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WO2011065374A1 - 結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 Download PDF

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WO2011065374A1
WO2011065374A1 PCT/JP2010/070919 JP2010070919W WO2011065374A1 WO 2011065374 A1 WO2011065374 A1 WO 2011065374A1 JP 2010070919 W JP2010070919 W JP 2010070919W WO 2011065374 A1 WO2011065374 A1 WO 2011065374A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical system
imaging optical
numerical aperture
exposure apparatus
imaging
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2010/070919
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀基 小松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to JP2011543267A priority patent/JPWO2011065374A1/ja
Priority to EP10833220.6A priority patent/EP2506061A4/en
Priority to KR1020217006064A priority patent/KR102290738B1/ko
Priority to KR1020217025302A priority patent/KR102438345B1/ko
Priority to KR1020207003079A priority patent/KR102223843B1/ko
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    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages

Definitions

  • the present invention relates to an imaging optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a reflection imaging optical system suitable for an exposure apparatus used for manufacturing devices such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process. .
  • a circuit pattern formed on a mask is projected and transferred onto a photosensitive substrate (for example, a wafer) via a projection optical system.
  • a resist is coated on the photosensitive substrate, and the resist is exposed by projection exposure through the projection optical system, and a resist pattern corresponding to the mask pattern is obtained.
  • the resolution of the exposure apparatus depends on the wavelength of the exposure light and the numerical aperture of the projection optical system. Therefore, in order to improve the resolution of the exposure apparatus, it is necessary to shorten the wavelength of the exposure light and increase the numerical aperture of the projection optical system.
  • EUVL ExtraViolet Lithography
  • the resolving power of the projection optical system is proportional to the numerical aperture
  • the projection optical system used in the EUVL exposure apparatus is a reflection optical system
  • the light is folded back and forth by a plurality of reflecting mirrors in the optical path between the mask and the photosensitive substrate.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is a reflection optical system applicable to, for example, an exposure apparatus that uses EUV light, and can increase the numerical aperture while enabling optical path separation of a light beam.
  • An object of the present invention is to provide an imaging optical system that can be used. It is another object of the present invention to secure a large resolving power using, for example, EUV light as exposure light and to perform projection exposure with high resolution by applying the imaging optical system of the present invention to the projection optical system of an exposure apparatus.
  • a reflective imaging optical system that forms an image of a first surface on a second surface
  • the numerical aperture on the second surface side in the first direction on the second surface is 1.1 times the numerical aperture on the second surface side in the second direction intersecting the first direction on the second surface.
  • the reflective imaging optical system for forming the image of the first surface on the second surface in the reflective imaging optical system for forming the image of the first surface on the second surface,
  • the numerical aperture on the second surface side in the first direction on the second surface is 1.5 times the numerical aperture on the second surface side in the second direction intersecting the first direction on the second surface.
  • An aperture stop for defining the numerical aperture on the second surface side in the reflective imaging optical system for forming the image of the first surface on the second surface, An aperture stop for defining the numerical aperture on the second surface side;
  • the aperture stop has an elliptical opening, and the major axis direction dimension of the elliptical opening is larger than 1.1 times the minor axis direction. .
  • An exposure apparatus includes the imaging optical system according to the first, second, or third embodiment for projection.
  • an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
  • an elliptical opening having a minor axis in the direction in which a light beam is bent by a plurality of reflecting mirrors is provided in the aperture stop, and the major axis dimension of the aperture is a required multiple of the minor axis dimension.
  • the image-side numerical aperture in the major axis direction is increased to a desired size as compared with the prior art. That is, in the present embodiment, an imaging optical system that can be applied to, for example, an exposure apparatus that uses EUV light and that can increase the numerical aperture while enabling optical path separation of a light beam is realized. .
  • EUV light having a wavelength of, for example, 5 nm to 40 nm can be used as exposure light.
  • the mask pattern to be transferred and the photosensitive substrate are moved relative to the imaging optical system, and the mask pattern can be projected and exposed onto the photosensitive substrate with high resolution.
  • a highly accurate device can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure which shows the positional relationship of the arc-shaped effective imaging area
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the arc-shaped effective imaging region formed on the wafer and the optical axis.
  • AX direction of a reflective imaging optical system (hereinafter also simply referred to as “imaging optical system”) 6, that is, along the normal direction of the exposure surface (transfer surface) of the wafer 7 which is a photosensitive substrate.
  • imaging optical system a reflective imaging optical system
  • the Z axis is set in the direction parallel to the paper surface of FIG. 1 in the exposure surface of the wafer 7
  • the X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in the exposure surface of the wafer 7.
  • the exposure apparatus of FIG. 1 includes, for example, a laser plasma X-ray source as a light source 1 for supplying exposure light.
  • a discharge plasma light source or another X-ray source can also be used.
  • the light emitted from the light source 1 enters the illumination optical system IL via a wavelength selection filter (not shown) arranged as necessary.
  • the wavelength selection filter has a characteristic of selectively transmitting only EUV light having a predetermined wavelength (for example, 13.5 nm) from light supplied from the light source 1 and blocking transmission of other wavelength light.
  • the EUV light that has passed through the wavelength selection filter is guided to an optical integrator including a pair of fly-eye optical systems (fly-eye mirrors) 2a and 2b.
  • the first fly's eye optical system 2a has a plurality of first reflection optical elements arranged in parallel, and the second fly's eye optical system 2b corresponds to the plurality of first reflection optical elements of the first fly's eye optical system 2a.
  • the first fly's eye optical system 2a is configured by, for example, arranging a large number of concave mirror elements having an arcuate outer shape vertically and horizontally and densely on a surface optically conjugate with the first surface.
  • the eye optical system 2b is configured, for example, by arranging a large number of concave mirror elements having a rectangular outer shape vertically and horizontally and densely on an exit pupil plane or a plane optically conjugate with the exit pupil plane.
  • a substantial surface light source having a predetermined shape is formed in the vicinity of the reflecting surface of the second fly's eye optical system 2b.
  • This substantial surface light source is formed at the exit pupil position of the illumination optical system IL comprising the pair of fly-eye optical systems 2a and 2b.
  • the exit pupil position of the illumination optical system IL (that is, the position near the reflecting surface of the second fly's eye optical system 2b) coincides with the position of the entrance pupil of the inverse pupil type imaging optical system (projection optical system) 6.
  • the inverse pupil type imaging optical system is an imaging optical system having an entrance pupil on the opposite side of the optical system across the object plane, as will be described later.
  • the shape of the entrance pupil of the projection optical system 6 is elliptical, for example, the exit pupil shape of the illumination optical system can be elliptical. In this case, the light loss can be reduced.
  • the exit pupil of the illumination optical system IL is larger in the fourth direction perpendicular to the third direction on the exit pupil plane than in the third direction on the exit pupil plane on which the exit pupil is located.
  • the shape can be larger.
  • the third direction can optically correspond to the first direction (X direction) having a large numerical aperture on the second surface side of the imaging optical system 6, and the fourth direction corresponds to the imaging optical system. It can optically correspond to the second direction (Y direction) having a small numerical aperture on the second surface side.
  • the first direction and the third direction optically correspond to each other when the conversion of the projection relationship by the optical system interposed from the exit pupil plane of the illumination optical system IL to the second plane is considered.
  • the first direction and the third direction can coincide with each other, and the second direction and the fourth direction optically correspond to each other from the exit pupil plane of the illumination optical system IL to the second plane.
  • the second direction and the fourth direction can coincide with each other when the projection relationship conversion by the intervening optical system is taken into consideration.
