WO2002031870A1

WO2002031870A1 - Systeme optique de projection, aligneur comportant ledit systeme et procede de fabrication d'un appareil comportant ledit aligneur

Info

Publication number: WO2002031870A1
Application number: PCT/JP2001/008886
Authority: WO
Inventors: Koji Shigematsu; Koichi Matsumoto
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2002-04-18
Also published as: JP4296701B2; JP2002118053A

Description

明細書投影光学系，該投影光学系を備えた露光装置，及ぴ該露光装置を用いたデバイスの製造方法

技術分野本発明は，第 1物体の像を第 2物体上に投影するための投影光学系，この投影光学系を備え，半導体素子，または液晶表示素子等を製造するためのリソグラフイエ程中でマスクパターンを基板上に転写する際に使用される露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイス（半導体素子，撮像素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド， C C D素子等）の製造方法に関するものである。

背景技術半導体素子を製造する際に，マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して，レジストが塗布されたウェハ（またはガラスプレート等）上に転写する一括露光型（ステッパー等），またはステップ 'アンド 'スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置が使用されている。転写される半導体集積回路等のパターンの微細化が進むに従い，その種の露光装置に備えられている投影光学系に対して特に解像力の向上が望まれている。投影光学系の解像力を向上させるには，露光波長をより短くするか，あるいは開口数（N A) を大きくすることが考えられる。そこで近年，露光光については，水銀ランプの g線（波長 43 6 n m) から i線（波長 3 65 n m) が用いられ，さらに最近ではよリ短波長の光を有する光源，例えば K r F (波長 2 48 nm), さらには A r F (波長 1 93 n m) 等のエキシマレ一ザが用いられ，露光光の短波長化が進められている。また，開口数（NA) についても，高 N A化が進められ， N Aが 0. 6を超える投影光学系も提案されてきている。さらに，転写パターンの微細化が進むにつれて，投影光学系においては解像力の向上とともに像歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。ここで，像歪とは，投影光学系に起因するディストーシヨン（歪曲収差）によるものの他，投影光学系の像側で焼き付けられるウェハの反り等によるものがある。ウェハの反りによる像歪への影響を少なくするためには，投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させた光学系，いわゆる像側テレセントリック光学系が従来用いられてきた。像側テレセントリック投影光学系の中でも，高 N Aを確保しつつディスト一ションを良好に補正した例としては，特開平 8— 1 6 6540号公報（及びこれに対応する米国特許第 6 1 04544号公報），特開平 8— 1 90047号公報（及びこれに対応する米国特許第 583 5285号公報）等に開示されたのものがある。しかしながら，開口数（NA) が大きくなると，瞳収差の量が無視できないほど大きくなリ， 1つの開口絞りだけでは，実質的に露光領域内で像側テレセン卜リックを得ることができなくなっていた。さらに，投影光学系の開口数（N A ) を可変とするため，可変開口絞りを設けた場合，この可変開口絞りにより開口数（N A ) を変化させると，瞳収差によって露光領域内で像側テレセントリックが得られなくなっていた。瞳収差の中でも，瞳の像面湾曲が像側亍レセントリックを悪化させることに対する試みは既に提案されており，開口絞りを光軸方向に移動させて最適化する案が特開平 1 1 — 1 9 5 6 0 7号公報に開示されている。しかし，瞳収差の中で，瞳のコマ収差によって像側テレセントリックが悪化することは避けられない問題となっていた。そのため，開口数（N A ) を変化させた際に，露光領域全面において，テレセン卜リック性の悪化や像面上での照度均一性の悪化が生じ，投影領域をあまリ広くできないという不都合があった。

