WO2009107510A1 - 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 Download PDF

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WO2009107510A1
WO2009107510A1 PCT/JP2009/052619 JP2009052619W WO2009107510A1 WO 2009107510 A1 WO2009107510 A1 WO 2009107510A1 JP 2009052619 W JP2009052619 W JP 2009052619W WO 2009107510 A1 WO2009107510 A1 WO 2009107510A1
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reflecting mirror
optical system
reflecting
projection optical
mirror
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友刀 高橋
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株式会社ニコン
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0647—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
    • G02B17/0657—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems

Definitions

  • the present invention relates to a projection optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
  • reflective projection optics suitable for an exposure apparatus that transfers a circuit pattern on a mask onto a photosensitive substrate by a mirror projection method using EUV light. It is about the system.
  • an exposure apparatus using EUV (Extreme UltraViolet) light having a wavelength of about 5 to 50 nm has attracted attention as an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element or the like.
  • EUV light is 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.
  • the effective diameter of the third reflecting mirror is small and the effective diameter of the fourth reflecting mirror is large, and the configuration is asymmetric in shape. In particular, large distortion (distortion) is likely to occur.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a small and high-performance six-mirror reflective type in which the effective diameter of the reflecting mirror is suppressed to be small and various aberrations such as distortion are favorably corrected.
  • An object is to provide a projection optical system. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of performing projection exposure with high resolution by applying a projection optical system of the present invention to an exposure apparatus, for example, by using EUV light as exposure light to secure a large resolving power.
  • a first reflective imaging optical system for forming a conjugate position with the first surface based on the light from the first surface; and the reduced image based on the light from the conjugate position.
  • a second reflective imaging optical system for forming on the top includes a first reflecting mirror having a concave reflecting surface, a second reflecting mirror having a convex reflecting surface, and a concave shape in the order of incidence of light from the first surface.
  • the second reflective imaging optical system has a fifth reflecting mirror having a convex reflecting surface and a sixth reflecting mirror having a concave reflecting surface in the order of incidence of light from the conjugate position,
  • An aperture stop is provided in the optical path from the first reflecting mirror to the second reflecting mirror;
  • the first reflecting mirror and the sixth reflecting mirror have concave reflecting surfaces arranged to face each other along the optical axis direction, and the second reflecting mirror and the fifth reflecting mirror are in the optical axis direction.
  • the third reflecting mirror and the fourth reflecting mirror have a concave reflecting surface arranged facing each other along the optical axis direction.
  • the effective diameter of the third reflecting mirror is ⁇ M3
  • the effective diameter of the fourth reflecting mirror is ⁇ M4
  • the maximum image height on the second surface is Y0, 13.0 ⁇ M3 / Y0 ⁇ 20.0 13.0 ⁇ M4 / Y0 ⁇ 20.0
  • an illumination system for illuminating a predetermined pattern installed on the first surface and a first for projecting the predetermined pattern onto a photosensitive substrate installed on the second surface.
  • An exposure apparatus comprising a projection optical system of one form is provided.
  • an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
  • a first reflective imaging optical system for forming a conjugate position with the first surface based on the light from the first surface; and the reduced image based on the light from the conjugate position.
  • a second reflective imaging optical system for forming on the top includes a first reflecting mirror having a concave reflecting surface, a second reflecting mirror having a convex reflecting surface, and a concave shape in the order of incidence of light from the first surface.
  • the second reflective imaging optical system has a fifth reflecting mirror having a convex reflecting surface and a sixth reflecting mirror having a concave reflecting surface in the order of incidence of light from the conjugate position,
  • An aperture stop is provided in the optical path from the first reflecting mirror to the second reflecting mirror;
  • the first reflecting mirror and the sixth reflecting mirror have concave reflecting surfaces arranged to face each other along the optical axis direction, and the second reflecting mirror and the fifth reflecting mirror are in the optical axis direction.
  • the third reflecting mirror and the fourth reflecting mirror have a concave reflecting surface arranged facing each other along the optical axis direction.
  • the center curvature radius of the reflection surface of the first reflection mirror is R1
  • the center curvature radius of the reflection surface of the second reflection mirror is R2
  • the center curvature radius of the reflection surface of the fifth reflection mirror is R5, and
  • the central radius of curvature of the reflecting surface of the 6 reflector is R6, 0.4 ⁇
  • a projection optical system characterized by satisfying the above conditions is provided.
  • an illumination system for illuminating a predetermined pattern installed on the first surface, and a first for projecting the predetermined pattern onto a photosensitive substrate installed on the second surface.
  • An exposure apparatus comprising four types of projection optical systems is provided.
  • an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the fifth embodiment Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
  • the first reflective imaging optical system has a power arrangement of concave and convex portions in the order of incidence of light
  • the second reflective imaging optical system is It has an uneven power arrangement in the order of light incidence.
  • An aperture stop is provided in the optical path from the first reflecting mirror to the second reflecting mirror, and the effective diameter of the third reflecting mirror and the effective diameter of the fourth reflecting mirror satisfy the required conditional expression.
  • EUV light can be used as exposure light by applying the projection optical system of the present invention to an exposure apparatus.
  • the predetermined pattern and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system, and the predetermined pattern is projected and exposed on the photosensitive substrate with high resolution.
  • a highly accurate device can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure which shows the positional relationship of the arc-shaped effective imaging area
  • the projection optical system of the present invention includes six reflecting mirrors M1 to M6, and the light from the first surface (object surface) is conjugated to the first surface via the first reflective imaging optical system G1.
  • An intermediate image (not necessarily a clear image) of the first surface is formed.
  • the light from the intermediate image formed through the first reflective imaging optical system G1 (strictly, the light from the conjugate position) is transmitted to the final surface of the first surface through the second reflective imaging optical system G2.
  • a reduced image is formed on the second surface (image surface). That is, a position conjugate with 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.
  • the first reflective imaging optical system G1 includes a first concave reflecting mirror M1, a second convex reflecting mirror M2, a third concave 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 first reflective imaging optical system G1.
