CN1497353A

CN1497353A - 投影光学系统以及具备该投影光学系统的曝光装置

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Publication number: CN1497353A
Application number: CNA2003101005466A
Authority: CN
Inventors: 高桥友刀
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2004-05-19

Abstract

一种反射型投影光学系统，对X光有良好的反射特性，能够抑制反射镜的大型化，并且能进行良好的像差修正，该投影光学系统配备六个反射镜，可在第二面(7)上形成第一面(4)的缩小像。该投影光学系统具备第一反射成像光学系统(G1)用以形成第一面的中间像，以及第二反射成像光学系统(G2)用以在第二面上形成中间像的像。第一反射成像光学系统，依据第一面的来光的入射顺序，设有第一反射镜(M1)、开口光圈(AS)、第二反射镜(M2)、第三反射镜(M3)、及第四反射镜(M4)。第二反射成像光学系统，依据第一面来的光的入射顺序，配有第五反射镜(M5)及第六反射镜(M6)。

Description

投影光学系统以及具备该投影光学系统的曝光装置

技术领域

本发明为关于投影光学系统以及具备该投影光学统的曝光装置。例如利用X光以镜投影(mirror projection)方式，将罩幕上的电路图案，复制到感旋旋光性基板上的X光投影曝光装置，所适合的反射型投影光学系统。

背景技术

从前，在半导体组件等的制造中使用的曝光装置，是将罩幕(光栅标线片，reticule)上形成的电路图案，透过投影光学系统投影复制到如晶片等的感旋旋光性基板上，在感旋旋光性基板涂布着光阻剂，受到透过投影光学系统的投影曝光，光阻剂被感光，形成对应罩幕图案的光阻图案。

此处，曝光装置的分辨率W，与曝光的波长λ及投影光学系统的数值孔径NA(numerical aperture)关系以下式表示。

W＝k·λ/NA(k：常数) (a)

因此，要提高曝光装置的分辨率，必需要缩短曝光的波长λ，或增加投影光学系统的数值孔径NA。一般由光学设计的观点，投影光学系统的数值孔径NA，要大于某所定数以上有困难，故只能就曝光波长的缩短化进行改善。例如，曝光使用波长248nm的KrF准分子激光(excimer laser)可得到0.25μm的分辨率；使用波长193nm的ArF准分子激光，可得到0.18μm的分辨率。使用波长更短的X光来曝光，例如波长是13nm时可得0.1μm以下的分辨率。

但是，曝光使用X光的场合，将失去可使用的透过光学材料及折射光学材料，所以便需使用反射型的罩幕及反射型的投影光学系统。先前，使用X光来曝光的曝光装置适用的投影光学系统有如日本专利早期公开的特开昭61-47914号公报、美国专利第5,815,310号说明书、日本专利早期公开的特开平9-211322号公报、美国专利第5,686,728号说明书、日本专利早期公开的特开平10-90602号公报、国际专利早期公开的WO99/57606号公报中提示的各种反射光学系统。

然而，日本专利早期公开的特开昭61-47914号公报中披露的先前的反射光学系统，为罩幕及晶片配置在光学系统中的形态，当作曝光装置的投影光学系统，实际上非常困难。

又，美国专利第5,815,310号说明书或日本专利早期公开的特开平9-211322号公报，或国际专利早期公开的WO99/57606号公报中披露的先前的反射光学系统，为在罩幕与晶片之间配置光学系统的形态，部份的反射镜大型化，其有效直径实质的较罩幕的有效直径更大，所以制造有困难。

再者，美国专利第5,686,728号说明书、或日本专利早期公开的特开平10-90602号公报中揭示的先前的反射光学系统，为在罩幕与晶片之间配置光学系统的形态，部份的反射镜大型化，其有效直径实质上较罩幕的有效直径大，制造有困难。加上在晶片侧使用两片凸面反射镜，故光线对光轴的角度变大，使反射镜大型化。

然而，在曝光装置搭载用X光为曝光的投影光学系统的场合，为使X光反射良好，在反射面由数十层的多层膜形成。先前的反射光学系统，将向各反射镜的反射面的光线入射角(反射面垂直线与光线形成的角)设定成比较大。结果，容易在反射多层膜发生反射不均匀，而不能获得十分高的反射率，所以不能达成良好的反射特性。

