(57)【要約】【課題】反射光学素子の反射面の近傍に瞳面を配置し、かつ開口数の不均一性を低減できる光学系を提供する。【解決手段】入射光３７Ｉの方向と反射光３７Ｒの方向とが異なるように配置されたミラーＭ２を備えた投影光学系であって、入射光３７Ｉのうち反射光３７Ｒと重ならない部分３７Ｉａにおけるその投影光学系の瞳面３５ＡがミラーＭ２の反射面の上方に形成され、反射光３７Ｒのうち入射光３７Ｉと重ならない部分３７Ｒａにおける瞳面３５Ｂがその反射面の上方に形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の方向と反射光の方向とが異なるように配置された反射光学素子を備えた光学系であって、
前記入射光のうち前記反射光と重ならない部分における前記光学系の瞳が前記反射光学素子の反射面の上方に形成され、
前記反射光のうち前記入射光と重ならない部分における前記瞳が前記反射面の上方に形成されることを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記瞳は、ほぼ円周を対称に折り曲げた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記瞳は、前記光学系を通過する各光線の最小錯乱円が形成される領域の輪郭部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記瞳が形成される面又はこの近傍の面上に配置され、前記瞳を制限するための開口が形成された開口絞りを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項５】
入射光の方向と反射光の方向とが異なるように配置された反射光学素子を備えた光学系であって、
前記光学系の瞳面が前記反射光学素子の反射面と交差するとともに、
前記入射光の前記反射光と反対側の端部における前記瞳面が前記反射面の上方に位置し、
前記反射光の前記入射光と反対側の端部における前記瞳面が前記反射面の上方に位置することを特徴とする光学系。
【請求項６】
前記瞳面は、前記光学系を通過する各光線の最小錯乱円が形成される領域に接する面であることを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記瞳面又はこの近傍の面上に配置され、前記入射光及び前記反射光の少なくとも一方の光束を制限するための開口が形成された開口絞りを備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学系。
【請求項８】
入射光の方向と反射光の方向とが異なるように配置された反射光学素子を備えた光学系であって、
前記光学系の瞳の第１部分が前記入射光側に形成され、
前記光学系の瞳の第２部分が前記反射光側に形成されることを特徴とする光学系。
【請求項９】
前記瞳は、少なくとも２つの平面上に形成されることを特徴とする請求項８に記載の光学系。
【請求項１０】
前記瞳は、前記光学系を通過する各光線の最小錯乱円が形成される領域の輪郭部であることを特徴とする請求項８又は９に記載の光学系。
【請求項１１】
前記瞳が形成される面又はこの近傍の面上に配置され、前記瞳を制限するための開口が形成された開口絞りを備えることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記光学系は、複数の共軸の非球面ミラーを備えた反射系であり、
前記複数の非球面ミラーのうちの一つが前記反射光学素子であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記光学系は、前記反射光学素子及び屈折光学素子を備えた反射屈折系であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１４】
前記光学系は、第１面のパターンの像を第２面上に形成する投影光学系であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１５】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系として請求項１４に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
第１面の像を第２面上に投影露光する露光装置であって、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を処理する工程と、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射光学素子を備える光学系、この光学系を備える露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等のデバイス（電子デバイス）を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、レチクル等のパターンを感光基板上に転写露光するために使用される一括露光型（例えばステッパ）又は走査露光型（例えばスキャニングステッパ）等の露光装置においては、解像度を高めるために露光波長の短波長化が進み、最近では露光光としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等が使用されている。さらに、露光光として波長が１００ｎｍ程度以下の極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light:以下、ＥＵＶ光という）を用いる露光装置（ＥＵＶ露光装置）も開発されている。
【０００３】
ＥＵＶ光については現状ではそれを透過する光学材料がないため、ＥＵＶ露光装置の照明光学系及び投影光学系は、それぞれ反射面が平面、球面、又は非球面の複数のミラー等を含む反射光学系である。このような反射光学系では、開口絞りを配置すべき瞳面を或る一つのミラーの反射面上にほぼ重ねて置くことによって（例えば、特許文献１参照）、その瞳面を例えばミラー同士の中間に置く場合に比べて、瞳面での入射光と反射光との分離が容易となり、光学設計上の自由度が増加する。
【特許文献１】特開２００７−１０９９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のミラーの反射面に瞳面をほぼ重ねて置いた反射光学系においては、その反射面上に機械的な開口絞りを配置するのは困難である。また、開口絞りとして通常は可動部を有する可変開口絞りが使用されており、この可変開口絞りをその反射面に近接して配置することは極めて困難である。そのため、開口絞りはミラーの反射面から或る程度離れた位置に配置される。このように開口絞りが瞳面（瞳位置）から離れることで、像高によっては光束が正確に絞られない部分（瞳の輪郭部分）が増大するため、像点間の開口数（ＮＡ）の不均一性が生じ、結像特性が不均一になる。
