JP2005172988A - Projection optical system and exposure device equipped with the projection optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置に関し、例えばX線を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上の回路パターンを感光性基板上に転写するX線投影露光装置に好適な反射型の投影光学系に関するものである。 The present invention relates to a projection optical system and an exposure apparatus provided with the projection optical system, and is suitable for an X-ray projection exposure apparatus that transfers a circuit pattern on a mask onto a photosensitive substrate by a mirror projection method using X-rays, for example. The present invention relates to a reflection type projection optical system.
従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置では、マスク(レチクル)上に形成された回路パターンを、投影光学系を介して、ウェハのような感光性基板上に投影転写する。感光性基板にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element or the like, a circuit pattern formed on a mask (reticle) is projected and transferred onto a photosensitive substrate such as a wafer via a projection optical system. A resist is coated on the photosensitive substrate, and the resist is exposed by projection exposure through the projection optical system, and a resist pattern corresponding to the mask pattern is obtained.
ここで、露光装置の解像力Wは、露光光の波長λと投影光学系の開口数NAとに依存し、次の式(a)で表される。
W=k・λ/NA (k:定数) (a)
Here, the resolving power W of the exposure apparatus depends on the wavelength λ of the exposure light and the numerical aperture NA of the projection optical system, and is expressed by the following equation (a).
W = k · λ / NA (k: constant) (a)
したがって、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長λを短くするか、あるいは投影光学系の開口数NAを大きくすることが必要となる。一般に、投影光学系の開口数NAを所定値以上に大きくすることは光学設計の観点から困難であるため、今後は露光光の短波長化が必要となる。たとえば、露光光として、波長が248nmのKrFエキシマレーザーを用いると0.25μmの解像力が得られ、波長が193nmのArFエキシマレーザーを用いると0.18μmの解像力が得られる。露光光としてさらに波長の短いX線を用いると、例えば波長が13nmで0.1μm以下の解像力が得られる。 Therefore, in order to improve the resolving power of the exposure apparatus, it is necessary to shorten the wavelength λ of the exposure light or increase the numerical aperture NA of the projection optical system. In general, since it is difficult to increase the numerical aperture NA of the projection optical system to a predetermined value or more from the viewpoint of optical design, it is necessary to shorten the wavelength of exposure light in the future. For example, when a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm is used as exposure light, a resolution of 0.25 μm can be obtained, and when an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm is used, a resolution of 0.18 μm can be obtained. When X-rays having a shorter wavelength are used as exposure light, for example, a resolution of 0.1 μm or less at a wavelength of 13 nm can be obtained.
ところで、露光光としてX線を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がなくなるため、反射型のマスクを用いるとともに、反射型の投影光学系を用いることになる。従来、露光光としてX線を用いる露光装置に適用可能な投影光学系として、たとえば特開平9−211322号公報(米国特許第5,815,310号に対応する出願)、米国特許第6,183,095B1号明細書などには、種々の反射光学系が提案されている。 By the way, when X-rays are used as the exposure light, there are no transmissive optical materials and refractive optical materials that can be used. Therefore, a reflective mask is used and a reflective projection optical system is used. Conventionally, as a projection optical system applicable to an exposure apparatus that uses X-rays as exposure light, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-212322 (application corresponding to US Pat. No. 5,815,310), US Pat. No. 6,183. , 095B1 specification, etc., various reflection optical systems have been proposed.
特開平9−211322号公報に開示された従来の反射光学系では、非球面形状の反射面を有する6枚の反射鏡を備えた構成で、NA=0.25の明るい光学系を達成している。各反射鏡の反射面のサグ量(その定義については後述する)は、第1反射鏡M1から順に第6反射鏡M6まで、それぞれ、31.4μm、0.8μm、2.4μm、1.2μm、22.0μm、7.6μmとなっている。
In the conventional reflecting optical system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-212322, a bright optical system with NA = 0.25 is achieved with a configuration including six reflecting mirrors having aspherical reflecting surfaces. Yes. The sag amount of the reflecting surface of each reflecting mirror (the definition thereof will be described later) is 31.4 μm, 0.8 μm, 2.4 μm, 1.2 μm from the first reflecting mirror M 1 to the sixth reflecting
第2反射鏡M2のサグ量は、0.8μmと1μm以下の値になっており、比較的小さい。この程度の比較的小さいサグ量の非球面の場合、通常の非球面加工、検査を行えば、その加工(研削、研磨)および測定が比較的容易になることが期待される。しかしながら、非球面を球面と見なして加工および測定した後にベストフィット球面と非球面との差であるサグ量の分だけ修正加工する方法、すなわち球面修正加工法を取り入れるには、0.8μmというサグ量は大きすぎる。したがって、0.8μm程度のサグ量の非球面は、あくまでも最初から非球面として扱われるのが通常である。当初から非球面として加工および測定する方法は、球面修正加工法と比較して、ヌルレンズの設計や製作などの準備が必要で、多くの手間と時間とコストがかかり、その差は非常に大きい。そのため、比較的サグ量が小さいにもかかわらず、通常の非球面と同程度の手間が必要となる。 The sag amount of the second reflecting mirror M2 is 0.8 μm and 1 μm or less, and is relatively small. In the case of an aspherical surface with such a relatively small sag amount, it is expected that processing (grinding, polishing) and measurement will be relatively easy if normal aspherical processing and inspection are performed. However, after processing and measuring the aspherical surface as a spherical surface, a correction method corresponding to the sag amount, which is the difference between the best-fit spherical surface and the aspherical surface, that is, a sag of 0.8 μm is required to incorporate the spherical surface correction processing method. The amount is too big. Therefore, an aspherical surface with a sag amount of about 0.8 μm is usually treated as an aspherical surface from the beginning. The method of processing and measuring as an aspherical surface from the beginning requires preparations such as the design and manufacture of a null lens as compared with the spherical surface correction processing method, which requires much labor, time and cost, and the difference is very large. For this reason, although the amount of sag is relatively small, the same amount of work as a normal aspherical surface is required.
また、米国特許第6,183,095B1号明細書に記載された第1実施例においても、非球面形状の反射面を有する6枚の反射鏡を備えた構成で、NA=0.25の明るい光学系を達成している。同実施例では、第1反射鏡M1〜第6反射鏡M6のMaximum aspheric departure across Instantaneous clear apertureが表示されており、それらの量は、それぞれ、15.0μm、0.5μm、13.0μm、2.6μm、5.0μm、6.3μmとなっている。これらの量を、当発明において定義したサグ量で計算し直して見ると、第1反射鏡M1〜第6反射鏡M6の反射面のサグ量が、それぞれ、6.8μm、4.5μm、1.5μm、3.7μm、10.0μm、17.1μmであることが分かった。 Also, in the first embodiment described in US Pat. No. 6,183,095B1, a brighter NA = 0.25 is obtained with a configuration including six reflecting mirrors having aspherical reflecting surfaces. The optical system has been achieved. In the embodiment, Maximum aspheric departure across Instantaneous clear aperture of the first reflecting mirror M1 to the sixth reflecting mirror M6 is displayed, and their amounts are 15.0 μm, 0.5 μm, 13.0 μm, 2 .6 μm, 5.0 μm, and 6.3 μm. When these amounts are recalculated with the sag amount defined in the present invention, the sag amounts of the reflecting surfaces of the first reflecting mirror M1 to the sixth reflecting mirror M6 are 6.8 μm, 4.5 μm, 1 It was found to be 0.5 μm, 3.7 μm, 10.0 μm, and 17.1 μm.
