(57)【要約】【課題】ステップ・アンド・スキャン方式に最適な波面収差特性を有し、結像性能の向上を達成することができる反射型投影光学系を提供する。【解決手段】ＥＵＶ光を用いて物体面上のパターンを像面領域であるスリットに縮小投影する反射型投影光学系であって、前記スリットの端部での波面収差のＲＭＳ値は、前記スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡ、前記ＥＵＶ光の波長をλとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７、及び、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足することを特徴とする反射型投影光学系を提供する。【選択図】図５
2007201136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光を用いて物体面上のパターンを像面領域であるスリットに縮小投影する反射型投影光学系であって、
前記スリットの端部での波面収差のＲＭＳ値は、前記スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、
前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡ、前記ＥＵＶ光の波長をλとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７、及び、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足することを特徴とする反射型投影光学系。
【請求項２】
前記スリットの端部は、前記スリットの長手方向における端部であることを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項３】
前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．９を満足することを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項４】
前記波面収差のＲＭＳ値の前記スリット内での最小値は、前記ＥＵＶ光の波長をλとしたとき、０．０１０λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項５】
前記波面収差のＲＭＳ値の前記スリット内での最大値は、前記ＥＵＶ光の波長をλとしたとき、０．０４０λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項６】
前記スリットの中心における前記波面収差のＲＭＳ値は、前記ＥＵＶ光の波長をλとしたとき、０．０３０λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項７】
前記スリットの端部における前記波面収差のＲＭＳ値が最大値となることを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項８】
前記波面収差のＲＭＳ値は、前記スリットの幅に対して前記スリットの中心を中心として１５％の範囲内に、極大値を有することを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項９】
前記波面収差のＲＭＳ値は、前記スリットの中心に、極大値を有することを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項１０】
前記波面収差のＲＭＳ値は、前記スリット内に、１つ以上の極大値と、２つ以上の極小値とを有することを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項１１】
前記スリットは、円弧形状を有することを特徴とする請求項１記載の反射型投影光学系。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系と、
前記物体面上にマスクのパターンを位置付けるべく当該マスクを保持するマスクステージと、
前記像面上に感光層を位置付けるべく被処理体を保持するウェハステージと、
前記ＥＵＶ光で前記マスクを照明する状態で前記マスクステージ及び前記ウェハステージを同期して走査する手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
マスクのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
光源からのＥＵＶ光を用いて前記パターンを照明する照明光学系と、
複数のミラーを有し、前記パターンを前記被処理体に縮小投影する投影光学系と、
