JP2001237165A - 露光装置 - Google Patents
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
Abstract
(57)【要約】
【課題】 短波長の光源を用いる露光装置において、Ｎ
Ａが大きい場合にも光学系の収差を小さくする。 【解決手段】 マスク１から出射した光線は、第１レン
ズ群ＬＧ１、ビームスプリッタＢＳ、第２レンズ群ＬＧ
２を順次通過後、凹面鏡ＭＲ１で反射される。凹面鏡Ｍ
Ｒ１で反射された光線は、第２レンズ群ＬＧ２を再度通
過後、ビームスプリッタＢＳに入射し、反射されて９０
度方向を変えて出射し、第３レンズ群ＬＧ３を通過後、
ウエハ２上に収束される。露光光の一部は、レンズ材料
等に吸収され、レンズ材料又はミラー材料の温度が上昇
し、収差が変化する。又、収差は、気圧の変化や照明条
件によっても変化する。そこで、制御装置５が、露光条
件等に基づいて、駆動装置４を動作させ、収差を補正す
る。制御装置５は、収差計測装置６からの収差情報を得
てレンズ３を移動させてもよい。
Ａが大きい場合にも光学系の収差を小さくする。 【解決手段】 マスク１から出射した光線は、第１レン
ズ群ＬＧ１、ビームスプリッタＢＳ、第２レンズ群ＬＧ
２を順次通過後、凹面鏡ＭＲ１で反射される。凹面鏡Ｍ
Ｒ１で反射された光線は、第２レンズ群ＬＧ２を再度通
過後、ビームスプリッタＢＳに入射し、反射されて９０
度方向を変えて出射し、第３レンズ群ＬＧ３を通過後、
ウエハ２上に収束される。露光光の一部は、レンズ材料
等に吸収され、レンズ材料又はミラー材料の温度が上昇
し、収差が変化する。又、収差は、気圧の変化や照明条
件によっても変化する。そこで、制御装置５が、露光条
件等に基づいて、駆動装置４を動作させ、収差を補正す
る。制御装置５は、収差計測装置６からの収差情報を得
てレンズ３を移動させてもよい。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は露光装置に関し、特
に、光源に紫外線原を用いた投影光学系に反射屈折型の
光学系を用いた投影露光装置に関する。
に、光源に紫外線原を用いた投影光学系に反射屈折型の
光学系を用いた投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスク上のパターンをウエハ上に露光す
る露光装置はより高解像化が望まれるようになり、その
ために短波長の光源、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザを用いた露光装置が開発されるようにな
っている。そして、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレ
ーザや、波長１５７ｎｍのＦ2 レーザによって更に短波
長化が進められている。
る露光装置はより高解像化が望まれるようになり、その
ために短波長の光源、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザを用いた露光装置が開発されるようにな
っている。そして、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレ
ーザや、波長１５７ｎｍのＦ2 レーザによって更に短波
長化が進められている。
【０００３】投影光学系は、一般に屈折光学系や反射屈
折型の光学系が用いられている。しかし、短波長の光源
では使用できるガラスの種類が限定されるため、色収差
の補正が難しくなりがちである。一方、反射屈折光学系
は色収差の除去に関して効果的であり、この点でメリッ
トが大きい。反射屈折型光学系にも数種のタイプがあ
る。キューブ型のビームスプリッターを用いたタイプ
は、たとえば特開平６−３００９７３号公報に開示され
ておりいる。又、中間像を形成するタイプは、たとえば
特開平１０−１０４３１号公報に開示されている。
折型の光学系が用いられている。しかし、短波長の光源
では使用できるガラスの種類が限定されるため、色収差
の補正が難しくなりがちである。一方、反射屈折光学系
は色収差の除去に関して効果的であり、この点でメリッ
トが大きい。反射屈折型光学系にも数種のタイプがあ
る。キューブ型のビームスプリッターを用いたタイプ
は、たとえば特開平６−３００９７３号公報に開示され
ておりいる。又、中間像を形成するタイプは、たとえば
特開平１０−１０４３１号公報に開示されている。
【０００４】図６に示すように、特開平６−３００９７
３号公報に開示された「反射屈折縮小光学系」は高い開
口数を有する半導体のフォトグラフィー製造に用いる反
射屈折縮小光学系であって、レチクル面１００からの光
線は、順次、第１のレンズ群、偏向鏡２０、第２のレン
ズ群、ビームスプリッタキューブ３０、４分の１波長板
３２を通過し、凹面鏡３４で反射される。そして、この
反射光は、再びビームスプリッタキューブ３０を通り、
第３のレンズ群を通過してウエハ面５０上に収束され
る。高次の収差を更に低減するためには、凹面鏡３４は
非球面とされる。
３号公報に開示された「反射屈折縮小光学系」は高い開
口数を有する半導体のフォトグラフィー製造に用いる反
射屈折縮小光学系であって、レチクル面１００からの光
線は、順次、第１のレンズ群、偏向鏡２０、第２のレン