【０００５】
また、反射光学系中のミラーへの入射光は垂直入射ではなく、入射光の方向と反射光の方向とが異なるため、開口絞りがミラーの反射面（瞳面）から離れた位置に配置される場合には、開口絞りの開口形状を入射光及び反射光の両方を包含する形状にする必要がある。しかしながら、その形状は照明領域の形状に依存した複雑な形状になるため、開口絞りの構造が複雑化する。
【０００６】
さらに、仮に瞳面の位置をミラーの反射面の上方にシフトさせて設計したとしても、その反射面の近傍では入射光と反射光とが部分的に重なっているため、瞳面を入射光側又は反射光側のいずれに配置しても、絞るべき瞳の輪郭の一部を開口絞りによって正確に絞ることができなくなる。従って、開口数の不均一性が生じる。
本発明は、このような事情に鑑み、反射光学素子の反射面の近傍に瞳面を配置し、かつ開口数の不均一性を低減できる光学系、この光学系を備える露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光学系は、入射光の方向と反射光の方向とが異なるように配置された反射光学素子を備えた光学系である。そして、本発明の第１の光学系は、その入射光のうちその反射光と重ならない部分におけるその光学系の瞳がその反射光学素子の反射面の上方に形成され、その反射光のうちその入射光と重ならない部分におけるその瞳がその反射面の上方に形成されるものである。
【０００８】
また、本発明による第２の光学系は、その光学系の瞳面がその反射光学素子の反射面と交差するとともに、その入射光のその反射光と反対側の端部におけるその瞳面がその反射面の上方に位置し、その反射光のその入射光と反対側の端部におけるその瞳面がその反射面の上方に位置するものである。
また、本発明による第３の光学系は、その光学系の瞳の第１部分がその入射光側に形成され、その光学系の瞳の第２部分がその反射光側に形成されるものである。
【０００９】
次に、本発明による露光装置は、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、その投影光学系として本発明の光学系を備えるものである。
また、本発明による別の露光装置は、第１面の像を第２面上に投影露光する露光装置であって、本発明の光学系を備えるものである。
【００１０】
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて基板を露光する工程と、その露光された基板を処理する工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光学系によれば、反射光学素子の反射面の近傍に瞳面を配置する場合に、入射光のうちで反射光と重ならない部分（反射光と反対側の端部）における瞳面（瞳の第１部分）及び反射光のうちで入射光と重ならない部分（入射光と反対側の端部）における瞳面（瞳の第２部分）の両方をその反射面の上方に配置できる。従って、入射光及び反射光の両方で瞳面上に開口絞りを容易に設置できるようになるため、開口数の不均一性を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態の一例につき図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態の露光装置１００の全体構成を概略的に示す断面図である。露光装置１００は、露光用の照明光ＥＬ（露光光）として波長が１００ｎｍ程度以下で３〜５０ｎｍ程度の範囲内で例えば１１ｎｍ又は１３ｎｍ等のＥＵＶ光（Extreme Ultraviolet Light)を用いるＥＵＶ露光装置である。図１において、露光装置１００は、照明光ＥＬをパルス発生するレーザプラズマ光源１０と、照明光ＥＬでレチクルＲ（マスク）のパターン面（ここでは下面）上の照明領域２７Ｒを照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲの照明領域２７Ｒ内のパターンの像をレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（感光基板）上に投影する投影光学系ＰＯとを備えている。さらに、露光装置１００は、ウエハＷを移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系３１等とを備えている。
【００１３】
本実施形態では、照明光ＥＬとしてＥＵＶ光が使用されているため、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯは、特定のフィルタ等（不図示）を除いて複数のミラー等の反射光学部材より構成され、レチクルＲも反射型である。その反射光学部材は、例えば、石英（又は高耐熱性の金属等）よりなる部材の表面を所定の曲面又は平面に高精度に加工した後、その表面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との多層膜（ＥＵＶ光の反射膜）を形成して反射面としたものである。なお、その多層膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の物質と、Ｓｉ、ベリリウム（Ｂｅ）、４ホウ化炭素（Ｂ4Ｃ）等の物質とを組み合わせた他の多層膜でもよい。また、レチクルＲは例えば石英の基板の表面に多層膜を形成して反射面とした後、その反射面に、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はクロム（Ｃｒ）等のＥＵＶ光を吸収する材料よりなる吸収層によって転写用のパターンを形成したものである。
【００１４】
また、ＥＵＶ光の気体による吸収を防止するため、露光装置１００はほぼ全体として箱状の真空チャンバ１内に収容され、真空チャンバ１内の空間を排気管３２Ａａ，３２Ｂａ等を介して真空排気するための大型の真空ポンプ３２Ａ，３２Ｂ等が備えられている。さらに、真空チャンバ１内で照明光ＥＬの光路上の真空度をより高めるために複数のサブチャンバ（不図示）も設けられている。一例として、真空チャンバ１内の気圧は１０-5Ｐａ程度、真空チャンバ１内で投影光学系ＰＯを収納するサブチャンバ（不図示）内の気圧は１０-5〜１０-6Ｐａ程度である。
【００１５】
