JP3938040B2 - 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光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投影露光する反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子への微細化への要求はますます高くなっている。例えば、マスクパターンに対するデザインルールは、ライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）０．１μｍ以下の寸法像を広範囲に形成することが要求され、今後は更に８０ｎｍ以下の回路パターン形成に移行することが予想される。Ｌ＆Ｓは、露光においてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。
【０００３】
半導体製造用の代表的な露光装置である投影露光装置は、マスク又はレチクル（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）上に描画されたパターンをウェハに投影露光する投影光学系を備えている。投影露光装置の解像度（正確に転写できる最小寸法）Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられる。
【０００４】
【数１】
【０００５】
従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。近年では、解像度はより小さい値を要求され、ＮＡを上げるだけではかかる要求を満足するには限界となっており、短波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）及びＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）からＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行しており、更には、ＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の実用化も進んでいる。
【０００６】
しかし、光の短波長化が進むと光が透過する硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズを多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光がＥＵＶ光になると使用できる硝材は存在しなくなり、投影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこで、投影光学系をミラーのみで構成する反射型縮小投影光学系が提案されている。
【０００７】
反射型縮小投影光学系においては、ミラーにおける反射率を高めるために反射した光が強め合うようミラーには多層膜が形成されているが、光学系全体での反射率を高めるためにできるだけ少ない枚数で構成することが望ましい。
【０００８】
また、ＥＵＶ露光装置に要求される線幅（解像度）が従来の値より小さくなってきたためＮＡを上げる必要があるが（例えば、波長１３．５ｎｍにおいてＮＡ０．２）、従来の３枚乃至４枚のミラーでは波面収差を減らすことが困難である。そこで、波面収差補正の自由度を増やすためにもミラーを非球面化すると共にミラーの枚数を増やす必要が生じてきた。
【０００９】
例えば、ミラーの数を６枚程度で構成する反射型縮小投影光学系（以下、本出願では、かかる光学系を６枚ミラー系と表現する場合もある）が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。なお、波長が１００ｎｍ乃至３００ｎｍの紫外線光に対しての例ではあるが、６枚のミラーもしくは８枚のミラーを使用したＮＡ０．４５程度の反射型縮小投影光学系が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、８枚のミラーを使用した別の例として、ＮＡ０．２５程度の反射型縮小投影光学系が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１００６９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３５１４４号公報
【特許文献３】
特開平１０−９０６０２号公報
【特許文献４】
特開２００２−１１６３８２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１において提案されている６枚ミラー系の反射型投影光学系によれば、第１の反射鏡の頂点近傍にて主光線を反射させているため、物体側テレセン度（第１の反射鏡に入射する主光線と光軸と成す角度）が大きくなる傾向がある。従って、走査露光時において、物体面位置の光軸方向の相対位置にずれが生じた場合、像面での倍率や歪曲収差の変化を起こしやすく結像性能を劣化させてしまうという問題を有している。
【００１２】
また、ＮＡ０．１６程度までは対応できるが、６枚ミラー系では収差補正上の自由度が不足しており、更なる高ＮＡ化（ＮＡ０．５程度）に対応するのが困難になってくるという問題を有している。それは、中間像から像面までの第２の反射系に４枚もの反射鏡を有しているので、高ＮＡ化により第２の反射光学系中の光束幅が大きくなると、反射鏡を、かかる反射鏡での反射光以外の光線と干渉させずに配置することが難しくなるからである。第２の反射光学系中の主光線高、特に、第３の反射鏡、第４の反射鏡の主光線高を高くできれば干渉させずに配置できる可能性もあるが、第２の反射鏡が凹面鏡であることから、それも難しい。唯一、物体高を高くすることにより、高ＮＡ化に対応する方法も考えられるが、広角化することは収差補正上の困難さが著しく、また反射鏡の径も増大してしまう。
【００１３】
更に、物体面と反射鏡の最小距離が２０ｍｍ乃至３０ｍｍ程度と短いために、物体面をスキャンするためのステージ機構のスペースを確保することが困難である。従って、照明系を、その光路が投影系の光軸を横切るように構成する場合には、照明光束とステージ機構が干渉してしまうという問題も有している。
【００１４】
次に、特許文献２において提案されている６枚ミラー系の反射型投影光学系によれば、物体面と反射鏡の最小距離が８０ｍｍ乃至８５ｍｍ程度と短いために、やはり、物体面をスキャンするためのステージ機構のスペースを確保することが困難である。従って、照明系を、その光路が投影系の光軸を横切るように構成する場合には、照明光束とステージ機構が干渉してしまうという問題も有している。
【００１５】
また、更なる高ＮＡ化（ＮＡ０．５程度）を達成しようにも、まず６枚ミラー系であるので、収差補正上の自由度が不足しており十分な性能を得られない。更に、高ＮＡ化に際しては、第５のミラー、第６のミラーにおいて光線との干渉を避けるために第４のミラー、第５のミラー間の主光線の角度（光軸となす角）を大きくする必要が生じ、このとき第４のミラーの有効径が増大してしまうという問題も有している。
【００１６】
特許文献３において提案されている投影光学系によれば、性能が明示されていない上に、波長が１００ｎｍ乃至３００ｎｍの紫外線光に対する光学系である。従って、かかる光学系をＥＵＶ光に使用するには、収差を１／１０程度に低減しなければならず収差補正上困難である。
【００１７】
また、６枚ミラー系では、上述した特許文献２と同様の問題も有し、図１１に示される８枚ミラー系においても問題がある。同公報においては、かかる光学系をＮＡ０．５の光学系としているが、実測では、ＮＡ０．４程度であり、また、反射表面１１００及び１２００では入射角が、各々５６度及び５４度程度と大きくなってしまっていることである。これは、反射表面１３００が凹面鏡、反射表面１４００が凸面鏡で、かかる間に開口絞り１５００を有していることに起因する。物体からの光線が正パワーの反射表面１３００にて大きく光軸方向へ反射され、開口絞り１５００を通り、次に負パワーの反射表面１４００の光軸から下側部分で反射されるために、凸面鏡の反射表面１１００への入射角が大きくなってしまうのである。ここで、図１１は、従来の８枚ミラー系の反射型投影光学系１０００の概略断面図である。
【００１８】
また、反射表面１６００から反射表面１７００への光束が光軸に近づく方向に反射され、且つ、反射表面１２００が反射表面１８００よりも像面側に位置していることにより距離Ｘ及びＹが短くなっている。従って、かかる短い空間を強いパワーで反射させなければならず、反射表面１２００への入射角度も大きくなってしまう。この大きな入射角でのＥＵＶ光の使用を仮定した場合、ミラー面上に積層する多層膜の角度特性において好ましくなく、ウェハ面上での照度低下、照度むら、解像度むらを発生してしまう。更に、ウェハ側テレセン度も大きくなっており、総合的に限界解像の性能を有しているか疑問である。
【００１９】
特許文献４において提案されている投影光学系によれば、ＮＡ０．２５程度を８枚ミラー系にて達成している。しかしながら、総じて第４のミラーを最もマスク側に配置している構成のため、第４のミラー径が大型化しやすく、また、図２、図６、図８、図１０では光路途中で光線が交差しているために、更に高ＮＡ化した場合に光線とミラーが干渉してしまうという問題がある。
【００２０】
即ち、ＥＵＶ光に適したＮＡが０．２５程度より大きい、例えば、ＮＡ０．３〜０．５０程度と高ＮＡ化された反射型投影光学系というものは未だ存在していない。
【００２１】
そこで、本発明は、８枚の反射鏡を有し、高ＮＡ化を達成可能で、優れた結像性能を有する新規な反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
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、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、前記第５の反射鏡から前記第６の反射鏡までの距離をｄ６、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、０．７５ ＜ ｜ｄ６／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての反射型投影光学系は、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする。
【００２３】
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。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００及び露光装置２００について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。なお、各図において同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００の例示的一形態及びその光路を示した概略断面図である。また、図２は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ａ及びその光路を示す概略断面図、図３は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｂ及びその光路を示す概略断面図である。なお、以下の説明において特に断らない限り、反射型投影光学系１００は、反射型投影光学系１００Ａ及び１００Ｂを総括するものとする。また、図４は、図１に示す反射型投影光学系１００の主光線の光路を示す概略断面図である。
【００２５】
図１を参照するに、本発明の反射型投影光学系１００（以下、単に投影光学系１００とする）は、物体面ＭＳ（例えば、マスク面）上のパターンを像面Ｗ（例えば、基板などの被処理体）上に縮小投影する反射型縮小投影光学系であって、特に、ＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）に好適な光学系であり、開口数（ＮＡ）０．５と従来の反射型縮小投影光学系と比較して超高ＮＡを達成している。
【００２６】
