(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長２００ｎｍ以下の光に基いて第１面の中間像を形成するための反射屈折型の第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折光学系であって、
前記第１結像光学系は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群と、前記レンズ群を透過した光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面で反射した光を前記第２結像光学系へ導くための第２の反射面とを有し、
前記第１の反射面は凹面反射面であり、
前記第２の反射面は前記第１面からの光を前記第１の反射面の方向へ導くために軸外に光通過部を有し、
前記第２結像光学系は開口絞りを有し、
前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸上に設けられ、前記第１面と前記第２面とは相互にほぼ平行な平面であり、
前記反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形であり、
前記第２面側の開口数が０．６以上であることを特徴とする反射屈折光学系。
【請求項２】
前記第１結像光学系を進行する光線は、前記第１結像光学系における前記光軸に垂直な平面を少なくとも３回通過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結像光学系中の前記レンズ群を通過した前記光は、前記平面を通過して前記第１の反射面に達し、前記第１の反射面で反射された前記レンズ群からの光は、前記平面を通過して前記第２の反射面に達し、前記第２の反射面で反射された前記第１の反射面からの光は、前記平面を通過した後、前記第１面の中間像を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射屈折光学系。
【請求項４】
前記第１の反射面の焦点距離をｆＭ１、前記第１面から前記第２面までの光軸に沿った距離をＬとそれぞれしたとき、
０．０４＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．４
の条件を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項５】
前記第１の反射面の倍率をβＭ１としたとき、
０．６＜｜βＭ１｜＜２０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項６】
前記第１結像光学系の倍率をβ１としたとき、
０．３＜｜β１｜＜１．８
の条件を満足することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項７】
前記反射屈折光学系を構成する全ての屈折部材は、単一種類の硝材からなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項８】
前記反射屈折光学系を構成する全ての屈折部材は、蛍石を含む複数種類の硝材からなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項９】
前記第１面側に対してテレセントリックであることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１０】
前記第２面側に投影される有効領域は、円弧形状であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の反射屈折光学系。
【請求項１１】
所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上に投影するための請求項１から１０の何れか１項に記載の反射屈折光学系とを備えていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１２】
前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折光学系の倍率を速度比として同期走査することを特徴とする請求項１１に記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子や液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される投影露光装置に好適な反射屈折光学系及び該反射屈折光学系を備えた投影露光装置に関し、特に、走査型投影露光装置に適した反射屈折光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、フォトマスク又はレチクル（以下、総称して「レチクル」という）上に形成されたパターン像を投影光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート上などに投影露光する投影露光装置が使用されている。そして、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影露光装置に使用されている投影光学系に要求される解像力は益々高まっている。この要求を満足するためには、照明光（露光光）の波長を短くすること及び投影光学系の開口数（以下「ＮＡ」という）を大きくすることが必要となる。特に、照明光の波長は、ｇ線（λ＝４３６ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、さらにはＫｒＦレーザ（λ＝２４８ｎｍ）へと短波長化が進んでいる。そして、将来は、ＡｒＦレーザ（λ＝１９３ｎｍ）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）へと移行する可能性が大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、照明光の波長が短くなると、光の吸収が大きくなり、実用に耐える硝材の種類は限られてしまう。このため、屈折レンズ系のみ、即ち屈折力を有する反射鏡（凹面反射鏡又は凸面反射鏡）を含まないレンズ成分のみで構成された投影光学系では、色収差の補正が不可能となる。また、投影光学系に求められる光学性能は極めて高いため、諸収差をほぼ無収差にまで補正することが望ましい。レンズ成分からなる屈折型投影光学系で所望の光学性能を達成するためには（例えば、特開平５−１７３０６５号公報）１８枚以上と多くのレンズ成分が必要となり、透過率の低減や製造コストの増大を避けることは困難である。また、２００ｎｍ以下の極紫外領域の光を使用した場合、硝材内部の吸収やレンズ表面の反射防止膜の吸収等が原因で光学性能が劣化するおそれがある。
