KR20070083543A - 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 - Google Patents
투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070083543A KR20070083543A KR1020077005330A KR20077005330A KR20070083543A KR 20070083543 A KR20070083543 A KR 20070083543A KR 1020077005330 A KR1020077005330 A KR 1020077005330A KR 20077005330 A KR20077005330 A KR 20077005330A KR 20070083543 A KR20070083543 A KR 20070083543A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical system
- lens
- projection optical
- lens group
- mask
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 254
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 66
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 48
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 9
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 79
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 1
- -1 darcerol Chemical compound 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
- G02B13/143—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation for use with ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
이미지면과의 사이의 광로 중에 액체를 개재시켜 실효적으로 큰 이미지측 개구수를 확보하면서, 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차가 밸런스 좋게 보정되어 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계. 제 1 면(R)의 이미지를 제 2 면(W) 상에 형성하는 투영 광학계. 투영 광학계 중의 굴절력를 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재(L22:Lb)와 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워져 있다. 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA라고 하고, 투영 광학계 중의 가장 제 1 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 제 1 면과의 사이의 광축에 따른 간격을 WD라고 하며, 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 할 때, O.02<NA×WD/FA<0.08의 조건을 만족한다.
Description
본 발명은, 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이고, 특히 반도체 소자나 액정 표시 소자 등의 마이크로 디바이스를 포토리소그래피 공정으로 제조할 때에 사용되는 노광 장치에 바람직한 투영 광학계에 관한 것이다.
반도체 소자 등을 제조하기 위한 포토리소그래피 공정에 있어서, 마스크(또는 레티클)의 패턴 이미지를, 투영 광학계를 통해, 감광성 기판(포토 레지스트가 도포된 웨이퍼, 유리 플레이트 등) 상에 투영 노광하는 노광 장치가 사용되고 있다. 노광 장치에서는, 반도체 소자 등의 집적도가 향상함에 따라, 투영 광학계에 요구되는 해상력(해상도)이 점점 높아지고 있다.
그래서, 투영 광학계의 해상력에 대한 요구를 만족시키기 위해, 조명광(노광광)의 파장 λ를 짧게 함과 아울러, 투영 광학계의 이미지측(像側) 개구수 NA를 크게 할 필요가 있다. 구체적으로는, 투영 광학계의 해상도는, k·λ/NA(k는 프로세스 계수)로 표시된다. 또한, 이미지측 개구수 NA는, 투영 광학계와 감광성 기판 사이의 매질(통상은 공기 등의 기체)의 굴절율을 n으로 하고, 감광성 기판으로의 최대 입사각을 θ라고 하면, n·sinθ로 표시된다.
이 경우, 최대 입사각 θ를 크게 하는 것에 의해 이미지측 개구수의 증대를 도모하고자 하면, 감광성 기판에의 입사각 및 투영 광학계로부터의 사출각이 커져, 수차 보정이 곤란하게 되기 때문에, 렌즈 직경의 대형화를 도모하지 않고 실효적인 이미지측 개구수를 확보할 수는 없다. 또한, 기체의 굴절율은 1정도이기 때문에, 이미지측 개구수 NA를 1 이상으로 할 수가 없다. 그래서, 투영 광학계와 감광성 기판 사이의 광로 중에 굴절율이 높은 액체와 같은 매질을 채우는 것에 의해 이미지측 개구수의 증대를 도모하는 액침(液浸) 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
특허 문헌 1: 국제 공개 특허 공보 WO2004/019128호의 팜플렛
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 액침형 투영 광학계에서는, 투영 광학계와 이미지면(노광 장치에서는 감광성 기판) 사이는 액체로 채워져 있지만, 투영 광학계와 물체면(노광 장치에서는 마스크) 사이는 액체로 채워져 있지 않기 때문에, 물체면으로부터의 결상 광선의 최대 사출 각도는 비교적 큰 상태로 되어 있다. 그 결과, 종래의 액침형 투영 광학계에서는, 예컨대, 이미지면 만곡이나 왜곡 수차와 같이 이미지 높이에 관련하는 수차와, 예컨대, 구면 수차나 코마 수차와 같은 개구수에 관련하는 수차를 양호한 밸런스로 보정하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 이미지면과의 사이의 광로 중에 액체를 개재시켜 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서, 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차가 양호한 밸런스로 보정되어 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 이용하여, 고해상도로 충실한 투영 노광을 할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 형태에서는, 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상(上)에 형성하는 투영 광학계에 있어서, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 광로 중에 배치된 제 1 렌즈군과, 상기 제 1 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정(正) 굴절력의 제 2 렌즈군과, 상기 제 2 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 부(負) 굴절력의 제 3 렌즈군과, 상기 제 3 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정 굴절력의 제 4 렌즈군과, 상기 제 4 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정 굴절력의 제 5 렌즈군을 구비하고, 상기 제 1 렌즈군은, 가장 상기 제 1 면 쪽에 배치된 양 오목 형상의 제 1 렌즈와, 해당 제 1 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 1 메니스커스 렌즈와, 해당 제 1 메니스커스 렌즈에 계속해서 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 2 메니스커스 렌즈와, 해당 제 2 메니스커스 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 3 메니스커스 렌즈와, 해당 제 3 메니스커스 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 4 메니스커스 렌즈를 구비하며, 상기 제 3 렌즈군은, 상기 제 3 렌즈군 중에서 가장 물체 쪽에 배치되어 이미지 쪽에 오목면을 향하게 한 전방 부 렌즈와, 상기 제 3 렌즈군 중에서 가장 이미지 쪽에 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 후방 부 렌즈를 구비하고, 상기 제 4 렌즈군과 상기 제 5 렌즈군 사이에는 개구 조리개가 배치되며, 상기 제 5 렌즈군은 상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재를 구비하고, 상기 제 5 렌즈군 중 상기 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워지는 것을 특징으로 하는 투영 광학계를 제공한다.
본 발명의 제 2 형태에서는, 제 1 면의 이미지를 제 2 면상에 형성하는 투영 광학계에 있어서, 상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워지고, 상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA로 하고, 상기 투영 광학계 중의 가장 제 1 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 1 면 사이의 광축에 따른 간격을 WD로 하며, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계를 제공한다.
본 발명의 제 3 형태에서는, 제 1 면의 이미지를 제 2 면상에 형성하는 투영 광학계에 있어서, 상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워지고, 상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA로 하고, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA로 하며, 상기 투영 광학계 중에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 부 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면의 유효 직경 및 상기 부 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면의 유효 직경 중 작은 쪽의 유효 직경을 FS라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계를 제공한다.
본 발명의 제 4 형태에서는, 상기 제 1 면에서 설정된 마스크의 패턴 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 감광성 기판에 투영하기 위한 제 1 형태~제 3 형태의 투영 광학계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 5 형태에서는, 감광성 기판을 상기 제 2 면에 설정하는 기판 설정 공정과, 제 1 형태~제 3 형태의 투영 광학계를 통해, 상기 제 1 면에 설정된 마스크의 패턴의 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 상기 감광성 기판에 투영 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 형태에서는, 감광성 기판을 상기 제 2 면에 설정하는 기판 설정 공정과, 제 1 형태~제 3 형태의 투영 광학계를 통해, 상기 제 1 면에 설정된 마스크의 패턴의 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 상기 감광성 기판에 투영 노광하는 노광 공정과, 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
(발명의 효과)
본 발명에서는, 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 이미지 쪽에 위치하는 광학 부재와 이미지면 사이의 광로가 소정의 액체로 채워져 있으므로, 투영 광학계와 이미지면 사이의 광로 중에 개재하는 액체(침액(浸液))의 작용에 의해, 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서, 비교적 큰 유효 결상 영역을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 후술하는 바와 같이, 이미지측 개구수에 따라 물체 쪽의 작동 거리를 작게 억제하고 있으므로, 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차를 양호한 밸런스로 보정할 수 있다.
