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WO2013118615A1 - 反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 Download PDF

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WO2013118615A1
WO2013118615A1 PCT/JP2013/051961 JP2013051961W WO2013118615A1 WO 2013118615 A1 WO2013118615 A1 WO 2013118615A1 JP 2013051961 W JP2013051961 W JP 2013051961W WO 2013118615 A1 WO2013118615 A1 WO 2013118615A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical system
reflecting mirror
reflection
light
reflecting
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/051961
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English (en)
French (fr)
Inventor
喜雄 川辺
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO2013118615A1 publication Critical patent/WO2013118615A1/ja
Priority to US14/451,699 priority patent/US9541842B2/en
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Priority to US16/008,576 priority patent/US10599042B2/en
Priority to US16/783,628 priority patent/US10976669B2/en
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • H10P76/2041—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0647—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
    • G02B17/0657—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0019—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors)
    • G02B19/0023—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors) at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0095—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

Definitions

  • the present invention relates to a reflection imaging optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a reflective imaging optical system suitable for an exposure apparatus that transfers a circuit pattern on a mask onto a photosensitive substrate by using, for example, EUV light by a mirror projection method.
  • An EUVL (Extreme UltraViolet Lithography) exposure apparatus that uses EUV (Extreme UltraViolet) light having a wavelength of about 5 to 40 nm, for example, has attracted attention as an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor elements and the like.
  • EUV light When EUV light is used as the exposure light, there is no transmissive optical material and refractive optical material that can be used. Therefore, a reflective mask is used, and a reflective optical system (an optical system composed only of a reflective member) is used as a projection optical system. Will be used.
  • a reflection imaging optical system having an entrance pupil on the optical system side with the object plane sandwiched is referred to as a “positive pupil type reflection imaging optical system”, and “an optical system with the object plane sandwiched”.
  • the “reflective imaging optical system having an entrance pupil on the opposite side” is referred to as an “inverted pupil type reflective imaging optical system”.
  • An aspect of the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a reflective imaging optical system that can suppress the footprint of the apparatus when applied to, for example, an exposure apparatus that uses EUV light.
  • a plurality of reflecting mirrors including a first reflecting mirror that reflects light reflected by the first surface first and a second reflecting mirror that reflects second; A region where the light from the illumination optical system irradiates the first surface is an irradiated region, and a portion where the irradiated region is located on the first surface is predetermined with respect to the optical axes of the plurality of reflecting mirrors.
  • the reflection region of the first reflection mirror and the reflection region of the second reflection mirror are located on the predetermined direction side with respect to the optical axes of the plurality of reflection mirrors,
  • a reflection imaging optical system is provided in which the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are arranged so as to sandwich an optical path of light from the illumination optical system.
  • a plurality of light beams including a first reflecting mirror that reflects light reflected on the first surface first, a second reflecting mirror that reflects second light, and a third reflecting mirror that reflects third light.
  • the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are arranged so that the reflecting area of the first reflecting mirror and the reflecting area of the second reflecting mirror sandwich the optical path of light from the illumination optical system, A region where the light from the illumination optical system irradiates the first surface is an irradiated region, and a portion where the irradiated region is located on the first surface is predetermined with respect to the optical axes of the plurality of reflecting mirrors.
  • the third reflecting mirror is disposed closer to the predetermined direction than the optical axis of the plurality of reflecting mirrors.
  • an illumination optical system that illuminates the pattern of the first surface with light from a light source, and the reflection of the first or second embodiment that projects the pattern onto a photosensitive substrate installed on the second surface.
  • An image forming optical system is provided.
  • the fourth embodiment using the exposure apparatus of the third embodiment, exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate; Developing the photosensitive substrate having the predetermined pattern transferred thereon, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; And processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
  • a device manufacturing method is provided.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment. It is a figure which shows the positional relationship of the arc-shaped effective imaging area
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the arc-shaped effective imaging region formed on the wafer and the optical axis.
  • the Y axis is set in a direction parallel to the paper surface of FIG. 1
  • the X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the first direction and the predetermined direction are, for example, directions parallel to the Y axis (Y axis direction).
  • a light source 1 for supplying exposure light includes, for example, a laser plasma X-ray source.
  • a discharge plasma light source or another X-ray source can 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, 13.4 nm) from light supplied from the light source 1 and blocking transmission of other wavelength light.
  • EUV light that has passed through the wavelength selection filter is guided to an optical integrator 2 including a pair of fly-eye optical systems (fly-eye mirrors) 2a and 2b.
  • an optical integrator 2 including a pair of fly-eye optical systems (fly-eye mirrors) 2a and 2b.
  • a multilayer film that reflects only EUV light having a predetermined wavelength may be formed on the reflection surface of a mirror that reflects or condenses the generated EUV light.
  • the wavelength selection filter since the wavelength selection filter is not necessary, the light source 1 can be reduced in size. Further, it is possible to prevent the light quantity loss of EUV light in the wavelength selection filter.
  • 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
  • the second fly's eye optical system 2b has, for example, a rectangular outer shape.
  • a plurality of concave mirror elements are arranged vertically and horizontally and densely.
  • the detailed configuration and operation of the fly-eye optical systems 2a and 2b can be used with the aid of, for example, US Patent Application Publication No. 2002 / 0093636A1.
  • 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 including the pair of fly-eye optical systems 2a and 2b.
  • the exit pupil position of the illumination optical system IL (that is, the position in the vicinity of the reflection surface of the second fly's eye optical system 2b) coincides with the position of the entrance pupil of the inverse pupil type reflection imaging optical system (projection optical system) 6. Yes.
  • the light from the substantial surface light source that is, the light emitted from the optical integrator 2 is incident on the flat mirror 3 that functions as an oblique incidence mirror.
  • the light reflected by the flat mirror 3 passes between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 of the reflective imaging optical system 6 and is then arranged substantially parallel and close to the reflective mask 4.
  • An arcuate illumination area is formed on the mask 4 through an arcuate opening (light transmission part) of the field stop (not shown).
  • the optical integrator 2 (2a, 2b) and the flat mirror 3 constitute an illumination optical system IL for Koehler illumination of the mask 4 provided with a predetermined pattern by the light from the light source 1.
  • 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 power of the reflecting mirror is the reciprocal of the focal length of the reflecting mirror.
  • a reflecting mirror having power may be 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 or an encoder (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 reflective imaging optical system 6.
  • an arc-shaped effective imaging region (stationary exposure region) ER that is symmetrical 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 or an encoder (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 reflective imaging optical system 6 along the Y direction.
  • the moving speed of the wafer stage 8 is set to 1/8 of the moving speed of the mask stage 5 to perform synchronous scanning. 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 projection magnification of the reflective imaging optical system 6 may be 1/6, 1/4, or the like.
  • the moving speed of the wafer stage 8 is set to 1/6 of the moving speed of the mask stage 5
  • the projection magnification of the reflective imaging optical system 6 is If it is 1/4, the moving speed of the wafer stage 8 is set to 1/4 of the moving speed of the mask stage 5.
  • the reflective imaging optical system 6 has a pattern surface (hereinafter, referred to as “pattern surface”) of the mask 4 along a single optical axis AX extending linearly as shown in FIGS.
  • a first reflective optical system G1 that forms an intermediate image of the pattern at a position optically conjugate with the mask 4
  • a final reduced image (intermediate image) of the pattern of the mask 4 is transferred to the transfer surface of the wafer 7.
  • wafer surface also referred to as “wafer surface” and a second reflective optical system G2 formed thereon. That is, a position optically conjugate with the illumination area on the pattern surface of the mask 4 is formed in the optical path between the first reflective optical system G1 and the second reflective optical system G2.
  • the reflective imaging optical system 6 may be configured by only the first reflective optical system G1, or may be configured by using a plurality of optical systems such as a third reflective optical system and a fourth reflective optical system. .
