JP2002208551A - 反射屈折光学系及び投影露光装置 - Google Patents
反射屈折光学系及び投影露光装置Info
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- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Abstract
(57)【要約】
【課題】 極紫外領域，特に２００ｎｍ以下の波長に対
しても良好に色収差補正され，高解像に必要な０．６以
上の高ＮＡを有し，全ての光学部材が１本の直線上にあ
り，長方形の露光フィールドを形成可能な反射屈折光学
系及び該光学系を備える投影露光装置を提供すること。 【解決手段】 像側テレセントリックな光束に基づいて
第１面の像を第２面上に形成し，２つ以上かつ偶数個の
反射面と，少なくとも１つの屈折部材とを有し，偶数個
の反射面のうち第１面から数えて奇数番目の反射面のう
ちの少なくとも１つは凹面反射面であり，凹面反射面の
有効径をＭＡ１，少なくとも１つの屈折部材のうちの最
も有効径が大きな屈折部材の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） を満足し，凹面反射面の凹面は，第２面と反対側に向け
られていることを特徴とする反射屈折光学系を提供す
る。
しても良好に色収差補正され，高解像に必要な０．６以
上の高ＮＡを有し，全ての光学部材が１本の直線上にあ
り，長方形の露光フィールドを形成可能な反射屈折光学
系及び該光学系を備える投影露光装置を提供すること。 【解決手段】 像側テレセントリックな光束に基づいて
第１面の像を第２面上に形成し，２つ以上かつ偶数個の
反射面と，少なくとも１つの屈折部材とを有し，偶数個
の反射面のうち第１面から数えて奇数番目の反射面のう
ちの少なくとも１つは凹面反射面であり，凹面反射面の
有効径をＭＡ１，少なくとも１つの屈折部材のうちの最
も有効径が大きな屈折部材の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） を満足し，凹面反射面の凹面は，第２面と反対側に向け
られていることを特徴とする反射屈折光学系を提供す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，マイクロデバイス
（半導体素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド，撮像素
子，ＣＣＤ素子等）を製造するためのフォトリソグラフ
ィ工程中で使用される投影露光装置に好適な反射屈折光
学系及び該反射屈折光学系を備えた投影露光装置に関
し，特に，走査型投影露光装置に適した反射屈折光学系
に関する。
（半導体素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド，撮像素
子，ＣＣＤ素子等）を製造するためのフォトリソグラフ
ィ工程中で使用される投影露光装置に好適な反射屈折光
学系及び該反射屈折光学系を備えた投影露光装置に関
し，特に，走査型投影露光装置に適した反射屈折光学系
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトリ
ソグラフィ工程において，フォトマスクまたはレチクル
（以下，まとめてレチクルという）のパターン像を，投
影光学系を介して，フォトレジスト等が塗布されたウエ
ハまたはガラスプレート等（以下，まとめてウエハとい
う）上に露光する投影露光装置が使用されている。半導
体素子等の集積度が向上するにつれて，投影露光装置に
使用されている投影光学系に要求される解像力は益々高
まっている。この要求を満足するためには，照明光の波
長を短くし，且つ投影光学系の開口数（以下，ＮＡとい
う）を大きくする必要が生じる。照明光は，ｇ線（波長
４３６ｎｍ）からｉ線（波長３６５ｎｍ），さらにはＫ
ｒＦレーザ（波長２４８ｎｍ）へと短波長化が進んでい
る。そして，将来は，ＡｒＦレーザ（波長１９３ｎ
ｍ），Ｆ2レーザ（波長１５７ｎｍ）へと移行する可能
性が大きい。
ソグラフィ工程において，フォトマスクまたはレチクル
（以下，まとめてレチクルという）のパターン像を，投
影光学系を介して，フォトレジスト等が塗布されたウエ
ハまたはガラスプレート等（以下，まとめてウエハとい
う）上に露光する投影露光装置が使用されている。半導
体素子等の集積度が向上するにつれて，投影露光装置に
使用されている投影光学系に要求される解像力は益々高
まっている。この要求を満足するためには，照明光の波
長を短くし，且つ投影光学系の開口数（以下，ＮＡとい
う）を大きくする必要が生じる。照明光は，ｇ線（波長
４３６ｎｍ）からｉ線（波長３６５ｎｍ），さらにはＫ
ｒＦレーザ（波長２４８ｎｍ）へと短波長化が進んでい
る。そして，将来は，ＡｒＦレーザ（波長１９３ｎ
ｍ），Ｆ2レーザ（波長１５７ｎｍ）へと移行する可能
性が大きい。
【０００３】照明光の波長が短くなると，光の吸収によ
って実用に耐える硝材の種類は限られ，波長が３００ｎ
ｍ以下になると，現在のところ実用上使える硝材は合成
石英と蛍石だけである。さらに波長が１７０ｎｍ以下で
は蛍石のみが使用可能である。このように，屈折レンズ
系のみ，特に単一の硝材のみで構成された投影光学系で
は，色収差の補正が不可能となる。一方，発振波長が２
００ｎｍ以下のレーザ光源は発振波長域の狭帯化が進ん
でいても波長にある程度の幅を有している。このため，
良好なコントラストを保ったままパターンの投影露光を
行うためには，ｐｍ（ピコメートル）オーダーの色消し
収差補正が必要となる。以上のことから，色収差を補正
する手段として，凹面反射鏡を含む光学系の使用が望ま
れ，特に露光波長が１７０ｎｍ以下では反射光学系が殆
ど必須となっている。
って実用に耐える硝材の種類は限られ，波長が３００ｎ
ｍ以下になると，現在のところ実用上使える硝材は合成
石英と蛍石だけである。さらに波長が１７０ｎｍ以下で
は蛍石のみが使用可能である。このように，屈折レンズ
系のみ，特に単一の硝材のみで構成された投影光学系で
は，色収差の補正が不可能となる。一方，発振波長が２
００ｎｍ以下のレーザ光源は発振波長域の狭帯化が進ん
でいても波長にある程度の幅を有している。このため，
良好なコントラストを保ったままパターンの投影露光を
行うためには，ｐｍ（ピコメートル）オーダーの色消し
収差補正が必要となる。以上のことから，色収差を補正
する手段として，凹面反射鏡を含む光学系の使用が望ま
れ，特に露光波長が１７０ｎｍ以下では反射光学系が殆
ど必須となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，投影露
光装置の投影光学系の光路中に凹面鏡を用いると，レチ
クル側からこの凹面反射鏡に入射した光が反射されて再
び元のレチクル側に逆進してしまう。このため，凹面鏡
に入射する光の光路と凹面反射鏡で反射される光の光路
を分離すると共に，凹面反射鏡からの反射光をウエハ方
向へ導くための技術が，すなわち反射屈折光学系により
投影光学系を構成する種々の技術が，従来から多く提案
されている。
光装置の投影光学系の光路中に凹面鏡を用いると，レチ
クル側からこの凹面反射鏡に入射した光が反射されて再
び元のレチクル側に逆進してしまう。このため，凹面鏡
に入射する光の光路と凹面反射鏡で反射される光の光路
を分離すると共に，凹面反射鏡からの反射光をウエハ方
向へ導くための技術が，すなわち反射屈折光学系により
投影光学系を構成する種々の技術が，従来から多く提案
されている。
【０００５】しかし，例えば特開平５−２８１４６９号
公報に開示された光学系では，光路折り曲げミラーまた
はビームスプリッターが必要となり，光学系を製造する
ために複数の鏡筒を要し，製造が困難であること，また
は光学部品の調整が困難であること等の問題が生じてい
る。反射屈折型の光学系で用いられている光路偏向用の
平面反射鏡では，入射してくる光線の方向が斜めになっ
ている。このため，極めて高い面精度が必要となり，製
造が困難になる。さらにこの平面反射鏡は振動に弱いと
いう問題も有している。
公報に開示された光学系では，光路折り曲げミラーまた