発明の開示本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，露光領域全面で，射出瞳の中心を通過する光線が第 2物体に対し垂直になる，所謂像側テレセントリックを達成し，十分大きな開口数（N A ) と広い露光領域とを確保しつつ諸収差を極めて良好に補正し得るコンパク卜で高性能な投影光学系を提供することを目的としている。さらに，本発明は，上記のような投影光学系を備えた露光装置，及びこの露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的としている。上記課題を解決するために，本発明の第 1の観点にかかる発明は，第 1物体の像を第 2物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に設けられて，それぞれ開口数を決定するための複数の開口絞りを有し，前記複数の位置に設けられた開口絞リは，前記投影光学系が前記第 2物体側にテレセントリックとなるように配置されていることを特徴としている。また，本発明の第 2の観点にかかる発明は，第 1物体の像を第 2 物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に設けられて，それぞれ開口数を決定するための複数の開口絞リを有し，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 1つは開口部の大きさが変更可能であり，前記開口部の大きさを変化させたときに前記投影光学系が前記第 2物体側にテレセントリックとなるように，前記開口絞りのうちの少なくとも 1つの開口絞リは光軸方向に位置を変更可能であることを特徴としている。また，本発明の第 3の観点にかかる発明は，露光装置であって，前記第 1物体としてのマスクを照明する照明光学系と；前記マスクと，前記第 2物体としての基板とを位置決めするステージ系と；請求の範囲第 1項乃至第 1 2項の何れか一項に記載の投影光学系と；を備え，前記投影光学系は，前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴としている。また，本発明の第 4の観点にかかる発明は，前記露光装置を用いたデバイスの製造方法であって，前記基板上に感光性材料を塗布する第 1工程と；前記投影光学系を介した前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する第 2工程と；前記基板上の前記感光性材料を現像する第 3工程と；該現像された前記感光性材料をマスクとして前記基板上に所定の回路パターンを形成する第 4工程と；を含むことを特徴としている。さらに，詳細に本発明の特徴を言えば，第 2物体側の開口数を N Aとするとき， N A > 0 . 6の条件を満足することが好ましい。第 2物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差を Δ N Aとするとき，厶 N A < 0 . 0 0 7の条件を満足することが好ましい。また，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうち少なくとも 1つは開口部の大きさが変更可能であるようにしてもよい。さらに，前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 2つの開口絞りは，同一の部材に形成されていてもよい。第 1の観点にかかる発明の構成によれば，複数の位置に開口絞りを配置することにより，瞳のコマ収差による第 2物体側のテレセン卜リック性の悪化を最小限に抑えることが可能となり，露光領域全面で第 2物体側のテレセントリックを達成し，十分大きな開口数（N A ) と広い露光領域とを確保することができる。また，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパクトで高性能な投影光学系を提供できる。第 2の観点にかかる発明の構成によれば，開口数（N A )を変化させた場合に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセン卜リック性が最適になるようにすることができる。特に，瞳の湾曲収差が存在する場合に，開口数（N A ) の変化に伴ないその湾曲した瞳面に沿って開口絞りの位置を変更できるため，有効である。第 3の観点にかかる発明の構成によれば，前記投影光学系は大きな開口数（N A ) で像側テレセントリックを達成しているため，高い解像度が得られると共に，基板の反りが生じても基板への投影倍率が変化しない。また，広い露光領域が得られるため，大きなチップパターンを一度に露光できる。第 4の観点にかかる発明の構成によれば，基板上に高い解像度でデバイス用の回路パターンを形成でき，良好なデバイスを製造することができる。また，上記特徴的な構成において， N A > 0 . 6の条件を満足するような投影光学系では瞳収差が無視できない量となっているため，本発明の構成が有効になる。 Δ Ν Α < 0 . 0 0 7の条件を満たさない場合には，露光領域全面で像側テレセントリックが得られず，ゥェハの反りによる像歪が増大する。さらにこの場合，開口数の差が大きいと，基板に投影されるパターンの線幅の均一性が得られなくなる。開口絞りの開口部の大きさを変更可能にしたものでは，開口数（Ν Α ) が可変な投影光学系を実現できる。少なくとも 2つの開口絞りを同一の部材に形成したものでは， 1つの部材で複数の開口絞リの機能を持たせることが可能になリ，部品点数を少なくできるので，組立が容易であり，コストを削減することができる。図面の簡単な説明図 1は本発明の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。図 2は本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズ断面図である。図 3は本発明の実施の形態に係る投影光学系のレンズデータの実例を数値で示す図である。図 4は図 3のレンズデータの続きを示す図である。図 5は図 4の非球面の各非球面係数の値を示す図である。図 6は本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（N A ) 0 . 7 5における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。図 7は図 6の各光線の高さをグラフ化した図である。図 8は本発明の実施の形態に係る開口絞リを配置した時の開口絞リ前後の光路図である。図 9は本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。図 1 0は本発明の実施の形態に係る投影光学系の開口数（N A ) 0 . 5における，開口絞り前後の面での光線の高さを示す図である。図 1 1は図 1 0の各光線の高さをグラフ化した図である。図 1 2は本発明の実施の形態に係る開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図 1 3は本発明の実施の形態に係る投影光学系の露光領域全域における開口数を示す図である。図 1 4は本発明の実施の形態に係る開口絞りの一例である。図 1 5は本発明の実施の形態の露光装置を用いて回路パターンを形成する動作の一例を示すフローチヤ一トである。

