JP2003233002A - 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法Info
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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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
- G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
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- G02B17/0652—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学系の全長及びミラーの最大有効径を小さ
くすると共に優れた結像性能を有する反射型投影光学
系、露光装置及びデバイス製造方法を提供する。 【解決手段】 物体面上のパターンを像面上に投影する
反射型投影光学系であって、中間像を形成する結像系で
あり、順次光を反射するとともに基本的に共軸系をなす
ように物体側から像側にかけて配置された第１のミラー
と、第２のミラーと、第３のミラーと、第４のミラーと
を有し、前記ミラーは、前記物体面から前記第１のミラ
ーへの光線と前記第２のミラーから前記第３のミラーへ
の光線とが交差するように配置されている反射型投影光
学系を提供する。
くすると共に優れた結像性能を有する反射型投影光学
系、露光装置及びデバイス製造方法を提供する。 【解決手段】 物体面上のパターンを像面上に投影する
反射型投影光学系であって、中間像を形成する結像系で
あり、順次光を反射するとともに基本的に共軸系をなす
ように物体側から像側にかけて配置された第１のミラー
と、第２のミラーと、第３のミラーと、第４のミラーと
を有し、前記ミラーは、前記物体面から前記第１のミラ
ーへの光線と前記第２のミラーから前記第３のミラーへ
の光線とが交差するように配置されている反射型投影光
学系を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、露光装
置に係り、特に、紫外線や極紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒ
ｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用して半導体
ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用
のガラス基板などの被処理体を投影露光する反射型投影
光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
置に係り、特に、紫外線や極紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒ
ｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用して半導体
ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用
のガラス基板などの被処理体を投影露光する反射型投影
光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化及び薄型化の要
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなっている。例えば、マスクパター
ンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース
（Ｌ＆Ｓ）０．１μｍ以下の寸法像を広範囲に形成する
ことが要求され、今後は更に８０ｎｍ以下の回路パター
ン形成に移行することが予想される。Ｌ＆Ｓは、露光に
おいてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に
投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなっている。例えば、マスクパター
ンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース
（Ｌ＆Ｓ）０．１μｍ以下の寸法像を広範囲に形成する
ことが要求され、今後は更に８０ｎｍ以下の回路パター
ン形成に移行することが予想される。Ｌ＆Ｓは、露光に
おいてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に
投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。
【０００３】半導体製造用の代表的な露光装置である投
影露光装置は、マスク又はレチクル（本出願では交換可
能に使用する。）上に描画されたパターンをウェハに投
影露光する投影光学系を備えている。投影露光装置の解
像度（正確に転写できる最小寸法）Ｒは、光源の波長λ
と投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられ
る。
影露光装置は、マスク又はレチクル（本出願では交換可
能に使用する。）上に描画されたパターンをウェハに投
影露光する投影光学系を備えている。投影露光装置の解
像度（正確に転写できる最小寸法）Ｒは、光源の波長λ
と投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられ
る。
【０００４】
【数１】
【０００５】従って、波長を短くすればするほど、及
び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度は良くなる。近
年では、解像度はより小さい値を要求されＮＡを上げる
だけではこの要求を満足するには限界となっており、短
波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、
露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎ
ｍ）及びＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）
からＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行してお
り、更には、ＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉ
ｏｌｅｔ）光の実用化も進んでいる。
び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度は良くなる。近
年では、解像度はより小さい値を要求されＮＡを上げる
だけではこの要求を満足するには限界となっており、短
波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、
露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎ
ｍ）及びＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）
からＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行してお
り、更には、ＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉ
ｏｌｅｔ）光の実用化も進んでいる。
【０００６】しかし、光の短波長化が進むと光が透過す
る硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズ
を多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即
ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光が
ＥＵＶ光になると使用できる硝材は存在しなくなり、投
影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこ
で、投影光学系をミラーのみで構成する反射型縮小投影
光学系が提案されている。
る硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズ
を多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即
ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光が
ＥＵＶ光になると使用できる硝材は存在しなくなり、投
影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこ
で、投影光学系をミラーのみで構成する反射型縮小投影
光学系が提案されている。
【０００７】反射型縮小投影光学系においては、ミラー
における反射率を高めるために反射した光が強め合うよ
うミラーには多層膜が形成されているが、光学系全体で
の反射率を高めるためにできるだけ少ない枚数で構成す
ることが望ましい。また、マスクとウェハの機械的な干
渉を防止するため、マスクとウェハが瞳を介して反対側
に位置するよう投影光学系を構成するミラーの枚数は偶
数枚であることが望ましい。これらのことから、２枚ミ
ラー系が最小枚数と言えるが、２枚のミラーだけでは設
計自由度の不足により、高ＮＡ化と良好な結像性能を確
保することが困難である。そこで、例えば、公開特許２
０００−９８２２８号公報には４枚のミラーより構成さ
れた投影光学系が提案されている。
における反射率を高めるために反射した光が強め合うよ
うミラーには多層膜が形成されているが、光学系全体で
の反射率を高めるためにできるだけ少ない枚数で構成す
ることが望ましい。また、マスクとウェハの機械的な干
渉を防止するため、マスクとウェハが瞳を介して反対側
に位置するよう投影光学系を構成するミラーの枚数は偶
数枚であることが望ましい。これらのことから、２枚ミ
ラー系が最小枚数と言えるが、２枚のミラーだけでは設
計自由度の不足により、高ＮＡ化と良好な結像性能を確
保することが困難である。そこで、例えば、公開特許２
０００−９８２２８号公報には４枚のミラーより構成さ