ズ群、ビームスプリッタキューブ３０、４分の１波長板
３２を通過し、凹面鏡３４で反射される。そして、この
反射光は、再びビームスプリッタキューブ３０を通り、
第３のレンズ群を通過してウエハ面５０上に収束され
る。高次の収差を更に低減するためには、凹面鏡３４は
非球面とされる。
【０００５】又、図７に示すように、特開平１０−１０
４３１号公報に開示された「反射屈折光学系」は、像側
において十分大きな開口数及び作動距離を有し、紫外領
域でクオーターミクロン単位の解像度を有する小型の反
射屈折光学系であって、物体面からの光は第１結像光学
系Ｓ１の凹面反射鏡ＣＭで反射された後、第１結像光学
系Ｓ１の光路中に中間像を形成する。この中間像は、第
１光路変更部材Ｍ１を介して第２結像光学系Ｓ２によっ
てウエハ面上に結像される。第１結像光学系Ｓ１の結像
倍率を０．７５から０．９５の間とすることによって、
第１光路偏向部材Ｍ１による光路偏向を可能とするとと
もに、光学系の像側の開口数ＮＡを大きくしている。更
に、Ｌ１／ＬＭの値を０．１３から００．３５の間（第
１結像光学系Ｓ１の光軸と第２結像光学系Ｓ２の光軸と
の交点と物体面との間の軸上距離Ｌ１：物体面と凹面鏡
ＣＭとの間の軸上距離：ＬＭ）とすることによって、光
学系の像側の作動距離を確保するとともに、コマ収差及
び歪曲収差を良好に補正している。
４３１号公報に開示された「反射屈折光学系」は、像側
において十分大きな開口数及び作動距離を有し、紫外領
域でクオーターミクロン単位の解像度を有する小型の反
射屈折光学系であって、物体面からの光は第１結像光学
系Ｓ１の凹面反射鏡ＣＭで反射された後、第１結像光学
系Ｓ１の光路中に中間像を形成する。この中間像は、第
１光路変更部材Ｍ１を介して第２結像光学系Ｓ２によっ
てウエハ面上に結像される。第１結像光学系Ｓ１の結像
倍率を０．７５から０．９５の間とすることによって、
第１光路偏向部材Ｍ１による光路偏向を可能とするとと
もに、光学系の像側の開口数ＮＡを大きくしている。更
に、Ｌ１／ＬＭの値を０．１３から００．３５の間（第
１結像光学系Ｓ１の光軸と第２結像光学系Ｓ２の光軸と
の交点と物体面との間の軸上距離Ｌ１：物体面と凹面鏡
ＣＭとの間の軸上距離：ＬＭ）とすることによって、光
学系の像側の作動距離を確保するとともに、コマ収差及
び歪曲収差を良好に補正している。
【０００６】又、図８は、公知の反射屈折型投影光学系
（特開平１０−２０１９５号公報の実施例１）を示した
ものであり、この光学系で往復光路中の凹面鏡近郷のレ
ンズを光軸方向に移動させている。
（特開平１０−２０１９５号公報の実施例１）を示した
ものであり、この光学系で往復光路中の凹面鏡近郷のレ
ンズを光軸方向に移動させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＡｒＦエキシ
マレーザやＦ2 レーザになるとガラスによる光の吸収が
今まで以上に大きくなり、このため露光時の熱収差発生
量が従来よりも大きくなる。
マレーザやＦ2 レーザになるとガラスによる光の吸収が
今まで以上に大きくなり、このため露光時の熱収差発生
量が従来よりも大きくなる。
【０００８】また、気圧の変化や照明条件によっても、
収差が変化する。
収差が変化する。
【０００９】これらを補正するために、物体面に近い部
分のレンズを移動させてもよいが、レンズ移動に対する
収差の変化を大きくする必要があるために移動距離を大
きくすると、移動させるレンズの機械的な位置精度が悪
くなり、従って、対象する収差を小さくできない。
分のレンズを移動させてもよいが、レンズ移動に対する
収差の変化を大きくする必要があるために移動距離を大
きくすると、移動させるレンズの機械的な位置精度が悪
くなり、従って、対象する収差を小さくできない。
【００１０】また、ＮＡ（開口数）が小さい場合には、
倍率と歪曲とを補正した後の球面収差や非点収差や像面
湾曲などの対称性収差の残存量は小さいが、たとえば、
球面収差や非点収差や像面湾曲などの対称性収差の残存
量は波面収差表示でそれぞれＮＡの４乗と２乗に比例し
て増えるため、高ＮＡの場合に無視できない量になる。
今後、半導体素子の微細化がすすむにつれてＮＡは大き
くなるため、ＮＡの累乗で増大化する対称性収差を小さ
くすることは最重要課題の１つである。
倍率と歪曲とを補正した後の球面収差や非点収差や像面
湾曲などの対称性収差の残存量は小さいが、たとえば、
球面収差や非点収差や像面湾曲などの対称性収差の残存
量は波面収差表示でそれぞれＮＡの４乗と２乗に比例し
て増えるため、高ＮＡの場合に無視できない量になる。
今後、半導体素子の微細化がすすむにつれてＮＡは大き
くなるため、ＮＡの累乗で増大化する対称性収差を小さ
くすることは最重要課題の１つである。
【００１１】そこで、本発明は、対称性収差を小さくで
きる光学系や露光装置を提供することを課題としてい
る。
きる光学系や露光装置を提供することを課題としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、反射
屈折型の投影光学系の往復光路部分にある収差に寄与す
る光学素子を移動することにより前記光学系の対称性収
差を調整することを特徴とする。
屈折型の投影光学系の往復光路部分にある収差に寄与す
る光学素子を移動することにより前記光学系の対称性収
