JP2003185920A - 結像光学系及び投影露光装置 - Google Patents
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- G03F7/70216—Mask projection systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短波長化した場合に生じる複屈折を確実に小
さく抑えることのできる高性能な結像光学系、及び高性
能な投影露光装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材を
少なくとも１つ備えることを特徴とする。
さく抑えることのできる高性能な結像光学系、及び高性
能な投影露光装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材を
少なくとも１つ備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結像光学系、及び
原板のパターンを基板上に縮小投影する投影露光装置に
関する。
原板のパターンを基板上に縮小投影する投影露光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】投影露光装置の投影光学系はその高解像
度化に伴って使用波長が短波長化される傾向にある。現
在のところ、既に１９３ｎｍ（ＡｒＦレーザ）程度にま
で短波長化が進んでいる。今後、さらなる短波長化が進
み、波長１５７ｎｍ（Ｆ2レーザ）とすることも検討さ
れている。
度化に伴って使用波長が短波長化される傾向にある。現
在のところ、既に１９３ｎｍ（ＡｒＦレーザ）程度にま
で短波長化が進んでいる。今後、さらなる短波長化が進
み、波長１５７ｎｍ（Ｆ2レーザ）とすることも検討さ
れている。
【０００３】しかし、単波長の光は、エネルギーが高い
ため、投影光学系内のレンズを透過する際に照射変動を
生じさせ、性能を劣化させる虞がある。このような性能
の劣化は、使用波長が２００ｎｍ以下である投影光学
系、例えば、特開平５−１７３０６５号公報に記載され
た屈折型の投影光学系、特開平５−７２４７８号公報に
記載された反射屈折型の投影光学系においてでさえも生
じている（なお、これらのレンズの材料は、石英（Ｓｉ
Ｏ2）である。）。
ため、投影光学系内のレンズを透過する際に照射変動を
生じさせ、性能を劣化させる虞がある。このような性能
の劣化は、使用波長が２００ｎｍ以下である投影光学
系、例えば、特開平５−１７３０６５号公報に記載され
た屈折型の投影光学系、特開平５−７２４７８号公報に
記載された反射屈折型の投影光学系においてでさえも生
じている（なお、これらのレンズの材料は、石英（Ｓｉ
Ｏ2）である。）。
【０００４】したがって、使用波長が１６０ｎｍ以下と
なると、光の吸収量がさらに大きくなるので（透過率が
７０％程度しか得られない）、それにより発生した熱が
原因で屈折率変化、膨張、ひいては面形状の変化までも
が生じ、大幅な性能の劣化は避けられない。このため、
使用波長が１６０ｎｍ以下であるときのレンズの材料に
は、比較的吸収が生じ難いとされる蛍石（ＣａＦ2）を
使用することが検討されている。
なると、光の吸収量がさらに大きくなるので（透過率が
７０％程度しか得られない）、それにより発生した熱が
原因で屈折率変化、膨張、ひいては面形状の変化までも
が生じ、大幅な性能の劣化は避けられない。このため、
使用波長が１６０ｎｍ以下であるときのレンズの材料に
は、比較的吸収が生じ難いとされる蛍石（ＣａＦ2）を
使用することが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍石（Ｃａ
Ｆ2）では、他の屈折材料と同様、像のコントラストの
低下を招く現象の１つである「複屈折」が生じている。
この蛍石（ＣａＦ2）の複屈折量は、従来の長波長（２
００ｎｍ以上）の光に対しては無視できる程度だった。
Ｆ2）では、他の屈折材料と同様、像のコントラストの
低下を招く現象の１つである「複屈折」が生じている。
この蛍石（ＣａＦ2）の複屈折量は、従来の長波長（２
００ｎｍ以上）の光に対しては無視できる程度だった。
【０００６】しかしながら、上記短波長（２００ｎｍ未
満）の光に対しては無視できない大きさとなり、像のコ
ントラストの低下が顕著になることが分かった。現在、
この複屈折の影響を抑えるために、レンズの位置を調整
することなどが試みられているが、確実にその影響を小
さく抑えるような有効な方法は未だ提案されていない。
満）の光に対しては無視できない大きさとなり、像のコ
ントラストの低下が顕著になることが分かった。現在、
この複屈折の影響を抑えるために、レンズの位置を調整
することなどが試みられているが、確実にその影響を小
さく抑えるような有効な方法は未だ提案されていない。
【０００７】そこで本発明は、短波長化した場合に生じ
る複屈折を確実に小さく抑えることができ、コントラス
トが良好な高性能な結像光学系、及び高性能な投影露光
装置を提供することを目的とする。
る複屈折を確実に小さく抑えることができ、コントラス
トが良好な高性能な結像光学系、及び高性能な投影露光
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の結像光
学系は、ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材を少なく
とも１つ備えていることを特徴とする。
学系は、ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材を少なく
とも１つ備えていることを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の結像光学系は、前記Ｓｒ
Ｆ2の結晶材料の＜１１１＞結晶軸が、前記屈折部材の
光軸方向に一致していることを特徴とする請求項１に記
載の結像光学系である。請求項３に記載の結像光学系
は、前記ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材は、光軸
を基準とした結像光束の最大通過角度が、他の屈折部材
よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の結像光
学系である。
Ｆ2の結晶材料の＜１１１＞結晶軸が、前記屈折部材の
