JPWO2007023665A1

JPWO2007023665A1 - 投影光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法

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Publication number: JPWO2007023665A1
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Inventors: 高橋　友刀; 友刀高橋
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Abstract

円弧状の有効結像領域の幅寸法が比較的大きく確保され、たとえば露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能を維持することのできる８枚ミラー反射型の投影光学系。第１面（４）の中間像を形成する第１反射結像光学系（Ｇ１）と、その中間像の像を第２面（７）上に形成する第２反射結像光学系（Ｇ２）とを備えている。第１反射結像光学系は、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とを有する。第２反射結像光学系は、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とを有する。第１反射鏡Ｍ１、第４反射鏡Ｍ４、第５反射鏡Ｍ５および第８反射鏡Ｍ８は凹面状の反射面を有し、第７反射鏡Ｍ７は凸面状の反射面を有する。第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３の一方は凹面状の反射面を有し、他方は凸面状の反射面を有する。円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗは所定の条件式（１）を満足する。

Description

本発明は、投影光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法に関し、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。

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。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、４枚または６枚の反射鏡からなり０．１〜０．２程度の像側開口数を有する４枚ミラー反射型光学系や６枚ミラー反射型光学系が提案されている。

さらに最近では、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５，６８６，７２８号明細書や米国特許第６，７１０，９１７号明細書に、８枚の反射鏡からなり０．３以上の像側開口数を有する８枚ミラー反射型光学系が提案されている。

米国特許第５，６８６，７２８号明細書米国特許第６，７１０，９１７号明細書

上記特許文献に記載された従来の８枚ミラー反射型光学系では、像面上での円弧状の有効結像領域（像面において収差が所要の状態に補正されている領域）の幅寸法（光軸を中心とする円の径方向に沿った寸法）が最大でも２ｍｍ程度である。円弧状の有効結像領域の幅寸法が小さい（狭い）と、その狭い領域に光源からの光が集中するため、その領域の温度が上昇し、この温度上昇に起因した歪みが生じて問題となる。

また、円弧状の有効結像領域の幅寸法が小さいと、投影光学系の各反射鏡で反射される光束の範囲も相対的に狭くなるので、各反射鏡の熱歪みも問題となる可能性がある。特に、スループットを向上させるために光源から射出される光の強度を強くする程、この問題は顕著になり、露光中の温度上昇により投影光学系が所望の性能を達成できなくなるという可能性もある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、円弧状の有効結像領域の幅寸法が比較的大きく確保され、たとえば露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能を維持することのできる８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、高解像な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。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、８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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とを有し、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とを有し、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８は、凹面状の反射面を有し、
前記第７反射鏡Ｍ７は、凸面状の反射面を有し、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面を有し、他方の反射鏡は凸面状の反射面を有し、
前記第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心と光軸との間の距離をＹｃとし、前記有効結像領域の中心と前記光軸とを結ぶ方向に沿った前記有効結像領域の幅寸法をＤｗとするとき、
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ
の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供する。

本発明の第２形態では、８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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とを有し、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とを有し、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８は、凹面状の反射面を有し、
前記第６反射鏡Ｍ６および前記第７反射鏡Ｍ７は、凸面状の反射面を有し、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面を有し、他方の反射鏡は凸面状の反射面を有することを特徴とする投影光学系を提供する。

本発明の第３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形態または第２形態の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。

本発明の第４形態では、第３形態の露光装置を用いて前記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、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。

本発明の投影光学系では、４つの反射鏡を有する第１反射結像光学系Ｇ１と４つの反射鏡を有する第２反射結像光学系Ｇ２とを備えた２回結像型の反射光学系において、像面（第２面）上に形成される円弧状の有効結像領域の幅寸法が所定の条件式を満足するように構成されている。その結果、本発明の投影光学系では、円弧状の有効結像領域の幅寸法が比較的大きく確保され、露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能を維持することができ、また実質的な露光光量を比較的大きく確保することができる。

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且つ高スループット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、高精度なマイクロデバイスを高スループットで製造することができる。

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。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。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。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。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。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。本実施形態の第３実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。第３実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。本実施形態の第４実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。第４実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。本実施形態の第５実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。第５実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。本実施形態の第６実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。第６実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。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。

符号の説明

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
Ｍ１〜Ｍ８反射鏡

本発明の投影光学系では、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成された第１面の中間像からの光が、第２反射結像光学系Ｇ２を介して、中間像の像（第１面の縮小像）を第２面（像面）上に形成する。すなわち、第１面の中間像は、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。

第１反射結像光学系Ｇ１は、第１面からの光を反射するための第１反射鏡Ｍ１と、第１反射鏡Ｍ１で反射された光を反射するための第２反射鏡Ｍ２と、第２反射鏡Ｍ２で反射された光を反射するための第３反射鏡Ｍ３と、第３反射鏡Ｍ３で反射された光を反射するための第４反射鏡Ｍ４とにより構成されている。また、第２反射結像光学系Ｇ２は、中間像からの光を反射するための第５反射鏡Ｍ５と、第５反射鏡Ｍ５で反射された光を反射するための第６反射鏡Ｍ６と、第６反射鏡Ｍ６で反射された光を反射するための第７反射鏡Ｍ７と、第７反射鏡Ｍ７で反射された光を反射するための第８反射鏡Ｍ８とにより構成されている。

具体的に、第１反射鏡Ｍ１、第４反射鏡Ｍ４、第５反射鏡Ｍ５、および第８反射鏡Ｍ８は、凹面状の反射面を有する。第７反射鏡Ｍ７は、凸面状の反射面を有する。第２反射鏡Ｍ２および第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面を有し、他方の反射鏡は凸面状の反射面を有する。第６反射鏡Ｍ６は、凹面状または凸面状の反射面を有する。その結果、第１反射結像光学系Ｇ１は凸面状の反射面を１つだけ有し、第２反射結像光学系Ｇ２は凸面状の反射面を１つまたは２つ有することになる。

本発明では、結像光学系に含まれる凸面状の反射面の数が多いと収差が相対的に大きく発生するので、第１反射結像光学系Ｇ１に含まれる凸面状の反射面の数を最低限（結像のために、あるいはペッツバール和を０に近づけるために最低限１つの凸面状の反射面が必要である）の１つに限定している。なお、縮小投影型の光学系では、像面の近くに配置されている第２反射結像光学系Ｇ２の方が、第１反射結像光学系Ｇ１に比して光線の広がりが大きい（光束ＮＡが大きい）。従って、第２反射結像光学系Ｇ２では、各反射鏡で反射する光束を互いに分離しなければならないという観点から、最大で２つの凸面状の反射面を有することを許容している。

本発明では、上述のような８枚ミラー反射型の基本構成およびパワー配置に基づいて、第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の幅寸法を比較的大きく確保することができる。また、本発明では、第１反射結像光学系Ｇ１と第２反射結像光学系Ｇ２とのバランスが良くなるように、第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に中間像を形成している。この場合、第２反射結像光学系Ｇ２で収差を補正するのに４つの反射鏡を利用することができ、収差の補正が容易である。その結果、有効結像領域の幅寸法を比較的大きく確保しつつ、広い有効結像領域に亘って収差を良好に補正することができる。