発明を実施するための最良の形態以下，図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付すことにより，重複説明を省略する。本例は，投影露光装置の投影光学系に本発明を適用したものである。図 1は，本例の投影光学系 P Lを備えた投影露光装置を示す。図 1において，投影光学系 P Lの物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてのレチクル R (第 1物体）が配置され，投影光学系 P Lの像面には，基板としてのフォ卜レジス卜が塗布されたウェハ W (第 2物体）が配置されている。レチクル Rはレチクルステージ R S上に保持され，ウェハ Wはウェハステージ W S上に保持され，レチクル Rの上方には，レチクル Rを均一に照明するための照明光学装置 I Sが配置されている。投影光学系 P Lは，曈位置近傍の 2つの位置にそれぞれ開口数（ N A ) を決定する開口絞り A S 1 ， A S 2を有すると共に，レチクル R側及びウェハ W側において，実質的にテレセントリックとなっている。そして，照明光学装置 I Sは， K r Fエキシマレーザ（波長 2 4 8 n m ) からなる露光光源，この露光光の照度分布を均一化するためのフライアイレンズ，照明系開口絞り，可変視野絞り（レチクルブラインド），及びコンデンサレンズ系等から構成されている。照明光学装置 I Sから供給される露光光は，レチクル Rを照明し，投影光学系 Pしの瞳位置には照明光学装置 I S中の光源の像が形成され，所謂ケ一ラー照明が行われる。そして，ケ一ラー照明されたレチクル Rのパターンの像が，投影光学系 P Lを介して投影倍率で縮小されてウェハ W上に露光され，転写される。次に実施の形態である投影光学系 P Lの構成を詳細に説明する。図 2は，投影光学系 P Lのレンズ断面図である。図 2に示すように，投影光学系 P Lは，瞳位置近傍の 2つの位置に N Aを決定する 2つの開口絞り A S 1 , A S 2を有する。開口絞り A S 1 , AS 2は，ともに開口部の大きさが変更可能な可変開口絞りであり，光軸方向に移動可能である。そして， 2つの開口絞り A S 1 , A S 2によつて，射出瞳の中心を通過する光線が，第 2物体としてのウェハ Wに対し垂直になるように，すなわち，投影光学系 P Lは像側テレセントリックになるように構成されている。図 3及び図 4は，投影光学系 P Lのレンズデータである。なお，図 4は図 3の続きを示しており，両者を合わせて一連のレンズデータとする。図 3 , 図 4において， 1番から 5 6番までの連番は各レンズの面を示す番号である。連番は第 1物体であるレチクル R側から第 2物体であるウェハ W側へ向けた順に振ってある。 rは各レンズ面の曲率半径， dは各レンズ面間の距離で硝材は全て石英である。光源の波長 248 n mにおける石英の屈折率は 1. 5083 9である。またこの投影光学系 P Lにおいて，開口数（N A)の最大は 0. 7 5 , レチクル Rから連番の 1番の面までの距離である投影距離 d 0は 7 1 . 3 97 mm, 倍率は 1 4, 連番の 56番の面からゥェハ Wまでの距離であるバック焦点距離 B f は 1 2. O O Omm, 第 2物体のウェハ Wにおける露光領域は直径 27. 44 mmの円である。レンズデータにおいて， 1 0香の面と 32香の面は非球面を使用し， 0. 7 5という高 N Aを実現している。図 5はその非球面形状を下記の式で定義した場合の各係数の値である。

