JP2005258457A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれにより製造されたデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】改良されたＥＵＶ放射用投影システムおよびその設計方法を提供する。
【解決手段】放射の投影ビームを供給するための放射システムと、設計されたパターンに従って、投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、上記基板の目標部分にパターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置。投影システムはｎミラーシステムの分数法により設計する。
【選択図】図６

Description

本発明は、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
設計されたパターンに従って、投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
上記基板の目標部分にパターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。

ここで使用される「パターニング」という用語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応するパターンの断面を、入射放射ビームに与えるために使用することができる手段のことを言うものと広く解釈すべきである。また、用語「光弁」は、この状況で使用することができる。一般に、前記パターンは、集積回路または他のデバイスのような目標部分に作られるデバイス内の特定の機能層に対応する（下を参照されたい）。そのようなパターニング手段の例は、次のものを含む。すなわち、
マスク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、様々な混成マスクの種類はもちろんのこと、２進位相シフト、交番位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスクの種類が含まれる。そのようなマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパターンに応じて、マスクに当る放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、確実に入射放射ビーム内の所望の位置に保持することができるようになり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移動させることができるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイスの例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリック・アドレス指定可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指定されない領域は入射光を非回折光として反射する。適当なフィルタを使用して、前記非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビームはパターニングされる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電子的な手段を使用して行うことができる。そのようなミラー・アレイについて、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号からより多くの情報を収集することができる。これらの特許は参照して本明細書に組み込む。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の例は、米国特許第５，２２９，８７２号で与えられる。この特許は、参照して本明細書に組み込む。上記のように、この場合の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。

簡単にするために、この本文の残りは、ある場所で、特に、マスクおよびマスク・テーブルを含む例に向けられる。しかし、そのような例で述べる一般的な原理は、上で述べたようなパターニング手段のより広い状況の中で理解すべきである。

リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンの像が、放射敏感材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成される。一般に、単一ウェーハは全体として網の目のような隣接する目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一度に１つずつ、連続的に放射を照射される。マスク・テーブルのマスクによってパターンを形成する現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することができる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンを一括して目標部分に露出することで、各目標部分が放射を照射される。そのような装置は、通常ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当るマスク・パターンを、特定の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行または逆平行に、基板テーブルを走査することで、各目標部分が放射を照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号から、もっと多くの情報を収集することができる。この特許は、参照して本明細書に組み込む。

リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内の）の像が作られる。この造影ステップの前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのような様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順に供される可能性がある。この手順の配列は、デバイス例えばＩＣの個々の層をパターニングする基礎として使用される。次に、そのようなパターニング層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手順、またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けることができる。そのようなプロセスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」， Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ， ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， １９９７， ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得ることができる。この本を参照して本明細書に組み込む。

簡単にするために、投影システムを以下で「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学装置、反射光学装置、およびカタディオプトリック・システムなどの様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、または制御する部品を含むことができる。さらに、そのような部品もまた、下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２以上の基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであることがある。そのような「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルは、並列に使用されることがあり、または、他の１つまたは複数のテーブルを露出に使用しながら、１つまたは複数のテーブルで準備ステップが行われることがある。双子ステージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号および国際公開ＷＯ９８／４０７９１に記載されいる。これらを参照して、本明細書に組み込む。

ＥＵＶ放射で使用できる屈折レンズを製造するのに適した材料は知られていない。したがって、投影ビームにＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置の投影しシステムは、一般に多層被覆ミラーを用いる反射光学装置によらなければならない。ＥＵＶ放射用の投影システムは、例えば、「Ｄｅｓｉｇｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｃａｍｅｒａｓ ｆｏｒ ＥＵＶ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｙ」， Ｌｅｒｎｅｒ ｅｔ ａｌ． Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３９（３） ７９２〜８０２， Ｍａｒｃｈ ２０００；国際公開ＷＯ９９／５７５９６（Ｂｒａａｔ）；ＷＯ９９／５７６０６（Ｂｒａａｔ）；米国特許第５，６８６，７２８号（Ｓｈａｆｅｒ）；および米国特許第５，８１５，３１０号（Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ）で提案された。これらのシステムには、全くテレセントリックでないまたは作業空間が非常に小さいなどの様々な欠点があり、代わりのシステムが必要である。下で説明する分類法では、Ｂｒａａｔの６ミラー・システムはクラス４１（＋）に入り、Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎの６ミラー設計はクラス４５（−）に入る。Ｌｅｒｎｅｒｅｔ等によって説明された４ミラー・システムはクラス９（＋）と１０（−）に入る。Ｓｈａｆｅｒによって説明された６ミラー・システムおよび８ミラー・システムはクラス４１（＋）と１６５（＋）に入る。

本発明の目的は、代わりの改良されたＥＵＶ放射用投影システムおよびそのようなシステムの設計方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
基板の目標部分にパターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
前記投影システムが、投影ビームの光路内に、丁度４個の造影ミラーを有し、さらに２（−）、６（−）、または９（−）の入射角分類Ｃを有し、ここで、

ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝１、
ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ_i＝０、
Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、
添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
基板の目標部分にパターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
前記投影システムが、投影ビームの光路内に、丁度６個の造影ミラーを有し、さらに５（＋）、６（−）、９（＋）、１３（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２（−）、２５（＋）、２９（＋）、３４（−）、３７（＋）、３８（−）、４２（−）または５４（−）の入射角分類Ｃを有することを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。ここで、

ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝１、
ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ_i＝０、
Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、
添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付ける。

本発明の第３の態様によれば、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
基板の目標部分にパターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
前記投影システムは、投影ビームの光路内に、丁度８個の造影ミラーを有し、

の入射角分類Ｃを有することを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。ここで、

ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝１、
ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ_i＝０、
Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、
添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付ける。

本発明の実施形態は、開口数が０．１５で、環状視野が像側で−２２．８ｍｍから−２３．８ｍｍであり、横拡大率が１３ｎｍの波長で−０．２であるクラス６（−）の４ミラー投影システムで構成される。そのようなシステムは、０．９７２の最小のストレール比、０．０２６６波の最大波面誤差、および１２ｎｍの最大歪曲を有することができる。

本発明によるリソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスで、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われている基板に、マスクのパターンの像が形成される。この造影ステップの前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフトベークのような様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順に供される可能性がある。この手順の配列は、デバイス例えばＩＣの個々の層をパターニングする基礎として使用される。それから、そのようなパターニング層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手順、またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは鋸引きのような技法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けることができる。そのようなプロセスに関するこれ以上の情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」， Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ， ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， １９９７， ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得ることができる。

ＩＣ製造における本発明による装置の使用を、この本文で、特に参照するが、そのような装置に、他の多くの可能な用途があることは明確に理解すべきである。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリ用の案内パターンおよび検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造で使用することができる。当業者は理解するであろうが、そのような別の用途の状況では、この本文における「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用は、それぞれ、より一般的な用語である「マスク」、「基板」および「目標部分」で置き換えるものとして考えるべきである。

この文書で、用語「放射」および「ビーム」は、イオン・ビームまたは電子ビームのような粒子ビームだけでなく紫外放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）およびＥＵＶ（極端紫外放射、例えば、５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含んだ、全ての種類の電磁放射を包含するように使用される。

本発明および付随する利点は、例示的な実施形態および添付の概略図を参照して下で説明する。

様々な図面で、同様な部分は同じ参照記号で示す。
実施形態１
図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置を模式的に示す。本装置は、
この特定の場合には放射源ＬＡも備える、放射（例えば、ＥＵＶ放射）の投影ビームＰＢを供給するための放射システムＥｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、かつマスクを要素ＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ基板を要素ＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの放射照射部分の像を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、ミラー群）とを備える。ここに示すように、本装置は、反射型（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般に、本装置は、例えば、透過型（透過マスクを有する）であることもある。もしくは、本装置は、上で言及したようなプログラム可能ミラー・アレイの種類のような、他の種類のパターニング手段を使用することができる。

放射源ＬＡ（例えば、放電またはレーザ生成プラズマ源）は、放射のビームを生成する。このビームは、直接か、または、例えばビーム拡大器Ｅｘなどのコンディショニング手段を通り抜けた後かいずれかで、照射システム（照射系）ＩＬに送られる。照射系ＩＬは、ビーム内の強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。さらに、照射系は、一般に、積分器ＩＮ、集光器ＣＯなどの様々な他の部品を備える。このようにして、マスクＭＡに当っているビームＰＢは、その断面内で所望の一様性と強度分布を持つ。

図１に関して留意すべきことであるが、放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にあることがあるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプの場合、そうであることが多い）、また、放射源ＬＡがリソグラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成する放射ビームが装置の中に導かれることがある（例えば、適当な方向付けミラーを使用して）。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。この発明および特許請求の範囲は、これらのシナリオの両方を含む。

ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。マスクＭＡで選択的に反射されたビームＰＢは、レンズＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、基板Ｗの目標部分ＣにビームＰＢを収束させる。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭを使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、または走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。これらのモジュールは、図１に明示的に示さない。しかし、ウェーハ・ステッパ（走査ステップ式装置に対して）の場合は、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アクチュエータに接続されるだけでよい。または、固定されることもある。

図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分がビームＰＢで照射されるように、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向に移動される。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝ｍｖで、同じまたは反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露出させることができる。

ミラー・システム分類
本発明に従って、ｎミラーのミラー・システムは、各ミラー表面で入射ビームと比較した反射ビームの方向を参照して分類される。Ｙ軸と、適当な参照面例えば投影システムの光軸ＺとＹ軸を含む面（図１に示すように）とに沿って、物体高さは正であると定義したので、ミラーでの主光線ＣＲは、表面の法線と入射放射線の間の角度が反時計回りである場合（図２に示すように）、正の入射角αを持ち、法線と入射放射線の間の角度が時計回りである場合、負の入射角を持つと定義される。さらに、図１に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向が右手の直角座標系を作るように、正のＸ方向に沿ってこの参照面を見なければならない。主光線は、物体の点から出てくる放射線として定義する。この放射線は、絞りの中心を通過し、したがって、また、入射瞳および射出瞳の中心、すなわち、光軸からゼロの高さを通る。（この指定は任意であることに注意されたい。この指定が矛盾しない限りで、反射のどちらかの相対的な方向を正と見なして、この方式を実施することができる。）２進数字「１」を主光線の負の入射角に、「０」を正の入射角に割り当て、物体からソースに向かってビームの光路に沿って、順番に、システム内の各ミラーに２進数字を割り付け、この割り付けられた２進数字の列で定義される２進数をミラー・システムに割り当てる。便宜上、この２進数を十進表記法で表す。