  • the plurality of optical elements of the second fly's eye optical system 2b can be arranged only in a region where the size in the fourth direction is larger than the size in the third direction.
  • This region can be an elliptical region, for example.
  • the light from the substantial surface light source that is, the light emitted from the illumination optical system IL is reflected by the oblique incidence mirror 3, and then the field stop (which is disposed substantially parallel to and close to the reflective mask 4).
  • An arcuate illumination area is formed on the mask 4 through an arcuate opening (light transmission part) (not shown).
  • the light source 1 and the illumination optical system IL (2a, 2b) constitute an illumination system for Koehler illumination of the mask 4 provided with a predetermined pattern.
  • a reflecting mirror having power is not arranged in the optical path between the second fly's eye optical system 2b and the mask 4.
  • the mask 4 is held by a mask stage 5 movable along the Y direction so that the pattern surface extends along the XY plane.
  • the movement of the mask stage 5 is measured by a laser interferometer (not shown).
  • a laser interferometer not shown
  • On the mask 4 for example, an arcuate illumination region symmetric with respect to the Y axis is formed.
  • the illuminated light from the mask 4 forms a pattern image of the mask 4 on the wafer 7 which is a photosensitive substrate via the imaging optical system 6.
  • an arc-shaped effective imaging region ER that is symmetric with respect to the Y axis is formed on the wafer 7.
  • a circular region (image circle) IF having a radius Y0 centered on the optical axis AX
  • the length in the X direction is LX
  • the length in the Y direction is in contact with the image circle IF.
  • An arc-shaped effective imaging region ER of LY is formed.
  • the arc-shaped effective imaging region ER is a part of a ring-shaped region centered on the optical axis AX
  • the length LY is along the direction connecting the center of the arc-shaped effective imaging region ER and the optical axis. This is the width dimension of the effective imaging region ER.
  • the wafer 7 is held by a wafer stage 8 that can move two-dimensionally along the X and Y directions so that the exposure surface extends along the XY plane.
  • the movement of the wafer stage 8 is measured by a laser interferometer (not shown) as in the mask stage 5.
  • scanning exposure scanning exposure
  • the mask stage 5 and the wafer stage 8 are moved along the Y direction, that is, while the mask 4 and the wafer 7 are moved relative to the imaging optical system 6 along the Y direction.
  • the pattern of the mask 4 is transferred to one exposure region of the wafer 7.
  • the scanning speed is set by setting the moving speed of the wafer stage 8 to 1/4 of the moving speed of the mask stage 5. Further, by repeating the scanning exposure while moving the wafer stage 8 two-dimensionally along the X direction and the Y direction, the pattern of the mask 4 is sequentially transferred to each exposure region of the wafer 7.
  • the imaging optical system 6 includes a pattern of the mask 4 along a single optical axis AX that extends linearly.
  • the first reflecting optical system G1 has a first reflecting mirror M1 having a concave reflecting surface, a second reflecting mirror M2 having a convex reflecting surface, and a third reflecting surface having a convex reflecting surface in the order of incidence of light.
  • the reflecting mirror M3 is configured by a fourth reflecting mirror M4 having a concave reflecting surface.
  • the second reflecting optical system G2 is configured by a fifth reflecting mirror M5 having a convex reflecting surface and a sixth reflecting mirror M6 having a concave reflecting surface in the light incident order.
  • an aperture stop AS having an elliptical opening elongated in the X direction is provided in the optical path of the imaging optical system 6, there is no aperture stop other than the aperture stop AS, and the numerical aperture of the imaging optical system 6 is determined only by the restriction of the light beam by the aperture stop AS.
  • the light from the illumination area away from the optical axis AX on the pattern surface (first surface) of the mask 4 is reflected on the concave reflecting surface of the first reflecting mirror M1 and the convex surface of the second reflecting mirror M2.
  • the convex reflecting surface of the third reflecting mirror M3, and the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 an intermediate image of the mask pattern is formed.
  • the light from the intermediate image formed via the first reflecting optical system G1 is sequentially reflected by the convex reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 and the concave reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6, and then the wafer. 7, a reduced image of the mask pattern is formed in the effective imaging region ER away from the optical axis AX on the surface 7 (second surface).
  • the reflecting surfaces of all the reflecting mirrors M1 to M6 are formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis AX.
  • the imaging optical system 6 of each embodiment is a reverse pupil type reflection imaging optical system having an entrance pupil at a position away from the imaging optical system 6 by a predetermined distance across the mask 4.
  • the imaging optical system 6 of each embodiment is an optical system telecentric on the wafer side (image side). In other words, in each embodiment, the principal ray reaching each position on the image plane of the imaging optical system 6 is substantially perpendicular to the image plane. With this configuration, good image formation is possible even if the wafer is uneven within the depth of focus of the imaging optical system 6.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration along the YZ plane of the imaging optical system according to the first example.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration along the XZ plane of the imaging optical system according to the first example.
  • table (1) values of specifications of the imaging optical system according to the first example are listed.
  • ⁇ is the wavelength of exposure light
  • ⁇ is the imaging magnification
  • NAx is the image side (wafer side) numerical aperture in the X direction
  • NAy is the image side in the Y direction ( (Wafer side)
  • the numerical aperture Y0 is the radius (maximum image height) of the image circle IF on the wafer 7
  • LX is the dimension along the X direction of the effective imaging region ER
  • LY is the effective imaging region ER.
  • the dimension along the Y direction (the width dimension of the arc-shaped effective imaging region ER), Dx is the dimension in the X direction that is the major axis direction of the elliptical opening of the aperture stop AS, and Dy is the ellipse of the aperture stop AS.
  • the dimension of the Y direction which is the minor axis direction of the shape opening part is each represented.
  • the column of the ray tracing setting value and the column of lens data in Table (1) are described according to the format of “Code V” which is optical design software of ORA (Optical Research Associates).
  • “DIM MM” indicates that the dimension is mm
  • WL indicates the wavelength (nm) of light.
  • XOB is the X coordinate (unit: mm) of the 15 light beams used for ray tracing from the image side (wafer side) on the wafer 7
  • YOB is the 15 light beams on the wafer 7.
  • RDY is the radius of curvature of the surface (vertical radius of curvature in the case of an aspheric surface; unit: mm), and THI is the distance from the surface to the next surface, that is, the surface interval (unit). : Mm)
  • RMD indicates whether the surface is a reflective surface or a refractive surface.
  • REFL means a reflective surface.
  • INFINITY means infinity, and if RDY is INFINITY, it means that the surface is a plane.
  • OBJ represents the surface of the wafer 7 as an image surface
  • STO represents the surface of the aperture stop AS
  • IMG represents the pattern surface of the mask 4 as the object surface.
  • Surface number 1 is the virtual surface
  • surface number 2 is the reflective surface of the sixth reflector M6
  • surface number 3 is the reflective surface of the fifth reflector M5
  • surface number 4 is the reflective surface of the fourth reflector M4
  • Surface number 5 indicates the reflecting surface of the third reflecting mirror M3
  • surface number 7 indicates the reflecting surface of the second reflecting mirror M2
  • surface number 8 indicates the reflecting surface of the first reflecting mirror M1.
  • ASP means that the reflecting surfaces of the reflecting mirrors M1 to M6 are aspherical surfaces represented by the following formula (a).
  • h is the height (unit: mm) in the direction perpendicular to the optical axis, and s is along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspheric surface to the position on the aspheric surface at the height h.
  • Distance (sag amount) (unit: mm)
  • r is a vertex curvature radius (unit: mm)
  • ⁇ is a conical coefficient
  • C n is an n-order aspheric coefficient.
