JP2009258461A - 結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能で、波面収差が良好に補正された高性能な結像光学系。
【解決手段】 第１面（４）において光軸（ＡＸ）から離れた領域の像を第２面（７）において光軸から離れた領域に形成する結像光学系は、光軸に関して回転対称な複数の規定面（Ｓ１〜Ｓ６）によってそれぞれ規定される複数の光学面（Ｍ１〜Ｍ６）を備えている。複数の規定面のうちの少なくとも１つの特定規定面は、光軸の位置において面の傾きの変化が不連続である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、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型の結像光学系に関するものである。

従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置として、５〜５０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いる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型の結像光学系を用いることになる。

従来、露光光としてＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な結像光学系として、複数の反射鏡からなる反射型の光学系が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００４−３１８０８号公報

露光装置では、微細なパターンを感光性基板に忠実に転写するために、波面収差ができるだけ小さいこと、すなわち結像する波面が限りなく球面に近いことが要求される。特許文献１に開示された結像光学系では、偶数次の非球面係数Ｃｎ（ｎ＝２，４，６，・・・）に加えて３次以上の奇数次の非球面係数Ｃｎ（ｎ＝３，５，７，・・・）を導入することにより、波面収差が比較的良好に補正されている。しかしながら、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置では、波面収差をさらに小さく抑えた高性能な結像光学系が求められている。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能で、波面収差が良好に補正された高性能な結像光学系を提供することを目的とする。また、本発明の結像光学系を露光装置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のできる露光装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面において光軸から離れた領域の像を第２面において前記光軸から離れた領域に形成する結像光学系において、
前記光軸に関して回転対称な複数の規定面によってそれぞれ規定される複数の光学面を備え、
前記複数の規定面のうちの少なくとも１つの特定規定面は、前記光軸の位置において面の傾きの変化が不連続であることを特徴とする結像光学系を提供する。

本発明の第２形態では、前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための第１形態の結像光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。

本発明の第３形態では、第２形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。

本発明では、例えばＥＵＶ光を用いる反射型の結像光学系において、少なくとも１つの反射面、例えば光軸から離れた位置に有効領域を有する反射面を規定する規定面の光軸の位置における傾きの変化を不連続に設定している。その結果、すべての反射面を規定する回転対称面の傾きが光軸の位置において連続的に変化している従来技術に比して、収差補正の自由度を高めることができ、ひいては波面収差を良好に補正することができる。すなわち、本発明では、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能で、波面収差が良好に補正された高性能な結像光学系を実現することができる。

また、本発明の結像光学系を露光装置に適用することにより、露光光として例えば２０ｎｍ以下の波長のＥＵＶ光を使用することができる。この場合、結像光学系に対して転写すべき所定のパターンおよび感光性基板を相対移動させて、所定のパターンを感光性基板上へ高解像度で投影露光することが可能になる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なデバイスを製造することができる。

一般に、ＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な結像光学系は、光軸に関して回転対称な面によってそれぞれ規定される複数の反射面を有し、物体面（第１面）において光軸から離れた領域の像を像面（第２面）において光軸から離れた領域に形成する。従来、この種の結像光学系では、すべての反射面を規定する回転対称面（以下、「規定面」という）の傾きが光軸の位置において連続的に変化していた。

本発明者らは、例えばＥＵＶ光を用いる露光装置に適用可能な反射型の結像光学系では、少なくとも１つの反射面が光軸から離れた位置に有効領域（有効な結像光束が入射する領域）を有することに着目し、例えば光軸から離れた位置に有効領域を有する反射面を規定する規定面の光軸の位置における傾きの変化をあえて不連続に設定することにより、収差補正の自由度を高めること、ひいては波面収差をさらに良好に補正することを試みた。

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図２は、ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。図１において、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Ｗの露光面（転写面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷ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Ｗの露光面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。

図１の露光装置は、露光光を供給するための光源として、たとえばレーザプラズマＸ線源１を備えている。なお、Ｘ線源として、放電プラズマ光源や他のＸ線源を用いることが可能である。Ｘ線源１から射出された光は、波長選択フィルタ２を介して、照明光学系３に入射する。波長選択フィルタ２は、Ｘ線源１が供給する光から、所定波長（例えば１３．５ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。

波長選択フィルタ２を透過したＥＵＶ光は、複数の反射鏡から構成された照明光学系３を介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク４を照明する。なお、波長選択フィルタ２の配置は必須ではなく、反射鏡に形成された波長選択膜を用いてもよいし、他の形態の波長選択手段を用いてもよい。また、波長選択フィルタ２及び他の波長選択手段そのものを配置しなくてもよい。

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。そして、マスクステージ５の移動は、図示を省略したレーザー干渉計により計測されるように構成されている。マスク４上には、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、反射型の結像光学系６を介して、感光性基板であるウェハ７上にマスクパターンの像を形成する。

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が設定されている。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。なお、ウェハステージ８の移動は、マスクステージ５と同様に、図示を省略したレーザー干渉計により計測されるように構成されている。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、すなわち投影光学系としての結像光学系６に対してマスク４およびウェハ７をＹ方向に沿って相対移動させながらスキャン露光（走査露光）を行うことにより、ウェハ７の１つの露光領域にマスク４のパターンが転写される。

このとき、結像光学系６の投影倍率（転写倍率）が１／４である場合、ウェハステージ８の移動速度をマスクステージ５の移動速度の１／４に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージ８をＸ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハ７の各露光領域にマスク４のパターンが逐次転写される。以下、比較例および第１乃至第６実施例を参照して、結像光学系の具体的な構成について説明する。

比較例および各実施例の結像光学系は、図３に示すように、直線状に延びる単一の光軸ＡＸに沿って、マスク４のパターン面と共役な位置にパターンの中間像を形成するための第１反射光学系Ｇ１と、マスク４のパターンの最終縮小像（中間像の像）をウェハ７上に形成するための第２反射光学系Ｇ２とにより構成されている。すなわち、マスク４のパターン面と光学的に共役な面が、第１反射光学系Ｇ１と第２反射光学系Ｇ２との間の光路中に形成される。

