(57)【要約】  本発明は、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された光学系に関し、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用可能である。共軸型の反射屈折光学系は、光軸と交差する第１面上の、光軸との交点と光学的に共役な点を第２面に形成する第１光学系と、第１光学系からの光を第３面へ導く第２光学系とを備える。第１光学系は、第１面またはその近傍に配置された第１反射面と、一方の焦点が第１光透過部またはその近傍に位置した状態で２つの焦点が光軸に沿って並んだ回転楕円面の形態を有する第２反射面と、第１反射面と第２反射面との間の光路を満たしている媒質を有する。第１反射面の、光軸を含む中央領域には、第１光透過部が形成され、また、第２反射面の、光軸を含む中央領域には、第２光透過部が形成されている。媒質は、１．３以上の屈折率を有する。第２光学系は、複数のレンズを有する。【選択図】  図１
2013504772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に延びる１本の光軸上に反射面および屈折面が配置された共軸型の反射屈折光学系において、
前記光軸と交差する第１面上の、前記光軸との交点と光学的に共役な点を第２面に形成する第１光学系と、
前記第１光学系からの光を第３面へ導く第２光学系と、を備え、
前記第１光学系は、前記第１面の位置またはその近傍の位置に配置され第１反射面であって、前記光軸を含む中央領域に第１光透過部が形成された第１反射面と、一方の焦点が前記第１光透過部またはその近傍に位置した状態で２つの焦点が前記光軸に沿って並んだ回転楕円面の形態を有する第２反射面であって、前記光軸を含む中央領域に第２光透過部が形成された第２反射面と、前記第１反射面と前記第２反射面との間の光路を満たしている媒質であって、１．３以上の屈折率を有する媒質と、を有し、
前記第２光学系は、複数のレンズを有し、
前記第１面と前記光軸との交点からの光は、前記第１光透過部を通過し、前記第２反射面および前記第１反射面により順次反射され、そして、前記第２光透過部を通過した後に前記第２光学系に入射する反射屈折光学系。
【請求項２】
前記第２光学系は、前記第３面側に凸面を向けた状態で、最も前記第１光学系側に配置された第１レンズを有することを特徴とする請求項１に記載の反射屈折光学系。
【請求項３】
前記第１レンズは、正の屈折力を有することを特徴とする請求項２に記載の反射屈折光学系。
【請求項４】
前記第１光学系は、前記第１面から前記第２面に向けて拡大倍率を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項５】
前記第１反射面は平面状に形成され、前記第２反射面は長楕円体面状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項６】
前記長楕円体の回転軸は、前記光軸と一致していることを特徴とする請求項５に記載の反射屈折光学系。
【請求項７】
前記第２光透過部は、前記第２面の位置またはその近傍の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項８】
複数の面によりその形状が規定される単一光学部材を備え、
前記第１反射面は、前記単一光学部材の一つの面上に形成され、前記第２反射面は、前記単一光学部材の別の面上に形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項９】
それぞれが複数の面によりその形状が規定されるとともに互いに接合された第１部材と第２部材により構成された光学構造体を備え、
前記第１反射面は、前記第１部材の複数の面のうち前記第２部材と接合された面とは別の面上に形成され、また、前記第２反射面は、第２部材の複数の面のうち前記第１部材と接合された面とは別の面上に形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１０】
前記第２反射面の前記回転楕円面を規定する円錐係数κは、以下の条件を満たしていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
−０．２０＜κ＜−０．０８
【請求項１１】
前記第２光学系は、屈折光学系を含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１２】
前記第２光学系は、前記第２面と前記光軸との交点と光学的に共役な点を前記第３面に形成する結像光学系を含むことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１３】
前記第１面と前記光軸との交点からの光が前記第２反射面により反射されることなく前記第２光透過部を介して前記第３面に達するのを遮るための遮蔽部材を更に備えたことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１４】
前記遮蔽部材は、前記第１光学系と前記第３面との間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の反射屈折光学系。
【請求項１５】
前記第２光学系は、前記第２面と前記光軸との交点と光学的に共役な点を前記第３面に形成する結像光学系を含み、
前記遮蔽部材は、前記第２光学系の瞳の位置またはその近傍の位置に配置されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の反射屈折光学系。
【請求項１６】
前記第２面は、前記第１光学系と前記第２光学系との間の気体光路中に位置していることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１７】
前記第１光学系のすくなくとも一部を構成する光学部材と、前記第２光学系のすくなくとも一部を構成する光学部材とは互いに接合されており、
前記第２面は、互いに接合された一対の光学部材のうちの一方の光学部材中に位置していることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１８】
前記第１反射面の延長面と前記第２反射面の延長面との前記光軸に沿った距離をＤとし、前記第１反射面の延長面と前記第２面との前記光軸に沿った距離をＬとするとき、当該反射屈折光学系は、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
０．９５＜Ｌ／Ｄ＜１．０５
【請求項１９】
被検光学系の収差を計測する収差計測装置であって、
請求項１〜１８の何れか一項に記載の反射屈折光学系を備えた収差計測装置。
【請求項２０】
前記反射屈折光学系は、前記第１面が前記被検光学系の像面と一致するように配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の収差計測装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の収差計測装置により得られた収差情報を用いて前記被検光学系を調整する光学系の調整方法。
【請求項２２】
被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光する露光装置であって、
請求項１９又は２０に記載の収差計測装置を備えた露光装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の調整方法により調整された前記被検光学系を備え、
前記調整された被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、前記被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光する露光装置。
【請求項２４】
請求項２２又は２３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することにより、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、を備えたデバイス製造方法。
【請求項２５】
試料を検査する検査装置において、
請求項１〜１８の何れか一項に記載の反射屈折光学系を備え、前記第１面に配置される試料を介した光を前記反射屈折光学系に導く検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射屈折光学系、収差計測装置、光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば電子デバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に搭載される収差計測装置に適用可能な反射屈折光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等）上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。従来、投影光学系の解像力に対する要求を満足するために、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている。
