WO2006054544A1 - 照明装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

照明装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 Download PDF

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WO2006054544A1
WO2006054544A1 PCT/JP2005/020928 JP2005020928W WO2006054544A1 WO 2006054544 A1 WO2006054544 A1 WO 2006054544A1 JP 2005020928 W JP2005020928 W JP 2005020928W WO 2006054544 A1 WO2006054544 A1 WO 2006054544A1
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fly
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exit
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PCT/JP2005/020928
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Hideki Komatsuda
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Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]

Definitions

  • the present invention relates to an illumination apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithographic process, an exposure apparatus provided with the illumination apparatus, and a microdevice using the exposure apparatus It is related with the manufacturing method.
  • EUVL Extrem ultraviolet Lithography
  • US Pat. No. 6452661 US Pat. No. 6452661
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-312638 corresponding to Japanese Patent Application No. 6452661.
  • a target that is supplied from a nozzle 203 with laser light emitted from a non-EUV optical laser light source 201 and collected by a condenser mirror 202 By hitting the material at point 204, the target material receives intense energy and turns into plasma, generating EUV light.
  • the generated EUV light is condensed by the condensing mirror 205, reflected by the concave mirror 206, and incident on the incident-side fly-eye mirror 207 in which many concave mirrors are arranged in parallel.
  • the light flux reflected by the incident-side fly-eye mirror 207 is reflected by the exit-side fly-eye mirror 209 in which a large number of concave mirrors are arranged in parallel via the aperture stop 208, and again passes through the aperture stop 208 to the optical system 210.
  • the light beam reflected by the optical system 210 is collected by the optical system 211 and irradiates the mask 212.
  • the pattern image of the irradiated mask 212 is projected and exposed to a wafer (photosensitive substrate) 214 via a projection optical system 213.
  • the distance between the incident-side fly-eye mirror 207 and the exit-side fly-eye mirror 208 is short.
  • the incident angle of the light beam on the imirror 207 is increasing.
  • EUVL exposure equipment In order to improve the EUV light reflectivity with respect to the reflective film used in EUVL, the EUV light is close to perpendicular to the reflective surface, that is, the incidence angle of EUV light on the reflective surface is reduced. There is a need.
  • it is necessary to increase the focal length of the condenser optical system 211 In order to increase the distance between the eye mirror 207 and the exit side fly eye mirror 208, it is necessary to increase the focal length of the condenser optical system 211.
  • the condenser optical system 211 When the focal length of the condenser optical system 211 is increased, the condenser optical system 211 is not located inside the projection optical system 213 as shown in FIG. 9, but from the position where the wafer 214 is disposed. It is arranged below. However, since the wafer 214 moves in the scanning direction during exposure, when the condenser optical system 211 is arranged below the position of the wafer 214, the condenser optical system 211 and the wafer 214 interfere with each other.
  • the focal length of the condenser optical system 211 is increased, and the incident-side fly-eye mirror 207 and the exit-side fly-eye mirror 208 are It was difficult to make EUV light incident at an angle close to perpendicular to the reflecting surface of the incident-side fly-eye mirror 207 by widening the interval.
  • An object of the present invention is to provide an illumination apparatus including a condenser optical system that is optimally designed for use in extreme ultraviolet lithography, an exposure apparatus including the illumination apparatus, and a microdevice using the exposure apparatus. It is to provide a manufacturing method.
  • the illumination device of the present invention is an incident-side reflection type configured by arranging a plurality of reflection-type partial optical systems in parallel in an illumination device that illuminates an irradiated surface with illumination light emitted from a light source.
  • An exit side constituted by arranging in parallel a plurality of reflective partial optical systems corresponding to each of the plurality of reflective partial optical systems constituting the fly-eye optical system and the incident-side reflective fly-eye optical system.
  • the illumination device of the present invention is characterized in that the two reflecting mirrors are spherical mirrors.
  • the two reflecting mirrors are aspherical mirrors.
  • the illumination device of the present invention is characterized in that the two reflecting mirrors are a spherical mirror and an aspherical mirror.
  • At least one of the centers of curvature of the two reflecting mirrors included in the condenser optical system is optically decentered with respect to the normal line at the center of the illumination area of the irradiated surface. Therefore, the degree of freedom in designing and arranging the condenser optical system can be increased as compared with the case where it is optically decentered with respect to the normal line of the irradiated surface. Therefore, it is possible to arrange the condenser optical system at an optimal position while increasing the focal length of the condenser optical system, and to increase the distance between the incident side reflective fly-eye optical system and the exit side reflective fly-eye optical system. be able to.
  • the incident angle of the illumination light incident on the incident side reflection type fly-eye optical system and the emission side reflection type fly eye optical system can be reduced, the incident side reflection type fly eye optical system and the emission side reflection type fly eye optical system can be reduced.
  • the reflectance of the illumination light with respect to the eye optical system can be improved, and loss of the amount of illumination light can be prevented. Therefore, when this illumination device is used for an exposure device, the mask surface (and consequently the photosensitive substrate surface) can be illuminated with optimal illumination light, so that the resolution, contrast, etc. on the photosensitive substrate are reduced.
  • the fine pattern formed on the mask can be exposed on the photosensitive substrate with high throughput.
  • each of the plurality of reflection-type partial optical systems constituting the incident-side reflection type fly-eye optical system reaches the center position of the effective reflection surface
  • the emission-side reflection type One light beam for each of the plurality of reflection type partial optical systems that reaches the center position of the effective reflection surface of each of the plurality of reflection type partial optical systems constituting the fly-eye optical system is the condenser optical system.
  • the inclination of the plurality of reflection-type partial optical systems constituting the exit-side reflection-type fly-eye optical system is set so as to converge on one point of the irradiated surface via
  • one light beam is irradiated to each of the plurality of reflection type partial optical systems constituting the exit side reflection type fly-eye optical system via the condenser optical system.
  • the slopes of the multiple reflection-type partial optical systems that compose the exit-side reflection-type fly-eye optical system are set so as to converge to one point.
  • each reflective partial optical system of the exit-side reflective fly-eye optical system is tilted (tilted) to reflect light toward the center of the entire reflective fly-eye, and the tilt is
  • the reflection type flyeye as a whole has a converging action like a concave mirror.
  • the exit-side reflection type fly-eye optical system has a positive power as a whole, and the illumination light reflected by the condenser optical system can be appropriately converged on the irradiated surface arranged at the optimum position.
  • the substantially concave mirror as the exit-side reflection type fly-eye is not limited to a spherical shape, and may be a rotationally symmetric aspherical surface or an aspherical surface as a so-called free curved surface having no symmetry axis.
  • the exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a photosensitive substrate, comprising the illumination apparatus of the present invention for illuminating the mask.
  • the exposure apparatus of the present invention since the illuminating device including the optimum condenser optical system used for the EUVL illuminating device is provided, loss of the amount of illumination light can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in resolution, contrast, etc. on the photosensitive substrate, and a fine pattern formed on the mask can be exposed on the photosensitive substrate with high throughput.
  • the microdevice manufacturing method of the present invention includes an exposure step of exposing a pattern of a reflective reticle onto a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present invention, and the photosensitive material exposed by the exposure step. And a developing step for developing the substrate.
  • the microdevice manufacturing method of the present invention since exposure is performed using an exposure apparatus equipped with an optimum condenser optical system used in an EUVL illumination apparatus, the microdevice has an extremely fine circuit pattern. Can be manufactured satisfactorily.
  • the exposure apparatus includes an incident-side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective partial optical systems in parallel, and the incident-side reflective fly-eye optical system.
  • An exit-side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective partial optical systems corresponding to each of the plurality of reflective partial optical systems;
  • a condenser optical system including two reflecting mirrors for guiding the illumination light reflected by the exit-side reflective fly-eye optical system to the irradiated surface, and the curvature of the two reflecting mirrors in the condenser optical system
  • the optical axis of the condenser optical system passing through the center is non-parallel to the normal line at the center of the illumination area of the irradiated surface.
  • the exposure apparatus includes an incident-side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective partial optical systems in parallel, and the incident-side reflective fly-eye optical system.
  • An exit-side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective-type partial optical systems corresponding to each of the plurality of reflective-type partial optical systems, and reflected by the exit-side reflective fly-eye optical system
  • a condenser optical system including two reflecting mirrors for guiding the illuminating light to the irradiated surface, and a perpendicular passing through the center of the opening surface of the exit-side reflective fly-eye optical system is used as a virtual optical axis
  • the optical axis of the condenser optical system passing through the center of curvature of the two reflecting mirrors in the condenser optical system is non-parallel to the virtual optical axis. Also in these inventions, excellent illumination can be performed by the eccentric configuration of the condenser optical system.
  • the exposure apparatus of the present invention comprises an incident-side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective partial optical systems in parallel, and the incident-side reflective fly-eye optical system described above.
  • An exit side reflective fly-eye optical system configured by arranging a plurality of reflective partial optical systems corresponding to each of the multiple reflective partial optical systems in parallel, and reflected by the exit side reflective fly eye optical system
  • a condenser optical system that guides the illumination light to the surface to be illuminated, and the condenser optical system has a convex mirror on the incident side and a concave mirror on the emission side.
