JP2002118058A

JP2002118058A - 投影露光装置及び方法

Info

Publication number: JP2002118058A
Application number: JP2001002580A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Takahashi; 哲男高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】露光光の照射による温度変化によって生じる
収差変動を簡易に低減することができる投影露光装置。【解決手段】マスク３のパターンからの光が、第１結
像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの一次像Ｉを形
成する。一次像Ｉからの光は、主鏡Ｍ１の中央開口部お
よびレンズ成分Ｌ２を介して副鏡Ｍ２で反射され、副鏡
Ｍ２で反射された光はレンズ成分Ｌ２を介して主鏡Ｍ１
で反射される。主鏡Ｍ１で反射された光は、レンズ成分
Ｌ２および副鏡Ｍ２の中央開口部を介してウエハ９面上
にマスクパターンの二次像を縮小倍率で形成する。この
際、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２をレンズ成分Ｌ２よりも熱伝
導率が大きい放熱板８１で裏打ちしているので、比較的
発熱の多い裏面反射面である反射面Ｒ２で発生した熱
は、レンズ成分Ｌ２よりも放熱板８１に逃げ易くなり、
高精度の結像が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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
る投影露光装置及び露光方法に関し、特に反射屈折光学
系や反射光学系からなる投影光学系を備える投影露光装
置及びこれを用いた露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
素子等を製造するためのフォトグラフィ工程において、
フォトマスクまたはレチクル（以下、まとめて「レチク
ル」という）のパターン像を、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（またはガラスプレ
ート等）上に露光する投影露光装置が使用されている。

【０００３】斯かる投影露光装置に使用される投影光学
系に要求される解像力は、半導体素子等の集積度が向上
するにつれて益々高まっている。この要求を満足するた
め、照明光の波長を短くし且つ投影光学系の開口数
（Ｎ．Ａ．）を大きくする必要が生じている。

【０００４】しかし、照明光の波長が短くなると、光の
吸収によって実用に耐える硝材の種類は限られ、波長が
３００ｎｍ以下になると現在のところ、実用上使える硝
材は合成石英と螢石だけである、このため、色収差を補
正する手段として、反射光学系の使用が望まれている。
具体的には、２４８ｎｍのＫｒＦレーザでは屈折系での
実用がかなり進んでいるものの、２００ｎｍ以下になる
と屈折系での実用はかなり困難であり、反射屈折光学系
への期待が高まっている。特に、螢石であれば、１００
ｎｍまで十分な透過率があることが知られており、この
範囲までであれば屈折部材として使用できるので、波長
１００〜３００ｎｍの領域で反射屈折光学系が成立す
る。

【０００５】反射屈折光学系については、既にいくつか
のタイプが提案されている。このうちＮ．Ａ．の中心部
分が遮蔽されるタイプの光学系（以下中心遮蔽タイプと
略す）は、２面以上の反射面を用いることで、光路偏向
部材を持たずに１本の光軸を基準にすべての光学素子を
組み立てることができ、さらには、光軸の物体を像面に
結像できるため、少ない光学部材数で広い露光フィール
ドを収差補正できるというメリットがあり、有力なタイ
プといえる。このタイプの従来技術としては、米国特許
第５，７１７，５１８号公報や第５，６５０，８７７号
公報などに開示のものが挙げられる。

【０００６】ここで、一般に投影露光装置においては、
露光に際して投影光学系に対して照明光が照射され照明
光（すなわち露光光）の吸収が生じるので、光学部材に
例えば非対称な変形、内部の温度分布等が生じることに
なり、収差変動が生じる（特開平９−２１３６１１号公
報参照）。

【０００７】このような収差変動は、投影光学系の硝材
内部に生じる吸収だけでなく、表面の薄膜等で生じる吸
収によるものであると考えられる。殊に反射屈折光学系
では、硝材内部や表面薄膜に比較して反射面での吸収が
特に大きくなると考えられ、屈折光学系の場合に比して
吸収による収差変動が問題になる可能性が高い。

【０００８】極紫外領域の投影光学系では、屈折部材の
裏面で反射を起こす裏面鏡の使用が上述した米国特許第
５，７１７，５１８号公報のように有効であり、この場
合、材料としては、石英や螢石、ＢａＦ₂、ＬｉＦ₂のよ
うにこの波長域で光を透過させることができる硝材を使
用する必要がある。これらの硝材はｄＮ／ｄＴや膨張率
が大きいので、上述のように屈折部材が反射面を持つよ
うな場合には、反射面で発生した比較的多量の熱が屈折
部材中に伝播して硝子内部に比較的大きな温度分布が生
じることになり、収差変動を抑える何らかの対策が必要
であると考えられる。特に２００ｎｍ以下の露光光で
は、薄膜の開発が行われつつある状況であり、この波長
域になると投影光学系自体に期待される性能も非常に高
精度になることとあいまって、反射面を含む光学部材の
照射による収差変動は大きな問題である。

【０００９】さらに、上述した米国特許第５，７１７，
５１８号公報の投影光学系では、縮小像面近くにある最
終的に結像する部分、すなわち屈折兼反射部材中の最後
の光路において、光束がかなり集中している。このよう
な光束は、光学部材中に不均一で大きな温度分布を生じ
させるので、問題が大きい。

【００１０】また、反射部材であっても、反射コートと
の相性のために、ＣａＦ₂やＢＳＣ７等の膨張率の大き
い物質を用いる必要がある場合があり、その場合屈折部
材より遥かに大きい吸収率による熱膨脹によって発生す
る収差が問題となる。

【００１１】これを避けるために、この屈折兼反射部材
を像面から離すことが考えられるが、屈折兼反射部材を
像面から離すことは、中心遮蔽部分をできるだけ小さく
する必要があることを考慮すると、設計上かなりの困難
性を伴う。このような不均一な温度分布に起因する収差
への対応手段として、例えば特開平１０−２４２０４８
号公報では、走査露光等を行う場合に回転非対称な収差
変動が発生することに着目し、非球面からなる光学手段
をあらかじめ収差変動に対応して作製しておき、これを
必要に応じて動かす方法等が提案されている。しかし、
このような方法を実施するには、このような収差変動に
対応させた回転非対称な非球面を作製する必要があり、
それ専用の製造装置が必要になり、さらにその非球面を
照射時に適宜偏心させるにはかなり高精度の偏心調整機
構も必要になるので、投影光学系の製造が困難となる。

【００１２】また、投影光学系全体の温度が変化するこ
とによっても収差変動が生じるが、このような収差変動
のうち、反射鏡の変形によって生じる収差は、反射によ
って生じる光束の変化が屈折の場合に比べて約４倍であ
ることから、上述のような反射屈折光学系では、温度変
化の影響が問題になりやすい。そのため、あらかじめ反
射鏡の変形をあらかじめ考慮した設計が望ましいと言え
る。

【００１３】このような場合の対策として、特開平５−
１４４７０１号公報に開示のものがある。この発明で
は、投影光学系を構成する一部のレンズの熱的形状変化
を求めて、それをもとに調整手段で光学調整を行ってい
る。しかし、現実問題として露光中のレンズの形状変化
を、露光に悪影響を与えずに測定するのはかなり困難で
あると思われる。

【００１４】上記の問題に鑑み、本発明は、反射屈折光
学系等への露光光の照射による温度変化によって生じる
収差変動を簡易に低減することができる投影露光装置を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の投影露光装置は、第１面の像を第２
面に結像させる反射屈折光学系を備える投影露光装置で
あって、前記反射屈折光学系は、反射面を含む部材を有
し、前記反射面を含む部材よりも熱伝導率が大きい材料
を含み、かつ前記反射面を含む部材に接して配置される
伝熱部材を備えることを特徴とする。また、上記装置の
好ましい態様では、前記伝熱部材は、前記反射面を含む
部材の前記反射面の有効反射領域外、例えば反射面の裏
面に接している。

【００１６】この場合、前記反射面を含む部材よりも熱
伝導率が大きい材料を含む伝熱部材が、前記反射面を含
む部材の前記反射面の有効反射領域外に接して配置され
るので、露光光の入射によって反射面で発生した熱を簡
易に前記反射面を含む部材外部に発散させることができ
る。よって、前記反射面を含む部材内部への熱の蓄積を
防止することができ、収差変動を低減した高精度の露光
が可能となる。

【００１７】また、伝熱部材が反射面を持つ反射型光学
部材または反射面を含む屈折型光学部材に直接接触する
ときに生ずる圧力のような力学的負担を当該光学部材に
かけないために、該光学部材の反射面で光が反射する方
向と反対側の位置であって且つ該光学部材から３０ｍｍ
以内の位置に該光学部材に沿って配置された熱伝導率が
大きい伝熱部材を備え、該光学部材と伝熱部材との間隔
の少なくとも一部を所定の気体で満たしても良い。