发明内容

本发明因鉴于上述的问题，以提供一种对X光有良好的反射特性，能抑制反射镜的大型化且能良好的修正像差的反射型投影光学系统为目的。又因使用本发明的投影光学系统于曝光装置，所以另一目的为提供一种用X光曝光，仍能确保高解像度的曝光装置。

为解决上述的问题，本发明第一形态提供的投影光学系统，为具备六个反射镜，将第一面的缩小像在第二面上形成的投影光学系统，其特征为：具备用以形成该一面的中间像的第一反射成像光学系统，及将该中间像的影像在第二面上形成的第二反射成像光学系统。且该第一反射成像光学系统，由该第一面侧依据光的入射顺序，设有第一反射镜M1与开口光圈AS、第二反射镜M2、第二反射镜M3、及第四反射镜M4。该第二反射成像光学系统，由该第一面侧依据光的入射顺序，配有第五反射镜M5及第六反射镜M6。

该第一形态的较适配置为各反射镜M1～M6的光线最大入射角A，在各反射镜M1～M6需满足A＜25°的条件。又，设各反射镜M1～M6的有效直径为ψM，各反射镜M1～M6的反射面的曲率半径为R，则以各反射镜都能满足ψM/|R|＜1.0的条件为佳。

又，依据该第一形态的较适配置，光束的主光线的光轴由上述的第一面向该第一反射镜M1的倾斜度α需满足5°＜|α|＜10°的条件。又，各反射镜M1～M6也最好能满足ψM≤700mm的条件。

另外，依据第一形态的较适配置，各反射镜的反射面，为对光轴成旋转对称的非球面形状，规定各反射面的非球面函数的最大次数为10次以上。又，在前述的第二面侧则约略成远心的光学系统较佳。

本发明的第二形态提供的曝光装置，其特征为配备有照明系统，用以照明在前述第一面设置的罩幕；以及第一形态的投影光学系统，将该罩幕的图案投影曝光到前述的第二面的感旋旋光性基板上。

该第二形态的较适配置为该照明系统有光源供给X光来曝光，能对该投影光学系统相对移动该罩幕与感旋旋光性基板，使该罩幕的图案向该感旋旋光性基板上投影曝光。

为让本发明的上述原理和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例的曝光装置的构造概略图。

图2是在晶片上形成的圆弧状曝光区域(即有效曝光区域)与光轴的位置关系。

图3是本发明第一实施例的投影光学系统的构造图。

图4是第一实施例的投影光学系统的慧形像差(comaaberration)图。

图5是本发明第二实施例的投影光学系统的构造图。

图6是第二实施例的投影光学系统的慧形像差图。

图7是本发明第三实施例的投影光学系统的构造图。

图8是第三实施例的投影光学系统的慧形像差图。

图9是制造微组件的半导体组件的手法的一例的流程图。

符号说明

1 激光电浆X光光源

2 波长选择滤波器

3 照明光学系统

4 反射型罩幕

5 罩幕台

6 投影光学系统

7 晶片

8 晶片台

M1～M6 反射镜

AS 开口光圈

IF 图像圈(image circule)

ψ 图像圈的半径

ER 有效曝光区域

AX 光轴

LX 有效曝光区域X方向长度

LY 有效曝光区域Y方向长度

G1、G2 成像光学系统

具体实施方式

本发明的投影光学系统，由第一面(物体面)发出的光，经第一反射成像光学系统G1，形成第一面的中间像。然后，经第一反射成像光学系统G1形成的第一面的中间像发出的光，通过第二反射成像光学系统G2，在第二面(像面)上形成中间像的像(第一面的缩小像)。

此处，第一反射成像光学系统G1的构成包括：第一反射镜M1，用以反射由第一面来的光；及开口光圈AS；及第二反射镜M2用以反射在第一反射镜M1反射的光；及第三反射镜M3，用以反射在第二反射镜M2反射的光；以及第四反射镜M4，用以反射在第三反射镜反射的光。又，第二反射成像光学系统G2的构成包括：第三反射镜M5，用以反射中间像来的光；以及第六凹面反射镜M6，用以反射在第五反射镜M5反射的光。