液浸型の露光装置に搭載された投影光学系（以下、「液浸投影光学系」ともいう）には、高解像度の実現のために、その残存収差が極めて小さいことが要求される。例えば特許文献１には、液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置を、感光性基板を保持して移動する基板ステージに装着する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７８５５３号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報
【特許文献３】特開平１０−３０３１１４号公報
【特許文献４】特開平１０−３０３１１４号公報
【特許文献５】米国特開第２００２／０１５９０４８号公報（特開２００２−２５０６７７号公報に対応）
【特許文献６】米国特開第２００８／００４３２３６号公報（国際公開第２００６／０１６５８４号パンフレットに対応）
【特許文献７】特開２００５−１９７４４５号公報
【特許文献８】米国特許公開第２００５／００５２６４２号公報
【特許文献９】特開２００４−３０４１３５号公報
【特許文献１０】米国特開第２００７／０２９６９３６号公報（国際公開第２００６／０８０２８５号パンフレットに対応）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、収差計測装置用の従来の光学系について検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００５】
すなわち、液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に用いられる従来の光学系は、開口数の大きな光束を取り込む必要があるため、径方向に大型化し易い。しかしながら、収差計測装置用の従来の光学系には、諸収差が良好に補正されていることだけでなく、例えば基板ステージへの装着を可能にするために径方向に小型化されていることが求められる。
【０００６】
本実施形態は、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用可能な光学系であって、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された光学系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】
第１形態は、直線状に延びる１本の光軸上に反射面および屈折面が配置された共軸型の反射屈折光学系であって、第１光学系と、第２光学系を備えた反射屈折光学系を提供する。第１光学系は、光軸と交差する第１面上の、該光軸との交点と光学的に共役な点を第２面に形成する光学系であって、第１反射面と、第２反射面と、第１反射面と第２反射面との間の光路を満たしている媒質を有する。第２光学系は、第１光学系からの光を第３面へ導く光学系であって、複数のレンズを有する。また、第１光学系において、第１反射面は、第１面の位置またはその近傍の位置に配置され、光軸を含む当該第１反射面の中央領域には、第１光透過部が形成されている。第２反射面は、一方の焦点が第１光透過部の位置またはその近傍の位置する状態で２つの焦点が光軸に沿って並んだ回転楕円面の形態を有し、且つ、光軸を含む当該第２反射面の中央領域には、第２光透過部が形成されている。第１反射面と第２反射面との間の光路を満たしている媒質は、１．３以上の屈折率を有する。
【０００８】
上記構造を備えた第１形態に係る反射屈折光学系において、第１面と光軸との交点からの光は、第１光透過部を通過し、第２反射面および第１反射面により順次反射され、そして、第２光透過部を通過した後に第２光学系に入射する。
【０００９】
第２形態は、第１形態に係る反射屈折光学系を備えた収差計測装置を提供する。当該第２形態に係る収差計測装置は、被検光学系の収差を計測する。
【００１０】
第３形態は、第２形態に係る収差計測装置により得られた収差情報を用いて被検光学系を調整する光学系の調整方法を提供する。
【００１１】
第４形態は、第２形態に係る収差計測装置を備えた露光装置を提供する。当該第４形態に係る露光装置は、被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光する。
【００１２】
第５形態は、第４形態に係る調整方法により調整された被検光学系を備えた露光装置を提供する。当該第５形態に係る露光装置は、被検光学系の物体面またはその近傍に設置された所定のパターンを、被検光学系の像面またはその近傍に設置された感光性基板に露光する。
【００１３】
第６形態は、デバイス製造方法を提供する。当該第６形態に係るデバイス製造方法は、露光工程と、現像工程と、加工工程を含む。露光工程では、第５形態に係る露光装置を用いて、所定のパターンが、感光性基板に露光される。現像工程では、所定のパターンが転写された感光性基板が現像され、所定のパターンに対応する形状のマスク層が、感光性基板の表面に形成される。加工工程では、マスク層を介して感光性基板の表面が加工される。
【００１４】
第７形態では、試料を検査する検査装置を提供する。当該第７形態に係る検査装置は、第１形態に係る反射屈折光学系を備え、第１面に配置される試料を通過した光は、当該反射屈折光学系に導かれる。
【００１５】
なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。
【００１６】
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００１７】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第２反射面が第１光透過部またはその近傍に一方の焦点を有する回転楕円面状に形成されているので、第２反射面の口径を過度に大きくしなくても、球面収差の発生を小さく抑えつつ、第１光学系に取り込まれた開口数の大きい光束を開口数の比較的小さい光束に変換して第２光学系へ導くことができる。また、本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１反射面と第２反射面との間の光路が１．３以上の屈折率を有する媒質で満たされている。そのため、当該反射屈折光学系は、例えば１．３以上の開口数を有する光束を第１光学系へ取り込むことができ、ひいては液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用することが可能になる。
【００１８】
こうして、本実施形態では、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用可能で、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された反射屈折光学系を実現することができる。また、本実施形態に係る収差計測装置では、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された光学系を備え、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測することができる。また、本実施形態に係る露光装置では、例えば波面収差を随時計測する収差計測装置を用いて波面収差の調整された液浸投影光学系を介して、パターンを感光性基板に正確に転写することができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】典型的な態様にしたがう反射屈折光学系の要部構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態に係る収差計測装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図５】第１実施例に係る反射屈折光学系の構成を概略的に示す図である。
【図６】第１実施例に係る反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図７】第２実施例に係る反射屈折光学系の構成を概略的に示す図である。
【図８】第２実施例に係る反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図９】第３実施例に係る反射屈折光学系の構成を概略的に示す図である。
【図１０】第３実施例に係る反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１１】第４実施例に係る反射屈折光学系の構成を概略的に示す図である。