【０００４】
さらに、発振波長が２００ｎｍ以下のレーザ光源は発振波長域の狭帯化が進んでいても波長にある程度の幅を有している。このため、良好なコントラストを保ったままパターンの投影露光を行うためには、ｐｍ（ピコメートル）オーダーの色消し収差補正が必要となる。上記特開平５−１７３０６５号公報に開示された光学系は単一の硝材のみで構成されている屈折型レンズ系であるため、色収差が大きく、波長幅を有する光源には使用できないという問題がある。
【０００５】
これに対して、凹面反射鏡等のパワー（屈折力）を利用する反射型の光学系は色収差を生じることがなく、ペッツバール和に関してレンズ成分とは符号が逆の寄与を示す。このため、反射光学系と屈折光学系とを組み合わせた光学系、いわゆる反射屈折型の光学系（以下、「反射屈折光学系」という）は、レンズ枚数の増加を招くことなく、色収差をはじめ各諸収差をほぼ無収差にまで良好に補正することができる。従って、反射屈折光学系とは、少なくとも１つレンズ成分と、屈折力を有する少なくとも１つの反射鏡とを含む光学系である。
【０００６】
しかし、投影露光装置の投影光学系の光路中に凹面反射鏡を用いると、レチクル側からこの凹面反射鏡に入射した光が反射されて再び元のレチクル側へ逆進してしまう。このため、凹面鏡に入射する光の光路と凹面反射鏡で反射される光の光路とを分離するとともに凹面反射鏡からの反射光をウエハ方向へ導くための技術が、すなわち反射屈折光学系により投影光学系を構成する種々の技術が、従来より多く提案されている。
【０００７】
しかし、例えば特開平５−２８１４６９号公報に開示された光学系のようにビームスプリッタを用いると、光学系を製造するための大型硝材を確保することが困難である。また、特開平５−５１７１８号公報に開示された光学系では、光路折り曲げミラー（フォールディングミラー）又はビームスプリッタが必要となり、光学系を製造するために複数の鏡筒を要し、製造が困難であること、又は光学部品の調整が困難であること等の問題を生じている。このように、反射屈折型の光学系で必要に応じて設けられている光路偏向用の平面反射鏡（折り曲げミラー）に対しては光線が斜め方向から入射する。このため、極めて高い面精度が必要とされるので、製造することが困難である。さらに、該平面反射鏡は振動に弱いという問題も有している。
【０００８】
また、米国特許第５，７１７，５１８号公報に開示された光路分離方法を用いると、光学系を構成するすべての光学要素を単一の光軸に沿って配置することができる。その結果、投影光学系において従来から用いられている光学部品の調整方法に従って高精度に光学系を製造することが可能である。しかし、光軸上を進行してくる光を遮光するために中心遮蔽が必要なことから特定の周波数のパターンでコントラストの低下が起きてしまうという問題がある。
【０００９】
加えて、極紫外領域では十分な光学性能を有する反射防止膜を製造することが困難であるので、光学系を構成する光学部材の数をできるだけ減らしたいという要求もある。
【００１０】
以上述べたことから例えば０．１８μｍ以下の線幅を有するパターンを焼き付けるためには、ＡｒＦ又はＦ2レーザ等の波長が２００ｎｍ以下の光源を使用した場合でも色収差補正能力に優れ、中心遮蔽を行わず、ＮＡが０．６以上の高開口数を確保でき、屈折部材、反射部材が極力少ない光学系が望ましい。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、極紫外領域、特に波長が２００ｎｍ以下であっても良好に色収差補正され、高解像に必要なＮＡ（０．６以上）を有し、反射部材及び屈折部材が極力少ない反射屈折光学系及び該光学系を備える投影露光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、波長２００ｎｍ以下の光に基いて第１面の中間像を形成するための反射屈折型の第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折光学系であって、前記第１結像光学系は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群と、前記レンズ群を透過した光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面で反射した光を前記第２結像光学系へ導くための第２の反射面とを有し、前記第１の反射面は凹面反射面であり、前記第２の反射面は前記第１面からの光を前記第１の反射面の方向へ導くために軸外に光通過部を有し、前記第２結像光学系は開口絞りを有し、前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸上に設けられ、前記第１面と前記第２面とは相互にほぼ平行な平面であり、前記反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形であり、前記第２面側の開口数が０．６以上であることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。ここで、第２の反射面は第１面からの光を第１の反射面の方向へ通過又は透過させるために軸外に開口部（孔）を有し、第１の反射面も前記第２の反射面で反射した光を第２結像光学系の方向へ通過又は透過させるための開口部（孔）を有している。射出瞳はほぼ円形であるとは、光軸の中心近傍に遮蔽物が存在しないことを意味している。