投影光学系１００は、８枚の反射鏡を有し、基本的に、軸外のリング状の物体面ＭＳからの光を反射する順番に、第１の反射鏡１１０と、第２の反射鏡１２０（凹面鏡）と、第３の反射鏡１３０（凸面鏡）と、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）と、第６の反射鏡１６０と、第７の反射鏡１７０（凸面鏡）と、第８の反射鏡１８０（凹面鏡）とを有し、第１の反射鏡１１０乃至第６の反射鏡１６０までの６枚の反射鏡により中間像ＭＩを結像させ、かかる中間像ＭＩを第７の反射鏡１７０及び第８の反射鏡１８０の２枚の反射鏡で像面Ｗ上に再結像するように構成されている。なお、中間像ＭＩ近傍では収差が見られるが、絞っていくと第６の反射鏡１６０と第７の反射鏡１７０の間で結像している。
【００２７】
本発明の投影光学系１００は、基本的には、共軸系をなすように配置されており、１本の光軸の回りに軸対称な共軸光学系となっており、開口絞りＳＴは、第２の反射鏡１２０の位置に配置される。開口絞りＳＴの径は、固定であっても可変であってもよい。可変の場合には、開口絞りＳＴの径を変化させることにより、光学系のＮＡを変化させることができる。開口絞りＳＴを可変とすることで、深い焦点深度を得られるなどの長所が得られ、像を安定させることができる。
【００２８】
このような配置において、本発明の投影光学系１００は、まず第２の反射鏡１２０を正パワーの凹面鏡とし、更に、かかる位置に開口絞りＳＴを配置することにより、後段の反射鏡（即ち、第３の反射鏡１３０乃至第８の反射鏡１８０）における入射角の低減を図っている。
【００２９】
また、開口絞り位置である第２の反射鏡１２０を最もマスク（ＭＳ）側に配置しつつ、相対的に第４の反射鏡１４０の位置に制限を付加することにより、第４の反射鏡１４０の径の増大を防止している。
【００３０】
次に、本発明の投影光学系１００は、図４に示すように、正方向の物体面ＭＳから発した主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向の位置（Ｐ１乃至Ｐ８）について、第１の反射鏡１１０乃至第４の反射鏡１４０までは順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と負の方向（紙面の下方向）に変位しており、第５の反射鏡１５０乃至第８の反射鏡１８０までは順に、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８と正の方向（紙面の上方向）に変位したことを特徴としている。
【００３１】
即ち、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）の間において主光線の角度を小さくし、光軸と略平行な状態を創出することにより、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）の有効径のどちらか一方が突出することなく、同程度の有効径でバランスするようにしている。これはまた、双方の反射鏡における入射角をもバランスさせる要因であり、入射角の増大を低減することにもなっている。
【００３２】
一般に、反射光学系において高ＮＡ化を達成しようとすると、反射光の光路確保が困難になるため、各反射鏡のパワーを強くするなどして入射角が大きくなってくる。かかる高ＮＡ化に対して、本発明の投影光学系１００では、ＮＡ０．５程度と超高ＮＡを図りつつも、第１の反射鏡１１０乃至第６の反射鏡１６０までは、入射角を４５度以下としている。
【００３３】
また、ミラー面上に形成する多層膜の特性からすると、入射角は小さいほどよく、好ましくは３０度以下であることがよい。第７の反射鏡１７０（凸面鏡）の入射角については、中間像ＭＩ近傍の光束と第８の反射鏡１８０が干渉しないように光路を確保するために、第６の反射鏡１６０乃至第７の反射鏡１７０への光線角度を設定する必要があるため、第７の反射鏡１７０への入射角が大きくなりやすい。第８の反射鏡１８０では、最終的に所望のＮＡで結像させ、しかも光路確保を容易にする必要から、有効径をできるだけ小さくした大きなパワーを有する凹面鏡とし、等倍に近い倍率関係を有していることと、光線が干渉しない範囲で像高をできるだけ低くしているので、入射角は問題にはならない。なお、ＮＡ０．４又は０．３と小さい条件であれば、光路の確保がますます容易となるために、すべての反射面において更に入射角を小さくすることが可能である。
【００３４】
以上により、本発明の投影光学系１００では、ＮＡ０．５程度の超高ＮＡ化を達成可能であり、より好ましくは以下の数式２乃至数式６で示す条件式を満足するのがよい。
【００３５】
本発明の投影光学系１００は、物体面ＭＳから第１の反射鏡１１０までの距離をｄ１、第１の反射鏡１１０から第２の反射鏡１２０までの距離をｄ２としたとき、以下の数式２で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００３６】
【数２】
【００３７】
数式２は、物体面ＭＳ、第１の反射鏡１１０及び第２の反射鏡１２０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、物体側のテレセン度が悪化することにより、製造誤差などに起因して物体面ＭＳが光軸方向に移動した場合、像の大きさが変化したり、歪曲収差へ悪影響を及ぼしたりするのでよくない。上限を超えると、物体面ＭＳと第２の反射鏡１２０との距離が短くなるため、駆動ステージのスペースの確保が難しくなったり、照明系の光路が制限されたりするのでよくない。
【００３８】
本発明の投影光学系１００は、第６の反射鏡１６０から第７の反射鏡１７０までの距離をｄ７、第７の反射鏡１７０から第８の反射鏡１８０までの距離をｄ８としたとき、以下の数式３で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００３９】
【数３】
【００４０】
数式３は、第６の反射鏡１６０、第７の反射鏡１７０及び第８の反射鏡１８０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、第６の反射鏡１６０が第８の反射鏡１８０よりも像面Ｗ側に位置することになるので、第６の反射鏡１６０での入射角が増大したり、第５の反射鏡１５０についても像面Ｗ側の配置空間が限られているため、光線を反射するためには、パワーが大きくなったりして、入射角が大きくなるのでよくない。上限を超えると、第６の反射鏡１６０がより物体面ＭＳ側へ位置することになるので、光学系を構成する上で第４の反射鏡１４０及び第５の反射鏡１５０の有効径が大きくなってしまいよくない。
【００４１】
本発明の投影光学系１００は、第５の反射鏡１５０から第６の反射鏡１６０までの距離をｄ６としたとき、第７の反射鏡１７０から第８の反射鏡１８０までの距離ｄ８との間に以下の数式４で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４２】
【数４】
【００４３】
数式４は、第５の反射鏡１５０と第６の反射鏡１６０の距離と、第７の反射鏡１７０と第８の反射鏡１８０の距離との関係を規定するものである。下限を超えると、第５の反射鏡１５０と第６の反射鏡１６０の狭い間隔で光線を反射させねばならず、各々の反射鏡での入射角が大きくなりよくない。上限を超えると、第５の反射鏡１５０及び第６の反射鏡１６０での光路確保が難しくなり、またその有効径が大きくなってしまいよくない。
【００４４】
本発明の投影光学系１００は、第２の反射鏡１２０から第３の反射鏡１３０までの距離をｄ３、第３の反射鏡１３０から第４の反射鏡１４０までの距離をｄ４としたとき、以下の数式５で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４５】
【数５】
【００４６】
数式５は、第２の反射鏡１２０、第３の反射鏡１３０及び第４の反射鏡１４０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、第３の反射鏡１３０と第４の反射鏡１４０の狭い間隔で光線を反射させねばならず、各々の反射鏡での入射角が大きくなるのでよくない。上限を超えると、第４の反射鏡１４０の有効径が大きくなってしまいよくない。好ましくは上限を０．９とすればより有効径を小さくすることができる。
【００４７】
本発明の投影光学系１００は、結像範囲のうち、第４の反射鏡１４０から第５の反射鏡１５０へ向かう最大像高の主光線の光軸と成す角度をα（度）、第５の反射鏡１５０での主光線位置を基点とする光軸との平行線から時計回りを正、反時計回りを負としたとき、以下の数式６で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４８】
【数６】
【００４９】
数式６は、図４中に示す角度αのことであり、第５の反射鏡１５０での主光線位置Ｂを基点とした光軸と平行な線分ＡＢに対する角度を規定している。上述したように、上限及び下限のどちらを超えても、第４の反射鏡１４０及び第５の反射鏡１５０の有効径のバランスを失することになる。特に、下限を超えると、第４の反射鏡１４０の有効径の増大を招き、また、第５の反射鏡１５０及び第６の反射鏡１６０での光路確保が困難になりよくない。上限を超えると、第５の反射鏡１５０の有効径の増大を招き、また、第６の反射鏡１６０の入射角が大きくなりよくない。角度αは、以下の数式７で示す条件式を満たすことが更に好ましい。
【００５０】
【数７】
【００５１】
これは、第４の反射鏡１４０と第５の反射鏡１５０の間では、光束が収斂しているため、主光線角度は、プラスの値を保持した方が、径のバランスが更によくなるからである。
【００５２】
更に、本発明の投影光学系１００は、第６の反射鏡１６０の光軸位置を物理的に第１の反射鏡１１０の光軸位置より像面Ｗ側に配置したことにより、反射鏡の配置や鏡筒構造の複雑化を防止している。
【００５３】
次に、図２を参照して、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ａについて、投影光学系１００と相違する点について主に述べる。投影光学系１００Ａは、第４の反射鏡１４０以外の７枚の反射鏡において、光軸中心位置が実際に光軸上に配置されている。従って、７枚の反射鏡の形状を、光軸中心を包含する３６０度の領域を有した形状とすることができるので、偏芯調整等の製造上の利点となっている。
【００５４】
このような構成において、本発明の投影光学系１００は、８枚ミラー系であり、超高ＮＡを達成する上で好ましいという長所を有する。また、像面Ｗ側の射出光線はテレセントリックになっており、像面Ｗが光軸方向に移動しても倍率の変化が少なく結像性能の安定に寄与する。
【００５５】
更に、投影光学系１００は、共軸系をなすように配置されており、光軸を中心としたリング状の像面で収差が補正されるため好ましいという長所を有している。投影光学系１００Ａは、中間像ＭＩを結像する光学系であり、よりバランスのとれた良好な収差補正を可能にしている。投影光学系１００Ａのミラータイプは、物体面ＭＳからの主光線の傾きも小さくすることができるので、透過型マスク（型抜きマスク）及び反射型マスクの両方に対応可能な光学系となっている。
【００５６】
第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、上述したような凹面鏡又は凸面鏡から構成される。なお、本発明において、第１の反射鏡１１０及び第６の反射鏡１６０は、正負どちらのパワーを有してもよい（即ち、凹面鏡又は凸面鏡のどちらでもよい）。但し、投影光学系１００全体として、後述するペッツバール項の和がゼロ又はゼロ近傍となるようにその反射鏡の形状を決定する必要がある。好ましくは、第２の反射鏡１２０が凹面鏡なので第１の反射鏡１１０は凸面鏡、第３の反射鏡１３０が凸面鏡なでの第４の反射鏡１４０は凹面鏡、第５の反射鏡１５０が凹面鏡なので第６の反射鏡１６０は凸面鏡、第８の反射鏡１８０が凹面鏡なので第７の反射鏡１７０は凸面鏡とすれば、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０までをペッツバール和が部分的に補正するのでなおよい。
【００５７】
本発明において、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、上述したように、それぞれ凹面鏡又は凸面鏡より構成され、その反射面が非球面形状を有している。但し、本発明において、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、少なくとも１枚以上が非球面であればよい。しかし、反射鏡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、できるだけ多くの反射鏡（好ましくは、８枚）を非球面で構成するとよい。かかる第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０において、非球面の形状は、数式８に示す一般的な非球面の式で表される。