れた投影光学系が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、公開特許２０
００−９８２２８号公報において提案されている４枚ミ
ラー系の反射型投影光学系によれば、光学系全体の反射
率を高めることは考慮されているが、光学系の全長やミ
ラーの最大有効径が大きくなるという問題があった。よ
り特定的には、第１実施例における反射型投影光学系で
は、全長１４５１ｍｍ、ミラーの最大有効径φ５４２ｍ
ｍ、第２実施例における反射型投影光学系では、全長１
２７９ｍｍ、最大有効径φ３０６ｍｍである。
００−９８２２８号公報において提案されている４枚ミ
ラー系の反射型投影光学系によれば、光学系全体の反射
率を高めることは考慮されているが、光学系の全長やミ
ラーの最大有効径が大きくなるという問題があった。よ
り特定的には、第１実施例における反射型投影光学系で
は、全長１４５１ｍｍ、ミラーの最大有効径φ５４２ｍ
ｍ、第２実施例における反射型投影光学系では、全長１
２７９ｍｍ、最大有効径φ３０６ｍｍである。
【０００９】かかる問題は装置の大型化を招き、パージ
空間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因す
る透過率の低下、ミラー面の製造の困難性に起因する製
造誤差を含み、結果的に、結像性能の低下を生じてしま
う。
空間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因す
る透過率の低下、ミラー面の製造の困難性に起因する製
造誤差を含み、結果的に、結像性能の低下を生じてしま
う。
【００１０】そこで、本発明は、光学系の全長及びミラ
ーの最大有効径を小さくすると共に優れた結像性能を有
する反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
を提供することを例示的目的とする。
ーの最大有効径を小さくすると共に優れた結像性能を有
する反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
を提供することを例示的目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一側面としての反射型投影光学系は、物体
面上のパターンを像面上に投影する反射型投影光学系で
あって、中間像を形成する結像系であり、順次光を反射
するとともに基本的に共軸系をなすように物体側から像
側にかけて配置された第１のミラーと、第２のミラー
と、第３のミラーと、第４のミラーとを有し、前記ミラ
ーは、前記物体面から前記第１のミラーへの光線と前記
第２のミラーから前記第３のミラーへの光線とが交差す
るように配置されている。かかる反射型投影光学系によ
れば、物体面から第１のミラーへの光線と第２のミラー
から第３のミラーへの光線とが交差するためミラーの最
大有効径の小径化と共に光学系の全長の短縮化が可能で
ある。また、共軸系をなすように４枚という少ないミラ
ーで構成されているため光学系全体の反射率を高めると
共に光軸を中心としたリング状の像面内で収差を補正す
ることができる。更に、中間像を形成する光学系であり
中間像を形成しない光学系に比べて所定のＮＡを確保し
た場合の光線の分離が容易であるため、よりバランスの
とれた良好な収差補正を行なうことができる。
に、本発明の一側面としての反射型投影光学系は、物体
面上のパターンを像面上に投影する反射型投影光学系で
あって、中間像を形成する結像系であり、順次光を反射
するとともに基本的に共軸系をなすように物体側から像
側にかけて配置された第１のミラーと、第２のミラー
と、第３のミラーと、第４のミラーとを有し、前記ミラ
ーは、前記物体面から前記第１のミラーへの光線と前記
第２のミラーから前記第３のミラーへの光線とが交差す
るように配置されている。かかる反射型投影光学系によ
れば、物体面から第１のミラーへの光線と第２のミラー
から第３のミラーへの光線とが交差するためミラーの最
大有効径の小径化と共に光学系の全長の短縮化が可能で
ある。また、共軸系をなすように４枚という少ないミラ
ーで構成されているため光学系全体の反射率を高めると
共に光軸を中心としたリング状の像面内で収差を補正す
ることができる。更に、中間像を形成する光学系であり
中間像を形成しない光学系に比べて所定のＮＡを確保し
た場合の光線の分離が容易であるため、よりバランスの
とれた良好な収差補正を行なうことができる。
【００１２】２回結像系であり、前記中間像から前記像
面にかけては光路順に、前記第３のミラー、前記第４の
ミラーが配置され、当該第３のミラーは物体側に凸面を
向けた凸面鏡、当該第４のミラーは像側に凹面を向けた
凹面鏡である。これにより、所定のＮＡ及びバックフォ
ーカスを保って結像することができる。前記物体面から
前記中間像の間に前記ミラーのうち、２枚のミラーが配
置されている。前記２枚のミラーは、物体側からの光路
順に、前記第１のミラー及び第２のミラーであって、当
該第１のミラーは物体側に凹面を向けた凹面鏡、当該第
２のミラーは像側に凹面を向けた凹面鏡である。これに
より、物体面から第１のミラーへの光線と第２のミラー
から第３のミラーへの光線とを交差させることができ
る。前記物体面と前記第１のミラーとの間に開口絞りを
有する。
面にかけては光路順に、前記第３のミラー、前記第４の
ミラーが配置され、当該第３のミラーは物体側に凸面を
向けた凸面鏡、当該第４のミラーは像側に凹面を向けた
凹面鏡である。これにより、所定のＮＡ及びバックフォ
ーカスを保って結像することができる。前記物体面から
前記中間像の間に前記ミラーのうち、２枚のミラーが配
置されている。前記２枚のミラーは、物体側からの光路
順に、前記第１のミラー及び第２のミラーであって、当
該第１のミラーは物体側に凹面を向けた凹面鏡、当該第
２のミラーは像側に凹面を向けた凹面鏡である。これに
より、物体面から第１のミラーへの光線と第２のミラー
から第３のミラーへの光線とを交差させることができ
る。前記物体面と前記第１のミラーとの間に開口絞りを
有する。
【００１３】上述の反射型投影光学系において、前記ミ
ラーのうち少なくとも一枚は多層膜を有する非球面ミラ
ーである。または前記ミラーはすべて多層膜を有する非
球面ミラーである。ミラーを非球面ミラーで構成するこ
とは、収差を補正する上で好ましく、できるだけ多くの
ミラーを非球面ミラーで構成することが好ましい。ま
た、多層膜は反射する光を強めあう作用を奏する。前記
光は、波長２００ｎｍ以下である。前記光は、波長２０
ｎｍ以下の極紫外線であってもよい。前記像面側はテレ
セントリックである。これにより、像面が光軸方向に移
動しても倍率の変化を少なくすることができる。
ラーのうち少なくとも一枚は多層膜を有する非球面ミラ
ーである。または前記ミラーはすべて多層膜を有する非
球面ミラーである。ミラーを非球面ミラーで構成するこ
とは、収差を補正する上で好ましく、できるだけ多くの
ミラーを非球面ミラーで構成することが好ましい。ま
た、多層膜は反射する光を強めあう作用を奏する。前記
光は、波長２００ｎｍ以下である。前記光は、波長２０
ｎｍ以下の極紫外線であってもよい。前記像面側はテレ
セントリックである。これにより、像面が光軸方向に移
動しても倍率の変化を少なくすることができる。
【００１４】本発明の別の側面としての露光装置は、上
述の反射型投影光学系と、前記反射型投影光学系の円弧
状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光によりマスク又は
レチクルを照明する照明光学系とを有する。かかる露光
装置によれば、上述した反射型投影光学系を構成要素の
一部に有し、投影光学系を構成するミラーの最大有効径
の小径化と共に光学系の全長の短縮化を行なうことがで
き、装置の大型化を防止することができる。
述の反射型投影光学系と、前記反射型投影光学系の円弧
状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光によりマスク又は
レチクルを照明する照明光学系とを有する。かかる露光
装置によれば、上述した反射型投影光学系を構成要素の
一部に有し、投影光学系を構成するミラーの最大有効径
の小径化と共に光学系の全長の短縮化を行なうことがで
き、装置の大型化を防止することができる。
【００１５】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を投影露光
するステップと、前記投影露光された前記被処理体に所
定のプロセスを行なうステップとを有する。上述の露光
装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請
求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもそ
の効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬ
ＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ
ー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を投影露光
するステップと、前記投影露光された前記被処理体に所
定のプロセスを行なうステップとを有する。上述の露光
装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請
求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもそ
の効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬ
ＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ
ー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１６】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一側面としての反射型投影光学系１００及び露光装
置２００について説明する。但し、本発明はこれらの実
施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成され