【００１８】この場合、該光学部材と伝熱部材との間隔
が気体を挟んでかなり小さいので、あまり気体の熱抵抗
を受けずに反射面の熱を伝熱部材に発散させることがで
きる。よって、該光学部材内部への熱の蓄積を防止する
ことができ、収差変動を低減した高精度の露光が可能と
なる。なお、該光学部材と伝熱部材との間隔が３０ｍｍ
を越えると、熱が気体の熱容量以上には伝導しないので
伝熱部材へ効果的に熱伝導できなくなる。

【００１９】また、上記装置の好ましい態様では、前記
伝熱部材に接続された強制冷却手段をさらに備える。

【００２０】この場合、強制冷却手段によって前記伝熱
部材を冷却することができるので、放熱効果を高めて前
記反射面を含む部材の温度上昇をより効果的に抑制する
ことができる。

【００２１】また、上記装置の好ましい態様では、前記
反射屈折光学系は、前記反射面として対向して配置され
る第１及び第２反射面を有し、前記第１及び第２反射面
は、中央部に光束を少なくとも一部透過させることが可
能である第１及び第２光透過部をそれぞれ有し、前記第
１及び第２反射面の少なくとも一方は、前記反射面を含
む部材に含まれる。

【００２２】この場合、第１面から出射した露光光は、
第２光透過部を経て第１反射面に入射し、第１反射面で
反射された後に第２反射面でさらに反射され、第１光透
過部を経て第２面に導かれる。この際、第１及び第２反
射面の少なくとも一方が前記反射面を含む部材に含まれ
るので、前記反射面を含む部材による裏面反射の結果と
して第１及び第２反射面のいずれかで発生した熱を伝熱
部材によって前記反射面を含む部材外部に迅速に発散さ
せることができる。

【００２３】また、本発明の第２の投影露光装置は、第
１面の像を第２面に結像させる反射屈折光学系を備える
投影露光装置であって、前記反射屈折光学系は、対向し
て配置される第１及び第２反射面と、前記第１及び第２
反射面の間に配置される屈折部材とを有し、前記屈折部
材の少なくとも一面は、コートが施されていないか、若
しくは３層以下のコートが施されているかのいずれかで
あることを特徴とする。

【００２４】この場合、前記第１及び第２反射面の間に
配置される屈折部材では、第１及び第２反射面の間で
は、露光光が多重に通過する。この際、前記第１及び第
２反射面の間に配置される屈折部材の少なくとも一面
は、コートが施されていないか、若しくは３層以下のコ
ートが施されているかのいずれかであるので、屈折部材
の透過面における吸収を最小限に抑えることができる。
これにより、屈折部材への熱の蓄積を防止することがで
き、収差変動を低減した高精度の露光が可能となる。

【００２５】また、上記装置の好ましい態様では、前記
第１及び第２反射面の少なくとも一方は、正のパワーを
有し、前記第１及び第２反射面は、中央部に光束を少な
くとも一部透過させることが可能である第１及び第２光
透過部をそれぞれ有し、前記第１及び第２光透過部の間
の空間の一部分に前記反射屈折光学系に入射した光束を
吸収する遮光板を有する。

【００２６】この場合、第１面から出射した露光光は、
第２光透過部を経て第１反射面に入射し、第１反射面で
反射された後に第２反射面でさらに反射され、第１光透
過部を経て第２面に導かれる。この際、前記第１及び第
２光透過部の間の空間の一部分に前記反射屈折光学系に
入射した光束を吸収する遮光板を有するので、露光光を
有効に活用しつつ、第１及び第２反射面の間に配置され
る屈折部材の透過面で発生する反射光に起因するフレア
ーの発生を抑制することができる。

【００２７】また、本発明の第３の投影露光装置は、第
１面の像を第２面に結像させる反射屈折光学系を備える
投影露光装置であって、反射屈折光学系は、第１及び第
２反射面を有し、該第１及び第２反射面の少なくとも一
方は正のパワーを有し、前記第１及び第２反射面は、中
央部に光束を少なくとも一部透過させることが可能であ
る第１及び第２光透過部をそれぞれ有し、前記第１及び
第２反射面の少なくとも一方は、透過部材の端面に形成
されており、前記透過部材の端面に形成された反射面に
入射させる際の有効径をφ1、吸収率をＳ1とし、前記透
過部材の端面に形成された反射面と接する透過面に入射
させる際の有効径をφ２、吸収率Ｓ２とするとき、Ｓ2／φ2²＜３Ｓ1／（φ1²−φ2²）（１）の条件を満たすことを特徴とする。

【００２８】この場合、第１面から出射した露光光は、
第２光透過部を経て第１反射面に入射し、第１反射面で
反射された後に第２反射面でさらに反射され、第１光透
過部を経て第２面に導かれる。この際、第１反射面又は
第２反射面において上記条件式（１）が満たされるの
で、反射面と透過面とにおける露光光の吸収、すなわち
発熱量がある程度均衡する。よって、透過部材が局所的
に加熱されて不均一な収差変動が発生することを防止で
き、高精度の露光が可能となる。

【００２９】また、本発明の第４の投影露光装置は、第
１面の像を第２面に結像させる投影光学系を備える投影
露光装置であって、前記投影光学系は、少なくとも１つ
の反射鏡を有し、前記投影光学系の鏡筒の熱膨張率（ｄ
Ｌ／Ｌ）／ｄＴをαとするとき、前記反射鏡を形成する
材料のうち少なくとも１つの材料の膨張率βが α／３＜β＜３α，α≠β （２）の条件を満たすことを特徴とする。

【００３０】この場合、反射鏡を形成する材料のうち少
なくとも１つの材料の膨張率βが上記条件式（２）を満
たすので、反射鏡と鏡筒の膨張率を略一致させた状態と
できる。つまり、反射鏡で発生する熱によって焦点距離
が変化してもこれに合わせて鏡筒のサイズが変化するの
で、投影光学系の結像状態の変動を抑えることができ、
高精度の露光が可能となる。

【００３１】また、本発明の投影露光方法は、上記第１
〜４の投影露光装置を用いた投影露光方法であって、照
明光を生成する工程と、所定のパターンが形成されマス
クを前記第１面上に配置して前記照明光により照明する
工程と、前記反射屈折光学系を用いて、前記第１面上に
配置した前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第
２面上に配置した感光性基板上へ投影する工程とを含
む。

【００３２】この場合、上記第１〜４の投影露光装置を
用いるので、投影光学系の収差変動や結像状態の変動を
抑えることができ、高精度の露光が可能となる。また、
本発明の第５の投影露光装置は、第１面の像を第２面に
結像させる投影光学系を備える投影露光装置であって、
前記投影光学系は、反射面を持つ反射型光学部材または
反射面を含む屈折型光学部材を有し、前記反射面で光が
反射する方向と反対側の位置であって且つ前記光学部材
から３０ｍｍ以内の位置に前記光学部材に沿って配置さ
れた伝熱部材を備え、該伝熱部材と前記反射面との間の
少なくとも一部は、所定の気体で満たされることを特徴
とする。この場合、反射面を含む光学部材で発生する熱
を、所定の気体を介して伝熱部材へ逃がすことが可能と
なり、その結果、反射面を含む光学部材の熱変形を減少
させることができる。なお、前記所定の気体は、ヘリウ
ムガスを有することが好ましい。また、本発明の投影露
光方法は、上記第５の投影露光装置を用いた投影露光方
法であって、照明光を生成する工程と、所定のパターン
が形成されたマスクを前記第１面上に配置して前記照明
光により照明する工程と、前記投影光学系を用いて、前
記第１面上に配置したマスクの前記所定のパターンの像
を前記第２面上に配置した感光性基板上へ投影する工程
とを含む。この場合、上記第５の投影露光装置を用いて
いるため、投影光学系の収差変動や結像性能の変動を抑
えることができ、高精度の露光が可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の第１実施形態に係る投影露光装置の全体構成を概略的
に示す。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。

【００３４】図示の投影露光装置は、紫外領域の照明光
を供給するための光源として、例えばＦ₂レーザ（発振
中心波長１５７．６ｎｍ）を備えている。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
が形成されたマスク３を均一に照明する。

【００３５】なお、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偏向するための１つまたは複
数の折り曲げミラーが配置される。また、光源１と投影
露光装置本体とが別体である場合には、光源１からのＦ
₂レーザ光の向きを常に投影露光装置本体へ向ける自動
追尾ユニットや、光源１からのＦ₂レーザ光の光束断面
形状を所定のサイズ・形状に整形するための整形光学
系、光量調整部などの光学系が配置される。また、照明
光学系２は、例えば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、マスク３上での照
明領域のサイズ・形状を規定するための視野絞り、この
視野絞りの像をマスク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。さらに、光源１と照明光学系２
との間の光路はケーシング（不図示）で密封されてお
り、光源１から照明光学系２中の最もマスク側の光学部
材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリ
ウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されている。

