JP2004029625A

JP2004029625A - Projection optical system, exposure device, and exposure method

Info

Publication number: JP2004029625A
Application number: JP2002189268A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Murayama; 村山　徳雄
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection optical system with a high optical performance by improving the degree of freedom of aberration correction, especially the degree of freedom of the aberration correction regarding an image surface such as image surface curvature and distortion aberration. <P>SOLUTION: In the projection optical system PL provided with a plurality of reflection mirrors (M1 to M6) for forming an intermediate image in an optical path between a reticle R and a wafer W and forming the image of the reticle R on the wafer W, when a distance between the reflection mirror closest to the intermediate image among a plurality of the reflection mirrors and the intermediate image is defined as DI and the entire length of the projection optical system is defined as TT, the condition of 0.02<DI/TT<0.08 is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にマスクパターンの縮小像を形成する投影光学系、該投影光学系を備えた露光装置及び露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスや液晶表示デバイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に、パターンが形成されたマスクに露光用照明光（露光光）を照明し、このマスクのパターンの像を投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等の基板上に投影露光することが行われている。近年においては、パターンの微細化の要求がますます高まっているため、この投影露光を行う露光装置は、より解像力の高いものが要求されている。
【０００３】
この要求を満足するためには、光源から射出される露光光の波長を短波長化し、且つ光学系の開口数（ＮＡ）を大きくしなければならない。しかしながら、露光光の波長が短くなると、光の吸収のために実用に耐える光学ガラスは限られ、例えば、波長が１８０ｎｍ以下となると、実用上使用できる硝材は蛍石だけとなる。また、さらに短波長の紫外線やＸ線になると、使用できる光学ガラスは存在しなくなる。このような場合、屈折光学系だけか、または反射屈折光学系により縮小投影光学系を構成することは、全く不可能となる。
【０００４】
そのため、反射系のみで投影光学系を構成する、いわゆる反射縮小投影光学系が、例えば特開平９−２１１３３２号公報に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平９−２１１３３２号公報に開示されている投影光学系においては、反射系のみで投影光学系が構成されているが、露光光としてＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を用いる場合には、この波長域における光の反射効率が低いことから多数枚のミラーを用いて投影光学系を構成することができず、少ない枚数のミラーにより投影光学系を構成することが要求されている。従って、このような投影光学系においては、ミラーの枚数が少ないことから収差補正の自由度を向上させることが困難であった。
【０００６】
本発明の課題は、収差補正の自由度、特に像面湾曲や歪曲収差などの像面に関する収差補正の自由度を向上させて高い光学性能を有する投影光学系を提供することである。また、この投影光学系を備えた露光装置及び、この露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の投影光学系は、複数の反射鏡を含み、第１面と第２面との間の光路中において中間像を形成し、前記第１面の像を前記第２面上に形成する投影光学系において、前記複数の反射鏡の中で最も中間像に近い反射鏡と前記中間像との距離をＤＩ、投影光学系の全長をＴＴとするとき、
０．０２＜ＤＩ／ＴＴ＜０．０８
の条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
本請求項１記載の投影光学系によれば、０．０２＜ＤＩ／ＴＴ＜０．０８の条件を満足することから、中間像が最も中間像に近い反射鏡の反射面から所定の距離に形成される。従って、反射面上にごみ等が存在した場合においても形成される像に与える影響を小さくすることができ、また、中間像形成位置に近接している反射面によって、例えば像面湾曲や歪曲収差等、像面に関する収差を他の収差に影響を与えることなく独立に補正することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の投影光学系は、前記複数の反射鏡の中で前記第２面に最も近い反射鏡表面から前記第２面までの距離をＩＭＣ、投影光学系の光軸から円弧状の露光フィールドの中心までの距離をＲとするとき、
１＜ＩＭＣ／Ｒ
の条件を満足することを特徴とする。
【００１０】
本請求項２記載の投影光学系によれば、１＜ＩＭＣ／Ｒの条件を満足するため、複数の反射鏡の中で第２面に最も近い反射鏡表面から第２面までの距離、即ちワーキングディスタンスを大きくすることができる。従って、露光装置を設計する際の設計自由度を大きくすることができる。
【００１１】
また、請求項３記載の投影光学系は、前記反射鏡の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値を面ＮＡとするとき、各反射鏡の面ＮＡが、
面ＮＡ＜０．３３
の条件を満足することを特徴とする。
【００１２】
本請求項３記載の投影光学系によれば、面ＮＡ＜０．３３の条件を満足するため、各反射鏡の大きさに対する曲率半径を大きくすることができる。従って、各反射鏡の加工及び加工後の計測を容易に行うことができる。
【００１３】
また、請求項４記載の投影光学系は、複数の反射鏡を含み、第１面と第２面との間の光路中において中間像を形成し、前記第１面の像を前記第２面上に形成する投影光学系において、前記複数の反射鏡の中で前記第２面に最も近い反射鏡表面から前記第２面までの距離をＩＭＣ、投影光学系の光軸から円弧状の露光フィールドの中心までの距離をＲとするとき、
１＜ＩＭＣ／Ｒ
の条件を満足することを特徴とする。
【００１４】
本請求項４記載の投影光学系によれば、１＜ＩＭＣ／Ｒの条件を満足するため、複数の反射鏡の中で第２面に最も近い反射鏡表面から第２面までの距離、即ちワーキングディスタンスを大きくすることができる。従って、露光装置を設計する際の設計自由度を大きくすることができる。
【００１５】
また、請求項５記載の投影光学系は、前記反射鏡の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値を面ＮＡとするとき、各反射鏡の面ＮＡが、
面ＮＡ＜０．３３
の条件を満足することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６記載の投影光学系は、複数の反射鏡を含み、第１面と第２面との間の光路中において中間像を形成し、前記第１面の像を前記第２面上に形成する投影光学系において、前記反射鏡の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値を面ＮＡとするとき、各反射鏡の面ＮＡが、
面ＮＡ＜０．３３
の条件を満足することを特徴とする。
【００１７】
本請求項５、請求項６記載の投影光学系によれば、面ＮＡ＜０．３３の条件を満足するため、各反射鏡の大きさに対する曲率半径を大きくすることができる。従って、各反射鏡の加工及び加工後の計測を容易に行うことができる。
【００１８】
また、請求項７記載の投影光学系は、前記複数の反射鏡が、前記第１面と前記第２面との間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する第１反射鏡と、前記第１反射鏡と前記第２面との間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する第２反射鏡と、前記第２反射鏡と前記第２面との間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する第３反射鏡と、前記第３反射鏡と前記第２面との間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する第４反射鏡と、前記第４反射鏡と前記第２面との間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する第５反射鏡と、前記第５反射鏡と前記第２面との間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する第６反射鏡とを備え、前記中間像は、前記第３反射鏡と前記第５反射鏡との間の光路中に形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８記載の投影光学系は、前記中間像が、前記第４反射鏡と前記第５反射鏡との間の光路中に形成されることを特徴とする。
【００２０】
本請求項７、請求項８記載の投影光学系によれば、中間像が第４反射鏡の反射面から所定の距離に形成されるため、反射面上にごみ等が存在した場合においても形成される像に与える影響を小さくすることができ、また、中間像形成位置に近接している第４反射鏡の反射面の調整によって、例えば像面湾曲や歪曲収差等、像面に関する収差を他の収差に影響を与えることなく独立に補正することができる。
【００２１】
また、請求項９記載の投影光学系は、前記第４反射鏡の頂点と前記第２面との間に前記第２反射鏡の頂点が位置決めされ、前記第２反射鏡の頂点と前記第２面との間に前記第１反射鏡の頂点が位置決めされ、前記第１反射鏡の頂点と前記第２面との間に前記第６反射鏡の頂点が位置決めされ、前記第６反射鏡の頂点と前記第２面との間に前記第３反射鏡の頂点が位置決めされ、前記第３反射鏡の頂点と前記第２面との間に前記第５反射鏡の頂点が位置決めされることを特徴とする。
【００２２】
本請求項９記載の投影光学系によれば、凸面形状の反射面を有する第５反射鏡は、第２面に対しては凹面状部分を向けて配置されることになるので、第５反射鏡と第２面との間の距離は長くなり、大きなワーキングディスタンスを確保することができる。このため、この第２面に感光基板をロードする場合などの作業性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項１０記載の投影光学系は、前記第１反射鏡、前記第３反射鏡及び前記第５反射鏡は、各反射面が前記第１面側に向くようにそれぞれ配置され、前記第２反射鏡、前記第４反射鏡及び前記第６反射鏡は、各反射面が前記第２面側に向くようにそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００２４】
本請求項１０記載の投影光学系によれば、第１面からの光は各反射鏡間で交互に反射を繰り返しながら第２面側に導かれる。このような構成にすることにより、光路を折り返すための平面反射鏡が不用であるとともに、第１面と第２面との距離を短くすることが可能となり、投影光学系全体のコンパクト化を実現することができる。
【００２５】
また、請求項１１記載の投影光学系は、前記投影光学系が、開口絞りを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１２記載の投影光学系は、前記開口絞りが、前記第２反射鏡又は前記第２反射鏡の近傍に配置されることを特徴とする。
【００２７】
本請求項１１、請求項１２記載の投影光学系によれば、開口絞りを配置することにより収差補正の自由度を増加させることができる。即ち、この開口絞りの光軸方向の位置を調整することによっても収差補正を行うことができる。
【００２８】
また、請求項１３記載の投影光学系は、前記第１反射鏡乃至前記第６反射鏡の反射面の中の少なくとも１つは、非球面により構成されていることを特徴とする。
【００２９】
本請求項１３記載の投影光学系によれば、第１反射鏡乃至第６反射鏡の反射面の中の少なくとも１つは、非球面により構成されているため、この非球面の調整により収差の補正が可能となり、良好な結像性能を得ることができる。
【００３０】
また、請求項１４記載の投影光学系は、前記第１反射鏡乃至前記第６反射鏡が、前記所定の光軸に対して同軸に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
本請求項１４記載の投影光学系によれば、第１反射鏡乃至第６反射鏡が、所定の光軸に対して同軸に配置されているため、投影光学系全体のコンパクト化を実現することができるとともに、各反射鏡の鏡筒組み込み・調整を容易にすることができる。
【００３２】
また、請求項１５記載の投影光学系は、前記開口絞りが、前記第２面側がテレセントリックとなるように設定されていることを特徴とする。
【００３３】
本請求項１５記載の投影光学系によれば、第２面側がテレセントリックとなるように開口絞りが設定されているため、良好な結像特性を得ることができる。
【００３４】
また、請求項１６記載の露光装置は、前記第１面に設定されたマスクに露光光を照明し、該マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して前記第２面に設定された感光基板上に投影する露光装置において、前記投影光学系は、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の投影光学系によって構成されていることを特徴とする。
【００３５】
本請求項１６記載の露光装置によれば、良好に収差補正され優れた結像性能を有する投影光学系を用いて露光処理が行われるので、微細なパターンでも精度良く形成することができる。
【００３６】
また、請求項１７記載の露光方法は、前記第１面に設定されたマスクに露光光を照明し、該露光光に基づいて前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に設定された感光基板上に形成する露光方法において、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の投影光学系を用いて前記パターンの像を前記感光基板上に形成することを特徴とする。
【００３７】
本請求項１７記載の露光方法によれば、良好に収差補正され優れた結像性能を有する投影光学系を用いて露光処理が行われるので、微細なパターンでも精度良く形成することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投影光学系、露光装置及び露光方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る投影光学系の横断面の光路図であり、図１では光束の幅は横断面のみを表している。
【００３９】
図１において、投影光学系ＰＬは、レチクル（第１面）Ｒ上の物体の縮小像をウエハ（第２面）上に結像する反射縮小投影光学系である。この投影光学系ＰＬは、複数の反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）を備えている。
【００４０】
ここで、第１反射鏡Ｍ１は、レチクルＲとウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第２反射鏡Ｍ２は、第１反射鏡Ｍ１とウエハＷとの間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する。第３反射鏡Ｍ３は、第２反射鏡Ｍ２とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第４反射鏡Ｍ４は、第３反射鏡Ｍ３とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第５反射鏡Ｍ５は、第４反射鏡Ｍ４とウエハＷとの間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する。第６反射鏡Ｍ６は、第５反射鏡Ｍ５とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。
【００４１】
また、第４反射鏡Ｍ４は、反射面がウエハＷ側に向くように配置され、第４反射鏡Ｍ４の頂点とウエハＷとの間に、反射面がウエハＷ側に向くように第２反射鏡Ｍ２の頂点が位置決めされている。また、第２反射鏡Ｍ２の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第１反射鏡Ｍ１の頂点が位置決めされている。また、第１反射鏡Ｍ１の頂点とウエハＷとの間に、反射面がウエハＷ側に向くように第６反射鏡Ｍ６の頂点が位置決めされている。また、第６反射鏡Ｍ６の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第３反射鏡Ｍ３の頂点が位置決めされている。また、第３反射鏡Ｍ３の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第５反射鏡Ｍ５の頂点が位置決めされている。なお、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の反射面は、非球面により構成されている。ここで各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の中の何れかの反射鏡の反射面を球面により構成するようにしてもよい。
【００４２】
即ち、各反射鏡は、レチクルＲ側からウエハＷ側にむかって、第４反射鏡Ｍ４、第２反射鏡Ｍ２、第１反射鏡Ｍ１、第６反射鏡Ｍ６、第３反射鏡Ｍ３、第５反射鏡Ｍ５の順で配置されている。このとき、各反射鏡Ｍ１〜Ｍ６は光軸ＡＸに対して同軸に配置されている。なお、反射鏡の頂点とは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと反射鏡との交点であり、反射鏡が光軸上において物理的に存在しないときには、反射鏡の反射面の仮想的な延長面との交点を意味する。
【００４３】
この投影光学系ＰＬにおいては、第３反射鏡Ｍ３と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中、好ましくは第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に中間像が形成される。即ち、レチクルＲからの光は、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２、第３反射鏡Ｍ３、第４反射鏡Ｍ４の順で反射された後に、第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に中間像を形成し、この中間像からの光は第５反射鏡Ｍ５及び第６反射鏡Ｍ６の順で反射されウエハＷへ導かれる。なお、レチクルＲからの光を、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２、第３反射鏡Ｍ３の順で反射させた後に、第３反射鏡Ｍ３と第４反射鏡Ｍ４との間の光路中に中間像を形成し、この中間像からの光を第４反射鏡Ｍ４、第５反射鏡Ｍ５及び第６反射鏡Ｍ６の順で反射させウエハＷへ導くようにしてもよい。
