏡Ｍ２も凸面鏡としている。これにより、光束を開口絞りＡＳから第４の反射鏡Ｍ４に導くとき、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３の２つの反射面を用いて段階的に第４の反射鏡Ｍ４に導くことが可能となり、第３の反射鏡Ｍ３と第４の反射鏡Ｍ４との距離を極端に大きくしなくてもよい。従って、入射角を小さく保つと共に、第４の反射面Ｍ４の広がりを抑え、最大有効径が比較的小さな系を構成することができる。更に、フロントフォーカス（本実施形態では、物体面ＭＳから第４の反射鏡Ｍ４までの距離）を適度に大きくすることができるため、部材の配置が容易である。

更に、入射角度を比較的小さくし、比較的小さな最大有効径で十分なフロントフォーカスを有する系を構成するためには、物体面ＭＳから物体面ＭＳの最近接反射面との距離（本実施形態では、物体面ＭＳから第４の反射面Ｍ４までの距離であるが、これに限定するものではなく、例えば、物体面ＭＳから第２の反射鏡Ｍ２までの距離としてもよいし、物体面ＭＳから第２の反射鏡Ｍ２又は第４の反射鏡Ｍ４以外の反射鏡までの距離としてもよい。）をＬ１、物体面ＭＳの最近接反射面から第１の反射鏡Ｍ１との距離をＬ２とするとき、０．７５＜Ｌ１／Ｌ２＜１．２５、より好ましくは、０．９０＜Ｌ１／Ｌ２＜１．１を満たすようにすればよい。

また、マスクへの斜め入射の影響によって結像特性の劣化が生じる問題があり、かかる問題を回避するためには、物体面ＭＳ側のテレセン度を小さくする必要がある。この場合、第２の反射鏡Ｍ２と開口絞りＡＳが一致していたのでは、第２の反射鏡Ｍ２で物体面ＭＳから第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束がケラレることになってしまう。反射型投影光学系１００では、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているために、上述の問題が起こりにくくなっている。

反射鏡上での光束の広がりが小さい場合、加工時に生じる反射面の表面のうねりや、ミラー材質中の気泡が結像性能の劣化に直接影響してしまう問題が生じる。また、エネルギー集中による反射面の変形やゴミを転写してしまう問題も生じる。これらの問題を解決するために、反射型投影光学系１００は、物体面ＭＳ上の円弧形状の照明領域の中心（重心であってもよいし、若しくは、円弧形状の円周方向に関する中心線上の中心点であってもよい。）と光軸を含む平面と照明領域との交線の中心から発する光束が第４の反射鏡Ｍ４に入射する光入射領域の、光軸からの距離の最大値と最小値との差が３０ｍｍ以上、より好ましくは、４０ｍｍ以上となるように構成している。但し、光軸からの距離の最大値と最小値との差が極端に大きい場合は、加工計測が困難となる。反射型投影光学系１００は、上述したように、第３の反射鏡Ｍ３と第４の反射鏡Ｍ４との距離を比較的小さくしており、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが小さくなる傾向にあるが、第２の反射鏡Ｍ２と第３の反射鏡Ｍ３を共に凸面鏡とすることで、光束を適度に広げて各反射面上に入射させることができ、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりを適度なものにしている。

第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６の曲率半径をｒ１乃至ｒ６とした場合、以下の数式９及び１０で示すようなペッツバール項の和がゼロかほぼゼロになることが必要である。

反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡で構成されているが、少なくとも１枚以上が非球面であればよく、かかる非球面の形状は、以下の数式１１に示す一般的な非球面の式で表される。但し、反射鏡を非球面で構成することは収差を補正する上で好ましいという長所を有しており、できるだけ多くの反射鏡（好ましくは、６つ）を非球面で構成するとよい。

数式１１において、Ｚは光軸方向の座標、ｃは曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋは円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、・・・は各々、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８次、２０次、・・・の非球面係数である。

第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６の表面には、ＥＵＶ光を反射させる多層膜が施されており、かかる多層膜により光を強め合う作用を奏する。波長２０ｎｍ以下のＥＵＶ光を反射することが可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜や、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜などが考えられ、使用波長によって最適な材料を選択する。但し、本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと同様の作用及び効果を有する多層膜を適用することができる。