이렇게 해서, 본 발명에서는, 이미지면과의 사이의 광로 중에 액체를 개재시켜 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서, 이미지 높이와 관련하는 수차와 개구수와 관련하는 수차가 양호한 밸런스로 보정되어 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 이용하여, 고해상에서의 충실한 투영 노광을 할 수 있고, 나아가서는 양호한 장치를 고정밀도로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 실시 형태의 각 실시예에서 웨이퍼 상에 형성되는 직사각형 형상 의 정지 노광 영역과 투영 광학계의 광축의 위치 관계를 나타내는 도면,
도 3은 본 실시 형태의 투영 광학계에 있어서의 경계 렌즈와 웨이퍼 사이의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 실시 형태의 실시예 1에 따른 투영 광학계의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 5는 실시예 1에 있어서의 횡수차를 나타내는 도면,
도 6은 본 실시 형태의 실시예 2에 따른 투영 광학계의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 7은 실시예 2에 있어서의 횡수차를 나타내는 도면,
도 8은 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 수법의 흐름도,
도 9는 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 때의 수법의 흐름도이다.
본 발명에서는, 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 이미지쪽(제 2 면 쪽: 노광 장치에서는 감광성 기판 쪽)에 위치하는 광학 부재와 이미지면 사이의 광로가 소정의 액체로 채워져 있다. 액체로서, 사용광에 대한 투과성이 있어 될 수 있는 한 굴절율이 높고, 노광 장치의 경우에는 기판 표면에 도포되어 있는 포토 레지스트에 대하여 안정적인 액체를 이용할 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명에서는, 투영 광학계와 이미지면 사이의 광로 중에 큰 굴절율을 갖는 액체를 개재시킴으로써, 실효적인 이미지측 개구수를 크게 확보하면서, 비교적 큰 유효 결상 영역을 확보할 수 있다.
그런데, 본 발명의 제 1 형태에서는, 투영 광학계를 구성하는 굴절 부재 중 가장 제 1 면 쪽에 배치되는 광학 부재를 양 오목(兩凹) 형상의 제 1 렌즈로 하고, 해당 제 1 렌즈에 계속하여 4장의 메니스커스 렌즈를 배치하고 있다. 본 발명의 제 1 형태와 같은 액침형 투영 광학계에서는 이미지측 개구수가 커지게 되고, 그것에 따른 물체 쪽(제 1 면 쪽) 개구수도 커진다. 이 때, 제 1 면 쪽으로부터 입사하는 광속에 관하여, 왜곡 수차 및 평행도(telecentricity)를 악화시키지 않고서 제 2 렌즈군으로 안내하기 위해서는, 가장 물체 쪽에 양 오목 렌즈를 배치하고, 이 양 오목 렌즈에 계속해서 4장의 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 메니스커스 렌즈(제 1~제 4 메니스커스 렌즈)를 배치해야 한다.
여기서, 제 1 렌즈로서의 양 오목 렌즈와 제 1 메니스커스 렌즈 사이에 별도 형상의 렌즈를 개재하면, 제 1 렌즈군 중 각 렌즈에서의 광선의 입사각 및 사출각이 커지고, 거기서 고차 수차가 발생하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 양 오목 렌즈에 계속해서 4장의 메니스커스 렌즈를 배치하는 것에 의해, 각각의 메니스커스 렌즈의 굴절력을 억제하고, 고차 수차의 발생을 될 수 있는 한 감소시키고 있다. 또, 왜곡 수차 및 평행도를 더욱 양호하게 보정하기 위해서는, 제 1 메니스커스 렌즈를 부 메니스커스 렌즈로 하고, 제 2 메니스커스 렌즈를 정(正) 메니스커스 렌즈로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제 1 형태에 있어서, 제 2 렌즈군은, 제 1 렌즈군 중 제 4 메니스커스 렌즈에 인접하여 배치되어 제 4 메니스커스 렌즈에 볼록면을 향하게 한 형상의 제 2 렌즈를 구비하는 것이 바람직하다. 제 2 렌즈군 중에서 가장 제 1 렌즈군 쪽의 제 2 렌즈가 입사 쪽에 볼록면을 향하게 한 형상이 아닌 경우에는, 해당 제 2 렌즈에 입사하는 주광선의 입사각이 커져 고차의 왜곡 수차나 코마 수차가 발생하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 제 1 렌즈군과 제 2 렌즈군 사이에서 서로 볼록면을 마주 대하는 형상으로 함으로써 제 1 및 제 2 렌즈군에서의 렌즈 최대 직경의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 형태에 있어서, 제 3 렌즈군은, 전방 부 렌즈와 후방 부 렌즈 사이의 광로 중에 배치되어 제 1 면 쪽에 볼록면을 향하게 한 제 3 렌즈를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 제 3 렌즈가 입사 쪽에 볼록면을 향하게 한 형상이 아닌 경우에는, 이 제 3 렌즈에 입사하는 주광선의 입사각이 커져 고차의 왜곡 수차나 코마 수차가 발생하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명의 제 1 형태에 있어서, 제 5 렌즈군 중 굴절력을 갖는 광학 부재는 모두 정 렌즈인 것이 바람직하다. 제 5 렌즈군은, 큰 이미지측 개구수를 기초로 결상하는 역할을 담당하고 있고, 제 5 렌즈군 중에 부 렌즈가 개재되면, 제 5 렌즈군 자체의 구경(口徑)이 증대하거나, 또한 큰 이미지측 개구수를 얻고자 하면, 제 5 렌즈군 중에서 광선이 전(全) 반사해 버려, 결상할 수 없게 되기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명의 제 1 형태에 있어서, 제 1 렌즈군의 초점 거리를 F1로 하 고, 투영 광학계의 전장을 L이라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
조건식 (1)의 상한값을 상회하면, 제 1 렌즈군의 초점 거리가 길어지게 되어, 제 1 렌즈 및 제 1 메니스커스 렌즈에서의 부분 영역의 크기가 지나치게 커지기 때문에, 왜곡 수차를 양호하게 하는 보정이 곤란해진다. 한편, 조건식 (1)의 하한값을 하회하면, 구면 수차 및 코마 수차의 보정이 곤란해지기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명의 제 1 형태에서, 제 3 렌즈군의 초점 거리를 F3이라 하고, 제 5 렌즈군의 초점 거리를 F5라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 형태의 투영 광학계와 같이 큰 이미지측 개구수를 얻고자 할 때에는, 제 5 렌즈군의 초점 거리를 작게 해야 한다. 본 발명의 제 1 형태에서는, 이 제 5 렌즈군에서 발생하는 페츠발 합을, 부 굴절력의 제 3 렌즈군으로 보정하고 있다. 여기서, 조건식 (2)의 상한값을 상회할 때에는, 제 5 렌즈군의 초점 거리가 지나치게 길어지게 되어, 필요한 이미지측 개구수를 확보할 수 없을 뿐만아니라, 페츠발 합의 과잉 보정으로 이어지기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 조건식 (2)의 하한값을 하회할 때에는, 페츠발 합의 보정 부족으로 되기 때문에 바람직하지 못하다.
