JPH1138323A - 反射光学系及び露光装置 - Google Patents

反射光学系及び露光装置

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JPH1138323A
JPH1138323A JP9208612A JP20861297A JPH1138323A JP H1138323 A JPH1138323 A JP H1138323A JP 9208612 A JP9208612 A JP 9208612A JP 20861297 A JP20861297 A JP 20861297A JP H1138323 A JPH1138323 A JP H1138323A
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JP
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light
beam splitter
film
optical system
absorbing film
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JP9208612A
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Sumio Hashimoto
純夫 橋本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コマ収差変動を低減した反射光学系及び露光装
置を提供する。 【解決手段】スプリット膜Sを有するビームスプリッタ
ーBSと、ビームスプリッターBSに入射する光束の透
過光路又は反射光路に配置されてビームスプリッターB
Sに反射光が戻るように配置された反射鏡Mとを有する
反射光学系において、反射光学系は光線吸収膜Aを有
し、光軸aに対するスプリット膜Sの傾斜方向と光軸a
に対する光線吸収膜Aの傾斜方向とが互いに反対方向と
なるように光線吸収膜Aを配置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビームスプ
リッターを用いた反射屈折型の投影レンズのように、ビ
ームスプリッターから射出した光束を反射鏡によってビ
ームスプリッターに戻すように構成した反射光学系及び
露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子、撮像素子
(例えばCCD)、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するた
めのフォトリソグラフィ工程では、マスク上のパターン
を投影光学系を介して感光性の基板上に露光するため
に、投影露光装置が使用されている。従来、半導体素子
を製造するためのフォトリソグラフィ工程では、マスク
上のパターンを感光性の基板上に露光するための投影光
学系として、屈折光学素子のみによって構成されたもの
が使用されてきた。しかし、投影光学系の使用波長が、
248nm(KrFエキシマレーザー)や、193nm
(ArFエキシマレーザー)になると、透過率の観点か
ら、使用できる屈折光学素子の硝材の種類は、石英と蛍
石のみに限られる。しかも蛍石については、屈折率均一
性の観点から、大型の硝材を使用することが困難であ
る。従って、補正できる色収差の範囲が限られる。そこ
で、凹面鏡などの反射光学素子を、屈折光学素子と併用
する投影光学系が使用されつつある。このような反射屈
折光学系を用いて、一括露光を行うためには、凹面鏡に
入射する光線と、凹面鏡から出射する光線を分離するビ
ームスプリッターが必要不可欠であり、ビームスプリッ
ターから出る迷光によるフレアを抑えるためには、プリ
ズム型の偏光ビームスプリッターが最も良いことが知ら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、KrF
エキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーの使用波
長領域では、偏光ビームスプリッターのスプリット膜に
おいて、光線が吸収されて発熱することにより、周りの
プリズムの温度が上昇し、そのことによって、プリズム
の屈折率が上昇したり、プリズムが変形するという現象
によって、感光性の基板(ウエハ)上での光線の収差が
悪化するという収差変動問題が出てきた。従来の収差変
動問題の対策としては、例えば投影レンズを3つのブロ
ックにわけ、それぞれのブロックを密閉して各ブロック
内のレンズに接する気体の圧力を制御することで対処し
てきた。この方法により、屈折光学素子のみを用いる回
転対称な投影光学系の収差変動は充分に補正されてき
た。
【0004】しかし、反射光学系のように、ビームスプ
リッターのスプリット膜が光軸に関して垂直でなく傾斜
していて、しかもスプリット膜が光線を吸収する場合に
は、次の問題を生じる。すなわち通常、凹面鏡に入射す
る光線は拡散されており、凹面鏡から出射する光線は集
光しているので、スプリット膜のうち、凹面鏡に近づく
方向に傾斜している部分の方が、遠ざかる方向に傾斜し
ている部分よりも、照射される面積が多く、スプリット
膜での発熱の重心位置は、凹面鏡に近づく方向に傾斜し
ている部分にある。したがってビームスプリッターを構
成するプリズムは、光軸に関して回転非対称な温度上昇
をする。それ故、ウエハ上での収差変動は、光軸中心に
おいても回転非対称であるというような、いわゆるコマ
収差変動が発生する。
【0005】これを図11によって更に詳しく説明す
る。同図は、従来のビームスプリッターを用いた反射屈
折型の投影光学系を示しており、レチクルR上の各点か
ら出射した光線は、第1レンズ群LB1によって光軸a
の中心付近に集光され、第2レンズ群LB2によって発
散されて、ビームスプリッターBSのスプリット膜Sを
透過して、凹面鏡Mに入射する。凹面鏡Mから出射して
集光された光線は、再びビームスプリッターBSのスプ
リット膜Sに入射した後、スプリット膜Sによって反射
されて、第3レンズ群LB3によってウエハW上に結像
される。
【0006】図11において、レチクルRの光軸中心R
0から出射した光線のうち、図11で最上の光路を通過
する光線b、光軸a上を通過する中心の光線および、最
下の光路を通過する光線cと、ビームスプリッターBS
のスプリット膜Sとの交点をそれぞれS1,S0,S2
すると、光線は凹面鏡Mに向かって発散しているので、
明らかにS1とS0の距離は、S0とS2との距離よりも大
きい。従って、吸収エネルギー密度の重心位置は、S1
0の間にある。また、S1,S0,S2を通過した光線
が、凹面鏡Mに入射した後、反射して再びスプリット膜
Sで反射される点を、それぞれT1,S0,T2とする
と、凹面鏡Mによって反射された光線は集光しているの
で、吸収エネルギー密度の重心位置は、T10の間にあ
る。
【0007】従って、図11のビームスプリッターBS
を構成するプリズムにおいて、光軸aよりも下方の部分
よりも、上方の部分の方が、温度上昇の程度が高い。従
って、プリズムを通過する往復の光路が外回りとなる光
線bと内回りとなる光線cの、収差変動の程度が異な
り、結果として、ウエハW上の中心W0においても、コ
マ収差変動が発生する。このようなコマ収差変動は、気
圧制御を行っても補正不可能であるというような不都合
が生ずる。本発明は斯かる点に鑑み、ビームスプリッタ
ーから射出した光束を反射鏡によってビームスプリッタ
ーに戻すように構成した反射光学系及び露光装置におい
て、このようなコマ収差変動を低減した反射光学系及び
露光装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による反射光学系
及び露光装置では、ビームスプリッターのスプリット膜
の光軸に対する傾斜方向とは反対方向に傾斜した光線吸