【００４４】
第２反射鏡Ｍ２上又は第２反射鏡Ｍ２の近傍には、開口絞りＡＳが設けられている。この開口絞りＡＳは開口部の口径を可変としており光軸方向の任意の位置に設置可能であるが、ウエハＷ側がテレセントリックとなるように位置決めされることが好ましい。
【００４５】
この投影光学系ＰＬにおいては、複数の反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の中の１つ、例えば第４反射鏡Ｍ４（最も中間像に近い反射鏡）と中間像との距離をＤＩ、投影光学系ＰＬの全長をＴＴとするとき、
０．０２＜ＤＩ／ＴＴ＜０．０８、好ましくは、
０．０２＜ＤＩ／ＴＴ＜０．０７
の条件を満足する。なお、第４反射鏡Ｍ４と中間像との距離ＤＩは、光軸上における距離であり、投影光学系ＰＬの全長ＴＴは、光軸上における全長である。
【００４６】
また、複数の反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の中でウエハＷに最も近い反射鏡表面、即ち第５反射鏡Ｍ５の反射鏡表面からウエハＷまでの距離をＩＭＣ、投影光学系ＰＬの光軸から円弧状の露光フィールドの中心までの距離をＲとするとき、
１＜ＩＭＣ／Ｒ
の条件を満足する。なお、第５反射鏡Ｍ５の反射鏡表面からウエハＷまでの距離ＩＭＣは、光軸上における距離である。ここで図２は、この投影光学系ＰＬの露光フィールドを説明するための図である。この図２に示すように、この投影光学系ＰＬは、円弧状の露光フィールドＥＦを有し、投影光学系ＰＬの光軸（ＡＸ）から円弧状の露光フィールドＥＦの中心までの距離をＲとする。
【００４７】
また、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値を面ＮＡとするとき、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の面ＮＡが
面ＮＡ＜０．３３
の条件を満足する。
【００４８】
この投影光学系においては、中間像が反射面、即ち第４反射鏡Ｍ４の反射面から所定の距離に形成されるため、反射面上にごみ等が存在した場合においても形成される像に与える影響を小さくすることができ、また、中間像形成位置に近接している反射面、即ち第４反射鏡Ｍ４の反射面によって、例えば像面湾曲や歪曲収差等、像面に関する収差を他の収差に影響を与えることなく独立に補正することができる。
【００４９】
また、複数の反射鏡の中でウエハＷに最も近い反射鏡表面、即ち第５反射鏡Ｍ５の反射面からウエハＷまでの距離、即ちワーキングディスタンスを大きくすることができるため、露光装置を設計する際の設計自由度、例えばオートフォーカス系の配置位置等の自由度を大きくすることができる。
【００５０】
また、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の大きさに対する曲率半径を大きくすることができるため、換言すると各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の反射面の曲がり方を小さくすることができるため、各反射鏡の加工及び加工後の計測を容易に行うことができる。
【００５１】
また、本実施の形態において、投影光学系ＰＬに用いられた反射鏡は６枚と少ないので、この投影光学系ＰＬを露光装置に適用した場合、露光光の光量の低下の恐れは低減されるとともに、反射面の面形状誤差による結像性能の劣化を招く恐れも低減される。例えば、露光光として、波長５〜１５ｎｍの軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）や、この波長以下の硬Ｘ線領域の光を用いた場合、この波長域における反射膜の反射率が低くても、反射面の数が６面だけなので実用上問題無い程度の光量を確保することができる。
【００５２】
また、第５反射鏡Ｍ５の頂点と第６反射鏡Ｍ６の頂点との間に第３反射鏡Ｍ３の頂点を配置し、第５反射鏡Ｍ５の凹面状部分とウエハＷとが対向するようにしたので、第５反射鏡Ｍ５とウエハＷとの間の距離（ワーキングディスタンス）を大きくとることが可能となる。このため、このウエハＷに感光基板をロードする場合などの作業性を向上することができる。
【００５３】
また、第１反射鏡Ｍ１、第３反射鏡Ｍ３及び第５反射鏡Ｍ５は、各反射面がレチクルＲ側に向くようにそれぞれ配置され、第２反射鏡Ｍ２、第４反射鏡Ｍ４及び第６反射鏡Ｍ６は、各反射面がウエハＷ側に向くようにそれぞれ配置されているので、レチクルＲからの光は各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）間で交互に反射を繰り返しながらウエハＷ側に導かれる。このような構成にすることにより、光路を折り返すための平面反射鏡が不用であるとともに、レチクルＲとウエハＷとの距離を短くすることが可能となる。従って、投影光学系ＰＬ全体のコンパクト化を実現することができる。
【００５４】
更に、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）を、光軸ＡＸに対して同軸に配置することによっても、投影光学系ＰＬ全体のコンパクト化を実現することができるとともに、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の鏡筒組み込み・調整を容易にすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態においては、第２反射鏡Ｍ２又は第２反射鏡Ｍ２の近傍に開口絞りＡＳを配置している。このとき、開口絞りＡＳの光軸方向の位置は、ウエハＷ側がテレセントリックとなるように位置決めされることが好ましく、この場合、良好な結像特性を得ることができる。
【００５６】
そして、開口部の口径を可変とする開口絞りＡＳを調整することによって収差補正を行うことができるとともに、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の反射面の形状を非球面状とし、この形状を任意に設定することによっても収差補正を行うことが可能となる。従って、本実施の形態においては、収差補正は、各反射鏡の反射面の形状の調整の他に、開口絞りＡＳの光軸方向の位置の調整によっても行うことができ、自由度の高い収差補正を行うことができる。
【００５７】
次に、図３を参照しながら、本発明に係る投影光学系ＰＬを備えた露光装置Ｅについて説明する。図３は本発明に係る投影光学系ＰＬを備えた露光装置Ｅの構成図である。この露光装置Ｅは、反射型レチクル（マスク）Ｒに露光用照明光（露光光）ＥＬを照射し、レチクルＲに形成されたパターンの一部の像を投影光学系ＰＬを介して感光基板（ウエハ）Ｗ上に投影しつつ、レチクルＲと感光基板Ｗとを投影光学系ＰＬに対して１次元方向（Ｙ方向）に相対走査することによって、レチクルＲのパターンの全体を感光基板Ｗ上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。
【００５８】
本実施の形態では、露光光ＥＬとして波長５〜１５ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）が用いられている。なお、図３においては、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する方向であってレチクルＲ及び感光基板Ｗの走査方向をＹ方向とし、これらＹＺ方向と直交する紙面垂直方向をＸ方向とする。
【００５９】
図３において、露光装置Ｅは、光源３０からの光束をレチクルステージＲＳに支持されるレチクルＲに照明する照明光学系３と、露光光ＥＬで照明されたレチクルＲのパターンの像を感光基板Ｗ上に投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｗを支持する基板ステージＷＳとを備えている。本実施の形態における露光光であるＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低いため、ＥＵＶ光が通過する光路は真空チャンバＶＣにより覆われて外気より遮断されている。
【００６０】
図３における照明光学系３について説明する。光源３０は、赤外域〜可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有し、例えば半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いることができる。このレーザ光は第１集光光学系３１により集光されて位置３２に集光する。ノズル３３は気体状の物体を位置３２に向けて噴出し、この噴出された物体は位置３２において高照度のレーザ光を受ける。このとき、噴出された物体がレーザ光のエネルギで高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際にＥＵＶ光を放出する。
【００６１】
この位置３２の周囲には、第２集光光学系を構成する楕円鏡３４が配置されており、この楕円鏡３４は、その第１焦点が位置３２とほぼ一致するように位置決めされている。楕円鏡３４の内表面には、ＥＵＶ光を反射するための多層膜が設けられており、ここで反射されたＥＵＶ光は、楕円鏡３４の第２焦点で一度集光した後、第３集光光学系を構成するコリメート鏡としての放物面鏡３５へ向かう。放物面鏡３５は、その焦点が楕円鏡３４の第２焦点位置とほぼ一致するように位置決めされており、その内表面には、ＥＵＶ光を反射するための多層膜が設けられている。
【００６２】
放物面鏡３５から射出されるＥＵＶ光は、ほぼコリメートされた状態でオプティカルインテグレータとしての反射型フライアイ光学系３６へ向かう。反射型フライアイ光学系３６は、複数の反射面を集積した第１の反射素子群３６ａと、第１の反射素子群３６ａの複数の反射面と対応した複数の反射面を有する第２の反射素子群３６ｂとで構成されている。これら第１及び第２の反射素子群３６ａ、３６ｂを構成する複数の反射面上にもＥＵＶ光を反射させるための多層膜が設けられている。
【００６３】
放物面鏡３５からのコリメートされたＥＵＶ光は、第１の反射素子群３６ａにより波面分割され、各々の反射面からのＥＵＶ光が集光されて複数の光源像が形成される。これら複数の光源像が形成される位置の近傍のそれぞれには、第２の反射素子群３６ｂの複数の反射面が位置決めされており、これら第２の反射素子群３６ｂの複数の反射面は、実質的にフィールドミラーの機能を果たす。このように、反射型フライアイ光学系３６は、放物面鏡３５からの略平行光束に基づいて、２次光源としての多数の光源像を形成する。尚、このような反射型フライアイ光学系３６については、特開平１０−２６３６７３号公報に開示されている。
【００６４】
本実施の形態では、２次光源の形状を制御するために、第２の反射素子群３６ｂ近傍には、第１開口絞りとしてのσ絞りＡＳ１が設けられている。このσ絞りＡＳ１は、例えば互いに形状が異なる複数の開口部をターレット状に設けたものからなる。そして、σ絞り制御ユニットＡＳＣ１により、どの開口部を光路内に配置するのかの制御が行われる。
【００６５】
さて、反射型フライアイ光学系３６により形成された２次光源からのＥＵＶ光は、この２次光源位置の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデンサミラー３７へ向かい、このコンデンサミラー３７にて反射集光された後に、光路折り曲げミラー３８を介して、レチクルＲに達する。これらコンデンサミラー３７及び光路折り曲げミラー３８の表面には、ＥＵＶ光を反射させる多層膜が設けられている。そして、コンデンサミラー３７は、２次光源から発するＥＵＶ光を集光して、レチクルＲを均一照明する。
【００６６】
なお、本実施の形態では、レチクルＲへ向かう照明光と、このレチクルＲにて反射されて投影光学系ＰＬへ向かうＥＵＶ光との光路分離を空間的に行うために、照明光学系３は非テレセントリック系であり、かつ投影光学系ＰＬもレチクル側非テレセントリックな光学系としている。
【００６７】
さて、レチクルＲ上には、ＥＵＶ光を反射する多層膜からなる反射膜が設けられており、この反射膜は、感光基板Ｗ上へ転写すべきパターンの形状に応じたパターンとなっている。このレチクルＲにて反射されて、レチクルＲのパターン情報を含むＥＵＶ光は、投影光学系ＰＬに入射する。
【００６８】
投影光学系ＰＬは、図１において説明した通り、第１反射鏡〜第６反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の６枚構成となっており、第２反射鏡Ｍ２又は第２反射鏡Ｍ２の近傍には、第２の開口絞りとしての可変開口絞りＡＳが配置されている。この可変開口絞りＡＳは、その開口部の口径が可変となるように構成されており、その口径は可変開口絞り制御ユニットＡＳＣ２により制御される。
【００６９】
レチクルＲにて反射されたＥＵＶ光は、投影光学系ＰＬを通過して、感光基板Ｗ上の円弧形状の露光領域内に、所定の縮小倍率β（例えば｜β｜＝１／４，１／５、１／６）のもとでレチクルＲのパターンの縮小像を形成する。
【００７０】
レチクルＲは少なくともＹ方向に沿って移動可能なレチクルステージＲＳにより支持されており、感光基板ＷはＸＹＺ方向に沿って移動可能な基板ステージＷＳにより支持されている。これらのレチクルステージＲＳ及び基板ステージＷＳの移動は、それぞれレチクルステージ制御ユニットＲＳＣ及び基板ステージ制御ユニットＷＳＣにより制御される。露光動作の際には、照明光学系３によりレチクルＲに対してＥＵＶ光を照射しつつ、投影光学系ＰＬに対してレチクルＲ及び感光基板Ｗを、投影光学系ＰＬの縮小倍率により定まる所定の速度比で移動させる。これにより、感光基板Ｗ上の所定のショット領域内には、レチクルＲのパターンが走査露光される。
【００７１】
なお、本実施の形態において、σ絞りＡＳ１、可変開口絞りＡＳは、ＥＵＶ光を十分に遮光するために、Ａｕ、Ｔａ、Ｗなどの金属から構成されることが好ましい。また、以上述べた各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の表面の反射面は、ＥＵＶ光を反射するために反射膜としての多層膜が形成されている。この多層膜は、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪素酸化物のうちの複数の物質を積層させて形成されている。
【００７２】
（実施例）
以下、本発明に係る投影光学系の数値実施例について説明する。図１は第１実施例の投影光学系ＰＬの横断面の光路図であり、図４は第２実施例の投影光学系ＰＬの横断面の光路図である。なお、図１及び図４において、横断面における光束の幅のみを示している。
【００７３】
ここで、図１に示す第１実施例に係る投影光学系ＰＬは前述した通りである。一方、図４に示す第２実施例に係る投影光学系ＰＬの各反射鏡の構成及び配置は、第１実施例の投影光学系ＰＬと同一である。
【００７４】
即ち、第１実施例及び第２実施例の投影光学系ＰＬは、複数の反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）を備えている。ここで、第１反射鏡Ｍ１は、レチクルＲとウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第２反射鏡Ｍ２は、第１反射鏡Ｍ１とウエハＷとの間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する。第３反射鏡Ｍ３は、第２反射鏡Ｍ２とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第４反射鏡Ｍ４は、第３反射鏡Ｍ３とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。第５反射鏡Ｍ５は、第４反射鏡Ｍ４とウエハＷとの間の光路中に配置されて凸面形状の反射面を有する。第６反射鏡Ｍ６は、第５反射鏡Ｍ５とウエハＷとの間の光路中に配置されて凹面形状の反射面を有する。
【００７５】
また、第４反射鏡Ｍ４は、反射面がウエハＷ側に向くように配置され、第４反射鏡Ｍ４の頂点とウエハＷとの間に、反射面がウエハＷ側に向くように第２反射鏡Ｍ２の頂点が位置決めされている。また、第２反射鏡Ｍ２の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第１反射鏡Ｍ１の頂点が位置決めされている。また、第１反射鏡Ｍ１の頂点とウエハＷとの間に、反射面がウエハＷ側に向くように第６反射鏡Ｍ６の頂点が位置決めされている。また、第６反射鏡Ｍ６の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第３反射鏡Ｍ３の頂点が位置決めされている。また、第３反射鏡Ｍ３の頂点とウエハＷとの間に、反射面がレチクルＲ側に向くように第５反射鏡Ｍ５の頂点が位置決めされている。このとき、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）は光軸ＡＸに対して同軸に配置されている。なお、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の反射面は、非球面により構成されている。
【００７６】
この投影光学系ＰＬにおいては、第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に中間像が形成される。即ち、レチクルＲからの光は、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２、第３反射鏡Ｍ３、第４反射鏡Ｍ４の順で反射された後に、第４反射鏡Ｍ４と第５反射鏡Ｍ５との間の光路中に中間像を形成し、この中間像からの光は第５反射鏡Ｍ５及び第６反射鏡Ｍ６の順で反射されウエハＷへ導かれる。また、第２反射鏡Ｍ２又は第２反射鏡Ｍ２の近傍には、開口絞りＡＳが設けられており、ウエハＷ側がテレセントリックとなるように位置決めされている。
【００７７】
ところで、第１実施例及び第２実施例における各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）は光軸ＡＸに関して回転対称な非球面形状を有しており、この非球面形状は次式で表される。
【００７８】
【数１】
Ｚ＝（ＣＵＲＶ）Ｙ^２
／｛１＋〔１−（１＋Ｋ）・（ＣＵＲＶ）^２・Ｙ^２〕^１／２｝
＋（Ａ）Ｙ^４＋（Ｂ）Ｙ^６＋（Ｃ）Ｙ^８＋（Ｄ）Ｙ^１０
＋（Ｅ）Ｙ^１２＋（Ｆ）Ｙ^１４＋（Ｇ）Ｙ^１６＋（Ｈ）Ｙ^１８
＋（Ｊ）Ｙ^２０
ここで、Ｚ：平面からの光軸方向サグ量、ＣＵＲＶ：面頂点での曲率半径、Ｙ：光軸からの高さ、Ｋ：円錐係数（Ｋ＝０のとき、第１項は球面の式、Ｋ＝−１のとき、第１項は放物面の式になる）、Ａ：４次の非球面係数、Ｂ：６次の非球面係数、Ｃ：８次の非球面係数、Ｄ：１０次の非球面係数、Ｅ：１２次の非球面係数、Ｆ：１４次の非球面係数、Ｇ：１６次の非球面係数、Ｈ：１８次の非球面係数、Ｊ：２０次の非球面係数、である。
【００７９】
なお、第１実施例の投影光学系ＰＬは、ＥＵＶ光の波長（露光波長）が１３．５ｎｍ、縮小倍率｜β｜が１／４倍、像側の開口数ＮＡが０．２６、露光フィールドは３１〜３３ｍｍである（即ち、幅２ｍｍの円弧形状を有する。）。また、中間結像位置（ＤＩ）は、第４反射鏡から第５反射鏡側へ２８．４２０７ｍｍの位置であり、投影光学系の全長（ＴＴ）は、１２６１．０１ｍｍである。即ち、ＤＩ／ＴＴは、０．０２２５３８０４５である。また、投影光学系の光軸から露光フィールドの中心までの距離（Ｒ）は、３２ｍｍであり、第５反射鏡Ｍ５の反射鏡表面からウエハＷまでの距離（ＩＭＣ）は、４０．０８８ｍｍである。即ち、ＩＭＣ／Ｒは、１．２５２７５である。また、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値（面ＮＡ）の最大値は、０．３１３２である。
【００８０】
以下の表１に、第１実施例の投影光学系ＰＬの諸元の値を示す。表１において、左端には各反射面の面番号が示されている。また、曲率半径として示されているＡ（ｎ）は、反射面が非球面であることを示している。距離は、各反射面間の面間隔を示している。また、ガラスの欄に示されているＲＥＦＬの文字は、反射を意味している。また、表２に、第１実施例の各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の非球面データを示す。