非球面の定義式

ここで， Z:光軸に対する平行面のサグ

c:面頂点での曲率

：円錐係数（ =0:球面）

h:光軸からの距離

2つの開口絞レ J A S 1 , AS 2は，連番の 42番の面と 43番の面の間に設けられている。以下に，これら 2つの開口絞り A S 1， AS 2の作用，効果について説明する。物体面の光軸上から，最大開口数（NA)を有するように光線追跡した時の光線をし oとする。物体面の最大高の位置から，最大開口数（N A)を有するように光線追跡した時の上側の光線と下側の光線をそれぞれ L p u , L p I とする。 L p uが上コマ側，し p Iが下コマ側の光線にあたる。上記したように，倍率 ;8が 1 4，露光領域が直径 27. 44 mmの円であるから，物体高の最大値は 54. 88mmである。そして， Lo， L p u , L p Iの光線の高さをそれぞれ ho, h p u , h p I とする。ここで，光線の高さとは，光軸からの距離のことである。図 6は，最大開口数（N A) 0. 7 5における，開口絞リ前後の面での各光線の高さを示したものである。開口絞りの前後の面とは，連番の 42番の面と 43番の面において，光軸上で接し光軸に垂直な接平面のことである。図 7は，図 6の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が 42面からの距離，縦軸が光線高である。一般的に，開口絞りは主光線が光軸を切る位置に置くことが理想的であるが，比較的大きい開口数（N A)を有する投影光学系においては，物体面の光軸上から，最大開口数（N A)を有するように光線追跡した時の光線 Loと，物体面の最大高の位置から，最大開口数（N A)を有するように光線追跡した時の上コマ側と下コマ側の光線 L P u , L p I とが同じ高さになる位置で開口数（NA)を決定することが望ましい。すなわち，図 7において， ho, h p u , h p I として描かれた 3つの線分が交わる位置で開口数を決定することが望ましい。しかしながら，図 7を見ると，これら 3つの線分は 1点で交わっていない。これは瞳収差の為である。これを解消する為に，瞳収差補正を敢えて求めようとすれば，光学系の巨大化や製造コストの上昇を招き，好ましくない。そこで，複数の位置に開口数（N A)を決定する開口絞りを配置する。これにより，瞳のコマ収差による像側テレセントリック性の悪化を最小限に抑えることができる。図 7に示す場合において，最適な開口絞りを設定するとすれば， hoと h p uの交点， hoと h p I の交点の位置に，各光線高に応じた大きさの開口絞りを配置することが好ましし、。すなわち，連番の 42香の面から第 2物体側に 1 8.

582 mmの位置に直径 40. 1 5 m mの開口絞り A S 1 , 連番の 42番の面から第 2物体側に 44. 444 mmの位置に直径 24

6. 24mmの開口絞り AS 2, の 2つの開口絞りを配置する。図 8は，このように開口絞りを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図 8において， S 42， S 43はそれぞれ 42番の面の接平面， 43番の面の接平面である。上記のように 2つの開口絞りを配置した時に，第 2物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第 2物体側の開口数をそれぞれ N A p uと N A p I とする。この N A p uと N A p I を，第 2物体側の露光領域全域で算出したものが図 9である。図 9を参照すると，露光領域全域における開口数は 0. 75に等しいか極めて近い値である。図 9より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差を Δ Ν Αとすると， Δ Ν Αが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第 2物体側で良好なテレセン卜リックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することにより，露光領域全面での開口数（NA) の差の最小化が可能となる。次に，開口絞りの開口部の大きさを小さくして，開口数（N A)0. 5とした場合について，上記の開口数（N A)O. 7 5の場合と同様に調べてみる。図 1 0は開口数（N A)0. 5における，開口絞り前後の面での各光線の高さを示したものである。図 1 1は，図 1 0の各光線の高さをグラフ化したものであり，横軸が 42面からの距離，縦軸が光線高である。この場合も Lo， L p u , L p l , ho, h p u , h p I の定義は上述の開口数（N A)0 · 7 5の場合と同じであリ，開口数（N A)のみ 0. 5に置き換えて考えればよい。図 1 1に示すように，瞳収差の為に ho, h p u, h p I として描かれた 3つの線分は 1点で交わっていない。そこで，最適な開口絞リを設定するとすれば，開口数（N A)O. 7 5の場合と同様に考えて，以下のように設定できる。 ho と h p uの交点から，連番の 4 2番の面から第 2物体側に 6. 4 1 8 mmの位置に直径 1 50. 7 mmの開口絞り A S 1 を配置し， ho と h p I の交点から，連番の

42番の面から第 2物体側に 24. 3 97 mmの位置に直径 1 52. 9mmの開口絞り A S 2を配置する。図 1 2は，このように開口絞リを配置した時の開口絞り前後の光路図である。図 1 2において，