本发明，采用第一面的缩小像在第二面上形成二次成像的构造，故能够良好地进行修正歪曲像差(失真)。又，在第一反射镜M1与第二反射镜M2之间的光路中配置开口光圈AS，能够压小光线的入射角容易变大的第三反射镜M3的入射角。通常，在这样的六枚镜光学系统，为了避免光束的干扰，开口光圈一般被设在反射镜的近前方。此场合，光圈的位置受限制，其上及下慧形像差(coma aberration)难以平衡。本发明，在第一反射镜M1与第二反射镜M2之间配置开口光圈AS，能够确保光圈位置的自由度，同时能够容易使上下慧形像差平衡。又，如将开口光圈AS配置于第二反射镜M2与第三反射镜M3之间，或在第三反射镜M3与第四反射镜M4之间，则第一反射镜M1的有效直径变大。又因向罩幕(reticule)的入射角以及由罩幕反射的反射角已受决定，由罩幕到射出瞳口(开口光圈)的光路变长，使罩幕的物体高变高，其结果，使成像倍率不得不降到1/5～1/6。对此，本发明在第一反射镜M1与第二反射镜M2之间(中间)配设开口光圈AS，所以，能够小型化并保持成像倍率为1/4，且呈现良好的光学性能，结果，在反射多层膜不易发生反射不均匀且能得到十分高的反射率，对X光也能确保良好的反射特性。

又，压小向第三反射镜M3的入射角，也可以缩小容易变大的第四反射镜M4的有效直径。如上所述，本发明能呈现一种反射型的投影光学系统，对X光有良好的反射特性，可抑置反射镜的大型化，能进行良好的像差修正。

本发明中，各反射镜M1～M6的光线的最大入射角A，在各反射镜M1～M6，均需满足以下的条件式(1)

A＜25° (1)

超出条件式(1)的上限值，则向反射多层膜的光线的最大入射角A过大，容易发生反射不均称，且不能得到十分高的反射率，所以不佳。

又，本发明的各反射镜M1～M6，最好都能满足下述的条件式(2)。在条件式(2)中，ψM为各反射镜M1～M6的有效直径，R为各反射镜M1～M6的反射面的曲率半径。

ψM/|R|＜1.0 (2)

超过条件式(2)的上限值，则各反射镜M1～M6(特别是第四反射镜M4)的形状测定时的开口角(反射镜测定时的NA)过大，高精度的形状测定有困难，故不佳。又，要进行更高精度的形状测定，将条件式(2)的上限值设定为0.45，则更佳。

又，本发明，由第一面向第一反射镜M1的光束主光线的光轴的倾角α，希望能满足以下的条件式(3)

5°＜|α|＜10° (3)

超出条件式(3)的上限值，则在第一面设置反射罩幕的场合，容易受反射之影的影响，故不佳。另一方面，小于条件式(3)的下限值，则在第一面设置反射罩幕的场合，入射光与反射光会互相干扰，故也不佳。

又，本发明中，各射镜M1～M6的有效直径ψM，均希望能满足以下的条件式(4)

ψM≤700mm (4)

超出条件式(4)的上限值，则该反射镜的有效直径过大，致使光学系统大型化，故不适合。

又，本发明能良好地修正像差以提升光学性能，各反射镜的反射面为与光轴旋转对称的非球面状，各反射面的非球面曲率的最大次数，要10次上较适合。又，本发明的第二面侧大致为远心光学系统较佳。如此构造，如使用于曝光装置的场合，在投影光学系统的焦点深度内，既使晶片有凹凸也可良好成像。

又，使用本发明的投影光学系统于曝光装置，可使用X光为曝光。此时，使罩幕及感旋旋光性基板对投影光学系统相对移动，将罩幕的图案向感光基板上投影曝光。结果，如使用具有高分辨率的扫描型的曝光装置，在良好的曝光条件下，能够制造高精度的微组件。

下面，依据附图说明本发明的实施例。

图1是本发明实施例的曝光装置的构造概略图。图2为在晶片上形成的圆弧状的曝光区域(即有效曝光区域)与光轴的位置关系图。在图1中设定，投影光学系统的光轴方向，也即感光基板的晶片的法线方向为Z轴；在晶片面内与纸面平行的方向为Y轴；在晶片面内与纸面垂直的方向为X轴。