【００３６】マスク３は、マスクホルダ４を介して、マ
スクステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されて
いる。マスク３には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し
且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）
のパターン領域が照明される。

【００３７】マスクステージ５は、図示を省略した駆動
系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿っ
て二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移
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。

【００３８】マスク３に形成されたパターンからの光
は、反射屈折型の投影光学系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。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、
マスク３上での矩形状の照明領域に光学的に対応するよ
うに、ウエハ９上ではＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ
方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン
像が形成される。

【００３９】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。

【００４０】また、図示の投影露光装置では、投影光学
系８を構成する光学部材のうち最もマスク側に配置され
た光学部材と最もウエハ側に配置された光学部材との間
で投影光学系８の内部が気密状態を保つように構成さ
れ、投影光学系８の内部の気体はヘリウムガスや窒素な
どの不活性ガスで置換されている。

【００４１】さらに、照明光学系２と投影光学系８との
間の狭い光路には、マスク３およびマスクステージ５な
どが配置されているが、マスク３およびマスクステージ
５などを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒
素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている。

【００４２】また、投影光学系８の直下の光路上には、
ウエハ９およびウエハステージ１１などが配置されてい
るが、ウエハ９およびウエハステージ１１などを密封包
囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガ
スなどの不活性ガスが充填されている。

【００４３】このように、光源１からウエハ９までの光
路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることの
ない雰囲気が形成されている。

【００４４】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）およびウエ
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。したがって、駆動系および干渉
計（７、１３）などを用いてマスク３およびウエハ９の
位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明領
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。

【００４５】図２は、図１の投影露光装置に組み込まれ
ている投影光学系８の構造を説明する図である。この投
影光学系８は、マスク３のパターンの一次像（中間像）
Ｉを形成するための第１結像光学系Ｋ１と、一次像Ｉか
らの光に基づいてマスクパターンの二次像を縮小倍率で
感光性基板であるウエハ９上に形成するための第２結像
光学系Ｋ２と、第２結像光学系Ｋ２を構成する裏面反射
鏡の温度上昇を防止するための伝熱部材である放熱板８
１とから構成されている。

【００４６】第１結像光学系Ｋ１は、マスク側から順
に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞り
Ｓと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成
されている。

【００４７】ここで、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側か
ら順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニス
カスレンズＬ11と、マスク側に非球面形状の凸面を向け
た正メニスカスレンズＬ12と、ウエハ側に非球面形状の
凹面を向けた正メニスカスレンズＬ13とから構成されて
いる。

【００４８】また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から
順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凹レン
ズＬ21と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸
レンズＬ22と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた正
メニスカスレンズＬ23と、ウエハ側に非球面形状の凹面
を向けた正メニスカスレンズＬ24とから構成されてい
る。

【００４９】第２結像光学系Ｋ２は、マスク側から順
に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ
中央に光透過部である開口部ＡＰを有する主鏡Ｍ１と、
屈折部材であるレンズ成分Ｌ２と、そのウエハ側のレン
ズ面上に設けられ且つ中央に光透過部である開口部ＡＰ
を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されて
いる。すなわち、別の観点によれば、副鏡Ｍ２とレンズ
成分Ｌ２とは裏面反射鏡を構成し、レンズ成分Ｌ２は裏
面反射鏡の屈折部（屈折部材）を構成している。

【００５０】ここで、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折
部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状
の凹面を向けた負メニスカスレンズ状に形成されてい
る。また、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凹面を
向けた形状に形成されている。

【００５１】なお、投影光学系８を構成するすべての光
学要素（Ｇ１、Ｇ２、Ｍ１、Ｍ２）は単一の光軸ＡＸに
沿って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像Ｉの形
成位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接し
て配置されている。

【００５２】本実施形態において、投影光学系８を構成
するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には螢石（Ｃ
ａＦ₂結晶）を使用している。また、裏面反射鏡（Ｍ
２、Ｌ２）は、螢石の裏面にアルミ膜をつけることによ
って形成されている。また、露光光であるＦ₂レーザ光
の発振中心波長は１５７．６ｎｍである。

【００５３】放熱板８１は、中央に開口８１ａを形成し
た円形のアルミニウム板であり、反射面Ｒ２を裏打ちす
るように取り付けられている。つまり、放熱板８１は、
裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）を鏡筒内で下方のウエハ９側
から支持しているが、この際、放熱板８１の支持面８１
ｂと反射面Ｒ２とは同一の曲率となっており、レンズ成
分Ｌ２の裏面に形成されたアルミ膜は支持面８１ｂに密
着する。これにより、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）内部、
特に反射面Ｒ２で発生した熱がアルミ膜を経て放熱板８
１に伝搬することになり、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の
みの温度が周囲に比較して上昇することや、裏面反射鏡
（Ｍ２、Ｌ２）内部に温度分布が形成されることを簡易
に防止できる。なお、開口８１ａは、反射面Ｒ２の開口
部ＡＰを遮蔽しないように設けられている。

【００５４】ここで、放熱板８１の熱伝導率について説
明する。裏面反射鏡を構成するレンズ成分Ｌ２は螢石で
できているので、その熱伝導率は１０．３Ｗｍ^-1Ｋ^-1で
ある。また、アルミ製の放熱板８１の熱伝導率は、２３
６Ｗｍ^-1Ｋ^-1である。裏面反射による吸収は１０％程度
であり、１％程度である透過による吸収に比較して大き
いが、上記のように放熱板８１の熱伝導率の方がレンズ
成分Ｌ２の熱伝導率よりも１０倍以上大きいので、レン
ズ成分Ｌ２の裏面反射で発生した熱の大部分は放熱板８
１に伝わって発散される。

【００５５】なお、裏打ちする放熱板８１の材質は、レ
ンズ成分Ｌ２の材料（この場合、螢石）より熱伝導率の
良いものならどれでもよく、大部分の金属がこの条件を
満たしている。

【００５６】さらにまた、第２結像光学系Ｋ２を構成す
る反射鏡である主鏡Ｍ１において、反射面Ｒ１で発生す
る熱による温度上昇を防止するために、裏面反射鏡（Ｍ
２，Ｌ２）への放熱板８１の取り付けと同様に伝熱部材
を主鏡Ｍ１にマスク３側から裏打ちするように取り付け
ても良い。

【００５７】以上の説明から明らかなように、本実施形
態では、マスク３のパターンからの光が、第１結像光学
系Ｋ１を介して、マスクパターンの一次像（中間像）Ｉ
を形成する。一次像Ｉからの光は、主鏡Ｍ１の中央開口
部ＡＰおよびレンズ成分Ｌ２を介して副鏡Ｍ２で反射さ
れ、副鏡Ｍ２で反射された光はレンズ成分Ｌ２を介して
主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射された光は、レ
ンズ成分Ｌ２および副鏡Ｍ２の中央開口部ＡＰを介して
ウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮小倍率で形
成する。この際、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２をレンズ成分Ｌ
２よりも熱伝導率が大きい放熱板８１で裏打ちしている
ので、比較的発熱の多い裏面反射面である反射面Ｒ２で
発生した熱は、レンズ成分Ｌ２よりも放熱板８１に逃げ
易くなる。よって、レンズ成分Ｌ２の熱的変形等が減少
し、高精度の結像が可能になる。（第２実施形態）以下、本発明の第２実施形態に係る投
影露光装置を説明する。本実施形態の露光装置は、第１
実施形態の投影露光装置の変形例であるので、同一の部
分については同一の符号を付して重複説明を省略する。

【００５８】図３は、第２実施形態の投影露光装置に組
み込まれている投影光学系８の構造を説明する図であ
る。投影光学系８を構成するレンズ等の光学要素Ｌ11〜
Ｌ13、Ｌ21〜Ｌ24、Ｌ２、Ｍ１、Ｍ２自体は第１実施形
態の場合と同一であるが、副鏡Ｍ２の裏面に密着する放
熱板８１の裏面にさらにクーラー８２を設けている。

【００５９】図４は、副鏡Ｍ２の周辺を拡大して示した
図である。図からも明らかなように、反射面Ｒ２を裏打
ちする放熱板８１は、第１実施形態の場合よりも薄くな
っており、その裏面には円板状のクーラー８２が張り付
けられている。クーラー８２は、例えばペルチエ素子等
の多数の冷却素子からなり、放熱板８１を裏面側から冷
却する。クーラー８２には、温度モニターを組み込んで
あるので、放熱板８１が加熱されてもこれを所望温度ま
で速やかに冷却することができる。