【図１２】第４実施例に係る反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１３】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１４】液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本実施形態の具体的な説明に先立って、本実施形態に係る反射屈折光学系の基本構成および作用効果について説明する。本実施形態に係る光学系は、直線状に延びる１本の光軸上に反射面および屈折面が配置された共軸型の反射屈折光学系である。反射屈折光学系であることは収差補正の観点から有利であり、共軸型であることは光学系の組立ておよび光学調整の観点、ひいては光学系の製造の観点から有利である。
【００２１】
本実施形態の典型的な態様にしたがう反射屈折光学系は、図１に示すように、光軸ＡＸに沿って順に配置された、第１光学系Ｇ１および第２光学系Ｇ２を備える。第１光学系Ｇ１は、光軸ＡＸと交差する第１面Ｐ１上の、該光軸ＡＸとの交点と光学的に共役な点を第２面Ｐ２に形成する。第２光学系Ｇ２は、第１光学系Ｇ１からの光を第３面Ｐ３へ導く。例えば、当該反射屈折光学系を液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用する場合、第１面Ｐ１は投影光学系の像面に対応し、第３面Ｐ３は波面分割面と光学的にフーリエ変換の関係にある面に対応する。
【００２２】
第１光学系Ｇ１は、光軸ＡＸに沿って対向する一対の反射面Ｒ１１、Ｒ１２を有する。第１反射面Ｒ１１は、第１面Ｐ１の位置またはその近傍の位置に配置されている。また、光軸ＡＸを含む第１反射面Ｒ１１の中央領域には、第１光透過部（第１光通過部）Ｔ１１が形成されている。第２反射面Ｒ１２は、一方の焦点が第１反射面Ｒ１１の第１光透過部Ｔ１１の位置またはその近傍の位置する状態で２つの焦点が光軸ＡＸに沿って並んだ回転楕円面の形態を有する。光軸ＡＸを含む第２反射面Ｒ１２の中央領域には、第２光透過部（第２光通過部）Ｔ１２が形成されている。ここで、第１光学系Ｇ１における第２反射面Ｒ１２の形状は非球面係数の高次項（２次以上）を有しない回転楕円面とすることができる。この場合、第２反射面Ｒ１２の形状を、２つの焦点を利用した球面計測技術を用いて計測すること、すなわち、ヌル素子などを用いる比較的複雑な非球面計測技術を使用せずに計測することができ、反射面の計測や形成の観点、ひいては光学系の製造の観点から有利である。
【００２３】
一例として、反射面Ｒ１１は、石英のような光学材料により形成され且つ第３面Ｐ３側に凸面を向けた平凸レンズ状の形態を有する光学部材（光学ブロック）Ｌ１１に形成することができる。すなわち、光学部材Ｌ１の第１面Ｐ１側の平面上における第１光透過部Ｔ１１を除く領域に、遮光性の反射膜Ｍ１１を設けることにより反射面Ｒ１１が形成されている。反射面Ｒ１２は、光学部材Ｌ１１の第３面Ｐ３側の回転楕円面上における第２光透過部Ｔ１２を除く領域に、遮光性の反射膜Ｍ１２を設けることにより形成されている。
【００２４】
光透過部Ｔ１１、Ｔ１２は、例えば光軸ＡＸを含む円形状を有するとともに、回折限界よりも実質的に大きいサイズを有する。一例として、第２反射面Ｒ１２は長楕円体面状に形成することができる。長楕円体とは、長軸が回転軸となった回転楕円体であって、長球または扁長楕円体 (prolate, prolate spheroid)とも呼ばれる。第２反射面Ｒ１２を長楕円体面状に形成する場合、長楕円体の回転軸を光軸ＡＸと一致させることができる。
【００２５】
第１反射面Ｒ１１および第２反射面Ｒ１２が共通する１つの光学部材Ｌ１１（複数の光学部材の界面に相当する接合面が内在しない単一の光学部材）に形成されている。そのため、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２との間の光路は屈折率が１．３以上の媒質で満たされていることになる。第２光学系Ｇ２は、例えば複数のレンズからなる屈折光学系である。図１では、第２光学系Ｇ２を構成する複数のレンズのうち、最も第１光学系Ｇ１側に配置された第１レンズＬ２１と最も第３面Ｐ３側に配置された第ｎレンズＬ２ｎだけを示している。第１レンズＬ２１は、例えば第３面Ｐ３側に凸面を向けた正レンズである。
【００２６】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１面Ｐ１と光軸ＡＸとの交点からの光が、第１光透過部Ｔ１１を通過し、第２反射面Ｒ１２および第１反射面Ｒ１１により順次反射され、その後、第２光透過部Ｔ１２を介して第２光学系Ｇ２に入射する。すなわち、第１光透過部Ｔ１１を通過した光は、第２反射面Ｒ１２において第２光透過部Ｔ１２を除く有効反射領域で反射され、第１反射面Ｒ１１に入射する。第１反射面Ｒ１１において第１光透過部Ｔ１１を除く有効反射領域で反射された光は、第２光透過部Ｔ１２を通過した後に第２光学系Ｇ２に入射する。
【００２７】
また、本実施形態に係る反射屈折光学系において、第２反射面Ｒ１２は、一方の焦点が第１光透過部Ｔ１１またはその近傍に位置する状態で２つの焦点が光軸ＡＸに沿って並んだ回転楕円面状に形成されている。そのため、第２反射面Ｒ１２の口径を過度に大きくしなくても、球面収差の発生を小さく抑えつつ、第１光透過部Ｔ１１を介して第１光学系Ｇ１に取り込まれた光束を第２光学系Ｇ２へ導くことができる。特に、第１光学系Ｇ１は、第１面Ｐ１から第２面Ｐ２に向けて拡大倍率を有する。このような第１光学系Ｇ１を用いることにより、第１光透過部Ｔ１１を介して取り込まれた開口数の大きい光束を開口数の比較的小さい光束に変換して第２光学系Ｇ２へ導くことができる。
【００２８】
また、第２光透過部Ｔ１２を第２面Ｐ２の位置またはその近傍の位置に配置すると、第１面Ｐ１と光軸ＡＸとの交点からの光は、第１光透過部Ｔ１１を通過した後に第２光透過部Ｔ１２の位置またはその近傍の位置に集光することになる。すなわち、このような構成では、光透過部Ｔ１１、Ｔ１２のサイズを小さく抑えることができる。その結果、反射面Ｒ１１、Ｒ１２において光透過部Ｔ１１、Ｔ１２により反射が妨げられる光束の中心遮蔽部分を小さく抑えることができる。このことは、本実施形態に係る反射屈折光学系を収差計測装置に適用した場合、投影光学系（一般に被検光学系）の瞳面において波面収差の計測が不可能な中央領域を小さく抑えることができることを意味している。また、第２光学系Ｇ２を複数のレンズからなる屈折光学系として構成することにより、第１光学系Ｇ１で発生するコマ収差、像面湾曲などを良好に補正することができる。
【００２９】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２との間の光路が１．３以上の屈折率を有する媒質（光学材料）で満たされている。そのため、例えば１．３以上の開口数を有する光束を第１光学系Ｇ１へ取り込むことができ、ひいては液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用することが可能になる。なお、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２との間の光路を満たす媒質として、使用光の波長において１．３以上の屈折率を有する液体（一般には流体）、例えば純水などを用いることもできる。
【００３０】
こうして、本実施形態は、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測する収差計測装置に適用可能であり、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された反射屈折光学系を実現できる。また、本実施形態に係る収差計測装置は、径方向に小型化され且つ良好に収差補正された光学系を備え、例えば液浸投影光学系の波面収差を計測することができる。また、本実施形態に係る露光装置は、例えば波面収差を計測する収差計測装置により得られた収差情報を用いて収差調整された液浸投影光学系を介して、パターンを感光性基板に正確に転写することができる。
【００３１】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第２光学系Ｇ２中において最も第１光学系Ｇ１側に配置された第１レンズＬ２１として、第３面Ｐ３側に凸面を向けた正レンズを用いることができる。この構成により、第２光学系Ｇ２を径方向に小型化することができ、ひいては全体的にコンパクトな形態を実現することができる。
【００３２】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１反射面Ｒ１１および第２反射面Ｒ１２を共通する１つの光学部材Ｌ１１（複数の面でその形状が規定される単一光学部材）の表面に形成する。これにより、光学系の結像性能の安定性を確保することができる。なお、単一光学部材とは、複数の光学部材を接合することにより構成された光学構造体とは異なり、部材間の界面に相当する接合面が内在していない光学部材である。一方、後述の第３実施例は、平行平板状の光学部材と平凸レンズ状の光学部材を、例えば接着剤やオプティカルコンタクトなどで接合することにより構成された光学構造体が適用される。この光学構造体において、平行平面板状の光学部材には、平凸レンズ状の光学部材と接合する面とは別の面上に第１反射面Ｒ１１が形成される。また、平凸レンズ状の光学部材には、平行平板状の光学部材と接合する面とは別の面上に第２反射面Ｒ１２が形成される。このような光学構造体によっても、光学系の結像性能の安定性を確保することができる。