542 , S 43はそれぞれ 42番の面の接平面， 43番の面の接平面である。上記のように 2つの開口絞りを配置した時に，第 2物体に対して垂直な光線，すなわち主光線に対して，上下の最周辺光線で決定される第 2物体側の開口数をそれぞれ N A p uと N A p I とする。この N A p uと N A p l を，第 2物体側の露光領域全域で算出したものが図 1 3である。図 1 3を参照すると，露光領域全域における開口数は 0. 5に等しいか極めて近い値である。図 1 3より，露光領域内の任意の点に到達する光束の開口数を考え，その差を Δ N Aとすると， A N Aが非常に小さく抑えられていること，つまり開口数のばらつきが極めて小さいことが理解できる。このことは第 2物体側で良好なテレセン卜リックな光学系を構成していると言い換えることもできる。このように，複数の開口絞りを配置することによリ，露光領域全面での開口数（N A) の差の最小化が可能となる。上記や図 8 , 図 1 2からわかるように，開口数（N A)が 0. 5の場合に比べ 0. 7 5の場合では， 2つの開口絞りの間隔と直径の差が広がつている。これは開口数が大きいほうが瞳収差が大きいからである。よって，開口数（N A )が大きい投影光学系では，複数の開口絞りを有することが特に有効となる。上記では，開口絞り A S 1 , A S 2ともに可変開口絞りである場合について述べたが， 2つの開口絞りのうち少なくとも 1つが可変開口絞り機構を有することで，開口数（N A )が可変な投影光学系が実現できる。 1つの開口絞りしか可変開口絞り機構を持たない場合は，上記の例では，瞳の像面湾曲を考慮して，第 1物体側に近い開口絞り A S 1に可変機構を適用することが望ましい。このように開口数（N A )が可変な投影光学系においては，開口数（N A )を変化させると同時に，像側テレセントリック性が最適になるように，開口絞リを光軸に沿って移動できるよう構成されていることが望ましい。なお，必ずしも A S 1 , A S 2ともに光軸方向に移動可能である必要は無く，投影光学系の特性に応じて， 2つの開口絞りのうち 1つが光軸方向に移動可能であるように構成されていてもよい。上記のような複数の開口絞りを配置する代わりに，第 1物体側と第 2物体側で，異なる開口を有する光軸方向に厚い 1枚の開口絞りを配置しても等価の効果が得られる。図 1 4にその一例を示す。開口絞り A S 3は，リング形状をしており，厚み Hを有し，その内径は直径 D 1から D 2に変化するテーパー形状になっている。ここで， D 1 , D 2を上述の開口絞り A S 1 ， A S 2の直径と等しく， Hをこれら 2つの開口絞りの間隔と等しくなるように製作すれば， 1つの部材で 2箇所の開口絞り機能を持たせることができる。なお，開口絞り A S 3の内径は必ずしも亍一パー形状になっている必要は無く，必要な光線を遮断しない形状になっていればよい。次に，上記の実施の形態の投影露光装置を用いてウェハ上に所定の回路パターンを形成する際の動作の一例について図 1 5を参照して説明する。まず，図 1 5のステップ 1 0 1において， 1 ロッ卜のウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ 1 0 2において，その 1 ロッ卜のウェハ上の金属膜上にフォトレジス卜が塗布される。その後，ステップの 1 0 3において，図 2の投影光学系 P Lを備えた図 1の露光装置を利用して，レチクル R上のパターンの像が投影光学系 P Lを介して，その 1 ロッ卜のウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後，ステップ 1 0 4において，その 1 口ッ卜のウェハ上のフォトレジス卜の現像を行う。その後，ステップ 1 0 5において， 1 ロッ卜のウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって，レチクル R上のパターンに対応する回路パターンが，各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後，さらに上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって，半導体素子等のデバイスが製造される。以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば，上記例では開口絞りを設ける位置を 2つとした場合について説明したが，これに限定するものではなく，投影光学系の特性に応じてさらに多数の位置に設けるようにしてもよし、。その際には，図 1 4に示した開口絞りに，さらに多数箇所の開口絞り機能を持たせるようにしてもよい。また，上記例では照明光学装置 I Sの光源として K r Fエキシマレーザ（波長 2 4 8 n m ) を用いた例を説明したが，これに限定するものではない。光源としては， A r Fェキシマレーザ（波長 1 9 3 n m ) , あるいは F 2レーザ（波長 1 5 8 η m ) , Y A Gレーザの高調波，水銀ランプの i線（波長 3 6 5 n m ) 等を用いることもできる。以上説明したように，本発明によれば，第 2物体側にテレセントリックとなるように複数の位置に開口数（N A ) を決定する開口絞リを配置することにより，露光領域全面で第 2物体側のテレセン卜リックを達成でき，ウェハに反りが生じても投影倍率が変化しない。また，十分大きな開口数（N A ) と広い露光領域とを確保することができるので，高い解像度で大きなチップパターンを一度に露光できる。さらに，瞳収差の補正を極限まで求める必要が無いため，光学系の長大化を招くことも無く，諸収差を極めて良好に補正でき，コンパク卜で高性能な投影光学系を提供できる。また，本発明の別の観点によれば，開口数（N A ) が可変な投影光学系を実現でき，その際に，開口絞りを光軸に沿って移動させて，像側テレセントリック性が最適になるようにすることができる。さらにまた，本発明の別の観点によれば，基板に反りがある場合でも投影倍率が変化することなく，基板上に高い解像度でマスクパターン像を転写可能な露光装置を提供でき，極めて微細な回路パターンを基板上の広い露光領域に形成可能なデバイスの製造方法を提供できる。