米国特許第6,183,095B1号明細書に記載された第1実施例における非球面形状の反射面のサグ量の最小値は1.5μmであり、特開平9−211322号公報に開示された反射光学系における非球面形状の反射面のサグ量の最小値である0.8μmよりは大きい。したがって、米国特許第6,183,095B1号明細書に記載された第1実施例の方が、特開平9−211322号公報の第1実施例に開示された反射光学系よりも、非球面の加工および測定がより困難であろうことが推測される。しかしながら、米国特許第6,183,095B1号明細書に記載された第1実施例および特開平9−211322号公報の第1実施例の最小サグ量を見れば、球面修正加工法を採用するにはサグ量が大き過ぎることが分かる。 The minimum value of the sag amount of the aspherical reflecting surface in the first embodiment described in US Pat. No. 6,183,095B1 is 1.5 μm, which is disclosed in JP-A-9-212322. It is larger than 0.8 μm which is the minimum value of the sag amount of the aspherical reflecting surface in the reflecting optical system. Accordingly, the first embodiment described in US Pat. No. 6,183,095B1 is more aspheric than the reflective optical system disclosed in the first embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 9-212322. It is assumed that processing and measurement will be more difficult. However, if the minimum sag amount of the first embodiment described in US Pat. No. 6,183,095B1 and the first embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 9-212322 is seen, the spherical surface correction processing method is adopted. Shows that the amount of sag is too large.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、球面修正加工法の採用が可能な非球面形状の反射面を有する反射鏡を備え、反射鏡の大型化を抑えつつ収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、たとえば露光光としてX線を用いて大きな解像力を確保することのできる露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a reflecting mirror having an aspherical reflecting surface capable of adopting a spherical correction processing method, and has excellent aberration correction while suppressing an increase in size of the reflecting mirror. It is an object of the present invention to provide a reflection type projection optical system that can be performed in a simple manner. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus that can secure a large resolving power by using, for example, X-rays as exposure light by applying the projection optical system of the present invention to the exposure apparatus.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、6つの反射鏡を備え、第1面の縮小像を第2面上に形成する投影光学系において、
前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系を備え、
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状に形成されていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the projection optical system that includes six reflecting mirrors and forms a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the first surface; and a second reflective imaging optical system for forming an image of the intermediate image on the second surface;
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
第1形態の好ましい態様によれば、前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.4μm以下の非球面形状に形成されている。また、前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.1μm以下の非球面形状に形成されていることがさらに好ましい。 According to a preferred aspect of the first form, the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.4 μm or less. More preferably, the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.1 μm or less.
本発明の第2形態では、6つの反射鏡を備え、第1面の縮小像を第2面上に形成する投影光学系において、
前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系を備え、
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第2反射鏡M2の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状に形成されていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the projection optical system that includes six reflecting mirrors and forms a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the first surface; and a second reflective imaging optical system for forming an image of the intermediate image on the second surface;
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The reflecting surface of the second reflecting mirror M2 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
第2形態の好ましい態様によれば、前記第2反射鏡M2の反射面は、サグ量が0.4μm以下の非球面形状に形成されている。また、前記第2反射鏡M2の反射面は、サグ量が0.1μm以下の非球面形状に形成されていることがさらに好ましい。 According to a preferred aspect of the second embodiment, the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.4 μm or less. The reflecting surface of the second reflecting mirror M2 is further preferably formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.1 μm or less.
本発明の第3形態では、6つの反射鏡を備え、第1面の縮小像を第2面上に形成する投影光学系において、前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系を備え、
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第2反射鏡M2の反射面および前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする投影光学系を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in a projection optical system that includes six reflecting mirrors and forms a reduced image of the first surface on the second surface, the first reflecting connection for forming the intermediate image of the first surface. An image optical system and a second reflective imaging optical system for forming an image of the intermediate image on the second surface;
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The projection optical system is characterized in that the reflection surface of the second reflection mirror M2 and the reflection surface of the fourth reflection mirror M4 are each formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
第3形態の好ましい態様によれば、前記第2反射鏡M2の反射面および前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.4μm以下の非球面形状にそれぞれ形成されている。また、前記第2反射鏡M2の反射面および前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.1μm以下の非球面形状にそれぞれ形成されていることがさらに好ましい。 According to a preferred aspect of the third mode, the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 and the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 are each formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.4 μm or less. More preferably, the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 and the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 are each formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.1 μm or less.
第1形態〜第3形態の好ましい態様によれば、各反射鏡M1〜M6への光線の最大入射角Aは、各反射鏡M1〜M6において、A<25°の条件を満足する。また、前記第1面から前記第1反射鏡M1への光束の主光線の光軸に対する傾きαは、5°<|α|<10°の条件を満足することが好ましい。 According to the preferable aspect of the first to third embodiments, the maximum incident angle A of the light beam to each of the reflecting mirrors M1 to M6 satisfies the condition of A <25 ° in each of the reflecting mirrors M1 to M6. In addition, it is preferable that the inclination α of the light beam from the first surface to the first reflecting mirror M1 with respect to the optical axis of the principal ray satisfies a condition of 5 ° <| α | <10 °.
第1形態〜第3形態の好ましい態様によれば、各反射鏡M1〜M6の有効径φMは、各反射鏡M1〜M6において、φM≦700mmの条件を満足する。また、各反射鏡M1〜M6の反射面は、光軸に関して回転対称な非球面状に形成され、各反射面を規定する非球面の最大次数は10次以上であることが好ましい。また、前記第2面側にほぼテレセントリックな光学系であることが好ましい。 According to the preferred embodiment of the first to third embodiments, the effective diameter φM of each of the reflecting mirrors M1 to M6 satisfies the condition of φM ≦ 700 mm in each of the reflecting mirrors M1 to M6. The reflecting surfaces of the reflecting mirrors M1 to M6 are preferably formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the maximum order of the aspherical surface that defines each reflecting surface is preferably 10th or higher. Moreover, it is preferable that the optical system is substantially telecentric on the second surface side.
本発明の第4形態では、前記第1面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクのパターンを前記第2面に設定された感光性基板上へ投影露光するための第1形態〜第3形態の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。 In a fourth embodiment of the present invention, an illumination system for illuminating the mask set on the first surface, and a first for exposing the mask pattern onto the photosensitive substrate set on the second surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system according to the first to third embodiments is provided.
第4形態の好ましい態様によれば、前記照明系は、露光光としてX線を供給するための光源を有し、前記投影光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上に投影露光する。 According to a preferred aspect of the fourth aspect, the illumination system has a light source for supplying X-rays as exposure light, and moves the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system, The mask pattern is projected and exposed on the photosensitive substrate.
本発明の投影光学系では、各反射鏡および開口絞りを適切に配置することにより、光学性能に余裕が生まれるため、第2反射鏡M2や第4反射鏡M4の非球面形状の反射面のサグ量を十分に小さく抑えることができ、これらの非球面形状の反射面の加工および測定に際して球面修正加工法を採用することができる。その結果、非球面の製作が飛躍的に簡素化され、時間的にも費用的にも精度的にも非球面の製作を非常に有利に行うことができる。すなわち、本発明では、球面修正加工法の採用が可能な非球面形状の反射面を有する反射鏡を備え、反射鏡の大型化を抑えつつ収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系を実現することができる。 In the projection optical system of the present invention, since the optical performance is afforded by appropriately arranging each reflecting mirror and the aperture stop, the sag of the aspheric reflecting surfaces of the second reflecting mirror M2 and the fourth reflecting mirror M4 is generated. The amount can be kept sufficiently small, and a spherical correction processing method can be employed in processing and measuring these aspherical reflecting surfaces. As a result, the production of the aspherical surface is greatly simplified, and the aspherical surface can be produced very advantageously in terms of time, cost and accuracy. That is, in the present invention, a reflective projection optical system that includes a reflecting mirror having an aspherical reflecting surface that can adopt a spherical correction processing method, and that can satisfactorily correct aberrations while suppressing an increase in size of the reflecting mirror. A system can be realized.
また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、露光光としてX線を使用することができる。この場合、投影光学系に対してマスクおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ投影露光することになる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。 Further, by applying the projection optical system of the present invention to an exposure apparatus, X-rays can be used as exposure light. In this case, the mask and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed onto the photosensitive substrate. As a result, a highly accurate microdevice can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.
本発明の投影光学系では、第1面(物体面)からの光が、第1反射結像光学系G1を介して、第1面の中間像を形成する。そして、第1反射結像光学系G1を介して形成された第1面の中間像からの光が、第2反射結像光学系G2を介して、中間像の像(第1面の縮小像)を第2面(像面)上に形成する。 In the projection optical system of the present invention, light from the first surface (object surface) forms an intermediate image of the first surface via the first reflective imaging optical system G1. Then, the light from the intermediate image of the first surface formed via the first reflective imaging optical system G1 passes through the second reflective imaging optical system G2 to generate an intermediate image (a reduced image of the first surface). ) On the second surface (image surface).
ここで、第1反射結像光学系G1は、第1面からの光を反射するための第1反射鏡M1と、開口絞りASと、第1反射鏡M1で反射された光を反射するための第2反射鏡M2と、第2反射鏡M2で反射された光を反射するための第3反射鏡M3と、第3反射鏡M3で反射された光を反射するための第4反射鏡M4とにより構成されている。また、第2反射結像光学系G2は、中間像からの光を反射するための第5反射鏡M5と、第5反射鏡M5で反射された光を反射するための第6反射鏡M6とにより構成されている。 Here, the first reflective imaging optical system G1 reflects the light reflected by the first reflecting mirror M1, the aperture stop AS, and the first reflecting mirror M1 for reflecting the light from the first surface. The second reflecting mirror M2, the third reflecting mirror M3 for reflecting the light reflected by the second reflecting mirror M2, and the fourth reflecting mirror M4 for reflecting the light reflected by the third reflecting mirror M3. It is comprised by. The second reflective imaging optical system G2 includes a fifth reflecting mirror M5 for reflecting light from the intermediate image, and a sixth reflecting mirror M6 for reflecting light reflected by the fifth reflecting mirror M5. It is comprised by.