第１反射光学系Ｇ１は、光の入射順に、凹面状の反射面を有する第１反射鏡Ｍ１と、凹面状の反射面を有する第２反射鏡Ｍ２と、凸面状の反射面を有する第３反射鏡Ｍ３と、凹面状の反射面を有する第４反射鏡Ｍ４とにより構成されている。第２反射光学系Ｇ２は、光の入射順に、凸面状の反射面を有する第５反射鏡Ｍ５と、凹面状の反射面を有する第６反射鏡Ｍ６とにより構成されている。第２反射鏡Ｍ２の反射面の位置に、開口絞り（不図示）が設けられている。

比較例および各実施例では、マスク４のパターン面（第１面）において光軸ＡＸから離れた領域（照明領域）からの光が、第１反射鏡Ｍ１の凹面状の反射面、第２反射鏡Ｍ２の凹面状の反射面、第３反射鏡Ｍ３の凸面状の反射面、および第４反射鏡Ｍ４の凹面状の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。第１反射光学系Ｇ１を介して形成された中間像からの光は、第５反射鏡Ｍ５の凸面状の反射面および第６反射鏡Ｍ６の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ７の表面（第２面）において光軸ＡＸから離れた領域（有効結像領域ＥＲ）にマスクパターンの縮小像（二次像）を形成する。

比較例および各実施例において、すべての反射鏡Ｍ１〜Ｍ６の反射面は、光軸ＡＸに関して回転対称な非球面状の規定面Ｓ１〜Ｓ６によって規定されている。ここで、第３反射鏡Ｍ３、第４反射鏡Ｍ４、および第６反射鏡Ｍ６の反射面は、光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する。第１反射鏡Ｍ１および第５反射鏡Ｍ５の反射面では、有効領域の周縁付近において光軸ＡＸと交差している。第２反射鏡Ｍ２の反射面では、有効領域の中央付近において光軸ＡＸと交差している。

また、比較例および各実施例の結像光学系は、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、比較例および各実施例において、結像光学系の像面上の各位置に達する主光線は像面に対してほぼ垂直である。この構成により、結像光学系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。

比較例および各実施例において、反射鏡Ｍ１〜Ｍ６の反射面を規定する規定面Ｓ１〜Ｓ６は、光軸ＡＸに垂直な方向の高さをｙとし、当該規定面と光軸ＡＸとの交点を含み且つ光軸ＡＸに垂直な面から高さｙにおける当該規定面上の位置までの光軸ＡＸに沿った距離（サグ量）をｚとし、光軸ＡＸにおける当該規定面の中心曲率半径をｒとし、円錐係数（コーニック定数）をκとし、ｎ（ｎは２８以下の正の整数）次の非球面係数をＣ_nとし、Σをｎに関する総和記号としたとき、以下の式（ａ）で表される。ただし、比較例および各実施例において、２次の非球面係数Ｃ₂、および３次以上の奇数次の非球面係数（Ｃ₃，Ｃ₅，Ｃ₇，・・・，Ｃ₂₇）は、０である。

ｚ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2｝＋ΣＣ_n・ｙⁿ （ａ）

［比較例］
各実施例の効果を検証するための比較例として、特許文献１に開示された開口数ＮＡが０．２５の結像光学系をＮＡ＝０．３３に最適化した結像光学系を用いる。比較例の結像光学系では、各反射鏡Ｍ１〜Ｍ６の反射面を規定する規定面Ｓ１〜Ｓ６が、４次以上の偶数次の非球面係数（Ｃ₄，Ｃ₆，Ｃ₈，・・・，Ｃ₂₈）とコーニック定数κとを用いて非球面式（ａ）により定義されている。換言すれば、比較例では、規定面Ｓ１〜Ｓ６を表す非球面式（ａ）において１次の非球面係数Ｃ₁が０であり、すべての反射面を規定する回転対称面の傾きが光軸ＡＸの位置において連続的に変化している。

次の表（１）に、比較例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元の欄において、λは露光光の波長を、βは結像倍率を、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から像面であるウェハ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は各反射面の中心曲率半径（ｍｍ）を、ｄは各反射面の軸上間隔すなわち次の反射面までの面間隔（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。上述の表記は、以降の表（２）〜（７）においても同様である。また、主要諸元の値は、比較例および各実施例に共通である。

表（１）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.6270
1 -844.8251 -193.7591 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.6608 324.4344 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.5683 -284.8868 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0570 813.8823 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4708 -380.1421 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1063 426.0113 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝３．２７７５×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１９１０×１０^-14 Ｃ₈＝１．４７４７×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２１５１×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２４０１×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３７８×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８４７２×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６３９×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２５５２×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．９３１２×１０^-47 Ｃ₂₄＝９．２１３９×１０^-52
Ｃ₂₆＝４．８７５４×１０^-56 Ｃ₂₈＝４．５０６６×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２４９２×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４３７６×１０^-13 Ｃ₈＝２．００６６×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９８３４×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２０５８×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３０６×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１４２×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２４×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６４９１×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１７２３×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９５３１×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５４３３×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７９５９×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．８９６６×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４３６９×１０^-14 Ｃ₈＝２．１６９１×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４７４０×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．７１１１×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５３０６×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３５５×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．８９２２×１０^-39 Ｃ₂₀＝６．０５５３×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．７０８６×１０^-48 Ｃ₂₄＝７．７８６７×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０４０８×１０^-55 Ｃ₂₈＝−７．９３２２×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝９．１４８０×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１３３２×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０８３×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．４１２４×１０^-25 Ｃ₁₂＝−５．０７９３×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６４０１×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．８１３４×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８０１４×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５８４７×１０^-50
Ｃ₂₂＝−１．６３３３×１０^-56 Ｃ₂₄＝−３．１８２８×１０^-61
Ｃ₂₆＝８．６２０３×１０^-67 Ｃ₂₈＝１．７９０９×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝５．４６７５×１０^-10
Ｃ₆＝１．３１０９×１０^-12 Ｃ₈＝−８．５４８８×１０^-18
Ｃ₁₀＝−１．０９８１×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０４９×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６１９×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８１８３×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２２１９×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３５４３×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−３．２３３９×１０^-45
Ｃ₂₆＝−４．６６９５×１０^-49 Ｃ₂₈＝−８．７６８２×１０^-53