さらに、入射角分類法の様々なクラスは、システムの拡大率の符号を示すことで特徴付けられる。ここで、この拡大率の符号は、クラス数の後の括弧内の適当な符号で示す。例えば、６（−）。この符号は、拡大率Ｍをその絶対値|Ｍ|で割ることで得られる。物体と像が光軸の同じ側である場合、システムは正の拡大率を有し、物体と像が反対側である場合、負の拡大率を有する。

十進法入射角分類Ｃは、次式で表すことができる。

ここで、ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合は、ａ_i＝１、
ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合は、ａ_i＝０、
Ｍは投影システムの拡大率であり、さらに、
添字ｉは物体からソースに向かって、順次に、システムのミラーに番号を付ける。

図２は、入射主光線ＣＲとミラーＭの４つの可能な配列を示す。Ａでは、入射主光線は左から右に進み、α＞０の入射角を持つので、ａ_i＝０。Ｂでは、入射主光線は右から左に進み、α＜０の入射角を持つので、ａ_i＝１。Ｃでは、入射主光線は右から左に進み、α＞０の入射角を持つので、ａ_i＝０。Ｄでは、入射主光線は左から右に進み、α＜０の入射角を持つので、ａ_i＝１。凸面ミラーを示しているが、凹面ミラーおよび平面ミラーについて、同じ指定が当てはまることに留意されたい。

入射角分類Ｃはミラー・システムを完全には定義しないが、システムの基本的配置は、その入射角分類に固有である。特定のミラーでの反射が正か負かを参照することで、そのミラーの向きおよびそれに続くミラーの位置、すなわちビームの上か下か、を決定することができる。したがって、ミラー・システムの設計者は、例えば、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ， Ｐａｓａｄｅｎ， Ｃａｌｆｏｒｎｉａ， ＵＳＡによるＣＯＤＥ Ｖ（商標）などの市販の放射線追跡ソフトウェアを使用して、システムを最適化する前に、特定の分類数を使用してシステムを設計することができる。留意すべきことであるが、システム内の各ミラーの曲率、したがって倍率、が正か負かに基づいたミラー・システムの以前の分類では、ミラー・システムの配置についての情報は何も得られない。また、特定のミラー・システムの入射角分類は、ビーム経路の簡単な検査で、容易に得ることができることに留意されたい。

上記の分類法および数値シミュレーションを使用して、本発明者は、ある特定のクラスだけが、リソグラフィ投影システムで投影システムとして使用できるミラー・システムを含むことを突き止めた。４ミラー・システムでは、実現可能な投影システムはクラス２（−）、６（−）、９（＋）、９（−）、および１０（−）に存在する。６ミラー・システムでは、実現可能な投影システムは、５（＋）、６（−）、９（＋）、１３（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２（−）、２５（＋）、２６（−）、２９（＋）、３４（−）、３７（＋）、３８（−）、４１（＋）、４２（−）、４５（＋）、および５４（−）のクラスに存在する。８ミラー・システムでは、実現可能な投影システムは、

のクラスに存在する。

設計方法
上で述べたように、ある特定のクラスによって、機能的な投影システムが設計されうるミラー・システムの概略配置が定義される。そのような設計プロセスに関する本発明による方法を下で説明する。

本発明による設計プロセスでは、システム内のミラーは、図３に示すように定義される「厚さ」と曲率で定義される。（用語「厚さ」は、屈折型システムに対する類推で使用され、この屈折型システムは、従来、表面曲率、表面間の厚さ、および表面間の媒体の屈折率の点で定義されることに注意されたい。）このようにして、厚さｄ₀は、物体すなわちリソグラフィ装置内の投影システムの場合のマスクと、（拡大造影）１番目のミラーＭ₁と光軸ＯＡとの交点との間の距離である。（拡大造影）１番目のミラーＭ₁と光軸ＯＡの交点と、（拡大造影）２番目のミラーＭ₂と光軸ＯＡの交点の間の距離がｄ₁である。２番目のミラーは、１番目のミラーＭ₁と物体（マスクＭＡ）の間に位置しているので、厚さｄ₁は負であることに留意されたい。一般に、厚さｄ_iは、ミラーＭ_iと光軸ＯＡの交点と、ミラー_Mi+1と光軸ＯＡの交点の間の距離である。ｎミラー・システムでは、厚さｄ_ｎは最後のミラーＭ_nと像面の間の距離である。ここで、基板Ｗは、リソグラフィ投影装置内に位置している。下で説明する特定の実施形態では、追加の厚さｄ_n+1が与えられる。これは、第一次の近似を使用して計算された像の位置と、実際の放射線追跡アルゴリズムを使用して計算された像の位置との間の距離を表す。

第一のステップで、設計方法は、下で説明する近軸法を使用して、いくつかの制約条件の下で予想されるシステムを特定する。また、さらに下で説明するように、これらのシステムに掩蔽があってはならない。近軸法と制約条件によって、解決法を特定するためにサンプル抽出される変数の数は限られるようになる。他のステップで、これらの解決法は、上で言及した実際の放射線追跡法を使用して検査する。この放射線追跡法では、近軸の仮定はなく、また反射体の多層被覆もモデル化することができる。

近軸方法
本発明は、マトリックス形式論を使用して、ミラー・システムの近軸近似から始まるミラー・システム設計法を開発した。近軸近似では、角度の正弦は、角度として近似する。すなわち、ｓｉｎα＝α。さらに、ミラーは平らであると考えるが、ミラーの実際の曲率は、入射放射線の角度に影響を与えるだけで、仮想の「平らな」面と入射放射線の交点には影響を与えないと考えられる。