【００８１】
【表１】
（表２）

また、第２実施例の投影光学系ＰＬは、ＥＵＶ光の波長（露光波長）が１３．５ｎｍ、縮小倍率｜β｜が１／４倍、像側の開口数ＮＡが０．２６、露光フィールドは３１．５〜３２．５ｍｍである（即ち、幅１ｍｍの円弧形状を有する）。また、中間結像位置（ＤＩ）は、第４反射鏡から第５反射鏡側へ６７．９５８ｍｍの位置であり、投影光学系の全長（ＴＴ）は、１２７３．３９５ｍｍである。即ち、ＤＩ／ＴＴは、０．０５３３６７５７３である。また、投影光学系の光軸から露光フィールドの中心までの距離（Ｒ）は、３２ｍｍであり、第５反射鏡Ｍ５の反射鏡表面からウエハＷまでの距離（ＩＭＣ）は、４０．６３８ｍｍである。即ち、ＩＭＣ／Ｒは、１．２６９９３７５である。また、各反射鏡の有効半径をその反射鏡の曲率半径で除算した値（面ＮＡ）の最大値は、０．３１３６である。
【００８２】
以下の表３に、第２実施例の投影光学系ＰＬの諸元の値を示す。表３において、左端には各反射面の面番号が示されている。また、曲率半径として示されているＡ（ｎ）は、反射面が非球面であることを示している。距離は、各反射面間の面間隔を示している。また、ガラスの欄に示されているＲＥＦＬの文字は、反射を意味している。また、表４に、第１実施例の各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の非球面データを示す。