【００６０】本実施形態の投影光学系でも、副鏡Ｍ２の
反射面Ｒ２をレンズ成分Ｌ２よりも熱伝導率が大きい放
熱板８１で裏打ちしているので、比較的発熱の多い裏面
反射の反射面Ｒ２で発生した熱は、レンズ成分Ｌ２より
も放熱板８１に逃げ易くなる。この際、クーラー８２に
よって放熱板８１を常時一定温度まで冷却しているの
で、レンズ成分Ｌ２の温度変化がさらに減少し、より高
精度の結像が可能になる。（第３実施形態）以下、本発明の第３実施形態に係る投
影露光装置を説明する。本実施形態の露光装置も、第１
実施形態の投影露光装置の変形例である。

【００６１】図５は、第３実施形態の投影露光装置に組
み込まれている投影光学系８の構造を説明する図であ
る。投影光学系８を構成するレンズ等の光学要素Ｌ11〜
Ｌ13、Ｌ21〜Ｌ24、Ｍ１、Ｍ２自体は第１実施形態の場
合と同一であるが、裏面反射鏡を構成するレンズ成分Ｌ
２のマスク３側の屈折面ＲＳａと、そのウエハ９側の開
口部ＡＰにおける屈折面ＲＳｂとに、ＭｇＦ₂の単層コ
ートのみを施している。さらに、両屈折面ＲＳａ、ＲＳ
ｂで発生する意図しない反射光によってフレアーが発生
することを防止するため、両開口部ＡＰの間に遮光板８
３を配置している。この遮光板８３は図示を省略する鏡
筒側から延びる線状の支持部材によって主鏡Ｍ１や副鏡
Ｍ２に対して位置決めされ固定されている。

【００６２】本実施形態においては、図からも明らかな
ように、レンズ成分Ｌ２を露光光が３回通過することに
なる。特に、ウエハ９側の屈折面ＲＳｂの透過に際して
は、光束が絞られている。仮に、レンズ成分Ｌ２の表面
及び裏面の透過面である屈折面ＲＳａ、ＲＳｂに吸収率
の大きい反射防止コートが施されているとするならば、
屈折面ＲＳａの反射防止コートによる吸収は一回通過の
場合に比較して３倍となり、さらに屈折面ＲＳｂでは比
較的高い面密度で発熱が起きる。

【００６３】これを防止するため、本実施形態では、屈
折部材であるレンズ成分Ｌ２の両屈折面ＲＳａ、ＲＳｂ
にＭｇＦ₂の単層コートのみを施すことによって、両屈
折面ＲＳａ、ＲＳｂでの吸収を最低限に抑えている。但
し、両屈折面ＲＳａ、ＲＳｂに単層コートを施すと、意
図しない反射光によってフレアーの発生量がやや大きく
なるので、主鏡Ｍ１と副鏡Ｍ２の間に遮光板８３を配置
してフレアーの集中を避けている。このような遮光板８
３は、主鏡Ｍ１や副鏡Ｍ２で反射されることなく直進す
る露光光を遮るために光軸上に必要となる中心遮蔽部材
としても機能する。（第４実施形態）以下、本発明の第４実施形態に係る投
影露光装置を説明する。本実施形態の露光装置も、第１
実施形態の投影露光装置の変形例である。

【００６４】図６は、第４実施形態の投影露光装置に組
み込まれている投影光学系８の構造を説明する図であ
る。投影光学系８は、マスク３の中間像を形成するため
の屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、前記中間像からの光
に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に
形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２と、第
１及び第２結像光学系Ｋ１、２を位置決めして保持する
鏡筒８５とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１
は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１
と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有
し、第２結像光学系Ｋ２は、マスク３側から順に、ウエ
ハ９側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ中央に
開口部ＡＰを有する主鏡Ｍ１と、屈折部材であるレンズ
成分Ｌ２と、そのウエハ９側のレンズ面上に設けられ且
つ中央に開口部ＡＰを有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ
２とから構成されている。なお、副鏡Ｍ２とレンズ成分
Ｌ２とは裏面反射鏡を構成している。

【００６５】図６の投影光学系において、第１レンズ群
Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凹
面を向けた正メニスカスレンズＬ11と、マスク側に非球
面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ12と、マス
ク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
13と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ14とから構成されている。

【００６６】また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から
順に、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカ
スレンズＬ21と、マスク側に非球面形状の凹面を向けた
正メニスカスレンズＬ22と、マスク側の面が非球面形状
に形成された両凸レンズＬ23と、ウエハ側の面が非球面
形状に形成された両凸レンズＬ24とから構成されてい
る。

【００６７】さらに、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折
部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状
の凹面を向けた両凹レンズ状に形成されている。また、
副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凸面を向けた形状
に形成されている。

【００６８】ここで、各レンズＬ11〜Ｌ13、Ｌ21〜Ｌ24
は、上記第１〜第３実施形態の場合と同様に、螢石で形
成されている。また、レンズ成分Ｌ２も螢石で作製され
ている。さらに、主鏡Ｍ１はチタン製であり、鏡筒８５
は、ステンレス製である。

【００６９】次の表１に、第４実施形態の投影露光装置
の投影光学系の諸元の値を掲げる。表１において、λは
露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口
数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれ
ぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面
から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿っ
たマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非
球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸
上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対す
る屈折率をそれぞれ示している。

【００７０】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。したがって、面間隔ｄの符号
は、裏面反射面Ｒ２から表面反射面Ｒ１までの光路中で
は負とし、その他の光路中では正としている。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。

【００７１】また、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Ｃ_n としたとき、以下の数式（ａ）
で表される。

【００７２】ｚ＝（ｙ²／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2〕＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰ ＋Ｃ₁₂・ｙ¹²＋Ｃ₁₄・ｙ¹⁴ …（ａ）なお、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右
側に＊印を付している。

【００７３】

【表１】（主要諸元） λ＝１５７．６ｎｍ β＝０．２５００ＮＡ＝０．７５ φ＝２６．４ｍｍ（光学部材諸元）面番号ｒｄｎ（マスク面） 90.0000 1* -1040.1889 16.8787 1.5600000（レンズＬ11） 2 -284.5252 441.0860 3* 248.9993 31.6042 1.5600000（レンズＬ12） 4 1868.1161 86.0264 5* -256.4757 15.0000 1.5600000（レンズＬ13） 6 -1079.5886 1.0001 7* 160.4237 39.0505 1.5600000（レンズＬ14） 8 1268.4783 3.7000 9 ∞ 70.0471 （開口絞りＳ） 10* -129.2757 15.0000 1.5600000（レンズＬ21） 11 -277.5549 78.6066 12* -1494.7189 45.0000 1.5600000（レンズＬ22） 13 -238.2212 91.8347 14* 365.9254 18.9298 1.5600000（レンズＬ23） 15 -701.6534 129.1513 16 4243.7172 16.9695 1.5600000（レンズＬ24） 17* -216.4772 290.1728 18* -2125.3388 59.9425 1.5600000（レンズ成分Ｌ２） 19 5996.9618 -59.9425 1.5600000（裏面反射面Ｒ２） 20* -2125.3388 -230.3293 21 350.1412 230.3293 1.5600000（表面反射面Ｒ１） 22* -2125.3388 59.9425 1.5600000（レンズ成分Ｌ２） 23 5996.9618 10.0000 （ウエハ面）（非球面データ）ｒ κ Ｃ₄ １面 -1040.1889 0.00000 8.50114×10^-9 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 9.40854×10^-14 3.85092×10^-18 -5.46679×10^-22 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 0.00000 0.0000 0 ｒ κ Ｃ₄ ３面 248.9993 0.00000 -1.42904×10^-10 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 6.60616×10^-14 3.65786×10^-18 -1.09842×10^-22 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 4.97484×10^-27 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ ５面 -256.4757 0.00000 5.80903×10^-9 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 1.21604×10^-13 1.20391×10^-17 1.45440×10^-22 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 6.87071×10^-27 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ ７面 160.4237 0.00000 -6.83384×10^-9 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 5.93636×10^-13 6.46685×10^-18 5.93586×10^-22 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 9.08641×10^-26 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ １０面 -129.2757 0.00000 -1.19158×10^-8 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 5.20234×10^-12 1.68410×10^-16 6.16591×10^-21 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ -3.28458×10^-25 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ １２面 -1494.7189 0.00000 3.04547×10^-8 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -2.21766×10^-12 1.10527×10^-16 -3.25713×10^-21 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 1.29445×10^-25 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ １４面 365.9254 0.00000 -3.76800×10^-8 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 1.05958×10^-13 -2.08225×10^-17 1.53887×10^-21 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ -1.62147×10^-25 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ １７面 -216.4772 0.00000 1.07160×10^-8 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -1.20868×10^-13 -2.81385×10^-18 2.81683×10^-21 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 0.00000 0.00000 ｒ κ Ｃ₄ １８面 -2125.3388 91.723346 5.77862×10^-10 ２０面Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ ２２面 -2.56941×10^-14 1.81191×10^-18 -4.17947×10^-23 Ｃ₁₂ Ｃ₁₄ 1.10317×10^-27 -1.11337×10^-32 以下では、レンズ成分Ｌ２に生じる不均一な温度分布を
回避する手段について説明する。レンズ成分Ｌ２と副鏡
Ｍ２とからなる裏面反射鏡においては、透過光束と反射
光束が存在し、透過光束は開口部ＡＰを境として内側の
光軸部分を通り、反射光束は開口部ＡＰを境として外側
を通る。この場合、透過光の面密度が反射光の面密度よ
り著しく大きくなると、透過光が吸収される光軸付近の
温度のみが上がって、屈折率むらが生じ好ましくない。
これを防止するためには、透過面における透過光の面密
度が反射面における反射光の面密度より著しく大きくな
らないように設定すればよい。