  • the first reflecting optical system G1 has a first reflecting mirror M1 having a concave reflecting surface and a second reflecting surface having a convex reflecting surface in the order of incidence of light (in order of reflection from the mask 4 toward the wafer 7).
  • a reflecting mirror M2 a third reflecting mirror M3 having a concave or convex reflecting surface, a fourth reflecting mirror M4 having a concave reflecting surface, and a fifth reflecting mirror M5 having a convex reflecting surface;
  • a sixth reflecting mirror M6 having a concave reflecting surface is used.
  • the second reflecting optical system G2 is configured by a seventh reflecting mirror M7 having a convex reflecting surface and an eighth reflecting mirror M8 having a concave reflecting surface in the light incident order.
  • the reflecting surface of each of the reflecting mirrors M1 to M8 may be a reflecting surface having a concave shape, a convex shape, a flat shape, or another curved shape.
  • an aperture stop AS (not shown) is provided at the position of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 or in the vicinity thereof.
  • the aperture stop AS sets the numerical aperture of the reflective imaging optical system 6 by limiting the light flux of the exposure light.
  • the aperture stop AS is composed of a variable aperture stop that can adjust the size of the opening, and a diaphragm switching member that includes a plurality of openings having different sizes and shapes and can be switched to a desired opening. Also good.
  • the light from the illumination area that is away from the optical axis AX on the ⁇ Y direction side on the pattern surface (first surface) of the mask 4 is reflected by the reflecting surface of the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2.
  • the intermediate image of the mask pattern after being sequentially reflected by the surface, the reflecting surface of the third reflecting mirror M3, the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5, and the reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 Form.
  • the light from the intermediate image formed through the first reflecting optical system G1 is sequentially reflected by the reflecting surface of the seventh reflecting mirror M7 and the reflecting surface of the eighth reflecting mirror M8, and then the surface of the wafer 7 (second A reduced image of the mask pattern is formed in the effective imaging region ER that is distant from the optical axis AX to the ⁇ Y direction side on the surface).
  • the magnitude of the imaging magnification of the reflective imaging optical system 6 according to the first example is 1/8
  • the magnitude of the imaging magnification of the reflective imaging optical system 6 according to the second example is 1/6. Therefore, in the first embodiment, a reduced image that is 1/8 times the mask pattern is formed in the effective image formation region ER, and in the second embodiment, a reduced image that is 1/6 times the mask pattern is formed in the effective image formation region ER. Is done.
  • the eight reflecting mirrors M1 to M8 constituting the reflective imaging optical system 6 are installed so that the center of curvature of the reflecting surface is positioned on the linear optical axis AX. Further, the reflecting mirrors M1 to M8 have aspherical reflecting surfaces formed along a rotationally symmetric surface with respect to the optical axis AX. When the reflecting surface is aspherical, the paraxial center of curvature can be used as the center of curvature of the reflecting surface.
  • the aspherical surface In the vicinity of the intersection of the rotationally symmetric axis and the aspherical surface, the aspherical surface can be regarded as a spherical surface, and the center of curvature in this spherical surface is called the paraxial curvature center (vertex curvature center).
  • the reflective imaging optical system 6 may be composed of 7 to 12 reflecting mirrors.
  • the reflective imaging optical system 6 of each embodiment is an optical system that is almost telecentric on the wafer side (image side).
  • the principal ray reaching each position on the image plane of the reflective imaging optical system 6 is substantially perpendicular to the image plane. With this configuration, good image formation is possible even if the wafer has irregularities within the depth of focus of the reflective imaging optical system 6.
  • the reflective imaging optical system 6 according to each embodiment is an inverted pupil type reflective imaging optical system having an entrance pupil at a position a predetermined distance away from the reflective imaging optical system 6 across the mask 4. .
  • the light reflected by the flat mirror 3 of the illumination optical system IL passes between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2, and then on the mask 4 from the optical axis AX in the ⁇ Y direction.
  • An arcuate illumination area separated from the side is formed. That is, the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 are arranged so as to sandwich the optical path of the light from the illumination optical system IL. Further, the reflection region of the first reflecting mirror M1 and the reflection region of the second reflecting mirror M2 are located on the ⁇ Y direction side of the optical axis AX.
  • the “reflection area” may mean an irradiation area of light formed on the reflection surface of the reflection mirror by the light incident on the reflection mirror.
  • the maximum irradiation area can be regarded as a “reflection area”.
  • the area when there are a plurality of light irradiation areas formed on the reflecting surface of the reflecting mirror by light incident on the reflecting mirror, the area includes a plurality of irradiation areas on the reflecting surface and the area thereof is The smallest region may be regarded as a “reflection region”.
  • the first reflecting mirror M1 to the third reflecting mirror M3 are positioned on the ⁇ Y direction side with respect to the optical axis AX, and the reflection region of the first reflecting mirror M1 is the reflection of the second reflecting mirror M2. It is formed farther from the optical axis AX than the region.
  • the angle formed between the optical path of the light incident on the flat mirror 3 of the illumination optical system IL and the optical axis AX of the reflection imaging optical system 6 can be suppressed to a small value.
  • the size of the footprint (installation area) of the EUV exposure apparatus along the scanning direction can be kept small, and as a result, costs relating to the manufacture and installation of the apparatus can be reduced.
  • the surface where the reflecting surface of the flat mirror 3 is extended and the pattern surface of the mask 4 are provided. It is preferable to set the angle which is an acute angle among the angles formed by the positioned plane to 60 degrees or more.
  • the size of the imaging magnification of the reflective imaging optical system 6 is set to a normal level. This is facilitated by setting a value smaller than 1/4, for example, 1/8 or 1/6. This is because the cross section of the light beam incident on the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 when the imaging magnification is reduced while the image-side numerical aperture of the reflective imaging optical system 6 is secured to a required size. This is because the distance between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 can be secured large.
  • the incident angle of the light beam to the flat mirror 3 can be made larger than that of the prior art, so that the reflectivity at the flat mirror 3 can be ensured larger than that of the prior art, and the light quantity at the flat mirror 3 is consequently expanded. Loss can be kept small.
  • the incident angle of the light beam on the flat mirror 3 is larger than that of the related art, the illuminance unevenness in the Y direction in the illumination area on the mask 4 can be suppressed small as shown in FIG.
  • FIG. 5A is a diagram showing the incident angle characteristic of the reflectance of the flat mirror.
  • the reflectivity changes relatively greatly depending on the incident angle.
  • the illuminance unevenness in the Y direction in the illumination area is relatively large.
  • the flat mirror 3 is used for a light beam in a range 52 having a relatively large incident angle as in the present embodiment, the reflectance becomes almost constant without depending on the incident angle. )
  • the illuminance unevenness in the Y direction in the illumination area is suppressed to a small level.
  • the reflective surface of the flat mirror is formed of a single layer or a multilayer film, and a flat mirror having various incident angle characteristics can be used by adjusting the number of layers, film thickness, film material, etc. Can do.
  • the interval along the Y direction between the reflection region M1a of the first reflection mirror M1 and the reflection region M2a of the second reflection mirror M2 is H, and the first reflection mirror M1.
  • the cross-sectional dimension along the Y direction of the reflective region M1a is D, the following conditional expression (1) may be satisfied. 0.5 ⁇ D / H ⁇ 1.1 (1)
  • conditional expression (1) When the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, light incident on the mask 4 at a position where the cross-sectional dimension D is relatively small, that is, a position relatively close to the mask 4, is between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2. Since it passes through, the second reflecting mirror M2 may be too close to the mask 4 to be difficult to place. Alternatively, since the interval H becomes relatively large, and the incident angle of the light beam to the mask 4 and the incident angle of the light beam to the first reflecting mirror M1 are increased, the reflectance at the mask 4 and the first reflecting mirror M1 decreases. As a result, there is a risk that the throughput of the apparatus may be reduced due to a light amount loss in the mask 4 and the first reflecting mirror M1.
  • the pattern may not be accurately imaged on the exposure surface of the wafer 7 due to the unevenness of the pattern of the mask 4. .
  • the imaging performance is deteriorated due to the shadow caused by the unevenness of the pattern, or the pattern 4 is incident on the mask 4 due to the unevenness of the pattern
  • a light amount loss due to light being blocked can be cited.
  • conditional expression (1) If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the incident light on the mask 4 may interfere with the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2. Therefore, when the conditional expression (1) is satisfied, a space can be secured between the mask 4 and the second reflecting mirror M2, and the arrangement of the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 can be easily performed. There are advantages that can be done.
  • the conditional expression (1) When the conditional expression (1) is satisfied, the incident angle of the light beam on the mask 4 and the incident angle of the light beam on the first reflecting mirror M1 can be reduced. Therefore, the reflectivity of the mask 4 and the first reflecting mirror M1 can be reduced. The decrease can be suppressed, and the throughput of the exposure apparatus is improved.
