JP5682248B2 - 反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、反射結像光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えばEUV光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露光装置に好適な反射結像光学系に関するものである。
半導体素子などの製造に使用される露光装置として、例えば5〜40nm程度の波長を有するEUV(Extreme UltraViolet:極紫外線)光を用いるEUVL(Extreme UltraViolet Lithography:極紫外リソグラフィ)露光装置が注目されている。露光光としてEUV光を用いる場合、使用可能な透過光学材料および屈折光学材料がないため、反射型のマスクを用いるとともに、投影光学系として反射光学系(反射部材のみにより構成された光学系)を用いることになる。
従来、EUVL露光装置の投影光学系に適用可能な反射結像光学系として、物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射光学系に代えて、物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射光学系を使用することが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。以下、本明細書では、「物体面を挟んで光学系側に入射瞳を有する反射結像光学系」を「正瞳タイプの反射結像光学系」と称し、「物体面を挟んで光学系の反対側に入射瞳を有する反射結像光学系」を「逆瞳タイプの反射結像光学系」と称する。
米国特許第6,781,671号明細書
EUVL露光装置の投影光学系として正瞳タイプの反射結像光学系を採用すると、照明光学系においてオプティカルインテグレータとマスクとの間の光路中にコンデンサー光学系を配置する必要があるため、ミラー枚数の増大により光効率が低下する。これに対し、逆瞳タイプの反射結像光学系を採用すると、コンデンサー光学系を配置する必要がなくなるので、ミラー枚数の削減により光効率を高めることができる。
しかしながら、特許文献1に開示された逆瞳タイプの反射結像光学系では、入射瞳と物体面との間の光軸に沿った距離(以下、単に「入射瞳距離」ともいう)が比較的短いため、オプティカルインテグレータの第1フライアイ光学系で波面分割された各光束がマスク上に形成する各照野の重なり誤差が発生し易く、ひいては光量損失が発生し易い。なお、逆瞳タイプの反射結像光学系において入射瞳距離だけを単に長くすると、反射結像光学系の物体面における有効視野の光軸からの距離が大きくなり過ぎて、良好な収差補正が難しくなる。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えばEUV光を用いる露光装置に適用可能な反射光学系であって、入射瞳距離が比較的大きく確保され且つ収差が良好に補正された逆瞳タイプの反射結像光学系を提供することを目的とする。また、本発明の逆瞳タイプの反射結像光学系を露光装置の投影光学系に適用することにより、例えば露光光としてEUV光を用いて大きな解像力を確保し、高解像度で投影露光を行うことを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の第1形態に従えば、第1面に配置される物体の像を第2面上に形成する反射結像光学系であって、
前記第1面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置する入射瞳を有し、
前記入射瞳と前記第1面との間の光軸に沿った距離をPDとし、前記第1面と前記第2面との間の光軸に沿った距離をTTとし、前記第1面に入射する主光線の入射角度(rad)をRとしたとき、
−14.3<(PD/TT)/R<−8.3
の条件を満足する反射結像光学系が提供される。
本発明の第2形態に従えば、光源からの光により前記第1面に設置された前記物体としての所定のパターンを照明するための照明光学系と、前記所定のパターンを前記第2面に設置された感光性基板に投影するための第1形態の反射結像光学系とを備えている露光装置が提供される。
本発明の第3形態に従えば、第2形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することを含むデバイス製造方法が提供される。
本発明では、逆瞳タイプ光学系としての反射結像光学系において、入射瞳と第1面との間の光軸に沿った距離PD、第1面と第2面との間の光軸に沿った距離TT、および第1面に入射する主光線の入射角度が、所要の条件を満足することにより、入射瞳距離が比較的大きく確保され且つ収差が良好に補正された逆瞳タイプの反射結像光学系を実現することができる。その結果、本発明の反射結像光学系と組み合わせて用いられる照明光学系では、各照野の重なり誤差を小さく抑えることができる。
本発明の反射結像光学系を露光装置に適用した場合、露光光として例えば5nm乃至40nmの波長を有するEUV光を使用することができる。この場合、反射結像光学系に対して転写すべきマスクのパターン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高解像度で投影露光することが可能になる。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、高精度なデバイスを製造することができる。
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。 ウェハ上に形成される円弧状の有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。 本実施形態の各実施例にかかる反射結像光学系の基本構成を概略的に示す図である。 第1実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第2実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第3実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第4実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第5実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第6実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第7実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 第8実施例にかかる反射結像光学系の構成を概略的に示す図である。 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いて、そのフローチャートを示す図である。
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有効結像領域と光軸との位置関係を示す図である。図1において、反射結像光学系6の光軸AX方向すなわち感光性基板であるウェハ7の露光面(転写面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハ7の露光面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハ7の露光面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