【００３３】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第２反射面Ｒ１２の回転楕円面を規定する円錐係数κが以下の条件式（１）を満足することにより、球面収差の補正を良好に行うことができる。条件式（１）の上限値を上回ると球面収差が補正不足になり、下限値を下回ると球面収差が補正過剰になる。いずれの場合も、第２光学系Ｇ２の球面収差の補正負担が増大し、補正自体が複雑化する。ここで、本実施形態に係る反射屈折光学系を例えば波面収差を計測する収差計測装置に適用した場合を考えると、条件式（１）の範囲を満足しないときには、計測される瞳内の遮蔽部、すなわち計測不可能な領域が増える。
−０．２０＜κ＜−０．０８      （１）
【００３４】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第２光学系Ｇ２を、第２面Ｐ２と光軸ＡＸとの交点と光学的に共役な点を第３面Ｐ３に形成する結像光学系として構成することができる。この構成では、本実施形態に係る反射屈折光学系を収差計測装置に適用する場合、当該反射屈折光学系と波面分割面との間にリレー光学系（フーリエ変換光学系）を介在させることになる。
【００３５】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１光学系Ｇ１と第３面Ｐ３との間の光路中に遮蔽部材ＳＭ（図１を参照）が配置される。この構成により、第１面Ｐ１と光軸ＡＸとの交点から第２反射面Ｒ１２により反射されることなく第２光透過部Ｔ１２を通過した光が、第３面Ｐ３に達するのを遮ることができる。第２光学系Ｇ２が結像光学系である場合、第２光学系Ｇ２の瞳の位置またはその近傍の位置に遮蔽部材ＳＭを配置することができる。
【００３６】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２との間の気体光路中に第２面Ｐ２が位置決めされている。この構成により、光学部材Ｌ１１の内部に欠陥（泡、異物等）があっても、欠陥の像が鮮明に形成されるのを防止することができ、ひいては収差計測に対する欠陥の影響を小さく抑えることができる。光学部材Ｌ１１の内部に欠陥がほとんどないことがわかっている場合には、第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２とを、例えば接着剤やオプティカルコンタクトなどで接合しても良い。この場合、互いに接合された一対の光学部材のうちの一方の光学部材（図１では光学部材Ｌ１１またはレンズＬ２１に対応）中に第２面Ｐ２を位置決めする。これにより、第１光学系Ｇ１の最終面（図１では第２光透過部Ｔ１２の面に相当）および第２光学系Ｇ２の第１面（図１ではレンズＬ２１の入射側の面に相当）で発生する球面収差が小さくなり、第２光学系Ｇ２の構成を簡素化することができる。
【００３７】
本実施形態に係る反射屈折光学系では、以下の条件式（２）を満足することにより、反射面Ｒ１１、Ｒ１２における光束の中心遮蔽部分を小さく抑えることができる。条件式（２）において、Ｄは第１反射面Ｒ１１の延長面と第２反射面Ｒ１２の延長面との軸上距離であり、Ｌは第１反射面Ｒ１１の延長面と第２面Ｐ２との軸上距離である。
０．９５＜Ｌ／Ｄ＜１．０５      （２）
【００３８】
具体的に、条件式（２）を満足すると、第１光透過部Ｔ１１が第１面Ｐ１の位置またはその近傍位置に限定され且つ第２光透過部Ｔ１２が第１面Ｐ１の位置またはその近傍位置に限定される。それにより、反射面Ｒ１１、Ｒ１２における光束の中心遮蔽部分を小さく抑えることができる。換言すると、条件式（２）を満足しない場合、光透過部Ｔ１１、Ｔ１２の所要サイズが大きくなり、ひいては光束の中心遮蔽部分が大きくなり過ぎる。このことは、被検光学系の瞳面において波面収差の計測が不可能な中央領域が大きくなり過ぎて、収差計測装置への適用が困難になることを意味している。
【００３９】
具体的な実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。図２では、Ｘ軸およびＹ軸が感光性基板としてのウェハＷの転写面（露光面）に対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００４０】
図２を参照すると、本実施形態に係る露光装置では、光源ＬＳから露光光（照明光）ＥＬが供給される。光源ＬＳとしては、例えば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源を用いることができる。本実施形態に係る露光装置は、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系ＩＬを備えている。光源ＬＳから射出された紫外パルス光からなる露光光ＥＬは、照明光学系ＩＬを通過し、レチクル（マスク）Ｒを照明する。
【００４１】
レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、Ｘ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形形状のパターン領域が照明される。レチクルＲを通過した光は、液浸投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ（感光性基板）Ｗ上の露光領域（ショット領域）に所定の縮小投影倍率でレチクルパターンを形成する。すなわち、レチクルＲ上での矩形形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形形状の露光領域（または静止露光領域）にパターン像が形成される。
【００４２】
レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルステージＲＳＴには、レチクルＲをＸ方向、Ｙ方向および回転方向に移動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。ウェハＷは、ウェハホルダ（不図示）を介して基板ステージＷＳＴ上においてＸＹ平面に平行に固定されている。
【００４３】
具体的に、基板ステージＷＳＴは、ウェハＷをＺ方向に移動させるＺステージ（不図示）と、Ｚステージを保持した状態で該ＺステージをＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ（不図示）とを有する。Ｚステージは、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角を制御する。Ｚステージは、ウェハレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。ＸＹステージは、ウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向を制御する。
【００４４】
本実施形態の露光装置に設けられた主制御系ＣＲは、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系ＣＲは、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを移動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。また、主制御系ＣＲは、オートフォーカス方式およびオートレベリング方式によりウェハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角の調整を行う。
【００４５】
即ち、主制御系ＣＲは、駆動系ＤＲに制御信号を送信し、駆動系ＤＲによりＺステージを駆動することによりウェハＷのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。更に、主制御系ＣＲは、ウェハレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系ＣＲは、駆動系ＤＲに制御信号を送信し、駆動系ＤＲによりＸＹステージを駆動することによりウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置調整を行う。
【００４６】
露光時には、レチクルＲのパターン像が、ウェハＷ上の所定のショット領域内に一括的に投影露光される。その後、主制御系ＣＲは、駆動系ＤＲに制御信号を送信し、駆動系ＤＲにより基板ステージＷＳＴのＸＹステージをＸＹ平面に沿って駆動することによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。このように、ステップ・アンド・リピート方式により、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上に一括露光する動作を繰り返す。
