KR20060124674A - 투영 광학계 및 그 투영 광학계를 구비한 노광 장치 - Google Patents

투영 광학계 및 그 투영 광학계를 구비한 노광 장치 Download PDF

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Abstract

8 개의 반사경을 구비하고, 제 1 면 (4) 의 축소이미지를 제 2 면 (7) 상에 형성하는 투영 광학계. 제 1 면의 중간이미지를 형성하기 위한 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 와, 중간이미지의 이미지를 제 2 면 상에 형성하기 위한 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 구비하고 있다. 제 1 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 제 1 반사경 (M1) 과 개구 조리개 (AS) 를 구비한 제 2 반사경 (M2) 과 제 3 반사경 (M3) 과 제 4 반사경 (M4) 을 가진다. 제 2 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 제 5 반사경 (M5) 과 제 6 반사경 (M6) 과 제 7 반사경 (M7) 과 제 8 반사경 (M8) 을 가진다. 이로 인해, X 선에 대해서도 양호한 반사 특성을 갖고, 반사경의 대형화를 억제하면서 수차 보정을 양호하게 행할 수 있는 반사형 투영 광학계가 실현된다.
투영 광학계, 노광 장치, 반사 결상 광학계, 반사경, 중간이미지

Description

투영 광학계 및 그 투영 광학계를 구비한 노광 장치{PROJECTION OPTICAL SYSTEM AND EXPOSURE APPARATUS WITH THE SAME}
기술분야
본 발명은, 투영 광학계 및 그 투영 광학계를 구비한 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들어 X 선을 사용하여 미러 프로젝션 방식에 의해 마스크상의 회로 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는 X 선 투영 노광 장치에 적합한 반사형의 투영 광학계에 관한 것이다.
배경기술
종래, 반도체 소자 등의 제조에 사용되는 노광 장치에서는, 마스크 (레티클) 상에 형성된 회로 패턴을, 투영 광학계를 통해, 웨이퍼와 같은 감광성 기판 상에 투영 전사한다. 감광성 기판에는 레지스트가 도포되어 있고, 투영 광학계를 통한 투영 노광에 의해 레지스트가 감광하여, 마스크 패턴에 대응한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
여기에서, 노광 장치의 해상력 W 는, 노광광의 파장 λ 와 투영 광학계의 개구수 NA 에 의존하여, 다음 식 (a) 로 표시된다.
W= K·λ/NA (K:상수) (a)
따라서, 노광 장치의 해상력을 향상시키기 위해서는, 노광광의 파장 λ 를 짧게 하거나, 혹은 투영 광학계의 개구수 NA 를 크게 하는 것이 필요해 진다. 일반적으로, 투영 광학계의 개구수 NA 를 소정치 이상으로 크게 하는 것은 광학 설계의 관점에서 곤란하기 때문에, 이후에는 노광광의 단파장화가 필요해진다. 예를 들어, 노광광으로서, 파장이 248㎚ 인 KrF 엑시머 레이저를 사용하면 0.25㎛ 의 해상력을 얻을 수 있고, 파장이 193㎚ 인 ArF 엑시머 레이저를 사용하면 0.18㎛ 의 해상력을 얻을 수 있다. 이들의 레이저광보다 파장이 짧은 X 선을 노광광으로서 사용함으로써, 한층더 해상력의 향상이 가능해진다. 예를 들어 파장이 13㎚ 인 X 선을 노광광으로서 사용한 경우에는, 0.1㎛ 이하의 해상력을 얻을 수 있다.
그런데, 노광광으로서 X 선을 사용하는 경우, 사용 가능한 투과 광학 재료 및 굴절 광학 재료가 없어지기 때문에, 반사형의 마스크를 사용함과 함께, 반사형의 투영 광학계를 사용하게 된다. 종래, 노광광으로서 X 선을 사용하는 노광 장치에 적용 가능한 투영 광학계가, 예를 들어 미국 특허 제5,815,310호 명세서, 대응 일본 출원의 일본 공개특허공보 평9-211322호, 미국 특허 제6,183,095B1호 명세서, 등에 개시되어 있다. 또한 반사경을 8 개 사용한 반사 광학계가, 미국 특허 제5,686,728호 명세서, 대응 일본 출원의 일본 공개특허공보 평10-90602호, 일본 출원의 일본 공개특허공보 제2002-139672호 등에 여러 가지의 양태로 개시되어 있다.
이상을 정리하면,
특허문헌 1:미국 특허 제5,815,310호 명세서
특허문헌 2:일본 공개특허공보 평9-211322호
특허문헌 3:미국 특허 제6,183,095B1호 명세서
특허문헌 4:미국 특허 제5,686,728호 명세서
특허문헌 5:일본 공개특허공보 평10-90602호
특허문헌 6:일본 공개특허공보 2002-139672호가 있다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 일본 공개특허공보 평9-211322호에 개시된 종래의 반사 광학계는, 반사경을 6 개 구비하고, 개구수 NA 가 0.25 로 비교적 밝은 광학계이지만, 더욱 밝은 NA 를 달성할 수 없다.
또한 미국 특허 제6,183,O95B1호 명세서에 기재된 제 1 실시예에 관련된 반사 광학계는, 반사경을 6 개 구비하고, 개구수 NA 가 0.25 로 비교적 밝은 광학계이지만, 이것도 더욱 밝은 NA 를 달성할 수 없다. 또한, 8 개의 반사경에 의해 구성되는 반사 광학계는, 미국 특허 제5,686,728호 명세서에 의해 공지되어 있다. 이 반사 광학계는, 0.3 이상으로 큰 개구수 (NA) 를 확보하면서 콤팩트하게 정리되어 있지만, 8 개의 반사경의 각 면에서의 광선 입사각이 40°∼50°로 너무 크다. 이로 인해, 반사 다층막의 설계가 곤란하고, 또한 제조시의 정밀도 보증이나, 투영 실행시의 안정성에 어려운 점이 있다.