또, 큰 이미지측 개구수를 갖는 투영 광학계에 있어서, 이미지 높이와 관련하는 수차(이미지면 만곡, 왜곡 수차 등)를, 개구수에 관련하는 수차(구면 수차, 코마 수차 등)과의 독립성이 양호하도록 보정하기 위해서는, 될 수 있는 한 물체면(제 1 면: 노광 장치에서는 마스크면)으로부터 광선이 넓어지기 전의 위치에 렌즈 성분을 배치하여 보정하는 것이 효과적이다. 이를 위해서는, 투영 광학계의 물체 쪽의 작동 거리(work distance) WD, 즉 투영 광학계 중의 가장 물체 쪽에 위치하는 광학 부재와 물체면 사이의 광축에 따른 간격을, 이미지측 개구수 NA에 따라 작게 하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 발명의 제 2 형태에서는, 투영 광학계와 이미지면 사이의 광로 중에 큰 굴절율을 갖는 액체를 개재시키는 구성에 부가하여, 다음 조건식 (3)을 만족한다. 조건식 (3)에서, NA는 투영 광학계의 이미지 쪽의 개구수이며, WD는 투영 광학계의 물체 쪽의 작동 거리이며, FA는 투영 광학계의 최대 유효 직경이다.
조건식 (3)의 상한값을 상회하면, 물체 쪽의 작동 거리 WD가 커져, 페츠발 합의 조건을 만족하는 것, 나아가서는 이미지면 만곡을 양호하게 보정하는 것이 곤란하게 됨과 아울러, 디스토션(distortion)의 보정도 곤란하게 되어, 결과적으로 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차를 밸런스 좋게 보정하는 것이 곤란해져 버린다. 한편, 조건식 (3)의 하한값을 하회하면, 투영 광학계의 최대 유효 직경 FA가 지나치게 커져, 광학계가 직경 방향으로 대형화되어 버린다. 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 발휘하기 위해서는, 조건식 (3)의 상한값을 0.07 로 설정하고, 하한값을 0.04로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 상술한 제 1 형태에 따른 투영 광학계에 있어서도, 이 조건식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 이미지면을 평탄하게 하기 위해서는, 페츠발 합을 작게 억제하여 이미지면 만곡을 양호하게 보정해야 한다. 이를 위해서는, 물체면에 될 수 있는 한 가까운 광속의 단면이 작은 위치에 부 렌즈를 배치하는 것이 효과적이다. 즉, 투영 광학계의 최대 유효 직경 FA(투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경(직경)의 최대값)을 작게 하는 것은 페츠발 합의 보정을 그 만큼 곤란하게 하므로, 최대 유효 직경 FA에 따라, 물체면에 될 수 있는 한 가까운 광속의 단면이 작은 위치(즉, 유효 직경이 작은 위치)에 부 렌즈를 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예 3에서는, 투영 광학계와 이미지면 사이의 광로 중에 큰 굴절율을 갖는 액체를 개재시키는 구성에 부가하여, 다음 조건식 (4)를 만족한다. 조건식 (4)에서, FS는 투영 광학계 중에서 제 1 면에 가장 가까운 부 렌즈의 최소 유효 직경(부 렌즈의 물체 쪽의 광학면의 유효 직경 및 이미지 쪽의 광학면의 유효 직경 중 작은 쪽의 유효 직경)이다. 또한, 상술한 바와 같이, NA는 투영 광학계의 이미지 쪽의 개구수이며, FA는 투영 광학계의 최대 유효 직경이다.
조건식 (4)의 상한값을 상회하면, 부 렌즈의 최소 유효 직경 FS가 지나치게 커져, 페츠발 합의 조건을 만족하는 것, 나아가서는 이미지면 만곡을 양호하게 보정하는 것이 곤란하게 되어, 결과적으로 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차를 밸런스 좋게 보정하는 것이 곤란해져 버린다. 한편, 조건식 (4) 의 하한값을 하회하면, 투영 광학계의 최대 유효 직경 FA가 커져, 광학계가 직경 방향으로 대형화되어 버린다. 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 발휘하기 위해서는, 조건식 (4)의 상한값을 0.5로 설정하고, 하한값을 0.35로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 상술한 제 1 형태 및 제 2 형태에 따른 투영 광학계에 있어서도, 이 조건식 (4)를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 부 렌즈의 물체 쪽의 광학면 및 이미지 쪽의 광학면 중 적어도 한쪽의 광학면이 비구면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기 부 렌즈에의 비구면의 도입에 의해, 투영 광학계에 있어서의 제 수차의 보정을 양호하게 실행할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 상기 부 렌즈와 물체면 사이의 광로 중에 정 렌즈가 배치되어 있지 않은 것, 바꾸어 말하면 상기 부 렌즈가 가장 물체 쪽에 배치된 렌즈 성분인 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 페츠발 합의 보정을 양호하게 실행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는, 이미지면 사이의 광로 중에 액체를 개재시켜 큰 실효적인 이미지측 개구수를 확보하면서, 이미지 높이에 관련하는 수차와 개구수에 관련하는 수차가 밸런스 좋게 보정되어 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 큰 실효적인 이미지측 개구수를 확보하면서 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계를 이용하여, 고해상으로 충실한 투영 노광할 수 있다.
본 발명의 실시 형태를, 첨부 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 서는, X축 및 Y축이 웨이퍼 W에 대하여 평행한 방향으로 설정되고, Z축이 웨이퍼 W에 대하여 직교하는 방향으로 설정되어 있다. 또한 구체적으로는 XY 평면이 수평면에 평행으로 설정되고, +Z축이 연직 방향을 따라 상향으로 설정되어 있다.
본 실시예의 노광 장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 노광 광원인 ArF 엑시머 레이저 광원을 포함하고, 광학 적분기(homogenizer), 시야 조리개, 콘덴서 렌즈 등으로 구성되는 조명 광학계(1)를 구비하고 있다. 광원으로부터 사출된 파장 193㎚의 자외 펄스광으로 이루어지는 노광광(노광 빔)은 조명 광학계(1)를 통과하여, 레티클(마스크) R을 조명한다. 레티클 R에는 전사해야 할 패턴이 형성되어 있고, 패턴 영역 전체 중 X 방향을 따라 장변을 갖고 또한 Y 방향을 따라 단변을 갖는 직사각형 형상(슬릿 형상)의 패턴 영역이 조명된다.
레티클 R을 통과한 광은, 액침형 투영 광학계 PL을 거쳐 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(감광성 기판) W 상의 노광 영역에 소정의 축소 투영 배율로 레티클 패턴을 형성한다. 즉, 레티클 R 상에서의 직사각형 형상의 조명 영역에 광학적으로 대응하도록, 웨이퍼 W 상에서는 X 방향을 따라 장변을 갖고 또한 Y 방향을 따라 단변을 갖는 직사각형 형상의 정지 노광 영역(실효 노광 영역)에 패턴 이미지가 형성된다.
도 2는 본 실시 형태의 각 실시예에 있어서 웨이퍼 상에 형성되는 직사각형 형상의 정지 노광 영역과 투영 광학계의 광축과의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 본 실시예의 각 실시예에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 PL의 광축 AX를 중심으로 한 반경 B를 갖는 원형 형상의 영역(이미지 서클) IF 내에서, 광축 AX를 중심으로 하여 X 방향을 따라 가늘고 길게 연장한 직사각형 형상의 정지 노광 영역 ER이 설정되어 있다. 여기서, 정지 노광 영역 ER의 X 방향의 길이는 LX이며, 그 Y 방향의 길이는 LY이다.
따라서, 도시를 생략했지만, 이것에 대응하여, 레티클 R 상에서는, 광축 AX를 중심으로 하여 정지 노광 영역 ER에 대응한 크기 및 형상을 갖는 직사각형 형상의 조명 영역(즉, 정지 조명 영역)이 형성되어 있는 것으로 된다. 레티클 R은 레티클 스테이지(2) 상에서 XY 평면에 평행하게 유지되고, 레티클 스테이지(2)에는 레티클 R을 X 방향, Y 방향 및 회전 방향으로 미동시키는 기구가 내장되어 있다. 레티클 스테이지(2)는, 레티클 스테이지(2) 상에 마련된 이동 거울(3)을 이용하는 레티클 레이저 간섭계(4)에 의해 X 방향, Y 방향 및 회전 방향의 위치가 실시간으로 계측되고, 또한 제어된다.