収膜を設けることにより、上記課題を解決している。そ
の際光線吸収膜は、スプリット膜を設けたビームスプリ
ッターの内部に配置することもできるし、ビームスプリ
ッターの外部に配置することもできる。このような構成
にすると、スプリット膜による光線の吸収と、光線吸収
膜による光線の吸収によるビームスプリッター等の温度
上昇は、従来の方法よりも光軸に関して回転対称に近く
することができ、光軸中心でのコマ収差変動が低減され
るという効果が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、投影露光装置を構成する投
影光学系に本発明を適用した実施の形態について説明す
る。図1は、本発明の第1実施例による反射屈折型の投
影光学系を示している。図1において、レチクルR上の
各点から出射した光線は、第1レンズ群LB1によって
光軸aの中心付近に集光され、第2レンズ群LB2によ
って発散されて、ビームスプリッターBSのスプリット
膜Sを透過して、凹面鏡Mに入射する。凹面鏡Mから出
射して集光された光線は、再びビームスプリッターBS
のスプリット膜Sに入射した後、スプリット膜Sによっ
て反射されて、第3レンズ群LB3によってウエハW上
に結像される。
【0010】なお、ビームスプリッターBSを偏光ビー
ムスプリッターとすれば、スプリット膜Sに入射する光
線がP偏光であれば、ほとんどの光線がスプリット膜S
を透過する。したがって、ビームスプリッターBSと凹
面鏡Mとの間に配置された4分の1波長板QPを往復透
過することにより、ビームスプリッターBSに戻ってく
る光線はS偏光となり、スプリット膜Sによって、ほと
んど反射される。従って、ビームスプリッターBSに入
射する光線のほとんどがウエハWに結像するので、エネ
ルギー効率がよく、フレアも少なくて良い。以下の実施
例では、ビームスプリッターBSは、主に偏光ビームス
プリッターである場合を取り扱う。
【0011】また、このような反射屈折型の光学系で
は、凹面鏡Mによって球面収差を補正させるのが良いの
で、凹面鏡M付近に開口絞り(不図示)を配置させるの
が良い。従って、凹面鏡Mに隣接しているビームスプリ
ッターBSのスプリット膜Sにおいては、レチクルRの
全ての点から出射した光線による照射エネルギー密度分
布は、レチクルRの光軸中心R0のみから出射した光線
による照射エネルギー密度分布と、ほぼ同様な照射エネ
ギー密度分布になる。従って、以下において、光軸中心
0から出射した光線のみによる照射エネルギー密度分
布で、スプリット膜S上の照射エネルギー密度分布を近
似してよい。
【0012】さて既述のように、レチクルRの光軸中心
0から出射した光線のうち、図1で外回り側の光線
b、中心の光線aおよび、内回り側の光線cと、スプリ
ット膜Sとの交点をそれぞれS1,S0,S2とすると、
光線は凹面鏡Mに向かって発散しているので、吸収エネ
ルギー密度の重心位置はS10の間にある。また、
1,S0,S2を通過した光線が、凹面鏡Mに入射した
後、反射して再びスプリット膜Sで反射される点を、そ
れぞれT1,S0,T2とすると、凹面鏡Mによって反射
された光線は集光しているので、吸収エネルギー密度の
重心位置はT10の間にある。
【0013】そこで本実施例では、光軸aに関してスプ
リット膜Sとは反対方向に傾斜した光線吸収膜Aを配置
している。S1,S0,S2を通過する光線b,a,c
と、光線吸収膜Aとの交点をそれぞれU1,S0,U2
すると、S10=U20、および、S02=S01であ
るので、スプリット膜Sによる吸収率と、光線吸収膜A
による吸収率が等しければ、凹面鏡Mに入射する光線の
膜S,Aによる吸収による温度上昇の程度は、プリズム
状のビームスプリッターBSの上方部分と下方部分で等
しくなる。
【0014】しかし、図1において、スプリット膜Sの
吸収率と等しい吸収率の光線吸収膜Aを、光軸aに関し
てスプリット膜Sと反対方向に傾斜させて配置しても、