또한, 일본 공개특허공보 제2002-139672호에 기재된 실시예에 관련된 반사 광학계에서는, 반사경으로의 광선의 입사각은 그다지 크지 않지만, 반사경의 중심 곡률이 지나치게 크다. 그 때문에, 비구면 반사경의 형상 오차를 검사하는 데, 유효한 검사 수단이 존재하지 않아, 검사가 곤란하다.
현재 가장 유효한 검사 수단은 PDI 로 지칭되는 방법이다. PDI 는, 핀 홀을 통과한 광을 반사경으로 반사시킴으로써 행하는 검사 수단이다. PDI 에 의해 검사를 행하는 경우, 각 반사경의 곡률 반경의 절대치가 어느 정도 작은 값 쪽이 검사 정밀도가 좋고, 효과도 높다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 개구수 (NA) 가 소정치 이상인 투영 광학계 및 그와 같은 투영 광학계를 구비한 노광 조치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명의 투영 광학계를 노광 장치에 적용함으로써, 예를 들어 X 선을 노광광으로서, 큰 해상력을 갖는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 제 1 면의 축소이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계로서, 제 1 면의 중간이미지를 형성하기 위한 제 1 반사 결상 광학계와, 중간이미지의 이미지를 제 2 면 상에 형성하기 위한 제 2 반사 결상 광학계를 구비하고, 제 1 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 오목면의 제 1 반사경과 개구 조리개를 구비한 오목면의 제 2 반사경과 볼록면의 제 3 반사경과 오목면의 제 4 반사경을 가지며, 제 2 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 오목면의 제 5 반사경과 오목면의 제 6 반사경과 볼록면의 제 7 반사경과 오목면의 제 8 반사경을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 광학계를 제공한다.
제 4 반사경은, 제 2 반사경과 제 3 반사경 사이의 공간에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 반사경과 제 4 반사경 사이의 면간격을 d1 으로 하고, 제 2 반사경과 제 3 반사경 사이의 면간격을 d2 로 할 때, 제 4 반사경의 위치가 0.2<d1/d2<0.8 의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 모든 반사경의 중심 곡률 반경의 절대치는 300㎜∼5000㎜ 의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 반사경의 중심 곡률 반경을 R3 으로 하면, 400㎜<R3<2000㎜ 의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 제 2 반사경의 중심 곡률 반경을 R2 로 하면 , 0<R2<3000㎜ 의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 또한 제 6 반사경의 중심 곡률 반경을 R6 으로 하면, 0<R6<400O㎜ 의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상측 개구수 NA 는, 가능한 한 해상력을 향상시키기 위해, 적어도 0.3이상인 것이 바람직하다. 또한, 개구수 NA 는, 0.45 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은, 제 1 면에 설정된 마스크를 조명하기 위한 조명계와, 마스크의 패턴을 제 2 면에 설정된 감광성 기판 상에 투영 노광하기 위한 제 1 발명의 투영 광학계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
조명계는, 노광광으로서 X 선을 공급하기 위한 광원을 갖고, 투광학계에 대해 마스크 및 감광성 기판을 상대 이동시켜, 마스크의 패턴을 감광성 기판 상에 투영 노광하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명의 투영 광학계에서는, 제 2 반사경에 개구 조리개 (AS) 가 배치되어 있으므로, 개구 조리개 부재에 의한 광속의 비네팅 (vignetting, けられ) 도 가능한 한 피할 수 있으며, 여유를 갖고 광속을 유도할 수 있다. 또한, 제 3 반사경, 제 4 반사경, 제 5 반사경, 제 6 반사경에 대해서는, 그 곡률을 어느 정도 강하게 하여 수차 보정에 효과가 있는 형상으로 하였기 때문에, 투영 광학계는 소정치 이상의 개구수를 가질 수 있다.
또한, 제 3∼제 6 반사경의 곡률을 강하게 함으로써, 투영 광학계의 각 반사경의 유효 직경을 축소시킬 수 있고, 특히 유효 직경이 커지는 경향이 있는 제 4 반사경의 유효 직경도 작게 억제할 수 있다. 즉, 본 발명에 의해, X 선에 대해서도 양호한 반사 특성을 갖고, 반사경의 대형화가 억제되면서 양호하게 수차 보정이 이루어진 반사형의 투영 광학계를 실현할 수 있다.
또한, 노광 장치는, 본 발명의 투영 광학계를 사용함으로써, 노광광으로서 X 선을 사용할 수 있다. 이 경우, 투영 광학계에 대해 마스크 및 감광성 기판을 상대 이동시켜, 마스크의 패턴을 감광성 기판 상에 투영 노광하게 된다.
그 결과, 큰 해상력을 갖는 주사형의 노광 장치를 사용하여, 양호한 노광 조건을 기초로, 고정밀도인 마이크로 디바이스를 제조할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 웨이퍼 상에 형성되는 원호 형상의 노광 영역 (즉 실효 노광 영역) 과 광축의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 실시형태의 제 1 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는 제 1 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 실시형태의 제 2 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 2 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 실시형태의 제 3 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 3 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다.
도 9 는 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 수법의 일례에 대해, 그 플로우 차트를 나타내는 도면이다.
부호의 설명
1 레이저 플라즈마 X 선원
2 파장 선택 필터
3 조명 광학계
4 마스크
5 마스크 스테이지
6 투영 광학계
7 웨이퍼
8 웨이퍼 스테이지
M1∼M8 반사경
AS 개구 조리개
IMI 중간이미지
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 투영 광학계에서는, 제 1 면 (물체면) 으로부터의 광이, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 을 통해, 제 1 면의 중간이미지 (中間像) 를 형성한다. 그리고, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 을 통해 형성된 제 1 면의 중간이미지로부터의 광이, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 통해, 중간이미지의 이미지 (제 1 면의 축소이미지) 를 제 2 면 (이미지면) 상에 형성한다.