  • An aperture stop AS is provided in the optical path from the first reflecting mirror M1 to the second reflecting mirror M2.
  • the projection optical system of the present invention employs a two-time imaging type configuration in which a reduced image of the first surface is formed twice on the second surface, so that distortion can be corrected well. Can do.
  • the first reflective imaging optical system G1 has an uneven power arrangement in the order of light incidence
  • the second reflective imaging optical system G2 has an uneven power arrangement in the order of light incidence.
  • the first reflecting mirror M1 and the sixth reflecting mirror M6 have concave reflecting surfaces arranged facing each other along the optical axis direction, and the second reflecting mirror M2 and the fifth reflecting mirror M5.
  • the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4 are concave shapes arranged facing the optical axis direction. It has a reflective surface.
  • the power arrangement of the concave / convex / concave / concave / concave pattern is adopted in the order of incidence of light, and thus the configuration of the optical system symmetrical with respect to the power arrangement is adopted.
  • the symmetrical optical system is adopted for the power arrangement, the symmetry between the upper coma aberration and the lower coma aberration is improved, and the imaging performance can be drastically improved.
  • the aperture stop AS is disposed in the optical path between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2, the incident angle of the light beam in the third reflecting mirror M3, which tends to increase the incident angle of the light beam, is large. It is possible to suppress the occurrence of aberration at the third reflecting mirror M3.
  • the degree of freedom of the arrangement position of the aperture stop AS in the optical path between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 is high, and the aperture stop AS is appropriately arranged at a convenient position. This makes it easy to balance the upper and lower coma aberrations.
  • the reflection surface of the reflecting mirror means an effective reflection area (use area) on which the imaging light flux enters.
  • the effective diameter of the reflecting mirror means the diameter of a circle around the optical axis that circumscribes the effective reflecting area of the reflecting mirror.
  • conditional expressions (1) and (2) are satisfied.
  • ⁇ M3 is the effective diameter of the third reflecting mirror M3
  • ⁇ M4 is the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4
  • Y0 is the maximum image height on the second surface. 13.0 ⁇ M3 / Y0 ⁇ 20.0 (1) 13.0 ⁇ M4 / Y0 ⁇ 20.0 (2)
  • conditional expressions (1) and (2) When the upper limit value of conditional expressions (1) and (2) is exceeded, the effective diameter ⁇ M3 of the third reflecting mirror M3 and the effective diameter ⁇ M4 of the fourth reflecting mirror M4 become too large, and the reflecting surface of the third reflecting mirror M3 and Since the incident angle of the light beam on the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 increases, the occurrence of aberrations in the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4 increases.
  • the lower limit value of conditional expressions (1) and (2) if the lower limit value of conditional expressions (1) and (2) is not reached, it becomes difficult to separate the optical paths particularly in relation to the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4.
  • the upper limit values of conditional expressions (1) and (2) may be set to 18.0 and the lower limit value may be set to 15.0.
  • the first reflective imaging optical system G1 has a power arrangement of concave and convex portions in the order of incidence of light
  • the second The reflective imaging optical system G2 has an uneven power arrangement in the order of light incidence.
  • An aperture stop AS is provided in the optical path from the first reflecting mirror M1 to the second reflecting mirror M2, and the effective diameter ⁇ M3 of the third reflecting mirror M3 and the effective diameter ⁇ M4 of the fourth reflecting mirror M4 are defined by the conditional expression (1). And (2) is satisfied.
  • conditional expressions (3) and (4) may be satisfied.
  • R1 is the center curvature radius (vertex curvature radius) of the reflecting surface of the first reflecting mirror M1
  • R2 is the center curvature radius of the reflecting surface of the second reflecting mirror M2
  • R5 is the center radius of curvature of the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5
  • R6 is the center radius of curvature of the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6.
  • conditional expressions (3) and (4) may be set to 0.5.
  • the axial distance L1 from the first reflecting mirror M1 to the aperture stop AS and the axial distance L2 from the aperture stop AS to the second reflecting mirror M2 are from the first reflecting mirror M1 to the first reflecting mirror M1. It may be larger than 1/5 of the axial distance L12 to the two reflecting mirrors M2.
  • the effective diameters of the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4 tend to increase, and the optical system tends to be enlarged in the radial direction.
  • the optical system has a good symmetry (the difference between the effective diameter of the third reflecting mirror M3 and the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4 increases and the symmetry is impaired), coma aberration, distortion aberration, etc. The amount tends to increase. In addition, the amount of aberration increases as a whole, and the imaging performance tends to deteriorate.
  • the maximum value ⁇ m of the effective diameters of the first to sixth reflecting mirrors M1 to M6 may satisfy the following conditional expression (5).
  • the maximum value ⁇ m of the effective diameter of each reflecting mirror is a circle that circumscribes 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. ⁇ m ⁇ 500mm (5)
  • conditional expression (5) If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the effective diameter ⁇ m of the largest reflecting mirror becomes too large, and the optical system becomes larger in the radial direction, which is not preferable. In other words, by satisfying conditional expression (5), the effective diameter ⁇ m of the largest reflecting mirror can be kept small, and the optical system can be downsized in the radial direction.
  • 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 surfaces that define the reflecting surfaces is 10th or more. May be.
  • the projection optical system of the present invention may be an optical system that is substantially telecentric on the image side (second surface side).
  • an optical system that is almost telecentric on the image side chief rays that reach each position on the image plane are substantially perpendicular to the image plane.
  • 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.
  • the Z axis is set along the optical axis direction of the projection optical system, that is, the normal direction of the transfer surface (exposure surface) of the wafer, which is a photosensitive substrate, and in the direction parallel to the paper surface of FIG.
  • the Y axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 on the transfer surface of the wafer surface.
  • 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.
  • a laser plasma X-ray source 1 as a light source for supplying exposure light.
  • a discharge plasma light source or another X-ray source can be used.
  • the light emitted from the X-ray source 1 enters the illumination optical system 3 via the wavelength selection filter 2.
  • the wavelength selection filter 2 has a characteristic of selectively transmitting only EUV light having a predetermined wavelength (for example, 13.5 nm) from light supplied from the X-ray source 1 and blocking transmission of other wavelength light.
  • EUV light transmitted through the wavelength selection filter 2 illuminates a reflective mask 4 on which a pattern to be transferred is formed via an illumination optical system 3 composed of a plurality of reflecting mirrors.
