JP4296701B2 - 投影光学系，該投影光学系を備えた露光装置，及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系，この投影光学系を備え，半導体素子，または液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程中でマスクパターンを基板上に転写する際に使用される露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイス（半導体素子，撮像素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド，ＣＣＤ素子等）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を製造する際に，マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して，レジストが塗布されたウエハ（またはガラスプレート等）上に転写する一括露光型（ステッパー等），またはステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置が使用されている。転写される半導体集積回路等のパターンの微細化が進むに従い，その種の露光装置に備えられている投影光学系に対して特に解像力の向上が望まれている。投影光学系の解像力を向上させるには，露光波長をより短くするか，あるいは開口数（ＮＡ）を大きくすることが考えられる。
【０００３】
そこで近年，露光光については，水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎｍ）からｉ線（波長３６５ｎｍ）が用いられ，さらに最近ではより短波長の光を有する光源，例えばＫｒＦ（波長２４８ｎｍ），さらにはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザが用いられ，露光光の短波長化が進められている。また，開口数（ＮＡ）についても，高ＮＡ化が進められ，ＮＡが０．６を超える投影光学系も提案されてきている。
【０００４】
さらに，転写パターンの微細化が進むにつれて，投影光学系においては解像力の向上とともに像歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。ここで，像歪とは，投影光学系に起因するディストーション（歪曲収差）によるものの他，投影光学系の像側で焼き付けられるウエハの反り等によるものがある。ウエハの反りによる像歪への影響を少なくするためには，投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させた光学系，いわゆる像側テレセントリック光学系が従来用いられてきた。像側テレセントリック投影光学系の中でも，高ＮＡを確保しつつディストーションを良好に補正した例としては，特開平８−１６６５４０号公報，特開平８−１９００４７号公報等に開示されたのものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，開口数（ＮＡ）が大きくなると，瞳収差の量が無視できないほど大きくなり，１つの開口絞りだけでは，実質的に露光領域内で像側テレセントリックを得ることができなくなっていた。さらに，投影光学系の開口数（ＮＡ）を可変とするため，可変開口絞りを設けた場合，この可変開口絞りにより開口数（ＮＡ）を変化させると，瞳収差によって露光領域内で像側テレセントリックが得られなくなっていた。
【０００６】
瞳収差の中でも，瞳の像面湾曲が像側テレセントリックを悪化させることに対する試みは既に提案されており，開口絞りを光軸方向に移動させて最適化する案が特開平１１−１９５６０７号公報に開示されている。しかし，瞳収差の中で，瞳のコマ収差によって像側テレセントリックが悪化することは避けられない問題となっていた。そのため，開口数（ＮＡ）を変化させた際に，露光領域全面において，テレセントリック性の悪化や像面上での照度均一性の悪化が生じ，投影領域をあまり広くできないという不都合があった。
【０００７】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたものであり，露光領域全面で，射出瞳の中心を通過する光線が第２物体に対し垂直になる，所謂像側テレセントリックを達成し，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保しつつ諸収差を極めて良好に補正し得るコンパクトで高性能な投影光学系を提供することを目的としている。さらに，本発明は，上記のような投影光学系を備えた露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明は，請求項1に記載のように，第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，前記複数の位置に設けられた開口絞りは第２物体側にテレセントリックとなるように配置されていることを特徴とする投影光学系を提供する。複数の位置に開口絞りを配置することにより，瞳のコマ収差による第２物体側のテレセントリック性の悪化を最小限に抑えることが可能となり，露光領域全面で第２物体側のテレセントリックを達成し，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保することができる。また，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパクトで高性能な投影光学系を提供できる。
【０００９】
本発明は，請求項２に記載のように，第2物体側の開口数をＮＡとするとき，ＮＡ＞０．６の条件を満足するような投影光学系に好適である。このような光学系では瞳収差が無視できない量となっているため，特に有効である。また，請求項３に記載のように，第２物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差をΔＮＡとするとき，ΔＮＡ＜０．００７の条件を満足するよう構成されていることが好ましい。この条件を満たさないと，露光領域全面で像側テレセントリックが得られず，ウエハの反りによる像歪が増大する。また，開口数の差が大きいと，基板に投影されるパターンの線幅の均一性が得られなくなるからである。さらに，請求項４に記載のように，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であるよう構成することが好ましく，これにより開口数（ＮＡ）が可変な投影光学系を実現できる。
【００１０】
本発明の別の観点によれば，請求項５に記載のように，第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であり，開口部の大きさを変化させたときに第２物体側にテレセントリックとなるように前記開口絞りのうち少なくとも１つは光軸方向に位置を変更可能であることを特徴とする投影光学系が提供される。かかる構成によれば，開口数(ＮＡ)を変化させた場合に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセントリック性が最適になるようにすることができる。特に，瞳の湾曲収差が存在する場合に，開口数（ＮＡ）の変化に伴ないその湾曲した瞳面に沿って開口絞りの位置を変更できるため，有効である。
【００１１】