【００７４】ここで、レンズ成分Ｌ２の反射面Ｒ２に入
射するときの有効半径をφ1、吸収率をＳ1とし、開口部
ＡＰに対応する透過面に入射するときの有効半径をφ
2、吸収率Ｓ2とする。さらに、反射直前にレンズ成分Ｌ
２に入射する全エネルギー量をＥ1とし、その入射面が
ほぼ円形であるとすると、反射面Ｒ２に発生する熱の面
密度ＤＲは、ＤＲ＝Ｅ1×Ｓ1／π（φ1²−φ2²）となる。また、開口部ＡＰに対応する透過面に発生する
熱の面密度ＤＴは、透過直前にレンズ成分Ｌ２に入射す
る全エネルギー量をＥ2としてＤＴ＝Ｅ2×Ｓ2／πφ2² となる。ここで、途中の吸収によって若干の差はあるも
ののＥ1≒Ｅ2と考えることができるので、開口部ＡＰに
対応する透過面における発熱の面密度ＤＴが、反射面Ｒ
２における発熱の面密度ＤＲよりも著しく大きくならな
い条件をＤＴ＜３ＤＲとして、Ｓ2／φ2²＜３Ｓ1／（φ1²−φ2²）（１）の関係が満たされるならば、反射面Ｒ２と開口部ＡＰの
透過面とにおける面平均発熱量が同程度となり、レンズ
成分Ｌ２に不均一な温度分布が発生することを防止でき
る。

【００７５】上記実施例の光学系では、反射面Ｒ２の有
効半径φ1は１２５ｍｍ、開口部ＡＰの有効半径φ2は２
６ｍｍである。また、反射時の吸収率Ｓ1は１０％、透
過時の吸収率は１％である。よって、反射面に関する３
Ｓ1／（φ1²−φ2²）＝１／４９８３０となり、透過面
に関するＳ2／φ2²＝１／６７６００となって、上記関
係式（１）を満たしている。

【００７６】次に、レンズ成分Ｌ２等を含む投影光学系
８全体に生じる温度上昇が結像状態に与える影響を低減
する手段について説明する。

【００７７】投影光学系８全体の温度が変化した場合、
投影光学系８を構成する要素すべてが同一の比率で膨張
若しくは伸縮すれば、結像位置のずれは生じても投影光
学系８としての結像特性は変化しなくなる。具体的に
は、投影光学系８を組み立てている鏡筒８５の熱膨張率
（ｄＬ／Ｌ）／ｄＴをαとするとき、少なくとも１個乃
至全ての光学要素、特に反射鏡を形成する材料の膨張率
βが α／３＜β＜３α，α≒β （２）を満たすならば、温度変化による収差変動が比較的小さ
くなるものと考えられる。

【００７８】一般に、投影光学系全体が温度変化する場
合、屈折部材を保持する鏡筒自体が膨張する影響、屈折
部材の温度変化によって屈折率が変化する影響、及び屈
折部材が膨張して、形状が変化する影響が考えられる。
そのため、屈折光学系では、これらの要素が組み合わさ
って収差が発生する。しかし、本実施形態のような反射
屈折光学系では、反射面が倍率を決めている場合が多
い。このような光学系では、屈折部材の影響が反射面に
比べて小さくなり、温度変化の影響が大部分において反
射面と鏡筒とによって決まる。このような場合、鏡筒材
料と反射鏡材料との膨張率が近ければ、全体に温度変化
したとしても投影光学系は全体に拡大するだけになり、
物***置や像位置さえ調整すれば、収差はほとんど発生
しないことになる。ただし、鏡筒材料自体は強度の強い
物が望ましいので材料は限られている。

【００７９】以上の考察から、上記条件式（２）を満た
すように、主鏡Ｍ１（好ましくは主鏡Ｍ１及びレンズ成
分Ｌ２）を構成する材料の膨張率が鏡筒８５を構成する
材料の膨張率と近くなるように材料を選択すれば、温度
による収差変動は少なくなる。なお、上記条件（２）を
満たさない場合、反射部材と鏡筒部材の膨張率差が大き
く異なるため、温度に変化に伴ってより大きな収差が発
生する。

【００８０】なお、より望ましくは、反射鏡を形成する
材料の膨張率βが α／２＜β＜２，α≒β （３）の条件式をみたせば、いっそう温度変動は少なくなり好
ましい。

【００８１】上記実施形態の光学系では、鏡筒８５はス
テンレス鋼でできており、その線膨張率は１４．７ｐｐ
ｍ／Ｋである。一方、主鏡Ｍ１はチタンでできており、
反射用にアルミ膜が蒸着されている。ここで、チタンの
線膨張率は８．６ｐｐｍ／Ｋであり、上記条件式（２）
を満たしている。これによって、投影光学系８全体が温
度変化した場合であっても、発生する収差変動を少なく
できる。なお、裏面反射鏡を構成するレンズ成分Ｌ２は
螢石であり、その線膨張率は１９ｐｐｍ／Ｋ）であり、
これも条件式（２）を満たしているが、この実施例の投
影光学系８では殆ど主鏡Ｍ１によって倍率が決まってい
るので、レンズ成分Ｌ２の温度変化の影響は主鏡Ｍ１の
場合に比較して小さい。

【００８２】さて、上述の第１〜第４実施形態の投影露
光装置は、以下の手法により製造することができる。

【００８３】まず、１８０ｎｍよりも短い中心波長の照
明光によってマスク３上のパターンを照明するための照
明光学系２を準備する。具体的には、例えば中心波長が
１５７．６ｎｍのＦ₂レーザ光を用いてマスクパターン
を照明する照明光学系２を準備する。このとき、照明光
学系２は、所定の半値全幅以内のスペクトル幅の照明光
を供給するように構成される。

【００８４】次いで、マスク上のパターンの像を感光性
基板上の感光面に結像するための投影光学系８を準備す
る。投影光学系８を準備することは、複数の屈折性光学
素子や反射鏡などを準備して、これら複数の屈折性光学
素子などを組み上げることを含むものである。そして、
これらの照明光学系２および投影光学系８を前述の機能
を達成するように電気的、機械的または光学的に連結す
ることにより、各実施形態にかかる投影露光装置を製造
することができる。

【００８５】また、上述の各実施形態では、投影光学系
を構成する屈折性の光学部材の材料として螢石すなわち
ＣａＦ₂（フッ化カルシウム）を使用しているが、この
ＣａＦ₂に加えて、あるいはＣａＦ₂に代えて、例えばフ
ッ化バリウム、フッ化リチウム、およびフッ化マグネシ
ウムなどのフッ化物の結晶材料やフッ素がドープされた
石英を使用してもよい。ただし、マスクを照明する照明
光において十分な狭帯化が可能であるならば、投影光学
系は単一種類の光学材料で構成することが好ましい。さ
らに、投影光学系の製造のし易さや製造コストを考える
と、投影光学系はＣａＦ₂のみで構成されることが好ま
しい。なお、線膨張計数を考慮した上で屈折性の光学部
材の材料を選択することもできる。

【００８６】さらに、上述の各実施形態では、光源１と
してＦ₂レーザを用い、狭帯化装置によりそのスペクト
ル幅を狭帯化しているが、その代わりに、１５７ｎｍに
発振スペクトルを持つＹＡＧレーザなどの固体レーザの
高調波を用いるようにしても良い。また、ＤＦＢ半導体
レーザまたはファイバーレーザから発振される赤外域ま
たは可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム
（またはエルビウムとイッテルビウムとの両方）がドー
プされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を
用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。な
お、単一波長発振レーザとしては、例えばイッテルビウ
ム・ドープ・ファイバーレーザを用いる。

【００８７】このように、レーザ光源からの高調波を使
用する場合には、この高調波自体が十分に狭帯化された
スペクトル幅（例えば０．０１ｐｍ程度）であるので、
上述の各実施形態の光源１の代わりに用いることができ
る。