【００５８】
【数８】
【００５９】
数式８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。
【００６０】
また、８枚の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、光学系の像面Ｗを平坦にするためにペッツバール項の和がゼロ近傍、好ましくはゼロになっている。即ち、反射鏡各面の屈折力の和をゼロ近傍にしている。換言すれば、各反射鏡の曲率半径をｒ１１０乃至ｒ１８０（添え字は反射鏡の参照番号に対応している）とすると、本発明の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、数式９又は数式１０を満たす。
【００６１】
【数９】
【００６２】
【数１０】
【００６３】
更に、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０の表面にはＥＵＶ光を反射させる多層膜が施されており、かかる多層膜により光を強め合う作用を奏する。本発明の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０に適用可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を反射面に交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜、又は、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を反射面に交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜などが考えられる。波長１３．４ｎｍ付近の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射鏡は６７．５％の反射率を得ることができ、また、波長１１．３ｎｍ付近の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜からなる反射鏡では７０．２％の反射率を得ることができる。但し、本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げるものではない。
【００６４】
ここで、本発明の反射型投影光学系１００、１００Ａ及び１００Ｂを用いて照明実験した結果について説明する。図１乃至図３において、ＭＳは物体面位置に置かれた反射型マスク、Ｗは像面位置に置かれたウェハを示している。反射型投影光学系１００、１００Ａ及び１００Ｂにおいて、波長１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示しない照明系によりマスクＭＳが照明され、マスクＭＳからの反射ＥＵＶ光が、第１の反射鏡１１０、第２の反射鏡１２０（凹面鏡）、第３の反射鏡１３０（凸面鏡）、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）、第６の反射鏡１６０、第７の反射鏡１７０（凸面鏡）、第８の反射鏡（凹面鏡）の順に反射し、像面位置に置かれたウェハＷ上に、マスクパターンの縮小像を形成している。なお、図１に示す反射型投影光学系１００において、ＮＡ＝０．５０、全長＝１３３０ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図１の反射型投影光学系１００の数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表１に示す。また、図５に、図１の反射型投影光学系１００の収差図を示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第６の反射鏡１６０での４２度であり、８枚ミラー系の従来例より１０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図５を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００６７】
図１に示す反射型投影光学系１００の製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．００８λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝２．４ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００６８】
一方、図２に示す反射型投影光学系１００Ａにおいて、ＮＡ＝０．５０、全長＝１１５６ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図２の反射型投影光学系１００Ａの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表２に示す。また、図６に、図２の反射型投影光学系１００Ａの収差図を示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第７の反射鏡１７０での３２．３度であり、８枚ミラー系の従来例より２０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図６を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００７１】
図２に示す反射型投影光学系１００Ａの製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．０１５λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝１．０ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００７２】
更に、図３に示す反射型投影光学系１００Ｂにおいて、ＮＡ＝０．５０、全長＝１３１５ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図３の反射型投影光学系１００Ｂの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表３に示す。また、図７に、図３の反射型投影光学系１００Ｂの収差図を示す。
【００７３】
【表３】
【００７４】
表３を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第７の反射鏡１７０での３１．６度であり、８枚ミラー系の従来例より２０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図７を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００７５】
図３に示す反射型投影光学系１００Ｂの製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．０２６λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝１．５ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００７６】
以上のように、本発明の反射型投影光学系１００は、ＥＵＶの波長でＮＡを０．５０程度と従来にない超高ＮＡながら回折限界の性能を達成し、且つ、反射鏡への最大入射角度も１０度乃至２０度以上小さくなっている。
【００７７】
以下、図８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８は、反射型投影光学系１００を有する露光装置２００を示す概略構成図である。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。
【００７８】
図８を参照するに、露光装置２００は、照明装置２１０と、マスクＭＳ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、被処理体Ｗと、被処理体Ｗを載置するウェハステージ２３０と、制御部２４０とを有する。制御部２４０は、照明装置２１０、マスクステージ２２０及びウェハステージ２３０に制御可能に接続されている。
【００７９】
また、図８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８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。
【００８０】
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って、図示しない光源と、照明光学系より構成される。なお、照明装置２１０を構成す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用可能であり、本明細書での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。
【００８１】
マスクＭＳは、反射型又は透過型マスクで、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で反射されて被処理体Ｗ上に投影される。マスクＭＳと被処理体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であるため、マスクＭＳと被処理体Ｗを走査することによりマスクＭＳのパターンを被処理体Ｗ上に縮小投影する。
【００８２】
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。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、制御部２４０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と被処理体Ｗを制御部２４０によって同期した状態で走査する。
【００８３】
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。なお、図８では、図１に示す反射型投影光学系１００を使用するが、かかる形態は例示的であり本発明はこれに限定されない。
【００８４】
被処理体Ｗは、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体Ｗには、フォトレジストが塗布されている。
【００８５】
ウェハステージ２３０は、被処理体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方向に被処理体Ｗを移動する。マスクＭＳと被処理体Ｗは、制御部２４０により制御され同期して走査される。また、マスクステージ２２０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。
【００８６】
制御部２４０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２４０は、照明装置２１０、マスクステージ２２０（即ち、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（即ち、ウェハステージ２３０の図示しない移動機構）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。
【００８７】
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面上のパターンを被処理体Ｗ面上に結像する。本実施例において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスクＭＳと被処理体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。
【００８８】