また、一般には、多層膜の特性から、高い反射率を得るためには、入射角度の最大値が大きい場合、入射角度の幅を比較的小さくしなければならず、入射角度の最大値が小さい場合、入射角度の幅を比較的大きくしてもよい。反射型投影光学系１００では、６つの反射鏡のうち最大入射角が最大である反射鏡は、第３の反射鏡Ｍ３であり、入射角度を比較的小さく抑えているものの、かかる第３の反射鏡Ｍ３が反射率の低下に繋がりやすい。そこで、反射型投影光学系１００は、上述した多層膜の特性を考慮して、第３の反射鏡Ｍ３における入射角度特性が、２５°＜θｍａｘ＋△θ＜３５°、より好ましくは、２８°＜θｍａｘ＋△θ、及び／又は、θｍａｘ＋△θ＜３２°、及び／又は、θｍａｘ＋△θ＜３０°を満たすように構成することで、反射率の低下を防止している。ここで、θｍａｘは第３の反射鏡Ｍ３での最大入射角度を表し、Δθは第３の反射鏡Ｍ３での最大入射角度と最小入射角度との差、即ち、入射角度の幅を表している。

また、反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡（の反射面）がそれぞれの光入射領域内に光を通過、吸収、若しくは、透過させる領域を有さないように構成している。本実施形態では、各反射面の光入射領域内に開口等を有さない構成としている。これを被処理体（ウェハ）に到達する光束で考えると、第６の反射鏡Ｍ６から被処理体（像面Ｗ）に至る光束の、光軸に直交する断面における外周の内部に、光線がない領域が存在しないように構成している。換言すれば、瞳に遮蔽を有さないように構成しているということになる。一般に、瞳に遮蔽があると、結像特性に著しい悪影響をおよぼすが、反射型投影光学系１００は、かかる悪影響を防いでいるのである。

また、反射型投影光学系１００は、第２の反射鏡Ｍ２から凸面鏡の第３の反射鏡Ｍ３に収束光束を入射させ、凸面鏡の第３反射鏡Ｍ３から第４の反射鏡Ｍ４に発散光束を入射させる構成としている。これにより、第３の反射鏡Ｍ３において、光束の入射する有効部内での半径方向（光軸と垂直方向）の各点における最大入射角度が、かかる有効部内において極大値となるため、入射角度幅を比較的小さくすることにつながり、多層膜に起因する光学性能の劣化を防いでいる。具体的には、反射型投影光学系１００は、第３の反射鏡Ｍ３において、物体面ＭＳ上の円弧形状の照明領域からの光が入射する光入射領域と、物体面ＭＳ上の円弧形状の照明領域の弦の中心点と光軸とを含む平面との交線において、交線上の点の光軸からの距離の最小値をＬｍｉｎ、最大値をＬｍａｘとしたとき、交線上のＬｍｉｎ＋０．３×（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）以上Ｌｍａｘ以下の領域内で、交線上の各点における最大入射角度が極値を有するように、より好ましくは、光線上の（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２±０．２×（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）の領域内で、交線上の各点における最大入射角度が極値を有するように構成している。

反射型投影光学系１００は、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６の各々の反射面に関して、各々の反射面の曲率中心（反射面が球面の場合は、かかる球面の曲率中心を意味し、反射面が非球面の場合は、かかる反射面の非球面成分を除去した球面の曲率中心、若しくは、かかる非球面を含む回転対称な非球面の、回転対称の軸近傍の曲率に基づいた曲率中心を意味する。）を中心とし各々の反射面の曲率半径（反射面が球面の場合は、かかる球面の曲率半径を意味し、反射面が非球面の場合は、かかる反射面の非球面成分を除去した球面の曲率半径、若しくは、かかる非球面を含む回転対称な非球面の、回転対称の軸近傍の曲率に基づいた曲率半径を意味する。）を半径とする略球面と光軸との交点のうち、各々の反射面における光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、６つの反射面の面頂点が、光軸に沿って物体面ＭＳ側から像面Ｗ側に向かって、第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）、第３の反射鏡Ｍ３（の反射面）、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）、第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）、第５の反射鏡Ｍ５（の反射面）の順に配置している。