具体的に、本発明の投影光学系では、上述のような８枚ミラー反射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、Ｙｃは第２面上に形成される円弧状の有効結像領域（像面において収差が所要の状態に補正されている領域）の中心と光軸との間の距離であり、Ｄｗは円弧状の有効結像領域の中心と光軸とを結ぶ方向に沿った有効結像領域の幅寸法である。
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ（１）

条件式（１）の下限値を下回ると、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗが小さくなりすぎて、露光装置に適用された場合に露光中所望の性能を維持することができない。換言すれば、本発明の８枚ミラー反射型の投影光学系では、条件式（１）を満足しているので、露光装置に適用された場合に円弧状の有効結像領域（実効露光領域；静止露光領域）の幅寸法を比較的大きく確保することができ、ひいては露光中も所望の性能を維持することができる。

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、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、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。

なお、本発明の投影光学系では、露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能をさらに良好に維持するために、像側開口数ＮＡの値に応じて、次の条件式（１Ａ）〜（１Ｆ）を満足することが望ましい。具体的に、像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく、次の条件式（１Ａ）を満足することが望ましい。
０．０６４＜Ｄｗ／Ｙｃ（１Ａ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．３５よりも大きく且つ０．５５以下であり、次の条件式（１Ｂ）を満足することが望ましい。
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．２（１Ｂ）

この場合、像側開口数ＮＡが０．３５よりも大きく且つ０．４５よりも小さく、次の条件式（１Ｃ）を満足することがさらに望ましい。
０．０６４＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．０９（１Ｃ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．３よりも大きく且つ０．４よりも小さく、次の条件式（１Ｄ）を満足することが望ましい。
０．０９＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．３（１Ｄ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．２５よりも大きく且つ０．３５よりも小さく、次の条件式（１Ｅ）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．４（１Ｅ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく且つ０．２５以下であり、次の条件式（１Ｆ）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．９（１Ｆ）

なお、条件式（１Ｄ）において、Ｄｗ／Ｙｃの下限値を０．１３に設定することがさらに望ましい。条件式（１Ｅ）において、Ｄｗ／Ｙｃの下限値を０．２に設定することがさらに望ましい。条件式（１Ｆ）において、Ｄｗ／Ｙｃの上限値を０．８に設定し、下限値を０．３に設定することがさらに望ましい。

また、本発明の投影光学系では、第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有することが好ましい。この場合、第２反射結像光学系Ｇ２が、２つの凸面状の反射面を有することになる。その結果、ＮＡの大きな所で光束分離を容易に行うことが可能になり、光学系に負担がかからないので、有効結像領域の幅寸法Ｄｗを相対的に大きく確保しても収差を良好に補正することが可能になる。

また、本発明の投影光学系では、第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有し、次の条件式（１’）および（２）を満足することが好ましい。条件式（２）において、Ｒ６は第６反射鏡Ｍ６の反射面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径）である。
０．１３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．８（１’）
５．０＜｜Ｒ６｜／Ｙｃ＜５０．０（２）

条件式（１’）の下限値を下回ると、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗが小さくなり過ぎて、露光装置に適用された場合に露光中所望の性能を維持することが難しくなるので好ましくない。一方、条件式（１’）の上限値を上回ると、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗが大きくなり、光束が拡がり過ぎてお互いに干渉し、光学系を構成することが困難になるので好ましくない。

換言すれば、本発明の８枚ミラー反射型の投影光学系において第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有するとき、条件式（１’）を満足することにより、露光装置に適用された場合に円弧状の有効結像領域（実効露光領域；静止露光領域）の幅寸法を比較的大きく確保することができ、ひいては露光中も所望の性能を維持することができる。

また、条件式（２）の下限値を下回ると、第６反射鏡Ｍ６の反射面の曲率半径Ｒ６の絶対値が小さくなり過ぎて、第６反射鏡Ｍ６によって大きな収差が発生しやすくなり、その発生量が他の反射鏡で相殺できない量となる可能性があり、残存収差となって結像性能を悪化させる可能性があるので好ましくない。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第６反射鏡Ｍ６の反射面の曲率半径Ｒ６の絶対値が大きくなり過ぎて、この第６反射鏡Ｍ６によって反射される光束が重なり易くなり、有効結像領域の幅寸法Ｄｗを大きく確保することができなくなる可能性があるので好ましくない。

本発明の投影光学系において、第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有し、条件式（１’）と条件式（２）とを満足するとき、さらに良好な結像性能を確保し且つ有効結像領域の幅寸法Ｄｗをさらに大きく確保するために、次の条件式（２Ａ）を満足することが好ましい。
８．０＜｜Ｒ６｜／Ｙｃ＜１５．０（２Ａ）

また、本発明の投影光学系において、第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有し、条件式（１’）と条件式（２）または（２Ａ）とを満足するとき、露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能をさらに良好に維持するために、また実質的な露光光量をさらに大きく確保するために、像側開口数ＮＡの値に応じて、次の条件式（１’Ｄ）〜（１’Ｆ）を満足することが望ましい。

具体的に、像側開口数ＮＡが０．３よりも大きく且つ０．４よりも小さく、次の条件式（１’Ｄ）を満足することが望ましい。
０．１３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．３（１’Ｄ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．２５よりも大きく且つ０．３５よりも小さく、次の条件式（１’Ｅ）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．４（１’Ｅ）

あるいは、像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく且つ０．２５以下であり、次の条件式（１’Ｆ）を満足することが望ましい。
０．３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．８（１’Ｆ）

本発明の投影光学系では、露光装置に適用された場合に露光中も所望の性能をさらに良好に維持するために、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗが２．５ｍｍ以上であることが好ましい。

また、本発明の投影光学系では、次の条件式（３）を満足することが望ましい。条件式（３）において、Ｈ０は第１面における最大物体高であり、Ｍφは８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８の有効半径の最大値（すなわち最も大きい反射鏡の有効半径）である。
０．５＜Ｈ０／Ｍφ （３）

条件式（３）の下限値を下回ると、最も大きい反射鏡の有効半径Ｍφ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（３）を満足することにより、反射鏡の小型化ひいては光学系の小型化を達成することができるので、反射鏡の研磨、検査、コート等、製造に関わる困難さが軽減される。また、各反射鏡での光線反射角が小さくなるので、各反射鏡での反射率の向上や反射率のばらつきの低減を達成することができる。

また、本発明の投影光学系では、次の条件式（４）を満足することが望ましい。条件式（４）において、Ｌ12は第１反射結像光学系Ｇ１中の第２面に最も近い反射面と第２反射結像光学系Ｇ２中の第１面に最も近い反射面との間の軸上間隔であり、ＴＬ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。
０．１＜Ｌ12／ＴＬ＜０．７（４）

