(57)【要約】【課題】  反射膜の非対称的な歪みを軽減する。【解決手段】  照明光を反射する反射膜３１と、該反射膜３１が表面２１に成膜される基板２とを備える光学素子であって、上記反射膜３１が、上記照明光が直接照射される上記基板２の有効領域Ａに成膜され、上記反射膜３１の非対称的な歪みを軽減する膜部材３２が、上記基板２の上記有効領域Ａ以外の所定領域Ｃに成膜される。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を反射する反射膜と、該反射膜が表面に成膜される基板とを備える光学素子であって、
前記反射膜が、前記照明光が直接照射される前記基板の有効領域に成膜され、
前記反射膜の非対称的な歪みを軽減する膜部材が、前記基板の前記有効領域以外の所定領域に成膜される
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記反射膜と前記膜部材とは繋がった状態で成膜されていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射膜と前記膜部材とは同一の物質からなることを特徴とする請求項１または２記載の光学素子。
【請求項４】
照明光が直接照射される基板の有効領域に、前記照明光を反射する反射膜を成膜する工程と、
前記有効領域外の所定領域に、前記反射膜の非対称的な歪みを軽減する膜部材を成膜する工程と
を有し、
前記所定領域は、予め用意された複数の膜部材成膜パターンの中から最も前記反射膜の非対称的な歪みを軽減できる前記膜部材成膜パターンを選択し、当該選択された前記膜部材成膜パターンを微調整することによって決められる
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
照明光が直接照射される基板の有効領域に、前記照明光を反射する反射膜を成膜する工程と、
前記有効領域外の所定領域に、前記反射膜の非対称的な歪みを軽減する膜部材を成膜する工程と
を有し、
前記所定領域は、前記膜部材を前記反射膜から所定の単位面積毎に成膜した場合において最も前記反射膜の非対称的な歪みを軽減できる膜部材成膜パターンに対応して決められる
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記反射膜を成膜する工程と前記膜部材を成膜する工程とは同時に行われることを特徴とする請求項４または５記載の光学素子の製造方法。  
【請求項７】
第１面の像を複数の光学素子を介して第２面上に形成する投影光学系であって、
前記複数の光学素子のうち少なくとも１つとして、請求項１〜３いずれかに記載の光学素子を用いることを特徴とする投影光学系。
【請求項８】
第１面に位置決めされたマスクのパターン像を投影光学系を介して第２面に位置決めされた感光性基板へ転写する露光装置であって、
前記投影光学系として、請求項７記載の投影光学系を用いることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子及びその製造方法、投影光学系、並びに露光装置に関するものであり、特に照明光としてＥＵＶ光を用いるＥＵＶリソグラフィに用いられる光学素子及びその製造方法、投影光学系、並びに露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等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エハ等の感光性基板上に投影転写する。感光性基板上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を感光させてマスクパターンに対応したレジストパターンを得ている。
【０００３】
ここで、露光装置の解像力Ｗは、露光光（照明光）の波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存し、次式で表される。
Ｗ＝ｋ×λ／ＮＡ  （ｋ；定数）
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を所定値以上に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。例えば、露光光として波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いると０．２５μｍの解像力が得られ、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いると０．１８μｍの解像力が得られる。
【０００４】
また、露光光としてさらに波長の短いＸ線を用いた場合には、例えば波長が１３ｎｍで０．１μｍ以下の解像力が得られることになる。この技術は、最近ではＥＵＶ（Extreme Ultraviolet、極紫外線、軟Ｘ線）リソグラフィとも呼ばれており、従来の光リソグラフィでは実現不可能な４５ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００５】
ところで、現在主流の可視あるいは紫外光を利用した投影光学系では、透過型の光学素子であるレンズが使用できる。そして、高い解像度が求められる投影光学系は、数多くのレンズによって構成されている。これに対し、ＥＵＶ光（軟Ｘ線）の波長帯では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在せず、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の透過型の光学素子は使用できない。このため、ＥＵＶ光を露光光として用いるＥＵＶリソグラフィでは、界面で微弱な反射光の位相を合わせることによってその反射光を多数重畳させて全体として高い反射率を得る反射型の光学素子が使用される。