反射鏡の間隔が小さくなると、反射鏡の厚さを確保しにくくなり、例えば、保持機構や冷却機構などの部材が配置しにくくなる問題がある。そこで、反射型投影光学系１００では、６つの反射鏡のうち物体面ＭＳに最も近い反射鏡（の反射面）の面頂点と物体面ＭＳとの距離が２５０ｍｍ以上、より好ましくは、３１０ｍｍ以上となるように構成している。また、反射型投影光学系１００は、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）の面頂点と第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）の面頂点との光軸上での距離が５ｍｍ以上、より好ましくは、１０ｍｍ以上となるように構成している。更に好ましくは、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）の面頂点と第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）の面頂点との光軸上での距離が１５ｍｍ以上となることが望ましい。

ここで、反射型投影光学系１００の全長、即ち、６つの反射鏡の各々の反射面に関して、各々の反射面の曲率中心を中心とし各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と光軸との交点のうち、各々の反射面における光の反射位置に最も近い交点を面頂点とし、光軸上における物体面と像面との距離をＬａｌｌとするとき、第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）の面頂点と第４の反射鏡Ｍ４（の反射面）の面頂点との間隔Ｌ２４が、Ｌａｌｌ／２００＜Ｌ２４＜Ｌａｌｌ／１０、より好ましくは、Ｌａｌｌ／１００＜Ｌ２４、及び／又は、Ｌ２４＜Ｌａｌｌ／１８であることが望ましい。

また、一般に、有効径の大きな第６の反射鏡Ｍ６は、反射鏡の厚さが大きくなるため、第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面の面頂点との光軸上での間隔が１００ｍｍ以上、好ましくは、１１０ｍｍ以上、更に好ましくは、１１５ｍｍ以上となるようにすると望ましい。反射型投影光学系１００は、上述の条件を満足する値となっており、より構成が容易な光学系となっている。

ここで、上述したように、反射型投影光学系１００の全長をＬａｌｌ、第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面の面頂点との光軸上での間隔をＬ６としたとき、Ｌａｌｌ／２０＜Ｌ６＜Ｌａｌｌ／６、より好ましくは、Ｌａｌｌ／１２＜Ｌ６、及び／又は、Ｌ６＜Ｌａｌｌ／９であることが望ましい。

反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡の各々の反射面に関して、各々の反射面の曲率中心を中心とし各々の反射面の曲率半径を半径とする略球面と光軸との交点のうち、各々の反射面における光の反射位置に最も近い交点を面頂点とするとき、第３の反射鏡Ｍ３（の反射面）の面頂点が、第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）の面頂点よりも物体ＭＳ側となるように構成している。また、第３の反射鏡Ｍ３（の反射面）は、第６の反射鏡Ｍ６（の反射面）よりも物体面ＭＳ側に近い位置に配置されている。

開口絞りＡＳは、光軸に沿った距離で、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち第２の反射鏡Ｍ２（の反射鏡）に最も近くなるように配置することが望ましい。

反射型投影光学系１００は、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間、及び／又は、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間の光路上に配置しており、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）と第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）との間の光路長をＬｓｔとしたとき、開口絞りＡＳが、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）及び第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）からＬｓｔ／１０以上離れている。なお、開口絞りＡＳが、第１の反射鏡Ｍ１（の反射面）及び第２の反射鏡Ｍ２（の反射面）からＬｓｔ／５以上離れていると更に好ましい。これにより、反射型投影光学系１００は、光軸から離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２を有効に利用することができる。

更に、反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡を物体面ＭＳから像面Ｗの間に配置する（即ち、６つの反射鏡の反射面が、物体面ＭＳ、若しくは、物体面ＭＳを含む物体側平面と、像面Ｗ、若しくは、像面Ｗを含む像側平面との間に配置される）ことが望ましい。また、反射型投影光学系１００の光学パワーを有する全ての光学素子が、物体面ＭＳから像面Ｗの間に配置されている。

また、反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡のうち少なくとも１つはＥＵＶ光を反射する多層膜を有する非球面ミラーで構成されている。更に、６つの反射鏡の全てがＥＵＶ光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることが望ましい。

反射型投影光学系１００で用いる光は、波長が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＥＵＶ光、更に好ましくは、波長が１３ｎｍ以上１４ｎｍ以下のＥＵＶ光である。