以下、図１において、ウエハステージＷＳＴが載置される面（真空チャンバ１の底面）の法線方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面に平行な面）内で図１の紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って説明する。本実施形態では、レチクルＲ上での照明光ＥＬの照明領域２７Ｒは、Ｘ方向（非走査方向）に細長い円弧状であり、露光時にレチクルＲ及びウエハＷは投影光学系ＰＯに対してＹ方向（走査方向）に同期して走査される。
【００１６】
先ず、レーザプラズマ光源１０は、高出力のレーザ光源（不図示）と、このレーザ光源から真空チャンバ１の窓部材１５を介して供給されるレーザ光を集光する集光レンズ１２と、キセノン等のターゲットガスを噴出するノズル１４と、回転楕円面状の反射面を持つ集光ミラー１３とを備えた、ガスジェットクラスタ方式の光源である。レーザプラズマ光源１０から例えば数ｋＨｚの周波数でパルス発光された照明光ＥＬは、集光ミラー１３の第２焦点に集光する。その第２焦点に集光した照明光ＥＬは、凹面ミラー（コリメータ光学系）２１を介してほぼ平行光束となり、第１フライアイ光学系２２に入射し、第１フライアイ光学系２２で反射された照明光ＥＬは第２フライアイ光学系２３に入射する。この一対のフライアイ光学系２２及び２３からオプティカルインテグレータが構成されている。また、レーザプラズマ光源１０からの照明光は、第１フライアイ光学系２２をケーラー照明している。
【００１７】
一例として、第１フライアイ光学系２２は、図２（Ａ）に示すように、二次元的に配列された照明領域と相似な円弧状の外形を有する多数のミラー素子２２ａより構成されている。第２フライアイ光学系２３は、第１フライアイ光学系２２の多数のミラー素子２２ａに対応して、図２（Ｂ）に示すように、二次元的に配列された矩形状（又はほぼ正方形状）の外形を有する多数のミラー素子２３ａより構成されている。フライアイ光学系２２，２３の各ミラー素子の形状及び配置等については、例えば米国特許第６，４５２，６６１号明細書にも開示されている。
【００１８】
図１において、第１フライアイ光学系２２の各ミラー素子の反射面はレチクルＲのパターン面とほぼ共役であり、第２フライアイ光学系２３の反射面の近傍（オプティカルインテグレータの射出面の近傍）には、所定形状を有する実質的な面光源（多数の微小な二次光源の集合）が形成される。即ち、その実質的な面光源が形成される面は、照明光学系ＩＬＳの瞳面であり、この瞳面又はこの近傍の位置に開口絞り２８が配置されている。開口絞り２８は、種々の形状の開口を有する複数の開口絞りを代表的に表しており、主制御系３１の制御のもとで、開口絞り２８を交換することによって、照明条件を通常照明、輪帯照明、２極照明、又は４極照明等に切り換えることができる。
【００１９】
開口絞り２８を通過した照明光ＥＬは、曲面ミラー２４に入射し、曲面ミラー２４で反射された照明光ＥＬは、凹面ミラー２５で反射された後、レチクルＲのパターン面の円弧状の照明領域２７Ｒを下方から斜めに均一な照度分布で照明する。曲面ミラー２４と凹面ミラー２５とからコンデンサ光学系が構成されている。コンデンサ光学系によって、第１フライアイ光学系２２の多数のミラー素子の反射光又は開口絞り２８内の面光源からの光が照明領域２７Ｒを重畳的に照明する。凹面ミラー２１、フライアイ光学系２２，２３、開口絞り２８、曲面ミラー２４、及び凹面ミラー２５を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。この場合、レーザプラズマ光源１０からの照明光ＥＬは、第１フライアイ光学系２２、ひいてはレチクルＲのパターン面をケーラー照明している。なお、図１の例では、曲面ミラー２４は凸面ミラーであるが、曲面ミラー２４を凹面ミラーより構成し、その分だけ凹面ミラー２５の曲率を小さくするようにしてもよい。
【００２０】
また、照明領域２７Ｒの形状を実質的に規定するために、照明領域２７Ｒに入射する照明光ＥＬの外側（−Ｙ方向）のエッジ部を遮光する第１ブラインド２６Ａと、照明領域２７Ｒで反射された照明光ＥＬの外側（＋Ｙ方向）のエッジ部を遮光する第２ブラインド２６Ｂとを含むレチクルブラインド（可変視野絞り）が設けられている。
次に、レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴの底面に静電チャックＲＨを介して吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、真空チャンバ１の外面のＸＹ平面に平行なガイド面に沿って、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）によってＹ方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ方向及びＺ軸回りの回転方向（θＺ方向）等にも微小量駆動される。レチクルＲは、真空チャンバ１の上面の開口を通して真空チャンバ１で囲まれた空間内に設置されている。レチクルステージＲＳＴを真空チャンバ１側に覆うようにパーティション８が設けられ、パーティション８内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ１内の気圧との間の気圧に維持されている。
【００２１】
レチクルＲの照明領域２７Ｒで反射された照明光ＥＬが、物体面（第１面）のパターンの縮小像を像面（第２面）に形成する投影光学系ＰＯに向かう。投影光学系ＰＯは、一例として、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を不図示の鏡筒で保持することによって構成され、物体面（レチクルＲのパターン面）側に非テレセントリックで、像面（ウエハＷの表面）側にほぼテレセントリックの反射光学系であり、投影倍率は１／４倍等の縮小倍率である。レチクルＲの照明領域２７Ｒで反射された照明光ＥＬが、投影光学系ＰＯを介してウエハＷ上の露光領域２７Ｗ（照明領域２７Ｒと共役な領域）に、レチクルＲのパターンの一部の縮小像を形成する。
【００２２】
投影光学系ＰＯにおいて、レチクルＲからの照明光ＥＬは、第１のミラーＭ１で上方（＋Ｚ方向）に反射され、続いて第２のミラーＭ２で下方に反射された後、第３のミラーＭ３で上方に反射され、第４のミラーＭ４で下方に反射される。次に第５のミラーＭ５で上方に反射された照明光ＥＬは、第６のミラーＭ６で下方に反射されて、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンの一部の像を形成する。一例として、ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ６は反射面が非球面の凹面鏡であり、他のミラーＭ３，Ｍ５は反射面が非球面の凸面鏡である。また、本実施形態の投影光学系ＰＯは、ミラーＭ１〜Ｍ６の光軸が共通に光軸ＡＸと重なる共軸光学系である。以下では、その光軸ＡＸを投影光学系ＰＯの光軸とも呼ぶ。