はビームスプリッターが必要となり，光学系を製造する
ために複数の鏡筒を要し，製造が困難であること，また
は光学部品の調整が困難であること等の問題が生じてい
る。反射屈折型の光学系で用いられている光路偏向用の
平面反射鏡では，入射してくる光線の方向が斜めになっ
ている。このため，極めて高い面精度が必要となり，製
造が困難になる。さらにこの平面反射鏡は振動に弱いと
いう問題も有している。
【０００６】また，米国特許第５，７１７，５１８号公
報に開示された光路分離方法を用いると，光学系を構成
する全ての光学要素を単一の光軸に沿って配置する事が
できる。その結果，投影光学系において従来から用いら
れている光学部品の調整方法に従って高精度に光学系を
製造する事が可能である。しかし，光軸上を進行してく
る光を遮光するために中心遮蔽が必要になり，特定の周
波数のパターンでコントラストの低下が起きてしまうと
いう問題がある。
報に開示された光路分離方法を用いると，光学系を構成
する全ての光学要素を単一の光軸に沿って配置する事が
できる。その結果，投影光学系において従来から用いら
れている光学部品の調整方法に従って高精度に光学系を
製造する事が可能である。しかし，光軸上を進行してく
る光を遮光するために中心遮蔽が必要になり，特定の周
波数のパターンでコントラストの低下が起きてしまうと
いう問題がある。
【０００７】以上述べた事から，例えば０．１８μｍ以
下の線幅を有するパターンを焼き付けるためには，Ａｒ
Ｆ又はＦ２レーザ等の波長が２００ｎｍ以下の光源光に
対しても色収差が補正されており，中心遮蔽を行なわ
ず，ＮＡが０．６以上の高開口数を確保でき，光路偏向
がなく１本の光軸上に全ての光学部材が配された光学系
が望まれている。
下の線幅を有するパターンを焼き付けるためには，Ａｒ
Ｆ又はＦ２レーザ等の波長が２００ｎｍ以下の光源光に
対しても色収差が補正されており，中心遮蔽を行なわ
ず，ＮＡが０．６以上の高開口数を確保でき，光路偏向
がなく１本の光軸上に全ての光学部材が配された光学系
が望まれている。
【０００８】また，従来の投影露光装置では，露光フィ
ールドの形状は必ずしも長方形ではなく，例えば輪帯形
状になっていた。露光フィールドが輪帯形状の投影露光
装置では，同面積で露光フィールドが長方形のものに比
べ，露光時の１ショット分のストロークが長くなるた
め，スループットは劣っていた。さらに，露光フィール
ドが輪帯形状の投影露光装置では，露光フィールドが長
方形のものならば適用可能である特許第２８３０４９２
号に記載のような，焦点深度を広げるために僅かにマス
クとウエハを傾斜させて露光する方法を採用することが
できなかった。以上の２点から，露光フィールドは輪帯
形状よりも長方形であることが望まれていた。
ールドの形状は必ずしも長方形ではなく，例えば輪帯形
状になっていた。露光フィールドが輪帯形状の投影露光
装置では，同面積で露光フィールドが長方形のものに比
べ，露光時の１ショット分のストロークが長くなるた
め，スループットは劣っていた。さらに，露光フィール
ドが輪帯形状の投影露光装置では，露光フィールドが長
方形のものならば適用可能である特許第２８３０４９２
号に記載のような，焦点深度を広げるために僅かにマス
クとウエハを傾斜させて露光する方法を採用することが
できなかった。以上の２点から，露光フィールドは輪帯
形状よりも長方形であることが望まれていた。
【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり，極紫外領域，特に２００ｎｍ以下の波長に対して
も良好に色収差補正され，高解像に必要な０．６以上の
高ＮＡを有し，全ての光学部材が１本の直線上にあり，
長方形の露光フィールドを形成可能な反射屈折光学系及
び該光学系を備える投影露光装置を提供することを目的
とする。
あり，極紫外領域，特に２００ｎｍ以下の波長に対して
も良好に色収差補正され，高解像に必要な０．６以上の
高ＮＡを有し，全ての光学部材が１本の直線上にあり，
長方形の露光フィールドを形成可能な反射屈折光学系及
び該光学系を備える投影露光装置を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明の第１の態様にかかる反射屈折光学系は，像
側テレセントリックな光束に基づいて第１面の像を第２
面上に形成する反射屈折光学系であって，２つ以上かつ
偶数個の反射面と，少なくとも１つの屈折部材とを有
し，前記偶数個の反射面のうち前記第１面から数えて奇
数番目の反射面のうちの少なくとも１つは凹面反射面で
あり，前記凹面反射面の有効径をＭＡ１，前記少なくと
も１つの屈折部材のうちの最も有効径が大きな屈折部材
の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） （１） を満足し，前記凹面反射面の凹面は，前記第２面と反対
側に向けられていることを特徴とする。ここで，第１面
を出た光は，奇数番目の反射面で反射し，偶数番目の反
射面で反射し，これを１回以上行うことで，第１面側に
逆進することなく最終的に第２面上に結像する。また，
（１）式が満足されれば，前記凹面反射面の軸外側に十
分な開口を有することとなり得，これにより前記凹面反
射面の凹面と反対側に位置する第２面上に十分な大きさ
を有する長方形の露光フィールドを確保することができ
る。
に，本発明の第１の態様にかかる反射屈折光学系は，像
側テレセントリックな光束に基づいて第１面の像を第２
面上に形成する反射屈折光学系であって，２つ以上かつ
偶数個の反射面と，少なくとも１つの屈折部材とを有
し，前記偶数個の反射面のうち前記第１面から数えて奇
数番目の反射面のうちの少なくとも１つは凹面反射面で
あり，前記凹面反射面の有効径をＭＡ１，前記少なくと
も１つの屈折部材のうちの最も有効径が大きな屈折部材
の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） （１） を満足し，前記凹面反射面の凹面は，前記第２面と反対
側に向けられていることを特徴とする。ここで，第１面
を出た光は，奇数番目の反射面で反射し，偶数番目の反
射面で反射し，これを１回以上行うことで，第１面側に
逆進することなく最終的に第２面上に結像する。また，
（１）式が満足されれば，前記凹面反射面の軸外側に十
分な開口を有することとなり得，これにより前記凹面反
射面の凹面と反対側に位置する第２面上に十分な大きさ
を有する長方形の露光フィールドを確保することができ
る。
【００１１】本発明の第２の態様は，上記第１の態様に
おいて，前記反射屈折光学系が有する凹面反射面は，唯
一つである。凹面反射面は負のペッツバール和に寄与
し，これにより屈折レンズで生じる正のペッツバール和
を補正している。本発明では，前記有効径の小さい凹面
反射面で，色収差を補正するよう構成されているため
に，凹面反射面のパワーが大きくなる傾向にあり，ペッ
ツバール和の補正が過剰になり易い。これらのことよ
り，前記有効径の小さい反射面以外の反射面は凸面にす
ることが好ましい。
おいて，前記反射屈折光学系が有する凹面反射面は，唯
一つである。凹面反射面は負のペッツバール和に寄与
し，これにより屈折レンズで生じる正のペッツバール和
を補正している。本発明では，前記有効径の小さい凹面
反射面で，色収差を補正するよう構成されているため
に，凹面反射面のパワーが大きくなる傾向にあり，ペッ
ツバール和の補正が過剰になり易い。これらのことよ
り，前記有効径の小さい反射面以外の反射面は凸面にす
ることが好ましい。
【００１２】また，本発明の第３の態様は，上記第１ま
たは第２の態様において，前記凹面反射面の焦点距離を
ｆＭ１，前記第１面から前記第２面までの光軸に沿った
距離をＬとしたとき， ０．０３＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．２ （２） を満足するものである。（２）式の条件よりｆＭ１が大
きくなると，凹面のパワーが弱くなりすぎて，（１）式
を満たしながら十分な色収差補正をすることが難しい。
（２）式の条件よりｆＭ１が小さくなると，前記凹面の
パワーが強すぎて，凹面で発生した球面収差を屈折部材
