JP2004045692A

JP2004045692A - 投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: JP2004045692A
Application number: JP2002202320A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamada; 山田　顕宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US20050151950A1; US7057708B2; TW200402557A; WO2004008254A1; TWI232968B

Abstract

【課題】［１　１　１］結晶軸以外の結晶軸の光学素子の使用をできるだけ少なくしてコストの増大を抑えると共に、光学系に残存する真性複屈折の影響を低減して所望の結像性能をもたらす投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】投影光学系であって、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　１１］軸が光軸に平行な第１の光学素子と、前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸が前記光軸に平行な第２の光学素子とを有し、前記第２の光学素子を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上であり、前記第２の光学素子を通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下であることを特徴とする投影光学系を提供する。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、投影光学系関し、特に、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露光するのに使用される投影光学系及び露光装置に関する。但し、本発明の投影光学系の用途は露光装置に限定されず、写真製版、投影検査、映写機、プロジェクタなどの光学機器に広く適用することができる。
【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益々高くなっており、かかる要求を満足するために露光解像度を高める提案が様々なされている。
【０００３】
露光光源の波長を短くすることは、解像度の向上に有効な一手段であるため、近年では、露光光源は、ｇ線（波長約４３６ｎｍ）、ｉ線（波長約３６５ｎｍ）、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザー光（波長約２４８ｎｍ）、Ａｒ−Ｆエキシマレーザー光（波長約１９３ｎｍ）と進み、今後は、Ｆ_２レーザー光（波長約１５７ｎｍ）の使用が有望視されている。
【０００４】
ｉ線までの波長域では、光学系に従来の光学素子を使用することが可能であったが、ＫｒＦ、ＡｒＦ各エキシマレーザー光、Ｆ_２レーザー光の波長域では、透過率が低く、従来の光学ガラスを使用することは不可能である。このため、エキシマレーザーを光源とする露光装置の光学系には、短波長光の透過率が高い石英ガラス（ＳｉＯ_２）又はフッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を材料とした光学素子を使用することが一般的になっており、特に、Ｆ_２レーザーを光源とする露光装置においては、フッ化カルシウムを材料とした光学素子を使用することが必須とされている。
【０００５】
フッ化カルシウム単結晶は、従来から、（「ブリッジマン法」としても知られる）坩堝降下法によって製造されている。かかる方法は、化学合成された高純度原料を坩堝に入れ育成装置内で熔融した後、坩堝を徐々に引き下げ、坩堝の下部から結晶化させる。この育成過程の熱履歴によりフッ化カルシウム結晶内には応力が残留する。フッ化カルシウムは応力に対して複屈折性を示し、残留応力があると光学特性が悪化するので、結晶育成後、熱処理を施し応力を除去する。
【０００６】
しかし、フッ化カルシウムは、理想的な内部応力がない結晶であっても、結晶構造に起因する複屈折、いわゆる真性複屈折（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）が無視できない量だけ発生する。
【０００７】
蛍石の結晶軸は図７に示す通りである。結晶軸としての［１　０　０］軸、［０　１　０］軸及び［０　０　１］軸は互いに入れ替えて考えることが可能であり、結晶としては立方晶系に属する。そのため真性複屈折の影響を無視すれば、光学的な特性は等方的、即ち、結晶中を光束が進む向きによって光学的な影響が変化することはないことが知られている。
【０００８】
フッ化カルシウムの真性複屈折は図８と図９によって説明される。まず、図８は、結晶中の光線方向に応じた複屈折の大きさを表す。図８を参照するに、［１１　１］軸、［１　０　０］軸、［０　１　０］軸及び［０　０　１］軸方向に進行する光束に対しては複屈折量がゼロとなる。しかし、［１　０　１］軸、［１　１　０］軸及び［０　１　１］軸方向に進行する光束に対しては複屈折量が最大となり、その大きさが、例えば、Ｆ_２波長では１２ｎｍ／ｃｍに達する。図９は、光線方向に応じた複屈折の進相軸分布を表すものである。そのような結晶で光学系を構成した場合、像の形成に寄与する波面が入射光の偏光方向によって変化し、近似的には２つに分かれた波面が二重の像を形成する。そのため真性複屈折によって、光学系としての結像特性が大きく劣化するという結果になる。
【０００９】