【０００６】
このような反射型の光学素子は、露光光を反射する反射膜と、当該反射膜が表面に成膜される基板とを備えて構成されており、反射膜には、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層とが交互に積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜等が用いられている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】クラウド・モンカー（Claude Montcalm）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Multilayer reflective coatings for extreme-ultraviolet lithography）」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The international Society for Optical Engineering）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、透過型の光学素子を用いた投影光学系においては、露光光が光軸に沿って一方向に進むような光学系を実現することができるが、反射型の光学素子を用いた投影光学系においては、光束が何度も近接して折り返されることとなる軸外しの光学系とされる。このため、反射型の光学素子には、露光光の光路を確保するための切欠きが形成されており、また、光束が直接照射される光学素子上の領域（有効領域）は、円形でなく偏心したものになる。
【０００８】
通常、反射膜は、光学素子の有効領域と略同一の領域に成膜される。このように反射膜が成膜されると、反射膜が成膜された基板が反射膜の内部応力によって変形し、これに伴って反射膜自体が歪む。このような反射膜の歪みは、露光光の波長に対して無視できるものではないが、仮に反射膜の歪みが対称的である場合には、反射膜の変形量は曲率半径の変化となるため、光学調整によって解消することができる。
【０００９】
しかしながら、上述のように、反射型の光学素子には、切欠きが形成されており、また、その有効領域が偏心したものとなっている。このため、反射膜による基板の変形は非対称的となり、これに伴って反射膜自体も非対称に歪む。したがって、反射系の光学素子においては、通常、反射膜の変形量が曲率半径の変化とならず、光学調整によって解消することができなくなる。
【００１０】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、反射膜の非対称的な歪みを軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学素子（１，４）は、照明光を反射する反射膜（３１）と、該反射膜（３１）が表面（２１）に成膜される基板（２）とを備える光学素子であって、上記反射膜（３１）が、上記照明光が直接照射される上記基板（２）の有効領域（Ａ）に成膜され、上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減する膜部材（３２）が、上記基板（２）の上記有効領域（Ａ）以外の所定領域（Ｃ）に成膜されることを特徴とする。
【００１２】
このような特徴を有する本発明に係る光学素子（１，４）によれば、反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減する膜部材（３２）が基板（２）の有効領域（Ａ）以外の所定領域（Ｃ）に成膜されている。そして、この膜部材（３２）の応力によって基板（２）が反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減するように変形する。したがって、基板（２）の変形に伴って反射膜（３１）の非対称的な歪みが軽減され、反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減することが可能となる。なお、ここで言う非対称的な歪みとは、光学調整によって解消することができない歪みのことである。
【００１３】
また、本発明に係る光学素子（１，４）では、上記反射膜（３１）と上記膜部材（３２）とが繋がった状態で成膜されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、膜部材（３２）による基板（２）の変形が反射膜（３１）のより近傍で生じることとなり、より効果的に反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る光学素子（１，４）では、上記反射膜（３１）と上記膜部材（３２）とが同一の物質からなるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、反射膜（３１）と膜部材（３２）とを容易に同一工程で成膜することができる。また、特に、反射膜（３１）と膜部材（３２）とが繋がった状態で成膜する場合には、反射膜（３１）を有効領域（Ａ）より広く成膜することによって、有効領域（Ａ）外に成膜された反射膜を膜部材（３２）として用いることができる。
【００１５】