で補正する事が非常に困難になる。
たは第２の態様において，前記凹面反射面の焦点距離を
ｆＭ１，前記第１面から前記第２面までの光軸に沿った
距離をＬとしたとき， ０．０３＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．２ （２） を満足するものである。（２）式の条件よりｆＭ１が大
きくなると，凹面のパワーが弱くなりすぎて，（１）式
を満たしながら十分な色収差補正をすることが難しい。
（２）式の条件よりｆＭ１が小さくなると，前記凹面の
パワーが強すぎて，凹面で発生した球面収差を屈折部材
で補正する事が非常に困難になる。
【００１３】本発明の第４の態様は，上記第１乃至第３
の態様のうち何れか一つの態様において，前記反射屈折
光学系は，反射屈折型の第１結像光学系と，前記第１結
像光学系と前記第２面との間の光路中に配置された屈折
型の第２結像光学系とを備え，前記第１結像光学系は，
前記偶数個の反射面のうちの少なくとも２つを有するも
のである。
の態様のうち何れか一つの態様において，前記反射屈折
光学系は，反射屈折型の第１結像光学系と，前記第１結
像光学系と前記第２面との間の光路中に配置された屈折
型の第２結像光学系とを備え，前記第１結像光学系は，
前記偶数個の反射面のうちの少なくとも２つを有するも
のである。
【００１４】本発明の第５の態様は，上記第４の態様に
おいて，前記第１結像光学系は，少なくとも１つの正レ
ンズ成分を含むレンズ群と，該レンズ群と前記第２結像
光学系との間の光路中に配置された第１の反射面と，該
第１の反射面と前記第２結像光学系との間の光路中に配
置された第２の反射面とを備え，前記第１の反射面は前
記凹面反射面のうちの１つを有するものである。
おいて，前記第１結像光学系は，少なくとも１つの正レ
ンズ成分を含むレンズ群と，該レンズ群と前記第２結像
光学系との間の光路中に配置された第１の反射面と，該
第１の反射面と前記第２結像光学系との間の光路中に配
置された第２の反射面とを備え，前記第１の反射面は前
記凹面反射面のうちの１つを有するものである。
【００１５】また，本発明の第６の態様は，上記第４ま
たは第５の態様において，前記第２結像光学系は開口絞
りを有し，前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子
成分は単一の直線状に延びた光軸に沿って配置され，前
記反射屈折光学系は前記第１面とほぼ平行な前記第２面
上に前記像を形成するものである。
たは第５の態様において，前記第２結像光学系は開口絞
りを有し，前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子
成分は単一の直線状に延びた光軸に沿って配置され，前
記反射屈折光学系は前記第１面とほぼ平行な前記第２面
上に前記像を形成するものである。
【００１６】本発明の第７の態様は，上記第４乃至第６
の態様のうち何れか一つの態様において，前記第２結像
光学系の倍率をβとしたとき， |β｜＜１／６．５ （３） を満足するものである。(３)の条件を満たさない場合，
前記第１の反射面近くに前記第２結像光学系以前の光学
系によって作られる中間像の像高が低くなってしまい，
長方形の露光フィールドを作るのに十分な露光可能範囲
が確保できなくなってしまう。
の態様のうち何れか一つの態様において，前記第２結像
光学系の倍率をβとしたとき， |β｜＜１／６．５ （３） を満足するものである。(３)の条件を満たさない場合，
前記第１の反射面近くに前記第２結像光学系以前の光学
系によって作られる中間像の像高が低くなってしまい，
長方形の露光フィールドを作るのに十分な露光可能範囲
が確保できなくなってしまう。
【００１７】本発明の第８の態様は，上記第１乃至第７
の態様のうち何れか一つの態様において，前記反射屈折
光学系は前記第１面上に光軸から外れた視野を有し，か
つ前記第２面上の光軸から外れた領域内に前記像を形成
するものである。
の態様のうち何れか一つの態様において，前記反射屈折
光学系は前記第１面上に光軸から外れた視野を有し，か
つ前記第２面上の光軸から外れた領域内に前記像を形成
するものである。
【００１８】本発明の第９の態様にかかる投影露光装置
は，前記第１面上に配置されて所定のパターンを有する
マスクを照明する照明光学系と；前記所定のパターンの
像を前記第２面上に配置された感光性基板上へ投影する
ための上記第１乃至第８の態様のうちの何れか一つの態
様における反射屈折光学系と；を備えることを特徴とす
る。
は，前記第１面上に配置されて所定のパターンを有する
マスクを照明する照明光学系と；前記所定のパターンの
像を前記第２面上に配置された感光性基板上へ投影する
ための上記第１乃至第８の態様のうちの何れか一つの態
様における反射屈折光学系と；を備えることを特徴とす
る。
【００１９】本発明の第１０の態様では，上記第９の態
様において，前記反射屈折光学系を介して形成される露
光フィールドは，長方形である。露光フィールドを長方
形とすれば，同面積で露光フィールドが輪帯形状のもの
に比べ，露光時の１ショット分のストロークを短くでき
るため，スループットを向上できる。さらに，前述の特
許第２８３０４９２号に記載の方法を採用できるので，
焦点深度を広げることができる。
様において，前記反射屈折光学系を介して形成される露
光フィールドは，長方形である。露光フィールドを長方
形とすれば，同面積で露光フィールドが輪帯形状のもの
に比べ，露光時の１ショット分のストロークを短くでき
るため，スループットを向上できる。さらに，前述の特
許第２８３０４９２号に記載の方法を採用できるので，
焦点深度を広げることができる。
【００２０】本発明の第１１の態様にかかる投影露光装
置は，第１面上に配置されて所定のパターンを有するマ
スクを照明する照明光学系と；前記所定のパターンの像
を像側テレセントリックな光束を用いて第２面上に配置
された感光性基板上へ投影する投影光学系と；を備え，
前記投影光学系は，単一の直線状に延びた光軸に沿って
前記第１面と前記第２面との間の光路中に配置された複
数の光学素子のみからなり，かつほぼ円形状の射出瞳を
有し，前記投影光学系は，第２面上の前記光軸から外れ
た領域に長方形状の露光フィールドを形成することを特
徴とする。射出瞳がほぼ円形であることは，光軸の中心
近傍に遮蔽物が存在しないことを意味している。光軸の
中心近傍に遮蔽物があると，特定の周波数のパターンで
コントラストの低下が起きるが，本態様によれば，この
問題は解消される。
置は，第１面上に配置されて所定のパターンを有するマ
スクを照明する照明光学系と；前記所定のパターンの像
を像側テレセントリックな光束を用いて第２面上に配置
された感光性基板上へ投影する投影光学系と；を備え，
前記投影光学系は，単一の直線状に延びた光軸に沿って
前記第１面と前記第２面との間の光路中に配置された複
数の光学素子のみからなり，かつほぼ円形状の射出瞳を
有し，前記投影光学系は，第２面上の前記光軸から外れ
た領域に長方形状の露光フィールドを形成することを特
徴とする。射出瞳がほぼ円形であることは，光軸の中心
近傍に遮蔽物が存在しないことを意味している。光軸の
中心近傍に遮蔽物があると，特定の周波数のパターンで
コントラストの低下が起きるが，本態様によれば，この
問題は解消される。
【００２１】また，本発明の第１２の態様にかかる投影
露光装置は，第１面上に配置されて所定のパターンを有
するマスクを照明する照明光学系と；前記所定のパター
ンの像を像側テレセントリックな光束を用いて第２面上
に配置された感光性基板上へ投影する投影光学系と；を
備える投影露光装置であって，前記投影光学系は，単一
の直線状に延びた光軸に沿って前記第１面と前記第２面
との間の光路中に配置された複数の光学素子のみからな
り，かつほぼ円形状の射出瞳を有し，前記投影光学系
は，第２面上の前記光軸から外れた領域に多角形状の露
光フィールドを形成することを特徴とする。
露光装置は，第１面上に配置されて所定のパターンを有
するマスクを照明する照明光学系と；前記所定のパター
ンの像を像側テレセントリックな光束を用いて第２面上
に配置された感光性基板上へ投影する投影光学系と；を