次に、図９及び図１０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９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。
【００８９】
図１０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に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。
【００９０】
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。例えば、本実施例の反射型投影光学系は、共軸系の回転対称非球面としているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、回転非対称非球面としてもよい。また、収差補正上又は収差調整上、反射型投影光学系の各反射鏡が完全に共軸系となるように配置される必要はなく、若干の偏芯をさせて収差を改善してもよい。更に、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫外線用の反射型投影光学系として用いることもでき、大画面をスキャン露光する露光装置にもスキャンしない露光をする露光装置にも適用可能である。
【００９１】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００９２】
〔実施態様１〕 物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、
前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、
主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、
前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、
前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置したことを特徴とする反射型投影光学系。
【００９３】
〔実施態様２〕 前記第１の反射鏡から前記第６の反射鏡までの前記光の有効光線反射面において、子午切断面上の最大入射角が４５度以下であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９４】
〔実施態様３〕 前記物体面から前記第１の反射鏡までの距離をｄ１、前記第１の反射鏡から前記第２の反射鏡までの距離をｄ２としたとき、
０．４５ ＜ ｜ｄ２／ｄ１｜ ＜ ０．８
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９５】
〔実施態様４〕 前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９６】
〔実施態様５〕 前記第５の反射鏡から前記第６の反射鏡までの距離をｄ６、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
０．７５ ＜ ｜ｄ６／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９７】
〔実施態様６〕 前記第２の反射鏡から前記第３の反射鏡までの距離をｄ３、前記第３の反射鏡から前記第４の反射鏡までの距離をｄ４としたとき、
０．３ ＜ ｜ｄ４／ｄ３｜ ＜ １．０
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９８】
〔実施態様７〕 結像範囲のうち、前記第４の反射鏡から前記第５の反射鏡へ向かう最大像高の主光線の、光軸となす角度α（度）は、前記第５の反射鏡での主光線位置を基点とする前記光軸との平行線から時計回りを正、反時計回りを負として、
−５．０ ＜ α ＜ １０．０
であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９９】
〔実施態様８〕 前記第６の反射鏡は、凸面鏡であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１００】
〔実施態様９〕 前記第６の反射鏡の光軸位置を物理的に前記第１の反射鏡の光軸位置より像面側に配置したことを特徴とする実施態様１乃至８のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
【０１０１】
〔実施態様１０〕 前記第２の反射鏡の位置を開口絞り位置としたことを特徴とする実施態様１乃至９のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
【０１０２】
〔実施態様１１〕 前記８枚の反射鏡は、基本的に共軸系をなすように配置したことを特徴とする実施態様１記載の投影光学系。
【０１０３】
〔実施態様１２〕 前記８枚の反射鏡のうち少なくとも１枚は極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０４】
〔実施態様１３〕 前記８枚の反射鏡はすべて極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０５】
〔実施態様１４〕 前記光は、波長２０ｎｍ以下の極紫外線であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０６】
〔実施態様１５〕 前記投影光学系の開口数ＮＡが０．３以上であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０７】
〔実施態様１６〕 前記像面側がテレセントリックであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０８】
〔実施態様１７〕 実施態様１乃至１６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ステージと、
前記反射型投影光学系の円弧状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光により前記マスクを照明する照明装置と、
前記ＥＵＶ光で前記マスクを照明する状態で前記各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。
【０１０９】
〔実施態様１８〕 実施態様１７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に所定のプロセスを行う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。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の反射型投影光学系によれば、８枚ミラー系とすることで高ＮＡ化に対応可能であり、且つ、反射面における最大入射角を低減しているので反射面上に積層する多層膜の角度特性においても好ましく、ウェハ面上での照度低下、照度むら及び解像度むらを低減することができる。また、物体面と反射鏡の最小距離も十分に確保できるので、投影光学系の反射鏡やその鏡筒と、物体面のステージ機構や照明光学系との干渉を防止することができる。これにより、本発明の反射型投影光学系は、高ＮＡの結像性能に優れた光学系を達成することができる。よって、かかる反射型投影光学系を用いた露光装置は、高品位なデバイスを露光性能よく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一側面としての反射型投影光学系の例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。
【図２】 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。
【図３】 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。
【図４】 図１に示す反射型投影光学系の主光線の光路を示す概略断面図である。
【図５】 図１に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図６】 図２に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図７】 図３に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図８】 図１に示す反射型投影光学系を有する露光装置を示す概略構成図である。
【図９】 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１０】 図９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。
【図１１】 従来の８枚ミラー系の反射型投影光学系の概略断面図である。
【符号の説明】
１００、１００Ａ、１００Ｂ 反射型投影光学系
１１０ 第１の反射鏡
１２０ 第２の反射鏡
１３０ 第３の反射鏡
１４０ 第４の反射鏡
１５０ 第５の反射鏡
１６０ 第６の反射鏡
１７０ 第７の反射鏡
１８０ 第８の反射鏡
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 制御部
ＭＳ マスク
Ｗ ウェハ
ＳＴ 開口絞り
ＭＩ 中間像
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光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投影露光する反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子への微細化への要求はますます高くなっている。例えば、マスクパターンに対するデザインルールは、ライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）０．１μｍ以下の寸法像を広範囲に形成することが要求され、今後は更に８０ｎｍ以下の回路パターン形成に移行することが予想される。Ｌ＆Ｓは、露光においてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。
【０００３】
半導体製造用の代表的な露光装置である投影露光装置は、マスク又はレチクル（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）上に描画されたパターンをウェハに投影露光する投影光学系を備えている。投影露光装置の解像度（正確に転写できる最小寸法）Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられる。
【０００４】
【数１】
従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。近年では、解像度はより小さい値を要求され、ＮＡを上げるだけではかかる要求を満足するには限界となっており、短波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）及びＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）からＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行しており、更には、ＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の実用化も進んでいる。
【０００６】
しかし、光の短波長化が進むと光が透過する硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズを多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光がＥＵＶ光になると使用できる硝材は存在しなくなり、投影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこで、投影光学系をミラーのみで構成する反射型縮小投影光学系が提案されている。
【０００７】
反射型縮小投影光学系においては、ミラーにおける反射率を高めるために反射した光が強め合うようミラーには多層膜が形成されているが、光学系全体での反射率を高めるためにできるだけ少ない枚数で構成することが望ましい。