【００８３】
【表２】
（表４）

図５に、第１実施例の投影光学系ＰＬのレチクルＲ上でのコマ収差図を示す。このコマ収差図は、波長１３．５ｎｍの光を用いてウエハＷ側から光線追跡することにより得られている。
【００８４】
ここで、図５（ａ）は、像高Ｙ＝３３におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図５（ｂ）は、像高Ｙ＝３２．５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図５（ｃ）は、像高Ｙ＝３２におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図５（ｄ）は、像高Ｙ＝３１．５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図５（ｅ）は、像高Ｙ＝３１におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図である。
【００８５】
また、図５（ｆ）は、像高Ｙ＝３３におけるサジタル方向のコマ収差図、図５（ｇ）は、像高Ｙ＝３２．５におけるサジタル方向のコマ収差図、図５（ｈ）は、像高Ｙ＝３２におけるサジタル方向のコマ収差図、図５（ｉ）は、像高Ｙ＝３１．５におけるサジタル方向のコマ収差図、図５（ｊ）は、像高Ｙ＝３１におけるサジタル方向のコマ収差図である。
図６に、第２実施例の投影光学系ＰＬのレチクルＲ上でのコマ収差図を示す。このコマ収差図は、波長１３．５ｎｍの光を用いてウエハＷ側から光線追跡することにより得られている。
【００８６】
ここで、図６（ａ）は、像高Ｙ＝３２．５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図６（ｂ）は、像高Ｙ＝３２．２５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図６（ｃ）は、像高Ｙ＝３２におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図６（ｄ）は、像高Ｙ＝３１．７５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図、図６（ｅ）は、像高Ｙ＝３１．５におけるタンジェンシャル方向のコマ収差図である。
【００８７】
また、図６（ｆ）は、像高Ｙ＝３２．５におけるサジタル方向のコマ収差図、図６（ｇ）は、像高Ｙ＝３２．２５におけるサジタル方向のコマ収差図、図６（ｈ）は、像高Ｙ＝３２におけるサジタル方向のコマ収差図、図６（ｉ）は、像高Ｙ＝３１．７５におけるサジタル方向のコマ収差図、図６（ｊ）は、像高Ｙ＝３１．５におけるサジタル方向のコマ収差図である。
【００８８】
図５及び図６から明らかなように、第１実施例及び第２実施例の投影光学系は、ＥＵＶ光の１３．５ｎｍの単波長において、コマ収差がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正されている。
【００８９】
なお、上記第１実施例及び第２実施例では、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）の反射面を光軸ＡＸに関して回転対称な高次非球面形状としているため、各反射鏡（Ｍ１〜Ｍ６）にて発生する高次収差を補正して良好な結像性能を達成している。ここで、各反射鏡の反射面の面形状誤差や投影光学系の製造時における組み立て誤差等に起因する回転非対称な収差成分を補正するために、回転対称非球面を回転非対称な非球面としてもよい。
【００９０】
本実施の形態の露光装置として、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
【００９１】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。
【００９２】
基板ステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００９３】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００９４】
レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００９５】
レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００９６】
以上のように、本実施の形態の露光装置は、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。
【００９７】
上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスクを照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、図３に示す実施の形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る半導体デバイスの製造方法を、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００９８】
先ず、図７のステップ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、図３に示す本実施の形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。即ち、照明光学装置によりマスクを照明し（照明工程）、マスクのパターンをウエハ上に転写する（露光工程）。
【００９９】
その後、ステップ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【０１００】
また、図３に示す本実施の形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図８のフローチャートを参照して、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明する。図８において、パターン形成工程４０１では、実施の形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【０１０１】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列され、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１０２】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の投影光学系によれば、中間像が反射面から所定の距離に形成されるため、反射面上にごみ等が存在した場合においても形成される像に与える影響を小さくすることができ、また、中間像形成位置に近接している反射面によって、例えば像面湾曲や歪曲収差等、像面に関する収差を他の収差に影響を与えることなく独立に補正することができる。
【０１０４】
また、複数の反射鏡の中で第２面に最も近い反射鏡表面から第２面までの距離、即ちワーキングディスタンスを大きくすることができるため、露光装置を設計する際の設計自由度を大きくすることができる。また、各反射鏡の大きさに対する曲率半径を大きくすることができるため、各反射鏡の加工及び加工後の計測を容易に行うことができる。
【０１０５】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、良好に収差補正され優れた結像性能を有する投影光学系を用いて露光処理が行われるので、微細なパターンでも精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる投影光学系（第１実施例）の横断面の光路図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる投影光学系の露光フィールドを説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる投影光学系を備えた露光装置の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる投影光学系（第２実施例）の横断面の光路図である。
【図５】本発明の第１実施例のコマ収差図である。
【図６】本発明の第２実施例のコマ収差図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
ＰＬ…投影光学系、Ｍ１…第１反射鏡、Ｍ２…第２反射鏡、Ｍ３…第３反射鏡、Ｍ４…第４反射鏡、Ｍ５…第５反射鏡、Ｍ６…第６反射鏡、ＡＳ…開口絞り、ＥＦ…露光フィールド、Ｅ…露光装置、３０…光源、Ｒ…レチクル、Ｗ…感光基板、ＲＳ…レチクルステージ、ＷＳ…基板ステージ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection optical system that forms a reduced image of a mask pattern on a substrate, an exposure apparatus including the projection optical system, and an exposure method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device using lithography technology, a mask on which a pattern is formed is illuminated with exposure illumination light (exposure light), and an image of the pattern of the mask is projected through a projection optical system. In general, projection exposure is performed on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate coated with a photosensitive agent such as a photoresist. In recent years, the demand for miniaturization of patterns has been increasing more and more, so that an exposure apparatus for performing this projection exposure has been required to have a higher resolution.
[0003]
In order to satisfy this requirement, the wavelength of the exposure light emitted from the light source must be shortened, and the numerical aperture (NA) of the optical system must be increased. However, when the wavelength of the exposure light is shortened, the optical glass that can withstand practical use for light absorption is limited. For example, when the wavelength is 180 nm or less, the only glass material that can be practically used is fluorite. In the case of shorter wavelength ultraviolet rays or X-rays, there is no usable optical glass. In such a case, it is impossible at all to form a reduction projection optical system using only the refractive optical system or the catadioptric optical system.
[0004]
For this reason, a so-called reflection reduction projection optical system in which a projection optical system is constituted only by a reflection system has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-213332.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the projection optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-213332, the projection optical system is constituted only by the reflection system. Since the reflection efficiency of light in this wavelength range is low, a projection optical system cannot be configured using a large number of mirrors, and it is required to configure a projection optical system with a small number of mirrors. Therefore, in such a projection optical system, it is difficult to improve the degree of freedom of aberration correction because the number of mirrors is small.
[0006]
An object of the present invention is to provide a projection optical system having high optical performance by improving the degree of freedom of aberration correction, particularly the degree of freedom of correcting aberrations on an image plane such as field curvature and distortion. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus having the projection optical system and an exposure method using the exposure apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The projection optical system according to claim 1, further comprising a plurality of reflecting mirrors, forming an intermediate image in an optical path between the first surface and the second surface, and placing the image of the first surface on the second surface. In the projection optical system to be formed, when the distance between the reflection mirror closest to the intermediate image and the intermediate image among the plurality of reflection mirrors is DI, and the total length of the projection optical system is TT,
0.02 <DI / TT <0.08
The following condition is satisfied.
[0008]
According to the projection optical system of the present invention, since the condition of 0.02 <DI / TT <0.08 is satisfied, the intermediate image is located at a predetermined distance from the reflecting surface of the reflector closest to the intermediate image. It is formed. Therefore, even when dust or the like is present on the reflection surface, the influence on the formed image can be reduced, and the reflection surface close to the intermediate image formation position can cause, for example, field curvature and distortion. For example, aberrations relating to the image plane can be independently corrected without affecting other aberrations.
[0009]
The projection optical system according to claim 2, wherein a distance from a surface of the plurality of reflecting mirrors closest to the second surface to the second surface is IMC, and the distance from the optical axis of the projection optical system is an arc. Where R is the distance to the center of the exposure field
1 <IMC / R
The following condition is satisfied.
[0010]
According to the projection optical system of the second aspect, in order to satisfy the condition of 1 <IMC / R, the distance from the reflector surface closest to the second surface to the second surface among the plurality of reflectors, that is, The working distance can be increased. Therefore, the degree of freedom in designing the exposure apparatus can be increased.
[0011]
In the projection optical system according to claim 3, when a value obtained by dividing an effective radius of the reflecting mirror by a radius of curvature of the reflecting mirror is a surface NA, the surface NA of each reflecting mirror is
Surface NA <0.33
The following condition is satisfied.
[0012]
According to the projection optical system of the third aspect, since the condition of the surface NA <0.33 is satisfied, the radius of curvature with respect to the size of each reflecting mirror can be increased. Therefore, processing of each reflecting mirror and measurement after processing can be easily performed.
[0013]
The projection optical system according to claim 4 includes a plurality of reflecting mirrors, forms an intermediate image in an optical path between the first surface and the second surface, and converts the image of the first surface to the second surface. In the projection optical system formed above, the distance from the reflector surface closest to the second surface among the plurality of reflectors to the second surface is IMC, the arc exposure field from the optical axis of the projection optical system. Where R is the distance to the center of
1 <IMC / R
The following condition is satisfied.
[0014]
According to the projection optical system of the fourth aspect, in order to satisfy the condition of 1 <IMC / R, the distance from the reflector surface closest to the second surface to the second surface among the plurality of reflectors, that is, The working distance can be increased. Therefore, the degree of freedom in designing the exposure apparatus can be increased.
[0015]
In the projection optical system according to claim 5, when a value obtained by dividing an effective radius of the reflecting mirror by a radius of curvature of the reflecting mirror is a surface NA, the surface NA of each reflecting mirror is
Surface NA <0.33
The following condition is satisfied.
[0016]
The projection optical system according to claim 6 includes a plurality of reflecting mirrors, forms an intermediate image in an optical path between the first surface and the second surface, and converts the image of the first surface to the second surface. In the projection optical system formed above, when the value obtained by dividing the effective radius of the reflector by the radius of curvature of the reflector is a surface NA, the surface NA of each reflector is
Surface NA <0.33
The following condition is satisfied.
[0017]
According to the projection optical system of the fifth and sixth aspects, since the condition of the surface NA <0.33 is satisfied, the radius of curvature with respect to the size of each reflecting mirror can be increased. Therefore, processing of each reflecting mirror and measurement after processing can be easily performed.
[0018]
The projection optical system according to claim 7, wherein the plurality of reflecting mirrors are disposed in an optical path between the first surface and the second surface, and the first reflecting mirror has a concave reflecting surface. A second reflecting mirror disposed in an optical path between the first reflecting mirror and the second surface and having a convex reflecting surface; and an optical path between the second reflecting mirror and the second surface. A third reflector having a concave reflecting surface, and a fourth reflecting mirror having a concave reflecting surface disposed in an optical path between the third reflecting mirror and the second surface; A fifth reflecting mirror disposed in an optical path between the fourth reflecting mirror and the second surface and having a convex reflecting surface; and a fifth reflecting mirror in the optical path between the fifth reflecting mirror and the second surface. A sixth reflector having a concave reflecting surface, wherein the intermediate image is formed in an optical path between the third reflector and the fifth reflector. And wherein the door.
[0019]
The projection optical system according to claim 8 is characterized in that the intermediate image is formed in an optical path between the fourth reflecting mirror and the fifth reflecting mirror.
[0020]
According to the projection optical system of the present invention, since the intermediate image is formed at a predetermined distance from the reflecting surface of the fourth reflecting mirror, the intermediate image is formed even when dust is present on the reflecting surface. The influence on the image to be formed can be reduced, and by adjusting the reflecting surface of the fourth reflecting mirror close to the intermediate image forming position, aberrations related to the image plane, such as field curvature and distortion, can be reduced. Can be corrected independently without affecting the aberration of
[0021]
The projection optical system according to claim 9, wherein the vertex of the second reflecting mirror is positioned between the vertex of the fourth reflecting mirror and the second surface, and the vertex of the second reflecting mirror and the second A vertex of the first reflecting mirror is positioned between the first reflecting mirror and a second surface; a vertex of the sixth reflecting mirror is positioned between the first reflecting mirror and the second surface; A vertex of the third reflecting mirror is positioned between the first mirror and the second surface, and a vertex of the fifth reflecting mirror is positioned between the vertex of the third mirror and the second surface. And
[0022]
According to the projection optical system of the ninth aspect, since the fifth reflecting mirror having the reflecting surface of the convex shape is arranged with the concave portion facing the second surface, the fifth reflecting mirror is provided. The distance between the mirror and the second surface increases, and a large working distance can be ensured. For this reason, workability in loading a photosensitive substrate on the second surface can be improved.
[0023]
Further, in the projection optical system according to claim 10, the first reflecting mirror, the third reflecting mirror, and the fifth reflecting mirror are arranged so that each reflecting surface faces the first surface, and The two reflecting mirrors, the fourth reflecting mirror, and the sixth reflecting mirror are each arranged such that each reflecting surface faces the second surface side.
[0024]
According to the projection optical system of the tenth aspect, light from the first surface is guided to the second surface side while being alternately reflected between the reflecting mirrors. By adopting such a configuration, a flat reflecting mirror for turning back the optical path is not required, and the distance between the first surface and the second surface can be reduced, thereby realizing a compact projection optical system. can do.