条件式（４）の下限値を下回ると、第１反射結像光学系Ｇ１と第２反射結像光学系Ｇ２との軸上間隔Ｌ12が小さくなり過ぎて、第１反射結像光学系Ｇ１と第２反射結像光学系Ｇ２との間の光路中に中間像を形成することが困難になるので好ましくない。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第１反射結像光学系Ｇ１と第２反射結像光学系Ｇ２との軸上間隔Ｌ12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。なお、本発明の効果をさらに良好に発揮するには、条件式（４）の下限値を０．１５に設定し、上限値を０．５に設定することが好ましい。

また、本発明の投影光学系では、８つのすべての反射鏡Ｍ１〜Ｍ８が非球面形状に形成された反射面を有することが好ましい。このように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、各反射鏡の反射面は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望ましい。

また、本発明の投影光学系では、第２反射鏡Ｍ２の反射面上（すなわち第２反射鏡Ｍ２の反射面に接する位置またはその直前）に開口絞りを設けることが好ましい。この構成は、大きな像側開口数ＮＡを確保するのに有利である。この開口絞りにより、光束を任意の大きさに制限することができるので、光量の調節や、第２面（像面）での焦点深度及び被写界深度の調節を行うことができる。

また、本発明の投影光学系では、次の条件式（５）を満足することが望ましい。条件式（５）において、Ｍφ４は中間像から第１面側へ向かって第１番目に配置されている第４反射鏡Ｍ４の有効半径であり、Ｍφ５は中間像から第２面側へ向かって第１番目に配置されている第５反射鏡Ｍ５の有効半径である。
０．８５＜Ｍφ４／Ｍφ５＜１．２（５）

本発明では、条件式（５）を満足することにより、すなわち中間像から第１面側へ向かって第１番目の第４反射鏡Ｍ４と中間像から第２面側へ向かって第１番目の第５反射鏡Ｍ５との有効半径の比を１に近づけることにより、第１反射結像光学系Ｇ１と第２反射結像光学系Ｇ２とのバランスが良くなり、収差の補正が容易になるので好ましい。また、一方の反射鏡の有効半径を小さくすると他方の反射鏡の有効半径が大きくなる傾向があるため、２つの反射鏡の有効半径の比を１に近づけることにより、第４反射鏡Ｍ４および第５反射鏡Ｍ５のいずれか一方が相対的に大きくなる事を防ぐことができる。従って、各反射鏡を全体的にコンパクトに構成することが可能となり、各反射鏡の製造も容易になる。特に、第４反射鏡Ｍ４および第５反射鏡Ｍ５は相対的に径方向に大型化し易いので、これらの反射鏡の有効半径を小さく抑えることにより、反射面の形状測定や反射面の加工も容易に実施することが可能となる。

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。

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。

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。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。

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。

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。ここで、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。

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。

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〜第６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。

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、マスクパターンの中間像の像（マスク４のパターンの二次像）をウェハ７上に形成するための第２反射結像光学系Ｇ２とから構成されている。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。第１反射結像光学系Ｇ１は４つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ４により構成され、第２反射結像光学系Ｇ２は４つの反射鏡Ｍ５〜Ｍ８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〜Ｍ８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、第２反射鏡Ｍ２の反射面上（すなわち第２反射鏡Ｍ２の反射面に接する位置あるいはその近傍の位置）に、開口絞りＡＳ（不図示）が設けられている。さらに、各実施例において、投影光学系６は、ウェハ側（像像）にほぼテレセントリックな光学系である。

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

ｚ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2｝
＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋・・・（ｂ）

［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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凸面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。

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）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（幅寸法Ｄｗ）をそれぞれ表している。また、表（１）の条件式対応値の欄において、Ｄｗは有効結像領域ＥＲの幅寸法を、Ｙｃは有効結像領域ＥＲの中心と光軸との距離を、Ｍφは最も大きい反射鏡の有効半径を、Ｌ12は第１反射結像光学系Ｇ１中のウェハ７に最も近い反射面と第２反射結像光学系Ｇ２中のマスク４に最も近い反射面との間の軸上間隔（つまり図３の一点鎖線で示す軸に沿って測定される長さ）を、ＴＬはマスク４とウェハ７との間の軸上間隔を、Ｍφ４は第４反射鏡Ｍ４の有効半径を、Ｍφ５は第５反射鏡Ｍ５の有効半径をそれぞれ表している。

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（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）〜表（６）においても同様である。

表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．４０
Ｈ０＝１６２ｍｍ
φ＝４０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝３ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 614.28
1 -1046.58 -320.59 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 -2359.60 252.14 （第２反射鏡Ｍ２）
3 -6000.00 -425.83 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1536.42 1132.65 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -732.40 -123.97 （第５反射鏡Ｍ５）
6 -5896.50 223.97 （第６反射鏡Ｍ６）
7 186.82 -323.97 （第７反射鏡Ｍ７）
8 385.69 363.97 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４９０３５３×１０^-9Ｃ₆＝０．１８７８３３×１０^-13
Ｃ₈＝−０．６６８３６９×１０^-18Ｃ₁₀＝０．１５６０７８×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．２６３０９０×１０^-27Ｃ₁₄＝０．２８９４２８×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１４６６９９×１０^-37

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．５２３０９５×１０^-8Ｃ₆＝−０．７９２４３８×１０^-13
Ｃ₈＝−０．３９５５３７×１０^-17Ｃ₁₀＝０．１４４６７７６×１０^-20
Ｃ₁₂＝−０．４４２３０４×１０^-24Ｃ₁₄＝０．６５６９９４×１０^-28
Ｃ₁₆＝−０．３７５６３３×１０^-32

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３４５７４７×１０^-8Ｃ₆＝０．１６０２３４×１０^-13
Ｃ₈＝−０．８１２５５７×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．４０５３１８×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．２５１６３７×１０^-27Ｃ₁₄＝−０．６４３７９５×１０^-32
Ｃ₁₆＝０．６３６２４２×１０^-37

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．５０９９９３×１０^-9Ｃ₆＝−０．４６１３７３×１０^-15
Ｃ₈＝−０．５５８５３７×１０^-19Ｃ₁₀＝０．１３５９８７×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．２２９９６１×１０^-28Ｃ₁₄＝０．２０７４５７×１０^-33
Ｃ₁₆＝−０．７８４０５７×１０^-39

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．８７７４６７×１０^-9Ｃ₆＝０．４１９３３０×１０^-14
Ｃ₈＝−０．５２２３２１×１０^-18Ｃ₁₀＝０．１９１１３４×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．３３９８４９×１０^-27Ｃ₁₄＝０．３０５９６４×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１１２２５２×１０^-37

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４８６９３０×１０^-8Ｃ₆＝０．５５３０１１×１０^-13
Ｃ₈＝−０．４９７２３９×１０^-18Ｃ₁₀＝０．２５４０４０×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．７１８２６９×１０^-28Ｃ₁₄＝０．４２４２９８×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．６４１６０６×１０^-37