  • the partial optical system of the exit-side reflection type fly-eye optical system is tilted so that the tilt angle becomes larger toward the periphery, and the entire exit-side reflection type fly-eye optical system
  • the optical system composed of positive, negative and positive power arrangements can be obtained. Configure a smaller illumination optical system It is possible to
  • At least one of the centers of curvature of the two reflecting mirrors included in the condenser optical system is optically decentered with respect to the normal line at the center of the illumination area of the irradiated surface. Therefore, the degree of freedom in designing and arranging the condenser optical system can be increased as compared with the case where it is optically decentered with respect to the normal line of the irradiated surface. Therefore, it is possible to arrange the condenser optical system at an optimal position while increasing the focal length of the condenser optical system, and to increase the distance between the incident side reflective fly-eye optical system and the exit side reflective fly-eye optical system. be able to.
  • the incident angle of the illumination light incident on the incident-side reflection type fly-eye optical system and the emission-side reflection type fly-eye optical system can be reduced, the incident-side reflection type fly-eye optical system and the emission-side reflection type fly-eye optical system can be reduced.
  • the reflectance of the illumination light with respect to the eye optical system can be improved, and loss of the amount of illumination light can be prevented.
  • this illumination device when this illumination device is used in an exposure device, it is possible to illuminate the mask surface (and hence the photosensitive substrate surface) with optimal illumination light, so that the resolution and contrast on the photosensitive substrate can be improved. The decrease can be prevented, and a fine pattern formed on the mask can be exposed on the photosensitive substrate with high throughput.
  • the exposure apparatus of the present invention since the exposure apparatus of the present invention is used for exposure, it is used for an EUVL illumination apparatus! Illumination can be performed by the apparatus, and loss of the amount of illumination light can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in resolving power and contrast on the photosensitive substrate, and it is possible to satisfactorily manufacture a microdevice having an extremely fine circuit pattern.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus that works on this embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view showing a configuration of an incident side fly-eye mirror.
  • FIG. 2B is a plan view showing the configuration of the exit-side fly-eye mirror.
  • FIG. 3A is a plan view showing a reflecting surface of an element mirror constituting the incident side fly-eye mirror.
  • FIG. 3B is a plan view showing a reflecting surface of an element mirror constituting the exit side fly-eye mirror.
  • FIG. 4 is an optical path diagram showing an optical path in the case where a condenser optical system according to this embodiment is configured.
  • FIG. 5 is an optical path diagram showing an optical path in a conventional case where a condenser optical system is configured by a single mirror.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device as a micro device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device that is relevant to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a condenser optical system that is effective in Examples.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional projection exposure apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus that works on this embodiment.
  • This projection exposure apparatus uses EUV (extreme ultra violet) light having a wavelength of about 5 to 40 nm to move the mask M and the wafer W relative to the projection optical system PL.
  • EUV extreme ultra violet
  • EUV light is emitted as exposure light (illumination light) by the constructed illumination device.
  • this projection exposure apparatus since this projection exposure apparatus has low transmittance of EUV light, which is exposure light, to the atmosphere, the optical path through which the EUV light passes is covered by a vacuum chamber (not shown). .
  • Laser light emitted from a high-power laser light source 2 such as a YAG laser light source or an excimer laser light source that is excited by a semiconductor laser is condensed by a condensing lens 4 to a point (condensing point) that becomes a plasma light source 5.
  • Xenon gas (Xe), krypton gas (Kr), or the like as a target of the laser plasma light source is ejected from the nozzle 6 at the condensing point.
  • the target is excited in the plasma state by the energy of the laser light emitted from the high-power laser light source 2, and when this transitions to the low potential state, EUV light, purple with a wavelength of lOOnm or more Emits ambient light, visible light and other wavelengths of light.
  • EUV light or the like emitted from the plasma light source 5 enters the condensing mirror 8.
  • the condensing mirror 8 is arranged so that the first focal position of the condensing mirror 8 or its vicinity coincides with the condensing point that is the plasma light source 5.
  • an EUV light reflecting film for example, a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately formed is formed. Accordingly, only EUV light having a wavelength of about 13 nm out of EUV light and the like incident on the condensing mirror 8 is reflected by the condensing mirror 8 and condensed on the second focal position of the condensing mirror 8.
  • an EUV light reflecting film that reflects only EUV light having a wavelength of about 1 lnm, such as a multilayer film that also has molybdenum (Mo) and beryllium (Be) power, is used. Good.
  • the EUV light reflected by the condenser mirror 8 is condensed as exposure light (illumination light) at or near the second focal position of the condenser mirror 8 and enters the collector mirror 10.
  • the collector mirror 10 is a multilayer substrate made of molybdenum (Mo) and silicon (Si) formed on the substrate, which has power such as glass, ceramics, and metal, in order to improve the reflectivity of EUV light. It is comprised by the film
  • EUV light reflected by the collector mirror 10 is guided to a reflective fly's eye optical system as an optical integrator, and one incident side fly's eye mirror (incident side reflective fly Eye optics) 12 is incident.
  • the distance between the incident-side fly-eye mirror 12 and the other exit-side fly-eye mirror 14 constituting the reflective fly-eye optical system is such that EUV light is perpendicular to the reflecting surface of the incident-side fly-eye mirror 12.
  • Near V, angle (small! /, Incident angle) geometrically widened so that it can be incident without being shone.
  • the incident-side fly-eye mirror 12 is composed of a plurality of concave mirrors, which are two-dimensionally densely arranged element mirrors (reflection-type partial optical systems). It is arranged at a position optically conjugate with the W surface or in the vicinity thereof.
  • Incidence side fly eye mirror The reflecting surface of each element mirror that constitutes 12 is made of a substrate that has power such as glass, ceramics, metal, etc. and molyb formed on the substrate in order to improve the reflectance of EUV light. It is composed of a multilayer film having a den (Mo) and silicon (Si) force.
  • EUV light that has been wavefront-divided by being incident on the incident-side fly-eye mirror 12 Reflected by the fly-eye mirror 12 and through an aperture stop (not shown), the other exit-side fly-eye mirror constituting the reflective fly-eye optical system (exit-side reflective fly-eye optical system) Incident at an angle close to perpendicular to the 14 reflecting surfaces (small incident angle).
  • the exit-side fly-eye mirror 14 is an element mirror (reflection partial optical system) that is a plurality of concave mirrors corresponding to each of the plurality of element mirrors constituting the entrance-side fly eye mirror 12.
  • each element mirror constituting the exit side fly-eye mirror 14 is made of a substrate that has power such as glass, ceramics, and metal, and a molybdenum formed on the substrate, in order to improve the reflectance of EUV light. It is composed of a multilayer film that also has (Mo) and silicon (Si) forces. Details of the configuration of the entrance side fly-eye mirror 12 and the exit side fly-eye mirror 14 are described in US Pat. No. 6,526,561 and US Pat. No. 6,833,904 by the same inventor. Is incorporated as part of the description herein.
  • the inclination of the plurality of element mirrors constituting the exit-side fly-eye mirror 14 is determined by the inclination of the plurality of element mirrors constituting the entrance-side fly-eye mirror 12 (hereinafter referred to as the incident side mirror).
  • the incident side mirror Each of the light beams that have reached the center position of the effective reflection surface of each of the side element mirrors) and reached the center position of the effective reflection surface of each of the plurality of exit side element mirrors are combined into one point without passing through the condenser optical system described later. It is set not to converge or to be parallel.
  • each reflecting surface of the exit side element mirror is reflected by the center of each of the plurality of entrance side element mirrors, and is reflected by each center of the exit side element mirror corresponding to each of the entrance side element mirrors.
  • the reflecting surface of the emission-side fly-eye mirror 14 has an aspherical or free-form-equivalent convergence function, and functions as a concave mirror as a whole.
  • each of the plurality of incident side element mirrors has the same partial arc shape, and each of the plurality of emission side element mirrors is rectangular as shown in FIG. 2B.
  • FIG. 3A is a diagram showing a reflection surface of one incident-side element mirror among a plurality of incident-side element mirrors. As shown in FIG. 3A, for example, in the incident side element mirror having a circular arc shape, the lateral center A which is line symmetric can be easily defined.
  • FIG. 3B is a diagram showing a reflection surface of one exit-side element mirror among a plurality of exit-side element mirrors. As shown in FIG. 3B, for example, the center C can be easily defined in a rectangular-shaped exit side element mirror.
  • the exit-side fly-eye mirror 14 since the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror 14 is equivalent to an aspherical surface or a free-form surface, the exit-side fly-eye mirror 14 has a spherical surface compared to the case where the reflection surface of the exit-side fly-eye mirror 14 is spherical. EUV light reflected by the eye mirror 14 can be properly converged on the mask M surface arranged at the optimum position.
  • Each of a large number of EUV lights reflected by the wavefront division by the incident-side fly-eye mirror 12 is incident on each of the element mirrors constituting the emission-side fly-eye mirror 14, and the emission-side fly-eye mirror 14
  • a secondary light source composed of a large number of light source images is formed on or near the exit surface.
  • EUV light from the secondary light source reflected by the exit-side fly-eye mirror 14 is guided to the condenser optical system through an aperture stop (not shown) that determines the numerical aperture of the illumination light, and is one condenser constituting the condenser optical system.
  • the light enters the mirror (convex spherical mirror) 18.
  • the reflecting surface of the condenser mirror 18 is made of glass, ceramics, metal, or other forceful substrate, and molybdenum (Mo) and silicon (Si) force formed on the substrate to improve EUV light reflectivity. It is comprised by the multilayer film which becomes.
  • the curvature center C 18 of the condenser mirror 18 composed of a convex spherical mirror is optically decentered with respect to the normal N at the center of the illumination area of the mask M plane (IMG)! /, Therefore, the degree of freedom of arrangement of the condenser mirror 18 can be increased as compared with the case where it is optically decentered with respect to the normal line N of the mask M surface.