【００２３】
さらに、本実施形態では、投影光学系ＰＯの第２のミラーＭ２の反射面の近傍に交差する２つの平面で近似可能な瞳面３５Ａ，３５Ｂが形成され、これらの瞳面３５Ａ，３５Ｂに沿って開口絞りＡＳが配置されている。瞳面３５Ａ，３５Ｂ及び開口絞りＡＳについては後述する。
また、ウエハＷは、静電チャックＷＨを介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたガイド面上に配置されている。ウエハステージＷＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）によってＸ方向及びＹ方向に所定ストロ−クで駆動され、必要に応じてθＺ方向等にも駆動される。
【００２４】
ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、例えばＸ方向に配列された複数の光電センサを含む照射量モニタ２９が設置され、照射モニタ２９の検出信号が主制御系３１に供給されている。一例として、照射モニタ２９の計測結果に基づいて、主制御系３１はウエハＷ上の各点で走査露光後の積算露光量が許容範囲内に収まるように、レーザプラズマ光源１０の発振周波数及びパルスエネルギー、並びに／又はレチクルステージＲＳＴ（及びウエハステージＷＳＴ）の走査速度等を制御する。
【００２５】
露光の際には、ウエハＷ上のレジストから生じるガスが投影光学系ＰＬのミラーＭ１〜Ｍ６に悪影響を与えないように、ウエハＷはパーティション７の内部に配置される。パーティション７には照明光ＥＬを通過させる開口が形成され、パーティション７内の空間は、主制御系３１の制御のもとで真空ポンプ（不図示）により真空排気されている。
ウエハＷ上の１つのダイ（ショット領域）を露光するときには、照明光ＥＬが照明光学系ＩＬＳによりレチクルＲの照明領域２７Ｒに照射され、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系ＰＯに対して投影光学系ＰＯの縮小倍率に従った所定の速度比でＹ方向に同期して移動する（同期走査される）。このようにして、レチクルパターンはウエハＷ上の一つのダイに露光される。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動した後、ウエハＷ上の次のダイに対してレチクルＲのパターンが走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のダイに対して順次レチクルＲのパターンが露光される。
【００２６】
次に、本実施形態の投影光学系ＰＯの瞳面及び開口絞りＡＳにつき詳細に説明する。
図３は、図１のレチクルＲ及び投影光学系ＰＯの一部を示す。図３において、投影光学系ＰＯの第２のミラーＭ２の−Ｚ方向（像面側）を向いた反射面Ｍ２ａは、一例として曲率半径の大きい緩やかな凹面であり、反射面Ｍ２ａの中心に回転対称軸である光軸ＡＸがある。なお、光軸ＡＸは反射面Ｍ２ａの中心になくともよく、さらに光軸ＡＸは反射面Ｍ２ａから外れていても差し支えない。また、レチクルＲの照明領域２７Ｒからの照明光は、第１のミラーＭ１で反射されて入射光３７Ｉとして、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａに対して−Ｙ方向側から斜めに入射する。そして、入射光３７Ｉは反射面Ｍ２ａで＋Ｙ方向側に斜めに反射されて、反射光３７Ｒとして第３のミラーＭ３に向かう。即ち、入射光３７Ｉは反射面Ｍ２ａに対して垂直入射ではなく、入射光３７Ｉの方向と反射光３７Ｒの方向とは異なっており、反射面Ｍ２ａの近傍に投影光学系ＰＯの瞳面が形成される。
【００２７】
また、本実施形態では、投影光学系ＰＯの瞳面を、照明領域２７Ｒ（物体面）から種々の方向に沿って投影光学系ＰＯに入射する複数の平行光束がそれぞれ集光される最も小さい断面積の領域である最小集光領域（最小錯乱円）に実質的に接する面と定義する。なお、各平行光束が集光される複数の最小集光領域が不連続である場合には、例えば最小自乗法によってそれら複数の最小集光領域に接する一つ若しくは連結される複数の平面、又は一つ若しくは連結される複数の曲面（円筒状、円錐面状、若しくは球面状等の面）を決定し、それらの一つ若しくは複数の平面又は曲面を瞳面としてもよい。
【００２８】
さらに、投影光学系ＰＯの瞳とは、照明領域２７Ｒ（物体面）から種々の方向に沿って投影光学系ＰＯに入射する複数の平行光束の最小集光領域（最小錯乱円）の輪郭部、又はこの輪郭部で囲まれた領域であると定義する。
そして、図１の照明光学系ＩＬＳによる照明条件が通常照明である場合に、図３の照明領域２７Ｒから種々の方向に射出される複数の平行光束のうちで、中心の正反射光（０次光）に対応するＸ軸に平行な軸を中心として反時計周りに所定反射角を持つ実線で示す光束ＥＬＣと、光束ＥＬＣよりも反射角の小さい（−Ｙ方向に傾斜した）一点鎖線で示す光束ＥＬＡと、光束ＥＬＣよりも反射角の大きい（＋Ｙ方向に傾斜した）点線で示す光束ＥＬＢとを想定する。光束ＥＬＡ〜ＥＬＣは照明領域２７Ｒから射出される段階では平行光束であるが、ミラーＭ２に入射する際に集光されている。この場合、中央の光束ＥＬＣは、ミラーＭ１で反射され、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの中心（ここでは光軸ＡＸ上）の最小集光領域３６Ｃに集光した後、反射面Ｍ２ａで反射されてミラーＭ３に向かう。
【００２９】
また、図４（Ａ）は、図３のミラーＭ２に対する入射光及び反射光を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のミラーＭ２の反射面を示す平面図である。図３の照明領域２７Ｒから射出される光束ＥＬＣに対してＸ方向に傾斜した他の平行光束（不図示）は、図４（Ａ）において、反射面Ｍ２ａ上で最小集光領域３６Ｃに対して＋Ｘ方向又は−Ｘ方向にずれて配列される最小集光領域に集光される。従って、上記の定義から、ミラーＭ２において光軸ＡＸを通りＸＺ面に平行な断面Ｍ２ｆ（図３参照）上では、投影光学系ＰＯの瞳面が反射面Ｍ２ａ上の光軸ＡＸを通りＸ軸に沿った表面領域３５Ｃに形成される。
【００３０】
