JP2002196242A

JP2002196242A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれにより製造されたデバイス

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Publication number: JP2002196242A
Application number: JP2001339576A
Authority: JP
Inventors: Matthieu Frederic Bal; フレデリックバルマシュー; Florian Bociort; ボシオルトフロリアン; Josephus Johannes Maria Braat; ヨハンネスマリアブラートヨセフス
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2002-07-12
Also published as: DE60137301D1; JP2005258457A; KR100588112B1; US6556648B1; KR20020035751A; TW573234B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】改良されたＥＵＶ放射用投影システムおよび
その設計方法を提供すること。【解決手段】ミラーのシステムを数字Ｃで分類する、
ｎミラー・システムの分類法が次のように定義される。ここで、ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、
ａ_i＝１であり、ミラーｉでの主光線の入射角が正であ
る場合、ａ_i＝０であり、Ｍは投影システムの拡大率で
あり、さらに、添字ｉはシステムのミラーに、順次に、
番号を付ける。３種類の４ミラー・システム、１４種類
の６ミラー・システム、および１５４種類の８ミラー・
システムが、ＥＵＶリソグラフィ投影システムで有用で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射の投影ビーム
を供給するための放射システムと、設計されたパターン
に従って、投影ビームをパターニングする働きをするパ
ターニング手段を支持するための支持構造と、基板を保
持するための基板テーブルと、上記基板の目標部分にパ
ターニングされたビームを投影するための投影システム
とを備えるリソグラフィ投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで使用される「パターニング」とい
う用語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応
するパターンの断面を、入射放射ビームに与えるために
使用することができる手段のことを言うものと広く解釈
すべきである。また、用語「光弁」は、この状況で使用
することができる。一般に、前記パターンは、集積回路
または他のデバイスのような目標部分に作られるデバイ
ス内の特定の機能層に対応する（下を参照されたい）。
そのようなパターニング手段の例は、次のものを含む。
すなわち、マスク。マスクの概念は、リソグラフィでは
よく知られており、様々な混成マスクの種類はもちろん
のこと、２進位相シフト、交番位相シフト、および減衰
位相シフトのようなマスクの種類が含まれる。そのよう
なマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパ
ターンに応じて、マスクに当る放射の選択的な透過（透
過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起
こる。マスクの場合、支持構造は一般にマスク・テーブ
ルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、
確実に入射放射ビーム内の所望の位置に保持することが
できるようになり、さらに、望むならば、マスクをビー
ムに対して移動させることができるようになる。プログ
ラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイスの例は、
粘弾性制御層および反射表面を有するマトリック・アド
レス指定可能表面である。そのような装置の基本原理
は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入
射光を回折光として反射するが、アドレス指定されない
領域は入射光を非回折光として反射する。適当なフィル
タを使用して、前記非回折光を、反射ビームからフィル
タ除去して、後に回折光だけを残すことができる。この
ようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のア
ドレス指定パターンに従って、ビームはパターニングさ
れる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電
子的な手段を使用して行うことができる。そのようなミ
ラー・アレイについて、例えば、米国特許第５，２９
６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号か
らより多くの情報を収集することができる。これらの特
許は参照して本明細書に組み込む。プログラム可能ミラ
ー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば、フレーム
またはテーブルとして具体化することができ、必要に応
じて、固定するか、可動にすることができる。プログラ
ム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の例は、米国特許
第５，２２９，８７２号で与えられる。この特許は、参
照して本明細書に組み込む。上記のように、この場合の
支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具
体化することができ、必要に応じて、固定するか、可動
にすることができる。

【０００３】簡単にするために、この本文の残りは、あ
る場所で、特に、マスクおよびマスク・テーブルを含む
例に向けられる。しかし、そのような例で述べる一般的
な原理は、上で述べたようなパターニング手段のより広
い状況の中で理解すべきである。

【０００４】リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回
路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような
場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する
回路パターンを生成することができる。このパターンの
像が、放射敏感材料（レジスト）の層で覆われた基板
（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つま
たは複数のダイで構成される）に形成される。一般に、
単一ウェーハは全体として網の目のような隣接する目標
部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムに
より、一度に１つずつ、連続的に放射を照射される。マ
スク・テーブルのマスクによってパターンを形成する現
在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することが
できる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マ
スクパターンを一括して目標部分に露出することで、各
目標部分が放射を照射される。そのような装置は、通常
ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と
通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当るマスク
・パターンを、特定の基準方向（「走査」方向）に漸進
的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行
または逆平行に、基板テーブルを走査することで、各目
標部分が放射を照射される。一般に、投影システムは、
拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブル
が走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される
速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリソグラ
フィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０４６，７
９２号から、もっと多くの情報を収集することができ
る。この特許は、参照して本明細書に組み込む。

【０００５】リソグラフィ投影装置を使用する製造プロ
セスでは、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも
部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内
の）の像が作られる。この造影ステップの前に、基板
は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのよ
うな様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板
は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、
および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手
順に供される可能性がある。この手順の配列は、デバイ
ス例えばＩＣの個々の層をパターニングする基礎として
使用される。次に、そのようなパターニング層は、エッ
チング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーシ
ョン、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層
を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可
能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手
順、またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなけれ
ばならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェー
ハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは
鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離
し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続され
たキャリアに取り付けることができる。そのようなプロ
セスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏ
ｃｈｉｐＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：ＡＰｒａｃｔ
ｉｃａｌＧｕｉｄｅｔｏＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」，ＴｈｉｒｄＥｄｉ
ｔｉｏｎ，ｂｙＰｅｔｅｒｖａｎＺａｎｔ，
ＭｃＧｒａｗＨｉｌｌＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣ
ｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０
−４の本から得ることができる。この本を参照して本明
細書に組み込む。

【０００６】簡単にするために、投影システムを以下で
「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例
えば、屈折光学装置、反射光学装置、およびカタディオ
プトリック・システムなどの様々な種類の投影システム
を包含するものとして広く解釈すべきである。また、放
射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動
作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、または制
御する部品を含むことができる。さらに、そのような部
品もまた、下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼
ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２以上の
基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブ
ル）を有する種類のものであることがある。そのような
「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルは、並
列に使用されることがあり、または、他の１つまたは複
数のテーブルを露出に使用しながら、１つまたは複数の
テーブルで準備ステップが行われることがある。双子ス
テージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，
９６９，４４１号および国際公開ＷＯ９８／４０７９１
に記載されいる。これらを参照して、本明細書に組み込
む。

