JP2000353661A - 投影光学系および露光装置 - Google Patents

投影光学系および露光装置

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JP2000353661A
JP2000353661A JP2000148489A JP2000148489A JP2000353661A JP 2000353661 A JP2000353661 A JP 2000353661A JP 2000148489 A JP2000148489 A JP 2000148489A JP 2000148489 A JP2000148489 A JP 2000148489A JP 2000353661 A JP2000353661 A JP 2000353661A
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projection optical
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axis
projection
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Tomoyuki Matsuyama
知行 松山
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造工程における装置間のディストー
ションマッチングエラーを減らすことのできる投影光学
系およびディストーションの制御方法を提案する。 【解決手段】 第１物体の像を第２物体上に投影するた
めの投影光学系に、第１物体に続く第１光学要素として
ディフォーマブルミラーを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハーのような
表面上にレチクルもしくはマスク状のパターンを投影す
るための投影光学系に関する。より特定的には、本発明
は装置間のディストーションマッチングエラーを減らす
投影光学系に関する。
【０００２】
【発明の背景】高性能の半導体デバイスへの要求は継続
しており半導体デバイスを製造する技術において改良へ
の引き続く要求になっている。半導体デバイスの性能を
増大させることにおいて最も重要なファクターの１つは
半導体デバイス上の集積回路のスピードを増すことであ
る。半導体デバイスの性能を増すことにおいて最も重要
なファクターのもう１つはデバイスのサイズを大きくす
ることなく半導体デバイスにますます多くの電気回路を
詰めることである。所与の大きさのデバイス上にできる
だけたくさんの電気回路を含ませるために、密度の高い
電気回路を設計し製造することが必要である。
【０００３】密度を高くした電気回路を製造するため
に、半導体ウェハーのような、基板の表面上に、レチク
ルあるいはまたマスクとしても知られているパターンを
正確に投影するために使用される投影光学系を改良する
ことが必要である。半導体製造技術において知られてい
るように、半導体ウェハーはたくさんの工程にかけられ
る。そしてまた、半導体製造技術において知られている
ように、それら工程は単一の装置内で行うことはなく、
部分的に完成された半導体ウェハーを装置から装置へと
動かす必要がある。そのような装置のあるものはレチク
ル状のパターンをウェハーに投影するための投影光学系
を有している。投影光学系は典型的には異なった収差を
有しておりそしてこれらの収差を異なった程度で補正し
ている。そのような収差の１つは装置によって補正の程
度が異なっているディストーションである。最近の投影
光学系のみが像の倍率を調節する能力と低次のディスト
ーションを補正する能力を有している。最近の投影光学
系はランダムなディストーション成分を含む高次のディ
ストーションを調節するべき何らの能力をも持ち合わせ
ていない。その結果、最近の投影光学系を備えた第１の
装置内で半導体ウェハーに転写された第１のパターンは
転写されたパターンの中にある量のディストーションを
持つことになり、そしてまた最近の投影光学系を備えた
第２の装置において半導体ウェハー上に転写された第２