上述したように、真性複屈折の影響は結晶内部の光束の進行方向によって変化するが、同時に複数の結晶を組み合わせることにより真性複屈折の影響を補正することが可能となる。第１の結晶に対して進相軸方向に偏光して入射した光束に対して、第２の結晶では遅相軸方向に入射するように結晶軸の向きを調整すれば、２つの結晶を透過した後の光束は、波面の進みと遅れがキャンセルさせることになる。フッ化カルシウムを投影露光装置の光学系に用いる場合、従来は例外なく［１　１　１］結晶軸を光学系の光軸に一致させていた。そして、［１　１　１］結晶軸を光学系の光軸に一致させた上で、結晶の光軸周りの角度を調整することによって真性複屈折の影響を補正する方法が提案されている。また、［１　１　１］結晶軸以外の結晶軸のフッ化カルシウムと組み合わせて光軸周りの角度を調整することによって真性複屈折の影響を補正する方法も提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、真性複屈折の大きさは波長の２乗に反比例し、例えば、ＡｒＦエキシマレーザーの波長１９３ｎｍ（以下、「ＡｒＦ波長」と言う。）では３．４ｎｍ／ｃｍ、Ｆ_２エキシマレーザーの波長１５７ｎｍ（以下、「Ｆ_２波長」と言う。）では１２ｎｍ／ｃｍにも達することが明らかになっており、露光波長が短くなると［１　１　１］結晶軸のフッ化カルシウムの光軸周りの角度調整では十分な補正を行うことができず、所望の結像性能を実現することができない。
【００１１】
また、［１　１　１］結晶軸以外の結晶軸（例えば、［１　０　０］結晶軸）の硝材は、製造において生じる内部応力（即ち、内部応力に起因する複屈折）を小さく抑えることが困難であり、歩留まりが悪くコストの増大を招く。
【００１２】
そこで、本発明は、［１　１　１］結晶軸以外の結晶軸の光学素子の使用をできるだけ少なくしてコストの増大を抑えると共に、光学系に残存する真性複屈折の影響を低減して所望の結像性能をもたらす投影光学系、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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面としての投影光学系は、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１１　１］軸が光軸に平行な第１の光学素子と、前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸が前記光軸に平行な第２の光学素子とを有し、前記第２の光学素子を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上であり、前記第２の光学素子を通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下であることを特徴とする。かかる投影光学系によれば、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　１　１］軸が光軸に平行な第１の光学素子（即ち、［１　１　１］結晶軸硝材）を光軸まわりに回転させて組み合わせることで低減しきれない真性複屈折を、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸が光軸に平行な第２の光学素子（即ち、［１　０　０］結晶軸硝材）によって低減することができる。また、［１　１　１］結晶軸硝材と比較して高価である［１　０　０］結晶軸硝材の使用を少なくすることができる。
【００１４】
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、前記光軸まわりに回転可能であることを特徴とする。これにより、第１の光学素子及び第２の光学素子を光軸まわりに回転させることで真性複屈折を補正することができる。前記等軸晶系結晶は、フッ化カルシウムであることを特徴とする。前記第１の光学素子の数は前記第２の光学素子の数より多いことを特徴とする。前記第１の光学素子の数が１０以上、前記第２の光学素子の数が５以下であることを特徴とする。前記第２の光学素子の数が３以下であることを特徴とする。前記第２の光学素子の数が１であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の別の側面としての投影光学系は、結晶方位に関する［１　０　０］軸が光軸に平行な光学素子を有し、前記光学素子を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上であり、前記第２の光学素子を通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下であることを特徴とする。かかる投影光学系によれば、上述の投影光学系の作用と同様の作用を奏する。
【００１６】
本発明の更に別の側面としての等軸晶系結晶から構成される複数の光学素子を有する投影光学系の真性複屈折を補正する方法は、前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　１　１］軸を光軸と平行させて前記光学素子を配置するステップと、前記真性複屈折の影響を小さくするように、軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上、且つ、通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下である位置に前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸を前記光軸と平行させて他の前記光学素子を配置するステップとを有することを特徴とする。かかる方法によれば、上述の投影光学系の作用と同様の作用を奏する。前記真性複屈折の影響を小さくするように、前記光軸まわりに前記光学素子を回転させるステップを更に有してもよい。
【００１７】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、所望のパターンが形成されたマスク又はレチクルを照明する照明光学系と、前記マスク又はレチクルを経た光を被処理体に結像する上述の投影光学系とを有する。かかる露光装置によれば、上述した投影光学系を構成要素の一部に有し、［１　１　１］結晶軸以外の結晶軸の光学素子の使用をできるだけ少なくして、投影光学系に残存する真性複屈折の影響を低減して所望の結像性能をもたらすことができる。