레티클 스테이지(2)는 레티클 스테이지 정반(5)에 대하여 주사 방향(Y 방향)으로 이동 가능하다. 레티클 스테이지(2)는, 예컨대, 기체 축받이(베어링)(전형적으로는 에어 패드)를 이용하여 레티클 스테이지 정반(5)에 대하여 부상하고 있다. 레티클 스테이지(2)는, 이 기체 축받이(베어링)의 가이드면(6)보다 투영 광학계 PL 쪽에 레티클 R이 위치하도록 레티클 R을 지지하고 있다. 환언하면, 레티클 레이저 간섭계(4)로부터 레티클 스테이지(2) 상의 이동 거울(3)로 향하게 된 간섭계 빔이 레티클 스테이지(2)의 가이드면(6)보다 투영 광학계 PL 쪽에 위치한다.
웨이퍼 W는, 웨이퍼 홀더(도시하지 않음)를 통해 Z 스테이지(7) 상에서 XY 평면에 평행하게 고정되어 있다. 또한, Z 스테이지(7)는, 투영 광학계 PL의 이미 지면과 실질적으로 평행한 XY 평면을 따라 이동하는 XY 스테이지(8) 상에 고정되어 있고, 웨이퍼 W의 포커스 위치(Z 방향의 위치) 및 경사각을 제어한다. Z 스테이지(7)는 Z 스테이지(7) 상에 마련된 이동 거울(9)을 이용하는 웨이퍼 레이저 간섭계(10)에 의해 X 방향, Y 방향 및 회전 방향의 위치가 실시간으로 계측되고, 또한 제어된다.
또한, XY 스테이지(8)는 베이스(11) 상에 탑재되어 있고, 웨이퍼 W의 X 방향, Y 방향 및 회전 방향을 제어한다. 한편, 본 실시예의 노광 장치에 마련된 주 제어계(도시하지 않음)는 레티클 레이저 간섭계에 의해 계측된 계측값에 근거하여 레티클 R의 X 방향, Y 방향 및 회전 방향의 위치를 조정한다. 즉, 주 제어계는, 레티클 스테이지(2)에 내장되어 있는 기구에 제어 신호를 송신하여, 레티클 스테이지(2)를 미동시킴으로써 레티클 R의 위치 조정을 행한다.
또한, 주 제어계는, 오토 포커스 방식 및 오토 레벨링 방식에 의해 웨이퍼 W 상의 표면을 투영 광학계 PL의 이미지면에 맞춰 넣기 위해, 웨이퍼 W의 포커스 위치(Z 방향의 위치) 및 경사각의 조정을 행한다. 즉, 주 제어계는, 웨이퍼 스테이지 구동계(도시하지 않음)에 제어 신호를 송신하여, 웨이퍼 스테이지 구동계에 의해 Z 스테이지(7)를 구동시킴으로써 웨이퍼 W의 포커스 위치 및 경사각의 조정을 행한다. 또한, 주 제어계는, 웨이퍼 레이저 간섭계(10)에 의해 계측된 계측값에 근거하여 웨이퍼 W의 X 방향, Y 방향 및 회전 방향의 위치 조정을 행한다. 즉, 주 제어계는, 웨이퍼 스테이지 구동계에 제어 신호를 송신하고, 웨이퍼 스테이지 구동계에 의해 XY 스테이지(8)를 구동시킴으로써 웨이퍼 W의 X 방향, Y 방향 및 회전 방향의 위치 조정을 행한다.
노광 시에는, 주 제어계는, 레티클 스테이지(2)에 내장되어 있는 기구에 제어 신호를 송신함과 아울러, 웨이퍼 스테이지 구동계에 제어 신호를 송신하고, 투영 광학계 PL의 투영 배율에 따른 속도비로 레티클 스테이지(2) 및 XY 스테이지(8)를 구동시키면서, 레티클 R의 패턴 이미지를 웨이퍼 W 상의 소정의 샷 영역 내에 투영 노광한다. 그 후, 주 제어계는, 웨이퍼 스테이지 구동계에 제어 신호를 송신하고, 웨이퍼 스테이지 구동계에 의해 XY 스테이지(8)를 구동시킴으로써 웨이퍼 W 상의 별도의 샷 영역을 노광 위치로 단계 이동시킨다.
이와 같이, 스텝 앤드 스캔 방식에 의해 레티클 R의 패턴 이미지를 웨이퍼 W 상에 주사 노광하는 동작을 반복한다. 즉, 본 실시예에서는, 웨이퍼 스테이지 구동계 및 웨이퍼 레이저 간섭계(10) 등을 이용하여 레티클 R 및 웨이퍼 W의 위치 제어를 하면서, 직사각형 형상의 정지 노광 영역 및 정지 조명 영역의 단변 방향, 즉 Y 방향(주사 방향)을 따라 레티클 스테이지(2)와 XY 스테이지(8)를, 나아가서는 레티클 R과 웨이퍼 W를 동기적으로 이동(주사)시킴으로써, 웨이퍼 W 상에는 정지 노광 영역의 장변 LX와 같은 폭을 갖고 또한 웨이퍼 W의 주사량(이동량)에 따른 길이를 갖는 영역에 대하여 레티클 패턴이 주사 노광된다.
도 3은, 본 실시 형태의 투영 광학계에 있어서의 경계 렌즈와 웨이퍼 사이의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시 형태의 실시예 1에서는, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로가, 순수한 물과 같은 액체 Lm으로 채워져 있다. 바꾸어 말하면, 투영 광학계 PL 중 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 이미지 쪽(웨이퍼 W 쪽)에 위치하는 광학 부재인 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로는 소정의 액체 Lm으로 채워져 있다.
한편, 본 실시 형태의 실시예 2에서는, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로 중에 평행 평면판 Lp을 삽입 및 분리이 자유롭게 배치하고, 경계 렌즈 Lb와 평행 평면판 Lp 사이의 광로 및 평행 평면판 Lp과 웨이퍼 W 사이의 광로가 순수한 물과 같은 액체 Lm으로 채워져 있다. 이 경우, 액체 Lm이 웨이퍼 W에 도포된 포토 레지스트 등에 의한 오염을 받더라도, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이에 교환 가능하게 개재하는 평행 평면판(일반적으로는 거의 무굴절력의 광학 부재) Lp의 작용에 의해, 오염된 액체 Lm에 의한 경계 렌즈 Lb의 이미지측 광학면의 오염을 효과적으로 막을 수 있다.
또, 투영 광학계 PL에 대하여 웨이퍼 W를 상대 이동시키면서 주사 노광을 하는 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치에 있어서, 주사 노광의 개시로부터 종료까지 투영 광학계 PL의 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로 중에 액체(Lm)를 계속 충전하기 위해서는, 예컨대, 국제 공개 특허 공보 WO99/49504호에 개시된 기술이나, 일본 공개 특허 공보 평10-303114호에 개시된 기술 등을 이용할 수 있다. 여기서는, 국제 공개 특허 공보 WO99/49504호를 참조로 하여 원용한다.