次ぎに、本発明に係る光学素子の製造方法は、照明光が直接照射される基板（２）の有効領域（Ａ）に、上記照明光を反射する反射膜（３１）を成膜する工程と、上記有効領域（Ａ）外の所定領域（Ｃ）に、上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減する膜部材（３２）を成膜する工程とを有し、上記所定領域（Ｃ）は、予め用意された複数の膜部材成膜パターン（３ａ〜３ｃ）の中から最も上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減できる上記膜部材成膜パターンを選択し、当該選択された上記膜部材成膜パターンを微調整することによって決められるという構成を採用することができる。
【００１６】
このような構成を採用することによって、予め用意された複数の膜部材成膜パターンの（３ａ〜３ｃ）中から最も反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減できる膜部材成膜パターンが選択され、当該選択された上記膜部材成膜パターンを微調整することによって所定領域（Ｃ）が決められる。このため、短い時間で膜部材（３２）を成膜する所定領域（Ｃ）を決定することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光学素子の製造方法は、照明光が直接照射される基板（２）の有効領域（Ａ）に、上記照明光を反射する反射膜（３１）を成膜する工程と、上記有効領域（Ａ）外の所定領域（Ｃ）に、上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減する膜部材（３２）を成膜する工程とを有し、上記所定領域（Ｃ）は、上記膜部材（３２）を上記反射膜（３１）から所定の単位面積毎に成膜した場合において最も上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減できる膜部材成膜パターンに対応して決められるという構成を採用することもできる。
【００１８】
このような構成を採用することによって、上記膜部材（３２）を上記反射膜（３１）から所定の単位面積毎に成膜した場合において最も上記反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減できる膜部材成膜パターンに対応して所定領域（Ｃ）が決められる。このため、最も効果的に反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減できる膜部材（３２）の成膜領域（Ｃ）を決定することができる。
【００１９】
また、本発明に係る光学素子の製造方法では、上記反射膜（３１）を成膜する工程と上記膜部材（３２）を成膜する工程とが同時に行われるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光学素子製造のスループットを向上させることができる。
【００２０】
次に、本発明に係る投影光学系（１１４）は、第１面（１１１ａ）の像を複数の光学素子（ＣＭ１〜ＣＭ６）を介して第２面（１１２ａ）上に形成する投影光学系であって、上記複数の光学素子（ＣＭ１〜ＣＭ６）のうち少なくとも１つとして、本発明に係る光学素子（１，４）を用いることを特徴とする。
本発明に係る光学素子（１，４）によれば、反射膜（３１）の非対称的な歪みを軽減することができる。このため、本発明に係る投影光学系（１１４）によれば、第２面（１１２ａ）上における第１面（１１１ａ）の像の歪みを軽減することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る露光装置（１００）は、第１面（１１１ａ）に位置決めされたマスク（１１１）のパターン像を投影光学系（１１４）を介して第２面（１１２ａ）に位置決めされた感光性基板（１１２）へ転写する露光装置であって、上記投影光学系（１１４）として、本発明に係る投影光学系（１１４）を用いることを特徴とする。
本発明に係る投影光学系（１１４）によれば、第２面（１１２ａ）上における第１面（１１１ａ）の像の歪みを軽減することができる。したがって、本発明に係る露光装置（１００）によれば、マスク（１１１）のパターン像の歪みを軽減させた状態で感光性基板（１１２）へ転写することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、反射膜の非対称的な歪みを軽減することができるため、安定した良好なパターン像を感光性基板に転写することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る光学素子及びその製造方法、投影光学系、並びに露光装置の一実施形態について説明する。
【００２４】
「光学素子及びその製造方法」
図１は、本実施形態に係る反射型の光学素子１の平面図である。
光学素子１は、露光光（照明光）を反射するための素子である。図１に示すように、光学素子１は、基板２と当該基板２の表面に成膜される多層膜３とを備えて構成されている。
【００２５】
基板２は、表面２１の粗さが０．２ｎｍＲＭＳ以下となるまで研磨された低熱膨張ガラスによって形成されており、その一部には、露光光の光束の光路を確保するための切欠き２２〜２４が形成されている。なお、切欠き２２〜２４は、図１に示す光学素子１が露光光を反射する際における光路を確保するためのものではなく、複数の光学素子において露光光を反射する際に、異なる光学素子において反射された露光光を遮らないために形成されているものである。
【００２６】