差を調整することを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明は、反射屈折型の投影光学
系の往復光路部分のレンズを光軸方向に移動させること
により、球面収差、非点収差、及び像面湾曲収差のうち
少なくとも一つを補正することを特徴とする。
系の往復光路部分のレンズを光軸方向に移動させること
により、球面収差、非点収差、及び像面湾曲収差のうち
少なくとも一つを補正することを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明は、熱、気圧、又は照明条
件により発生する球面収差、非点収差、及び像面湾曲収
差のうち少なくとも一つを補正することを特徴とする。
件により発生する球面収差、非点収差、及び像面湾曲収
差のうち少なくとも一つを補正することを特徴とする。
【００１５】請求項４の発明は、前記レンズに入射した
光線は、開口絞り、又は開口絞りと等価な位置にあるミ
ラーで反射され、再度前記レンズに入射することを特徴
とする。
光線は、開口絞り、又は開口絞りと等価な位置にあるミ
ラーで反射され、再度前記レンズに入射することを特徴
とする。
【００１６】請求項５の発明は、前記ミラーは、凹面鏡
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
【００１７】請求項６の発明は、前記ミラーは、凸面鏡
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
【００１８】請求項７の発明は、光源にＡｒＦレーザを
用いることを特徴とする。
用いることを特徴とする。
【００１９】請求項８の発明は、光源にＦ2 レーザを用
いることを特徴とする。
いることを特徴とする。
【００２０】請求項９の発明は、前記光学系の非対称収
差であるコマ収差及び歪曲収差を、片道光路部分に設け
たレンズ収差に寄与する光学素子の移動によって補正す
ることを特徴とする。
差であるコマ収差及び歪曲収差を、片道光路部分に設け
たレンズ収差に寄与する光学素子の移動によって補正す
ることを特徴とする。
【００２１】請求項１０の発明は、上述した露光装置を
使用するデバイス製造方法であって、デバイスパターン
でウエハを露光し、露光されたウエハを現像することを
特徴とする。
使用するデバイス製造方法であって、デバイスパターン
でウエハを露光し、露光されたウエハを現像することを
特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２３】［実施形態１］図１は、本発明の露光装置
に用いる像面側ＮＡが０．６５以上の反射屈折型縮小投
影光学系であってビームスプリッタを備えたものの光路
図である。１はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ３は
それぞれ第１〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、ＢＳは
キューブ型のビームスプリッタである。本発明の露光装
置は、ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、
磁気ヘッドなどの各種デバイスを製造するプロセスで用
いられ、この装置によりウエハを露光し、露光されたウ
エハが現像されることになる。
に用いる像面側ＮＡが０．６５以上の反射屈折型縮小投
影光学系であってビームスプリッタを備えたものの光路
図である。１はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ３は
それぞれ第１〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、ＢＳは
キューブ型のビームスプリッタである。本発明の露光装
置は、ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、
磁気ヘッドなどの各種デバイスを製造するプロセスで用
いられ、この装置によりウエハを露光し、露光されたウ
エハが現像されることになる。
【００２４】第１レンズ群ＬＧ１と第３レンズ群ＬＧ３
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
【００２５】また、３は第２レンズ群ＬＧ２の中の光軸
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を光軸方向に移
動させるための駆動装置、５は装置４を制御してレンズ
３の移動を制御するための制御装置、６は収差計測装置
である。
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を光軸方向に移
動させるための駆動装置、５は装置４を制御してレンズ
３の移動を制御するための制御装置、６は収差計測装置
である。
【００２６】マスク１から出射した光線は第１レンズ群
ＬＧ１を通過し、ビームスプリッタＢＳを透過し、第２
レンズ群ＬＧ２を通過後、凹面鏡ＭＲ１に到達して反射
される。
ＬＧ１を通過し、ビームスプリッタＢＳを透過し、第２
レンズ群ＬＧ２を通過後、凹面鏡ＭＲ１に到達して反射
される。
【００２７】凹面鏡ＭＲ１で反射された光線は、第２レ
