JP2000269132A - マイクロリソグラフィ投影対物レンズならびに投影露光装置 - Google Patents
マイクロリソグラフィ投影対物レンズならびに投影露光装置Info
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- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短い波長、有利には１００ｎｍ以下の波長を
もつリソグラフィに適した投影対物レンズ装置であっ
て、できるだけ少ない光学的手段ですますことができ、
その一方で充分に大きな開口をそなえているものを提供
することである。 【解決手段】 第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー
（Ｓ２）、第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ
４）および第５のミラー（Ｓ５）を備えている、１００
ｎｍより短い波長のためのミクロリソグラフィ投影対物
レンズであって、画像側の開口数ＮＡが０．１０より大
きく、露光されるべき物体にもっとも近いミラーは、画
像側の光学的な自由な作動距離が、ウェハにもっとも近
い前記ミラーの使用される直径Ｄに一致しており、前記
作動距離が少なくともミラーの使用される直径Ｄの３分
の１と、２０ｍｍから３０ｍｍの間の長さとの和であ
り、前記作動間隔が少なくとも５０ｍｍであるように配
置されていることを特徴とする。
もつリソグラフィに適した投影対物レンズ装置であっ
て、できるだけ少ない光学的手段ですますことができ、
その一方で充分に大きな開口をそなえているものを提供
することである。 【解決手段】 第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー
（Ｓ２）、第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ
４）および第５のミラー（Ｓ５）を備えている、１００
ｎｍより短い波長のためのミクロリソグラフィ投影対物
レンズであって、画像側の開口数ＮＡが０．１０より大
きく、露光されるべき物体にもっとも近いミラーは、画
像側の光学的な自由な作動距離が、ウェハにもっとも近
い前記ミラーの使用される直径Ｄに一致しており、前記
作動距離が少なくともミラーの使用される直径Ｄの３分
の１と、２０ｍｍから３０ｍｍの間の長さとの和であ
り、前記作動間隔が少なくとも５０ｍｍであるように配
置されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロリソグラ
フィの対物レンズ、この対物レンズを含む投影露光装
置、及びこの装置を用いた集積回路の製造方法に関す
る。
フィの対物レンズ、この対物レンズを含む投影露光装
置、及びこの装置を用いた集積回路の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】波長＜１９３ｍｍのリソグラフィ、特に
λ＝１１ｎｍないしλ＝１３ｎｍのＥＵＶリソグラフィ
は、構造部＜１３０ｎｍ、特に有利には＜１００ｎｍの
結像が可能な技術として議論されている。リソグラフィ
ックシステムの解像度は次の式によって表される：
λ＝１１ｎｍないしλ＝１３ｎｍのＥＵＶリソグラフィ
は、構造部＜１３０ｎｍ、特に有利には＜１００ｎｍの
結像が可能な技術として議論されている。リソグラフィ
ックシステムの解像度は次の式によって表される：
【数５】 このときｋ１はリソグラフィ工程固有のパラメータ、λ
は入射する光の波長、ＮＡはシステムにおける画像側の
開口数を表している。
は入射する光の波長、ＮＡはシステムにおける画像側の
開口数を表している。
【０００３】ＥＵＶ領域で結像するシステムには、光学
的コンポーネントとして主にマルチレイヤ層を備えた反
射システムを利用することができる。マルチレイヤ層シ
ステムとしては、λ＝１１ｎｍでは有利にはＭｏ／Ｂｅ
システムが用いられ、λ＝１３ｎｍではＭｏ／Ｓｉシス
テムが用いられている。
的コンポーネントとして主にマルチレイヤ層を備えた反
射システムを利用することができる。マルチレイヤ層シ
ステムとしては、λ＝１１ｎｍでは有利にはＭｏ／Ｂｅ
システムが用いられ、λ＝１３ｎｍではＭｏ／Ｓｉシス
テムが用いられている。
【０００４】０．１５の開口数を基礎に置いた場合、１
３ｎｍの放射で５０ｎｍ構造部を結像するにはｋ1＝
０．５７のプロセスが必要となる。ｋ1＝０．４７なら
ば、１１ｎｍの放射のとき３５ｎｍの構造部の結像が可
能である。
３ｎｍの放射で５０ｎｍ構造部を結像するにはｋ1＝
０．５７のプロセスが必要となる。ｋ1＝０．４７なら
ば、１１ｎｍの放射のとき３５ｎｍの構造部の結像が可
能である。
【０００５】使用するマルチレイヤ層の反射率は約７０
％の範囲内にしかないため、ＥＵＶミクロリソグラフィ
用の投影対物レンズでは充分な光度を得るために、でき
る限り少ないＥＵＶ投影対物レンズの光学的コンポーネ
ントですませることが決定的に重要である。
％の範囲内にしかないため、ＥＵＶミクロリソグラフィ
用の投影対物レンズでは充分な光度を得るために、でき
る限り少ないＥＵＶ投影対物レンズの光学的コンポーネ
ントですませることが決定的に重要である。
【０００６】光度が高く、ＮＡ＝０．２０で結像誤差を
修正する充分な可能性があるという観点から、６つのミ
ラーを備えたシステムが格別に有利であることが判明し
ている。
修正する充分な可能性があるという観点から、６つのミ
ラーを備えたシステムが格別に有利であることが判明し
ている。
【０００７】ミクロリソグラフィのための６ミラーシス
テムは、米国特許第５６８６７２８号明細書および欧州
特許文献ＥＰ０７７９５２８ならびに米国特許文献ＵＳ
５８１５３１０の各刊行物から公知となっている。
テムは、米国特許第５６８６７２８号明細書および欧州
特許文献ＥＰ０７７９５２８ならびに米国特許文献ＵＳ
５８１５３１０の各刊行物から公知となっている。
【０００８】米国特許第５６８６７２８号明細書に記載
されている投影リソグラフィシステムは６つのミラーを
備えた投影対物レンズを有しており、反射するミラー平
面のそれぞれが非球面に構成されている。これらのミラ
ーは、オブスキュレーションのない光路が得られるよう
に１つの共通の光学軸に沿って配置されている。
されている投影リソグラフィシステムは６つのミラーを
備えた投影対物レンズを有しており、反射するミラー平
面のそれぞれが非球面に構成されている。これらのミラ
ーは、オブスキュレーションのない光路が得られるよう
に１つの共通の光学軸に沿って配置されている。
【０００９】米国特許第５６８６７２８号明細書から公
知の投影対物レンズは波長が１００−３００ｎｍの紫外
光にしか使用されないので、この投影対物レンズのミラ
ーは約＋／−５０μｍという非常に高い非球面度と、約
３８°という非常に大きな入射角を有している。ＮＡ＝
０．２に絞った後でも、この場合にはピークピーク間で
２５μｍの非球面度が残り、入射角はほとんど減少しな
い。このような非球面性と入射角は、ＥＵＶ領域では表
面品質やミラーの反射性に対する要求が高いため、今日
の技術水準では実用的ではない。
知の投影対物レンズは波長が１００−３００ｎｍの紫外
光にしか使用されないので、この投影対物レンズのミラ
ーは約＋／−５０μｍという非常に高い非球面度と、約
３８°という非常に大きな入射角を有している。ＮＡ＝
０．２に絞った後でも、この場合にはピークピーク間で
２５μｍの非球面度が残り、入射角はほとんど減少しな
い。このような非球面性と入射角は、ＥＵＶ領域では表
