(57)【要約】【課題】反射鏡の大型化を抑えるとともに、収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系。【解決手段】６つの反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）を備え、第１面（４）の縮小像を第２面（７）上に形成する投影光学系。第１面の中間像を形成するための第１反射結像光学系（Ｇ１）と、中間像の像を第２面上に形成するための第２反射結像光学系（Ｇ２）とを備えている。第１反射結像光学系は、開口絞り（ＡＳ）を挟んで対向して配置された一対の凸面反射鏡（Ｍ２，Ｍ３）を含む。【選択図】　図３
2004022722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、開口絞りを挟んで対向して配置された一対の凸面反射鏡を含んでいることを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記６つの反射鏡は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６とを有し、
前記第１反射鏡Ｍ１の有効径をφＭ１とし、前記第３反射鏡Ｍ３の有効径をφＭ３とし、前記第６反射鏡Ｍ６と前記第１反射鏡Ｍ１との距離をＤ６１とし、前記第６反射鏡Ｍ６と前記第３反射鏡Ｍ３との距離をＤ６３とするとき、
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６１＜１
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６３＜１．３
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【請求項３】
前記第４反射鏡Ｍ４の有効半径をφＳＭ４とし、前記第４反射鏡Ｍ４の反射面の曲率半径をＲ４とするとき、
φＳＭ４／Ｒ４＜０．５５
の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の投影光学系。
【請求項４】
各反射鏡の反射面は、光軸に関して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次数は２次以上で且つ２００次以下であ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。
【請求項５】
前記第２面側にテレセントリックな光学系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。
【請求項６】
前記第１面から前記第１反射鏡Ｍ１への光束の主光線の光軸に対する傾きαは、
７０ｍｒａｄ＜−α＜１４０ｍｒａｄ
の条件を満足することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の投影光学系。
【請求項７】
前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクのパターンを前記第２面に設定された感光性基板上へ投影露光するための請求項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。
【請求項８】
前記照明系は、露光光としてＸ線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マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上へ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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置に関し、例えばＸ線を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上の回路パターンを感光性基板上に転写するＸ線投影露光装置に好適な反射型の投影光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル）上に形成された回路パターンを、投影光学系を介して、ウェハのような感光性基板上に投影転写する。感光性基板にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。
【０００３】
ここで、露光装置の解像力Ｗは、露光光の波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存し、次の式（ａ）で表される。
Ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ　（ｋ：定数）　　（ａ）
【０００４】
したがって、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長λを短くするか、あるいは投影光学系の開口数ＮＡを大きくすることが必要となる。一般に、投影光学系の開口数ＮＡを所定値以上に大きくすることは光学設計の観点から困難であるため、今後は露光光の短波長化が必要となる。たとえば、露光光として、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを用いると０．２５μｍの解像力が得られ、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いると０．１８μｍの解像力が得られる。露光光としてさらに波長の短いＸ線を用いると、例えば波長が１３ｎｍで０．１μｍ以下の解像力が得られる。
【０００５】