参照して本明細書に組み込まれる「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｐｔｉｃｓ」 ｂｙ Ｆｒａｎｋ ＆ Ｌｅｎｏ Ｐｅｄｒｏｔｔｉ， Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ １９９３； ＩＳＢＮ：０１３５０１５４５６に記載されているようなマトリックス形式論では、光学システムの記述は、移動と反射（および／または、カタディオプトリックシステムまたは屈折式システムでの屈折）のマトリックＭ_trans、Ｍ_reflの集積から成る。この移動および反射のマトリックスは次式で定義される。

ここで、ｄ_iは次の表面までの距離であり、ｃ_iは表面の曲率であり、この曲率は、球の中心が表面の右側にある場合、正である。放射線の経路は、高さ（光軸からの距離）と角度で作られるベクトル［高さ、角度］で与えられる。ベクトルと１つまたは複数のマトリックスとの掛け算で、対応する移動または反射の後の放射線が与えられる。

システム・マトリックスは、システム内の全てのマトリックスの掛け算である。第１のマトリックスは、第１の表面の反射マトリックスであり、最後から２番目のマトリックスは、最後の反射面の前の先行する厚さの移動マトリックスである。最後のマトリックスは、最後の反射面の反射マトリックスである。実効焦点距離、後方焦点距離、前方焦点距離、および近軸像距離は、次のようにして、システム・マトリックスから導くことができる。

システム・マトリックスが、

と定義される場合、実効焦点距離は、

で与えられ、後方焦点距離は、

で与えられ、前方焦点距離は、

で与えられ、さらに、近軸像距離、すなわち、最後の反射面と像面の間の距離は、

で与えられる。ここで、

であり、ｍａｇｎはシステムの拡大率である。

システムの第１の部分、すなわち物体面から絞り（瞳）までのシステム・マトリックは、

と表すことができるので、入射瞳までの距離Ｌ_enpupは、次式で与えられる。

システムの第２の部分、すなわち絞りから像面までは、

と表すことができるので、射出瞳までの距離Ｌ_expupは、次式で与えられる。

入射瞳までの距離および射出瞳までの距離は、Ａ_enpup≠０の場合、次式で与えられる。

制約条件
上記の場合、システムに適用しなければならない様々な制約条件を使用して、システムのある特定の表面の曲率および厚さの式を、制約条件、および他の曲率と厚さの関数として決定することができる。制約条件の例Ｇ１からＧ４を図５に示す。

第１の制約条件Ｇ１は、物体の掩蔽の無い照射を可能にする物体側でのテレセントリックからの最小のずれであり、これによって、第１の面の曲率またはミラー１と２の間の厚さを決定することができる。他の制約条件Ｇ３は、像側での完全なテレセントリックであり、これによって、最後の表面の曲率または最後のミラーと最後から２番目のミラーの間の厚さを決定することができる。このテレセントリックの要求条件は、射出瞳が無限遠にあるという要求条件に等しい。物体および像が共役で、かつ所定の値の横拡大率を持つという要求条件で、物体距離（Ｇ２）と像距離（Ｇ４）の値が固定される。

物体距離Ｇ２すなわち第一の厚さは、システムの所望拡大率の関数として解くことができる。近軸像距離を像面の直ぐ前の表面の厚さに挿入し、物体距離を、次式を満足するように修正する。

現在のリソグラフィ装置では、Ｍは通常±０．２０または±０．２５として設定される。すなわち、それぞれ、５分の１または４分の１に縮小される。

物体側でテレセントリックからのずれが最小であることは、リソグラフィにおける重要な要求条件である。反射物体（マスクＭＡ）は、放射システムから出てくるビームで照射される。物体での主光線角は、入射照射ビームが、物体から反射され投影システムに入って行くビームと干渉しないようでなければならない。物体側で、主光線の角度は、開口数とともに、ほとんどゼロでなければならないし、さらに、全ての放射線の角度は、これら２つの要求条件を満たすように、ゼロよりも小さくまたは大きくなければならない。像側のテレセントリックのために、主光線の光軸に対する角度はゼロでなければならない。最後のミラーの大きさは、開口数が比較的大きいために、像とミラーの間の距離に応じて急速に大きくなる。

中間の像の数がゼロまたは偶数であるシステムは、拡大率が負である。システム全体を正の拡大率にするためには、中間像の数は奇数でなければならない。

物体側の作動距離は、物体に一番近い表面、すなわち大抵の時に２番目のミラーと物体面の間の最小距離である。像側で、作動距離は、像に一番近い面、すなわち非常に多くの場合終りから２番目のミラーと像面の間の最小距離である。作動距離は、ミラーの支持物、および、物体と像の機械的な移動のためのスペースを与えるので、余り小さすぎてはならない。

６ミラー・システムに上記の要求条件を適用する例を下で説明する。これは、Ｗａｔｅｒｌｏｏ Ｍａｐｌｅ Ｉｎｃ． ５７ Ｅｒｂ Ｓｔｒｅｅｔ Ｗ． Ｗａｔｅｒｌｏｏ， Ｏｎｔａｒｉｏ Ｃａｎａｄａ Ｎ２Ｌ ６Ｃ２で製作されたＭａｐｌｅ（ＴＭ）のようなソフトウェアを使用して、実施することができる。