  • conditional expression (1) when the conditional expression (1) is satisfied, the incident angle of the light beam on the mask 4 and the incident angle of the light beam on the first reflecting mirror M1 can be reduced.
  • the pattern image of the mask 4 can be accurately formed on the exposed surface of the wafer 7.
  • the influence that the incident light on the mask 4 interferes with the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 can be suppressed.
  • the lower limit value of conditional expression (1) may be set to 0.75.
  • the lower limit value of conditional expression (1) may be set to 0.9.
  • the cross-sectional dimension D may be a dimension along the Y direction of a region obtained by projecting the reflection region M1a of the first reflecting mirror M1 onto a plane orthogonal to the optical axis.
  • the cross-sectional dimension D is along the Y direction of the region occupied by the light incident on the pattern surface of the mask 4 on the optical axis orthogonal plane (indicated by a broken line extending horizontally in FIG. 6) including the position of the first reflecting mirror M1. It is good also as a dimension.
  • the position of the first reflecting mirror M1 may be a position closest to the optical axis among the peripheral portions of the reflecting region M1a of the first reflecting mirror M1, and among the peripheral portions of the reflecting region M1a of the first reflecting mirror M1. It may be a position farthest from the optical axis.
  • the aspherical surface is along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspherical surface to the position on the aspherical surface at the height y, where y is the height perpendicular to the optical axis.
  • the distance (sag amount) is z
  • the apex radius of curvature is r
  • the cone coefficient is ⁇
  • the n-th aspherical coefficient is C n
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the reflective imaging optical system according to the first example of the present embodiment.
  • the light from the mask 4 is a concave reflecting surface of the first reflecting mirror M1, a convex reflecting surface of the second reflecting mirror M2,
  • the concave reflecting surface of the third reflecting mirror M3, the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, the convex reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5, and the concave reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 are sequentially arranged. After being reflected, an intermediate image of the mask pattern is formed.
  • the light from the intermediate image formed through the first reflecting optical system G1 is sequentially reflected by the convex reflecting surface of the seventh reflecting mirror M7 and the concave reflecting surface of the eighth reflecting mirror M8, and then the wafer.
  • a reduced image (secondary image) of the mask pattern is formed on 7.
  • the imaging magnification size ⁇ of the reflective imaging optical system 6 is 1/8, and the angle formed by the extended surface of the reflective surface of the flat mirror 3 and the mask surface is the acute angle. The angle is 82 degrees.
  • an aperture stop AS (not shown) is disposed at the position of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 or in the vicinity thereof.
  • the aperture stop AS is located between the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4, between the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror M5, or at a position conjugate with the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4. You may provide in places, such as the position of the vicinity.
  • the following table (1) lists the values of the specifications of the reflective imaging optical system according to the first example.
  • ⁇ is the wavelength of exposure light
  • ⁇ is the size of the imaging magnification
  • NA is the numerical aperture on the image side (wafer side)
  • Y0 is the image on the wafer 7.
  • the radius of the circle IF maximum image height
  • LX the dimension along the X direction of the effective imaging area ER
  • LY the dimension along the Y direction of the effective imaging area ER (arc-shaped effective imaging area ER ) (Width dimension) respectively.
  • the surface number is the progression of light from the mask surface (pattern surface of the mask 4) that is the object surface to the wafer surface (transfer surface of the wafer 7) that is the image surface.
  • the order of the reflecting surfaces from the mask side along the direction to be performed r is the apex radius of curvature (center radius of curvature: mm) of each reflecting surface, and d is the on-axis interval of each reflecting surface, ie, the surface interval (mm). Show. Note that the surface distance d changes its sign each time it is reflected.
  • the curvature radius of the convex surface toward the mask side is positive and the curvature radius of the concave surface is negative regardless of the incident direction of the light beam.
  • H is the distance along the Y direction between the reflection region of the first reflection mirror M1 and the reflection region of the second reflection mirror M2, and D is the first reflection mirror.
  • the cross-sectional dimensions along the Y direction of the reflective area of M1 are respectively shown.
  • PD is a distance along the optical axis between the entrance pupil and the mask surface (incidence pupil distance)
  • TT is a distance along the optical axis between the mask surface and the wafer surface (full length).
  • R represents the incident angle (rad) of the principal ray incident on the mask surface.
  • the incident angle R takes a negative value when the principal ray reflected by the mask surface goes in a direction away from the optical axis AX.
  • the above notation is the same in the following table (2).
  • the maximum value is obtained.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the reflective imaging optical system according to the second example of the present embodiment.
  • the light from the mask 4 is a concave reflecting surface of the first reflecting mirror M1, a convex reflecting surface of the second reflecting mirror M2,
  • the convex reflecting surface of the third reflecting mirror M3, the concave reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, the convex reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5, and the concave reflecting surface of the sixth reflecting mirror M6 are sequentially arranged. After being reflected, an intermediate image of the mask pattern is formed.
  • the light from the intermediate image formed through the first reflecting optical system G1 is sequentially reflected by the convex reflecting surface of the seventh reflecting mirror M7 and the concave reflecting surface of the eighth reflecting mirror M8, and then the wafer.
  • a reduced image of the mask pattern is formed on 7.
  • the imaging magnification size ⁇ of the reflective imaging optical system 6 is 1/6, and the angle formed by the extended surface of the reflective surface of the flat mirror 3 and the mask surface is the acute angle. The angle is 83 degrees.
  • an aperture stop AS (not shown) is disposed at the position of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 or in the vicinity thereof.
  • Table (2) lists the values of the specifications of the reflective imaging optical system according to the second example.
  • EUV light having a wavelength of 13.4 nm is used as an example.
  • 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 a reflection imaging optical system using light of an appropriate wavelength.
  • the reflective imaging optical system 6 includes eight reflecting mirrors M1 to M8 in which the centers of curvature of the reflecting surfaces are arranged on the same axis (on the optical axis AX). However, at least one of the eight reflecting mirrors M1 to M8 may be installed such that the center of curvature of the reflecting surface deviates from the optical axis AX. In each of the above-described embodiments, all the reflecting mirrors M1 to M8 have reflecting surfaces formed along a plane that is infinitely rotationally symmetric with respect to the optical axis AX. Of the reflecting mirrors M1 to M8, At least one of these may have a reflecting surface formed along a plane that is rotationally finite times (for example, once, twice, and three times).
  • the present invention is applied to an inverted pupil type reflection imaging optical system.
  • the present invention is not limited to the inverted pupil type, and can be applied to the normal pupil type reflective imaging optical system.
  • the entrance pupil is located on the optical system side with respect to the object plane.
  • the reflective area of the first reflective mirror M1 and the reflective area of the second reflective mirror M2 are formed on the mask M with respect to the optical axis AX of the reflective imaging optical system 6.
  • the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 are located on the same side as the irradiated area (illumination area) on the pattern surface, and are arranged so as to sandwich the optical path of the light from the illumination optical system IL.
  • the angle formed by the optical path of the light incident on the flat mirror 3 of the illumination optical system IL and the optical axis AX of the reflection imaging optical system 6 can be suppressed to 82 to 83 degrees, and as a result, the footprint of the exposure apparatus. Can be kept small.
  • EUV light is used as exposure light. Therefore, the pattern of the mask M and the pattern of the mask M to be transferred and the wafer W are moved relative to the reflective imaging optical system 6. It is possible to perform projection exposure on the wafer W with high resolution. As a result, a highly accurate device can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.
  • 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.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • 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 may be manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • FIG. 7 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
  • variable pattern forming apparatus that dynamically forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used.
  • a variable pattern forming apparatus for example, a spatial light modulator including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used.
  • An exposure apparatus using a spatial light modulator as a variable pattern forming apparatus is disclosed in, for example, US Patent Publication Nos. 2007/0296936 and 2009/0122381.
  • teachings of US Patent Publication Nos. 2007/0296936 and 2009/0122381 are incorporated by reference.
  • the present invention is applied to the reflective imaging optical system as the projection optical system of the exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be similarly applied to a reflective imaging optical system that forms an image on the second surface.