前記複数のミラーを、前記投影光学系の光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記投影光学系の波面収差を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターンを縮小投影する領域であるスリットの端部での波面収差のＲＭＳ値が、前記スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、且つ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡ、前記ＥＵＶ光の波長をλとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７、及び、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足するように、前記駆動手段を制御する制御部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
前記スリットの端部は、前記スリットの長手方向における端部であることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記マスクと前記被処理体を同期して走査する手段を更に有することを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、投影光学系に係り、特に、光の反射を利用して、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光装置に使用される反射型投影光学系に関する。本発明は、例えば、露光光源として極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて微細な半導体素子を製造する際に、マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められてきた。具体的には、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と、露光光として用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いた投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する）が開発されている。
【０００５】
ＥＵＶ光の波長領域では、物質による光の吸収が非常に大きくなる。従って、可視光や紫外線光で用いられるような光の屈折を利用した屈折型光学系は実用的ではない。そこで、ＥＵＶ露光装置では、光の反射を利用した反射型光学系が用いられる。
【０００６】
ＥＵＶ露光装置に用いられる反射型投影光学系としては、ＮＡが０．２５程度、像面上での円弧状の露光領域の幅（スキャン（走査）方向の幅）が２ｍｍ程度の投影光学系が従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１の実施例２は、６枚ミラー系の投影光学系を開示している。かかる投影光学系の波面収差のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）値の最大値は、ＥＵＶ光の波長をλとすると、比較的良好な０．０３λｒｍｓ程度である。
【特許文献１】米国特許第６１８８５１３号
【特許文献２】米国特許第６０３３０７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の投影光学系は、スキャン露光（ステップ・アンド・スキャン方式）のＥＵＶ露光装置に用いる場合には、波面収差の補正状態が最適であるとはいえない。スキャン露光においては、露光領域（スリット）内の波面収差がスキャン方向に平均化される。従って、投影光学系の波面収差のＲＭＳ値の最大値が比較的良好であっても、スリット内の波面収差の補正状態が最適でなければ、結像性能を向上させることができない。
【０００８】
そこで、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式に最適な波面収差特性を有し、結像性能の向上を達成することができる反射型投影光学系を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての反射型投影光学系は、ＥＵＶ光を用いて物体面上のパターンを像面領域であるスリットに縮小投影する反射型投影光学系であって、前記スリットの端部での波面収差のＲＭＳ値は、前記スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡ、前記ＥＵＶ光の波長をλとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７、及び、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての露光装置は、上述の反射型投影光学系と、前記物体面上にマスクのパターンを位置付けるべく当該マスクを保持するマスクステージと、前記像面上に感光層を位置付けるべく被処理体を保持するウェハステージと、前記ＥＵＶ光で前記マスクを照明する状態で前記マスクステージ及び前記ウェハステージを同期して走査する手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、マスクのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、光源からのＥＵＶ光を用いて前記パターンを照明する照明光学系と、複数のミラーを有し、前記パターンを前記被処理体に縮小投影する