る範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよ
い。なお、各図において同一の部材については同一の参
照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１
は、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００の
例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。ま
た、図２は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の
形態を示した反射型投影光学系１００ａ及びその光路を
示す概略断面図である。なお、以下の説明において特に
断らない限り、反射型投影光学系１００は、反射型投影
光学系１００ａを総括するものとする。
明の一側面としての反射型投影光学系１００及び露光装
置２００について説明する。但し、本発明はこれらの実
施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成され
る範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよ
い。なお、各図において同一の部材については同一の参
照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１
は、本発明の一側面としての反射型投影光学系１００の
例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。ま
た、図２は、図１に示す反射型投影光学系１００の別の
形態を示した反射型投影光学系１００ａ及びその光路を
示す概略断面図である。なお、以下の説明において特に
断らない限り、反射型投影光学系１００は、反射型投影
光学系１００ａを総括するものとする。
【００１８】図１を参照するに、本発明の反射型投影光
学系１００（以下、単に投影光学系１００とする。）
は、物体面（ＭＳ）（例えば、マスク面）上のパターン
を像面（Ｗ）（例えば、基板などの被処理体面）上に縮
小投影する反射型投影光学系であって、特に、ＥＵＶ光
（例えば、波長１３．４ｎｍ）に好適な光学系である。
投影光学系１００は、４枚のミラーを有し、基本的に、
物体面（ＭＳ）側から光を反射する順番に、第１のミラ
ー１１０（凹面鏡）と、第２のミラー１２０（凹面鏡）
と、第３のミラー１３０（凸面鏡）と、第４のミラー１
４０（凹面鏡）とを有する。
学系１００（以下、単に投影光学系１００とする。）
は、物体面（ＭＳ）（例えば、マスク面）上のパターン
を像面（Ｗ）（例えば、基板などの被処理体面）上に縮
小投影する反射型投影光学系であって、特に、ＥＵＶ光
（例えば、波長１３．４ｎｍ）に好適な光学系である。
投影光学系１００は、４枚のミラーを有し、基本的に、
物体面（ＭＳ）側から光を反射する順番に、第１のミラ
ー１１０（凹面鏡）と、第２のミラー１２０（凹面鏡）
と、第３のミラー１３０（凸面鏡）と、第４のミラー１
４０（凹面鏡）とを有する。
【００１９】本発明の投影光学系１００は、基本的に
は、共軸系をなすように配置されており、１本の光軸の
回りに軸対称な共軸光学系となっている。但し、収差補
正上又は調整上、投影光学系１００の各ミラー１１０乃
至１４０が完全に共軸系となるように配置される必要は
無く、若干の偏心をさせて収差を改善してもよい。
は、共軸系をなすように配置されており、１本の光軸の
回りに軸対称な共軸光学系となっている。但し、収差補
正上又は調整上、投影光学系１００の各ミラー１１０乃
至１４０が完全に共軸系となるように配置される必要は
無く、若干の偏心をさせて収差を改善してもよい。
【００２０】投影光学系１００は、第１のミラー１１０
及び第２のミラー１２０の２枚のミラーで中間像を結像
し、かかる中間像を第３のミラー１３０及び第４のミラ
ー１４０で像面（Ｗ）上に再結像するように第１乃至第
４のミラー１１０乃至１４０が構成されている。そして
注目すべきは、物体面（ＭＳ）から第１のミラー１１０
（凹面鏡）への光線と、第２のミラー１２０（凹面鏡）
から第３のミラー１３０（凸面鏡）への光線とが交差し
ていることである。即ち、物体面（ＭＳ）から開口絞り
ＳＴを通過してきた光束を、２枚の正パワーの第１のミ
ラー１１０（凹面鏡）及び第２のミラー１２０（凹面
鏡）で反射させることにより小径化を達成すると同時
に、全長の短縮化もなされている。（これは、フィール
ドレンズが凸レンズのみで構成された場合と同様である
と言える。仮に、フィールドレンズに凹レンズが構成さ
れた場合が従来例に相当する。） このような構成において、本発明の反射型投影光学系１
００は、４枚という少ないミラー枚数で構成しているた
め光学系全体の反射率を高める上で好ましいという長所
を有する。また、上述したように、有効径や全長の短縮
化がなされる点で従来例の問題を解決している。更に、
本発明の投影光学系１００は、像面（Ｗ）側の射出光束
がテレセントリックになっており、像面（Ｗ）が光軸方
向に移動しても倍率の変化が少ない。
及び第２のミラー１２０の２枚のミラーで中間像を結像
し、かかる中間像を第３のミラー１３０及び第４のミラ
ー１４０で像面（Ｗ）上に再結像するように第１乃至第
４のミラー１１０乃至１４０が構成されている。そして
注目すべきは、物体面（ＭＳ）から第１のミラー１１０
（凹面鏡）への光線と、第２のミラー１２０（凹面鏡）
から第３のミラー１３０（凸面鏡）への光線とが交差し
ていることである。即ち、物体面（ＭＳ）から開口絞り
ＳＴを通過してきた光束を、２枚の正パワーの第１のミ
ラー１１０（凹面鏡）及び第２のミラー１２０（凹面
鏡）で反射させることにより小径化を達成すると同時
に、全長の短縮化もなされている。（これは、フィール
ドレンズが凸レンズのみで構成された場合と同様である
と言える。仮に、フィールドレンズに凹レンズが構成さ
れた場合が従来例に相当する。） このような構成において、本発明の反射型投影光学系１
００は、４枚という少ないミラー枚数で構成しているた
め光学系全体の反射率を高める上で好ましいという長所
を有する。また、上述したように、有効径や全長の短縮
化がなされる点で従来例の問題を解決している。更に、
本発明の投影光学系１００は、像面（Ｗ）側の射出光束
がテレセントリックになっており、像面（Ｗ）が光軸方
向に移動しても倍率の変化が少ない。
【００２１】更に、本発明の反射型投影光学系１００
は、共軸系をなすように配置されているため、光軸を中
心としたリング状の像面内で収差が補正されるため好ま
しいという長所を有している。また、投影光学系１００
は、中間像を結像する光学系であり、よりバランスのと
れた良好な収差補正を可能にしている。
は、共軸系をなすように配置されているため、光軸を中
心としたリング状の像面内で収差が補正されるため好ま
しいという長所を有している。また、投影光学系１００
は、中間像を結像する光学系であり、よりバランスのと
れた良好な収差補正を可能にしている。
【００２２】第１乃至第４のミラー１１０乃至１４０
は、上述したような凹面鏡又は凸面鏡より構成される。
なお、本発明において、第１乃至第４のミラー１１０乃
至１４０は、上述した凹面鏡と凸面鏡の組み合わせに限
定されるものではない。但し、本発明のように第１のミ
ラー１１０及び第２のミラー１２０で中間結像し、第３
のミラー１３０及び第４のミラー１４０で再結像するた
めには、いくつかのミラーにおいてその形状が定まるも
のである。
は、上述したような凹面鏡又は凸面鏡より構成される。
なお、本発明において、第１乃至第４のミラー１１０乃
至１４０は、上述した凹面鏡と凸面鏡の組み合わせに限
定されるものではない。但し、本発明のように第１のミ
ラー１１０及び第２のミラー１２０で中間結像し、第３
のミラー１３０及び第４のミラー１４０で再結像するた
めには、いくつかのミラーにおいてその形状が定まるも
のである。
【００２３】まず、第３のミラー１３０及び第４のミラ
ー１４０は、所定のＮＡ及びバックフォーカスを保って
結像するためには、それぞれ凸面鏡と凹面鏡であること
が好ましい。また、物体面（ＭＳ）から第１のミラー１
１０への光線と第２のミラー１２０から第３のミラー１
３０への光線とを交差させるには、第１のミラー１１０
及び第２のミラー１２０ともに凹面鏡であることが好ま
しい。更に、後述するように、ペッツバール項の和がゼ
ロ又はゼロ近傍となるようにそのミラーの形状を決定す
る必要がある。
ー１４０は、所定のＮＡ及びバックフォーカスを保って
結像するためには、それぞれ凸面鏡と凹面鏡であること
が好ましい。また、物体面（ＭＳ）から第１のミラー１
１０への光線と第２のミラー１２０から第３のミラー１
３０への光線とを交差させるには、第１のミラー１１０
及び第２のミラー１２０ともに凹面鏡であることが好ま
しい。更に、後述するように、ペッツバール項の和がゼ
ロ又はゼロ近傍となるようにそのミラーの形状を決定す
る必要がある。
【００２４】本発明において、第１乃至第４のミラー１
１０乃至１４０は、上述したように、それぞれ凹面鏡又
は凸面鏡より構成され、その反射面が非球面形状を有し
ている。但し、本発明において、第１乃至第４のミラー
１１０乃至１４０は、少なくとも一枚以上が非球面であ
ればよい。しかし、ミラーを非球面で構成することは、
収差を補正する上で好ましいという長所を有しており、
できるだけ多くのミラー（好ましくは、４枚）を非球面
で構成することがよい。かかる第１乃至第４のミラー１
１０乃至１４０において、非球面の形状は、数式２に示
す一般的な非球面の式で表される。
１０乃至１４０は、上述したように、それぞれ凹面鏡又
は凸面鏡より構成され、その反射面が非球面形状を有し
ている。但し、本発明において、第１乃至第４のミラー
１１０乃至１４０は、少なくとも一枚以上が非球面であ
ればよい。しかし、ミラーを非球面で構成することは、
収差を補正する上で好ましいという長所を有しており、
できるだけ多くのミラー（好ましくは、４枚）を非球面
で構成することがよい。かかる第１乃至第４のミラー１
１０乃至１４０において、非球面の形状は、数式２に示
す一般的な非球面の式で表される。
【００２５】
【数２】
【００２６】数式２において、Ｚは光軸方向の座標、ｃ
は曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋ
は円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、・
・・は各々、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４
次、１６次、１８次、２０次、・・・の非球面係数であ
る。
は曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋ
は円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、・
・・は各々、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４
次、１６次、１８次、２０次、・・・の非球面係数であ
る。
【００２７】また、４枚の第１乃至第４のミラー１１０
乃至１４０は、光学系の像（Ｗ）を平坦にするためにペ
ッツバール項の和がゼロ近傍、好ましくはゼロになって
いる。即ち、ミラー各面の屈折力の和をゼロ近傍にして
いる。換言すれば、各ミラーの曲率半径をｒ１１０乃至
ｒ１４０（添字はミラーの参照番号に対応している。）
とすると、本発明の第１乃至第４のミラー１１０乃至１
４０は、数式３又は数式４を満たす。
乃至１４０は、光学系の像（Ｗ）を平坦にするためにペ
ッツバール項の和がゼロ近傍、好ましくはゼロになって
いる。即ち、ミラー各面の屈折力の和をゼロ近傍にして
いる。換言すれば、各ミラーの曲率半径をｒ１１０乃至
ｒ１４０（添字はミラーの参照番号に対応している。）
とすると、本発明の第１乃至第４のミラー１１０乃至１
４０は、数式３又は数式４を満たす。
【００２８】
【数３】
【００２９】
【数４】
【００３０】更に、第１乃至第４のミラー１１０乃至１
４０の表面にはＥＵＶ光を反射させる多層膜が施されて
おり、かかる多層膜により光を強めあう作用を奏する。
本発明の第１乃至第４のミラー１１０乃至１４０に適用
可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリ
コン（Ｓｉ）層をミラーの反射面に交互に積層したＭｏ
／Ｓｉ多層膜、又は、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を
ミラーの反射面に交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜など
が考えられる。波長１３．４ｎｍ付近の波長域を用いた
場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなるミラーは６７．５％の
反射率を得ることができ、また、波長１１．３ｎｍ付近
の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜からなるミラ
ーでは７０．２％の反射率を得ることができる。但し、
本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと
同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げるもの
ではない。
４０の表面にはＥＵＶ光を反射させる多層膜が施されて
おり、かかる多層膜により光を強めあう作用を奏する。
本発明の第１乃至第４のミラー１１０乃至１４０に適用
可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリ
コン（Ｓｉ）層をミラーの反射面に交互に積層したＭｏ
／Ｓｉ多層膜、又は、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を
ミラーの反射面に交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜など
が考えられる。波長１３．４ｎｍ付近の波長域を用いた
場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなるミラーは６７．５％の
反射率を得ることができ、また、波長１１．３ｎｍ付近
の波長域を用いた場合、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜からなるミラ
ーでは７０．２％の反射率を得ることができる。但し、
本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと
同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げるもの
ではない。
【００３１】なお、開口絞りＳＴは、可変開口絞りと
し、ＮＡを制限又は可変にしてもよい。開口絞りＳＴを
可変とすることで深い焦点深度を得られるなどの長所が
得られ、これにより、更に像を安定させることができ
る。
し、ＮＡを制限又は可変にしてもよい。開口絞りＳＴを
可変とすることで深い焦点深度を得られるなどの長所が
得られ、これにより、更に像を安定させることができ
る。
【００３２】ここで、本発明の反射型投影光学系１００
及び１００ａを用いて照明実験した結果について説明す
る。図１及び図２において、ＭＳは物体面位置に置かれ
た反射型マスク、Ｗは像面位置に置かれたウェハを示し
ている。反射型投影光学系１００及び１００ａにおい
て、波長１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示し
ない照明系によりマスクＭＳが照射され、マスクＭＳか
らの反射ＥＵＶ光が、開口絞りＳＴを通り、第１のミラ
ー１１０（凹面鏡）、第２のミラー１２０（凹面鏡）、
第３のミラー１３０（凸面鏡）、第４のミラー１４０
（凹面鏡）の順に反射し、像面位置に置かれたウェハＷ
上に、マスクパターンの縮小像を形成している。なお、
図１に示す反射型投影光学系１００において、ＮＡ＝
０．１０、縮小倍率は１／４倍、物高＝６６乃至７０ｍ
ｍ、像高１６．５乃至１７．５の１．０ｍｍ幅の円弧状
像面である。ここで、図１の反射型投影光学系１００の
数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表１に示
す。
及び１００ａを用いて照明実験した結果について説明す
る。図１及び図２において、ＭＳは物体面位置に置かれ
た反射型マスク、Ｗは像面位置に置かれたウェハを示し
ている。反射型投影光学系１００及び１００ａにおい
て、波長１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を放射する図示し
ない照明系によりマスクＭＳが照射され、マスクＭＳか
らの反射ＥＵＶ光が、開口絞りＳＴを通り、第１のミラ
ー１１０（凹面鏡）、第２のミラー１２０（凹面鏡）、
第３のミラー１３０（凸面鏡）、第４のミラー１４０
（凹面鏡）の順に反射し、像面位置に置かれたウェハＷ
上に、マスクパターンの縮小像を形成している。なお、
図１に示す反射型投影光学系１００において、ＮＡ＝
０．１０、縮小倍率は１／４倍、物高＝６６乃至７０ｍ
ｍ、像高１６．５乃至１７．５の１．０ｍｍ幅の円弧状
像面である。ここで、図１の反射型投影光学系１００の
数値（曲率半径、面間隔、非球面係数など）を表１に示
す。
【００３３】
【表１】
【００３４】図１に示す反射型投影光学系１００の製造
誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差
＝０．０２０λｒｍｓ、歪曲最大値＝−３．３ｎｍであ
り、これは、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉ
ｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系である。な
お、光学系の全長は７５０ｍｍ、最大有効径はφ２４４
ｍｍと従来例と比較して小さい光学系となっている。
誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収差
＝０．０２０λｒｍｓ、歪曲最大値＝−３．３ｎｍであ
り、これは、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉ
ｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系である。な
お、光学系の全長は７５０ｍｍ、最大有効径はφ２４４
ｍｍと従来例と比較して小さい光学系となっている。
【００３５】一方、図２に示す反射型投影光学系１００
ａにおいて、ＮＡ＝０．１６、縮小倍率は１／４倍、物
高＝６６乃至７０ｍｍ、像高１６．５乃至１７．５ｍｍ
の１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図２の反
射型投影光学系１００ａの数値（曲率半径、面間隔、非
球面係数など）を表２に示す。
ａにおいて、ＮＡ＝０．１６、縮小倍率は１／４倍、物
高＝６６乃至７０ｍｍ、像高１６．５乃至１７．５ｍｍ
の１．０ｍｍ幅の円弧状像面である。ここで、図２の反
射型投影光学系１００ａの数値（曲率半径、面間隔、非
球面係数など）を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】図２に示す反射型投影光学系１００ａの反
射誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収
差＝０．０２５λｒｍｓ、歪曲最大値＝４．８ｎｍであ
り、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌ
ｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。な
お、光学系の全長は７１０ｍｍ、最大有効径はφ２８８
ｍｍと従来例と比較して小さい光学系となっている。
射誤差を含まない収差（像高の数点で計算）は、波面収
差＝０．０２５λｒｍｓ、歪曲最大値＝４．８ｎｍであ
り、波長１３．４ｎｍでのｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌ
ｉｍｉｔｅｄ（回折限界）な光学系となっている。な
お、光学系の全長は７１０ｍｍ、最大有効径はφ２８８
ｍｍと従来例と比較して小さい光学系となっている。
【００３８】以上のように、本発明の反射型投影光学系
１００は、ＥＵＶの波長で回折限界の性能を達成し、且
つ、光学系の全長やミラーの有効径が比較的小さい反射