2で反射される光線cは、光線吸収膜Aと点V2で交差
するが、T1で反射される光線bは、光線吸収膜Aと交
差しない。従って、スプリット膜Sによる吸収率と光線
吸収膜Aによる吸収率が等しくても、凹面鏡Mから反射
される光線の膜S,Aによる吸収による温度上昇の程度
は、プリズムの上方部分と下方部分で等しくはならな
い。
【0015】従って、凹面鏡Mに入射する光線の吸収
(S1,S0,S2における吸収とU1,S0,U2における
吸収)によるプリズムの温度上昇と、凹面鏡Mから出射
する光線の吸収(T1,S0,T2における吸収と、S0
2における吸収)によるプリズムの温度上昇を合計す
ると、プリズムの上方部分と下方部分の温度上昇は等し
くはならない。従って、光線吸収膜Aとスプリット膜S
の吸収率を等しくしても、ウエハW上の光軸中心W0
のコマ収差変動は、あまり軽減しない。コマ収差変動を
充分に軽減するために、光線吸収膜Aによる吸収率を非
一様に形成して、吸収率分布を与えることも考えられる
が、光線吸収膜Aの吸収率を非一様に形成することは、
製造上非常に困難である。
【0016】光線吸収膜Aにどの程度の吸収率を与えれ
ば、ウエハ上の中心W0でのコマ収差変動を軽減できる
かを見積もるためには、ビームスプリッターBSでの温
度上昇の程度を、熱伝導方程式を解いて計算する必要が
ある。以下では簡単のために、ビームスプリッターBS
は立方体状のプリズムであるとし、プリズムはほんのわ
ずかな部分で金物によって支持されているとし、近似的
には、空中に静止しているものとする。(プリズムに光
線が入射していない2面全体を、金物で接触させて、プ
リズム全体の温度上昇を低減させる方法もあるが、第2
レンズ群LB2から入射する面と、凹面鏡Mに向かって
出射する面と、第3レンズ群LB3に向かって出射する
面と、少なくとも3面は、金物全体で覆うことはできな
いので、著しく回転非対称な温度上昇分布になり、ウエ
ハ上の光軸中心W0で、非点収差変動が発生する。)
【0017】先ず、x軸方向を第2レンズ群LB2から
プリズムを通過して、凹面鏡Mへ向かう光線の光軸方向
とし、y軸方向をプリズムから第3レンズ群LB3を通
過してウエハWに向かう光軸上の光線の進行方向の逆方
向とし、z軸方向をx軸およびy軸に垂直な方向とす
る。またプリズムの一辺の長さをdとし、プリズムの範
囲を、0≦x≦d,0≦y≦d,0≦z≦dとする。プ
リズムからプリズムに接する空気に向かって熱伝達率α
で熱が流出するとし、プリズムを構成する媒質の熱伝導
率をλ、プリズムの単位体積当たりの熱吸収量をω
(x,y,z)とすると、プリズムの温度上昇分布θ
(x,y,z)は、以下の熱伝導方程式を満足する。
【0018】この熱伝導方程式を解くと、 として、以下のようになる。
【0019】ただし、ここで固有関数Hi(x),H
j(y),Hk(z)を以下のように定義する。
【0020】固有値piおよび、固有関数Hi(x)など
は、熱伝達率αの空気と接するために、プリズムの両端
x=0,x=dにおいて、次のような境界条件を満足す
る。 したがって、 のような条件を満足する。また、プリズムの両端y=
0,y=d,z=0,z=dにおいても同様の境界条件
を満足する。
【0021】ここで係数Cijkは以下のようになる。
【0022】また、積分 は、以下のようになる。すなわち先ず、光軸はy=d/
2、z=d/2と表される。図2はz=d/2でプリズ
ムを切断した断面を示し、このxy平面において、光線
がプリズムに入射する面をP1面とし、プリズムから出
射する面をP2面とし、入射面P1における最大開口数の
光線b,cの光軸aからの光線高をh1とし、出射面P2
における光線高をh2とする。図2に示すz=d/2で
切断したxy平面において、最大開口数で内回り側の光
線cは下記の(11)式で表され、外回り側の光線bは
下記の(12)式で表される。
【0023】他方、スプリット膜Sは、平面 y=x …(13) で表される。したがって図2に示すz=d/2で切断し