【０００７】ＥＵＶ放射で使用できる屈折レンズを製造
するのに適した材料は知られていない。したがって、投
影ビームにＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置の投
影しシステムは、一般に多層被覆ミラーを用いる反射光
学装置によらなければならない。ＥＵＶ放射用の投影シ
ステムは、例えば、「Ｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈ
ａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｒｏｊｅｃ
ｔｉｏｎｃａｍｅｒａｓｆｏｒＥＵＶｌｉｔｈ
ｏｇｒａｐｙ」，Ｌｅｒｎｅｒｅｔａｌ．Ｏｐ
ｔ．Ｅｎｇ．３９（３）７９２〜８０２，Ｍａ
ｒｃｈ２０００；国際公開ＷＯ９９／５７５９６（Ｂ
ｒａａｔ）；ＷＯ９９／５７６０６（Ｂｒａａｔ）；米
国特許第５，６８６，７２８号（Ｓｈａｆｅｒ）；およ
び米国特許第５，８１５，３１０号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ
ｏｎ）で提案された。これらのシステムには、全くテレ
セントリックでないまたは作業空間が非常に小さいなど
の様々な欠点があり、代わりのシステムが必要である。
下で説明する分類法では、Ｂｒａａｔの６ミラー・シス
テムはクラス４１（＋）に入り、Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ
の６ミラー設計はクラス４５（−）に入る。Ｌｅｒｎｅ
ｒｅｔ等によって説明された４ミラー・システムはクラ
ス９（＋）と１０（−）に入る。Ｓｈａｆｅｒによって
説明された６ミラー・システムおよび８ミラー・システ
ムはクラス４１（＋）と１６５（＋）に入る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、代わ
りの改良されたＥＵＶ放射用投影システムおよびそのよ
うなシステムの設計方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、放射の投影ビームを供給するための放射システム
と、所望のパターンに従って投影ビームをパターニング
する働きをするパターニング手段を支持するための支持
構造と、基板を保持するための基板テーブルと、基板の
目標部分にパターニングされたビームを投影するための
投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であっ
て、前記投影システムが、投影ビームの光路内に、丁度
４個の造影ミラーを有し、さらに２（−）、６（−）、
または９（−）の入射角分類Ｃを有し、ここで、

【数４】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝
１、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ
_i＝０、Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、添
字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けること
を特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。

【００１０】本発明の第２の態様によれば、放射の投影
ビームを供給するための放射システムと、所望のパター
ンに従って投影ビームをパターニングする働きをするパ
ターニング手段を支持するための支持構造と、基板を保
持するための基板テーブルと、基板の目標部分にパター
ニングされたビームを投影するための投影システムとを
備えるリソグラフィ投影装置であって、前記投影システ
ムが、投影ビームの光路内に、丁度６個の造影ミラーを
有し、さらに５（＋）、６（−）、９（＋）、１３
（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２（−）、２５
（＋）、２９（＋）、３４（−）、３７（＋）、３８
（−）、４２（−）または５４（−）の入射角分類Ｃを
有することを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供さ
れる。ここで、

【数５】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝
１、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ
_i＝０、Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、添
字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付ける。

【００１１】本発明の第３の態様によれば、放射の投影
ビームを供給するための放射システムと、所望のパター
ンに従って投影ビームをパターニングする働きをするパ
ターニング手段を支持するための支持構造と、基板を保
持するための基板テーブルと、基板の目標部分にパター
ニングされたビームを投影するための投影システムとを
備えるリソグラフィ投影装置であって、前記投影システ
ムは、投影ビームの光路内に、丁度８個の造影ミラーを
有し、の入射角分類Ｃを有することを特徴とするリソグラフィ
投影装置が提供される。ここで、

【数６】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝
１、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ
_i＝０、Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、添
字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付ける。

【００１２】本発明の実施形態は、開口数が０．１５
で、環状視野が像側で−２２．８ｍｍから−２３．８ｍ
ｍであり、横拡大率が１３ｎｍの波長で−０．２である
クラス６（−）の４ミラー投影システムで構成される。
そのようなシステムは、０．９７２の最小のストレール
比、０．０２６６波の最大波面誤差、および１２ｎｍの
最大歪曲を有することができる。

【００１３】本発明はまた、第４の態様で、リソグラフ
ィ装置を使用するデバイス製造方法であって、このリソ
グラフィ装置は、放射の投影ビームを供給するように構
成配列された照射システムと、マスクを保持するように
構成された第１の物体テーブルと、基板を保持するよう
に構成された第２の物体テーブルと、基板の目標領域に
マスクの放射照射部分の像を形成するように構成配列さ
れた投影システムとを備え、さらに、この方法は、パタ
ーンを含むマスクを、前記第１の物体テーブルに供給す
るステップと、放射敏感材料の層で少なくとも部分的に
覆われている基板を、前記第２の物体テーブルに供給す
るステップと、マスクの部分に放射を照射し、前記基板
の前記目標領域に、前記マスクの前記放射照射部分の像
を形成するステップとを含み、造影のステップで、上記
の第１、第２および第３の態様のいずれか１つで定義さ
れるような投影システムが使用されることを特徴とする
デバイス製造方法を提供する。

【００１４】本発明によるリソグラフィ投影装置を使用
する製造プロセスで、放射敏感材料（レジスト）の層で
少なくとも部分的に覆われている基板に、マスクのパタ
ーンの像が形成される。この造影ステップの前に、基板
は、下塗り、レジスト被覆、およびソフトベークのよう
な様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板は、
露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、およ
び形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順に
供される可能性がある。この手順の配列は、デバイス例
えばＩＣの個々の層をパターニングする基礎として使用
される。それから、そのようなパターニング層は、エッ
チング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーシ
ョン、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層
を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可
能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手
順、またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなけれ
ばならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェー
ハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは
鋸引きのような技法で、これらのデバイスを互いに分離
し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続され
たキャリアに取り付けることができる。そのようなプロ
セスに関するこれ以上の情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏ
ｃｈｉｐＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：ＡＰｒａｃｔ
ｉｃａｌＧｕｉｄｅｔｏＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」，ＴｈｉｒｄＥｄｉ
ｔｉｏｎ，ｂｙＰｅｔｅｒｖａｎＺａｎｔ，
ＭｃＧｒａｗＨｉｌｌＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣ
ｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０
−４の本から得ることができる。

【００１５】ＩＣ製造における本発明による装置の使用
を、この本文で、特に参照するが、そのような装置に、
他の多くの可能な用途があることは明確に理解すべきで
ある。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリ
用の案内パターンおよび検出パターン、液晶表示パネ
ル、薄膜磁気ヘッドなどの製造で使用することができ
る。当業者は理解するであろうが、そのような別の用途
の状況では、この本文における「レチクル」、「ウェー
ハ」または「ダイ」という用語の使用は、それぞれ、よ
り一般的な用語である「マスク」、「基板」および「目
標部分」で置き換えるものとして考えるべきである。

【００１６】この文書で、用語「放射」および「ビー
ム」は、イオン・ビームまたは電子ビームのような粒子
ビームだけでなく紫外放射（例えば、３６５、２４８、
１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）お
よびＥＵＶ（極端紫外放射、例えば、５から２０ｎｍの
範囲の波長を有する）を含んだ、全ての種類の電磁放射
を包含するように使用される。

