JP2003233005A - 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

Publication number
JP2003233005A
JP2003233005A JP2002030623A JP2002030623A JP2003233005A JP 2003233005 A JP2003233005 A JP 2003233005A JP 2002030623 A JP2002030623 A JP 2002030623A JP 2002030623 A JP2002030623 A JP 2002030623A JP 2003233005 A JP2003233005 A JP 2003233005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
projection optical
mirrors
mirror
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002030623A
Other languages
English (en)
Inventor
Chiaki Terasawa
千明 寺沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002030623A priority Critical patent/JP2003233005A/ja
Priority to EP03250723A priority patent/EP1335229A1/en
Priority to US10/359,937 priority patent/US6860610B2/en
Publication of JP2003233005A publication Critical patent/JP2003233005A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0647Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
    • G02B17/0657Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70275Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成、且つ、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、途中に中間像を形成する結
像系であり、物体側から像面にかけて順次光を反射する
とともに基本的に共軸系をなすように配置された4枚以
上の鏡を有し、前記4枚以上の鏡の反射面において、反
射角の形成方向が同一である反射型投影光学系を提供す
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、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。
【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。
【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。
【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F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。
【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。
【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(M1乃至M4)の反射型投影光学系1000に
よれば、図7に示すように、ミラーM1への入射光と反
射光とが絞りAS位置付近で近接する場合には、開口絞
りを配置することが困難となり、2つの非円形絞りが必
要になってしまい構成が複雑になってしまう問題を生じ
る。ここで、図7は、従来の反射型投影光学系1000
の概略断面図である。
【0009】また、反射型投影光学系1000を組み込
んだ露光装置2000においては、ミラーM2が絞りA
Sよりも物体側に配置されるために、図8に示すよう
に、ミラーM2の保持機構や絞り機構と、投影光学系1
000の側面方向から入射してくる照明光とが干渉(ケ
ラレ)して結像性能を低下させてしまう場合がある。こ
こで、図8は、反射型投影光学系1000を組み込んだ
露光装置2000を示す概略構成図である。
【0010】そこで、本発明は、簡易な構成、且つ、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、途中に中間像を形成する結像系であり、物体側
から像面にかけて順次光を反射するとともに基本的に共
軸系をなすように配置された4枚以上の鏡を有し、前記
4枚以上の鏡の反射面において、反射角の形成方向が同
一である。かかる反射型投影光学系によれば、4枚以上
の鏡の反射面において反射角の形成方向を同一であるた
め、対称型のパワー配置を採用し収差補正に有利であ
る。また、共軸系をなすように最少4枚のミラーで構成
することが可能であるため、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。2回
結像系であり、前記4枚以上の鏡のうち、前記中間像か
ら前記像面にかけて光路順に、物体側に凸面を向けた凸
面鏡、像側に凹面を向けた凹面鏡を有する。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。最も物体側には開口絞りを有し、当該開
口絞りと像面との間に前記4枚以上の鏡が配置されてい
る。これにより、1枚の開口絞りを配置するだけでよく
有効光束と開口絞りの干渉や、照明光との干渉を回避す
ることができる。前記物体面から前記中間像の間に前記
4枚以上の鏡のうち、2枚の鏡が配置されている。前記
2枚の鏡は、前記物体面から前記中間像にかけて光路順
に、物体側に凹面を向けた凹面鏡、像側に凸面を向けた
凸面鏡である。これにより、凹面鏡が物体面から出た主
光線を反射させて光軸に近づけ、更に、凸面鏡により凹
面鏡で反射した光から中間像を形成すると共に所望の角
度で後段の鏡に入射させることができる。
【0012】本発明の別の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縮小投影する反射
型投影光学系であって、物体側から像側にかけて凹面
鏡、凸面鏡、凸面鏡、凹面鏡の順に光を反射するような
4枚の鏡が基本的に共軸系をなすように配置され、途中
に中間像を形成する2回結像系である。かかる反射型投
影光学系も上述の反射型投影光学系の作用と同様の作用
を奏する。
【0013】上述の反射型投影光学系において、前記鏡
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。または前記鏡は全て多層膜を有する非球面ミラー
である。鏡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、できるだけ多くの鏡を非球面ミラ
ーで構成することがよい。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20nm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り、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】本発明の更に別の側面としての露光装置
は、紫外光、遠紫外光、真空紫外光及び極紫外光を露光
光として利用し、当該露光光を、上述の反射型投影光学
系を介して被処理体に照射して当該被処理体を露光す
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、鏡の保持機構や絞り機構と
照明光とが干渉することを防止することができるため、
解像度などの露光性能がよい。
【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。
【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。
【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
照符号を付し、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。また、図3は、
図1に示す反射型投影光学系100の主光線の光路を示
す概略断面図である。
【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(凸面鏡)
と、第3のミラー130(凸面鏡)と、第4のミラー1
40(凹面鏡)とを有し、第1乃至第4のミラー110
乃至140よりも最も物体面(MS)側に開口絞りST
が位置することを特徴としている。
【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。
【0020】投影光学系100は、第1のミラー110
及び第2のミラー120までの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。即
ち、「物体面〜正〜負〜中間像面〜負〜正〜像面」とい
うように対称型のパワー配置を採用し、収差補正に有利
な構成としている。(例えば、一般的に対称型では、歪
曲収差やコマ収差等の補正に有利である。)従って、図
3中の矢印に示すように、すべてのミラー110乃至1
40の反射面において、反射角の形成方向が同一で、同
紙面上方向に向いている。なお、同様な主旨において、