光学系である。従って、装置の大型化を防ぎ、パージ空
間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因する
透過率の低下、ミラー面の製造性に起因する製造誤差に
よる結像性能の低下を防止することができる。
１００は、ＥＵＶの波長で回折限界の性能を達成し、且
つ、光学系の全長やミラーの有効径が比較的小さい反射
光学系である。従って、装置の大型化を防ぎ、パージ空
間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因する
透過率の低下、ミラー面の製造性に起因する製造誤差に
よる結像性能の低下を防止することができる。
【００３９】以下、図３を参照して、本発明の反射型投
影光学系１００を適用した露光装置２００を説明する。
ここで、図３は、図１に示す反射型投影光学系１００を
有する露光装置２００を示す概略構成図である。露光装
置２００は、図３に示すように、照明装置２１０と、レ
チクル２２０と、反射型投影光学系１００と、プレート
２３０と、プレートステージ２４０とを有する。
影光学系１００を適用した露光装置２００を説明する。
ここで、図３は、図１に示す反射型投影光学系１００を
有する露光装置２００を示す概略構成図である。露光装
置２００は、図３に示すように、照明装置２１０と、レ
チクル２２０と、反射型投影光学系１００と、プレート
２３０と、プレートステージ２４０とを有する。
【００４０】露光装置２００は、露光用の照明光として
ＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例え
ば、ステップアンドスキャン方式やステップアンドリピ
ート方式でマスクに形成された回路パターンをプレート
２３０に露光する露光装置である。かかる露光装置は、
サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ
ー工程に好適であり、以下、本実施例ではステップアン
ドスキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれ
る）を例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャ
ン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン
（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共
に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動し
て、次のショットの露光領域に移動する露光方法であ
る。「ステップアンドリピート方式」は、ウェハのショ
ットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して、次の
ショットの露光領域に移動する露光方法である。なお、
図３において図示しないが、ＥＵＶ光は大気に対する透
過率が低いため、少なくともＥＵＶ光が通る光路は真空
雰囲気であることが好ましい。
ＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例え
ば、ステップアンドスキャン方式やステップアンドリピ
ート方式でマスクに形成された回路パターンをプレート
２３０に露光する露光装置である。かかる露光装置は、
サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ
ー工程に好適であり、以下、本実施例ではステップアン
ドスキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれ
る）を例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャ
ン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン
（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共
に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動し
て、次のショットの露光領域に移動する露光方法であ
る。「ステップアンドリピート方式」は、ウェハのショ
ットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して、次の
ショットの露光領域に移動する露光方法である。なお、
図３において図示しないが、ＥＵＶ光は大気に対する透
過率が低いため、少なくともＥＵＶ光が通る光路は真空
雰囲気であることが好ましい。
【００４１】照明装置２１０は、ＥＵＶ光（例えば、波
長１３．４ｎｍ）により転写用の回路パターンが形成さ
れたレチクル２２０を照明し、ＥＵＶ光源２１２と、照
明光学系２１４とを有する。
長１３．４ｎｍ）により転写用の回路パターンが形成さ
れたレチクル２２０を照明し、ＥＵＶ光源２１２と、照
明光学系２１４とを有する。
【００４２】ＥＵＶ光源２１２は、例えば、レーザープ
ラズマ光源を使用する。レーザープラズマ光源は、真空
中に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザー光
を照射し、高温のプラズマを発生させる。そして、これ
から放射される波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用
するものである。ターゲット材は、金属薄膜、不活性ガ
ス、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均
強度を高くするためには、パルスレーザーの繰り返し周
波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で
運転される。あるいは、ＥＵＶ光源２１２は、放電プラ
ズマ光源を用いる。放電プラズマ光源は、真空中に置か
れた電極周辺にガスを放出し、電極にパルス電圧を印加
して放電を起こし高温のプラズマを発生させる。そし
て、これから放射される波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ
光を利用するものである。但し、ＥＵＶ光源２１２は、
これらに限定するものではなく、当業界で周知のいかな
る技術も適用可能である。
ラズマ光源を使用する。レーザープラズマ光源は、真空
中に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザー光
を照射し、高温のプラズマを発生させる。そして、これ
から放射される波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用
するものである。ターゲット材は、金属薄膜、不活性ガ
ス、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均
強度を高くするためには、パルスレーザーの繰り返し周
波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で
運転される。あるいは、ＥＵＶ光源２１２は、放電プラ
ズマ光源を用いる。放電プラズマ光源は、真空中に置か
れた電極周辺にガスを放出し、電極にパルス電圧を印加
して放電を起こし高温のプラズマを発生させる。そし
て、これから放射される波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ
光を利用するものである。但し、ＥＵＶ光源２１２は、
これらに限定するものではなく、当業界で周知のいかな
る技術も適用可能である。
【００４３】照明光学系２１４は、ＥＵＶ光を伝播して
レチクル２２０を照明する光学系であり、集光光学系、
オプティカルインテグレーター、開口絞り、ブレード等
を含む。例えば、集光光学系はミラーから構成され、Ｅ
ＵＶ光源２１２からほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を
集め、オプティカルインテグレーターは、レチクル２２
０を均一に所定の開口数で照明する。
レチクル２２０を照明する光学系であり、集光光学系、
オプティカルインテグレーター、開口絞り、ブレード等
を含む。例えば、集光光学系はミラーから構成され、Ｅ
ＵＶ光源２１２からほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を
集め、オプティカルインテグレーターは、レチクル２２
０を均一に所定の開口数で照明する。
【００４４】なお、ＥＵＶ光源２１２と照明光学系２１
４の間には図示しないデブリ除去装置を配置してもよ
く、ＥＵＶ光が発生する際に同時に生じるデブリは、デ
ブリ除去装置によって除去される。
４の間には図示しないデブリ除去装置を配置してもよ
く、ＥＵＶ光が発生する際に同時に生じるデブリは、デ
ブリ除去装置によって除去される。
【００４５】レチクル２２０は、反射型レチクルで、そ
の上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成
され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動され
る。レチクル２２０から発せられた回折光は、投影光学
系１００で反射されプレート２３０上に投影される。レ
チクル２２０とプレート２３０とは、光学的に共役の関
係に配置されている。本実施形態の露光装置２００はス
キャナーであるため、レチクル２２０とプレート２３０
を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチク
ル２２０のパターンをプレート２３０上に転写する。な
お、本実施形態では、レチクル２２０は反射型レチクル
として実現されているが、反射型レチクル又は透過型レ
チクルのどちらでも適用可能である。
の上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成
され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動され
る。レチクル２２０から発せられた回折光は、投影光学
系１００で反射されプレート２３０上に投影される。レ
チクル２２０とプレート２３０とは、光学的に共役の関