【００１７】本発明および付随する利点は、例示的な実
施形態および添付の概略図を参照して下で説明する。

【００１８】様々な図面で、同様な部分は同じ参照記号
で示す。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施形態１図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投
影装置を模式的に示す。本装置は、この特定の場合には
放射源ＬＡも備える、放射（例えば、ＥＵＶ放射）の投
影ビームＰＢを供給するための放射システムＥｘ、ＩＬ
と、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するための
マスク・ホルダを備え、かつマスクを要素ＰＬに対して
正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接
続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ
と、基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェー
ハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ基板を要
素ＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決
め手段ＰＷに接続された第２の物体テーブル（基板テー
ブル）ＷＴと、マスクＭＡの放射照射部分の像を、基板
Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイで構成
される）に形成するための投影システム（「レンズ」）
ＰＬ（例えば、ミラー群）とを備える。ここに示すよう
に、本装置は、反射型（すなわち、反射マスクを有す
る）である。しかし、一般に、本装置は、例えば、透過
型（透過マスクを有する）であることもある。もしく
は、本装置は、上で言及したようなプログラム可能ミラ
ー・アレイの種類のような、他の種類のパターニング手
段を使用することができる。

【００２０】放射源ＬＡ（例えば、放電またはレーザ生
成プラズマ源）は、放射のビームを生成する。このビー
ムは、直接か、または、例えばビーム拡大器Ｅｘなどの
コンディショニング手段を通り抜けた後かいずれかで、
照射システム（照射系）ＩＬに送られる。照射系ＩＬ
は、ビーム内の強度分布の外側半径範囲および／または
内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−
ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭ
を備えることができる。さらに、照射系は、一般に、積
分器ＩＮ、集光器ＣＯなどの様々な他の部品を備える。
このようにして、マスクＭＡに当っているビームＰＢ
は、その断面内で所望の一様性と強度分布を持つ。

【００２１】図１に関して留意すべきことであるが、放
射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にあ
ることがあるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプの場
合、そうであることが多い）、また、放射源ＬＡがリソ
グラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成する
放射ビームが装置の中に導かれることがある（例えば、
適当な方向付けミラーを使用して）。この後者のシナリ
オは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多
い。この発明および特許請求の範囲は、これらのシナリ
オの両方を含む。

【００２２】ビームＰＢは、その後、マスク・テーブル
ＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。マスクＭ
Ａで選択的に反射されたビームＰＢは、レンズＰＬを通
り抜ける。このレンズＰＬは、基板Ｗの目標部分Ｃにビ
ームＰＢを収束させる。第２の位置決め手段ＰＷ（およ
び干渉測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、
例えばビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置
決めするように、正確に移動させることができる。同様
に、第１の位置決め手段ＰＭを使用して、例えば、マス
ク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後
で、または走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に
対して正確に位置決めすることができる。一般に、物体
テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い
位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使っ
て行われる。これらのモジュールは、図１に明示的に示
さない。しかし、ウェーハ・ステッパ（走査ステップ式
装置に対して）の場合は、マスク・テーブルＭＴは、短
行程用アクチュエータに接続されるだけでよい。また
は、固定されることもある。

【００２３】図示の装置は、２つの異なるモードで使用
することができる。１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基
本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（す
なわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影され
る。次に、異なる目標部分がビームＰＢで照射されるよ
うに、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向に移
動される。２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはま
るが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で
露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブ
ルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例え
ば、ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投
影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるよ
うになる。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度
Ｖ＝ｍｖで、同じまたは反対方向に同時に移動する。こ
こで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１
／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協す
る必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露出させること
ができる。

【００２４】ミラー・システム分類本発明に従って、ｎミラーのミラー・システムは、各ミ
ラー表面で入射ビームと比較した反射ビームの方向を参
照して分類される。Ｙ軸と、適当な参照面例えば投影シ
ステムの光軸ＺとＹ軸を含む面（図１に示すように）と
に沿って、物体高さは正であると定義したので、ミラー
での主光線ＣＲは、表面の法線と入射放射線の間の角度
が反時計回りである場合（図２に示すように）、正の入
射角αを持ち、法線と入射放射線の間の角度が時計回り
である場合、負の入射角を持つと定義される。さらに、
図１に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向が右手の直角座標系
を作るように、正のＸ方向に沿ってこの参照面を見なけ
ればならない。主光線は、物体の点から出てくる放射線
として定義する。この放射線は、絞りの中心を通過し、
したがって、また、入射瞳および射出瞳の中心、すなわ
ち、光軸からゼロの高さを通る。（この指定は任意であ
ることに注意されたい。この指定が矛盾しない限りで、
反射のどちらかの相対的な方向を正と見なして、この方
式を実施することができる。）２進数字「１」を主光線
の負の入射角に、「０」を正の入射角に割り当て、物体
からソースに向かってビームの光路に沿って、順番に、
システム内の各ミラーに２進数字を割り付け、この割り
付けられた２進数字の列で定義される２進数をミラー・
システムに割り当てる。便宜上、この２進数を十進表記
法で表す。

【００２５】さらに、入射角分類法の様々なクラスは、
システムの拡大率の符号を示すことで特徴付けられる。
ここで、この拡大率の符号は、クラス数の後の括弧内の
適当な符号で示す。例えば、６（−）。この符号は、拡
大率Ｍをその絶対値|Ｍ|で割ることで得られる。物体と
像が光軸の同じ側である場合、システムは正の拡大率を
有し、物体と像が反対側である場合、負の拡大率を有す
る。

【００２６】十進法入射角分類Ｃは、次式で表すことが
できる。

【数７】ここで、ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合
は、ａ_i＝１、ミラーｉでの主光線の入射角が正である
場合は、ａ_i＝０、Ｍは投影システムの拡大率であり、
さらに、添字ｉは物体からソースに向かって、順次に、
システムのミラーに番号を付ける。

【００２７】図２は、入射主光線ＣＲとミラーＭの４つ
の可能な配列を示す。Ａでは、入射主光線は左から右に
進み、α＞０の入射角を持つので、ａ_i＝０。Ｂでは、
入射主光線は右から左に進み、α＜０の入射角を持つの
で、ａ_i＝１。Ｃでは、入射主光線は右から左に進み、
α＞０の入射角を持つので、ａ_i＝０。Ｄでは、入射主
光線は左から右に進み、α＜０の入射角を持つので、ａ
_i＝１。凸面ミラーを示しているが、凹面ミラーおよび
平面ミラーについて、同じ指定が当てはまることに留意
されたい。