図1において、露光光を供給するための光源1は、たとえばレーザプラズマX線源を備えている。光源1として、放電プラズマ光源や他のX線源を用いることができる。光源1から射出された光は、必要に応じて配置された波長選択フィルタ(不図示)を介して、照明光学系ILに入射する。波長選択フィルタは、光源1が供給する光から、所定波長(例えば13.5nm)のEUV光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。波長選択フィルタを経たEUV光は、一対のフライアイ光学系(フライアイミラー)2aおよび2bからなるオプティカルインテグレータへ導かれる。
第1フライアイ光学系2aは並列配置された複数の第1反射光学要素を有し、第2フライアイ光学系2bは第1フライアイ光学系2aの複数の第1反射光学要素に対応するように並列配置された複数の第2反射光学要素を有する。具体的に、第1フライアイ光学系2aは例えば円弧状の外形を有する多数の凹面鏡要素を縦横に且つ稠密に配列することにより構成され、第2フライアイ光学系2bは例えば矩形状の外形を有する多数の凹面鏡要素を縦横に且つ稠密に配列することにより構成されている。フライアイ光学系2aおよび2bの詳細な構成および作用については、たとえば米国特許出願公開第2002/0093636A1号明細書を参照することができる。
こうして、第2フライアイ光学系2bの反射面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。この実質的な面光源は、一対のフライアイ光学系2aおよび2bからなる照明光学系ILの射出瞳位置に形成される。照明光学系ILの射出瞳位置(すなわち第2フライアイ光学系2bの反射面の近傍位置)は、逆瞳タイプの反射結像光学系(投影光学系)6の入射瞳の位置と一致している。
実質的な面光源からの光、すなわち照明光学系ILから射出された光は、斜入射ミラー3により反射された後、反射型のマスク4にほぼ平行に且つ近接して配置された視野絞り(不図示)の円弧状の開口部(光透過部)を介して、マスク4上に円弧状の照明領域を形成する。このように、光源1および照明光学系IL(2a,2b)は、所定のパターンが設けられたマスク4をケーラー照明するための照明系を構成している。また、第2フライアイ光学系2bとマスク4との間の光路中には、パワーを有する反射鏡が配置されていない。反射鏡のパワーとは、当該反射鏡の焦点距離の逆数である。なお、パワーを有する反射鏡が配置されていても良いことは勿論である。
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。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やエンコーダにより計測される。マスク4上には、例えばY軸に関して対称な円弧状の照明領域が形成される。照明されたマスク4からの光は、反射結像光学系6を介して、感光性基板であるウェハ7上にマスク4のパターン像を形成する。
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有効結像領域(静止露光領域)ER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Y0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の円弧状の有効結像領域ERが形成される。円弧状の有効結像領域ERは光軸AXを中心とする輪帯状の領域の一部であり、長さLYは円弧状の有効結像領域ERの中心と光軸とを結ぶ方向に沿った有効結像領域ERの幅寸法である。
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。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やエンコーダにより計測される。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、すなわち反射結像光学系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。
このとき、反射結像光学系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。
本実施形態において、各実施例にかかる反射結像光学系6は、図3に示すように、直線状に延びる単一の光軸AXに沿って、マスク4のパターン面と光学的に共役な位置にパターンの中間像を形成するための第1反射光学系G1と、マスク4のパターンの最終縮小像(中間像の像)をウェハ7上に形成するための第2反射光学系G2とを備えている。すなわち、マスク4のパターン面と光学的に共役な面が、第1反射光学系G1と第2反射光学系G2との間の光路中に形成される。
第1反射光学系G1は、光の入射順に、凹面状の反射面を有する第1反射鏡M1と、凸面状または凹面状の反射面を有する第2反射鏡M2と、凸面状の反射面を有する第3反射鏡M3と、凹面状の反射面を有する第4反射鏡M4とにより構成されている。第2反射光学系G2は、光の入射順に、凸面状の反射面を有する第5反射鏡M5と、凹面状の反射面を有する第6反射鏡M6とにより構成されている。第2反射鏡M2から第3反射鏡M3へ至る光路中に、開口絞りASが設けられている。反射結像光学系6の光路中には、この開口絞りAS以外に開口絞りが配置されておらず、反射結像光学系6の開口数は開口絞りASによる光束の制限によってのみ決定される。
各実施例では、マスク4のパターン面(第1面)において光軸AXから離れた領域(照明領域)からの光が、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状または凹面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状の反射面で順次反射された後、ウェハ7の表面(第2面)において光軸AXから離れた領域(有効結像領域ER)にマスクパターンの縮小像を形成する。
各実施例において、反射結像光学系6は、反射面の曲率中心が同一の軸上(光軸AX上)に配列される6つの反射鏡M1〜M6を備えている。すなわち、反射結像光学系6は6つの反射鏡M1〜M6を備え、6つの反射鏡M1〜M6のすべては、反射面の曲率中心が同一の軸上(光軸AX上)に配列するように設置される。また、すべての反射鏡M1〜M6は、光軸AXに関して回転対称な面に沿って形成された反射面を有する。また、各実施例の反射結像光学系6は、ウェハ側(像側)にほぼテレセントリックな光学系である。換言すれば、各実施例において、反射結像光学系6の像面上の各位置に達する主光線は像面に対してほぼ垂直である。この構成により、反射結像光学系6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っている。
本実施形態において、各実施例にかかる反射結像光学系6は、マスク4を挟んで反射結像光学系6の反対側に所定距離だけ離れた位置に入射瞳を有する逆瞳タイプの反射結像光学系である。逆瞳タイプの反射結像光学系における入射瞳距離PDは、正瞳タイプの反射結像光学系と組み合わせて用いられる照明光学系のコンデンサー光学系の焦点距離に対応している。正瞳タイプの反射結像光学系と組み合わせて用いられる照明光学系では、コンデンサー光学系の焦点距離を比較的大きく設定することにより、第1フライアイ光学系を構成する複数の円弧状の反射鏡要素によって波面分割された各光束がマスク上に形成する各照野の重なり誤差を小さく抑えることができる。