本発明では、第1面の縮小像を第2面上に2回結像で形成する構成を採用することにより、歪曲収差(ディストーション)の補正を良好に行うことができる。また、第1反射鏡M1と第2反射鏡M2との間の光路中に開口絞りASを配置しているので、光線の入射角が大きくなりがちな第3反射鏡M3への光線の入射角を小さく抑えることができる。通常、このような6枚鏡光学系では、光束の干渉を避けるために、開口絞りは反射鏡の直前に配置されるのが一般的である。その場合、絞り位置が限定され、上コマ及び下コマの収差のバランスがとり難くなる。これに対して、本発明では、第1反射鏡M1と第2反射鏡M2との間に開口絞りASを配置しているので、絞り位置の自由度を確保するとともに、上コマ及び下コマの収差のバランスをとり易くすることができる。 In the present invention, by adopting a configuration in which the reduced image of the first surface is formed twice on the second surface, it is possible to satisfactorily correct distortion. In addition, since the aperture stop AS is disposed in the optical path between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2, the incident angle of the light beam on the third reflecting mirror M3 where the incident angle of the light beam tends to be large. Can be kept small. In general, in such a six-mirror optical system, the aperture stop is generally disposed immediately before the reflecting mirror in order to avoid interference of light beams. In that case, the aperture position is limited, and it becomes difficult to balance the aberrations of the upper and lower frames. On the other hand, in the present invention, since the aperture stop AS is disposed between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2, the degree of freedom of the stop position is ensured and the upper and lower frames are secured. It is possible to easily balance the aberration.
また、開口絞りASを第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間、あるいは第3反射鏡M3と第4反射鏡M4との間に配置すると、第1反射鏡M1の有効径が大きくなるとともに、レチクルへの入射角及びレチクルからの反射角が決まっているため、レチクルから射出瞳(開口絞り)までの光路長が長くなり、レチクルの物体高が大きくなるので、その結果として結像倍率を1/5〜1/6にせざる得なくなる。これに対して、本発明では、第1反射鏡M1と第2反射鏡M2との間(中間)に開口絞りASを配置しているので、小型で結像倍率を1/4に保ちながら、良好な光学性能を実現することができる。 If the aperture stop AS is disposed between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3, or between the third reflecting mirror M3 and the fourth reflecting mirror M4, the effective diameter of the first reflecting mirror M1 is increased. In addition, since the angle of incidence on the reticle and the angle of reflection from the reticle are determined, the optical path length from the reticle to the exit pupil (aperture stop) increases, and the object height of the reticle increases, resulting in image formation. The magnification must be reduced to 1/5 to 1/6. On the other hand, in the present invention, since the aperture stop AS is arranged between the first reflecting mirror M1 and the second reflecting mirror M2 (intermediate), the image forming magnification is kept small at 1/4, Good optical performance can be realized.
また、第3反射鏡M3への光線の入射角を小さく抑えることにより、有効径が大きくなりがちな第4反射鏡M4の有効径を小さく抑えることができる。以上のように、本発明では、X線に対しても良好な反射特性を有し、反射鏡の大型化を抑えつつ収差補正を良好に行うことのできる反射型の投影光学系を実現することができる。 Further, by suppressing the incident angle of the light beam to the third reflecting mirror M3, the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4, whose effective diameter tends to be large, can be suppressed small. As described above, according to the present invention, it is possible to realize a reflection type projection optical system that has good reflection characteristics with respect to X-rays and can perform aberration correction satisfactorily while suppressing an increase in the size of the reflecting mirror. Can do.
さらに、本発明では、以上のような配置を採用することにより、反射鏡の最大径を比較的小さく抑えることができると共に、光束のケラレを起こすことなく各反射鏡および開口絞りを適切に配置することができる。そして、このような適切な配置による結果として、光学性能に余裕が生まれるため、一部の反射鏡、特に第2反射鏡M2および第4反射鏡M4の反射面のサグ量を十分に小さく抑えることができる。 Furthermore, in the present invention, by adopting the above arrangement, the maximum diameter of the reflecting mirror can be kept relatively small, and each reflecting mirror and aperture stop are appropriately arranged without causing vignetting of the light beam. be able to. As a result of such an appropriate arrangement, there is a margin in optical performance, so that the amount of sag on the reflecting surfaces of some reflecting mirrors, particularly the second reflecting mirror M2 and the fourth reflecting mirror M4, is kept sufficiently small. Can do.
ところで、第4反射鏡M4については、その有効径が極力小さく抑えられているが、光学系の構成上ある程度大きくならざるを得ず、その非球面形状の反射面の加工および測定には多くの困難が伴うのが通常である。また、特に、第4反射鏡M4は、有効径の大きい割に、光束が実際に入射する部分は面積的に小さく、その形状はそら豆型である。したがって、光束が実際に入射する部分以外の反射鏡の部分は他の光束との干渉を避けるために除去されることになり、反射鏡の全体形状は光軸に関して回転非対称な形状にならざるを得ない。 By the way, although the effective diameter of the fourth reflecting mirror M4 is suppressed as small as possible, it must be increased to some extent due to the configuration of the optical system, and there are many in processing and measuring the aspherical reflecting surface. Usually comes with difficulties. In particular, in the fourth reflecting mirror M4, the portion where the light beam is actually incident is small in area in spite of the large effective diameter, and the shape is a broad bean shape. Therefore, the part of the reflector other than the part where the light beam actually enters is removed in order to avoid interference with other light beams, and the entire shape of the reflector must be rotationally asymmetric with respect to the optical axis. I don't get it.
このように、全体形状が回転非対称なそら豆型になる第4反射鏡M4の非球面の加工および測定には、さらに多くの困難が伴うのが通常である。しかしながら、本発明では、第4反射鏡M4の反射面のサグ量を0.4μm〜0.1μm程度以下に抑えているので、非球面形状の反射面を球面と見なして加工および測定した後にサグ量の分だけ微少修正加工する球面修正加工法を採用して、非球面の加工および測定を飛躍的に簡略化して実行することが可能になる。なお、第4反射鏡M4の反射面のサグ量を0.05μm以下に抑えることにより、非球面の加工および測定をさらに飛躍的に簡略化して実行することが可能になる。 As described above, it is usually more difficult to process and measure the aspherical surface of the fourth reflecting mirror M4 having a broad bean shape whose overall shape is rotationally asymmetric. However, in the present invention, since the sag amount of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is suppressed to about 0.4 μm to 0.1 μm or less, the sag is processed after processing and measuring the aspherical reflecting surface as a spherical surface. By adopting a spherical surface correction method that performs minute correction processing by the amount, it becomes possible to dramatically simplify and execute aspherical surface processing and measurement. In addition, by suppressing the sag amount of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 to 0.05 μm or less, the processing and measurement of the aspheric surface can be further simplified and executed.
一方、第2反射鏡M2の有効径は、第4反射鏡M4に比してそれほど大きくはない。しかしながら、第2反射鏡M2においても第4反射鏡M4と同様に、その反射面のサグ量を0.4μm〜0.1μm程度以下に抑えることにより、非球面形状の反射面を球面と見なして加工および測定した後にサグ量の分だけ微少修正加工する球面修正加工法を採用して、非球面の加工および測定を飛躍的に簡略化して実行することが可能になる。また、第2反射鏡M2の反射面のサグ量を0.05μm以下に抑えることにより、非球面の加工および測定をさらに飛躍的に簡略化して実行することが可能になる。 On the other hand, the effective diameter of the second reflecting mirror M2 is not so large compared to the fourth reflecting mirror M4. However, in the second reflecting mirror M2, similarly to the fourth reflecting mirror M4, the aspherical reflecting surface is regarded as a spherical surface by suppressing the sag amount of the reflecting surface to about 0.4 μm to 0.1 μm or less. By adopting a spherical surface modification method in which a minute amount of sag is corrected after processing and measurement, it becomes possible to dramatically simplify and execute aspherical surface processing and measurement. Further, by limiting the sag amount of the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 to 0.05 μm or less, it becomes possible to dramatically simplify and execute the processing and measurement of the aspheric surface.