なお，請求項６に記載のように，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも２つは同一部材からなるように構成してもよい。かかる構成によれば，１つの部材で複数の開口絞りの機能を持たせることが可能になり，部品点数を少なくできるので，組立が容易であり，コスト削減につながる。
【００１２】
本発明の別の観点によれば，請求項７に記載のように，前記の投影光学系と，前記第１物体としてのマスク，及び前記第２物体としての基板を位置決めするステージ系と，前記マスクを照明する照明光学系と，を具備し，前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで，前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前記基板上に投影することを特徴とする露光装置が提供される。前記投影光学系は大きな開口数（ＮＡ）で像側テレセントリックを達成しているため，高い解像度が得られると共に，基板の反りが生じても投影倍率が変化しない。また，広い露光領域が得られるため，大きなチップパターンを一度に露光できる。
【００１３】
さらに本発明の別の観点によれば，請求項８に記載のように，前記露光装置を用いたデバイスの製造方法であって，前記基板上に感光材料を塗布する第１工程と，前記基板上に前記投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を投影する第２工程と，前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と，該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の回路パターンを形成する第４工程と，を有することを特徴とするデバイスの製造方法が提供される。かかる構成によれば，基板上に高い解像度でデバイス用の回路パターンを形成でき，良好なデバイスを製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付すことにより，重複説明を省略する。
【００１５】
本例は，投影露光装置の投影光学系に本発明を適用したものである。図1は，本例の投影光学系ＰＬを備えた投影露光装置を示す。図1において，投影光学系ＰＬの物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてのレチクルＲ（第１物体）が配置され，投影光学系ＰＬの像面には，基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハW（第２物体）が配置されている。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保持され，ウエハＷはウエハステージＷＳ上に保持され，レチクルＲの上方には，レチクルＲを均一に照明するための照明光学装置ＩＳが配置されている。
【００１６】
投影光学系ＰＬは，瞳位置近傍の２つの位置にそれぞれ開口数（ＮＡ）を決定する開口絞りＡＳ１，ＡＳ２を有すると共に，レチクルＲ側及びウエハW側において，実質的にテレセントリックとなっている。そして，照明光学装置ＩＳは，ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）からなる露光光源，この露光光の照度分布を均一化するためのフライアイレンズ，照明系開口絞り，可変視野絞り（レチクルブラインド），及びコンデンサレンズ系等から構成されている。
【００１７】
照明光学装置ＩＳから供給される露光光は，レチクルＲを照明し，投影光学系ＰＬの瞳位置には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成され，所謂ケーラー照明が行われる。そして，ケーラー照明されたレチクルＲのパターンの像が，投影光学系ＰＬを介して投影倍率で縮小されてウエハW上に露光され，転写される。
【００１８】
次に実施の形態である投影光学系ＰＬの構成を詳細に説明する。図2は，投影光学系ＰＬのレンズ断面図である。図2に示すように，投影光学系ＰＬは，瞳位置近傍の２つの位置にＮＡを決定する２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２を有する。開口絞りＡＳ１，ＡＳ２は，ともに開口部の大きさが変更可能な可変開口絞りであり，光軸方向に移動可能である。そして，２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２によって，射出瞳の中心を通過する光線が，第２物体としてのウエハWに対し垂直になるように，すなわち，投影光学系ＰＬは像側テレセントリックになるように構成されている。
【００１９】
図３及び図４は，投影光学系ＰＬのレンズデータである。なお，図４は図３の続きを示しており，両者を合わせて一連のレンズデータとする。図３，図４において，１番から５６番までの連番は各レンズの面を示す番号である。連番は第１物体であるレチクルＲ側から第２物体であるウエハＷ側へ向けた順に振ってある。ｒは各レンズ面の曲率半径，ｄは各レンズ面間の距離で硝材は全て石英である。光源の波長２４８ｎｍにおける石英の屈折率は１．５０８３９である。またこの投影光学系ＰＬにおいて，開口数（ＮＡ）の最大は０．７５，レチクルＲから連番の1番の面までの距離である投影距離ｄ０は７１．３９７ｍｍ，倍率βは１／４，連番の５６番の面からウエハＷまでの距離であるバック焦点距離Ｂｆは１２．０００ｍｍ，第２物体のウエハＷにおける露光領域は直径２７．４４ｍｍの円である。
【００２０】
レンズデータにおいて，１０番の面と３２番の面は非球面を使用し，０．７５という高ＮＡを実現している。図５はその非球面形状を下記の式で定義した場合の各係数の値である。
非球面の定義式
【００２１】
【数１】
【００２２】
ここで，Z:光軸に対する平行面のサグ
c:面頂点での曲率
κ:円錐係数（κ=0:球面）
h:光軸からの距離
【００２３】
２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２は，連番の４２番の面と４３番の面の間に設けられている。以下に，これら２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２の作用，効果について説明する。物体面の光軸上から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の光線をＬoとする。物体面の最大高の位置から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の上側の光線と下側の光線をそれぞれＬｐｕ，Ｌｐｌとする。Ｌｐｕが上コマ側，Ｌｐｌが下コマ側の光線にあたる。上記したように，倍率βが１／４，露光領域が直径２７．４４ｍｍの円であるから，物体高の最大値は５４．８８ｍｍである。
【００２４】
そして，Ｌo，Ｌｐｕ，Ｌｐｌの光線の高さをそれぞれｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとする。ここで，光線の高さとは，光軸からの距離のことである。図６は，最大開口数（ＮＡ）０．７５における，開口絞り前後の面での各光線の高さを示したものである。開口絞りの前後の面とは，連番の４２番の面と４３番の面において，光軸上で接し光軸に垂直な接平面のことである。図７は，図６の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が４２面からの距離，縦軸が光線高である。