したがって、逆瞳タイプの反射結像光学系と組み合わせて用いられる照明光学系では、反射結像光学系の入射瞳距離PDを比較的大きく確保することにより、各照野の重なり誤差を小さく抑えることが可能になる。逆瞳タイプの反射結像光学系において入射瞳距離PDを大きく確保するには、物体側(マスク側)の有効視野の中心に入射する主光線の入射角度Rの絶対値を小さく抑えるか、あるいは有効視野の中心を光軸から比較的大きく離間させる必要がある。
EUVL露光装置では、反射型のマスクが用いられるため、マスク面(マスクのパターン面)に入射する主光線の入射角度Rの絶対値を小さくし過ぎると、マスクに入射する光束とマスクで反射された光束との分離が困難になってしまう。そのため、マスク面に入射する主光線の入射角度Rを所要の角度範囲に保ちつつ入射瞳距離PDを大きく確保するには、有効視野の中心を光軸から比較的大きく離間させる必要がある。ただし、有効視野の中心と光軸との距離が大きくなるにつれて、反射結像光学系の収差補正は困難になる。
本実施形態では、逆瞳タイプの反射結像光学系の入射瞳とマスク面(第1面)との間の光軸に沿った距離PD、マスク面とウェハ面(ウェハの転写面:第2面)との間の光軸に沿った距離TT、およびマスク面に入射する主光線の入射角度R(rad)が、次の条件式(1)を満足する。入射角度Rは、図3に示すように、マスク面に入射する主光線が光軸AXから反時計回りに測った場合に負の値をとるものとする。なお、マスク面で反射した主光線が光軸AXから反時計回りに測った場合に負の値をとるものとしてもよい。
−14.3<(PD/TT)/R<−8.3 (1)
反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTを小さくし過ぎると、有効視野の中心と光軸との距離が小さくなり、反射結像光学系の各反射鏡とその近傍を通過する光束との分離が難しくなる。また、PD/TTが小さい状態で各反射鏡と光束との干渉を回避しようとすると、各反射鏡の反射面の曲率が強くなり、各反射鏡への光の入射角度が大きくなり、ひいては各反射鏡の反射率が低下する。これは、EUV光を用いる反射結像光学系では各反射鏡の反射面が多層膜で形成されており、各反射鏡での反射率を高めるには各反射鏡への光の入射角度をできるだけ小さくしなければならないからである。逆に、PD/TTを大きくし過ぎると、有効視野の中心と光軸との距離が大きくなって各反射鏡からの光束分離が容易になるが、反射結像光学系の収差補正は難しくなる。
一方、有効視野の中心と光軸との距離を大きくしても、マスク面への主光線の入射角度Rの絶対値を大きくし過ぎると、入射瞳距離PDが小さくなり、ひいては各照野の重なり誤差が大きく発生してしまう。逆に、マスク面への主光線の入射角度Rの絶対値を小さくし過ぎると、入射瞳距離PDが大きくなって各照野の重なり誤差を小さくすることが容易になるが、マスクへの入射光束とマスクからの反射光束との干渉を回避することが困難になってしまう。
本実施形態では、入射瞳距離PD、光学系の全長TT、およびマスク面に入射する主光線の入射角度Rが、条件式(1)を満足することにより、入射瞳距離PDが比較的大きく確保され且つ収差が良好に補正された逆瞳タイプの反射結像光学系を実現することができる。
その結果、本実施形態の反射結像光学系と組み合わせて用いられる照明光学系では、各照野の重なり誤差を小さく抑えることができる。なお、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式(1)の上限値を−8.6に設定することができる。また、本実施形態の効果をさらに良好に発揮するために、条件式(1)の下限値を−13.7に設定することができる。
本実施形態の各実施例において、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(サグ量)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(a)で表される。
z=(y2/r)/{1+{1−(1+κ)・y2/r21/2
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+C12・y12
+C14・y14+C16・y16+C18・y18 (a)
[第1実施例]
図4は、本実施形態の第1実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図4を参照すると、第1実施例の反射結像光学系において、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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。
次の表(1)に、第1実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。表(1)の主要諸元の欄において、λは露光光の波長を、βは結像倍率の大きさを、NAは像側(ウェハ側)開口数を、Y0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は有効結像領域ERのX方向に沿った寸法を、LYは有効結像領域ERのY方向に沿った寸法(円弧状の有効結像領域ERの幅寸法)をそれぞれ表している。
また、表(1)の光学部材諸元の欄において、面番号は物体面であるマスク面(マスク4のパターン面)から像面であるウェハ面(ウェハ7の転写面)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(中心曲率半径: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。
また、表(1)の条件式対応値の欄において、PDは入射瞳とマスク面との間の光軸に沿った距離(入射瞳距離)を、TTはマスク面とウェハ面との間の光軸に沿った距離(全長)を、Rはマスク面に入射する主光線の入射角度(rad)をそれぞれ表している。上述の表記は、以降の表(2)〜表(8)においても同様である。
表(1)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.35
Y0=53.45mm
LX=26mm
LY=1.5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1296.22
1 -1377.55 -583.38 (第1反射鏡M1)
2 -5200.08 325.04 (第2反射鏡M2)
168.34 (開口絞りAS)
3 746.75 -695.56 (第3反射鏡M3)
4 1054.95 1388.18 (第4反射鏡M4)
5 606.82 -552.62 (第5反射鏡M5)
6 664.95 600.28 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=2.823×10-2
4=2.080×10-116=1.928×10-17
8=1.115×10-2210=−1.442×10-27
12=1.189×10-3214=−5.297×10-38
16=1.246×10-4318=−1.212×10-49