ンズ群ＬＧ２を再度通過後、ビームスプリッタＢＳに入
射し、反射されて９０度方向を変えて出射し、第３レン
ズ群ＬＧ３を通過後、ウエハ２上に収束して、像を形成
する。
ンズ群ＬＧ２を再度通過後、ビームスプリッタＢＳに入
射し、反射されて９０度方向を変えて出射し、第３レン
ズ群ＬＧ３を通過後、ウエハ２上に収束して、像を形成
する。
【００２８】露光が開始されると、露光光の一部がレン
ズ材料又はミラー材料に吸収され、レンズ材料又はミラ
ー材料の温度が上昇する。この温度上昇によってレンズ
材料又はミラー材料は膨張し面形状と面間隔は微小であ
るが変化する。また、レンズ材料は、屈折率の絶対値が
変化するとともに屈折率分布も変化する。これらの変化
によって、フォーカス位置が変化するが若干の収差も発
生するため、そのままではフォーカスを合わせても像性
能が若干劣化する。
ズ材料又はミラー材料に吸収され、レンズ材料又はミラ
ー材料の温度が上昇する。この温度上昇によってレンズ
材料又はミラー材料は膨張し面形状と面間隔は微小であ
るが変化する。また、レンズ材料は、屈折率の絶対値が
変化するとともに屈折率分布も変化する。これらの変化
によって、フォーカス位置が変化するが若干の収差も発
生するため、そのままではフォーカスを合わせても像性
能が若干劣化する。
【００２９】また、気圧の変化や照明条件が変わって
も、収差が発生するため像性能が変化する。
も、収差が発生するため像性能が変化する。
【００３０】そこで、制御装置５が、露光量や露光時間
やその他の露光条件からレンズ３の移動量に相当する駆
動量を決定し、駆動装置４を動作させる。それによって
レンズ３が所定量だけ光軸方向に移動し、発生した対称
性収差が補正される。制御装置５はこのようなオープン
ループの制御を行うだけでなく、公知の収差計測装置６
からの収差情報を得てその収差を補正するようにレンズ
３を移動させるクローズドループ制御を行うことも可能
である。
やその他の露光条件からレンズ３の移動量に相当する駆
動量を決定し、駆動装置４を動作させる。それによって
レンズ３が所定量だけ光軸方向に移動し、発生した対称
性収差が補正される。制御装置５はこのようなオープン
ループの制御を行うだけでなく、公知の収差計測装置６
からの収差情報を得てその収差を補正するようにレンズ
３を移動させるクローズドループ制御を行うことも可能
である。
【００３１】このようにレンズ３を移動させることによ
って、対称性収差を効果的に補正することができる。
って、対称性収差を効果的に補正することができる。
【００３２】図２は、図１における凹面ミラーＭＲ１の
近傍における収差の発生状況を説明するための図であ
る。説明が簡単なため、凹面ミラーＭＲ１で光路を展開
して表示している。
近傍における収差の発生状況を説明するための図であ
る。説明が簡単なため、凹面ミラーＭＲ１で光路を展開
して表示している。
【００３３】実際の光線は、レンズ３を通過し、凹面ミ
ラーＭＲ１で反射したあと、光線が逆向きに進みレンズ
３を再度通過するのであるが、ここでは展開図で示した
のでミラーで反射後も光線は右に進み、ミラーＭＲ１に
対してレンズ３と対称なレンズ３′を通過するように表
示している。７は周辺（マージナル）光線、８は主光線
である。
ラーＭＲ１で反射したあと、光線が逆向きに進みレンズ
３を再度通過するのであるが、ここでは展開図で示した
のでミラーで反射後も光線は右に進み、ミラーＭＲ１に
対してレンズ３と対称なレンズ３′を通過するように表
示している。７は周辺（マージナル）光線、８は主光線
である。
【００３４】凹面ミラーＭＲ１は、開口絞り位置開口絞
りと等価な位置（光学的に共役な位置を含む）にある。
りと等価な位置（光学的に共役な位置を含む）にある。
【００３５】レンズ３，３′は開口絞りに対して対称で
あるから、レンズ３，３′で発生する、コマ収差、歪曲
収差などの非対称性収差は、異符号で合計されるので互
いにキャンセルされて、非常に小さな量になる。
あるから、レンズ３，３′で発生する、コマ収差、歪曲
収差などの非対称性収差は、異符号で合計されるので互
いにキャンセルされて、非常に小さな量になる。
【００３６】一方、球面収差、非点収差、像面湾曲など
の対称性収差はレンズ３，３′で発生するものが同符号
で合計されるので、レンズ１枚のみの場合（光線が１回
のみ通過する場合）に比べて大きくなる。凹面ミラーＭ
Ｒ１とレンズ３，３′が近接している場合には、レンズ
１枚のみの場合の約２倍になる。
の対称性収差はレンズ３，３′で発生するものが同符号
で合計されるので、レンズ１枚のみの場合（光線が１回
のみ通過する場合）に比べて大きくなる。凹面ミラーＭ
Ｒ１とレンズ３，３′が近接している場合には、レンズ
１枚のみの場合の約２倍になる。
【００３７】結局、レンズ３，３′で大きく発生する収
差は、対称性収差のみであり、非対称性収差は小さい。
差は、対称性収差のみであり、非対称性収差は小さい。
【００３８】従って、レンズ３，３′と凹面ミラーＭＲ
１の間隔を（対称的に）変えた場合も、大きく変わる収
差は対称性収差のみであり、非対称性収差の変動は殆ど
ない。
１の間隔を（対称的に）変えた場合も、大きく変わる収
差は対称性収差のみであり、非対称性収差の変動は殆ど
ない。
【００３９】このように、凹面鏡の近くの、光線が２回
通過するレンズ部分を移動させると、非対称性収差に影