여기에서, 본 발명의 투영 광학계는, 제 1 면으로부터의 광을 반사하기 위한 제 1 오목면 반사경 (M1) 과, 제 1 반사경 (M1) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 반사경이며 개구 조리개 (AS) 를 구비한 제 2 오목면 반사경 (M2) 과, 제 2 반사경 (M2) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 제 3 볼록면 반사경 (M3) 과, 제 3 반사경 (M3) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 제 4 오목면 반사경 (M4) 과, 제 5 오목면 반사경 (M5) 과, 제 5 반사경 (M5) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 제 6 오목면 반사경 (M6) 과, 제 6 반사경 (M6) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 제 7 볼록면 반사경 (M7) 과, 제 7 반사경 (M7) 에서 반사된 광을 반사하기 위한 제 8 오목면 반사경 (M8) 에 의해 구성되어 있다.
여기에서, 각 반사경 파워의 대수롭지 않은 차이에 의해, 투영 광학계는, 제 1 면의 중간이미지가 (M4) 와 (M5) 사이에 존재하는 것과 같은 구성을 취하는 것이 나, 또는 (M5) 와 (M6) 사이에 존재하는 것과 같은 구성을 취하는 것도 가능하다. 따라서, 제 1 면의 중간이미지는 (M4) 와 (M6) 사이의 광로 중에 존재하는 것이 된다. 단, 제 1 면의 중간이미지의 위치가 어떤 반사경의 사이에 존재하는가는 그다지 문제는 아니고, 전체의 광학계에서의 반사경의 요철의 순서가 중요하다.
또한, 제 1 면의 중간이미지가 반사경의 극근방에 존재할 때는, 그 반사경의 경면 상의 미세 구조나 부착 먼지 등의 이미지가 투영이미지에 겹칠 우려가 있다. 또한, 그 반사경의 파셜 직경 (반사경 상에서의 광속의 유효 직경) 이 너무 작아지고, 제조 공차 면에서 문제되기 쉬워지기도 한다. 그로 인해, 제 1 면의 중간이미지의 위치는 각 반사경으로부터 떨어진 위치가 되도록 해야한다.
본 발명에서는, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 통해 형성된 제 1 면의 중간이미지로부터의 광이, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 통해, 중간이미지의 이미지 (제 1 면의 축소이미지) 를 제 2 면 (이미지면) 상에 형성하는 이른바 2 회 결상 광학계를 채용하고 있다. 그 2 회 결상 광학계는, 물체측으로부터 광의 입사 순서대로, 오목오목볼록오목오목오목볼록오목면 거울의 반사경에 의해 구성되어 있고, 이러한 배치로 함으로써, 그 2 회 결상 광학계에서는, 각 반사경의 곡률 반경의 확대를 억제하고, 또한 각 반사경으로의, 광선 입사각을 억제할 수 있고, 또한 각 반사경의 유효 직경을 억제한 콤팩트하고 NA 가 큰 광학계를 개발할 수 있었다.
우선, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 구성하는 물체측으로부터 세어 처음 4 개의 반사경에 대해, 볼록면 반사경을 물체측으로부터 3 번째의 반사경에 채용하고, 그 주위를 오목면 반사경으로 둘러싸는 배치의 구성으로 한다. 이렇게 함 으로써, 커지는 경향이 있는 반사경의 유효 직경을 억제하면서, 각 반사경으로의 입사 광속의 입사각을 억제하고, 또한, 각 반사경의 중심 곡률 반경의 절대치를 300㎜∼5000㎜ 의 범위에 들어가게 하여, 제조시의 용이함을 고려한 설계가 가능하게 된 것이다.
또한 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 구성하는 4 개의 반사경에 대해서도, 볼록면 반사경을 물체측으로부터 3 번째의 반사경에 채용하고, 그 주위를 오목면 반사경으로 둘러싸는 배치를 구성함으로써, 커지는 경향이 있는 반사경의 유효 직경을 억제하면서, 각 반사경으로의 입사 광속의 입사각을 억제할 수 있다. 더구나, 각 반사경의 중심 곡률 반경의 절대치를 300㎜∼5000㎜ 의 범위에 들어가게 하여, 제조시의 용이함을 고려한 설계가 가능해진 것이다.
이와 같이, 복수로 구성되는 오목면 거울 중에 2 개의 볼록면 거울을 균형있게 배치시킴으로써, 페츠발 합을 양호한 값으로 함과 함께, 각 수차를 양호하게 보정할 수 있어, 고성능인 광학계를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 반사경으로의 광선 입사각을 작게 억제하고, 적절한 곡률 반경을 가지는 반사경의 유효 직경을 작게 억제할 수 있다.
또한 전체 광학계가 축소 광학계이므로, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 및 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 의 물체측에 오목면 거울을 연속하여 사용함으로써, 무리없이 광속을 이미지면으로 향하게 하여 유도하고 있다. 따라서, 본 발명과 같은 반사경의 배치에서는, 고NA, 고성능, 소반사경 유효 직경, 소반사면 광선 입사각, 소반사면 곡률 반경의 5 박자가 갖추어진 광학계를 달성할 수 있다.