图1的曝光装置，配备例如激光电浆X光源1，为供给曝光的光源，由X光源1射出的光，经波长选择滤波器2，射入照明光学系统3。此处的波长选择滤波器2，具有选择只透过X光源1供给的光中所定波长(13.5nm)的X光，而遮蔽其它波长的光透过的特性。

透过波选择滤波器2的X光，经过由多数的反射镜构成的照明光学系统3，照明形成全部复制图案的反射型罩幕4。罩幕4安置在罩幕台5，该罩幕台5可沿Y方向移动，使图案面沿XY平面延伸。罩幕台5可用图中省略的激光干涉仪计测其移动。如此，在罩幕4上形成与Y轴对称的图弧状的照明区域。

由被照明的罩幕4的图案反射的光，通过反射型的投影光学系统6，在当作感光基板的晶片7上形成罩幕图案的像。即在晶片7上，如图2所示，形成与Y轴对称的圆弧状的曝光区域。参照图2，在以光轴AX为中心，半径ψ的圆形区域(图像圈)IF内，设定与该图像圈IF连接X方向长度LX，Y方向长度LY的圆弧状的有效曝光区域ER。

晶片7，配置于前沿X方向及Y方向二度方向移动的晶片台8，其曝光面可沿XY平面延伸。该晶片台8的移动与罩幕台5同样地，用图中省略的激光干涉仪计测。如此，可使罩幕台5及晶片台8边沿Y方向移动，即对投影光学系统6使罩幕4及晶片7，一边沿Y方向相对移动，一边进行扫描曝光，可在晶片的一个曝光区域复制罩幕4的图案。

此时，投影光学系统6的投影倍率(转写复制倍率)为1/4的场合，设定晶片台8的移动速度为罩幕台5的移动速度的1/4，进行同步扫描。又，使晶片台8沿X方向及Y方向二度方向移动，返复扫描曝光，可在晶片7的各曝光区域，逐次复制罩幕4的图案。以下，参照第一实施例至第三实施例，说明投影光学系统6的具体构造。

各实施例中的投影光学系统6的构造包括：第一反射成像光学系统G1，用以形成罩幕4的图案的中间像；以及第二反射成像光学系统G2，用以将罩幕图案的中间像的像(罩幕4的图案的二次像)反射到晶片7上。此处，第一反射成像光学系统G1，由四面反射镜M1～M4构成；第二反射成像光学系统G2，由二面反射镜M5及M6构成。

又，各实施例中，所有反射镜的反射面，为对光轴旋转对称的非球面形状。且各实施例中，在第一反射镜M1到第二反射面M2的光路中，配置开口光圈AS。又，各实施例的投影光学系统6，在晶片侧为远心的光学系统。

各实施例的非球面形状，设与光轴垂直的方向的高度为y，由非球面的顶点的平面起，在高度y的非球面上的位置到光轴的距离为z，顶点曲率半径为r，圆锤系数为k，n次的非球面系数为Cn时可用以下的公式(b)表示。

z＝(y²/r)/{1+{1-(1+k).y²/r²}^1/2}

+C⁴.y⁴+C⁶.y⁶+C⁸.y⁸+C¹⁰.y¹⁰+…… (b)

第一实施例

图3是本实施形态的第一实施例的投影光学系统的构造图。参考图3，在第一实施例的投影光学系统，由罩幕4(图3未图标)来的光，顺次在第一凹面反射镜M1的反射面、第二凹面反射镜M2的反射面、第三凸面反射镜M3的反射面、及第四凹面反射镜M4的反射面，反射后形成罩幕图案的中间像。然后，形成的罩幕图案中间像的光，透过第一反射成像光学系统G1，在第五凸面反射镜M5的反射面，及第六凹面反射镜M6的反射面顺次反射后，在晶片7上形成罩幕图案的缩小像(二次像)。

下面的表1列示第一实施例的投影光学系统的各单元的值。在表1中，λ为曝光的波长，β为投影倍率，NA为像侧(晶片侧)光圈数值孔径，HO为在罩幕上的最大物体高度，ψ为晶片上的图像圈(image circle)IF的半径(最大像高)，LX为有效曝光区域ER的沿X方向的长度，LY为有效曝光区域ER的沿Y方向的长度。