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝７．４６８４×１０^-11
Ｃ₆＝４．４７８９×１０^-16 Ｃ₈＝８．３３３２×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．６７７２×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８６７７×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９２５７×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５４１×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４９７８×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．４５７６×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．４８３８×１０^-52 Ｃ₂₄＝−３．５９０４×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．０７４２×１０^-61 Ｃ₂₈＝２．５１５６×１０^-66

［第１実施例］
第１実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第４反射鏡Ｍ４の反射面を規定する規定面Ｓ４を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第１実施例では、規定面Ｓ４以外の各規定面の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ４の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

ちなみに、非球面式（ａ）において１次の非球面係数Ｃ₁のみにより定義される１次の非球面は、光軸を回転対称の中心とする円錐体の側面の面形状（すなわち円錐面形状）を有する。図４に示すように、物体面ＯＰと像面ＩＰとを共役に結ぶ屈折型の結像光学系を構成する１つまたは複数の光学面Ｒ１に１次の非球面を適用すると、光学面Ｒ１の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続であり、光学面Ｒ１の光軸ＡＸを含む領域を光束が通過する。その結果、光学面Ｒ１の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの位置で波面の傾きが不連続になり、光学面Ｒ１の傾きの変化の不連続性に起因して波面収差が発生する。

これに対し、第１実施例では、光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する第４反射鏡Ｍ４の反射面を規定する規定面Ｓ４のみにおいて、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第１実施例では、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域を結像光束が通過することはない。次の表（２）に、第１実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（２）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.7447
1 -844.8306 -194.0636 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.8189 324.4338 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.6183 -284.9001 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0502 813.8840 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4736 -380.1380 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1078 426.0088 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝３．２８７９×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１７７１×１０^-14 Ｃ₈＝１．４２８４×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２５７９×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２３８２×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３４９×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８５００×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６４４×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２２７４×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．７３９８×１０^-47 Ｃ₂₄＝８．２３７３×１０^-52
Ｃ₂₆＝２．２８８６×１０^-56 Ｃ₂₈＝５．６２４４×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２４４１×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３９３１×１０^-13 Ｃ₈＝１．９４４９×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９６０３×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２１１１×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３２７×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１２９×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２７×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６５０１×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１８１７×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９９４１×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５３８３×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７８３８×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．９０４２×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３８９９×１０^-14 Ｃ₈＝２．１３４５×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４６４３×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．６９３１×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５４３２×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３９６×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．７５３３×１０^-39 Ｃ₂₀＝５．７３４４×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．４８５７×１０^-48 Ｃ₂₄＝８．４８９１×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０５７０×１０^-55 Ｃ₂₈＝−８．２６６９×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝−３．９７４１×１０^-5 Ｃ₄＝９．１７１４×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１５２９×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０７６×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．４０１２×１０^-25 Ｃ₁₂＝−４．７９５９×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６３７６×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．７８４７×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８５６２×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５３０８×１０^-50
Ｃ₂₂＝−１．１８２９×１０^-56 Ｃ₂₄＝−１．３６４３×１０^-61
Ｃ₂₆＝２．２７１４×１０^-66 Ｃ₂₈＝−１．２６８２×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝４．６８３６×１０^-10
Ｃ₆＝１．３１３６×１０^-12 Ｃ₈＝−１．２７２４×１０^-17
Ｃ₁₀＝−１．０７０２×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０２１×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６５４×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８１７２×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２１８６×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３７２４×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−５．９２８０×１０^-45
Ｃ₂₆＝−１．２６０９×１０^-48 Ｃ₂₈＝２．４９１２×１０^-52

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝７．４６２２×１０^-11
Ｃ₆＝４．５０４７×１０^-16 Ｃ₈＝８．０１５０×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．５０９５×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８６０７×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９４０１×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５２６×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４８７２×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．５０３８×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．５１３７×１０^-52 Ｃ₂₄＝−４．０５７１×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．２６１５×１０^-61 Ｃ₂₈＝３．０８７８×１０^-66

［第２実施例］
第２実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第１反射鏡Ｍ１および第４反射鏡Ｍ４の反射面を規定する規定面Ｓ１およびＳ４を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第２実施例では、規定面Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５およびＳ６の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ１およびＳ４の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

第２実施例では、周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第１反射鏡Ｍ１の反射面を規定する規定面Ｓ１、および光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する第４反射鏡Ｍ４の反射面を規定する規定面Ｓ４において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第２実施例では、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域を結像光束が通過することはないが、規定面Ｓ１の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、すなわち第１反射鏡Ｍ１の有効反射領域の周縁付近を結像光束が通過する。次の表（３）に、第２実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（３）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.7603
1 -844.8303 -194.0997 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.8328 324.4356 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.6239 -284.9045 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0487 813.8849 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4741 -380.1372 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1080 426.0085 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝９．６１６３×１０^-9 Ｃ₄＝３．２８８８×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１８３１×１０^-14 Ｃ₈＝１．４４０２×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２５０８×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２３８７×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３５１×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８４９６×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６４７×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２２７４×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．７６５８×１０^-47 Ｃ₂₄＝７．８４４２×１０^-52
Ｃ₂₆＝２．０６６９×１０^-56 Ｃ₂₈＝６．１０６１×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２４３６×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３９１３×１０^-13 Ｃ₈＝１．９４０９×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９５８８×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２１１６×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３２９×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１２７×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２７×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６５０１×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１８２７×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９９９４×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５３７３×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７８２４×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．９０５２×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３８２３×１０^-14 Ｃ₈＝２．１３３４×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４６３０×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．６９７０×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５４５７×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３８１×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．７７１４×１０^-39 Ｃ₂₀＝５．４９８９×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．４４２７×１０^-48 Ｃ₂₄＝８．４３４０×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０４８６×１０^-55 Ｃ₂₈＝−８．１６８３×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝−４．６８６８×１０^-5 Ｃ₄＝９．２９２５×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１５５５×１０^-15 Ｃ₈＝２．０９９１×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．３８５８×１０^-25 Ｃ₁₂＝−４．８４７８×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６２０２×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．７６６０×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８９１１×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５２０５×１０^-50
Ｃ₂₂＝−２．８９５４×１０^-57 Ｃ₂₄＝−１．３４２５×１０^-61
Ｃ₂₆＝１．８７０２×１０^-66 Ｃ₂₈＝−１．４１３８×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝４．６０９０×１０^-10
Ｃ₆＝１．３１４２×１０^-12 Ｃ₈＝−１．３４２０×１０^-17
Ｃ₁₀＝−１．０６９０×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０３６×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６５９×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８１５０×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２１７３×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３７０６×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−５．７３８８×１０^-45
Ｃ₂₆＝−１．３３１９×１０^-48 Ｃ₂₈＝２．５４９２×１０^-52