投影光学系と、前記複数のミラーを、前記投影光学系の光軸方向に駆動する駆動手段と、前記投影光学系の波面収差を測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターンを縮小投影する領域であるスリットの端部での波面収差のＲＭＳ値が、前記スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、且つ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値を平均化した値をＭＥ、前記スリット内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡ、前記ＥＵＶ光の波長をλとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７、及び、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足するように、前記駆動手段を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ステップ・アンド・スキャン方式に最適な波面収差特性を有し、結像性能の向上を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の反射型投影光学系について説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
本発明の反射型投影光学系は、複数のミラーを有し、ＥＵＶ光を用いて物体面上のパターンを像面上に縮小投影する。本発明の反射型投影光学系を構成するミラーの枚数は、例えば、６枚等である。かかるミラーは、熱膨張の小さい基板上に、光学定数の異なる（ＥＵＶ光の波長領域の吸収が比較的少なく、互いの屈折率差が大きい）２種類の物質を交互に積層した多層膜ミラーである。なお、ＥＵＶ光の波長領域では、一般的には、Ｍｏ（モリブデン）とシリコン（Ｓｉ）とを交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を有する多層膜ミラーを用いる。
【００１７】
本発明の反射型投影光学系は、マスクとウェハをスキャン（走査）させながら露光するスキャン露光（ステップ・アンド・スキャン方式）の露光装置（「スキャナー」と称する）に用いられる。
【００１８】
本発明の反射型投影光学系の像面領域は、図１（ａ）及び（ｂ）にＩＲで示されるように、円弧形状である。像面領域ＩＲの短手方向にマスクとウェハを反射型投影光学系の倍率に等しい速度比でスキャンすることによって、図１（ｂ）に示される矩形形状の露光領域ＥＲ（ＳＬ×Ｌ）を露光する。円弧形状の像面領域ＩＲにおけるスキャン方向（図１（ａ）のｙ方向）の像面の幅（スリット幅）ＳＷは、スキャンに直交する方向（図１（ａ）のｘ方向）の像面の長さＳＬ（例えば、２６ｍｍ）より小さく、例えば、２ｍｍである。本出願では、円弧形状の像面領域ＩＲの短手方向のことをスリット内又はスリット幅内と称する。ここで、図１は、本発明の反射型投影光学系の円弧形状の像面領域を説明するための図である。
【００１９】
ここで、従来の反射型投影光学系が有する問題について詳細に説明する。図２は、従来の反射型投影光学系（特許文献１の実施例２）におけるスリット幅内での波面収差の補正状態を示すグラフである。図２では、縦軸に波面収差のＲＭＳ値をλ単位（λ：ＥＵＶ光の波長）で表し、横軸にスリット幅内の座標を表す。なお、スリット幅内の座標は、便宜上、物体側の物高の数字で示している。
【００２０】
図２に示す物高１１６ｍｍ乃至１２４ｍｍの範囲が、図１に示すスリット幅ＳＷに相当している。図２を参照するに、波面収差のＲＭＳ値は、スリット幅ＳＷの端では中程度の値であり、端から若干離れた位置（図２における物高が１１７ｍｍ付近及び１２３ｍｍ付近）において、極小値、且つ、最小値を有する。また、波面収差のＲＭＳ値は、スリット幅ＳＷの中心部（図２における物高が１２０ｍｍ付近）において、極大値、且つ、最大値を有する。
【００２１】
スキャン露光では、上述したように、スキャン方向にスリット幅内の収差が平均化される現象が生じる。スキャンによって平均化された波面収差を見積もるための簡易な１つの指標として、本発明者は、波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥを用いることにした。スリット幅内でのスキャン方向の座標をｙ、座標ｙにおける波面収差のＲＭＳ値をＷＡｒｍｓ（ｙ）、スリット両端のｙ座標をｙ１及びｙ２とすると、従来の反射型投影光学系の波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥは、以下の数式１で示される。
【００２２】
【数１】
2007201136.tif 000003
【００２３】
但し、ｙ２＞ｙ１、積分区間は、下限をｙ１、上限をｙ２とする。
【００２４】
なお、平均値ＭＥは、スリット幅内で等間隔な多数のｙ座標について波面収差のＲＭＳ値を求め、それらを合計してデータ数で割ることによって簡単に（近似的に）計算してもよい。図３に示す従来の反射型投影光学系について、波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥを求めると、０．０２１λとなる。