【００４７】
あるいは、主制御系ＣＲは、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信するとともに、駆動系ＤＲに制御信号を送信し、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージＲＳＴおよび基板ステージＷＳＴのＸＹステージを駆動しつつ、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上の所定のショット領域内に走査露光する。その後、主制御系ＣＲは、駆動系ＤＲに制御信号を送信し、駆動系ＤＲにより基板ステージＷＳＴのＸＹステージをＸＹ平面に沿って駆動することによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。
【００４８】
このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲのパターン像をウェハＷ上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、駆動系ＤＲおよびウェハレーザ干渉計などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴと基板ステージＷＳＴとを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
【００４９】
本実施形態では、図３に示すように、投影光学系ＰＬにおいて最も像面側に配置された境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路が液体Ｌｍで満たされている。境界レンズＬｂは、レチクルＲ側に凸面を向け且つウェハＷ側に平面を向けた正レンズである。本実施形態では、図２に示すように、給排水機構２１を用いて、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中において液体Ｌｍを循環させている。液体Ｌｍとして、例えば半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水（脱イオン水）を用いることができる。
【００５０】
投影光学系ＰＬの境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液体Ｌｍを満たし続けるには、たとえば上記特許文献２に開示された技術や、上記特許文献３に開示された技術などを用いることができる。上記特許文献２に開示された技術では、液体供給装置から供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体を境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノズルを介してウェハＷ上から液体を回収する。
【００５１】
一方、上記特許文献４に開示された技術では、液体を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容器状に構成し、その内底部の中央において（液体中において）ウェハＷを真空吸着により位置決め保持する。また、投影光学系ＰＬの鏡筒先端部が液体中に達し、ひいては境界レンズＬｂのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。このように、浸液としての液体を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質を防ぐことができる。また、露光光の熱吸収による収差変動を防ぐことができる。
【００５２】
基板ステージＷＳＴには、液浸投影光学系ＰＬの波面収差を計測するための収差計測装置１が装着されている。収差計測装置１では、図４に示すように、被検光学系である投影光学系ＰＬの波面収差の計測に際して、レチクルステージＲＳＴ上に収差計測用のテストレチクルＴＲが設置される。テストレチクルＴＲには、収差計測用の円形状の開口部ＴＲａが二次元的に（たとえばＸ方向およびＹ方向に沿ってマトリックス状に）複数個形成されている。
【００５３】
収差計測装置１は、共軸型の反射屈折光学系１０とフーリエ変換光学系１１とからなる対物光学系を備えている。すなわち、本実施形態に係る反射屈折光学系１０の第１面Ｐ１は投影光学系ＰＬの像面に対応し、第３面Ｐ３はマイクロフライアイレンズ（マイクロレンズアレイ）１２の入射面すなわち波面分割面と光学的にフーリエ変換の関係にある面に対応している。収差計測装置１では、テストレチクルＴＲの１つの開口部ＴＲａから射出されて投影光学系ＰＬを経た光が、反射屈折光学系１０およびフーリエ変換光学系１１を介して、マイクロフライアイレンズ１２に入射する。
【００５４】
マイクロフライアイレンズ１２は、その入射面（波面分割面）が対物光学系（１０，１１）の射出瞳の位置またはその近傍に位置するように配置されている。マイクロフライアイレンズ１２は、たとえば正方形状の断面を有し且つ正屈折力を有する多数の微小レンズ１２ａを縦横に且つ稠密に配列して構成された光学素子である。マイクロフライアイレンズ１２は、例えば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成され、波面分割素子として機能する。
【００５５】
マイクロフライアイレンズ１２に入射した光束は、多数の微小レンズ１２ａにより二次元的に分割され、各微小レンズ１２ａの後側焦点面の近傍にはそれぞれ１つの開口部ＴＲａの像が形成される。換言すると、マイクロフライアイレンズ１２の後側焦点面の近傍には、開口部ＴＲａの像が多数形成される。こうして形成された多数の開口部ＴＲａの像は、二次元撮像素子としてのＣＣＤ１３によって検出される。ＣＣＤ１３の出力は、例えば主制御系ＣＲ内の信号処理ユニット（不図示）に供給される。
【００５６】
収差計測装置１では、ＣＣＤ１３から信号処理ユニットへ供給された多数の開口部ＴＲａの像に関する情報に基づいて、第１光透過部Ｔ１１の位置に関する投影光学系ＰＬの波面収差を計測（測定）することができる。なお、反射屈折光学系１０を除く収差計測装置１の詳細な構成および作用については、たとえば上記特許文献５や、上記特許文献６を参照することができる。ここでは、上記特許文献５及び特許文献６の教示を参照として援用する。以下、本実施形態に係る反射屈折光学系１０の各実施例の構成および作用について説明する。
【００５７】
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（コーニック係数）をκとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。後述の表（１）、表（２）、表（３）および表（４）において、非球面形状に形成された面には面番号の右側に＊印を付している。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ２／ｒ２｝１／２］    （ａ）
【００５８】
（第１実施例）
図５は、本実施形態に係る反射屈折光学系の第１実施例の構成を概略的に示す図である。第１実施例に係る反射屈折光学系１０において、第１光学系Ｇ１は、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２とを有し、これら第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２は、石英（ＳｉＯ２）により形成され且つ第３面Ｐ３側に凸面を向けた平凸レンズ状の形態を有する光学部材Ｌ１１の表面に形成されている。すなわち、光学部材Ｌ１１の第１面Ｐ１側の平面には、第１反射面Ｒ１１が形成され、光学部材Ｌ１１の第３面Ｐ３側の長楕円体面には、第２反射面Ｒ１２が形成されている。第２反射面Ｒ１２を規定する長楕円体面の回転軸は、光軸ＡＸと一致している。
【００５９】
第２光学系Ｇ２は、光の入射側から順に、入射側（第１面Ｐ１側）に平面を向けた平凸レンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５と、両凸レンズＬ２６と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２７と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２８とにより構成されている。第２光学系Ｇ２を構成するすべてのレンズＬ２１〜Ｌ２８は、石英により形成されている。
【００６０】
第１光透過部Ｔ１１は、光軸ＡＸを中心として半径０．０２ｍｍの円形状に形成されている。第２光透過部Ｔ１２は、光軸ＡＸを中心として半径０．１１３ｍｍの円形状に形成されている。第１面Ｐ１の位置、すなわち被検光学系である投影光学系ＰＬの像面の位置は、第１光透過部Ｔ１１の位置（ひいては第１反射面Ｒ１１の位置）と一致している。第２面Ｐ２は、第２光透過部Ｔ１２と平凸レンズＬ２１の入射側の平面との間の気体光路中に位置している。第２光透過部Ｔ１２の領域において、光学部材Ｌ１１は長楕円体面状に形成されている。各実施例において、使用波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対する石英の屈折率は１．５６０３２６１である。