【００２５】
一般的に，開口絞りは主光線が光軸を切る位置に置くことが理想的であるが，比較的大きい開口数(ＮＡ)を有する投影光学系においては，物体面の光軸上から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の光線Ｌoと，物体面の最大高の位置から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の上コマ側と下コマ側の光線Ｌｐｕ，Ｌｐｌとが同じ高さになる位置で開口数(ＮＡ)を決定することが望ましい。すなわち，図７において，ｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとして描かれた３つの線分が交わる位置で開口数を決定することが望ましい。しかしながら，図７を見ると，これら３つの線分は１点で交わっていない。これは瞳収差の為である。これを解消する為に，瞳収差補正を敢えて求めようとすれば，光学系の巨大化や製造コストの上昇を招き，好ましくない。
【００２６】
そこで，複数の位置に開口数(ＮＡ)を決定する開口絞りを配置する。これにより，瞳のコマ収差による像側テレセントリック性の悪化を最小限に抑えることができる。図７に示す場合において，最適な開口絞りを設定するとすれば，ｈoとｈｐｕの交点，ｈoとｈｐｌの交点の位置に，各光線高に応じた大きさの開口絞りを配置することが好ましい。すなわち，連番の４２番の面から第２物体側に１８．５８２ｍｍの位置に直径２４０．１５ｍｍの開口絞りＡＳ１，連番の４２番の面から第２物体側に４４．４４４ｍｍの位置に直径２４６．２４ｍｍの開口絞りＡＳ２，の２つの開口絞りを配置する。図８は，このように開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図８において，Ｓ４２，Ｓ４３はそれぞれ４２番の面の接平面，４３番の面の接平面である。
【００２７】
上記のように２つの開口絞りを配置した時に，第２物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第２物体側の開口数をそれぞれＮＡｐｕとＮＡｐｌとする。このＮＡｐｕとＮＡｐｌを，第２物体側の露光領域全域で算出したものが図９である。図９を参照すると，露光領域全域における開口数は０．７５に等しいか極めて近い値である。図９より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差をΔＮＡとすると，ΔＮＡが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第２物体側で良好なテレセントリックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することにより，露光領域全面での開口数（ＮＡ）の差の最小化が可能となる。
【００２８】
次に，開口絞りの開口部の大きさを小さくして，開口数(ＮＡ)０．５とした場合について，上記の開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同様に調べてみる。図１０は開口数(ＮＡ)０．５における，開口絞り前後の面での各光線の高さを示したものである。図１１は，図１０の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が４２面からの距離，縦軸が光線高である。この場合もＬo，Ｌｐｕ，Ｌｐｌ，ｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌの定義は上述の開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同じであり，開口数(ＮＡ)のみ０．５に置き換えて考えればよい。
【００２９】
図１１に示すように，瞳収差の為にｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとして描かれた３つの線分は１点で交わっていない。そこで，最適な開口絞りを設定するとすれば，開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同様に考えて，以下のように設定できる。ｈoとｈｐｕの交点から，連番の４２番の面から第２物体側に６．４１８ｍｍの位置に直径１５０．７ｍｍの開口絞りＡＳ１を配置し，ｈoとｈｐｌの交点から，連番の４２番の面から第２物体側に２４．３９７ｍｍの位置に直径１５２．９ｍｍの開口絞りＡＳ２を配置する。図１２は，このように開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図１２において，Ｓ４２，Ｓ４３はそれぞれ４２番の面の接平面，４３番の面の接平面である。
【００３０】
上記のように２つの開口絞りを配置した時に，第２物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第２物体側の開口数をそれぞれＮＡｐｕとＮＡｐｌとする。このＮＡｐｕとＮＡｐｌを，第２物体側の露光領域全域で算出したものが図１３である。図１３を参照すると，露光領域全域における開口数は０．５に等しいか極めて近い値である。図１３より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差をΔＮＡとすると，ΔＮＡが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第２物体側で良好なテレセントリックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することにより，露光領域全面での開口数（ＮＡ）の差の最小化が可能となる。
【００３１】
上記や図８，図１２からわかるように，開口数(ＮＡ)が０．５の場合に比べ０．７５の場合では，２つの開口絞りの間隔と直径の差が広がっている。これは開口数が大きいほうが瞳収差が大きいからである。よって，開口数(ＮＡ)が大きい投影光学系では，複数の開口絞りを有することが特に有効となる。
【００３２】
上記では，開口絞りＡＳ１，ＡＳ２ともに可変開口絞りである場合について述べたが，２つの開口絞りのうち少なくとも１つが可変開口絞り機構を有することで，開口数(ＮＡ)が可変な投影光学系が実現できる。１つの開口絞りしか可変開口絞り機構を持たない場合は，上記の例では，瞳の像面湾曲を考慮して，第１物体側に近い開口絞りＡＳ１に可変機構を適用することが望ましい。このように開口数(ＮＡ)が可変な投影光学系においては，開口数(ＮＡ)を変化させると同時に，像側テレセントリック性が最適になるように，開口絞りを光軸に沿って移動できるよう構成されていることが望ましい。なお，必ずしもＡＳ１，ＡＳ２ともに光軸方向に移動可能である必要は無く，投影光学系の特性に応じて，２つの開口絞りのうち１つが光軸方向に移動可能であるように構成されていてもよい。
【００３３】
上記のような複数の開口絞りを配置する代わりに，第１物体側と第２物体側で，異なる開口を有する光軸方向に厚い１枚の開口絞りを配置しても等価の効果が得られる。図１４にその一例を示す。開口絞りＡＳ３は，リング形状をしており，厚みＨを有し，その内径は直径Ｄ１からＤ２に変化するテーパー形状になっている。ここで，Ｄ１，Ｄ２を上述の開口絞りＡＳ１，ＡＳ２の直径と等しく，Ｈをこれら２つの開口絞りの間隔と等しくなるように製作すれば，１つの部材で２箇所の開口絞り機能を持たせることができる。なお，開口絞りＡＳ３の内径は必ずしもテーパー形状になっている必要は無く，必要な光線を遮断しない形状になっていればよい。