2面
κ=−8.020
4=5.770×10-106=−1.124×10-15
8=−9.397×10-2110=9.707×10-25
12=−3.641×10-2914=7.470×10-34
16=−8.172×10-3918=3.734×10-44

3面
κ=−1.285×10
4=−2.004×10-96=4.865×10-14
8=−1.422×10-1810=5.719×10-23
12=−3.085×10-2714=1.399×10-31
16=−3.934×10-3618=5.063×10-41

4面
κ=−3.161×10-2
4=−2.024×10-126=−4.878×10-17
8=1.015×10-2210=6.735×10-28
12=−7.840×10-3314=3.165×10-38
16=−6.183×10-4418=4.813×10-50

5面
κ=0
4=5.038×10-96=5.070×10-14
8=9.761×10-1910=−1.829×10-23
12=2.011×10-2714=−4.616×10-32
16=0 C18=0

6面
κ=−7.735×10-2
4=4.697×10-116=1.510×10-16
8=3.076×10-2210=6.945×10-28
12=1.882×10-3314=3.503×10-39
16=0 C18=0

(条件式対応値)
PD=2000mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−9.5
第1実施例の反射結像光学系では、円弧状の有効結像領域ER内の各点について波面収差のRMS(root mean square:自乗平均平方根あるいは平方自乗平均)の値を求めたところ、最大値(最悪値)が0.0353λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。すなわち、第1実施例では、0.35という比較的大きな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×1.5mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
また、第1実施例では、各反射鏡への最大入射角度が25度以下である。その結果、各反射鏡の反射面を構成する多層膜での反射率が比較的高く、ひいては反射結像光学系における反射による光量損失を小さく抑えることができる。また、各反射鏡への最大入射角度を小さく抑えると各反射鏡とその近傍を通過する光束との干渉を回避することが困難になり易いが、第1実施例では各反射鏡への最大入射角度を小さく抑えているにも関わらず、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に8mm以上の間隔が確保されている。
[第2実施例]
図5は、本実施形態の第2実施例にかかる反射結像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反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(2)に、第2実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(2)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.35
Y0=50.75mm
LX=26mm
LY=1.5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1302.53
1 -1264.43 -530.89 (第1反射鏡M1)
2 -3198.75 311.75 (第2反射鏡M2)
179.92 (開口絞りAS)
3 630.76 -541.62 (第3反射鏡M3)
4 880.99 1231.94 (第4反射鏡M4)
5 589.97 -501.10 (第5反射鏡M5)
6 608.76 547.47 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=2.606×10-116=3.598×10-17
8=−4.689×10-2310=4.608×10-28
12=−9.418×10-3414=−2.485×10-41
16=2.320×10-4518=0

2面
κ=0
4=8.197×10-106=−2.264×10-15
8=1.331×10-2010=4.063×10-26
12=−6.489×10-3014=1.195×10-34
16=−7.330×10-4018=0

3面
κ=0
4=−7.292×10-96=1.050×10-13
8=−1.871×10-1810=1.461×10-23
12=1.046×10-2714=−5.549×10-32
16=9.524×10-3718=0

4面
κ=0
4=−3.020×10-116=1.023×10-16
8=−1.724×10-2110=1.183×10-26
12=−5.195×10-3214=1.264×10-37
16=−1.344×10-4318=0

5面
κ=0
4=5.947×10-96=6.675×10-14
8=7.648×10-1910=1.677×10-22
12=−2.838×10-2614=2.536×10-30
16=−8.671×10-3518=0

6面
κ=0
4=2.097×10-116=1.288×10-16
8=3.348×10-2210=3.976×10-28
12=1.821×10-3214=−1.838×10-37
16=9.582×10-4318=0