また、本発明では、前記第１結像光学系を進行する光線は、前記第１結像光学系における前記光軸に垂直な平面を少なくとも３回通過することが望ましい。
また、本発明では、前記第１結像光学系中の前記レンズ群を通過した前記光は、前記平面を通過して前記第１の反射面に達し、前記第１の反射面で反射された前記レンズ群からの光は、前記平面を通過して前記第２の反射面に達し、前記第２の反射面で反射された前記第１の反射面からの光は、前記平面を通過した後、前記第１面の中間像を形成することが望ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記第１及び第２の反射面のうち前記第１の反射面は凹面反射面であり、該凹面反射面の焦点距離をｆＭ１、
前記第１面から前記第２面までの光軸に沿った距離をＬとそれぞれしたとき、
０．０４＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．４
の条件を満足することが望ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記第１及び第２の反射面のうち前記第１の反射面は凹面反射面であり、該凹面反射面の倍率をβＭ１としたとき、
０．６＜｜βＭ１｜＜２０
の条件を満足することが望ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記第１結像光学系の倍率をβ１としたとき、
０．３＜｜β１｜＜１．８
の条件を満足することが望ましい。
【００１６】
また、本発明では、前記反射屈折光学系を構成する全ての屈折部材は、単一種類の硝材からなることが望ましい。
また、本発明では、前記反射屈折光学系を構成する全ての屈折部材は、蛍石を含む複数種類の硝材からなることが望ましい。
また、本発明では、前記第１面側に対してテレセントリックであることが望ましい。
また、本発明では、前記第２面側に投影される有効領域は、円弧形状であることが望ましい。
また、本発明は、所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上に投影するための請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の反射屈折光学系とを備えていることを特徴とする投影露光装置を提供する。
また、本発明の露光装置は、前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折光学系の倍率を速度比として同期走査することが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の符号を用いて本発明にかかる反射屈折光学系について説明する。第１面３の中間像Ｉ１を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、中間像からの光に基づいて第１面３の最終像を第２面９（ウエハ面、即ち最終像面）上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系Ｇ２とを備えた反射屈折光学系である。第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群と、前記レンズ群を透過し、ほぼコリメートされた光を反射する第１の反射面Ｍ１と、前記第１の反射面Ｍ１で反射した光を前記第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反射面Ｍ２とを有し、前記第１及び第２の反射面の少なくともいずれか一方は凹面反射面である。また、前記第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有し、前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ、前記第１面３と前記第２面８とは相互にほぼ平行な平面であり、前記反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。本発明では、投影される有効領域を輪帯形状とすること、及び反射面Ｍ１，Ｍ２を適切な位置に設けることで光学素子どうしの物理的干渉を避け、構成的に無理の無い反射屈折光学系を達成している。
【００１８】
また、本発明では、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）    ０．０４＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．４
ここで、ｆＭ１は第１及び第２の反射面のうちの凹面反射面の焦点距離、
Ｌは第１面３から第２面９までの光軸ＡＸに沿った距離をそれぞれ表している。条件式（１）は凹面反射面の適切なパワーの範囲を規定している。本発明の光学系では屈折レンズで生じる正のペッツバール和を凹面鏡の負のペッツバール和で補正している。条件式（１）の上限値を上回ると屈折レンズによるペッツバール和を補正しきれず、像の平坦性が悪化する。逆に、条件式（１）の下限値を下回ると、ペッツバール和が補正過剰となり同様に像の平坦性が悪化する。
【００１９】
また、本発明では、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）    ０．６＜｜βＭ１｜＜２０
ここで、βＭ１は前記第１及び第２の反射面のうちの前記凹面反射面の倍率を表している。条件式（２）は凹面反射鏡の適切な倍率の範囲を規定している。条件式（２）の上限値を上回る、又は下限値を下回ると第１結像系Ｇ１の対称性が著しく損なわれ、コマ収差が大きく発生し像の悪化を招いてしまう。
【００２０】
また、本発明では、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）    ０．３＜｜β１｜＜１．８