【００３４】
次に，上記の実施の形態の投影露光装置を用いてウエハ上に所定の回路パターンを形成する際の動作の一例について図１５を参照して説明する。まず，図１５のステップ１０１において，１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ１０２において，その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後，ステップの１０３において，図２の投影光学系ＰＬを備えた図１の露光装置を利用して，レチクルＲ上のパターンの像が投影光学系ＰＬを介して，その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後，ステップ１０４において，その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像を行う。その後，ステップ１０５において，１ロットのウエ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，レチクルＲ上のパターンに対応する回路パターンが，各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後，さら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。
【００３５】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３６】
例えば，上記例では開口絞りを設ける位置を２つとした場合について説明したが，これに限定するものではなく，投影光学系の特性に応じてさらに多数の位置に設けるようにしてもよい。その際には，図１４に示した開口絞りに，さらに多数箇所の開口絞り機能を持たせるようにしてもよい。また，上記例では照明光学装置ＩＳの光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いた例を説明したが，これに限定するものではない。光源としては，ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ），あるいはＦ２レーザ（波長１５８ｎｍ），ＹＡＧレーザの高調波，水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等を用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上，詳細に説明したように本発明によれば，第２物体側にテレセントリックとなるように複数の位置に開口数（ＮＡ）を決定する開口絞りを配置することにより，露光領域全面で第２物体側のテレセントリックを達成でき，ウエハに反りが生じても投影倍率が変化しない。また，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保することができるので，高い解像度で大きなチップパターンを一度に露光できる。さらに，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパクトで高性能な投影光学系を提供できる。
【００３８】
また，本発明の別の観点によれば，開口数（ＮＡ）が可変な投影光学系を実現でき，その際に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセントリック性が最適になるようにすることができる。さらにまた，本発明の別の観点によれば，基板に反りがある場合でも投影倍率が変化することなく，基板上に高い解像度でマスクパターン像を転写可能な露光装置を提供でき，極めて微細な回路パターンを基板上の広い露光領域に形成可能なデバイスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズ断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズデータの実例を数値で示す図である。
【図４】 図３のレンズデータの続きを示す図である。
【図５】 図４の非球面の各非球面係数の値を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（ＮＡ）０．７５における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。
【図７】 図６の各光線の高さをグラフ化した図である。
【図８】 本発明の実施の形態に係る開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。
【図９】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（ＮＡ）０．５における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。
【図１１】 図１０の各光線の高さをグラフ化した図である。
【図１２】 本発明の実施の形態に係る開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。
【図１３】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。
【図１４】 本発明の実施の形態に係る開口絞りの一例である。
【図１５】 本発明の実施の形態の露光装置を用いて回路パターンを形成する動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３ 開口絞り
ＩＳ 照明光学装置
ＰＬ 投影光学系
Ｒ レチクル
W ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は，第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系，この投影光学系を備え，半導体素子，または液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程中でマスクパターンを基板上に転写する際に使用される露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイス（半導体素子，撮像素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド，ＣＣＤ素子等）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を製造する際に，マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して，レジストが塗布されたウエハ（またはガラスプレート等）上に転写する一括露光型（ステッパー等），またはステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置が使用されている。転写される半導体集積回路等のパターンの微細化が進むに従い，その種の露光装置に備えられている投影光学系に対して特に解像力の向上が望まれている。投影光学系の解像力を向上させるには，露光波長をより短くするか，あるいは開口数（ＮＡ）を大きくすることが考えられる。
【０００３】