【００２８】入射角分類Ｃはミラー・システムを完全に
は定義しないが、システムの基本的配置は、その入射角
分類に固有である。特定のミラーでの反射が正か負かを
参照することで、そのミラーの向きおよびそれに続くミ
ラーの位置、すなわちビームの上か下か、を決定するこ
とができる。したがって、ミラー・システムの設計者
は、例えば、ＯｐｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＡｓ
ｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｐａｓａｄｅｎ，Ｃａｌｆｏｒ
ｎｉａ，ＵＳＡによるＣＯＤＥＶ（ＴＭ）などの市
販の放射線追跡ソフトウェアを使用して、システムを最
適化する前に、特定の分類数を使用してシステムを設計
することができる。留意すべきことであるが、システム
内の各ミラーの曲率、したがって倍率、が正か負かに基
づいたミラー・システムの以前の分類では、ミラー・シ
ステムの配置についての情報は何も得られない。また、
特定のミラー・システムの入射角分類は、ビーム経路の
簡単な検査で、容易に得ることができることに留意され
たい。

【００２９】上記の分類法および数値シミュレーション
を使用して、本発明者は、ある特定のクラスだけが、リ
ソグラフィ投影システムで投影システムとして使用でき
るミラー・システムを含むことを突き止めた。４ミラー
・システムでは、実現可能な投影システムはクラス２
（−）、６（−）、９（＋）、９（−）、および１０
（−）に存在する。６ミラー・システムでは、実現可能
な投影システムは、５（＋）、６（−）、９（＋）、１
３（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２（−）、２５
（＋）、２６（−）、２９（＋）、３４（−）、３７
（＋）、３８（−）、４１（＋）、４２（−）、４５
（＋）、および５４（−）のクラスに存在する。８ミラ
ー・システムでは、実現可能な投影システムは、のクラスに存在する。

【００３０】設計方法上で述べたように、ある特定のクラスによって、機能的
な投影システムが設計されうるミラー・システムの概略
配置が定義される。そのような設計プロセスに関する本
発明による方法を下で説明する。

【００３１】本発明による設計プロセスでは、システム
内のミラーは、図３に示すように定義される「厚さ」と
曲率で定義される。（用語「厚さ」は、屈折型システム
に対する類数で使用され、この屈折型システムは、従
来、表面曲率、表面間の厚さ、および表面間の媒体の屈
折率の点で定義されることに注意されたい。）このよう
にして、厚さｄ₀は、物体すなわちリソグラフィ装置内
の投影システムの場合のマスクと、（拡大造影）１番目
のミラーＭ₁と光軸ＯＡとの交点との間の距離である。
（拡大造影）１番目のミラーＭ₁と光軸ＯＡの交点と、
（拡大造影）２番目のミラーＭ₂と光軸ＯＡの交点の間
の距離がｄ₁である。２番目のミラーは、１番目のミラ
ーＭ₁と物体（マスクＭＡ）の間に位置しているので、
厚さｄ₁は負であることに留意されたい。一般に、厚さ
ｄ_iは、ミラーＭ_iと光軸ＯＡの交点と、ミラー_Mi+1と光
軸ＯＡの交点の間の距離である。ｎミラー・システムで
は、厚さｄ_nは最後のミラーＭ_nと像面の間の距離であ
る。ここで、基板Ｗは、リソグラフィ投影装置内に位置
している。下で説明する特定の実施形態では、追加の厚
さｄ _n+1が与えられる。これは、第一次の近似を使用し
て計算された像の位置と、実際の放射線追跡アルゴリズ
ムを使用して計算された像の位置との間の距離を表す。

【００３２】第一のステップで、設計方法は、下で説明
する近軸法を使用して、いくつかの制約条件の下で予想
されるシステムを特定する。また、さらに下で説明する
ように、これらのシステムに掩蔽があってはならない。
近軸法と制約条件によって、解決法を特定するためにサ
ンプル抽出される変数の数は限られるようになる。他の
ステップで、これらの解決法は、上で言及した実際の放
射線追跡法を使用して検査する。この放射線追跡法で
は、近軸の仮定はなく、また反射体の多層被覆もモデル
化することができる。

【００３３】近軸方法本発明は、マトリックス形式論を使用して、ミラー・シ
ステムの近軸近似から始まるミラー・システム設計法を
開発した。近軸近似では、角度の正弦は、角度として近
似する。すなわち、ｓｉｎα＝α。さらに、ミラーは平
らであると考えるが、ミラーの実際の曲率は、入射放射
線の角度に影響を与えるだけで、仮想の「平らな」面と
入射放射線の交点には影響を与えないと考えられる。

【００３４】参照して本明細書に組み込まれる「Ｉｎｔ
ｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＯｐｔｉｃｓ」ｂｙＦ
ｒａｎｋ＆ＬｅｎｏＰｅｄｒｏｔｔｉ，Ｐｒｅ
ｎｔｉｃｅＨａｌｌ１９９３；ＩＳＢＮ：０１３
５０１５４５６に記載されているようなマトリックス形
式論では、光学システムの記述は、移動と反射（および
／または、カタディオプトリックシステムまたは屈折式
システムでの屈折）のマトリックＭ_trans、Ｍ_reflの集
積から成る。この移動および反射のマトリックスは次式
で定義される。

【数８】

【数９】ここで、ｄ_iは次の表面までの距離であり、ｃ_iは表面の
曲率であり、この曲率は、球の中心が表面の右側にある
場合、正である。放射線の経路は、高さ（光軸からの距
離）と角度で作られるベクトル［高さ、角度］で与えら
れる。ベクトルと１つまたは複数のマトリックスとの掛
け算で、対応する移動または反射の後の放射線が与えら
れる。

【００３５】システム・マトリックスは、システム内の
全てのマトリックスの掛け算である。第１のマトリック
スは、第１の表面の反射マトリックスであり、最後から
２番目のマトリックスは、最後の反射面の前の先行する
厚さの移動マトリックスである。最後のマトリックス
は、最後の反射面の反射マトリックスである。実効焦点
距離、後方焦点距離、前方焦点距離、および近軸像距離
は、次のようにして、システム・マトリックスから導く
ことができる。

【００３６】システム・マトリックスが、

【数１０】と定義される場合、実効焦点距離は、

【数１１】で与えられ、後方焦点距離は、

【数１２】で与えられ、前方焦点距離は、

【数１３】で与えられ、さらに、近軸像距離、すなわち、最後の反
射面と像面の間の距離は、

【数１４】で与えられる。ここで、

【数１５】であり、ｍａｇｎはシステムの拡大率である。

【００３７】システムの第１の部分、すなわち物体面か
ら絞り（瞳）までのシステム・マトリックは、

【数１６】と表すことができるので、入射瞳までの距離Ｌ
_enpupは、次式で与えられる。

【数１７】

【００３８】システムの第２の部分、すなわち絞りから
像面までは、

【数１８】と表すことができるので、射出瞳までの距離Ｌ
_expupは、次式で与えられる。

【数１９】入射瞳までの距離および射出瞳までの距離は、Ａ_enpup
≠０の場合、次式で与えられる。

【数２０】

【００３９】制約条件上記の場合、システムに適用しなければならない様々な
制約条件を使用して、システムのある特定の表面の曲率
および厚さの式を、制約条件、および他の曲率と厚さの
関数として決定することができる。制約条件の例Ｇ１か
らＧ４を図５に示す。