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝７．４６１８×１０^-11
Ｃ₆＝４．５０８０×１０^-16 Ｃ₈＝７．９８１９×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．４９１８×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８５９４×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９４１６×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５２５×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４８５９×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．５０８２×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．５１４２×１０^-52 Ｃ₂₄＝−４．１０９７×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．２７９５×１０^-61 Ｃ₂₈＝３．１５０５×１０^-66

［第３実施例］
第３実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第４反射鏡Ｍ４および第６反射鏡Ｍ６の反射面を規定する規定面Ｓ４およびＳ６を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第３実施例では、規定面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ５の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ４およびＳ６の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

第３実施例では、光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する反射鏡Ｍ４およびＭ６の反射面を規定する規定面Ｓ４およびＳ６において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第３実施例では、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、および規定面Ｓ６の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域を結像光束が通過することはない。次の表（４）に、第３実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（４）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.6368
1 -844.8274 -193.8118 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.6919 324.4322 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.5810 -284.8884 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0556 813.8848 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4711 -380.1419 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1065 426.0109 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝３．２７９４×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１７８８×１０^-14 Ｃ₈＝１．４６００×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２２４３×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２３９３×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３７４×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８４８０×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６３６×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２５１６×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．８７４８×１０^-47 Ｃ₂₄＝９．４９０８×１０^-52
Ｃ₂₆＝４．７１７７×１０^-56 Ｃ₂₈＝４．２４３５×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２５０６×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４１９７×１０^-13 Ｃ₈＝１．９８１３×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９７５８×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２０８７×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３１１×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１３６×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２６×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６４９３×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１７６９×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９７８５×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５３９２×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７８９２×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．８９９０×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４３６９×１０^-14 Ｃ₈＝２．１６５０×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４７４０×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．７０５２×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５３３７×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３８０×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．８３４３×１０^-39 Ｃ₂₀＝６．０５５２×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．７４９８×１０^-48 Ｃ₂₄＝８．０９７２×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０６８５×１０^-55 Ｃ₂₈＝−８．２０２４×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝−６．７１８５×１０^-6 Ｃ₄＝９．１４８０×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１３６３×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０８３×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．４１００×１０^-25 Ｃ₁₂＝−５．０７９３×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６４０１×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．８１３４×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８０１４×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５８１６×１０^-50
Ｃ₂₂＝−１．６３３４×１０^-56 Ｃ₂₄＝−３．１８２９×１０^-61
Ｃ₂₆＝８．６１９５×１０^-67 Ｃ₂₈＝１．８３００×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝５．３０５３×１０^-10
Ｃ₆＝１．３０８１×１０^-12 Ｃ₈＝−８．１２２４×１０^-18
Ｃ₁₀＝−１．０９６１×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０３２×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６２３×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８２０５×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２２１９×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３５８１×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−４．０６０７×１０^-45
Ｃ₂₆＝−４．６６９５×１０^-49 Ｃ₂₈＝−４．７４１６×１０^-53

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝５．２１６０×１０^-9 Ｃ₄＝７．４６９６×１０^-11
Ｃ₆＝４．４６１３×１０^-16 Ｃ₈＝８．４０２５×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．６６５１×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８６０６×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９２８０×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５４２×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４９４９×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．４６５９×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．４８０３×１０^-52 Ｃ₂₄＝−３．７０９９×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．１１２２×１０^-61 Ｃ₂₈＝２．６５７８×１０^-66

［第４実施例］
第４実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第１反射鏡Ｍ１、第２反射鏡Ｍ２および第５反射鏡Ｍ５の反射面を規定する規定面Ｓ１、Ｓ２およびＳ５を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第４実施例では、規定面Ｓ３、Ｓ４およびＳ６の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ１、Ｓ２およびＳ５の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