物体面(MS)から中間像までの第1のミラー110及
び第2のミラー120の部分を4枚のミラーで構成して
もよい。この場合のミラーの順序は、「凹面、凹面、凸
面、凸面」、若しくは、「凹面、凸面、凹面、凸面」で
ある。
【0021】このような構成において、本発明の投影光
学系100は、最小4枚のミラー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、投影光学系100では、開口絞りSTが最
も物体面(MS)側に位置し、その近傍に他の反射光束
やミラーを有していない。従って、開口絞りSTを円形
状とすることが可能で、上述したように、従来例におい
て問題であった光線と開口絞りとの干渉や、照明光との
干渉も回避しやすく(また、干渉が起こりにくい配置を
可能としているため)、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。
【0022】更に、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。
【0023】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。
【0024】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、それぞれ凸面鏡と凹面鏡であることが
好ましい。また、第1のミラー110は、物体面(M
S)から出た主光線を反射させ光軸方向に近づけるため
に凹面鏡でなければならない。更に、第2のミラー12
0は、第1のミラー110で反射したEUV光を反射さ
せて中間像を形成させ、所望の角度で第3のミラー13
0に入射させるために凸面鏡でなければならない。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形状を決定する必要があ
る。
【0025】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枚以上)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110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。
【0026】
【数2】
【0027】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。
【0028】また、4枚の第1乃至第4のミラー110
乃至140は、光学系の像面(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
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140は、数式3又は数式4を満たす。
【0029】
【数3】
【0030】
【数4】
【0031】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。
【0032】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。
【0033】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(凸面鏡)、
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において、NA=0.1
0、縮小倍率は1/4倍、物高=60乃至70mm、像
高15乃至17.5mmの2.5mm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。
【0034】
【表1】
【0035】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
=0.006λrms、歪曲最大値=2.2nm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。
【0036】一方、図2に示す反射型投影光学系100
aにおいて、NA=0.15、縮小倍率は1/4倍、物
高=96乃至100mm、像高24乃至25mm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。
【0037】
【表2】
【0038】図2に示す反射型投影光学系100a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=0.030λrms、歪曲最大値=−4.1nmで
あり、波長13.4nmでのdiffraction
limited(回折限界)な光学系となっている。
【0039】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、開口絞りと他の反射光線の干渉がなく、開口絞り付
近に反射面がない反射光学系である。また、物体側から
の主光線の傾き及び反射角が小さいので収差を抑えるこ
とが可能となり、良好な結像性能を得ることができる。
【0040】以下、図4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4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4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。
【0041】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に露光する投影露光装置である。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4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。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】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。
【0046】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、投影光学系100はレチクル
220からの主光線の傾きを小さくすることができ、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。
【0047】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(凸面鏡)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
有し、第1乃至第4のミラー110乃至140よりも最
もレチクル220側に開口絞りSTが位置することを特
徴としている。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4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。
【0048】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。
【0049】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。
【0050】露光において、EUV光源212から射出
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。
【0051】次に、図5及び図6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5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。
【0052】図6は、図5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。
【0053】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F
レーザーなどのEUV光以外の波長200nm以下の紫
外線用の反射型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。
【0054】
【発明の効果】本発明の反射型投影光学系によれば、最
も少なくて4枚のミラー系とすることで光学系の反射率
を高めることができ、開口絞りの位置近傍を他の反射光
線が通らないので、1枚だけの円形開口絞りを配置すれ
ばよい。また、開口絞り位置にミラーの反射面を有しな
い配置であるので投影光や照明光の光線とミラーとの干
渉を防止して結像性能に優れた光学系を達成することが
できる。従って、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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図3】 図1に示す反射型投影光学系の主光線の光路
を示す概略断面図である。
【図4】 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。
【図5】 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。
【図6】 図5に示すステップ4の詳細なフローチャー
トである。
【図7】 従来の反射型投影光学系の概略断面図であ
る。
【図8】 従来の反射型投影光学系を組み込んだ露光装
置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
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 21/027 H01L 21/30 517 515D 531A