국제 공개 특허 공보 WO99/49504호에 개시된 기술에서는, 액체 공급 장치로부터 공급관 및 배출 노즐을 통해 소정의 온도로 조정된 액체를 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로를 채우도록 공급하고, 액체 공급 장치에 의해 회수관 및 유입노즐을 거쳐 웨이퍼 W 상으로부터 액체를 회수한다. 한편, 일본 공개 특허 공보 평10-303114호에 개시된 기술에서는, 액체를 수용할 수 있도록 웨이퍼 홀더 테이블을 용기 형상으로 구성하고, 그 안쪽 바닥부의 중앙에서(액체 중에서) 웨이퍼 W를 진공 흡착에 의해 위치 결정하여 지지한다. 또한, 투영 광학계 PL의 경통(鏡筒) 선단부가 액체 중에 도달하고, 나아가서는 경계 렌즈 Lb의 웨이퍼 쪽의 광학면이 액체 중에 도달하도록 구성한다.
본 실시예에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 급배수 기구(12)를 이용하여, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로 중에서 (실시예 2에서는 경계 렌즈 Lb와 평행 평면판 Lp 사이의 광로 및 평행 평면판 Lp와 웨이퍼 W 사이의 광로 중에서), 액체 Lm으로서의 순수한 물을 순환시키고 있다. 이와 같이, 침액으로서의 순수한 물 Lm을 미소 유량으로 순환시킴으로써, 부식 방지, 곰팡이 방지 등의 효과에 의해 액체의 변질을 막을 수 있다. 또한, 노광광의 열 흡수에 의한 수차 변동을 막을 수 있다.
본 실시 형태의 각 실시예에 있어서, 비구면은, 광축에 수직인 방향의 높이를 y로 하고, 비구면의 정점에서의 접 평면으로부터 높이 y에서의 비구면 상의 위치까지의 광축에 따른 거리(sag량)를 z로 하고, 정점 곡율 반경을 r로 하고, 원추 계수를 κ로 하며, n차 비구면 계수를 Cn으로 했을 때, 이하의 수학식 (a)로 표시된다. 각 실시예에 있어서, 비구면 형상으로 형성된 렌즈면에는 면 번호의 우측에 *표를 부여하고 있다.
[실시예 1]
도 4는, 본 실시 형태의 실시예 1에 따른 투영 광학계의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 실시예 1에 따른 투영 광학계 PL은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 제 1 렌즈군 G1, 정 굴절력의 제 2 렌즈군 G2, 부 굴절력의 제 3 렌즈군 G3, 정 굴절력의 제 4 렌즈군 G4 및 정 굴절력의 제 5 렌즈군 G5를 구비하고 있다.
그리고, 제 1 렌즈군 G1은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 평행 평면판 P1과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 양 오목 렌즈 L1(제 1 렌즈)과, 레티클 쪽에 오목면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L2(제 1 메니스커스 렌즈)와, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L3(제 2 메니스커스 렌즈)과, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L4(제 3 메니스커스 렌즈)와, 레티클 쪽에 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L5(제 4 메니스커스 렌즈)를 구비하고 있다.
또한, 제 2 렌즈군 G2는, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L6(제 2 렌즈)과, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L7과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L8을 구비하고 있다. 제 3 렌즈군 G3은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L9(전방 부 렌즈)와, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L10(제 3 렌즈)과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 양 오목 렌즈 L11과, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L12(후방 부 렌즈)를 구비하고 있다.
제 4 렌즈군 G4는, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L13과, 양 볼록 렌즈 L14와, 양 볼록 렌즈 L15와, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L16과, 양 볼록 렌즈 L17을 구비하고 있다. 그리고, 제 5 렌즈군 C5는, 양 볼록 렌즈 L18과, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L19와, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L20과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L21과, 웨이퍼 쪽에 평면을 향하게 한 평철(平凸) 렌즈 L22(경계 렌즈 Lb)를 구비하고 있다. 또한, 제 4 렌즈군 G4와 제 5 렌즈군 G5 사이의 광로 중에는, 개구 조리개 AS가 배치되어 있다.
실시예 1에서는, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로에, 사용광(노광광)인 ArF 엑시머 레이저광(파장 λ=193.306㎚)에 대하여 1.435876의 굴절율을 갖는 순수한 물(Lm)이 채워져 있다. 또한, 모든 광 투과 부재(P1, L1~L22(Lb))가, 사용광에 대하여 1.560326의 굴절율을 갖는 석영(SiO2)에 의해 형성되어 있다.
다음 표 1에, 실시예 1에 따른 투영 광학계 PL의 제원의 값을 표시한다. 표 1에서, λ는 노광광의 중심 파장을, β는 투영 배율의 크기를, NA는 이미지측(웨이퍼측) 개구수를, B는 웨이퍼 W 상에서의 이미지 서클 IF의 반경(최대 이미지 높이)을, LX는 정지 노광 영역 ER의 X 방향에 따른 치수(장변의 치수)를, LY는 정지 노광 영역 ER의 Y 방향에 따른 치수(단변의 치수)를 각각 표시하고 있다. 또한, 면 번호는 레티클 쪽으로부터의 면의 순서를, r은 각 면의 곡율 반경(비구면의 경우에는 정점 곡율 반경: ㎜)을, d는 각 면의 축(軸)상 간격, 즉 면 간격(㎜)을, n은 중심 파장에 대한 굴절율을 각각 나타내고 있다. 또, 표 1에 있어서의 표기는, 이후의 표 2에 있어서도 마찬가지이다.
[표 1]
도 5는 실시예 1에 있어서의 횡 수차를 나타내는 도면이다. 수차도에서, Y는 이미지 높이를 나타내고 있다. 도 5의 수차도로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1에서는, 매우 큰 이미지측 개구수(NA=1.2) 및 비교적 큰 정지 노광 영역 ER(22㎜×6.7㎜)을 확보하고 있음에도 불구하고, 파장이 193.306㎚의 엑시머 레이저광에 대하여 수차가 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
도 6은, 본 실시 형태의 실시예 2에 따른 투영 광학계의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 실시예 2에 따른 투영 광학계 PL은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 제 1 렌즈군 G1, 정 굴절력의 제 2 렌즈군 G2, 부 굴절력의 제 3 렌즈군 G3, 정 굴절력의 제 4 렌즈군 G4 및 정 굴절력의 제 5 렌즈군 G5를 구비하고 있다.
그리고, 제 1 렌즈군 G1은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 평행 평면판 P1과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 양 오목 렌즈 L1(제 1 렌즈)과, 레 티클 쪽에 오목면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L2(제 1 메니스커스 렌즈)와, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L3(제 2 메니스커스 렌즈)과, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L4(제 3 메니스커스 렌즈)와, 레티클 쪽에 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L5(제 4 메니스커스 렌즈)를 구비하고 있다.
또한, 제 2 렌즈군 G2는, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L6(제 2 렌즈)과, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L7과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L8을 구비하고 있다. 제 3 렌즈군 G3은, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L9(전방 부 렌즈)와, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L10(제 3 렌즈)과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 양 오목 렌즈 L11과, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L12(후방 부 렌즈)를 구비하고 있다.
제 4 렌즈군 G4는, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 레티클 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L13과, 양 볼록 렌즈 L14와, 양 볼록 렌즈 L15와, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 부 메니스커스 렌즈 L16과, 양 볼록 렌즈 L17을 구비하고 있다. 그리고, 제 5 렌즈군 G5는, 레티클 쪽으로부터 순서대로, 양 볼록 렌즈 L18과, 레티클 쪽에 볼록면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L19와, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L20과, 웨이퍼 쪽에 비구면 형상의 오목면을 향하게 한 정 메니스커스 렌즈 L21과, 웨이퍼 쪽에 평면을 향하게 한 평철 렌즈 L22(경계 렌즈 Lb)와, 평행 평면판 Lp로 구성되어 있다. 제 4 렌즈군 G4와 제 5 렌즈군 G5 사이의 광로 중에는 개구 조리개 AS가 배치되어 있다.