最初は、６ミラー・システムに使用される式を導き出すことであるが、この式は、近軸法を使用する他の数のミラーに対しても有効である。マトリックス表記法で、放射線はベクトル［高さ、ラジアン単位の角度］で定義される。距離ｄ_iの後で、放射線［ｙ，ａ］は、式（２）で与えられたマトリックスを使用して、

となる。
曲率ｃ_iのミラーの後で、放射線［ｙ，ａ］は同じ高さであるが、角度は異なり、式９で与えられたマトリックスを使用して、

となる。
後で使用する式を導き出すために、最初に、絞り面内の光軸を通過する放射線の像でテレセントリックが必要であることで、ミラー５と６の間の距離を解く。次のマトリックスＡは、絞り面から５番目のミラーの後までのものであり、絞り面を置く場所を今は解かないので、未知の２×２のマトリックスを使用する。

５番目のミラーから、６番目のミラーに向かって距離ｌａ進む。ｌａが今解くべき変数である。

マトリックスＭＣは、６番目のミラーの表面のものである。

絞りの中心を任意の角度ａｐで通過する放射線は、

である。
６番目のミラーの後のこの放射線は、

となる。ここで、テレセントリックが必要なので、角度はゼロに等しく、さらにミラー５と６の間の距離ｌａの解ｏｐｌは、今は、次式となる。

絞り面から６番目のミラーの後までのマトリックスは、今は、次式となる。

次に解くことは、物体と１番目のミラーの間の距離ｄ、および物体と１番目のミラーの間での主光線（絞りの中心を通過する）の角度の解ｙａである。
所望の角度ｙａを有する、物体点ｙｏｂの放射線Ｙａは、次式のベクトルで与えられる。

さらに、物体と１番目のミラーの表面の間の距離ｌは、次式のマトリックスで与えられる。

１番目のミラーの表面は、次式で与えられる。

１番目のミラーと２番目のミラーの間の距離ｍは、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り位置までの未知のマトリックスは、次式で定義される。

絞り面での主光線は、今、次式で与えられる。

さらに、像で、主光線は、次式で与えられる。

像での主光線の高さは、定義により、［ｍａｎｇ］×［物体面（ｙｏｂ）での高さ］であり式（３０）からｌを解いて、次式のこの換算をシステムに課す。

さらに、次式の距離ｍを解くことは定義によらなければならないので、式（２９）において、主光線の高さは絞り表面でゼロであるとする。

１番目のミラーと２番目のミラーの間の距離ｍの解は、今、次式のようになる。

物体と１番目のミラーの間の距離ｌの解は、今、次式で与えられる。

式（２５）および（２７）のマトリックスＬおよびＭに今得られた式を代入する。

さらに、検査として、新しい式を用いて、６番目の表面の後の主光線を計算する。角度は常にゼロであり、高さは物体高さに拡大率を掛けたものであると見なす。

最終的な解は、最後のミラー面と像面の間の距離ｎである。像面において、同じ物体点からの全ての放射線は、高さ＝［拡大率］×［物体高さ］である点に集まる。

最初に、物体点ｙｏｂからの放射線Ｙｂおよび任意の角度ｙｂを定義する。

像において、この放射線Ｙｂは、次式のようになる。

像距離ｎの式は、像高さがｍａｎｇ・ｙｏｂである場合、次式で与えられる。

６ミラー・システム、ミラー２に絞り
これから、第１部でのこれらの誘導式を使用して、絞り位置がミラー２にある６ミラー・システムの変数を解き、厚さをｄ＝［ｄ０，ｄ１，ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６］と定義し、さらに、曲率をｃ＝［ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６］と定義する。絞り（瞳）位置は２番目の表面上にある。

ベッツヴァルの和（すなわち、システムの曲率の和、または、奇数表面の曲率を偶数表面の曲率から引いたもの、またはその逆）に対する制限、例えばゼロであることを、導入し、絞り面の曲率を解くために使用することができる。しかし、ベッツヴァルの和がゼロであることは必須ではなく、ゼロでない値に適応することができる。

ここで、物体から像までのシステムの全マトリックス、すなわち、反射率マトリックス（偶数の添字）および移動マトリックス（奇数の添字）を定義する。

最初に解くことは、無限遠にある射出瞳または像のテレセントリックである。絞り面で光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、すぐ上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で生成され、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは次式で与えられる。

そのように、ミラー５と６の間の距離を得たので、この新しく得られた値を、適切なマトリックスおよび距離のベクトルで解く。

ミラー１と２の間の距離は、次式として得られる。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式のようになる。

ミラー６と像面の間の距離は次式で与えられる。

変数ａｎｇｌｅは、上の式（２４）に導入したｙａと同一である。

６ミラー・システム、ミラー３に絞り
同様に元の誘導式を使用して、ここで示すように、ミラー３に絞り位置がある６ミラー・システムの変数を解くことができる。

最初に解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、すぐ上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは、次式で与えられる。

そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の間の距離は、適切なマトリックスおよび距離のベクトルでこの新しく得られた値を解いて、次式となる。

ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式である。

さらに、ミラー６と像面の間の距離は、次式である。

６ミラー・システム、ミラー４に絞り
同様に、元の誘導式を使用して、ミラー４に絞り位置がある６ミラー・システムの変数を解くことができる。

再び、最初に解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは、次式で与えられる。

そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の間の距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解かれ、次式となる。