【００２５】
このように、スキャン時の波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥを結像性能の指標にするならば、従来の反射型投影光学系は、スリット幅内の波面収差の補正状態が最適であるとはいえない。具体的には、従来の反射型投影光学系は、スリット幅ＳＷの中心部において、波面収差のＲＭＳ値が極大値、且つ、最大値となるため、スリット中心を含む比較的広い範囲で波面収差のＲＭＳ値の大きな状態となるからである。これが、本発明者が指標とした波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥの値を大きくする要因となっている。
【００２６】
本発明者は、平均値ＭＥの値をより小さくするためには、スリット幅の端部での波面収差を多少劣化させてもスリットの中心部での波面収差を従来よりも小さく抑えることが有効であるという技術的思想を得た。
【００２７】
図３を参照して、本発明者が得た技術的思想について説明する。図３（ａ）は、従来の反射型投影光学系におけるスリット幅内での波面収差の値（即ち、補正状態）を示すグラフである。図３（ｂ）は、本発明の反射型投影光学系におけるスリット幅内での波面収差の値（即ち、補正状態）を示すグラフである。図３では、縦軸に波面収差のＲＭＳ値を、横軸にスリット幅内の座標（物高）を示している。なお、図３において、ＭＡは波面収差のＲＭＳ値の最大値、ＭＥは数式１による波面収差のＲＭＳ値の平均値である。
【００２８】
図３（ａ）を参照するに、従来の反射型投影光学系は、上述したように、スリットの中心部において波面収差のＲＭＳ値が極大値、且つ、最大値となるため、スリットの中心部近傍の比較的広い範囲で波面収差のＲＭＳ値が大きな値をとり続ける。
【００２９】
一方、本発明の反射型投影光学系は、図３（ｂ）に示すように、スリットの端部において波面収差のＲＭＳ値が最大となるように、波面収差を補正している。換言すれば、本発明の反射型投影光学系は、スリットの端部において波面収差のＲＭＳ値が最大値となる波面収差の補正状態を有する。スリットの端部での波面収差の劣化をある程度許容すれば、スリットの中心部における極大値の波面収差を小さくすることができる。これにより、本発明の反射型投影光学系は、スリット中心部の比較的広い範囲で波面収差のＲＭＳ値を小さくすることができる。また、スリットの中心部の比較的広い範囲で波面収差のＲＭＳ値を小さくすることは、波面収差のＲＭＳ値の平均値ＭＥの値を小さくすることに繋がる。
【００３０】
なお、スリットの端部での波面収差を大きくしたことが、平均値ＭＥの値の増大に繋がる。しかしながら、スリットの端部での波面収差の劣化がそれほど大きくなければ、波面収差の大きな領域は狭いために平均値ＭＥへの影響は比較的小さい。従って、スリットの中心部での波面収差を小さくした影響の方が、スリット端部での波面収差を大きくした影響よりも大きく、結果的に平均値ＭＥの値は小さくなる。
【００３１】
以上の説明では、スリット幅内の照度分布については特に考慮しておらず、照度分布が均一の場合に相当する考察である。但し、一般に、照度分布は、スリットの中心部で高く、スリット端部では低くなるような分布である。従って、このような照度分布に対しては、スリットの端部の波面収差の結像性能への寄与がより小さくなり、図３（ｂ）に示す本発明の反射型投影光学系の波面収差の特性は一層好ましいことになる。
【００３２】
一方、図３（ａ）に示す波面収差の特性を有する従来の反射型投影光学系に対してスリットの中心部で低く、スリットの端部では高くなるような照度分布を用いることも考えられる。しかしながら、このような照度分布にするためには、光量を損失することになるため、特に、光量不足が課題となるＥＵＶ光に対しては、実用的ではない。
【００３３】
本発明の反射型投影光学系の効果的な実施形態について説明する。
【００３４】
本発明の反射型投影光学系は、スキャン方向のスリット幅内で波面収差のＲＭＳ値を平均化した平均値をＭＥ、スリット幅内での波面収差のＲＭＳ値の最大値をＭＡとすると、ＭＡ／ＭＥ＞１．７を満足する。また、本発明の反射型投影光学系は、好ましくは、ＭＡ／ＭＥ＞１．９を、更に好ましくは、ＭＡ／ＭＥ＞２．０を満足する。一方、本発明の反射型投影光学系において、ＭＡ／ＭＥの上限値は、ＭＡ／ＭＥ＜３．０を、好ましくは、ＭＡ／ＭＥ＜２．６を、更に好ましくはＭＡ／ＭＥ＜２．４を満足する。これらの条件を満足することによって、スリット幅全体に対する波面収差の小さい領域の割合が大きくなる。従って、本発明の反射型投影光学系は、スキャン露光の際に、結像性能を良好に維持する（即ち、従来の反射型投影光学系よりも結像性能を向上させる）ことができる。
【００３５】
また、本発明の反射型投影光学系において、ＥＵＶ光の波長をλとしたとき、波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での最小値は、０．０１０λｒｍｓ以下である。また、波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での最大値は、０．０４０λｒｍｓ以下である。スリットの中心における波面収差のＲＭＳ値は、０．０３０λｒｍｓ以下である。また、上述した平均値ＭＥは、ＭＥ＜０．０２５λｒｍｓを満足する。これらの波面収差が各々の上限値を越えると、波面収差の値が露光装置の投影光学系としては大きくなりすぎてしまい、結像性能が劣化してしまうため好ましくない。なお、上述した各波面収差の値は、製造誤差を含まないものとする。