多層膜３は、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層とが交互に複数積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜であり、基板２上の露光光が直接照射される有効領域Ａを含む所定領域Ｂに成膜されている。なお、露光光として、波長が１０〜１５ｎｍのＥＵＶ光を用いる場合には、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の物質とシリコン（Ｓｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、４ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）等の物質とを組合わせた多層膜であってもよい。
そして、この多層膜３のうち、有効領域Ａに成膜された多層膜３１は、露光光を反射する反射膜として機能するものであり、有効領域Ａ外の領域Ｃ（以下、非有効領域Ｃと称する）に成膜された多層膜３２は、有効領域Ａに成膜された多層膜３１の非対称的な歪みを軽減する膜部材として機能するものである。
【００２７】
このように、本実施形態に係る光学素子１では、非有効領域Ｃに多層膜３２が成膜されているため、この多層膜３２の応力によって基板２が有効領域Ａの多層膜３１の非対称的な歪みを軽減するように変形する。そして、この基板２の変形に伴って、多層膜３１の非対称的な歪みが軽減される。したがって、本実施形態に係る光学素子１によれば、露光光を良好な状態で、すなわち収差に影響しないように反射することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る光学素子１の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、多層膜３の成膜領域（所定領域）Ｂを決定する。具体的には、例えば、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）等の計算機シミュレーションを用いて、モデル化された基板２にモデル化された多層膜３を成膜した際の基板変形をシミュレートし、このシミュレーション結果に基づいて、有効領域Ａにおける多層膜３１の非対称的な歪みが最も軽減できる成膜領域Ｂを決定する。
【００３０】
ここで、さらに詳細に成膜領域Ｂの決定方法について説明する。
【００３１】
（第１成膜領域決定方法）
例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数のモデル化された多層膜３ａ〜３ｃ（膜部材成膜パターン）を予め計算機に記憶させ、各多層膜３ａ〜３ｃを成膜した際の基板変形をシミュレートする。なお、本実施形態においては、図２（ａ）に示す多層膜３ａが基板２の外形中心と略同位置を中心とする略真円形とされ、図２（ｂ）に示す多層膜３ｂが切欠き２２〜２４に内接する適当な略楕円形とされ、図２（ｃ）に示す多層膜３ｃが多層膜３ａ及び多層膜３ｂのいずれにも類しない適当な形状とされている。続いて、このシミュレーション結果に基づいて有効領域Ａに成膜される多層膜３１の非対称的な歪みを最も低減する多層膜３ａ〜３ｃを選択する。
【００３２】
ここで、例えば、多層膜３ａが多層膜３ａ〜３ｃのうち最も多層膜３１の非対称的な歪みを軽減できる場合、多層膜３ａが選択され、さらに多層膜３ａを微調整し、最も多層膜３１の非対称的な歪みを軽減できる成膜領域Ｂを決定する。
具体的には、図３に示すように、多層膜３ａを出発点として、多層膜３ａに隣接する任意の微小領域ａを１箇所（基板が左右対称である場合には、対称な左右２箇所でも良い）追加し、そのモデルでシミュレーションを行う。なお、微小領域ａは、多層膜３ａや基板２の大きさに対して十分に小さくかつ繰り返すには小さすぎない領域であり、三角形でも四角形でも良く、モデリングが容易であることが好ましい。そして、微小領域ａを追加したモデルの方が多層膜３ａのシミュレーション結果よりも好ましければ、さらに隣接する微小領域ａを追加し、計算を繰り返す。このように微小領域ａの追加と計算を繰り返し、多層膜の非対称的な歪みが極小となるまで繰り返すことによって、最も多層膜３１の非対称的な歪みを軽減できる成膜領域Ｂを決定する。なお、最初に追加する微小領域ａを多層膜３ａの何処に隣接させるかという選択が任意なので、このようにして求められた成膜領域における非対称的な歪みはローカルミニマムである可能性がある。このため、最初の隣接微小領域ａを複数箇所に設定して計算を行い、それぞれにおいて得られたローカルミニマムの最も好ましいものを成膜領域Ｂとして選択することがより好ましい。
また、多層膜３ａを出発点として微小領域ａを追加したシミュレーション結果がいずれも好ましくない場合には、反対に多層膜３ａから微小領域ａを除去しながら同様の計算を行うことで成膜領域Ｂを決定するのが良い。
【００３３】
なお、上述のように微小領域ａを追加あるいは除去することによって求められた成膜領域Ｂは、その平面視形状の端部に若干の凹凸が生じるため、このまま決定された成膜領域Ｂ通りに多層膜３１を成膜することが困難となる場合がある。このため、成膜領域Ｂを参考に、よい概略的な（成膜が容易な）形状にさらに微調整し、再びこの微調整された成膜領域Ｂを再評価し、この結果が好ましいことが確認できた上で最終的な成膜領域Ｂを決定することが好ましい。  
【００３４】
このように、予め用意された複数のモデル化された多層膜３ａ〜３ｃに基づいて成膜領域Ｂを決定することによって、短い時間で多層膜３を成膜する成膜領域Ｂを決定することができる。
なお、基板変形をシミュレートする場合には、多層膜３の内部応力に起因する基板変形を「多層膜３に適切な熱膨張率をセットし、基板２の熱膨張率をゼロとし、多層膜３に適切な温度上昇を与えることで熱応力によって多層膜を伸ばし、この際の基板変形」に置き換えて解析することができる。