たxy平面において、最大開口数で内回り側の光線cと
スプリット膜Sとの交点のx座標x1は下記の(14)
式で表され、外回り側の光線bとスプリット膜Sとの交
点のx座標x2は下記の(15)式で表される。 となる。すなわち前記の積分(10)は、x1≦x≦x2
の範囲内で行えば良い。
【0024】また、光軸に関してスプリット膜Sとは反
対方向に傾斜した光線吸収膜Aが、平面 y=d−x …(16) と表わされるとすると、図2に示すz=d/2で切断し
たxy平面において、最大開口数で外回り側の光線bと
光線吸収膜Aとの交点のx座標は上記の(14)式で表
され、内回り側の光線cと光線吸収膜Aとの交点のx座
標は上記の(15)式で表される。またここで、最大開
口数の光線の光軸aからの光線高をh(x)とする。z
=d/2で切断したxy平面では、h(x)は、(1
1)又は(12)式で与えられる。
【0025】次に図3は、プリズムのx断面(x1≦x
≦x2)である。この(y,z)平面において、光軸
(d/2,d/2)を中心とした半径h(x)の範囲内
を光線が通過する。そしてこの範囲内にあるスプリット
膜Sにおいて、光線が吸収される。光軸(d/2,d/
2)を中心とした半径h(x)の円と、y=xとの交点
のz座標をz1、z2とすると、 となる。また、(16)式で表わされる光線吸収膜A
(y=d−x)と、半径h(x)の円との交点z1、z2
も、(17)、(18)式のようになる。
【0026】プリズムでの単位長さ当たりの全吸収量を
ω0とすると、xでの単位体積当たりの吸収量は、 となる。ゆえに積分(10)は、 但し、y1、及びy2は、 スプリット膜Sの場合:y1=x1,y2=x2 光線吸収膜Aの場合:y1=d−x1,y2=d−x2 となる。
【0027】KrFエキシマレーザーやArFエキシマ
レーザーの波長領域では、プリズムの硝材は通常石英を
用いるが、石英の熱伝導率は、0.0138W/(cm
・℃)であり、ビームスプリッターの吸収率を5%、空
気の熱伝達率を5Kcal/(m2・h・℃)、全照射
エネルギーを2Wとする。また、ビームスプリッターは
偏光ビームスプリッターであり、膜の設計や製造誤差に
よって異なるが、P偏光を95%透過し、S偏光を95
%反射するものとする。
【0028】表1に本実施例の諸元を示し、図4に本実
施例の構成図を示す。但し表1及び図4では、4分の1
波長板QPを省略してある。表1中、第1欄Noはレチ
クルR側からの各光学面の番号、第2欄rは各光学面の
曲率半径、第3欄dは各光学面から次の光学面までの光
軸上の間隔、第4欄は各光学面から次の光学面までの硝
材(空欄は空気)、第5欄は各光学面から次の光学面ま
での光学部材記号、又は各光学面の光学部材記号を表
す。本実施例の使用波長は248nm、結像倍率は1/
5倍、像側開口数NAは0.45、ウエハ上での像高は
10.6mmである。
【0029】この光学系の場合、ビームスプリッターB
Sの一辺の長さdは、 d=145mm であり、凹面鏡Mに入射する往路におけるビームスプリ
ッターBSの入射面P1での光線高h1と出射面P2での
光線高h2は、 h1=48.420、h2=61.394mm であり、凹面鏡Mで反射した復路におけるビームスプリ
ッターBSの出射面P1での光線高h1と入射面P2での
光線高h2は、 h1=42.479、h2=60.582mm である。これらの数値を、前記(3)〜(20)の式に
代入することにより、温度上昇分布θが求められる。
【0030】
【表1】
【0031】図5〜図7は、光軸aを含むxy面内での
プリズム内部での温度上昇分布θ(x,y)を表し、
0.05℃毎の等温線で表わしている。先ず図5は、図
11に示す従来例と同様に光線吸収膜Aを設けない場合
であり、すなわちスプリット膜Sのみによる温度上昇分
布を表わし、最高温度上昇は、0.715℃である。図
6は、スプリット膜Sと、吸収率1.3%の光線吸収膜
Aとによる温度上昇分布を表し、最高温度上昇は、0.