反射型投影光学系１００は、物体面ＭＳ側が非テレセントリックであり、像面Ｗ側が実質的にテレセントリックであるように構成されている。

図１を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００は、６つの反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６を有し、基本的に物体面ＭＳ側から光が通過する順番に、第１の反射鏡Ｍ１（凹面鏡）と、開口絞りＡＳ、第２の反射鏡Ｍ２（凸面鏡）、第３の反射鏡Ｍ３（凸面鏡）、第４の反射鏡Ｍ４（凹面鏡）と第５の反射鏡Ｍ５（凸面鏡）、第６の反射鏡Ｍ６（凹面鏡）を配置し、第４の反射鏡Ｍ４から第５の反射鏡Ｍ５の光路の間で中間像ＩＭを結像させ、かかる中間像ＩＭを残りの反射鏡で像面Ｗ上に再結像するように構成されている。

図１中の一点鎖線の直線が光軸ＡＸであり、光軸ＡＸは、第１の反射鏡Ｍ１、第２の反射鏡Ｍ２、第３の反射鏡Ｍ３、第４の反射鏡Ｍ４、第５の反射鏡Ｍ５、第６の反射鏡Ｍ６の各々の曲率中心を結んだ直線として定義することができる。但し、各反射鏡は、収差を補正するなどの目的で偏心させたり傾けたりすることがあるため、各反射面の曲率中心が必ずしも光軸ＡＸ上に並ぶとは限らず、ある反射面の曲率中心が若干光軸ＡＸからずれた位置になることもありえる。

ここでは、光軸ＡＸ上における物体面ＭＳと像面Ｗとの距離を全長と称し、本実施形態の反射型投影光学系１００の全長は、約１２３０.４２８ｍｍである。

ＭＳは物体面位置に置かれた反射型マスク、Ｗは像面位置に置かれたウェハを示している。波長１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示しない照明系によりマスクＭＳが照明され、マスクＭＳからの反射ＥＵＶ光が、本実施形態の反射型投影光学系１００によって像面であるウェハＷ上に縮小投影される。

ここで、図１に示す反射型投影光学系１００の数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表１に示す。なお、図１に示す反射型投影光学系１００において、像側の開口数ＮＡ＝０．２６、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１２６ｍｍ乃至１３４ｍｍの像側で幅２ｍｍの円弧形状視野である。図１に示す反射型投影光学系１００の製造誤差を含まない収差は、波面収差＝７．２ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝２．２ｎｍである。

上述したように、反射型投影光学系１００は、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０３ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００は、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２６．５度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができ、第２の反射鏡が凸面鏡であることと合わせて、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１３０ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がり（即ち、第４の反射鏡Ｍ４上での光の入射領域の光軸ＡＸからの距離の最大値と最小値の差）は、４０.８ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００は、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができる。従って、第４の反射鏡Ｍ４での光束の広がりが適度なものとなり、最大有効径も５６０ｍｍに抑えられている。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２の反射鏡Ｍ２から適切な距離だけ離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０.６６８Ｌｓｔ、第２の反射鏡Ｍ２からの距離が０.３３２Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３である。本実施形態では、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２６.５度で、入射角度分布範囲は２.５度である。本実施形態の反射型投影光学系１００は、特に、入射角度分布が小さく、多層膜による反射率の低下を抑えた構成である。

また、物体面と物体面に最も近い反射鏡である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離は３３３.７ｍｍであり、十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は４６.１ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１２０ｍｍである。これにより、空間を確保することが可能となり、駆動機構、或いは、冷却機構などの様々な部材の配置が容易となる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．９２となっており、反射型投影光学系１００は、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００は、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために、中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡面上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００は、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡や、エネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０.４Ｌｉｍ以上０.６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

図２を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００Ａは、後述する構成以外は、実施例１と同様である。本実施形態の反射型投影光学系１００Ａの全長は、約１２１１．４３２ｍｍである。

ここで、図２に示す反射型投影光学系１００Ａの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表２に示す。なお、図２に示す反射型投影光学系１００Ａにおいて、像側の開口数ＮＡ＝０．２６、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１２６ｍｍ乃至１３４ｍｍの像側で幅２ｍｍの円弧形状視野である。図２に示す反射型投影光学系１００Ａの製造誤差を含まない収差は、波面収差＝１３ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝２．７ｎｍである。

反射型投影光学系１００Ａは、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０６．５ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００Ａは、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２５．４度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができる。更に、第２の反射鏡Ｍ２が凸面鏡であることから、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１３０ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がりは６０.３ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００Ａは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができている。また、最大有効径も５６０ｍｍに抑えることができる。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２反射鏡Ｍ２から適切な距離離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０.６８５Ｌｓｔ、第２の反射面Ｍ２からの距離が０.３１５Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３であり、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２５.４度、入射角度の分布は３.３度である。反射型投影光学系１００Ａは、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度及び入射角度の分布を小さく抑えており、多層膜による反射率の低下を抑えることができる。