【００４０】第１の制約条件Ｇ１は、物体の掩蔽の無い
照射を可能にする物体側でのテレセントリックからの最
小のずれであり、これによって、第１の面の曲率または
ミラー１と２の間の厚さを決定することができる。他の
制約条件Ｇ３は、像側での完全なテレセントリックであ
り、これによって、最後の表面の曲率または最後のミラ
ーと最後から２番目のミラーの間の厚さを決定すること
ができる。このテレセントリックの要求条件は、射出瞳
が無限遠にあるという要求条件に等しい。物体および像
が共役で、かつ所定の値の横拡大率を持つという要求条
件で、物体距離（Ｇ２）と像距離（Ｇ４）の値が固定さ
れる。

【００４１】物体距離Ｇ２すなわち第一の厚さは、シス
テムの所望拡大率の関数として解くことができる。近軸
像距離を像面の直ぐ前の表面の厚さに挿入し、物体距離
を、次式を満足するように修正する。

【数２１】

【００４２】現在のリソグラフィ装置では、Ｍは通常±
０．２０または±０．２５として設定される。すなわ
ち、それぞれ、５分の１または４分の１に縮小される。

【００４３】物体側でテレセントリックからのずれが最
小であることは、リソグラフィにおける重要な要求条件
である。反射物体（マスクＭＡ）は、放射システムから
出てくるビームで照射される。物体での主光線角は、入
射照射ビームが、物体から反射され投影システムに入っ
て行くビームと干渉しないようでなければならない。物
体側で、主光線の角度は、開口数とともに、ほとんどゼ
ロでなければならないし、さらに、全ての放射線の角度
は、これら２つの要求条件を満たすように、ゼロよりも
小さくまたは大きくなければならない。像側のテレセン
トリックのために、主光線の光軸に対する角度はゼロで
なければならない。最後のミラーの大きさは、開口数が
比較的大きいために、像とミラーの間の距離に応じて急
速に大きくなる。

【００４４】中間の像の数がゼロまたは偶数であるシス
テムは、拡大率が負である。システム全体を正の拡大率
にするためには、中間像の数は奇数でなければならな
い。

【００４５】物体側の作動距離は、物体に一番近い表
面、すなわち大抵の時に２番目のミラーと物体面の間の
最小距離である。像側で、作動距離は、像に一番近い
面、すなわち非常に多くの場合終りから２番目のミラー
と像面の間の最小距離である。作動距離は、ミラーの支
持物、および、物体と像の機械的な移動のためのスペー
スを与えるので、余り小さすぎてはならない。

【００４６】６ミラー・システムに上記の要求条件を適
用する例を下で説明する。これは、Ｗａｔｅｒｌｏｏ
ＭａｐｌｅＩｎｃ．５７ＥｒｂＳｔｒｅｅｔ
Ｗ．Ｗａｔｅｒｌｏｏ，ＯｎｔａｒｉｏＣａｎａｄ
ａＮ２Ｌ６Ｃ２で製作されたＭａｐｌｅ（ＴＭ）の
ようなソフトウェアを使用して、実施することができ
る。

【００４７】最初は、６ミラー・システムに使用される
式を導き出すことであるが、この式は、近軸法を使用す
る他の数のミラーに対しても有効である。マトリックス
表記法で、放射線はベクトル［高さ、ラジアン単位の角
度］で定義される。距離ｄ_iの後で、放射線［ｙ，ａ］
は、式（２）で与えられたマトリックスを使用して、

【数２２】となる。曲率ｃ_iのミラーの後で、放射線［ｙ，ａ］は
同じ高さであるが、角度は異なり、式９で与えられたマ
トリックスを使用して、

【数２３】となる。後で使用する式を導き出すために、最初に、絞
り面内の光軸を通過する放射線の像でテレセントリック
が必要であることで、ミラー５と６の間の距離を解く。
次のマトリックスＡは、絞り面から５番目のミラーの後
までのものであり、絞り面を置く場所を今は解かないの
で、未知の２×２のマトリックスを使用する。

【数２４】５番目のミラーから、６番目のミラーに向かって距離ｌ
ａ進む。ｌａが今解くべき変数である。

【数２５】マトリックスＭＣは、６番目のミラーの表面のものであ
る。

【数２６】絞りの中心を任意の角度ａｐで通過する放射線は、

【数２７】である。６番目のミラーの後のこの放射線は、

【数２８】となる。ここで、テレセントリックが必要なので、角度
はゼロに等しく、さらにミラー５と６の間の距離ｌａの
解ｏｐｌは、今は、次式となる。

【数２９】絞り面から６番目のミラーの後までのマトリックスは、
今は、次式となる。

【数３０】次に解くことは、物体と１番目のミラーの間の距離ｄ、
および物体と１番目のミラーの間での主光線（絞りの中
心を通過する）の角度の解ｙａである。所望の角度ｙａ
を有する、物体点ｙｏｂの放射線Ｙａは、次式のベクト
ルで与えられる。

【数３１】さらに、物体と１番目のミラーの表面の間の距離ｌは、
次式のマトリックスで与えられる。

【数３２】１番目のミラーの表面は、次式で与えられる。

【数３３】１番目のミラーと２番目のミラーの間の距離ｍは、次式
で与えられる。

【数３４】２番目のミラーの表面から絞り位置までの未知のマトリ
ックスは、次式で定義される。

【数３５】絞り面での主光線は、今、次式で与えられる。

【数３６】さらに、像で、主光線は、次式で与えられる。

【数３７】像での主光線の高さは、定義により、［ｍａｎｇ］×
［物体面（ｙｏｂ）での高さ］であり式（３０）からｌ
を解いて、次式のこの換算をシステムに課す。

【数３８】さらに、次式の距離ｍを解くことは定義によらなければ
ならないので、式（２９）において、主光線の高さは絞
り表面でゼロであるとする。

【数３９】１番目のミラーと２番目のミラーの間の距離ｍの解は、
今、次式のようになる。

【数４０】物体と１番目のミラーの間の距離ｌの解は、今、次式で
与えられる。

【数４１】式（２５）および（２７）のマトリックスＬおよびＭに
今得られた式を代入する。

【数４２】

【数４３】さらに、検査として、新しい式を用いて、６番目の表面
の後の主光線を計算する。角度は常にゼロであり、高さ
は物体高さに拡大率を掛けたものであると見なす。

【数４４】最終的な解は、最後のミラー面と像面の間の距離ｎであ
る。像面において、同じ物体点からの全ての放射線は、
高さ＝［拡大率］×［物体高さ］である点に集まる。