810℃である。図7は、光線吸収膜Aの吸収率をスプ
リット膜Sと同じ5%とした場合であり、最高温度上昇
は、1.078℃となる。
【0032】なお、吸収エネルギー密度の重心位置のy
座標の位置をYGとすると、点(x,y)での吸収エネ
ルギー密度E(x,y)によって、 と定義できるが、上記のようなスプリット膜Sのみによ
る吸収の場合、 YG=7.537564 となり、プリズムの中心位置(7.25,7.25)よ
りも上方にあり、従って、プリズムの上方の方が、下方
よりも温度上昇の程度が大きくなる事が分かる。また、
スプリット膜Sと吸収率1.3%の光線吸収膜Aとによ
る吸収の場合、 YG=7.323975 となり、吸収エネルギーの重心位置は、光線吸収膜Aの
吸収が無い場合よりも、ややプリズムの中心位置に近づ
く。
【0033】温度上昇分布が求められると、温度上昇に
よる光路差、すなわち、波面収差の変動量ΔWが、温度
による屈折率の変化率 によって、以下のように表される。 ここでsは、図5や図6のような温度上昇分布を計算す
る際に、それぞれ、図1や、図11のような、光線の経
路にそった積分をとる。なお、石英の は0.15×10-4である。
【0034】先ず図5と図11に示す従来例の場合に
は、S1,T1を通過する最大開口数で外回り側の光線b
の光路における波面収差の変動量をΔWbとし、S2,T
2を通過する内回り側の光線cの光路における波面収差
の変動量をΔWcとし、また、光線bの光線高の7割の
開口数の光線の光路における波面収差の変動を量をΔW
b7とし、光線cの光線高の7割の開口数の光線の光路に
おける波面収差の変動を量をΔWc7とすると、(21)
式により、波面収差変動によるコマ収差変動は、 ΔWc −ΔWb =0.2008−0.2080=0.0071μm ΔWc7−ΔWb7=0.2271−0.2211=0.0061μm となる。
【0035】同様に、図6に示す場合、すなわち吸収率
1.3%の光線吸収膜Aを用いた場合には、 ΔWc −ΔWb =0.2359−0.2348=0.0011μm ΔWc7−ΔWb7=0.2571−0.2580=−0.0009μm となり、図5の場合よりも、かなりコマ収差変動が軽減
されることが分かる。ところが、図7に示す場合、すな
わち吸収率5%の光線吸収膜Aを用いた場合には、 ΔWc −ΔWb =0.3154−0.3315=−0.0160μm ΔWc7−ΔWb7=0.3424−0.3632=−0.0208μm となり、かえってコマ収差の変動が増加することがわか
る。
【0036】次に本発明の第2実施例を図8によって説
明する。この実施例は照明光学系を輪帯開口としたもの
であり、光源1から発せられた光束は、ビーム整形光学
系2によってフライアイレンズ3の入射面形状に対応し
た形に整形された後、フライアイレンズ3により分割さ
れ、フライアイレンズ3の射出面近傍に複数の2次光源
を形成する。複数の2次光源からの光束は、開口絞り4
にて形状を制限された後、集光レンズ5によって視野絞
り6上に重ね合わせられ、均一な照明光を形成する。視
野絞り6上に形成された均一な照明光は、コンデンサレ
ンズ7によって所望の倍率に変換された後にレチクルR
を照明する。ここで開口絞り4は輪帯状に形成されてお
り、したがってレチクルRを照明する光束は輪帯開口状
となっている。
【0037】いま、投影光学系の開口数に対する照明光
学系の開口数をσとし、0.75≦σ≦1までの間を透
過する照明系により投影光学系が照明されているとす
る。σ=1に相当する光線の高さは、上記第1実施例と
同じである。またσ=0.75に相当する光線の高さ
は、次の通りである。すなわち凹面鏡Mに入射する往路
におけるビームスプリッターBSの入射面P1での光線
高h1と出射面P2での光線高h2は、 h1=36.139、h2=45.807mm であり、凹面鏡Mで反射した復路におけるビームスプリ
ッターBSの出射面P1での光線高h1と入射面P2での
光線高h2は、 h1=45.104、h2=31.534mm である。これらを前述の式に代入することにより、輪帯
開口の場合の温度上昇分布が計算できる。
【0038】その結果が図9、および、図10であり、
0.05℃毎の等温線で表わす。先ず図9は、図11の
ように、スプリット膜Sのみの吸収による温度上昇分布
であり、最高温度上昇は0.698℃である。図10
は、図1のように、スプリット膜Sと光線吸収膜Aとの
両方による吸収による温度上昇分布であり、光線吸収膜
Aの吸収率は1.45%であり、最高温度上昇は、0.