  • optically decentered as shown in FIG. 1 even if it is not deflected by the flat mirror 22, in other words, even if the reflected optical path by the flat mirror 22 is developed, the developed optical path diagram of FIG.
  • the center of curvature C18 of the condenser mirror 18 is not located on the normal N of the mask M plane!
  • the EUV light that has entered the condenser mirror 18 is reflected by the condenser mirror 18 and enters the other condenser mirror (concave spherical mirror) 20 that constitutes the condenser optical system.
  • the reflecting surface of the capacitor mirror 20 is made of a glass, ceramics, metal, or other power substrate, and molybdenum (Mo) and silicon (Si) power formed on the substrate to improve the EUV light reflectivity. It is comprised by the multilayer film which becomes.
  • the degree of freedom of arrangement of the capacitor mirror 20 can be increased as compared with the case where it is not optically decentered with respect to the normal line N of the mask M-plane (IMG).
  • the EUV light reflected by the condenser mirror 20 is deflected by being reflected by the plane mirror 22, and uniformly illuminates the reflective mask M on which a predetermined circuit pattern is formed.
  • the EUV light reflected by the reflective mask M forms a secondary light source image on the pupil of the reflective projection optical system PL, and the mask M is formed on the wafer W as a photosensitive substrate coated with a resist.
  • the pattern image formed in the above is projected and exposed.
  • the eccentric configuration of the convex mirror 18 and the concave mirror 20 constituting the condenser optical system described in FIG. 4 has been described with reference to the normal N at the center of the illumination area of the mask M plane (IMG).
  • a perpendicular line at the center of the substantial aperture stop surface at the position of the exit-side reflective fly-eye 14 can be defined as a virtual optical axis A, and it is also effective to see this virtual optical axis A as a reference. That is, as described in FIG. 4, the center of curvature C18 of the convex mirror 18 and the center of curvature C20 of the concave mirror 20 are both at positions decentered from the virtual optical axis A.
  • the optical axis Ac of the condenser optical system is substantially defined by the straight line connecting the two curvature centers C18 and C20.
  • the decentration configuration in the present invention can be characterized as the optical axis Ac of the condenser optical system being non-parallel to the normal N at the center of the illumination area of the mask M-plane (IMG).
  • the optical axis Ac force of the condenser optical system can be characterized as non-parallel to the virtual optical axis A, which is a perpendicular line at the center of the aperture stop surface substantially at the position of the reflection-side fly-eye 14 on the exit side. it can.
  • the optical axis Ac is defined as a condenser optical system
  • the centers of curvature C18 and C20 of both the convex mirror 18 and the concave mirror 20 are both decentered from the normal N or the virtual optical axis A. No need Needless to say, a configuration in which only one of the centers of curvature C18 and C20 is eccentric is possible.
  • the optical axis of the condenser optical system constituted by the two spherical mirrors 18 and 20 is optically decentered with respect to the normal line at the center of the mask surface illumination area.
  • the degree of freedom in the design and arrangement of the capacitor mirror can be increased as compared with the case where it is not optically decentered with respect to the normal of the mask surface.
  • the condenser optical system according to this embodiment is composed of two reflecting mirror forces of the convex mirror 18 and the concave mirror 20 in the order in which light is transmitted, and the individual elements constituting the exit-side fly-eye mirror 14 When the mirror is tilted, it has power (refractive power) substantially, and the power is equivalent to a positive lens (corresponding to a concave mirror).
  • FIG. 4 is a view showing the optical path of the condenser optical system constituting the exposure apparatus according to this embodiment
  • FIG. 5 is a condenser with one concave mirror constituting the conventional exposure apparatus shown in FIG. It is a figure which shows the optical path of an optical system. 4 and 5 are the same scales, and the condenser optical system that works in this embodiment has an appropriate power for each reflecting mirror compared to the conventional condenser optical system shown in FIG. This makes it a very compact optical system.
  • a single convex lens has an object-side focal point-image-side focal point interval of 2f, where f is the focal length. If this is a three-lens optical system consisting of a positive lens, a negative lens, and a positive lens, the distance from the object side focal point to the image side focal point can be reduced to f or less.
  • the exit surface of the fly-eye optical system is placed at the object-side focal point of the condenser optical system, and the mask (or its conjugate surface) is placed at the image-side focal point. The distance is the total length of the condenser optical system. Therefore, if a positive / negative / positive power arrangement is used, it is possible to realize a condenser optical system with a long focal length for the entire length.
  • the optical path diagram in the case where the condenser optical system is configured by a single mirror includes only 211-concave mirrors, and when this is replaced with a lens system, a positive lens Equivalent to a single optical system.
  • the optical path diagram constituting the condenser optical system that works in this embodiment is arranged in the order of convex mirror and concave mirror from the fly-eye optical system side to the mask side.
  • the light beam generated by the exit side fly-eye mirror position force is not collimated light but converged light. ing. That is, each element mirror of the exit side fly-eye mirror is tilted little by little to form the power of the positive lens as a whole. Therefore, when replaced with a lens system, the optical system has a power arrangement of a positive lens, a negative lens, and a positive lens. Therefore, the condenser optical system that works in this embodiment is a very compact optical system.
  • the condenser optical system it is possible to arrange the condenser optical system at an optimum position while increasing the focal length as the condenser optical system, and to increase the distance between the incident side fly-eye mirror and the emission side fly-eye mirror. it can. Therefore, since the incident angle of EUV light incident on the incident-side fly-eye mirror and the exit-side fly-eye mirror can be reduced, the EUV light reflectance to the incident-side fly-eye mirror and the exit-side fly-eye mirror should be improved. As a result, loss of the EUV light quantity can be prevented.
  • the exit-side fly-fly mirror is configured so that one light beam is converged on one point of the mask surface via the condenser optical system for each of the plurality of element mirrors constituting the exit-side fly-eye mirror.
  • the tilt of multiple element mirrors is set.
  • each reflective partial optical system of the exit-side reflective fly-eye optical system is tilted and tilted so as to reflect light toward the center of the entire reflective fly-eye.
  • the surrounding force has a converging effect like a concave mirror. Therefore, since the mask surface can be illuminated with the optimum EUV light (illumination light), it is possible to prevent a decrease in resolution, contrast, etc. on the wafer surface, and a fine pattern formed on the mask is transferred to the wafer surface.
  • the top can be exposed with high throughput.
  • both the two forces provided with the condenser optical system having two spherical mirror forces, convex and concave, in order from the incident light side may be aspherical mirrors.
  • a condenser optical system in which one side is a spherical mirror and the other side is an aspherical mirror force may be provided.
  • EUV light is used as exposure light, but KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, or F laser light is used.
  • the reticle is illuminated by the illumination device, and the transfer pattern formed on the mask using the projection optical system is transferred to the photosensitive substrate ( Microdevices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured by exposing to a wafer.
  • Microdevices semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.
  • the following is an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to the above-described embodiment.
  • step S301 of FIG. 6 a metal film is deposited on one lot of wafers.
  • step S302 a photoresist is applied onto the metal film on the one lot of wafers.
  • step S303 using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system.
  • step S304 the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask. Circuit pattern force corresponding to the pattern is formed in each shot area on each wafer.
  • a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer.
  • the exposure apparatus that is effective in the above-described embodiment, it is possible to prevent a decrease in resolving power or contrast on the photosensitive substrate, and a fine circuit pattern. Can be obtained with high throughput.
  • the power for depositing metal on the wafer, applying a resist on the metal film, and performing the exposure, development, and etching processes Prior to these processes, After forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and each process such as exposure, development, and etching may be performed.
  • a liquid crystal display element as a micro device is obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). You can also.
  • a so-called optical lithography technique in which a mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) by using an exposure apparatus that is powerful in the embodiment described above. Is executed The By this optical lithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to various processes such as a developing process, an etching process, and a resist peeling process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process S402.
  • a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or R, G, A color filter is formed by arranging a set of three B filters in the horizontal scanning line direction.
  • a cell assembly step S403 is performed.
  • a liquid crystal panel liquid crystal cell
  • liquid crystal is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402.
  • liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401 and the color filter obtained in the color filter forming step S402. ).
  • a module assembly step S404 components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the exit-side fly-eye mirror, the condenser optical system, and the position of the irradiated surface IMG that constitute the illumination apparatus that is useful in this embodiment.
  • the mirror configuration of the exit-side fly-eye mirror and the condenser optical system according to this example is the same as the mirror configuration of the exit-side fly-eye mirror 14 and the condenser mirrors 18 and 20 according to the above-described embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the exit-side fly-eye mirror and the condenser optical system that are effective in the examples is used in the description of the exit-side fly-eye mirror 14 and the capacitor mirrors 18 and 20 that are effective in the above-described embodiment. A sign is used.
  • the direction of the light beam incident on the optical system constituting the illumination device is shown.
  • XAN is the X direction component of the angle formed by the optical axis of the optical system that constitutes this illumination device
  • YAN is this illumination.
  • the Y direction component of the angle formed by the optical axis of the optical system that composes the device is shown. In this embodiment, 15 light beams having different angles with respect to the optical axis of the optical system constituting the illumination device are made incident on the optical system constituting the illumination device.
  • optical member specifications of the exit side fly-eye mirror 14 and the condenser mirrors 18 and 20 which are useful in this embodiment will be shown.
  • the surface number, the curvature radius (mm) of the surface, the distance to the next surface (mm), and the glass material of the optical member are shown in order from the left.