  • the arrangement of the wavelength selection filter 2 is not essential, and a wavelength selection film formed on a reflecting mirror may be used, or other forms of wavelength selection means may be used. Further, the wavelength selection filter 2 and other wavelength selection means themselves may not be arranged.
  • the mask 4 is held by a mask stage 5 movable along the Y direction so that the 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).
  • a laser interferometer not shown
  • 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.
  • an arc-shaped effective imaging region symmetric with respect to the Y axis is formed on the wafer 7.
  • a circular region (image circle) IF having a radius Y0 centered on the optical axis AX
  • the length in the X direction is LX
  • the length in the Y direction is in contact with the image circle IF.
  • An arc-shaped effective imaging region ER with LY is set.
  • the arc-shaped effective imaging region ER is a part of a ring-shaped region centered on the optical axis AX
  • 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.
  • the wafer 7 is held by a wafer stage 8 that can move two-dimensionally along the X and Y directions so 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.
  • scanning exposure scanning exposure
  • 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.
  • the pattern of the mask 4 is transferred to one exposure area of the wafer 7.
  • the moving speed of the wafer stage 8 is set to 1 ⁇ 4 of the moving speed of the mask stage 5 to perform synchronous scanning. 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.
  • the projection optical system 6 includes a first reflective imaging optical system G1 for forming an intermediate image of the pattern at a position conjugate with the pattern surface of the mask 4, and a final reduced image (intermediate image of the pattern of the mask 4).
  • the second reflection imaging optical system G2 for forming an image) on the wafer 7. That is, the intermediate image of the pattern of the mask 4 is formed in the optical path between the first reflective imaging optical system G1 and the second reflective imaging optical system G2.
  • the first reflective imaging optical system G1 has a first reflecting mirror M1 having a concave reflecting surface, a second reflecting mirror M2 having a convex reflecting surface, and a concave reflecting surface in the order of incidence of light.
  • the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4 having a concave reflecting surface are included.
  • the second reflective imaging optical system G2 is composed of 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.
  • An aperture stop AS is provided in the optical path from the first reflecting mirror M1 to the second reflecting mirror M2.
  • 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.
  • the projection optical system 6 is an optical system that is substantially telecentric on the wafer side (image side). In other words, in each embodiment, the principal ray reaching each position on the image plane of the projection optical system 6 is substantially perpendicular to the image plane.
  • 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 ⁇
  • the nth-order aspheric coefficient is C n , it is expressed by the following formula (a).
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the first example of the present 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.
  • 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.
  • ⁇ is the wavelength of exposure light
  • ⁇ 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
  • Y0 Is the radius (maximum image height) of the image circle IF on the wafer 7
  • TT is the axial distance between the mask 4 and the wafer 7
  • LX is the dimension along the X direction of the effective imaging region ER
  • LY represents the dimension along the Y direction of the effective imaging region ER (the width dimension of the arc-shaped effective imaging region ER).
  • 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
  • r is the vertex curvature radius (center curvature) of each reflecting surface.
  • mm the vertex curvature radius (center curvature) of each reflecting surface.
  • d represents the axial distance between the reflecting surfaces, that is, the surface distance (mm).
  • 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).
  • the axial distance L1 from the first reflecting mirror M1 to the aperture stop AS is 231.16 mm
  • the axial distance L2 from the aperture stop AS to the second reflecting mirror M2 is 135.23 mm
  • 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 98.3%, and an image height of 96.7%.
  • the coma is corrected well 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.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the second example of the present 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.
  • the concave reflecting surface of the third reflecting mirror M3, and the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 are sequentially reflected by the concave reflecting surface, the concave 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.
  • the following table (2) lists the values of the specifications of the projection optical system according to the second example.
  • the axial distance L1 from the first reflecting mirror M1 to the aperture stop AS is 233.55 mm
  • the axial distance L2 from the aperture stop AS to the second reflecting mirror M2 is 122.72 mm
  • 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 96.7%, and an image height of 93.4%.
  • the coma aberration is corrected well 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.
  • 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 ⁇ m or less by scanning exposure.
  • EUV light having a wavelength of 13.5 nm is exemplarily used.
  • EUV light having a wavelength of about 5 to 50 nm can be used.
  • the largest effective diameter of the third concave reflecting mirror M3 or the fourth concave reflecting mirror M4 is 500 mm or less, and is sufficiently small.
  • the size of the reflecting mirror is suppressed and the size of the optical system is reduced.
  • measurement and processing at the time of manufacturing each reflecting mirror can be performed with high accuracy.
  • 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.
  • 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, that is, the inclination ⁇ with respect to the optical axis AX, that is, the mask 4 is incident.
  • An angle ⁇ between the principal ray and the optical axis AX of the principal ray reflected by the mask 4 is suppressed to about 5 °.
  • variable pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a mask.
  • a variable pattern forming apparatus for example, a DMD (digital micromirror device) including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used.
  • An exposure apparatus using DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-304135 and International Patent Publication No. 2006/080285.
  • a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used. Note that a variable pattern forming apparatus may be used even when the pattern surface is placed horizontally.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus.
  • the exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.
  • a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42).
  • the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed.
  • step S46 development process
  • step S48 processing step
  • the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there.
  • the surface of the wafer W is processed through this resist pattern.
  • the processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as a photosensitive substrate.
  • a laser plasma X-ray source is used as a light source for supplying EUV light.
  • the present invention is not limited to this, and for example, synchrotron radiation (SOR) light is used as EUV light. You can also
  • the present invention is applied to an exposure apparatus having a light source for supplying EUV light.
  • the present invention is not limited to this, and light having a wavelength other than EUV light is supplied.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus having a light source.
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  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to other general projection optical systems formed above.