以上のように、本発明では、各反射鏡および開口絞りを適切に配置することにより、光学性能に余裕が生まれるため、第2反射鏡M2や第4反射鏡M4の非球面形状の反射面のサグ量を十分に小さく抑えることができ、これらの非球面形状の反射面の加工および測定に際して球面修正加工法を採用することができる。その結果、非球面の製作が飛躍的に簡素化され、時間的にも費用的にも精度的にも非球面の製作を非常に有利に行うことができる。 As described above, according to the present invention, since the optical performance can be afforded by appropriately arranging the reflecting mirrors and the aperture stop, the aspherical reflecting surfaces of the second reflecting mirror M2 and the fourth reflecting mirror M4 can be used. The amount of sag can be suppressed sufficiently small, and the spherical surface correction processing method can be adopted when processing and measuring these aspherical reflecting surfaces. As a result, the production of the aspherical surface is greatly simplified, and the aspherical surface can be produced very advantageously in terms of time, cost and accuracy.
本発明では、各反射鏡M1〜M6への光線の最大入射角Aが、各反射鏡M1〜M6において、次の条件式(1)を満足することが望ましい。
A<25° (1)
条件式(1)の上限値を上回ると、反射多層膜への光線の最大入射角Aが大きくなり過ぎて、反射ムラが発生し易くなり且つ十分に高い反射率を得ることができなくなるので好ましくない。
In the present invention, it is desirable that the maximum incident angle A of the light beam to each of the reflecting mirrors M1 to M6 satisfies the following conditional expression (1) in each of the reflecting mirrors M1 to M6.
A <25 ° (1)
Exceeding the upper limit value of conditional expression (1) is preferable because the maximum incident angle A of the light beam to the reflective multilayer film becomes too large, and uneven reflection tends to occur and a sufficiently high reflectance cannot be obtained. Absent.
また、本発明では、各反射鏡M1〜M6において、次の条件式(2)を満足することが望ましい。条件式(2)において、φMは各反射鏡M1〜M6の有効径(直径)であり、Rは各反射鏡M1〜M6の反射面の曲率半径である。
φM/|R|<1.0 (2)
In the present invention, it is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied in each of the reflecting mirrors M1 to M6. In conditional expression (2), φM is the effective diameter (diameter) of each of the reflecting mirrors M1 to M6, and R is the radius of curvature of the reflecting surface of each of the reflecting mirrors M1 to M6.
φM / | R | <1.0 (2)
条件式(2)の上限値を上回ると、各反射鏡M1〜M6(特に第4反射鏡M4)の形状測定をするときの開き角(反射鏡測定時のNA)が大きくなりすぎて、高精度な形状測定が困難になるので、好ましくない。なお、さらに高精度な形状測定を可能にするには、条件式(2)の上限値を0.9に設定することがさらに好ましい。 If the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the opening angle (NA at the time of reflecting mirror measurement) when measuring the shape of each of the reflecting mirrors M1 to M6 (particularly the fourth reflecting mirror M4) becomes too high. Since accurate shape measurement becomes difficult, it is not preferable. In order to enable more accurate shape measurement, it is more preferable to set the upper limit value of conditional expression (2) to 0.9.
また、本発明では、第1面から第1反射鏡M1への光束の主光線の光軸に対する傾きαが、次の条件式(3)を満足することが望ましい。
5°<|α|<10° (3)
In the present invention, it is desirable that the inclination α of the principal ray of the light beam from the first surface to the first reflecting mirror M1 with respect to the optical axis satisfies the following conditional expression (3).
5 ° <| α | <10 ° (3)
条件式(3)の上限値を上回ると、第1面に反射マスクを設置した場合に、反射による影の影響を受け易くなるので、好ましくない。一方、条件式(3)の下限値を下回ると、第1面に反射マスクを設置した場合に、入射光と反射光とが干渉するので、好ましくない。 Exceeding the upper limit value of conditional expression (3) is not preferable because when the reflective mask is provided on the first surface, it is easily affected by shadows due to reflection. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, it is not preferable because incident light and reflected light interfere with each other when a reflective mask is provided on the first surface.
また、本発明では、各反射鏡M1〜M6の有効径φMは、各反射鏡M1〜M6において、次の条件式(4)を満足することが望ましい。
φM≦700mm (4)
条件式(4)の上限値を上回ると、当該反射鏡の有効径が大きくなり過ぎて、光学系が大型化するので好ましくない。
In the present invention, it is desirable that the effective diameter φM of each of the reflecting mirrors M1 to M6 satisfies the following conditional expression (4) in each of the reflecting mirrors M1 to M6.
φM ≦ 700mm (4)
Exceeding the upper limit of conditional expression (4) is not preferable because the effective diameter of the reflecting mirror becomes too large and the optical system becomes large.
また、本発明では、収差を良好に補正して光学性能を向上させるために、各反射鏡の反射面は光軸に関して回転対称な非球面状に形成され、各反射面を規定する非球面の最大次数は10次以上であることが望ましい。また、本発明では、第2面側にほぼテレセントリックな光学系であることが望ましい。この構成により、たとえば露光装置に適用される場合、投影光学系の焦点深度内でウェハに凹凸があっても良好な結像が可能になる。 Further, in the present invention, in order to improve the optical performance by satisfactorily correcting the aberration, the reflecting surface of each reflecting mirror is formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and an aspherical surface that defines each reflecting surface is formed. The maximum order is desirably 10th order or more. In the present invention, it is desirable that the optical system be almost telecentric on the second surface side. With this configuration, for example, when applied to an exposure apparatus, it is possible to form a good image even if the wafer is uneven within the depth of focus of the projection optical system.
また、本発明の投影光学系を露光装置に適用することにより、露光光としてX線を使用することができる。この場合、投影光学系に対してマスクおよび感光性基板を相対移動させて、マスクのパターンを感光性基板上へ投影露光することになる。その結果、大きな解像力を有する走査型の露光装置を用いて、良好な露光条件のもとで、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。 Further, by applying the projection optical system of the present invention to an exposure apparatus, X-rays can be used as exposure light. In this case, the mask and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed onto the photosensitive substrate. As a result, a highly accurate microdevice can be manufactured under good exposure conditions using a scanning exposure apparatus having a large resolving power.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図2は、ウェハ上に形成される円弧状の露光領域(すなわち実効露光領域)と光軸との位置関係を示す図である。図1において、投影光学系の光軸方向すなわち感光性基板であるウェハの法線方向に沿ってZ軸を、ウェハ面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハ面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the arc-shaped exposure area (that is, the effective exposure area) formed on the wafer and the optical axis. In FIG. 1, the Z axis along the optical axis direction of the projection optical system, that is, the normal direction of the wafer as the photosensitive substrate, the Y axis in the direction parallel to the paper surface of FIG. The X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
図1の露光装置は、露光光を供給するための光源として、たとえばレーザプラズマX線源1を備えている。X線源1から射出された光は、波長選択フィルタ2を介して、照明光学系3に入射する。ここで、波長選択フィルタ2は、X線源1が供給する光から、所定波長(13.5nm)のX線だけを選択的に透過させ、他の波長光の透過を遮る特性を有する。
The exposure apparatus shown in FIG. 1 includes, for example, a laser plasma X-ray source 1 as a light source for supplying exposure light. The light emitted from the X-ray source 1 enters the illumination
波長選択フィルタ2を透過したX線は、複数の反射鏡から構成された照明光学系3を介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク4を照明する。マスク4は、そのパターン面がXY平面に沿って延びるように、Y方向に沿って移動可能なマスクステージ5によって保持されている。そして、マスクステージ5の移動は、図示を省略したレーザー干渉計により計測されるように構成されている。こうして、マスク4上には、Y軸に関して対称な円弧状の照明領域が形成される。
The X-rays transmitted through the wavelength selection filter 2 illuminate the
照明されたマスク4のパターンからの光は、反射型の投影光学系6を介して、感光性基板であるウェハ7上にマスクパターンの像を形成する。すなわち、ウェハ7上には、図2に示すように、Y軸に関して対称な円弧状の露光領域が形成される。図2を参照すると、光軸AXを中心とした半径φを有する円形状の領域(イメージサークル)IF内において、このイメージサークルIFに接するようにX方向の長さがLXでY方向の長さがLYの円弧状の実効露光領域ERが設定されている。
The light from the illuminated pattern of the
ウェハ7は、その露光面がXY平面に沿って延びるように、X方向およびY方向に沿って二次元的に移動可能なウェハステージ8によって保持されている。なお、ウェハステージ8の移動は、マスクステージ5と同様に、図示を省略したレーザー干渉計により計測されるように構成されている。こうして、マスクステージ5およびウェハステージ8をY方向に沿って移動させながら、すなわち投影光学系6に対してマスク4およびウェハ7をY方向に沿って相対移動させながらスキャン露光(走査露光)を行うことにより、ウェハ7の1つの露光領域にマスク4のパターンが転写される。
The
このとき、投影光学系6の投影倍率(転写倍率)が1/4である場合、ウェハステージ8の移動速度をマスクステージ5の移動速度の1/4に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージ8をX方向およびY方向に沿って二次元的に移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハ7の各露光領域にマスク4のパターンが逐次転写される。以下、第1実施例〜第3実施例を参照して、投影光学系6の具体的な構成について説明する。
At this time, when the projection magnification (transfer magnification) of the projection
各実施例において、投影光学系6は、マスク4のパターンの中間像を形成するための第1反射結像光学系G1と、マスクパターンの中間像の像(マスク4のパターンの二次像)をウェハ7上に形成するための第2反射結像光学系G2とから構成されている。ここで、第1反射結像光学系G1は4つの反射鏡M1〜M4から構成され、第2反射結像光学系G2は2つの反射鏡M5およびM6から構成されている。
In each embodiment, the projection
なお、各実施例において、すべての反射鏡の反射面が光軸に関して回転対称な非球面状に形成されている。また、各実施例において、第1反射鏡M1から第2反射鏡M2へ至る光路中には、開口絞りASが配置されている。さらに、各実施例において、投影光学系6は、ウェハ側(像像)にテレセントリックな光学系である。
In each embodiment, the reflecting surfaces of all the reflecting mirrors are formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis. In each embodiment, an aperture stop AS is disposed in the optical path from the first reflecting mirror M1 to the second reflecting mirror M2. Further, in each embodiment, the projection
各実施例において、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Cn としたとき、以下の数式(b)で表される。
z=(y2/r)/{1+{1−(1+κ)・y2/r2}1/2}
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+・・・ (b)
In each embodiment, the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is y, and the distance along the optical axis from the tangent plane at the apex of the aspheric surface to the position on the aspheric surface at height y is z. When the apex radius of curvature is r, the cone coefficient is κ, and the n-th aspherical coefficient is C n , it is expressed by the following mathematical formula (b).