  • K is a conical coefficient kappa
  • A is the coefficient of the coefficient C 8
  • D is h 10 of coefficients C 6
  • C is h 8 coefficients h 4 C 4
  • B is h 6 C 10
  • E is the coefficient C 12
  • H of h 16 coefficients C 18 is the coefficient C 20 of h 20.
  • XDE, YDE, and ZDE on the reflecting surfaces (surface numbers 2, 3, 4, 5, 7, and 8) of the reflecting mirrors M1 to M6 are X direction components (unit: mm) of surface eccentricity, and Y direction.
  • the component (unit: mm) and the Z direction component (unit: mm) are shown.
  • ADE, BDE, and CDE are the ⁇ x direction component (rotation component around X axis; unit: degree), ⁇ y direction component (rotation component around Y axis; unit: degree), and ⁇ z direction component (Z Rotational component around the axis; unit: degree).
  • DAR means that coordinates (X, Y, Z) behind the surface do not change. That is, even if the surface described as DAR is decentered, the subsequent surface does not follow the new decentered coordinates, and is a single eccentricity of only the surface described as DAR.
  • Table (1) is the same in the following Table (2).
  • FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing transverse aberration in the first example.
  • (X, Y) indicates normalized coordinates in the effective imaging region.
  • the notations in the aberration diagrams of FIGS. 5 to 7 are the same in the subsequent aberration diagrams of FIGS. 10 to 12.
  • the average value of the angle formed between the principal ray corresponding to each point of the arcuate illumination area formed on the mask 4 and the perpendicular of the first surface on which the mask 4 is arranged is ⁇ , and the imaging optical system
  • NAmax the maximum numerical aperture on the mask 4 side (first surface side)
  • NAmax sin ⁇
  • the average value ⁇ has a plurality of angles between the principal ray corresponding to each point and the perpendicular to each point, and can be an average value of these angles.
  • Each of the points may be a representative point in the arcuate illumination area, for example, a center point of the arcuate illumination area and a point at the outermost periphery of the arcuate illumination area.
  • conditional expression (b) corresponds to the fact that the numerical aperture in the X direction is set larger than the average value of the incident angle to the mask 4. Further, in the conditional expression (b), in order to separate light rays in the imaging optical system, the incident angle of the incident light component in the Y direction of the incident light is larger than the incident angle of the incident light component in the X direction. It corresponds to becoming.
  • the principal ray of the incident light is not perpendicular to the mask 4 surface or the wafer 7 surface
  • a hemisphere having a radius of 1 is virtually drawn from the center of the incident light incident on the mask 4 surface or the wafer 7 surface.
  • the center of an area obtained by projecting (orthographically projecting) the area where the hemisphere and the incident light beam overlap onto the mask 4 or wafer 7 surface perpendicularly to the mask 4 or wafer 7 surface, and the outer periphery of the projected area
  • the numerical aperture is defined by the distance (for example, radius in the case of a circle). Further, when the projected region is an ellipse, it indicates that the numerical aperture is different between the X direction and the Y direction, and the major axis or the minor axis is the numerical aperture.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a configuration along the YZ plane of the imaging optical system according to the second example.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration along the XZ plane of the imaging optical system according to the second example.
  • table (2) values of specifications of the imaging optical system according to the second example are listed.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing transverse aberration in the second example.
  • the radial direction passing through the center of the arc-shaped effective imaging region ER on the wafer 7 (Y
  • the light beam is bent along a plane (YZ plane) including the direction) and the optical axis AX. This is because it is easy to bend the light beam in the narrow direction (Y direction) of the arc-shaped effective field on the mask 4 in the vicinity of the object plane, and the narrow direction of the arc-shaped effective image formation region ER in the vicinity of the image plane. This is because it is easy to bend the light beam in the (Y direction).
  • an elliptical opening is provided in the aperture stop AS that defines the numerical aperture NA on the image side (second surface side) based on this knowledge, and the major axis direction (X direction) of the opening is provided.
  • the image side numerical aperture NAx with respect to the direction is increased.
  • the first embodiment uses the image-side numerical aperture NAx in the X direction in the prior art. That is, the size is increased to twice that of the technology.
  • an elliptical aperture having a minor axis in the Y direction which is the direction in which the light beam is bent in the reflective imaging optical system, is provided in the aperture stop AS, and the major axis dimension Dx of the aperture is the minor axis dimension.
  • the image-side numerical aperture NAx in the X direction is increased to 2 times or 1.4 times as large as that of the prior art. That is, in each example of the present embodiment, for example, a reflection optical system applicable to an exposure apparatus using EUV light, and an imaging optical system capable of increasing the numerical aperture while enabling optical path separation of a light beam. Is realized.
  • a relatively large image-side numerical aperture of 0.4 or 0.35 in the X direction is secured for EUV light having a wavelength of 13.5 nm, and on the wafer 7. It is possible to secure a 26 mm ⁇ 2 mm arc-shaped effective imaging region in which various aberrations are corrected favorably. Therefore, the pattern of the mask 4 can be transferred to each exposure region having a size of, for example, 26 mm ⁇ 34 mm or 26 mm ⁇ 37 mm on the wafer 7 with a high resolution of 0.1 ⁇ m or less by scanning exposure.
  • a circuit pattern is projected using the imaging optical system 6 in which the image-side numerical aperture NAx in the X direction is twice or 1.4 times the image-side numerical aperture NAy in the Y direction. Exposure. Therefore, for a pattern to be formed by using limit resolution in a layer called a critical layer, the spatial frequency is high (pitch is small) along the X direction and the spatial frequency is low (pitch is small) along the Y direction.
  • the circuit pattern may be designed so as to be larger.
  • EUV light having a wavelength of 13.5 nm is exemplarily used.
  • the present invention is not limited to this.
  • EUV light having a wavelength of about 5 to 40 nm other The present invention can be similarly applied to an imaging optical system that uses light of an appropriate wavelength.
  • the radial direction passing through the center of the arc-shaped effective imaging region ER and the Y direction coincide with each other.
  • the present invention is not limited to this, and the arc-shaped effective imaging region ER
  • the effect of the present invention can be obtained by making the angle formed by the radial direction passing through the center and the Y direction smaller than 30 degrees.
  • the effective image formation area formed on the wafer 7 has an arc shape.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, a rectangular effective image formation area can be formed.
  • the effect of the present invention can be obtained by matching the short side direction of the rectangular effective imaging region with the Y direction.
  • the effect of this invention can be acquired by making the angle which the short side direction and Y direction of a rectangular-shaped effective image formation area make smaller than 30 degree
  • the positive pupil type reflection imaging optical system is a reflection imaging optical system having an entrance pupil on the optical system side with the object plane interposed therebetween.
  • the numerical aperture on the second surface side in the first direction on the second surface is the second surface. It is important that the numerical aperture is larger than 1.1 times (more preferably 1.5 times) the numerical aperture on the second surface side in the second direction intersecting the first direction.
  • the present invention provides a reflection imaging optical system that forms an image of a first surface on a second surface, and further includes an aperture stop that defines a numerical aperture on the second surface side. Has an elliptical opening, and it is important that the dimension of the elliptical opening in the major axis direction is larger than 1.1 times the dimension in the minor axis direction.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. To ensure these various accuracies, before and after this assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus.
  • the exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.
  • a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42).
  • the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed.
  • step S46 development process
  • step S48 processing step
  • the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there.
  • the surface of the wafer W is processed through this resist pattern.
  • the processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as a photosensitive substrate.
  • a laser plasma X-ray source is used as a light source for supplying EUV light.