【００３５】
（第２成膜領域決定方法）
有効領域Ａにモデル化された多層膜を成膜し、その後、有効領域Ａに成膜された多層膜３１から所定の単位面積毎に多層膜を成膜した場合における基板変形をシミュレートし、このシミュレート結果から最も有効領域Ａに成膜される多層膜３１の非対称的な歪みを最も低減する多層膜パターンを選択し、この多層膜パターンに対応して成膜領域Ｂを決定する。
【００３６】
このように、有効領域Ａに成膜された多層膜３１から所定の単位面積毎に多層膜を成膜した場合における基板変形をシミュレートすることによって、最も効果的に多層膜３１の非対称的な歪みを軽減できる成膜領域Ｂを決定することができる。
【００３７】
なお、例えば、第１及び第２成膜領域決定方法において、最も多層膜３１の非対称的な歪みを軽減できる成膜領域Ｂが複数存在する場合には、狭い成膜領域Ｂを選択することが好ましい。これによって、多層膜３の成膜領域が狭くなるため、より短時間でかつより安価に多層膜３を成膜することができる。
【００３８】
このようにして、成膜領域Ｂが決定されると、続いて、基板２の表面を０．２ｎｍＲＭＳ以下となるまで研磨する。その後、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタあるいは真空蒸着等によって、上述の方法によって決定された成膜領域Ｂに基づいて、基板２の表面にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる多層膜３を成膜する。これによって、露光光を反射する反射膜として機能する多層膜３１と、有効領域Ａに成膜された多層膜３１の非対称的な歪みを軽減する膜部材として機能する多層膜３２とが同時に基板２上に成膜される。
【００３９】
なお、本実施形態においては、光学素子１の製造工程を削減するべく、多層膜３１（反射膜）と多層膜３２（膜部材）とを同一の物質によって同時に形成した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多層膜３１をＭｏ／Ｓｉ多層膜によって形成し、多層膜３２を異なる物質によって形成しても良い。例えば、露光光の散乱光の反射を抑止するべく、多層膜３２を非反射性を有する物質によって形成しても良い。なお、多層膜３２を多層膜３１と異なる物質によって形成する場合には、多層膜３１と多層膜３２とは、別々に基板２上に成膜されることとなる。また、有効領域Ａに成膜される多層膜３１と非有効領域Ｃに成膜される多層膜３２との厚みを異ならせても良い。
【００４０】
また、多層膜３１（反射膜）と多層膜３２（膜部材）とは、必ずしも繋がった状態で成膜される必要はない。しかしながら、多層膜３１と多層膜３２とを繋がった状態で成膜することによって、多層膜３２による基板２の変形が多層膜３１のより近傍で生じることとなり、より効果的に多層膜３１の非対称的な歪みを軽減することが可能となる。
【００４１】
次に、図４を参照して、図１に示した光学素子１と異なる構成を有する光学素子４について説明する。
図４は、光学素子４の平面図である。この図４に示すように、光学素子４は、図１に示した基板２に形成された切欠き２２より大きな切欠き２５が形成された基板２と、基板２の一方側のほぼ全面に成膜された多層膜３とを備えて構成されている。なお、図４に示す光学素子４においても有効領域Ａに成膜される多層膜３１が反射膜として機能し、非有効領域Ｃに成膜される多層膜３２が膜部材として機能する。
【００４２】
図４に示す光学素子４は、シミュレーションの結果、基板２のほぼ全面が成膜領域として決定されている。このような図４に示す光学素子４においても、図１に示す光学素子１と同様の効果を奏することができる。このように、本発明に係る光学素子及びその製造方法においては、基板の全面が成膜領域とされる場合も含まれる。
【００４３】
なお、本実施形態に係る光学素子１及び光学素子４によれば、収差に影響しないように反射することが可能となるが、仮に有効領域Ａに成膜された多層膜３１の非対称的な歪みを最も軽減させた状態においても収差に影響がある場合が想定される。しかしながら、本実施形態に係る光学素子の製造方法によれば、少なくとも多層膜３１の非対称的な歪みを軽減させているため、多層膜３１の開発目標を低く設定することが可能となる。
例えば、従来の光学素子及びその製造方法のように有効領域Ａのみに多層膜を成膜した場合に、多層膜の内部応力が４００ＭＰａであり、これを２０分の１まで低減させる必要があると分かったとする。このような場合には、内部応力が２０ＭＰａ以下となるような多層膜を開発する必要が生じる。これに対し、本実施形態に係る光学素子及びその製造方法によれば、例えば、多層膜の内部応力を例えば４分の１まで低減させれば十分となり、内部応力が１００ＭＰａ以下となるような多層膜を開発すれば良くなる。
【００４４】
なお、図１及び図４において示した光学素子１及び光学素子４における基板２の形状は一例であって、本発明においてはこれに限定されない。
【００４５】
「投影光学系及び露光装置」
次に、本実施形態に係る投影光学系及び露光装置について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。
この図に示すＥＵＶ露光装置（露光装置）１００は、ＥＵＶ光発生装置（レーザープラズマ光源）１０１を備えている。このＥＵＶ光発生装置１０１は、球状の真空容器１０２を備えており、この真空容器１０２の内部は、図示しない真空ポンプで排気（真空吸引）されている。