又，面的编号为由当做物体面的罩幕面，到当做像面的晶片面，沿光线的进行方向，由罩幕侧算起的反射面的顺序，r为各反射面的顶点曲率半径(mm)，d分别表示各反射面的轴间隔也即面的间隔(mm)。又，面间隔d在每次反射时改变其正负号。曲率半径r与光线的入射方向无关，面向罩幕侧的凸面的曲率半径为正，凹面的曲径为负值。上述的表示法在以后的表2及表3也相同。

表1

[主要单元]

λ＝13.5nm

β＝1/4

NA＝0.26

HO＝124mm

ψ＝31mm

LX＝26mm

Ly＝2mm

[光学器材各组件条件]

面编号 r d

(罩幕面) 652.352419

1 -790.73406 -209.979693(第一反射镜M1)

2 ∞ -141.211064(开口光圈AS)

3 3000.00000 262.342040(第二反射镜M2)

4 478.68563 -262.292922(第三反射镜M3)

5 571.53754 842.912526(第四反射镜M4)

6 296.70332 -391.770887(第五反射镜M5)

7 471.35911 436.582453(第六反射镜M6)

(晶片面)

(非球面资料)

第1面：

k＝0.000000

C₄＝0.246505×10^-8 C₆＝-0.446668×10^-13

C₈＝0.120146×10^-17 C₁₀＝-0.594987×10^-22

C₁₂＝0.340020×10^-26 C₁₄＝0.254558×10^-30

C₁₆＝-0.806173×10^-34 C₁₈＝0.686431×10^-38

C₂₀＝-0.209184×10^-42

第3面：

k＝0.000000

C₄＝-0.413181×10^-9 C₆＝0.717222×10^-14

C₈＝-0.713553×10^-19 C₁₀＝0.255721×10^-21

C₁₂＝-0.495895×10^-24 C₁₄＝0.324678×10^-27

C₁₆＝-0.103419×10^-30 C₁₈＝0.164243×10^-34

C₂₀＝-0.104535×10^-38

第4面：

k＝0.000000

C₄＝-0.217375×10^-8 C₆＝0.385056×10^-13

C₈＝-0.347673×10^-17 C₁₀＝0.186477×10^-21

C₁₂＝-0.244210×10^-26 C₁₄＝-0.704052×10^-30

C₁₆＝0.833625×10^-34 C₁₈＝-0.418438×10^-38

C₂₀＝0.792241×10^-43

第5面：

k＝0.000000

C₄＝-0.380907×10^-10 C₆＝-0.334201×10^-15

C₈＝0.113527×10^-19 C₁₀＝-0.535935×10^-25

C₁₂＝0.416047×10^-29 C₁₄＝0.881874×10^-34

C₁₆＝-0.583757×10^-39 C₁₈＝-0.780811×10^-45

C₂₀＝0.176571×10^-49

第6面：

k＝0.000000

C₄＝-0.190330×10^-8 C₆＝0.134021×10^-11

C₈＝-0.471080×10^-16 C₁₀＝-0.968673×10^-20

C₁₂＝0.284390×10^-22 C₁₄＝-0.265057×10^-25

C₁₆＝0.131472×10^-28 C₁₈＝-0.341329×10^-32

C₂₀＝0.365714×10^-36

第7面：

k＝0.000000

C₄＝0.668635×10^-10 C₆＝0.359674×10^-15

C₈＝0.468613×10^-20 C₁₀＝-0.440976×10^-24

C₁₂＝0.431536×10^-28 C₁₄＝-0.257984×10^-32

C₁₆＝0.938415×10^-37 C₁₈＝-0.190247×10^-41

C₂₀＝0.165315×10^-46

[各条件式对应值]

ψM4＝493.843mm

R4＝571.53754mm

(1)A＝21.03°

(2)ψM/|R|＝0.864(第四反射镜M4最大)

(3)|α|＝6.016°(105mrad)

(4)ψM＝493.843mm(第四反射镜M4最大)