【００１８】
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露光するステップと、露光された前記被処理体に所定のプロセスを行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、例えば、ＬＳＩやＶＳＬＩ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。
【００１９】
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。
【００２０】
【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。例えば、本発明の投影光学系１００及び露光装置２００は、光源にレーザーを使用しているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。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。
【００２１】
ここで、図１は、本発明の一側面としての露光装置２００の例示的一形態を示す概略ブロック図である。露光装置２００は、図１に示すように、回路パターンが形成されたレチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）２２０を照明する照明装置２１０と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート２３０に投影する投影光学系１００とを有する。
【００２２】
露光装置２００は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式でレチクル２２０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、本実施形態ではステップ・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、レチクル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露光領域に移動する露光方法である。
【００２３】
照明装置２１０は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、光源部２１２と照明光学系２１４とを有する。
【００２４】
光源部２１２は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５３ｎｍのＦ_２エキシマレーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。光源部２１２にレーザーが使用される場合には、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。
【００２５】
照明光学系２１４は、レチクル２２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系２１４は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００２６】
レチクル２２０は、例えば、石英製で、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を通りプレート２３０上に投影される。レチクル２２０とプレート２３０とは共役の関係に配置される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２２０とプレート２３０を走査することによりマスクパターンをプレート２３０上に縮小投影する。
【００２７】
投影光学系１００は、物体面（例えば、レチクル２２０）からの光束を像面（例えば、プレート２３０などの被処理体）に結像する。投影光学系１００は、図２に示すように、複数の光学素子１１０ａ乃至１１０ｂ（なお、以下の説明において、光学素子１１０は、光学素子１１０ａ乃至１１０ｂを総括するものとする）で構成される。図２は、投影光学系１００の概略断面図であり、図２（ａ）は、投影光学系１００を構成する光学素子１１０の配置パターンの一例を示す図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す投影光学系１００を構成する光学素子１１０の別の配置パターンの一例を示す図である。実際の投影光学系には２０枚を超える光学素子が使われるが、ここでは説明を簡略化するため図２の投影光学系で一般のエキシマレーザー用投影光学系を代表させる。
【００２８】
光学素子１１０は、反射、屈折及び回折等を利用して光束を結像させる。光学素子１１０は、光軸Ｈまわりに回転可能に保持されている。従って、光学素子１１０は、真性複屈折の影響を小さくするために光軸Ｈまわりの角度を調節することができる。光学素子１１０は、例えば、レンズ、平行平板ガラス、プリズム、ミラー及びフレネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプティックス、ホログラム等の回折光学素子を含む。エキシマレーザーを使用する露光装置に使用可能な光学素子の材料は、例えば、等軸晶系結晶のフッ化カルシウムなどがある。
【００２９】
光学素子１１０ａは、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　１　１］軸が光軸Ｈに平行（光軸Ｈに平行な場合と同様の機能を果たせる程度に光軸Ｈから若干傾いている場合も含む）に配置されている（即ち、［１　１　１］結晶軸硝材）。例えば、６．５ｍｍ厚の光学素子１１０ａに開口数（ＮＡ）が０．８０である波長１５７ｎｍのＸ偏光光束が入射させたとき、図３に示すように、真性複屈折に起因するゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）収差を発生する。図３は、［１　１　１］結晶軸硝材にＸ偏光光束が入射した際に発生するゼルニケ収差を光軸Ｈまわりの回転角ごとに表したグラフであって、縦軸に発生するゼルニケ収差（λ）、横軸にゼルニケ項を採用している。