  • OBJ object surface
  • STO aperture stop surface
  • INFINITY infinite (for example, radius of curvature force NF In the case of INITY, plane)
  • IMG indicates the image plane (irradiated surface).
  • SPS XYP indicates that the surface is a free-form surface expressed by a power series of XY, that is, SPS XYP—XY polynomial aspherical surface.
  • the SPS XYP surface contains a 10th order polynomial surface based on conic, and the polynomial is expanded by x m y n (m + n ⁇ 10).
  • the SPS XYP plane equation (aspherical expression) is expressed by Equation 1 below.
  • the distance along the optical axis of the exit-side fly-eye mirror 14 (Z-axis) to (sag amount) is z, a vertex radius of curvature is c, the conic constant and K, the SCO coefficients x m y n and C To do.
  • j ⁇ (m + n) 2 + m + 3n ⁇ / 2 + 1.
  • SCO coefficient C1 is the coefficient of the conic constant K
  • C2 is the coefficient of the coefficient Y
  • C4 is X 2 of y X2
  • C6 coefficient of y 2 Y2
  • C8 is x 2 y X2Y
  • Cl l is the coefficient of the coefficient X4
  • C13 of X 4 is x 2 coefficient of y 2 X2Y2
  • C15 is y 4 Y4
  • C17 are coefficients y X4Y
  • C19 is x 2 y 3 coefficient X2Y3
  • C21 represents the coefficient ⁇ 5 of y 5, respectively.
  • XDE, YDE, ZDE, ADE, BDE, and CDE indicate the degree of eccentricity of the surface.
  • XDE is X direction shift (mm)
  • YDE is Y direction shift (mm)
  • ZDE is Z direction shift (mm)
  • AD E is rotation around X direction (degree)
  • BDE is rotation around Y direction (Degree)
  • CDE indicate the rotation (degree) about the Z direction.
  • each of the element mirrors constituting the exit-side fly-eye mirror 14 emits the respective force of the element mirror of the exit-side fly-eye mirror 14.
  • a virtual free-form surface lens ('kasou') made of glass with a very high refractive index is virtually assumed.
  • the free-form surface of the exit-side fly-eye mirror 14 is represented by The refractive index of the virtual free-form surface lens ('kasou') is 10000.
  • the curvature centers of the convex mirror 18 and the concave mirror 20 constituting the condenser optical system are optically in relation to the normal at the illumination area center as shown in FIG. Due to the eccentricity, it is possible to increase the degree of freedom in designing and arranging the condenser mirrors 18 and 20.
  • the exit-side fly-eye mirror 14 converges on one point of the image plane IMG via the condenser mirrors 18 and 20 one by one on the multiple element mirrors constituting the exit-side fly-eye mirror 14.
  • the inclination of the plurality of element mirrors constituting 14 is set, and the exit-side fly-eye mirror 14 is designed to have a positive power equivalent to a free-form surface. Therefore, the light beams reflected by the condenser mirrors 18 and 20 can be appropriately converged on the irradiated surface (image surface IMG) arranged at the optimum position.
  • the illumination apparatus, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method of the present invention are suitable for use in manufacturing microdevices such as high-performance semiconductor elements, liquid crystal display elements, and thin film magnetic heads. Yes.

Abstract

　光源５から射出される照明光で被照射面Ｍを照明する照明装置において、複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射側反射型フライアイ光学系１２と、入射側反射型フライアイ光学系１２を構成する複数の反射型部分光学系のそれぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される射出側反射型フライアイ光学系１４と、射出側反射型フライアイ光学系１４により反射された照明光を被照射面Ｍに導く２つの反射鏡を含むコンデンサ光学系１８，２０とを備え、２つの反射鏡の曲率中心の少なくとも一方は、被照射面Ｍの照明領域中心における法線に対して光学的に偏心している。

Description

明 細 書
照明装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
技術分野
[0001] この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスを リソグラフイエ程で製造するための照明装置、該照明装置を備えた露光装置及び該 露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、露光光として波長約 5〜40nmの領域の極端紫外 (EUV)光を用いてマスク のパターンを感光性基板上に投影露光する投影露光装置の実用化が進められてい る。 EUVL (極端紫外リソグラフィ)用露光装置には、短波長の光に対して高い透過 率を有する硝材が限定されていることから、反射型光学系が用いられる（例えば、米 国特許第 6452661号明細書及び特開平 11— 312638号公報 (米国特許第 64526 61号の対応日本出願)参照)。
[0003] 上述の投影露光装置によれば、従来例の図 9に示すように、非 EUV光レーザ光源 201から射出され集光ミラー 202により集光されたレーザ光をノズル 203により供給さ れるターゲット物質に点 204において当てることにより、そのターゲット物質が強烈な エネルギを受けプラズマ化し、 EUV光が発生する。発生した EUV光は、集光鏡 205 により集光され、凹面鏡 206により反射されて、凹面鏡が多数並列に配列された入射 側フライアイミラー 207に入射する。入射側フライアイミラー 207により反射された光 束は、開口絞り 208を介して凹面鏡が多数並列に配列された射出側フライアイミラー 209により反射され、再び開口絞り 208を介して、光学系 210に入射する。光学系 21 0により反射された光束は、光学系 211により集光され、マスク 212を照射する。照射 されたマスク 212のパターン像は、投影光学系 213を介して、ウェハ (感光性基板） 2 14に投影露光される。
発明の開示
[0004] 従来例に開示されている投影露光装置を構成する照明装置においては、入射側フ ライアイミラー 207と射出側フライアイミラー 208との間隔が短いため、入射側フライア イミラー 207に対する光束の入射角度が大きくなつている。し力しながら、 EUVL用露 光装置にお！ヽては、 EUVLに用いられる反射膜に対する EUV光の反射率を向上さ せるためには、反射面に対して EUV光を垂直に近い角度、即ち反射面に対する EU V光の入射角度を小さくする必要がある。ここで、入射側フライアイミラー 207に対す る EUV光の入射角度を小さくするためには、入射側フライアイミラー 207と射出側フ ライアイミラー 208との間隔を拡げる必要があり、入射側フライアイミラー 207と射出側 フライアイミラー 208との間隔を拡げるためには、コンデンサ光学系 211の焦点距離 を長くする必要がある。
[0005] コンデンサ光学系 211の焦点距離を長くした場合、コンデンサ光学系 211は、図 9 に記載されて 、るような投影光学系 213の内部ではなく、ウェハ 214が配置されて ヽ る位置より下方に配置される。しかしながら、ウェハ 214は露光中においては走査方 向に移動するため、コンデンサ光学系 211をウェハ 214の位置より下方に配置した 場合、コンデンサ光学系 211とウェハ 214とが干渉する。従って、従来例に開示され ている露光装置では、 EUV光の反射率を向上させるために、コンデンサ光学系 211 の焦点距離を長くし、入射側フライアイミラー 207と射出側フライアイミラー 208との間 隔を拡げることにより入射側フライアイミラー 207の反射面に対して垂直に近い角度 で EUV光を入射させることが困難であった。
[0006] この発明の課題は、極端紫外リソグラフィに用いるために最適に設計されたコンデ ンサ光学系等を備えた照明装置、該照明装置を備えた露光装置及び該露光装置を 用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