또한, 제 2, 제 3, 제 4 반사경의 구성 세트나, 제 6, 제 7, 제 8 반사경의 구성 세트가, 오목볼록오목면 거울로 형성됨으로써, 각 반사경의 중심 곡률 반경은, 그 절대치가 5000㎜ 이상이 되는 것과 같은 큰 곡률 반경도 아니고, 300㎜ 이하가 되는 것과 같은 작은 곡률 반경도 아닌, 적절한 곡률 반경을 유지한다. 또한, 각 반사경에서 적절한 중심 곡률 반경을 유지하면서, 고NA 이면서, 높은 광학 성능을 갖는 광학계를 달성할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 제 4 반사경 (M4) 을 제 2 반사경 (M2) 과 제 3 반사경 (M3) 사이의 공간에 두고, 제 3 반사경 (M3) 과 제 4 반사경 (M4) 을 각각 강한 파워를 가지는 볼록오목의 반사 광학계로 구성하고, 제 3 반사경 (M3) 의 중심 곡률 반경 (R3) 을 400㎜∼2000㎜ 의 범위에 들어가게 하여 작은 값으로 함으로써, 제 3 반사경 (M3) 과 제 4 반사경 (M4) 은 제조하기 용이하고, 또한 검사하기 쉬운 것이 되어, 소형이며 경량인 제 1 결상 광학계를 얻는 것이 가능하다.
또한, 일반적으로 반사면의 곡률 반경이 커져 평면에 가깝게 되면 양호한 정밀도로 제조하는 것이 곤란해지지만, 곡률 반경이 큰 제 2 반사경 (M2) 의 중심 곡률 반경 (R2) 이 3000㎜ 이하로, 그리고 제 6 반사경 (M6) 의 중심 곡률 반경 (R6) 이 4000㎜ 이하로 억제되고 있으므로, 반사면의 제조를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 제 4 반사경 (M4) 의 위치가 이하의 조건식 (1) 을 만족하는 것이 바람직하다. 여기에서, d1 은 제 3 반사경 (M3) 과 제 4 반사경 (M4) 사이의 면간격, d2 는 제 2 반사경 (M2) 과 제 3 반사경 (M3) 사이의 면간격이다.
0.2<d1/d2<0.8 (1)
조건식 (1) 의 하한치를 하회하면, 제 3 반사경 (M3) 으로의 입사 광속과 제 3 반사경 (M3) 으로부터의 사출 광속의 분리가 곤란해지기 때문에, 바람직하지 못하다. 한편, 조건식 (1) 의 상한치를 상회하면, 제 4 반사경 (M4) 의 직경이 지나치게 커져 바람직하지 못하다.
또한, 개구 조리개를 제 2 반사경 (M2) 의 바로 앞에 둠으로써, 광속의 비네팅을 회피한 소형의 광학계가 얻어지고, 또한 제 1 면의 축소이미지를 제 2 면 상에 2 회 결상으로 형성하는 구성을 채용함으로써, 왜곡 수차 (디스토션) 의 보정을 양호하게 행할 수 있고, 또한, 소형으로 결상 배율을 1/4 로 유지하면서, 양호한 광학 성능을 실현할 수 있다.
이상과 같은 배치를 채용함으로써, 반사경의 최대 직경이 억제됨과 함께, 각 반사경이나 개구 조리개 등을 광속의 비네팅없이 적절하게 배치할 수 있다.
또한, 제 3 반사경 (M3) 및 제 6 반사경 (M6) 으로의 광선의 입사각을 작게 억제함으로써, 유효 직경이 커지는 경향이 있는 제 4 반사경 (M4) 및 제 5 반사경 (M5) 의 유효 직경을 작게 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는, X 선에 대해서도 양호한 반사 특성을 가짐과 함께, 반사경의 대형화를 억제하면서 수차 보정을 양호하게 실시할 수 있는 반사형의 투영 광학계를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 제 3 반사경 (M3) 및 제 6 반사경 (M6) 으로의 광선의 최대 입사각 A 가, 다음 조건식 (2) 을 만족하는 것이 바람직하다.
A<30° (2)
조건식 (2) 의 상한치를 상회하면, 반사 다층막으로의 광선의 최대 입사각 A가 지나치게 커져, 반사 불균일이 발생하기 쉬워질뿐만 아니라 충분히 높은 반사율을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에서는, 제 1 면으로부터 제 1 반사경 (M1) 으로 입사하는 광속의 주광선의 광축에 대한 기울기 α 가, 다음 조건식 (3) 을 만족하는 것이 바람직하다.
5°<|α|<10° (3)
조건식 (3) 의 상한치를 상회하면, 제 1 면에 반사 마스크를 설치한 경우에, 반사에 의한 그림자의 영향을 받기 쉬우므로, 바람직하지 못하다. 한편, 조건식 (3) 의 하한치를 하회하면, 제 1 면에 반사 마스크를 설치한 경우에, 입사광과 반사광이 간섭하기 때문에, 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에서는, 각 반사경 (M1∼M8) 의 유효 직경 φM 은, 다음 조건식 (4) 을 만족하는 것이 바람직하다.
φM≤700㎜ (4)
조건식 (4) 의 상한치를 상회하면, 해당 반사경의 유효 직경이 지나치게 커져 광학계가 대형화되므로, 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에서는, 수차를 양호하게 보정하여 광학 성능을 향상시키기 위해, 각 반사경의 반사면을 광축에 관해 회전 대칭인 비구면 형상으로 형성하고, 각 반사면을 규정하는 비구면의 최대 차수를 10 차 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 투영 광학계를 이러한 구성으로 함으로써, 예를 들어 노광 장치에 이 투영 광학계를 적용하는 경우에는, 투영 광학계의 초점 심도내에서 웨이퍼에 요철이 있더라도 양호한 결상이 가능해진다.