光軸方向に一致していることを特徴とする請求項１に記
載の結像光学系である。請求項３に記載の結像光学系
は、前記ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材は、光軸
を基準とした結像光束の最大通過角度が、他の屈折部材
よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の結像光
学系である。
【００１０】請求項４に記載の結像光学系は、前記Ｓｒ
Ｆ2の結晶材料からなる屈折部材は、出射面と入射面と
の面間隔が、他の屈折部材よりも大きいことを特徴とす
る請求項３に記載の結像光学系である。
Ｆ2の結晶材料からなる屈折部材は、出射面と入射面と
の面間隔が、他の屈折部材よりも大きいことを特徴とす
る請求項３に記載の結像光学系である。
【００１１】請求項５に記載の結像光学系は、開口数
０．６以上の光束を結像に寄与させる請求項１〜請求項
４の何れか一項に記載の結像光学系であって、前記Ｓｒ
Ｆ2の結晶材料からなる屈折部材は、光軸を基準とした
結像光束の最大通過角度θが、sinθ＞０．４を満たす
ことを特徴とする。請求項６に記載の結像光学系は、Ｃ
ａＦ2の結晶材料からなる屈折部材を少なくとも１つ備
えていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか
一項に記載の結像光学系である。
０．６以上の光束を結像に寄与させる請求項１〜請求項
４の何れか一項に記載の結像光学系であって、前記Ｓｒ
Ｆ2の結晶材料からなる屈折部材は、光軸を基準とした
結像光束の最大通過角度θが、sinθ＞０．４を満たす
ことを特徴とする。請求項６に記載の結像光学系は、Ｃ
ａＦ2の結晶材料からなる屈折部材を少なくとも１つ備
えていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか
一項に記載の結像光学系である。
【００１２】請求項７に記載の結像光学系は、全ての屈
折部材が波長１６０ｎｍ以下の光を透過可能な材料から
なり、物体の縮小像をテレセントリックに投影し、かつ
その縮小側の開口数が０．６以上であることを特徴とす
る請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の結像光学系
である。請求項８に記載の投影露光装置は、原板のパタ
ーンを基板状に縮小投影する投影露光装置であって、波
長１６０ｎｍ以下の光を出射する光源と、請求項７に記
載の結像光学系とを備えたことを特徴とする。
折部材が波長１６０ｎｍ以下の光を透過可能な材料から
なり、物体の縮小像をテレセントリックに投影し、かつ
その縮小側の開口数が０．６以上であることを特徴とす
る請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の結像光学系
である。請求項８に記載の投影露光装置は、原板のパタ
ーンを基板状に縮小投影する投影露光装置であって、波
長１６０ｎｍ以下の光を出射する光源と、請求項７に記
載の結像光学系とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 ［第１実施形態］図１及び図２を参照にして本発明の第
１実施形態について説明する。以下、結晶材料の複屈折
量ｎを、「結晶材料内の互いに直交する２つの偏光方向
に対する屈折率ｎ１、ｎ２の差」と定義する。互いに直
交する方向とは、例えば、＜１１０＞結晶軸の方向及び
＜００１＞結晶軸の方向などである（なお、方向の採り
方、及び単位は、これに限らない。例えば、単位につい
ては、位相や光学的距離の単位であってもよい。）。
施形態について説明する。 ［第１実施形態］図１及び図２を参照にして本発明の第
１実施形態について説明する。以下、結晶材料の複屈折
量ｎを、「結晶材料内の互いに直交する２つの偏光方向
に対する屈折率ｎ１、ｎ２の差」と定義する。互いに直
交する方向とは、例えば、＜１１０＞結晶軸の方向及び
＜００１＞結晶軸の方向などである（なお、方向の採り
方、及び単位は、これに限らない。例えば、単位につい
ては、位相や光学的距離の単位であってもよい。）。
【００１４】先ず、最近の研究結果（SEMATECH Calcium
Fluoride Birefringence Workshop,18 July 2001,San
Francisco,CAに記載されたデータ）を参照すると、図１
に示すように、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）の波長域で生
じる複屈折量ｎは、フッ化バリウム（ＢａＦ2）が最も
大きく、蛍石（ＣａＦ2）が次に大きく、フッ化ストロ
ンチウム（ＳｒＦ2）は最も小さい。因みに、図１で
は、これら各結晶材料の複屈折量ｎを波長毎に示した。
特に、この波長域では、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ
2）の複屈折量ｎの大きさは、蛍石（ＣａＦ2）の複屈折
量ｎの大きさの１／３程度であり、フッ化バリウムの複
屈折量ｎの大きさの１／１０程度である。
Fluoride Birefringence Workshop,18 July 2001,San
Francisco,CAに記載されたデータ）を参照すると、図１
に示すように、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）の波長域で生
じる複屈折量ｎは、フッ化バリウム（ＢａＦ2）が最も
大きく、蛍石（ＣａＦ2）が次に大きく、フッ化ストロ
ンチウム（ＳｒＦ2）は最も小さい。因みに、図１で
は、これら各結晶材料の複屈折量ｎを波長毎に示した。
特に、この波長域では、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ
2）の複屈折量ｎの大きさは、蛍石（ＣａＦ2）の複屈折
量ｎの大きさの１／３程度であり、フッ化バリウムの複
屈折量ｎの大きさの１／１０程度である。
【００１５】そこで、本実施形態では、結像光学系に、
フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）の結晶材料（以下、
「フッ化ストロンチウム材」という。）からなる屈折部
材を少なくとも１つ備える。その結果、この結像光学系
の使用波長が、１５７ｎｍの近傍（１５０ｎｍ〜１６０
ｎｍ）であるときには、複屈折の影響は、他の結晶材料