【００６１】
以下の表（１）に、第１実施例に係る反射屈折光学系１０の諸元の値を掲げる。表（１）において、ＮＡは反射屈折光学系１０の入射側開口数を、βは第１光学系Ｇ１の拡大倍率の大きさを、Ｏｍは第１面Ｐ１を物体面としたときの最大物体高（視野領域の半径）をそれぞれ表している。第１実施例では、第１面Ｐ１の位置と第１光透過部Ｔ１１の位置とが一致しているので、最大物体高Ｏｍは第１光透過部Ｔ１１の半径と一致している。さらに、面番号は第１面Ｐ１からの光が入射する各面の順序を、ｒは各面の曲率半径（ｍｍ）を、ｄは各面の間隔（ｍｍ）を、ｎは使用波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対する屈折率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。表（１）における表記は、以降の表（２）〜（４）においても同様である。
（表１）
（主要諸元）
ＮＡ＝１．４
β＝４０
Ｏｍ＝０．０２ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号       ｒ              ｄ             ｎ
∞         10.000000      1.5603261      （Ｐ１；Ｔ１１）
1*      -13.35000      -10.000000     1.5603261     （Ｒ１２）
2           ∞         10.000000      1.5603261      （Ｒ１１）
3*      -13.35000        0.100000                    （Ｔ１２）
4           ∞          7.864892      1.5603261      （Ｌ２１）
5        -5.67845        1.088351
6        -7.42428        2.244274     1.5603261     （Ｌ２２）
7        -7.21893        0.100000
8       -16.12275        2.239416     1.5603261     （Ｌ２３）
9       -10.00594        0.100000
10      122.40073        1.000000     1.5603261     （Ｌ２４）
11       13.58740        1.030451
12       23.87230        3.765202     1.5603261      （Ｌ２５）
13      -18.09664        2.437971
14       22.10529        7.661335     1.5603261     （Ｌ２６）
15      -16.55372        0.100211
16       32.99440        1.000674     1.5603261     （Ｌ２７）
17        5.88987        1.284022
18        6.78471        6.532309     1.5603261     （Ｌ２８）
19        5.84802      105.554500
（Ｐ３）
（条件式対応値）
Ｌ＝１０．０４８１０ｍｍ
Ｄ＝１０．０ｍｍ
（１）κ＝−０．１１６
（２）Ｌ／Ｄ＝１．００４８１
【００６２】
図６は、第１実施例に係る反射屈折光学系１０における横収差を示す図である。図６の収差図から明らかなように、第１実施例では、波長が１９３．３０６ｎｍで非常の大きな開口数（ＮＡ＝１．４）の光束を取り込んでいるにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。
【００６３】
（第２実施例）
図７は、本実施形態に係る反射屈折光学系の第２実施例の構成を概略的に示す図である。第２実施例に係る反射屈折光学系１０において、第１光学系Ｇ１は、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２を有し、これら第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２は、石英により形成され且つ第３面Ｐ３側に凸面を向けた平凸レンズ状の形態を有する光学部材Ｌ１１の表面に形成されている。具体的に、光学部材Ｌ１１の第１面Ｐ１側の平面上には、第１反射面Ｒ１１が形成され、光学部材Ｌ１１の第３面Ｐ３側の長楕円体面上には、第２反射面Ｒ１２が形成されている。第２反射面Ｒ１２を規定する長楕円体面の回転軸は、光軸ＡＸと一致している。
【００６４】
第２光学系Ｇ２は、光の入射側から順に、入射側（第１面Ｐ１側）に平面を向けた平凸レンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５と、両凸レンズＬ２６と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２７と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２８とにより構成されている。第２光学系Ｇ２を構成するすべてのレンズＬ２１〜Ｌ２８は、石英により形成されている。
【００６５】
第１光透過部Ｔ１１は、光軸ＡＸを中心として半径０．０２ｍｍの円形状に形成されている。第２光透過部Ｔ１２は、光軸ＡＸを中心として半径０．２９６ｍｍの円形状に形成されている。第１面Ｐ１の位置、すなわち被検光学系である投影光学系ＰＬの像面の位置は、第１光透過部Ｔ１１の位置（ひいては第１反射面Ｒ１１の位置）と一致している。第２面Ｐ２は、第２光透過部Ｔ１２と平凸レンズＬ２１の入射側の平面との間の気体光路中に位置している。第２光透過部Ｔ１２の領域において、光学部材Ｌ１１は長楕円体面状に形成されている。以下の表（２）に、第２実施例に係る反射屈折光学系１０の諸元の値を掲げる。第２実施例においても第１実施例と同様に、第１面Ｐ１の位置と第１光透過部Ｔ１１の位置とが一致しているので、最大物体高Ｏｍは第１光透過部Ｔ１１の半径と一致している。
（表２）
（主要諸元）
ＮＡ＝１．３５
β＝１０
Ｏｍ＝０．０２ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号       ｒ              ｄ             ｎ
∞         10.000000      1.5603261      （Ｐ１；Ｔ１１）
1*      -13.40000      -10.000000     1.5603261     （Ｒ１２）
2           ∞         10.000000      1.5603261      （Ｒ１１）
3*      -13.40000        0.300000                    （Ｔ１２）
4           ∞         10.129470      1.5603261      （Ｌ２１）
5        -7.07722        0.100000
6       -13.77373        3.585246     1.5603261     （Ｌ２２）
7       -10.28167        0.100000
8       -56.53051        2.543081     1.5603261     （Ｌ２３）
9       -14.74784        0.100000
10       51.21701        1.000000     1.5603261     （Ｌ２４）
11       11.27565        0.244843
12       11.94743        4.816411     1.5603261     （Ｌ２５）
13      -28.97152        2.185953
14       16.07307        3.016569     1.5603261     （Ｌ２６）
15      -96.84564        0.100000
16       12.02571        1.000000     1.5603261     （Ｌ２７）
17        4.74568        1.269210
18        5.15353        7.233545     1.5603261     （Ｌ２８）
19        2.60433       14.348958