또한, 본 발명의 투영 광학계를 노광 장치에 적용함으로써, 노광 장치는 노광광으로서 X 선을 사용할 수 있다. 이 경우, 투영 광학계에 대하여 마스크 및 감광성 기판을 상대 이동시켜, 마스크의 패턴을 감광성 기판 상에 투영 노광하게 된다. 그 결과, 큰 해상력을 갖는 주사형의 노광 장치를 사용하여, 양호한 노광 조건을 기초로, 고정밀도인 마이크로 디바이스를 제조하는 것이 가능해진다.
본 발명의 실시형태를, 첨부 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2 는, 웨이퍼 상에 형성되는 원호 형상의 노광 영역 (즉 실효 노광 영역) 과 광축의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 1 에서, 투영 광학계의 광축 방향, 즉 감광성 기판인 웨이퍼의 법선 방향을 따라 Z 축을, 웨이퍼면 내에서 도 1 의 지면에 평행한 방향으로 Y 축을, 웨이퍼면 내에서 도 1 의 지면에 수직인 방향으로 X 축을 각각 설정하고 있다.
도 1 의 노광 장치는, 노광광을 공급하기 위한 광원으로서, 예를 들어 레이저 플라즈마 X 선원 (1) 을 구비하고 있다. X 선원 (1) 으로부터 사출된 광은, 파장 선택 필터 (2) 를 통하여, 조명 광학계 (3) 에 입사한다. 여기에서, 파장 선택 필터 (2) 는, X 선원 (1) 이 공급하는 광으로부터, 소정 파장 (13.5㎚) 의 X 선만을 선택적으로 투과시켜, 다른 파장광의 투과를 차단하는 특성을 갖는다.
파장 선택 필터 (2) 를 투과한 X 선은, 복수의 반사경으로 구성되는 조명 광학계 (3) 를 통해, 전사해야 할 패턴이 형성된 반사형의 마스크 (4) 를 조명한다. 마스크 (4) 는, 그 패턴면이 XY 평면을 따라 신장되도록, Y 방향을 따라 이동 가능한 마스크 스테이지 (5) 에 의해 유지되고 있다. 그리고, 마스크 스테이지 (5) 의 이동은, 도시를 생략한 레이저 간섭계에 의해 계측되도록 구성되어 있다. 이렇게 해서, 마스크 (4) 상에는, Y 축에 관해서 대칭인 원호 형상의 조명 영역이 형성된다.
조명된 마스크 (4) 의 패턴으로부터의 광은, 반사형의 투영 광학계 (6) 를 통해, 감광성 기판인 웨이퍼 (7) 상에 마스크 패턴의 이미지를 형성한다. 즉, 웨이퍼 (7) 상에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 축에 관해서 대칭인 원호 형상의 노광 영역이 형성된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 광축 AX 를 중심으로한 반경 φ 를 갖는 원 형상의 영역 (이미지 서클) IF 내에서, 이 이미지 서클 IF에 접하도록 X 방향의 길이가 LX 에서 Y 방향의 길이가 LY 의 원호 형상의 실효 노광 영역 ER 이 설정되어 있다.
웨이퍼 (7) 는, 그 노광면이 XY 평면을 따라 신장되도록, X 방향 및 Y 방향을 따라 이차원적으로 이동 가능한 웨이퍼 스테이지 (8) 에 의해 유지되고 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (8) 의 이동은, 마스크 스테이지 (5) 와 같이, 도시를 생략한 레이저 간섭계에 의해 계측되도록 구성되어 있다. 이렇게 해서, 마스크 스테이지 (5) 및 웨이퍼 스테이지 (8) 를 Y 방향을 따라 이동시키면서, 즉 투영 광학계 (6) 에 대해 마스크 (4) 및 웨이퍼 (7) 를 Y 방향을 따라 상대 이동시키면서 스 캔 노광 (주사 노광) 을 행함으로써, 웨이퍼 (7) 의 1 개의 노광 영역에 마스크 (4) 의 패턴이 전사된다.
이 때, 투영 광학계 (6) 의 투영 배율 (전사 배율) 이 1/4 인 경우, 웨이퍼 스테이지 (8) 의 이동 속도를 마스크 스테이지 (5) 의 이동 속도의 1/4 로 설정하여 동기 주사를 행한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (8) 를 X 방향 및 Y 방향을 따라 이차원적으로 이동시키면서 주사 노광을 반복함으로써, 웨이퍼 (7) 의 각 노광 영역에 마스크 (4) 의 패턴이 축차 (逐次) 전사된다. 이하, 제 1 실시예∼제 3 실시예를 참조하여, 투영 광학계 (6) 의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
각 실시예에서, 투영 광학계 (6) 는, 마스크 (4) 의 패턴의 중간이미지를 형성하기 위한 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 와, 마스크 패턴의 중간이미지의 이미지 (마스크 (4) 의 패턴의 2 차이미지) 를 웨이퍼 (7) 상에 형성하기 위한 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 로 구성되어 있다. 여기에서, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 는 4 개의 반사경 (M1∼M4) 으로 구성되고, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 는 4 개의 반사경 (M5∼M8) 으로 구성되어 있다. 단, 중간이미지가 (M5) 와 (M6) 의 사이에 있는 경우는, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 는 5 개의 반사경 (M1∼M5) 으로 구성되고, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 는 3 개의 반사경 (M6∼M8) 으로 구성된다.
또한, 각 실시예에서, 모든 반사경의 반사면이 광축에 관해 회전 대칭인 비구면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 각 실시예에서, 제 2 반사경 (M2) 의 바로 앞에, 개구 조리개 (AS) 가 배치되어 있다. 또한, 각 실시예에서, 투영 광학계 (6) 는, 웨이퍼측 (이미지측) 의 텔레센트릭 광학계이다.
또한, 각 실시예에서는, 제 3 반사경 (M3) 이 제 1 반사경 (M1) 에 대해 이미지면측의 공간에 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않고 제 3 반사경 (M3) 이 제 1 반사경 (M1) 에 대해 물체측의 공간에 배치되어 있더라도 동일한 작용을 얻을 수 있다.