第４実施例では、周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する反射鏡Ｍ１およびＭ５の反射面を規定する規定面Ｓ１およびＳ５、並びに中央付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第２反射鏡Ｍ２の反射面を規定する規定面Ｓ２において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第４実施例では、規定面Ｓ１およびＳ５の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、すなわち反射鏡Ｍ１およびＭ５の有効反射領域の周縁付近を結像光束が通過する。また、規定面Ｓ２の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、すなわち第２反射鏡Ｍ２の有効反射領域の中央付近を結像光束が通過する。次の表（５）に、第４実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（５）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.6275
1 -844.8251 -193.7600 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.6609 324.4344 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.5684 -284.8869 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0570 813.8823 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4708 -380.1421 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1063 426.0113 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝７．４７４８×１０^-9 Ｃ₄＝３．２７７６×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１９１３×１０^-14 Ｃ₈＝１．４７４８×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２１５４×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２４０１×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３７８×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８４７２×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６３９×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２５５３×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．９３１８×１０^-47 Ｃ₂₄＝９．２１２６×１０^-52
Ｃ₂₆＝４．８７７８×１０^-56 Ｃ₂₈＝４．５１１２×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝５．８６６８×１０^-10 Ｃ₄＝−１．２４９２×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４３７３×１０^-13 Ｃ₈＝２．００６５×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９８３４×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２０５８×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３０６×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１４２×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２７×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６４９１×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１７２３×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９５３２×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５４３３×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７９５９×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．８９６７×１０^-9
Ｃ₆＝−１．４３７１×１０^-14 Ｃ₈＝２．１６９０×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４７４０×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．７１１０×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５３０７×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３５５×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．８９２０×１０^-39 Ｃ₂₀＝６．０５１１×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．７１２８×１０^-48 Ｃ₂₄＝７．７８４５×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０４１０×１０^-55 Ｃ₂₈＝−７．９２６１×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝９．１４９７×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１３３２×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０８２×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．４１２４×１０^-25 Ｃ₁₂＝−５．０７９２×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６４０１×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．８１３４×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８０１４×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５８４７×１０^-50
Ｃ₂₂＝−１．６３３３×１０^-56 Ｃ₂₄＝−３．１８２２×１０^-61
Ｃ₂₆＝８．６２８７×１０^-67 Ｃ₂₈＝１．７９０１×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝９．５５４８×１０^-9 Ｃ₄＝５．４６９０×１０^-10
Ｃ₆＝１．３１０７×１０^-12 Ｃ₈＝−８．５５４４×１０^-18
Ｃ₁₀＝−１．０９８１×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０４９×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６１９×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８１８３×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２２１９×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３５４３×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−３．２３２５×１０^-45
Ｃ₂₆＝−４．６６３７×１０^-49 Ｃ₂₈＝−８．７２０５×１０^-53

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝７．４６８４×１０^-11
Ｃ₆＝４．４７９１×１０^-16 Ｃ₈＝８．３３３０×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．６７７２×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８６７７×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９２５７×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５４１×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４９７８×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．４５７６×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．４８３８×１０^-52 Ｃ₂₄＝−３．５９０６×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．０７４２×１０^-61 Ｃ₂₈＝２．５１６１×１０^-66

［第５実施例］
第５実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第４反射鏡Ｍ４、第５反射鏡Ｍ５および第６反射鏡Ｍ６の反射面を規定する規定面Ｓ４、Ｓ５およびＳ６を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第５実施例では、規定面Ｓ１、Ｓ２およびＳ３の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ４、Ｓ５およびＳ６の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

第５実施例では、光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する反射鏡Ｍ４およびＭ６の反射面を規定する規定面Ｓ４およびＳ６、並びに周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第５反射鏡Ｍ５の反射面を規定する規定面Ｓ５において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第５実施例では、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、および規定面Ｓ６の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域を結像光束が通過することはないが、規定面Ｓ５の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、すなわち第５反射鏡Ｍ５の有効反射領域の周縁付近を結像光束が通過する。次の表（６）に、第５実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（６）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.7539
1 -844.8305 -194.0938 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.8244 324.4338 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.6277 -284.9009 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0495 813.8835 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4744 -380.1375 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1080 426.0086 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝３．２８８８×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１８７０×１０^-14 Ｃ₈＝１．４２９８×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２６４８×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２３８５×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３４３×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８５０１×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６４８×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２２３１×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．７２９６×１０^-47 Ｃ₂₄＝７．９７９９×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．９６０４×１０^-56 Ｃ₂₈＝５．７７０６×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．９９６０
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２４２９×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３７８７×１０^-13 Ｃ₈＝１．９２９７×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９５３２×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２１１６×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３３６×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１２７×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２６×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６５０６×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１８２３×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９８６１×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５４２４×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７８５５×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．９０３５×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３７５２×１０^-14 Ｃ₈＝２．１２６１×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４５８９×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．６９０８×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５４８７×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３８７×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．７４０４×１０^-39 Ｃ₂₀＝５．４４０１×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．５９８７×１０^-48 Ｃ₂₄＝８．６１６６×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０７４０×１０^-55 Ｃ₂₈＝−８．３５５４×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝−４．４６８８×１０^-5 Ｃ₄＝９．１７７７×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１５５１×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０２２×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．３８２９×１０^-25 Ｃ₁₂＝−４．８９８２×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６３０５×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．７４０２×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８１３９×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５１７６×１０^-50
Ｃ₂₂＝−６．２０１５×１０^-57 Ｃ₂₄＝−１．７２２９×１０^-61
Ｃ₂₆＝１．７１８４×１０^-66 Ｃ₂₈＝−８．６８４７×１０^-72

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝１．８１７２×１０^-8 Ｃ₄＝４．６８３６×１０^-10
Ｃ₆＝１．３１０５×１０^-12 Ｃ₈＝−８．７７９９×１０^-18
Ｃ₁₀＝−１．０８３２×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４００７×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６４３×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８２０２×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２１９１×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３６９０×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−６．０３２２×１０^-45
Ｃ₂₆＝−１．１７７６×１０^-48 Ｃ₂₈＝２．５２２３×１０^-52

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝６．０４７４×１０^-9 Ｃ₄＝７．４６５３×１０^-11
Ｃ₆＝４．４６６９×１０^-16 Ｃ₈＝８．２７２２×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．５８４２×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８５８３×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９３６２×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５３１×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４８８７×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．４９６４×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．５０６４×１０^-52 Ｃ₂₄＝−４．０１３４×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．２４４０×１０^-61 Ｃ₂₈＝３．０４８６×１０^-66

［第６実施例］
第６実施例の結像光学系は、比較例にかかる結像光学系を基に、第１反射鏡Ｍ１、第４反射鏡Ｍ４、第５反射鏡Ｍ５および第６反射鏡Ｍ６の反射面を規定する規定面Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５およびＳ６を表す非球面式（ａ）にのみ１次の非球面係数Ｃ₁を導入して最適化したものである。すなわち、第６実施例では、規定面Ｓ２およびＳ３の傾きは光軸ＡＸの位置において連続的に変化しているが、規定面Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５およびＳ６の光軸ＡＸの位置における傾きの変化は不連続である。