[0007] この発明の照明装置は、光源から射出される照明光で被照射面を照明する照明装 置において、複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射 側反射型フライアイ光学系と、前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記 複数の反射型部分光学系のそれぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列 に配置することにより構成される射出側反射型フライアイ光学系と、前記射出側反射 型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面に導く 2つの反射 鏡を含むコンデンサ光学系とを備え、前記 2つの反射鏡の曲率中心のうちの少なくと も一方は、前記被照射面の照明領域中心における法線に対して光学的に偏心して いることを特徴とする。
[0008] また、この発明の照明装置は、前記 2つの反射鏡が球面鏡であることを特徴とする。
また、この発明の照明装置は、前記 2つの反射鏡が非球面鏡であることを特徴とする 。また、この発明の照明装置は、前記 2つの反射鏡が球面鏡と非球面鏡であることを 特徴とする。
[0009] この発明の照明装置によれば、コンデンサ光学系に含まれる 2つの反射鏡の曲率 中心のうちの少なくとも 1つが被照射面の照明領域中心における法線に対して光学 的に偏心して 、るため、被照射面の法線に対して光学的に偏心して 、な 、場合と比 較してコンデンサ光学系の設計及び配置の自由度を大きくすることができる。従って 、コンデンサ光学系の焦点距離を長くしつつコンデンサ光学系を最適な位置に配置 することができ、かつ入射側反射型フライアイ光学系と射出側反射型フライアイ光学 系との間隔を長くすることができる。従って、入射側反射型フライアイ光学系及び射 出側反射型フライアイ光学系に入射する照明光の入射角度を小さくすることができる ため、入射側反射型フライアイ光学系及び射出側反射型フライアイ光学系に対する 照明光の反射率を向上させることができ、照明光の光量の損失を防止することができ る。従って、この照明装置を露光装置に用いた場合、最適な照明光によりマスク面（ ひいては感光性基板面)上を照明することができるため、感光性基板上における解 像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパター ンを感光性基板上に高スループットで露光することができる。
[0010] また、この発明の照明装置は、前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前 記複数の反射型部分光学系のそれぞれ有効反射面中央位置に到達し、かつ前記 射出側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系のそれぞ れ有効反射面中央位置に到達した、前記複数の反射型部分光学系の 1つにつき 1 本ずつの光線が前記コンデンサ光学系を介して前記被照射面の 1点に収斂するよう に、前記射出側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系 の傾きが設定されて 、ることを特徴とする。
[0011] この発明の照明装置によれば、射出側反射型フライアイ光学系を構成する複数の 反射型部分光学系 1つにつき 1本ずつの光線がコンデンサ光学系を介して被照射面 の 1点に収斂するように射出側反射型フライアイ光学系を構成する複数の反射型部 分光学系の傾きが設定されている。すなわち、射出側反射型フライアイ光学系の各 反射型部分光学系は反射型フライアイ全体の中心に向けて光を反射するように傾い て（チルトして)配置されており、その傾きは周辺部ほど大きくなつており、反射型フラ ィアイ全体としては、あた力も凹面鏡のように収斂作用を有している。このため、射出 側反射型フライアイ光学系が全体として正のパワーを有することとなり、コンデンサ光 学系により反射された照明光を最適な位置に配置された被照射面に適切に収斂さ せることができる。ここで、射出側反射型フライアイとしての実質的凹面鏡としては、球 面形状に限らず、回転対称な非球面や対称軸のない所謂自由曲面としての非球面 でもよい。
[0012] また、この発明の露光装置は、感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光 装置において、前記マスクを照明するこの発明の照明装置を備えることを特徴とする
[0013] この発明の露光装置によれば、 EUVL用照明装置に用いる最適なコンデンサ光学 系を備えた照明装置を備えているため、照明光の光量の損失を防止することができ る。従って、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することがで き、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に高スループットで露光する ことができる。
[0014] また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いて反 射レチクルのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により 露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
[0015] また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、 EUVL用照明装置に用い る最適なコンデンサ光学系を備えた露光装置を用いて露光するため、極めて微細な 回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を良好に行うことができる。
また、この発明の露光装置は、複数の反射型部分光学系を並列に配置することに より構成される入射側反射型フライアイ光学系と、前記入射側反射型フライアイ光学 系を構成する前記複数の反射型部分光学系のそれぞれに対応する複数の反射型 部分光学系を並列に配置することにより構成される射出側反射型フライアイ光学系と 、前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導く 2つの反射鏡を含むコンデンサ光学系とを有し、前記コンデンサ光学系中の 2 つの反射鏡の曲率中心を通るコンデンサ光学系の光軸は、前記被照射面の照明領 域中心における法線に対して非平行であることを特徴とする露光装置である。
また、この発明の露光装置は、複数の反射型部分光学系を並列に配置することに より構成される入射側反射型フライアイ光学系と、前記入射側反射型フライアイ光学 系を構成する前記複数の反射型部分光学系のそれぞれに対応する複数の反射型 部分光学系を並列に配置することにより構成される射出側反射型フライアイ光学系と 、前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導く 2つの反射鏡を含むコンデンサ光学系とを有し、前記射出側反射型フライアイ 光学系の開口面の中心を通る垂線を仮想光軸とするとき、前記コンデンサ光学系中 の 2つの反射鏡の曲率中心を通るコンデンサ光学系の光軸は、前記仮想光軸に対し て非平行であることを特徴とする。これらの発明においても、コンデンサ光学系の偏 心構成により、優れた照明を行うことが可能である。
さらに、この発明の露光装置は、複数の反射型部分光学系を並列に配置すること により構成される入射側反射型フライアイ光学系と、前記入射側反射型フライアイ光 学系を構成する前記複数の反射型部分光学系のそれぞれに対応する複数の反射 型部分光学系を並列に配置することにより構成される射出側反射型フライアイ光学 系と、前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照 射面に導くコンデンサ光学系とを有し、前記コンデンサ光学系は入射側に凸面鏡と 射出側の凹面鏡とを有することを特徴とする。このようなコンデンサ光学系の構成によ り、 2つの反射型フライアイの間隔を大きく確保しつつ小型な照明光学系を構成する ことが可能となる。
そして、この発明の露光装置によれば、前記射出側反射型フライアイ光学系の部 分光学系を、周辺部ほど傾き角が大きくなるようにチルトしており射出側反射型フライ アイ光学系全体として収斂作用を有する構成とすることにより、後続するコンデンサ光 学系としての凸面鏡と凹面鏡との組み合わせにより、収斂、発散、収斂、換言すれば 、正，負 ·正のパワー配置からなる光学系を構成し、一層小型な照明光学系を構成す ることが可能となる。
この発明の露光装置のコンデンサ光学系の偏心構成により、設計自由度が高ぐ 優れた性能の照明を行うことが可能となる。
[0016] この発明の照明装置によれば、コンデンサ光学系に含まれる 2つの反射鏡の曲率 中心のうちの少なくとも 1つが被照射面の照明領域中心における法線に対して光学 的に偏心して 、るため、被照射面の法線に対して光学的に偏心して 、な 、場合と比 較してコンデンサ光学系の設計及び配置の自由度を大きくすることができる。従って 、コンデンサ光学系の焦点距離を長くしつつコンデンサ光学系を最適な位置に配置 することができ、かつ入射側反射型フライアイ光学系と射出側反射型フライアイ光学 系との間隔を長くすることができる。すなわち、入射側反射型フライアイ光学系及び 射出側反射型フライアイ光学系に入射する照明光の入射角度を小さくすることができ るため、入射側反射型フライアイ光学系及び射出側反射型フライアイ光学系に対す る照明光の反射率を向上させることができ、照明光の光量の損失を防止することがで きる。また、この照明装置を露光装置に用いた場合、最適な照明光によりマスク面 (ひ いては感光性基板面)上を照明することができるため、感光性基板上における解像 力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに形成された微細なパターン を感光性基板上に高スループットで露光することができる。
[0017] また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用 V、て露光するため、 EUVL用照明装置に用!、る最適なコンデンサ光学系を備えた照 明装置により照明を行うことができ、照明光の光量の損失を防止することができる。従 つて、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極 めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を良好に行うことができる。 図面の簡単な説明
[0018] [図 1]この実施の形態に力かる投影露光装置の概略構成を示す図である。
[図 2A]入射側フライアイミラーの構成を示す平面図である。
[図 2B]射出側フライアイミラーの構成を示す平面図である。
[図 3A]入射側フライアイミラーを構成する要素ミラーの反射面を示す平面図である。
[図 3B]射出側フライアイミラーを構成する要素ミラーの反射面を示す平面図である。 [図 4]この実施の形態に力かるコンデンサ光学系を構成した場合の光路を示す光路 図である。
[図 5]1枚鏡でコンデンサ光学系を構成した従来の場合の光路を示す光路図である。
[図 6]この発明の実施の形態にカゝかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製 造する方法を示すフローチャートである。
[図 7]この発明の実施の形態に力かるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造 する方法を示すフローチャートである。
[図 8]実施例に力かるコンデンサ光学系の概略構成を示す図である。
[図 9]従来の投影露光装置の概略構成を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、図面を参照して、この発明の実施の形態に力かる投影露光装置について説 明する。図 1は、この実施の形態に力かる投影露光装置の概略構成を示す図である
[0020] この投景露光装置は、約 5〜40nmの波長の EUV (extreme ultra violet,極端紫外 )光を用いて、投影光学系 PLに対してマスク M及びウェハ Wを相対的に移動させつ つマスク Mのパターンの像を感光性材料 (レジスト）が塗布された感光性基板としての ウエノ、 W上に転写するステップ ·アンド'スキャン方式の露光装置である。高出力レー ザ光源 2、集光レンズ 4、プラズマ光源 5、ノズル 6、集光ミラー 8、コレクタミラー 10、入 射側フライアイミラー 12,射出側フライアイミラー 14、コンデンサミラー 18, 20等によ り構成される照明装置により、露光光 (照明光）としての EUV光が射出される。