图4是第一实施例的投影光学系统的慧形像差图。图4中表示的像高比为100％、像高比为97％及像高比为94％的子午线的慧形像差(meridioual coma)及弧形的慧形像差(sagittal coma)。由像差图可知，在第一实施例中，有效曝光区域ER对应的区域内，慧形像差的修正良好。又，在图中未显示，在有效曝光区域ER对应的区域，慧形像差以外的其它各种像差，例如球面像差，或失真等也被确认可良好修正。

第二实施例

图5是实施形态的第二实施例的投影光学系统的构造图。参照图5，第二实施例的投影光学系统也与第一实施例同样地，由罩幕4(图5未图示)来的光，在第一凹面反射镜M1的反射面、第二凹面反射镜M2的反射面、第三凸面反射镜M3的反射面、及第四凹面反射镜M4的反射面顺次反射之后，形成罩幕图案的中间像。然后，经该第一反射成像光学系统G1形成的罩幕图案的中间像反射的光，在第五凸面反射镜M5的反射面、及第六凹面反射镜M6的反射面顺次反射之后，在晶片7上形成罩幕图案的缩小像(二次像)。

以下的表2列示第二实施例的投影光学系统的各种单元的值。

表2

[主要单元]

λ＝13.5nm

β＝1/4

NA＝0.26

HO＝124mm

ψ＝31mm

LX＝26mm

LY＝2mm

[光学器材各组件条件]

面编号 r d

(罩幕面) 652.287522

1 -787.44217 -209.527897(第一反射镜M1)

2 ∞ -140.380205(开口光圈AS)

3 3000.00000 258.361844(第二反射镜M2)

4 469.36430 -262.681731(第三反射镜M3)

5 570.54321 846.980968(第四反射镜M4)

6 299.31443 -392.752979(第五反射镜M5)

7 471.59115 435.679282(第六反射镜M6)

(晶片面)

(非球面资料)

第1面：

k＝0.000000

C₄＝0.247869 10^-8 C₆＝-0.446870×10^-13

C₈＝0.958066×10^-18 C₁₀＝-0.138288×10^-22

第3面：

k＝0.000000

C₄＝-0.417360×10^-9 C₆＝0.728058×10^-14

C₈＝-0.321841×10^-18 C₁₀＝0.326202×10^-22

第4面：

k＝0.000000

C₄＝-0.217867×10^-8 C₆＝0.898857×10^-14

C₈＝-0.435308×10^-18 C₁₀＝0.929250×10^-23

第5面：

k＝0.000000

C₄＝-0.393210×10^-10 C₆＝0.444510×10^-16

C₈＝-0.128915×10^-20 C₁₀＝0.361021×10^-26

第6面：

k＝0.000000

C₄＝-0.194804×10^-8 C₆＝0.134157×10^-11

C₈＝-0.446261×10^-16 C₁₀＝0.293579×10^-20

第7面：

k＝0.000000

C₄＝0.6657080×10^-10 C₆＝0.369325×10^-15

C₈＝0.179080×10^-20 C₁₀＝0.905639×10^-26

[各条件式对应值]

ψM4＝495.552mm

R4＝570.54321mm

(1)A＝21.13°

(2)ψM/|R|＝0.869(第四反射镜M4最大)

(3)|α|＝6.017°(105mrad)

(4)ψM＝495.552mm(第四反射镜M4最大)

图6是第二实施例的投影光学系统的慧形像差图。图6中表示的像高比为100％，像高比为97％及像高比为94％的子午线的慧形像差及弧形的慧形像差。由像差图可知，第二实施例也与第一实施例同样，在有效曝光区域ER对应的区域内，慧形像差的修正良好。又，在图中省略，在有效曝光域ER的对应区域，慧形像差以外的其它像差，例如球面像差或失真也被确认可良好修正。

第三实施例

图7是本实施形态的第三实施例的投影光学系统的构造图。参照图7，第三实施例的投影光学系统也与第一、第二实施例一样，由罩幕4(未图示)来的光，在第一凹面反射镜M1的反射面、第二凹面反射镜M2的反射面、第三凸面反射镜M3的反射面、及第四凹面反射镜M4的反射面顺次反射之后，形成罩幕图案的中间像。然后，通过第一反射成像光学系统G1形成的罩幕图案中间像反射的光，在第五凸面反射镜M5的反射面，及第六凹面反射镜M6的反射面顺次反射后，在晶片7上形成罩幕图案的缩小像(二次像)。