ところで、露光光としてＸ線を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がなくなるため、反射型のマスクを用いるとともに、反射型の投影光学系を用いることになる。従来、露光光としてＸ線を用いる露光装置に適用可能な投影光学系として、たとえば特開昭６１−４７９１４号公報、米国特許第５，８１５，３１０号明細書、特開平９−２１１３２２号公報、米国特許第５，６８６，７２８号明細書、特開平１０−９０６０２号公報、ＷＯ９９／５７６０６号公報には、種々の反射光学系が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６１−４７９１４号公報に開示された従来の反射光学系では、マスクおよびウェハが光学系の中に配置される形態を有し、露光装置の投影光学系として実現することは非常に困難である。
【０００７】
また、米国特許第５，８１５，３１０号明細書や特開平９−２１１３２２号公報やＷＯ９９／５７６０６号公報に開示された従来の反射光学系では、マスクとウェハとの間に光学系が配置される形態にはなっているものの、一部の反射鏡が大型化してその有効径がマスクの有効径よりも実質的に大きくなっているので製造が困難である。
【０００８】
さらに、米国特許第５，６８６，７２８号明細書や特開平１０−９０６０２号公報に開示された従来の反射光学系では、マスクとウェハとの間に光学系が配置される形態にはなっているものの、一部の反射鏡が大型化してその有効径がマスクの有効径よりも実質的に大きくなっているので製造が困難である。加えて、ウェハ側に２枚の凸面反射鏡が用いられているので、光軸に対する光線の角度が大きくなり、反射鏡が大型化している。
【０００９】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、反射鏡の大型化を抑えるとともに、収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、たとえば露光光としてＸ線を用いて大きな解像力を確保することのできる露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、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面の中間像を形成するための第１反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第２面上に形成するための第２反射結像光学系とを備え、
前記第１反射結像光学系は、開口絞りを挟んで対向して配置された一対の凸面反射鏡を含んでいることを特徴とする投影光学系を提供する。
【００１１】
第１発明の好ましい態様によれば、前記６つの反射鏡は、前記第１面側から光の入射順に、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２と第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５と第６反射鏡Ｍ６とを有し、前記第１反射鏡Ｍ１の有効径をφＭ１とし、前記第３反射鏡Ｍ３の有効径をφＭ３とし、前記第６反射鏡Ｍ６と前記第１反射鏡Ｍ１との距離をＤ６１とし、前記第６反射鏡Ｍ６と前記第３反射鏡Ｍ３との距離をＤ６３とするとき、
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６１＜１
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６３＜１．３
の条件を満足する。この場合、前記第４反射鏡Ｍ４の有効半径をφＳＭ４とし、前記第４反射鏡Ｍ４の反射面の曲率半径をＲ４とするとき、φＳＭ４／Ｒ４＜０．５５の条件を満足することが好ましい。
【００１２】
また、第１発明の好ましい態様によれば、各反射鏡の反射面は、光軸に関して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次数は２次以上で且つ２００次以下である。さらに、前記第２面側にテレセントリックな光学系であることが好ましい。また、前記第１面から前記第１反射鏡Ｍ１への光束の主光線の光軸に対する傾きαは、７０ｍｒａｄ＜−α＜１４０ｍｒａｄの条件を満足することが好ましい。
【００１３】
本発明の第２発明では、前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクのパターンを前記第２面に設定された感光性基板上へ投影露光するための第１発明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。
【００１４】
第２発明の好ましい態様によれば、前記照明系は、露光光としてＸ線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マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上へ投影露光する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の投影光学系では、第１面（物体面）からの光が、第１反射結像光学系Ｇ１を介して、第１面の中間像を形成する。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成された第１面の中間像からの光が、第２反射結像光学系Ｇ２を介して、中間像の像（第１面の縮小像）を第２面（像面）上に形成する。なお、第１反射結像光学系Ｇ１は、開口絞りを挟んで対向して配置された一対の凸面反射鏡を含む。
【００１６】
さらに具体的な形態によれば、第１反射結像光学系Ｇ１は、第１面からの光を反射するための第１凹面反射鏡Ｍ１と、第１凹面反射鏡Ｍ１で反射された光を反射するための第２凸面反射鏡Ｍ２と、第２凸面反射鏡Ｍ２で反射された光を反射するための第３凸面反射鏡Ｍ３と、第３凸面反射鏡Ｍ３で反射された光を反射するための第４凹面反射鏡Ｍ４から構成されている。また、第２反射結像光学系Ｇ２は、中間像からの光を反射するための第５凸面反射鏡Ｍ５と、第５凸面反射鏡Ｍ５で反射された光を反射するための第６凹面反射鏡Ｍ６とから構成されている。
【００１７】