そこで近年，露光光については，水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎｍ）からｉ線（波長３６５ｎｍ）が用いられ，さらに最近ではより短波長の光を有する光源，例えばＫｒＦ（波長２４８ｎｍ），さらにはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザが用いられ，露光光の短波長化が進められている。また，開口数（ＮＡ）についても，高ＮＡ化が進められ，ＮＡが０．６を超える投影光学系も提案されてきている。
【０００４】
さらに，転写パターンの微細化が進むにつれて，投影光学系においては解像力の向上とともに像歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。ここで，像歪とは，投影光学系に起因するディストーション（歪曲収差）によるものの他，投影光学系の像側で焼き付けられるウエハの反り等によるものがある。ウエハの反りによる像歪への影響を少なくするためには，投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させた光学系，いわゆる像側テレセントリック光学系が従来用いられてきた。像側テレセントリック投影光学系の中でも，高ＮＡを確保しつつディストーションを良好に補正した例としては，特開平８−１６６５４０号公報，特開平８−１９００４７号公報等に開示されたのものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，開口数（ＮＡ）が大きくなると，瞳収差の量が無視できないほど大きくなり，１つの開口絞りだけでは，実質的に露光領域内で像側テレセントリックを得ることができなくなっていた。さらに，投影光学系の開口数（ＮＡ）を可変とするため，可変開口絞りを設けた場合，この可変開口絞りにより開口数（ＮＡ）を変化させると，瞳収差によって露光領域内で像側テレセントリックが得られなくなっていた。
【０００６】
瞳収差の中でも，瞳の像面湾曲が像側テレセントリックを悪化させることに対する試みは既に提案されており，開口絞りを光軸方向に移動させて最適化する案が特開平１１−１９５６０７号公報に開示されている。しかし，瞳収差の中で，瞳のコマ収差によって像側テレセントリックが悪化することは避けられない問題となっていた。そのため，開口数（ＮＡ）を変化させた際に，露光領域全面において，テレセントリック性の悪化や像面上での照度均一性の悪化が生じ，投影領域をあまり広くできないという不都合があった。
【０００７】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたものであり，露光領域全面で，射出瞳の中心を通過する光線が第２物体に対し垂直になる，所謂像側テレセントリックを達成し，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保しつつ諸収差を極めて良好に補正し得るコンパクトで高性能な投影光学系を提供することを目的としている。さらに，本発明は，上記のような投影光学系を備えた露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明は，請求項1に記載のように，第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，前記複数の位置に設けられた開口絞りは第２物体側にテレセントリックとなるように配置されていることを特徴とする投影光学系を提供する。複数の位置に開口絞りを配置することにより，瞳のコマ収差による第２物体側のテレセントリック性の悪化を最小限に抑えることが可能となり，露光領域全面で第２物体側のテレセントリックを達成し，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保することができる。また，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパクトで高性能な投影光学系を提供できる。
【０００９】
本発明は，請求項２に記載のように，第2物体側の開口数をＮＡとするとき，ＮＡ＞０．６の条件を満足するような投影光学系に好適である。このような光学系では瞳収差が無視できない量となっているため，特に有効である。また，請求項３に記載のように，第２物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差をΔＮＡとするとき，ΔＮＡ＜０．００７の条件を満足するよう構成されていることが好ましい。この条件を満たさないと，露光領域全面で像側テレセントリックが得られず，ウエハの反りによる像歪が増大する。また，開口数の差が大きいと，基板に投影されるパターンの線幅の均一性が得られなくなるからである。さらに，請求項４に記載のように，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であるよう構成することが好ましく，これにより開口数（ＮＡ）が可変な投影光学系を実現できる。
【００１０】
本発明の別の観点によれば，請求項５に記載のように，第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であり，開口部の大きさを変化させたときに第２物体側にテレセントリックとなるように前記開口絞りのうち少なくとも１つは光軸方向に位置を変更可能であることを特徴とする投影光学系が提供される。かかる構成によれば，開口数(ＮＡ)を変化させた場合に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセントリック性が最適になるようにすることができる。特に，瞳の湾曲収差が存在する場合に，開口数（ＮＡ）の変化に伴ないその湾曲した瞳面に沿って開口絞りの位置を変更できるため，有効である。
【００１１】
なお，請求項６に記載のように，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも２つは同一部材からなるように構成してもよい。かかる構成によれば，１つの部材で複数の開口絞りの機能を持たせることが可能になり，部品点数を少なくできるので，組立が容易であり，コスト削減につながる。
【００１２】
本発明の別の観点によれば，請求項７に記載のように，前記の投影光学系と，前記第１物体としてのマスク，及び前記第２物体としての基板を位置決めするステージ系と，前記マスクを照明する照明光学系と，を具備し，前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで，前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前記基板上に投影することを特徴とする露光装置が提供される。前記投影光学系は大きな開口数（ＮＡ）で像側テレセントリックを達成しているため，高い解像度が得られると共に，基板の反りが生じても投影倍率が変化しない。また，広い露光領域が得られるため，大きなチップパターンを一度に露光できる。
【００１３】