また、図３において、光束ＥＬＣに対して−Ｙ方向に傾斜した光束ＥＬＡは、ミラーＭ１で反射され、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの中心から−Ｙ方向側の領域において反射面Ｍ２ａの手前（上方かつ−Ｚ方向）の最小集光領域３６Ａに集光した後、反射面Ｍ２ａで反射されてミラーＭ３に向かう。同様に、光束ＥＬＣに対して−Ｙ方向に傾斜した他の平行光束（不図示）も、図４（Ａ）において、反射面Ｍ２ａの表面領域３５Ｃから−Ｙ方向側の領域において反射面Ｍ２ａの手前の最小集光領域（不図示）に集光し、これらの最小集光領域３６Ａ等は、反射面Ｍ２ａに対して表面領域３５Ｃで交差して、表面領域３５Ｃから−Ｙ方向で次第に反射面Ｍ２ａから離れていく曲面に実質的に接している。従って、上記の定義から、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの表面領域３５Ｃから−Ｙ方向側の領域では、その次第に反射面Ｍ２ａから離れていく曲面が投影光学系ＰＯの瞳面３５Ａである。また、瞳面３５Ａでは入射光３７Ｉが最小集光領域を形成する。
【００３１】
一方、図３において、光束ＥＬＣに対して＋Ｙ方向に傾斜した光束ＥＬＢは、ミラーＭ１で反射され、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａで反射された後、反射面Ｍ２ａの中心から＋Ｙ方向側の領域において反射面Ｍ２ａの手前（上方かつ−Ｚ方向）の最小集光領域３６Ｂに集光してからミラーＭ３に向かう。同様に、光束ＥＬＣに対して＋Ｙ方向に傾斜した他の平行光束（不図示）も、図４（Ａ）において、反射面Ｍ２ａで反射された後、反射面Ｍ２ａの表面領域３５Ｃから＋Ｙ方向側の領域において反射面Ｍ２ａの手前の最小集光領域（不図示）に集光し、これらの最小集光領域３６Ｂ等は、反射面Ｍ２ａに対して表面領域３５Ｃで交差して、表面領域３５Ｃから＋Ｙ方向側で次第に反射面Ｍ２ａから離れていく曲面に実質的に接している。従って、上記の定義から、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの表面領域３５Ｃから＋Ｙ方向側の領域では、その次第に反射面Ｍ２ａから離れていく曲面が投影光学系ＰＯの瞳面３５Ｂである。また、瞳面３５Ｂでは反射光３７Ｒが最小集光領域を形成する。
【００３２】
従って、図４（Ｂ）に示すように、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの上方において、入射光３７Ｉのうちで反射光３７Ｒと重ならない斜線を施した部分３７Ｉａが−Ｙ方向の瞳面３５Ａを通過し、反射光３７Ｒのうちで入射光３７Ｉと重ならない斜線を施した部分３７Ｒａが＋Ｙ方向の瞳面３５Ｂを通過する。
さらに、図３において、反射面Ｍ２ａの上方の最小集光領域３６Ａ及び３６Ｂには、それぞれ照明領域２７Ｒの＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の端部から同じ方向に射出される照明光が集光される。従って、照明領域２７Ｒ上の異なる点から同じ開き角で射出される２つの光束は、ミラーＭ２上の瞳面３５Ａ，３５Ｂにおいて同じ領域を通過する。この場合、図４（Ａ）において、入射光３７Ｉが、図３の照明領域２７Ｒ上の異なる点から射出された実線の入射光３７Ｉ１及び点線の入射光３７Ｉ２を含み、これらの入射光が反射面Ｍ２ａで反射されてそれぞれ反射光３７Ｒ１及び３７Ｒ２となるものとする。また、入射光３７Ｉ１，３７Ｉ２の開き角は同じとすると、入射光３７Ｉ１，３７Ｉ２の瞳面３５Ａ上の−Ｙ方向の輪郭部３５Ａａは同じになり、それに対応する射出光３７Ｒ１，３７Ｒ２の瞳面３５Ｂ上の＋Ｙ方向の輪郭部３５Ｂａは同じになる。
【００３３】
従って、上記の定義から、図４（Ｂ）に示す瞳面３５Ａ上の−Ｙ方向の最小集光領域の輪郭である半分の円周状の輪郭部３５Ａａと、瞳面３５Ｂ上の＋Ｙ方向のＹ方向の最小集光領域の輪郭である半分の円周状の輪郭部３５Ｂａとが投影光学系ＰＯの瞳となる。なお、輪郭部３５Ａａ及び３５Ｂａで囲まれた領域を投影光学系ＰＯの瞳とみなすことも可能である。そして、本実施形態において、レチクルＲの照明領域２７Ｒの異なる位置（物点）から同じ開き角で射出される照明光は、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの近傍において、投影光学系ＰＯの瞳面３５Ａ，３５Ｂ上の同じ領域、即ち投影光学系ＰＯの瞳内で同じ領域を通過する。従って、後述のように瞳面３５Ａ，３５Ｂに沿って開口絞りＡＳを配置して、瞳面３５Ａ，３５Ｂを通過する光束の領域を規定することによって、照明領域２７Ｒ上の異なる物点に対応する図１のウエハＷ上の露光領域２７Ｗ上の異なる像点に入射する光束の開き角、ひいては開口数（ＮＡ）は互いに等しくなる。従って、投影光学系ＰＯの像面上の各点の開口数は均一である。
【００３４】
なお、図４（Ｃ）は、本実施形態の図４（Ａ）の反射光学系と等価な透過光学系を示す。図４（Ｃ）において、入射光４７Ｉが所定のレンズ（屈折光学素子）の屈折面４４を介して透過光４７Ｔとなる。なお、屈折面４４を薄いレンズとみなすことも可能である。この透過光学系において、図４（Ａ）の瞳面３５Ａ，３５Ｂに対応する瞳面は、屈折面４４と交差するように傾斜している点線で示す瞳面４５である。この場合、入射光４７Ｉの右半分の光束中に瞳面４５の一部が形成され、透過光４７Ｔの左半分の光束中に瞳面４５の残りの部分が形成される。
【００３５】
次に、図５（Ａ）は図４（Ａ）のミラーＭ２の反射面Ｍ２ａ上に配置される本実施形態の開口絞りＡＳを示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のVB方向から見た側面図である。図５（Ａ）において、開口絞りＡＳは、−Ｙ方向側の瞳面３５Ａにほぼ沿って配置される第１遮光板３８Ａと、＋Ｙ方向側の瞳面３５Ｂにほぼ沿って配置される第２遮光板３８Ｂとを含み、遮光板３８Ａ及び３８Ｂは、瞳面３５Ａ，３５Ｂの境界線である反射面Ｍ２ａの中心（光軸ＡＸ）を通る表面領域３５Ｃに近接した位置でＶ字状に連結されている。図５（Ｂ）に示すように、瞳面３５Ａ，３５Ｂは必ずしも平面ではなく曲面であってもよく、瞳面３５Ａ，３５Ｂが曲面である場合には、一例としてそれに沿って開口絞りＡＳの遮光板３８Ａ，３８Ｂは曲面となる。
【００３６】
図５（Ａ）において、照明光ＥＬを遮光する耐熱性の高い金属等から形成される平板状の遮光板３８Ａ及び３８Ｂ中にそれぞれ略半円状の開口３８Ａａ及び３８Ｂａが形成され、開口３８Ａａ，３８Ｂａは全体として略円形又は略楕円状の開口を形成している。この開口３８Ａａ，３８Ｂａの大きさによって投影光学系ＰＯの開口数が規定される。開口３８Ａａ，３８Ｂａの形状は、投影光学系ＰＯの像面上の各点に集光する光束が所定開口数の円錐状になるように設定される。また、開口数を切り換える場合には、交換機構（不図示）によって開口絞りＡＳを開口の大きさが異なる別の開口絞りと交換してもよい。このように投影光学系ＰＯの開口数を切り替えた場合でも、瞳面３５Ａ，３５Ｂ上の各点には照明領域２７Ｒの異なる点から同じ方向に射出される照明光が入射し、これらの照明光は露光領域２７Ｗの対応する（共役な）点に入射するため、像面上の各点に入射する照明光の開き角、ひいては開口数は均一である。