また、物体面と物体面に最も近い反射鏡である第４の反射鏡Ｍ４との距離は３２９.２ｍｍであり十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は３０.５ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１２０ｍｍである。これにより、空間を確保することが可能となり、駆動機構、或いは、冷却機構などの様々な部材の配置が容易となる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．９２となっており、反射型投影光学系１００Ａは、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００Ａは、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡面上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００Ａは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡や、エネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０.４Ｌｉｍ以上０.６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

図３を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００Ｂは、後述する構成以外は、実施例１及び実施例２と同様である。本実施形態の反射型投影光学系１００Ｂの全長は、約１２０６．０９２ｍｍである。

ここで、図３に示す反射型投影光学系１００Ｂの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表３に示す。なお、図３に示す反射型投影光学系１００Ｂにおいて、像側の開口数ＮＡ＝０．２７、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１２６ｍｍ乃至１３４ｍｍの像側で幅２ｍｍの円弧形状視野である。図３に示す反射型投影光学系１００Ｂの製造誤差を含まない収差は、波面収差＝１４．４ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝２．３ｎｍである。

反射型投影光学系１００Ｂは、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０３ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００Ｂは、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２６.５度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができる。更に、第２の反射鏡Ｍ２が凸面鏡であることから、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１３０ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がりは６０.３ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００Ｂは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡や、エネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができている。また、最大有効径も５６０ｍｍに抑えることができる。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２の反射鏡Ｍ２から適切な距離離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０.６５７Ｌｓｔ、第２の反射鏡Ｍ２からの距離が０.３４３Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３であり、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２６.５度、入射角度の分布は２.２度である。反射型投影光学系１００Ｂは、特に、入射角度分布が小さく抑えられており、多層膜による反射率の低下を抑えることができる。

また、物体面と物体面に最も近い反射鏡である第４の反射鏡Ｍ４との距離は３４１.５ｍｍであり十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射面Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は２０ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１２０ｍｍである。これにより、空間を確保することが可能となり、駆動機構、或いは、冷却機構などの様々な部材の配置が容易となる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．９７となっており、反射型投影光学系１００Ｂは、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００Ｂは、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００Ｂは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡や、エネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０．４Ｌｉｍ以上０．６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

図４を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００Ｃは、後述する構成以外は、実施例１乃至実施例３と同様である。本実施形態の反射型投影光学系１００Ｃの全長は、約１２５２．３８４ｍｍである。

ここで、図４に示す反射型投影光学系１００Ｃの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表４に示す。なお、図４に示す反射型投影光学系１００Ｃにおいて、像側の開口数ＮＡ＝０．２５、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１１９ｍｍ乃至１３９ｍｍの像側で幅５ｍｍの円弧形状視野である。図４に示す反射型投影光学系１００Ｃの製造誤差を含まない収差は、波面収差＝１７．４ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝２．７ｎｍである。

反射型投影光学系１００Ｃは、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０３ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射面Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００Ｃは、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２７度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができる。更に、第２の反射鏡Ｍ２が凸面鏡であることから、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１２９ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がりは４５．２ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００Ｃは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができている。また、最大有効径も５８５ｍｍに抑えることができる。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２の反射鏡Ｍ２から適切な距離離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０．６５４Ｌｓｔ、第２の反射鏡Ｍ２からの距離が０．３４６Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３であり、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２７度、入射角度の分布は４．４度である。反射型投影光学系１００Ｃは、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度及び入射角度の分布を比較的小さく抑えており、多層膜による反射率の低下を抑えることができる。

また、物体面と物体面の最近接反射面である第４の反射鏡Ｍ４との距離は３２１．９ｍｍであり、十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は６１．４ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１１６ｍｍである。これにより、十分な反射鏡の厚みを確保することができ、更に、調整機構や冷却機構などの様々な部材を配置する空間を確保することができる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．８３０となっており、反射型投影光学系１００Ｃは、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００Ｃは、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡面上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００Ｃは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０.４Ｌｉｍ以上０.６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

図５を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００Ｄは、後述する構成以外は、実施例１乃至実施例４と同様である。本実施形態の反射型投影光学系１００Ｄの全長は、約１２６７．０４６ｍｍである。