751℃である。次いで温度上昇分布が求められると、
第1実施例と同様にして波面収差の変動量ΔWを求める
ことができる。先ず図9と図11に示す従来例の場合に
は、最大開口数で外回り側の光線bの光路における波面
収差の変動量をΔWbとし、内回り側の光線cの光路に
おける波面収差の変動量をΔWcとし、また、光線bの
光線高の7割の開口数の光線の光路における波面収差の
変動を量をΔWb7とし、光線cの光線高の7割の開口数
の光線の光路における波面収差の変動を量をΔWc7とす
ると、(21)式により、波面収差変動によるコマ収差
変動は、 ΔWc −ΔWb =0.2101−0.1990=0.0016μm ΔWc7−ΔWb7=0.2170−0.2089=0.0081μm となり、輪帯照明の方が、通常の照明の場合よりも、コ
マ収差変動が大きくなる。
【0039】また図10に示す場合、すなわち吸収率
1.45%の光線吸収膜Aを用いた場合には、 ΔWc −ΔWb =0.2411−0.2395=0.0016μm ΔWc7−ΔWb7=0.2482−0.2496=−0.0014μm となり、輪帯照明の場合においても、コマ収差変動が低
減されることがわかる。
【0040】なお、ビームスプリッターのスプリット膜
Sの吸収率が5%の場合には、通常の照明では、光線吸
収膜Aの吸収率が1.3%のときに、コマ収差変動が最
小になるのに対し、輪帯照明では、光線吸収膜Aの吸収
率が1.45%のときに、コマ収差変動が最小になる。
このように照明の状態によって、光線吸収膜Aの最適の
吸収率は異なる。また以上の実施例では、NA=0.4
5の光学系であったが、もっとNAの大きな光学系で
は、プリズム内での光線の集光の程度も大きいので、も
っとコマ収差変動が大きいと予想される。従って、ピー
ムスプリッターの膜と光軸に関して反対方向に傾斜させ
た光線吸収膜によるコマ収差変動低減の効果は大きいと
考えられる。
【0041】なお、実施例では、ビームスピリッターB
Sと光軸のなす角度と、光線吸収膜Aと光軸のなす角度
は、符号が反対で絶対値が同じ45°であるとしたが、
光線吸収膜Aの傾斜角は、所要の目的を達成するためな
らば、必ずしも、絶対値を同じにする必要はない。ま
た、ビームスプリッターはプリズム型でなくても、平行
平面を光軸に関して傾斜させて、半透膜をつけたビーム
スプリッターであっても、本発明を適用することができ
る。すなわちこの場合には、光軸に関し反対方向に傾斜
させた平行平面板に、光線吸収膜をつけたものを用いる
ことにより、コマ収差変動低減の効果を得ることができ
る。また、本実施例では、前記の光線吸収膜は、使用波
長の光線を吸収する膜であるとしたが、使用波長以外の
波長の光線を吸収する膜、特にウエハ上の感光剤に感光
しない波長の光線を用いると、光線吸収膜の特定の位置
に、感光しない波長の光線を照射することができるの
で、更にコマ収差変動の幅を低減することができる。
【0042】
【発明の効果】本発明の反射光学系及び露光装置によれ
ば、ビームスプリッターのスプリット膜の光軸に対する
傾斜方向と反対方向に傾斜させた光線吸収膜を用いてい
るから、スプリット膜による光線吸収によるコマ収差変
動を低減させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による反射光学系の第1実施例を示す概
略断面図である。
【図2】プリズム型のビームスプリッターを示すz断面
図である。
【図3】図2中のX−X断面図である。
【図4】第1実施例を示す光路図である。
【図5】光線吸収膜を用いないとしたときのプリズム内
部での温度上昇分布である。
【図6】吸収率1.3%の光線吸収膜を用いたときのプ
リズム内部での温度上昇分布である。
【図7】吸収率5%の光線吸収膜を用いたときのプリズ
ム内部での温度上昇分布である。
【図8】第2実施例の照明光学系を示す断面図である。
【図9】光線吸収膜を用いないとしたときのプリズム内
部での温度上昇分布である。
【図10】吸収率1.45%の光線吸収膜を用いたとき