【００３７】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置１００の投影光学系ＰＯは、入射光３７Ｉの方向と反射光３７Ｒの方向とが異なるように配置されたミラーＭ２（反射光学素子）を備えた光学系である。そして、投影光学系ＰＯにおいて、図４（Ｂ）の入射光３７Ｉのうち反射光３７Ｒと重ならない部分３７Ｉａにおける投影光学系ＰＯの瞳がミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの上方に形成され、反射光３７Ｒのうち入射光３７Ｉと重ならない部分３７Ｒａにおけるその瞳が反射面Ｍ２ａの上方に形成される。
【００３８】
また、投影光学系ＰＯにおいては、投影光学系ＰＯの瞳面３５Ａ，３５Ｂが図４（Ａ）のミラーＭ２の反射面Ｍ２ａと交差するとともに、入射光３７Ｉの反射光３７Ｒと反対側の端部における瞳面３５Ａが反射面Ｍ２ａの上方に位置し、反射光３７Ｒの入射光３７Ｉと反対側の端部における瞳面３５Ｂが反射面Ｍ２ａの上方に位置している。この場合、瞳面３５Ａは入射光３７Ｉ側に形成され、瞳面３５Ｂは反射光３７Ｒ側に形成される。
【００３９】
さらに、投影光学系ＰＯにおいては、投影光学系ＰＯの瞳の−Ｙ方向（入射光側）の輪郭部３５Ａａ（第１部分）が入射光３７Ｉ側に形成され、その瞳の＋Ｙ方向（反射光側）の輪郭部３５Ｂａ（第２部分）が反射光３７Ｒ側に形成される。
本実施形態の投影光学系ＰＯによれば、投影光学系ＰＯ中の第２のミラーＭ２の反射面Ｍ２ａの近傍に瞳面３５Ａ，３５Ｂが配置される。さらに、入射光３７Ｉのうちで反射光３７Ｒと重ならない部分３７Ｉａ（反射光と反対側の端部）における瞳面３５Ａ（又は輪郭部３５Ａａ）及び反射光３７Ｒのうちで入射光３７Ｉと重ならない部分３７Ｒａ（入射光と反対側の端部）における瞳面３５Ｂ（又は輪郭部３５Ｂａ）の両方を反射面Ｍ２ａの上方に配置できる。従って、入射光及び反射光の両方で瞳面３５Ａ，３５Ｂ上（最適な瞳位置）に開口絞りＡＳ（の開口）を容易に設置できるようになるため、投影光学系ＰＯの像面上の各点での照明光ＥＬの開口数を均一にできる。言い換えると、いずれの像点においても瞳内不均一性は発生せず、また、像点ごとの瞳内不均一性のばらつきも発生しない。従って、結像特性の均一性が向上し、レチクルＲのパターンの像を全体として高精度にウエハＷ上に転写できる。
【００４０】
（２）この場合、投影光学系ＰＯの瞳は、照明領域２７Ｒ（物体面）から種々の方向に投影光学系ＰＯに入射する複数の平行光束の最小集光領域（最小錯乱円）３６Ａ〜３６Ｃの輪郭部３５Ａａ，３５Ｂａ又はこの内側である。また、投影光学系ＰＯの瞳面３５Ａ，３５Ｂは、それらの最小集光領域（最小錯乱円）に実質的に接する面である。従って、投影光学系ＰＯの光学設計時に、例えば物体面から像面までの光線追跡によって容易に瞳又は瞳面の位置を設定できる。
【００４１】
なお、図１の投影光学系ＰＯは中間結像を行うタイプであるため、瞳又は瞳面は形式的には投影光学系ＰＯ中の２箇所に存在するが、そのうちで開口絞りＡＳが設置される部分によって投影光学系ＰＯの開口数が規定される。
なお、投影光学系ＰＯの瞳面を、物体面に対する光学的なフーリエ変換面として定義してもよい。この場合には、投影光学系ＰＯの瞳とは、その瞳面において有効な結像光束が通過する領域の輪郭又はこれで囲まれた領域となる。
【００４２】
（３）また、図４（Ａ）の瞳面３５Ａ，３５Ｂ上の最小集光領域の輪郭部３５Ａａ，３５Ｂａに対応する瞳は、全体としてほぼ円周（楕円状を含む）を対称に折り曲げた形状である。従って、その瞳に沿った開口を有する断面がＶ字状の開口絞りＡＳを、ミラーＭ２の反射面Ｍ２ａと機械的に干渉することなく容易に設置可能である。
（４）また、投影光学系ＰＯはさらに図５（Ａ）の開口絞りＡＳを備え、開口絞りＡＳはほぼ瞳面３５Ａ，３５Ｂ上に配置され、その瞳を制限するための例えば略円形又は楕円状の開口３８Ａａ，３８Ｂａが形成されている。従って、開口絞りＡＳの開口の形状によって投影光学系ＰＯの開口数を所望の値に設定できる。
【００４３】
なお、開口絞りＡＳの遮光板３８Ａ，３８Ｂは瞳面３５Ａ，３５Ｂの近傍に配置してもよい。瞳面３５Ａ，３５Ｂの近傍とは、投影光学系ＰＯの像面上の各点での開口数がほぼ均一とみなせる程度の間隔は許容されることを意味する。従って、仮に瞳面３５Ａ，３５Ｂが複雑な曲面であっても、開口絞りＡＳの遮光板３８Ａ，３８Ｂはそれらの曲面の平均的な平面に沿って配置される平面であってもよい。
【００４４】
また、開口絞りＡＳは１枚の平板から形成するのではなく、分離された遮光板３８Ａ及び３８Ｂを保持部材（不図示）で保持してもよい。
（５）なお、開口絞りＡＳとして、図６に示す可変開口絞りを用いてもよい。図６において、開口絞りＡＳは、第１フレーム５１Ａ及び第２フレーム５１Ｂと、第１フレーム５１Ａに沿って例えば送りねじ方式で互いに独立に平行に移動する多数の遮光部材５２Ａと、第２フレーム５１Ｂに沿って例えば送りねじ方式で互いに独立に移動する多数の遮光部材５２Ｂとを備えている。この場合、多数の遮光部材５２Ａは図４（Ａ）の瞳面３５Ａに沿って配置され、遮光部材５２Ｂは瞳面３５Ｂに沿って配置される。このような構成の開口絞りＡＳを用いて、制御系（不図示）によって多数の遮光部材５２Ａ，５２Ｂの位置を個別に制御することによって、開口絞りＡＳの開口の形状を実質的に任意の形状に設定し、その結果、投影光学系ＰＯの開口数を任意の値に設定できる。
【００４５】
（６）また、図４（Ａ）の輪郭部３５Ａａ，３５Ｂａよりなる投影光学系ＰＯの瞳は、連結される２つの曲面である瞳面３５Ａ，３５Ｂ（近似的にそれぞれ平面とみなすことも可能である）上に形成されている。しかしながら、投影光学系ＰＯの瞳面を連結される３つのほぼ平面とみなすことができる面から形成し、これらの３つの面（例えばほぼ平面）上に投影光学系ＰＯの瞳を形成してもよい。
【００４６】
（７）また、投影光学系ＰＯは、複数の共軸の非球面のミラーＭ１〜Ｍ６を備えた反射系であり、それらのミラーＭ１〜Ｍ６のうちの一つのミラーＭ２の反射面の近傍に瞳面が形成されている。ミラーＭ１〜Ｍ６の場合には、反射面上に近接して開口絞りＡＳを配置することは困難であるが、本実施形態のように反射面と交差し、かつＹ方向の端部では反射面の上方に位置する瞳面３５Ａ，３５Ｂを形成することで、容易に開口絞りＡＳを配置できる。
【００４７】
（８）また、投影光学系ＰＯはレチクルＲのパターン面（第１面）の像をウエハＷの表面（第２面）上に形成する投影光学系である。従って、第２面上の各点での開口数を均一化できる。