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１７６０８８×１０^-7Ｃ₆＝−０．３６０２４６×１０^-12
Ｃ₈＝０．３７０６９２×１０^-15Ｃ₁₀＝−０．２７８３５２×１０^-19
Ｃ₁₂＝０．３０９５５６×１０^-23Ｃ₁₄＝−０．２７７６０３×１０^-28
Ｃ₁₆＝−０．２２１３９５×１０^-31

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．７４７７８１×１０^-10Ｃ₆＝０．７３０９８０×１０^-15
Ｃ₈＝０．３３２０５４×１０^-20Ｃ₁₀＝０．１２６４９４×１０^-24
Ｃ₁₂＝−０．２７３１７１×１０^-29Ｃ₁₄＝０．５３６０４１×１０^-34
Ｃ₁₆＝−０．３７９２６３×１０^-39

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝３ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝５８９６．５０ｍｍ
Ｍφ＝２３７．５６ｍｍ（第５反射鏡Ｍ５において最大）
Ｌ12＝４１４．４０ｍｍ
ＴＬ＝１３９２．６５ｍｍ
Ｍφ４＝２２７．８４ｍｍ
Ｍφ５＝２３７．５６ｍｍ
（１）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．０７７
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１５１．２＞５０．０
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．６８２
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．２９８
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝０．９５９

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９６％、および像高９３％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。

［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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凸面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。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。

表（２）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３５
Ｈ０＝１６４ｍｍ
φ＝４１ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 618.92
1 -1636.50 -415.49 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 2528.81 295.36 （第２反射鏡Ｍ２）
3 1392.94 -378.79 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1236.53 1315.65 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -772.13 -130.26 （第５反射鏡Ｍ５）
6 -6000.00 232.08 （第６反射鏡Ｍ６）
7 202.38 -332.08 （第７反射鏡Ｍ７）
8 395.89 372.08 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２１７１２７×１０^-9Ｃ₆＝０．３９３７８２×１０^-14
Ｃ₈＝−０．２９９８１４×１０^-18Ｃ₁₀＝０．９０２２２３×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．１５２０３５×１０^-27Ｃ₁₄＝０．９６４４８８×１０^-33
Ｃ₁₆＝０．４５５０３０×１０^-38

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２１８９４６×１０^-8Ｃ₆＝−０．１２６３６４×１０^-13
Ｃ₈＝−０．１６４７５６×１０^-17Ｃ₁₀＝０．６１６２６０×１０^-21
Ｃ₁₂＝−０．１４６８４０×１０^-24Ｃ₁₄＝０．１９００２１×１０^-28
Ｃ₁₆＝−０．１０１６９７×１０^-32

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４２０４３８×１０^-8Ｃ₆＝０．１７１５１６×１０^-13
Ｃ₈＝−０．３３１７６５×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．９４８７０４×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．６０００１４×１０^-27Ｃ₁₄＝−０．２０７９０４×１０^-31
Ｃ₁₆＝０．３０９１４６×１０^-36

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３２０２１４×１０^-9Ｃ₆＝−０．８７２２７５×１０^-15
Ｃ₈＝０．３７２５６０×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．１３９１１０×１０^-24
Ｃ₁₂＝０．２１０２８８×１０^-29Ｃ₁₄＝−０．１８１８２４×１０^-34
Ｃ₁₆＝０．６６００４１×１０^-40

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２６５９１６×１０^-9Ｃ₆＝−０．４９８６６４×１０^-14
Ｃ₈＝−０．３１８５０９×１０^-18Ｃ₁₀＝０．１６５５０６×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．３２１６２１×１０^-27Ｃ₁₄＝０．３００９８８×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１１３２２３×１０^-37

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３０１０２５×１０^-8Ｃ₆＝０．５１９４８１×１０^-13
Ｃ₈＝−０．１５８４６２×１０^-17Ｃ₁₀＝０．７５１２６５×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．２４６１０６×１０^-26Ｃ₁₄＝０．４３５２７９×１０^-31
Ｃ₁₆＝−０．３２２１６２×１０^-36

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１７２９０１×１０^-7Ｃ₆＝０．１１５０４５×１０^-11
Ｃ₈＝０．２１０６６７×１０^-15Ｃ₁₀＝−０．２９４７８８×１０^-20
Ｃ₁₂＝−０．５７９８１６×１０^-23Ｃ₁₄＝０．２０５７３６×１０^-26
Ｃ₁₆＝−０．２０２９７２×１０^-30

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．９３２３２７×１０^-10Ｃ₆＝０．７６９２１４×１０^-15
Ｃ₈＝０．３２９３５６×１０^-20Ｃ₁₀＝０．１２２７２３×１０^-24
Ｃ₁₂＝−０．２４７４４７×１０^-29Ｃ₁₄＝０．３５９９４７×１０^-34
Ｃ₁₆＝−０．１４０１８８×１０^-39

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝４ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝６０００．００ｍｍ
Ｍφ＝２４４．３４ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
Ｌ12＝５８６．４７ｍｍ
ＴＬ＝１５７７．４７ｍｍ
Ｍφ４＝２４４．３４ｍｍ
Ｍφ５＝２３１．９９ｍｍ
（１）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．１０３
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１５３．８＞５０．０
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．６７１
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．３７２
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝１．０５３

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９５％、および像高９０％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。

［第３実施例］
図７は、本実施形態の第３実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図７を参照すると、第３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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。次の表（３）に、第３実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（３）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３０
Ｈ０＝１６６ｍｍ
φ＝４１．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 690.17
1 -4096.57 -570.17 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 1557.29 493.57 （第２反射鏡Ｍ２）
3 1542.00 -433.57 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1586.97 1223.25 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -896.28 -145.92 （第５反射鏡Ｍ５）
6 40438.56 248.88 （第６反射鏡Ｍ６）
7 219.59 -348.95 （第７反射鏡Ｍ７）
8 415.44 389.14 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４８３３３０×１０^-10Ｃ₆＝０．５７３４８７×１０^-15
Ｃ₈＝−０．１７９２４４×１０^-18Ｃ₁₀＝０．７０２１３４×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．１５４３８８×１０^-27Ｃ₁₄＝０．１５８３４０×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１７９８２０×１０^-38

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４０５０９３×１０^-9Ｃ₆＝−０．１２７１２１×１０^-14
Ｃ₈＝−０．７６３００９×１０^-19Ｃ₁₀＝０．１７９７６９×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．２６５３４４×１０^-26Ｃ₁₄＝０．２１５６０６×１０^-30
Ｃ₁₆＝−０．７３７３２２×１０^-35

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２１２７３８×１０^-8Ｃ₆＝０．４７５１７３×１０^-14
Ｃ₈＝０．３３９６１８×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．５０１４７７×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．２７７９０６×１０^-27Ｃ₁₄＝−０．８５９５６７×１０^-32
Ｃ₁₆＝０．１１３４８８×１０^-36

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３１２６８３×１０^-9Ｃ₆＝−０．７５８３７１×１０^-15
Ｃ₈＝０．４１７８２４×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．１３６２５４×１０^-24
Ｃ₁₂＝０．２１２２２８×１０^-29Ｃ₁₄＝−０．１９０１００×１０^-34
Ｃ₁₆＝０．７２０４０４×１０^-40