(条件式対応値)
PD=1900mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−9.0
第2実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0352λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。すなわち、第2実施例においても第1実施例と同様に、0.35という比較的大きな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×1.5mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
第2実施例では、反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTが第1実施例よりも僅かに小さくなっているため、各反射鏡への最大入射角度が第1実施例よりも若干大きくなっている。具体的に、第2実施例では、各反射鏡への最大入射角度が26.7度以下である。その結果、第2実施例においても、各反射鏡の反射面を構成する多層膜での反射率が比較的高く、ひいては反射結像光学系における反射による光量損失を小さく抑えることができる。また、第2実施例では、第1実施例と同様に、各反射鏡とその近傍を通過する光束との間に8mm以上の間隔が確保されている。
[第3実施例]
図6は、本実施形態の第3実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図6を参照すると、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、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(3)に、第3実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(3)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.35
Y0=49.25mm
LX=26mm
LY=1.5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1309.66
1 -1264.27 -525.87 (第1反射鏡M1)
2 -3096.74 324.37 (第2反射鏡M2)
186.38 (開口絞りAS)
3 650.35 -543.01 (第3反射鏡M3)
4 880.29 1207.50 (第4反射鏡M4)
5 574.15 -499.37 (第5反射鏡M5)
6 601.80 540.34 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=2.415×10-116=3.098×10-17
8=−5.961×10-2410=9.990×10-29
12=7.751×10-3414=−4.450×10-39
16=7.045×10-4518=0

2面
κ=0
4=7.217×10-106=−1.514×10-15
8=8.264×10-2210=3.515×10-25
12=−1.178×10-2914=1.668×10-34
16=−8.942×10-4018=0

3面
κ=0
4=−6.715×10-96=8.839×10-14
8=−1.280×10-1810=−1.356×10-23
12=2.345×10-2714=−9.368×10-32
16=1.447×10-3618=0

4面
κ=0
4=−2.825×10-116=9.153×10-17
8=−1.682×10-2110=1.214×10-26
12=−5.553×10-3214=1.396×10-37
16=−1.524×10-4318=0

5面
κ=0
4=6.324×10-96=7.812×10-14
8=4.904×10-1910=2.898×10-22
12=−4.598×10-2614=3.940×10-30
16=−1.320×10-3418=0

6面
κ=0
4=2.136×10-116=1.303×10-16
8=3.613×10-2210=8.861×10-29
12=2.816×10-3214=−3.012×10-37
16=1.533×10-4218=0

(条件式対応値)
PD=1840mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−8.8
第3実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0496λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第3実施例では、反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTが第2実施例よりもさらに小さくなっており、各反射鏡への最大入射角度の制約と各反射鏡からの光束分離とのトレードオフの関係から、波面収差のRMSの最大値が第1実施例および第2実施例よりも大きくなっている。しかしながら、第3実施例においても、0.35という比較的大きな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×1.5mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
[第4実施例]
図7は、本実施形態の第4実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図7を参照すると、第4実施例においても第1実施例〜第3実施例と同様に、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(4)に、第4実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(4)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.35
Y0=56.05mm
LX=26mm
LY=1.5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1135.58
1 -1243.69 -500.02 (第1反射鏡M1)
2 -3183.34 324.77 (第2反射鏡M2)
178.12 (開口絞りAS)
3 893.04 -803.06 (第3反射鏡M3)
4 1212.24 1611.20 (第4反射鏡M4)
5 624.42 -592.24 (第5反射鏡M5)
6 712.17 645.65 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=2.018×10-116=5.131×10-17
8=−2.142×10-2210=1.649×10-27
12=−5.805×10-3314=1.079×10-38
16=−7.862×10-4518=0

2面
κ=0
4=5.757×10-106=−3.614×10-16
8=−1.201×10-2110=6.013×10-26
12=−3.460×10-3014=6.084×10-35
16=−3.669×10-4018=0

3面
κ=0
4=−4.451×10-96=5.233×10-14
8=−7.762×10-1910=7.419×10-24
12=1.076×10-2814=−5.803×10-33
16=7.036×10-3818=0

4面
κ=0
4=−7.325×10-126=5.711×10-18
8=−1.018×10-2210=4.406×10-28
12=−1.223×10-3314=1.848×10-39
16=−1.220×10-4518=0

5面
κ=0
4=3.972×10-96=4.110×10-14
8=4.748×10-1910=1.538×10-23
12=−2.604×10-2714=2.280×10-31
16=−6.850×10-3618=0

6面
κ=0
4=1.181×10-116=5.359×10-17
8=1.004×10-2210=8.704×10-29
12=3.351×10-3314=−2.739×10-38
16=1.064×10-4318=0

(条件式対応値)
PD=2100mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−10.0
第4実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0334λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第4実施例では、反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTが第1実施例よりも大きくなっており、その結果として波面収差のRMSの最大値が第1実施例よりも小さくなっている。すなわち、第4実施例においても、0.35という比較的大きな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×1.5mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
[第5実施例]
図8は、本実施形態の第5実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図8を参照すると、第5実施例では、第1実施例〜第4実施例とは異なり、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凹面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(5)に、第5実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(5)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.35
Y0=69.25mm
LX=26mm
LY=1.0mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1098.83
1 -1752.42 -663.44 (第1反射鏡M1)
2 10802.64 456.22 (第2反射鏡M2)
205.26 (開口絞りAS)
3 929.52 -896.87 (第3反射鏡M3)
4 1344.38 1747.51 (第4反射鏡M4)
5 708.72 -798.68 (第5反射鏡M5)
6 926.73 851.17 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=1.507×10-116=8.475×10-17
8=−5.421×10-2210=2.988×10-27
12=−9.014×10-3314=1.448×10-38
16=−9.335×10-4518=0