ところで、前述した従来の反射光学系では、光の進行方向に沿って順に配置された凹面反射鏡と凸面反射鏡と凹面反射鏡とで１つの反射結像光学系を構成している。この凹凸凹の３枚構成による反射結像光学系、すなわちオフナータイプの反射結像光学系では、一対の凹面反射鏡のパワーに応じて中央の凸面反射鏡のパワーが強くなる傾向があり、それに伴って収差が発生し易いという不都合があった。
【００１８】
そこで、本発明では、第１反射結像光学系Ｇ１において、開口絞りを挟んで一対の凸面反射鏡を対向するように配置している。さらに具体的には、第１反射結像光学系Ｇ１において、一対の凹面反射鏡の間に一対の凸面反射鏡を配置し、凹凸凸凹の４枚構成を採用している。このように、オフナータイプの中央に配置される１枚の凸面反射鏡に代えて２枚の凸面反射鏡を配置することにより、中央の１枚の凸面反射鏡に必要なパワーを２枚の凸面反射鏡に分散負担させ、凸面反射鏡で発生し易いメリディオナルコマ収差やサジタルコマ収差などの発生を良好に抑えることができる。
【００１９】
この場合、開口絞りを挟んで対向して配置された２枚の凸面反射鏡により、光軸に対して大きな角度で光束が反射されることになる。しかしながら、本発明では、第１面側（拡大側）の結像光学系である第１反射結像光学系Ｇ１においてのみ対向する２枚の凸面反射鏡を配置し、そのパワーおよび配置を適宜設定することにより光軸に対する光束の角度を抑えて凹面反射鏡へ導いているので、軸外収差の発生を良好に抑えることができる。
【００２０】
また、第１面側の結像光学系である第１反射結像光学系Ｇ１において光束の細い箇所に２枚の凸面反射鏡を配置しているので、光線の分離を良好に行うことができ、ひいては反射鏡の大型化を抑えることができる。その結果、光学系の製造および調整が容易になる。さらに、凹凸凸凹の４枚構成を第１反射結像光学系Ｇ１に適用することにより、有効光束を遮ることのない開口絞りを一対の凸面反射鏡の間に配置することができる。
【００２１】
また、本発明では、第１面の縮小像を第２面上に２回結像で形成する構成を採用することにより、歪曲収差（ディストーション）の補正を良好に行うことができる。なお、本発明の投影光学系は第２面側にテレセントリックな光学系であることが好ましい。また、光学性能を向上させるために、各反射鏡の反射面は光軸に関して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次数は２次以上で且つ２００次以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明では、次の条件式（１）および（２）を満足することが望ましい。なお、条件式（１）において、φＭ１は第１反射鏡Ｍ１の有効径であり、φＭ３は第３反射鏡Ｍ３の有効径である。また、Ｄ６１は第６反射鏡Ｍ６と第１反射鏡Ｍ１との距離（反射面と反射面との光軸に沿った距離）であり、Ｄ６３は第６反射鏡Ｍ６と第３反射鏡Ｍ３との距離である。
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６１＜１　　（１）
｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６３＜１．３　　（２）
【００２３】
条件式（１）の上限値を上回ると、第６反射鏡Ｍ６と第１反射鏡Ｍ１とが互いに機械的に干渉する恐れが生じるので、好ましくない。また、条件式（２）の上限値を上回ると、第６反射鏡Ｍ６と第３反射鏡Ｍ３とが互いに機械的に干渉する恐れが生じるので、好ましくない。
【００２４】
また、本発明では、次の条件式（３）を満足することが望ましい。なお、条件式（３）において、φＳＭ４は第４反射鏡Ｍ４の有効半径であり、Ｒ４は第４反射鏡Ｍ４の反射面の曲率半径である。
φＳＭ４／Ｒ４＜０．５５　　（３）
【００２５】
条件式（３）の上限値を上回ると、第４反射鏡Ｍ４を計測するときの開き角（反射鏡測定時のＮＡ）が大きくなりすぎて、高精度な形状測定が困難になるので、好ましくない。
【００２６】
また、本発明では、第１面から第１反射鏡Ｍ１への光束の主光線の光軸に対する傾きαが、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
７０ｍｒａｄ＜−α＜１４０ｍｒａｄ　　（４）
【００２７】
条件式（４）の上限値を上回ると、第１面に反射マスクを設置した場合に、反射による影の影響を受け易くなるので、好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、第１面に反射マスクを設置した場合に、入射光と反射光とが干渉するので、好ましくない。
【００２８】
また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、露光光としてＸ線を使用することができる。この場合、投影光学系に対してマスクおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ投影露光することになる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。
【００２９】
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露光領域（すなわち実効露光領域）と光軸との位置関係を示す図である。図１において、投影光学系の光軸方向すなわち感光性基板であるウェハの法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。
【００３０】
図１の露光装置は、露光光を供給するための光源として、たとえばレーザプラズマＸ線源１を備えている。Ｘ線源１から射出された光は、波長選択フィルタ２を介して、照明光学系３に入射する。ここで、波長選択フィルタ２は、Ｘ線源１が供給する光から、所定波長（１３．４ｎｍまたは１３．５ｎｍ）のＸ線だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。
【００３１】