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３４５１６９×１０^-9Ｃ₆＝−０．１３５６８９×１０^-14
Ｃ₈＝−０．３２７３７２×１０^-18Ｃ₁₀＝０．１５２１０６×１０^-22
Ｃ₁₂＝−０．２９４９０１×１０^-27Ｃ₁₄＝０．２８０２７０×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１０７４６５×１０^-37

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２５０９６７×１０^-8Ｃ₆＝０．６７９７３９×１０^-13
Ｃ₈＝−０．３１９３１６×１０^-17Ｃ₁₀＝０．１３５７０６×１０^-21
Ｃ₁₂＝−０．３７４８８１×１０^-26Ｃ₁₄＝０．５８５５９５×１０^-31
Ｃ₁₆＝−０．３９５０３２×１０^-36

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１５０６２４×１０^-7Ｃ₆＝０．９９１７１６×１０^-12
Ｃ₈＝０．１６６３３８×１０^-15Ｃ₁₀＝−０．１４２６６８×１０^-19
Ｃ₁₂＝−０．１５０１７８×１０^-23Ｃ₁₄＝０．１２０６３９×１０^-26
Ｃ₁₆＝−０．１４２９６２×１０^-30

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．８２０００８×１０^-10Ｃ₆＝０．６１３１６５×１０^-15
Ｃ₈＝０．２４９９２８×１０^-20Ｃ₁₀＝０．９２５８１８×１０^-25
Ｃ₁₂＝−０．２４２１４７×１０^-29Ｃ₁₄＝０．３９７５２２×１０^-34
Ｃ₁₆＝−０．１６７５７７×１０^-39

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝５ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝４０４３８．５６ｍｍ
Ｍφ＝２３２．６６ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
Ｌ12＝４６７．０８ｍｍ
ＴＬ＝１５４６．３９ｍｍ
Ｍφ４＝２３２．６６ｍｍ
Ｍφ５＝２２６．９０ｍｍ
（１）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．１２８
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１０３６．９＞５０．０
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．７１３
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．３０２
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝１．０２５

図８は、第３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８では、像高１００％、像高９４％、および像高８８％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３実施例においても第１実施例および第２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。

［第４実施例］
図９は、本実施形態の第４実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図９を参照すると、第４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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凸面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。次の表（４）に、第４実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（４）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３５
Ｈ０＝１６８ｍｍ
φ＝４２ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝６ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 574.44
1 -1438.09 -393.01 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 3866.13 291.66 （第２反射鏡Ｍ２）
3 1472.75 -353.10 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1146.08 1160.96 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -482.14 -106.78 （第５反射鏡Ｍ５）
6 -544.10 208.88 （第６反射鏡Ｍ６）
7 258.86 -338.06 （第７反射鏡Ｍ７）
8 403.16 378.06 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．４８０７２７×１０^-9Ｃ₆＝０．１７１４５×１０^-14
Ｃ₈＝０．５１９０６１×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．２００２８９×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．３８８４９５×１０^-28 Ｃ₁₄＝−０．４０３９３８×１０^-33
Ｃ₁₆＝０．２００１６７×１０^-38

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．２５５４７７×１０^-8Ｃ₆＝０．１７６２２４×１０^-12
Ｃ₈＝０．５９０７３３×１０^-17Ｃ₁₀＝０．１１７７０２×１０^-20
Ｃ₁₂＝−０．２９２９７５×１０^-24Ｃ₁₄＝０．５７６５２４×１０^-28
Ｃ₁₆＝−０．４２５９４５×１０^-32

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３５２２１９×１０^-8Ｃ₆＝０．１８００４２×１０^-13
Ｃ₈＝−０．１８７６７５×１０^-18Ｃ₁₀＝０．５６７６９９×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．２０７９４９×１０^-27Ｃ₁₄＝０．３３８５６９×１０^-32
Ｃ₁₆＝−０．１１５８５８×１０^-37

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２８３３０４×１０^-9Ｃ₆＝−０．６３０９９２×１０^-15
Ｃ₈＝０．１９７０３８×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．７４５７０９×１０^-25
Ｃ₁₂＝０．９９７０４９×１０^-30Ｃ₁₄＝−０．７１３０１５×１０^-35
Ｃ₁₆＝０．１９２７７７×１０^-40

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．８１６３６１×１０^-9Ｃ₆＝−０．３０４６６７×１０^-14
Ｃ₈＝０．１５７３９３×１０^-18Ｃ₁₀＝−０．２９５６９６×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．３４３７８７×１０^-28Ｃ₁₄＝−０．１９９８１１×１０^-33
Ｃ₁₆＝０．４１１３３２×１０^-39

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．４４７２３６×１０^-8Ｃ₆＝０．１３５７５１×１０^-13
Ｃ₈＝−０．４０３４３４×１０^-17Ｃ₁₀＝０．２４０７６７×１０^-21
Ｃ₁₂＝−０．７８３７９９×１０^-26Ｃ₁₄＝０．１３６３６１×１０^-30
Ｃ₁₆＝−０．９８５１０５×１０^-36

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．４６３２７５×１０^-7Ｃ₆＝０．１５９０３７×１０^-11
Ｃ₈＝０．６４０１３７×１０^-16Ｃ₁₀＝０．７７９１２１×１０^-20
Ｃ₁₂＝０．１８２３０５×１０^-23Ｃ₁₄＝−０．４０３９０９×１０^-27
Ｃ₁₆＝０．４６１１４６×１０^-31

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２１４３４１×１０^-10Ｃ₆＝−０．３７９９３７×１０^-15
Ｃ₈＝−０．３８０４０５×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．９５３１９３×１０^-25
Ｃ₁₂＝０．１２８５２７×１０^-29Ｃ₁₄＝−０．３６１９９５×１０^-34
Ｃ₁₆＝０．２１７０３７×１０^-39

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝６ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝５４４．１０ｍｍ
Ｍφ＝２５２．４５ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
Ｌ12＝４７０．５６ｍｍ
ＴＬ＝１４２３．０６ｍｍ
Ｍφ４＝２５２．４５ｍｍ
Ｍφ５＝２２９．９７ｍｍ
（１’）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．１５４
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１３．９５
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．６６５
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．３３１
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝１．０９８

図１０は、第４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１０では、像高１００％、像高９３％、および像高８６％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４実施例においても第１実施例〜第３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。

［第５実施例］
図１１は、本実施形態の第５実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図１１を参照すると、第５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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凸面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。次の表（５）に、第５実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（５）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３
Ｈ０＝１７６ｍｍ
φ＝４４ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝１０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 760.23
1 -3240.17 -503.13 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 1307.73 453.32 （第２反射鏡Ｍ２）
3 985.72 -393.32 （第３反射鏡Ｍ３）
4 1230.44 958.91 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -448.68 -100.12 （第５反射鏡Ｍ５）
6 -449.21 200.12 （第６反射鏡Ｍ６）
7 295.16 -322.82 （第７反射鏡Ｍ７）
8 396.16 362.82 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．３３６１４４×１０^-9Ｃ₆＝−０．１８３０１４×１０^-14
Ｃ₈＝０．６１１６５３×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．２３６９１９×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．８３４２９３×１０^-28Ｃ₁₄＝−０．１８６０２３×１０^-32
Ｃ₁₆＝０．１８３２１５×１０^-37