のプリズム内部での温度上昇分布である。
【図11】従来例の反射光学系を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
R…レチクル LB1、LB2、LB
3…レンズ群 BS…ビームスプリッター S…スプリット膜 A…光線吸収膜 QP…4分の1波長
板 M…凹面鏡 W…ウエハ a…光軸 b…最大開口数外回
り側光線 c…最大開口数内回り側光線 1…光源 2…ビーム整形光学
系 3…フライアイレンズ 4…開口絞り 5…集光レンズ 6…視野絞り 7…コンデンサレンズ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スプリット膜を有するビームスプリッター
    と、該ビームスプリッターに入射する光束の透過光路又
    は反射光路に配置されて前記ビームスプリッターに反射
    光が戻るように配置された反射鏡とを有する反射光学系
    において、 該反射光学系は光線吸収膜を有し、光軸に対する前記ス
    プリット膜の傾斜方向と光軸に対する前記光線吸収膜の
    傾斜方向とが互いに反対方向となるように前記光線吸収
    膜を配置したことを特徴とする反射光学系。
  2. 【請求項2】前記光線吸収膜は前記ビームスプリッター
    の内部に設けられている、請求項1記載の反射光学系。
  3. 【請求項3】ビームスプリッターの前記スプリット膜と
    前記光線吸収膜は、共に前記光軸に対して45°傾斜し
    ている、請求項1又は2記載の反射光学系。
  4. 【請求項4】前記反射鏡は凹面鏡である、請求項1、2
    又は3記載の反射光学系。
  5. 【請求項5】レチクル上のパターンを照明光学系によっ
    て照明し、前記パターンを透過した光束をレンズ群を介
    してビームスプリッターに導き、該ビームスプリッター
    のスプリット膜を透過し又は反射した光束を凹面鏡によ
    って前記ビームスプリッターに戻し、該ビームスプリッ
    ターの前記スプリット膜で反射し又は透過した光束を前
    記レンズ群とは異なるレンズ群を介してウエハ上に結像
    させる露光装置において、 該露光装置は光線吸収膜を有し、光軸に対する前記スプ
    リット膜の傾斜方向と光軸に対する前記光線吸収膜の傾
    斜方向とが互いに反対方向となるように前記光線吸収膜
    を配置したことを特徴とする露光装置。
  6. 【請求項6】前記照明光学系は、半径方向または、円周
    方向の少なくともいずれか一方の方向に不均一な光強度
    分布を有する面光源からの照明光をレチクル上の前記パ
    ターンへ導くことを特徴とする請求項5記載の露光装
    置。
  7. 【請求項7】レチクル上のパターンを照明する照明光学
    系と、ビームスプリッターを有し該レチクル上のパター
    ンの像を感光性基板上に形成する反射光学系とを備える
    露光装置において、 前記反射光学系は、前記ビームスプリッターのスプリッ
    ト膜を照明光が通過することにより発生する収差変動を
    補正するための補正手段を有することを特徴とする露光
    装置。
  8. 【請求項8】前記補正手段は、前記スプリット膜と所定
    の傾きで配置される光線吸収膜を有することを特徴とす
    る請求項7記載の露光装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008502127A (ja) * 2004-06-04 2008-01-24 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 強度変化の補償を伴う投影系及びそのための補償素子
CN100439964C (zh) * 2000-12-21 2008-12-03 泽泰迪克研究所 反射和反折射成象系统

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