【０００８】
また、ＥＵＶ露光装置に要求される線幅（解像度）が従来の値より小さくなってきたためＮＡを上げる必要があるが（例えば、波長１３．５ｎｍにおいてＮＡ０．２）、従来の３枚乃至４枚のミラーでは波面収差を減らすことが困難である。そこで、波面収差補正の自由度を増やすためにもミラーを非球面化すると共にミラーの枚数を増やす必要が生じてきた。
【０００９】
例えば、ミラーの数を６枚程度で構成する反射型縮小投影光学系（以下、本出願では、かかる光学系を６枚ミラー系と表現する場合もある）が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。なお、波長が１００ｎｍ乃至３００ｎｍの紫外線光に対しての例ではあるが、６枚のミラーもしくは８枚のミラーを使用したＮＡ０．４５程度の反射型縮小投影光学系が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、８枚のミラーを使用した別の例として、ＮＡ０．２５程度の反射型縮小投影光学系が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１００６９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３５１４４号公報
【特許文献３】
特開平１０−９０６０２号公報
【特許文献４】
特開２００２−１１６３８２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１において提案されている６枚ミラー系の反射型投影光学系によれば、第１の反射鏡の頂点近傍にて主光線を反射させているため、物体側テレセン度（第１の反射鏡に入射する主光線と光軸と成す角度）が大きくなる傾向がある。従って、走査露光時において、物体面位置の光軸方向の相対位置にずれが生じた場合、像面での倍率や歪曲収差の変化を起こしやすく結像性能を劣化させてしまうという問題を有している。
【００１２】
また、ＮＡ０．１６程度までは対応できるが、６枚ミラー系では収差補正上の自由度が不足しており、更なる高ＮＡ化（ＮＡ０．５程度）に対応するのが困難になってくるという問題を有している。それは、中間像から像面までの第２の反射系に４枚もの反射鏡を有しているので、高ＮＡ化により第２の反射光学系中の光束幅が大きくなると、反射鏡を、かかる反射鏡での反射光以外の光線と干渉させずに配置することが難しくなるからである。第２の反射光学系中の主光線高、特に、第３の反射鏡、第４の反射鏡の主光線高を高くできれば干渉させずに配置できる可能性もあるが、第２の反射鏡が凹面鏡であることから、それも難しい。唯一、物体高を高くすることにより、高ＮＡ化に対応する方法も考えられるが、広角化することは収差補正上の困難さが著しく、また反射鏡の径も増大してしまう。
【００１３】
更に、物体面と反射鏡の最小距離が２０ｍｍ乃至３０ｍｍ程度と短いために、物体面をスキャンするためのステージ機構のスペースを確保することが困難である。従って、照明系を、その光路が投影系の光軸を横切るように構成する場合には、照明光束とステージ機構が干渉してしまうという問題も有している。
【００１４】
次に、特許文献２において提案されている６枚ミラー系の反射型投影光学系によれば、物体面と反射鏡の最小距離が８０ｍｍ乃至８５ｍｍ程度と短いために、やはり、物体面をスキャンするためのステージ機構のスペースを確保することが困難である。従って、照明系を、その光路が投影系の光軸を横切るように構成する場合には、照明光束とステージ機構が干渉してしまうという問題も有している。
【００１５】
また、更なる高ＮＡ化（ＮＡ０．５程度）を達成しようにも、まず６枚ミラー系であるので、収差補正上の自由度が不足しており十分な性能を得られない。更に、高ＮＡ化に際しては、第５のミラー、第６のミラーにおいて光線との干渉を避けるために第４のミラー、第５のミラー間の主光線の角度（光軸となす角）を大きくする必要が生じ、このとき第４のミラーの有効径が増大してしまうという問題も有している。
【００１６】
特許文献３において提案されている投影光学系によれば、性能が明示されていない上に、波長が１００ｎｍ乃至３００ｎｍの紫外線光に対する光学系である。従って、かかる光学系をＥＵＶ光に使用するには、収差を１／１０程度に低減しなければならず収差補正上困難である。
【００１７】
また、６枚ミラー系では、上述した特許文献２と同様の問題も有し、図１１に示される８枚ミラー系においても問題がある。同公報においては、かかる光学系をＮＡ０．５の光学系としているが、実測では、ＮＡ０．４程度であり、また、反射表面１１００及び１２００では入射角が、各々５６度及び５４度程度と大きくなってしまっていることである。これは、反射表面１３００が凹面鏡、反射表面１４００が凸面鏡で、かかる間に開口絞り１５００を有していることに起因する。物体からの光線が正パワーの反射表面１３００にて大きく光軸方向へ反射され、開口絞り１５００を通り、次に負パワーの反射表面１４００の光軸から下側部分で反射されるために、凸面鏡の反射表面１１００への入射角が大きくなってしまうのである。ここで、図１１は、従来の８枚ミラー系の反射型投影光学系１０００の概略断面図である。
【００１８】
また、反射表面１６００から反射表面１７００への光束が光軸に近づく方向に反射され、且つ、反射表面１２００が反射表面１８００よりも像面側に位置していることにより距離Ｘ及びＹが短くなっている。従って、かかる短い空間を強いパワーで反射させなければならず、反射表面１２００への入射角度も大きくなってしまう。この大きな入射角でのＥＵＶ光の使用を仮定した場合、ミラー面上に積層する多層膜の角度特性において好ましくなく、ウェハ面上での照度低下、照度むら、解像度むらを発生してしまう。更に、ウェハ側テレセン度も大きくなっており、総合的に限界解像の性能を有しているか疑問である。
【００１９】
特許文献４において提案されている投影光学系によれば、ＮＡ０．２５程度を８枚ミラー系にて達成している。しかしながら、総じて第４のミラーを最もマスク側に配置している構成のため、第４のミラー径が大型化しやすく、また、図２、図６、図８、図１０では光路途中で光線が交差しているために、更に高ＮＡ化した場合に光線とミラーが干渉してしまうという問題がある。
【００２０】
即ち、ＥＵＶ光に適したＮＡが０．２５程度より大きい、例えば、ＮＡ０．３〜０．５０程度と高ＮＡ化された反射型投影光学系というものは未だ存在していない。
【００２１】
そこで、本発明は、８枚の反射鏡を有し、高ＮＡ化を達成可能で、優れた結像性能を有する新規な反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
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、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、前記第５の反射鏡から前記第６の反射鏡までの距離をｄ６、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、０．７５ ＜ ｜ｄ６／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての反射型投影光学系は、物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする。
【００２３】
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。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００及び露光装置２００について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。なお、各図において同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００の例示的一形態及びその光路を示した概略断面図である。また、図２は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ａ及びその光路を示す概略断面図、図３は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ｂ及びその光路を示す概略断面図である。なお、以下の説明において特に断らない限り、反射型投影光学系１００は、反射型投影光学系１００Ａ及び１００Ｂを総括するものとする。また、図４は、図１に示す反射型投影光学系１００の主光線の光路を示す概略断面図である。
【００２５】
図１を参照するに、本発明の反射型投影光学系１００（以下、単に投影光学系１００とする）は、物体面ＭＳ（例えば、マスク面）上のパターンを像面Ｗ（例えば、基板などの被処理体）上に縮小投影する反射型縮小投影光学系であって、特に、ＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）に好適な光学系であり、開口数（ＮＡ）０．５と従来の反射型縮小投影光学系と比較して超高ＮＡを達成している。
【００２６】
投影光学系１００は、８枚の反射鏡を有し、基本的に、軸外のリング状の物体面ＭＳからの光を反射する順番に、第１の反射鏡１１０と、第２の反射鏡１２０（凹面鏡）と、第３の反射鏡１３０（凸面鏡）と、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）と、第６の反射鏡１６０と、第７の反射鏡１７０（凸面鏡）と、第８の反射鏡１８０（凹面鏡）とを有し、第１の反射鏡１１０乃至第６の反射鏡１６０までの６枚の反射鏡により中間像ＭＩを結像させ、かかる中間像ＭＩを第７の反射鏡１７０及び第８の反射鏡１８０の２枚の反射鏡で像面Ｗ上に再結像するように構成されている。なお、中間像ＭＩ近傍では収差が見られるが、絞っていくと第６の反射鏡１６０と第７の反射鏡１７０の間で結像している。
【００２７】
本発明の投影光学系１００は、基本的には、共軸系をなすように配置されており、１本の光軸の回りに軸対称な共軸光学系となっており、開口絞りＳＴは、第２の反射鏡１２０の位置に配置される。開口絞りＳＴの径は、固定であっても可変であってもよい。可変の場合には、開口絞りＳＴの径を変化させることにより、光学系のＮＡを変化させることができる。開口絞りＳＴを可変とすることで、深い焦点深度を得られるなどの長所が得られ、像を安定させることができる。
【００２８】
このような配置において、本発明の投影光学系１００は、まず第２の反射鏡１２０を正パワーの凹面鏡とし、更に、かかる位置に開口絞りＳＴを配置することにより、後段の反射鏡（即ち、第３の反射鏡１３０乃至第８の反射鏡１８０）における入射角の低減を図っている。
【００２９】
また、開口絞り位置である第２の反射鏡１２０を最もマスク（ＭＳ）側に配置しつつ、相対的に第４の反射鏡１４０の位置に制限を付加することにより、第４の反射鏡１４０の径の増大を防止している。
【００３０】
次に、本発明の投影光学系１００は、図４に示すように、正方向の物体面ＭＳから発した主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向の位置（Ｐ１乃至Ｐ８）について、第１の反射鏡１１０乃至第４の反射鏡１４０までは順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と負の方向（紙面の下方向）に変位しており、第５の反射鏡１５０乃至第８の反射鏡１８０までは順に、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８と正の方向（紙面の上方向）に変位したことを特徴としている。
【００３１】
即ち、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）の間において主光線の角度を小さくし、光軸と略平行な状態を創出することにより、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）と、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）の有効径のどちらか一方が突出することなく、同程度の有効径でバランスするようにしている。これはまた、双方の反射鏡における入射角をもバランスさせる要因であり、入射角の増大を低減することにもなっている。
【００３２】