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．１８４２７３×１０^-9Ｃ₆＝−０．２７２３７１×１０^-14
Ｃ₈＝−０．４９９５８０×１０^-19Ｃ₁₀＝０．３９４７２０×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．８４９９５３×１０^-27Ｃ₁₄＝０．８３６０９２×１０^-31
Ｃ₁₆＝−０．３２９９３５×１０^-35

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２４３７５１×１０^-8Ｃ₆＝０．６８５４８７×１０^-14
Ｃ₈＝−０．４２７５０９×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．７９９９１３×１０^-24
Ｃ₁₂＝０．４５６３３０×１０^-28Ｃ₁₄＝−０．１５７１７８×１０^-32
Ｃ₁₆＝０．２２１０２２×１０^-37

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３２７１３０×１０^-9Ｃ₆＝−０．５５８３３９×１０^-15
Ｃ₈＝−０．１２０３４４×１０^-19Ｃ₁₀＝０．２３２４６５×１０^-24
Ｃ₁₂＝−０．３４６３９９×１０^-29Ｃ₁₄＝０．２７０９１０×１０^-34
Ｃ₁₆＝−０．９３５９７４×１０^-40

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．５５３２６１×１０^-9Ｃ₆＝０．４６６３１５×１０^-14
Ｃ₈＝−０．５８９３１９×１０^-19Ｃ₁₀＝０．１００６４１×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．７６０７１８×１０^-29Ｃ₁₄＝０．３５３０３９×１０^-34
Ｃ₁₆＝−０．９２２０３０×１０^-40

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．４１０３０７×１０^-8Ｃ₆＝−０．１１４６２７×１０^-13
Ｃ₈＝０．６２９０８８×１０^-18Ｃ₁₀＝−０．８８５８０２×１０^-22
Ｃ₁₂＝０．６１４８４３×１０^-26Ｃ₁₄＝−０．２００６２５×１０^-30
Ｃ₁₆＝０．３２２１６２×１０^-35

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１２７７７６×１０^-7Ｃ₆＝０．５４０８３６×１０^-12
Ｃ₈＝−０．４５４２７０×１０^-16Ｃ₁₀＝０．１７８６８７×１０^-19
Ｃ₁₂＝−０．５６１２３１×１０^-23Ｃ₁₄＝０．９４５５７８×１０^-27
Ｃ₁₆＝−０．６９９７２４×１０^-31

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１２０９５８×１０^-9Ｃ₆＝０．１１９１１１×１０^-14
Ｃ₈＝０．１０２４９０×１０^-19Ｃ₁₀＝−０．８２７８０７×１０^-25
Ｃ₁₂＝０．９４６７７９×１０^-29Ｃ₁₄＝−０．２７３３５５×１０^-33
Ｃ₁₆＝０．３３８７１６×１０^-38

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝１０ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝４４９．２１ｍｍ
Ｍφ＝２３７．６４ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
Ｌ12＝２９２．９５ｍｍ
ＴＬ＝１４１６．００ｍｍ
Ｍφ４＝２３７．６４ｍｍ
Ｍφ５＝２１８．５０ｍｍ
（１’）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．２５６
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１１．５２
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．７４１
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．２０７
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝１．０８８

図１２は、第５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１２では、像高１００％、像高８９％、および像高７７％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５実施例においても第１実施例〜第４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。

［第６実施例］
図１３は、本実施形態の第６実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図１３を参照すると、第６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の凹面状の反射面、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。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像Ｉ１からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凹面状の反射面、第６反射鏡Ｍ６の凸面状の反射面、第７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面、および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。次の表（６）に、第６実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（６）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．２０
Ｈ０＝１９６ｍｍ
φ＝４９．０ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄ
（マスク面） 538.59
1 -1614.79 -418.59 （第１反射鏡Ｍ１）
∞ 0.00 （開口絞りＡＳ）
2 1420.88 322.40 （第２反射鏡Ｍ２）
3 537.13 -262.40 （第３反射鏡Ｍ３）
4 806.79 1236.65 （第４反射鏡Ｍ４）
5 -584.42 -156.20 （第５反射鏡Ｍ５）
6 -431.38 256.20 （第６反射鏡Ｍ６）
7 474.30 -407.60 （第７反射鏡Ｍ７）
8 498.30 447.60 （第８反射鏡Ｍ８）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．９３６３２５×１０^-9Ｃ₆＝−０．３７４５３５×１０^-15
Ｃ₈＝０．１２０５５２×１０^-18Ｃ₁₀＝−０．６０３２００×１０^-23
Ｃ₁₂＝０．２２６７５９×１０^-27Ｃ₁₄＝−０．４３３９６３×１０^-32
Ｃ₁₆＝０．３００７２１×１０^-37

２面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１４５５６９１０^-8Ｃ₆＝０．１３０３０５×１０^-13
Ｃ₈＝０．２８８７４４×１０^-16Ｃ₁₀＝−０．４９４０８０×１０^-19
Ｃ₁₂＝０．５２７９７０×１０^-22Ｃ₁₄＝−０．３０４９２１×１０^-25
Ｃ₁₆＝０．７２１８２３×１０^-29

３面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．３６０９４６×１０^-8Ｃ₆＝０．６６２３８９×１０^-14
Ｃ₈＝０．６１０６３８×１０^-18Ｃ₁₀＝−０．１０１８０１×１０^-21
Ｃ₁₂＝０．７５３４５１×１０^-26Ｃ₁₄＝−０．２８４９５１×１０^-30
Ｃ₁₆＝０．４３２１２８×１０^-35

４面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝−０．２４２９８０×１０^-9Ｃ₆＝−０．３２３３２０×１０^-15
Ｃ₈＝−０．３８９３６４×１０^-20Ｃ₁₀＝０．５２７７１６×１０^-25
Ｃ₁₂＝−０．６０３８７８×１０^-30Ｃ₁₄＝０．３６５７７９×１０^-35
Ｃ₁₆＝−０．９７３２７３×１０^-41

５面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．２０４７６２×１０^-9Ｃ₆＝０．３４１２８５×１０^-14
Ｃ₈＝−０．９５００１８×１０^-19Ｃ₁₀＝０．１７５５９４×１０^-23
Ｃ₁₂＝−０．１９１１３２×１０^-28Ｃ₁₄＝０．１１５２３１×１０^-33
Ｃ₁₆＝−０．２９３９３３×１０^-39