【００３６】
本発明の反射型投影光学系において、スリットの端部での波面収差のＲＭＳ値は、スリットの中心部での波面収差のＲＭＳ値よりも大きく、スリットの端部での波面収差のＲＭＳ値が最大値となる。また、図３（ｂ）に示すように、波面収差のＲＭＳ値は、スリット幅内に、１つの極大値と、２つの極小値とを有し、Ｗ字形状となる。但し、スリット幅内における波面収差のＲＭＳ値の極大値及び極小値の数は限定されず、スリット幅内に、１つ以上の極大値と、２つ以上の極小値があればよい。なお、波面収差のＲＭＳ値の極大値は、スリットの中心を中心として、スリット幅に対して１５％の範囲内、好ましくは、スリットの中心に存在する。このような波面収差の特性を有することによって、本発明の反射型投影光学系は、スキャン露光の際の結像性能を良好に維持することができる。
【００３７】
本発明の反射型投影光学系は、複数のミラーで構成され、少なくとも１つ以上のミラーの反射面は、非球面形状を有する。かかる非球面形状は、以下の数式２に示す一般的な非球面の式で表される。但し、ミラーを非球面で構成することは収差を補正する上で好ましいという長所を有しており、できるだけ多くのミラーを非球面で構成するとよい。
【００３８】
【数２】
2007201136.tif 000004
【００３９】
数式２において、Ｚは光軸方向の座標、ｃは曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋは円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、・・・は各々、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８次、２０次、・・・の非球面係数である。
【００４０】
本発明の反射型投影光学系が用いられるＥＵＶ露光装置は、マスクとして反射型マスクを使用する。従って、かかる反射型マスクで反射された主光線（即ち、反射型投影光学系に入射する光）は、反射型投影光学系の光軸に対して傾きを有する。また、本発明の反射型投影光学系によって像面側に射出される主光線は、光軸に平行なテレセントリックとなっている。これにより、本発明の反射型投影光学系の像面に配置される感光層（ウェハ）が光軸方向に移動しても倍率の変化を少なくすることができる。
【００４１】
以下、本発明の反射型投影光学系の具体的な構成について説明する。
【実施例１】
【００４２】
図４は、本発明の反射型投影光学系１００の具体的な構成及びその光路を示す概略断面図である。図４において、ＭＳは、物体面の位置に配置された反射型マスクである。Ｗは、像面の位置に配置されたウェハである。
【００４３】
反射型投影光学系１００は、第１のミラー（凸面鏡）Ｍ１と、第２のミラー（凹面鏡）Ｍ２と、第３のミラー（凸面鏡）Ｍ３と、第４のミラー（凹面鏡）Ｍ４と、第５のミラー（凸面鏡）Ｍ５と、第６のミラー（凹面鏡）Ｍ６とを有する。
【００４４】
波長１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示しない照明装置によってマスクＭＳが照明される。マスクＭＳからのＥＵＶ光は、第１のミラーＭ１、第２のミラーＭ２、第３のミラーＭ３、第４のミラーＭ４、第５のミラーＭ５、第６のミラーＭ６の順に反射され、像面の位置に配置されたウェハＷ上に、マスクパターンの縮小像を形成する。
【００４５】
図４に示す反射型投影光学系１００において、縮小倍率＝１／４倍、物体高＝１１６ｍｍ乃至１２４ｍｍ、像高＝２９乃至３１ｍｍの２ｍｍ幅の円弧状スリット（像面）である。ここで、図４に示す反射型投影光学系１００の数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表１及び表２に示す。
【００４６】
【表１】
2007201136.tif 000005
【００４７】
【表２】
2007201136.tif 000006
【００４８】
なお、反射型投影光学系１００の各反射面の面形状（曲率半径及び非球面係数）は、特許文献１の実施例２と同じ値であり、面間隔を特許文献１の実施例２と異ならせている。
【００４９】
反射型投影光学系１００の波面収差のＲＭＳ値を図５に示す。図５に示すグラフの横軸は、スリット内の座標であり、物体側の物体高［ｍｍ］で示している。一方、横軸は、波面収差のＲＭＳ値である。また、ＥＵＶ光の波長λは、１３．５ｎｍである。
【００５０】
図５を参照するに、反射型投影光学系１００の波面収差のＲＭＳ値は、スリットの端部では物体高が１１６ｍｍのときに０．０３３λｒｍｓ、１２４ｍｍのときに０．０３５λｒｍｓである。また、反射型投影光学系１００の波面収差のＲＭＳ値は、スリットの中心に極大値を有し、かかる極大値は、物体高が１２０ｍｍのときに０．０１９λである。一方、波面収差のＲＭＳ値の極小値は、物体高が１１７．５ｍｍ及び１２２．５ｍｍ付近のときに０．００８λである。