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Abstract

　例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用されたときに、装置のフットプリントを小さく抑えることのできる反射結像光学系。照明光学系からの光で照明された第１面に配置されるパターンの像を第２面に結像する反射結像光学系は、第１面で反射された光を、第１番目に反射する第１反射鏡と、第２番目に反射する第２反射鏡とを含む複数の反射鏡を備えている。照明光学系からの光が第１面に照射する領域を被照射領域とし、第１面上において被照射領域が位置する部分を、複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側であるとするとき、第１反射鏡の反射領域および第２反射鏡の反射領域は、複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側に位置し、照明光学系からの光の光路を挟むように、第１反射鏡および第２反射鏡が配置される。

Description

反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
　本発明は、反射結像光学系、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、例えばＥＵＶ光を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上の回路パターンを感光性基板上に転写す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。
　半導体素子などの製造に使用される露光装置として、例えば５～４０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いるＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography：極紫外リソグラフィ）露光装置が注目されている。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がないため、反射型のマスクを用いるとともに、投影光学系として反射光学系（反射部材のみにより構成された光学系）を用いることになる。
　従来、ＥＵＶ露光装置の投影光学系に適用可能な反射結像光学系として、物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射光学系に代えて、物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射光学系を使用することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。以下、本明細書では、「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」を「正瞳タイプの反射結像光学系」と称し、「物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射結像光学系」を「逆瞳タイプの反射結像光学系」と称する。
米国特許第６，７８１，６７１号明細書
　従来の逆瞳タイプの反射結像光学系をＥＵＶ露光装置に適用した場合、照明光学系の斜入射ミラー（フラットミラー）へ入射する光の光路と反射結像光学系の光軸とがなす角度が比較的大きくなる。その結果、ＥＵＶ露光装置のフットプリント（設置面積）の走査方向に沿った寸法が比較的大きくなり、ひいては装置の製造や設置などに関するコストの増大を招いてしまう。
　本発明の態様は、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されたときに、装置のフットプリントを小さく抑えることのできる反射結像光学系を提供することを目的とする。また、本発明の反射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、第１形態では、照明光学系からの光で照明された第１面に配置されるパターンの像を第２面に結像する反射結像光学系において、
　前記第１面で反射された光を、第１番目に反射する第１反射鏡と、第２番目に反射する第２反射鏡とを含む複数の反射鏡を備え、
　前記照明光学系からの前記光が前記第１面に照射する領域を被照射領域とし、前記第１面上において前記被照射領域が位置する部分を、前記複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側であるとするとき、前記第１反射鏡の反射領域および前記第２反射鏡の反射領域は、前記複数の反射鏡の光軸よりも前記所定の方向側に位置し、
　前記照明光学系からの光の光路を挟むように、前記第１反射鏡および前記第２反射鏡が配置されることを特徴とする反射結像光学系を提供する。
　第２形態では、照明光学系からの光で照明された第１面に配置されるパターンの像を第２面に結像する反射結像光学系において、
　前記第１面で反射された光を、第１番目に反射する第１反射鏡と、第２番目に反射する第２反射鏡と、第３番目に反射する第３反射鏡とを含む複数の反射鏡を備え、
　前記第１反射鏡の反射領域および前記第２反射鏡の反射領域が前記照明光学系からの光の光路を挟むように、前記第１反射鏡および前記第２反射鏡が配置され、
　前記照明光学系からの前記光が前記第１面に照射する領域を被照射領域とし、前記第１面上において前記被照射領域が位置する部分を、前記複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側であるとするとき、前記第３反射鏡は、前記複数の反射鏡の光軸よりも前記所定の方向側に配置されることを特徴とする反射結像光学系を提供する。
　第３形態では、光源からの光により前記第１面のパターンを照明する照明光学系と、前記パターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影する第１形態または第２形態の反射結像光学系と、を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
　第４形態では、第３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ことと、
　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ことと、
　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ことと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
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実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第２実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 本実施形態において照明領域の照度ムラが小さく抑えられることを説明する図である。 本実施形態における条件式について説明する図である。 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。
　以下、実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、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。なお、第１方向および所定の方向は、例えば、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ軸方向）である。
　図１において、露光光を供給するための光源１は、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線源を用いることができる。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１３．４ｎｍ）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２へ導かれる。なお、波長選択フィルタに代えて、発生したＥＵＶ光を反射または集光するミラーの反射面に、所定波長のＥＵＶ光のみを反射する多層膜を形成しても良い。この場合、波長選択フィルタが必要ないため、光源１を小型化できる。また、波長選択フィルタにおけるＥＵＶ光の光量損失を防止することができる。
　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、たとえば米国特許出願公開第２００２／００９３６３６Ａ１号明細書を援用して用いることができる。
　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を備えた照明光学系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、逆瞳タイプの反射結像光学系（投影光学系）６の入射瞳の位置と一致している。
　実質的な面光源からの光、すなわちオプティカルインテグレータ２から射出された光は、斜入射ミラーとして機能するフラットミラー３に入射する。フラットミラー３により反射された光は、反射結像光学系６の第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２との間を通過した後、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（被照射領域）を形成する。
　このように、オプティカルインテグレータ２（２ａ，２ｂ）、およびフラットミラー３は、光源１からの光により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光学系ＩＬ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。反射鏡のパワーとは、当該反射鏡の焦点距離の逆数である。なお、第２フライアイ光学系２ｂとマスク４との間の光路中にパワーを有する反射鏡を配置しても良い。
　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やエンコーダにより計測される。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、反射結像光学系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（静止露光領域）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やエンコーダにより計測される。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、すなわち反射結像光学系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。
　反射結像光学系６の投影倍率（転写倍率）が１／８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１／８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。なお、反射結像光学系６の投影倍率は、１／６や１／４等でも良い。例えば、反射結像光学系６の投影倍率が１／６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１／６に設定し、反射結像光学系６の投影倍率が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に設定する。
　本実施形態において、各実施例にかかる反射結像光学系６は、図３および図４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（以下、「マスク面」ともいう）と光学的に共役な位置にパターンの中間像を形成する第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の転写面（以下、「ウェハ面」ともいう）上に形成する第２反射光学系Ｇ２とを備えている。すなわち、マスク４のパターン面上の照明領域と光学的に共役な位置が、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。なお、反射結像光学系６は、第１反射光学系Ｇ１のみで構成してもよいし、第３反射光学系や第４反射光学系等の複数の光学系を用いて構成してもよい。
　第１反射光学系Ｇ１は、光の入射順に（マスク４からウェハ７に向かって反射される順に）、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、凹面状または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、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反射光学系Ｇ２は、光の入射順に、凸面状の反射面を有する第７反射鏡Ｍ７と、凹面状の反射面を有する第８反射鏡Ｍ８とにより構成されている。なお、各反射鏡Ｍ１～Ｍ８の反射面は、凹面状、凸面状、平面状、その他の曲面状を有する反射面で構成しても良い。
　各実施例において、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置またはその近傍の位置に、開口絞りＡＳ（不図示）が設けられている。開口絞りＡＳは、露光光の光束を制限することにより、反射結像光学系６の開口数を設定する。例えば、開口絞りＡＳは、開口部の大きさを調整可能な可変開口絞りや、大きさや形状等の異なる複数の開口部を備え、所望の開口部に切り替え可能な絞り切替部材により構成されていても良い。
　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－Ｙ方向側に離れた照明領域からの光が、第１反射鏡Ｍ１の反射面、第２反射鏡Ｍ２の反射面、第３反射鏡Ｍ３の反射面、第４反射鏡Ｍ４の反射面、第５反射鏡Ｍ５の反射面、および第６反射鏡Ｍ６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７反射鏡Ｍ７の反射面および第８反射鏡Ｍ８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－Ｙ方向側に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。