係に配置されている。本実施形態の露光装置２００はス
キャナーであるため、レチクル２２０とプレート２３０
を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチク
ル２２０のパターンをプレート２３０上に転写する。な
お、本実施形態では、レチクル２２０は反射型レチクル
として実現されているが、反射型レチクル又は透過型レ
チクルのどちらでも適用可能である。
【００４６】投影光学系１００は、レチクル２２０側か
ら光を反射する順番に、第１のミラー１１０（凹面鏡）
と、第２のミラー１２０（凹面鏡）と、第３のミラー１
３０（凸面鏡）と、第４のミラー１４０（凹面鏡）とを
有する。なお、投影光学系１００は、上述した通りのい
かなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は
省略する。また、図３では、図１に示す反射型投影光学
系１００を使用するが、かかる形態は例示的であり本発
明はこれに限定されない。
ら光を反射する順番に、第１のミラー１１０（凹面鏡）
と、第２のミラー１２０（凹面鏡）と、第３のミラー１
３０（凸面鏡）と、第４のミラー１４０（凹面鏡）とを
有する。なお、投影光学系１００は、上述した通りのい
かなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は
省略する。また、図３では、図１に示す反射型投影光学
系１００を使用するが、かかる形態は例示的であり本発
明はこれに限定されない。
【００４７】プレート２３０は、ウェハや液晶基板など
の被処理体でありフォトレジストが塗布されている。フ
ォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布
処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理と
を含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上
剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高め
るための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性
化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄ
ｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処
理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程である
が現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
の被処理体でありフォトレジストが塗布されている。フ
ォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布
処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理と
を含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上
剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高め
るための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性
化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄ
ｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処
理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程である
が現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４８】プレートステージ２４０は、プレート２３
０を支持する。プレートステージ２４０は、当業界で周
知のいかなる構造をも適用することができるので、ここ
では詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、プ
レートステージ２４０は、リニアモータを利用してＸＹ
方向にプレート２３０を移動することができる。レチク
ル２２０とプレート２３０は、例えば、同期走査され、
プレートステージ２４０と図示しないレチクルステージ
の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視さ
れ、両者は一定の速度比率で駆動される。プレートステ
ージ２４０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持
されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ及
び投影光学系１００は、例えば、床等に載置されたベー
スフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない
鏡筒定盤上に設けられる。
０を支持する。プレートステージ２４０は、当業界で周
知のいかなる構造をも適用することができるので、ここ
では詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、プ
レートステージ２４０は、リニアモータを利用してＸＹ
方向にプレート２３０を移動することができる。レチク
ル２２０とプレート２３０は、例えば、同期走査され、
プレートステージ２４０と図示しないレチクルステージ
の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視さ
れ、両者は一定の速度比率で駆動される。プレートステ
ージ２４０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持
されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ及
び投影光学系１００は、例えば、床等に載置されたベー
スフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない
鏡筒定盤上に設けられる。
【００４９】露光において、ＥＵＶ光源２１２から出射
されたＥＵＶ光は、照明光学系２１４によりレチクル２
２０を照明する。レチクル２２０で反射され回路パター
ンを反映するＥＵＶ光は投影光学系１００によりプレー
ト２３０に結像される。
されたＥＵＶ光は、照明光学系２１４によりレチクル２
２０を照明する。レチクル２２０で反射され回路パター
ンを反映するＥＵＶ光は投影光学系１００によりプレー
ト２３０に結像される。
【００５０】次に、図４及び図５を参照して、上述の露
光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説
明する。図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体
チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフ
ローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を
例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイス
の設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では、設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステッ
プ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いて
ウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前
工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー
技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステッ
プ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの
検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップ７）される。
光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説
明する。図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体
チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフ
ローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を
例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイス
の設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では、設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステッ
プ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いて
ウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前
工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー
技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステッ
プ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの
検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５１】図５は、図４に示すステップ４のウェハプ
ロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１
（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１
２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着
などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込
み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では、露光装置２００によってマス
クの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７
（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１
８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによってウェハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイ
ス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製
造することができる。このように、かかる露光装置２０
０を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としての
デバイスも本発明の一側面として機能するものである。
ロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１
（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１
２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着
などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込
み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では、露光装置２００によってマス
クの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７
（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１
８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによってウェハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイ
ス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製
造することができる。このように、かかる露光装置２０
０を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としての
デバイスも本発明の一側面として機能するものである。
【００５２】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
はいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び
変更が可能である。例えば、本実施例の反射型投影光学
系は、共軸系の回転対称非球面としているが、必ずしも
これに限定する必要はなく、回転非対称非球面としても
よい。また、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２
レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫
外線用の反射縮小光学系として用いることもでき、大画
面をスキャン露光する露光装置にもスキャンしない露光
をする露光装置にも適用可能である。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
はいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び
変更が可能である。例えば、本実施例の反射型投影光学
系は、共軸系の回転対称非球面としているが、必ずしも
これに限定する必要はなく、回転非対称非球面としても
よい。また、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２
レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫
外線用の反射縮小光学系として用いることもでき、大画
面をスキャン露光する露光装置にもスキャンしない露光
をする露光装置にも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】本発明の反射型投影光学系によれば、４
枚という少ないミラー枚数で構成することで光学系の反
射率を高めると共に、光学系の全長及びミラーの最大有
効径を小さくすることで装置の大型化を防ぎ、パージ空
間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因する
透過率の低下、ミラー面の製造性に起因する製造誤差に
よる結像性能の低下を防止することができる。かかる反
射型投影光学系を適用した露光装置は、高品位なデバイ
スをスループットなどの露光性能よく提供することがで
きる。
枚という少ないミラー枚数で構成することで光学系の反
射率を高めると共に、光学系の全長及びミラーの最大有
効径を小さくすることで装置の大型化を防ぎ、パージ空
間や真空空間の確保が十分に行なえないことに起因する
透過率の低下、ミラー面の製造性に起因する製造誤差に
よる結像性能の低下を防止することができる。かかる反
射型投影光学系を適用した露光装置は、高品位なデバイ
スをスループットなどの露光性能よく提供することがで
きる。
【図１】 本発明の一側面としての反射型投影光学系の
例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。
例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。
【図２】 図１に示す反射型投影光学系の別の形態を示
した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図で
ある。
した反射型投影光学系及びその光路を示す概略断面図で
ある。
【図３】 図１に示す反射型投影光学系を有する露光装
置を示す概略構成図である。
置を示す概略構成図である。
【図４】 本発明の露光装置を有するデバイス製造方法
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図４に示すステップ４の詳細なフローチャー
トである。
トである。
１００、１００ａ 反射型投影光学系
１１０ 第１のミラー
１２０ 第２のミラー
１３０ 第３のミラー
１４０ 第４のミラー
２００ 露光装置
２１０ 照明装置
２１２ ＥＵＶ光源
２１４ 照明光学系
２２０ レチクル（マスク）
２３０ プレート
２４０ プレートステージ
─────────────────────────────────────────────────────
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 ５３１Ａ
Claims (12)
- 【請求項１】 物体面上のパターンを像面上に投影する
反射型投影光学系であって、中間像を形成する結像系で
あり、 順次光を反射するとともに基本的に共軸系をなすように
物体側から像側にかけて配置された第１のミラーと、第
２のミラーと、第３のミラーと、第４のミラーとを有
し、 前記ミラーは、前記物体面から前記第１のミラーへの光
線と前記第２のミラーから前記第３のミラーへの光線と
が交差するように配置されている反射型投影光学系。 - 【請求項２】 ２回結像系であり、前記中間像から前記
像面にかけて光路順に、前記第３のミラー、前記第４の
ミラーが配置され、 当該第３のミラーは物体側に凸面を向けた凸面鏡、当該
第４のミラーは像側に凹面を向けた凹面鏡である請求項
１記載の反射型投影光学系。 - 【請求項３】 前記物体面から前記中間像の間に前記ミ
ラーのうち、２枚のミラーが配置された請求項１乃至２
記載の反射型投影光学系。 - 【請求項４】 前記２枚のミラーは、物体側からの光路
順に、前記第１のミラー及び第２のミラーであって、 当該第１のミラーは物体側に凹面を向けた凹面鏡、当該
第２のミラーは像側に凹面を向けた凹面鏡である請求項
３記載の反射型投影光学系。 - 【請求項５】 前記物体面と前記第１のミラーとの間に
開口絞りを有する請求項１乃至４記載の反射型投影光学
系。 - 【請求項６】 前記ミラーのうち少なくとも一枚は多層
膜を有する非球面ミラーである請求項１記載の反射型投
影光学系。 - 【請求項７】 前記ミラーは多層膜を有する非球面ミラ
ーである請求項１記載の反射型投影光学系。 - 【請求項８】 前記光は、波長２００ｎｍ以下である請
求項１記載の反射型投影光学系。 - 【請求項９】 前記光は、波長２０ｎｍ以下の極紫外線
である請求項１記載の反射型投影光学系。 - 【請求項１０】 前記像面側がテレセントリックである
請求項１記載の反射型投影光学系。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のうちいずれか一項
記載の反射型投影光学系と、 前記反射型投影光学系の円弧状の視野に対応する円弧状
のＥＵＶ光によりマスク又はレチクルを照明する照明光
学系とを有する露光装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の露光装置を用いて被
処理体を投影露光するステップと、 前記投影露光された前記被処理体に所定のプロセスを行
なうステップとを有するデバイス製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030408A JP2003233002A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 |