[0025]
The projection optical system according to claim 11 is characterized in that the projection optical system includes an aperture stop.
[0026]
A projection optical system according to a twelfth aspect is characterized in that the aperture stop is arranged near the second reflecting mirror or the second reflecting mirror.
[0027]
According to the projection optical system of the present invention, the degree of freedom of aberration correction can be increased by disposing the aperture stop. That is, aberration can also be corrected by adjusting the position of the aperture stop in the optical axis direction.
[0028]
In a projection optical system according to a thirteenth aspect, at least one of the reflecting surfaces of the first to sixth reflecting mirrors is formed of an aspherical surface.
[0029]
According to the projection optical system of the present invention, at least one of the reflecting surfaces of the first to sixth reflecting mirrors is formed of an aspherical surface. Correction becomes possible, and good imaging performance can be obtained.
[0030]
A projection optical system according to claim 14 is characterized in that the first to sixth reflecting mirrors are arranged coaxially with respect to the predetermined optical axis.
[0031]
According to the projection optical system of the present invention, since the first to sixth reflecting mirrors are arranged coaxially with respect to the predetermined optical axis, the overall size of the projection optical system can be reduced. In addition, it is possible to easily incorporate and adjust the lens barrel of each reflecting mirror.
[0032]
A projection optical system according to a fifteenth aspect is characterized in that the aperture stop is set so that the second surface side is telecentric.
[0033]
According to the projection optical system of the present invention, since the aperture stop is set so that the second surface side is telecentric, it is possible to obtain good imaging characteristics.
[0034]
An exposure apparatus according to claim 16 illuminates a mask set on the first surface with exposure light, and sets an image of a pattern formed on the mask on the second surface via a projection optical system. An exposure apparatus for projecting an image on a photosensitive substrate, wherein the projection optical system is configured by the projection optical system according to any one of claims 1 to 15.
[0035]
According to the exposure apparatus of the sixteenth aspect, since the exposure processing is performed using the projection optical system having excellent image formation performance with good aberration correction, it is possible to form even a fine pattern with high accuracy.
[0036]
The exposure method according to claim 17, wherein the mask set on the first surface is illuminated with exposure light, and an image of a pattern formed on the mask is set on the second surface based on the exposure light. An exposure method for forming a pattern on a photosensitive substrate, wherein an image of the pattern is formed on the photosensitive substrate using the projection optical system according to any one of claims 1 to 15.
[0037]
According to the exposure method of the seventeenth aspect, since the exposure processing is performed using the projection optical system which is excellent in aberration correction and excellent in imaging performance, even a fine pattern can be formed with high accuracy.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a projection optical system, an exposure apparatus, and an exposure method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an optical path diagram of a cross section of a projection optical system according to the present invention. In FIG. 1, the width of a light beam shows only a cross section.
[0039]
In FIG. 1, a projection optical system PL is a reflection reduction projection optical system that forms a reduced image of an object on a reticle (first surface) R on a wafer (second surface). The projection optical system PL includes a plurality of reflecting mirrors (M1 to M6).
[0040]
Here, the first reflecting mirror M1 is disposed in the optical path between the reticle R and the wafer W and has a concave reflecting surface. The second reflecting mirror M2 is disposed in an optical path between the first reflecting mirror M1 and the wafer W and has a convex reflecting surface. The third reflecting mirror M3 is disposed in an optical path between the second reflecting mirror M2 and the wafer W, and has a concave reflecting surface. The fourth reflecting mirror M4 is disposed in an optical path between the third reflecting mirror M3 and the wafer W, and has a concave reflecting surface. The fifth reflecting mirror M5 is disposed in the optical path between the fourth reflecting mirror M4 and the wafer W and has a convex reflecting surface. The sixth reflecting mirror M6 is arranged in the optical path between the fifth reflecting mirror M5 and the wafer W and has a concave reflecting surface.
[0041]
The fourth reflecting mirror M4 is disposed such that the reflecting surface faces the wafer W, and the second reflecting mirror M4 is provided between the vertex of the fourth reflecting mirror M4 and the wafer W so that the reflecting surface faces the wafer W. The vertex of the mirror M2 is positioned. The vertex of the first reflecting mirror M1 is positioned between the vertex of the second reflecting mirror M2 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. The vertex of the sixth reflecting mirror M6 is positioned between the vertex of the first reflecting mirror M1 and the wafer W such that the reflecting surface faces the wafer W. The vertex of the third reflecting mirror M3 is positioned between the vertex of the sixth reflecting mirror M6 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. The vertex of the fifth reflecting mirror M5 is positioned between the vertex of the third reflecting mirror M3 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. The reflecting surface of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) is formed by an aspheric surface. Here, the reflecting surface of any of the reflecting mirrors (M1 to M6) may be configured by a spherical surface.
[0042]
That is, the respective reflecting mirrors are arranged from the reticle R side to the wafer W side, the fourth reflecting mirror M4, the second reflecting mirror M2, the first reflecting mirror M1, the sixth reflecting mirror M6, the third reflecting mirror M3, the fifth reflecting mirror M3. The reflecting mirrors M5 are arranged in this order. At this time, each of the reflecting mirrors M1 to M6 is coaxially arranged with respect to the optical axis AX. Note that the vertex of the reflecting mirror is an intersection between the optical axis AX of the projection optical system PL and the reflecting mirror, and when the reflecting mirror is not physically present on the optical axis, the reflection surface of the reflecting mirror is virtually extended. Means the intersection with the plane.
[0043]
In the projection optical system PL, an intermediate image is formed in an optical path between the third reflecting mirror M3 and the fifth reflecting mirror M5, preferably in an optical path between the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror M5. Is done. That is, the light from the reticle R is reflected in the order of the first reflecting mirror M1, the second reflecting mirror M2, the third reflecting mirror M3, the fourth reflecting mirror M4, and then the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror. An intermediate image is formed in the optical path between the first mirror M5 and the fifth mirror M5 and the sixth mirror M6, and the light from the intermediate image is guided to the wafer W in this order. After the light from the reticle R is reflected in the order of the first reflecting mirror M1, the second reflecting mirror M2, and the third reflecting mirror M3, the optical path between the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4 is changed. An intermediate image may be formed therein, and light from this intermediate image may be reflected in the order of the fourth reflecting mirror M4, the fifth reflecting mirror M5, and the sixth reflecting mirror M6 and guided to the wafer W.
[0044]
An aperture stop AS is provided on or near the second reflecting mirror M2. The aperture stop AS has a variable aperture diameter and can be installed at any position in the optical axis direction. However, it is preferable that the aperture stop AS is positioned so that the wafer W side is telecentric.
[0045]
In the projection optical system PL, the distance between one of the plurality of reflecting mirrors (M1 to M6), for example, the fourth reflecting mirror M4 (the reflecting mirror closest to the intermediate image) and the intermediate image is DI, and the projection optical system PL is When the total length of PL is TT,
0.02 <DI / TT <0.08, preferably
0.02 <DI / TT <0.07
Satisfies the condition. Note that the distance DI between the fourth reflecting mirror M4 and the intermediate image is a distance on the optical axis, and the total length TT of the projection optical system PL is the total length on the optical axis.
[0046]
Further, of the plurality of reflecting mirrors (M1 to M6), the distance from the reflecting mirror surface closest to the wafer W, ie, the reflecting mirror surface of the fifth reflecting mirror M5 to the wafer W is IMC, and the distance from the optical axis of the projection optical system PL is When the distance to the center of the arc-shaped exposure field is R,
1 <IMC / R
Satisfies the condition. Note that the distance IMC from the reflecting mirror surface of the fifth reflecting mirror M5 to the wafer W is a distance on the optical axis. Here, FIG. 2 is a diagram for explaining the exposure field of the projection optical system PL. As shown in FIG. 2, the projection optical system PL has an arc-shaped exposure field EF, and the distance from the optical axis (AX) of the projection optical system PL to the center of the arc-shaped exposure field EF is R. I do.
[0047]
When the value obtained by dividing the effective radius of each reflecting mirror (M1 to M6) by the radius of curvature of the reflecting mirror is the surface NA, the surface NA of each reflecting mirror (M1 to M6) is
Surface NA <0.33
Satisfies the condition.
[0048]
In this projection optical system, the intermediate image is formed at a predetermined distance from the reflecting surface, that is, the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4, so that even when dust or the like exists on the reflecting surface, the intermediate image is given to the formed image. The effect can be reduced, and the reflecting surface close to the intermediate image forming position, that is, the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 can reduce aberrations related to the image surface, such as curvature of field and distortion, to other aberrations. Can be corrected independently without affecting.
[0049]
In addition, since the distance from the reflecting mirror surface closest to the wafer W among the plurality of reflecting mirrors, that is, the reflecting surface of the fifth reflecting mirror M5 to the wafer W, that is, the working distance can be increased, the exposure apparatus is designed. In this case, the degree of freedom of design, for example, the degree of freedom such as the position of the autofocus system can be increased.
[0050]
Further, since the radius of curvature with respect to the size of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) can be increased, in other words, the manner of bending the reflecting surface of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) can be reduced. Mirror processing and measurement after processing can be easily performed.
[0051]
Further, in the present embodiment, since the number of reflecting mirrors used in the projection optical system PL is as small as six, when this projection optical system PL is applied to an exposure apparatus, the risk of a decrease in the amount of exposure light is reduced. At the same time, the possibility that the imaging performance is deteriorated due to the surface shape error of the reflection surface is reduced. For example, when light in the soft X-ray region having a wavelength of 5 to 15 nm (EUV light) or light in the hard X-ray region having a wavelength equal to or less than this wavelength is used as the exposure light, the reflectance of the reflective film in this wavelength region is low. Also, since the number of reflecting surfaces is only six, it is possible to secure an amount of light that has no practical problem.
[0052]
Further, the vertex of the third reflecting mirror M3 is disposed between the vertex of the fifth reflecting mirror M5 and the vertex of the sixth reflecting mirror M6 so that the concave portion of the fifth reflecting mirror M5 and the wafer W face each other. Therefore, the distance (working distance) between the fifth reflecting mirror M5 and the wafer W can be increased. Therefore, workability in loading a photosensitive substrate onto the wafer W can be improved.
[0053]
The first reflecting mirror M1, the third reflecting mirror M3, and the fifth reflecting mirror M5 are arranged so that each reflecting surface faces the reticle R side, and the second reflecting mirror M2, the fourth reflecting mirror M4, and the sixth reflecting mirror M5. Since the reflecting mirrors M6 are arranged so that the respective reflecting surfaces face the wafer W side, the light from the reticle R is guided to the wafer W side while being alternately reflected between the reflecting mirrors (M1 to M6). I will be. With such a configuration, it is not necessary to use a plane reflecting mirror for turning the optical path back, and it is possible to shorten the distance between the reticle R and the wafer W. Therefore, the overall size of the projection optical system PL can be reduced.
[0054]
Furthermore, by arranging each of the reflecting mirrors (M1 to M6) coaxially with respect to the optical axis AX, it is possible to realize a compact overall projection optical system PL, and to realize each of the reflecting mirrors (M1 to M6). Can be easily assembled and adjusted.
[0055]
Further, in the present embodiment, the aperture stop AS is arranged at the second reflecting mirror M2 or near the second reflecting mirror M2. At this time, the position of the aperture stop AS in the optical axis direction is preferably positioned such that the wafer W side is telecentric, and in this case, good imaging characteristics can be obtained.
[0056]
Aberration correction can be performed by adjusting the aperture stop AS that makes the aperture diameter of the aperture variable, and the shape of the reflecting surface of each reflecting mirror (M1 to M6) is made aspherical. It is also possible to perform aberration correction by setting to. Therefore, in the present embodiment, the aberration correction can be performed not only by adjusting the shape of the reflecting surface of each reflecting mirror but also by adjusting the position of the aperture stop AS in the optical axis direction. Corrections can be made.
[0057]