z = (y 2 / r) / {1+ {1- (1 + κ) · y 2 / r 2 } 1/2 }
+ C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 + C 10 · y 10 + (b)
本発明において、各反射鏡の反射面のサグ量とは、各反射鏡のベストフィット球面と各反射鏡の非球面(反射面)との光軸に沿った距離の最大値である。ここで、各反射鏡のベストフィット球面とは、その非球面に球面状の検査原器を押し当てた時に最もフィットする曲率半径を持つ原器の球面のことである。 In the present invention, the sag amount of the reflecting surface of each reflecting mirror is the maximum value of the distance along the optical axis between the best-fit spherical surface of each reflecting mirror and the aspherical surface (reflecting surface) of each reflecting mirror. Here, the best-fit spherical surface of each reflecting mirror is the original spherical surface having a radius of curvature that best fits when the spherical inspection original is pressed against the aspherical surface.
[第1実施例]
図3は、本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図3を参照すると、第1実施例の投影光学系では、マスク4からの光は、第1凹面反射鏡M1の反射面、第2凹面反射鏡M2の反射面、第3凸面反射鏡M3の反射面、および第4凹面反射鏡M4の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第1反射結像光学系G1を介して形成されたマスクパターン中間像からの光は、第5凸面反射鏡M5の反射面および第6凹面反射鏡M6の反射面で順次反射された後、ウェハ7上にマスクパターンの縮小像(二次像)を形成する。第1凹面反射鏡M1と第2凹面反射鏡M2との間の光路中には、開口絞りASが配置されている。
[First embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the first example of the present embodiment. Referring to FIG. 3, in the projection optical system of the first embodiment, the light from the
次の表(1)に、第1実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。表(1)において、λは露光光の波長を、βは投影倍率を、NAは像側(ウェハ側)開口数を、φはウェハ7上でのイメージサークルIFの半径(最大像高)を、LXは実効露光領域ERのX方向に沿った寸法を、LYは実効露光領域ERのY方向に沿った寸法をそれぞれ表している。
The following table (1) lists the values of the specifications of the projection optical system according to the first example. In Table (1), λ is the wavelength of the exposure light, β is the projection magnification, NA is the numerical aperture on the image side (wafer side), and φ is the radius (maximum image height) of the image circle IF on the
また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウェハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの反射面の順序を、rは各反射面の頂点曲率半径(mm)を、dは各反射面の軸上間隔すなわち面間隔(mm)をそれぞれ示している。なお、面間隔dは、反射される度にその符号を変えるものとする。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。上述の表記は、以降の表(2)および表(3)においても同様である。 Further, the surface number is the order of the reflective surfaces from the mask side along the direction in which the light beam travels from the mask surface that is the object surface to the wafer surface that is the image surface, and r is the apex radius of curvature (mm) of each reflective surface. , D indicates the on-axis interval of each reflecting surface, that is, the surface interval (mm). Note that the surface distance d changes its sign each time it is reflected. The curvature radius of the convex surface toward the mask side is positive and the curvature radius of the concave surface is negative regardless of the incident direction of the light beam. The above notation is the same in the following Tables (2) and (3).
(表1)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.26
φ=35mm
LX=26mm
LY=2mm
(光学部材諸元)
面番号 r d
(マスク面) 747.172113
1 -1130.06947 -277.863560 (第1反射鏡M1)
2 ∞ -245.618417 (開口絞りAS)
3 1381.65795 423.481977 (第2反射鏡M2)
4 429.46798 -239.140458 (第3反射鏡M3)
5 576.67239 828.915838 (第4反射鏡M4)
6 313.63229 -369.775380 (第5反射鏡M5)
7 452.38730 408.975380 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)
(非球面データ)
1面
κ=0.000000
C4=0.164022×10-8 C6=−0.202149×10-13
C8=0.389997×10-18 C10=−0.246457×10-22
C12=0.261782×10-26 C14=−0.184279×10-30
C16=0.695303×10-35 C18=−0.105077×10-39
3面
κ=0.000000
C4=−0.621915×10-11 C6=−0.698272×10-15
C8=0.442169×10-18 C10=−0.131552×10-21
C12=0.241039×10-25 C14=−0.263140×10-29
C16=0.157654×10-33 C18=−0.398665×10-38
4面
κ=0.000000
C4=0.283050×10-8 C6=−0.226889×10-12
C8=−0.117586×10-16 C10=0.244230×10-20
C12=−0.771026×10-25 C14=−0.582558×10-29
C16=0.469919×10-33 C18=−0.951449×10-38
5面
κ=0.000000
C4=0.672896×10-9 C6=−0.835163×10-14
C8=0.108601×10-18 C10=−0.194685×10-23
C12=0.152287×10-28 C14=0.173611×10-33
C16=−0.351863×10-38 C18=0.156643×10-43
6面
κ=0.000000
C4=0.240291×10-9 C6=0.909294×10-12
C8=−0.324458×10-16 C10=0.257664×10-19
C12=−0.155502×10-22 C14=0.550420×10-26
C16=−0.102831×10-29 C18=0.774385×10-34
7面
κ=0.000000
C4=0.907459×10-10 C6=0.545634×10-15
C8=0.398678×10-20 C10=−0.109280×10-24
C12=0.801967×10-29 C14=−0.293363×10-33
C16=0.558925×10-38 C18=−0.404473×10-43
(条件式対応値)
第1反射鏡M1のサグ量=50.4μm
第2反射鏡M2のサグ量=0.084μm
第3反射鏡M3のサグ量=9.758μm
第4反射鏡M4のサグ量=0.013μm
第5反射鏡M5のサグ量=5.125μm
第6反射鏡M6のサグ量=10.197μm
(1)A=19.1°
(2)φM/|R|=0.899
(3)|α|=6.016°
(4)φM=513.2mm(第4反射鏡M4において最大)
(Table 1)
(Main specifications)
λ = 13.5nm
β = 1/4
NA = 0.26
φ = 35mm
LX = 26mm
LY = 2mm
(Optical member specifications)
Surface number rd
(Mask surface) 747.172113
1 -1130.06947 -277.863560 (First reflector M1)
2 ∞ -245.618417 (Aperture stop AS)
3 1381.65795 423.481977 (Second reflector M2)
4 429.46798 -239.140458 (Third reflector M3)
5 576.67239 828.915838 (4th reflector M4)
6 313.63229 -369.775380 (5th reflector M5)
7 452.38730 408.975380 (6th reflector M6)
(Wafer surface)
(Aspheric data)
1 surface κ = 0.000000
C 4 = 0.164022 × 10 −8 C 6 = −0.202149 × 10 −13
C 8 = 0.389997 × 10 −18 C 10 = −0.246457 × 10 −22
C 12 = 0.261787 × 10 −26 C 14 = −0.184279 × 10 −30
C 16 = 0.695303 × 10 −35 C 18 = −0.105077 × 10 −39
3 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.621915 × 10 −11 C 6 = −0.698272 × 10 −15
C 8 = 0.442169 × 10 −18 C 10 = −0.131552 × 10 −21
C 12 = 0.241039 × 10 −25 C 14 = −0.263140 × 10 −29
C 16 = 0.157654 × 10 −33 C 18 = −0.398665 × 10 −38
4 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.283050 × 10 −8 C 6 = −0.226889 × 10 −12
C 8 = −0.117586 × 10 −16 C 10 = 0.2444230 × 10 −20
C 12 = −0.771026 × 10 −25 C 14 = −0.582558 × 10 −29
C 16 = 0.469919 × 10 −33 C 18 = −0.9514449 × 10 −38
5 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.672896 × 10 −9 C 6 = −0.835163 × 10 −14
C 8 = 0.108601 × 10 −18 C 10 = −0.194685 × 10 −23
C 12 = 0.152287 × 10 −28 C 14 = 0.173711 × 10 −33
C 16 = −0.351863 × 10 −38 C 18 = 0.156643 × 10 −43
6 faces κ = 0.000000
C 4 = 0.240291 × 10 −9 C 6 = 0.909294 × 10 −12
C 8 = −0.324458 × 10 −16 C 10 = 0.255764 × 10 −19
C 12 = −0.155502 × 10 −22 C 14 = 0.5550420 × 10 −26
C 16 = −0.102831 × 10 −29 C 18 = 0.774385 × 10 −34
7 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.907459 × 10 −10 C 6 = 0.545634 × 10 −15
C 8 = 0.398678 × 10 −20 C 10 = −0.109280 × 10 −24
C 12 = 0.801967 × 10 −29 C 14 = −0.293363 × 10 −33
C 16 = 0.558925 × 10 −38 C 18 = −0.404473 × 10 −43
(Values for conditional expressions)
Sag amount of the first reflecting mirror M1 = 50.4 μm