面品質やミラーの反射性に対する要求が高いため、今日
の技術水準では実用的ではない。
【００１０】米国特許第５６８６７２８号明細書から公
知となっている対物レンズは、特に１１および１３ｎｍ
の波長のときにλ＜１００ｎｍの領域で利用することは
不可能であるが、この対物レンズのさらに別の欠点は、
ウェハと、ウェハのもっとも近くに位置するミラーとの
間の間隔が非常に狭いことである。ＵＳ−Ａ−５６８６
７２８から公知となっている、ウェハとウェハにもっと
も近いミラーとの間隔では、ミラーをきわめて薄く構成
するしかない。要求される１１および１３ｎｍの波長に
ついては多層膜システムにおける極端な層応力のため
に、このようなミラーは非常に不安定となる。
知となっている対物レンズは、特に１１および１３ｎｍ
の波長のときにλ＜１００ｎｍの領域で利用することは
不可能であるが、この対物レンズのさらに別の欠点は、
ウェハと、ウェハのもっとも近くに位置するミラーとの
間の間隔が非常に狭いことである。ＵＳ−Ａ−５６８６
７２８から公知となっている、ウェハとウェハにもっと
も近いミラーとの間隔では、ミラーをきわめて薄く構成
するしかない。要求される１１および１３ｎｍの波長に
ついては多層膜システムにおける極端な層応力のため
に、このようなミラーは非常に不安定となる。
【００１１】欧州特許第０７７９５２８号公開公報から
は、特に１３ｎｍと１１ｎｍの波長のときにＥＵＶリソ
グラフィで使用するための、６つのミラーを備えた投影
対物レンズが公知となっている。
は、特に１３ｎｍと１１ｎｍの波長のときにＥＵＶリソ
グラフィで使用するための、６つのミラーを備えた投影
対物レンズが公知となっている。
【００１２】この投影対物レンズにもやはり、全部で６
つのミラーのうち少なくとも２つが２６ないし１８，５
μｍという非常に高い非球面性を有しているという欠点
がある。また特にＥＰ−Ａ−０７７９５２８から公知の
構成では、ウェハにもっとも近いミラーとウェハとの間
の光学的な自由な作動距離が小さいために、不安定性
か、あるいは不利である機械的に自由な作動距離かのい
ずれかの結果につながる。
つのミラーのうち少なくとも２つが２６ないし１８，５
μｍという非常に高い非球面性を有しているという欠点
がある。また特にＥＰ−Ａ−０７７９５２８から公知の
構成では、ウェハにもっとも近いミラーとウェハとの間
の光学的な自由な作動距離が小さいために、不安定性
か、あるいは不利である機械的に自由な作動距離かのい
ずれかの結果につながる。
【００１３】下記の刊行物より、４ミラー投影対物レン
ズが公知となっている： ＊米国特許文献ＵＳ５３１５６２９ ＊欧州特許文献ＥＰ０４８０６１７ ＊米国特許文献５０６３５８６ ＊欧州特許文献ＥＰ０４２２８５３
ズが公知となっている： ＊米国特許文献ＵＳ５３１５６２９ ＊欧州特許文献ＥＰ０４８０６１７ ＊米国特許文献５０６３５８６ ＊欧州特許文献ＥＰ０４２２８５３
【００１４】米国特許文献ＵＳ５３１５６２９は、ＮＡ
＝０．１ならびに４倍で３１．２５ｘ０．５ｍｍ2を備
えた４ミラー投影対物レンズを記載している。
＝０．１ならびに４倍で３１．２５ｘ０．５ｍｍ2を備
えた４ミラー投影対物レンズを記載している。
【００１５】欧州特許第０４８０６１７号公報からは、
ＮＡ＝０．１で５倍の２５ｘ２ｍｍ 2システムが２種類
公知となっている。
ＮＡ＝０．１で５倍の２５ｘ２ｍｍ 2システムが２種類
公知となっている。
【００１６】米国特許文献ＵＳ５０６３５８６とＥＰ０
４２２８５３の記載の各システムは、矩形の画像フィー
ルド（少なくとも５ｘ５ｍｍ2）を有している。これら
の全般に分散的なシステムは、パーセント領域における
非常に高いディストーション値で取り扱われる。したが
ってこの対物レンズは、レチクル上にディストーション
留保分を備えたステッパでのみ使用できると思われる。
しかしながらディストーションのレベルが高いために、
波長＜１００ｎｍではこのような使用法は不可能であ
る。
４２２８５３の記載の各システムは、矩形の画像フィー
ルド（少なくとも５ｘ５ｍｍ2）を有している。これら
の全般に分散的なシステムは、パーセント領域における
非常に高いディストーション値で取り扱われる。したが
ってこの対物レンズは、レチクル上にディストーション
留保分を備えたステッパでのみ使用できると思われる。
しかしながらディストーションのレベルが高いために、
波長＜１００ｎｍではこのような使用法は不可能であ
る。
【００１７】米国特許文献ＵＳ５１５３８９８からは、
一括して任意の３多層膜ミラー系から５多層膜ミラー系
が公知となっている。しかしながら開示されている具体
化方法では、矩形フィールドと低い開口数ＮＡ（ＮＡ＜
０．０４）を備えた３ミラー系が一貫して記載されてい
る。したがってこれらのシステムは構造部＞＝０．２５
μｍの結像に限定される。多くの実施例のディストーシ
ョンはμｍ領域内にある。
一括して任意の３多層膜ミラー系から５多層膜ミラー系
が公知となっている。しかしながら開示されている具体
化方法では、矩形フィールドと低い開口数ＮＡ（ＮＡ＜
０．０４）を備えた３ミラー系が一貫して記載されてい
る。したがってこれらのシステムは構造部＞＝０．２５
μｍの結像に限定される。多くの実施例のディストーシ
ョンはμｍ領域内にある。
【００１８】さらに一般的な従来技術に関して、Ｔ．Ｊ
ｅｗｅｌｌ：”Ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓ
ｉｇｎ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｃａｍｅｒａ ｆｏｒ
ＥＵＶ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”、Ｐｒｏｃ ＳＰ
ＩＥ ２４３７（１９９５）、およびこの中に記載され
ている引用を指摘しておくとともに、その開示内容を全
面的に本出願に取り入れる。
ｅｗｅｌｌ：”Ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓ
ｉｇｎ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｃａｍｅｒａ ｆｏｒ
ＥＵＶ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”、Ｐｒｏｃ ＳＰ
ＩＥ ２４３７（１９９５）、およびこの中に記載され
ている引用を指摘しておくとともに、その開示内容を全
面的に本出願に取り入れる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、短い
波長、有利には１００ｎｍ以下の波長をもつリソグラフ
ィに適した投影対物レンズ装置であって、従来技術の上
述したような欠点がなく、できるだけ少ない光学的手段
ですますことができ、その一方で充分に大きな開口をそ
なえているものを提供することである。
波長、有利には１００ｎｍ以下の波長をもつリソグラフ
ィに適した投影対物レンズ装置であって、従来技術の上
述したような欠点がなく、できるだけ少ない光学的手段
ですますことができ、その一方で充分に大きな開口をそ
なえているものを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、５つのミラーを包含する投影対物レンズ装置によっ
て解決される。
は、５つのミラーを包含する投影対物レンズ装置によっ
て解決される。
【００２１】ミラーを１つ省略することで、本発明の５
ミラー系では６ミラーの場合にくらべて少なくとも３０
％だけ高い透過性がＥＵＶ領域の波長のときに達成可能