[0021] また、この投影露光装置にぉ 、ては、露光光である EUV光の大気に対する透過率 が低 、ため、 EUV光が通過する光路は図示しな 、真空チャンバにより覆われて 、る 。半導体レーザ励起による YAGレーザ光源またはエキシマレーザ光源等の高出力 レーザ光源 2から射出されたレーザ光は、集光レンズ 4によりプラズマ光源 5となる一 点 (集光点）に集光される。その集光点には、レーザプラスマ光源のターゲットとして のキセノンガス (Xe)やクリプトンガス (Kr)等がノズル 6から噴出されて ヽる。そのター ゲットが高出力レーザ光源 2から射出されるレーザ光のエネルギでプラズマ状態に励 起され、これが低ポテンシャル状態に遷移する際に EUV光、波長 lOOnm以上の紫 外光、可視光及び他の波長の光を放出する。
[0022] プラズマ光源 5から放出された EUV光等は、集光ミラー 8に入射する。集光ミラー 8 は、集光ミラー 8の第 1焦点位置またはその近傍とプラズマ光源 5である集光点とがー 致するように配置されている。集光ミラー 8の内面には、 EUV光反射膜、例えばモリ ブデン (Mo)とケィ素（Si)とが交互に形成される多層膜が形成されて!ヽる。従って、 集光ミラー 8に入射した EUV光等のうち波長約 13nmの EUV光のみが集光ミラー 8 により反射されて、集光ミラー 8の第 2焦点位置に集光する。なお、波長約 l lnmの E UV光により露光を行う場合には、波長約 1 lnmの EUV光のみを反射する EUV光 反射膜、例えばモリブデン (Mo)及びベリリウム (Be)力もなる多層膜を用いるとよい。
[0023] 集光ミラー 8により反射された EUV光は、露光光 (照明光）として集光ミラー 8の第 2 焦点位置またはその近傍に集光され、コレクタミラー 10に入射する。コレクタミラー 10 は、 EUV光の反射率を向上させるために、ガラス、セラミックス、金属など力もなる基 板、及びその基板上に形成されて 、るモリブデン (Mo)及びシリコン (Si)からなる多 層膜により構成されている。
[0024] コレクタミラー 10により反射された EUV光は、オプティカルインテグレータとしての 反射型フライアイ光学系へ導かれ、反射型フライアイ光学系を構成する一方の入射 側フライアイミラー (入射側反射型フライアイ光学系） 12に入射する。ここで、入射側 フライアイミラー 12と反射型フライアイ光学系を構成する他方の射出側フライアイミラ 一 14との間隔は、 EUV光が入射側フライアイミラー 12の反射面に対して垂直に近 V、角度 (小さ!/、入射角度)で幾何学的に光がけられずに入射することができるように 拡げられている。
[0025] 入射側フライアイミラー 12は、図 2Aに示すように、複数の凹面鏡である要素ミラー（ 反射型部分光学系）が 2次元的に稠密に配列されて構成され、マスク M面やウェハ W面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側フライアイミラ 一 12を構成する各要素ミラーの反射面は、 EUV光の反射率を向上させるために、ガ ラス、セラミックス、金属など力もなる基板、及びその基板上に形成されているモリブ デン (Mo)及びシリコン (Si)力 なる多層膜により構成されて 、る。
[0026] 入射側フライアイミラー 12に入射することにより波面分割された EUV光は、入射側 フライアイミラー 12により反射され、図示しない開口絞りを介して、反射型フライアイ 光学系を構成する他方の射出側フライアイミラー (射出側反射型フライアイ光学系） 1 4に射出側フライアイミラー 14の反射面に対して垂直に近い角度 (小さい入射角度） で入射する。射出側フライアイミラー 14は、図 2Bに示すように、入射側フライアイミラ 一 12を構成する複数の要素ミラーのそれぞれに対応して複数の凹面鏡である要素ミ ラー (反射型部分光学系）が 2次元的に稠密に配列されて構成され、後述する投影 光学系 PLの瞳面と光学的に共役な位置に配置されている。また、射出側フライアイミ ラー 14を構成する各要素ミラーの反射面は、 EUV光の反射率を向上させるために、 ガラス、セラミックス、金属など力もなる基板、及びその基板上に形成されているモリブ デン (Mo)及びシリコン (Si)力もなる多層膜により構成されている。なお、入射側フラ ィアイミラー 12及射出側フライアイミラー 14についての構成の詳細は、本発明者と同 一発明者による米国特許第 6452661号公報及び米国特許第 6833904号公報に 記載されており、これらを本明細書の説明の一部として組み込むこととする。
[0027] また、射出側フライアイミラー 14を構成する複数の要素ミラー (以下、射出側要素ミ ラーという。）の傾きは、入射側フライアイミラー 12を構成する複数の要素ミラー（以下 、入射側要素ミラーという。）のそれぞれ有効反射面中央位置に到達し、かつ複数の 射出側要素ミラーのそれぞれ有効反射面中央位置に到達した光線が後述するコン デンサ光学系を介さずには 1点に収斂しない、または平行にならないように設定され ている。即ち、射出側要素ミラーのそれぞれの反射面は、複数の入射側要素ミラーの それぞれの中心により反射され、入射側要素ミラーのそれぞれに対応する射出側要 素ミラーのそれぞれの中心により反射された光線がマスク M面上の一点に収斂しな い、または平行とならないような所定の傾きを有するように構成されている。即ち、射 出側フライアイミラー 14の反射面は非球面または自由曲面相当の収斂作用を有し、 全体として凹面鏡としての機能を有する。
[0028] なお、図 2Aに示すように、複数の入射側要素ミラーのそれぞれは部分円弧状の同 じ形状を有しており、図 2Bに示すように複数の射出側要素ミラーのそれぞれは矩形 状の同じ形状を有している。従って、その形状のなかで、同一の位置を通過した光線 、即ち各要素ミラーの中心位置を通過した光線がマスク M上で同一の点に収斂する 。ここで、図 3Aは複数の入射側要素ミラーのうちの 1つの入射側要素ミラーの反射面 を示す図である。図 3Aに示すように、例えば円弧形状をした入射側要素ミラーにお いては、線対称である横方向の中心 Aを容易に定義することができる。縦方向の中 心は、横方向の中心線（図中破線部）上にある反射面のうち上端と下端の中点 Bを採 ることにより定義され、この中点 Bが入射側要素ミラーの中心となる。また、図 3Bは複 数の射出側要素ミラーのうちの 1つの射出側要素ミラーの反射面を示す図である。図 3Bに示すように、例えば矩形状をした射出側要素ミラーにおいては容易に中心 Cを 定義することができる。
[0029] また、射出側フライアイミラー 14の反射面が非球面または自由曲面と同等であるこ とにより、射出側フライアイミラー 14の反射面が球面である場合と比較して、射出側フ ライアイミラー 14により反射される EUV光を最適な位置に配置されたマスク M面上に 適切〖こ収斂させることができる。
[0030] 入射側フライアイミラー 12により波面分割されて反射された多数の EUV光のそれ ぞれは射出側フライアイミラー 14を構成する要素ミラーのそれぞれに入射し、射出側 フライアイミラー 14の射出面もしくはその近傍には多数の光源像で構成させる二次 光源が形成される。射出側フライアイミラー 14により反射された二次光源からの EUV 光は、照明光の開口数を決定する図示しない開口絞りを介してコンデンサ光学系に 導かれ、コンデンサ光学系を構成する一方のコンデンサミラー（凸の球面鏡） 18に入 射する。コンデンサミラー 18の反射面は、 EUV光の反射率を向上させるために、ガ ラス、セラミックス、金属など力もなる基板、及びその基板上に形成されているモリブ デン (Mo)及びシリコン (Si)力 なる多層膜により構成されて 、る。
図 4に示すとおり、凸の球面鏡により構成されているコンデンサミラー 18の曲率中 心 C 18は、マスク M面 (IMG)の照明領域中心における法線 Nに対して光学的に偏 心して!/、るため、マスク M面の法線 Nに対して光学的に偏心して ヽな 、場合と比較し て、コンデンサミラー 18の配置の自由度を大きくすることができる。ここで、光学的に 偏心とは、図 1に示すように、平面ミラー 22により偏向されなくとも、換言すれば、平 面ミラー 22による反射光路を展開したとしても、図 4の展開光路図に示すとおり、コン デンサミラー 18の曲率中心 C18がマスク M面の法線 N上に位置しな!、ことを!、う。 [0031] コンデンサミラー 18に入射した EUV光は、コンデンサミラー 18により反射され、コン デンサ光学系を構成する他方のコンデンサミラー（凹の球面鏡） 20に入射する。コン デンサミラー 20の反射面は、 EUV光の反射率を向上させるために、ガラス、セラミツ タス、金属など力もなる基板、及びその基板上に形成されているモリブデン (Mo)及 びシリコン (Si)力 なる多層膜により構成されて 、る。球面鏡により構成されて 、るコ ンデンサミラー 20の曲率中心 C20も、図 4に示すとおり、マスク M面（IMG)の照明領 域中心における法線 Nに対して光学的に偏心して 、るため、マスク M面 (IMG)の法 線 Nに対して光学的に偏心していない場合と比較して、コンデンサミラー 20の配置の 自由度を大きくすることができる。
[0032] コンデンサミラー 20により反射された EUV光は、平面ミラー 22により反射されること により偏向され、所定の回路パターンが形成されている反射型マスク M上を重畳的 に均一照明する。反射型マスク Mにより反射された EUV光は、反射型投影光学系 P Lの瞳にぉ ヽて二次光源像を形成し、レジストが塗布された感光性基板としてのゥェ ハ W上にマスク Mに形成されたパターン像を投影露光する。
上記の図 4において説明したコンデンサ光学系を構成する凸面鏡 18と凹面鏡 20と の偏心構成については、マスク M面 (IMG)の照明領域中心における法線 Nを基準 として説明したが、光学設計上は、射出側反射型フライアイ 14の位置における実質 的開口絞り面の中心における垂線を仮想光軸 Aとして定義でき、この仮想光軸 Aを 基準としてみることも有効である。即ち、同じく図 4に記載したとおり、凸面鏡 18の曲 率中心 C18、及び凹面鏡 20の曲率中心 C20も共に、仮想光軸 Aから偏心した位置に ある。そして、 2つの曲率中心 C18, C20を結ぶ直線により、実質的にはコンデンサ光 学系の光軸 Acが定義される。本発明における上述の偏心構成は、コンデンサ光学 系の光軸 Acが、マスク M面 (IMG)の照明領域中心における法線 Nと非平行である こととして特徴づけることが可能である。また、コンデンサ光学系の光軸 Ac力 射出側 反射型フライアイ 14の位置における実質的開口絞り面の中心における垂線である仮 想光軸 Aに対しても非平行であるとして、特徴づけることができる。このような、コンデ ンサ光学系としての光軸 Acを定義して考えるならば、凸面鏡 18と凹面鏡 20との両者 の曲率中心 C18, C20が、共に法線 Nまたは仮想光軸 Aから偏心している必要はなく 、両者の曲率中心 C18, C20のうちのいずれか一方のみが偏心した構成も可能であ ることは言うまでもない。
[0033] この実施の形態に力かる投影露光装置によれば、 2つの球面鏡 18、 20により構成 されるコンデンサ光学系の光軸がマスク面照明領域中心における法線に対して光学 的に偏心、又は互いに非並行であるため、マスク面の法線に対して光学的に偏心し ていない場合と比較してコンデンサミラーの設計及び配置の自由度を大きくすること ができる。即ち、この実施の形態に力かるコンデンサ光学系は、光が伝達する順に、 凸面鏡 18、凹面鏡 20の 2枚の反射鏡力 構成されており、射出側フライアイミラー 1 4を構成する個々の要素ミラーがチルトすることで実質的にパワー (屈折力）を有し、 そのパワーは正レンズ相当（凹面鏡相当）であることを特徴とする。
[0034] 図 4はこの実施の形態にかかる露光装置を構成するコンデンサ光学系の光路を示 す図であり、図 5は図 9に示す従来の露光装置を構成する 1枚の凹面鏡によるコンデ ンサ光学系の光路を示す図である。図 4及び図 5は、同じ縮尺で表示した図であり、 この実施の形態に力かるコンデンサ光学系は、図 5に示す従来のコンデンサ光学系 と比較して、各反射鏡に適切なパワーを持たせているため非常にコンパクトな光学系 を構成している。