Sag amount of the second reflecting mirror M2 = 0.084 μm
Sag amount of the third reflecting mirror M3 = 9.758 μm
Sag amount of the fourth reflecting mirror M4 = 0.013 μm
Sag amount of the fifth reflecting mirror M5 = 5.125 μm
Sag amount of the sixth reflecting mirror M6 = 10.197 μm
(1) A = 19.1 °
(2) φM / | R | = 0.899
(3) | α | = 6.016 °
(4) φM = 513.2 mm (maximum in the fourth reflecting mirror M4)
図4は、第1実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図4では、像高100%、像高97%、および像高94%におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第1実施例では、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差以外の他の諸収差、たとえば球面収差やディストーションなども良好に補正されていることが確認されている。 FIG. 4 is a diagram showing coma aberration in the projection optical system of the first example. FIG. 4 shows meridional coma aberration and sagittal coma aberration at an image height of 100%, an image height of 97%, and an image height of 94%. As is apparent from the aberration diagrams, in the first example, it can be seen that the coma is corrected well in the region corresponding to the effective exposure region ER. Although not shown, it has been confirmed that in the region corresponding to the effective exposure region ER, other aberrations other than coma, such as spherical aberration and distortion, are also corrected well.
[第2実施例]
図5は、本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図5を参照すると、第2実施例の投影光学系においても第1実施例と同様に、マスク4からの光は、第1凹面反射鏡M1の反射面、第2凹面反射鏡M2の反射面、第3凸面反射鏡M3の反射面、および第4凹面反射鏡M4の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第1反射結像光学系G1を介して形成されたマスクパターン中間像からの光は、第5凸面反射鏡M5の反射面および第6凹面反射鏡M6の反射面で順次反射された後、ウェハ7上にマスクパターンの縮小像(二次像)を形成する。第1凹面反射鏡M1と第2凹面反射鏡M2との間の光路中には、開口絞りASが配置されている。次の表(2)に、第2実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the second example of the present embodiment. Referring to FIG. 5, in the projection optical system of the second embodiment, as in the first embodiment, the light from the
(表2)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.26
φ=35mm
LX=26mm
LY=2mm
(光学部材諸元)
面番号 r d
(マスク面) 748.032536
1 -1144.10442 -279.552281 (第1反射鏡M1)
2 ∞ -238.143932 (開口絞りAS)
3 1405.04077 417.696213 (第2反射鏡M2)
4 422.05291 -244.264964 (第3反射鏡M3)
5 577.77778 831.654517 (第4反射鏡M4)
6 315.84099 -367.389553 (第5反射鏡M5)
7 449.84061 407.389553 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)
(非球面データ)
1面
κ=0.000000
C4=0.157492×10-8 C6=−0.198813×10-13
C8=0.348925×10-18 C10=−0.137352×10-22
C12=0.103379×10-26 C14=−0.521461×10-31
C16=0.110142×10-35
3面
κ=0.000000
C4=−0.209458×10-11 C6=0.138806×10-15
C8=−0.410443×10-20 C10=−0.740955×10-24
C12=0.468624×10-27 C14=−0.524929×10-31
C16=0.201006×10-35
4面
κ=0.000000
C4=−0.136727×10-8 C6=0.565133×10-13
C8=−0.144746×10-17 C10=−0.156641×10-21
C12=0.133854×10-25 C14=−0.371446×10-30
C16=0.287638×10-35
5面
κ=0.000000
C4=0.927857×10-9 C6=−0.229305×10-13
C8=0.321823×10-18 C10=−0.200475×10-23
C12=−0.309384×10-29 C14=0.110873×10-33
C16=−0.431614×10-39
6面
κ=0.000000
C4=0.450011×10-9 C6=0.947412×10-12
C8=−0.277769×10-16 C10=0.161884×10-19
C12=−0.783883×10-23 C14=0.202419×10-26
C16=−0.208865×10-30
7面
κ=0.000000
C4=0.917979×10-10 C6=0.560554×10-15
C8=0.395047×10-20 C10=−0.815108×10-25
C12=0.534141×10-29 C14=−0.152140×10-33
C16=0.181435×10-38
(条件式対応値)
第1反射鏡M1のサグ量=48.303μm
第2反射鏡M2のサグ量=0.011μm
第3反射鏡M3のサグ量=7.003μm
第4反射鏡M4のサグ量=0.022μm
第5反射鏡M5のサグ量=6.826μm
第6反射鏡M6のサグ量=11.988μm
(1)A=19.7°
(2)φM/|R|=0.90
(3)|α|=6.01°
(4)φM=520mm(第4反射鏡M4において最大)
(Table 2)
(Main specifications)
λ = 13.5nm
β = 1/4
NA = 0.26
φ = 35mm
LX = 26mm
LY = 2mm
(Optical member specifications)
Surface number rd
(Mask surface) 748.032536
1 -1144.10442 -279.552281 (First reflector M1)
2 ∞ -238.143932 (Aperture stop AS)
3 1405.04077 417.696213 (Second reflector M2)
4 422.05291 -244.264964 (3rd reflector M3)
5 577.77778 831.654517 (4th reflector M4)
6 315.84099 -367.389553 (5th reflector M5)
7 449.84061 407.389553 (6th reflector M6)
(Wafer surface)
(Aspheric data)
1 surface κ = 0.000000
C 4 = 0.157492 × 10 −8 C 6 = −0.1988813 × 10 −13
C 8 = 0.348925 × 10 −18 C 10 = −0.137352 × 10 −22
C 12 = 0.103379 × 10 −26 C 14 = −0.521461 × 10 −31
C 16 = 0.110142 × 10 −35
3 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.209458 × 10 −11 C 6 = 0.138806 × 10 −15
C 8 = −0.410443 × 10 −20 C 10 = −0.740955 × 10 −24
C 12 = 0.468624 × 10 −27 C 14 = −0.524929 × 10 −31
C 16 = 0.201006 × 10 −35
4 sides κ = 0.000000
C 4 = −0.136727 × 10 −8 C 6 = 0.565133 × 10 −13
C 8 = −0.144746 × 10 −17 C 10 = −0.156641 × 10 −21
C 12 = 0.133854 × 10 −25 C 14 = −0.371446 × 10 −30
C 16 = 0.287638 × 10 −35
5 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.927857 × 10 −9 C 6 = −0.229305 × 10 −13
C 8 = 0.321823 × 10 −18 C 10 = −0.200475 × 10 −23
C 12 = −0.309384 × 10 −29 C 14 = 0.110873 × 10 −33
C 16 = −0.431614 × 10 −39
6 faces κ = 0.000000
C 4 = 0.450011 × 10 −9 C 6 = 0.947412 × 10 −12
C 8 = −0.277769 × 10 −16 C 10 = 0.161884 × 10 −19
C 12 = −0.783883 × 10 −23 C 14 = 0.202419 × 10 −26
C 16 = −0.208865 × 10 −30
7 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.917979 × 10 −10 C 6 = 0.560554 × 10 −15
C 8 = 0.395047 × 10 −20 C 10 = −0.815108 × 10 −25
C 12 = 0.534141 × 10 −29 C 14 = −0.152140 × 10 −33
C 16 = 0.181435 × 10 −38
(Values for conditional expressions)
Sag amount of the first reflecting mirror M1 = 48.303 μm
Sag amount of the second reflecting mirror M2 = 0.011 μm
Sag amount of the third reflecting mirror M3 = 7.003 μm
Sag amount of the fourth reflecting mirror M4 = 0.022 μm
Sag amount of the fifth reflecting mirror M5 = 6.826 μm
Sag amount of the sixth reflecting mirror M6 = 11.988 μm
(1) A = 19.7 °
(2) φM / | R | = 0.90
(3) | α | = 6.01 °
(4) φM = 520 mm (maximum in the fourth reflecting mirror M4)
図6は、第2実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図6では、像高100%、像高97%、および像高94%におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第2実施例においても第1実施例と同様に、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差以外の他の諸収差、たとえば球面収差やディストーションなども良好に補正されていることが確認されている。 FIG. 6 is a diagram showing coma aberration in the projection optical system of the second example. FIG. 6 shows meridional coma aberration and sagittal coma aberration at an image height of 100%, an image height of 97%, and an image height of 94%. As is apparent from the aberration diagrams, in the second example as well, as in the first example, it can be seen that coma is corrected well in the region corresponding to the effective exposure region ER. Although not shown, it has been confirmed that in the region corresponding to the effective exposure region ER, other aberrations other than coma, such as spherical aberration and distortion, are also corrected well.