６面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．３６５４１６×１０^-10Ｃ₆＝０．１４０７２６×１０^-13
Ｃ₈＝−０．６８５３５６×１０^-17Ｃ₁₀＝０．６２６９４８×１０^-21
Ｃ₁₂＝−０．３２３１８８×１０^-25Ｃ₁₄＝０．９０８１２７×１０^-30
Ｃ₁₆＝−０．１０７２４５×１０^-34

７面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．１７３４５７×１０^-7Ｃ₆＝０．１３７３４２×１０^-12
Ｃ₈＝−０．５２５５０１×１０^-17Ｃ₁₀＝０．５６９２６３×１０^-20
Ｃ₁₂＝−０．２３７２７９×１０^-23Ｃ₁₄＝０．５３９４１５×１０^-27
Ｃ₁₆＝−０．４７７８２４×１０^-31

８面
κ＝０．００００００
Ｃ₄＝０．６６６８４３×１０^-10Ｃ₆＝０．３２５８８７×１０^-15
Ｃ₈＝０．１９７００７×１０^-20Ｃ₁₀＝−０．１０１９６０×１０^-25
Ｃ₁₂＝−０．１６３２９５×１０^-29Ｃ₁₄＝０．１２１５６９×１０^-33
Ｃ₁₆＝−０．２３０３８７×１０^-38

（条件式対応値）
Ｄｗ＝ＬＹ＝２０ｍｍ
Ｙｃ＝φ−Ｄｗ／２＝３９ｍｍ
｜Ｒ６｜＝４３１．３８ｍｍ
Ｍφ＝２９８．１９ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
Ｌ12＝５７０．４６ｍｍ
ＴＬ＝１５５６．６５ｍｍ
Ｍφ４＝２９８．１９ｍｍ
Ｍφ５＝２９０．３７ｍｍ
（１’）Ｄｗ／Ｙｃ＝０．５１３
（２）｜Ｒ６｜／Ｙｃ＝１１．０６
（３）Ｈ０／Ｍφ＝０．６５７
（４）Ｌ12／ＴＬ＝０．３６６
（５）Ｍφ４／Ｍφ５＝１．０２７

図１４は、第６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１４では、像高１００％、像高８０％、および像高５９％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６実施例においても第１実施例〜第５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。

第１実施例〜第３実施例では、条件式（１）および（１Ａ）を満足しているが、条件式（１’）および条件式（２）を満足していない。また、第１実施例および第２実施例では第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有するが、第３実施例では第６反射鏡Ｍ６が凹面状の反射面を有する。さらに、０．４の像側開口数を確保している第１実施例では条件式（１Ｂ）および（１Ｃ）を満足し、０．３５の像側開口数を確保している第２実施例では条件式（１Ｄ）を満足し、０．３の像側開口数を確保している第３実施例では条件式（１Ｅ）を満足している。

第４実施例〜第６実施例では、条件式（１）および（１Ａ）を満足しているだけでなく、第６反射鏡Ｍ６が凸面状の反射面を有し、条件式（１’）および条件式（２）を満足している。さらに、０．３５の像側開口数を確保している第４実施例では条件式（１Ｄ），（１’Ｄ）を満足し、０．３の像側開口数を確保している第５実施例では条件式（１Ｅ），（１’Ｅ）を満足し、０．２の像側開口数を確保している第６実施例では条件式（１Ｆ），（１’Ｆ）を満足している。

以上のように、第１実施例〜第３実施例では、波長が１３．５ｎｍのレーザプラズマＸ線に対して、０．４〜０．３の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×３〜５ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。第４実施例〜第６実施例では、波長が１３．５ｎｍのレーザプラズマＸ線に対して、０．３５〜０．２の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×６〜２０ｍｍ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、各実施例では、ウェハ７において、たとえば２６ｍｍ×６６ｍｍ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。

また、第１実施例〜第３実施例では、最も大きい第４反射鏡Ｍ４または第５反射鏡Ｍ５の有効半径が約２３３〜約２４４ｍｍ程度であり、十分に小さく抑えられている。第４実施例〜第６実施例では、最も大きい第４反射鏡Ｍ４の有効半径が約２３８〜約２９８ｍｍ程度であり、十分に小さく抑えられている。このように、各実施例において、反射鏡の大型化が抑えられ、光学系の小型化が図られている。また、第１実施例〜第３実施例では、物体（マスク）から像（ウェハ）までの距離（物像間距離）ＴＬが約１３９３ｍｍ〜約１５７７ｍｍの範囲に小さく抑えられている。第４実施例〜第６実施例では、物像間距離ＴＬが約１４１６ｍｍ〜約１５５７ｍｍの範囲に小さく抑えられている。このように、各実施例において、光学系の光軸方向の大型化を抑えつつ光学性能を良好に維持している。

具体的に、第１実施例では、結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、０．４の像側開口数ＮＡを確保しながら、幅寸法Ｄｗが３ｍｍの円弧状の有効結像領域を実現している。すなわち、第１実施例では、前述の特許文献に記載された従来の２ｍｍ幅の円弧状の有効結像領域を有する８枚ミラー反射型光学系に比して１．５倍の幅寸法の有効結像領域が実現されるので、像面上あるいは物面上において、光束が狭い領域に絞られて照明される事を緩和する事ができる。その結果、物面上に配置されるレチクル等や像面上に配置されるウェハ等の構造物の温度上昇や温度上昇に起因する歪みを抑制することが可能となる。なお、投影光学系の各ミラーにおいて、結像に寄与する有効光束が照射される領域も広くなるので、各ミラーの温度上昇や歪みを抑制する事も可能である。特に、光が照明された部材に非等方な歪が生じると他の補正手段で補正する事が困難であるため、特に、本発明の効果が顕著となる。また、光源のEtenduを十分に大きくすることが可能であれば、幅寸法Ｄｗを増やした分だけ露光光量も大きくなるので、露光時間を従来に比べて短くして、装置のスループットを向上させることも可能である。

第１実施例に比して、第２実施例では、同じく結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、像側開口数ＮＡを０．３５に減じることにより、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗを４ｍｍに増やしている。さらに、第３実施例では、同じく結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、像側開口数ＮＡを０．３に減じることにより、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗを５ｍｍに増やしている。従って、第２実施例および第３実施例では、第１実施例に比べて、光束が狭い領域に集中する事を更に緩和する事が可能である。

一方、第４実施例では、結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、０．３５の像側開口数ＮＡを確保しながら、幅寸法Ｄｗが６ｍｍの円弧状の有効結像領域を実現している。すなわち、第４実施例では、前述の特許文献に記載された従来の２ｍｍ幅の円弧状の有効結像領域を有する８枚ミラー反射型光学系に比して３倍の幅寸法の有効結像領域が実現されるので、像面上あるいは物面上において、光束が狭い領域に絞られて照明される事を緩和する事ができる。その結果、物面上に配置されるレチクル等や像面上に配置されるウェハ等の構造物の温度上昇や温度上昇に起因する歪みを抑制することが可能となる。なお、投影光学系の各ミラーにおいて、結像に寄与する有効光束が照射される領域も広くなるので、各ミラーの温度上昇や歪みを抑制する事も可能である。特に、光が照明された部材に非等方な歪が生じると他の補正手段で補正する事が困難であるため、特に、本発明の効果が顕著となる。また、光源のEtenduを十分に大きくすることが可能であれば、幅寸法Ｄｗを増やした分だけ露光光量も大きくなるので、露光時間を従来に比べて短くして、装置のスループットを向上させることも可能である。