表3

[主要单元]

λ＝13.5nm

β＝1/4

NA＝0.2

HO＝123.2mm

＝30.8mm

LX＝26mm

LY＝1.6mm

[光学器材各组件条件]

面编号 r d

(罩幕面) 667.196541

1 -802.22590 -224.525594(第一反射镜M1)

2 ∞ -150.148134(开口光圈AS)

3 3000.00000 105.048134(第二反射镜M2)

4 266.77177 -280.541999(第三反射镜M3)

5 550.14959 1021.966625(第四反射镜M4)

6 583.14150 -389.319673(第五反射镜M5)

7 483.86136 427.319673(第六反射镜M6)

(晶片面)

(非球面资料)

第1面：

k＝0.000000

C₄＝0.340529×10^-9 C₆＝-0.342668×10^-14

C₈＝0.659070×10^-19 C₁₀＝-0.993138×10^-24

第3面：

k＝0.000000

C₄＝-0.101329×10^-7 C₆＝0.152043×10^-12

C₈＝-0.720166×10^-17 C₁₀＝0.428521×10^-21

第4面：

k＝0.000000

C₄＝-0.183771×10^-7 C₆＝0.113126×10^-12

C₈＝0.399771×10^-17 C₁₀＝0.102190×10^-21

第5面：

k＝0.000000

C₄＝-0.127462×10^-9 C₆＝-0.359385×10^-15

C₈＝-0.762347×10^-21 C₁₀＝-0.509371×10^-26

第6面：

k＝0.000000

C₄＝0.867056×10^-8 C₆＝0.187263×10^-12

C₈＝-0.161606×10^-17 C₁₀＝0.431953×10^-21

第7面

k＝0.000000

C₄＝0.114806×10^-9 C₆＝0.501739×10^-15

C₈＝0.337364×10^-20 C₁₀＝-0.215229×10^-26

[各条件式对应值]

ψM4＝492.220mm

R4＝550.14959mm

(1)A＝23.96°

(2)ψM/|R|＝0.895(第四反射镜M4最大)

(3)|α|＝5.61°(105mrad)

(4)ψM＝492.220mm(第四反射镜M4最大)

图8是第三实施例的投影光学系统的慧形像差图，图8中显示的像高比为100％、像高比为97％及像高比为95％的子午线的慧形像差，及弧形的慧形像差。由像差图可知，第三实施例也与第一及第二实施例同样，在有效曝光区域ER的对应区域内，慧形像差的修正良好，又虽未做图标，在有效曝光区域ER的对应区域，慧形像差以外的其它像差，例如球面像差或失真也被确认可良好修正。

以上所述的各实施例中，对波长13.5nm的激光电浆X光，能够确保0.26或0.2的像侧数值孔径(numerical aperture)。而且在晶片7上，也能确保有各种像差修正良好的26mm×2mm或26mm×1.6mm的圆弧状有效曝光区域。因此，在晶片7上的例如26mm×33mm大的各曝光区域，能够将罩幕4的图案，以0.1μm以下的高解像度扫描复制上去。

又，在上述各实施例，最大的第四凹面反射镜M4的有效直径大约有492～495mm，已被抑制至十分之小。如此，各实施例中，反射镜的大型化被抑制，可要求光学系统的小型化。又，一般情况，反射面的曲率半径太大时变成几近平面，则高精度制造有困难，上述各实施例中，曲率半径最大的第二凹面反射镜M2的曲率半径R2被控制在3000mm，故各反射面的制造可良好的进行。

又，上述各实施例，射入罩幕4的光线群及在罩幕4反射的光线群，与光轴AX形成的角度α已经被压小到约6℃左右，故使用反射型罩幕4，也可避免入射光与反射光的干扰，而且不易受反射之影的影响，所以不易性能恶化。又有罩幕4的位置设定有少许的误差，也不易招致大的倍率变化的优点。

上述实施例的曝光装置，用照明系统照明罩幕(照明工程)；使用投影光学系统将在罩幕形成的复制用图案，在感旋旋光性基板曝光(曝光工程)，以制造微组件(半导体组件、摄影组件、液晶显示组件，薄膜磁头等)。以下，参照图9的流程图说明，使用本实施例的曝光装置，在晶片等的感旋旋光性基板形成所定的电路图案，制造微组件的半导体组件的方法的一例。