ミラー１と２の間の距離は、次式となる。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式となる。

ミラー６と像面の間の距離は、次式となる。

６ミラー・システム、ミラー５に絞り
再び、元の誘導式を用いて、ミラー５に絞り位置がある６ミラー・システムの変数を解く。前のように、最初に解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から５番目のミラーまでのマトリックスは、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは、次式で与えられる。

そのようにして、上で得られたように、ミラー５と６の間の距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解かれ、次式となる。

ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式である。

さらに、ミラー６と像面の間の距離は、次式で与えられる。

４ミラー・システム、ミラー２に絞り
さらに再び、これらの誘導式を用いて、ミラー２に絞り位置がある４ミラー・システムの変数を解くことができる。いつものように、最初に解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。絞り表面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から３番目のミラーまでのマトリックスは、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で生成され、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは、次式で与えられる。

そのようにして、上で得たように、ミラー３と４の間の距離は、適切なマトリックスと距離のベクトルで解かれ、次式となる。

ミラー１と２の間の距離は、次式であった。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式である。

さらに、ミラー４と像面の間の距離は、次式で与えられる。

４ミラー・システム、ミラー３に絞り
再び、元の誘導式を用いて、ミラー３に絞り位置がある４ミラー・システムの変数を解く。最初に解くことは、無限遠にある瞳または像でのテレセントリックである。絞り面の光軸を通過する放射線の角度は、像でゼロでなければならない。絞り面から３番目のミラーまでのマトリックスは、上で得られた適切なＭマトリックスの掛け算で得られ、次式で与えられる。

２番目のミラーの表面から絞り面までのマトリックスは、次式で与えられる。

そのようにして、ミラー３と４の間の得られた距離は、次式となる。

さらに、適切なマトリックスと距離のベクトルでこの新しく得られた値を解く。ミラー１と２の間の距離は、次式である。

さらに、物体と１番目のミラーの間の距離は、次式である。

さらに、ミラー４と像面の間の距離は、次式で与えられる。

掩蔽
屈折レンズで遭遇しないミラー・システム設計での特有の問題は、ビームがそのジグザグしたコースで他のミラーによって掩蔽されることが無いようにすることである。必要なジグザグ経路のために、投影ビームが光経路の連続したミラーＩとＩ＋１の間を進むときに、多くの場合、ビームは少なくとも１つの他のミラーＪのそばを通過する。このようにして、光学システムが掩蔽されないために、介在するミラーＪの位置および範囲は、ミラーＪがミラーＩとＩ＋１の間のビームのどの部分とも交わることがないようにすることが必要である。これを図４に示す。ここでは、ミラーＪは、完全に、ＩとＩ＋１の間のビームの下にあるが、ミラーＪ’は部分的にビームと交わっていることが理解できる。ミラーＪの配列は、許されない。

可能性のある投影システムのモデルでは、掩蔽は次の手順で検出することができる。
１．光経路の連続するミラーＩ、Ｉ＋１の各組について、ＩとＩ＋１の間の光軸（Ｚ軸）上に位置するミラーＪ（ＪはＩ、Ｉ＋１に等しくない）が存在するかどうかを検査する。
２．Ｊが存在する場合、光軸上のミラーＪの位置で、ＩからＩ＋１に向かう最端放射線の光軸からの距離（Ｙ位置）を計算する。
３．ミラーＪの最上部および下部が、ＩからＩ＋１への両方の最端放射線よりも両方とも上か（すなわち、より大きなＹ位置にある）、または両方とも下か（すなわち、より小さなＹ位置にある）を検査する。
（３）の検査が不合格であった場合、ミラーＪはＩからＩ＋１へのビームを少なくとも部分的に隠しており、ミラー・システムは、修正するか、不合格にしなければならない。

好ましい４ミラー・システム
図６は、図１のリソグラフィ装置で使用することができるクラス９（＋）のミラー・システムを示す。このクラスでは、絞りはミラー２または３に位置決めすることができる。図６のシステムでは、絞り位置は表面２にある。このシステムの環状視野は、物体側に定義され、任意単位で１１４と１１８の間であり、０．２５（物体側で０．０５）の開口数である。拡大率は０．２であり、中間像はミラー３と４の間に形成される。このシステムの第１次の曲率および厚さは、任意の単位で、下の表１に示す。曲率および厚さの見出された値は、基準化係数を使用して、再調整することができる。厚さにその係数を掛けた場合、曲率はその係数で割らなければならない。また、その逆である。

図７もクラス９（＋）のミラー・システムを示す。この場合、絞りはミラー３にあり、中間像はミラー１と２の間にある。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表２に示す。

図８は、３番目のミラーに絞りがあるクラス２（−）のシステムの例を示す。物体（マスクＭＡ、表面０）から、全ての放射線は、負の角度で（ゼロの角度は光軸に平行である）、１番目の凸面ミラーＭ₁に向かって進む。凸面ミラーＭ₁は、ビームを大きな凹面ミラーＭ₂に向かって上方に反射する。２番目のミラーＭ₂の位置は、物体（マスクＭＡ）とミラーＭ₁の間のビームより上でなければならない。次に、ビームは、ミラーＭ₁の下で、絞り面ミラーＭ₃に向かって進む。絞り面から、ビームは凹面ミラーＭ₄に向かって反射される。ミラーＭ₄は、像（表面５）のテレセントリック照射を責任を持って行う。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表３に示す。