を使用した場合よりも確実に小さく抑えられる。
フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）の結晶材料（以下、
「フッ化ストロンチウム材」という。）からなる屈折部
材を少なくとも１つ備える。その結果、この結像光学系
の使用波長が、１５７ｎｍの近傍（１５０ｎｍ〜１６０
ｎｍ）であるときには、複屈折の影響は、他の結晶材料
を使用した場合よりも確実に小さく抑えられる。
【００１６】図２は、本実施形態に係る結像光学系を示
す図である。結晶材料における複屈折は異方性（偏光方
向による複屈折量ｎのばらつき）を示すので（非対称な
複屈折量；Intrinsic Birefringenceなどと称され
る。）、結晶材料を通過する光線の角度θが異なると、
複屈折量ｎも異なる。そして、結晶材料内を＜１１１＞
結晶軸の方向に進行する光線については、複屈折量ｎが
０となり、その方向から傾斜するにつれて徐々に複屈折
量ｎが大きくなる。
す図である。結晶材料における複屈折は異方性（偏光方
向による複屈折量ｎのばらつき）を示すので（非対称な
複屈折量；Intrinsic Birefringenceなどと称され
る。）、結晶材料を通過する光線の角度θが異なると、
複屈折量ｎも異なる。そして、結晶材料内を＜１１１＞
結晶軸の方向に進行する光線については、複屈折量ｎが
０となり、その方向から傾斜するにつれて徐々に複屈折
量ｎが大きくなる。
【００１７】そこで、本実施形態の結像光学系では、フ
ッ化ストロンチウム材は、その＜１１１＞結晶軸を、光
軸方向Ｚに一致させた状態で使用される。このようにす
れば、少なくとも、そのフッ化ストロンチウム材の使用
された屈折部材に平行に入射する光線については、発生
する複屈折量が０となる。さらに、本実施形態において
は、複屈折量ｎの小さなこのフッ化ストロンチウム材
を、結像光学系のうち、複屈折を比較的発生させ易い箇
所の屈折部材に使用することが好ましい。即ち、一般の
結晶材料では、光線の進行方向が＜１１１＞結晶軸から
傾くにつれて複屈折量ｎが大きくなるので、複屈折を発
生させ易い箇所の屈折部材とは、例えば、図２中に矢印
で示すように、光軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過
角度θが、他の屈折部材における最大通過角度θよりも
大きくなるような屈折部材である。
ッ化ストロンチウム材は、その＜１１１＞結晶軸を、光
軸方向Ｚに一致させた状態で使用される。このようにす
れば、少なくとも、そのフッ化ストロンチウム材の使用
された屈折部材に平行に入射する光線については、発生
する複屈折量が０となる。さらに、本実施形態において
は、複屈折量ｎの小さなこのフッ化ストロンチウム材
を、結像光学系のうち、複屈折を比較的発生させ易い箇
所の屈折部材に使用することが好ましい。即ち、一般の
結晶材料では、光線の進行方向が＜１１１＞結晶軸から
傾くにつれて複屈折量ｎが大きくなるので、複屈折を発
生させ易い箇所の屈折部材とは、例えば、図２中に矢印
で示すように、光軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過
角度θが、他の屈折部材における最大通過角度θよりも
大きくなるような屈折部材である。
【００１８】なお、図２に示す結像光学系は、縮小投影
光学系であるが、その場合、像面Ｗ側に配置された屈折
部材Ｌ１８は、光線の最大通過角度θが大きくなるの
で、複屈折を発生させ易い。このような屈折部材にフッ
化ストロンチウム材を使用することによって、結像光学
系が高開口数化されていたとしても、複屈折の影響を抑
えることができる。しかも、複屈折による影響は、光線
の通過する距離が長いほど大きくなるので、入射面と出
射面との面間隔（つまり厚さ）を大きくしなければなら
ないような屈折部材に、このフッ化ストロンチウム材を
使用することが好ましい。そういう意味からも屈折部材
Ｌ１８にフッ化ストロンチウム材を用いることが適当で
ある。
光学系であるが、その場合、像面Ｗ側に配置された屈折
部材Ｌ１８は、光線の最大通過角度θが大きくなるの
で、複屈折を発生させ易い。このような屈折部材にフッ
化ストロンチウム材を使用することによって、結像光学
系が高開口数化されていたとしても、複屈折の影響を抑
えることができる。しかも、複屈折による影響は、光線
の通過する距離が長いほど大きくなるので、入射面と出
射面との面間隔（つまり厚さ）を大きくしなければなら
ないような屈折部材に、このフッ化ストロンチウム材を
使用することが好ましい。そういう意味からも屈折部材
Ｌ１８にフッ化ストロンチウム材を用いることが適当で
ある。
【００１９】なお、本実施形態では、複屈折を発生させ
易い箇所に用いる屈折部材にフッ化ストロンチウム材を
使用したので、複屈折を発生させ難い箇所に用いる屈折
部材（光軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過角度θが
比較的小さくなり、比較的薄く構成できる屈折部材）に
は、他の材料を使用することができる。この場合、複屈
折を発生させ易い箇所の屈折部材としてフッ化ストロン
チウム材を使用することにより、結像光学系の全体の性
能は従来より高くなる。
易い箇所に用いる屈折部材にフッ化ストロンチウム材を
使用したので、複屈折を発生させ難い箇所に用いる屈折
部材（光軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過角度θが
比較的小さくなり、比較的薄く構成できる屈折部材）に
は、他の材料を使用することができる。この場合、複屈
折を発生させ易い箇所の屈折部材としてフッ化ストロン
チウム材を使用することにより、結像光学系の全体の性
能は従来より高くなる。
【００２０】また、本実施形態は、開口数（ＮＡ）が
０．６以上である、高ＮＡの結像光学系に適用すると、
特に効果が高い。なぜなら、一般の結晶材料では、＜１
１１＞結晶軸の方向を基準とした光線の進行角度θがsi
nθ＞√３／３（sinθ＞０．４）であるときに、複屈折
量ｎが特に大きくなりその影響が大きくなるからであ
る。
０．６以上である、高ＮＡの結像光学系に適用すると、
特に効果が高い。なぜなら、一般の結晶材料では、＜１
１１＞結晶軸の方向を基準とした光線の進行角度θがsi
nθ＞√３／３（sinθ＞０．４）であるときに、複屈折
量ｎが特に大きくなりその影響が大きくなるからであ
る。