首先，在图9的301步骤，在一批的晶片上蒸镀金属膜。再于步骤302，在该批的晶片的金属膜上涂布光阻剂。其后的步骤303，使用本实施例的曝光装置，将罩幕上的图案像透过投影光学系统，在该批晶片上的各照射区域顺次曝光复制。

其后，在步骤304，该批晶片上的光阻剂显像后，步骤305，在该批晶片上以光阻剂图案为罩幕，进行蚀刻，使罩幕上的图案对应的电路图案，在各晶片上的各照射区域形成。其后，进行更上层的电路图案的形成，以制造半导体组件等的微组件。依上述的半导体组件制造方法，能够以良好的生产率制造具有极其细微的电路图案的半导体组件。

又，上述的实施例，使激光电浆X光源为供给X光的光源，但并无此限制；使用同步加速放射光(SOR)为X光源也可以。

在上述的实施例，本发明适用于有供给X光的光源的曝光装置，但并不以此限，对于X光以外的其它波长的光为光源的曝光装置，本发明也可适用。

又，在上述的实施例，使用本发明为曝光装置的投影光学系统，但不以此为限，其它的一般投影光学系统也可适用本发明。

发明效果

如以上说明，本发明的投影光学系统，因在第一反射镜与第二反射镜之间配置开口光圈，故能抑制光线的入射角容易变大的第三反射镜的入射角。其结果，在反射多层膜不易发生反射不均匀且可得十分高的反射率，所以对X光也能确保良好的反射特性。又，压小向第三反射镜的光线入射角，也可抑制有效直径容易变大的第四反射镜的有效直径。即，本发明可提供对X光也有良好的反射特性，能够抑制反射镜的大型化且能良好地进行像差修正的反射型投影光学系统。

又，因使用本发明的投影光学系统的曝光装置，可使用X光为曝光。此场合，使罩幕及感旋旋光性基板对投影光学系统相对移动，将罩幕的向感旋旋光性基板上投影曝光。其结果，能够使用具有高解像度的扫描型曝光装置，在良好的曝光条件下，制造高精度的微组件。

虽然本发明已以一个较佳实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视上述的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种投影光学系统，配有六个反射镜，用于在第二面上形成第一面的缩小像，其特征为：

配备第一反射成像光学系统，用以形成该第一面的中间像，及第二反射成像光学系统用以在该第二面上形成该中间像的像；且

该第一反射成像光学系统，依据该第一面来的光的入射顺序，配有第一反射镜(M1)、开口光圈(AS)、第二反射镜(M2)、第三反射镜(M3)、及第四反射镜(M4)；且

该第二反射成像光学系统，依据该第一面来的光的入射顺序，配有第五反射镜(M5)及第六反射镜(M6)。

2.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征为各反射镜(M1～M6)的光线的最大入射角(A)，在各反射镜(M1～M6)都需满足A＜25°的条件。

3.如权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征为：

设各反射镜(M1～M6)的有效直径为ψM，各反射镜(M1～M6)的反射面的曲率半径为R，则各反射镜(M1～M6)都需满足ψM/|R|＜1.0的条件。

4.如权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征为：

由该第一面朝向该第一反射镜(M1)的光束主光线对光轴的倾角为α，则需满足5°＜|α|＜10°的条件。

5.如权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征为：

各反射镜(M1～M6)的有效直径ψM，在各反射镜(M1～M6)都需满足ψ M≤700mm的条件。

6.如权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征为：

各反射镜(M1～M6)的反射面，为对光轴成旋转对称的非球面形状；

规定各反射面的非球面的函数，最大次数为10次以上。

7.如权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征为在该第二面侧大略成远心的光学系统。

8.一种曝光装置，其特征为包括：

一个照明系统，用以照明在该第一面设置的罩幕；以及

如权利要求1或2所述的投影光学系统，用以将该罩幕上的图案投影曝光到在该第二面设定的感旋旋光性基板上。

9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征为：

该照明系统具有一个光源，供给X光作为曝光光源；以及

利用该罩幕与该感旋旋光性基板对该投影光学系统相对移动，将该罩幕的图案向该感旋旋光性基板上投影曝光。