響を与えずに対称性収差のみを大きく変化させることが
可能となる。
通過するレンズ部分を移動させると、非対称性収差に影
響を与えずに対称性収差のみを大きく変化させることが
可能となる。
【００４０】従って、対称性収差を、この収差に寄与す
るレンズ３のような光学素子を、たとえば光軸方向に移
動させることによって、効果的に補正することができ
る。
るレンズ３のような光学素子を、たとえば光軸方向に移
動させることによって、効果的に補正することができ
る。
【００４１】［実施形態２］図３は、ビームスプリッタ
の代わりに折り曲げミラーを備えた像面側ＮＡが０．６
５以上の反射屈折型縮小投影光学系の光路図である。１
はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ３はそれぞれ第１
〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、ＭＲ２は折り曲げミ
ラーである。
の代わりに折り曲げミラーを備えた像面側ＮＡが０．６
５以上の反射屈折型縮小投影光学系の光路図である。１
はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ３はそれぞれ第１
〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、ＭＲ２は折り曲げミ
ラーである。
【００４２】第１レンズ群ＬＧ１と第３レンズ群ＬＧ３
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
【００４３】また、３は第２レンズ群ＬＧ２の中の光軸
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を移動させるた
めの駆動装置、５は装置４を制御してレンズ３の移動を
制御するための制御装置である。
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を移動させるた
めの駆動装置、５は装置４を制御してレンズ３の移動を
制御するための制御装置である。
【００４４】マスク１から出射した光線は第１レンズ群
ＬＧ１を通過し、第２レンズ群ＬＧ２を通過後、凹面鏡
ＭＲ１に到達して反射される。
ＬＧ１を通過し、第２レンズ群ＬＧ２を通過後、凹面鏡
ＭＲ１に到達して反射される。
【００４５】凹面鏡ＭＲ１で反射された光線は、第２レ
ンズ群ＬＧ２を再度通過後、中間像を形成するが、中間
像近傍に配置された折り曲げミラーＭＲ２によって反射
されて９０度方向を変え、第３レンズ群ＬＧ３を通過
後、ウエハ２上に収束して、像を形成する。
ンズ群ＬＧ２を再度通過後、中間像を形成するが、中間
像近傍に配置された折り曲げミラーＭＲ２によって反射
されて９０度方向を変え、第３レンズ群ＬＧ３を通過
後、ウエハ２上に収束して、像を形成する。
【００４６】この場合も露光が開始されると、露光光の
一部がレンズ材料又はミラー材料に吸収され、レンズ材
料又はミラー材料の温度が上昇することにより熱による
若干の収差も発生するため、そのままではフォーカスを
合わせても像性能が若干劣化する。
一部がレンズ材料又はミラー材料に吸収され、レンズ材
料又はミラー材料の温度が上昇することにより熱による
若干の収差も発生するため、そのままではフォーカスを
合わせても像性能が若干劣化する。
【００４７】また、気圧の変化や照明条件が変わって
も、像性能が変化する。
も、像性能が変化する。
【００４８】そのため、制御装置５が、露光量や露光時
間や照明条件やその他の露光条件や気圧などから駆動量
を決定し、駆動装置４を動作させる。それによって対称
性収差に寄与している光学素子であるレンズ３が所定量
だけ光軸方向に移動し、発生した対称性収差を補正す
る。制御装置５はこのようなオープンループの制御を行
うだけでなく、不図示の収差計測装置からの収差情報を
得てその収差を補正するようにレンズ３を移動させるク
ローズドループ制御を行うことも可能である。
間や照明条件やその他の露光条件や気圧などから駆動量
を決定し、駆動装置４を動作させる。それによって対称
性収差に寄与している光学素子であるレンズ３が所定量
だけ光軸方向に移動し、発生した対称性収差を補正す
る。制御装置５はこのようなオープンループの制御を行
うだけでなく、不図示の収差計測装置からの収差情報を
得てその収差を補正するようにレンズ３を移動させるク
ローズドループ制御を行うことも可能である。
【００４９】実施形態１と同じ理由により、非対称性収
差の影響を与えずに、対称性収差のみを効率よく補正す
ることができる。
差の影響を与えずに、対称性収差のみを効率よく補正す
ることができる。
【００５０】［実施形態３］図４は、ビームスプリッタ
を持たない別のタイプの等倍の反射屈折型投影光学系の
光路図である。１はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ
３はそれぞれ第１〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、Ｍ
Ｒ３は凸面鏡である。
を持たない別のタイプの等倍の反射屈折型投影光学系の
光路図である。１はマスク、２はウエハ、ＬＧ１〜ＬＧ
３はそれぞれ第１〜第３レンズ群、ＭＲ１は凹面鏡、Ｍ