[第3実施例]
図7は、本実施形態の第3実施例にかかる投影光学系の構成を示す図である。図7を参照すると、第3実施例の投影光学系においても第1実施例および第2実施例と同様に、マスク4からの光は、第1凹面反射鏡M1の反射面、第2凹面反射鏡M2の反射面、第3凸面反射鏡M3の反射面、および第4凹面反射鏡M4の反射面で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第1反射結像光学系G1を介して形成されたマスクパターン中間像からの光は、第5凸面反射鏡M5の反射面および第6凹面反射鏡M6の反射面で順次反射された後、ウェハ7上にマスクパターンの縮小像(二次像)を形成する。第1凹面反射鏡M1と第2凹面反射鏡M2との間の光路中には、開口絞りASが配置されている。次の表(3)に、第3実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。
[Third embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the projection optical system according to the third example of the present embodiment. Referring to FIG. 7, also in the projection optical system of the third embodiment, the light from the
(表3)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.26
φ=35mm
LX=26mm
LY=2mm
(光学部材諸元)
面番号 r d
(マスク面) 754.134388
1 -1241.91280 -288.420750 (第1反射鏡M1)
2 ∞ -256.557828 (開口絞りAS)
3 1458.23138 444.271770 (第2反射鏡M2)
4 418.34456 -231.573840 (第3反射鏡M3)
5 571.08746 822.452156 (第4反射鏡M4)
6 324.28920 -366.528326 (第5反射鏡M5)
7 448.79526 408.227826 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)
(非球面データ)
1面
κ=0.000000
C4=0.141922×10-8 C6=−0.201230×10-13
C8=0.381402×10-18 C10=−0.140144×10-22
C12=0.103941×10-26 C14=−0.557410×10-31
C16=0.127309×10-35
3面
κ=0.000000
C4=0.180612×10-10 C6=−0.134431×10-15
C8=−0.630161×10-20 C10=0.265754×10-23
C12=−0.331934×10-27 C14=0.245646×10-31
C16=−0.808630×10-36
4面
κ=0.000000
C4=0.334541×10-9 C6=−0.162674×10-12
C8=0.149034×10-16 C10=−0.795711×10-21
C12=0.211464×10-25 C14=−0.122423×10-30
C16=−0.375443×10-35
5面
κ=0.000000
C4=0.124195×10-8 C6=−0.253743×10-13
C8=0.300852×10-18 C10=−0.174282×10-23
C12=0.348772×10-29 C14=−0.480864×10-35
C16=0.792537×10-40
6面
κ=0.000000
C4=0.948100×10-9 C6=0.105586×10-11
C8=−0.298187×10-16 C10=0.112104×10-19
C12=−0.589152×10-23 C14=0.170383×10-26
C16=−0.194798×10-30
7面
κ=0.000000
C4=0.906968×10-10 C6=0.563149×10-15
C8=0.364739×10-20 C10=−0.450302×10-25
C12=0.306481×10-29 C14=−0.806143×10-34
C16=0.954520×10-39
(条件式対応値)
第1反射鏡M1のサグ量=42.318μm
第2反射鏡M2のサグ量=0.399μm
第3反射鏡M3のサグ量=9.635μm
第4反射鏡M4のサグ量=0.109μm
第5反射鏡M5のサグ量=6.467μm
第6反射鏡M6のサグ量=10.006μm
(1)A=18.9°
(2)φM/|R|=0.90
(3)|α|=6.016°
(4)φM=519mm(第4反射鏡M4において最大)
(Table 3)
(Main specifications)
λ = 13.5nm
β = 1/4
NA = 0.26
φ = 35mm
LX = 26mm
LY = 2mm
(Optical member specifications)
Surface number rd
(Mask surface) 754.134388
1 -1241.91280 -288.420750 (First reflector M1)
2 ∞ -256.557828 (Aperture stop AS)
3 1458.23138 444.271770 (Second reflector M2)
4 418.34456 -231.573840 (Third reflector M3)
5 571.08746 822.452156 (4th reflector M4)
6 324.28920 -366.528326 (5th reflector M5)
7 448.79526 408.227826 (6th reflector M6)
(Wafer surface)
(Aspheric data)
1 surface κ = 0.000000
C 4 = 0.141922 × 10 −8 C 6 = −0.201230 × 10 −13
C 8 = 0.381402 × 10 −18 C 10 = −0.140144 × 10 −22
C 12 = 0.103941 × 10 −26 C 14 = −0.557410 × 10 −31
C 16 = 0.127309 × 10 −35
3 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.180612 × 10 −10 C 6 = −0.134431 × 10 −15
C 8 = −0.630161 × 10 −20 C 10 = 0.265754 × 10 −23
C 12 = −0.331934 × 10 −27 C 14 = 0.245646 × 10 −31
C 16 = −0.808630 × 10 −36
4 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.334541 × 10 −9 C 6 = −0.162674 × 10 −12
C 8 = 0.149034 × 10 −16 C 10 = −0.795711 × 10 −21
C 12 = 0.211464 × 10 −25 C 14 = −0.122423 × 10 −30
C 16 = −0.375443 × 10 −35
5 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.124195 × 10 −8 C 6 = −0.255373 × 10 −13
C 8 = 0.300852 × 10 −18 C 10 = −0.174282 × 10 −23
C 12 = 0.348777 × 10 −29 C 14 = −0.480864 × 10 −35
C 16 = 0.792537 × 10 -40
6 faces κ = 0.000000
C 4 = 0.948100 × 10 −9 C 6 = 0.05586 × 10 −11
C 8 = −0.298187 × 10 −16 C 10 = 0.112104 × 10 −19
C 12 = −0.589152 × 10 −23 C 14 = 0.170383 × 10 −26
C 16 = −0.194798 × 10 −30
7 sides κ = 0.000000
C 4 = 0.906968 × 10 −10 C 6 = 0.563149 × 10 −15
C 8 = 0.364739 × 10 −20 C 10 = −0.450302 × 10 −25
C 12 = 0.306648 × 10 −29 C 14 = −0.806143 × 10 −34
C 16 = 0.954520 × 10 −39
(Values for conditional expressions)
Sag amount of the first reflecting mirror M1 = 42.318 μm
Sag amount of the second reflecting mirror M2 = 0.399 μm
Sag amount of the third reflecting mirror M3 = 9.635 μm
Sag amount of the fourth reflecting mirror M4 = 0.109 μm
Sag amount of the fifth reflecting mirror M5 = 6.467 μm
Sag amount of the sixth reflecting mirror M6 = 10.006 μm
(1) A = 18.9 °
(2) φM / | R | = 0.90
(3) | α | = 6.016 °
(4) φM = 519 mm (maximum in the fourth reflecting mirror M4)
図8は、第3実施例の投影光学系におけるコマ収差を示す図である。図8では、像高100%、像高97%、および像高94%におけるメリディオナルコマ収差およびサジタルコマ収差を示している。収差図から明らかなように、第3実施例においても第1実施例および第2実施例と同様に、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、実効露光領域ERに対応する領域において、コマ収差以外の他の諸収差、たとえば球面収差やディストーションなども良好に補正されていることが確認されている。 FIG. 8 is a diagram showing coma aberration in the projection optical system of the third example. FIG. 8 shows meridional coma aberration and sagittal coma aberration at an image height of 100%, an image height of 97%, and an image height of 94%. As is apparent from the aberration diagrams, in the third example as well, as in the first and second examples, it can be seen that the coma aberration is well corrected in the region corresponding to the effective exposure region ER. Although not shown, it has been confirmed that in the region corresponding to the effective exposure region ER, other aberrations other than coma, such as spherical aberration and distortion, are also corrected well.