波長選択フィルタ２を透過したＸ線は、複数の反射鏡から構成された照明光学系３を介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク４を照明する。マスク４は、そのパターン面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｙ方向に沿って移動可能なマスクステージ５によって保持されている。そして、マスクステージ５の移動は、図示を省略したレーザー干渉計により計測されるように構成されている。こうして、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。
【００３２】
照明されたマスク４のパターンからの光は、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露光領域が形成される。図２を参照すると、光軸ＡＸを中心とした半径φを有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、このイメージサークルＩＦに接するようにＸ方向の長さがＬＸでＹ方向の長さがＬＹの円弧状の実効露光領域ＥＲが設定されている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
各実施例において、投影光学系６は、マスク４のパターンの中間像を形成するための第１反射結像光学系Ｇ１と、マスクパターンの中間像の像（マスク４のパターンの二次像）をウェハ７上に形成するための第２反射結像光学系Ｇ２とから構成されている。ここで、第１反射結像光学系Ｇ１は４つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ４から構成され、第２反射結像光学系Ｇ２は２つの反射鏡Ｍ５およびＭ６から構成されている。
【００３６】
なお、各実施例において、すべての反射鏡の反射面が非球面状に形成されている。また、各実施例において、第２凸面反射鏡Ｍ２から第３凸面反射鏡Ｍ３へ至る光路中には、開口絞りＡＳが配置されている。さらに、各実施例において、投影光学系６は、ウェハ側（像像）にテレセントリックな光学系である。
【００３７】
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（ｂ）で表される。
【００３８】
【数１】
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋｛１−（１＋κ）・ｙ２／ｒ２｝１／２｝＋Ｃ４・ｙ４＋Ｃ６・ｙ６＋Ｃ８・ｙ８＋Ｃ１０・ｙ１０＋・・・　　（ｂ）
【００３９】
［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凹面反射鏡Ｍ１の反射面、第２凸面反射鏡Ｍ２の反射面、第３凸面反射鏡Ｍ３の反射面、および第４凹面反射鏡Ｍ４の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像からの光は、第５凸面反射鏡Ｍ５の反射面および第６凹面反射鏡Ｍ６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。
【００４０】
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）において、λは露光光の波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｈ０はマスク４上における最大物体高を、φはウェハ７上でのイメージサークルＩＦの半径を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法をそれぞれ表している。
【００４１】
また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウェハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの反射面の順序を、ｒは各反射面の頂点曲率半径（ｍｍ）を、ｄは各反射面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。上述の表記は、以降の表（２）においても同様である。
【００４２】
【表１】
（主要諸元）
λ＝１３．４ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．１８
Ｈ０＝１０８ｍｍ
φ＝２７ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ
2004022722.tif 000003
（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝０．１３７９８３×１０−８　　　　Ｃ６＝−０．７９９７７８×１０−１５
Ｃ８＝０．１８４０１４×１０−１８　　　　Ｃ１０＝−０．２０６２１１×１０−２３
２面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝０．８７３２０８×１０−８　　　　Ｃ６＝−０．１９２８４５×１０−１１
Ｃ８＝０．４４３２７８×１０−１５　　　Ｃ１０＝−０．７６３７８２×１０−１９
４面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝−０．４５０７２４×１０−８　　　　Ｃ６＝０．４７６７３２×１０−１２
Ｃ８＝−０．１９０００７×１０−１６　　　　Ｃ１０＝−０．４１５８４２×１０−２１
５面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝０．３３００５８×１０−１０　　　　Ｃ６＝０．６４５５４０×１０−１５
Ｃ８＝０．５２９５２６×１０−２０　　　　Ｃ１０＝０．３８４９５７×１０−２５
６面
κ＝３６．８６５２３４
Ｃ４＝−０．２０４１９１×１０−７　　　　Ｃ６＝−０．２３４２４１×１０−１１
Ｃ８＝−０．１７１１８０×１０−１５　　　　Ｃ１０＝−０．３８１５３４×１０−１９
７面
κ＝−０．１１１３６９