【００８８】さて、本発明は、ウエハ上の１つのショッ
ト領域へマスクパターン像を一括的に転写した後に、投
影光学系８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）や、ウエハの各ショット領
域への露光時にマスクとウエハとを投影光学系８に対し
て投影倍率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）の双方に適用する
ことができる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式
では、スリット状（細長い矩形状）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８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。

【００８９】次に、上記第１〜第４実施形態の投影露光
装置を用いてステップ・アンド・スキャン方式でウエハ
上に所定の回路パターンを形成する際の動作の一例につ
き図７のフローチャートを参照して説明する。先ず、図
７のステップＳ１において、１ロットのウエハ上に金属
膜が蒸着される。ステップＳ２において、その１ロット
のウエハ９上の金属膜状にフォトレジストが塗布され
る。その後、ステップＳ３において、第１〜第４実施形
態の投影光学系８を備えた図１の投影露光装置を用い
て、レチクル３上のパターンの像がその投影光学系８を
介して、その１ロットのウエハ９上の各ショット領域に
順次露光転写される。そして、ステップＳ４において、
その１ロットのウエハ９上のフォトレジストの現像が行
われた後、ステップＳ５において、その１ロットのウエ
ハ９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、レチクルＲ上のパターンに対応する
回路パターンが、各ウエ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。

【００９０】ところで、上述の各実施形態では、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。（第５実施形態）以下、本発明の第５実施形態に係る投
影露光装置を説明する。

【００９１】図８は、第５実施形態の投影露光装置を概
略的に示す。この投影露光装置は、軟Ｘ線領域の放射光
（ＥＵＶ光）を露光光として用い、投影光学系として反
射面のみからなる反射光学系を用いている。

【００９２】図８において、床Ｆ上のクリーンルーム内
に、例えば１３ｎｍの放射光を供給するＥＵＶ光源を含
む照明系４０と、レチクルＲを保持するレチクルステー
ジ系５０と、レチクルＲの像をウエハＷ上に縮小投影す
る投影光学系６０と、ウエハＷを保持するウエハステー
ジ系７０とを有する投影露光装置が設置されている。

【００９３】この投影露光装置を支持するために、床Ｆ
上にコラム３０Ａ、３０Ｂ及びコラム３１が固定されて
いる。両コラム３０Ａ、３０Ｂの上部は、天井板３０Ｃ
によって連結されている。照明系４０は、コラム３１に
よって支持されている。コラム３０Ａ、３０Ｂの上部に
接続された天井板３０Ｃは、図示なきレチクルステージ
ベースを支持し、このレチクルステージベースには、レ
チクルステージ系５０が図中Ｘ方向に沿って移動可能と
なるように載置されている。

【００９４】また、コラム３０Ａ及び３０Ｂの中央下寄
りに接続された支持板３２は、中央に開口部を有する。
投影光学系６０は、支持板３２の開口部内に、投影光学
系６０の鏡筒６１に設けられたフランジ６１ａを介して
支持されている。

【００９５】ウエハステージ系７０を載置しているウエ
ハ定盤７１は、腕７２Ａ、７２Ｂを介して支持板３２に
接続されている。ウエハステージ系７０も、図中Ｘ方向
に沿って移動可能となっている。

【００９６】投影光学系６０は、光軸ＡＸに沿って配置
された４枚のミラーＭ５１〜Ｍ５４を有し、これら各ミ
ラーＭ５１〜Ｍ５４は、ミラー保持部材６２Ａ〜６２Ｄ
にそれぞれ保持されている。そして、各ミラーＭ５１〜
Ｍ５４の光軸ＡＸ方向の位置決めを行うために、各ミラ
ー保持部材６２Ａ〜６２Ｄの間隔を決定するためのスペ
ーサ６３Ａ〜６３Ｅが設けられている。鏡筒６１の内部
においては、ミラー保持部材６２Ａ〜６２Ｄとスペーサ
６３Ａ〜６３Ｅとが交互に積み重ねられている。

【００９７】投影露光装置の全体の動作について説明す
る。照明系４０からのＥＵＶ光は、レチクルステージ系
５０によって走査されるレチクルＲに入射する。レチク
ルＲからの反射光は、投影光学系６０に入射し、ミラー
Ｍ５１〜Ｍ５４を経てウエハＷに入射して、レチクルＲ
の縮小像がウエハＷに投影される。この際、ウエハステ
ージ系７０もレチクルＲの走査に同期して走査され、走
査露光が可能になる。

【００９８】本実施形態において、各ミラーＭ５１〜Ｍ
５４は、例えばベリリウムで形成されており、鏡筒６
１、ミラー保持部材６２Ａ〜６２Ｄ、及びスペーサ６３
Ａ〜６３Ｅは、例えば真鍮で形成されている。

【００９９】また、レチクルステージ系５０を支持する
ことによって間接的にレチクルＲの光軸ＡＸ方向での位
置決めを行っており、かつウエハステージ系７０を支持
することによって間接的にウエハＷの光軸ＡＸ方向の位
置決めを行っているコラム３０Ａ、３０Ｂ、天井板３０
Ｃ、支持板３２、及び腕７２Ａ、７２Ｂは、例えばステ
ンレスで形成されている。

【０１００】ここで、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の材料であ
るベリリウムの線膨張率は、１１．３ｐｐｍ／Ｋであ
る。また、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の光軸ＡＸ方向の位置
決めを行うための鏡筒６１等の部材の材料である真鍮の
線膨張率は、１７．５ｐｐｍ／Ｋである。さらに、レチ
クルＲやウエハＷの光軸ＡＸ方向の位置決めを行うため
のコラム３０Ａ、３０Ｂ等の部材の材料であるステンレ
スの線膨張率は、１４．７ｐｐｍ／Ｋである。

【０１０１】つまり、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の材質と鏡
筒６１等の材質とは異なるが、第４実施形態で説明した
条件式（２）、（３）を満たすものとなっており、温度
変化に伴う収差変動を低減できる。

【０１０２】また、レチクルＲやウエハＷの位置決めを
行うコラム３０Ａ、３０Ｂ等に関しても、条件式
（２）、（３）を満たすものとなっている。これによ
り、レチクルステージ系５０やウエハステージ系７０に
よって物像間距離を移動せずとも、温度変化による収差
変動を簡易に低減できる。

【０１０３】以上の説明では、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の
材質と、鏡筒６１等の材質と、コラム３０Ａ、３０Ｂ等
の材質とがすべて条件式（２）、（３）を満足するもの
として説明したが、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の材料と、こ
れらミラーＭ５１〜Ｍ５４の光軸ＡＸ方向の位置決めを
行うための鏡筒６１等の部材の材料とについては、条件
式（２）、（３）を満足しないものとすることもでき
る。この場合、ミラーＭ５１〜Ｍ５４の温度変動を検出
する温度センサを投影光学系６０内に設け、この温度セ
ンサの出力データに基づいてレチクルステージ系５０や
ウエハステージ系７０のうち少なくとも一方を駆動し、
物像間距離を収差変動が低減できる距離に変更する。こ
の構成によっても、温度変化による収差変動を低減でき
る。

【０１０４】（第６実施形態）図９は、第６実施形態に
係る投影露光装置の投影光学系の裏面鏡（Ｍ２，Ｌ２）
の周辺を拡大した図である。第６実施形態では、裏面鏡
（Ｍ２，Ｌ２）の反射面と裏側に、３ｍｍ離れて、裏面
鏡（Ｍ２，Ｌ２）の形状にほぼ沿って伝熱部材Ｈが配さ
れている。なお、伝熱部材Ｈの曲率と裏面鏡（Ｍ２，Ｌ
２）の反射面の曲率とが完全に一致する必要はなく、全
面で裏面鏡（Ｍ２，Ｌ２）と伝熱部材Ｈとの距離が３０
ｍｍ以内であれば良い。裏面鏡（Ｍ２，Ｌ２）は本実施
形態では１５７ｎｍの露光光を用いているので螢石で形
成されている。伝熱部材Ｈは熱伝導率の良いもの、例え
ば、真鍮、アルミ合金、チタン合金等が好ましく、本実
施形態では、真鍮が用いられている。該伝熱部材Ｈはさ
らに不図示のボディー等の熱伝導率が良く熱容量の大き
い部材に接続されており、伝熱部材自体の温度も上がら
ないように構成されている。また、裏面鏡（Ｍ２，Ｌ
２）と伝熱部材Ｈとの間は熱伝導の良い気体、例えばヘ
リウム（Ｈｅ）で満たされていることが好ましい。