一般に、反射光学系において高ＮＡ化を達成しようとすると、反射光の光路確保が困難になるため、各反射鏡のパワーを強くするなどして入射角が大きくなってくる。かかる高ＮＡ化に対して、本発明の投影光学系１００では、ＮＡ０．５程度と超高ＮＡを図りつつも、第１の反射鏡１１０乃至第６の反射鏡１６０までは、入射角を４５度以下としている。
【００３３】
また、ミラー面上に形成する多層膜の特性からすると、入射角は小さいほどよく、好ましくは３０度以下であることがよい。第７の反射鏡１７０（凸面鏡）の入射角については、中間像ＭＩ近傍の光束と第８の反射鏡１８０が干渉しないように光路を確保するために、第６の反射鏡１６０乃至第７の反射鏡１７０への光線角度を設定する必要があるため、第７の反射鏡１７０への入射角が大きくなりやすい。第８の反射鏡１８０では、最終的に所望のＮＡで結像させ、しかも光路確保を容易にする必要から、有効径をできるだけ小さくした大きなパワーを有する凹面鏡とし、等倍に近い倍率関係を有していることと、光線が干渉しない範囲で像高をできるだけ低くしているので、入射角は問題にはならない。なお、ＮＡ０．４又は０．３と小さい条件であれば、光路の確保がますます容易となるために、すべての反射面において更に入射角を小さくすることが可能である。
【００３４】
以上により、本発明の投影光学系１００では、ＮＡ０．５程度の超高ＮＡ化を達成可能であり、より好ましくは以下の数式２乃至数式６で示す条件式を満足するのがよい。
【００３５】
本発明の投影光学系１００は、物体面ＭＳから第１の反射鏡１１０までの距離をｄ１、第１の反射鏡１１０から第２の反射鏡１２０までの距離をｄ２としたとき、以下の数式２で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００３６】
【数２】
数式２は、物体面ＭＳ、第１の反射鏡１１０及び第２の反射鏡１２０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、物体側のテレセン度が悪化することにより、製造誤差などに起因して物体面ＭＳが光軸方向に移動した場合、像の大きさが変化したり、歪曲収差へ悪影響を及ぼしたりするのでよくない。上限を超えると、物体面ＭＳと第２の反射鏡１２０との距離が短くなるため、駆動ステージのスペースの確保が難しくなったり、照明系の光路が制限されたりするのでよくない。
【００３８】
本発明の投影光学系１００は、第６の反射鏡１６０から第７の反射鏡１７０までの距離をｄ７、第７の反射鏡１７０から第８の反射鏡１８０までの距離をｄ８としたとき、以下の数式３で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００３９】
【数３】
数式３は、第６の反射鏡１６０、第７の反射鏡１７０及び第８の反射鏡１８０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、第６の反射鏡１６０が第８の反射鏡１８０よりも像面Ｗ側に位置することになるので、第６の反射鏡１６０での入射角が増大したり、第５の反射鏡１５０についても像面Ｗ側の配置空間が限られているため、光線を反射するためには、パワーが大きくなったりして、入射角が大きくなるのでよくない。上限を超えると、第６の反射鏡１６０がより物体面ＭＳ側へ位置することになるので、光学系を構成する上で第４の反射鏡１４０及び第５の反射鏡１５０の有効径が大きくなってしまいよくない。
【００４１】
本発明の投影光学系１００は、第５の反射鏡１５０から第６の反射鏡１６０までの距離をｄ６としたとき、第７の反射鏡１７０から第８の反射鏡１８０までの距離ｄ８との間に以下の数式４で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４２】
【数４】
数式４は、第５の反射鏡１５０と第６の反射鏡１６０の距離と、第７の反射鏡１７０と第８の反射鏡１８０の距離との関係を規定するものである。下限を超えると、第５の反射鏡１５０と第６の反射鏡１６０の狭い間隔で光線を反射させねばならず、各々の反射鏡での入射角が大きくなりよくない。上限を超えると、第５の反射鏡１５０及び第６の反射鏡１６０での光路確保が難しくなり、またその有効径が大きくなってしまいよくない。
【００４４】
本発明の投影光学系１００は、第２の反射鏡１２０から第３の反射鏡１３０までの距離をｄ３、第３の反射鏡１３０から第４の反射鏡１４０までの距離をｄ４としたとき、以下の数式５で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４５】
【数５】
数式５は、第２の反射鏡１２０、第３の反射鏡１３０及び第４の反射鏡１４０の位置関係を規定するものである。下限を超えると、第３の反射鏡１３０と第４の反射鏡１４０の狭い間隔で光線を反射させねばならず、各々の反射鏡での入射角が大きくなるのでよくない。上限を超えると、第４の反射鏡１４０の有効径が大きくなってしまいよくない。好ましくは上限を０．９とすればより有効径を小さくすることができる。
【００４７】
本発明の投影光学系１００は、結像範囲のうち、第４の反射鏡１４０から第５の反射鏡１５０へ向かう最大像高の主光線の光軸と成す角度をα（度）、第５の反射鏡１５０での主光線位置を基点とする光軸との平行線から時計回りを正、反時計回りを負としたとき、以下の数式６で示す条件式を満たすことが好ましい。
【００４８】
【数６】
数式６は、図４中に示す角度αのことであり、第５の反射鏡１５０での主光線位置Ｂを基点とした光軸と平行な線分ＡＢに対する角度を規定している。上述したように、上限及び下限のどちらを超えても、第４の反射鏡１４０及び第５の反射鏡１５０の有効径のバランスを失することになる。特に、下限を超えると、第４の反射鏡１４０の有効径の増大を招き、また、第５の反射鏡１５０及び第６の反射鏡１６０での光路確保が困難になりよくない。上限を超えると、第５の反射鏡１５０の有効径の増大を招き、また、第６の反射鏡１６０の入射角が大きくなりよくない。角度αは、以下の数式７で示す条件式を満たすことが更に好ましい。
【００５０】
【数７】
これは、第４の反射鏡１４０と第５の反射鏡１５０の間では、光束が収斂しているため、主光線角度は、プラスの値を保持した方が、径のバランスが更によくなるからである。
【００５２】
更に、本発明の投影光学系１００は、第６の反射鏡１６０の光軸位置を物理的に第１の反射鏡１１０の光軸位置より像面Ｗ側に配置したことにより、反射鏡の配置や鏡筒構造の複雑化を防止している。
【００５３】
次に、図２を参照して、図１に示す反射型投影光学系１００の別の形態を示した反射型投影光学系１００Ａについて、投影光学系１００と相違する点について主に述べる。投影光学系１００Ａは、第４の反射鏡１４０以外の７枚の反射鏡において、光軸中心位置が実際に光軸上に配置されている。従って、７枚の反射鏡の形状を、光軸中心を包含する３６０度の領域を有した形状とすることができるので、偏芯調整等の製造上の利点となっている。
【００５４】
このような構成において、本発明の投影光学系１００は、８枚ミラー系であり、超高ＮＡを達成する上で好ましいという長所を有する。また、像面Ｗ側の射出光線はテレセントリックになっており、像面Ｗが光軸方向に移動しても倍率の変化が少なく結像性能の安定に寄与する。
【００５５】
更に、投影光学系１００は、共軸系をなすように配置されており、光軸を中心としたリング状の像面で収差が補正されるため好ましいという長所を有している。投影光学系１００Ａは、中間像ＭＩを結像する光学系であり、よりバランスのとれた良好な収差補正を可能にしている。投影光学系１００Ａのミラータイプは、物体面ＭＳからの主光線の傾きも小さくすることができるので、透過型マスク（型抜きマスク）及び反射型マスクの両方に対応可能な光学系となっている。
【００５６】
第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、上述したような凹面鏡又は凸面鏡から構成される。なお、本発明において、第１の反射鏡１１０及び第６の反射鏡１６０は、正負どちらのパワーを有してもよい（即ち、凹面鏡又は凸面鏡のどちらでもよい）。但し、投影光学系１００全体として、後述するペッツバール項の和がゼロ又はゼロ近傍となるようにその反射鏡の形状を決定する必要がある。好ましくは、第２の反射鏡１２０が凹面鏡なので第１の反射鏡１１０は凸面鏡、第３の反射鏡１３０が凸面鏡なでの第４の反射鏡１４０は凹面鏡、第５の反射鏡１５０が凹面鏡なので第６の反射鏡１６０は凸面鏡、第８の反射鏡１８０が凹面鏡なので第７の反射鏡１７０は凸面鏡とすれば、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０までをペッツバール和が部分的に補正するのでなおよい。
【００５７】
本発明において、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、上述したように、それぞれ凹面鏡又は凸面鏡より構成され、その反射面が非球面形状を有している。但し、本発明において、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、少なくとも１枚以上が非球面であればよい。しかし、反射鏡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、できるだけ多くの反射鏡（好ましくは、８枚）を非球面で構成するとよい。かかる第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０において、非球面の形状は、数式８に示す一般的な非球面の式で表される。
【００５８】
【数８】
数式８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。
【００６０】
また、８枚の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、光学系の像面Ｗを平坦にするためにペッツバール項の和がゼロ近傍、好ましくはゼロになっている。即ち、反射鏡各面の屈折力の和をゼロ近傍にしている。換言すれば、各反射鏡の曲率半径をｒ１１０乃至ｒ１８０（添え字は反射鏡の参照番号に対応している）とすると、本発明の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０は、数式９又は数式１０を満たす。
【００６１】
【数９】
【数１０】
更に、第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０の表面にはＥＵＶ光を反射させる多層膜が施されており、かかる多層膜により光を強め合う作用を奏する。本発明の第１の反射鏡１１０乃至第８の反射鏡１８０に適用可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を反射面に交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜、又は、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を反射面に交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜などが考えられる。波長１３．４ｎｍ付近の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射鏡は６７．５％の反射率を得ることができ、また、波長１１．３ｎｍ付近の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜からなる反射鏡では７０．２％の反射率を得ることができる。但し、本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げるものではない。
【００６４】