ここで、β１は第１結像光学系Ｇ１の倍率である。条件式（３）は第１結像光学系Ｇ１の適切な倍率の範囲を規定している。条件式（３）の上限値を上回る、又は下限値を下回るとパワーのバランスが崩れ歪曲収差（ディストーション）、コマ収差の原因となり、結像性能を悪化させる。
【００２１】
また、本発明では、第１結像光学系Ｇ１は光軸ＡＸに垂直な平面Ｐ１内において、当該平面を少なくとも３回横切る光線が存在することが望ましい。第１面３からの光はレンズ群Ｌ１で屈折された後平面Ｐ１を透過（１回目）して反射面Ｍ１に入射・反射し再び平面Ｐ１を透過（２回目）して反射面Ｍ２に入射する。そして、反射面Ｍ２で反射された後再び平面Ｐ１を通過（３回目）後、中間像Ｉ１を形成する。そして、像の有効領域を輪帯形状にしたことで光線と反射面Ｍ１，Ｍ２等との光学素子とが物理的に干渉すること無しに配置することができる。
【００２２】
また、本発明の反射屈折光学系は、上述のように第２面（ウエハ面）９側にテレセントリックであるが、さらに加えて第１面（レチクル面）３側に対してもテレセントリックであることが望ましい。
【００２３】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の各実施例にかかる投影光学系を備えた投影露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図１において、投影光学系を構成する投影光学系８の光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＸ軸を、紙面に垂直にＹ軸を設定している。また、投影光学系８の物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてレチクル３が配置され、投影光学系８の像面には、基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ９が配置されている。
【００２４】
光源１から射出された光は、照明光学系２を介して、所定のパターンが形成されたレチクル３を均一に照明する。光源１から照明光学系２までの光路には、必要に応じて光路を変更するための１つ又は複数の折り曲げミラーが配置される。
【００２５】
また、照明光学系２は、例えば露光光の照度分布を均一化するためのフライアイレンズや内面反射型インテグレータからなり所定のサイズ・形状の面光源を形成するオプティカルインテグレータや、レチクル３上での照明領域のサイズ・形状を規定するための可変視野絞り（レチクルブラインド）、この視野絞りの像をレチクル上へ投影する視野絞り結像光学系などの光学系を有する。なお、光源１から視野絞りまでの光学系として、例えば米国特許第5,345,292号に開示された照明光学系を適用することができる。
【００２６】
レチクル３は、レチクルホルダ４を介して、レチクルステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクル３には転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体が照明光学系２からの光で照明される。レチクルステージ５は、図示を省略した駆動系の作用により、レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡６を用いた干渉計７によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００２７】
レチクル３に形成されたパターンからの光は、投影光学系８を介して、感光性基板であるウエハ９上にマスクパターン像を形成する。投影光学系８は、その瞳位置近傍に口径が可変の開口絞りＡＳ（図２参照）を有すると共に、レチクル３側及びウエハ９側において、実質的にテレセントリックとなっている。
【００２８】
ウエハ９は、ウエハホルダ１０を介して、ウエハステージ１１上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、レチクル３上での照明領域と実質的に相似形状の露光領域にパターン像が形成される。
【００２９】
ウエハステージ１１は、図示を省略した駆動系の作用によりウエハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウエハ移動鏡１２を用いた干渉計１３によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００３０】
上述したように、投影光学系８によって規定されるマスク３上の視野領域（照明領域）及びウエハ９上の投影領域（露光領域）は、Ｘ方向に沿って短辺を有する矩形状である。従って、駆動系及び干渉計（７，１３）などを用いてマスク３及びウエハ９の位置合わせを行い、図示無きオートフォーカス／オートレベリング系を用いてウエハ９を投影光学系の結像面に位置決めする。そして、矩形状の露光領域及び照明領域の短辺方向すなわちＸ方向に沿ってマスクステージ５とウエハステージ１１とを、ひいてはマスク３とウエハ９とを同期的に移動（走査）させることにより、ウエハ９上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウエハ９の走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してマスクパターンが走査露光される。
【００３１】
なお、光源１からウエハ９までの光路の全体にわたって露光光がほとんど吸収されることのない窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスの雰囲気が形成されている。
【００３２】
（第１実施例）
図２は、第１実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、中間像Ｉ１からの光に基づいてレチクル面３の最終像をウエハ（第２面）９上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系Ｇ２とを備えた反射屈折光学系である。