以上のように、上述の各実施例では、波長が13.5nmのレーザプラズマX線に対して、0.26の像側開口数を確保するとともに、ウェハ7上において諸収差が良好に補正された26mm×2mmの円弧状の実効露光領域を確保することができる。したがって、ウェハ7において、たとえば26mm×33mmの大きさを有する各露光領域に、マスク4のパターンを走査露光により0.1μm以下の高解像で転写することができる。
As described above, in each of the above-described embodiments, an image-side numerical aperture of 0.26 is secured for the laser plasma X-ray having a wavelength of 13.5 nm, and various aberrations are favorably corrected on the
また、上述の第1実施例および第2実施例では第2反射鏡M2の反射面のサグ量および第4反射鏡M4の反射面のサグ量がともに0.1μm以下に抑えられ、第3実施例では第4反射鏡M4の反射面のサグ量がほぼ0.1μmに抑えられ且つ第2反射鏡M2の反射面のサグ量が0.4μm以下に抑えられているので、非球面形状の反射面を球面と見なして加工および測定した後にサグ量の分だけ微少修正加工する球面修正加工法を採用して、非球面の加工および測定を飛躍的に簡略化して実行することができる。その結果、第2反射鏡M2および第4反射鏡M4における非球面の製作が飛躍的に簡素化され、時間的にも費用的にも精度的にも非球面の製作を非常に有利に行うことができる。 In the first and second embodiments described above, the sag amount of the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 and the sag amount of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 are both suppressed to 0.1 μm or less. In the example, since the sag amount of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is suppressed to approximately 0.1 μm and the sag amount of the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 is suppressed to 0.4 μm or less, the aspherical reflection By adopting a spherical surface correction processing method in which a surface is processed as a spherical surface and processed and measured, and a minute correction processing is performed by the amount of sag, aspherical surface processing and measurement can be greatly simplified and executed. As a result, the fabrication of the aspheric surfaces in the second reflecting mirror M2 and the fourth reflecting mirror M4 is dramatically simplified, and the fabrication of the aspheric surfaces is very advantageous in terms of time, cost, and accuracy. Can do.
また、上述の各実施例では、マスク4に入射する光線群およびマスク4で反射される光線群の光軸AXとなす角度αが約6°程度に小さく抑えられているので、反射型マスク4を用いていても、入射光と反射光との干渉を避けることができるとともに、反射による影の影響を受けにくく、したがって性能が悪化しにくい。また、マスク4の設定位置についてわずかな誤差が発生しても、大きな倍率変化を招きにくいという利点がある。
Further, in each of the above-described embodiments, the angle α formed between the light axis incident on the
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明系によってマスクを照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図9のフローチャートを参照して説明する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination system illuminates the mask (illumination process), and exposes the transfer pattern formed on the mask using the projection optical system onto the photosensitive substrate (exposure process). Microdevices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 9 for an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of this embodiment. I will explain.
先ず、図9のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、そのlロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク(レチクル)上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。 First, in step 301 of FIG. 9, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the pattern image on the mask (reticle) is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. .
その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。 Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
なお、上述の本実施形態では、X線を供給するための光源としてレーザプラズマX線源を用いているが、これに限定されることなく、X線としてたとえばシンクロトロン放射(SOR)光を用いることもできる。 In the above-described embodiment, a laser plasma X-ray source is used as a light source for supplying X-rays. However, the present invention is not limited to this. For example, synchrotron radiation (SOR) light is used as the X-rays. You can also
また、上述の本実施形態では、X線を供給するための光源を有する露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、X線以外の他の波長光を供給する光源を有する露光装置に対しても本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to an exposure apparatus having a light source for supplying X-rays. However, the present invention is not limited to this, and light having a wavelength other than X-rays is supplied. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having a light source.
さらに、上述の本実施形態では、露光装置の投影光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の一般的な投影光学系に対しても本発明を適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection optical system of the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to other general projection optical systems. be able to.
1 レーザプラズマX線源
2 波長選択フィルタ
3 照明光学系
4 マスク
5 マスクステージ
6 投影光学系
7 ウェハ
8 ウェハステージ
M1〜M6 反射鏡
AS 開口絞り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser plasma X-ray source 2
Claims (16)
前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系を備え、
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状に形成されていることを特徴とする投影光学系。 In a projection optical system comprising six reflecting mirrors and forming a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the first surface; and a second reflective imaging optical system for forming an image of the intermediate image on the second surface;
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The projection optical system according to claim 4, wherein the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
前記第1面の中間像を形成するための第1反射結像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に形成するための第2反射結像光学系を備え、
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第2反射鏡M2の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状に形成されていることを特徴とする投影光学系。 In a projection optical system comprising six reflecting mirrors and forming a reduced image of the first surface on the second surface,
A first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the first surface; and a second reflective imaging optical system for forming an image of the intermediate image on the second surface;
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The projection optical system according to claim 1, wherein the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 is formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
前記第1反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第1反射鏡M1と開口絞りと第2反射鏡M2と第3反射鏡M3と第4反射鏡M4とを有し、
前記第2反射結像光学系は、前記第1面側から光の入射順に、第5反射鏡M5と第6反射鏡M6とを有し、
前記第2反射鏡M2の反射面および前記第4反射鏡M4の反射面は、サグ量が0.6μm以下の非球面形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする投影光学系。 A projection optical system comprising six reflecting mirrors and forming a reduced image of the first surface on the second surface, a first reflective imaging optical system for forming an intermediate image of the first surface, and the intermediate image A second reflective imaging optical system for forming the image on the second surface,
The first reflective imaging optical system includes a first reflecting mirror M1, an aperture stop, a second reflecting mirror M2, a third reflecting mirror M3, and a fourth reflecting mirror M4 in the order of incidence of light from the first surface side. And
The second reflective imaging optical system includes a fifth reflecting mirror M5 and a sixth reflecting mirror M6 in the order of incidence of light from the first surface side,
The projection optical system, wherein the reflecting surface of the second reflecting mirror M2 and the reflecting surface of the fourth reflecting mirror M4 are each formed in an aspherical shape with a sag amount of 0.6 μm or less.
A<25°
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の投影光学系。 The maximum incident angle A of the light beam to each of the reflecting mirrors M1 to M6 is the respective reflecting mirrors M1 to M6.
A <25 °
The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
5°<|α|<10°
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の投影光学系。 The inclination α of the light beam from the first surface to the first reflecting mirror M1 with respect to the optical axis of the principal ray is:
5 ° <| α | <10 °
The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
φM≦700mm
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の投影光学系。 The effective diameter φM of each of the reflecting mirrors M1 to M6 is as follows.
φM ≦ 700mm
The projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
各反射面を規定する非球面の最大次数は10次以上であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の投影光学系。 The reflecting surfaces of the reflecting mirrors M1 to M6 are formed in an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis,
The projection optical system according to any one of claims 1 to 12, wherein the maximum order of the aspheric surface defining each reflecting surface is 10th or higher.
前記投影光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上に投影露光することを特徴とする請求項15に記載の露光装置。 The illumination system has a light source for supplying X-rays as exposure light,
16. The exposure apparatus according to claim 15, wherein the mask and the photosensitive substrate are moved relative to the projection optical system to project and expose the mask pattern onto the photosensitive substrate.
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