【０１０５】（第７実施形態）図１０は、第７実施形態
に係る投影露光装置の投影光学系の反射鏡Ｍ１の周辺を
拡大した図である。第７実施形態では、反射鏡Ｍ１の裏
側に、５ｍｍ離れて、反射鏡Ｍ１の形状にほぼ沿って伝
熱部材Ｈが配されている。なお、伝熱部材Ｈの曲率と裏
面鏡Ｍ１の反射面の曲率とが完全に一致する必要はな
く、全面で反射鏡Ｍ１と伝熱部材Ｈの距離が３０ｍｍ以
内であれば良い。本実施形態の露光光は１５７ｎｍであ
り、反射鏡の材料としては反射膜との相性からＢＫ７が
用いられている。伝熱部材Ｈとしては熱伝導率の良いも
のが好ましく、本実施形態ではステンレスが用いられて
いる。該伝熱部材Ｈはさらに不図示の強制冷却手段、例
えば水冷クーラー等に接続され、伝熱部材自体の温度も
上がらないように構成されている。また、裏面鏡Ｍ１と
伝熱部材Ｈとの間は純度の高い窒素で満たされている。

【０１０６】（第８実施形態）図１１は、本発明の第８
実施形態に係る投影露光装置の全体的な概略図である。
この第８実施形態は、第１実施形態の変形例である。図
１１において、投影光学系は、投影原板としてのレチク
ルＲ上のパターンの中間像を形成する反射屈折型の第１
結像光学系Ｋ１と、第１結像光学系Ｋ１による中間像の
像をワークとしてのウェハＷ上に再結像させる屈折型の
第２結像光学系Ｋ２とを有している。

【０１０７】レチクルＲと第１結像光学系Ｋ１との間の
光路中には、光路を９０°だけ偏向させるための光路折
り曲げ用の反射鏡Ｍ１が配置されており、第１結像光学
系Ｋ１と第２結像光学系Ｋ２との間の光路中、すなわち
中間像の近傍には、光路を９０°だけ偏向させるための
光路折り曲げ用の反射鏡Ｍ２が配置されている。これら
の反射鏡Ｍ１，Ｍ２は、光路折り曲げ部材９１上に設け
られている。

【０１０８】また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸Ａｘ２
に沿って配置された複数のレンズ成分と凹面反射鏡ＣＭ
とを有しており、ほぼ等倍またはやや縮小倍率のもとで
中間像を形成する。第２結像光学系Ｋ２は、光軸Ａｘ２
と直交する光軸Ａｘ３上に沿って配置された複数のレン
ズ成分及びコヒーレンスファクタを制御するための可変
開口絞りＡＳを有しており、中間像からの光に基づいて
縮小倍率のもとで中間像の像、すなわち２次像を形成す
る。

【０１０９】第１結像光学系Ｋ１の光軸Ａｘ２は光路折
り曲げ用反射鏡Ｍ１によって９０°折り曲げられて、レ
チクルＲと反射鏡Ｍ１との間に光軸Ａｘ１を定義してい
る。本実施形態では、光軸Ａｘ１と光軸Ａｘ３とは互い
に平行であるが、一致はしていない。

【０１１０】なお、第８実施形態の投影光学系において
は、光軸Ａｘ１に沿って単数または複数のレンズ成分を
配置しても良い。また、光軸Ａｘ１と光軸Ａｘ３とを互
いに一致するように配置しても良い。また、光軸Ａｘ１
と光軸Ａｘ２とのなす角度を９０°とは異なる角度、好
ましくは凹面反射鏡ＣＭを反時計回りに回転させた角度
としても良い。このとき、反射鏡Ｍ２での光軸の折り曲
げ角度を、レチクルＲとウェハＷとが平行となるように
設定することが好ましい。

【０１１１】第８実施形態においては、放熱板９２が凹
面鏡ＣＭの裏面側に取り付けられており、放熱部材９１
上に上記反射鏡Ｍ１，Ｍ２が取り付けられている。凹面
鏡ＣＭ及び反射鏡Ｍ１，Ｍ２により発生する熱は、放熱
部材９１及び放熱板９２を介して逃がすことが可能であ
る。これにより、凹面鏡ＣＭ及び反射鏡Ｍ１，Ｍ２の熱
変形等が減少し、高精度な露光が可能となる。

【０１１２】（第９実施形態）図１２は、本発明の第９
実施形態に係る投影露光装置の全体的な概略図である。
この第９実施形態は、第１実施形態の変形例である。

【０１１３】図１２において、投影光学系は、投影原板
としてのレチクルＲ上のパターンの中間像を形成する反
射屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、第１結像光学系Ｋ１
による中間像の像をワークとしてのウェハＷ上に再結像
させる屈折型の第２結像光学系Ｋ２とを有している。こ
こで、第１結像光学系Ｋ１と第２結像光学系との間の光
路中には、光路を９０°だけ偏向させるための光路折り
曲げ用の反射面を備えた光路折り曲げ部材（反射鏡）Ｍ
１と、光路を９０°だけ偏向させるための光路折り曲げ
用の反射面を備えた光路折り曲げ部材（反射鏡）Ｍ２と
が配置されている。

【０１１４】第１結像光学系Ｋ１は、光軸Ａｘ１に沿っ
て配置された複数のレンズ成分及び凹面鏡ＣＭを有して
おり、ほぼ等倍あるいはやや縮小倍率でレチクルＲの中
間像を第１光路折り曲げ鏡としての反射鏡１の近傍に形
成する。第２結像光学系は、光軸Ａｘ３にそって配置さ
れた複数のレンズ成分を有しており、中間像からの光に
基づいて、中間像の像（２次像）をウェハＷ上に縮小倍
率で形成する。ここで、反射鏡Ｍ１及び反射鏡Ｍ２が互
いに直交するような角度で配置されているため、第１及
び第２結像光学系Ｋ１，Ｋ２の光軸Ａｘ１，Ａｘ３は互
いに平行となり、レチクルＲとウェハＷとも互いに平行
となる。

【０１１５】なお、第９実施形態において、光路折り曲
げ用の反射鏡Ｍ１，Ｍ２の間の光路中に、単数あるいは
複数のレンズ成分を光軸Ａｘ２に沿って配置しても良
い。

【０１１６】第９実施形態においては、放熱板９２が反
射鏡Ｍ１，Ｍ２のそれぞれに取り付けられており、反射
鏡Ｍ１，Ｍ２により発生する熱は、放熱板９２を介して
逃がすことが可能である。これにより、反射鏡Ｍ１，Ｍ
２の熱変形等が減少し、高精度な露光が可能となる。

【０１１７】（第１０実施形態）図１３は、本発明の第
１０実施形態に係る投影露光装置の全体的な概略図であ
る。この第１０実施形態は、第６実施形態の変形例であ
る。

【０１１８】図１３において、投影光学系は、投影原板
としてのレチクルＲ上のパターンの中間像を形成する屈
折型の第１結像光学系Ｋ１と、第１結像光学系Ｋ１によ
る中間像の像（２次像）を再結像する反射屈折型の第２
結像光学系Ｋ２と、第２結像光学系Ｋ２による２次像を
ワークとしてのウェハＷ上に再結像させる屈折型の第３
結像光学系Ｋ３とを有している。ここで、第１結像光学
系Ｋ１と第２結像光学系Ｋ２との間の光路中には、光路
を９０°だけ偏向させるための光路折り曲げ用の反射鏡
Ｍ１が配置されており、第２結像光学系Ｋ２と第３結像
光学系Ｋ３との間の光路中には、光路を９０°だけ偏向
させるための光路折り曲げ用の反射鏡Ｍ２が配置されて
いる。

【０１１９】ここで、反射鏡Ｍ１，Ｍ２の裏面から３０
ｍｍ以内の位置に放熱部材９１が配置されており、これ
ら反射鏡Ｍ１，Ｍ２及び放熱部材９１の間の空間には、
ヘリウムガスが所定の流速・流量のもとで流されてい
る。

【０１２０】また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸Ａｘ１
に沿って配置された複数のレンズ成分を有しており、約
１／１．５倍〜１／３程度の縮小倍率のもとで中間像を
形成する。第２結像光学系Ｋ２は、光軸Ａｘ２に沿って
配置された単数または複数のレンズ成分と凹面鏡ＣＭと
を有しており、ほぼ等倍のもとで、第１結像光学系によ
る中間像の像（２次像）を形成する。

【０１２１】ここで、凹面鏡ＣＭの裏面から３０ｍｍ以
内の位置に放熱板９２が配置されており、これら反射鏡
ＣＭ及び放熱板９２の間の空間には、ヘリウムガスが所
定の流速・流量のもとで流されている。

【０１２２】そして、第３結像光学系Ｋ３は、光軸Ａｘ
３に沿って配置された複数のレンズ成分を有しており、
約１／１．５倍〜１／３程度の縮小倍率のもとで、第１
及び第２結像光学系Ｋ１，Ｋ２による２次像の像（３次
像）をウエハＷ上に形成する。

【０１２３】第１０実施形態では、光軸Ａｘ１と光軸Ａ
ｘ３とは互いに一致しているが、光軸Ａｘ１と光軸Ａｘ
３とは互いに平行且つ不一致であっても良く、また、光
軸Ａｘ２は、光軸Ａｘ１またはＡｘ３に対して直交して
無くとも良い。