각 실시예에서, 비구면은, 광축에 수직인 방향의 높이를 y 로 하고, 비구면의 정점에서의 접평면으로부터 높이 y 에서의 비구면 상의 위치까지의 광축을 따른 거리 (새그량) 를 z 로 하고, 정점 곡률 반경을 r 로 하며, 원추 계수를 κ 로 하고, n 차의 비구면 계수를 Cn 으로 하였을 때, 이하의 수식 (b) 로 표시된다.
(수식 1)
z=(y2/r)/{1+{1-(1+κ)·y2/r2}1/2}
+C4·y4+C6·y6+C8·y8+C10·y10+··· (b)
실시예 1
도 3 은, 본 실시형태의 제 1 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3 을 참조하면, 제 1 실시예의 투영 광학계에서는, 마스크 (4) (도 3 에서는 도시하지 않음) 로부터의 광은, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 구성하는 제 1 오목면 반사경 (M1) 의 반사면, 제 2 오목면 반사경 (M2) 의 반사면, 제 3 볼록면 반사경 (M3) 의 반사면, 및 제 4 오목면 반사경 (M4) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 마스크 패턴의 중간이미지를 형성한다. 그리고, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 통해 형성된 마스크 패턴의 중간이미지로부터의 광은, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 구성하는 제 5 오목면 반사경 (M5) 의 반사면, 제 6 오목면 반사경 (M6) 의 반사면, 제 7 볼록면 반사경 (M7) 의 반사면, 및 제 8 오목면 반사경 (M8) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 웨이퍼 (7) 상에 마스크 패턴의 축소이미지 (2 차 이미지) 를 형성한다.
다음 표 (1) 에, 제 1 실시예에 관련된 투영 광학계의 제원 (諸元) 의 값을 나타낸다. 표 (1) 에서, λ 는 노광광의 파장을, β 는 투영 배율을, NA 는 이미지측 (웨이퍼측) 개구수를, H0 는 마스크 (4) 상에서의 최대 물체 높이를, φ 는 웨이퍼 (7) 상에서의 이미지 서클 IF 의 반경 (최대 이미지 높이) 을, LX 는 실효 노광 영역 (ER) 의 X 방향에 따른 치수를, LY 는 실효 노광 영역 (ER) 의 Y 방향에 따른 치수를 각각 표시하고 있다.
또한, 면번호는 물체면인 마스크면으로부터 이미지면인 웨이퍼면으로 광선이 진행하는 방향에 따른 마스크측으로부터의 반사면의 순서를, r 은 각 반사면의 정점 곡률 반경 (㎜) 을, d 는 각 반사면의 축 상 간격, 즉 면간격 (㎜) 을 각각 나타내고 있다. 또한, 면간격 d 는, 반사될 때마다 그 부호를 바꾸는 것으로 한다. 그리고, 광선의 입사 방향에 관계 없이 마스크측을 향하여 볼록면의 곡률 반경을 플러스로 하고, 오목면의 곡률 반경을 마이너스로 하고 있다. 상기 서술한 표기는, 이후의 표 (2) 및 표 (3) 에서도 동일하다.
Figure 112006048531045-PCT00001
Figure 112006048531045-PCT00002
Figure 112006048531045-PCT00003
Figure 112006048531045-PCT00004
도 4 는, 제 1 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다. 도 4(a) 에서는 이미지 높이 100% 에서의 메리디오날 (meridional) 코마 수차 및 사지탈 (sagittal) 코마 수차를, 도 4(b) 에서는 이미지 높이 98% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를, 도 4(c) 에서는 이미지 높이 95% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를 나타내고 있다. 도 4 에 나타낸 수차도로부터 분명한 바와 같이, 제 1 실시예에서는, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서 코마 수차가 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도시를 생략하였지만, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서, 코마 수차 이외의 다른 여러가지 수차, 예를 들어 구면 수차나 디스토션 등도 양호하게 보정되어 있는 것이 확인되고 있다.
실시예 2
도 5 는, 본 실시형태의 제 2 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5 를 참조하면 , 제 2 실시예의 투영 광학계에서도 제 1 실시예와 같이, 마스크 (4) (도 5 에서는 도시하지 않음) 로부터의 광은, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 구성하는 제 1 오목면 반사경 (M1) 의 반사면, 제 2 오목면 반사경 (M2) 의 반사면, 제 3 볼록면 반사경 (M3) 의 반사면, 및 제 4 오목면 반사경 (M4) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 마스크 패턴의 중간이미지를 형성한다. 그리고, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 을 통해 형성된 마스크 패턴 중간이미지로부터의 광은, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 구성하는 제 5 오목면 반사경 (M5) 의 반사면, 제 6 오목면 반사경 (M6) 의 반사면, 제 7 볼록면 반사경 (M7) 의 반사면, 및 제 8 오목면 반사경 (M8) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 웨이퍼 (7) 상에 마스크 패턴의 축소이미지 (2 차 이미지) 을 형성한다.
다음 표 (2) 에, 제 2 실시예에 관련된 투영 광학계의 제원의 값을 나타낸다.
Figure 112006048531045-PCT00006
Figure 112006048531045-PCT00007
도 6 은, 제 2 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다. 도 6(a) 에서는 이미지 높이 100% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를, 도 6(b) 에서는 이미지 높이 98% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를, 도 6(c) 에서는 이미지 높이 95% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를 나타내고 있다. 도 6 에 나타낸 수차도로부터 분명한 바와 같이, 제 2 실시예에서도 제 1 실시예와 마찬가지로, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서, 코마 수차가 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도시를 생략하였지만, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서, 코마 수차 이외의 다른 여러가지 수차, 예를 들어 구면 수차나 디스토션 등도 양호하게 보정되어 있는 것이 확인되고 있다.