（Ｐ３）
（条件式対応値）
Ｌ＝１０．１９０６７ｍｍ
Ｄ＝１０．０ｍｍ
（１）κ＝−０．１２５
（２）Ｌ／Ｄ＝１．０１９０６７
【００６６】
図８は、第２実施例に係る反射屈折光学系における横収差を示す図である。図８の収差図から明らかなように、第２実施例では、波長が１９３．３０６ｎｍで非常の大きな開口数（ＮＡ＝１．３５）の光束を取り込んでいるにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。
【００６７】
（第３実施例）
図９は、本実施形態に係る反射屈折光学系の第３実施例の構成を概略的に示す図である。第３実施例に係る反射屈折光学系１０において、第１光学系Ｇ１は、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２を有し、これら第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２は、複数の光学部材を接合することにより構成された光学構造体の表面に形成されている。なお、光学構造体は、石英により形成された平行平面板状の光学部材Ｌ１２と、石英により形成され且つ第３面Ｐ３側に凸面を向けた平凸レンズ状の形態を有する光学部材Ｌ１３と、により構成され、光学部材Ｌ１２の第３面Ｐ３側の平面と光学部材Ｌ１３の第１面Ｐ１側の平面とは、例えば接着剤やオプティカルコンタクトなどにより互いに接合されている。また、光学部材Ｌ１２の第１面Ｐ１側の平面上には、第１反射面Ｒ１１が形成され、光学部材Ｌ１３の第３面Ｐ３側の長楕円体面上には、第２反射面Ｒ１２が形成されている。第２反射面Ｒ１２を規定する長楕円体面の回転軸は、光軸ＡＸと一致している。
【００６８】
第２光学系Ｇ２は、光の入射側から順に、入射側（第１面Ｐ１側）に平面を向けた平凸レンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。第２光学系Ｇ２を構成するすべてのレンズＬ２１〜Ｌ２６は、石英により形成されている。第２光透過部Ｔ１２の領域において光学部材Ｌ１３は平面状に形成され、光学部材Ｌ１３において第２光透過部Ｔ１２の領域に対応する平面と平凸レンズＬ２１の第１面Ｐ１側の平面とは、例えば接着剤やオプティカルコンタクトなどにより互いに接合されている。換言すれば、第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２とは互いに接合されている。
【００６９】
第１光透過部Ｔ１１は、光軸ＡＸを中心として半径０．０２ｍｍの円形状に形成されている。第２光透過部Ｔ１２は、光軸ＡＸを中心として半径０．２５４ｍｍの円形状に形成されている。第１面Ｐ１の位置、すなわち被検光学系である投影光学系ＰＬの像面の位置は、第１光透過部Ｔ１１の位置（ひいては第１反射面Ｒ１１の位置）と一致している。第２面Ｐ２は、光学部材Ｌ１３中において第２光透過部Ｔ１２の近傍に位置している。以下の表（３）に、第３実施例に係る反射屈折光学系１０の諸元の値を掲げる。
【００７０】
表（３）の光学部材諸元における仮想面は、光学部材Ｌ１２と光学部材Ｌ１３との接合面である。表（３）の条件式対応値におけるＤの値は、第１反射面Ｒ１１の延長面（平面）と第２反射面Ｒ１２の延長面（長楕円体面）との軸上距離であって、第１反射面Ｒ１１の延長面と平面状の第２光透過部Ｔ１２との軸上距離ではない。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、第１面Ｐ１の位置と第１光透過部Ｔ１１の位置とが一致しているので、最大物体高Ｏｍは第１光透過部Ｔ１１の半径と一致している。
（表３）
（主要諸元）
ＮＡ＝１．３
β＝４０
Ｏｍ＝０．０２ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号       ｒ              ｄ             ｎ
∞          4.000000      1.5603261      （Ｐ１；Ｔ１１）
1           ∞          6.000000      1.5603261      （仮想面）
2*      -13.30000       -6.000000     1.5603261     （Ｒ１２）
3           ∞         -4.000000      1.5603261      （仮想面）
4           ∞          4.000000      1.5603261      （Ｒ１１）
5           ∞          5.999000      1.5603261      （仮想面）
6           ∞          5.884774      1.5603261      （Ｔ１２；Ｌ２１）
7        -3.58495        5.632845
8       -14.84778        7.164699     1.5603261     （Ｌ２２）
9       -12.43550        0.100000
10      -59.95655        2.010705     1.5603261     （Ｌ２３）
11      -18.69997        0.100000
12       60.95527        1.000000     1.5603261     （Ｌ２４）
13       18.10527        1.362545
14      135.04767        2.837707     1.5603261     （Ｌ２５）
15      -16.64066        9.789441
16       12.08485        6.151255     1.5603261     （Ｌ２６）
17        7.22350      128.701678
（Ｐ３）
（条件式対応値）
Ｌ＝９．８６３９４ｍｍ
Ｄ＝１０．０ｍｍ
（１）κ＝−０．１０５
（２）Ｌ／Ｄ＝０．９８６３９４
【００７１】
図１０は、第３実施例に係る反射屈折光学系における横収差を示す図である。図１０の収差図から明らかなように、第３実施例では、波長が１９３．３０６ｎｍで非常の大きな開口数（ＮＡ＝１．３）の光束を取り込んでいるにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。
【００７２】
（第４実施例）
図１１は、本実施形態に係る反射屈折光学系の第４実施例の構成を概略的に示す図である。第４実施例に係る反射屈折光学系１０において、第１光学系Ｇ１は、第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２を有し、これら第１反射面Ｒ１１と第２反射面Ｒ１２は、石英により形成され且つ第３面Ｐ３側に凸面を向けた平凸レンズ状の形態を有する光学部材Ｌ１１の表面に形成されている。具体的に、光学部材Ｌ１１の第１面Ｐ１側の平面上には、第１反射面Ｒ１１が形成され、光学部材Ｌ１１の第３面Ｐ３側の長楕円体面上には、第２反射面Ｒ１２が形成されている。第２反射面Ｒ１２を規定する長楕円体面の回転軸は、光軸ＡＸと一致している。
【００７３】
第２光学系Ｇ２は、光の入射側から順に、入射側（第１面Ｐ１側）に平面を向けた平凸レンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、両凹レンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５と、両凸レンズＬ２６と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２７と、入射側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２８とにより構成されている。第２光学系Ｇ２を構成するすべてのレンズＬ２１〜Ｌ２８は、石英により形成されている。
【００７４】
第１光透過部Ｔ１１は、光軸ＡＸを中心として半径０．２３４ｍｍの円形状に形成されている。第２光透過部Ｔ１２は、光軸ＡＸを中心として半径０．２５４ｍｍの円形状に形成されている。第１面Ｐ１の位置、すなわち被検光学系である投影光学系ＰＬの像面の位置は、第１光透過部Ｔ１１の位置（ひいては第１反射面Ｒ１１の位置）から０．１ｍｍだけ投影光学系ＰＬ側に間隔を隔てている。第１面Ｐ１と第１反射面Ｒ１１との間の光路は純水で満たされている。使用波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対する純水の屈折率は１．４３５８７６である。
【００７５】
第２面Ｐ２は、第２光透過部Ｔ１２と平凸レンズＬ２１の入射側の平面との間の気体光路中に位置している。第２光透過部Ｔ１２の領域において、光学部材Ｌ１１は長楕円体面状に形成されている。以下の表（４）に、第４実施例に係る反射屈折光学系１０の諸元の値を掲げる。第４実施例では、第１乃至第３実施例とは異なり、第１面Ｐ１の位置と第１光透過部Ｔ１１の位置とが一致していないので、最大物体高Ｏｍは、第１光透過部Ｔ１１の半径ではなく、第１光透過部Ｔ１１に対応する第１面Ｐ１上の視野領域の半径と一致している。