【００５１】
反射型投影光学系１００の波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥ、波面収差のＲＭＳ値の最大値ＭＡ、及び、ＭＡ／ＭＥを以下の表３に示す。なお、表２には、従来の反射型投影光学系（特許文献１の実施例２）の平均値ＭＥ、最大値ＭＡ、及び、ＭＡ／ＭＥも比較のために示している。
【００５２】
【表３】
2007201136.tif 000007
【００５３】
表３を参照するに、反射型投影光学系１００の波面収差のＲＭＳ値のスリット幅内での平均値ＭＥは、０．０１７λであり、従来の反射型投影光学系と比較して、改善されている。従って、反射型投影光学系１００は、スキャン露光の際に、結像性能を維持する（従来の反射型投影光学系の結像性能よりも向上させる）ことができる。
【００５４】
このように、本発明の反射型投影光学系は、ステップ・アンド・スキャン方式に最適な波面収差特性を有し、結像性能の向上を達成することができる。
【００５５】
以下、図６を参照して、本発明の反射型投影光学系１００を適用した露光装置２００について説明する。図６は、反射型投影光学系１００を有する露光装置２００の構成を示す概略断面図である。本発明の露光装置２００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う投影露光装置である。
【００５６】
露光装置２００は、照明装置２１０と、マスクＭＳを載置するマスクステージ２２０と、反射型投影光学系１００と、ウェハＷを載置するウェハステージ２３０と、測定手段２４０と、制御部２５０とを有する。
【００５７】
また、図６には図示しないが、ＥＵＶ光は大気に対する透過率が低いため、少なくともＥＵＶ光が通る光路は真空雰囲気であることが好ましい。なお、図６において、Ｘ、Ｙ、Ｚは３次元空間を示し、ＸＹ平面の法線方向をＺ方向としている。
【００５８】
照明装置２１０は、反射型投影光学系１００の円弧状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスクＭＳを照明する照明装置である。照明装置２１０は、図示しない光源と、図示しない照明光学系とを有する。なお、かかる光源及び照明光学系は、当業界で周知のいかなる技術をも適応可能であり、詳細な説明は省略する。例えば、照明光学系は、集光光学系、オプティカルインテグレーター、開口絞り、ブレード等を含み、当業者が想達し得るいかなる技術も適用可能である。
【００５９】
マスクＭＳは、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ２２０に支持及び駆動される。マスクＭＳから発せられた回折光は、反射型投影光学系１００で反射されてウェハＷ上に投影される。マスクＭＳとウェハＷとは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）であるため、マスクＭＳとウェハＷをスキャン（走査）することによりマスクＭＳのパターンをウェハＷ上に縮小投影する。
【００６０】
マスクステージ２２０は、マスクＭＳを支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２２０は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。例えば、図示しないリニアモーターなどで構成され、制御部２５０に制御されながら少なくともＹ方向にマスクステージ２２０を駆動することでマスクＭＳを移動することができる。露光装置２００は、マスクＭＳとウェハＷを制御部２５０によって同期した状態でスキャンする。
【００６１】
反射型投影光学系１００は、マスクＭＳ面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型光学系である。反射型投影光学系１００は、上述した通りのいかなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６２】
なお、反射型投影光学系１００を構成する第１のミラーＭ１、第２のミラーＭ２、第３のミラーＭ３及び第４のミラーＭ４には、駆動手段１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ及び１１０ｄが設けられている。駆動手段１１０ａ乃至１１０ｄは、後述する制御部２５０に制御され、第１のミラーＭ１乃至第４のミラーＭ４を光軸方向に駆動する。これにより、反射型投影光学系１００は、上述した波面収差の条件を満足するように調整することができる。駆動手段１１０ａ乃至１１０ｄは、例えば、アクチュエーターで構成される。本実施形態では、第５のミラーＭ５及び第６のミラーＭ６には、駆動手段が設けられていない。但し、第５のミラーＭ５及び第６のミラーＭ６にも駆動手段を設けてもよいことはいうまでもない。
【００６３】
ウェハＷは、被処理体であり、液晶基板その他の被処理体を広く含む。ウェハＷには、フォトレジストが塗布されている。
【００６４】