  • the present invention is not limited to this, and for example, synchrotron radiation (SOR) light is used as EUV light. You can also.
  • the present invention is applied to an exposure apparatus having a light source for supplying EUV light.
  • the present invention is not limited to this, and a light source that supplies light having a wavelength other than EUV light.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus having
  • the present invention is applied to the imaging optical system as the projection optical system of the exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and the image of the first surface is generally the second surface.
  • the present invention can be similarly applied to the reflection imaging optical system formed above.
  • the present invention is applied to the reflective imaging optical system in which all the optical elements are composed only of the reflecting mirrors.
  • the present invention may be applied to an imaging optical system that is a diffractive optical element or a transmissive diffractive optical element.

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Abstract

　例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、光束の光路分離を可能にしつつ開口数の増大を図ることのできる結像光学系。第１面（４）の像を第２面（７）上に形成する反射結像光学系（６）は、第２面上の第１方向（Ｘ方向）に関する第２面側の開口数は、第２面上において第１方向と交差する第２方向（Ｙ方向）に関する第２面側の開口数の１．１倍よりも大きい。反射結像光学系は、第２面側の開口数を規定する開口絞り（ＡＳ）を備え、開口絞りは楕円形状の開口部を有し、この楕円形状の開口部の長径方向（Ｘ方向）の寸法は短径方向（Ｙ方向）の寸法の１．１倍よりも大きい。

Description

結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
　本発明は、結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィ工程で製造するのに使用される露光装置に好適な反射結像光学系に関するものである。
　従来、半導体素子など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感光性基板（たとえばウェハ）上に投影転写する。感光性基板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が感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。露光装置の解像力は、露光光の波長と投影光学系の開口数とに依存する。したがって、露光装置の解像力を向上させるには、露光光の波長を短くするとともに、投影光学系の開口数を大きくすることが必要になる。
　一般に、投影光学系の開口数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、露光光の短波長化が必要になる。そこで、半導体パターニングの次世代の露光方法（露光装置）として、ＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography：極紫外リソグラフィ）の手法が注目されている。ＥＵＶＬ露光装置では、５～４０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いる。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な光透過性の光学材料が存在しなくなる。このため、ＥＵＶＬ露光装置では、照明光学系および投影光学系として反射光学系を用いるとともに、反射型のマスクを用いることになる（例えば、特許文献１を参照）。
米国特許第６，４５２，６６１号明細書
　上述したように、投影光学系（結像光学系）の解像力は開口数に比例するため、微細なパターンを感光性基板に忠実に転写するには投影光学系の開口数を極力大きく確保することが望ましい。しかしながら、ＥＵＶＬ露光装置に用いられる投影光学系は反射光学系であるため、マスクと感光性基板との間の光路において複数の反射鏡により光が幾度も折り返される。その結果、マスクと感光性基板との間の比較的狭い空間を行き交う複数の光束の光路分離を可能にするために、投影光学系の開口数の増大を図ることが困難である。
　本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、光束の光路分離を可能にしつつ開口数の増大を図ることのできる結像光学系を提供することを目的とする。また、本発明の結像光学系を露光装置の投影光学系に適用することにより、例えば露光光としてＥＵＶ光を用いて大きな解像力を確保し、高解像度で投影露光を行うことを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
　前記第２面上の第１方向に関する前記第２面側の開口数は、前記第２面上において前記第１方向と交差する第２方向に関する前記第２面側の開口数の１．１倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系を提供する。
　本発明の第２形態では、第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
　前記第２面上の第１方向に関する前記第２面側の開口数は、前記第２面上において前記第１方向と交差する第２方向に関する前記第２面側の開口数の１．５倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系を提供する。
　本発明の第３形態では、第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
　前記第２面側の開口数を規定する開口絞りを備え、
　前記開口絞りは楕円形状の開口部を有し、該楕円形状の開口部の長径方向の寸法は短径方向の寸法の１．１倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系を提供する。
　本発明の第４形態では、光源からの光により前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための第１形態、第２形態または第３形態の結像光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
　本発明の第５形態では、第４形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
　本発明の実施形態にかかる結像光学系では、複数の反射鏡により光束を折り曲げる方向に短径を有する楕円形状の開口部を開口絞りに設け、開口部の長径寸法を短径寸法の所要倍に設定することにより、長径方向に関する像側開口数を従来技術に比して所望の大きさまで増大させている。すなわち、本実施形態では、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、光束の光路分離を可能にしつつ開口数の増大を図ることのできる結像光学系が実現される。
　また、本実施形態の結像光学系を露光装置に適用した場合、露光光として例えば５ｎｍ乃至４０ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を使用することができる。この場合、結像光学系に対して転写すべきマスクのパターンおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ高解像度で投影露光することが可能になる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なデバイスを製造することができる。
本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。 第１実施例にかかる結像光学系のＹＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。 第１実施例にかかる結像光学系のＸＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。 第１実施例における横収差を示す第１の図である。 第１実施例における横収差を示す第２の図である。 第１実施例における横収差を示す第３の図である。 第２実施例にかかる結像光学系のＹＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。 第２実施例にかかる結像光学系のＸＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。 第２実施例における横収差を示す第１の図である。 第２実施例における横収差を示す第２の図である。 第２実施例における横収差を示す第３の図である。 マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例について、そのフローチャートを示す図である。
　本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図２は、ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。図１において、反射結像光学系（以下、単に「結像光学系」ともいう）６の光軸ＡＸ方向すなわち感光性基板であるウェハ７の露光面（転写面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハ７の露光面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハ７の露光面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。