（表４）
（主要諸元）
ＮＡ＝１．３
β＝４０
Ｏｍ＝０．０２ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号       ｒ              ｄ           ｎ
∞          0.10000      1.435876       （Ｐ１）
1           ∞         10.00000      1.5603261      （Ｔ１１）
2*      -13.45000      -10.00000     1.5603261     （Ｒ１２）
3           ∞         10.00000      1.5603261      （Ｒ１１）
4*      -13.45000        0.40000                    （Ｔ１２）
5           ∞          7.01097      1.5603261      （Ｌ２１）
6        -6.53351        0.45524
7       -15.76753        2.49739     1.5603261     （Ｌ２２）
8        -7.15635        1.29617
9       -12.11822        1.73998     1.5603261     （Ｌ２３）
10       -8.94935        0.39960
11      -25.91075        1.00000     1.5603261     （Ｌ２４）
12       11.99403        0.49026
13       15.18157        3.91751     1.5603261     （Ｌ２５）
14      -13.86029        9.90048
15       31.03134        4.94399     1.5603261     （Ｌ２６）
16      -15.59292        0.10000
17       35.77250        1.00000     1.5603261     （Ｌ２７）
18        5.86511        0.96192
19        6.78064        1.91330     1.5603261     （Ｌ２８）
20        9.07296      145.83117
（Ｐ３）
（条件式対応値）
Ｌ＝１０．０５８０９ｍｍ
Ｄ＝１０．０ｍｍ
（１）κ＝−０．１３８１４２
（２）Ｌ／Ｄ＝１．００５８０９
【００７６】
図１２は、第４実施例に係る反射屈折光学系における横収差を示す図である。図１２の収差図から明らかなように、第４実施例では、波長が１９３．３０６ｎｍで非常の大きな開口数（ＮＡ＝１．３）の光束を取り込んでいるにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。
【００７７】
なお、上述の実施形態では、第２光学系Ｇ２が第２面Ｐ２と第３面Ｐ３とを光学的に共役の関係にする結像光学系であり、反射屈折光学系１０とフーリエ変換光学系１１とにより収差計測装置１のための対物光学系を構成している。しかしながら、これに限定されることなく、第２光学系Ｇ２が第２面Ｐ２と第３面Ｐ３とを光学的にフーリエ変換の関係にするように反射屈折光学系を構成することもできる。この場合、第３面Ｐ３の位置は波面分割面の位置（図４ではマイクロフライアイレンズ１２の入射面の位置）と一致することになり、フーリエ変換光学系の設置は省略される。なお、上述の実施形態では、第１光学系Ｇ１の第２光透過部Ｔ１２が第２面Ｐ２の近傍に位置しているが、第２透過部Ｔ１２は第２面Ｐ２の位置であっても良い。
【００７８】
また、上述の実施形態では、被検光学系（液浸投影光学系ＰＬ）の収差を計測する収差計測装置１に対して反射屈折光学系１０を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、本実施形態に係る反射屈折光学系の適用については様々な形態が可能である。例えば、被検光学系の空間像を測定する空間像測定装置用の対物光学系に対して、本実施形態に係る反射屈折光学系を適用することができる。具体的には、上記特許文献７に開示された空間像測定装置（検出装置）におけるリレーレンズ系（８，９，１０，１１）に代えて、本実施形態に係る反射屈折光学系を用いることができる。
【００７９】
また、本実施形態に係る反射屈折光学系は、試料と対物光学系の先端部との間を液浸にした状態で当該対物光学系によって前記試料の光学像を形成することが可能である。したがって、当該反射屈折光学系は、当該光学像をイメージセンサで検出することによって試料上の欠陥や異物等を検出する検出装置の対物光学系として用いることができる。このような検出装置としては、たとえば上記特許文献８の開示を参照することができる。ここでは、上記特許文献８の教示を参照として援用する。
【００８０】
上述の実施形態では、マスク（レチクル）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。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、例えば上記特許文献９、上記特許文献１０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。ここでは、上記特許文献１０の教示を参照として援用する。
【００８１】
また、上述の実施形態において、第１光学系Ｇ１の第２反射面Ｒ１２の形状を回転楕円面からわずかに変形させた形状であっても良い。
【００８２】
上述の実施形態に係る露光装置は、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っても良い。
【００８３】
次に、上述の実施形態に係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１３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１３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、上述の実施形態に係る露光装置を用い、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）。
【００８４】
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、上述の実施形態に係る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。
【００８５】
図１４は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１４に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
【００８６】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００８７】
また、本実施形態は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本実施形態は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００８８】
なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）や波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ２レーザ光源などに対して本実施形態を適用することもできる。
【００８９】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９０】
１…収差計測装置、１０…反射屈折光学系、１１…フーリエ変換光学系、１２…マイクロフライアイレンズ、Ｇ１…第１光学系、Ｒ１１、Ｒ１２…反射面、Ｔ１１、Ｔ１２…光透過部、Ｇ２…第２光学系、ＬＳ…光源、ＩＬ…照明光学系、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウェハ、ＷＳＴ…基板ステージ、ＣＲ…主制御系、ＳＭ…遮蔽部材、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３…光学部材、Ｐ１…第１面、Ｐ２…第２面、Ｐ３…第３面。
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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