備える投影露光装置であって，前記投影光学系は，単一
の直線状に延びた光軸に沿って前記第１面と前記第２面
との間の光路中に配置された複数の光学素子のみからな
り，かつほぼ円形状の射出瞳を有し，前記投影光学系
は，第２面上の前記光軸から外れた領域に多角形状の露
光フィールドを形成することを特徴とする。
【００２２】また，本発明の第１３の態様では，上記第
１２の態様において，露光フィールドは台形状または六
角形状である。
１２の態様において，露光フィールドは台形状または六
角形状である。
【００２３】また，本発明の第１４の態様は，上記第１
１乃至第１３の態様のうち何れか一つの態様において，
前記投影光学系は，２つ以上かつ偶数個の反射面と，少
なくとも１つの屈折部材とを有し，前記偶数個の反射面
のうち前記第１面から数えて奇数番目の反射面のうちの
少なくとも１つは凹面反射面としたものである。
１乃至第１３の態様のうち何れか一つの態様において，
前記投影光学系は，２つ以上かつ偶数個の反射面と，少
なくとも１つの屈折部材とを有し，前記偶数個の反射面
のうち前記第１面から数えて奇数番目の反射面のうちの
少なくとも１つは凹面反射面としたものである。
【００２４】本発明の第１５の態様は，上記第１４の態
様において，少なくとも１つの凹面反射面の有効径をＭ
Ａ１，前記少なくとも１つの屈折部材のうちの最も有効
径が大きな屈折部材の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） を満足するものである。
様において，少なくとも１つの凹面反射面の有効径をＭ
Ａ１，前記少なくとも１つの屈折部材のうちの最も有効
径が大きな屈折部材の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） を満足するものである。
【００２５】また，本発明の第１６の態様は，上記第１
４または第１５の態様において，少なくとも１つの凹面
反射面の凹面が前記第２面と反対側に向けられているも
のである。
４または第１５の態様において，少なくとも１つの凹面
反射面の凹面が前記第２面と反対側に向けられているも
のである。
【００２６】また，本発明の第１７の態様は，上記第１
１乃至第１６の態様のうち何れか一つの態様において，
投影光学系が有する凹面反射面が唯一つであるものであ
る。
１乃至第１６の態様のうち何れか一つの態様において，
投影光学系が有する凹面反射面が唯一つであるものであ
る。
【００２７】本発明の第１８の態様は，上記第１４乃至
第１７の態様のうち何れか一つの態様において，前記凹
面反射面の焦点距離をｆＭ１とし，前記第１面から前記
第２面までの光軸に沿った距離をＬとしたとき， ０．０３＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．２ を満足するものである。
第１７の態様のうち何れか一つの態様において，前記凹
面反射面の焦点距離をｆＭ１とし，前記第１面から前記
第２面までの光軸に沿った距離をＬとしたとき， ０．０３＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．２ を満足するものである。
【００２８】本発明の第１９の態様は，上記第１１乃至
第１８の態様のうち何れか一つの態様において，前記投
影光学系は，反射屈折型の第１結像光学系と，前記第１
結像光学系と前記第２面との間の光路中に配置された屈
折型の第２結像光学系とを備え，前記第１結像光学系
は，前記偶数個の反射面のうちの少なくとも２つを有す
るものである。
第１８の態様のうち何れか一つの態様において，前記投
影光学系は，反射屈折型の第１結像光学系と，前記第１
結像光学系と前記第２面との間の光路中に配置された屈
折型の第２結像光学系とを備え，前記第１結像光学系
は，前記偶数個の反射面のうちの少なくとも２つを有す
るものである。
【００２９】本発明の第２０の態様は，上記第１９の態
様において，前記第１結像光学系は，少なくとも１つの
正レンズ成分を含むレンズ群と，該レンズ群と前記第２
結像光学系との間の光路中に配置された第１の反射面
と，該第１の反射面と前記第２結像光学系との間の光路
中に配置された第２の反射面とを備え，前記第１の反射
面は前記凹面反射面のうちの１つを有するものである。
様において，前記第１結像光学系は，少なくとも１つの
正レンズ成分を含むレンズ群と，該レンズ群と前記第２
結像光学系との間の光路中に配置された第１の反射面
と，該第１の反射面と前記第２結像光学系との間の光路
中に配置された第２の反射面とを備え，前記第１の反射
面は前記凹面反射面のうちの１つを有するものである。
【００３０】本発明の第２１の態様は，上記第１１乃至
第２０の態様のうち何れか一つの態様において，前記第
２結像光学系は開口絞りを有するものである。
第２０の態様のうち何れか一つの態様において，前記第
２結像光学系は開口絞りを有するものである。
【００３１】本発明の第２２の態様は，上記第１１乃至
第２１の態様のうち何れか一つの態様において，前記投
影光学系は前記第１面とほぼ平行な前記第２面上に前記
像を形成するものである。
第２１の態様のうち何れか一つの態様において，前記投
影光学系は前記第１面とほぼ平行な前記第２面上に前記
像を形成するものである。
【００３２】本発明の第２３の態様は，上記第１９乃至
第２２の態様のうち何れか一つの態様において，前記第
２結像光学系の倍率をβとしたとき， |β｜＜１／６．５ を満足するものである。
第２２の態様のうち何れか一つの態様において，前記第
２結像光学系の倍率をβとしたとき， |β｜＜１／６．５ を満足するものである。
【００３３】また，本発明の第２４の態様は，上記第１
０乃至第２３の態様のうち何れか一つの態様において，
前記露光フィールドと前記感光性基板との位置関係を変
更しつつ前記パターンを前記感光性基板へ転写するもの
である。
０乃至第２３の態様のうち何れか一つの態様において，
前記露光フィールドと前記感光性基板との位置関係を変
更しつつ前記パターンを前記感光性基板へ転写するもの
である。
【００３４】また，本発明の第２５の態様は，上記第９
乃至第２４の態様のうち何れか一つの態様にかかる投影
露光装置を用いて，前記感光性基板上の露光フィールド
内に前記パターンを転写する露光方法である。
乃至第２４の態様のうち何れか一つの態様にかかる投影
露光装置を用いて，前記感光性基板上の露光フィールド
内に前記パターンを転写する露光方法である。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下，図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
に係る反射屈折光学系を適用した投影光学系を備えた投
影露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお，
図１において，投影光学系を構成する投影光学系８の光
軸ＡＸに平行にＺ軸を，光軸ＡＸに垂直な面内において
図１の紙面に平行にＸ軸を，紙面に垂直にＹ軸を設定し
ている。また，投影光学系８の物体面には所定の回路パ
ターンが形成された投影原版としてレチクル３が配置さ
れ，投影光学系８の像面には，基板としてのフォトレジ
ストが塗布されたウエハ９が配置されている。
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
に係る反射屈折光学系を適用した投影光学系を備えた投
影露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお，
図１において，投影光学系を構成する投影光学系８の光
軸ＡＸに平行にＺ軸を，光軸ＡＸに垂直な面内において
図１の紙面に平行にＸ軸を，紙面に垂直にＹ軸を設定し
ている。また，投影光学系８の物体面には所定の回路パ
ターンが形成された投影原版としてレチクル３が配置さ
れ，投影光学系８の像面には，基板としてのフォトレジ
ストが塗布されたウエハ９が配置されている。
【００３６】光源１から射出された光は，照明光学系２
を介して，所定のパターンが形成されたレチクル３を均