である。これは、この放射のための多層システムの反射
率を７０％と仮定した場合である。その一方では開口Ｎ
Ａ＞０．１０を実現することができる。したがって本発
明による５ミラー対物レンズは高い解像度と、低い製造
コストと、高い処理能力という特徴を備えている。
ミラー系では６ミラーの場合にくらべて少なくとも３０
％だけ高い透過性がＥＵＶ領域の波長のときに達成可能
である。これは、この放射のための多層システムの反射
率を７０％と仮定した場合である。その一方では開口Ｎ
Ａ＞０．１０を実現することができる。したがって本発
明による５ミラー対物レンズは高い解像度と、低い製造
コストと、高い処理能力という特徴を備えている。
【００２２】本発明の第1実施例ではウェハにもっとも
近いミラーは、画像側の開口数が０．１０と等しいかそ
れ以上であり、画像側の光学的な自由な作動距離が少な
くともウェハにもっとも近いミラーの使用される直径に
一致し、および／またはウェハ側の光学的な自由な作動
距離が少なくとも、このミラーの使用される直径の３分
の１と、２０から３０ｍｍの長さとの和であり、および
／またはウェハ側の光学的な自由な作動距離が少なくと
も５０ｍｍ、有利には６０ｍｍであるように配置され
る。
近いミラーは、画像側の開口数が０．１０と等しいかそ
れ以上であり、画像側の光学的な自由な作動距離が少な
くともウェハにもっとも近いミラーの使用される直径に
一致し、および／またはウェハ側の光学的な自由な作動
距離が少なくとも、このミラーの使用される直径の３分
の１と、２０から３０ｍｍの長さとの和であり、および
／またはウェハ側の光学的な自由な作動距離が少なくと
も５０ｍｍ、有利には６０ｍｍであるように配置され
る。
【００２３】本発明の第２実施例では、物体側の開口数
ＮＡが０．１０に等しいかそれ以上であり、ウェハでの
円環フィールド幅Ｗは
ＮＡが０．１０に等しいかそれ以上であり、ウェハでの
円環フィールド幅Ｗは
【数６】 の範囲内にあり、非球面のピークピーク差Ａは、有効領
域で最適な球面とくらべてすべてのミラー上で
域で最適な球面とくらべてすべてのミラー上で
【数７】 によって制限される。
【００２４】格別に有利には、非球面のピークピーク差
Ａはすべてのミラー上で
Ａはすべてのミラー上で
【数８】 に制限される。
【００２５】本発明の第３実施例では、開口数ＮＡ≧
０．１０かつ円環フィールドのウェハ側の幅Ｗ≧１ｍｍ
のとき、入射角ＡＯＩはすべての光線の面法線に対して
相対的にすべてのミラー上で
０．１０かつ円環フィールドのウェハ側の幅Ｗ≧１ｍｍ
のとき、入射角ＡＯＩはすべての光線の面法線に対して
相対的にすべてのミラー上で
【数９】 によって制限される。
【００２６】本発明の課題を解決するための上述した個
々の方策を組み合わせることも可能である。たとえば格
別に有利な実施形態では３つの条件がすべて充足されて
おり、すなわちＮＡ＞０．１０で自由な光学的な作動距
離が５０ｍｍ以上であり、非球面のピークピーク差なら
びに入射角が上に定義した範囲内にある。
々の方策を組み合わせることも可能である。たとえば格
別に有利な実施形態では３つの条件がすべて充足されて
おり、すなわちＮＡ＞０．１０で自由な光学的な作動距
離が５０ｍｍ以上であり、非球面のピークピーク差なら
びに入射角が上に定義した範囲内にある。
【００２７】本明細書で議論する非球面性とは、有効領
域で最適な球面に対する非球面のピークピーク差ないし
はピークバレー（ＰＶ）差Ａを指している。
域で最適な球面に対する非球面のピークピーク差ないし
はピークバレー（ＰＶ）差Ａを指している。
【００２８】これらは実施例では、中心点がミラーのフ
ィギュア軸上に位置していて、かつ子午線断面におい
て、有効領域の上と下の最終点で非球面と交わるような
球面によって近似される。
ィギュア軸上に位置していて、かつ子午線断面におい
て、有効領域の上と下の最終点で非球面と交わるような
球面によって近似される。
【００２９】入射角についての記述は、その都度入射す
る光線と入射地点での面法線とがなすその都度の角度を
指している。記述されるのはその都度何らかの光線の最
大の角度であり、一般にはミラーのいずれかに生じる集
束制限的な光線の最大の角度である。
る光線と入射地点での面法線とがなすその都度の角度を
指している。記述されるのはその都度何らかの光線の最
大の角度であり、一般にはミラーのいずれかに生じる集
束制限的な光線の最大の角度である。
【００３０】使用される直径とは、ここおよびこれ以後
において、一般には円形でない有効領域のエンベロープ
円直径のことであると解される。
において、一般には円形でない有効領域のエンベロープ
円直径のことであると解される。
【００３１】特に有利には、ウェハ側の光学的な自由な
作動距離が６０ｍｍである。
作動距離が６０ｍｍである。
【００３２】上述した対物レンズはＥＵＶで利用できる
だけでなく、当然ながら、本発明の範囲から逸脱するこ
となくそれ以外の波長でも利用できる。
だけでなく、当然ながら、本発明の範囲から逸脱するこ
となくそれ以外の波長でも利用できる。
【００３３】たとえば中央シェーディング等による結像
品質の低下を防ぐため、投影対物レンズのミラーは有利
なことに、光の案内にオブスキュレーションがなくなる
ように配置されている。
品質の低下を防ぐため、投影対物レンズのミラーは有利
なことに、光の案内にオブスキュレーションがなくなる
ように配置されている。
【００３４】システムの簡単な組立と調整を保証するた
めに、本発明のさらに発展した実施形態では有利なこと
に、主軸（ＨＡ）に対して回転対称な面にミラー平面が
方向づけられている。
めに、本発明のさらに発展した実施形態では有利なこと
に、主軸（ＨＡ）に対して回転対称な面にミラー平面が
方向づけられている。
【００３５】アクセス可能な絞りで対物レンズのコンパ
クトなデザインを得るために、そしてオブスキュレーシ
ョンのない光路を実現するために、有利なことに、この
投影対物レンズ装置は中間像を備えた系として設計され
ている。第１および第２のサブシステムからなるシステ
ムにおいて、β＜０である第１のサブシステムによって
実像で中間像に結像を行い、第２のサブシステムがこの
中間像をウェハ平面で実像のシステム画像に結像させる
と特に有利である。このような種類の構造では、結像さ
れるべき物体についての平面が、第１、第２、第３、第
４、および第５のミラーを包含するミラー系全体の取付
スペースの範囲内に存在することが可能である。
クトなデザインを得るために、そしてオブスキュレーシ
ョンのない光路を実現するために、有利なことに、この
投影対物レンズ装置は中間像を備えた系として設計され
ている。第１および第２のサブシステムからなるシステ
ムにおいて、β＜０である第１のサブシステムによって
実像で中間像に結像を行い、第２のサブシステムがこの
中間像をウェハ平面で実像のシステム画像に結像させる
と特に有利である。このような種類の構造では、結像さ
れるべき物体についての平面が、第１、第２、第３、第
４、および第５のミラーを包含するミラー系全体の取付
スペースの範囲内に存在することが可能である。
【００３６】本発明の一つの実施形態では、絞りＢが第
１のミラー上にある。本発明の代替的な実施形態では、
自由にアクセス可能な絞りが光学的かつ物理的に第２と
第３のミラーの間に位置することが意図されている。
１のミラー上にある。本発明の代替的な実施形態では、
自由にアクセス可能な絞りが光学的かつ物理的に第２と
第３のミラーの間に位置することが意図されている。
【００３７】必要となる結像誤差の修正を５ミラー系で
行うことを可能にするため、有利な実施形態では５つの