Next, an exposure apparatus E including the projection optical system PL according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of an exposure apparatus E including a projection optical system PL according to the present invention. The exposure apparatus E irradiates a reflection type reticle (mask) R with exposure illumination light (exposure light) EL, and exposes a part of an image of a pattern formed on the reticle R through a projection optical system PL to a photosensitive substrate (mask). By projecting the reticle R and the photosensitive substrate W relative to the projection optical system PL in a one-dimensional direction (Y direction) while projecting on the wafer W, the entire pattern of the reticle R is projected on the photosensitive substrate W. The image is transferred to each of a plurality of shot areas by a step-and-scan method.
[0058]
In the present embodiment, light in the soft X-ray region (EUV light) having a wavelength of about 5 to 15 nm is used as the exposure light EL. In FIG. 3, the optical axis direction of the projection optical system PL is the Z direction, and the scanning direction of the reticle R and the photosensitive substrate W is the Y direction, which is a direction orthogonal to the Z direction, and is orthogonal to these YZ directions. The direction perpendicular to the paper surface is defined as the X direction.
[0059]
In FIG. 3, an exposure apparatus E includes an illumination optical system 3 for illuminating a reticle R supported by a reticle stage RS with a light beam from a light source 30, and a photosensitive substrate W for exposing a pattern image of the reticle R illuminated with exposure light EL. It includes a projection optical system PL for projecting upward and a substrate stage WS for supporting a substrate W. Since the EUV light that is the exposure light in the present embodiment has a low transmittance to the atmosphere, the optical path through which the EUV light passes is covered by the vacuum chamber VC and is shielded from the outside air.
[0060]
The illumination optical system 3 in FIG. 3 will be described. The light source 30 has a function of supplying laser light having a wavelength in an infrared region to a visible region, and for example, a YAG laser or an excimer laser excited by a semiconductor laser can be used. This laser light is condensed by the first condensing optical system 31 and condensed on a position 32. The nozzle 33 ejects a gaseous object toward the position 32, and the ejected object receives a high-intensity laser beam at the position 32. At this time, the ejected object becomes hot due to the energy of the laser light, is excited into a plasma state, and emits EUV light when transitioning to a low potential state.
[0061]
Around the position 32, an elliptical mirror 34 constituting the second condensing optical system is arranged, and the elliptical mirror 34 is positioned so that its first focal point substantially coincides with the position 32. On the inner surface of the elliptical mirror 34, a multilayer film for reflecting EUV light is provided, and the EUV light reflected here is collected once at the second focal point of the elliptical mirror 34, and then collected at the third focusing point. The light travels to a parabolic mirror 35 as a collimating mirror constituting the optical optical system. The parabolic mirror 35 is positioned such that its focal point substantially coincides with the second focal position of the elliptical mirror 34, and has a multilayer film on its inner surface for reflecting EUV light.
[0062]
The EUV light emitted from the parabolic mirror 35 travels to the reflective fly-eye optical system 36 as an optical integrator in a substantially collimated state. The reflection type fly-eye optical system 36 has a first reflection element group 36a in which a plurality of reflection surfaces are integrated, and a second reflection element having a plurality of reflection surfaces corresponding to the plurality of reflection surfaces of the first reflection element group 36a. And an element group 36b. A multilayer film for reflecting EUV light is also provided on a plurality of reflection surfaces constituting the first and second reflection element groups 36a and 36b.
[0063]
The collimated EUV light from the parabolic mirror 35 is wavefront-divided by the first reflecting element group 36a, and the EUV light from each reflecting surface is collected to form a plurality of light source images. A plurality of reflecting surfaces of the second reflecting element group 36b are positioned near each of the positions where the plurality of light source images are formed, and a plurality of reflecting surfaces of the second reflecting element group 36b are It functions essentially as a field mirror. Thus, the reflection type fly-eye optical system 36 forms a large number of light source images as secondary light sources based on the substantially parallel light beams from the parabolic mirror 35. Incidentally, such a reflection type fly-eye optical system 36 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-263673.
[0064]
In the present embodiment, in order to control the shape of the secondary light source, a σ stop AS1 as a first aperture stop is provided near the second reflection element group 36b. The σ stop AS1 is formed, for example, by providing a plurality of openings having different shapes in a turret shape. Then, the σ stop control unit ASC1 controls which aperture is arranged in the optical path.
[0065]
Now, the EUV light from the secondary light source formed by the reflective fly-eye optical system 36 travels to the condenser mirror 37 positioned so that the vicinity of the secondary light source position becomes the focal position. After being reflected and condensed, the light reaches the reticle R via the optical path bending mirror 38. On the surfaces of the condenser mirror 37 and the optical path bending mirror 38, a multilayer film that reflects EUV light is provided. Then, the condenser mirror 37 collects EUV light emitted from the secondary light source and uniformly illuminates the reticle R.
[0066]
In the present embodiment, the illumination optical system 3 is non-illuminated in order to spatially separate the optical path between the illumination light traveling toward the reticle R and the EUV light reflected by the reticle R and traveling toward the projection optical system PL. It is a telecentric system, and the projection optical system PL is also a reticle-side non-telecentric optical system.
[0067]
Now, on the reticle R, a reflective film composed of a multilayer film that reflects EUV light is provided, and this reflective film has a pattern corresponding to the shape of the pattern to be transferred onto the photosensitive substrate W. The EUV light reflected by the reticle R and containing the pattern information of the reticle R enters the projection optical system PL.
[0068]
As described with reference to FIG. 1, the projection optical system PL has a six-reflector structure including first to sixth reflecting mirrors (M1 to M6), and is provided near the second reflecting mirror M2 or the second reflecting mirror M2. Is provided with a variable aperture stop AS as a second aperture stop. The variable aperture stop AS is configured so that the aperture of the aperture is variable, and the aperture is controlled by the variable aperture stop control unit ASC2.
[0069]
The EUV light reflected by the reticle R passes through the projection optical system PL and enters a predetermined reduction magnification β (for example, | β | = 1/4, 1 / (5, 1/6), a reduced image of the pattern of the reticle R is formed.
[0070]
The reticle R is supported by a reticle stage RS movable at least along the Y direction, and the photosensitive substrate W is supported by a substrate stage WS movable along the XYZ directions. The movements of reticle stage RS and substrate stage WS are controlled by reticle stage control unit RSC and substrate stage control unit WSC, respectively. At the time of the exposure operation, while irradiating the reticle R with EUV light by the illumination optical system 3, the reticle R and the photosensitive substrate W are moved relative to the projection optical system PL by a predetermined magnification determined by the reduction magnification of the projection optical system PL. Move at speed ratio. Thus, the pattern of the reticle R is scanned and exposed in a predetermined shot area on the photosensitive substrate W.
[0071]
In this embodiment, the σ stop AS1 and the variable aperture stop AS are preferably made of a metal such as Au, Ta, or W in order to sufficiently shield EUV light. Further, a multilayer film as a reflection film is formed on the reflection surface of each of the reflection mirrors (M1 to M6) described above to reflect EUV light. This multilayer film is formed by laminating a plurality of substances of molybdenum, ruthenium, rhodium, silicon, and silicon oxide.
[0072]
(Example)
Hereinafter, numerical examples of the projection optical system according to the present invention will be described. FIG. 1 is an optical path diagram of a cross section of the projection optical system PL of the first embodiment, and FIG. 4 is an optical path diagram of a cross section of the projection optical system PL of the second embodiment. In FIGS. 1 and 4, only the width of the light beam in the cross section is shown.
[0073]
Here, the projection optical system PL according to the first example shown in FIG. 1 is as described above. On the other hand, the configuration and arrangement of each reflecting mirror of the projection optical system PL according to the second embodiment shown in FIG. 4 are the same as those of the projection optical system PL of the first embodiment.
[0074]
That is, the projection optical system PL of the first embodiment and the second embodiment includes a plurality of reflecting mirrors (M1 to M6). Here, the first reflecting mirror M1 is disposed in the optical path between the reticle R and the wafer W and has a concave reflecting surface. The second reflecting mirror M2 is disposed in an optical path between the first reflecting mirror M1 and the wafer W and has a convex reflecting surface. The third reflecting mirror M3 is disposed in an optical path between the second reflecting mirror M2 and the wafer W, and has a concave reflecting surface. The fourth reflecting mirror M4 is disposed in an optical path between the third reflecting mirror M3 and the wafer W, and has a concave reflecting surface. The fifth reflecting mirror M5 is disposed in the optical path between the fourth reflecting mirror M4 and the wafer W and has a convex reflecting surface. The sixth reflecting mirror M6 is arranged in the optical path between the fifth reflecting mirror M5 and the wafer W and has a concave reflecting surface.
[0075]
The fourth reflecting mirror M4 is disposed such that the reflecting surface faces the wafer W, and the second reflecting mirror M4 is provided between the vertex of the fourth reflecting mirror M4 and the wafer W so that the reflecting surface faces the wafer W. The vertex of the mirror M2 is positioned. The vertex of the first reflecting mirror M1 is positioned between the vertex of the second reflecting mirror M2 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. The vertex of the sixth reflecting mirror M6 is positioned between the vertex of the first reflecting mirror M1 and the wafer W such that the reflecting surface faces the wafer W. The vertex of the third reflecting mirror M3 is positioned between the vertex of the sixth reflecting mirror M6 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. The vertex of the fifth reflecting mirror M5 is positioned between the vertex of the third reflecting mirror M3 and the wafer W such that the reflecting surface faces the reticle R side. At this time, the reflecting mirrors (M1 to M6) are arranged coaxially with respect to the optical axis AX. The reflecting surface of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) is formed by an aspheric surface.
[0076]
In the projection optical system PL, an intermediate image is formed in an optical path between the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror M5. That is, the light from the reticle R is reflected in the order of the first reflecting mirror M1, the second reflecting mirror M2, the third reflecting mirror M3, the fourth reflecting mirror M4, and then the fourth reflecting mirror M4 and the fifth reflecting mirror. An intermediate image is formed in the optical path between the first mirror M5 and the fifth mirror M5 and the sixth mirror M6, and the light from the intermediate image is guided to the wafer W in this order. An aperture stop AS is provided in the vicinity of the second reflecting mirror M2 or the second reflecting mirror M2, and is positioned so that the wafer W side is telecentric.
[0077]
Incidentally, each of the reflecting mirrors (M1 to M6) in the first embodiment and the second embodiment has an aspherical shape which is rotationally symmetric with respect to the optical axis AX, and this aspherical shape is represented by the following equation.
[0078]
(Equation 1)
Z = (CURV) Y²
/ ｛1+ [1- (1 + K) · (CURV)²・ Y²]^1/2｝
+ (A) Y⁴+ (B) Y⁶+ (C) Y⁸+ (D) Y¹⁰
+ (E) Y¹²+ (F) Y¹⁴+ (G) Y¹⁶+ (H) Y¹⁸
+ (J) Y²⁰
Here, Z: sag amount in the optical axis direction from the plane, CURV: radius of curvature at the vertex of the surface, Y: height from the optical axis, K: conical coefficient (when K = 0, the first term is a spherical equation. , K = −1, the first term is a parabolic surface equation), A: fourth-order aspherical coefficient, B: sixth-order aspherical coefficient, C: eighth-order aspherical coefficient, D: 10th order aspherical coefficient, E: 12th order aspherical coefficient, F: 14th order aspherical coefficient, G: 16th order aspherical coefficient, H: 18th order aspherical coefficient, J: 20th order aspherical surface Coefficient.
[0079]
In the projection optical system PL of the first embodiment, the EUV light wavelength (exposure wavelength) is 13.5 nm, the reduction magnification | β | is 1/4, the image-side numerical aperture NA is 0.26, the exposure field Is 31 to 33 mm (that is, it has an arc shape with a width of 2 mm). The intermediate imaging position (DI) is a position of 28.4207 mm from the fourth reflecting mirror to the fifth reflecting mirror, and the total length (TT) of the projection optical system is 1261.01 mm. That is, DI / TT is 0.022538045. The distance (R) from the optical axis of the projection optical system to the center of the exposure field is 32 mm, and the distance (IMC) from the reflecting mirror surface of the fifth reflecting mirror M5 to the wafer W is 40.0088 mm. . That is, IMC / R is 1.25275. The maximum value of the value obtained by dividing the effective radius of each reflecting mirror (M1 to M6) by the radius of curvature of the reflecting mirror (surface NA) is 0.3132.
[0080]
Table 1 below shows values of specifications of the projection optical system PL of the first example. In Table 1, the surface number of each reflecting surface is shown at the left end. A (n) indicated as the radius of curvature indicates that the reflection surface is an aspheric surface. The distance indicates a surface interval between the reflection surfaces. The letters REFL shown in the column of glass mean reflection. Table 2 shows aspherical data of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) of the first embodiment.