第６実施例では、周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第１反射鏡Ｍ１およびＭ５の反射面を規定する規定面Ｓ１およびＳ５、並びに光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する反射鏡Ｍ４およびＭ６の反射面を規定する規定面Ｓ４およびＳ６において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしている。したがって、第６実施例では、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、および規定面Ｓ６の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域を結像光束が通過することはないが、規定面Ｓ１およびＳ５の傾きの変化が不連続な光軸ＡＸの領域、すなわち反射鏡Ｍ１およびＭ５の有効反射領域の周縁付近を結像光束が通過する。次の表（７）に、第６実施例にかかる結像光学系の諸元の値を掲げる。

表（７）
（主要諸元）
λ＝１３．５ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．３３
Ｙ０＝３０．５ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝２ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ 光学部材
（マスク面） 557.7500
1 -844.8304 -194.0811 （第１反射鏡Ｍ１）
2 1849.8191 324.4342 （第２反射鏡Ｍ２）
3 474.6238 -284.9014 （第３反射鏡Ｍ３）
4 572.0497 813.8841 （第４反射鏡Ｍ４）
5 283.4740 -380.1376 （第５反射鏡Ｍ５）
6 456.1079 426.0087 （第６反射鏡Ｍ６）
（ウェハ面）

（非球面データ）
１面（規定面Ｓ１）
κ＝０．０３３５
Ｃ₁＝１．１１２０×１０^-8 Ｃ₄＝３．２８８０×１０^-9
Ｃ₆＝−７．１８８１×１０^-14 Ｃ₈＝１．４４６６×１０^-18
Ｃ₁₀＝３．２４９１×１０^-22 Ｃ₁₂＝−１．２３９１×１０^-25
Ｃ₁₄＝２．４３５２×１０^-29 Ｃ₁₆＝−２．８４９４×１０^-33
Ｃ₁₈＝１．８６４７×１０^-37 Ｃ₂₀＝−５．２２９８×１０^-42
Ｃ₂₂＝−１．７７８６×１０^-47 Ｃ₂₄＝８．１０８６×１０^-52
Ｃ₂₆＝２．４７８９×１０^-56 Ｃ₂₈＝５．６５６５×１０^-60

２面（規定面Ｓ２）
κ＝−０．０９９６
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．２４４８×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３８２７×１０^-13 Ｃ₈＝１．９３１４×１０^-16
Ｃ₁₀＝−３．９５４６×１０^-19 Ｃ₁₂＝５．２１１９×１０^-22
Ｃ₁₄＝−４．７３３４×１０^-25 Ｃ₁₆＝２．９１２６×１０^-28
Ｃ₁₈＝−１．０９２６×１０^-31 Ｃ₂₀＝１．６５０５×１０^-35
Ｃ₂₂＝２．１８２８×１０^-39 Ｃ₂₄＝２．９９２２×１０^-43
Ｃ₂₆＝−８．５４０８×１０^-46 Ｃ₂₈＝１．７８４２×１０^-49

３面（規定面Ｓ３）
κ＝０．００８３
Ｃ₁＝０ Ｃ₄＝−１．９０４３×１０^-9
Ｃ₆＝−１．３７９６×１０^-14 Ｃ₈＝２．１３１６×１０^-18
Ｃ₁₀＝１．４６０１×１０^-22 Ｃ₁₂＝−６．６９３７×１０^-26
Ｃ₁₄＝７．５４６６×１０^-30 Ｃ₁₆＝−３．５３８２×１０^-34
Ｃ₁₈＝３．７６１２×１０^-39 Ｃ₂₀＝５．５４１２×１０^-44
Ｃ₂₂＝−６．５８５８×１０^-48 Ｃ₂₄＝８．４５３８×１０^-52
Ｃ₂₆＝１．０６２１×１０^-55 Ｃ₂₈＝−８．２２４６×１０^-60

４面（規定面Ｓ４）
κ＝０．００１１
Ｃ₁＝−４．２８４８×１０^-5 Ｃ₄＝９．２２７０×１０^-12
Ｃ₆＝−１．１５３６×１０^-15 Ｃ₈＝２．１０１１×１０^-20
Ｃ₁₀＝−１．３８８１×１０^-25 Ｃ₁₂＝−４．８７８２×１０^-31
Ｃ₁₄＝−１．６２５４×１０^-35 Ｃ₁₆＝７．７７２８×１０^-40
Ｃ₁₈＝−８．８７８６×１０^-45 Ｃ₂₀＝３．５２５２×１０^-50
Ｃ₂₂＝−４．３６７６×１０^-57 Ｃ₂₄＝−１．４９６２×１０^-61
Ｃ₂₆＝１．７４７９×１０^-66 Ｃ₂₈＝−１．１１０１×１０^-71

５面（規定面Ｓ５）
κ＝０．００２７
Ｃ₁＝１．９４０１×１０^-8 Ｃ₄＝４．７１５８×１０^-10
Ｃ₆＝１．３０９０×１０^-12 Ｃ₈＝−８．８６９１×１０^-18
Ｃ₁₀＝−１．０８３４×１０^-19 Ｃ₁₂＝１．４０１０×１０^-22
Ｃ₁₄＝−１．０６４３×１０^-25 Ｃ₁₆＝４．８１９９×１０^-29
Ｃ₁₈＝−１．２１９３×１０^-32 Ｃ₂₀＝１．３６８３×１０^-36
Ｃ₂₂＝３．９１６６×１０^-42 Ｃ₂₄＝−５．８３５８×１０^-45
Ｃ₂₆＝−１．１２９９×１０^-48 Ｃ₂₈＝２．２６３１×１０^-52

６面（規定面Ｓ６）
κ＝−０．０００２
Ｃ₁＝６．１５２２×１０^-9 Ｃ₄＝７．４６５８×１０^-11
Ｃ₆＝４．４６７０×１０^-16 Ｃ₈＝８．２８１５×１０^-21
Ｃ₁₀＝−８．５８６９×１０^-25 Ｃ₁₂＝８．８５７６×１０^-29
Ｃ₁₄＝−５．９３６０×１０^-33 Ｃ₁₆＝２．５５３３×１０^-37
Ｃ₁₈＝−６．４８８７×１０^-42 Ｃ₂₀＝７．４９５２×１０^-47
Ｃ₂₂＝１．５０２８×１０^-52 Ｃ₂₄＝−４．００９６×１０^-57
Ｃ₂₆＝−２．２３８７×１０^-61 Ｃ₂₈＝３．０４０９×１０^-66