　具体的に、第１実施例にかかる反射結像光学系６の結像倍率の大きさは１／８であり、第２実施例にかかる反射結像光学系６の結像倍率の大きさは１／６である。したがって、第１実施例では有効結像領域ＥＲにマスクパターンの１／８倍の縮小像が形成され、第２実施例では有効結像領域ＥＲにマスクパターンの１／６倍の縮小像が形成される。
　各実施例において、反射結像光学系６を構成する８つの反射鏡Ｍ１～Ｍ８は、反射面の曲率中心が直線状の光軸ＡＸ上に位置するように設置されている。また、反射鏡Ｍ１～Ｍ８は、光軸ＡＸに関して回転対称な面に沿って形成された非球面状の反射面を有する。反射面が非球面である場合、反射面の曲率中心として、近軸曲率中心を用いることができる。回転対称軸と非球面との交点付近では非球面を球面と見なすことができ、この球面における曲率中心を近軸曲率中心（頂点曲率中心）と呼ぶ。なお、反射結像光学系６は、７～１２枚等の反射鏡で構成しても良い。
　各実施例の反射結像光学系６は、ウェハ側（像側）にほぼ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、反射結像光学系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、反射結像光学系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。各実施例にかかる反射結像光学系６は、マスク４を挟んで反射結像光学系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。
　本実施形態では、照明光学系ＩＬのフラットミラー３により反射された光が、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２との間を通過した後、マスク４上に光軸ＡＸから－Ｙ方向側に離れた円弧状の照明領域を形成する。すなわち、第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２は、照明光学系ＩＬからの光の光路を挟むように配置されている。また、第１反射鏡Ｍ１の反射領域および第２反射鏡Ｍ２の反射領域は、光軸ＡＸよりも－Ｙ方向側に位置する。ここで、「反射領域」は、当該反射鏡に入射する光によって、反射鏡の反射面に形成される光の照射領域を意味することができる。また、反射鏡に入射する光によって当該反射鏡の反射面に形成される光の照射領域が照明条件等によって変わる場合には、最大となる照射領域を「反射領域」とみなすことができる。また、反射鏡に入射する光によって当該反射鏡の反射面に形成される光の照射領域が複数存在する場合には、当該反射面上の複数の照射領域を含む領域であって且つその面積が最小となる領域を「反射領域」とみなしても良い。具体的に、各実施例では、第１反射鏡Ｍ１～第３反射鏡Ｍ３が光軸ＡＸよりも－Ｙ方向側に位置され、第１反射鏡Ｍ１の反射領域は第２反射鏡Ｍ２の反射領域よりも光軸ＡＸから離れて形成されている。
　こうして、本実施形態では、照明光学系ＩＬのフラットミラー３へ入射する光の光路と反射結像光学系６の光軸ＡＸとがなす角度を小さく抑えることができる。その結果、ＥＵＶ露光装置のフットプリント（設置面積）の走査方向に沿った寸法を小さく抑えることができ、ひいては装置の製造や設置などに関するコストを低減することができる。なお、フラットミラー３への入射光の光路が光軸ＡＸとなす角度を小さく抑え、ひいては装置のフットプリントを小さく抑えるには、フラットミラー３の反射面を延長した面とマスク４のパターン面が位置する平面とがなす角度のうち鋭角となる方の角度を６０度以上に設定することが好ましい。
　照明光学系ＩＬからの光の光路を挟むように第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２を配置する本実施形態の構成は、反射結像光学系６の結像倍率の大きさを通常の１／４よりも小さい値、例えば１／８または１／６に設定することにより容易になる。これは、反射結像光学系６の像側開口数を所要の大きさに確保しつつ結像倍率の大きさを小さくすると、第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２に入射する光束の断面が小さくなり、第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２との間隔を大きく確保することができるからである。
　本実施形態の構成では、フラットミラー３への光線の入射角度を従来技術よりも大きくできるので、フラットミラー３での反射率を従来技術のものよりも大きく確保でき、ひいてはフラットミラー３での光量損失を小さく抑えることができる。また、フラットミラー３への光線の入射角度が従来技術のものよりも大きくなるので、図５に示すように、マスク４上の照明領域におけるＹ方向の照度ムラを小さく抑えることができる。
　図５（ａ）は、フラットミラーの反射率の入射角度特性を示す図である。図５（ａ）を参照すると、従来技術のように入射角度が比較的小さい範囲５１の光線に対してフラットミラーを用いる場合、反射率が入射角度に依存して比較的大きく変化するため、図５（ｂ）に示すように照明領域におけるＹ方向の照度ムラが比較的大きく発生する。これに対し、本実施形態のように入射角度が比較的大きい範囲５２の光線に対してフラットミラー３を用いる場合、反射率が入射角度にほとんど依存することなくほぼ一定になり、図５（ｃ）に示すように照明領域におけるＹ方向の照度ムラが小さく抑えられる。なお、フラットミラーの反射面は、単層または多層の膜で形成されており、その層数や膜厚、膜の材質等を調整することで、様々な入射角度特性を有するフラットミラーを用いることができる。
　本実施形態では、図６に示すように、第１反射鏡Ｍ１の反射領域Ｍ１ａと第２反射鏡Ｍ２の反射領域Ｍ２ａとの間のＹ方向に沿った間隔をＨとし、第１反射鏡Ｍ１の反射領域Ｍ１ａのＹ方向に沿った断面寸法をＤとするとき、次の条件式（１）を満足しても良い。
０．５＜Ｄ／Ｈ＜１．１　　　（１）
　条件式（１）の下限値を下回ると、断面寸法Ｄが比較的小さい位置、すなわちマスク４に比較的近い位置においてマスク４に入射する光が第１反射鏡Ｍ１と第２反射鏡Ｍ２との間を通過することになるため、第２反射鏡Ｍ２がマスク４に近づき過ぎて配置が困難になる恐れがある。あるいは、間隔Ｈが比較的大きくなり、ひいてはマスク４への光線の入射角および第１反射鏡Ｍ１への光線の入射角が大きくなるため、マスク４および第１反射鏡Ｍ１での反射率が低下し、ひいてはマスク４および第１反射鏡Ｍ１における光量損失により装置のスループットが低下する恐れがある。また、マスク４への光線の入射角および第１反射鏡Ｍ１への光線の入射角が大きくなるため、マスク４のパターンの凹凸によってパターンがウェハ７の露光面に精度よく結像されない恐れがある。マスク４のパターンの凹凸によってパターンがウェハ７の露光面に精度よく結像されない場合の例として、例えば、パターンの凹凸によって生じる影による結像性能の低下や、パターンの凹凸によってマスク４に入射する光が遮られることによる光量損失等を挙げることができる。
　条件式（１）の上限値を上回ると、マスク４への入射光が第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２と干渉する恐れがある。
　したがって、条件式（１）を満足する場合には、マスク４と第２反射鏡Ｍ２との間に空間を確保することができ、第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２の配置を容易にすることができる利点が生じる。条件式（１）を満足する場合には、マスク４への光線の入射角および第１反射鏡Ｍ１への光線の入射角を小さくできるため、マスク４および第１反射鏡Ｍ１での反射率の低下を抑制することができ、露光装置のスループットが向上する。また、条件式（１）を満足する場合には、マスク４への光線の入射角および第１反射鏡Ｍ１への光線の入射角を小さくできるため、マスク４のパターンの凹凸による結像の劣化を抑制し、精度よくマスク４のパターンの像をウェハ７の露光面に形成することができる。マスク４への入射光が第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２と干渉してしまう影響を抑制することができる。なお、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（１）の下限値を０．７５に設定しても良い。また、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式（１）の下限値を０．９に設定しても良い。
　また、断面寸法Ｄは、第１反射鏡Ｍ１の反射領域Ｍ１ａを光軸と直交する面に投影した領域のＹ方向に沿った寸法としても良い。
　また、断面寸法Ｄは、第１反射鏡Ｍ１の位置を含む光軸直交平面（図６中水平に延びる破線で示す）においてマスク４のパターン面へ入射する光が占める領域のＹ方向に沿った寸法としても良い。このとき、第１反射鏡Ｍ１の位置は、第１反射鏡Ｍ１の反射領域Ｍ１ａの周縁部のうち最も光軸に近い位置としても良く、第１反射鏡Ｍ１の反射領域Ｍ１ａの周縁部のうち最も光軸から離れた位置としても良い。
　本実施形態の各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋｛１－（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2｝
　　＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12
　　＋Ｃ14・ｙ14＋Ｃ16・ｙ16　　 　 （ａ）
［第１実施例］
　図３は、本実施形態の第１実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図３を参照すると、第１実施例の反射結像光学系６において、マスク４からの光は、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の凹面状の反射面、第４反射鏡Ｍ４の凹面状の反射面、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、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７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。第１実施例では、反射結像光学系６の結像倍率の大きさβは１／８であり、フラットミラー３の反射面の延長面とマスク面とがなす角度のうち鋭角となる方の角度は８２度である。また、第１実施例では、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置またはその近傍の位置に開口絞りＡＳ（不図示）が配置されている。なお、開口絞りＡＳは、第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４との間、第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間、第４反射鏡Ｍ４の反射面と共役な位置またはその近傍の位置などの場所に設けられてもよい。
　次の表（１）に、第１実施例にかかる反射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は結像倍率の大きさを、ＮＡは像側（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）をそれぞれ表している。
　また、表（１）の光学部材諸元の欄において、面番号は物体面であるマスク面（マスク４のパターン面）から像面であるウェハ面（ウェハ７の転写面）への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの反射面の順序を、ｒは各反射面の頂点曲率半径（中心曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各反射面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。
　また、表（１）の条件式対応値の欄において、Ｈは第１反射鏡Ｍ１の反射領域と第２反射鏡Ｍ２の反射領域とのＹ方向に沿った間隔を、Ｄは第１反射鏡Ｍ１の反射領域のＹ方向に沿った断面寸法をそれぞれ表している。また、参考値として、ＰＤは入射瞳とマスク面との間の光軸に沿った距離（入射瞳距離）を、ＴＴはマスク面とウェハ面との間の光軸に沿った距離（全長）を、Ｒはマスク面に入射する主光線の入射角度（rad）をそれぞれ表している。入射角度Ｒは、マスク面で反射された主光線が光軸ＡＸから離れる方向に向かう場合に負の値をとるものとする。上述の表記は、以降の表（２）においても同様である。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．４ｎｍ
β＝１／８
ＮＡ＝０．５
Ｙ０＝４１．５０ｍｍ
ＬＸ＝１３ｍｍ
ＬＹ＝１．０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号　　 ｒ　　　　　ｄ　　　　　 光学部材
　　 （マスク面）　　500.907
1　　　-845.540　　 -222.994　　　（第１反射鏡Ｍ１）
2　　　-603.806　　　744.907　　　（第２反射鏡Ｍ２）
3　　 -2020.053　　 -521.813　　　（第３反射鏡Ｍ３）
4　　　2387.067　　　402.377　　　（第４反射鏡Ｍ４）
5　　　 626.102　　 -769.948　　　（第５反射鏡Ｍ５）
6　　　1091.832　　 1232.057　　　（第６反射鏡Ｍ６）
7　　　 321.642　　 -249.299　　　（第７反射鏡Ｍ７）
8　　　 312.976　　　279.299　　　（第８反射鏡Ｍ８）
　　 （ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０
Ｃ4＝－１．１４４８３７×１０-10　　Ｃ6＝５．７５４０８５×１０-15
Ｃ8＝－３．１８１１６１×１０-20　　Ｃ10＝８．７０９６３５×１０-26
Ｃ12＝１．４２７４２１×１０-31　　Ｃ14＝－１．５７１３０８×１０-36
Ｃ16＝２．９８６４９４×１０-42