실시예 3
도 7 은, 본 실시형태의 제 3 실시예에 관련된 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7 을 참조하면, 제 3 실시예의 투영 광학계에서도 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 마스크 (4) (도 7 에서는 도시하지 않음) 로부터의 광은, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 구성하는 제 1 오목면 반사경 (M1) 의 반사면, 제 2 오목면 반사경 (M2) 의 반사면, 제 3 볼록면 반사경 (M3) 의 반사면, 및 제 4 오목면 반사경 (M4) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 마스크 패턴의 중간이미지를 형성한다. 그리고, 제 1 반사 결상 광학계 (G1) 를 통해 형성된 마스크 패턴 중간이미지로부터의 광은, 제 2 반사 결상 광학계 (G2) 를 구성하는 제 5 오목면 반사경 (M5) 의 반사면, 제 6 오목면 반사경 (M6) 의 반사면, 제 7 볼록면 반사경 (M7) 의 반사면, 및 제 8 오목면 반사경 (M8) 의 반사면에서 순서대로 반사된 후, 웨이퍼 (7) 상에 마스크 패턴의 축소이미지 (2 차 이미지) 을 형성한다.
다음의 표 (3) 에, 제 3 실시예에 관련된 투영 광학계의 제원의 값을 나타낸다.
Figure 112006048531045-PCT00008
Figure 112006048531045-PCT00009
Figure 112006048531045-PCT00010
Figure 112006048531045-PCT00011
도 8 은, 제 3 실시예의 투영 광학계에서의 코마 수차를 나타내는 도면이다. 도 8(a) 에서는 이미지 높이 100% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를, 도 8(b) 에서는 이미지 높이 98% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를, 도 8(c) 에서는 이미지 높이 95% 에서의 메리디오날 코마 수차 및 사지탈 코마 수차를 나타내고 있다. 도 8 에 나타낸 수차도로부터 분명한 바와 같이, 제 3 실시예에서도 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서, 코마 수차가 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도시를 생략하였지만, 실효 노광 영역 (ER) 에 대응하는 영역에서, 코마 수차 이외의 다른 여러가지 수차, 예를 들어 구면 수차나 디스토션 등도 양호하게 보정되어 있는 것이 확인되고 있다.
이상과 같이, 상기 서술한 각 실시예에서의 투영 광학계에서는, 파장이 13.5㎚ 인 레이저 플라즈마 X 선에 대해, 0.35∼0.45 인 이미지측 개구수를 확보함과 함께, 웨이퍼 (7) 상에서 여러가지 수차가 양호하게 보정된 26㎜×2㎜ 인 원호 형상의 실효 노광 영역을 확보할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 (7) 상의, 예를 들어 26㎜×66㎜ 인 크기를 갖는 각 노광 영역에, 마스크 (4) 의 패턴을 주사 노광에 의해 0.1㎛ 이하의 고해상으로 전사할 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시예에서는 가장 큰 제 4 오목면 반사경 (M4) 및 제 5 오목면 반사경의 유효 직경이 약 419㎜∼약 494㎜ 정도로, 충분히 작게 억제되고 있다. 이와 같이, 각 실시예에서, 반사경의 대형화가 억제되고, 광학계의 소형화가 도모되고 있다. 또한, 일반적으로 반사면의 곡률 반경이 커져 평면에 가까워지면 양호한 정밀도로 제조하는 것이 곤란해지지만, 상기 서술한 각 실시예에서는 곡률 반경이 가장 큰 제 2 오목면 반사경 (M2) 에서 중심 곡률 반경 (R2) 이 3000㎜ 이하로 억제되고 있으므로, 각 반사면의 제조를 양호하게 행할 수 있다.
또한 (M3), (M6) 면으로의 광선 입사각의 최대값 A 도, 18.7°∼26.1°와 30° 이하로 억제되고 있다.
또한 비구면 차수는, 각 면에서 16 차까지 사용되고, 조건의 10 차 이상을 만족하고 있다. 또한, 이미지측 주광선의 기울기도 거의 O 이고, 텔레센트릭 광학계로 되어 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시예에서는, 마스크 (4) 에 입사하는 광선군 및 마스크 (4) 로 반사되는 광선군의 광축 AX 로 이루어지는 각도 α 가 약 6°정도로 작게 억제되고 있으므로, 반사형 마스크 (4) 를 사용하고 있더라도 입사광과 반사광의 간섭을 피할 수 있음과 함께, 반사에 의한 그림자의 영향을 잘 받지 않고, 따라서 성능이 잘 악화되지 않는다. 또한, 마스크 (4) 의 설정 위치에 대해 약간의 오차가 발생하더라도, 큰 배율 변화를 초래하지 않는다는 이점이 있다.
상기 서술한 실시형태에 따른 노광 장치에서는, 조명계에 의해 마스크를 조명하고 (조명 공정), 투영 광학계를 사용하여 마스크에 형성된 전사용 패턴을 감광성 기판에 노광함으로써 (노광 공정), 마이크로 디바이스 (반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등) 를 제조할 수 있다. 이하, 본 실시형태의 노광 장치를 사용하여 감광성 기판으로서의 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 수법의 일례에 대해, 도 9 의 플로우 차트를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 9 의 단계 (301) 에서, 1 로트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 (302) 에서, 그 1 로트의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토 레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 (303) 에서, 본 실시형태의 노광 장치를 사용하여, 마스크 (레티클) 상의 패턴의 이미지가 투영 광학계를 통해, 그 1 로트의 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 순차 노광 전사된다.