【００２１】具体的に、この結像光学系においては、光
軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過角度θがsinθ＞
０．４となるような光学部材に、前記フッ化ストロンチ
ウム材を使用することが好ましい。
軸Ｚを基準とした結像光束の最大通過角度θがsinθ＞
０．４となるような光学部材に、前記フッ化ストロンチ
ウム材を使用することが好ましい。
【００２２】ところで、フッ化ストロンチウム材を使用
した屈折部材においても、僅かではあるが、複屈折が生
じている可能性がある。そこで、本実施形態では、フッ
化ストロンチウム材に加え、蛍石（ＣａＦ2）の結晶材
料（以下、「蛍石材」という。）を、積極的に少なくと
も１つの屈折部材に使用することが好ましい。なぜな
ら、図１に示すように蛍石（ＣａＦ2）の複屈折量ｎ
と、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）の複屈折量ｎと
では、互いに符号が反対になるので、互いに打ち消し合
うことができるからである。但し、蛍石材が使用される
のは、比較的複屈折を発生させ難く、かつ、フッ化スト
ロンチウム材が使用されるのとなるべく近い位置に配置
された屈折部材であることが好ましい。近い位置とする
のは、複屈折をより確実に打ち消すために、両部材を通
過する各光線の各通過角度を、互いに略同じにする必要
があるからである。
した屈折部材においても、僅かではあるが、複屈折が生
じている可能性がある。そこで、本実施形態では、フッ
化ストロンチウム材に加え、蛍石（ＣａＦ2）の結晶材
料（以下、「蛍石材」という。）を、積極的に少なくと
も１つの屈折部材に使用することが好ましい。なぜな
ら、図１に示すように蛍石（ＣａＦ2）の複屈折量ｎ
と、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）の複屈折量ｎと
では、互いに符号が反対になるので、互いに打ち消し合
うことができるからである。但し、蛍石材が使用される
のは、比較的複屈折を発生させ難く、かつ、フッ化スト
ロンチウム材が使用されるのとなるべく近い位置に配置
された屈折部材であることが好ましい。近い位置とする
のは、複屈折をより確実に打ち消すために、両部材を通
過する各光線の各通過角度を、互いに略同じにする必要
があるからである。
【００２３】図２において蛍石材を使用すると好ましい
のは、例えば、フッ化ストロンチウム材が使用された屈
折部材（矢印部）に隣接する屈折部材などである。 ［第２実施形態］図３を参照して本発明の第２実施形態
を説明する。図３は、本実施形態に係る投影露光装置の
概略構成図である。
のは、例えば、フッ化ストロンチウム材が使用された屈
折部材（矢印部）に隣接する屈折部材などである。 ［第２実施形態］図３を参照して本発明の第２実施形態
を説明する。図３は、本実施形態に係る投影露光装置の
概略構成図である。
【００２４】本実施形態の投影露光装置に搭載された投
影光学系Ｌは、第１実施形態に記載された何れかの結像
光学系の特徴を有する。そして、この投影光学系Ｌの全
体に使用される各屈折部材には、波長１６０ｎｍ以下の
光を透過可能な材料が使用される。なお、投影光学系Ｌ
は、物体の縮小像をテレセントリックに投影し、かつ縮
小側の開口数が０．６以上となるよう設計されている。
影光学系Ｌは、第１実施形態に記載された何れかの結像
光学系の特徴を有する。そして、この投影光学系Ｌの全
体に使用される各屈折部材には、波長１６０ｎｍ以下の
光を透過可能な材料が使用される。なお、投影光学系Ｌ
は、物体の縮小像をテレセントリックに投影し、かつ縮
小側の開口数が０．６以上となるよう設計されている。
【００２５】また、光源部１０１の光源には、例えばＦ
2レーザなど、波長１６０ｎｍ以下の光を出射する光源
が使用されている。従来、このような光源を使用した場
合には、投影光学系Ｌ内の屈折部材における複屈折の影
響により、投影された像のコントラストが低下する可能
性が高かった。しかし、本実施形態では、投影光学系Ｌ
として上記第１実施形態の何れかの結像光学系が使用さ
れているので、短波長化した場合に生じる複屈折の影響
は、小さく抑えられる。したがって、投影された像のコ
ントラストは保たれる。
2レーザなど、波長１６０ｎｍ以下の光を出射する光源
が使用されている。従来、このような光源を使用した場
合には、投影光学系Ｌ内の屈折部材における複屈折の影
響により、投影された像のコントラストが低下する可能
性が高かった。しかし、本実施形態では、投影光学系Ｌ
として上記第１実施形態の何れかの結像光学系が使用さ
れているので、短波長化した場合に生じる複屈折の影響
は、小さく抑えられる。したがって、投影された像のコ
ントラストは保たれる。
【００２６】なお、投影露光装置は、少なくともウェハ
ステージ１０８と、光を供給するための光源部１０１
と、投影光学系Ｌとを含む。ここで、ウェハステージ１
０８は、感光剤を塗布した基板（ウェハ）Ｗを表面１０
８ａ上に置くことができる。また、ステージ制御系１０
７は、ウェハステージ１０８の位置を制御する。投影光
学系Ｌは、上述のように上記各実施形態に係る干渉測定
装置を用いて製造された高精度投影レンズである。また
投影光学系Ｌは、レチクル（マスク）Ｒが配置された物
体面Ｐ１と、ウェハＷの表面に一致させた像面Ｐ２との
間に配置される。さらに投影光学系Ｌは、スキャンタイ
プの投影露光装置に応用されるアライメント光学系を有
する。さらに照明光学系１０２は、レチクルＲとウェハ
Ｗとの間の相対位置を調節するためのアライメント光学
系１０３を含む。レチクルＲは、該レチクルＲのパター
ンのイメージをウェハＷ上に投影するためのものであ
り、ウェハステージ１０８の表面１０８ａに対して平行
移動が可能であるレチクルステージ１０５上に配置され
る。そしてレチクル交換系１０４は、レチクルステージ
１０５上にセットされたレチクルＲを交換し運搬する。
またレチクル交換系１０４は、ウェハステージ１０８の
表面１０８ａに対し、レチクルステージ１０５を平行移
動させるためのステージドライバー（不図示）を含む。
また、主制御部１０９は位置合わせから露光までの一連
の処理に関する制御を行う。
ステージ１０８と、光を供給するための光源部１０１
と、投影光学系Ｌとを含む。ここで、ウェハステージ１
０８は、感光剤を塗布した基板（ウェハ）Ｗを表面１０
８ａ上に置くことができる。また、ステージ制御系１０