なお、本発明は、図１の露光装置１００の照明光学系ＩＬＳに適用することも可能である。この場合、照明光学系ＩＬＳ中の第２フライアイ光学系２３（微小な反射光学素子の集合体）の反射面の近傍に照明光学系ＩＬＳの瞳面が形成されるため、その瞳面を第２フライアイ光学系２３の反射面と交差し、かつＹ方向（入射光と反射光との方向が変わる方向）の両端部でその反射面の上方に設定すればよい。そして、その瞳面に沿って例えばＶ字型に折れ曲がった開口絞りを配置することによって、照明領域２７Ｒ（被照射面）上の各点での照明光ＥＬの開き角、ひいては開口数を均一にできる。
【００４８】
（９）また、露光装置１００は、照明光ＥＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＥＬでそのパターン及び投影光学系ＰＯを介してウエハＷを露光する露光装置であって、その投影光学系ＰＯの瞳面（瞳）は上記のようにミラーＭ２の近傍に形成されている。従って、レチクルＲのパターンを高精度にウエハＷ上に露光できる。
また、露光装置１００において、投影光学系ＰＯの瞳面をミラーＭ２の反射面の近傍にその反射面にほぼ平行に配置するか、又は例えばミラーＭ２とミラーＭ３との間の光路中等に配置して、照明光学系ＩＬＳにおいて、その瞳面を第２フライアイ光学系２３の反射面と交差し、かつＹ方向の両端部でその反射面の上方に設定してもよい。この場合には、照明条件をより高精度に設定できる。
【００４９】
次に、上記の実施形態に対する比較例につき図８（Ａ）〜（Ｄ）及び図９（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）及び図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）において、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に対応する部分にはそれぞれ同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図８（Ａ）は第１比較例の投影光学系のミラーＭ２を示す斜視図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の開口絞りＡＳＡの配置面を示す平面図、図８（Ｃ）は対応する照明領域２７Ｒを示す図、図８（Ｄ）は図８（Ａ）と等価な透過光学系を示す図である。図８（Ａ）において、投影光学系の瞳面３５ＤはミラーＭ２の反射面と同じ面上に配置され、入射光３７Ｉ及び反射光３７Ｒを制限する開口３９が形成された開口絞りＡＳＡは、ミラーＭ２の反射面から所定間隔の位置に配置されている。開口絞りＡＳＡは例えば交換機構又は開口を可変とする機構が付加され、ミラーＭ２の反射面に近接して配置することが困難であるため、このように反射面から離して配置される。
【００５０】
この場合、図８（Ｃ）の照明領域２７Ｒの４隅の点ａ〜ｄから射出されてミラーＭ２に入射する入射光３７Ｉは、それぞれ開口絞りＡＳＡの配置面において、図８（Ｂ）に点線で示す僅かにずれた円形の領域４１ａ〜４１ｄを通過する。これに対応して、反射光３７Ｒは、それぞれ領域４１ａ〜４１ｄをほぼＹ方向にシフトした領域４２ａ〜４２ｄを通過する。従って、開口絞りＡＳの開口３９は、これらの領域４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄを囲むように広く設定される。この結果、照明領域２７Ｒの点ａ，ｃから射出される照明光は、主に−Ｘ方向に広がった部分が投影光学系ＰＯを通過し、点ｂ，ｄから射出される照明光は、主に＋Ｘ方向に広がった部分が投影光学系ＰＯを通過するため、投影光学系ＰＯの像面の対応する点において、照明光の広がり角、ひいては開口数が僅かに不均一になる。
【００５１】
図８（Ｄ）の等価な透過光学系においては、屈折面４４上に瞳面４５Ｄが設定されるが、開口絞りの開口４９Ａ，４９Ｂはそれぞれ入射光４７Ｉの半面側及び透過光４７Ｔの半面側に配置される。従って、像面上の位置によって開口数が不均一になる。
また、図９（Ａ）は第２比較例の投影光学系のミラーＭ２を示す斜視図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の開口絞りＡＳＢの配置面を示す平面図、図９（Ｃ）は対応する照明領域２７Ｒを示す図、図９（Ｄ）は図９（Ａ）と等価な透過光学系を示す図である。図９（Ａ）において、投影光学系の瞳面３５ＥはミラーＭ２の反射面から所定間隔の位置に配置され、入射光３７Ｉ及び反射光３７Ｒを制限する開口４０が形成された開口絞りＡＳＢは、瞳面３５Ｅと同じ面上に配置されている。瞳面３５Ｅは入射光３７Ｉ側に形成されている。
【００５２】
この場合、図９（Ｃ）の照明領域２７Ｒの４隅の点ａ〜ｄから射出されてミラーＭ２に入射する入射光３７Ｉは、それぞれ開口絞りＡＳＢの配置面（瞳面３５Ｅ）において、共通に図９（Ｂ）の円形の領域３５Ｅａを通過する。しかしながら、反射光３７Ｒは、照明領域２７Ｒ上の位置ａ〜ｄに対応して領域４２ａ〜４２ｄを通過する。従って、開口絞りＡＳＢの開口４０は、これらの領域３５Ｅａ及び４２ａ〜４２ｄを囲むように広く設定される。この結果、照明領域２７Ｒの点ａ，ｂから射出される照明光は、主に＋Ｙ方向に広がった部分が投影光学系ＰＯを通過するため、投影光学系ＰＯの像面の対応する点において、照明光の広がり角、ひいては開口数が僅かに不均一になる。なお、瞳面３５Ｅを反射光３７Ｒ側に形成しても同様に開口数が僅かに不均一になる。
【００５３】
図９（Ｄ）の等価な透過光学系においては、屈折面４４から離れた入射光４７Ｉの光路上に瞳面４５Ｅが設定され、開口絞りの開口５０Ａ，５０Ｂはそれぞれ入射光４７Ｉの半面側及び透過光４７Ｔの半面側に配置される。従って、像面上の位置によって開口数が不均一になる。
これらの第１及び第２の比較例に対して上記の実施形態の投影光学系ＰＯによれば、投影光学系ＰＯの像面の各点において開口数が均一になる。
【実施例】
【００５４】
図１の投影光学系ＰＯの実施例につき図７を参照して説明する。図７は投影光学系ＰＯの光路図を示す。図７において、物体面ＯＰに図１のレチクルＲのパターン面が配置され、像面ＩＰにウエハＷの表面が配置される。また、投影光学系ＰＯは像面ＩＰ側にほぼテレセントリックであり、ミラーＭ２の反射面と交差するように投影光学系ＰＯの瞳面３５Ａ，３５Ｂが形成され、瞳面３５Ａ，３５Ｂに沿って開口絞りＡＳが配置される。図７の投影光学系ＰＯの光学諸元は以下の通りである。
【００５５】
［表１］光学諸元
照明光（露光光）の波長λ：１３．５ｎｍ
投影倍率β              ：１／４
開口数ＮＡ（像側）      ：０．２５