次に、比較例および各実施例にかかる結像光学系の波面収差について検証する。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）の値であるＷｒｍｓに換算可能なストレール強度Ｉｓが知られている。ストレール強度Ｉｓと波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓとの間には、次の式（ｂ）に示す近似的な関係が成立する。式（ｂ）において、λは光の波長である。
Ｉｓ＝１−（２π×Ｗｒｍｓ／λ）² （ｂ）

式（ｂ）を参照すると、波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓが０に近づくにしたがって、ストレール強度Ｉｓは１に近づくことがわかる。換言すれば、ストレール強度Ｉｓが１に近いほど、波面収差が小さい。ちなみに、光学系の古典的な評価基準では、ストレール強度Ｉｓが０．８以上であれば、ほぼ無収差であると見なされる。また、ＤＶＤのピックアップ光学系では、ストレール強度Ｉｓが０．９５以上であれば、所望の収差状態であると見なされる。

図５は、ＡｒＦエキシマレーザ光を用いる露光装置に搭載された投影光学系の波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓの向上を時系列に示す図である（例えばT.Matsuyama et al.：SPIE, Vol.5040(2003), p801-810を参照）。図５において、Ｓ３０６Ｃは、波長λ＝１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を用いて開口数ＮＡ＝０．７８を実現した露光装置を示している。また、Ｓ３０６Ｄは、波長λ＝１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を用いて開口数ＮＡ＝０．８５を実現した露光装置を示している。

図５では、１０機の露光装置Ｓ３０６Ｃについて号機毎に測定された波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓ、およびＳ３０６Ｃよりも年代の新しい５機の露光装置Ｓ３０６Ｄについて号機毎に測定された波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓがプロットされている。ただし、露光装置Ｓ３０６Ｃに関する１０個のプロットのうち、図中右側の５つのプロットに対応する露光装置の方が、図中左側の５つのプロットに対応する露光装置よりも年代的に新しい。

使用光の波長λが１９３ｎｍの場合、図５に示すように、ストレール強度Ｉｓ＝０．９８３と波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓ＝４．０２ｎｍとが対応し、ストレール強度Ｉｓ＝０．９８６と波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓ＝３．６５ｎｍとが対応し、ストレール強度Ｉｓ＝０．９８９と波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓ＝３．２３ｎｍとが対応している。図５を参照すると、最先端の露光装置では０．９８〜０．９９程度のストレール強度Ｉｓが要求されていることがわかる。

次の表（８）に、比較例および各実施例にかかる結像光学系のストレール強度Ｉｓを掲げる。表（８）では、比較例および各実施例について、有効結像領域ＥＲ内の像高Ｙ＝３０．５ｍｍの位置、像高Ｙ＝２９．５ｍｍの位置、および像高Ｙ＝２８．５ｍｍの位置でのストレール強度Ｉｓをそれぞれ示している。

表（８）
Ｙ＝３０．５ｍｍ Ｙ＝２９．５ｍｍ Ｙ＝２８．５ｍｍ
比較例 ０．９８７ ０．９８６ ０．９８３
第１実施例 ０．９８８ ０．９８６ ０．９８６
第２実施例 ０．９８８ ０．９８６ ０．９８５
第３実施例 ０．９８９ ０．９８５ ０．９８７
第４実施例 ０．９８８ ０．９８４ ０．９８３
第５実施例 ０．９８８ ０．９８６ ０．９８６
第６実施例 ０．９８９ ０．９８６ ０．９８５

第１実施例では、上述したように、規定面Ｓ４のみにおいて光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっているが、この規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過しない。第１実施例では、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８６に向上し、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８８に向上し、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から変化していない。ここで、最も低いストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８６に向上していることは重要であり、その差が半導体露光装置の光学系において非常に意味のあるものであることは図５を参照して明らかである。すなわち、第１実施例では、比較例に比して大きな収差補正効果が得られている。

第２実施例では、上述したように、規定面Ｓ１およびＳ４のみにおいて光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっており、規定面Ｓ４の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過しないが、規定面Ｓ１の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過する。第２実施例では、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８５に向上し、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８８に向上し、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から変化していない。すなわち、第２実施例においても、第１実施例に近い収差補正効果が得られている。

第３実施例では、上述したように、規定面Ｓ４およびＳ６のみにおいて光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっており、これらの規定面Ｓ４およびＳ６の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過しない。第３実施例では、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８７に向上し、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８９に向上している。ただし、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から０．９８５に低下している。すなわち、第３実施例においても、第１実施例に近い収差補正効果が得られている。

第４実施例では、上述したように、規定面Ｓ１、Ｓ２およびＳ５において光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっており、これらの規定面Ｓ１、Ｓ２およびＳ５の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過する。その結果、第４実施例では、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８８に向上しているが、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から変化することなく、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から０．９８４に低下している。すなわち、第４実施例では、第１実施例乃至第３実施例とは異なり、比較例に比してあまり大きな収差補正効果が得られていない。

第５実施例では、上述したように、規定面Ｓ４、Ｓ５およびＳ６において光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっており、規定面Ｓ４およびＳ６の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過しないが、規定面Ｓ５の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過する。第５実施例では、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８６に向上し、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８８に向上し、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から変化していない。すなわち、第５実施例では、第１実施例と同等の収差補正効果が得られている。

第６実施例では、上述したように、規定面Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５およびＳ６において光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっており、規定面Ｓ４およびＳ６の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過しないが、規定面Ｓ１およびＳ５の傾きの変化が不連続な領域を結像光束が通過する。第６実施例では、比較例において最も低いＹ＝２８．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８３から０．９８５に向上し、比較例において最も高いＹ＝３０．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８７から０．９８９に向上し、Ｙ＝２９．５ｍｍでのストレール強度Ｉｓが０．９８６から変化していない。すなわち、第６実施例では、第１実施例に近い収差補正効果が得られている。