ウェハステージ２３０は、ウェハＷを支持する。ウェハステージ２３０は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向にウェハＷを移動する。また、マスクステージ２２０の位置とウェハステージ２３０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００６５】
測定手段２４０は、反射型投影光学系１００の波面収差を測定する。測定手段２４０は、実露光波長（本実施形態では、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ）又は非露光波長（好ましくは、可視光、波長４００ｎｍ乃至７００ｎｍ）の光を用いて反射型投影光学系１００の波面収差を測定する。但し、露光中に熱等の影響によって反射型投影光学系１００の波面収差が変動することがあるため、測定手段２４０は、適切な間隔毎に波面収差を測定することが望ましい。ここで、「適切な間隔毎」とは、一定周期毎、例えば、ウェハを１ロット露光する毎、一定の露光量毎、又は、一定の熱量以上の露光光が反射型投影光学系１００に入射する毎である。
【００６６】
制御部２５０は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置２００の動作を制御する。制御部２５０は、照明装置２１０、マスクステージ２２０（の図示しない移動機構）、ウェハステージ２３０（の図示しない移動機構）、駆動手段１１０、測定手段２４０と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置２００を動作するファームウェアを格納する。
【００６７】
制御部２５０は、本実施形態では、測定手段２４０の測定結果（反射型投影光学系１００の波面収差）に基づいて、駆動手段１１０ａ乃至１１０ｄを制御する。換言すれば、制御部２５０は、駆動手段１１０ａ乃至１１０ｄを介して各ミラーを駆動し、反射型投影光学系１００が上述した波面収差の条件を満足するように、各ミラーの間隔を調整する。
【００６８】
露光において、照明装置２１０から射出されたＥＵＶ光はマスクＭＳを照明し、マスクＭＳ面上のパターンをウェハＷ面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスクＭＳとウェハＷを縮小倍率比の速度比でスキャンすることにより、マスクＭＳの全面を露光する。露光装置２００が使用する反射型投影光学系１００は、ステップ・アンド・スキャン方式に最適な波面収差特性を有し、優れた結像性能を有する。従って、露光装置２００は、高い解像力とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００６９】
次に、図７及び図８を参照して、露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７０】
図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置２００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の反射型投影光学系の円弧形状の像面領域を説明するための図である。
【図２】従来の反射型投影光学系におけるスリット幅内での波面収差の補正状態を示すグラフである。
【図３】反射型投影光学系におけるスリット幅内での波面収差の値（即ち、補正状態）を示すグラフであって、図３（ａ）は従来の反射型投影光学系を、図３（ｂ）は本発明の反射型投影光学系を示している。
【図４】本発明の一側面としての反射型投影光学系の構成及びその光路を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す反射型投影光学系の波面収差のＲＭＳ値を示すグラフである。
【図６】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１００                  反射型投影光学系
Ｍ１                    第１のミラー（凸面鏡）
Ｍ２                    第２のミラー（凹面鏡）
Ｍ３                    第３のミラー（凸面鏡）
Ｍ４                    第４のミラー（凹面鏡）
Ｍ５                    第５のミラー（凸面鏡）
Ｍ６                    第６のミラー（凹面鏡）
ＭＳ                    マスク（物体面）
Ｗ                      ウェハ（像面）
１１０ａ乃至１１０ｄ    駆動手段
２００                  露光装置
２１０                  照明装置
２２０                  マスクステージ
２３０                  ウェハステージ
２４０                  測定手段
２５０                  制御部
【図８】
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【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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