Ｒ３は凸面鏡である。
【００５１】第１レンズ群ＬＧ１と第３レンズ群ＬＧ３
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
は光線が１回のみ通過し、第２レンズ群ＬＧ２は光線が
（往復するため）２回通過するレンズ群である。
【００５２】また、３は第２レンズ群ＬＧ２の中の光軸
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を移動させるた
めの駆動装置、５は装置４を制御してレンズ３の移動を
制御するための制御装置である。
方向に移動可能なレンズ、４はレンズ３を移動させるた
めの駆動装置、５は装置４を制御してレンズ３の移動を
制御するための制御装置である。
【００５３】本実施形態では第２レンズ群ＬＧ２はレン
ズ３のみである。また、レンズ群ＬＧ１及びＬＧ３は平
行平面板を含んでいてもよく、平行平面板のみから構成
されていてもよいものとする。
ズ３のみである。また、レンズ群ＬＧ１及びＬＧ３は平
行平面板を含んでいてもよく、平行平面板のみから構成
されていてもよいものとする。
【００５４】同図において、マスク１から出射した光線
は第１レンズ群ＬＧ１を通過し、凹面鏡ＭＲ１で反射さ
れ、第２レンズ群ＬＧ２を構成するレンズ３を通過後、
凸面鏡ＭＲ３で反射される。光線は再びレンズ３を通過
後、凹面鏡ＭＲ１で反射され、レンズ群ＬＧ３を通過
し、ウエハ２上に収束して、像を形成する。
は第１レンズ群ＬＧ１を通過し、凹面鏡ＭＲ１で反射さ
れ、第２レンズ群ＬＧ２を構成するレンズ３を通過後、
凸面鏡ＭＲ３で反射される。光線は再びレンズ３を通過
後、凹面鏡ＭＲ１で反射され、レンズ群ＬＧ３を通過
し、ウエハ２上に収束して、像を形成する。
【００５５】この場合も、制御装置５が、露光量や露光
時間や照明条件等の露光条件や気圧などから駆動量を決
定し、駆動装置４を動作させる。それによって収差に寄
与する光学素子であるレンズ３が所定量だけ光軸方向に
移動し、発生した対称性収差を補正する。制御装置５は
このようなオープンループの制御を行うだけでなく、不
図示の収差計測装置からの収差情報を得てその収差を補
正するようにレンズ３を移動させるクローズドループ制
御を行うことも可能である。実施形態１と同じ理由によ
り、対称性収差のみを効率よく補正することができる。
時間や照明条件等の露光条件や気圧などから駆動量を決
定し、駆動装置４を動作させる。それによって収差に寄
与する光学素子であるレンズ３が所定量だけ光軸方向に
移動し、発生した対称性収差を補正する。制御装置５は
このようなオープンループの制御を行うだけでなく、不
図示の収差計測装置からの収差情報を得てその収差を補
正するようにレンズ３を移動させるクローズドループ制
御を行うことも可能である。実施形態１と同じ理由によ
り、対称性収差のみを効率よく補正することができる。
【００５６】以上、３つのタイプの投影光学系に本発明
を適用した場合について述べたが、これら以外のタイプ
の反射屈折型光学系にも同様に本発明を適用することが
できる。
を適用した場合について述べたが、これら以外のタイプ
の反射屈折型光学系にも同様に本発明を適用することが
できる。
【００５７】また、説明の簡単のため、１つのレンズの
移動で説明したが、往復光路部分の複数のレンズを移動
してもよい。
移動で説明したが、往復光路部分の複数のレンズを移動
してもよい。
【００５８】また、対称性収差と非対称性収差の両方を
補正したい場合には、対称性収差の補正用としては光が
２回通過するレンズ（収差に寄与する光学素子）を、非
対称性収差の補正用としては光が１回通過するレンズ
（収差に寄与する光学素子）を選び、各々のレンズを移
動させることにより、対称性収差と非対称性収差の両方
を効率良く補正することができる。
補正したい場合には、対称性収差の補正用としては光が
２回通過するレンズ（収差に寄与する光学素子）を、非
対称性収差の補正用としては光が１回通過するレンズ
（収差に寄与する光学素子）を選び、各々のレンズを移
動させることにより、対称性収差と非対称性収差の両方
を効率良く補正することができる。
【００５９】このことについて、次の実施形態で説明す
る。
る。
【００６０】［実施形態４］図５は、図１の光学系に更
に、非対称性収差を補正する手段を加えた光学系の光路
図である。９は第１レンズ群ＬＧ１の中の光軸方向に移
動可能なレンズ、１０はレンズ９を移動させるための駆
動装置である。また、制御装置５は、駆動装置４と１０
の両方を制御することができる。
に、非対称性収差を補正する手段を加えた光学系の光路
図である。９は第１レンズ群ＬＧ１の中の光軸方向に移
動可能なレンズ、１０はレンズ９を移動させるための駆
動装置である。また、制御装置５は、駆動装置４と１０
の両方を制御することができる。
【００６１】本実施形態では、露光による温度上昇や、
気圧変化や照明条件の変化などによって発生する収差に
ついて、対称性収差（球面収差、非点収差、像面湾曲）
と非対称性収差（コマ収差、歪曲）の双方を補正する。
気圧変化や照明条件の変化などによって発生する収差に
ついて、対称性収差（球面収差、非点収差、像面湾曲）
と非対称性収差（コマ収差、歪曲）の双方を補正する。
【００６２】これらの原因などで収差が生じている場