さらに本発明の別の観点によれば，請求項８に記載のように，前記露光装置を用いたデバイスの製造方法であって，前記基板上に感光材料を塗布する第１工程と，前記基板上に前記投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を投影する第２工程と，前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と，該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の回路パターンを形成する第４工程と，を有することを特徴とするデバイスの製造方法が提供される。かかる構成によれば，基板上に高い解像度でデバイス用の回路パターンを形成でき，良好なデバイスを製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付すことにより，重複説明を省略する。
【００１５】
本例は，投影露光装置の投影光学系に本発明を適用したものである。図1は，本例の投影光学系ＰＬを備えた投影露光装置を示す。図1において，投影光学系ＰＬの物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてのレチクルＲ（第１物体）が配置され，投影光学系ＰＬの像面には，基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハW（第２物体）が配置されている。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保持され，ウエハＷはウエハステージＷＳ上に保持され，レチクルＲの上方には，レチクルＲを均一に照明するための照明光学装置ＩＳが配置されている。
【００１６】
投影光学系ＰＬは，瞳位置近傍の２つの位置にそれぞれ開口数（ＮＡ）を決定する開口絞りＡＳ１，ＡＳ２を有すると共に，レチクルＲ側及びウエハW側において，実質的にテレセントリックとなっている。そして，照明光学装置ＩＳは，ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）からなる露光光源，この露光光の照度分布を均一化するためのフライアイレンズ，照明系開口絞り，可変視野絞り（レチクルブラインド），及びコンデンサレンズ系等から構成されている。
【００１７】
照明光学装置ＩＳから供給される露光光は，レチクルＲを照明し，投影光学系ＰＬの瞳位置には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成され，所謂ケーラー照明が行われる。そして，ケーラー照明されたレチクルＲのパターンの像が，投影光学系ＰＬを介して投影倍率で縮小されてウエハW上に露光され，転写される。
【００１８】
次に実施の形態である投影光学系ＰＬの構成を詳細に説明する。図2は，投影光学系ＰＬのレンズ断面図である。図2に示すように，投影光学系ＰＬは，瞳位置近傍の２つの位置にＮＡを決定する２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２を有する。開口絞りＡＳ１，ＡＳ２は，ともに開口部の大きさが変更可能な可変開口絞りであり，光軸方向に移動可能である。そして，２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２によって，射出瞳の中心を通過する光線が，第２物体としてのウエハWに対し垂直になるように，すなわち，投影光学系ＰＬは像側テレセントリックになるように構成されている。
【００１９】
図３及び図４は，投影光学系ＰＬのレンズデータである。なお，図４は図３の続きを示しており，両者を合わせて一連のレンズデータとする。図３，図４において，１番から５６番までの連番は各レンズの面を示す番号である。連番は第１物体であるレチクルＲ側から第２物体であるウエハＷ側へ向けた順に振ってある。ｒは各レンズ面の曲率半径，ｄは各レンズ面間の距離で硝材は全て石英である。光源の波長２４８ｎｍにおける石英の屈折率は１．５０８３９である。またこの投影光学系ＰＬにおいて，開口数（ＮＡ）の最大は０．７５，レチクルＲから連番の1番の面までの距離である投影距離ｄ０は７１．３９７ｍｍ，倍率βは１／４，連番の５６番の面からウエハＷまでの距離であるバック焦点距離Ｂｆは１２．０００ｍｍ，第２物体のウエハＷにおける露光領域は直径２７．４４ｍｍの円である。
【００２０】
レンズデータにおいて，１０番の面と３２番の面は非球面を使用し，０．７５という高ＮＡを実現している。図５はその非球面形状を下記の式で定義した場合の各係数の値である。
非球面の定義式
【００２１】
【数１】
ここで，Z:光軸に対する平行面のサグ
c:面頂点での曲率
κ:円錐係数（κ=0:球面）
h:光軸からの距離
【００２３】
２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２は，連番の４２番の面と４３番の面の間に設けられている。以下に，これら２つの開口絞りＡＳ１，ＡＳ２の作用，効果について説明する。物体面の光軸上から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の光線をＬoとする。物体面の最大高の位置から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の上側の光線と下側の光線をそれぞれＬｐｕ，Ｌｐｌとする。Ｌｐｕが上コマ側，Ｌｐｌが下コマ側の光線にあたる。上記したように，倍率βが１／４，露光領域が直径２７．４４ｍｍの円であるから，物体高の最大値は５４．８８ｍｍである。
【００２４】
そして，Ｌo，Ｌｐｕ，Ｌｐｌの光線の高さをそれぞれｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとする。ここで，光線の高さとは，光軸からの距離のことである。図６は，最大開口数（ＮＡ）０．７５における，開口絞り前後の面での各光線の高さを示したものである。開口絞りの前後の面とは，連番の４２番の面と４３番の面において，光軸上で接し光軸に垂直な接平面のことである。図７は，図６の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が４２面からの距離，縦軸が光線高である。
【００２５】
一般的に，開口絞りは主光線が光軸を切る位置に置くことが理想的であるが，比較的大きい開口数(ＮＡ)を有する投影光学系においては，物体面の光軸上から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の光線Ｌoと，物体面の最大高の位置から，最大開口数(ＮＡ)を有するように光線追跡した時の上コマ側と下コマ側の光線Ｌｐｕ，Ｌｐｌとが同じ高さになる位置で開口数(ＮＡ)を決定することが望ましい。すなわち，図７において，ｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとして描かれた３つの線分が交わる位置で開口数を決定することが望ましい。しかしながら，図７を見ると，これら３つの線分は１点で交わっていない。これは瞳収差の為である。これを解消する為に，瞳収差補正を敢えて求めようとすれば，光学系の巨大化や製造コストの上昇を招き，好ましくない。
【００２６】
そこで，複数の位置に開口数(ＮＡ)を決定する開口絞りを配置する。これにより，瞳のコマ収差による像側テレセントリック性の悪化を最小限に抑えることができる。図７に示す場合において，最適な開口絞りを設定するとすれば，ｈoとｈｐｕの交点，ｈoとｈｐｌの交点の位置に，各光線高に応じた大きさの開口絞りを配置することが好ましい。すなわち，連番の４２番の面から第２物体側に１８．５８２ｍｍの位置に直径２４０．１５ｍｍの開口絞りＡＳ１，連番の４２番の面から第２物体側に４４．４４４ｍｍの位置に直径２４６．２４ｍｍの開口絞りＡＳ２，の２つの開口絞りを配置する。図８は，このように開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図８において，Ｓ４２，Ｓ４３はそれぞれ４２番の面の接平面，４３番の面の接平面である。