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、途中に中間像を形成する結
    像系であり、 物体側から像面にかけて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配置された4枚以上の鏡を有
    し、 前記4枚以上の鏡の反射面において、反射角の形成方向
    が同一である反射型投影光学系。
  2. 【請求項2】 2回結像系であり、前記4枚以上の鏡の
    うち、前記中間像から前記像面にかけて光路順に、物体
    側に凸面を向けた凸面鏡、像側に凹面を向けた凹面鏡を
    有する請求項1記載の反射型投影光学系。
  3. 【請求項3】 最も物体側に開口絞りを有し、当該開口
    絞りと像面との間に前記4枚以上の鏡が配置された請求
    項1乃至2記載の反射型投影光学系。
  4. 【請求項4】 前記物体面から前記中間像の間に前記4
    枚以上の鏡のうち、2枚の鏡が配置された請求項1乃至
    3記載の反射型投影光学系。
  5. 【請求項5】 前記2枚の鏡は、前記物体面から前記中
    間像にかけて光路順に、物体側に凹面を向けた凹面鏡、
    像側に凸面を向けた凸面鏡である請求項4記載の反射型
    投影光学系。
  6. 【請求項6】 物体面上のパターンを像面上に縮小投影
    する反射型投影光学系であって、 物体側から像側にかけて凹面鏡、凸面鏡、凸面鏡、凹面
    鏡の順に光を反射するような4枚の鏡が基本的に共軸系
    をなすように配置され、途中に中間像を形成する2回結
    像系である反射型投影光学系。
  7. 【請求項7】 前記鏡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又は6記載の反射型
    投影光学系。
  8. 【請求項8】 前記鏡は全て多層膜を有する非球面ミラ
    ーである請求項1又は6記載の反射型投影光学系。
  9. 【請求項9】 前記光は、波長200nm以下である請
    求項1又は6記載の反射型投影光学系。
  10. 【請求項10】 前記光は、波長20nm以下の極紫外
    線である請求項1又は6記載の反射型投影光学系。
  11. 【請求項11】 前記像面側がテレセントリックである
    請求項1又は6記載の反射型投影光学系。
  12. 【請求項12】 紫外光、遠紫外光、真空紫外光或いは
    極紫外光を露光光として利用し、当該露光光を、請求項
    1乃至11のうちいずれか一項記載の反射型投影光学系
    を介して被処理体に照射して当該被処理体を露光する露
    光装置。
  13. 【請求項13】 請求項12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。
JP2002030623A 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 Pending JP2003233005A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002030623A JP2003233005A (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
EP03250723A EP1335229A1 (en) 2002-02-07 2003-02-05 Reflection type projection optical system, exposure apparatus and device fabrication method using the same
US10/359,937 US6860610B2 (en) 2002-02-07 2003-02-06 Reflection type projection optical system, exposure apparatus and device fabrication method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002030623A JP2003233005A (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
JP2003233005A true JP2003233005A (ja) 2003-08-22

Family

ID=27606512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002030623A Pending JP2003233005A (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 (3)

Country Link
US (1) US6860610B2 (ja)
EP (1) EP1335229A1 (ja)
JP (1) JP2003233005A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011528128A (ja) * 2008-07-16 2011-11-10 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
JP2012502490A (ja) * 2008-09-10 2012-01-26 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
US9239521B2 (en) 2007-01-17 2016-01-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optics for microlithography