合、先ず第１レンズ群ＬＧ１の中のレンズ９を光軸方向
に移動させることによって、非対称性収差を補正する。
合、先ず第１レンズ群ＬＧ１の中のレンズ９を光軸方向
に移動させることによって、非対称性収差を補正する。
【００６３】光学系のＮＡが大きい場合には、レンズ９
の移動により対称性収差が若干変化する。次に第２レン
ズ群ＬＧ２の中のレンズ３を光軸方向に移動させること
によって、非対称性収差を殆ど変えずに対称性収差を補
正することができる。以上の手順によって、本実施形態
では、非対称性収差と対称性収差の双方を、補正する。
このような双方の収差を補正する技術は実施携帯２，３
の光学系にも適用できる。
の移動により対称性収差が若干変化する。次に第２レン
ズ群ＬＧ２の中のレンズ３を光軸方向に移動させること
によって、非対称性収差を殆ど変えずに対称性収差を補
正することができる。以上の手順によって、本実施形態
では、非対称性収差と対称性収差の双方を、補正する。
このような双方の収差を補正する技術は実施携帯２，３
の光学系にも適用できる。
【００６４】尚、以上の説明では、非対称性収差の補正
を先に行い、対称性収差の補正を後に行うような手順を
説明したが、逆の順番で補正してもよく、また、非対称
性収差の補正と対称性収差の補正を交互に繰り返して補
正の精度を高めるような手順を用いてもよい。
を先に行い、対称性収差の補正を後に行うような手順を
説明したが、逆の順番で補正してもよく、また、非対称
性収差の補正と対称性収差の補正を交互に繰り返して補
正の精度を高めるような手順を用いてもよい。
【００６５】次に、本発明の反射屈折型投影光学系を図
８に示す従来例に適用する一例を示す。図８は、公知の
反射屈折型投影光学系（特開平１０−２０１９５号公報
の実施例１）を示したものであり、この光学系で往復光
路中の凹面鏡近傍のレンズを光軸方向に移動させた場合
の収差の変化量について説明する。
８に示す従来例に適用する一例を示す。図８は、公知の
反射屈折型投影光学系（特開平１０−２０１９５号公報
の実施例１）を示したものであり、この光学系で往復光
路中の凹面鏡近傍のレンズを光軸方向に移動させた場合
の収差の変化量について説明する。
【００６６】凹面鏡ＭＲ１の隣の往復光路中の凹レンズ
２枚（ＬＭで示した）を同時に光軸方向に（凹面鏡の方
向に）１μｍだけ移動させた場合の収差量を表１に示し
た。
２枚（ＬＭで示した）を同時に光軸方向に（凹面鏡の方
向に）１μｍだけ移動させた場合の収差量を表１に示し
た。
【００６７】
【表１】 この例の場合には、球面収差が大きく変わるのでレンズ
系ＬＭを球面収差の調整に使うことになる。同時にコマ
収差（波面収差非対称成分）や結像点の位置ずれ（倍率
変化や歪曲収差変化によるもの）も若干変化する。
系ＬＭを球面収差の調整に使うことになる。同時にコマ
収差（波面収差非対称成分）や結像点の位置ずれ（倍率
変化や歪曲収差変化によるもの）も若干変化する。
【００６８】従って、本発明をこの実施例に適用する際
には、図示の往復光路中のレンズ系ＬＭだけではなく、
片道光路中のいくつかのレンズも同時に光軸方向に動か
すことにより、変化する倍率と歪曲収差とコマ収差を補
正することになる。
には、図示の往復光路中のレンズ系ＬＭだけではなく、
片道光路中のいくつかのレンズも同時に光軸方向に動か
すことにより、変化する倍率と歪曲収差とコマ収差を補
正することになる。
【００６９】以上説明した各実施形態によれば、光が２
度通過する往復光路部分のレンズを光軸方向に移動させ
て、対称性収差を補正する方法を用いることにより、片
道光路部分のレンズの移動に比べて対称性収差の変化が
大きいので、補正可能な収差の範囲を大きくすることが
でき、また、同じ量の収差を補正する場合には、より小
さいストロークでより早い時間で補正を行うことができ
るという効果がある。
度通過する往復光路部分のレンズを光軸方向に移動させ
て、対称性収差を補正する方法を用いることにより、片
道光路部分のレンズの移動に比べて対称性収差の変化が
大きいので、補正可能な収差の範囲を大きくすることが
でき、また、同じ量の収差を補正する場合には、より小
さいストロークでより早い時間で補正を行うことができ
るという効果がある。
【００７０】また、非対称性収差を殆ど変えずに、対称
性収差のみを変化させることもできるで、収差の制御が
容易であるという効果がある。
性収差のみを変化させることもできるで、収差の制御が
容易であるという効果がある。
【００７１】また、硝材やミラーでの吸収が大きい場合
に本発明の効果が大きくなるので、ＡｒＦレーザやＦ2
レーザを光源とする光学系などで効果が大きい。
に本発明の効果が大きくなるので、ＡｒＦレーザやＦ2
レーザを光源とする光学系などで効果が大きい。
【００７２】また、ＮＡが０．６５以上と大きい場合
に、熱や気圧変化や照明条件変化による収差の変化が大
きくなるので、ＮＡが大きい光学系で本発明の効果が大
きい。
に、熱や気圧変化や照明条件変化による収差の変化が大
きくなるので、ＮＡが大きい光学系で本発明の効果が大
きい。
【００７３】
【発明の効果】以上、本発明によれば、光学系の対称性
収差を効果的に調整、補正できる。
収差を効果的に調整、補正できる。
【図１】本発明の露光装置に用いる反射屈折型光学系の
光路図
光路図
【図２】反射屈折光学系の収差を説明する光路図