[0081]
[Table 1]
(Table 2)

The projection optical system PL of the second embodiment has a wavelength (exposure wavelength) of EUV light of 13.5 nm, a reduction magnification | β | of 1/4, a numerical aperture NA on the image side of 0.26, and an exposure field. Is 31.5 to 32.5 mm (that is, it has an arc shape with a width of 1 mm). The intermediate imaging position (DI) is a position 67.958 mm from the fourth reflecting mirror to the fifth reflecting mirror, and the total length (TT) of the projection optical system is 1273.395 mm. That is, DI / TT is 0.053376773. The distance (R) from the optical axis of the projection optical system to the center of the exposure field is 32 mm, and the distance (IMC) from the reflecting mirror surface of the fifth reflecting mirror M5 to the wafer W is 40.338 mm. . That is, IMC / R is 1.26993975. The maximum value of the value (plane NA) obtained by dividing the effective radius of each reflecting mirror by the radius of curvature of the reflecting mirror is 0.3136.
[0082]
Table 3 below shows values of specifications of the projection optical system PL of the second example. In Table 3, the left end shows the surface number of each reflecting surface. A (n) indicated as the radius of curvature indicates that the reflection surface is an aspheric surface. The distance indicates a surface interval between the reflection surfaces. The letters REFL shown in the column of glass mean reflection. Table 4 shows aspherical surface data of each reflecting mirror (M1 to M6) of the first embodiment.