　図１の露光装置は、露光光を供給するための光源１として、たとえばレーザプラズマＸ線源を備えている。光源１として、放電プラズマ光源や他のＸ線源を用いることもできる。光源１から射出された光は、必要に応じて配置された波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。波長選択フィルタは、光源１が供給する光から、所定波長（例えば１３．５ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを経たＥＵＶ光は、一対のフライアイ光学系（フライアイミラー）２ａおよび２ｂからなるオプティカルインテグレータへ導かれる。
　第１フライアイ光学系２ａは並列配置された複数の第１反射光学要素を有し、第２フライアイ光学系２ｂは第１フライアイ光学系２ａの複数の第１反射光学要素に対応するように並列配置された複数の第２反射光学要素を有する。具体的に、第１フライアイ光学系２ａは例えば円弧状の外形を有する多数の凹面鏡要素を第１面と光学的に共役な面に縦横に且つ稠密に配列することにより構成され、第２フライアイ光学系２ｂは例えば矩形状の外形を有する多数の凹面鏡要素を射出瞳面または射出瞳面と光学的に共役な面に縦横に且つ稠密に配列することにより構成されている。フライアイ光学系２ａおよび２ｂの詳細な構成および作用については、たとえば米国特許第６，４５２，６６１号明細書を参照することができる。
　こうして、第２フライアイ光学系２ｂの反射面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。この実質的な面光源は、一対のフライアイ光学系２ａおよび２ｂからなる照明光学系ＩＬの射出瞳位置に形成される。照明光学系ＩＬの射出瞳位置（すなわち第２フライアイ光学系２ｂの反射面の近傍位置）は、逆瞳タイプの結像光学系（投影光学系）６の入射瞳の位置と一致している。逆瞳タイプの結像光学系とは、後述するように、物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する結像光学系である。本実施形態では、投影光学系６の入射瞳の形状が楕円形状であるため、たとえば照明光学系の射出瞳形状を楕円形状とすることができる。この場合、光量損失を低減することができる。
　換言すると、照明光学系ＩＬの射出瞳は、この射出瞳が位置する面である射出瞳面における第３方向の大きさよりも、射出瞳面上においてこの第３方向と直交する第４方向の大きさの方が大きい形状とすることができる。このとき、この第３方向は結像光学系６の第２面側の開口数が大きな第１方向（Ｘ方向）と光学的に対応することができ、この第４方向は結像光学系の第２面側の開口数が小さな第２方向（Ｙ方向）と光学的に対応することができる。ここで、第１方向と第３方向とが光学的に対応するとは、照明光学系ＩＬの射出瞳面から第２面に至るまでに介在する光学系による射影関係の変換を考慮したときに、第１方向と第３方向とが一致することとすることができ、第２方向と第４方向とが光学的に対応するとは、照明光学系ＩＬの射出瞳面から第２面に至るまでに介在する光学系による射影関係の変換を考慮したときに、第２方向と第４方向とが一致することとすることができる。
　また、第２フライアイ光学系２ｂの複数の光学要素は、第３方向の大きさよりも第４方向の大きさの方が大きい領域内のみに配列することができる。この領域は例えば楕円形状の領域とすることができる。
　実質的な面光源からの光、すなわち照明光学系ＩＬから射出された光は、斜入射ミラー３により反射された後、反射型のマスク４にほぼ平行に且つ近接して配置された視野絞り（不図示）の円弧状の開口部（光透過部）を介して、マスク４上に円弧状の照明領域を形成する。このように、光源１および照明光学系ＩＬ（２ａ，２ｂ）は、所定のパターンが設けられたマスク４をケーラー照明するための照明系を構成している。また、第２フライアイ光学系２ｂとマスク４との間の光路中には、パワーを有する反射鏡が配置されていない。
　マスク４は、そのパターン面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｙ方向に沿って移動可能なマスクステージ５によって保持されている。マスクステージ５の移動は、図示を省略したレーザー干渉計により計測される。マスク４上には、例えばＹ軸に関して対称な円弧状の照明領域が形成される。照明されたマスク４からの光は、結像光学系６を介して、感光性基板であるウェハ７上にマスク４のパターン像を形成する。
　すなわち、ウェハ７上には、図２に示すように、Ｙ軸に関して対称な円弧状の有効結像領域ＥＲが形成される。図２を参照すると、光軸ＡＸを中心とした半径Ｙ０を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、このイメージサークルＩＦに接するようにＸ方向の長さがＬＸでＹ方向の長さがＬＹの円弧状の有効結像領域ＥＲが形成される。円弧状の有効結像領域ＥＲは光軸ＡＸを中心とする輪帯状の領域の一部であり、長さＬＹは円弧状の有効結像領域ＥＲの中心と光軸とを結ぶ方向に沿った有効結像領域ＥＲの幅寸法である。
　ウェハ７は、その露光面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動可能なウェハステージ８によって保持されている。ウェハステージ８の移動は、マスクステージ５と同様に、図示を省略したレーザー干渉計により計測される。こうして、マスクステージ５およびウェハステージ８をＹ方向に沿って移動させながら、すなわち結像光学系６に対してマスク４およびウェハ７をＹ方向に沿って相対移動させながらスキャン露光（走査露光）を行うことにより、ウェハ７の１つの露光領域にマスク４のパターンが転写される。
　このとき、結像光学系６の投影倍率（転写倍率）が１／４である場合、ウェハステージ８の移動速度をマスクステージ５の移動速度の１／４に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージ８をＸ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハ７の各露光領域にマスク４のパターンが逐次転写される。
　本実施形態の各実施例にかかる結像光学系６は、図３、図４、図８および図９に示すように、直線状に延びる単一の光軸ＡＸに沿って、マスク４のパターン面と光学的に共役な位置にパターンの中間像を形成するための第１反射光学系Ｇ１と、マスク４のパターンの最終縮小像（中間像の像）をウェハ７上に形成するための第２反射光学系Ｇ２とを備えている。すなわち、マスク４のパターン面と光学的に共役な面が、第１反射光学系Ｇ１と第２反射光学系Ｇ２との間の光路中に形成される。
　第１反射光学系Ｇ１は、光の入射順に、凹面状の反射面を有する第１反射鏡Ｍ１と、凸面状の反射面を有する第２反射鏡Ｍ２と、凸面状の反射面を有する第３反射鏡Ｍ３と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡Ｍ４とにより構成されている。第２反射光学系Ｇ２は、光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡Ｍ５と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡Ｍ６とにより構成されている。第２反射鏡Ｍ２から第３反射鏡Ｍ３へ至る光路中に、Ｘ方向に細長い楕円形状の開口部を有する開口絞りＡＳが設けられている。結像光学系６の光路中には、この開口絞りＡＳ以外に開口絞りが配置されておらず、結像光学系６の開口数は開口絞りＡＳによる光束の制限によってのみ決定される。
　各実施例では、マスク４のパターン面（第１面）において光軸ＡＸから離れた照明領域からの光が、第１反射鏡Ｍ１の凹面状の反射面、第２反射鏡Ｍ２の凸面状の反射面、第３反射鏡Ｍ３の凸面状の反射面、および第４反射鏡Ｍ４の凹面状の反射面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。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凸面状の反射面および第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７の表面（第２面）において光軸ＡＸから離れた有効結像領域ＥＲにマスクパターンの縮小像を形成する。
　各実施例において、すべての反射鏡Ｍ１～Ｍ６の反射面は、光軸ＡＸに関して回転対称な非球面状に形成されている。各実施例の結像光学系６は、マスク４を挟んで結像光学系６の反対側に所定距離だけ離れた位置に入射瞳を有する逆瞳タイプの反射結像光学系である。また、各実施例の結像光学系６は、ウェハ側（像側）にテレセントリックな光学系である。換言すれば、各実施例において、結像光学系６の像面上の各位置に達する主光線は像面に対してほぼ垂直である。この構成により、結像光学系６の焦点深度内でウェハに凹凸があっても良好な結像が可能になっている。
［第１実施例］
　図３は、第１実施例にかかる結像光学系のＹＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。図４は、第１実施例にかかる結像光学系のＸＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。次の表（１）に、第１実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元の欄において、λは露光光の波長を、βは結像倍率を、ＮＡｘはＸ方向に関する像側（ウェハ側）開口数を、ＮＡｙはＹ方向に関する像側（ウェハ側）開口数を、Ｙ０はウェハ７上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、ＬＸは有効結像領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法を、ＬＹは有効結像領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（円弧状の有効結像領域ＥＲの幅寸法）を、Ｄｘは開口絞りＡＳの楕円形状の開口部の長径方向であるＸ方向の寸法を、Ｄｙは開口絞りＡＳの楕円形状の開口部の短径方向であるＹ方向の寸法をそれぞれ表している。
　表（１）の光線追跡設定値の欄およびレンズデータの欄は、ＯＲＡ（Optical Research Associates）社の光学設計ソフトである「Code V」の書式に従って記述されている。表（１）の光線追跡設定値の欄において、「DIM　MM」はディメンジョンがｍｍであることを、WLは光の波長（ｎｍ）を示している。また、XOBは像側（ウェハ側）からの光線追跡に用いられた１５本の光線のウェハ７上でのＸ座標（単位：ｍｍ）であり、YOBは１５本の光線のウェハ７上でのＹ座標（単位：ｍｍ）である。
　表（１）のレンズデータの欄において、RDYは面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径；単位：ｍｍ）を、THIは当該面から次の面までの距離すなわち面間隔（単位：ｍｍ）を、RMDは当該面が反射面であるか屈折面であるかを示している。REFLは、反射面を意味する。INFINITYは無限大を意味し、RDYが INFINITYであれば、その面が平面であることを意味している。OBJは像面としてのウェハ７の表面を、STOは開口絞りＡＳの面を、IMGは物体面としてのマスク４のパターン面を示している。
　面番号１は仮想面を、面番号２は第６反射鏡Ｍ６の反射面を、面番号３は第５反射鏡Ｍ５の反射面を、面番号４は第４反射鏡Ｍ４の反射面を、面番号５は第３反射鏡Ｍ３の反射面を、面番号７は第２反射鏡Ｍ２の反射面を、面番号８は第１反射鏡Ｍ１の反射面を示している。ASPは、各反射鏡Ｍ１～Ｍ６の反射面が以下の式（ａ）で表される非球面であることを意味している。
ｓ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１－（１＋κ）・ｈ2／ｒ2｝1/2］＋Ｃ4・ｈ4