Ｃ４＝０．３４９９１０×１０−９　　　Ｃ６＝０．２３０６２１×１０−１４
Ｃ８＝０．１２３２７８×１０−１９　　　Ｃ１０＝０．８８６２４４×１０−２５
（条件式対応値）
φＭ１＝１７７．４ｍｍ
φＭ３＝８８．０ｍｍ
Ｄ６１＝１８７．０ｍｍ
Ｄ６３＝１６２．０ｍｍ
φＳＭ４＝１７４．５７ｍｍ
Ｒ４＝４３３．７０ｍｍ
（１）｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６１＝０．４７３
（２）｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６３＝０．５４６
（３）φＳＭ４／Ｒ４＝０．４０２５
（４）−α＝８２．５ｍｒａｄ
【００４３】
図４は、第１実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図４では、像高１００％、像高９６％、および像高９３％におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第１実施例では、実効露光領域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、実効露光領域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。本発明の投影光学系では、第１反射結像光学系において凹凸凸凹の４枚構成を採用しているので、必要なパワーを２枚の凸面反射鏡に分散負担させ、凸面反射鏡で発生し易いメリディオナルコマ収差やサジタルコマ収差などの発生を良好に抑えることができる。
【００４４】
［第２実施例］
図５は、本実施形態の第２実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図５を参照すると、第２実施例の投影光学系では、マスク４からの光は、第１凹面反射鏡Ｍ１の反射面、第２凸面反射鏡Ｍ２の反射面、第３凸面反射鏡Ｍ３の反射面、および第４凹面反射鏡Ｍ４の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第１反射結像光学系Ｇ１を介して形成されたマスクパターン中間像からの光は、第５凸面反射鏡Ｍ５の反射面および第６凹面反射鏡Ｍ６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。
【００４５】
【表２】
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．２６
Ｈ０＝１０４ｍｍ
φ＝２６ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ
2004022722.tif 000004
（非球面データ）
１面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝０．２６６０９９×１０−８　　　　Ｃ６＝０．１７５６１４×１０−１３
Ｃ８＝０．２３５１６６×１０−１７　　　　Ｃ１０＝−０．５８９５０１×１０−２１
Ｃ１２＝０．９８２７５１×１０−２５　　　　Ｃ１４＝−０．８０１７３０×１０−２９
Ｃ１６＝０．１８４９４２×１０−３３　　　　Ｃ１８＝０．１３６４１６×１０−３７
Ｃ２０＝−０．６９８０７１×１０−４２
２面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝０．２６９７３０×１０−７　　　　Ｃ６＝−０．１５３７０８×１０−１１
Ｃ８＝０．６１３４１８×１０−１５　　　　Ｃ１０＝−０．３７６６４１×１０−１８
Ｃ１２＝０．３０３０９０×１０−２１　　　　Ｃ１４＝−０．２１０１４５×１０−２４
Ｃ１６＝０．９２５３７６×１０−２８　　　　Ｃ１８＝−０．２２１７７１×１０−３１
Ｃ２０＝０．２２０２８５×１０−３５
４面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝−０．３８０７５６×１０−７　　　　Ｃ６＝０．１６４２２５×１０−１１
Ｃ８＝−０．１３０７８１×１０−１５　　　　Ｃ１０＝０．３１５２８３×１０−１９
Ｃ１２＝−０．１１１２５２×１０−２２　　　　Ｃ１４＝０．２９０４６３×１０−２６
Ｃ１６＝−０．４８５２５３×１０−３０　　　　Ｃ１８＝０．４６４９５１×１０−３４
Ｃ２０＝−０．１９４２２９×１０−３８
５面
κ＝０．００００００
Ｃ４＝−０．１６２３８５×１０−９　　　　Ｃ６＝−０．８１９５６４×１０−１５
Ｃ８＝−０．６４８５８３×１０−２０　　　　Ｃ１０＝０．１３１６８０×１０−３０
Ｃ１２＝０．８８６０８２×１０−３３　　　　Ｃ１４＝−０．３３９４４５×１０−３５
Ｃ１６＝−０．３３５２４３×１０−４１　　　　Ｃ１８＝０．１５２３８７×１０−４５
Ｃ２０＝−０．５３０２８８×１０−５２
６面
κ＝３６．００００００
Ｃ４＝−０．１８４５９３×１０−６　　　　Ｃ６＝−０．５８９７６０×１０−１０
Ｃ８＝−０．２０５４７２×１０−１３　　　　Ｃ１０＝０．１６８２１３×１０−１７
Ｃ１２＝−０．２１８５７４×１０−１９　　　　Ｃ１４＝０．２６２４２６×１０−２２
Ｃ１６＝−０．２４５５５６×１０−２５　　　　Ｃ１８＝０．１２１５９５×１０−２８
Ｃ２０＝−０．２９５２７５×１０−３２
７面
κ＝−０．１１１３６９
Ｃ４＝０．４２６５６１×１０−９　　　　Ｃ６＝０．４７６８９５×１０−１４
Ｃ８＝０．７０２０８１×１０−１９　　　　Ｃ１０＝−０．７３０８９８×１０−２３
Ｃ１２＝０．１１３７９６×１０−２６　　　　Ｃ１４＝−０．１０１０４２×１０−３０
Ｃ１６＝０．５０６５３１×１０−３５　　　　Ｃ１８＝−０．１１８６８１×１０−３９
Ｃ２０＝０．６３７４８２×１０−４５
（条件式対応値）
φＭ１＝１９３．２ｍｍ
φＭ３＝１３０．０ｍｍ
Ｄ６１＝１５７．２１８ｍｍ
Ｄ６３＝８９．９９７ｍｍ
φＳＭ４＝２２９．０１ｍｍ
Ｒ４＝４５９．４８ｍｍ
（１）｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６１＝０．６８５