| DE60303173T DE60303173T2 (de) | 2002-02-07 | 2003-02-05 | Katoptrisches Projektionssystem, Belichtungsvorrichtung und Herstellungsprozess mit deren Verwendung |
| EP03250720A EP1335228B1 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-05 | Catoptric projection system, exposure apparatus and device fabrication method using the same |
| US10/359,868 US6947210B2 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | Catoptric projection optical system, exposure apparatus and device fabrication method using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030408A JP2003233002A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003233002A true JP2003233002A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27606508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002030408A Pending JP2003233002A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6947210B2 (ja) |
| EP (1) | EP1335228B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003233002A (ja) |
| DE (1) | DE60303173T2 (ja) |
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| JP2009508150A (ja) * | 2005-09-13 | 2009-02-26 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | マイクロリソグラフィ投影光学系、ある機器を製造するための方法、光学面を設計する方法 |
| JP2009532724A (ja) * | 2006-04-07 | 2009-09-10 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | デバイス製造用のマイクロリソグラフィ投影光学システム及び方法 |
| US7999917B2 (en) | 2007-07-17 | 2011-08-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system and microlithographic projection exposure apparatus including same |
| US8018650B2 (en) | 2007-01-17 | 2011-09-13 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical system |
| US8027022B2 (en) | 2007-07-24 | 2011-09-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection objective |
| US8094380B2 (en) | 2006-03-27 | 2012-01-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection objective and projection exposure apparatus with negative back focus of the entry pupil |
| US8934085B2 (en) | 2007-09-21 | 2015-01-13 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Bundle-guiding optical collector for collecting the emission of a radiation source |
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|---|---|---|---|---|
| US7712905B2 (en) | 2004-04-08 | 2010-05-11 | Carl Zeiss Smt Ag | Imaging system with mirror group |
| EP1856578B1 (en) | 2005-03-08 | 2010-05-19 | Carl Zeiss SMT AG | Microlithography projection system with an accessible diaphragm or aperture stop |
| CN101171547A (zh) * | 2005-05-03 | 2008-04-30 | 卡尔·蔡司Smt股份公司 | 使用偏振光的微光刻曝光装置及具有凹面主镜和凹面辅镜的微光刻投射系统 |
| GB0602897D0 (en) * | 2006-02-13 | 2006-03-22 | Jagotec Ag | Improvements In Or Relating To Dry Powder Inhaler Devices |
| US7929114B2 (en) | 2007-01-17 | 2011-04-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection optics for microlithography |
| DE102007033967A1 (de) * | 2007-07-19 | 2009-01-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Projektionsobjektiv |
| DE102008049588B4 (de) * | 2008-09-30 | 2018-04-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optische Abbildungseinrichtung, Mikroskop und Abbildungsverfahren für die Mikroskopie |
| JP5469778B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2014-04-16 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 結像光学系及びそのような結像光学系を有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置 |
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| US5815310A (en) * | 1995-12-12 | 1998-09-29 | Svg Lithography Systems, Inc. | High numerical aperture ring field optical reduction system |
| DE19923609A1 (de) * | 1998-05-30 | 1999-12-02 | Zeiss Carl Fa | Ringfeld-4-Spiegelsysteme mit konvexem Primärspiegel für die EUV-Lithographie |
| US6142641A (en) * | 1998-06-18 | 2000-11-07 | Ultratech Stepper, Inc. | Four-mirror extreme ultraviolet (EUV) lithography projection system |
| US6109756A (en) * | 1998-09-21 | 2000-08-29 | Nikon Corporation | Catoptric reduction projection optical system |
| US6213610B1 (en) | 1998-09-21 | 2001-04-10 | Nikon Corporation | Catoptric reduction projection optical system and exposure apparatus and method using same |
| JP2000098228A (ja) | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Nikon Corp | 投影露光装置及び露光方法、並びに反射縮小投影光学系 |
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-
2002
- 2002-02-07 JP JP2002030408A patent/JP2003233002A/ja active Pending
-
2003
- 2003-02-05 EP EP03250720A patent/EP1335228B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-02-05 DE DE60303173T patent/DE60303173T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-06 US US10/359,868 patent/US6947210B2/en not_active Expired - Fee Related
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