２面
κ＝０
Ｃ4＝３．０８８８３３×１０-9　　Ｃ6＝－３．８６２６５７×１０-15
Ｃ8＝－６．５０８１３４×１０-20　　Ｃ10＝１．３６２７１３×１０-24
Ｃ12＝－１．３６４４２３×１０-29　　Ｃ14＝７．５３９６３８×１０-35
Ｃ16＝－１．７３６０１６×１０-40

３面
κ＝０
Ｃ4＝４．９６３２７１×１０-10　　Ｃ6＝－５．０３０８４２×１０-16
Ｃ8＝－５．１８２８４０×１０-21　　Ｃ10＝１．０５９６２５×１０-25
Ｃ12＝－１．８６５３１７×１０-30　　Ｃ14＝２．２２９０９９×１０-35
Ｃ16＝－１．０７７２１４×１０-40

４面
κ＝０
Ｃ4＝－１．８２７０４８×１０-9　　Ｃ6＝－３．４１５２２６×１０-14
Ｃ8＝－７．８４８７３１×１０-19　　Ｃ10＝－４．０９６７８３×１０-23
Ｃ12＝２．３８５００６×１０-27　　Ｃ14＝－２．７０２１２２×１０-31
Ｃ16＝８．２４０５４０×１０-36

５面
κ＝０
Ｃ4＝－１．６５７３９７×１０-10　　Ｃ6＝－３．８４７５１４×１０-15
Ｃ8＝１．５３９１７６×１０-21　　Ｃ10＝－１．１２４２９９×１０-25
Ｃ12＝－１．６５２９９２×１０-29　　Ｃ14＝７．２６４３９５×１０-34
Ｃ16＝－８．６３０７９８×１０-39