[0035] 通常、 1枚の凸レンズ (薄レンズ)は、その焦点距離を fとすると、物側焦点〜像側焦 点の間隔は 2fとなる。これを、正レンズ、負レンズ及び正レンズの 3枚構成の光学系 にすると、物側焦点〜像側焦点の間隔を f以下に縮めることができる。マスク上テレセ ントリックの場合、コンデンサ光学系の物側焦点にフライアイ光学系の射出面が、像 側焦点にマスク (もしくはその共役面）が配置されるので、物側焦点〜像側焦点の間 隔がコンデンサ光学系の全長となる。そのため、正 '負 ·正のパワー配置にすると、全 長の割りに焦点距離の長!、コンデンサ光学系が実現できる。
[0036] また、図 5に示すように 1枚鏡でコンデンサ光学系を構成した場合の光路図は、凹 面鏡 211—枚のみを備えており、これをレンズ系に置き換えた場合、正レンズ一枚の 光学系と等価となる。これに対し、この実施の形態に力かるコンデンサ光学系を構成 する光路図は、フライアイ光学系側からマスク側に、凸面鏡、凹面鏡の順番で並んで いる。また、射出側フライアイミラー位置力も発した光束が平行光でなく収斂光となつ ている。即ち、射出側フライアイミラーの各要素ミラーが少しずつチルトして、全体的 に正レンズのパワーを成している。したがって、レンズ系に置き換えた場合、正レンズ 、負レンズ及び正レンズのパワー配置の光学系となるため、この実施の形態に力かる コンデンサ光学系は非常にコンパクトな光学系になる。
[0037] 従って、コンデンサ光学系としての焦点距離を長くしつつコンデンサ光学系を最適 な位置に配置することができ、かつ入射側フライアイミラーと射出側フライアイミラーと の間隔を長くすることができる。従って、入射側フライアイミラー及び射出側フライアイ ミラーに入射する EUV光の入射角度を小さくすることができるため、入射側フライアイ ミラー及び射出側フライアイミラーに対する EUV光の反射率を向上させることができ 、結果として EUV光の光量の損失を防止することができる。
[0038] また、射出側フライアイミラーを構成する複数の要素ミラーの 1つにつき 1本ずつの 光線がコンデンサ光学系を介してマスク面の 1点に収斂するように射出側フライァイミ ラーを構成する複数の要素ミラーの傾きが設定されている。すなわち、射出側反射型 フライアイ光学系の各反射型部分光学系は反射型フライアイ全体の中心に向けて光 を反射するように傾 、て (チルトして)配置されており、その傾きは周辺部ほど大きくな つており、反射型フライアイ全体としては、あた力も凹面鏡のように収斂作用を有して いる。従って、最適な EUV光（照明光）によりマスク面上を照明することができるため 、ウェハ面上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、マスクに 形成された微細なパターンをウェハ面上に高スループットで露光することができる。
[0039] なお、この実施の形態に力かる投影露光装置においては、入射光側から順に凸と 凹の 2つの球面鏡力 なるコンデンサ光学系を備えている力 2つ共に非球面鏡とし ても良いし、または一方を球面鏡とし他方を非球面鏡力 なるコンデンサ光学系を備 えるようにしてもよい。
[0040] また、この実施の形態に力かる投影露光装置においては、 EUV光を露光光として 用いているが、 KrFエキシマレーザ光、 ArFエキシマレーザ光または Fレーザ光を
2
露光光として用いてもよい。
[0041] 上述の実施の形態に力かる露光装置では、照明装置によってレチクル (マスク）を 照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ ウェハ）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示 素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかか る露光装置を用いて感光性基板としてウェハ等に所定の回路パターンを形成するこ とによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図
6のフローチャートを参照して説明する。
[0042] まず、図 6のステップ S301において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次 のステップ S302において、その 1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布 される。その後、ステップ S303において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用 いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その 1ロット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 S304において、その 1ロットのゥェ ハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップ S305において、その 1ロットの 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なうことによって、マスク上 のパターンに対応する回路パターン力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
[0043] その後、更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。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施 の形態に力かる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力や コントラスト等の低下を防止することができ、微細な回路パターンを有するマイクロデ バイスを高いスループットで得ることができる。なお、ステップ S301〜ステップ S305 では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、 エッチングの各工程を行っている力 これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの 酸化膜を形成後、そのシリコンの酸ィ匕膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エツ チング等の各工程を行っても良 、ことは 、うまでもな 、。
[0044] また、上述の実施の形態に力かる露光装置では、プレート (ガラス基板)上に所定の パターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイス としての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図 7のフローチャートを参照して、こ のときの手法の一例につき説明する。図 7において、パターン形成工程 S401では、 上述の実施の形態に力かる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板 (レジ ストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフイエ程が実行され る。この光リソグラフイエ程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パ ターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジス ト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次 のカラーフィルタ形成工程 S402へ移行する。
[0045] 次に、カラーフィルタ形成工程 S402では、 R(Red)、 G (Green)、 B (Blue)に対応し た 3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、または R、 G、 Bの 3本のストラ イブのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成 する。そして、カラーフィルタ形成工程 S402の後に、セル組み立て工程 S403が実 行される。セル組み立て工程 S403では、パターン形成工程 S401にて得られた所定 パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程 S402にて得られたカラーフィ ルタ等を用いて液晶パネル (液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程 S403では 、例えば、パターン形成工程 S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラー フィルタ形成工程 S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶 パネル (液晶セル)を製造する。
[0046] その後、モジュール組み立て工程 S404にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セ ル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示 素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形 態に力かる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力ゃコン トラスト等の低下を防止することができ、微細な回路パターンを有する半導体デバイス を高 、スループットで得ることができる。
実施例
[0047] 図 8は、この実施例に力かる照明装置を構成する射出側フライアイミラー、コンデン サ光学系の概略構成及び被照射面 IMGの位置を示す図である。なお、この実施例 にかかる射出側フライアイミラー及びコンデンサ光学系のミラー構成は、図 1に示す 上述の実施の形態に力かる射出側フライアイミラー 14及びコンデンサミラー 18, 20 のミラー構成と同一であるため、実施例に力かる射出側フライアイミラー及びコンデン サ光学系の説明には、上述の実施の形態に力かる射出側フライアイミラー 14及びコ ンデンサミラー 18, 20の説明で用いた符号を用いる。 [0048] この実施例に力かる照明装置を構成する射出側フライアイミラー 14及びコンデンサ ミラー 18, 20のデータを光学設計ソフトである CodeV(ORA社）の書式に従って示 す。この CodeVの設計手法においては、図 4にて前述した仮想光軸 Aを光軸とみな して設計されており、後述する光学データはこの方式に基づいている。まず、この実 施例にかかる照明装置を構成する光学系に入射させる光線の条件を示す。なお、以 下に示すデータにおいて EPDはこの照明装置を構成する光学系に入射させる光束 の直径、 DIMは使用する長さの単位、 WLは使用する光線の波長を示している。また 、この照明装置を構成する光学系に入射させる光束の方向を示す。なお、この照明 装置を構成する光学系の光軸を Z軸とするデカルト座標を用いた場合、 XANはこの 照明装置を構成する光学系の光軸となす角の X方向成分、 YANはこの照明装置を 構成する光学系の光軸となす角の Y方向成分を示している。この実施例においては 、この照明装置を構成する光学系にこの照明装置を構成する光学系の光軸となす角 が異なる 15の光線を入射させる。
[0049] (光線の条件）
EPD 166. 40000
DIM MM
WL 13. 50 (nm)
[0050] [表 1]
(入射させる光 *の方向）
X Λ Ν 0.00000 0.00000 0.00000 0. 46553 0.46553
0.46553 0.93110 0.93110 0.93110 1.39672
1.39672 1.39672 1.86244 1.86244 1.86244
Y A N 4.73228 4.87602 5.01980 4.70990 4.85364
4.99806 4.64215 4.78588 1.93226 4.52707