2面
κ=0
4=2.048×10-106=−6.917×10-17
8=1.157×10-2110=−1.540×10-26
12=4.827×10-3214=3.429×10-37
16=−1.979×10-4218=0

3面
κ=0
4=−2.999×10-96=2.780×10-14
8=−3.913×10-1910=7.336×10-24
12=−1.603×10-2814=2.684×10-33
16=−2.189×10-3818=0

4面
κ=0
4=−7.915×10-126=1.991×10-17
8=−1.112×10-2210=3.179×10-28
12=−5.852×10-3414=6.062×10-40
16=−2.760×10-4618=0

5面
κ=0
4=2.710×10-96=2.033×10-14
8=1.989×10-1910=2.165×10-24
12=−2.947×10-2814=2.101×10-32
16=−4.112×10-3718=0

6面
κ=0
4=3.526×10-126=1.149×10-17
8=1.201×10-2310=1.233×10-29
12=5.574×10-3514=−1.400×10-40
16=2.916×10-4618=0

(条件式対応値)
PD=2600mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−12.4
第5実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0372λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第5実施例では、反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTが第4実施例よりも大きくなっているので、波面収差のRMSの最大値が比較的小さく抑えられており、また本実施例の反射結像光学系と組み合わされる照明光学系では照野の重なり誤差を小さく抑えることができるものと期待される。第5実施例では、0.35という比較的大きな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×1.0mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
[第6実施例]
図9は、本実施形態の第6実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図9を参照すると、第6実施例では、第1実施例〜第4実施例と同様に、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(6)に、第6実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(6)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.25
Y0=72.95mm
LX=26mm
LY=1.0mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1094.01
1 -1192.72 -532.85 (第1反射鏡M1)
2 -822.44 261.92 (第2反射鏡M2)
270.93 (開口絞りAS)
3 2104.12 -894.01 (第3反射鏡M3)
4 1354.13 1612.89 (第4反射鏡M4)
5 873.11 -568.88 (第5反射鏡M5)
6 763.20 755.99 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=1.064×10-116=−5.785×10-18
8=−3.276×10-2210=3.166×10-27
12=−1.299×10-3214=2.562×10-38
16=−1.993×10-4418=0

2面
κ=0
4=2.983×10-106=−2.391×10-15
8=5.710×10-1910=−3.803×10-23
12=1.374×10-2714=−2.780×10-32
16=2.510×10-3718=0

3面
κ=0
4=−1.000×10-96=5.260×10-15
8=−4.399×10-2010=8.230×10-25
12=−1.863×10-2914=2.658×10-34
16=−1.749×10-3918=0

4面
κ=0
4=−3.272×10-126=−1.881×10-18
8=−5.843×10-2410=1.511×10-29
12=−4.191×10-3514=6.330×10-41
16=−4.310×10-4718=0

5面
κ=0
4=1.343×10-96=9.807×10-15
8=9.613×10-1910=−2.386×10-22
12=3.158×10-2614=−2.293×10-30
16=7.149×10-3518=0

6面
κ=0
4=3.707×10-126=3.103×10-17
8=4.957×10-2310=1.893×10-28
12=−9.880×10-3414=6.288×10-39
16=−2.232×10-4418=0

(条件式対応値)
PD=2750mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−13.1
第6実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0334λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第6実施例では、反射結像光学系の全長TTに対する入射瞳距離PDの比PD/TTが第5実施例よりも大きくなっているので、波面収差のRMSの最大値が第5実施例よりも小さく抑えられており、また本実施例の反射結像光学系と組み合わされる照明光学系では照野の重なり誤差を小さく抑えることができるものと期待される。第6実施例では、0.25という比較的大きな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×1.0mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
[第7実施例]
図10は、本実施形態の第7実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図10を参照すると、第7実施例では、第1実施例〜第4実施例および第6実施例と同様に、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(7)に、第7実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(7)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.3
Y0=53.7mm
LX=26mm
LY=2.0mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1133.91
1 -1150.90 -454.28 (第1反射鏡M1)
2 -2170.88 325.50 (第2反射鏡M2)
179.26 (開口絞りAS)
3 824.38 -722.48 (第3反射鏡M3)
4 1105.46 1475.26 (第4反射鏡M4)
5 604.97 -527.74 (第5反射鏡M5)
6 647.49 590.57 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=2.704×10-116=5.826×10-17
8=−1.898×10-2210=1.439×10-27
12=−4.299×10-3314=5.447×10-39
16=2.029×10-4618=0

2面
κ=0
4=7.684×10-106=−1.283×10-15
8=3.379×10-2210=1.977×10-25
12=−7.113×10-3014=1.056×10-34
16=−5.741×10-4018=0

3面
κ=0
4=−4.962×10-96=6.192×10-14
8=−1.013×10-1810=1.252×10-23
12=1.112×10-2814=−1.074×10-32
16=1.805×10-3718=0

4面
κ=0
4=−1.030×10-116=8.593×10-18
8=−1.606×10-2210=7.438×10-28
12=−2.303×10-3314=3.915×10-39
16=−2.926×10-4518=0