このように、光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する反射鏡の反射面、特に第４反射鏡Ｍ４の反射面を規定する規定面Ｓ４において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にすることが、収差補正にとって効果的であることがわかる。また、周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する反射鏡Ｍ１およびＭ５の反射面を規定する規定面Ｓ１およびＳ５、並びに中央付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第２反射鏡Ｍ２の反射面を規定する規定面Ｓ２において、光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化を不連続にしても、収差補正の効果があまり得られないことがわかる。

また、規定面Ｓ４およびＳ６において光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっている第３実施例と、規定面Ｓ４、Ｓ５およびＳ６において光軸ＡＸの位置における面の傾きの変化が不連続になっている第５実施例とを比較すると、周縁付近が光軸ＡＸと交差する有効領域を有する第５反射鏡Ｍ５の反射面を規定する規定面Ｓ５にも１次の非球面係数Ｃ₁を導入することにより、有効結像領域ＥＲ内のストレール強度Ｉｓのバランスが良好になることがわかる。

以上のように、第４実施例を除く各実施例では、ＥＵＶ光を用いる反射型の結像光学系において、例えば光軸ＡＸから離れた位置に有効領域を有する反射面を規定する規定面の光軸ＡＸの位置における傾きの変化を不連続に設定しているので、すべての反射面を規定する回転対称面の傾きが光軸ＡＸの位置において連続的に変化している比較例に比して、収差補正の自由度を高めることができ、ひいては波面収差を良好に補正することができる。

なお、光軸から離れた領域に像を形成する結像光学系では、光軸近傍での結像を用いないので、ペッツバール和を０にする必要はないが非点収差項は補正する必要がある。結像光学系の瞳の位置（すなわち開口絞りの位置）から光路に沿って比較的大きな面間隔を隔てて配置され且つ光軸から離れた位置に有効領域を有する反射面を規定する規定面に１次の非球面係数Ｃ₁を導入すれば、非点収差係数を厳密に０にしなくても、特定の像高位置においてＭＳ像面をほぼ一致させることができ、ひいては収差補正を容易に行うことが可能になり、特に周辺の像面平坦性、非点収差の補正が可能になると考えられる。

上述の各実施例では、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して、良好な結像性能および０．３３という比較的大きな像側開口数を確保するとともに、ウェハ７上において諸収差が良好に補正された２６ｍｍ×２ｍｍの円弧状の有効結像領域を確保することができる。したがって、ウェハ７において、たとえば２６ｍｍ×３４ｍｍまたは２６ｍｍ×３７ｍｍの大きさを有する各露光領域に、マスク４のパターンを走査露光により０．１μｍ以下の高解像で転写することができる。

なお、上述の各実施例では１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を例示的に用いているが、これに限定されることなく、例えば５〜５０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光や、波長１９３ｎｍを用いた反射屈折液浸露光装置など、他の適当な波長の光を使用する結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。また、上述の各実施例では反射型の結像光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、反射屈折型の結像光学系に本発明を適用し、必要に応じて、例えば光軸から離れた位置に有効領域を有する屈折面を規定する規定面の傾きの変化を光軸の位置において不連続に設定することもできる。

なお、上述の実施形態では、マスクの代わりに、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を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、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ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開２００４−３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレットに開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。

上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図６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６に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。

ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを感光性基板としてパターンの転写を行う。

なお、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源としてレーザプラズマＸ線源を用いているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光としてたとえばシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光を用いることもできる。

また、上述の実施形態では、ＥＵＶ光を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ＥＵＶ光以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態では、露光装置の投影光学系としての結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に物体面において光軸から離れた領域の像を像面において光軸から離れた領域に形成する結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。

本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。 本実施形態の比較例および各実施例にかかる結像光学系の構成を示す図である。 屈折型の結像光学系を構成する光学面に１次の非球面を適用したときの波面収差への影響を説明する図である。 ＡｒＦエキシマレーザ光を用いる露光装置に搭載された投影光学系の波面収差のＲＭＳ値Ｗｒｍｓの向上を時系列に示す図である。 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。

符号の説明

１ レーザプラズマＸ線源
２ 波長選択フィルタ
３ 照明光学系
４ マスク
５ マスクステージ
６ 結像光学系
７ ウェハ
８ ウェハステージ
Ｇ１，Ｇ２ 反射光学系
Ｍ１〜Ｍ６ 反射鏡
Ｓ１〜Ｓ６ 規定面

Claims (11)

1. 第１面において光軸から離れた領域の像を第２面において前記光軸から離れた領域に形成する結像光学系において、
   前記光軸に関して回転対称な複数の規定面によってそれぞれ規定される複数の光学面を備え、
   前記複数の規定面のうちの少なくとも１つの特定規定面は、前記光軸の位置において面の傾きの変化が不連続であることを特徴とする結像光学系。
2. 前記特定規定面によって規定される光学面は、前記光軸から離れた位置に有効領域を有することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
3. 前記有効領域は、反射面を有することを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
4. 前記特定規定面は、前記光軸に垂直な方向の高さをｙとし、当該特定規定面と前記光軸との交点を含み且つ前記光軸に垂直な面から高さｙにおける当該特定規定面上の位置までの前記光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、前記光軸における当該特定規定面の中心曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ（ｎは正の整数）次の非球面係数をＣ_nとし、Σをｎに関する総和記号としたとき、以下の式で表され、
   ｚ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2｝＋ΣＣ_n・ｙⁿ
   １次の非球面係数Ｃ₁は０ではないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結像光学系。
5. 前記光軸として直線状に延びる単一の光軸を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
6. 前記複数の光学面は、６つの反射面を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
7. 使用光の波長が２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の結像光学系。
8. 前記結像光学系は、前記第２面側にほぼテレセントリックな光学系である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の結像光学系。
9. 前記第１面に設置された所定のパターンを照明するための照明系と、前記所定のパターンを前記第２面に設置された感光性基板に投影するための請求項１乃至８のいずれか１項に記載の結像光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
10. 前記照明系は、露光光としてＥＵＶ光を供給するための光源を有し、
    前記結像光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光することを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
11. 請求項９または１０に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
    前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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