【００２７】
上記のように２つの開口絞りを配置した時に，第２物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第２物体側の開口数をそれぞれＮＡｐｕとＮＡｐｌとする。このＮＡｐｕとＮＡｐｌを，第２物体側の露光領域全域で算出したものが図９である。図９を参照すると，露光領域全域における開口数は０．７５に等しいか極めて近い値である。図９より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差をΔＮＡとすると，ΔＮＡが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第２物体側で良好なテレセントリックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することにより，露光領域全面での開口数（ＮＡ）の差の最小化が可能となる。
【００２８】
次に，開口絞りの開口部の大きさを小さくして，開口数(ＮＡ)０．５とした場合について，上記の開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同様に調べてみる。図１０は開口数(ＮＡ)０．５における，開口絞り前後の面での各光線の高さを示したものである。図１１は，図１０の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が４２面からの距離，縦軸が光線高である。この場合もＬo，Ｌｐｕ，Ｌｐｌ，ｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌの定義は上述の開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同じであり，開口数(ＮＡ)のみ０．５に置き換えて考えればよい。
【００２９】
図１１に示すように，瞳収差の為にｈo，ｈｐｕ，ｈｐｌとして描かれた３つの線分は１点で交わっていない。そこで，最適な開口絞りを設定するとすれば，開口数(ＮＡ)０．７５の場合と同様に考えて，以下のように設定できる。ｈoとｈｐｕの交点から，連番の４２番の面から第２物体側に６．４１８ｍｍの位置に直径１５０．７ｍｍの開口絞りＡＳ１を配置し，ｈoとｈｐｌの交点から，連番の４２番の面から第２物体側に２４．３９７ｍｍの位置に直径１５２．９ｍｍの開口絞りＡＳ２を配置する。図１２は，このように開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図１２において，Ｓ４２，Ｓ４３はそれぞれ４２番の面の接平面，４３番の面の接平面である。
【００３０】
上記のように２つの開口絞りを配置した時に，第２物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第２物体側の開口数をそれぞれＮＡｐｕとＮＡｐｌとする。このＮＡｐｕとＮＡｐｌを，第２物体側の露光領域全域で算出したものが図１３である。図１３を参照すると，露光領域全域における開口数は０．５に等しいか極めて近い値である。図１３より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差をΔＮＡとすると，ΔＮＡが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第２物体側で良好なテレセントリックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することにより，露光領域全面での開口数（ＮＡ）の差の最小化が可能となる。
【００３１】
上記や図８，図１２からわかるように，開口数(ＮＡ)が０．５の場合に比べ０．７５の場合では，２つの開口絞りの間隔と直径の差が広がっている。これは開口数が大きいほうが瞳収差が大きいからである。よって，開口数(ＮＡ)が大きい投影光学系では，複数の開口絞りを有することが特に有効となる。
【００３２】
上記では，開口絞りＡＳ１，ＡＳ２ともに可変開口絞りである場合について述べたが，２つの開口絞りのうち少なくとも１つが可変開口絞り機構を有することで，開口数(ＮＡ)が可変な投影光学系が実現できる。１つの開口絞りしか可変開口絞り機構を持たない場合は，上記の例では，瞳の像面湾曲を考慮して，第１物体側に近い開口絞りＡＳ１に可変機構を適用することが望ましい。このように開口数(ＮＡ)が可変な投影光学系においては，開口数(ＮＡ)を変化させると同時に，像側テレセントリック性が最適になるように，開口絞りを光軸に沿って移動できるよう構成されていることが望ましい。なお，必ずしもＡＳ１，ＡＳ２ともに光軸方向に移動可能である必要は無く，投影光学系の特性に応じて，２つの開口絞りのうち１つが光軸方向に移動可能であるように構成されていてもよい。
【００３３】
上記のような複数の開口絞りを配置する代わりに，第１物体側と第２物体側で，異なる開口を有する光軸方向に厚い１枚の開口絞りを配置しても等価の効果が得られる。図１４にその一例を示す。開口絞りＡＳ３は，リング形状をしており，厚みＨを有し，その内径は直径Ｄ１からＤ２に変化するテーパー形状になっている。ここで，Ｄ１，Ｄ２を上述の開口絞りＡＳ１，ＡＳ２の直径と等しく，Ｈをこれら２つの開口絞りの間隔と等しくなるように製作すれば，１つの部材で２箇所の開口絞り機能を持たせることができる。なお，開口絞りＡＳ３の内径は必ずしもテーパー形状になっている必要は無く，必要な光線を遮断しない形状になっていればよい。
【００３４】
次に，上記の実施の形態の投影露光装置を用いてウエハ上に所定の回路パターンを形成する際の動作の一例について図１５を参照して説明する。まず，図１５のステップ１０１において，１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ１０２において，その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後，ステップの１０３において，図２の投影光学系ＰＬを備えた図１の露光装置を利用して，レチクルＲ上のパターンの像が投影光学系ＰＬを介して，その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後，ステップ１０４において，その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像を行う。その後，ステップ１０５において，１ロットのウエ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，レチクルＲ上のパターンに対応する回路パターンが，各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後，さら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。
【００３５】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３６】