一に照明する。光源１から照明光学系２までの光路に
は，必要に応じて光路を変更するための１つ又は複数の
折り曲げミラーが配置される。
を介して，所定のパターンが形成されたレチクル３を均
一に照明する。光源１から照明光学系２までの光路に
は，必要に応じて光路を変更するための１つ又は複数の
折り曲げミラーが配置される。
【００３７】また，照明光学系２は，例えば露光光の照
度分布を均一化するためのフライアイレンズや内面反射
型インテグレータからなり，所定のサイズ・形状の面光
源を形成するオプティカルインテグレータや，レチクル
３上での照明領域のサイズ・形状を規定するための可変
視野絞り（レチクルブラインド），この視野絞りの像を
レチクル上へ投影する視野絞り結像光学系などの光学系
を有する。なお，光源１から視野絞りまでの光学系とし
て，例えば米国特許第５，３４５，２９２号に開示され
た照明光学系を適用することができる。
度分布を均一化するためのフライアイレンズや内面反射
型インテグレータからなり，所定のサイズ・形状の面光
源を形成するオプティカルインテグレータや，レチクル
３上での照明領域のサイズ・形状を規定するための可変
視野絞り（レチクルブラインド），この視野絞りの像を
レチクル上へ投影する視野絞り結像光学系などの光学系
を有する。なお，光源１から視野絞りまでの光学系とし
て，例えば米国特許第５，３４５，２９２号に開示され
た照明光学系を適用することができる。
【００３８】レチクル３は，レチクルホルダ４を介し
て，レチクルステージ５上においてＸＹ平面に平行に保
持されている。レチクル３には転写すべきパターンが形
成されており，パターン領域全体が照明光学系２からの
光で照明される。レチクルステージ５は，図示を省略し
た駆動系の作用により，レチクル面（すなわちＸＹ平
面）に沿って二次元的に移動可能であり，その位置座標
はレチクル移動鏡６を用いた干渉計７によって計測され
且つ位置制御されるように構成されている。
て，レチクルステージ５上においてＸＹ平面に平行に保
持されている。レチクル３には転写すべきパターンが形
成されており，パターン領域全体が照明光学系２からの
光で照明される。レチクルステージ５は，図示を省略し
た駆動系の作用により，レチクル面（すなわちＸＹ平
面）に沿って二次元的に移動可能であり，その位置座標
はレチクル移動鏡６を用いた干渉計７によって計測され
且つ位置制御されるように構成されている。
【００３９】レチクル３に形成されたパターンからの光
は，投影光学系８を介して，感光性基板であるウエハ９
上にマスクパターン像を形成する。投影光学系８は，そ
の瞳位置近傍に口径が可変の開口絞りＡＳ（図２参照）
を有すると共に，レチクル３側及びウエハ９側におい
て，実質的にテレセントリックとなっている。
は，投影光学系８を介して，感光性基板であるウエハ９
上にマスクパターン像を形成する。投影光学系８は，そ
の瞳位置近傍に口径が可変の開口絞りＡＳ（図２参照）
を有すると共に，レチクル３側及びウエハ９側におい
て，実質的にテレセントリックとなっている。
【００４０】ウエハ９は，ウエハホルダ１０を介して，
ウエハステージ１１上においてＸＹ平面に平行に保持さ
れている。そして，レチクル３上での照明領域と実質的
に相似形状の露光領域にパターン像が形成される。
ウエハステージ１１上においてＸＹ平面に平行に保持さ
れている。そして，レチクル３上での照明領域と実質的
に相似形状の露光領域にパターン像が形成される。
【００４１】ウエハステージ１１は，図示を省略した駆
動系の作用によりウエハ面（すなわちＸＹ平面）に沿っ
て二次元的に移動可能であり，その位置座標はウエハ移
動鏡１２を用いた干渉計１３によって計測され且つ位置
制御されるように構成されている。
動系の作用によりウエハ面（すなわちＸＹ平面）に沿っ
て二次元的に移動可能であり，その位置座標はウエハ移
動鏡１２を用いた干渉計１３によって計測され且つ位置
制御されるように構成されている。
【００４２】投影光学系８によって規定されるマスク３
上の視野領域（照明領域）及びウエハ９上の投影領域
（露光フィールド）は，Ｘ方向に沿って短辺を有する長
方形の形状である。従って，駆動系及び干渉計７，１３
などを用いてマスク３及びウエハ９の位置合わせを行
い，図示無きオートフォーカス／オートレベリング系を
用いてウエハ９を投影光学系の結像面に位置決めする。
そして，長方形の露光フィールド及び照明領域の短辺方
向すなわちＸ方向に沿ってマスクステージ５とウエハス
テージ１１とを，ひいてはマスク３とウエハ９とを同期
的に移動（走査）させる。これにより，ウエハ９上には
露光フィールドの長辺に等しい幅を有し且つウエハ９の
走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してマ
スクパターンが走査露光される。
上の視野領域（照明領域）及びウエハ９上の投影領域
（露光フィールド）は，Ｘ方向に沿って短辺を有する長
方形の形状である。従って，駆動系及び干渉計７，１３
などを用いてマスク３及びウエハ９の位置合わせを行
い，図示無きオートフォーカス／オートレベリング系を
用いてウエハ９を投影光学系の結像面に位置決めする。
そして，長方形の露光フィールド及び照明領域の短辺方
向すなわちＸ方向に沿ってマスクステージ５とウエハス
テージ１１とを，ひいてはマスク３とウエハ９とを同期
的に移動（走査）させる。これにより，ウエハ９上には
露光フィールドの長辺に等しい幅を有し且つウエハ９の
走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してマ
スクパターンが走査露光される。
【００４３】なお，光源１からウエハ９までの光路の全
体にわたって，露光光がほとんど吸収されることのない
窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスの雰囲気が形成さ
れている。
体にわたって，露光光がほとんど吸収されることのない
窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスの雰囲気が形成さ
れている。
【００４４】（第１実施例）図２は，第１実施例にかか
る反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。反射屈
折光学系は，レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成
するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と，第１結
像光学系Ｇ１とウエハ（第２面）９との間の光路中に配
置された屈折型の第２結像光学系とを備えている。な
お，第２結像光学系Ｇ２は，中間像Ｉ１からの光に基づ
いてレチクル３面の最終像をウエハ（第２面）９上に像
側テレセントリックに形成する。
る反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。反射屈
折光学系は，レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成
するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と，第１結
像光学系Ｇ１とウエハ（第２面）９との間の光路中に配
置された屈折型の第２結像光学系とを備えている。な
お，第２結像光学系Ｇ２は，中間像Ｉ１からの光に基づ
いてレチクル３面の最終像をウエハ（第２面）９上に像
側テレセントリックに形成する。
【００４５】第１結像光学系Ｇ１は，少なくとも１つの
正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と，レンズ群Ｌ１を透
過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と，反射面Ｍ１で
反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反
射面Ｍ２との２つの反射面を有する。反射面Ｍ１は凹面
反射面であり，反射屈折光学系が有する唯一の凹面反射
面であり，その凹面はウエハ９面と反対側に向いてい