ミラーすべてが非球面に構成されている。
行うことを可能にするため、有利な実施形態では５つの
ミラーすべてが非球面に構成されている。
【００３８】発展形の実施形態において多くとも４つの
ミラーを非球面に構成することが意図されていると、製
造技術的な簡易化が得られる。この場合には１つのミラ
ー、有利には最大のミラーを球面に構成することが可能
である。
ミラーを非球面に構成することが意図されていると、製
造技術的な簡易化が得られる。この場合には１つのミラ
ー、有利には最大のミラーを球面に構成することが可能
である。
【００３９】少なくとも５０ｎｍの解像度を達成するた
め、有利なことに、系のｒｍｓ波面割合のデザイン割合
は多くとも０．０７λ、有利には０．０３λであること
が意図されている。
め、有利なことに、系のｒｍｓ波面割合のデザイン割合
は多くとも０．０７λ、有利には０．０３λであること
が意図されている。
【００４０】有利には、本発明の実施例において対物レ
ンズは常に画像側でテレセントリックに構成されてい
る。
ンズは常に画像側でテレセントリックに構成されてい
る。
【００４１】反射式マスクを使って作業を行う投影シス
テムでは、強力な透過減衰を行うビームスプリッタを介
した照明のないテレセントリックな光路は、たとえば日
本国特許第９５２８３１１６号公開公報から公知である
ように物体側では不可能である。そこでレチクルでの主
光線角は、シェーディングのない照明が保証されるよう
に選択する。
テムでは、強力な透過減衰を行うビームスプリッタを介
した照明のないテレセントリックな光路は、たとえば日
本国特許第９５２８３１１６号公開公報から公知である
ように物体側では不可能である。そこでレチクルでの主
光線角は、シェーディングのない照明が保証されるよう
に選択する。
【００４２】透過式マスクを用いるシステムでは、投影
対物レンズが物体側でテレセントリックに設計されるこ
とを意図してもよい。
対物レンズが物体側でテレセントリックに設計されるこ
とを意図してもよい。
【００４３】全体として、ウェハでのテレセントリー誤
差は１０ｍｒａｄを越えるべきでなく、有利には５ｍｒ
ａｄ程度であり、特に有利には２ｍｒａｄ程度である。
このことは、結像縮尺の変化が被写界深度の全体にわた
って許容可能な範囲内に保たれることを保証する。
差は１０ｍｒａｄを越えるべきでなく、有利には５ｍｒ
ａｄ程度であり、特に有利には２ｍｒａｄ程度である。
このことは、結像縮尺の変化が被写界深度の全体にわた
って許容可能な範囲内に保たれることを保証する。
【００４４】本発明の各実施形態では２つのサブシステ
ムに分割することが意図されている。特に有利には、第
１のサブシステムが縮小する３ミラー系であって有利に
は−０．５＞β＞−１．０であり、第２のサブシステム
が２ミラー系である。
ムに分割することが意図されている。特に有利には、第
１のサブシステムが縮小する３ミラー系であって有利に
は−０．５＞β＞−１．０であり、第２のサブシステム
が２ミラー系である。
【００４５】本発明による投影対物レンズ装置のほか、
本発明は、少なくとも１つの同種の装置を包含する投影
露光装置も提供するものである。第１の実施形態では、
この投影露光装置は反射式マスクを有しており、代替的
な実施形態では透過式マスクを有している。
本発明は、少なくとも１つの同種の装置を包含する投影
露光装置も提供するものである。第１の実施形態では、
この投影露光装置は反射式マスクを有しており、代替的
な実施形態では透過式マスクを有している。
【００４６】投影露光装置が、軸からはずれた円環フィ
ールドを照明する照明装置を包含しており、システムが
円環フィールドスキャナとして構成されていると特に有
利である。有利なことに、スキャンスリットの割線の長
さが少なくとも２６ｍｍであり、円環幅が０．５ｍｍよ
りも大きく、それによって均等な照明を可能にすること
が意図されている。
ールドを照明する照明装置を包含しており、システムが
円環フィールドスキャナとして構成されていると特に有
利である。有利なことに、スキャンスリットの割線の長
さが少なくとも２６ｍｍであり、円環幅が０．５ｍｍよ
りも大きく、それによって均等な照明を可能にすること
が意図されている。
【００４７】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら本発明
の例を説明する。
の例を説明する。
【００４８】以下に説明する図１と図２は、ウェハ側の
ミラーの使用される直径に少なくとも一致する自由な光
学的な作動距離を有している、本発明による５ミラー投
影対物レンズの一例としての構成を示すものである。
ミラーの使用される直径に少なくとも一致する自由な光
学的な作動距離を有している、本発明による５ミラー投
影対物レンズの一例としての構成を示すものである。
【００４９】以下、すべての実施形態で同一の構成部材
については同一の符号を使用するとともに、次の命名法
を用いることにする： − 第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー（Ｓ２） − 第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ４） − 第５のミラー（Ｓ５）
については同一の符号を使用するとともに、次の命名法
を用いることにする： − 第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー（Ｓ２） − 第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ４） − 第５のミラー（Ｓ５）
【００５０】図１には、レチクル平面２からウェハ平面
４までの光路を備えた本発明による５ミラー投影対物レ
ンズが描かれている。本発明のシステムの図示した特殊
な実施形態は、次の各要素が相前後して配列されたもの
と解することができる： − Ｓ１，Ｓ２およびＳ３で形成された３ミラー系。こ
れはＳ１によって生成された物体の虚像の画像の縮小さ
れた実像の結像を、システム中間像Ｚに生じさせる。 − ２ミラー系Ｓ４，Ｓ５。これはテレセントリーの要
求を守りながら中間像Ｚをウェハ平面４に結像する。
４までの光路を備えた本発明による５ミラー投影対物レ
ンズが描かれている。本発明のシステムの図示した特殊
な実施形態は、次の各要素が相前後して配列されたもの
と解することができる： − Ｓ１，Ｓ２およびＳ３で形成された３ミラー系。こ
れはＳ１によって生成された物体の虚像の画像の縮小さ
れた実像の結像を、システム中間像Ｚに生じさせる。 − ２ミラー系Ｓ４，Ｓ５。これはテレセントリーの要
求を守りながら中間像Ｚをウェハ平面４に結像する。
【００５１】このとき各サブシステムの収差は、システ
ム全体が使用に充分な品質をもつように相互にバランス
調整されている。
ム全体が使用に充分な品質をもつように相互にバランス
調整されている。
【００５２】物理的な絞りＢは第１の鏡Ｓ１に配置され
ている。この位置どりによって、Ｓ２に反射される光の
非常に効率的な遮断が可能である。物理的な絞りの位置
がＳ１とＳ２の間であれば、この光は細い円環として構
成されるべき絞りのやや上側を通過することができるこ
とになる。図１に示す実施例では、絞りはＳ１母ミラー
にある開口部か、Ｓ１の背後かのいずれかに位置するよ
うに具体化することができる。
ている。この位置どりによって、Ｓ２に反射される光の
非常に効率的な遮断が可能である。物理的な絞りの位置
がＳ１とＳ２の間であれば、この光は細い円環として構
成されるべき絞りのやや上側を通過することができるこ