ここで、図５に示す反射型投影光学系１００Ｄの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表５に示す。なお、図５に示す反射型投影光学系１００Ｄにおいて、像側の開口数ＮＡ＝０．２３７、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１１７．５ｍｍ乃至１４０.５ｍｍの像側で幅５.７５ｍｍの円弧形状視野である。図５に示す反射型投影光学系１００Ｄの製造誤差を含まない収差は、波面収差＝１７．６ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝１．５ｎｍである。

反射型投影光学系１００Ｄは、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０３ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００Ｄは、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２７度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができる。更に、第２の反射鏡Ｍ２が凸面鏡であることから、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１２９ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がりは４５．５ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００Ｄは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができる。また、最大有効径も５８５ｍｍに抑えることができる。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２の反射鏡Ｍ２から適切な距離離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０．６５６Ｌｓｔ、第２の反射鏡Ｍ２からの距離が０．３４４Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３であり、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２７度、入射角度の分布は４．８度である。反射型投影光学系１００Ｄは、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度及び入射角度の分布を比較的小さく抑えており、多層膜による反射率の低下を抑えることができる。

また、物体面と物体面の最近接反射面である第４の反射鏡Ｍ４との距離は３３６．６ｍｍであり、十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は５２．６ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１１６ｍｍである。これにより、十分な反射鏡の厚みを確保することができ、更に、調整機構や冷却機構などの様々な部材を配置する空間を確保することができる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．８８８となっており、反射型投影光学系１００Ｄは、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００Ｄは、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡面上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００Ｄは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０.４Ｌｉｍ以上０.６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

図６を参照するに、本実施形態の反射型投影光学系１００Ｅは、後述する構成以外は、実施例１乃至実施例５と同様である。本実施形態の反射型投影光学系１００Ｅの全長は、約１２６８．５１３ｍｍである。

ここで、図６に示す反射型投影光学系１００Ｅの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表６に示す。なお、図６に示す反射型投影光学系１００Ｅにおいて、像側の開口数ＮＡ＝０．２３、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１１７ｍｍ乃至１４１ｍｍの像側で幅６ｍｍの円弧形状視野である。図６に示す反射型投影光学系１００Ｅの製造誤差を含まない収差は、波面収差＝１７．０ｍλｒｍｓ、スタティックディストーション＝３．０ｎｍである。

反射型投影光学系１００Ｅは、開口絞りＡＳを第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２との間に配置しているため、物体側テレセン度が１０３ｍｒａｄと小さいながら、物体面から第１の反射鏡Ｍ１に入射する光束のケラレを防いでいる。

また、反射型投影光学系１００Ｅは、開口絞りＡＳから光軸ＡＸから離れた位置に配置された第４の反射鏡Ｍ４に光束を導く際に、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３によって段階的に導いているために、最大入射角を２７度に抑えながら第３の反射鏡Ｍ３乃至第４の反射鏡Ｍ４間の距離を比較的短くすることができる。更に、第２の反射鏡Ｍ２が凸面鏡であることから、第４の反射鏡Ｍ４上での光束の広がりが適度なものとなっている。具体的には、物体高１２９ｍｍの物点から入射した光束の第４の反射鏡Ｍ４上における光軸ＡＸに対して垂直な方向の広がりは４５．０ｍｍである。これにより、反射型投影光学系１００Ｅは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成にすることができる。また、最大有効径も５８５ｍｍに抑えることができる。

開口絞りＡＳは、第１の反射鏡Ｍ１及び第２反射鏡Ｍ２から適切な距離離れていることが好ましい。本実施形態においては、第１の反射鏡Ｍ１と第２の反射鏡Ｍ２の光路上の距離をＬｓｔとしたとき、第１の反射鏡Ｍ１からの距離が０．６５９Ｌｓｔ、第２の反射鏡Ｍ２からの距離が０．３４１Ｌｓｔの位置に開口絞りＡＳを配置している。

また、第１の反射鏡Ｍ１乃至第６の反射鏡Ｍ６のうち光線入射角度の最大値が最大の反射鏡は第３の反射鏡Ｍ３であり、第３の反射鏡Ｍ３における最大の入射角度は２７度、入射角度の分布は４．９度である。反射型投影光学系１００Ｅは、特に、第３の反射鏡Ｍ３における入射角度分布を小さく抑えており、多層膜による反射率の低下を抑えることができる。