る。第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。
正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と，レンズ群Ｌ１を透
過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と，反射面Ｍ１で
反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反
射面Ｍ２との２つの反射面を有する。反射面Ｍ１は凹面
反射面であり，反射屈折光学系が有する唯一の凹面反射
面であり，その凹面はウエハ９面と反対側に向いてい
る。第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。
【００４６】反射屈折光学系が有する全ての光学素子成
分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ，レチクル３
面とウエハ９面とは相互にほぼ平行な平面であり，反射
屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。本実施例では前
述の（１）式を満足するよう，反射面Ｍ１の有効径を設
定し，反射面Ｍ１の軸外側に十分な開口を有して，ウエ
ハ９面上に十分な大きさの長方形の露光フィールドを確
保できるよう構成している。
分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ，レチクル３
面とウエハ９面とは相互にほぼ平行な平面であり，反射
屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。本実施例では前
述の（１）式を満足するよう，反射面Ｍ１の有効径を設
定し，反射面Ｍ１の軸外側に十分な開口を有して，ウエ
ハ９面上に十分な大きさの長方形の露光フィールドを確
保できるよう構成している。
【００４７】第１実施例にかかる反射屈折光学系の諸元
値を表１に掲げる。表１において，左端の番号はレチク
ル３（第1面）側からのレンズ面の順序，rは該当レンズ
面の曲率半径，dは該当レンズ面から次のレンズ面まで
の光軸上の間隔，β０は反射屈折光学系全体の倍率，Ｎ
Ａはウエハ側（第２面側）の開口数，λは基準波長をそ
れぞれ示している。各波長における硝材の屈折率を表１
の最後に掲げる。
値を表１に掲げる。表１において，左端の番号はレチク
ル３（第1面）側からのレンズ面の順序，rは該当レンズ
面の曲率半径，dは該当レンズ面から次のレンズ面まで
の光軸上の間隔，β０は反射屈折光学系全体の倍率，Ｎ
Ａはウエハ側（第２面側）の開口数，λは基準波長をそ
れぞれ示している。各波長における硝材の屈折率を表１
の最後に掲げる。
【００４８】表１中のＡＳＰは非球面を示している。非
球面は，光軸に垂直な方向の高さをｙとし，非球面の頂
点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置ま
での光軸に沿った距離（サグ量）をＺとし，頂点曲率半
径をｒとし，円錐係数をκとし，ｎ次の非球面係数をＡ
〜Ｆとしたとき，以下の数式で表される。 Ｚ＝（ｙ2／ｒ）／[１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝
1/2]＋Ａ・ｙ4＋Ｂ・ｙ6＋Ｃ・ｙ8＋Ｄ・ｙ10＋Ｅ・ｙ
12＋Ｆ・ｙ14 ここで，本実施例の諸元値における曲率半径ｒ，光軸上
間隔ｄの単位の一例としてｍｍを用いることができる。
球面は，光軸に垂直な方向の高さをｙとし，非球面の頂
点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置ま
での光軸に沿った距離（サグ量）をＺとし，頂点曲率半
径をｒとし，円錐係数をκとし，ｎ次の非球面係数をＡ
〜Ｆとしたとき，以下の数式で表される。 Ｚ＝（ｙ2／ｒ）／[１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝
1/2]＋Ａ・ｙ4＋Ｂ・ｙ6＋Ｃ・ｙ8＋Ｄ・ｙ10＋Ｅ・ｙ
12＋Ｆ・ｙ14 ここで，本実施例の諸元値における曲率半径ｒ，光軸上
間隔ｄの単位の一例としてｍｍを用いることができる。
【００４９】
【表１】
【００５０】条件式対応値は以下のとおりである。 ＭＡ１／ＲＡ = 108.8/294.7 = 1/2.7086 ｜ｆＭ１／Ｌ|=95.6737/1500 = 0.06598 ｜β｜＝１／８．４８３６
【００５１】図３に，本実施例の反射屈折光学系の子午
方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル
方向）における横収差（コマ収差）を示す。図におい
て，Ｙは像高を表わし，実線は基準波長λ=１５７．６
ｎｍ，点線は波長１５７．６００６ｎｍ，一点鎖線は波
長１５７．５９９４ｎｍでの収差をそれぞれ示してい
る。収差図より明らかなように，本実施例の反射屈折光
学系は，屈折光学の使用硝材が螢石のみであり，両側テ
レセントリックであるにもかかわらず露光領域の全てに
おいて，収差がバランス良く補正されている。
方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル
方向）における横収差（コマ収差）を示す。図におい
て，Ｙは像高を表わし，実線は基準波長λ=１５７．６
ｎｍ，点線は波長１５７．６００６ｎｍ，一点鎖線は波
長１５７．５９９４ｎｍでの収差をそれぞれ示してい
る。収差図より明らかなように，本実施例の反射屈折光
学系は，屈折光学の使用硝材が螢石のみであり，両側テ
レセントリックであるにもかかわらず露光領域の全てに
おいて，収差がバランス良く補正されている。
【００５２】図４に，本実施例のウエハ面上における露
光フィールドを示す。本実施例では，外径１４．１９，
内径６．２９の円環領域の略上半分が露光可能範囲であ
り，そのうち4×１９．５の斜線をつけた長方形を実露
光フィールドとしている。上述のように光学系を構成す
ることにより，露光可能範囲として幅の広い円環領域を
得ることができ，その結果，十分な大きさの長方形の露
光フィールドを確保できている。なお，露光フィールド
の形状が輪帯でも良い場合には，上記の長方形よりはる
かに広面積の露光フィールドが得られるため，製造のス
ループット向上を期待できる。
光フィールドを示す。本実施例では，外径１４．１９，
内径６．２９の円環領域の略上半分が露光可能範囲であ
り，そのうち4×１９．５の斜線をつけた長方形を実露
光フィールドとしている。上述のように光学系を構成す
ることにより，露光可能範囲として幅の広い円環領域を
得ることができ，その結果，十分な大きさの長方形の露
光フィールドを確保できている。なお，露光フィールド
の形状が輪帯でも良い場合には，上記の長方形よりはる
かに広面積の露光フィールドが得られるため，製造のス
ループット向上を期待できる。
【００５３】（第２実施例）図５は，第２実施例にかか
る反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。反射屈
折光学系は，レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成
するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と，第１結
像光学系Ｇ１とウエハ（第２面）９との間の光路中に配
置された屈折型の第２結像光学系とを備えている。な
お，第２結像光学系Ｇ２は，中間像Ｉ１からの光に基づ
いてレチクル３面の最終像をウエハ（第２面）９上に像
側テレセントリックに形成する。
る反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。反射屈
折光学系は，レチクル（第１面）３の中間像Ｉ１を形成
するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と，第１結
像光学系Ｇ１とウエハ（第２面）９との間の光路中に配
置された屈折型の第２結像光学系とを備えている。な