とになる。図１に示す実施例では、絞りはＳ１母ミラー
にある開口部か、Ｓ１の背後かのいずれかに位置するよ
うに具体化することができる。
【００５３】図１のシステムでは、ウェハにもっとも近
いミラー（この実施例では第４のミラーＳ４）とウェハ
平面４との間の光学的な作動距離ＤはミラーＳ４の使用
される直径よりも大きく、すなわち次の条件を満たして
いる：Ｓ４からウェハ平面への光学的な距離＞Ｓ４の使
用される直径
いミラー（この実施例では第４のミラーＳ４）とウェハ
平面４との間の光学的な作動距離ＤはミラーＳ４の使用
される直径よりも大きく、すなわち次の条件を満たして
いる：Ｓ４からウェハ平面への光学的な距離＞Ｓ４の使
用される直径
【００５４】これ以外の距離条件も代替的に可能であ
り、たとえば光学的な作動間隔が、ウェハにもっとも近
いミラーＳ４の使用される直径の３分の１と２０ｍｍと
の和よりも大きい、あるいは５０ｍｍよりも大きいこと
が可能である。
り、たとえば光学的な作動間隔が、ウェハにもっとも近
いミラーＳ４の使用される直径の３分の１と２０ｍｍと
の和よりも大きい、あるいは５０ｍｍよりも大きいこと
が可能である。
【００５５】図示した実施形態では自由な光学的な作動
距離は６０ｍｍであるが、これに限定されるものではな
い。
距離は６０ｍｍであるが、これに限定されるものではな
い。
【００５６】このような光学的な作動距離は、０よりも
大きい充分に自由な機械的な作動距離を保証するととも
に、波長＜１００ｎｍ、有利には１１ないし１３ｎｍの
ための充分な強度特性を備えた光学的コンポーネントの
使用を保証する。
大きい充分に自由な機械的な作動距離を保証するととも
に、波長＜１００ｎｍ、有利には１１ないし１３ｎｍの
ための充分な強度特性を備えた光学的コンポーネントの
使用を保証する。
【００５７】光学的コンポーネントは、波長λ＝１３ｎ
ｍおよびλ＝１１ｎｍのためにたとえばＭｏ／Ｓｉマル
チレイヤ層システムないしＭｏ／Ｂｅマルチレイヤ層シ
ステムを包含しており、このとき典型的なマルチレイヤ
層システムはλ＝１３ｎｍについて４０のＭｏ／Ｓｉ層
ペアであり、λ＝１１ｎｍに有用なＭｏ／Ｂｅシステム
は約７０の層ペアを有している。各システムの達成可能
な反射率は約７０％前後である。マルチレイヤ層システ
ムでは３５０ＭＰａ以上の層応力が生じる可能性があ
り、これが特にミラーの縁領域で表面変形を起す。
ｍおよびλ＝１１ｎｍのためにたとえばＭｏ／Ｓｉマル
チレイヤ層システムないしＭｏ／Ｂｅマルチレイヤ層シ
ステムを包含しており、このとき典型的なマルチレイヤ
層システムはλ＝１３ｎｍについて４０のＭｏ／Ｓｉ層
ペアであり、λ＝１１ｎｍに有用なＭｏ／Ｂｅシステム
は約７０の層ペアを有している。各システムの達成可能
な反射率は約７０％前後である。マルチレイヤ層システ
ムでは３５０ＭＰａ以上の層応力が生じる可能性があ
り、これが特にミラーの縁領域で表面変形を起す。
【００５８】たとえば図１に描かれているような本発明
のシステムは、
のシステムは、
【数１０】 に基づいて少なくとも５０ｎｍないし３５ｎｍの公称解
像度を、ｋ1＝０．５７かつλ＝１３ｎｍで最小の開口
数ＮＡ＝０．１５のときに有しており、このときｋ1は
リソグラフィ工程に固有のパラメータである。
像度を、ｋ1＝０．５７かつλ＝１３ｎｍで最小の開口
数ＮＡ＝０．１５のときに有しており、このときｋ1は
リソグラフィ工程に固有のパラメータである。
【００５９】しかも、図１に示す対物レンズの光路には
オブスキュレーションがない。たとえば一例として２６
ｘ３４ｍｍ2ないし２６ｘ５２ｍｍ2の画像フォーマット
を準備するには、本発明の投影対物レンズは有利には円
環フィールドスキャン投影露光装置で使用され、このと
きスキャンスリットの割線の長さは少なくとも２６ｍｍ
である。
オブスキュレーションがない。たとえば一例として２６
ｘ３４ｍｍ2ないし２６ｘ５２ｍｍ2の画像フォーマット
を準備するには、本発明の投影対物レンズは有利には円
環フィールドスキャン投影露光装置で使用され、このと
きスキャンスリットの割線の長さは少なくとも２６ｍｍ
である。
【００６０】投影露光装置で利用するマスクに応じて
（ここではたとえばステンシルマスクなどの透過式マス
クや反射式マスクが考えられる）、画像側でテレセント
リックなシステムを物体側でテレセントリックに、また
は非テレセントリックに構成することができ、このとき
物体側で反射式マスクを利用している場合には、透過減
衰を行うビームスプリッタを用いなくてはテレセントリ
ックな光路は不可能である。マスクに凹凸があると、物
体空間でテレセントリックでない光路を用いる場合には
結像の縮尺誤差につながる。したがってレチクル平面に
対する要求がテクノロジー的に実現可能な範囲内にある
ためには、レチクルでの主光線角が有利には１０°以下
である。
（ここではたとえばステンシルマスクなどの透過式マス
クや反射式マスクが考えられる）、画像側でテレセント
リックなシステムを物体側でテレセントリックに、また
は非テレセントリックに構成することができ、このとき
物体側で反射式マスクを利用している場合には、透過減
衰を行うビームスプリッタを用いなくてはテレセントリ
ックな光路は不可能である。マスクに凹凸があると、物
体空間でテレセントリックでない光路を用いる場合には
結像の縮尺誤差につながる。したがってレチクル平面に
対する要求がテクノロジー的に実現可能な範囲内にある
ためには、レチクルでの主光線角が有利には１０°以下
である。
【００６１】図１に示す本発明のシステムは、開口数が
０．１５のとき、ウェハでの画像側テレセントリー誤差
３±０．１ｍｒａｄを有している。
０．１５のとき、ウェハでの画像側テレセントリー誤差
３±０．１ｍｒａｄを有している。
【００６２】図示した実施形態ではすべてのミラーＳ１
−Ｓ５が非球面に施工されており、最大の非球面性は有
効領域で１４μｍである。最大の非球面性を備えている
のはミラーＳ３である。本発明による構成の全体的に低
い非球面性は特に製造技術的な観点から有利である。な
ぜなら非球面の差異とともに、かつ非球面の勾配が増す
につれて、多層膜ミラーの表面を加工するときのテクノ
ロジー的な難度が飛躍的に高くなるからである。
−Ｓ５が非球面に施工されており、最大の非球面性は有
効領域で１４μｍである。最大の非球面性を備えている
のはミラーＳ３である。本発明による構成の全体的に低
い非球面性は特に製造技術的な観点から有利である。な
ぜなら非球面の差異とともに、かつ非球面の勾配が増す
につれて、多層膜ミラーの表面を加工するときのテクノ
ロジー的な難度が飛躍的に高くなるからである。
【００６３】図１の構成における大きな入射角はＳ２で
生じ、その値は１８．９°である。λ＝１３のときの図
１の構成の波面誤差は、幅２ｍｍの円環フィールドで
０．０２３λより優れている。
生じ、その値は１８．９°である。λ＝１３のときの図
１の構成の波面誤差は、幅２ｍｍの円環フィールドで
０．０２３λより優れている。
【００６４】図１と図２に示す実施形態の一つの利点
は、奇数のミラー数を備えたミラー系の欠点、すなわち
レチクル−投影光学系−ウェハという伸展した構造が実
現できなくなるという欠点が克服されることである。こ
の欠点の原因となっている事実は、直入射システムでは
レチクル平面とウェハ表面が同一の優先方向から照明さ
れ、そのために両方の平面が対物レンズの同一側に位置
するか、または少なくとも両方の平面のうちの一方が対
物レンズ内に位置することになるという事実である。
は、奇数のミラー数を備えたミラー系の欠点、すなわち
レチクル−投影光学系−ウェハという伸展した構造が実