　　＋Ｃ6・ｈ6＋Ｃ8・ｈ8＋Ｃ10・ｈ10＋Ｃ12・ｈ12＋Ｃ14・ｈ14＋Ｃ16・ｈ16
　　＋Ｃ18・ｈ18＋Ｃ20・ｈ20　　　　（ａ）
　式（ａ）において、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（単位：ｍｍ）であり、ｓは非球面の頂点における接平面から高さｈ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）（単位：ｍｍ）であり、ｒは頂点曲率半径（単位：ｍｍ）であり、κは円錐係数であり、Ｃnはｎ次の非球面係数である。表（１）のレンズデータの欄において、Ｋは円錐係数κ、Ａはｈ4の係数Ｃ4、Ｂはｈ6の係数Ｃ6、Ｃはｈ8の係数Ｃ8、Ｄはｈ10の係数Ｃ10、Ｅはｈ12の係数Ｃ12、Ｆはｈ14の係数Ｃ14、Ｇはｈ16の係数Ｃ16、Ｈはｈ18の係数Ｃ18、Ｊはｈ20の係数Ｃ20である。
　また、各反射鏡Ｍ１～Ｍ６の反射面（面番号２，３，４，５，７，８）におけるXDE，YDE，およびZDEは、面の偏心のＸ方向成分（単位：ｍｍ）、Ｙ方向成分（単位：ｍｍ）、およびＺ方向成分（単位：ｍｍ）を示している。ADE，BDE，およびCDEは、面の回転のθｘ方向成分（Ｘ軸廻りの回転成分；単位：度）、θｙ方向成分（Ｙ軸廻りの回転成分；単位：度）、およびθｚ方向成分（Ｚ軸廻りの回転成分；単位：度）を示している。また、DARは、当該面より後ろの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が変化しないことを意味している。すなわち、DARと記載してある面で偏心していても、その後側の面は偏心した新たな座標に従うことなく、DARと記載してある面だけの単独の偏心である。なお、表（１）における表記は、以降の表（２）においても同様である。
　　　　　　　　　　　　　　　表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡｘ＝０．４
ＮＡｙ＝０．２
Ｙ０＝３７ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ
Ｄｘ＝８４．０８３８ｍｍ
Ｄｙ＝４１．６７８１ｍｍ

（光線追跡設定値）
　 DIM　　　　　　 MM
　 WL　　　　　 13.50
　 XOB　　　　0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000
　　　　　　　6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000
　　　　　　 13.00000　　　13.00000　　　13.00000　　　13.00000　　　13.00000
　 YOB　　　 37.00000　　　36.50000　　　36.00000　　　35.50000　　　35.00000
　　　　　　 36.40833　　　35.90833　　　35.40833　　　34.90833　　　34.40833
　　　　　　 34.57082　　　34.07082　　　33.57082　　　33.07082　　　32.57082

（レンズデータ）
　　　　　　　　RDY　　　　　　 THI　　　 RMD
　OBJ:　　　　INFINITY　　　　0.000000
　　1:　　　　INFINITY　　　528.623387
　　2:　　　-592.28723　　 -488.623387　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:-.254657E-10　 B　:-.111703E-15　 C　:-.366523E-21　 D　:-.105104E-26
　　　E　:-.614569E-32　 F　:0.552344E-37　 G　:-.520745E-42　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　 -0.135994　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.002819　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　3:　　　-685.82108　　 1758.023140　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:-.342613E-08　 B　:-.598557E-13　 C　:-.508202E-18　 D　:0.257521E-21
　　　E　:-.629350E-25　 F　:0.733153E-29　 G　:-.349548E-33　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　 -0.159098　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.002117　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　4:　　 -1428.35928　　 -999.904639　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:-.224179E-12　 B　:-.338584E-18　 C　:-.217996E-23　 D　:0.151885E-28
　　　E　:-.688940E-34　 F　:0.153991E-39　 G　:-.139951E-45　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.174976　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.011492　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　5:　　　-676.50202　　　265.439672　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.128920E-08　 B　:-.707305E-15　 C　:0.189300E-18　 D　:-.332017E-22
　　　E　:0.330624E-26　 F　:-.178255E-30　 G　:0.404070E-35　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　 -0.075707　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.001504　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　STO:　　　　INFINITY　　　464.183715
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.014383　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.000000　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　7:　　 -9662.07987　　-1139.165307　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.168021E-09　 B　:-.112219E-15　 C　:0.887751E-21　 D　:0.457673E-25
　　　E　:-.216329E-29　 F　:0.450161E-34　 G　:-.378974E-39　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.005654　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.007150　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　8:　　　2275.61649　　 1611.423419　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.726621E-11　 B　:0.832232E-18　 C　:0.251018E-22　 D　:-.243698E-27
　　　E　:0.154171E-32　 F　:-.547826E-38　 G　:0.830853E-44　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　 -0.029638　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.009792　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　IMG:　　　　INFINITY　　　　0.000000
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.969601　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.000000　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000
　図５、図６および図７は、第１実施例における横収差を示す図である。収差図において、（Ｘ，Ｙ）は有効結像領域における規格化座標を示している。図５乃至図７の収差図から明らかなように、第１実施例では、Ｘ方向に関して大きな像側開口数（ＮＡｘ＝０．４）を確保しているにもかかわらず、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。なお、図５乃至図７の収差図における表記は、以降の図１０乃至図１２の収差図においても同様である。
　また、マスク４上に形成される円弧状の照明領域の各点に対応する主光線とマスク４が配置される第１面の垂線とのなす角の平均値をαとし、結像光学系のマスク４側（第１面側）における最大開口数をＮＡmaxとすると、次の条件式（ｂ）を満足する。
ＮＡmax＞sinα　　　　（ｂ）
　平均値αとは、上記各点に対応する主光線と上記垂線とのなす角度が上記各点ごとに複数あるが、それらの角度の平均値とすることができる。なお、上記各点は、上記円弧状の照明領域内の代表的な点、例えば円弧状の照明領域の中心点と、円弧状の照明領域の最周縁の点とすることもできる。
　上記条件式（ｂ）は、マスク４への入射角の平均値に対して、Ｘ方向の開口数が大きく設定されていることに対応している。また、上記条件式（ｂ）は、結像光学系内で光線分離するために、入射光のうちＹ方向の入射光成分の入射角が、Ｘ方向の入射光成分の入射角に対して大きくなることに対応している。
　なお、入射光の主光線がマスク４面またはウェハ７面に対して垂直でない場合は、マスク４面またはウェハ７面に入射する入射光の中心から半径１の半球を仮想的に描いたときに、当該半球と入射光束が重なる領域を、マスク４またはウェハ７面に垂直にマスク４またはウェハ７面に投影（正射影）した領域（例えば、円）の中心と、投影された領域の外周との距離（例えば、円の場合は半径）により開口数が定義される。また、投影した領域が楕円の場合は、開口数がＸ方向とＹ方向とで異なることを示しており、長径または短径を開口数とする。
［第２実施例］