図９に示すクラス６（−）のシステムは、対称的な設計の２組のミラーから成る。物体（マスクＭＡ、表面０）から、全ての放射線は、負の角度で（ゼロの角度は光軸に平行である）、第１の凸面ミラーＭ₁に向かって進む。物体はできるだけテレセントリックに照射される。これはリソグラフィのための要求条件である。凸面ミラーＭ₁は、ビームを大きな凹面ミラーＭ₂に向かって上方に反射する。このミラーの位置は、物体とミラーＭ₁の間のビームより上でなければならない。この点まで、この設計はクラス２（−）の設計（図８に示す）に似ている。次に、ビームは、ミラーＭ₁の最上部に制限されて、ミラーＭ₁の上を越えてミラーＭ₃の絞り表面に向かって進む。絞り面Ｍ₃から、ビームは凹面ミラーＭ₄に向かって反射される。ミラーＭ４は、像（表面５）のテレセントリック照射を責任を持って行う。このシステムの環状視野は像側で定義され、−２２．８から−２３．８の間であり、０．１５の開口数で、少なくとも０．９７２のストレール比となる。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表４に示す。

２番目の表面に絞りを有するクラス９（−）のシステムを図１０に示す。このシステムの環状視野は、像側で定義され、任意の単位で１１４から１１８の間にあり、０．２（物体側で０．０５）の開口数である。このシステムの第１次の曲率および厚さは、任意の単位で、下の表５に示す。

図１１はクラス１０（−）のシステムである。このシステムの環状視野は物体側で定義され、任意の単位で１１４と１１８の間であり、０．２（物体側で０．０５）の開口数である。このシステムの第１次の曲率および厚さは、下の表６に示す。

好ましい６ミラー・システム
実現可能であると判明した全ての６ミラー・システムは、正の拡大率を持つとき、中間像を有する。

図１２は、クラス９（＋）の６ミラー・システムを示し、このシステムでは、絞りをミラー２、３、４、および５に位置付けることができる。このシステムは、ミラー２と５の間にある中間像を有する。このシステムの環状視野は、対物側で定義され、任意の単位で１１４と１１８の間であり、０．２４（物体側で０．０６）の開口数である。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表７に示す。

クラス３７（＋）の６ミラー・システムは、ミラー２、３、４、または５に位置付けされた絞りを有し、さらにミラー２と５の間にある中間像を有する。そのようなシステムの環状視野は、像側で定義され、任意の単位で２７と３０の間であり、０．２４の開口数である。

図１３に示すシステムは、表面２に絞りを有する。このシステムは、物体近くにあるミラー対と像の近くに集まった４個のミラーとからなる。物体（マスクＭＡ、表面０）から、全ての放射線は、負の角度で、１番目の凹面ミラーＭ₁に向かって進む。凹面ミラーＭ₁は、ビームをミラーＭ₂に向かって下方に反射する。このミラーＭ₂はほぼ平らである。ミラーＭ₂の最上部は、物体とミラーＭ₁の間のビームよりも下であるように制限される。ミラーＭ₂とＭ₃の間のビームによって、小さなミラーＭ₄の下部は制限され、一方で、ミラーＭ₄とＭ₅の間のビームによって、ミラーＭ₄の最上部が制限される。最後に、最後のミラーＭ₆と像の間のビームで、ミラーＭ₅の最上部が制限される。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表８に示す。

比較のために、図１４は、表面５に絞りを有するクラス３７（＋）の６ミラー・システムを示す。このシステムの環状視野は、像側で定義され、任意の単位で２７と３０の間であり、０．２４の開口数である。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表９に示す。

好ましい８ミラー・システム
表面３に絞りのあるクラス１６５（＋）の８ミラー・システムを図１５に示す。このシステムの環状視野は、物体側で定義され、任意の単位で１１６と１２４の間であり、０．２４（物体側で０．０６）の開口数である。このシステムの第１次の曲率および厚さを、任意の単位で、下の表１０に示す。

クラス１６９（＋）の８ミラー・システムを図１６に示し、その要素の曲率および厚さを表１１に示す。このシステムは、任意の単位で１１４と１１８の間の物体側の環状視野、０．４の開口数、歪曲＜２．９ｎｍ、および実効波面誤差＜０．３λを有する。

クラス１８１（＋）の８ミラー・システムを図１７に示し、その要素の曲率および厚さを表１２に示す。再び、物体側の環状視野は、１１４と１１８単位の間であり、開口数は０．４である。しかし、歪曲＜１．９ｎｍで、実効波面誤差＜０．５λである。

クラス１５０（−）の８ミラー・システムを図１８に示し、その要素の曲率および厚さを表１３に示す。このシステムは、歪曲＜２．６ｎｍで実効波面誤差＜０．１９λである。

クラス１８２（−）の８ミラー・システムを図１９に示し、その要素の曲率および厚さを表１４に示す。同様に、このシステムは、任意の単位で１１４と１１８の間の物体側の環状視野、０．４の開口数、＜１λの実効波面誤差、および歪曲＜２．１８ｎｍを有する。

上で本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、説明したものと違った方法で実施することができることは理解されるであろう。説明は本発明を制限する意図ではない。

本発明の第１の実施形態によるリソグラフィ投影装置である。 本発明の入射角分類方式を説明する際に使用される図である。 本発明で使用される厚さおよび曲率の定義を示す図である。 ミラー設計におけるビーム掩蔽を決定する方法を説明する際に使用される図である。 本発明によるミラー・システムの設計で、ある制約条件が適用される方法を説明する際に使用される図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。 本発明の実施形態によるミラー・システムの図である。