그 후, 단계 (304) 에서, 그 1 로트의 웨이퍼 상의 포토 레지스트의 현상이 행해진 후, 단계 (305) 에서, 그 1 로트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로서 에칭을 행함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 각 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 형성된다. 그 후, 더 상위 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 행함으로써, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 상기 서술한 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 디바이스를 스루풋 좋게 얻을 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, X 선을 공급하기 위한 광원으로서 레이저 플라즈마 X 선원을 사용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 노광광으로서 싱크로트론 방사 (SOR) 광을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, X 선을 공급하기 위한 광원을 갖는 노광 장치에 본 발명을 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, X 선 이외의 다른 파장광을 공급하는 광원을 갖는 노광 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 노광 장치의 투영 광학계에 본 발명을 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 일반적인 투영 광학계에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
산업상이용가능성
본 발명은, 개구수 (NA) 가 소정치 이상인 투영 광학계 및 그와 같은 투영 광학계를 구비한 노광 조치로서 이용 가능하다.

Claims (10)

  1. 제 1 면의 축소이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계로서,
    상기 제 1 면의 중간이미지를 형성하기 위한 제 1 반사 결상 광학계와, 상기 중간이미지의 이미지를 상기 제 2 면 상에 형성하기 위한 제 2 반사 결상 광학계를 구비하고,
    상기 제 1 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 오목면의 제 1 반사경과 개구 조리개를 구비한 오목면의 제 2 반사경과 볼록면의 제 3 반사경과 오목면의 제 4 반사경을 갖고,
    상기 제 2 반사 결상 광학계는, 제 1 면측으로부터 광의 입사 순서대로, 오목면의 제 5 반사경과 오목면의 제 6 반사경과 볼록면의 제 7 반사경과 오목면의 제 8 반사경을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 반사경은, 상기 제 2 반사경과 상기 제 3 반사경 사이의 공간에 배치된 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    d1:제 3 반사경과 제 4 반사경 사이의 면간격
    d2:제 2 반사경과 제 3 반사경 사이의 면간격
    으로부터 상기 제 4 반사경의 위치가,
    0.2<d1/d2<0.8
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모든 반사경의 중심 곡률 반경의 절대값은 300㎜∼5000㎜ 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 반사경의 중심 곡률 반경을 R3 으로 하면 ,
    400㎜<R3<2000㎜
    인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 반사경의 중심 곡률 반경을 R2 로 하면 ,
    0<R2<3000㎜
    인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 6 반사경의 중심 곡률 반경을 R6 으로 하면 ,
    0<R6<4000㎜
    인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상측 개구수 NA 는, 적어도 0.3 이상인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면에 설정된 마스크를 조명하기 위한 조명계와, 상기 마스크의 패턴을 상기 제 2 면에 설정된 감광성 기판 상에 투영 노광하기 위한 투영 광학계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조명계는, 노광광으로서 X 선을 공급하기 위한 광원을 갖고, 상기 투영 광학계에 대해 상기 마스크 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시켜, 상기 마스크의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 투영 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023665A1 (ja) 2005-08-24 2007-03-01 Nikon Corporation 投影光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法
US7470033B2 (en) * 2006-03-24 2008-12-30 Nikon Corporation Reflection-type projection-optical systems, and exposure apparatus comprising same
JP2008258461A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Canon Inc 反射型縮小投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
KR101592136B1 (ko) * 2007-10-26 2016-02-04 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 결상 광학 시스템 및 이러한 유형의 결상 광학 시스템을 갖는 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치
CN102402135B (zh) * 2011-12-07 2013-06-05 北京理工大学 一种极紫外光刻投影物镜设计方法
DE102015221983A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld sowie Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6021004A (en) 1995-02-28 2000-02-01 Canon Kabushiki Kaisha Reflecting type of zoom lens
US5815310A (en) 1995-12-12 1998-09-29 Svg Lithography Systems, Inc. High numerical aperture ring field optical reduction system
JPH09211322A (ja) 1996-02-01 1997-08-15 Fuji Photo Optical Co Ltd 画像読取用結像レンズ
US5686728A (en) 1996-05-01 1997-11-11 Lucent Technologies Inc Projection lithography system and method using all-reflective optical elements
US7151592B2 (en) 1999-02-15 2006-12-19 Carl Zeiss Smt Ag Projection system for EUV lithography
EP1772775B1 (de) 1999-02-15 2008-11-05 Carl Zeiss SMT AG Mikrolithographie-Reduktionsobjektiveinrichtung sowie Projektionsbelichtungsanlage
US6985210B2 (en) 1999-02-15 2006-01-10 Carl Zeiss Smt Ag Projection system for EUV lithography
US6600552B2 (en) 1999-02-15 2003-07-29 Carl-Zeiss Smt Ag Microlithography reduction objective and projection exposure apparatus
US6033079A (en) 1999-03-15 2000-03-07 Hudyma; Russell High numerical aperture ring field projection system for extreme ultraviolet lithography
US6867913B2 (en) 2000-02-14 2005-03-15 Carl Zeiss Smt Ag 6-mirror microlithography projection objective
JP2002107630A (ja) * 2000-08-01 2002-04-10 Carl Zeiss Stiftung Trading As Carl Zeiss ６枚の反射鏡を用いたマイクロリソグラフィ用の投影光学系
JP2002116382A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Nikon Corp 投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置
DE10052289A1 (de) 2000-10-20 2002-04-25 Zeiss Carl 8-Spiegel-Mikrolithographie-Projektionsobjektiv
TW573234B (en) 2000-11-07 2004-01-21 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus and integrated circuit device manufacturing method
JP2002162566A (ja) 2000-11-27 2002-06-07 Nikon Corp 光学系の設計方法，光学系および投影露光装置
JP4134544B2 (ja) 2001-10-01 2008-08-20 株式会社ニコン 結像光学系および露光装置
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