ここで、本発明の反射型投影光学系１００、１００Ａ及び１００Ｂを用いて照明実験した結果について説明する。図１乃至図３において、ＭＳは物体面位置に置かれた反射型マスク、Ｗは像面位置に置かれたウェハを示している。反射型投影光学系１００、１００Ａ及び１００Ｂにおいて、波長１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示しない照明系によりマスクＭＳが照明され、マスクＭＳからの反射ＥＵＶ光が、第１の反射鏡１１０、第２の反射鏡１２０（凹面鏡）、第３の反射鏡１３０（凸面鏡）、第４の反射鏡１４０（凹面鏡）、第５の反射鏡１５０（凹面鏡）、第６の反射鏡１６０、第７の反射鏡１７０（凸面鏡）、第８の反射鏡（凹面鏡）の順に反射し、像面位置に置かれたウェハＷ上に、マスクパターンの縮小像を形成している。なお、図１に示す反射型投影光学系１００において、ＮＡ＝０．５０、全長＝１３３０ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図１の反射型投影光学系１００の数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表１に示す。また、図５に、図１の反射型投影光学系１００の収差図を示す。
【００６５】
【表１】
表１を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第６の反射鏡１６０での４２度であり、８枚ミラー系の従来例より１０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図５を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００６７】
図１に示す反射型投影光学系１００の製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．００８λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝２．４ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００６８】
一方、図２に示す反射型投影光学系１００Ａにおいて、ＮＡ＝０．５０、全長＝１１５６ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図２の反射型投影光学系１００Ａの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表２に示す。また、図６に、図２の反射型投影光学系１００Ａの収差図を示す。
【００６９】
【表２】
表２を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第７の反射鏡１７０での３２．３度であり、８枚ミラー系の従来例より２０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図６を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００７１】
図２に示す反射型投影光学系１００Ａの製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．０１５λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝１．０ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００７２】
更に、図３に示す反射型投影光学系１００Ｂにおいて、ＮＡ＝０．５０、全長＝１３１５ｍｍ、縮小倍率＝１／５倍、物高＝２８５ｍｍ乃至２９０ｍｍ、像高＝５７ｍｍ乃至５８ｍｍの１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図３の反射型投影光学系１００Ｂの数値（曲率半径、面間隔、非球面係数、条件式の値など）を表３に示す。また、図７に、図３の反射型投影光学系１００Ｂの収差図を示す。
【００７３】
【表３】
表３を参照するに、すべての反射鏡のうち最大入射角は、第７の反射鏡１７０での３１．６度であり、８枚ミラー系の従来例より２０度以上も小さくなっていることがわかる。また、図７を参照するに、ほぼ無収差状態に補正されていることがわかる。
【００７５】
図３に示す反射型投影光学系１００Ｂの製造誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差＝０．０２６λｒｍｓ、｜歪曲最大値｜＝１．５ｎｍであり、ＮＡ＝０．５０と超高ＮＡ化がなされたにもかかわらず、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。
【００７６】
以上のように、本発明の反射型投影光学系１００は、ＥＵＶの波長でＮＡを０．５０程度と従来にない超高ＮＡながら回折限界の性能を達成し、且つ、反射鏡への最大入射角度も１０度乃至２０度以上小さくなっている。
【００７７】
以下、図８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８は、反射型投影光学系１００を有する露光装置２００を示す概略構成図である。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。
【００７８】
図８を参照するに、露光装置２００は、照明装置２１０と、マスクＭＳ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、被処理体Ｗと、被処理体Ｗを載置するウェハステージ２３０と、制御部２４０とを有する。制御部２４０は、照明装置２１０、マスクステージ２２０及びウェハステージ２３０に制御可能に接続されている。
【００７９】
また、図８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８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。
【００８０】
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って、図示しない光源と、照明光学系より構成される。なお、照明装置２１０を構成す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用可能であり、本明細書での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。
【００８１】
マスクＭＳは、反射型又は透過型マスクで、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で反射されて被処理体Ｗ上に投影される。マスクＭＳと被処理体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であるため、マスクＭＳと被処理体Ｗを走査することによりマスクＭＳのパターンを被処理体Ｗ上に縮小投影する。
【００８２】
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。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、制御部２４０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と被処理体Ｗを制御部２４０によって同期した状態で走査する。
【００８３】
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。なお、図８では、図１に示す反射型投影光学系１００を使用するが、かかる形態は例示的であり本発明はこれに限定されない。
【００８４】
被処理体Ｗは、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体Ｗには、フォトレジストが塗布されている。
【００８５】
ウェハステージ２３０は、被処理体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方向に被処理体Ｗを移動する。マスクＭＳと被処理体Ｗは、制御部２４０により制御され同期して走査される。また、マスクステージ２２０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。
【００８６】
制御部２４０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２４０は、照明装置２１０、マスクステージ２２０（即ち、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（即ち、ウェハステージ２３０の図示しない移動機構）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。
【００８７】
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面上のパターンを被処理体Ｗ面上に結像する。本実施例において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスクＭＳと被処理体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。
【００８８】
次に、図９及び図１０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９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。
【００８９】
図１０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に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。
【００９０】
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。例えば、本実施例の反射型投影光学系は、共軸系の回転対称非球面としているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、回転非対称非球面としてもよい。また、収差補正上又は収差調整上、反射型投影光学系の各反射鏡が完全に共軸系となるように配置される必要はなく、若干の偏芯をさせて収差を改善してもよい。更に、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫外線用の反射型投影光学系として用いることもでき、大画面をスキャン露光する露光装置にもスキャンしない露光をする露光装置にも適用可能である。
【００９１】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００９２】
〔実施態様１〕 物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、
前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、
主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、
前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、
前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置したことを特徴とする反射型投影光学系。
【００９３】
〔実施態様２〕 前記第１の反射鏡から前記第６の反射鏡までの前記光の有効光線反射面において、子午切断面上の最大入射角が４５度以下であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９４】
〔実施態様３〕 前記物体面から前記第１の反射鏡までの距離をｄ１、前記第１の反射鏡から前記第２の反射鏡までの距離をｄ２としたとき、
０．４５ ＜ ｜ｄ２／ｄ１｜ ＜ ０．８
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９５】
〔実施態様４〕 前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９６】
〔実施態様５〕 前記第５の反射鏡から前記第６の反射鏡までの距離をｄ６、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
０．７５ ＜ ｜ｄ６／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９７】
〔実施態様６〕 前記第２の反射鏡から前記第３の反射鏡までの距離をｄ３、前記第３の反射鏡から前記第４の反射鏡までの距離をｄ４としたとき、
０．３ ＜ ｜ｄ４／ｄ３｜ ＜ １．０