【００４８】最初に、物体点ｙｏｂからの放射線Ｙｂお
よび任意の角度ｙｂを定義する。

【数４５】

【数４６】像において、この放射線Ｙｂは、次式のようになる。

【数４７】像距離ｎの式は、像高さがｍａｎｇ・ｙｏｂである場
合、次式で与えられる。

【数４８】

【００４９】６ミラー・システム、ミラー２に絞りこれから、第１部でのこれらの誘導式を使用して、絞り
位置がミラー２にある６ミラー・システムの変数を解
き、厚さをｄ＝［ｄ０，ｄ１，ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ
５、ｄ６］と定義し、さらに、曲率をｃ＝［ｃ１，ｃ
２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６］と定義する。絞り（瞳）
位置は２番目の表面上にある。

【００５０】ベッツヴァルの和（すなわち、システムの
曲率の和、または、奇数表面の曲率を偶数表面の曲率か
ら引いたもの、またはその逆）に対する制限、例えばゼ
ロであることを、導入し、絞り面の曲率を解くために使
用することができる。しかし、ベッツヴァルの和がゼロ
であることは必須ではなく、ゼロでない値に適応するこ
とができる。

【００５１】ここで、物体から像までのシステムの全マ
トリックス、すなわち、反射率マトリックス（偶数の添
字）および移動マトリックス（奇数の添字）を定義す
る。

【数４９】

【００５２】最初に解くことは、無限遠にある射出瞳ま
たは像のテレセントリックである。絞り面で光軸を通過
する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞
り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、すぐ上
で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で生成され、
次式で与えられる。

【数５０】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは
次式で与えられる。

【数５１】そのように、ミラー５と６の間の距離を得たので、この
新しく得られた値を、適切なマトリックスおよび距離の
ベクトルで解く。

【数５２】ミラー１と２の間の距離は、次式として得られる。

【数５３】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式のよ
うになる。

【数５４】ミラー６と像面の間の距離は次式で与えられる。

【数５５】変数ａｎｇｌｅは、上の式（２４）に導入したｙａと同
一である。

【００５３】６ミラー・システム、ミラー３に絞り同様に元の誘導式を使用して、ここで示すように、ミラ
ー３に絞り位置がある６ミラー・システムの変数を解く
ことができる。

【００５４】最初に解くことは、無限遠にある瞳または
像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を通過す
る放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り
面から５番目のミラーまでのマトリックスは、すぐ上で
得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、次式
で与えられる。

【数５６】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックス
は、次式で与えられる。

【数５７】そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の
間の距離は、適切なマトリックスおよび距離のベクトル
でこの新しく得られた値を解いて、次式となる。

【数５８】ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

【数５９】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式であ
る。

【数６０】さらに、ミラー６と像面の間の距離は、次式である。

【数６１】

【００５５】６ミラー・システム、ミラー４に絞り同様に、元の誘導式を使用して、ミラー４に絞り位置が
ある６ミラー・システムの変数を解くことができる。

【００５６】再び、最初に解くことは、無限遠にある瞳
または像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を
通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならな
い。絞り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、
上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、
次式で与えられる。

【数６２】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックス
は、次式で与えられる。

【数６３】そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の
間の距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解
かれ、次式となる。

【数６４】ミラー１と２の間の距離は、次式となる。

【数６５】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式とな
る。

【数６６】ミラー６と像面の間の距離は、次式となる。

【数６７】

【００５７】６ミラー・システム、ミラー５に絞り再び、元の誘導式を用いて、ミラー５に絞り位置がある
６ミラー・システムの変数を解く。前のように、最初に
解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリ
ックである。絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、
像でゼロでなければならない。絞り面から５番目のミラ
ーまでのマトリックスは、上で得られた適切なＭマトリ
ックスの掛け算で得られ、次式で与えられる。

【数６８】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックス
は、次式で与えられる。

【数６９】そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の
間の距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解
かれ、次式となる。

【数７０】ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

【数７１】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式であ
る。

【数７２】さらに、ミラー６と像面の間の距離は、次式で与えられ
る。

【数７３】

【００５８】４ミラー・システム、ミラー２に絞りさらに再び、これらの誘導式を用いて、ミラー２に絞り
位置がある４ミラー・システムの変数を解くことができ
る。いつものように、最初に解くことは、無限遠にある
瞳または像でのテレセントリックである。絞り表面の光
軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければなら
ない。絞り面から３番目のミラーまでのマトリックス
は、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で生成
され、次式で与えられる。

【数７４】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックス
は、次式で与えられる。

【数７５】そのようにして、上で得たように、ミラー３と４の間の
距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解か
れ、次式となる。

【数７６】ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

【数７７】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式であ
る。

【数７８】さらに、ミラー４と像面の間の距離は、次式で与えられ
る。

【数７９】

【００５９】４ミラー・システム、ミラー３に絞り再び、元の誘導式を用いて、ミラー３に絞り位置がある
４ミラー・システムの変数を解く。最初に解くことは、
無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。
絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでな
ければならない。絞り面から３番目のミラーまでのマト
リックスは、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け
算で得られ、次式で与えられる。

【数８０】２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックス
は、次式で与えられる。

【数８１】そのようにして、ミラー３と４の間の得られた距離は、
次式となる。

【数８２】さらに、適切なマトリックスと距離のベクトルでこの新
しく得られた値を解く。ミラー１と２の間の距離は、次
式である。

【数８３】さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式であ
る。

【数８４】さらに、ミラー４と像面の間の距離は、次式で与えられ
る。

【数８５】

【００６０】掩蔽屈折レンズで遭遇しないミラー・システム設計での特有
の問題は、ビームがそのジグザグしたコースで他のミラ
ーによって掩蔽されることが無いようにすることであ
る。必要なジグザグ経路のために、投影ビームが光経路
の連続したミラーＩとＩ＋１の間を進むときに、多くの
場合、ビームは少なくとも１つの他のミラーＪのそばを
通過する。このようにして、光学システムが掩蔽されな
いために、介在するミラーＪの位置および範囲は、ミラ
ーＪがミラーＩとＩ＋１の間のビームのどの部分とも交
わることがないようにすることが必要である。これを図
４に示す。ここでは、ミラーＪは、完全に、ＩとＩ＋１
の間のビームの下にあるが、ミラーＪ’は部分的にビー
ムと交わっていることが理解できる。ミラーＪの配列
は、許されない。