７は、ウェハステージ１０８の位置を制御する。投影光
学系Ｌは、上述のように上記各実施形態に係る干渉測定
装置を用いて製造された高精度投影レンズである。また
投影光学系Ｌは、レチクル（マスク）Ｒが配置された物
体面Ｐ１と、ウェハＷの表面に一致させた像面Ｐ２との
間に配置される。さらに投影光学系Ｌは、スキャンタイ
プの投影露光装置に応用されるアライメント光学系を有
する。さらに照明光学系１０２は、レチクルＲとウェハ
Ｗとの間の相対位置を調節するためのアライメント光学
系１０３を含む。レチクルＲは、該レチクルＲのパター
ンのイメージをウェハＷ上に投影するためのものであ
り、ウェハステージ１０８の表面１０８ａに対して平行
移動が可能であるレチクルステージ１０５上に配置され
る。そしてレチクル交換系１０４は、レチクルステージ
１０５上にセットされたレチクルＲを交換し運搬する。
またレチクル交換系１０４は、ウェハステージ１０８の
表面１０８ａに対し、レチクルステージ１０５を平行移
動させるためのステージドライバー（不図示）を含む。
また、主制御部１０９は位置合わせから露光までの一連
の処理に関する制御を行う。
【００２７】
【実施例】以下、図面、表に基づいて本発明の実施例を
示す。 ［第１実施例］図４、表１、表２に本発明の第１実施例
を示す。図４は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。
示す。 ［第１実施例］図４、表１、表２に本発明の第１実施例
を示す。図４は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。
【００２８】図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチクル
面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側から
光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１８
を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウム材が使用されて
いる。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用されて
いる。
面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側から
光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１８
を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウム材が使用されて
いる。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用されて
いる。
【００２９】表１、表２は、本実施例の投影光学系のレ
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表２は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、表中の面番号
は、レチクルＲ側から光束の入射順に１、２、・・・と
した。また、表中の符号、Ｄ０は、レチクルＲから最も
レチクルＲ側のレンズ面までの距離を示し、ＢＦは、最
もウエハＷ側のレンズ面からウエハＷまでの距離（作動
距離）を示している（これは、表３、表５、表７、表
９、表１１においても同様である。）。
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表２は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、表中の面番号
は、レチクルＲ側から光束の入射順に１、２、・・・と
した。また、表中の符号、Ｄ０は、レチクルＲから最も
レチクルＲ側のレンズ面までの距離を示し、ＢＦは、最
もウエハＷ側のレンズ面からウエハＷまでの距離（作動
距離）を示している（これは、表３、表５、表７、表
９、表１１においても同様である。）。
【００３０】なお、本実施例では、第６面、第２２面、
第２３面、第３３面が非球面であるので、表２では、こ
れらの非球面係数をそれぞれ示した。また、表中のＫ、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、それぞれ円錐係数、４
次の非球面係数、６次の非球面係数、８次の非球面係
数、１０次の非球面係数、１２次の非球面係数、１４次
の非球面係数、１６次の非球面係数を示している。すな
わち、非球面形状は、次の式で表される（これは、後述
する表４、表６、表８、表１０、表１２においても同様
である。）。
第２３面、第３３面が非球面であるので、表２では、こ
れらの非球面係数をそれぞれ示した。また、表中のＫ、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、それぞれ円錐係数、４
次の非球面係数、６次の非球面係数、８次の非球面係
数、１０次の非球面係数、１２次の非球面係数、１４次
の非球面係数、１６次の非球面係数を示している。すな
わち、非球面形状は、次の式で表される（これは、後述
する表４、表６、表８、表１０、表１２においても同様
である。）。
【数１】
【表１】
【表２】
［第２実施例］図５、表３、表４に本発明の第２実施例
を示す。図５は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。
を示す。図５は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。
【００３１】図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチクル
面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側から
光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１８
を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
１１、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウ
ム材が使用されている。それ以外の屈折レンズには、蛍