現できなくなるという欠点が克服されることである。こ
の欠点の原因となっている事実は、直入射システムでは
レチクル平面とウェハ表面が同一の優先方向から照明さ
れ、そのために両方の平面が対物レンズの同一側に位置
するか、または少なくとも両方の平面のうちの一方が対
物レンズ内に位置することになるという事実である。
【００６５】図１または図２の実施形態によれば、レチ
クル平面２は投影システム内に位置している。ミラーの
配置は、光学軸の方向でできるだけ大きな取付スペース
（有利な実施例では４００ｍｍ）がレチクルステージの
ために設けられるように選択される。さらに子午線平面
における物体空間には、物体フィールドとその横を通り
すぎるビームとの間に充分に大きな間隔が確保されてい
るので、円環フィールドスキャニング動作で充分に大き
な画像フィールドを走査することができる。一つの有利
な実施例ではレチクル上で約２００ｍｍ、それに応じて
ウェハ上で５０ｍｍをスキャンすることができる。
クル平面２は投影システム内に位置している。ミラーの
配置は、光学軸の方向でできるだけ大きな取付スペース
（有利な実施例では４００ｍｍ）がレチクルステージの
ために設けられるように選択される。さらに子午線平面
における物体空間には、物体フィールドとその横を通り
すぎるビームとの間に充分に大きな間隔が確保されてい
るので、円環フィールドスキャニング動作で充分に大き
な画像フィールドを走査することができる。一つの有利
な実施例ではレチクル上で約２００ｍｍ、それに応じて
ウェハ上で５０ｍｍをスキャンすることができる。
【００６６】図１に示す実施形態では２ミラーサブシス
テム（Ｓ４，Ｓ５）はウェハの手前で、数パーセントの
範囲内で等しい半径Ｒを有しており、両方の扁平な楕円
体ミラーの間隔はほぼＲ／√２に相当している。レチク
ルに近い３ミラーサブシステムは、ほぼ同心的な３つの
ミラー（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で構成されており、そのう
ち一次ミラー（Ｓ１）と三次ミラー（Ｓ３）は近似した
半径を有している。擾乱のある常閉システムと、このレ
チクルに近いサブシステムが本質的に違っている点は、
１次ミラー上に絞り位置があることと、レチクルにおけ
る非テレセントリックな光路である。
テム（Ｓ４，Ｓ５）はウェハの手前で、数パーセントの
範囲内で等しい半径Ｒを有しており、両方の扁平な楕円
体ミラーの間隔はほぼＲ／√２に相当している。レチク
ルに近い３ミラーサブシステムは、ほぼ同心的な３つの
ミラー（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で構成されており、そのう
ち一次ミラー（Ｓ１）と三次ミラー（Ｓ３）は近似した
半径を有している。擾乱のある常閉システムと、このレ
チクルに近いサブシステムが本質的に違っている点は、
１次ミラー上に絞り位置があることと、レチクルにおけ
る非テレセントリックな光路である。
【００６７】両方のサブシステムの間では実像の中間像
Ｚが生じる。レチクル上での主光線角の傾斜が、シェー
ディングのない反射式マスクの照明を可能にしている。
Ｚが生じる。レチクル上での主光線角の傾斜が、シェー
ディングのない反射式マスクの照明を可能にしている。
【００６８】さらに図１および図２に示す本発明の実施
形態では、各ミラー間の間隔は、高い層応力が生じたと
きに求められる強度特性を備えることができるように、
各ミラーを充分に厚く構成できる程度に大きく選択され
ている。
形態では、各ミラー間の間隔は、高い層応力が生じたと
きに求められる強度特性を備えることができるように、
各ミラーを充分に厚く構成できる程度に大きく選択され
ている。
【００６９】次の表にはＶ命名法のコードで、一例とし
て図１に図示したシステムのパラメータが記載されてい
る。対物レンズは、２６ｘ２ｍｍ2の円環フィールドと
０．１５の開口数ＮＡを備えた４倍システムである。こ
のときシステムの中央両側の半径はほぼ２６ｍｍであ
る。
て図１に図示したシステムのパラメータが記載されてい
る。対物レンズは、２６ｘ２ｍｍ2の円環フィールドと
０．１５の開口数ＮＡを備えた４倍システムである。こ
のときシステムの中央両側の半径はほぼ２６ｍｍであ
る。
【表１】
【００７０】図２には、本発明による５ミラー系の代替
的な実施形態が描かれており、ここでは絞りＢが第１の
ミラーと第３のミラーの間に位置している。図１と同一
の構成部材には同一の符号が付してある。
的な実施形態が描かれており、ここでは絞りＢが第１の
ミラーと第３のミラーの間に位置している。図１と同一
の構成部材には同一の符号が付してある。
【００７１】ウェハでの光学的に自由な作動距離は、こ
の実施形態でも、図１の実施形態の場合と同じくほぼ６
０ｍｍであり、したがってウェハにもっとも近いミラー
Ｓ４の直径よりも大きい。
の実施形態でも、図１の実施形態の場合と同じくほぼ６
０ｍｍであり、したがってウェハにもっとも近いミラー
Ｓ４の直径よりも大きい。
【００７２】図１の構成とは異なり、図２では絞りＢが
物理的に第１と第２のミラーの間で自由にアクセス可能
に位置している。
物理的に第１と第２のミラーの間で自由にアクセス可能
に位置している。
【００７３】図２の構成の波面誤差は、λ＝１３ｎｍの
とき幅１．７ｍｍの円環フィールド内部で０．０２４λ
である。
とき幅１．７ｍｍの円環フィールド内部で０．０２４λ
である。
【００７４】表２には、図２に示す４倍対物レンズの設
計データがＶ命名法のコードで掲げられている。２６ｘ
１．７ｍｍ2の画像フィールドの中央の半径はここでも
２６ｍｍであり、開口ＮＡ＝０．１５である。
計データがＶ命名法のコードで掲げられている。２６ｘ
１．７ｍｍ2の画像フィールドの中央の半径はここでも
２６ｍｍであり、開口ＮＡ＝０．１５である。
【表２】
【００７５】図３Ａと３Ｂには、本出願において、使用
される直径Ｄという表現をどう理解すべきかがあらため
て示されている。
される直径Ｄという表現をどう理解すべきかがあらため
て示されている。
【００７６】たとえば図３Ａにおけるミラー上の照明さ
れるフィールド１００は矩形フィールドである。このと
き、使用される直径Ｄは矩形１００を包囲するエンベロ
ープ円１０２の直径となり、矩形１００の角１０４はエ
ンベロープ円１０２の上に位置することになる。
れるフィールド１００は矩形フィールドである。このと
き、使用される直径Ｄは矩形１００を包囲するエンベロ
ープ円１０２の直径となり、矩形１００の角１０４はエ
ンベロープ円１０２の上に位置することになる。
【００７７】図３Ｂには第２の例が描かれている。照明
されるフィールド１００は腎臓形を有しており、これは
本発明の対物レンズをミクロリソグラフィ投影露光装置
で利用したときの有効範囲について予想される形であ
る。エンベロープ円１０２はこの腎臓形を完全に包囲
し、２つの点１０６，１０８で腎臓形の縁１１０と重な
る。このとき、使用される直径Ｄはエンベロープ円１０
２の直径として得られる。
されるフィールド１００は腎臓形を有しており、これは
本発明の対物レンズをミクロリソグラフィ投影露光装置
で利用したときの有効範囲について予想される形であ
る。エンベロープ円１０２はこの腎臓形を完全に包囲
し、２つの点１０６，１０８で腎臓形の縁１１０と重な
る。このとき、使用される直径Ｄはエンベロープ円１０
２の直径として得られる。
【００７８】
【発明の効果】したがって本発明により、有利には４
倍、５倍ならびに６倍の結像縮尺をもつ５ミラー投影対
物レンズが初めてＥＵＶ円環フィールド投影システムで
の有利な利用のために提案され、このシステムは求めら