のパターンは、第１の転写されたパターン内のディスト
ーションにマッチしないところの、ある量のディストー
ションを印刷されたパターン内に持つことになる。印刷
パターンはますます近接されてプリントされるので、２
つの装置内のディストーションにおけるミスマッチは所
望のようにはオーバーラップしない２つの、別々の転写
パターンの部分を作り出すことになる。これは半導体デ
バイスの欠陥の原因となる。
【０００４】そこで、ディストーションが、それ以前の
装置のディストーションとマッチするべく制御すること
ができる投影光学系に対する必要性がある。
【０００５】
【発明の概要】本発明によれば、上述したおよびその他
の目的および効果はレチクルに続く第１光学要素として
変形可能なミラーを有する投影光学系により達成され
る。該変形可能なミラーは以下の条件を満足する：0.01
<H1/H0<0.22ここで、Ｈ１は光軸と最大開口数での周縁
光線との間の距離であり、そしてＨ０は光軸と最大物体
高の主光線との間の距離である。該投影光学系は-1/8X
から-1/20Xの範囲の縮小率を有している。
【０００６】該投影光学系は正の屈折力を有する第１レ
ンズ要素群と、負の屈折力を有する第２のレンズ要素群
と、ビームスプリッターと、凹面鏡と、そして正の屈折
力を有する第３のレンズ群とを有している。
【０００７】本発明のこれらおよびその他の有利な点
は、本発明の好ましい実施形態についての詳細な説明
を、図面を参照して読み進むうちに明らかとなるであろ
う。図面は本発明の好ましい実施の形態についての単な
る例示に過ぎず、また本発明は例示した実施の形態に何
ら限定されるものではない。本発明の範囲を逸脱するこ
となく、本発明の範囲内で他の実施の形態およびその幾
つかの詳細についてはいろいろな自明の観点においての
変更も可能である。本発明は本明細書の特許請求の範囲
中でよりよく定義されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下の詳細な説明は本発明の好ま
しい実施の形態についてのものである。詳細な説明につ
いて図面を使って簡単に説明したが本発明は例示の実施
形態に限定されるものではない。詳細な説明において同
様な符号は同様な部材についてのものである。
【０００９】図１は本発明による投影光学系が適用する
ことのできる投影露光システムを示す模式的模式図であ
る。照明系ＩＳ１０２はレチクルステージＲＳ１０４上
に支持されたレチクルＲ１０６を照明する。半導体製造
技術において知られているように、レチクル１０６は投
影光学系ＰＬ１１８によりウェハー１２２の表面上に投
影されるべき、表面上に形成された特定の回路パターン
を有している。照明系１０２とレチクル１０６とはレチ
クル１０６上のパターンのデフォーカス像をディフォー
マブルミラーＤＭ１０８上に投影するようにする。ディ
フォーマブルミラー１０８から反射されたデフォーカス
像はレンズ要素１１０の第１群Ｇ１、レンズ要素１１２
の第２群Ｇ２およびビームスプリッターＢＭ１１６を通
って投影される。ビームスプリッター１１６を通る光束
は凹面鏡ＣＭ１１４により反射されて戻りビームスプリ
ッター１１６を通り、次いでレンズ要素１２０の第３群
Ｇ３を通ってウェハーＷ１２２に至る。ウェハー１２２
はウェハーステージＷＳ１２４によって支持されてい
る。投影光学系１１８は光源１０２の像が投影光学系１
１８内で開口絞りの位置にある瞳位置に形成されるよう
に設計されている。こうして、照明光学系１０２はケー
ラー条件のもとでレチクル１０６を均一に照明する。投
影露光リソグラフィー系において、ケーラー照明条件が
露光領域に均一な照明をするために使用される。
【００１０】図２を参照すれば、投影光学系１００内の
ディフォーマブルミラー１０８上で以下の条件が満足さ
れる： 0.01<H1/H0<0.22 （１） ここで、Ｈ１は光軸１２４と最大開口数での周縁光線と
の間の距離である。最大開口数での周縁光線は円１２６
によって示されている。Ｈ０は光軸と最大物体高での主
光線との距離である。最大物体高の物体からの光束は１