石材が使用されている。
面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側から
光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１８
を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
１１、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウ
ム材が使用されている。それ以外の屈折レンズには、蛍
石材が使用されている。
【００３２】表３、表４は、本実施例の投影光学系のレ
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表４は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表４では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表４は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表４では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
【表３】
【表４】
［第３実施例］図６、表５、表６に本発明の第３実施例
を示す。
を示す。
【００３３】図６は、本実施例の投影光学系の構成を示
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側
から光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ
１８を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ
６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウム材が使用
されている。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用
されている。
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側
から光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ
１８を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ
６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチウム材が使用
されている。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用
されている。
【００３４】表５、表６は、本実施例の投影光学系のレ
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表６は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表６では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表６は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表６では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
【表５】
【表６】
［第４実施例］図７、表７、表８に本発明の第４実施例
を示す。図７は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチクル
面である。
を示す。図７は、本実施例の投影光学系の構成を示す光
路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチクル
面である。
【００３５】本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側か
ら光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１
８を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、
Ｌ１１、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチ
ウム材が使用されている。それ以外の屈折レンズには、
蛍石材が使用されている。
ら光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ１
８を備える。このうち、屈折レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、
Ｌ１１、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８に、フッ化ストロンチ
ウム材が使用されている。それ以外の屈折レンズには、
蛍石材が使用されている。
【００３６】表７、表８は、本実施例の投影光学系のレ
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表８は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表８では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
ンズデータ（単位：ｍｍ）である。表８は、投影光学系
の非球面についてのデータである。なお、本実施例で
は、第６面、第２２面、第２３面、第３３面が非球面で
あるので、表８では、これらの非球面係数をそれぞれ示
した。
【表７】
【表８】
［第５実施例］図８、表９、表１０に本発明の第５実施
例を示す。
例を示す。
【００３７】図８は、本実施例の投影光学系の構成を示
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側
から光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、反射鏡Ｍ
１、（屈折レンズＬ２、）反射鏡Ｍ２、屈折レンズＬ
３、Ｌ４、・・・、Ｌ１３を備える。
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。本実施例の投影光学系は、レチクルＲ側