【０１２４】第１０実施形態においては、反射鏡Ｍ１，
Ｍ２と放熱部材９１との空間及び凹面鏡ＣＭと放熱板９
２との空間中に熱伝導率の良い気体としてのヘリウムガ
スが満たされているため、反射鏡Ｍ１，Ｍ２及び凹面鏡
ＣＭにより発生する熱は、ヘリウムガスを介して放熱部
材９１及び放熱板９２へ逃がすことが可能である。これ
により、反射鏡Ｍ１，Ｍ２及び凹面鏡ＣＭの熱変形等が
減少し、高精度な露光が可能となる。

【０１２５】なお、上記第８〜第１０実施形態におい
て、放熱部材９１及び放熱板９２に第２実施形態のクー
ラー８２を取り付けても良い。

【０１２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る第１の投影露光装置によれば、前記反射面を含む
部材よりも熱伝導率が大きい材料を含む伝熱部材が、前
記反射面を含む部材の前記反射面の有効反射領域外に接
して配置されるので、露光光の入射によって反射面で発
生した熱を簡易に前記反射面を含む部材外部に発散させ
ることができる。よって、前記反射面を含む部材内部へ
の熱の蓄積を防止することができ、収差変動を低減した
高精度の露光が可能となる。

【０１２７】また、第２の投影露光装置によれば、前記
第１及び第２反射面の間に配置される屈折部材では、第
１及び第２反射面の間では、露光光が多重に通過する。
この際、前記第１及び第２反射面の間に配置される屈折
部材の少なくとも一面は、コートが施されていないか、
若しくは３層以下のコートが施されているかのいずれか
であるので、屈折部材の透過面における吸収を最小限に
抑えることができる。これにより、屈折部材への熱の蓄
積を防止することができ、収差変動を低減した高精度の
露光が可能となる。

【０１２８】また、第３の投影露光装置によれば、第１
面から出射した露光光は、第２光透過部を経て第１反射
面に入射し、第１反射面で反射されされた後に第２反射
面でさらに反射され、第１光透過部を経て第２面に導か
れる。この際、第１反射面又は第２反射面において上記
条件式（１）が満たされるので、反射面と透過面とにお
ける露光光の吸収、すなわち発熱量がある程度均衡す
る。よって、透過部材が局所的に加熱されて不均一な収
差変動が発生することを防止でき、高精度の露光が可能
となる。

【０１２９】また、第４の投影露光装置によれば、反射
鏡を形成する材料のうち少なくとも１つの材料の膨張率
βが上記条件式（２）を満たすので、反射鏡と鏡筒の膨
張率を略一致させた状態とできる。つまり、反射鏡で発
生する熱によって焦点距離が変化してもこれに合わせて
鏡筒のサイズが変化するので、投影光学系の結像状態の
変動を抑えることができ、高精度の露光が可能となる。

【０１３０】また、本発明の投影露光方法によれば、上
記第１〜４の投影露光装置を用いるので、投影光学系の
収差変動や結像状態の変動を抑えることができ、高精度
の露光が可能となる。また、第５の投影露光装置によれ
ば、反射面を含む光学部材で発生する熱を、所定の気体
を介して伝熱部材へ逃がすことが可能となるので、反射
面を含む光学部材の熱変形を減少させることができ、高
精度の露光が可能となる。また、本発明の投影露光方法
によれば、上記第５の投影露光装置を用いるので、投影
光学系の収差変動や結像状態の変動を抑えることがで
き、高精度の露光が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る投影露光装置の全
体構成を概略的に示す図である。

【図２】第１実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
を示す。

【図３】第２実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
を示す。

【図４】図３の投影光学系の要部を説明する図である。

【図５】第３実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
を示す。

【図６】第４実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
を示す。

【図７】第１〜第４実施形態にかかる投影露光装置を用
いて所定の回路パターンを形成する場合の動作の一例を
示すフローチャートである。

【図８】第５実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
を示す。

【図９】第６実施形態に係る投影露光装置の投影光学系
の要部を示す図である。

【図１０】第７実施形態に係る投影露光装置の投影光学
系の要部を示す図である。

【図１１】第８実施形態に係る投影露光装置の全体的な
概略図である。

【図１２】第９実施形態に係る投影露光装置の全体的な
概略図である。

【図１３】第１０実施形態に係る投影露光装置の全体的
な概略図である。

【符号の説明】

１光源２照明光学系３マスク８投影光学系９ウエハ６１鏡筒６２Ａ〜６２Ｄミラー保持部材８１放熱板８２クーラー８３遮光板８５鏡筒Ｈ伝熱部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 17/08 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５ＤＧ０３Ｆ 7/22 Ｇ０２Ｂ 7/18 ＺＨ０１Ｌ 21/30 ５１７

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１面の像を第２面に結像させる反射屈
折光学系を備える投影露光装置であって、前記反射屈折光学系は、反射面を含む部材を有し、前記反射面を含む部材よりも熱伝導率が大きい材料を含
み、かつ前記反射面を含む部材に接して配置される伝熱
部材を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記伝熱部材は、前記反射面を含む部材
の前記反射面の有効反射領域外に接していることを特徴
とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項３】前記伝熱部材に接続された強制冷却手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の
投影露光装置。
【請求項４】前記反射面を含む部材は、屈折面を含む
部材であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一
項記載の投影露光装置。
【請求項５】前記反射屈折光学系は、前記反射面とし
て対向して配置される第１及び第２反射面を有し、前記
第１及び第２反射面は、中央部に光束を少なくとも一部
透過させることが可能である第１及び第２光透過部をそ
れぞれ有し、前記第１及び第２反射面の少なくとも一方
は、前記反射面を含む部材に含まれることを特徴とする
請求項１乃至４の何れか一項記載の投影露光装置。
【請求項６】第１面の像を第２面に結像させる反射屈
折光学系を備える投影露光装置であって、前記反射屈折光学系は、対向して配置される第１及び第
２反射面と、前記第１及び第２反射面の間に配置される
屈折部材とを有し、前記屈折部材の少なくとも一面は、コートが施されてい
ないか、若しくは３層以下のコートが施されているかの
いずれかであることを特徴とする投影露光装置。
【請求項７】前記第１及び第２反射面の少なくとも一
方は、正のパワーを有し、前記第１及び第２反射面は、
中央部に光束を少なくとも一部透過させることが可能で
ある第１及び第２光透過部をそれぞれ有し、前記第１及
び第２光透過部の間の空間の一部分に前記反射屈折光学
系に入射した光束を吸収する遮光板を有することを特徴
とする請求項６記載の投影露光装置。
【請求項８】第１面の像を第２面に結像させる反射屈
折光学系を備える投影露光装置であって、反射屈折光学系は、第１及び第２反射面を有し、該第１
及び第２反射面の少なくとも一方は正のパワーを有し、
前記第１及び第２反射面は、中央部に光束を少なくとも
一部透過させることが可能である第１及び第２光透過部
をそれぞれ有し、前記第１及び第２反射面の少なくとも一方は、透過部材
の端面に形成されており、前記透過部材の端面に形成された反射面に入射させる際
の有効径をφ1、吸収率をＳ1とし、前記透過部材の端面
に形成された反射面と接する透過面に入射させる際の有
効径をφ２、吸収率Ｓ２とするとき、Ｓ2／φ2²＜３Ｓ1／（φ1²−φ2²）の条件を満たすことを特徴とする投影露光装置。
【請求項９】第１面の像を第２面に結像させる投影光
学系を備える投影露光装置であって、前記投影光学系は、少なくとも１つの反射鏡を有し、前記投影光学系の鏡筒の熱膨張率（ｄＬ／Ｌ）／ｄＴを
αとするとき、前記反射鏡を形成する材料のうち少なく
とも１つの材料の膨張率βが α／３＜β＜３α，α≠β の条件を満たすことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れか一項に記載の
投影露光装置を用いた投影露光方法であって、照明光を生成する工程と、所定のパターンが形成されマスクを前記第１面上に配置
して前記照明光により照明する工程と、前記反射屈折光学系を用いて、前記第１面上に配置した
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
配置した感光性基板上へ投影する工程と、を含むことを
特徴とする投影露光方法。
【請求項１１】第１面の像を第２面に結像させる投影
光学系を備える投影露光装置であって、前記投影光学系は、反射面を持つ反射型光学部材または
反射面を含む屈折型光学部材を有し、前記反射面で光が反射する方向と反対側の位置であって
且つ前記光学部材から３０ｍｍ以内の位置に前記光学部
材に沿って配置された伝熱部材を備え、該伝熱部材と前記反射面との間の少なくとも一部は、所
定の気体で満たされていることを特徴とする投影露光装
置。