６面
κ＝０
Ｃ4＝５．０３６０８７×１０-13　　Ｃ6＝７．４１５０８４×１０-18
Ｃ8＝－３．１７１０８７×１０-23　　Ｃ10＝１．０８０３３８×１０-28
Ｃ12＝－２．０９３１６８×１０-34　　Ｃ14＝２．２６２７００×１０-40
Ｃ16＝－１．０１８２４４×１０-46

７面
κ＝０
Ｃ4＝１．７３０９２０×１０-8　　Ｃ6＝９．３９５７６６×１０-13
Ｃ8＝２．７９５８１１×１０-17　　Ｃ10＝９．０２６７７６×１０-22
Ｃ12＝－７．１４９３５０×１０-25　　Ｃ14＝１．２７５８９９×１０-28
Ｃ16＝－１．９０５２２７×１０-32

８面
κ＝０
Ｃ4＝４．９４７６７７×１０-10　　Ｃ6＝６．３６５８７１×１０-15
Ｃ8＝７．４３３７３６×１０-20　　Ｃ10＝６．３４７２４８×１０-25
Ｃ12＝１．８４９７２５×１０-29　　Ｃ14＝－１．９９７２０１×１０-34
Ｃ16＝５．４４８３８９×１０-39

（条件式対応値）
Ｄ＝５９．１２０ｍｍ
Ｈ＝８０．８２９ｍｍ
ＰＤ＝３２６９．１ｍｍ
ＴＴ＝１３９５．５ｍｍ
Ｒ＝－０．１００
（１）Ｄ／Ｈ＝０．７３
　第１実施例の反射結像光学系では、円弧状の有効結像領域ＥＲ内の各点について波面収差のＲＭＳ（root mean square：自乗平均平方根あるいは平方自乗平均）の値を求めたところ、最大値（最悪値）が０．０３３５λ（λ：光の波長＝１３．４ｎｍ）であった。すなわち、第１実施例では、０．５という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ上において諸収差が良好に補正された１３ｍｍ×１．０ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。また、第１実施例では、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に８ｍｍ以上の間隔が確保されている。
［第２実施例］
　図４は、本実施形態の第２実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図４を参照すると、第２実施例の反射結像光学系６では、マスク４からの光は、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、第４反射鏡Ｍ４の凹面状の反射面、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、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７反射鏡Ｍ７の凸面状の反射面および第８反射鏡Ｍ８の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７上にマスクパターンの縮小像を形成する。第２実施例では、反射結像光学系６の結像倍率の大きさβは１／６であり、フラットミラー３の反射面の延長面とマスク面とがなす角度のうち鋭角となる方の角度は８３度である。第２実施例においても第１実施例と同様に、第４反射鏡Ｍ４の反射面の位置またはその近傍の位置に開口絞りＡＳ（不図示）が配置されている。次の表（２）に、第２実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　表（２）
（主要諸元）
λ＝１３．４ｎｍ
β＝１／６
ＮＡ＝０．５
Ｙ０＝３８．５０ｍｍ
ＬＸ＝１７．４ｍｍ
ＬＹ＝１．０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号　　 ｒ　　　　　ｄ　　　　　 光学部材
　　 （マスク面）　　366.0731
1　　　-581.254　　 -173.077　　　（第１反射鏡Ｍ１）
2　　　-504.217　　　186.217　　　（第２反射鏡Ｍ２）
3　　　2858.152　　 -279.214　　　（第３反射鏡Ｍ３）
4　　　1048.798　　　548.844　　　（第４反射鏡Ｍ４）
5　　　 527.506　　 -622.001　　　（第５反射鏡Ｍ５）
6　　　1024.635　　 1376.692　　　（第６反射鏡Ｍ６）
7　　　 297.840　　 -201.0245　　 （第７反射鏡Ｍ７）
8　　　 257.429　　　231.024　　　（第８反射鏡Ｍ８）
　　 （ウェハ面）

（非球面データ）
１面
κ＝０
Ｃ4＝６．３３４７７２×１０-10　　Ｃ6＝４．０５３２７２×１０-15
Ｃ8＝－７．１３３７３５×１０-20　　Ｃ10＝４．５０５４４７×１０-25
Ｃ12＝５．９０３３９１×１０-30　　Ｃ14＝－９．１８７３８７×１０-35
Ｃ16＝３．５０６４２９×１０-40

２面
κ＝０
Ｃ4＝１．０５２３８６×１０-8　　Ｃ6＝－１．８９５３７９×１０-13
Ｃ8＝７．２５８４１２×１０-18　　Ｃ10＝－２．４３０２４４×１０-22
Ｃ12＝５．４０２０１４×１０-27　　Ｃ14＝－６．９５０２０５×１０-32
Ｃ16＝３．９５３９９５×１０-37

３面
κ＝０
Ｃ4＝８．０３００２９×１０-9　　Ｃ6＝－４．２７７４９６×１０-14
Ｃ8＝１．２０７７１９×１０-18　　Ｃ10＝－１．６２５００５×１０-22
Ｃ12＝１．５１５６１５×１０-26　　Ｃ14＝－７．１８０２６２×１０-31
Ｃ16＝１．４５７４３７×１０-35

４面
κ＝０
Ｃ4＝－１．８８３２６８×１０-9　　Ｃ6＝－５．２３３７２４×１０-14
Ｃ8＝－１．６２８５０３×１０-18　　Ｃ10＝－８．８０８１６１×１０-23
Ｃ12＝３．３８６５８８×１０-27　　Ｃ14＝－６．５９０８３２×１０-31
Ｃ16＝１．７４６２５８×１０-35

５面
κ＝０
Ｃ4＝－１．３４５９５６×１０-9　　Ｃ6＝－３．８９７４０５×１０-17
Ｃ8＝４．２６４５６１×１０-21　　Ｃ10＝－４．２３８６７７×１０-25
Ｃ12＝６．５７４４２１×１０-30　　Ｃ14＝－６．３６９７６７×１０-35
Ｃ16＝３．１１２９３６×１０-40

６面
κ＝０
Ｃ4＝－４．７８０８８３×１０-12　　Ｃ6＝－１．８０８２８９×１０-18
Ｃ8＝－１．３５６３２０×１０-23　　Ｃ10＝３．０００７９７×１０-29
Ｃ12＝－６．５０５２７２×１０-35　　Ｃ14＝６．８５９３７１×１０-41
Ｃ16＝－３．９１８４７３×１０-47

７面
κ＝０
Ｃ4＝２．７６７２７８×１０-8　　Ｃ6＝２．０３７８１８×１０-12
Ｃ8＝４．８１８５８０×１０-17　　Ｃ10＝１．１１６５１９×１０-20
Ｃ12＝－８．３３２８０５×１０-24　　Ｃ14＝２．０３０８０６×１０-27
Ｃ16＝－２．８８０１５１×１０-31

８面
κ＝０
Ｃ4＝７．９７９０５６×１０-10　　Ｃ6＝１．６００５２９×１０-14
Ｃ8＝２．９０２６２６×１０-19　　Ｃ10＝２．８１０３１５×１０-24
Ｃ12＝２．２０５５７１×１０-28　　Ｃ14＝－４．７９６９４９×１０-33
Ｃ16＝１．４２２１３４×１０-37