から光束の入射順に、屈折レンズＬ１、Ｌ２、反射鏡Ｍ
１、（屈折レンズＬ２、）反射鏡Ｍ２、屈折レンズＬ
３、Ｌ４、・・・、Ｌ１３を備える。
【００３８】このうち、屈折レンズＬ７、Ｌ１１、Ｌ１
３に、フッ化ストロンチウム材が使用されている。それ
以外の屈折レンズには、蛍石材が使用されている。表
９、表１０は、本実施例の投影光学系のレンズデータ
（単位：ｍｍ）である。表１０は、投影光学系の非球面
についてのデータである。なお、本実施例では、第２
面、第３面、第５面、第７面、第８面、第１４面、第１
６面、第２３面、第２８面が非球面であるので、表１０
では、これらの非球面係数をそれぞれ示した。
３に、フッ化ストロンチウム材が使用されている。それ
以外の屈折レンズには、蛍石材が使用されている。表
９、表１０は、本実施例の投影光学系のレンズデータ
（単位：ｍｍ）である。表１０は、投影光学系の非球面
についてのデータである。なお、本実施例では、第２
面、第３面、第５面、第７面、第８面、第１４面、第１
６面、第２３面、第２８面が非球面であるので、表１０
では、これらの非球面係数をそれぞれ示した。
【表９】
【表１０】
［第６実施例］図９、表１１、表１２に本発明の第６実
施例を示す。図９は、本実施例の投影光学系の構成を示
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。
施例を示す。図９は、本実施例の投影光学系の構成を示
す光路図である。図において、Ｗはウエハ面、Ｒはレチ
クル面である。
【００３９】表１１、表１２は、本実施例の投影光学系
のレンズデータ（単位：ｍｍ）である。表１２は、投影
光学系の非球面についてのデータである。本実施例の投
影光学系は、レチクルＲ側から光束の入射順に、屈折レ
ンズＬ１、Ｌ２、反射鏡Ｍ１、（屈折レンズＬ２、）反
射鏡Ｍ２、屈折レンズＬ３、Ｌ４、・・・、Ｌ１３を備
える。
のレンズデータ（単位：ｍｍ）である。表１２は、投影
光学系の非球面についてのデータである。本実施例の投
影光学系は、レチクルＲ側から光束の入射順に、屈折レ
ンズＬ１、Ｌ２、反射鏡Ｍ１、（屈折レンズＬ２、）反
射鏡Ｍ２、屈折レンズＬ３、Ｌ４、・・・、Ｌ１３を備
える。
【００４０】このうち、屈折レンズＬ６、Ｌ７、Ｌ１
１、Ｌ１２、Ｌ１３に、フッ化ストロンチウム材が使用
されている。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用
されている。なお、本実施例では、第２面、第３面、第
５面、第７面、第８面、第１４面、第１６面、第２３
面、第２８面が非球面であるので、表１２では、これら
の非球面係数をそれぞれ示した。
１、Ｌ１２、Ｌ１３に、フッ化ストロンチウム材が使用
されている。それ以外の屈折レンズには、蛍石材が使用
されている。なお、本実施例では、第２面、第３面、第
５面、第７面、第８面、第１４面、第１６面、第２３
面、第２８面が非球面であるので、表１２では、これら
の非球面係数をそれぞれ示した。
【表１１】
【表１２】
【００４１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によると、
短波長化した場合に生じる複屈折を確実に小さく抑える
ことができ、コントラストが良好な高性能な結像光学
系、及び高性能な投影露光装置が実現する。
短波長化した場合に生じる複屈折を確実に小さく抑える
ことができ、コントラストが良好な高性能な結像光学
系、及び高性能な投影露光装置が実現する。
【図１】図１は、各結晶材料の複屈折量ｎを波長毎に示
す図である。
す図である。
【図２】図２は、第１実施形態における結像光学系の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る投影露光装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図４】図４は、第１実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
【図５】図５は、第２実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
【図６】図６は、第３実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
【図７】図７は、第４実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
【図８】図８は、第５実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
【図９】図９は、第６実施例の投影光学系の構成を示す
光路図である。
光路図である。
１０１ 光源部
１０２ 照明光学系
１０３ アライメント光学系
１０４ レチクル交換系
１０５ レチクルステージ
１０７ ステージ制御系
１０８ ウェハステージ
１０９ 主制御部
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｇ０２Ｂ 17/08 Ｇ０２Ｂ 17/08 Ａ
Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０２
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ
Ｆターム(参考） 2H087 KA21 LA01 NA02 NA04 PA15
PA17 PB18 QA02 QA05 QA14
QA22 QA26 QA33 QA41 QA45
RA05 RA12 RA13 RA32 TA01
TA04 TA06 UA02 UA04
2H097 CA13 GB01 LA10
5F046 BA04 CA07 CB12 CB25
Claims (8)
- 【請求項１】 ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材を
少なくとも１つ備えていることを特徴とする結像光学
系。 - 【請求項２】 前記ＳｒＦ2の結晶材料の＜１１１＞結
晶軸は、前記屈折部材の光軸方向に一致していることを
特徴とする請求項１に記載の結像光学系。 - 【請求項３】 前記ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部
材は、 光軸を基準とした結像光束の最大通過角度が、他の屈折