【図３】折り曲げミラーを備えた反射屈折光学系の光路
図
図
【図４】ビームスプリッタを持たない別のタイプの反射
屈折光学系の光路図
屈折光学系の光路図
【図５】非対称収差を補正する手段を備えた反射屈折光
学系の光路図
学系の光路図
【図６】ビームスプリッタを備えた従来の反射屈折光学
系の光路図
系の光路図
【図７】中間像を形成させる従来の反射屈折光学系の光
路図
路図
【図８】特開平１０−２０１９５号公報に開示された反
射光学系の光路図
射光学系の光路図
１ マスク ２ ウエハ ３，９ 光軸方向に移動可能なレンズ ４，１０ レンズを移動させるための駆動装置 ５ レンズ移動を制御するための制御装置 ６ 収差計測装置 ＬＧ１ 第１レンズ群 ＬＧ２ 第２レンズ群 ＬＧ３ 第３レンズ群 ＭＲ１ 凹面鏡 ＭＲ２ 折り曲げミラー ＭＲ３ 凸面鏡 ＢＳ キューブ型のビームスプリッタ
Claims (10)
- 【請求項１】 反射屈折型の投影光学系の往復光路部分
にある収差に寄与する光学素子を移動することにより前
記光学系の対称性収差を調整することを特徴とする露光
装置。 - 【請求項２】 反射屈折型の投影光学系の往復光路部分
のレンズを光軸方向に移動させることにより、球面収
差、非点収差、及び像面湾曲収差のうち少なくとも一つ
を補正することを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 熱、気圧、又は照明条件により発生する
球面収差、非点収差、及び像面湾曲収差のうち少なくと
も一つを補正することを特徴とする請求項１記載の露光
装置。 - 【請求項４】 前記レンズに入射した光線は、開口絞
り、又は開口絞りと等価な位置にあるミラーで反射さ
れ、再度前記レンズに入射することを特徴とする請求項
１、２のいずれか一つに記載された露光装置。 - 【請求項５】 前記ミラーは、凹面鏡であることを特徴
とする請求項３記載の露光装置。 - 【請求項６】 前記ミラーは、凸面鏡であることを特徴
とする請求項３記載の露光装置。 - 【請求項７】 光源にＡｒＦレーザを用いることを特徴
とする請求項１、２のいずれか一つに記載された露光装
置。 - 【請求項８】 光源にＦ2 レーザを用いることを特徴と
する請求項１、２のいずれか一つに記載された露光装
置。 - 【請求項９】 前記光学系の非対称収差であるコマ収差
及び歪曲収差を、片道光路部分に設けたレンズ収差に寄
与する光学素子の移動によって補正することを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれか一つに記載された露光装
置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれか一つ記載さ
れた露光装置を使用して、デバイスパターンでウエハを
露光し、露光されたウエハを現像することを特徴とする
デバイス製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046323A JP4532647B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 露光装置 |
| EP01301632A EP1128218A3 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-22 | Projection exposure apparatus |
| US09/790,865 US6707532B2 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-23 | Projection exposure apparatus |
| US10/764,530 US7038761B2 (en) | 2000-02-23 | 2004-01-27 | Projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046323A JP4532647B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 露光装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237165A true JP2001237165A (ja) | 2001-08-31 |
| JP2001237165A5 JP2001237165A5 (ja) | 2007-03-29 |
| JP4532647B2 JP4532647B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=18568757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046323A Expired - Fee Related JP4532647B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6707532B2 (ja) |
| EP (1) | EP1128218A3 (ja) |
| JP (1) | JP4532647B2 (ja) |
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