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Abstract

　反射鏡の有効径が小さく抑えられ且つ歪曲収差などの諸収差が良好に補正された、小型で高性能な６枚ミラー反射型の投影光学系。第１反射結像光学系（Ｇ１）は、第１面（４）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、凹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）とを有する。第２反射結像光学系（Ｇ２）は、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）とを有する。第１反射鏡から第２反射鏡へ至る光路中に、開口絞り（ＡＳ）が設けられている。第３反射鏡，第４反射鏡の有効径をφＭ３，φＭ４とし、第２面における最大像高をＹ０とするとき、１３．０＜φＭ３／Ｙ０＜２０．０，１３．０＜φＭ４／Ｙ０＜２０．０の条件を満足する。

Description

投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
　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ＥＵＶ光を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上の回路パターンを感光性基板上に転写する露光装置に好適な反射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、５～５０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いる露光装置が注目されている。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がなくなるため、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ＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な投影光学系として、６枚の反射鏡からなる６枚ミラー反射型の光学系が提案されている（例えば特許文献１および２を参照）。
米国特許第５，８１５，３１０号明細書 米国特許第６，１８３，０９５Ｂ１号明細書
　特許文献１に開示された６枚ミラー反射型の投影光学系では、第３反射鏡の有効径が小さく且つ第４反射鏡の有効径が大きく、形状的に非対称な構成になっているため、特に歪曲収差（ディストーション）が大きく発生し易い。
　特許文献２の第１実施例に開示された６枚ミラー反射型の投影光学系では、光学系のパワー配置が非対称になっているため、諸収差が発生し易い。また、第４反射鏡の有効径が７１９ｍｍもあり、光学系が径方向に大型化している。
　本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、反射鏡の有効径が小さく抑えられ且つ歪曲収差などの諸収差が良好に補正された、小型で高性能な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ＥＵＶ光を用いて大きな解像力を確保し、高解像度で投影露光を行うこと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、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面と共役な位置を形成するための第１反射結像光学系と、前記共役な位置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反射結像光学系とを備え、
　前記第１反射結像光学系は、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反射鏡と、凸面状の反射面を有する第２反射鏡と、凹面状の反射面を有する第３反射鏡と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡とを有し、
　前記第２反射結像光学系は、前記共役な位置からの光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡とを有し、
　前記第１反射鏡から前記第２反射鏡へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
　前記第１反射鏡と前記第６反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡と前記第５反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡と前記第４反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、
　前記第３反射鏡の有効径をφＭ３とし、前記第４反射鏡の有効径をφＭ４とし、前記第２面における最大像高をＹ０とするとき、
１３．０＜φＭ３／Ｙ０＜２０．０
１３．０＜φＭ４／Ｙ０＜２０．０
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、前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための第１形態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３形態では、第２形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
　また、前記課題を解決するために、本発明の第４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面と共役な位置を形成するための第１反射結像光学系と、前記共役な位置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反射結像光学系とを備え、
　前記第１反射結像光学系は、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反射鏡と、凸面状の反射面を有する第２反射鏡と、凹面状の反射面を有する第３反射鏡と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡とを有し、
　前記第２反射結像光学系は、前記共役な位置からの光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡とを有し、
　前記第１反射鏡から前記第２反射鏡へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
　前記第１反射鏡と前記第６反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡と前記第５反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡と前記第４反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、
　前記第１反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ１とし、前記第２反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ２とし、前記第５反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ５とし、前記第６反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ６とするとき、
０．４＜｜Ｒ５／Ｒ２｜＜０．７
０．４＜｜Ｒ６／Ｒ１｜＜０．７
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５形態では、前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための第４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６形態では、第５形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
　本発明では、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１反射結像光学系が光の入射順に凹凸凹凹のパワー配置を有し、第２反射結像光学系が光の入射順に凸凹のパワー配置を有する。そして、第１反射鏡から第２反射鏡へ至る光路中に開口絞りが設けられ、第３反射鏡の有効径および第４反射鏡の有効径が所要の条件式を満足する。その結果、本発明では、反射鏡の有効径が小さく抑えられ且つ歪曲収差などの諸収差が良好に補正された、小型で高性能な６枚ミラー反射型の投影光学系を実現することができる。
　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ＥＵＶ光を使用することができる。この場合、投影光学系に対して所定のパターンおよび感光性基板を相対移動させて、所定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。
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。 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
Ｇ１，Ｇ２　反射結像光学系
Ｍ１～Ｍ６　反射鏡
ＡＳ　開口絞り
　本発明の投影光学系は、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面と共役な位置に第１面の中間像（必ずしも鮮明な像ではない）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（厳密には上記共役な位置からの光）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面と共役な位置が、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。
　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凹面反射鏡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、第１反射結像光学系Ｇ１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１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２へ至る光路中には、開口絞りＡＳが設けられている。
　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２回結像型の構成を採用しているので、歪曲収差の補正を良好に行うことができる。また、本発明の投影光学系では、第１反射結像光学系Ｇ１が光の入射順に凹凸凹凹のパワー配置を有し、第２反射結像光学系Ｇ２が光の入射順に凸凹のパワー配置を有する。さらに詳細には、第１反射鏡Ｍ１と第６反射鏡Ｍ６とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、第２反射鏡Ｍ２と第５反射鏡Ｍ５とは光軸方向に沿って対向して配置された凸面状の反射面を有し、第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有する。
　このように、本発明では、光の入射順に凹凸凹凹凸凹のパワー配置を、ひいてはパワー配置について対称な光学系の構成を採用している。２回結像型の構成においてパワー配置について対称な構成を採用することにより、歪曲収差の補正をさらに良好に行うことができる。また、歪曲収差以外の収差であって結像に寄与する諸収差も良好に補正することが可能になり、良好な結像性能を得ることができる。
　また、本発明では、パワー配置について対称型の光学系を採用しているので、上コマ収差と下コマ収差との対称性が良くなり、結像性能を飛躍的に向上させることができる。また、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２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における光線の入射角が小さく抑えられ、第３反射鏡Ｍ３での収差発生を小さく抑えることができる。