실시예 2에서는, 경계 렌즈 Lb와 평행 평면판 Lp 사이의 광로 및 평행 평면판 Lp와 웨이퍼 W 사이의 광로에, 사용광(노광광)인 ArF 엑시머 레이저광(파장 λ=193.306㎚)에 대하여 1.435876의 굴절율을 갖는 순수한 물(Lm)이 채워져 있다. 또한, 모든 광 투과 부재(P1, L1~L22(Lb), Lp)가, 사용광에 대하여 1.560326의 굴절율을 갖는 석영(SiO2)에 의해 형성되어 있다. 다음 표 2에, 실시예 2에 따른 투영 광학계 PL의 제원의 값을 표시한다.
[표 2]
도 7은, 실시예 2에 있어서의 횡수차를 나타내는 도면이다. 수차도에서, Y 는 이미지 높이를 나타내고 있다. 도 7의 수차도로부터 명백한 바와 같이, 실시예 2에 있어서도 실시예 1과 마찬가지로, 매우 큰 이미지측 개구수(NA= 1.2) 및 비교적 큰 정지 노광 영역 ER(22㎜×6.7㎜)을 확보하고 있음에도 불구하고, 파장이 193.306㎚의 엑시머 레이저광에 대하여 수차가 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 하여, 각 실시예에서는, 파장이 193.306㎚의 ArF 엑시머 레이저광에 대하여, 1.2의 높은 이미지측 개구수를 확보함과 동시에, 22㎜×6.7㎜의 직사각형 형상의 실효 노광 영역(정지 노광 영역) ER를 확보할 수 있어, 예컨대, 22㎜× 33㎜의 직사각형 형상의 노광 영역 내에 회로 패턴을 고해상도로 주사 노광할 수 있다.
그런데, 각 실시예에서는, 투영 광학계 PL의 물체 쪽의 작동 거리 WD가 통상의 노광 장치에 있어서의 구성보다 작게 설정되어 있다. 구체적으로, 실시예 1에서는 투영 광학계 PL의 물체 쪽의 작동 거리 WD가 18㎜이며, 실시예 2에서는 투영 광학계 PL의 물체 쪽의 작동 거리 WD가 15㎜이다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 레티클 스테이지(2) 쪽의 기구와 투영 광학계 PL 쪽의 기구 사이의 기계적인 간섭을 회피하기 위해, 도 1에 나타내는 바와 같은 굴착식의 레티클 스테이지 기구를 채용하고 있다.
본 실시예의 굴착식의 레티클 스테이지 기구는, 레티클(마스크) R을 지지하고 또한 이동시키는 레티클 스테이지(2)와, 가이드면(6)을 통해 레티클 스테이지(2)를 이동 가능하게 탑재하는 레티클 스테이지 정반(5)과, 레티클 스테이지(2) 의 위치를 측정하기 위해 레티클 스테이지(2)를 향해 측정 빔을 조사하는 간섭계(4)를 구비하고, 간섭계(4)는 가이드면(6)보다 투영 광학계 PL 쪽에 측정 빔을 조사하도록 구성되어 있다. 환언하면, 본 실시예의 레티클 스테이지 기구는, 탑재되는 레티클의 패턴면을 포함하는 평면에서 공간을 분할했을 때에, 투영 광학계 PL이 속하는 공간과는 반대쪽의 공간에 레티클 스테이지(2)를 이동시키기 위한 가이드면(6)이 배치되는 것이다. 또, 굴착식의 레티클 스테이지(마스크 스테이지) 기구의 더욱 상세한 구성 및 작용에 대해서는, 예컨대, 국제 공개 특허 공보 제WO99/66542호 및 이것에 대응하는 미국 특허 공보 제6,549,268호를 참조할 수 있다. 여기서는, 미국 특허 제6,549,268호를 참조하여 원용한다. 단, 굴착식의 레티클 스테이지 기구에 한정되지 않고, 예컨대, 일본 특허 공표 공보 평11-504770호 및 이것에 대응하는 미국 특허 공보 제6,084,673호에 개시된 서스펜션식의 레티클 스테이지 기구를 채용함으로써, 레티클 스테이지(2) 쪽의 기구와 투영 광학계 PL 쪽의 기구 사이의 기계적인 간섭을 회피할 수도 있다. 여기서는, 미국 특허 공보 제6,084,673호를 참조하여 원용한다. 또, 상술한 실시예에서는, 액체로서 순수한 물을 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2 -, PO4 2-를 넣은 물, 이소프로파놀, 다리세롤, 헥산, 헵탄, 데칸 등을 이용할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 통상의 투과형 마스크(광 투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴이나 위상 패턴을 형성한 것)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 가변 패턴 발생기(프로그램 가능 LCD 어레이(미국 특허 공보 제5,229,872호 참조), DMD 등의 프로그램 가능 미러 어레이(미국 특허 공보 제5,296,891호 및 미국 특허 공보 제5,523,193호 참조), 매트릭스 형상(어레이 형상) 발광점을 갖는 자기 발광형 마스크)를 이용할 수 있다. 이러한 가변 패턴 발생기는 어드레스 지정된 영역만 광을 통과시키는/반사시키는/발광시키는 매트릭스 어드레스 가능면을 갖고, 빔이 매트릭스 어드레스 가능면의 어드레스 지정 패턴에 따라 패턴화되도록 되어 있다. 필요한 어드레스 지정은 적당한 전자 수단을 사용해서 행해진다. 이러한 가변 패턴 발생기를 마스크(레티클)로서 이용하는 경우에는, 가변 패턴 발생기의 매트릭스 어드레스 가능면(패턴면)을 투영 광학계에 근접시키는 것이 용이하게 된다. 여기서는, 미국 특허 제5,229,872호, 미국 특허 제5,296,891호, 미국 특허 제5,523,193호를 참조하여 원용한다.
상술한 실시예의 노광 장치에서는, 조명 장치에 의해 레티클(마스크)을 조명하고(조명 공정), 투영 광학계를 이용하여 마스크에 형성된 전사용 패턴을 감광성 기판에 노광하는(노광 공정) 것에 의해, 마이크로 장치(반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등)를 제조할 수 있다. 이하, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여 감광성 기판으로서의 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 장치로서의 반도체 장치를 얻을 때의 수법의 일례에 대하여 도 8의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 8의 단계 301에 있어서, 1로트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 302에서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토 레지스트가 도포된 다. 그 후, 단계 303에서, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여, 마스크 상의 패턴 이미지가 그 투영 광학계를 거쳐, 그 1로트의 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 순차적으로 노광 전사된다. 그 후, 단계 304에서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 포토 레지스트의 현상이 행하여진 후, 단계 305에서, 그 1로트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭을 하는 것에 의해, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 각 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 형성된다.
그 후, 더 위의 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 하는 것에 따라, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 상술한 반도체 장치 제조 방법에 의하면, 지극히 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 디바이스를 양호한 스루풋으로 얻을 수 있다. 또, 단계 301~단계 305에서는, 웨이퍼 상에 금속을 증착하고, 그 금속막 상에 레지스트를 도포, 그리고 노광, 현상, 에칭의 각 공정을 행하고 있지만, 이들 공정에 앞서, 웨이퍼 상에 실리콘의 산화막을 형성한 후, 그 실리콘의 산화막 상에 레지스트를 도포, 그리고 노광, 현상, 에칭 등의 각 공정을 행하더라도 괜찮은 것은 물론이다.