　図８は、第２実施例にかかる結像光学系のＹＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。図９は、第２実施例にかかる結像光学系のＸＺ平面に沿った構成を概略的に示す図である。次の表（２）に、第２実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。
　　　　　　　　　　　　　　　表（２）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡｘ＝０．３５
ＮＡｙ＝０．２５
Ｙ０＝４１．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ
Ｄｘ＝７０．５６８９ｍｍ
Ｄｙ＝４９．９６３８ｍｍ

（光線追跡設定値）
　 DIM　　　　　　 MM
　 WL　　　　　 13.50
　 XOB　　　　0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000　　　 0.00000
　　　　　　　6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000　　　 6.50000
　　　　　　 13.00000　　　13.00000　　　13.00000　　　13.00000　　　13.00000
　 YOB　　　 41.50000　　　41.00000　　　40.50000　　　40.00000　　　39.50000
　　　　　　 40.97499　　　40.47499　　　39.97499　　　39.47499　　　38.97499
　　　　　　 39.35688　　　38.85688　　　38.35688　　　37.85688　　　37.35688

（レンズデータ）
　　　　　　　　RDY　　　　　　 THI　　　 RMD
　OBJ:　　　　INFINITY　　　　0.000000
　　1:　　　　INFINITY　　　527.112108
　　2:　　　-586.28043　　 -487.112108　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:-.236164E-10　 B　:-.110626E-15　 C　:-.284530E-21　 D　:-.544786E-26
　　　E　:0.122403E-30　 F　:-.189106E-35　 G　:0.112384E-40　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.023322　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.001515　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　3:　　　-684.71542　　 1760.000000　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:-.396159E-08　 B　:-.632367E-13　 C　:-.653539E-18　 D　:0.253964E-21
　　　E　:-.692815E-25　 F　:0.989160E-29　 G　:-.596456E-33　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.009293　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.000924　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　4:　　 -1401.87799　　 -962.106539　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.344061E-13　 B　:-.777174E-19　 C　:-.235587E-23　 D　:0.104955E-28
　　　E　:-.323960E-34　 F　:0.517487E-40　 G　:-.351408E-46　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.228380　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.005863　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　5:　　　-682.83983　　　270.501910　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.129775E-08　 B　:-.134507E-14　 C　:0.421784E-19　 D　:-.278865E-23
　　　E　:-.509373E-29　 F　:0.103118E-31　 G　:-.381436E-36　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.135445　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.002567　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　STO:　　　　INFINITY　　　405.127751
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.236494　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.000000　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　7:　　 43553.22016　　 -926.411013　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.275599E-09　 B　:-.938191E-16　 C　:0.115376E-20　 D　:0.163736E-24
　　　E　:-.956816E-29　 F　:0.276251E-33　 G　:-.320812E-38　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.207241　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.003758　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　　8:　　　1921.64574　　 1412.887892　　REFL
　　　ASP:
　　　K　:　　0.000000
　　　A　:0.122524E-10　 B　:0.531596E-17　 C　:-.102435E-22　 D　:0.192287E-27
　　　E　:-.152511E-32　 F　:0.621001E-38　 G　:-.102035E-43　 H　:0.000000E+00
　　　J　:0.000000E+00
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.187309　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.002261　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000

　IMG:　　　　INFINITY　　　　0.000000
　　　XDE:　　0.000000　 YDE:　　0.249032　 ZDE:　　0.000000　 DAR
　　　ADE:　　0.000000　 BDE:　　0.000000　 CDE:　　0.000000
　図１０、図１１および図１２は、第２実施例における横収差を示す図である。図１０乃至図１２の収差図から明らかなように、第２実施例では、Ｘ方向に関して大きな像側開口数（ＮＡｘ＝０．３５）を確保しているにもかかわらず、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。
　図３と図４との比較および図８と図９との比較から明らかなように、反射結像光学系では、ウェハ７上の円弧状の有効結像領域ＥＲの中心を通る径方向（Ｙ方向）と光軸ＡＸとを含む平面（ＹＺ平面）に沿って光束を折り曲げる設計が普通である。これは、物体面の近傍ではマスク４上の円弧状の有効視野の狭い方向（Ｙ方向）に光束を折り曲げることが容易であり、像面の近傍では円弧状の有効結像領域ＥＲの狭い方向（Ｙ方向）に光束を折り曲げることが容易であるからである。
　本発明では、上述の考察から、光束を折り曲げる方向（Ｙ方向）に関する開口数の増大を図ることは困難であるが、例えば光束を折り曲げる方向と直交（一般には交差）する方向（Ｘ方向）に関する開口数の増大を図ることは比較的容易であるという知見を得た。上述の各実施例では、この知見に基づいて、像側（第２面側）の開口数ＮＡを規定する開口絞りＡＳに楕円形状の開口部を設け、この開口部の長径方向（Ｘ方向）の寸法Ｄｘを短径方向（Ｙ方向）の寸法Ｄｙよりも所要倍だけ大きく設定することにより、Ｙ方向に関する像側開口数ＮＡｙよりもＸ方向に関する像側開口数ＮＡｘを大きく確保し、ひいてはＸ方向に関する像側開口数ＮＡｘの増大を図っている。
　具体的に、第１実施例では、楕円形状の開口部の長径寸法Ｄｘを短径寸法Ｄｙの約２．０２倍（＝８４．０８３８／４１．６７８１）に設定することにより、Ｘ方向に関する像側開口数ＮＡｘをＹ方向に関する像側開口数ＮＡｙの２倍（＝０．４／０．２）の大きさまで増大させている。従来技術ではほぼ円形状の開口部を有する開口絞りを用いてあらゆる方向に関してほぼ同じ像側開口数を確保していたことを考えると、第１実施例ではＸ方向に関する像側開口数ＮＡｘを従来技術に比して２倍の大きさまで増大させていることになる。
　第２実施例では、楕円形状の開口部の長径寸法Ｄｘを短径寸法Ｄｙの約１．４１倍（＝７０．５６８９／４９．９６３８）に設定することにより、Ｘ方向に関する像側開口数ＮＡｘをＹ方向に関する像側開口数ＮＡｙの１．４倍（＝０．３５／０．２５）の大きさまで増大させている。すなわち、第２実施例では、Ｘ方向に関する像側開口数ＮＡｘを従来技術に比して１．４倍の大きさまで増大させていることになる。
　本実施形態の各実施例では、反射結像光学系において光束を折り曲げる方向であるＹ方向に短径を有する楕円形状の開口部を開口絞りＡＳに設け、開口部の長径寸法Ｄｘを短径寸法Ｄｙの約２．０２倍または約１．４１倍に設定することにより、Ｘ方向に関する像側開口数ＮＡｘを従来技術に比して２倍または１．４倍の大きさまで増大させている。すなわち、本実施形態の各実施例では、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、光束の光路分離を可能にしつつ開口数の増大を図ることのできる結像光学系が実現される。
　具体的に、上述の各実施例では、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して、Ｘ方向に関して０．４または０．３５という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ７上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×２ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。したがって、ウェハ７において、たとえば２６ｍｍ×３４ｍｍまたは２６ｍｍ×３７ｍｍの大きさを有する各露光領域に、マスク４のパターンを走査露光により０．１μｍ以下の高解像で転写することができる。