【００６１】可能性のある投影システムのモデルでは、
掩蔽は次の手順で検出することができる。１．光経路の連続するミラーＩ、Ｉ＋１の各組につい
て、ＩとＩ＋１の間の光軸（Ｚ軸）上に位置するミラー
Ｊ（ＪはＩ、Ｉ＋１に等しくない）が存在するかどうか
を検査する。２．Ｊが存在する場合、光軸上のミラーＪの位置で、Ｉ
からＩ＋１に向かう最端放射線の光軸からの距離（Ｙ位
置）を計算する。３．ミラーＪの最上部および下部が、ＩからＩ＋１への
両方の最端放射線よりも両方とも上か（すなわち、より
大きなＹ位置にある）、または両方とも下か（すなわ
ち、より小さなＹ位置にある）を検査する。（３）の検
査が不合格であった場合、ミラーＪはＩからＩ＋１への
ビームを少なくとも部分的に隠しており、ミラー・シス
テムは、修正するか、不合格にしなければならない。

【００６２】好ましい４ミラー・システム図６は、図１のリソグラフィ装置で使用することができ
るクラス９（＋）のミラー・システムを示す。このクラ
スでは、絞りはミラー２または３に位置決めすることが
できる。図６のシステムでは、絞り位置は表面２にあ
る。このシステムの環状視野は、物体側に定義され、任
意単位で１１４と１１８の間であり、０．２５（物体側
で０．０５）の開口数である。拡大率は０．２であり、
中間像はミラー３と４の間に形成される。このシステム
の第１次の曲率および厚さは、任意の単位で、下の表１
に示す。曲率および厚さの見出された値は、基準化係数
を使用して、再調整することができる。厚さにその係数
を掛けた場合、曲率はその係数で割らなければならな
い。また、その逆である。

【００６３】図７もクラス９（＋）のミラー・システム
を示す。この場合、絞りはミラー３にあり、中間像はミ
ラー１と２の間にある。このシステムの第１次の曲率お
よび厚さを、任意の単位で、下の表２に示す。

【００６４】図８は、３番目のミラーに絞りがあるクラ
ス２（−）のシステムの例を示す。物体（マスクＭＡ、
表面０）から、全ての放射線は、負の角度で（ゼロの角
度は光軸に平行である）、１番目の凸面ミラーＭ₁に向
かって進む。凸面ミラーＭ₁は、ビームを大きな凹面ミ
ラーＭ₂に向かって上方に反射する。２番目のミラーＭ₂
の位置は、物体（マスクＭＡ）とミラーＭ₁の間のビー
ムより上でなければならない。次に、ビームは、ミラー
Ｍ₁の下で、絞り面ミラーＭ₃に向かって進む。絞り面か
ら、ビームは凹面ミラーＭ₄に向かって反射される。ミ
ラーＭ₄は、像（表面５）のテレセントリック照射を責
任を持って行う。このシステムの第１次の曲率および厚
さを、任意の単位で、下の表３に示す。

【００６５】図９に示すクラス６（−）のシステムは、
対称的な設計の２組のミラーから成る。物体（マスクＭ
Ａ、表面０）から、全ての放射線は、負の角度で（ゼロ
の角度は光軸に平行である）、第１の凸面ミラーＭ₁に
向かって進む。物体はできるだけテレセントリックに照
射される。これはリソグラフィのための要求条件であ
る。凸面ミラーＭ₁は、ビームを大きな凹面ミラーＭ₂に
向かって上方に反射する。このミラーの位置は、物体と
ミラーＭ₁の間のビームより上でなければならない。こ
の点まで、この設計はクラス２（−）の設計（図８に示
す）に似ている。次に、ビームは、ミラーＭ₁の最上部
に制限されて、ミラーＭ₁の上を越えてミラーＭ₃の絞り
表面に向かって進む。絞り面Ｍ₃から、ビームは凹面ミ
ラーＭ₄に向かって反射される。ミラーＭ４は、像（表
面５）のテレセントリック照射を責任を持って行う。こ
のシステムの環状視野は像側で定義され、−２２．８か
ら−２３．８の間であり、０．１５の開口数で、少なく
とも０．９７２のストレール比となる。このシステムの
第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表４に
示す。

【００６６】２番目の表面に絞りを有するクラス９
（−）のシステムを図１０に示す。このシステムの環状
視野は、像側で定義され、任意の単位で１１４から１１
８の間にあり、０．２（物体側で０．０５）の開口数で
ある。このシステムの第１次の曲率および厚さは、任意
の単位で、下の表５に示す。

【００６７】図１１はクラス１０（−）のシステムであ
る。このシステムの環状視野は物体側で定義され、任意
の単位で１１４と１１８の間であり、０．２（物体側で
０．０５）の開口数である。このシステムの第１次の曲
率および厚さは、下の表６に示す。

【００６８】好ましい６ミラー・システム実現可能であると判明した全ての６ミラー・システム
は、正の拡大率を持つとき、中間像を有する。

【００６９】図１２は、クラス９（＋）の６ミラー・シ
ステムを示し、このシステムでは、絞りをミラー２、
３、４、および５に位置付けることができる。このシス
テムは、ミラー２と５の間にある中間像を有する。この
システムの環状視野は、対物側で定義され、任意の単位
で１１４と１１８の間であり、０．２４（物体側で０．
０６）の開口数である。このシステムの第１次の曲率お
よび厚さを、任意の単位で、下の表７に示す。

【００７０】クラス３７（＋）の６ミラー・システム
は、ミラー２、３、４、または５に位置付けされた絞り
を有し、さらにミラー２と５の間にある中間像を有す
る。そのようなシステムの環状視野は、像側で定義さ
れ、任意の単位で２７と３０の間であり、０．２４の開
口数である。

【００７１】図１３に示すシステムは、表面２に絞りを
有する。このシステムは、物体近くにあるミラー対と像
の近くに集まった４個のミラーとからなる。物体（マス
クＭＡ、表面０）から、全ての放射線は、負の角度で、
１番目の凹面ミラーＭ₁に向かって進む。凹面ミラーＭ₁
は、ビームをミラーＭ₂に向かって下方に反射する。こ
のミラーＭ₂はほぼ平らである。ミラーＭ₂の最上部は、
物体とミラーＭ₁の間のビームよりも下であるように制
限される。ミラーＭ₂とＭ₃の間のビームによって、小さ
なミラーＭ₄の下部は制限され、一方で、ミラーＭ₄とＭ
₅の間のビームによって、ミラーＭ₄の最上部が制限され
る。最後に、最後のミラーＭ₆と像の間のビームで、ミ
ラーＭ₅の最上部が制限される。このシステムの第１次
の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表８に示す。

【００７２】比較のために、図１４は、表面５に絞りを
有するクラス３７（＋）の６ミラー・システムを示す。
このシステムの環状視野は、像側で定義され、任意の単
位で２７と３０の間であり、０．２４の開口数である。
このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位
で、下の表９に示す。

【００７３】好ましい８ミラー・システム表面３に絞りのあるクラス１６５（＋）の８ミラー・シ
ステムを図１５に示す。このシステムの環状視野は、物
体側で定義され、任意の単位で１１６と１２４の間であ
り、０．２４（物体側で０．０６）の開口数である。こ
のシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位
で、下の表１０に示す。