또, 본 실시예의 노광 장치에서는, 플레이트(유리 기판) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수도 있다. 이하, 도 9의 흐름도를 참조하여, 이 때의 수법의 일례에 관하여 설명한다. 도 9에서, 패턴 형성 공정 401에서는, 본 실시예의 노광 장치를 이용하여 마스크의 패턴을 감광성 기판(레지스트가 도포된 유리 기판 등)에 전사 노광하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거치는 것에 의해, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음 컬러 필터 형성 공정 402로 이행한다.
다음에, 컬러 필터 형성 공정 402에서는, R(적색), G(녹색), B(청색)에 대응한 3개의 도트의 조가 매트릭스 형상으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B의 3개의 스트라이프의 필터의 조를 복수 수평 주사선 방향으로 배열되거나 하는 컬러 필터를 형성한다. 그리고, 컬러 필터 형성 공정 402 후에, 셀 조립 공정 403이 실행된다. 셀 조립 공정 403에서는, 패턴 형성 공정 401에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판, 및 컬러 필터 형성 공정 402에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립한다.
셀 조립 공정 403에서는, 예컨대, 패턴 형성 공정 401에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정 402에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하고, 액정 패널(액정 셀)을 제조한다. 그 후, 모듈 조립 공정 404에서, 조립된 액정 패널(액정 셀)의 표시 동작을 하게 하는 전기 회로, 백 라이트 등의 각 부품을 부착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 상술한 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 지극히 미세한 회로 패턴을 갖는 액정 표시 소자를 양호한 스루풋으로 얻을 수 있다.
또, 상술한 실시예에서는 ArF 엑시머 레이저 광원을 이용하고 있지만, 이것 에 한정되지 않고, 예컨대, F2 레이저 광원과 같은 다른 적당한 광원을 이용하는 것으로 할 수도 있다. 단, 노광광으로서 F2 레이저광을 이용하는 경우는, 액체로서는 F2 레이저광을 투과 가능한, 예컨대, 불소계 오일이나 과불화 폴리에테르(PFPE) 등의 불소계의 액체를 이용하게 된다.
또한, 상술한 실시예에서는, 노광 장치에 탑재되는 액침형 투영 광학계에 대하여 본 발명을 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 일반적인 액침형 투영 광학계에 대하여 본 발명을 적용할 수도 있다.
(부호의 설명)
R : 레티클 PL : 투영 광학계
Lb : 경계 렌즈 Lp : 평행 평면판
Lm : 순수한 물(액체) W : 웨이퍼
1 : 조명 광학계 2 : 레티클 스테이지
3, 9 : 이동 거울 4, 10 : 레이저 간섭계
5 : 레티클 스테이지 정반 6 : 가이드면
7 : Z 스테이지 8 : XY 스테이지
11 : 베이스 12 : 급배수 기구
Claims (20)
- 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계에 있어서,상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 광로 중에 배치된 제 1 렌즈군과,상기 제 1 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정 굴절력의 제 2 렌즈군과,상기 제 2 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 부 굴절력의 제 3 렌즈군과,상기 제 3 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정 굴절력의 제 4 렌즈군과,상기 제 4 렌즈군의 이미지 쪽에 계속하여 배치된 정 굴절력의 제 5 렌즈군을 구비하고,상기 제 1 렌즈군은,가장 상기 제 1 면 쪽에 배치된 양 오목 형상의 제 1 렌즈와, 상기 제 1 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 1 메니스커스 렌즈와, 상기 제 1 메니스커스 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 2 메니스커스 렌즈와, 상기 제 2 메니스커스 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 3 메니스커스 렌즈와, 상기 제 3 메니스커스 렌즈에 계속하여 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 제 4 메니스커스 렌즈를 구비하고,상기 제 3 렌즈군은,상기 제 3 렌즈군 중에서 가장 물체 쪽에 배치되어 이미지 쪽에 오목면을 향하게 한 전방 부 렌즈와, 상기 제 3 렌즈군 중에서 가장 이미지 쪽에 배치되어 물체 쪽에 오목면을 향하게 한 후방 부 렌즈를 구비하고,상기 제 4 렌즈군과 상기 제 5 렌즈군 사이에는 개구 조리개가 배치되며,상기 제 5 렌즈군은, 상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재를 구비하며,상기 제 5 렌즈군 중의 상기 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워져 있는것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 렌즈군은, 상기 제 1 렌즈군 중의 상기 제 4 메니스커스 렌즈에 인접하여 배치되어, 상기 제 4 메니스커스 렌즈에 볼록면을 향하게 한 형상의 제 2 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 3 렌즈군은, 상기 전방 부 렌즈와 상기 후방 부 렌즈 사이의 광로 중에 배치되어, 상기 제 1 면 쪽에 볼록면을 향하게 한 제 3 렌즈를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 5 렌즈군 중 굴절력을 갖는 광학 부재는 모두 정 렌즈인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 렌즈군의 초점 거리를 F1로 하고, 상기 투영 광학계의 전장을 L이라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 5 항에 있어서,상기 제 3 렌즈군의 초점 거리를 F3이라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA라고 하고, 상기 투영 광학계 중의 가장 제 1 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 1 면 사이의 광축에 따른 간격을 WD라고 하며, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA라고 하고, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 하며, 상기 제 1 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면의 유효 직경 및 상기 제 1 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면의 유효 직경 중 작은 쪽의 유효 직경을 FS라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면 및 상기 제 1 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면 중 적어도 한쪽의 광학면은 비구면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계에 있어서,상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워지고,상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA라고 하고, 상기 투영 광학계 중의 가장 제 1 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 1 면 사이의 광축에 따른 간격을 WD라고 하며, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 10 항에 있어서,상기 투영 광학계 중에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 부 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면의 유효 직경 및 상기 부 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면의 유효 직경 중 작은 쪽의 유효 직경을 FS라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학계에 있어서,상기 투영 광학계 중의 굴절력을 갖는 광학 부재 중 가장 제 2 면 쪽에 위치하는 광학 부재와 상기 제 2 면 사이의 광로는 소정의 액체로 채워지고,상기 투영 광학계의 제 2 면 쪽의 개구수를 NA라고 하고, 상기 투영 광학계 중의 모든 광학면의 유효 직경의 최대값을 FA라고 하며, 상기 투영 광학계 중에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 부 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면의 유효 직경 및 상기 부 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면의 유효 직경 중 작은 쪽의 유효 직경을 FS라고 할 때,
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 부 렌즈의 제 1 면 쪽의 광학면 및 상기 부 렌즈의 제 2 면 쪽의 광학면 중 적어도 한쪽의 광학면은 비구면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 면과 상기 부 렌즈 사이의 광로 중에는 정 렌즈가 배치되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
- 상기 제 1 면에 설정된 마스크의 패턴 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 감광성 기판에 투영하기 위한 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 마스크를 조명하기 위한 조명계와, 상기 마스크를 유지하고, 또한 이동시키는 마스크 스테이지와, 가이드면을 통해 그 마스크 스테이지를 이동 가능하게 탑재하는 마스크 스테이지 정반과, 상기 마스크 스테이지의 위치를 측정하기 위해 상기 마스크 스테이지를 향해서 측정 빔을 조사하는 간섭계를 구비하고,상기 가이드면보다 상기 투영 광학계 쪽에 상기 측정 빔을 조사하는것을 특징으로 하는 노광 장치.
- 감광성 기판을 상기 제 2 면에 설정하는 기판 설정 공정과,청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학계를 통해, 상기 제 1 면에 설정된 마스크의 패턴 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 상기 감광성 기판에 투영 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 마스크를 이동 가능하게 유지하는 마스크 스테이지 상의 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,상기 마스크의 위치를 간섭계의 측정 빔을 이용하여 계측하는 마스크 위치 계측 공정을 포함하고,상기 노광 공정에서는, 마스크 스테이지 정반의 가이드면을 따라 상기 마스크 스테이지를 이동시킴과 아울러, 상기 감광성 기판을 이동시키면서 상기 투영 노광을 행하며,상기 마스크 위치 계측 공정에서는, 상기 마스크 스테이지 정반의 상기 가이드면보다 상기 투영 광학계 쪽의 위치에 상기 간섭계의 상기 측정 빔을 조사하는것을 특징으로 하는 노광 방법.