（条件式対応値）
Ｄ＝５６．４６３ｍｍ
Ｈ＝５４．８７４ｍｍ
ＰＤ＝２１６３．４ｍｍ
ＴＴ＝１４３３．５ｍｍ
Ｒ＝－０．１０５
（１）Ｄ／Ｈ＝１．０３
　第２実施例の反射結像光学系では、波面収差のＲＭＳの最大値（最悪値）が０．０２６６λ（λ：光の波長＝１３．４ｎｍ）であった。すなわち、第２実施例においても第１実施例と同様に、０．５という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ上において諸収差が良好に補正された１７．４ｍｍ×１．０ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。また、第２実施例では、第１実施例と同様に、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に８ｍｍ以上の間隔が確保されている。
　上述の各実施例では、波長が１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対して、良好な結像性能および０．５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１３ｍｍ×１．０ｍｍまたは１７．４ｍｍ×１．０ｍｍ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１３ｍｍ×１６．５ｍｍまたは１７．４ｍｍ×２２．０ｍｍ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。
　なお、上述の各実施例では、１３．４ｎｍ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、上述の各実施例では、反射結像光学系６は、反射面の曲率中心が同一の軸上（光軸ＡＸ上）に配列される８つの反射鏡Ｍ１～Ｍ８を備えている。しかしながら、８つの反射鏡Ｍ１～Ｍ８のうちの少なくとも１つは、反射面の曲率中心が光軸ＡＸから外れるように設置されていても良い。また、上述の各実施例において、すべての反射鏡Ｍ１～Ｍ８は、光軸ＡＸに関して無限回回転対称な面に沿って形成された反射面を有しているが、反射鏡Ｍ１～Ｍ８のうちの少なくとも１つは、有限回（たとえば１回、２回、３回）回転対称な面に沿って形成された反射面を有していても良い。
　また、上述の各実施例では、逆瞳タイプの反射結像光学系に対して本発明を適用している。しかしながら、逆瞳タイプ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。正瞳タイプの反射結像光学系では、その入射瞳が物体面よりも光学系側に位置している。
　上述の各実施例にしたがう反射結像光学系６では、第１反射鏡Ｍ１の反射領域および第２反射鏡Ｍ２の反射領域が、反射結像光学系６の光軸ＡＸに対してマスクＭのパターン面上の被照射領域（照明領域）と同じ側に位置され、第１反射鏡Ｍ１および第２反射鏡Ｍ２が照明光学系ＩＬからの光の光路を挟むように配置されている。その結果、照明光学系ＩＬのフラットミラー３へ入射する光の光路と反射結像光学系６の光軸ＡＸとがなす角度を８２～８３度に小さく抑えることができ、ひいては露光装置のフットプリントを小さく抑えることができる。
　本実施形態の露光装置では、露光光としてＥＵＶ光を使用しているので、反射結像光学系６に対して転写すべきマスクＭのパターンおよびウェハＷを相対移動させて、マスクＭのパターンをウェハＷ上へ高解像度で投影露光することが可能である。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。
　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っても良い。
　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７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７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、マスクＭの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを動的に形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置として、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含む空間光変調器を用いることができる。空間光変調器を可変パターン形成装置として用いた露光装置は、例えば米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報や第２００９／０１２２３８１号公報に開示されている。ここでは、米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報および第２００９／０１２２３８１号公報の教示を参照として援用する。
　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反射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面上の所定領域の像を第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。
１　レーザプラズマＸ線源
２　オプティカルインテグレータ
２ａ，２ｂ　フライアイ光学系
３　フラットミラー
４　マスク
５　マスクステージ
６　反射結像光学系
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～Ｍ８　反射鏡

Claims (19)

  1. 照明光学系からの光で照明された第１面に配置されるパターンの像を第２面に結像する反射結像光学系において、
    　前記第１面で反射された光を、第１番目に反射する第１反射鏡と、第２番目に反射する第２反射鏡とを含む複数の反射鏡を備え、
    　前記照明光学系からの前記光が前記第１面に照射する領域を被照射領域とし、前記第１面上において前記被照射領域が位置する部分を、前記複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側であるとするとき、前記第１反射鏡の反射領域および前記第２反射鏡の反射領域は、前記複数の反射鏡の光軸よりも前記所定の方向側に位置し、
    　前記照明光学系からの光の光路を挟むように、前記第１反射鏡および前記第２反射鏡が配置されることを特徴とする反射結像光学系。
  2. 照明光学系からの光で照明された第１面に配置されるパターンの像を第２面に結像する反射結像光学系において、
    　前記第１面で反射された光を、第１番目に反射する第１反射鏡と、第２番目に反射する第２反射鏡と、第３番目に反射する第３反射鏡とを含む複数の反射鏡を備え、
    　前記第１反射鏡の反射領域および前記第２反射鏡の反射領域が前記照明光学系からの光の光路を挟むように、前記第１反射鏡および前記第２反射鏡が配置され、
    　前記照明光学系からの前記光が前記第１面に照射する領域を被照射領域とし、前記第１面上において前記被照射領域が位置する部分を、前記複数の反射鏡の光軸よりも所定の方向側であるとするとき、前記第３反射鏡は、前記複数の反射鏡の光軸よりも前記所定の方向側に配置されることを特徴とする反射結像光学系。
  3. 前記複数の反射鏡は、前記第１面で反射された光の入射順に、前記第１反射鏡と、前記第２反射鏡と、第３反射鏡と、第４反射鏡と、第５反射鏡と、第６反射鏡と、第７反射鏡と、第８反射鏡とを備え、
    　前記反射結像光学系の入射瞳は、前記第１面を挟んで前記反射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または２に記載の反射結像光学系。
  4. 前記第１反射鏡の反射領域は、前記第２反射鏡の反射領域よりも前記複数の反射鏡の光軸から離れて形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射結像光学系。
  5. 前記複数の反射鏡の光軸に垂直な第１方向に沿った前記第１反射鏡の反射領域と前記第２反射鏡の反射領域との間隔をＨとし、前記第１反射鏡の反射領域の前記第１方向に沿った断面寸法をＤとするとき、
    ０．５＜Ｄ／Ｈ＜１．１
    の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射結像光学系。
  6. ０．５＜Ｄ／Ｈ＜１．１の前記条件に代えて、
    ０．７５＜Ｄ／Ｈ＜１．１
    の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載の反射結像光学系。
  7. ０．５＜Ｄ／Ｈ＜１．１の前記条件に代えて、
    ０．９＜Ｄ／Ｈ＜１．１
    の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載の反射結像光学系。
  8. 前記反射結像光学系の前記第１面から前記第２面への結像倍率の大きさは１／６以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射結像光学系。
  9. 前記結像倍率の大きさは１／８以下であることを特徴とする請求項８に記載の反射結像光学系。
  10. 前記第１反射鏡乃至前記第６反射鏡は、前記第１面と共役な位置を形成し、
    　前記第７反射鏡および前記第８反射鏡は、前記共役な位置からの光に基づいて前記パターンの像を前記第２面に形成することを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１項に記載の反射結像光学系。
  11. 前記第１反射鏡乃至前記第３反射鏡は、前記複数の反射鏡の光軸よりも前記所定の方向側に配置されていることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の反射結像光学系。
  12. 光源からの光により前記第１面のパターンを照明する照明光学系と、前記パターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の反射結像光学系と、を備えていることを特徴とする露光装置。
  13. 前記照明光学系は、前記光源からの光を、前記第１反射鏡と前記第２反射鏡との間を通って、前記第１面に導くフラットミラーをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
  14. 前記フラットミラーと前記第１面とがなす角度のうち鋭角となる方の角度は、６０度以上であることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
  15. 前記照明光学系の射出瞳と前記反射結像光学系の入射瞳とが一致していることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の露光装置。
  16. 前記照明光学系は、複数の第１反射光学要素を有する第１フライアイ光学系と前記複数の第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第２フライアイ光学系とを備え、
    　前記照明光学系の射出瞳に前記第２フライアイ光学系の反射面が配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
  17. 前記第２フライアイ光学系と前記第１面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ことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
  18. 前記光源からの光は、波長が５ｎｍ乃至４０ｎｍのＥＵＶ光であり、
    　前記反射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１２乃至１７のいずれか１項に記載の露光装置。
  19. 請求項１２乃至１８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ことと、
    　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ことと、
    　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ことと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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