4.67077 4.82061 4.36106 4.50473 4.65987 次に、この実施例に力かる射出側フライアイミラー 14、コンデンサミラー 18, 20の光 学部材諸元を示す。光学部材諸元においては、左側から順に面番号、面の曲率半 径 (mm)、次の面までの間隔 (mm)、光学部材の硝材をそれぞれ示している。なお、 OBJは物体面、 STOは開口絞り面、 INFINITYは無限大（例えば、曲率半径力 NF INITYの場合は平面）、 IMGは像面 (被照射面）を示している。また、 SPS XYPは 面が XYのべキ級数で表現される自由曲面、即ち SPS XYP— XY多項式非球面で あることを示している。 SPS XYP面はコーニックを基本とする 10次の多項式面を含 み、その多項式は xmyn(m+n≤10)で展開する。また、 SPS XYP面の方程式（非 球面式）は、以下の数式 1で表現される。
[0051] [数 1]
(数式 1
Figure imgf000019_0001
なお、射出側フライアイミラー 14の光軸 (Z軸）に沿った距離 (サグ量)を zとし、頂点 曲率半径を cとし、コーニック定数を Kとし、 xmynの SCO係数を Cとする。また、 j ={( m + n) 2 + m + 3n}/2+ 1である。
[0052] また、光学部材諸元においては、 SCO係数 C1はコーニック定数 K、 C2は yの係数 Y、 C4は X2の係数 X2、 C6は y2の係数 Y2、 C8は x2yの係数 X2Y、 C10は y3の係数 Y3、 Cl lは X4の係数 X4、 C13は x2y2の係数 X2Y2、 C15は y4の係数 Y4、 C17は yの係数 X4Y、 C19は x2y3係数 X2Y3、 C21は y5の係数 Υ5をそれぞれ示している。
[0053] また、 XDE, YDE, ZDE, ADE, BDE, CDEは面の偏心度を示している。 XDE は X方向シフト（mm)、 YDEは Y方向シフト（mm)、 ZDEは Z方向シフト（mm)、 AD Eは X方向を軸とする回転（degree)、 BDEは Y方向を軸とする回転（degree)、 CDE は Z方向を軸とする回転 (degree)をそれぞれ示して 、る。
[0054] また、ある面で偏心した場合において次の面からは偏心した後の新たな座標に従 つて偏心度等が表現される力 DARと記載されている面に関しては、 DARと記載さ れて 、る面力 前の面の偏心度等に関わらず独立して偏心度が表現されて 、る。ま た、 REFLと記載されている面においては、その面が反射面であることを示している。
[0055] [表 2] (光学部材諸几)
OBJ: INFINITY INFINITY
STO: INFINITY 0.000000
2： 23357253.023 0.000000 kasou
SPS XYP
SCO
K> 1.2615E+08 V-2.8043E-06 Χ2:- 1.8313Ε·08
Υ2 1.8560Ε·08 Χ2Υ:1.6132ΕΊ2 Y3:l.61I8E- 12
X4:-4.2860E-16 X2Y2:-6.9295E- 16 Y4:-3.6733E- 16
X4Y: 2.8616E 19 X2Y3:-6.0085E lf9 Υό:-2.3244Ε 19
-23357253,02 969.999967
1281.70038 -870.000000 REFL
XDE :0.000000 YDE :80.427242 ZDE :0,000000
ADE:0.000000 BDE :0.000000 CDEO.OOOOOO
1691.15218 1300.000000 REFL
XDE：0.000000 YDE: 134.242815 ZDE:0.000000
ADE：0.00000 BDE «.000000 CDE :0.000000
INFINITY 0.000000
XDE:0.000000 YDE: 144,442224 ZDEO.OOOOOO
ADE:7.313 10 BDEO.OOOOOO CDE:0,000000
IMG: INFIMTY 0.画 KK) この実施例に係る光学部材においては、射出側フライアイミラー 14を構成する要素 ミラーのそれぞれは、射出側フライアイミラー 14の要素ミラーのそれぞれ力も射出さ れる EUV光のそれぞれがコンデンサミラー 18, 20を介して像面 IMGの一点に収斂 するように所定の傾きを有し、かつ射出側フライアイミラー 14全体が自由曲面相当の 正のパワーを有するように設計されている。しかしながら、この自由曲面相当のパヮ 一を有する射出側フライアイミラー 14を CodeVにより表現することが不可能であるた め、屈折率が非常に高いガラスによる仮想自由曲面レンズ ('kasou')を仮想で配置す ることにより、射出側フライアイミラー 14の自由曲面を表現している。なお、仮想自由 曲面レンズ（'kasou')の屈折率は、 10000である。 [0056] この実施例に力かる照明装置によれば、コンデンサ光学系を構成する凸面鏡 18と 凹面鏡 20の曲率中心が、図 4で示したとおり、照明領域中心における法線に対して 光学的に偏心しているため、コンデンサミラー 18, 20の設計及び配置の自由度を大 きくすることができる。また、射出側フライアイミラー 14を構成する複数の要素ミラーの 1つにっき 1本ずつの光線がコンデンサミラー 18, 20を介して像面 IMGの 1点に収 斂するように射出側フライアイミラー 14を構成する複数の要素ミラーの傾きが設定さ れており、かつ射出側フライアイミラー 14が自由曲面相当の正のパワーを有するよう に設計されている。従って、コンデンサミラー 18, 20により反射された光束を最適な 位置に配置された被照射面 (像面 IMG)上に適切に収斂させることができる。
産業上の利用可能性
[0057] 以上のように、この発明の照明装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法は 、高性能な半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製 造に用いるのに適している。

Claims

請求の範囲
[1] 光源から射出される照明光で被照射面を照明する照明装置において、
複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射側反射型フ ライアイ光学系と、
前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の それぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成され る射出側反射型フライアイ光学系と、
前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導く 2つの反射鏡を含むコンデンサ光学系と、
を備え、
前記 2つの反射鏡の曲率中心の少なくとも一方は、前記被照射面の照明領域中心 における法線に対して光学的に偏心していることを特徴とする照明装置。
[2] 前記 2つの反射鏡は、球面鏡であることを特徴とする請求項 1記載の照明装置。
[3] 前記 2つの反射鏡は、非球面鏡であることを特徴とする請求項 1記載の照明装置。
[4] 前記 2つの反射鏡は、球面鏡と非球面鏡であることを特徴とする請求項 1記載の照 明装置。
[5] 前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の それぞれ有効反射面中央位置に到達し、かつ前記射出側反射型フライアイ光学系 を構成する前記複数の反射型部分光学系のそれぞれ有効反射面中央位置に到達 した光線が前記コンデンサ光学系を介して前記被照射面の 1点に収斂するように、 前記射出側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の傾 きが設定されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 4の何れか一項に記載の照 明装置。
[6] 感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置にぉ ヽて、
前記マスクを照明するための請求項 1乃至請求項 5の何れか一項に記載の照明装 置を備えることを特徴とする露光装置。
[7] 請求項 6記載の露光装置を用いて反射レチクルのパターンを感光性基板上に露光 する露光工程と、 前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、 を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
[8] 光源力 射出される照明光で被照射面を照明する照明装置を有する露光装置に おいて、
複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射側反射型フ ライアイ光学系と、
前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の それぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成され る射出側反射型フライアイ光学系と、
前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導く 2つの反射鏡を含むコンデンサ光学系と、
を有し、
前記コンデンサ光学系中の 2つの反射鏡の曲率中心を通るコンデンサ光学系の光 軸は、前記被照射面の照明領域中心における法線に対して非平行であることを特徴 とする露光装置。
[9] 光源力 射出される照明光で被照射面を照明する照明装置を有する露光装置に おいて、
複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射側反射型フ ライアイ光学系と、
前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の それぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成され る射出側反射型フライアイ光学系と、
前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導く 2つの反射鏡を含むコンデンサ光学系と、
を有し、
前記射出側反射型フライアイ光学系の開口面の中心を通る垂線を仮想光軸とすると き、前記コンデンサ光学系中の 2つの反射鏡の曲率中心を通るコンデンサ光学系の 光軸は、前記仮想光軸に対して非平行であることを特徴とする露光装置。
[10] 光源力 射出される照明光で被照射面を照明する照明装置を有する露光装置に おいて、
複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成される入射側反射型フ ライアイ光学系と、
前記入射側反射型フライアイ光学系を構成する前記複数の反射型部分光学系の それぞれに対応する複数の反射型部分光学系を並列に配置することにより構成され る射出側反射型フライアイ光学系と、
前記射出側反射型フライアイ光学系により反射された前記照明光を前記被照射面 に導くコンデンサ光学系とを有し、
前記コンデンサ光学系は入射側の凸面鏡と射出側の凹面鏡とを有していることを特 徴とする露光装置。
[11] 前記射出側反射型フライアイ光学系の部分光学系は、周辺部ほど傾き角が大きく なるようにチルトしており前記射出側反射型フライアイ光学系全体として収斂作用を 有することを特徴とする請求項 10記載の露光装置。
[12] 前記コンデンサ光学系を構成する凸面鏡と凹面鏡との 2つの曲率中心のうちの少 なくとも一方は、前記被照射面の照明領域中心における法線に対して光学的に偏心 して 、ることを特徴とする請求項 11記載の露光装置。
[13] 前記射出側反射型フライアイ光学系の開口面の中心を通る垂線を仮想光軸とする とき、前記凸面鏡と凹面鏡との 2つの曲率中心の少なくとも一方は該仮想光軸力 偏 心して!/、ることを特徴とする請求項 11記載の露光装置。
[14] 前記コンデンサ光学系を構成する凸面鏡と凹面鏡との 2つの曲率中心を通るコン デンサ光学系の光軸は、前記被照射面の照明領域中心における法線に対して非平 行であることを特徴とする請求項 11記載の露光装置。
[15] 前記射出側反射型フライアイ光学系の開口面の中心を通る垂線を仮想光軸とする とき、前記凸面鏡と凹面鏡との 2つの曲率中心を通るコンデンサ光学系の光軸は前 記仮想光軸に対して非平行であることを特徴とする請求項 11記載の露光装置。
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