例えば，上記例では開口絞りを設ける位置を２つとした場合について説明したが，これに限定するものではなく，投影光学系の特性に応じてさらに多数の位置に設けるようにしてもよい。その際には，図１４に示した開口絞りに，さらに多数箇所の開口絞り機能を持たせるようにしてもよい。また，上記例では照明光学装置ＩＳの光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いた例を説明したが，これに限定するものではない。光源としては，ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ），あるいはＦ２レーザ（波長１５８ｎｍ），ＹＡＧレーザの高調波，水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等を用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上，詳細に説明したように本発明によれば，第２物体側にテレセントリックとなるように複数の位置に開口数（ＮＡ）を決定する開口絞りを配置することにより，露光領域全面で第２物体側のテレセントリックを達成でき，ウエハに反りが生じても投影倍率が変化しない。また，十分大きな開口数（ＮＡ）と広い露光領域とを確保することができるので，高い解像度で大きなチップパターンを一度に露光できる。さらに，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパクトで高性能な投影光学系を提供できる。
【００３８】
また，本発明の別の観点によれば，開口数（ＮＡ）が可変な投影光学系を実現でき，その際に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセントリック性が最適になるようにすることができる。さらにまた，本発明の別の観点によれば，基板に反りがある場合でも投影倍率が変化することなく，基板上に高い解像度でマスクパターン像を転写可能な露光装置を提供でき，極めて微細な回路パターンを基板上の広い露光領域に形成可能なデバイスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズ断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズデータの実例を数値で示す図である。
【図４】 図３のレンズデータの続きを示す図である。
【図５】 図４の非球面の各非球面係数の値を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（ＮＡ）０．７５における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。
【図７】 図６の各光線の高さをグラフ化した図である。
【図８】 本発明の実施の形態に係る開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。
【図９】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（ＮＡ）０．５における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。
【図１１】 図１０の各光線の高さをグラフ化した図である。
【図１２】 本発明の実施の形態に係る開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。
【図１３】 本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。
【図１４】 本発明の実施の形態に係る開口絞りの一例である。
【図１５】 本発明の実施の形態の露光装置を用いて回路パターンを形成する動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３ 開口絞り
ＩＳ 照明光学装置
ＰＬ 投影光学系
Ｒ レチクル
W ウエハ
Claims (8)
- 第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，
前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，
前記複数の位置に設けられた開口絞りは，物体面の光軸上から最大開口数を有するように光線追跡した時の光線と，物体面の最大高の位置から最大開口数を有するように光線追跡した時の上コマ側と下コマ側の光線とが同じ高さになるように配置されていることを特徴とする投影光学系。 - 前記第２物体側の開口数をＮＡとするとき，ＮＡ＞０．６の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
- 前記第２物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差をΔＮＡとするとき，ΔＮＡ＜０．００７の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系。
- 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投影光学系。
- 第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって，
前記投影光学系内の複数の位置に開口数を決定するための開口絞りが設けられ，
前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも１つは開口部の大きさが変更可能であり，
開口部の大きさを変化させたときに，物体面の光軸上から最大開口数を有するように光線追跡した時の光線と，物体面の最大高の位置から最大開口数を有するように光線追跡した時の上コマ側と下コマ側の光線とが同じ高さになるように前記開口絞りのうち少なくとも１つは光軸方向に位置を変更可能であることを特徴とする投影光学系。 - 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも２つは同一部材からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の投影光学系。
- 請求項１から６のいずれか１項に記載の投影光学系と，
前記第１物体としてのマスク，及び前記第２物体としての基板を位置決めするステージ系と，
前記マスクを照明する照明光学系と，
を具備し，
前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで，前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前記基板上に投影することを特徴とする露光装置。 - 請求項７に記載の露光装置を用いたデバイスの製造方法であって，
前記基板上に感光材料を塗布する第１工程と，
前記基板上に前記投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を投影する第２工程と，
前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と，
該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の回路パターンを形成する第４工程と，
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
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