を満足することを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９８】
〔実施態様７〕 結像範囲のうち、前記第４の反射鏡から前記第５の反射鏡へ向かう最大像高の主光線の、光軸となす角度α（度）は、前記第５の反射鏡での主光線位置を基点とする前記光軸との平行線から時計回りを正、反時計回りを負として、
−５．０ ＜ α ＜ １０．０
であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【００９９】
〔実施態様８〕 前記第６の反射鏡は、凸面鏡であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１００】
〔実施態様９〕 前記第６の反射鏡の光軸位置を物理的に前記第１の反射鏡の光軸位置より像面側に配置したことを特徴とする実施態様１乃至８のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
【０１０１】
〔実施態様１０〕 前記第２の反射鏡の位置を開口絞り位置としたことを特徴とする実施態様１乃至９のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
【０１０２】
〔実施態様１１〕 前記８枚の反射鏡は、基本的に共軸系をなすように配置したことを特徴とする実施態様１記載の投影光学系。
【０１０３】
〔実施態様１２〕 前記８枚の反射鏡のうち少なくとも１枚は極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０４】
〔実施態様１３〕 前記８枚の反射鏡はすべて極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラーであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０５】
〔実施態様１４〕 前記光は、波長２０ｎｍ以下の極紫外線であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０６】
〔実施態様１５〕 前記投影光学系の開口数ＮＡが０．３以上であることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０７】
〔実施態様１６〕 前記像面側がテレセントリックであることを特徴とする実施態様１記載の反射型投影光学系。
【０１０８】
〔実施態様１７〕 実施態様１乃至１６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ステージと、
前記反射型投影光学系の円弧状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光により前記マスクを照明する照明装置と、
前記ＥＵＶ光で前記マスクを照明する状態で前記各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。
【０１０９】
〔実施態様１８〕 実施態様１７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に所定のプロセスを行う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。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の反射型投影光学系によれば、８枚ミラー系とすることで高ＮＡ化に対応可能であり、且つ、反射面における最大入射角を低減しているので反射面上に積層する多層膜の角度特性においても好ましく、ウェハ面上での照度低下、照度むら及び解像度むらを低減することができる。また、物体面と反射鏡の最小距離も十分に確保できるので、投影光学系の反射鏡やその鏡筒と、物体面のステージ機構や照明光学系との干渉を防止することができる。これにより、本発明の反射型投影光学系は、高ＮＡの結像性能に優れた光学系を達成することができる。よって、かかる反射型投影光学系を用いた露光装置は、高品位なデバイスを露光性能よく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一側面としての反射型投影光学系の例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。
【図２】 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。
【図３】 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図である。
【図４】 図１に示す反射型投影光学系の主光線の光路を示す概略断面図である。
【図５】 図１に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図６】 図２に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図７】 図３に示す反射型投影光学系の収差図である。
【図８】 図１に示す反射型投影光学系を有する露光装置を示す概略構成図である。
【図９】 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１０】 図９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。
【図１１】 従来の８枚ミラー系の反射型投影光学系の概略断面図である。
【符号の説明】
１００、１００Ａ、１００Ｂ 反射型投影光学系
１１０ 第１の反射鏡
１２０ 第２の反射鏡
１３０ 第３の反射鏡
１４０ 第４の反射鏡
１５０ 第５の反射鏡
１６０ 第６の反射鏡
１７０ 第７の反射鏡
１８０ 第８の反射鏡
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 制御部
ＭＳ マスク
Ｗ ウェハ
ＳＴ 開口絞り
ＭＩ 中間像
Claims (18)
- 物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、
前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、
主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、
前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、
前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、
前記第５の反射鏡から前記第６の反射鏡までの距離をｄ６、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
０．７５ ＜ ｜ｄ６／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする反射型投影光学系。 - 前記第１の反射鏡から前記第６の反射鏡までの前記光の有効光線反射面において、子午切断面上の最大入射角が４５度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。
- 前記物体面から前記第１の反射鏡までの距離をｄ１、前記第１の反射鏡から前記第２の反射鏡までの距離をｄ２としたとき、
０．４５ ＜ ｜ｄ２／ｄ１｜ ＜ ０．８
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。 - 前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
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。 - 前記第２の反射鏡から前記第３の反射鏡までの距離をｄ３、前記第３の反射鏡から前記第４の反射鏡までの距離をｄ４としたとき、
０．３ ＜ ｜ｄ４／ｄ３｜ ＜ １．０
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。 - 結像範囲のうち、前記第４の反射鏡から前記第５の反射鏡へ向かう最大像高の主光線の、光軸となす角度α（度）は、前記第５の反射鏡での主光線位置を基点とする前記光軸との平行線から時計回りを正、反時計回りを負として、
−５．０ ＜ α ＜ １０．０
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。 - 前記第６の反射鏡は、凸面鏡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。
- 前記第６の反射鏡の光軸位置を物理的に前記第１の反射鏡の光軸位置より像面側に配置したことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
- 前記第２の反射鏡の位置を開口絞り位置としたことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系。
- 前記８枚の反射鏡は、基本的に共軸系をなすように配置したことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
- 前記８枚の反射鏡のうち少なくとも１枚は極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラー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。
- 前記８枚の反射鏡はすべて極紫外線光を反射する多層膜を有する非球面ミラー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。
- 前記光は、波長２０ｎｍ以下の極紫外線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。
- 前記投影光学系の開口数ＮＡが０．３以上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。
- 前記像面側がテレセントリック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。
- 物体面上のパターンを像面上に縮小投影する反射型投影光学系であって、
前記物体面側から前記像面側にかけて、第１の反射鏡、第２の反射鏡、第３の反射鏡、第４の反射鏡、第５の反射鏡、第６の反射鏡、第７の反射鏡、第８の反射鏡の順に光を反射するような８枚の反射鏡が配置され、前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡の光路の間に中間像を形成し、
主光線の各反射鏡における光軸からの高さ方向位置について、前記第１の反射鏡から前記第４の反射鏡までの変位方向と、前記第５の反射鏡から前記第８の反射鏡までの変位方向を逆方向とし、
前記第２の反射鏡から前記第５の反射鏡までを順次、凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凹面鏡とし、前記第７の反射鏡及び前記第８の反射鏡をそれぞれ、凸面鏡、凹面鏡とし、
前記第２の反射鏡を最も前記物体面側に配置しており、
前記第６の反射鏡から前記第７の反射鏡までの距離をｄ７、前記第７の反射鏡から前記第８の反射鏡までの距離をｄ８としたとき、
１．０ ＜ ｜ｄ７／ｄ８｜ ＜ １．２
を満足することを特徴とする反射型投影光学系。 - 請求項１乃至１６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ステージと、
前記反射型投影光学系の円弧状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光により前記マスクを照明する照明装置と、
前記ＥＵＶ光で前記マスクを照明する状態で前記各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１７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に所定のプロセスを行う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。
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