第４実施例に比して、第５実施例では、同じく結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、像側開口数ＮＡを０．３に減じることにより、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗを１０ｍｍに増やしている。さらに、第６実施例では、同じく結像倍率が１／４の８枚ミラー反射型光学系において、像側開口数ＮＡを０．２に減じることにより、円弧状の有効結像領域の幅寸法Ｄｗを２０ｍｍに増やしている。従って、第５実施例および第６実施例では、第４実施例に比べて、光束が狭い領域に集中する事を更に緩和する事が可能である。また、第１〜第３実施例に比べて第４実施例〜第６実施例では第６面の第６反射鏡Ｍ６の曲率半径Ｒ６を相対的に小さくし、凸面形状とすることによって、円弧状の有効結像領域の幅寸法を相対的に大きくする事が可能となっている。

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１５のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図１５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。

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。

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。

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。

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、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。

さらに、本実施形態の露光装置は、上述した各構成要素を含むサブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。

各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

Claims

８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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とを有し、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とを有し、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８は、凹面状の反射面を有し、
前記第７反射鏡Ｍ７は、凸面状の反射面を有し、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面を有し、他方の反射鏡は凸面状の反射面を有し、
前記第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心と光軸との間の距離をＹｃとし、前記有効結像領域の中心と前記光軸とを結ぶ方向に沿った前記有効結像領域の幅寸法をＤｗとするとき、
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく、
０．０６４＜Ｄｗ／Ｙｃ
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．３５よりも大きく且つ０．５５以下であり、
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．２
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．３５よりも大きく且つ０．４５よりも小さく、
０．０６４＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．０９
の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．３よりも大きく且つ０．４よりも小さく、
０．０９＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．３
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．２５よりも大きく且つ０．３５よりも小さく、
０．１＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．４
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく且つ０．２５以下であり、
０．２＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．９
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．３よりも大きく且つ０．４よりも小さく、
０．１３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．３
の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．２５よりも大きく且つ０．３５よりも小さく、
０．２＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．４
の条件を満足することを特徴とする請求項６に記載の投影光学系。
像側開口数ＮＡが０．１５よりも大きく且つ０．２５以下であり、
０．３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．８
の条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
前記第６反射鏡Ｍ６は凸面状の反射面を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記第６反射鏡Ｍ６は、凸面状の反射面を有し、
前記第６反射鏡Ｍ６の反射面の曲率半径をＲ６とするとき、
５．０＜｜Ｒ６｜／Ｙｃ＜５０．０
の条件を満足することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記第６反射鏡Ｍ６は、凸面状の反射面を有し、
前記第６反射鏡Ｍ６の反射面の曲率半径をＲ６とするとき、
０．１３＜Ｄｗ／Ｙｃ＜０．８
５．０＜｜Ｒ６｜／Ｙｃ＜５０．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系。
８．０＜｜Ｒ６｜／Ｙｃ＜１５．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１３に記載の投影光学系。
前記有効結像領域の幅寸法Ｄｗは２．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記第１面における最大物体高をＨ０とし、前記８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８の有効半径の最大値をＭφとするとき、
０．５＜Ｈ０／Ｍφ
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記第１反射結像光学系中の第２面に最も近い反射面と前記第２反射結像光学系中の第１面に最も近い反射面との間の軸上間隔をＬ12とし、前記第１面と前記第２面との間の軸上間隔をＴＬとするとき、
０．１＜Ｌ12／ＴＬ＜０．７
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記８つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ８の全ては、非球面形状に形成された反射面を有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の投影光学系。
前記第２反射鏡Ｍ２の反射面上に開口絞りが設けられていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の投影光学系。
８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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とを有し、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とを有し、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８は、凹面状の反射面を有し、
前記第６反射鏡Ｍ６および前記第７反射鏡Ｍ７は、凸面状の反射面を有し、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面を有し、他方の反射鏡は凸面状の反射面を有することを特徴とする投影光学系。
前記第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心は、前記投影光学系の光軸から所定距離だけ離れて位置していることを特徴とする請求項２０に記載の投影光学系。
前記中間像から前記第１面側へ向かって第１番目に配置されている前記第４反射鏡Ｍ４の有効半径をＭφ４とし、前記中間像から前記第２面側へ向かって第１番目に配置されている前記第５反射鏡Ｍ５の有効半径をＭφ５とするとき、
０．８５＜Ｍφ４／Ｍφ５＜１．２
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の投影光学系。
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２２のいずれか１項に記載の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
露光装置の製造方法であって、
８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を供給する工程を有し、
前記供給工程は、前記第１面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを供給する工程を有し、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とが配置され、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とが配置され、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８として、凹面状の反射面を有する反射鏡が供給され、
前記第７反射鏡Ｍ７として、凸面状の反射面を有する反射鏡が供給され、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面が供給され、他方の反射鏡は凸面状の反射面が供給され、
前記第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心と光軸との間の距離をＹｃとし、前記有効結像領域の中心と前記光軸とを結ぶ方向に沿った前記有効結像領域の幅寸法をＤｗとするとき、
０．０６＜Ｄｗ／Ｙｃ
の条件を満足させることを特徴とする露光装置の製造方法。
露光装置の製造方法であって、
８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を供給する工程を有し、
前記供給工程は、前記第１面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを供給する工程を有し、
前記第１反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とが配置され、
前記第２反射結像光学系は、前記第１面側から光の入射順に、第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６と第７反射鏡Ｍ７と第８反射鏡Ｍ８とが配置され、
前記第１反射鏡Ｍ１、前記第４反射鏡Ｍ４、前記第５反射鏡Ｍ５、および前記第８反射鏡Ｍ８として、凹面状の反射面を有する反射鏡が供給され、
前記第６反射鏡Ｍ６および前記第７反射鏡Ｍ７として、凸面状の反射面を有する反射鏡が供給され、
前記第２反射鏡Ｍ２および前記第３反射鏡Ｍ３のうち、一方の反射鏡は凹面状の反射面が供給され、他方の反射鏡は凸面状の反射面が供給されることを特徴とする露光装置の製造方法。
請求項２４または２５に記載の露光装置の製造方法によって製造された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、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
８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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心と光軸との間の距離をＹｃとし、前記有効結像領域の中心と前記光軸とを結ぶ方向に沿った前記有効結像領域の幅寸法をＤｗとするとき、
０．０９＜Ｄｗ／Ｙｃ
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
８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２面上に形成される円弧状の有効結像領域の中心と光軸とを結ぶ方向に沿った前記有効結像領域の幅寸法をＤｗとするとき、
２ｍｍ＜Ｄｗ
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。