お，第２結像光学系Ｇ２は，中間像Ｉ１からの光に基づ
いてレチクル３面の最終像をウエハ（第２面）９上に像
側テレセントリックに形成する。
【００５４】第１結像光学系Ｇ１は，少なくとも１つの
正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と，レンズ群Ｌ１を透
過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と，反射面Ｍ１で
反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反
射面Ｍ２との２つの反射面を有する。反射面Ｍ１は凹面
反射面であり，反射屈折光学系が有する唯一の凹面反射
面であり，その凹面はウエハ９面と反対側に向いてい
る。第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。
正レンズ成分を含むレンズ群Ｌ１と，レンズ群Ｌ１を透
過した光を反射する第１の反射面Ｍ１と，反射面Ｍ１で
反射した光を第２結像光学系Ｇ２へ導くための第２の反
射面Ｍ２との２つの反射面を有する。反射面Ｍ１は凹面
反射面であり，反射屈折光学系が有する唯一の凹面反射
面であり，その凹面はウエハ９面と反対側に向いてい
る。第２結像光学系Ｇ２は開口絞りＡＳを有している。
【００５５】反射屈折光学系が有する全ての光学素子成
分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ，レチクル３
面とウエハ９面とは相互にほぼ平行な平面であり，反射
屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。本実施例では前
述の（１）式を満足するよう，反射面Ｍ１の有効径を設
定し，反射面Ｍ１の軸外側に十分な開口を有して，ウエ
ハ９面上に十分な大きさの長方形の露光フィールドを確
保できるよう構成している。
分は単一の直線状の光軸ＡＸ上に設けられ，レチクル３
面とウエハ９面とは相互にほぼ平行な平面であり，反射
屈折光学系の射出瞳はほぼ円形である。本実施例では前
述の（１）式を満足するよう，反射面Ｍ１の有効径を設
定し，反射面Ｍ１の軸外側に十分な開口を有して，ウエ
ハ９面上に十分な大きさの長方形の露光フィールドを確
保できるよう構成している。
【００５６】第２実施例にかかる反射屈折光学系の諸元
値を表２に掲げる。表２中の符号は表１と同様の定義で
あり，非球面ＡＳＰは前述の式で表される。なお，第２
実施例では，第１実施例と異なり，設計基準波長はＡｒ
Ｆレーザの発振波長に合わせて１９３．３ｎｍであり，
屈折硝材は全てＳｉＯ２である。各波長における硝材の
屈折率を表２の最後に掲げる。本実施例に関しても諸元
値における曲率半径ｒ，光軸上間隔ｄの単位の一例とし
てｍｍを用いることができる。
値を表２に掲げる。表２中の符号は表１と同様の定義で
あり，非球面ＡＳＰは前述の式で表される。なお，第２
実施例では，第１実施例と異なり，設計基準波長はＡｒ
Ｆレーザの発振波長に合わせて１９３．３ｎｍであり，
屈折硝材は全てＳｉＯ２である。各波長における硝材の
屈折率を表２の最後に掲げる。本実施例に関しても諸元
値における曲率半径ｒ，光軸上間隔ｄの単位の一例とし
てｍｍを用いることができる。
【００５７】
【表２】
【００５８】条件式対応値は以下のとおりである。 ＭＡ１／ＲＡ = 108.8/295.9 = 1/2.7197 ｜ｆＭ１／Ｌ|=95.6331/1452.16 = 0.06586 ｜β｜＝1／８．５０６１
【００５９】図６に，本実施例の反射屈折光学系の子午
方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル
方向）における横収差（コマ収差）を示す。図におい
て，Ｙは像高を表わし，実線は基準波長λ=１９３．３
ｎｍ，点線は波長１９３．３００４８ｎｍ，一点鎖線は
波長１９３．２９９５２ｎｍでの収差をそれぞれ示して
いる。収差図より明らかなように，本実施例の反射屈折
光学系は，屈折光学の使用硝材が石英のみであり，両側
テレセントリックであるにもかかわらず露光領域の全て
において，収差がバランス良く補正されている。
方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル
方向）における横収差（コマ収差）を示す。図におい
て，Ｙは像高を表わし，実線は基準波長λ=１９３．３
ｎｍ，点線は波長１９３．３００４８ｎｍ，一点鎖線は
波長１９３．２９９５２ｎｍでの収差をそれぞれ示して
いる。収差図より明らかなように，本実施例の反射屈折
光学系は，屈折光学の使用硝材が石英のみであり，両側
テレセントリックであるにもかかわらず露光領域の全て
において，収差がバランス良く補正されている。
【００６０】本実施例のウエハ面上における露光フィー
ルドは，図４に示したものと同じく4×１９．５の長方
形である。本実施例においても，第1実施例と同様の効
果が得られる。
ルドは，図４に示したものと同じく4×１９．５の長方
形である。本実施例においても，第1実施例と同様の効
果が得られる。
【００６１】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる好適な実施形態について説明したが，本発明はかか
る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であ
れば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内
において，各種の変更例または修正例に想到し得ること
は明らかであり，それらについても当然に本発明の技術
的範囲に属するものと了解される。
かる好適な実施形態について説明したが，本発明はかか
る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であ
れば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内
において，各種の変更例または修正例に想到し得ること
は明らかであり，それらについても当然に本発明の技術
的範囲に属するものと了解される。
【００６２】例えば，上記実施例では，半導体素子の製
造に用いられる投影露光装置に本発明を適用している
が，レチクルまたはマスクを製造するためにガラス基板
又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光
装置にも，本発明を適用することができる。
造に用いられる投影露光装置に本発明を適用している
が，レチクルまたはマスクを製造するためにガラス基板
又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光
装置にも，本発明を適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】以上，詳細に説明したように，本発明に
よれば，照明光学系の光源の波長が２５０ｎｍ以下であ
り，屈折光学系で使用される屈折硝材が螢石のみである
場合，または石英のみである場合，あるいは螢石，石
英，BaF2を含む複数の硝材からなる場合等，限られた硝
材のみで構成される場合でも，色収差の補正が可能とな
るので有効である。また，極紫外領域，特に対象波長が
２００ｎｍ以下であっても良好に色収差補正され，高解
像に必要な０．６以上の高ＮＡを有し，長方形の露光フ
ィールドを形成可能な反射屈折光学系を提供することが
できる。さらに，本発明の投影露光装置によれば，上記
反射屈折光学系を備えているため，極紫外光を用いて，
微細なマスクパターン像を正確に転写できる利点があ
る。露光フィールドを長方形とすることにより，露光フ
ィールドが輪帯形状のものに比べ，露光時の１ショット
分のストロークを短くできるのでスループットを向上で
きるとともに，焦点深度拡大の効果も得られる。
よれば，照明光学系の光源の波長が２５０ｎｍ以下であ
り，屈折光学系で使用される屈折硝材が螢石のみである
場合，または石英のみである場合，あるいは螢石，石
英，BaF2を含む複数の硝材からなる場合等，限られた硝