　通常、６枚ミラー反射型の光学系では、光束の干渉を避けるために、開口絞りを反射鏡の直前に配置するのが一般的である。開口絞りの配置位置が反射鏡の直前に限定されると、上コマ収差と下コマ収差とのバランスをとることが困難になる。これに対し、本発明では、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２との間の光路中における開口絞りＡＳの配置位置の自由度が高く、都合の良い位置に開口絞りＡＳを適宜配置することによって、上コマ収差と下コマ収差とのバランスをとることが容易になる。
　また、第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４とをパワー配置について対称に構成しているので、第３反射鏡Ｍ３の反射面および第４反射鏡Ｍ４の反射面への光線の入射角が小さく抑えられる。その結果、径方向（光軸と直交する方向）に大型化しがちな第３反射鏡Ｍ３および第４反射鏡Ｍ４の有効径を小さく抑えるとともに、第３反射鏡Ｍ３および第４反射鏡Ｍ４での収差発生を小さく抑えることができる。ここで、反射鏡の反射面とは、結像光束が入射する有効な反射領域（使用領域）を意味する。また、反射鏡の有効径とは、当該反射鏡の有効な反射領域に外接する、光軸を中心とした円の直径を意味する。
　また、本発明の１つの態様にかかる投影光学系では、次の条件式（１）および（２）を満足する。条件式（１）および（２）において、φＭ３は第３反射鏡Ｍ３の有効径であり、φＭ４は第４反射鏡Ｍ４の有効径であり、Ｙ０は第２面における最大像高である。
１３．０＜φＭ３／Ｙ０＜２０．０　　　（１）
１３．０＜φＭ４／Ｙ０＜２０．０　　　（２）
　条件式（１）および（２）の上限値を上回ると、第３反射鏡Ｍ３の有効径φＭ３および第４反射鏡Ｍ４の有効径φＭ４が大きくなり過ぎて、第３反射鏡Ｍ３の反射面および第４反射鏡Ｍ４の反射面への光線の入射角が大きくなるため、第３反射鏡Ｍ３および第４反射鏡Ｍ４での収差発生が大きくなる。一方、条件式（１）および（２）の下限値を下回ると、特に第３反射鏡Ｍ３および第４反射鏡Ｍ４に関連して光路の分離が困難になる。なお、本発明の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（１）および（２）の上限値を１８．０に設定し、下限値を１５．０に設定してもよい。
　以上のように、本発明では、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１反射結像光学系Ｇ１が光の入射順に凹凸凹凹のパワー配置を有し、第２反射結像光学系Ｇ２が光の入射順に凸凹のパワー配置を有する。また、第１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２へ至る光路中に開口絞りＡＳが設けられ、第３反射鏡Ｍ３の有効径φＭ３および第４反射鏡Ｍ４の有効径φＭ４が条件式（１）および（２）を満足する。その結果、本発明では、反射鏡の有効径が小さく抑えられ且つ歪曲収差などの諸収差が良好に補正された、小型で高性能な６枚ミラー反射型の投影光学系を実現することができる。
　本発明の投影光学系では、次の条件式（３）および（４）を満足していても良い。条件式（３）および（４）において、Ｒ１は第１反射鏡Ｍ１の反射面の中心曲率半径（頂点曲率半径）であり、Ｒ２は第２反射鏡Ｍ２の反射面の中心曲率半径であり、Ｒ５は第５反射鏡Ｍ５の反射面の中心曲率半径であり、Ｒ６は第６反射鏡Ｍ６の反射面の中心曲率半径である。
０．４＜｜Ｒ５／Ｒ２｜＜０．７　　　（３）
０．４＜｜Ｒ６／Ｒ１｜＜０．７　　　（４）
　通常、パワー配置について対称で等倍倍率の光学系の場合、コマ収差および歪曲収差については良好な補正が容易である。本発明では、条件式（３）および（４）を満足することにより、結像倍率が縮小倍率で等倍倍率から外れているにもかかわらず、コマ収差のバランスをとることが可能になり、更に歪曲収差も良好に補正することが可能になる。なお、本発明の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（３）および（４）の下限値を０．５に設定してもよい。
　また、本発明の投影光学系では、第１反射鏡Ｍ１から開口絞りＡＳまでの軸上距離Ｌ１および開口絞りＡＳから第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ２は、第１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ12の１／５よりも大きくても良い。この条件を満たさない場合には、特に第３反射鏡Ｍ３および第４反射鏡Ｍ４の有効径が大きくなる傾向があり、光学系が径方向に大型化し易い。また、対称性の良い光学系から外れて（第３反射鏡Ｍ３の有効径と第４反射鏡Ｍ４の有効径との差が大きくなり対称性が損なわれて）、コマ収差や歪曲収差などの量も大きくなる傾向がある。また、全体的に収差量が大きくなり、結像性能が低下し易い。
　また、本発明の投影光学系では、第１乃至第６反射鏡Ｍ１～Ｍ６の各有効径の最大値φｍが、次の条件式（５）を満足していても良い。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≦５００ｍｍ　　　（５）
　条件式（５）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（５）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。
　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次以上であっても良い。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。
　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っても良い。像側にほぼテレセントリックな光学系では、像面上の各位置に達する主光線が像面に対してほぼ垂直である。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転写面（露光面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハの転写面において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハ面の転写面において図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。なお、Ｘ線源として、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。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（例えば１３．５ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。
　波長選択フィルタ２を透過したＥＵＶ光は、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の配置は必須ではなく、反射鏡に形成された波長選択膜を用いてもよいし、他の形態の波長選択手段を用いてもよい。また、波長選択フィルタ２及び他の波長選択手段そのものを配置しなくてもよい。
　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Ｙ０を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、このイメージサークルＩＦに接するようにＸ方向の長さがＬＸでＹ方向の長さがＬＹの円弧状の有効結像領域ＥＲが設定されている。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。
　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。
　各実施例において、投影光学系６は、マスク４のパターン面と共役な位置に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４の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、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、凹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とにより構成されている。第２反射結像光学系Ｇ２は、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とにより構成されている。
　第１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２へ至る光路中には、開口絞りＡＳが設けられている。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。換言すれば、各実施例において、投影光学系６の像面上の各位置に達する主光線は像面に対してほぼ垂直である。
　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。
　ｚ＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋｛１－（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2｝
　　　＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12
　　　＋Ｃ14・ｙ14＋Ｃ16・ｙ16＋Ｃ18・ｙ18＋Ｃ20・ｙ20　　　（ａ）
［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。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。
　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、Ｙ０はウェハ７上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、ＴＴはマスク４とウェハ７との間の軸上間隔を、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。
　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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．２５
Ｈ０＝１２０ｍｍ
Ｙ０＝３０．０ｍｍ
ＴＴ＝１２６８．７９ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝１ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　 光学部材
　　　（マスク面）　　746.11
1　　　 -694.55　　　-231.16　　（第１反射鏡Ｍ１）
　　　　　　　　　　 -135.23　　（開口絞りＡＳ）
2　　　 -496.98　　　 491.22　　（第２反射鏡Ｍ２）
3　　　-1258.86　　　-464.14　　（第３反射鏡Ｍ３）
4　　　 1576.15　　　 816.99　　（第４反射鏡Ｍ４）
5　　　　306.87　　　-322.85　　（第５反射鏡Ｍ５）
6　　　　402.11　　　 367.85　　（第６反射鏡Ｍ６）
　　　（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．８７３０８３×１０-9　　　Ｃ6＝－０．７４８２５２×１０-14
Ｃ8＝０．４２４９３２×１０-19　　Ｃ10＝０．１５９４０８×１０-22
Ｃ12＝－０．３４６４４９×１０-26　　Ｃ14＝０．４５３０２０×１０-30
Ｃ16＝－０．３５８５２８×１０-34　　Ｃ18＝０．１５７０２７×１０-38
Ｃ20＝－０．２９２４３７×１０-43