また、物体面と物体面の最近接反射面である第４の反射鏡Ｍ４との距離は３４０．８ｍｍであり、十分なフロントフォーカスを有している。また、第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第２の反射鏡Ｍ２の面頂点の光軸ＡＸ上での間隔は５０．７ｍｍであり、第６の反射鏡Ｍ６の面頂点と第６の反射鏡Ｍ６の最近接反射面である第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離は１１６ｍｍである。これにより、十分な反射鏡の厚みを確保することができ、更に、調整機構や冷却機構などの様々な部材を配置する空間を確保することができる。

また、物体面と物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点との距離Ｌ１、物体面の最近接面である第４の反射鏡Ｍ４の面頂点と第１の反射鏡Ｍ１の面頂点との距離Ｌ２において、Ｌ１／Ｌ２が０．９０７となっており、反射型投影光学系１００Ｅは、十分なフロントフォーカスを有すると共に、入射角度を抑えやすい構成となっている。

反射型投影光学系１００Ｅは、第２の反射鏡Ｍ２及び第３の反射鏡Ｍ３を凸面鏡としているために中間像ＭＩを反射鏡から離れた位置に形成することができ、反射鏡面上での光束の広がりが適度なものとなっている。これにより、反射型投影光学系１００Ｅは、反射鏡の反射面のうねり、ミラー材料中の気泡やエネルギー集中による反射鏡の変形、ゴミの転写などの影響を受けにくく、結像性能の劣化が起こりにくい構成となっている。ここで、第４の反射鏡Ｍ４と第５の反射鏡Ｍ５との間の光路長をＬｉｍとしたとき、中間像ＭＩは、第４の反射鏡Ｍ４から０.４Ｌｉｍ以上０.６Ｌｉｍの範囲内に形成されている。

以上のように、本発明の反射型投影光学系１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ及び１００Ｅは、入射角度を抑えながら、反射鏡の最大有効径が小さく、反射鏡上で光束が適度な広がりを有し、結像性能に優れている。

以下、図７を参照して、本発明の反射型投影光学系１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ及び１００Ｅを適用した露光装置２００について説明する。図７は、本発明の一側面としての露光装置２００の構成を示す概略断面図である。

本発明の露光装置２００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク２２０に形成された回路パターンを被処理体２４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。

図７を参照するに、露光装置２００は、照明装置２１０と、マスク２２０を載置するマスクステージ２２５と、反射型投影光学系１００と、被処理体２４０を載置するウェハステージ２４５と、アライメント検出機構２５０と、フォーカス位置検出機構２６０と、図示しない制御部とを有する。

また、図７に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は真空雰囲気ＶＣとなっている。

照明装置２１０は、反射型投影光学系１００の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク２２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源２１２と、照明光学系２１４とを有する。

ＥＵＶ光源２１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。

照明光学系２１４は、集光ミラー２１４ａ、オプティカルインテグレーター２１４ｂから構成される。集光ミラー２１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター２１４ｂは、マスク２２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系２１４は、マスク２２０と共役な位置に、マスク２２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ２１４ｃが設けられている。

マスク２２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ２２５に支持及び駆動されている。マスク２２０から発せられた回折光は、反射型投影光学系１００で反射されて被処理体２４０上に投影される。マスク２２０と被処理体２４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク２２０と被処理体２４０を走査することによりマスク２２０のパターンを被処理体２４０上に縮小投影する。

マスクステージ２２５は、マスク２２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ２２５を駆動することでマスク２２０を移動することができる。露光装置２００は、マスク２２０と被処理体２４０を同期した状態で走査する。

反射型投影光学系１００は、マスク２２０面上のパターンを被処理体２４０上に縮小投影する反射型投影光学系である。図７において、反射型投影光学系１００は、図を簡略化するために、４つの反射鏡（反射面）を有するように図示されているが、反射型投影光学系１００の反射鏡は、実施例１乃至６に記載したように、６つであることが好ましい。勿論、本発明の趣旨が変わらない範囲内で枚数を変化させてもよいことは言うまでもない。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク２２０と被処理体２４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系２３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。

被処理体２４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体２４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ２４５は、ウェハチャック２４５ａによって被処理体２４０を支持する。ウェハステージ２４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体２４０を移動する。マスク２２０と被処理体２４０は同期して走査される。また、マスクステージ２２５の位置とウェハステージ２４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。