物体高                  ：１３４〜１４２ｍｍ
像高                    ：３３．５〜３５．５ｍｍ
また、投影光学系ＰＯのミラーＭ１〜Ｍ６の反射面の面データを表２に示す。表２において、ｒは各反射面の頂点曲率半径を、ｄは各反射面の軸上間隔（面間隔）をそれぞれ示している。ｒ及びｄの単位はｍｍである。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、光線の入射方向に関わらず、反射面に対して曲率中心が像面ＩＰ（ウエハ）側にある場合の曲率半径を正とし、反射面に対して曲率中心が物体面ＯＰ（レチクル）側にある場合の曲率半径を負としている。
【００５６】
［表２］面データ
2010098171.tif 000003
また、図７の投影光学系ＰＯのミラーＭ１〜Ｍ６の反射面は全て表３の非球面データで表される非球面である。表３において、Ｋは円錐係数（コーニック定数）、係数Ａｎ(ｎ＝４，６，８，１０，１２，１４）はｎ次の非球面係数である。また、係数Ａｎ のデータ中でＥ−ｊ（ｊは整数）は、×１０−ｊを意味する。
【００５７】
［表３］非球面データ
2010098171.tif 000004
共軸のミラーＭ１〜Ｍ６の非球面の光軸ＡＸ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の非球面上の位置までの光軸ＡＸに沿った距離をｚ（ｙ）とすると、上記の表２の頂点曲率半径ｒ、表３の円錐係数Ｋ、及び非球面係数Ａｎ を用いて、距離ｚ（ｙ）は以下の式で表される。
【００５８】
2010098171.tif 000005
本実施例の設計を適用した場合、図７の瞳面３５Ａ，３５Ｂは、ミラーＭ２の反射面に対して入射光及び射出光の両端部でそれぞれ約１ｍｍ上方に位置している。また、投影光学系ＰＯの収差は約０．１７λと良好である。
【００５９】
なお、上述の実施形態に対しては次のような変形が可能である。
先ず、上述の実施形態では、図１の露光光源としてガスジェットクラスタ方式のレーザプラズマ光源が使用されていたが、これに限定されず、例えば、錫などをターゲットとして用いるドロプレット方式のレーザプラズマ光源でもよい。また、上述の実施形態では、ＥＵＶ光源としてレーザプラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、ＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation)リング、ベータトロン光源、ディスチャージド光源（放電励起プラズマ光源、回転型放電励起プラズマ光源など）、Ｘ線レーザなどのいずれを用いても良い。
【００６０】
また、図１の実施形態では、露光ビームとしてＥＵＶ光を用い、６枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例である。例えば、特開平１１−３４５７６１号公報に開示されるような４枚等のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長１００〜１６０ｎｍのＶＵＶ光源、例えばＡｒ2 レーザ（波長１２６ｎｍ）を用い、４〜８枚等のミラーを有する投影光学系を備えた露光装置などにも本発明を適用することができる。
【００６１】
さらに、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等を用いて反射屈折系からなる投影光学系を用いる場合にも本発明を適用可能である。このようにレンズ及びミラーを組み合わせた反射屈折系に本発明を適用する場合、そのミラーの反射面の近傍に投影光学系の瞳面を形成し、この瞳面を例えば中央部でその反射面と交差し、かつ両端部でその反射面の上方になるようにすればよい。これによって、像面の各点での開口数の不均一性が低減される。
【００６２】
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１０に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置（ＥＵＶ露光装置等）によりマスクのパターンを基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００６３】
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いて基板（ウエハ）を露光することと、露光された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置によれば、基板上で良好な結像特性が得られるため、高機能のデバイスを高精度に製造できる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は図１中の第１フライアイ光学系２２を示す図、（Ｂ）は図１中の第２フライアイ光学系２３を示す図である。
【図３】図１中のレチクルＲ及び投影光学系ＰＯの一部を示す図である。
【図４】（Ａ）は、図３のミラーＭ２に対する入射光及び反射光を示す斜視図、（Ｂ）は図４（Ａ）の反射面上の光束を示す平面図、（Ｃ）は図４（Ａ）と等価な透過光学系を示す図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）のミラーＭ２上に開口絞りＡＳを設置した状態を示す斜視図、（Ｂ）は図５（Ａ）のVB方向から見た側面図である。
【図６】開口絞りＡＳの別の構成例を示す斜視図である。
【図７】実施例の投影光学系ＰＯを示す光路図である。
【図８】（Ａ）は、第１比較例のミラーＭ２を示す斜視図、（Ｂ）は図８（Ａ）の反射面上の光束を示す平面図、（Ｃ）は照明領域２７Ｒを示す図、（Ｄ）は図８（Ａ）と等価な透過光学系を示す図である。
【図９】（Ａ）は、第２比較例のミラーＭ２を示す斜視図、（Ｂ）は図９（Ａ）の反射面上の光束を示す平面図、（Ｃ）は照明領域２７Ｒを示す図、（Ｄ）は図９（Ａ）と等価な透過光学系を示す図である。
【図１０】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＯ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、Ｍ１〜Ｍ６…ミラー、ＡＳ…開口絞り、３５Ａ，３５Ｂ…瞳面、３７Ｉ…入射光、３７Ｒ…反射光、３８Ａ，３８Ｂ…遮光板、３８Ａａ，３８Ｂａ…開口
【図１】
2010098171.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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