２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３７２３５０×１０-8　　　　Ｃ6＝０．２２２５６６×１０-13
Ｃ8＝－０．４１２９１１×１０-16　　Ｃ10＝０．３６８８３９×１０-19
Ｃ12＝－０．２０１１４４×１０-22　　　　Ｃ14＝０．７０５８８４×１０-26
Ｃ16＝－０．１５５１８０×１０-29　　　Ｃ18＝０．１９５０６０×１０-33
Ｃ20＝－０．１０７２６６×１０-37

３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝－０．４０３１６７×１０-10　　　　Ｃ6＝０．３４８７２１×１０-14
Ｃ8＝－０．６４８２５４×１０-19　　Ｃ10＝０．５２４１６８×１０-24
Ｃ12＝０．３４５４４３×１０-29　　　Ｃ14＝－０．１２２９５５×１０-33
Ｃ16＝０．１１５９２３×１０-38　　　Ｃ18＝－０．４６４４８９×１０-44
Ｃ20＝０．５５５２１４×１０-50

４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝－０．１７２０５９×１０-9　　　Ｃ6＝０．２３７４６２×１０-14
Ｃ8＝－０．４２４４５１×１０-20　　Ｃ10＝－０．３２９６４６×１０-24
Ｃ12＝０．１７７７８８×１０-29　　　　Ｃ14＝０．２８５７６６×１０-34
Ｃ16＝０．９０３４４１×１０-40　　　Ｃ18＝－０．７３０１１６×１０-44
Ｃ20＝０．４３７１７２×１０-49

５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５４４３４９×１０-8　　　　Ｃ6＝０．１０４８４２×１０-11
Ｃ8＝－０．９５８３４３×１０-17　　　Ｃ10＝０．１２３３７０×１０-19
Ｃ12＝－０．５１７５５０×１０-23　　　Ｃ14＝－０．４４９５６４×１０-26
Ｃ16＝０．５７４２１８×１０-29　　　Ｃ18＝－０．２３０８１４×１０-32
Ｃ20＝０．３３３９９９×１０-36