アライメント検出機構２５０は、マスク２２０の位置と反射型投影光学系１００の光軸との位置関係、及び、被処理体２４０の位置と反射型投影光学系１００の光軸との位置関係を計測し、マスク２２０の投影像が被処理体２４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ２２５及びウェハステージ２４５の位置と角度を設定する。

フォーカス位置検出機構２６０は、被処理体２４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ２４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体２４０面を投影光学系２３０による結像位置に保つ。

図示しない制御部は、例えば、ＣＰＵ、メモリを有し、露光装置２００の動作を制御する。制御部は、照明装置２１０、マスクステージ２２０（即ち、マスクステージ２２５の図示しない移動機構）、ウェハステージ２４５（即ち、ウェハステージ２４５の図示しない移動機構）と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置２００を動作するファームウェアを格納する。

露光において、照明装置２１０から射出されたＥＵＶ光はマスク２２０を照明し、マスク２２０面上のパターンを被処理体２４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク２２０と被処理体２４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク２２０の全面を露光する。

次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図９は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置２００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ_２レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫外線用の反射型投影光学系として用いることもでき、大画面をスキャン露光する露光装置にもスキャンしない露光をする露光装置にも適用可能である。

本発明の反射型投影光学系の例示的一形態及びその光路を示した概略断面図である。 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。 図１に示す反射型投影光学系の更に別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。 図１に示す反射型投影光学系の更に別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。 図１に示す反射型投影光学系の更に別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。 図１に示す反射型投影光学系の更に別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。 本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図８に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１００、１００Ａ乃至１００Ｅ 反射型投影光学系
Ｍ１ 第１の反射鏡
Ｍ２ 第２の反射鏡
Ｍ３ 第３の反射鏡
Ｍ４ 第４の反射鏡
Ｍ５ 第５の反射鏡
Ｍ６ 第６の反射鏡
ＭＳ マスク（物体面）
Ｗ ウェハ（像面）
ＡＳ 開口絞り
ＡＸ 光軸
ＩＭ 中間像
２００ 露光装置

Claims (4)

1. 物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、
   前記物体面からの光を、凹面形状の第１の反射面、凸面形状の第２の反射面、凸面形状の第３の反射面、凹面形状の第４の反射面、凸面形状の第５の反射面、凹面形状の第６の反射面の順に反射するように、前記物体面と前記像面との間に配置されている６つの反射面で構成され、
   前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の光路に配置されている開口絞りを有し、
   前記第４の反射面と前記第５の反射面との間の光路に前記パターンの中間像を形成し、
   前記６つの反射面は、前記６つの反射面の曲率中心が光軸上に並ぶように配置され、前記６つの反射面の各々の反射面に関して、前記各々の反射面の曲率中心を中心とし前記各々の反射面の曲率半径を半径とする球面と前記光軸との交点のうち、前記各々の反射面の前記光の反射位置に最も近い交点を面頂点としたとき、
   前記６つの反射面の面頂点は、前記光軸に沿って前記物体面側から前記像面側に向かって、前記第４の反射面、前記第２の反射面、前記第３の反射面、前記第１の反射面、前記第６の反射面、前記第５の反射面の順に並んでおり、
   前記物体面と前記物体面に最も近い面頂点との間隔Ｌ１と、前記物体面に最も近い面頂点と前記第１の反射面の面頂点との間隔Ｌ２は、
   ０．７５＜Ｌ１／Ｌ２＜１．２５
   の関係を満足し、
   前記光軸上における前記物体面と前記像面との距離Ｌａｌｌと、前記第２の反射面の面頂点と前記第４の反射面の面頂点との間隔Ｌ２４は、
   Ｌａｌｌ／２００＜Ｌ２４＜Ｌａｌｌ／１０
   の関係を満足する
   ことを特徴とする反射型投影光学系。
2. 前記第６の反射面の面頂点と前記第６の反射面の最近接反射面の面頂点との光軸上での間隔Ｌ６は、
   Ｌａｌｌ／２０＜Ｌ６＜Ｌａｌｌ／６
   の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の反射型投影光学系。
3. 光源からの光を用いて物体面上のパターンを照明する照明光学系と、
   前記物体面上のパターンを像面上に縮小投影する請求項１または２に記載の反射型投影光学系と、を有する
   ことを特徴とする露光装置。
4. 請求項３に記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
   露光された前記被処理体を現像するステップと、を有する
   ことを特徴とするデバイス製造方法。