- 감광성 기판을 상기 제 2 면에 설정하는 기판 설정 공정과,청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학계를 통해, 상기 제 1 면에 설정된 마스크의 패턴 이미지를 상기 제 2 면에 설정된 상기 감광성 기판에 투영 노광하는 노광 공정과,상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 마스크를 이동 가능하게 유지하는 마스크 스테이지 상의 상기 마스크를 조명하는 조명 공정과,상기 마스크의 위치를 간섭계의 측정 빔을 이용하여 계측하는 마스크 위치 계측 공정을 포함하고,상기 노광 공정에서는, 마스크 스테이지 정반의 가이드면을 따라 상기 마스크 스테이지를 이동시킴과 아울러, 상기 감광성 기판을 이동시키면서 상기 투영 노광을 행하며,상기 마스크 위치 계측 공정에서는, 상기 마스크 스테이지 정반의 상기 가이드면보다 상기 투영 광학계 쪽의 위치에 상기 간섭계의 상기 측정 빔을 조사하는것을 특징으로 하는 장치 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2004-00326141 | 2004-11-10 | ||
| JP2004326141 | 2004-11-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070083543A true KR20070083543A (ko) | 2007-08-24 |
Family
ID=36336372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020077005330A KR20070083543A (ko) | 2004-11-10 | 2005-10-26 | 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080123074A1 (ko) |
| EP (1) | EP1816502B1 (ko) |
| KR (1) | KR20070083543A (ko) |
| AT (1) | ATE514115T1 (ko) |
| TW (1) | TW200616043A (ko) |
| WO (1) | WO2006051689A1 (ko) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8208198B2 (en) | 2004-01-14 | 2012-06-26 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Catadioptric projection objective |
| US20080151364A1 (en) | 2004-01-14 | 2008-06-26 | Carl Zeiss Smt Ag | Catadioptric projection objective |
| EP1706793B1 (en) | 2004-01-20 | 2010-03-03 | Carl Zeiss SMT AG | Exposure apparatus and measuring device for a projection lens |
| KR101213831B1 (ko) | 2004-05-17 | 2012-12-24 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | 중간이미지를 갖는 카타디옵트릭 투사 대물렌즈 |
| DE102006021797A1 (de) | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Carl Zeiss Smt Ag | Optische Abbildungseinrichtung mit thermischer Dämpfung |
| US8027023B2 (en) | 2006-05-19 | 2011-09-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical imaging device and method for reducing dynamic fluctuations in pressure difference |
| JP5253081B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2013-07-31 | キヤノン株式会社 | 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| CN102662307B (zh) * | 2012-05-02 | 2014-03-12 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种高分辨率投影光学系统 |
| CN103149808B (zh) * | 2013-02-27 | 2015-02-18 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种浸没式紫外光学系统 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5523193A (en) | 1988-05-31 | 1996-06-04 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for patterning and imaging member |
| WO1991017483A1 (de) * | 1990-05-02 | 1991-11-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Belichtungsvorrichtung |
| US5229872A (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-20 | Hughes Aircraft Company | Exposure device including an electrically aligned electronic mask for micropatterning |
| EP0823977B1 (en) | 1996-03-04 | 2002-01-16 | ASM Lithography B.V. | Lithopraphic apparatus for step-and-scan imaging of a mask pattern |
| JP3747566B2 (ja) | 1997-04-23 | 2006-02-22 | 株式会社ニコン | 液浸型露光装置 |
| WO1999049504A1 (fr) | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Nikon Corporation | Procede et systeme d'exposition par projection |
| AU4061099A (en) | 1998-06-17 | 2000-01-05 | Nikon Corporation | Exposure method and exposure apparatus |
| WO2001050171A1 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-12 | Carl Zeiss | Projektionsobjektiv mit benachbart angeordneten asphärischen linsenoberflächen |
| US7187503B2 (en) * | 1999-12-29 | 2007-03-06 | Carl Zeiss Smt Ag | Refractive projection objective for immersion lithography |
| DE10229249A1 (de) * | 2002-03-01 | 2003-09-04 | Zeiss Carl Semiconductor Mfg | Refraktives Projektionsobjektiv mit einer Taille |
| DE10210899A1 (de) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Zeiss Carl Smt Ag | Refraktives Projektionsobjektiv für Immersions-Lithographie |
| KR20040104691A (ko) * | 2002-05-03 | 2004-12-10 | 칼 짜이스 에스엠테 아게 | 높은 개구를 갖는 투영 대물렌즈 |
| WO2004019128A2 (en) | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Nikon Corporation | Projection optical system and method for photolithography and exposure apparatus and method using same |
| JP2004205698A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Nikon Corp | 投影光学系、露光装置および露光方法 |
| US7751129B2 (en) * | 2003-10-22 | 2010-07-06 | Carl Zeiss Smt Ag | Refractive projection objective for immersion lithography |
-
2005
- 2005-10-26 AT AT05799383T patent/ATE514115T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-10-26 EP EP05799383A patent/EP1816502B1/en not_active Revoked
- 2005-10-26 TW TW094137432A patent/TW200616043A/zh unknown
- 2005-10-26 US US11/666,725 patent/US20080123074A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-26 KR KR1020077005330A patent/KR20070083543A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-10-26 WO PCT/JP2005/019689 patent/WO2006051689A1/ja not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1816502A1 (en) | 2007-08-08 |
| EP1816502B1 (en) | 2011-06-22 |
| WO2006051689A1 (ja) | 2006-05-18 |
| US20080123074A1 (en) | 2008-05-29 |
| ATE514115T1 (de) | 2011-07-15 |
| TW200616043A (en) | 2006-05-16 |
| EP1816502A4 (en) | 2009-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100866818B1 (ko) | 투영광학계 및 이 투영광학계를 구비한 노광장치 | |
| JP6330799B2 (ja) | 投影光学系、露光装置、および露光方法 | |
| KR20070083543A (ko) | 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 | |
| KR20030082452A (ko) | 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 | |
| US20100159401A1 (en) | Projection optical system, exposure system, and exposure method | |
| EP1806611B1 (en) | Imaging optical system, exposure system, and exposure method | |
| KR20080091182A (ko) | 반사 굴절 결상 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조방법 | |
| EP2003478A9 (en) | Projection optical system, aligner, and method for fabricating device | |
| JP2005257740A (ja) | 投影光学系、露光装置、および露光方法 | |
| JP4706171B2 (ja) | 反射屈折投影光学系、露光装置及び露光方法 | |
| JP2007027438A (ja) | 投影光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法 | |
| JP4868209B2 (ja) | 投影光学系、露光装置、および露光方法 | |
| KR100989606B1 (ko) | 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 | |
| KR20050110004A (ko) | 투영 광학계, 노광 장치, 및 노광 방법 | |
| JP2007027439A (ja) | 投影光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法 | |
| JP5786919B2 (ja) | 投影光学系、露光装置及び露光方法 | |
| JP2004252119A (ja) | 投影光学系、露光装置、および露光方法 | |
| JP2016136273A (ja) | 投影光学系、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 | |
| JP2006317753A (ja) | 反射屈折結像光学系、露光装置、および露光方法 | |
| JP2015132843A (ja) | 投影光学系、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 | |
| JP2014160274A (ja) | 投影光学系、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E601 | Decision to refuse application |