【００３３】
第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と、レンズ群Ｌ１を透過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と、第１の反射面Ｍ１で反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反射面Ｍ２とを有し、第１及び第２の反射面の少なくともいずれか一方は凹面反射面であり、第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。そして、反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ、レチクル面３とウエハ面９とは相互にほぼ平行な平面であり、反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。
【００３４】
第１実施例にかかる投影光学系の諸元値を表１に掲げる。表１において、左端の番号はレチクル３（第1物体面）側からのレンズ面の順序、rは該当レンズ面の曲率半径、dは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上の間隔、βは反射屈折光学系全体の倍率、ＮＡはウエハ側（第２面側）の開口数、λは基準波長をそれぞれ示している。また、第１実施例における硝材の屈折率は第２実施例でも同様である。
【００３５】
さらに、レンズデータ中のＡＳＰは非球面を示している。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Ａ〜Ｆとしたとき、以下の数式で表される。
【００３６】
【数１】
Ｚ＝（ｙ2／ｒ）／[１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2]＋Ａ・ｙ4＋Ｂ・ｙ6＋Ｃ・ｙ8＋Ｄ・ｙ10＋Ｅ・ｙ12＋Ｆ・ｙ14
【００３７】
なお、以下全ての実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。ここで、各実施例の諸元値における曲率半径ｒ、光軸上間隔ｄの単位の一例としてｍｍを用いることができる。
【００３８】
【表１】
0004717974.tif 000002
0004717974.tif 000003
0004717974.tif 000004
【００３９】
図３は本実施例の反射屈折光学系の子午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル方向）における横収差（コマ収差）を示している。図において、Ｙは像高を表し、実線は基準波長（λ＝193.3nm)、点線はλ＝193.3nm+0.48pm、一点鎖線はλ＝193.3nm-0.48pmをそれぞれ示している（第２実施例も同様）。なお、以下全ての実施例の諸収差図において本実施例と同様の符号を用いる。収差図より明らかなように、本実施例の反射屈折光学系は、使用する硝材の吸収による結像性能の低下を抑えた上、両側テレセントリックであるにもかかわらず露光領域の全てにおいて、収差がバランス良く補正されていることがわかる。
【００４０】
（第２実施例）
図４は、第２実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、中間像Ｉ１からの光に基づいて第１面３の最終像をウエハ（第２面）９上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系Ｇ２とを備えた反射屈折光学系である。
【００４１】
第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と、レンズ群Ｌ１を透過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と、第１の反射面Ｍ１で反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反射面Ｍ２とを有し、第１及び第２の反射面の少なくともいずれか一方は凹面反射面であり、第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。そして、反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ、ウエハ面３とレチクル面９とは相互にほぼ平行な平面であり、反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。
【００４２】
第２実施例にかかる反射屈折光学系の諸元値を表２に掲げる。なお、表２中の符号は表１と同様の定義であり、非球面ＡＳＰは前述の式で表される。
【００４３】
【表２】
0004717974.tif 000005
0004717974.tif 000006
0004717974.tif 000007
【００４４】
図５は第２実施例にかかる光学系の横収差図である。図からも明らかなように露光領域の全てにおいて、収差がバランス良く補正されていることがわかる。
【００４５】
（第３実施例）
図６は、第３実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、中間像Ｉ１からの光に基づいて第１面３の最終像をウエハ（第２面）９上にテレセントリックに形成するための屈折型の第２結像光学系Ｇ２とを備えた反射屈折光学系である。
【００４６】