【００３０】
図３を参照するに、光学素子１１０ａにＸ偏光光束を入射したときに発生するＸ偏光光束の収差は、主にチルト成分Ｚ２及びＺ３と非点成分Ｚ５である。このうち、チルト成分は光軸Ｈまわりの回転で符号が反転するために、適当に回転角を組み合わせることで補正することができる。しかし、非点成分は光軸Ｈまわりの回転全てで同じ方向に発生するために、回転角を組み合わせただけでは補正できない。この非点成分が残ると結像性能が悪化するのと同時にパターン方向によって影響度が違ってくるためパターン方向差も大きく生じることになる。
【００３１】
光学素子１１０ｂは、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸が光軸Ｈに平行（光軸Ｈに平行な場合と同様の機能を果たせる程度に光軸Ｈから若干傾いている場合も含む）に配置されている（即ち、［１　０　０］結晶軸硝材）。例えば、６．５ｍｍ厚の光学素子１１０ｂに開口数（ＮＡ）が０．８０である波長１５７ｎｍのＸ偏光光束が入射させたとき、図４に示すように、真性複屈折に起因するゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）収差を発生する。図４は、［１　０　０］結晶軸硝材にＸ偏光光束が入射した際に発生するゼルニケ収差を光軸Ｈまわりの回転角ごとに表したグラフであって、縦軸に発生するゼルニケ収差（λ）、横軸にゼルニケ項を採用している。
【００３２】
図４を参照するに、光学素子１１０ｂにＸ偏光光束を入射したときに発生するＸ偏光光束の収差は非点成分Ｚ５である。かかる非点成分Ｚ５は、光学素子１１０ａ（［１　１　１］結晶軸硝材）で生じる非点成分Ｚ５と反対の符号を持っているために、光学素子１１０ａで発生した非点成分を光学素子１１０ｂ（［１　０　０］結晶軸硝材）で補正することが可能である。但し、光学素子１１０ｂを通過する光束が歪むとチルト成分が発生し、非点成分が小さくなってしまうので、効率がよい補正が困難になってしまう。そこで、本実施形態においては、図２に示されるように、硝材を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０度以上であり、硝材を通過する、軸外主光線と光軸の成す最小角度が１０°以下である硝材に光学素子１１０ｂ（［１　０　０］結晶軸硝材）を使用する。
【００３３】
かかる光学素子１１０の配置により、投影光学系１００は、［１　１　１］結晶軸硝材の使用をできるだけ少なくしてコストの増大を抑えると共に効率的に真性複屈折の影響を補正することができ、所望の解像度を達成することができる。
【００３４】
本実施例の投影光学系１００は、マスク２２０側からプレート（ウェハ）２３０側にかけて、［１　１　１］結晶軸硝材、［１　０　０］結晶軸硝材を有する光学系であるが、本発明が適用できる投影光学系はこれに限定されない。
【００３５】
例えば、光学素子２１０の数は限定されず、又、［１　１　１］結晶軸硝材及び［１　０　０］結晶軸硝材の配置位置も上述した範囲内で様々な配置とすることができる。
【００３６】
再び、図１に戻って、プレート２３０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体（被露光体）を広く含む。プレート２３０には、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−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）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。
【００３７】
プレートステージ２３５は、プレート２３０を支持する。プレートステージ２３５は、当業界で周知のいかなる構成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２３５は、リニアモーターを利用して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、図示しないレチクルステージとプレートステージ２３５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２３５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。
【００３８】
露光において、光源部２１２から発せられた光束は、照明光学系２１４によりレチクル２２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２２０を通過してマスクパターンを反映する光は投影光学系１００によりプレート２３０に結像される。露光装置２００が使用する投影光学系１００は、真性複屈折の影響を低減させ、真性複屈折に起因する結像性能の劣化を防止することができるので、高い解像度とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００３９】
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の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、デバイスの回路設計を行う。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。
【００４０】