真空容器１０２内の図中上側には、多層膜放物面ミラー１０４が反射面１０４ａを図中下方（＋Ｚ方向）に向けて設置されている。
【００４６】
真空容器１０２の図中右方（＋Ｙ方向）には、レンズ１０６が配置されており、このレンズの右方には図示しないレーザー光源が配置されている。このレーザー光源は、−Ｙ方向に向けてパルスレーザー光１０５を放出する。このパルスレーザー光１０５は、レンズ１０６によって多層膜放物面ミラー１０４の焦点位置に集光する。この焦点位置には、ノズル先端から噴き出すキセノン（Ｘｅ）ガスが供給されており、集光されたパルスレーザー光１０５が噴き出したキセノンガス（標的材料１０３）に照射されるとプラズマ１０７が生成される。このプラズマ１０７は、１３ｎｍ付近の波長帯のＥＵＶ光１０８（露光光）を放射する。
【００４７】
真空容器１０２の下部には、可視光をカット（遮光）するＥＵＶ光フィルター１０９が設けられている。ＥＵＶ光１０８は、多層膜放物面ミラー１０４によって＋Ｚ方向に反射されてＥＵＶ光フィルター１０９を通過し、露光チャンバ１１０に導かれる。このとき、ＥＵＶ光１０８の可視光帯域のスペクトルがカットされる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、標的材料としてキセノンガスを用いているが、キセノンクラスターや液滴等でもよく、スズ（Ｓｎ）等の物質であってもよい。またＥＵＶ光発生装置１０１としてレーザープラズマ光源を用いているが、放電プラズマ光源を採用することもできる。放電プラズマ光源とは、パルス高電圧の放電により標的材料をプラズマ化し、このプラズマからＥＵＶ光を放射させるものである。
【００４９】
ＥＵＶ光発生装置１０１の図中下方には、露光チャンバ１１０が設置されている。露光チャンバ１１０の内部には、照明光学系１１３が配置されている。照明光学系１１３は、コンデンサ系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており（図では簡略化して示されている）、ＥＵＶ光発生装置１０１から入射したＥＵＶ光１０８を円弧状に成形し、図中左方（−Ｙ方向）に向けて照射する。
【００５０】
照明光学系１１３の左方には、反射鏡１１５が配置されている。この反射鏡１１５は、円形の凹面鏡であり、反射面１１５ａが図中右方（＋Ｙ方向）に向くように、図示しない保持部材により垂直に（Ｚ軸に平行に）保持されている。反射鏡１１５の図中右方には、光路折り曲げ反射鏡１１６が配置されている。この光路折り曲げ反射鏡１１６の図中上方には、反射型マスク１１１が反射面１１１ａが下向き（＋Ｚ方向）になるように水平（ＸＹ平面に平行）に配置されている。照明光学系１１３から放出されたＥＵＶ光は、反射鏡１１５により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡１１６を介して、反射型マスク１１１の反射面１１１ａに達する。
【００５１】
反射型マスク１１１の反射面１１１ａにも多層膜からなる反射膜が形成されている。反射型マスク１１１の反射膜には、ウエハ（基板）１１２に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク１１１は、図中上方に図示されたマスクステージ１１７に取り付けられている。マスクステージ１１７は、少なくともＹ方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡１１６で反射されたＥＵＶ光は、反射型マスク１１１上で順次走査される。
【００５２】
反射型マスク１１１の図中下方には、上から順に投影光学系１１４、ウエハ（感光性樹脂を塗布した基板）１１２がそれぞれ配置されている。ウエハ１１２は、露光面１１２ａが図中上方（−Ｚ方向）を向くように、ＸＹＺ方向に移動可能なウエハステージ１１８上に固定されている。反射型マスク１１１によって反射されたＥＵＶ光は、投影光学系１１４により所定の縮小倍率（例えば１／４）に縮小されてウエハ１１２上に結像し、マスク１１１上のパターンがウエハ１１２上に転写される。
【００５３】
図６は、６枚の反射鏡で構成された投影光学系１１４を示す図である。
この図に示す投影光学系１１４は、６枚の反射鏡（光学素子）ＣＭ１〜ＣＭ６を備えており、反射型マスク１１１で反射されたＥＵＶ光をウエハ１１２に投影する。上流側（反射型マスク１１１に近い側）の４枚の反射鏡ＣＭ１〜ＣＭ４は、マスク１１１上（第１面上）のマスクパターン（像）の中間像を形成する第１反射結像光学系Ｇ１を構成し、下流側（ウエハ１１２に近い側）の２つの反射鏡ＣＭ５、ＣＭ６は、マスクパターンの中間像をウエハ１１２上（第２面上）に縮小投影する第２反射結像光学系Ｇ２を構成している。
【００５４】
マスク１１１で反射されたＥＵＶ光は、第１凹面反射鏡ＣＭ１の反射面Ｒ１で反射されて、第２凸面反射鏡ＣＭ２の反射面Ｒ２で反射される。反射面Ｒ２で反射されたＥＵＶ光は、開口絞りＡＳを通過して、第３凸面反射鏡ＣＭ３の反射面Ｒ３及び第４凹面反射鏡ＣＭ４の反射面Ｒ４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の中間像からのＥＵＶ光は、第５凸面反射鏡ＣＭ５の反射面Ｒ５及び第６凹面反射鏡ＣＭ６の反射面Ｒ６で順次反射された後、ウエハ１１２上にマスクパターンの縮小像を形成する。
すなわち、本実施の形態においてＥＵＶ光は、多層膜放物面ミラー１０４、ＥＵＶ光フィルター１０９、照明光学系１１３の反射鏡、反射鏡１１５、１１６、ＣＭ１〜ＣＭ６等を介してウエハ１１２上にパターン像を形成する。
【００５５】