[0083]
[Table 2]
(Table 4)

FIG. 5 shows a coma aberration diagram on the reticle R of the projection optical system PL of the first example. This coma aberration diagram is obtained by tracing light rays from the wafer W using light having a wavelength of 13.5 nm.
[0084]
Here, FIG. 5A is a diagram of coma aberration in the tangential direction at an image height Y = 33, FIG. 5B is a diagram of coma aberration in a tangential direction at an image height Y = 32.5, and FIG. 5C shows a coma in the tangential direction at an image height Y = 32, FIG. 5D shows a coma in the tangential direction at an image height Y = 31.5, and FIG. It is a coma aberration figure in the tangential direction at Y = 31.
[0085]
5F is a coma aberration diagram in the sagittal direction at the image height Y = 33, FIG. 5G is a coma aberration diagram in the sagittal direction at the image height Y = 32.5, and FIG. FIG. 5 (i) is a sagittal direction coma diagram at an image height Y = 31.5, and FIG. 5 (j) is a sagittal diagram at an image height Y = 31. It is a coma aberration figure of a direction.
FIG. 6 shows a coma aberration diagram on the reticle R of the projection optical system PL of the second example. This coma aberration diagram is obtained by tracing light rays from the wafer W using light having a wavelength of 13.5 nm.
[0086]
Here, FIG. 6A shows a coma aberration diagram in the tangential direction at an image height Y = 32.5, and FIG. 6B shows a coma aberration diagram in the tangential direction at an image height Y = 32.25. 6C is a coma aberration diagram in the tangential direction at the image height Y = 32, FIG. 6D is a coma aberration diagram in the tangential direction at the image height Y = 31.75, and FIG. It is a coma aberration figure in the tangential direction at the image height Y = 31.5.
[0087]
6F is a sagittal coma diagram at the image height Y = 32.5, FIG. 6G is a sagittal coma diagram at the image height Y = 32.25, and FIG. ) Shows a coma aberration diagram in the sagittal direction at an image height Y = 32, FIG. 6 (i) shows a coma aberration diagram in a sagittal direction at an image height Y = 31.75, and FIG. 6 (j) shows an image height Y = 31. 5 is a coma aberration diagram in the sagittal direction at 0.5.
[0088]
As is clear from FIGS. 5 and 6, the projection optical systems according to the first and second embodiments satisfactorily correct the coma aberration to a state close to almost no aberration at a single wavelength of 13.5 nm of EUV light. Have been.
[0089]
In the first and second embodiments, since the reflecting surface of each of the reflecting mirrors (M1 to M6) has a higher-order aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis AX, each of the reflecting mirrors (M1 to M6). , And corrects high-order aberrations to achieve good imaging performance. Here, in order to correct a rotationally asymmetric aberration component caused by a surface shape error of a reflecting surface of each reflecting mirror or an assembly error at the time of manufacturing the projection optical system, the rotationally symmetric aspherical surface may be a rotationally asymmetrical aspherical surface. Good.
[0090]
The exposure apparatus of the present embodiment can be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus in which a mask pattern is exposed while the mask and the substrate are stationary and the substrate is sequentially moved stepwise.
[0091]
The application of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, and is, for example, an exposure apparatus for a liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, and an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head. Widely applicable to equipment.
[0092]
When a linear motor is used for the substrate stage or the reticle stage, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. The stage may be of a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide.
[0093]
When a plane motor is used as a stage driving device, one of a magnet unit (permanent magnet) and an armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the stage moving surface side (base). May be provided.
[0094]
The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
[0095]
The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
[0096]
As described above, the exposure apparatus of the present embodiment is manufactured by assembling various subsystems including each component so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connection, wiring connection of an electric circuit, and piping connection of a pneumatic circuit between the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which the temperature, the degree of cleanliness, and the like are controlled.
[0097]
In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the mask is illuminated by the illumination optical device (illumination step), and the transfer pattern formed on the mask is exposed on the photosensitive substrate using the projection optical system (exposure step). Thereby, a micro device (semiconductor element, image pickup element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device for obtaining a semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the embodiment shown in FIG. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0098]
First, in step 301 of FIG. 7, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of the lot. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment shown in FIG. 3, the image of the pattern on the mask is sequentially transferred to each shot area on the one lot wafer through the projection optical system. Is done. That is, the mask is illuminated by the illumination optical device (illumination step), and the pattern of the mask is transferred onto the wafer (exposure step).
[0099]
Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0100]
In the exposure apparatus of the present embodiment shown in FIG. 3, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). it can. Hereinafter, a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 8, in a pattern forming step 401, a so-called photolithography step of transferring and exposing a mask pattern onto a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the embodiment is executed. By this photolithography step, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. After that, the exposed substrate undergoes various processes such as a developing process, an etching process, and a reticle peeling process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process 402.
[0101]
Next, in a color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three R, G, B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.
[0102]
Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0103]
【The invention's effect】
According to the projection optical system of the present invention, since the intermediate image is formed at a predetermined distance from the reflection surface, even when dust or the like exists on the reflection surface, the influence on the formed image can be reduced. In addition, the reflection surface close to the intermediate image forming position can independently correct aberrations on the image surface, such as curvature of field and distortion, without affecting other aberrations.
[0104]
In addition, since the distance from the surface of the reflector closest to the second surface to the second surface, that is, the working distance, can be increased, the degree of freedom in designing an exposure apparatus is increased. be able to. Further, since the radius of curvature with respect to the size of each reflecting mirror can be increased, processing of each reflecting mirror and measurement after processing can be easily performed.
[0105]
According to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, since the exposure processing is performed using the projection optical system which is excellent in aberration correction and has excellent imaging performance, even a fine pattern can be formed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical path diagram of a cross section of a projection optical system (first example) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an exposure field of a projection optical system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration of an exposure apparatus including a projection optical system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an optical path diagram of a cross section of a projection optical system (second example) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a coma aberration diagram of the first example of the present invention.
FIG. 6 is a coma aberration diagram of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
PL: projection optical system, M1: first reflecting mirror, M2: second reflecting mirror, M3: third reflecting mirror, M4: fourth reflecting mirror, M5: fifth reflecting mirror, M6: sixth reflecting mirror, AS ... Aperture stop, EF: exposure field, E: exposure apparatus, 30: light source, R: reticle, W: photosensitive substrate, RS: reticle stage, WS: substrate stage.

Claims

In a projection optical system including a plurality of reflecting mirrors, forming an intermediate image in an optical path between a first surface and a second surface, and forming an image of the first surface on the second surface,
When the distance between the reflector closest to the intermediate image among the plurality of reflectors and the intermediate image is DI, and the total length of the projection optical system is TT, the following condition is satisfied. .
0.02 <DI / TT <0.08

Among the plurality of reflectors, the distance from the reflector surface closest to the second surface to the second surface is IMC, and the distance from the optical axis of the projection optical system to the center of the arc-shaped exposure field is R. 2. The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
1 <IMC / R

3. The surface NA of each reflecting mirror satisfies the following condition when a value obtained by dividing an effective radius of the reflecting mirror by a radius of curvature of the reflecting mirror is defined as a surface NA. Projection optics.
Surface NA <0.33

In a projection optical system including a plurality of reflecting mirrors, forming an intermediate image in an optical path between a first surface and a second surface, and forming an image of the first surface on the second surface,
Among the plurality of reflectors, the distance from the reflector surface closest to the second surface to the second surface is IMC, and the distance from the optical axis of the projection optical system to the center of the arc-shaped exposure field is R. A projection optical system that satisfies the following condition.
1 <IMC / R

5. The projection optical system according to claim 4, wherein when a value obtained by dividing an effective radius of the reflecting mirror by a radius of curvature of the reflecting mirror is a surface NA, the surface NA of each reflecting mirror satisfies the following condition. .
Surface NA <0.33

In a projection optical system including a plurality of reflecting mirrors, forming an intermediate image in an optical path between a first surface and a second surface, and forming an image of the first surface on the second surface,
When the value obtained by dividing the effective radius of the reflecting mirror by the radius of curvature of the reflecting mirror is defined as a surface NA, the surface NA of each reflecting mirror satisfies the following condition.
Surface NA <0.33

The plurality of reflecting mirrors,
A first reflecting mirror disposed in an optical path between the first surface and the second surface and having a concave reflecting surface;
A second reflecting mirror disposed in an optical path between the first reflecting mirror and the second surface and having a convex reflecting surface;
A third reflecting mirror disposed in an optical path between the second reflecting mirror and the second surface and having a concave reflecting surface;
A fourth reflecting mirror disposed in an optical path between the third reflecting mirror and the second surface and having a concave reflecting surface;
A fifth reflecting mirror disposed in an optical path between the fourth reflecting mirror and the second surface and having a reflecting surface having a convex shape;
A sixth reflecting mirror disposed in an optical path between the fifth reflecting mirror and the second surface and having a concave reflecting surface;
The projection optical system according to claim 1, wherein the intermediate image is formed in an optical path between the third reflecting mirror and the fifth reflecting mirror.

The projection optical system according to claim 7, wherein the intermediate image is formed in an optical path between the fourth reflecting mirror and the fifth reflecting mirror.

The vertex of the second reflector is positioned between the vertex of the fourth reflector and the second surface, and the vertex of the first reflector is located between the vertex of the second reflector and the second surface. Are positioned, and the vertex of the sixth reflecting mirror is positioned between the vertex of the first reflecting mirror and the second surface. The third vertex is positioned between the vertex of the sixth reflecting mirror and the second surface. 9. The projection according to claim 7, wherein a vertex of the reflecting mirror is positioned, and a vertex of the fifth reflecting mirror is positioned between the vertex of the third reflecting mirror and the second surface. Optical system.

The first reflecting mirror, the third reflecting mirror, and the fifth reflecting mirror are respectively arranged such that respective reflecting surfaces face the first surface side, and the second reflecting mirror, the fourth reflecting mirror, and the fifth reflecting mirror are arranged. The projection optical system according to any one of claims 7 to 9, wherein the six reflecting mirrors are arranged such that each reflecting surface faces the second surface.

The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system includes an aperture stop.

The projection optical system according to claim 11, wherein the aperture stop is disposed at the second reflecting mirror or near the second reflecting mirror.

13. The projection according to claim 1, wherein at least one of the reflecting surfaces of the first to sixth reflecting mirrors is formed by an aspherical surface. Optical system.

The projection optical system according to any one of claims 1 to 13, wherein the first to sixth reflecting mirrors are arranged coaxially with respect to the predetermined optical axis. .

The projection optical system according to any one of claims 11 to 14, wherein the aperture stop is set so that the second surface side is telecentric.

An exposure apparatus that irradiates exposure light onto a mask set on the first surface and projects an image of a pattern formed on the mask onto a photosensitive substrate set on the second surface via a projection optical system.
An exposure apparatus, wherein the projection optical system is configured by the projection optical system according to any one of claims 1 to 15.

An exposure method for illuminating the mask set on the first surface with exposure light, and forming an image of a pattern formed on the mask on the photosensitive substrate set on the second surface based on the exposure light,
An exposure method, comprising: forming an image of the pattern on the photosensitive substrate using the projection optical system according to claim 1.