図６は、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１２（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１８（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。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら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、本実施形態の投影光学系は、ステップ・アンド・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」と呼ばれる）に適用することもでき、その場合はレチクルとプレートを静止させた状態で露光が行われる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の投影光学系によれば、光学系に残存する真性複屈折の影響を低減して所望の結像性能をもたらすことができる。また、ある形態によれば、さらに［１１　１］結晶軸以外の結晶軸の光学素子の使用をできるだけ少なくしてコストの増大を抑えることができるという効果も奏する。従って、かかる投影光学系を用いた露光装置は、高品位なデバイスを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露光装置の例示的一形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示す投影光学系の概略断面図であり、図２（ａ）は、投影光学系を構成する光学素子の配置パターンの一例を示す図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す投影光学系を構成する光学素子の別の配置パターンの一例を示す図である。
【図３】厚さ６．５ｍｍの［１　１　１］結晶軸硝材にＮＡ０．８０である波長１５７ｎｍのＸ偏光光束が入射した際に発生するゼルニケ収差を光軸まわりの回転角ごとに表したグラフである。
【図４】厚さ６．５ｍｍの［１　０　０］結晶軸硝材にＮＡ０．８０である波長１５７ｎｍのＸ偏光光束が入射した際に発生するゼルニケ収差を光軸まわりの回転角ごとに表したグラフである。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】フッ化カルシウム結晶の結晶軸を説明するための図である。
【図８】フッ化カルシウムにおける真性複屈折量の分布を示す図である。
【図９】フッ化カルシウムにおける真性複屈折進相軸の分布を示す図である。
【符号の説明】
１００　　　　　　投影光学系
１１０ａ　　　　　光学素子（「１　１　１」結晶軸硝材）
１１０ｂ　　　　　光学素子（「１　０　０」結晶軸硝材）
２００　　　　　　露光装置
２１０　　　　　　照明装置
２２０　　　　　　レチクル
２３０　　　　　　プレート
２３５　　　　　　プレートステージ

Claims

投影光学系であって、等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１
１　１］軸が光軸に平行な第１の光学素子と、
前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸が前記光軸に平行な第２の光学素子とを有し、
前記第２の光学素子を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上であり、前記第２の光学素子を通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下であることを特徴とする投影光学系。
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、前記光軸まわりに回転可能であることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
前記等軸晶系結晶は、フッ化カルシウムであることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
前記第１の光学素子の数は前記第２の光学素子の数より多いことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の投影光学系。
前記第１の光学素子の数が１０以上、前記第２の光学素子の数が５以下であることを特徴とする請求項４記載の投影光学系。
前記第２の光学素子の数が３以下であることを特徴とする請求項５記載の投影光学系。
前記第２の光学素子の数が１であることを特徴とする請求項６記載の投影光学系。
結晶方位に関する［１　０　０］軸が光軸に平行な光学素子を有し、前記光学素子を通過する軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上であり、前記第２の光学素子を通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下であることを特徴とする投影光学系。
等軸晶系結晶から構成される複数の光学素子を有する投影光学系の真性複屈折を補正する方法であって、
前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　１　１］軸を光軸と平行させて前記光学素子を配置するステップと、
前記真性複屈折の影響を小さくするように、軸外周縁光線と光軸の成す最小角度が３０°以上、且つ、通過する軸外主光線と光軸の成す角度が１０°以下である位置に前記等軸晶系結晶の結晶方位に関する［１　０　０］軸を前記光軸と平行させて他の前記光学素子を配置するステップとを有することを特徴とする方法。
前記真性複屈折の影響を小さくするように、前記光軸まわりに前記光学素子を回転させるステップを更に有することを特徴とする請求項９記載の方法。
所望のパターンが形成されたマスク又はレチクルを照明する照明光学系と、
前記マスク又はレチクルを経た光を被処理体に結像する請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の投影光学系とを有する露光装置。
請求項１１記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有するデバイス製造方法。