れる画像フィールドでの必要な解像度も、機能適合的な
構造形態を可能にする設計条件もともに備えている。な
ぜなら非球面性が充分に緩やかであり、角度が層にとっ
て充分に小さく、またミラー支持体の取付スペースが充
分に大きいからである。
倍、５倍ならびに６倍の結像縮尺をもつ５ミラー投影対
物レンズが初めてＥＵＶ円環フィールド投影システムで
の有利な利用のために提案され、このシステムは求めら
れる画像フィールドでの必要な解像度も、機能適合的な
構造形態を可能にする設計条件もともに備えている。な
ぜなら非球面性が充分に緩やかであり、角度が層にとっ
て充分に小さく、またミラー支持体の取付スペースが充
分に大きいからである。
【図１】 第１と第２のサブシステムの間に実像の中間
像を備えた、本発明による第１のシステムである。
像を備えた、本発明による第１のシステムである。
【図２】 絞りが第２と第３のミラーの間に位置してい
る、本発明による第２の実施形態である。
る、本発明による第２の実施形態である。
【図３】 異なった照明がなされている光フィールドに
おける、使用される直径の定義を説明するための図であ
り、（ａ）第１の例であり、（ｂ）第２の例である。
おける、使用される直径の定義を説明するための図であ
り、（ａ）第１の例であり、（ｂ）第２の例である。
２ レチクル平面 ４ ウェハ平面 １００ 照明されるフィールド １０２ エンベロープ円 １０４ 角 １０６ 点 １０８ 点 １１０ 縁
Claims (37)
- 【請求項１】 好ましくは１００ｎｍより短い波長の
ためのミクロリソグラフィ投影対物レンズであって、第
１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー（Ｓ２）、第３のミ
ラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ４）および第５のミラ
ー（Ｓ５）を備えているものにおいて、画像側の開口数
ＮＡが０．１０より大きく、露光されるべき物体、好ま
しくはウェハにもっとも近いミラーは、 − 画像側の光学的な自由な作動距離が、ウェハにもっ
とも近い前記ミラーの使用される直径Ｄに少なくとも一
致しており、および／または − 画像側の光学的に自由な作動距離が少なくとも前記
ミラーの使用される直径Ｄの３分の１と、２０ｍｍから
３０ｍｍの間の長さとの和であり、および／または − 画像側の光学的に自由な作動間隔が少なくとも５０
ｍｍ、好ましくは６０ｍｍである、ように配置されてい
ることを特徴とするミクロリソグラフィ投影対物レン
ズ。 - 【請求項２】 好ましくは１００ｎｍより短い波長の
ためのミクロリソグラフィ投影対物レンズであって、第
１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー（Ｓ２）、第３のミ
ラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ４）および第５のミラ
ー（Ｓ５）を備えているものにおいて、画像側の開口数
ＮＡが０．１０より大きく、５つのミラーのうち少なく
とも４つが非球面であることを特徴とするミクロリソグ
ラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項３】 好ましくは１００ｎｍより短い波長の
ためのミクロリソグラフィ投影対物レンズであって、円
環フィールドをもつ第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラ
ー（Ｓ２）、第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ
４）および第５のミラー（Ｓ５）を備えているものにお
いて、ミクロリソグラフィ投影対物レンズが第１および
第２のサブシステムを包含していることを特徴とするミ
クロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項４】 第１のサブシステムが物体に近い、な
いしレチクルに近い３ミラー系であり、第２のサブシス
テムがウェハに近い２ミラー系である、請求項３に記載
のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項５】 好ましくは１００ｎｍより短い波長のた
めのミクロリソグラフィ投影対物レンズであって、円環
フィールドをもつ第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー
（Ｓ２）、第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ
４）および第５のミラー（Ｓ５）を備えているものにお
いて、画像側の開口数（ＮＡ）が ＮＡ≧０．１０ の範囲内にあり、ウェハでの円環フィールド幅が Ｗ≧１．０ｍｍ の範囲内にあり、有効領域内で最適な球面に対する非球
面のピークピーク差（Ａ）がすべてのミラー上で 【数１】 によって制限されていることを特徴とするミクロリソグ
ラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項６】 好ましくは１００ｎｍより短い波長のた
めのミクロリソグラフィ投影対物レンズであって、円環
フィールドをもつ第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー
（Ｓ２）、第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ
４）および第５のミラー（Ｓ５）を備えているものにお
いて、画像側の開口数（ＮＡ）がＮＡ≧０．１０であ
り、円環フィールドの画像側の幅ＷがＷ≧１．０ｍｍで
あり、入射角（ＡＯＩ）がすべての光線の面法線に対し
て相対的にすべてのミラー上で 【数２】 によって制限されていることを特徴とするミクロリソグ
ラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項７】 ミクロリソグラフィ投影対物レンズであ
って、第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー（Ｓ２）、
第３のミラー（Ｓ３）、第４のミラー（Ｓ４）および第
５のミラー（Ｓ５）を備えているものにおいて、画像側
の開口数（ＮＡ）ＮＡ≧０．１０であり、結像されるべ
き物体についての平面が第１、第２、第３、第４、およ
び第５の各ミラーからなるミラー系の取付スペース内部
に存在するようにそれぞれのミラーが配置されているこ
とを特徴とするミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項８】 結像されるべき物体の平面がレチクル平
面である、請求項７に記載のミクロリソグラフィ投影対
物レンズ。 - 【請求項９】 レチクル平面の領域に充分な側方の取付
スペースがレチクルのスキャンのために設けられている
ことによってオブスキュレーションのない光路が得られ
るようにそれぞれのミラーが配置されている、請求項８
に記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項１０】 レチクル平面の領域に充分な軸方向の
取付スペースがレチクルステージのために設けられてい
ることによってオブスキュレーションのない光路が得ら
れるようにそれぞれのミラーが配置されている、請求項
８または９に記載のミクロリソグラフィ投影対物レン
ズ。 - 【請求項１１】 物体が、第１、第２および第３のミラ