部材よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の結
像光学系。 - 【請求項４】 前記ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部
材は、 出射面と入射面との面間隔が、他の屈折部材よりも大き
いことを特徴とする請求項３に記載の結像光学系。 - 【請求項５】 開口数０．６以上の光束を結像に寄与さ
せる請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の結像光学
系であって、 前記ＳｒＦ2の結晶材料からなる屈折部材は、 光軸を基準とした結像光束の最大通過角度θが、sinθ
＞０．４を満たすことを特徴とする結像光学系。 - 【請求項６】 ＣａＦ2の結晶材料からなる屈折部材を
少なくとも１つ備えていることを特徴とする請求項１〜
請求項５の何れか一項に記載の結像光学系。 - 【請求項７】 全ての屈折部材が波長１６０ｎｍ以下の
光を透過可能な材料からなり、 物体の縮小像をテレセントリックに投影し、かつその縮
小側の開口数が０．６以上であることを特徴とする請求
項１〜請求項６の何れか一項に記載の結像光学系。 - 【請求項８】 原板のパターンを基板状に縮小投影する
投影露光装置であって、 波長１６０ｎｍ以下の光を出射する光源と、 請求項７に記載の結像光学系とを備えたことを特徴とす
る投影露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001384465A JP2003185920A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 結像光学系及び投影露光装置 |
| AU2002354213A AU2002354213A1 (en) | 2001-12-18 | 2002-12-12 | Imaging optical system and projection aligner |
| PCT/JP2002/012999 WO2003052482A1 (fr) | 2001-12-18 | 2002-12-12 | Systeme optique d'imagerie et aligneur de projection |
| TW091136479A TW200304548A (en) | 2001-12-18 | 2002-12-18 | Image optical system and projection aligner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001384465A JP2003185920A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 結像光学系及び投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003185920A true JP2003185920A (ja) | 2003-07-03 |
| JP2003185920A5 JP2003185920A5 (ja) | 2005-08-25 |
Family
ID=19187727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001384465A Withdrawn JP2003185920A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 結像光学系及び投影露光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003185920A (ja) |
| AU (1) | AU2002354213A1 (ja) |
| TW (1) | TW200304548A (ja) |
| WO (1) | WO2003052482A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7495840B2 (en) | 2002-03-08 | 2009-02-24 | Karl-Heinz Schuster | Very high-aperture projection objective |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8208198B2 (en) | 2004-01-14 | 2012-06-26 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Catadioptric projection objective |
| US20080151364A1 (en) | 2004-01-14 | 2008-06-26 | Carl Zeiss Smt Ag | Catadioptric projection objective |
| US8107162B2 (en) | 2004-05-17 | 2012-01-31 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Catadioptric projection objective with intermediate images |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3466950B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | フッ化物結晶の熱処理方法及び光学部品の作製方法 |
| JP2000281493A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-10 | Canon Inc | 結晶処理方法および結晶並びに光学部品及び露光装置 |
-
2001
- 2001-12-18 JP JP2001384465A patent/JP2003185920A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-12-12 AU AU2002354213A patent/AU2002354213A1/en not_active Abandoned
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