産業上の利用の可能性本発明は，半導体素子，または液晶表示素子等を製造するためのリソグラフイエ程中でマスクパターンを基板上に転写する際に使用される露光装置，この露光装置に好適な投影光学系，およびこの露光装置を用いたデバイス（半導体素子，撮像素子，液晶表示素子，薄膜磁気ヘッド， C C D素子等）の製造法に利用可能である。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 第 1物体の像を第 2物体上に投影する投影光学系であって，前記投影光学系内の複数の位置に設けられて，それぞれ開口数を決定するための複数の開口絞りを有し，

前記複数の位置に設けられた開口絞りは，前記投影光学系が前記第 2物体側にテレセントリックとなるように配置されていることを特徴とする投影光学系。

( 2 ) 前記第 2物体側の開口数を N Aとするとき，

N A > 0 . 6

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の投影光学系。

( 3 ) 前記第 2物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差を△ N Aとするとき，

Δ N A < 0 . 0 0 7

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の投影光学系。

( 4 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞 yのうちの少なくとも 1つの開口絞りは，開口部の大きさが変更可能であることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の投影光学系。

( 5 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 2つの開口絞りは，同一の部材に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の投影光学系。

( 6 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 1つの開口絞りは，開口部の大きさが変更可能であることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の投影光学系。

( 7 ) 前記第 2物体上の露光領域内に到達する光束の開口数の差を Δ Ν Aとするとき，

Δ N A < 0 . 0 0 7

( 8 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 1つの開口絞りは，開口部の大きさが変更可能であることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の投影光学系。

( 9 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞リのうちの少なくとも 1つの開口絞りは，開口部の大きさが変更可能であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の投影光学系。

( 1 0 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 2つの開口絞りは，同一の部材に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の投影光学系。 ( 1 1 ) 第 1物体の像を第 2物体上に投影する投影光学系であつて，前記投影光学系内の複数の位置に設けられて，それぞれ開口数を決定するための複数の開口絞りを有し，

前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なくとも 1つは開口部の大きさが変更可能であり，

前記開口部の大きさを変化させたときに前記投影光学系が前記第 2物体側にテレセントリックとなるように，前記開口絞りのうちの少なくとも 1つの開口絞りは光軸方向に位置を変更可能であることを特徴とする投影光学系。 ( 1 2 ) 前記複数の位置に設けられた開口絞りのうちの少なく.とも 2つの開口絞りは，同一の部材に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の投影光学系。

( 1 3 ) 前記第 1物体としてのマスクを照明する照明光学系と；前記マスクと，前記第 2物体としての基板とを位置決めするステージ系と；

請求の範囲第 1項乃至第 1 2項の何れか一項に記載の投影光学系と；

を備え，

前記投影光学系は，前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする露光装置。

( 1 4 ) . 前記第 1物体としてのマスクを露光エネルギービームで照明する第 1工程と；

請求の範囲第 1項乃至第 1 2項の何れか一項に記載の投影光学系を用いて，前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する第 2 工程と；

を備えることを特徴とする露光方法。 ( 1 5 ) 請求の範囲第 1 3項に記載の露光装置を用いたデバイスの製造方法であって，

前記基板上に感光性材料を塗布する第 1工程と；

前記投影光学系を介した前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する第 2工程と；

前記基板上の前記感光性材料を現像する第 3工程と；

該現像された前記感光性材料をマスクとして前記基板上に所定の回路パターンを形成する第 4工程と；

を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。