符号の説明

ＬＡ 放射源
ＩＬ 放射システム
ＡＭ 調整手段
ＩＮ 積分器
ＣＯ 集光器
ＰＬ 投影システム
ＩＦ 干渉測定手段
ＭＡ マスク（レチクル）
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＭＴ 第１の物体テーブル（マスク・テーブル）
Ｍ ミラー
Ｃ 目標部分
ＰＢ 投影ビーム
Ｗ 基板（ウェーハ）
ＷＴ 第２の物体テーブル（基板テーブル）
ＰＷ 第２の位置決め手段
ＣＲ 主光線
ｄ 厚さ
α 入射角
Ｉ ミラー
Ｊ ミラー
Ｊ’ ミラー

Claims (13)

1. 放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
   前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
   前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度４個の造影ミラーを有し、さらに９（−）の入射角分類Ｃを有し、ここで、
   

   

   
   ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１であり、
   ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０であり、
   Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに
   前記添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 前記投影システムが、２番目または３番目のミラーに絞りを有する請求項１に記載の装置。
3. 前記投影システムが、１番目と２番目のミラーの間、または２番目と３番目のミラーの間、または３番目と４番目のミラーの間に中間の像を有する請求項１または２に記載の装置。
4. 放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影システムであって、
   前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
   前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度６個の造影ミラーを有し、さらに５（＋）、６（−）、９（＋）、１３（＋）、１８（−）、２１（＋）、２２（−）、２５（＋）、２９（＋）、３４（−）、３８（−）、または５４（−）の入射角分類Ｃを有し、ここで、
   

   

   
   ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１であり、
   ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０であり、
   Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに
   前記添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
5. 前記投影システムが、２番目、３番目、４番目または５番目のミラーに設置された絞りを有する請求項５に記載の装置。
6. 前記投影システムが、２番目と５番目のミラーの間に中間の像を有する請求項４または５に記載の装置。
7. 放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニングする働きをするパターニング手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記基板の目標部分に前記パターニングされたビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影システムであって、
   前記投影ビームが、極端紫外放射を備え、８から２０ｎｍの範囲の波長、好ましくは９から１６ｎｍの波長を有し、さらに、
   前記投影システムが、前記投影ビームの光路内に丁度８個の造影ミラーを有し、さらに
   2(+), 5(+), 9(+), 12(+), 13(+), 18(+), 18(-), 19(+), 20(+), 21(+), 22(+),
   23(+), 25(+), 26(+), 34(-), 36(+), 37(+), 38(-), 45(+), 46(+), 49(+), 52(+),
   53(+), 54(+), 54(-), 55(-), 58(-), 68(+), 69(+), 73(+), 74(+) 77(+), 82(+),
   82(-), 85(+), 88(+), 89(+), 90(-), 92(+), 93(+), 97(+), 100(-), 101(+),
   102(-), 104(+), 105(+), 106(+), 106(-), 107(+), 108(+), 109(+), 109(-),
   110(+), 110(-), 111(+), 113(+), 116(+), 117(+), 118(+), 118(-), 120(+),
   121(+), 122(-), 123(-), 132(+), 133(+), 134(-), 137(+), 138(+), 141(+),
   145(+), 145(-), 146(+), 146(-), 147(+), 148(+), 148(-), 149(+), 150(+),
   151(+), 151(-), 152(-), 153(+), 154(+), 154(-), 155(+), 155(-), 156(+),
   157(+), 159(+), 161(+), 162(-), 163(-), 164(+), 166(+), 166(-), 167(+),
   168(+), 169(+), 170(+), 170(-), 171(+), 172(+), 174(+), 175(+), 176(+),
   177(+), 178(-), 179(+), 180(+), 180(-), 181(+), 181(-), 182(+), 182(-),
   183(+), 183(-), 184(+), 185(+), 185(-), 186(-), 187(+), 187(-), 188(-),
   189(+), 196(+), 197(+), 201(+), 203(+), 205(+), 209(+), 214(-), 216(+),
   217(+), 218(+), 218(-), 225(+), 228(+), 229(+), 230(+), 232(+), 233(+),
   235(+), 236(+), 237(+), 238(-), 243(+), 246(+), 247(+), 248(+), 250(-)
   の入射角分類Ｃを有し、ここで、
   

   

   
   ミラーｉでの主光線の入射角が負である場合、ａ_i＝１であり、
   ミラーｉでの主光線の入射角が正である場合、ａ_i＝０であり、
   Ｍは前記投影システムの拡大率であり、さらに
   前記添字ｉは物体から像に向かってミラーに番号を付けることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
8. 前記投影システムは、依然として掩蔽がないマスクの照射を可能にしながら、物体の各点について、前記物体から発する放射線束内の、光軸と最小の角度を形成する放射線が、前記光軸に対して１０゜以下の角度を形成するように、テレセントリックからのずれが最小である先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
9. 物体の各点について、前記開き絞りの中心を通過する放射線が、像空間で、光軸と１゜以下の角度を形成するように、前記投影は、像側で、実質的にテレセントリックである先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記投影システム内の各ミラーが、光軸に関して実質的に回転対称である先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記投影システムの有する拡大率の絶対値が、１／３から１／１０の範囲、好ましくは１／４または１／５に実質的に等しい先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記支持構造が、マスクを保持するためのマスク・テーブルを備える先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記放射システムが、放射源を備える先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。

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