5面
κ=0
4=4.753×10-96=4.954×10-14
8=5.520×10-1910=3.861×10-23
12=−5.321×10-2714=4.293×10-31
16=−1.167×10-3518=0

6面
κ=0
4=1.660×10-116=9.124×10-17
8=1.991×10-2210=6.909×10-28
12=−7.987×10-3414=2.539×10-38
16=−1.028×10-4318=0

(条件式対応値)
PD=2000mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−9.5
第7実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0163λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第7実施例では、波面収差のRMSの最大値が非常に小さく抑えられており、0.3という比較的大きな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×2.0mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
[第8実施例]
図11は、本実施形態の第8実施例にかかる反射結像光学系の構成を示す図である。図11を参照すると、第8実施例では、第1実施例〜第4実施例、第6実施例および第7実施例と同様に、マスク4からの光は、第1反射鏡M1の凹面状の反射面、第2反射鏡M2の凸面状の反射面、第3反射鏡M3の凸面状の反射面、および第4反射鏡M4の凹面状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。第1反射光学系G1を介して形成された中間像からの光は、第5反射鏡M5の凸面状の反射面および第6反射鏡M6の凹面状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を形成する。次の表(8)に、第8実施例にかかる反射結像光学系の諸元の値を掲げる。
表(8)
(主要諸元)
λ=13.5nm
β=1/4
NA=0.32
Y0=53.7mm
LX=26mm
LY=2.0mm

(光学部材諸元)
面番号 r d 光学部材
(マスク面) 1133.51
1 -1151.01 -454.18 (第1反射鏡M1)
2 -2167.68 326.21 (第2反射鏡M2)
179.09 (開口絞りAS)
3 822.43 -722.50 (第3反射鏡M3)
4 1105.47 1475.36 (第4反射鏡M4)
5 606.28 -527.82 (第5反射鏡M5)
6 647.37 590.32 (第6反射鏡M6)
(ウェハ面)

(非球面データ)
1面
κ=0
4=2.694×10-116=5.881×10-17
8=−1.930×10-2210=1.445×10-27
12=−4.210×10-3314=4.899×10-39
16=1.130×10-4518=0

2面
κ=0
4=7.645×10-106=−1.203×10-15
8=−1.781×10-2110=2.735×10-25
12=−8.976×10-3014=1.306×10-34
16=−7.141×10-4018=0

3面
κ=0
4=−4.995×10-96=6.258×10-14
8=−1.029×10-1810=1.288×10-23
12=1.121×10-2814=−1.125×10-32
16=1.939×10-3718=0

4面
κ=0
4=−1.030×10-116=8.370×10-18
8=−1.600×10-2210=7.453×10-28
12=−2.319×10-3314=3.958×10-39
16=−2.966×10-4518=0

5面
κ=0
4=4.735×10-96=4.964×10-14
8=5.186×10-1910=5.064×10-23
12=−7.501×10-2714=6.259×10-31
16=−1.910×10-3518=0

6面
κ=0
4=1.634×10-116=9.119×10-17
8=1.972×10-2210=7.150×10-28
12=−1.297×10-3314=3.022×10-38
16=−1.166×10-4318=0

(条件式対応値)
PD=2000mm
TT=2000mm
R=−0.105rad
(1)(PD/TT)/R=−9.5
第8実施例の反射結像光学系では、波面収差のRMSの最大値(最悪値)が0.0305λ(λ:光の波長=13.5nm)であった。第8実施例では、波面収差のRMSの最大値が小さく抑えられており、0.32という比較的大きな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×2.0mmの円弧状の有効結像領域を確保することができる。
上述の各実施例では、波長が13.5nmのEUV光に対して、良好な結像性能および0.25〜0.35という比較的大きな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×1mm〜2mmの円弧状の有効結像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×34mmまたは26mm×37mm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。
なお、上述の各実施例では、13.5nmの波長を有するEUV光を例示的に用いているが、これに限定されることなく、例えば5〜40nm程度の波長を有するEUV光や、他の適当な波長の光を使用する反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
また、上述の各実施例では、全長TTが2000mmであり、入射角度Rが−0.105radであり、結像倍率の大きさβが1/4であり、反射鏡の枚数が6枚である点で共通している。しかしながら、上述の各実施例は本発明の範囲内において実施可能な態様の例示であって、全長TT、入射角度R、結像倍率β、および反射鏡の枚数などが各実施例における数値に限定されないことはいうまでもない。
また、上述の各実施例では、反射結像光学系6は、反射面の曲率中心が同一の軸上(光軸AX上)に配列される6つの反射鏡M1〜M6を備えている。しかしながら、6つの反射鏡M1〜M6のうちの少なくとも1つは、反射面の曲率中心が光軸AXから外れるように設置されていても良い。また、上述の各実施例において、すべての反射鏡M1〜M6は、光軸AXに関して無限回回転対称な面に沿って形成された反射面を有しているが、反射鏡M1〜M6のうちの少なくとも1つは、有限回(たとえば1回、2回、3回)回転対称な面に沿って形成された反射面を有していても良い。
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行っても良い。
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図12は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図12に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハWに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハW上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハWの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。
ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハWの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを感光性基板としてパターンの転写を行う。
なお、上述の実施形態では、EUV光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、EUV光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。
また、上述の実施形態では、EUV光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、EUV光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。
また、上述の実施形態では、マスクMの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを動的に形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いることができる。DMDを用いた露光装置は、例えば米国特許公開第2007/0296936号公報や第2009/0122381号公報に開示されている。
また、上述の実施形態では、露光装置の投影光学系としての逆瞳タイプの反射結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に第1面の像を第2面上に形成する正瞳タイプの反射結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
1 レーザプラズマX線源
2a,2b フライアイ光学系
3 斜入射ミラー
4 マスク
5 マスクステージ
6 反射結像光学系
7 ウェハ
8 ウェハステージ
IL 照明光学系
G1,G2 反射光学系
M1〜M6 反射鏡