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9053610B2 (en) * 2002-09-13 2015-06-09 Bally Gaming, Inc. Networked gaming system communication protocols and methods
JP4241281B2 (ja) * 2003-09-17 2009-03-18 キヤノン株式会社 露光装置
US7712905B2 (en) * 2004-04-08 2010-05-11 Carl Zeiss Smt Ag Imaging system with mirror group
KR100674959B1 (ko) * 2005-02-23 2007-01-26 삼성전자주식회사 비축상 프로젝션 광학계 및 이를 적용한 극자외선 리소그래피 장치
EP2192446B1 (en) 2005-03-08 2011-10-19 Carl Zeiss SMT GmbH Microlithography projection system with an accessible aperture stop
WO2006117122A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Carl Zeiss Smt Ag Microlithography exposure apparatus using polarized light and microlithography projection system having concave primary and secondary mirrors
WO2007031271A1 (en) 2005-09-13 2007-03-22 Carl Zeiss Smt Ag Microlithography projection optical system, method for manufacturing a device and method to design an optical surface
DE102006014380A1 (de) 2006-03-27 2007-10-11 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsobjektiv und Projektionsbelichtungsanlage mit negativer Schnittweite der Eintrittspupille
EP2005249A1 (en) * 2006-04-07 2008-12-24 Carl Zeiss SMT AG Microlithography projection optical system and method for manufacturing a device
KR101327581B1 (ko) * 2006-05-24 2013-11-12 엘지전자 주식회사 터치스크린 장치 및 이의 작동방법
DE102011003302A1 (de) * 2011-01-28 2012-08-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Vergrößerte abbildende Optik sowie Metrologiesystem mit einer derartigen abbildenden Optik

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805365A (en) * 1995-10-12 1998-09-08 Sandia Corporation Ringfield lithographic camera
US6199991B1 (en) * 1997-11-13 2001-03-13 U.S. Philips Corporation Mirror projection system for a scanning lithographic projection apparatus, and lithographic apparatus comprising such a system
US5973826A (en) * 1998-02-20 1999-10-26 Regents Of The University Of California Reflective optical imaging system with balanced distortion
US6213610B1 (en) 1998-09-21 2001-04-10 Nikon Corporation Catoptric reduction projection optical system and exposure apparatus and method using same
US6109756A (en) * 1998-09-21 2000-08-29 Nikon Corporation Catoptric reduction projection optical system
DE19910724A1 (de) * 1999-03-11 2000-09-14 Zeiss Carl Fa Mikrolithographie-Projektionsobjektiveinrichtung sowie Projektionsbelichtungsanlage
DE10157045A1 (de) * 2000-12-29 2002-09-12 Zeiss Carl Ringfeld-4-Spiegelsysteme mit Zwischenbild für die EUV-Lithographie

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9239521B2 (en) 2007-01-17 2016-01-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optics for microlithography
JP2011528128A (ja) * 2008-07-16 2011-11-10 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
US9442386B2 (en) 2008-07-16 2016-09-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optics
JP2012502490A (ja) * 2008-09-10 2012-01-26 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

Also Published As

Publication number Publication date
US20030147149A1 (en) 2003-08-07
US6860610B2 (en) 2005-03-01
EP1335229A1 (en) 2003-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003233001A (ja) 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP3938040B2 (ja) 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2003303751A (ja) 投影光学系、該投影光学系を有する露光装置及び方法
US7232233B2 (en) Catoptric reduction projection optical system and exposure apparatus using the same
JP2004252363A (ja) 反射型投影光学系
KR20040075764A (ko) 카톱트릭형 투영광학계와 노광장치
JP2003233002A (ja) 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2003233005A (ja) 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2002329655A (ja) 反射型縮小投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
KR100514063B1 (ko) 투영광학계와 노광장치
JP2010107596A (ja) 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2008158211A (ja) 投影光学系及びそれを用いた露光装置
JP3958261B2 (ja) 光学系の調整方法
JP3870118B2 (ja) 結像光学系、該光学系を有する露光装置、収差低減方法
TWI245324B (en) Projection optical system
JP4393227B2 (ja) 露光装置、デバイスの製造方法、露光装置の製造方法
JP2004022945A (ja) 露光装置及び方法
JP2005122132A (ja) 反射型投影光学系、当該投影光学系を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法
JP4537087B2 (ja) 露光装置、デバイスの製造方法
JP4819419B2 (ja) 結像光学系、露光装置及びデバイス製造方法
KR20080091014A (ko) 반사형 투영광학계, 노광장치, 및 디바이스의 제조방법
JP4438060B2 (ja) 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
JP2003303749A (ja) 投影光学系、該投影光学系を有する露光装置及びデバイス製造方法
JP2004252359A (ja) 反射型投影光学系及び当該反射型投影光学系を有する露光装置
JP2004158787A (ja) 投影光学系及び露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040924

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060328

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070403