ー（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で構成された第１のサブシステ
ムによってβ＜０で実像で中間像（Ｚ）に結像され、こ
のとき第４および第５のミラー（Ｓ４，Ｓ５）で構成さ
れた第２のサブシステムが前記中間像をウェハ平面で実
像のシステム画像に結像する、請求項３ないし１０のい
ずれか１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物レン
ズ。 - 【請求項１２】 画像側の開口数ＮＡ≧０．１０であ
り、結像されるべき物体についての平面が第１、第２、
第３、第４、および第５の各ミラーからなるミラー系の
取付スペースの内部に存在するようにそれぞれのミラー
が配置されている、請求項１１に記載のミクロリソグラ
フィ投影対物レンズ。 - 【請求項１３】 結像されるべき物体の平面がレチクル
平面である、請求項１２に記載のミクロリソグラフィ投
影対物レンズ。 - 【請求項１４】 レチクル平面の領域に充分な側方の取
付スペースがレチクルのスキャンのために設けられてい
ることによってオブスキュレーションのない光路が得ら
れるようにそれぞれのミラーが配置されている、請求項
１３に記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項１５】 レチクル平面の領域に充分な軸方向の
取付スペースがレチクルステージのために設けられてい
ることによってオブスキュレーションのない光路が得ら
れるようにそれぞれのミラーが配置されている、請求項
１２または１３に記載のミクロリソグラフィ投影対物レ
ンズ。 - 【請求項１６】 第２のサブシステムの各ミラーが実質
的に同一の半径Ｒを有している、請求項３ないし１５の
いずれか１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物レン
ズ。 - 【請求項１７】 第２のサブシステムの両方のミラーの
間隔がほぼＲ／√２である、請求項１６に記載のミクロ
リソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項１８】 第１のサブシステムが物体の近く、な
いしレチクルの近くに配置されている、請求項１１ない
し１７のいずれか１項に記載のミクロリソグラフィ投影
対物レンズ。 - 【請求項１９】 第１のサブシステムの第１のミラー
（Ｓ１）と第３のミラー（Ｓ３）が実質的に同一の半径
を有している、請求項１８に記載のミクロリソグラフィ
投影対物レンズ。 - 【請求項２０】 露光されるべき物体、好ましくはウェ
ハにもっとも近いミラーが、 − 画像側の光学的な自由な作動距離が、ウェハにもっ
とも近い前記ミラーの使用される直径Ｄに少なくとも一
致しており、および／または − 画像側の光学的に自由な作動距離が少なくとも前記
ミラーの使用される直径Ｄの３分の１と、２０ｍｍから
３０ｍｍの間の長さとの和であり、および／または − 画像側の光学的に自由な作動間隔が少なくとも５０
ｍｍ、好ましくは６０ｍｍであるように配置されてい
る、請求項３ないし１９のいずれか１項に記載のミクロ
リソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２１】 画像側の開口数（ＮＡ）が ＮＡ≧０．１０ の範囲内にあり、ウェハでの円環フィールド幅が Ｗ≧１．０ｍｍ の範囲内にあり、有効領域内で最適な球面に対する非球
面のピークピーク差（Ａ）がすべてのミラー上で 【数３】 によって制限されている、請求項６ないし２０のいずれ
か１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２２】 ミラー平面が、主軸（ＨＡ）に対して
回転対称な面の上に配置されている、請求項１ないし２
１のいずれか１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物
レンズ。 - 【請求項２３】 絞り（Ｂ）が第２のミラー（Ｓ２）と
第３のミラー（Ｓ３）の間の光路内で第１のミラー（Ｓ
１）の本体に配置されている、請求項１ないし２１のい
ずれか１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物レン
ズ。 - 【請求項２４】 絞りが第２のミラーと第３のミラーの
間で自由にアクセス可能に位置している、請求項２３に
記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２５】 画像側の開口数（ＮＡ）がＮＡ≧０．
１０であり、ウェハでの円環フィールド幅がＷ≧１ｍｍ
であり、有効領域内で最適な球面に対する非球面のピー
クピーク差（Ａ）がすべてのミラー上で 【数４】 によって制限されている、請求項１ないし２４のいずれ
か１項に記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２６】 少なくとも４つのミラーが非球面であ
る、請求項３ないし２５のいずれか１項に記載のミクロ
リソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２７】 すべてのミラーが非球面に構成されて
いる、請求項２６に記載のミクロリソグラフィ投影対物
レンズ。 - 【請求項２８】 第１のミラー（Ｓ１）、第２のミラー
（Ｓ２）、および第３のミラー（Ｓ３）で構成された第
１のミラー系の結像縮尺がネガティブかつ縮小するよう
になっており好ましくは−０．５＞β＞−１．０であ
る、請求項１ないし２７のいずれか１項に記載のミクロ
リソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項２９】 システムのｒｍｓ波面誤差が画像フィ
ールド全体にわたって多くとも０．０７λ、好ましくは
０．０３λである、請求項１ないし２８のいずれか１項
に記載のミクロリソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項３０】 画像フィールドが少なくとも幅１．０
ｍｍである、請求項２９に記載のミクロリソグラフィ投
影対物レンズ。 - 【請求項３１】 画像側でテレセントリックになってい
る、請求項１ないし３０のいずれか１項に記載のミクロ
リソグラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項３２】 物体側でテレセントリックになってい
る、請求項３１に記載のミクロリソグラフィ投影対物レ
ンズ。 - 【請求項３３】 主光線が物体で光学軸のほうへ進む、
請求項１ないし３１のいずれか１項に記載のミクロリソ
グラフィ投影対物レンズ。 - 【請求項３４】 反射式マスクが設けられている、請求
項１ないし３３のいずれか１項に記載のミクロリソグラ
フィ投影対物レンズを備えた投影露光装置。 - 【請求項３５】 透過式マスクが設けられている、請求
項１ないし３３のいずれか１項に記載のミクロリソグラ
フィ投影対物レンズを備えた投影露光装置。 - 【請求項３６】 投影露光装置が円環フィールドを照明
するための照明装置を包含している、請求項３４ないし
３５のいずれか１項に記載の投影露光装置。 - 【請求項３７】 請求項３４ないし３６のいずれか１項
に記載の投影露光装置を用いてチップ製造をするための
方法。
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| EP (1) | EP1037115B1 (ja) |
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