Claims (17)

  1. 第1面に配置される物体の像を第2面上に形成する反射結像光学系であって、
    前記第1面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置する入射瞳を有し、
    前記入射瞳と前記第1面との間の光軸に沿った距離をPDとし、前記第1面と前記第2面との間の光軸に沿った距離をTTとし、前記第1面に入射する主光線の入射角度(rad)をRとしたとき、
    −13.1<(PD/TT)/R<−8.8
    の条件を満足する反射結像光学系。
  2. 前記第1面からの光の入射順に、第1反射鏡と、第2反射鏡と、第3反射鏡と、第4反射鏡と、第5反射鏡と、第6反射鏡とを備えている請求項1に記載の反射結像光学系。
  3. 前記第1反射鏡乃至前記第4反射鏡は、前記第1面からの光に基づいて前記第1面と共役な位置を形成し、
    前記第5反射鏡および前記第6反射鏡は、前記共役な位置からの光に基づいて前記像を前記第2面上に形成する請求項2に記載の反射結像光学系。
  4. 前記第1反射鏡は凹面状の反射面を有し、前記第2反射鏡は凸面状または凹面状の反射面を有し、前記第3反射鏡は凸面状の反射面を有し、前記第4反射鏡は凹面状の反射面を有する請求項2または3に記載の反射結像光学系。
  5. 前記第5反射鏡は凸面状の反射面を有し、前記第6反射鏡は凹面状の反射面を有する請求項4に記載の反射結像光学系。
  6. 前記第2反射鏡から前記第3反射鏡へ至る光路中に配置された開口絞りをさらに備えている請求項2乃至5のいずれか1項に記載の反射結像光学系。
  7. 前記反射結像光学系は、反射面の曲率中心が同一の軸上に配列される複数の反射鏡を備える請求項1乃至6のいずれか1項に記載の反射結像光学系。
  8. 前記複数の反射鏡は、前記光軸に関して回転対称な面に沿って形成された反射面を有する請求項7に記載の反射結像光学系。
  9. 前記第1面に配置される物体の縮小像が前記第2面上に形成される請求項1乃至8のいずれか1項に記載の反射結像光学系。
  10. 前記反射結像光学系は、前記第2面側にテレセントリックな光学系である請求項1乃至9のいずれか1項に記載の反射結像光学系。
  11. 光源からの光により前記第1面に設置された前記物体としての所定のパターンを照明するための照明光学系と、前記所定のパターンを前記第2面に設置された感光性基板に投影するための請求項1乃至10のいずれか1項に記載の反射結像光学系とを備えている露光装置
  12. 前記照明光学系の射出瞳と前記反射結像光学系の入射瞳とが一致する請求項11に記載の露光装置
  13. 前記照明光学系は、複数の第1反射光学要素を有する第1フライアイ光学系と前記複数の第1反射光学要素に対応するように並列配置された複数の第2反射光学要素を有する第2フライアイ光学系とを備え、
    前記照明光学系の射出瞳に前記第2フライアイ光学系の反射面が配置されている請求項12に記載の露光装置
  14. 前記第2フライアイ光学系と前記第1面との間の光路中には、パワーを有する反射鏡が配置されていない請求項13に記載の露光装置
  15. 光源からの光により第1面に設置された物体としての所定のパターンを照明する照明光学系と、
    前記所定のパターンを第2面に設置された感光性基板に投影する反射結像光学系とを備え、
    前記反射結像光学系は、
    前記第1面を挟んで前記反射結像光学系の反対側に位置する入射瞳を有し、
    前記入射瞳と前記第1面との間の光軸に沿った距離をPDとし、前記第1面と前記第2面との間の光軸に沿った距離をTTとし、前記第1面に入射する主光線の入射角度(rad)をRとしたとき、
    −13.1<(PD/TT)/R<−8.8
    の条件を満足し、
    前記照明光学系は、前記反射結像光学系の入射瞳の位置に並列配置された複数の反射光学要素を備え、該複数の反射光学要素を介した前記光源からの光を前記第1面で重畳させることを特徴とする露光装置。
  16. 前記光源から供給される光は波長が5nm乃至40nmのEUV光であり、
    前記反射結像光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板に投影露光する請求項11乃至15のいずれか1項に記載の露光装置。
  17. 請求項11乃至16のいずれか1項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
    前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
    前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することとを含むデバイス製造方法
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