６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１９５６７×１０-9　　　　Ｃ6＝０．９４２８６５×１０-15
Ｃ8＝０．１２７３２７×１０-19　　　Ｃ10＝－０．１３６８２８×１０-23
Ｃ12＝０．２０３５２１×１０-27　　　Ｃ14＝－０．１９４３３６×１０-31
Ｃ16＝０．１１６５２７×１０-35　　　Ｃ18＝－０．３９３４１０×１０-40
Ｃ20＝０．５６８２３６×１０-45

（条件式対応値）
φＭ３＝４９９．３５ｍｍ
φＭ４＝４９９．７７ｍｍ
Ｙ０＝３０．０ｍｍ
Ｒ１＝－６９４．５５ｍｍ
Ｒ２＝－４９６．９８ｍｍ
Ｒ５＝３０６．８７ｍｍ
Ｒ６＝４０２．１１ｍｍ
（１）φＭ３／Ｙ０＝１６．６
（２）φＭ４／Ｙ０＝１６．７
（３）｜Ｒ５／Ｒ２｜＝０．６１７
（４）｜Ｒ６／Ｒ１｜＝０．５７９
（５）φｍ＝４９９．７７ｍｍ（第４反射鏡Ｍ４において最大）
　第１実施例では、第１反射鏡Ｍ１から開口絞りＡＳまでの軸上距離Ｌ１は２３１．１６ｍｍであり、開口絞りＡＳから第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ２は１３５．２３ｍｍであり、第１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ12は３６６．３９ｍｍである。したがって、Ｌ１／Ｌ12は０．６３であり、Ｌ２／Ｌ12は０．３７であり、軸上距離Ｌ１およびＬ２は軸上距離Ｌ12の１／５（＝０．２）よりも大きい。
　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９８．３％、および像高９６．７％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。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。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＝０．２６
Ｈ０＝１２２ｍｍ
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＴＴ＝１１７１．５３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　 光学部材
　　　（マスク面）　　718.60
1　　　 -703.60　　　-233.55　　（第１反射鏡Ｍ１）
　　　　　　　　　　 -122.72　　（開口絞りＡＳ）
2　　　 -521.19　　　 486.26　　（第２反射鏡Ｍ２）
3　　　-1232.40　　　-460.68　　（第３反射鏡Ｍ３）
4　　　 1463.20　　　 738.62　　（第４反射鏡Ｍ４）
5　　　　292.12　　　-327.94　　（第５反射鏡Ｍ５）
6　　　　402.63　　　 372.94　　（第６反射鏡Ｍ６）
　　　（ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．９２３５８０×１０-9　　　Ｃ6＝－０．１０５６４５×１０-13
Ｃ8＝－０．５２５２６６×１０-19　　Ｃ10＝０．６１２８５３×１０-22
Ｃ12＝－０．１２２５１６×１０-25　　　Ｃ14＝０．１５１７１９×１０-29
Ｃ16＝－０．１１４１２１×１０-33　　　Ｃ18＝０．４７５６４９×１０-38
Ｃ20＝－０．８４２４６９×１０-43

２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．６３４０６５×１０-8　　　　Ｃ6＝－０．２３０３７４×１０-13
Ｃ8＝－０．２５８４８４×１０-16　　　Ｃ10＝０．２９１６５１×１０-19
Ｃ12＝－０．１６２７０１×１０-22　　　　Ｃ14＝０．５３９５８７×１０-26
Ｃ16＝－０．１０３９４７×１０-29　　　Ｃ18＝０．１０４２６１×１０-33
Ｃ20＝－０．３９４３７８×１０-38

３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３１２０３８×１０-10　　　　Ｃ6＝０．２６１４９０×１０-14
Ｃ8＝－０．５２９２６０×１０-19　　　Ｃ10＝０．４８２１２０×１０-24
Ｃ12＝０．２９８２１５×１０-29　　　Ｃ14＝－０．１１９１４３×１０-33
Ｃ16＝０．１１１７２４×１０-38　　　Ｃ18＝－０．３６８６９２×１０-44
Ｃ20＝－０．３２７２９１×１０-51

４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝－０．８５９３５１×１０-10　　　　　Ｃ6＝０．１４７９５２×１０-14
Ｃ8＝－０．２７６７３８×１０-20　　　Ｃ10＝－０．２４１３３８×１０-24
Ｃ12＝０．１８２５８８×１０-29　　　Ｃ14＝０．６６９９１９×１０-35
Ｃ16＝０．４３５４４４×１０-39　　　　Ｃ18＝－０．１０７５１５×１０-43
Ｃ20＝０．６０７１９１×１０-49

５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４３９４５６×１０-8　　　　　　Ｃ6＝０．１５３８３４×１０-11
Ｃ8＝－０．５３５８８８×１０-16　　　Ｃ10＝０．６８０７３０×１０-19
Ｃ12＝－０．４２６５９４×１０-22　　　　Ｃ14＝－０．３９５２３０×１０-26
Ｃ16＝０．１７７２１２×１０-28　　　　Ｃ18＝－０．８１７３６１×１０-32
Ｃ20＝０．１２４１３５×１０-35

６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．９２２６６４×１０-10　　　　　　Ｃ6＝０．７７６４０４×１０-15
Ｃ8＝０．９０７１２０×１０-20　　　Ｃ10＝－０．６５３１０５×１０-24
Ｃ12＝０．８９７９７９×１０-28　　　　　Ｃ14＝－０．８９４４８６×１０-32
Ｃ16＝０．５７３２８５×１０-36　　　　Ｃ18＝－０．２０１６９２×１０-40
Ｃ20＝０．２９４３７０×１０-45