（２）｛φＭ１／３＋φＭ３／３｝／Ｄ６３＝１．１９６７
（３）φＳＭ４／Ｒ４＝０．４９８
（４）−α＝８０ｍｒａｄ
【００４６】
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％、および像高９２％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、実効露光領域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、実効露光領域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。
【００４７】
以上のように、上述の各実施例では、波長が１３．４ｎｍまたは１３．５ｎｍのレーザプラズマＸ線に対して、０．１８または０．２６の像側開口数を確保するとともに、ウェハ７上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×２ｍｍの円弧状の実効露光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×３３ｍｍ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。
【００４８】
また、各実施例では最も大きい第４凹面反射鏡Ｍ４の有効半径が約１７４ｍｍまたは約２２９ｍｍであり、十分に小さく抑えられている。このように、各実施例において、反射鏡の大型化が抑えられ、光学系の小型化が図られている。
【００４９】
さらに、第１実施例では物体面（マスク面）と像面（ウェハ面）との距離は約１０２４ｍｍであり、第２実施例では物体面と像面との距離は約８２５ｍｍである。このように、各実施例において、物体面と像面との距離が小さく抑えられているので、高性能で高精度な光学系を実現することができ、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
また、上述の各実施例では、マスク４に入射する光線群およびマスク４で反射される光線群の光軸ＡＸとなす角度がある程度小さく抑えられている。その結果、反射型マスク４を用いていても、反射による影の影響を受けにくく、したがって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。しかしながら、完全なテレセンにすると入射光と反射光とが干渉するので、若干傾ける必要がある。本発明では、干渉を避けつつ、最小の角度になるように設定している。
【００５１】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明系によってマスクを照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
先ず、図７のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク（レチクル）上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
【００５３】
その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００５４】
なお、上述の本実施形態では、Ｘ線を供給するための光源としてレーザプラズマＸ線源を用いているが、これに限定されることなく、Ｘ線としてたとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光を用いることもできる。
【００５５】
また、上述の本実施形態では、Ｘ線を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、Ｘ線以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
さらに、上述の本実施形態では、露光装置の投影光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の一般的な投影光学系に対しても本発明を適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の投影光学系では、第１面側の結像光学系である第１反射結像光学系において光束の細い箇所に開口絞りを挟んで２枚の凸面反射鏡を配置しているので、光線の分離を良好に行うことができ、ひいては反射鏡の大型化を抑えることができる。すなわち、本発明では、反射鏡の大型化を抑えるとともに、収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系を実現することができる。
【００５８】
また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、露光光としてＸ線を使用することができる。この場合、投影光学系に対してマスクおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ投影露光することになる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】ウェハ上に形成される円弧状の露光領域（すなわち実効露光領域）と光軸との位置関係を示す図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例について、そのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１　レーザプラズマＸ線源
２　波長選択フィルタ
３　照明光学系
４　マスク
５　マスクステージ
６　投影光学系
７　ウェハ
８　ウェハステージ
Ｍ１〜Ｍ６　反射鏡
ＡＳ　開口絞り
【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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