　本実施形態の露光装置では、Ｘ方向に関する像側開口数ＮＡｘがＹ方向に関する像側開口数ＮＡｙの２倍または１．４倍の大きさを有する結像光学系６を用いて回路パターンを投影露光する。したがって、クリティカルレイヤーと称されるレイヤーに限界解像を用いて形成すべきパターンについては、Ｘ方向に沿って空間周波数が高く（ピッチが小さく）且つＹ方向に沿って空間周波数が低く（ピッチが大きく）なるように、回路パターンの設計を行えば良い。
　なお、上述の各実施例では、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を例示的に用いているが、これに限定されることなく、例えば５～４０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光や、他の適当な波長の光を使用する結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
　また、上述の各実施例では、円弧状の有効結像領域ＥＲの中心を通る径方向とＹ方向とは一致しているが、これに限定されることなく、円弧状の有効結像領域ＥＲの中心を通る径方向とＹ方向とがなす角度を３０度よりも小さくすることにより本発明の効果を得ることができる。
　また、上述の各実施例では、ウェハ７上に形成される有効結像領域が円弧状であるが、これに限定されることなく、例えば矩形状の有効結像領域を形成することもできる。この場合、矩形状の有効結像領域の短辺方向とＹ方向とを一致させることにより本発明の効果を得ることができる。あるいは、矩形状の有効結像領域の短辺方向とＹ方向とがなす角度を３０度よりも小さくすることにより本発明の効果を得ることができる。
　また、上述の各実施例では、逆瞳タイプの反射結像光学系を例にとって本発明を説明しているが、これに限定されることなく、正瞳タイプの反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。なお、正瞳タイプの反射結像光学系とは、物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射結像光学系である。
　以上のように、本発明では、第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、第２面上の第１方向に関する第２面側の開口数は、第２面上において第１方向と交差する第２方向に関する第２面側の開口数の１．１倍（さらに好ましくは１．５倍）よりも大きいことが重要である。また、別の観点によれば、本発明では、第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、第２面側の開口数を規定する開口絞りを備え、開口絞りは楕円形状の開口部を有し、該楕円形状の開口部の長径方向の寸法は短径方向の寸法の１．１倍よりも大きいことが重要である。
　上述の実施形態の露光装置は、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。
　次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図１３は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１３に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。
　ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを感光性基板としてパターンの転写を行う。
　なお、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源としてレーザプラズマＸ線源を用いているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光としてたとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光を用いることもできる。
　また、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。
　また、上述の実施形態では、露光装置の投影光学系としての結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
　また、上述の実施形態では、全ての光学素子が反射鏡のみからなる反射結像光学系に対して本発明を適用しているが、一部の光学素子が屈折光学素子または回折光学素子（反射型回折光学素子または透過型回折光学素子）である結像光学系に対して本発明を適用しても良い。
１　レーザプラズマＸ線源
２ａ，２ｂ　フライアイ光学系
３　斜入射ミラー
４　マスク
５　マスクステージ
６　結像光学系
７　ウェハ
８　ウェハステージ
ＩＬ　照明光学系
Ｇ１，Ｇ２　反射光学系
Ｍ１～Ｍ６　反射鏡

Claims (25)

  1. 第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
    　前記第２面上の第１方向に関する前記第２面側の開口数は、前記第２面上において前記第１方向と交差する第２方向に関する前記第２面側の開口数の１．１倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系。
  2. 第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
    　前記第２面上の第１方向に関する前記第２面側の開口数は、前記第２面上において前記第１方向と交差する第２方向に関する前記第２面側の開口数の１．５倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系。
  3. 前記第１方向と前記第２方向とは直交していることを特徴とする請求項１または２に記載の結像光学系。
  4. 前記第１方向に関する前記第２面側の開口数は最も大きく、前記第２方向に関する前記第２面側の開口数は最も小さいことを特徴とする請求項３に記載の結像光学系。
  5. 前記第２面上における有効結像領域は円弧状であり、該円弧状の有効結像領域の中心を通る径方向と前記第２方向とがなす角度は３０度よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の結像光学系。
  6. 前記円弧状の有効結像領域の中心を通る径方向と前記第２方向とは一致していることを特徴とする請求項５に記載の結像光学系。
  7. 前記第２面上における有効結像領域は矩形状であり、該矩形状の有効結像領域の短辺方向と前記第２方向とがなす角度は３０度よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の結像光学系。
  8. 前記矩形状の有効結像領域の短辺方向と前記第２方向とは一致していることを特徴とする請求項７に記載の結像光学系。
  9. 前記第１面に形成される照明領域の各点に対応する主光線と前記第１面の垂線とのなす角の平均値をαとし、前記第１面における最大開口数をＮＡmaxとすると、
    ＮＡmax＞sinα
    の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系。
  10. 第１面の像を第２面上に形成する反射結像光学系において、
    　前記第２面側の開口数を規定する開口絞りを備え、
    　前記開口絞りは楕円形状の開口部を有し、該楕円形状の開口部の長径方向の寸法は短径方向の寸法の１．１倍よりも大きいことを特徴とする結像光学系。
  11. 前記第２面上における有効結像領域は円弧状であり、該円弧状の有効結像領域の中心を通る径方向と前記短径方向とは対応していることを特徴とする請求項１０に記載の結像光学系。
  12. 前記第２面上における有効結像領域は矩形状であり、該矩形状の有効結像領域の短辺方向と前記短径方向とは対応していることを特徴とする請求項１０に記載の結像光学系。
  13. 前記第１面に形成される照明領域の各点に対応する主光線と前記第１面の垂線とのなす角の平均値をαとし、前記第１面における最大開口数をＮＡmaxとすると、
    ＮＡmax＞sinα
    の条件を満たすことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の結像光学系。
  14. 前記結像光学系は、前記第２面側にテレセントリックな光学系であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の結像光学系。
  15. 前記結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記結像光学系の反対側に位置していることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の結像光学系。
  16. 光源からの光により前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系を備える露光装置と組み合わされて使用されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の結像光学系。
  17. 前記照明系の射出瞳は、該射出瞳が位置する面である射出瞳面における第３方向の大きさよりも、該射出瞳面上において前記第３方向と直交する第４方向の大きさの方が大きいことを特徴とする請求項１６に記載の結像光学系。
  18. 前記第３方向は前記第１方向と光学的に対応しており、前記第４方向は前記第２方向と光学的に対応していることを特徴とする請求項１７に記載の結像光学系。
  19. 光源からの光により前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の結像光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
  20. 前記照明系の射出瞳は、該射出瞳が位置する面である射出瞳面における第３方向の大きさよりも、該射出瞳面上において前記第３方向と直交する第４方向の大きさの方が大きいことを特徴とする請求項１９に記載の露光装置。
  21. 前記照明系の前記射出瞳の形状は、楕円形状であることを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
  22. 前記第３方向は前記第１方向と光学的に対応しており、前記第４方向は前記第２方向と光学的に対応していることを特徴とする請求項２０または２１に記載の露光装置。
  23. 前記照明系は、前記第１面と光学的に共役な位置に配置された複数の光学要素を有する第１フライアイ光学系と、前記射出瞳面または前記射出瞳面と光学的に共役な面に配置された複数の光学要素を有する第２フライアイ光学系とを備え、
    　前記第２フライアイ光学系の前記複数の光学要素は、前記第３方向の大きさよりも前記第４方向の大きさの方が大きい領域内に配列されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の露光装置。
  24. 前記光源から供給される光は波長が５ｎｍ乃至４０ｎｍのＥＵＶ光であり、
    　前記結像光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれか１項に記載の露光装置。
  25. 請求項１９乃至２４のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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