（条件式対応値）
φＭ３＝４９２．８０ｍｍ
φＭ４＝４９２．２７ｍｍ
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
Ｒ１＝－７０３．６０ｍｍ
Ｒ２＝－５２１．１９ｍｍ
Ｒ５＝２９２．１２ｍｍ
Ｒ６＝４０２．６３ｍｍ
（１）φＭ３／Ｙ０＝１６．２
（２）φＭ４／Ｙ０＝１６．１
（３）｜Ｒ５／Ｒ２｜＝０．５６０
（４）｜Ｒ６／Ｒ１｜＝０．５７２
（５）φｍ＝４９２．８ｍｍ（第３反射鏡Ｍ３において最大）
　第２実施例では、第１反射鏡Ｍ１から開口絞りＡＳまでの軸上距離Ｌ１は２３３．５５ｍｍであり、開口絞りＡＳから第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ２は１２２．７２ｍｍであり、第１反射鏡Ｍ１から第２反射鏡Ｍ２までの軸上距離Ｌ12は３５６．２７ｍｍである。したがって、Ｌ１／Ｌ12は０．６６であり、Ｌ２／Ｌ12は０．３４であり、軸上距離Ｌ１およびＬ２は軸上距離Ｌ12の１／５（＝０．２）よりも大きい。
　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９６．７％、および像高９３．４％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。
　以上のように、上述の各実施例では、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して、良好な結像性能および０．２５または０．２６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または２６ｍｍ×２ｍｍ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。
　なお、上述の各実施例では１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を例示的に用いているが、例えば５～５０ｎｍ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３凹面反射鏡Ｍ３または第４凹面反射鏡Ｍ４の有効径が５００ｍｍ以下であり、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。
　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。
　なお、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開２００４－３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレットに開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。
　上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
　次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図７は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図７に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。
　ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを感光性基板としてパターンの転写を行う。
　なお、上述の本実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源としてレーザプラズマＸ線源を用いているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光としてたとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光を用いることもできる。
　また、上述の本実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。
　また、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。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。また、上記実施形態の各構成要素等は、いずれの組み合わせ等も可能とすることができる。

Claims (17)

  1. 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面と共役な位置を形成するための第１反射結像光学系と、前記共役な位置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反射結像光学系とを備え、
    　前記第１反射結像光学系は、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反射鏡と、凸面状の反射面を有する第２反射鏡と、凹面状の反射面を有する第３反射鏡と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡とを有し、
    　前記第２反射結像光学系は、前記共役な位置からの光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡とを有し、
    　前記第１反射鏡から前記第２反射鏡へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
    　前記第１反射鏡と前記第６反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡と前記第５反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡と前記第４反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、
    　前記第３反射鏡の有効径をφＭ３とし、前記第４反射鏡の有効径をφＭ４とし、前記第２面における最大像高をＹ０とするとき、
    １３．０＜φＭ３／Ｙ０＜２０．０
    １３．０＜φＭ４／Ｙ０＜２０．０
    の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
  2. 前記第１反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ１とし、前記第２反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ２とし、前記第５反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ５とし、前記第６反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ６とするとき、
    ０．４＜｜Ｒ５／Ｒ２｜＜０．７
    ０．４＜｜Ｒ６／Ｒ１｜＜０．７
    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。
  3. 前記第１反射鏡から前記開口絞りまでの軸上距離および前記開口絞りから前記第２反射鏡までの軸上距離は、前記第１反射鏡から前記第２反射鏡までの軸上距離の１／５よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系。
  4. 前記第１乃至第６反射鏡の各有効径の最大値φｍは、
    φｍ≦５００ｍｍ
    の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投影光学系。
  5. 前記第１乃至第６反射鏡の各反射面は、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次以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投影光学系。
  6. 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５のいずれか１項に記載の投影光学系。
  7. 前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための請求項１乃至６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。
  8. 前記照明系は、露光光としてＥＵＶ光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所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
  9. 請求項７または８に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
  10. 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面と共役な位置を形成するための第１反射結像光学系と、前記共役な位置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反射結像光学系とを備え、
    　前記第１反射結像光学系は、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反射鏡と、凸面状の反射面を有する第２反射鏡と、凹面状の反射面を有する第３反射鏡と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡とを有し、
    　前記第２反射結像光学系は、前記共役な位置からの光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡とを有し、
    　前記第１反射鏡から前記第２反射鏡へ至る光路中に開口絞りが設けられ、
    　前記第１反射鏡と前記第６反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、前記第２反射鏡と前記第５反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凸面状の反射面を有し、前記第３反射鏡と前記第４反射鏡とは光軸方向に沿って対向して配置された凹面状の反射面を有し、
    　前記第１反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ１とし、前記第２反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ２とし、前記第５反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ５とし、前記第６反射鏡の反射面の中心曲率半径をＲ６とするとき、
    ０．４＜｜Ｒ５／Ｒ２｜＜０．７
    ０．４＜｜Ｒ６／Ｒ１｜＜０．７
    の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
  11. 前記第１反射鏡から前記開口絞りまでの軸上距離および前記開口絞りから前記第２反射鏡までの軸上距離は、前記第１反射鏡から前記第２反射鏡までの軸上距離の１／５よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載の投影光学系。
  12. 前記第１乃至第６反射鏡の各有効径の最大値φｍは、
    φｍ≦５００ｍｍ
    の条件を満足することを特徴とする請求項１０または１１に記載の投影光学系。
  13. 前記第１乃至第６反射鏡の各反射面は、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次以上であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の投影光学系。
  14. 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１０乃至１３のいずれか１項に記載の投影光学系。
  15. 前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための請求項１０乃至１４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。
  16. 前記照明系は、露光光としてＥＵＶ光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所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
  17. 請求項１５または１６に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
PCT/JP2009/052619 2008-02-29 2009-02-17 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 WO2009107510A1 (ja)

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