【００７４】クラス１６９（＋）の８ミラー・システム
を図１６に示し、その要素の曲率および厚さを表１１に
示す。このシステムは、任意の単位で１１４と１１８の
間の物体側の環状視野、０．４の開口数、歪曲＜２．９
ｎｍ、および実効波面誤差＜０．３λを有する。

【００７５】クラス１８１（＋）の８ミラー・システム
を図１７に示し、その要素の曲率および厚さを表１２に
示す。再び、物体側の環状視野は、１１４と１１８単位
の間であり、開口数は０．４である。しかし、歪曲＜
１．９ｎｍで、実効波面誤差＜０．５λである。

【００７６】クラス１５０（−）の８ミラー・システム
を図１８に示し、その要素の曲率および厚さを表１３に
示す。このシステムは、歪曲＜２．６ｎｍで実効波面誤
差＜０．１９λである。

【００７７】クラス１８２（−）の８ミラー・システム
を図１９に示し、その要素の曲率および厚さを表１４に
示す。同様に、このシステムは、任意の単位で１１４と
１１８の間の物体側の環状視野、０．４の開口数、＜１
λの実効波面誤差、および歪曲＜２．１８ｎｍを有す
る。

【００７８】上で本発明の特定の実施形態について説明
したが、本発明は、説明したものと違った方法で実施す
ることができることは理解されるであろう。説明は本発
明を制限する意図ではない。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【表１１】

【表１２】

【表１３】

【表１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるリソグラフィ投
影装置である。

【図２】本発明の入射角分類方式を説明する際に使用さ
れる図である。

【図３】本発明で使用される厚さおよび曲率の定義を示
す図である。

【図４】ミラー設計におけるビーム掩蔽を決定する方法
を説明する際に使用される図である。

【図５】本発明によるミラー・システムの設計で、ある
制約条件が適用される方法を説明する際に使用される図
である。

【図６】本発明の実施形態によるミラー・システムの図
である。

【図７】本発明の実施形態によるミラー・システムの図
である。

【図８】本発明の実施形態によるミラー・システムの図
である。

【図９】本発明の実施形態によるミラー・システムの図
である。

【図１０】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１１】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１２】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１３】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１４】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１５】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１６】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１７】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１８】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【図１９】本発明の実施形態によるミラー・システムの
図である。

【符号の説明】

ＬＡ放射源ＩＬ放射システムＡＭ調整手段ＩＮ積分器ＣＯ集光器ＰＬ投影システムＩＦ干渉測定手段ＭＡマスク（レチクル）ＰＭ第１の位置決め手段ＭＴ第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭミラーＣ目標部分ＰＢ投影ビームＷ基板（ウェーハ）ＷＴ第２の物体テーブル（基板テーブル）ＰＷ第２の位置決め手段ＣＲ主光線ｄ厚さ α 入射角ＩミラーＪミラーＪ’ ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨセフスヨハンネスマリアブラートオランダ国デルフトプレインデルフツィヒト 18 Ｆターム(参考） 2H087 KA21 NA02 NA04 RA32 TA00 TA02 2H097 CA15 GB00 LA10 5F046 BA03 CB12 CB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射の投影ビームを供給するための放射
システムと、所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニング
する働きをするパターニング手段を支持するための支持
構造と、基板を保持するための基板テーブルと、前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを
投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投
影装置であって、前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度４
個の造影ミラーを有し、さらに２（−）、６（−）、ま
たは９（−）の入射角分類Ｃを有し、ここで、【数１】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１
であり、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０
であり、Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに前記添字
ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを
特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】前記投影システムが、２番目または３番
目のミラーに絞りを有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記投影システムが、１番目と２番目の
ミラーの間、または２番目と３番目のミラーの間、また
は３番目と４番目のミラーの間に中間の像を有する請求
項１または２に記載の装置。
【請求項４】放射の投影ビームを供給するための放射
システムと、所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニング
する働きをするパターニング手段を支持するための支持
構造と、基板を保持するための基板テーブルと、前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを
投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投
影システムであって、前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度６
個の造影ミラーを有し、さらに５（＋）、６（−）、９
（＋）、１３（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２
（−）、２５（＋）、２９（＋）、３４（−）、３７
（＋）、３８（−）、４２（−）、または５４（−）の
入射角分類Ｃを有し、ここで、【数２】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１
であり、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０
であり、Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに前記添字
ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを
特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項５】前記投影システムが、２番目、３番目、
４番目または５番目のミラーに設置された絞りを有する
請求項５に記載の装置。
【請求項６】前記投影システムが、２番目と５番目の
ミラーの間に中間の像を有する請求項４または５に記載
の装置。
【請求項７】放射の投影ビームを供給するための放射
システムと、所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニング
する働きをするパターニング手段を支持するための支持
構造と、基板を保持するための基板テーブルと、前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを
投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投
影システムであって、前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度８
個の造影ミラーを有し、さらにの入射角分類Ｃを有し、ここで、【数３】ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１
であり、ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０
であり、Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに前記添字
ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを
特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項８】前記投影システムは、依然として掩蔽が
ないマスクの照射を可能にしながら、物体の各点につい
て、前記物体から発する放射線束内の、光軸と最小の角
度を形成する放射線が、前記光軸に対して１０゜以下の
角度を形成するように、テレセントリックからのずれが
最小である先行する請求項のいずれか一項に記載の装
置。
【請求項９】物体の各点について、前記開き絞りの中
心を通過する放射線が、像空間で、光軸と１゜以下の角
度を形成するように、前記投影は、像側で、実質的にテ
レセントリックである先行する請求項のいずれか一項に
記載の装置。
【請求項１０】前記投影システム内の各ミラーが、光
軸に関して実質的に回転対称である先行する請求項のい
ずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】前記投影システムの有する拡大率の絶
対値が、１／３から１／１０の範囲、好ましくは１／４
または１／５に実質的に等しい先行する請求項のいずれ
か一項に記載の装置。
【請求項１２】前記投影ビームが、極端紫外放射を備
え、例えば、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは
９から１６ｎｍの波長を有する先行する請求項のいずれ
か一項に記載の装置。
【請求項１３】前記支持構造が、マスクを保持するた
めのマスク・テーブルを備える先行する請求項のいずれ
か一項に記載の装置。
【請求項１４】前記放射システムが、放射源を備える
先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】放射敏感材料の層で少なくとも部分的
に覆われている基板を供給するステップと、放射システムを使用して、放射の投影ビームを供給する
ステップと、前記投影ビームにその断面のパターンを与えるパターニ
ング手段を使用するステップと、放射敏感材料の前記層の目標部分に、放射の前記パター
ニングされたビームを投影するステップとを備えるデバ
イス製造方法であって、造影の前記ステップで、先行する請求項のいずれか一項
に定義されるような投影システムが使用されることを特
徴とするデバイス製造方法。
【請求項１６】請求項１５の方法に従って製造された
デバイス。