そして、このような本実施形態に係る露光装置１００及び投影光学系１１４においては、反射鏡ＣＭ１〜ＣＭ６として本実施形態に係る光学素子が用いられている。このため、本実施形態に係る露光装置１００及び投影光学系１１４によれば、安定した良好なパターン像を感光性基板に転写することが可能となる。
【００５６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る光学素子及びその製造方法、投影光学系、並びに露光装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５７】
例えば、上記実施形態の感光性基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００５８】
露光装置１００としては、マスク１１１とウエハ１１２とを同期移動してマスク１１１のパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスク１１１とウエハ１１２とを静止した状態でマスク１１１のパターンを一括露光し、ウエハ１１２を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハ１１２上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００５９】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００６０】
露光装置１００の種類としては、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００６１】
基板ステージ１１８やマスクステージ１１７にリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ１１７、１１８は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００６２】
各ステージ１１７、１１８の駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ１１７、１１８を駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージ１１７、１１８に接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージ１１７、１１８の移動面側に設ければよい。
【００６３】
基板ステージ１１８の移動により発生する反力は、投影光学系１１４に伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP 5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
マスクステージ１１７の移動により発生する反力は、投影光学系１１４に伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（USP 5,874,820）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、特開平８−６３２３１号公報（USP 6,255,796）に記載されているように運動量保存則を用いて反力を処理してもよい。
【００６４】
本実施形態の露光装置１００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。
【００６５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図７に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、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２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置１００によりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学素子の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法について説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法について説明するための図である。
【図４】図１に示す光学素子の変形例である。
【図５】本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る投影光学系を模式的に示した図である。
【図７】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，４……光学素子
２……基板
３……多層膜
３１……多層膜（反射膜）
３２……多層膜（膜部材）
１００……露光装置
１０４……多層膜放物面ミラー（光学素子）
１０８……ＥＵＶ光（露光光，照明光）
１１４……投影光学系
１１５、１１６……反射鏡（光学素子）
Ａ……有効領域
Ｂ……成膜領域（所定領域）
Ｃ……非有効領域
ＣＭ１……第１凹面反射鏡（光学素子）
ＣＭ２……第２凸面反射鏡（光学素子）
ＣＭ３……第３凸面反射鏡（光学素子）
ＣＭ４……第４凹面反射鏡（光学素子）
ＣＭ５……第５凸面反射鏡（光学素子）
ＣＭ６……第６凹面反射鏡（光学素子）
【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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