材のみで構成される場合でも，色収差の補正が可能とな
るので有効である。また，極紫外領域，特に対象波長が
２００ｎｍ以下であっても良好に色収差補正され，高解
像に必要な０．６以上の高ＮＡを有し，長方形の露光フ
ィールドを形成可能な反射屈折光学系を提供することが
できる。さらに，本発明の投影露光装置によれば，上記
反射屈折光学系を備えているため，極紫外光を用いて，
微細なマスクパターン像を正確に転写できる利点があ
る。露光フィールドを長方形とすることにより，露光フ
ィールドが輪帯形状のものに比べ，露光時の１ショット
分のストロークを短くできるのでスループットを向上で
きるとともに，焦点深度拡大の効果も得られる。
【図１】 本発明の実施例にかかる反射屈折光学系を備
える投影露光装置の構成を示す図である。
える投影露光装置の構成を示す図である。
【図２】 第１実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図３】 第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 本発明の実施例にかかる反射屈折光学系の，
像面での露光可能範囲と露光フィールドを示す図であ
る。
像面での露光可能範囲と露光フィールドを示す図であ
る。
【図５】 第２実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図６】 第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差
を示す図である。
を示す図である。
１ 光源 ２ 照明光学系 ３ レチクル ４ レチクルホルダ ５ レチクルステージ ６ レチクル移動鏡 ７，１３ 干渉計 ８ 投影光学系（反射屈折光学系） ９ ウエハ １０ ウエハホルダ １１ ウエハステージ １２ ウエハ移動鏡 ＡＳ 開口絞り ＡＸ 光軸 Ｇ１ 第１結像光学系 Ｇ２ 第２結像光学系 Ｉ１ 中間像 Ｌ１ レンズ群 Ｍ１，Ｍ２ 反射鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１７
Claims (11)
- 【請求項１】 像側テレセントリックな光束に基づいて
第１面の像を第２面上に形成する反射屈折光学系であっ
て，２つ以上かつ偶数個の反射面と，少なくとも１つの
屈折部材とを有し，前記偶数個の反射面のうち前記第１
面から数えて奇数番目の反射面のうちの少なくとも１つ
は凹面反射面であり，前記凹面反射面の有効径をＭＡ
１，前記少なくとも１つの屈折部材のうちの最も有効径
が大きな屈折部材の有効径をＲＡとしたとき， （ＭＡ１／ＲＡ）≦（１／２．１） を満足し，前記凹面反射面の凹面は，前記第２面と反対
側に向けられていることを特徴とする反射屈折光学系。 - 【請求項２】 前記反射屈折光学系が有する凹面反射面
は，唯一つであることを特徴とする請求項１記載の反射
屈折光学系。 - 【請求項３】 前記凹面反射面の焦点距離をｆＭ１，前
記第１面から前記第２面までの光軸に沿った距離をＬと
したとき， ０．０３＜｜ｆＭ１｜／Ｌ＜０．２ を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の
反射屈折光学系。 - 【請求項４】 前記反射屈折光学系は，反射屈折型の第
１結像光学系と，前記第１結像光学系と前記第２面との
間の光路中に配置された屈折型の第２結像光学系とを備
え，前記第１結像光学系は，前記偶数個の反射面のうち
の少なくとも２つを有することを特徴とする請求項１乃
至３の何れか一項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項５】 前記第１結像光学系は，少なくとも１つ
の正レンズ成分を含むレンズ群と，該レンズ群と前記第
２結像光学系との間の光路中に配置された第１の反射面
と，該第１の反射面と前記第２結像光学系との間の光路
中に配置された第２の反射面とを備え，前記第１の反射
面は前記凹面反射面のうちの１つを有することを特徴と
する請求項４に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項６】 前記第２結像光学系は開口絞りを有し，
前記反射屈折光学系が有する全ての光学素子成分は単一
の直線状に延びた光軸に沿って配置され，前記反射屈折
光学系は前記第１面とほぼ平行な前記第２面上に前記像
を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の
反射屈折光学系。 - 【請求項７】 前記第２結像光学系の倍率をβとしたと
き， |β｜＜１／６．５ を満足することを特徴とする請求項４乃至６の何れか一
項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項８】 前記反射屈折光学系は前記第１面上に光
軸から外れた視野を有し，かつ前記第２面上の光軸から
外れた領域内に前記像を形成することを特徴とする請求
項１乃至７の何れか一項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項９】 前記第１面上に配置されて所定のパター
ンを有するマスクを照明する照明光学系と；前記所定の
パターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上
へ投影するための請求項１乃至８の何れか一項に記載の
反射屈折光学系と；を備えることを特徴とする投影露光
装置。 - 【請求項１０】 前記反射屈折光学系を介して形成され
る露光フィールドは，長方形であることを特徴とする請
求項９に記載の投影露光装置。 - 【請求項１１】 第１面上に配置されて所定のパターン
を有するマスクを照明する照明光学系と；前記所定のパ
ターンの像を像側テレセントリックな光束を用いて第２
面上に配置された感光性基板上へ投影する投影光学系
と；を備え，前記投影光学系は，単一の直線状に延びた
光軸に沿って前記第１面と前記第２面との間の光路中に
配置された複数の光学素子のみからなり，かつほぼ円形
状の射出瞳を有し，前記投影光学系は，第２面上の前記
光軸から外れた領域に長方形状の露光フィールドを形成
することを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002267A JP2002208551A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 反射屈折光学系及び投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002267A JP2002208551A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 反射屈折光学系及び投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208551A true JP2002208551A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18870805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001002267A Pending JP2002208551A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 反射屈折光学系及び投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002208551A (ja) |
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-
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- 2001-01-10 JP JP2001002267A patent/JP2002208551A/ja active Pending
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