第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも１つの正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と、レンズ群Ｌ１を透過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と、第１の反射面Ｍ１で反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反射面Ｍ２とを有し、第１及び第２の反射面の少なくともいずれか一方は凹面反射面であり、第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。そして、反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ、ウエハ面３とレチクル面９とは相互にほぼ平行な平面であり、反射屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。
【００４７】
第３実施例にかかる反射屈折光学系の諸元値を表３に掲げる。なお、表３中の符号は表１と同様の定義であり、非球面ＡＳＰは前述の式で表される。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
図６は第３実施例にかかる光学系の横収差図である。図において、Ｙは像高を表し、実線は基準波長（λ＝157.6nm)、点線はλ＝157.6nm+1.29pm、一点鎖線はλ＝157.6nm-1.29pmをそれぞれ示している。図からも明らかなように露光領域の全てにおいて、収差がバランス良く補正されていることがわかる。
【００５０】
さて、上記実施例は、円弧形状（輪帯形状を部分的に切り出した形状）の露光領域を用いてウエハの各ショット領域へ露光を行う際に、マスクとウエハとを投影倍率βを速度比として同期走査するステップ・アンド・スキャン方式（走査露光方式）の走査型投影露光装置に適用している。しかし、露光フィールドが例えば５ｍｍ×５ｍｍ程度の小フィールドであれば、ウエハ上の１つのショット領域ヘマスクパターン像を一括的に転写した後に、投影光学系の光軸と直交する面内でウエハを逐次二次元的に移動させて次のショット領域にマスクパターン像を一括的に転写する工程を繰り返すステップ・アンド・リピート方式（一括露光方式）の投影露光装置にも適用できる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式では、スリット状（所定の方向に延びた形状、例えば細長い矩形状、台形状、細長い六角形状、円弧形状など）の露光領域内で良好な結像特性が得られればよいため、投影光学系を大型化することなく、ウエハ上のより広いショット領域に露光を行うことができる。
【００５１】
ところで、上記実施例では、半導体素子の製造に用いられる投影露光装置に本発明を適用している。しかしながら、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。また、レチクルまたはマスクを製造するためにガラス基板またはシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。
【００５２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されることなく、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ことはいうまでもない。
【００５３】
また、本発明は以下の（Ａ）又は（Ｂ）に記載の構成とすることもできる。
（Ａ）前記反射屈折光学系を構成する全ての屈折部材は単一の硝材又は蛍石を含む複数の硝材からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の反射屈折光学系。
（Ｂ）所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上に投影するための請求項１乃至４の何れか一項又は上記（Ａ）に記載の反射屈折光学系とを備え、
前記照明光学系は２５０ｎｍ以下の波長の光を供給することを特徴とする投影露光装置。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、極紫外領域、特に波長が２００ｎｍ以下であっても良好に色収差補正され、高解像に必要なＮＡ（０．６以上）を有し、反射部材及び屈折部材が極力少ない反射屈折光学系を提供できる。また、反射部材等が少ないため極紫外領域においても吸収が少なく露光光を有効に使用できる。さらに、本発明の投影露光装置によれば、上記反射屈折光学系を備えているため、極紫外光を用いて微細なマスクパターン像を正確に転写できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる反射屈折光学系を備える投影露光装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図３】第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図４】第２実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図５】第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図６】第３実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図７】第３実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
２  照明光学系
３  マスク
４  マスクホルダ
５  マスクステージ
６，１２  移動鏡
７，１３  干渉計
８  投影光学系（反射屈折光学系）
９  ウエハ
１０  ウェハホルダ
１１  ウエハステージ
ＡＸ  光軸
Ｇ１  第１結像光学系
Ｇ２  第２結像光学系
ＡＳ  開口絞り
Ｍ１  第１の反射鏡
Ｍ２  第２の反射鏡
Ｌｉ  各レンズ成分
【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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