３０で示されている。上記条件（１）はディフォーマブ
ルミラーの変形によるディストーション以外の収差の変
化量（副次的効果）はディフォーマブルミラーの変形に
よるディストーションの変化量に比較して無視すること
ができるようにするためのものである。
【００１１】上限を超えるならば、ディフォーマブルミ
ラーの変形によるディストーション以外の収差の変化量
（副次的効果）はディフォーマブルミラーの変形による
ディストーションの変化量に比較して無視することがで
きないであろう。下限の外にある場合にはレチクル１０
６とディフォーマブルミラー１０８との間の距離は短す
ぎてレチクルステージ１０４とディフォーマブルミラー
１０８と配置することができなくなる。
【００１２】副次的効果の量を減らすためには、レチク
ル１０６側で開口数が比較的小さいことが望ましい。し
かしながら、ウェハー１２２で高解像力を得るためには
ウェハー側で高い解像力が必要とされる。それ故、投影
光学系１１８の縮小率は、従来の縮小率1/4Xもしくは1/
5Xに比較して比較的小さくすべきである。従来の縮小率
1/4Xもしくは1/5Xの1/2から1/4の縮小率が適当である。
結果として、1/8X、1/10X、1/16Xもしくは1/20Xの範囲
内の縮小率が本発明にとっての望ましい縮小率である。
【００１３】図３は本発明による投影光学系２００の第
１に実施形態を示している。当該投影光学系２００はレ
チクル２０２側からウェハー２１８側へと順に、ディフ
ォーマブルプレーンミラー２０４、正の屈折力を有する
レンズ要素の第１群Ｇ１、第１のフォールディングミラ
ー２０６、第２のフォールディングミラー２０８、負の
屈折力を有するレンズ要素からなる第２群Ｇ２、ビーム
スプリッター２１０、および正の屈折力を有するレンズ
要素からなる第３群Ｇ３を有している。凹面鏡２１４は
開口絞りとして作用する。
【００１４】複数レンズ要素からなる第１群Ｇ１は、レ
チクル側から順に、像側に凸なレンズ面３を備えた正の
屈折力を有するメニスカスレンズ要素Ｌ11とレチクル側
に凹のレンズ面４を備えた負の屈折力を有するメニスカ
スレンズ要素Ｌ12とからなる。
【００１５】複数レンズ要素からなる第２群Ｇ２は、レ
チクル側から順に、レチクル側に面してより強い凸のレ
ンズ表面８を備えた両凸レンズ要素Ｌ21と、ウェハー側
に面する凹レンズ面１１を備えた負の屈折力を有するメ
ニスカスレンズ要素Ｌ22と、ウェハー側に面して凸のレ
ンズ面１３を備えた正の屈折力を有するメニスカスレン
ズ要素Ｌ23と両凸レンズ要素Ｌ24とからなる。
【００１６】複数レンズ要素からなる第３群Ｇ３は、レ
チクル側から順に、レチクル側に面してより強い凸のレ
ンズ面２９を備えた両凸レンズ要素Ｌ31の、レチクル側
に面してより強い凸のレンズ面３１を備えた両凸レンズ
要素Ｌ32と、ウェハー側に面してより強い凸のレンズ面
３４を備えた両凸レンズ要素Ｌ33と、レチクル側に面し
て凸のレンズ面３５を備えた正の屈折力を有するメニス
カスレンズ要素Ｌ34と、およびレチクル側に面して凸の
レンズ面３７を備えた平凸レンズ要素Ｌ35とからなる。
【００１７】ディフォーマブルミラーの効果を示すため
に、ディフォーマブルミラー２０４は以下の関係式に従
う非球面を有して変形されている： z=[(曲率)h2]/[1+｛1-(1+k)2h2｝1/2]+Ah4+Bh6+Ch8+Dh
10+Eh12+Fh14 ここでzはz軸が光軸に一致する場合のz軸に平行な面の
サグであり、x軸とy軸とがz軸に、したがって光軸に直
角な方向である場合h2=x2+y2であり、曲率＝1/rであ
り、rは近軸の曲率半径、そして非球面係数はA,B,C,D,
E,Fであり、kは円錐定数である。ディフォーマブルミラ
ーに対する非球面定数の例は次の通りである： k= 0, A= 0.178469E-20 B= 0.147865E-16 C=-0.350644E-20 D= 0.237279E-24 E=-0.642789E-29 F= 0.612435E-34 条件H1/H0=0.086 ディフォーマブルミラーは異なった非球面定数を有する
どのような種類の形状に変形することもできる。
【００１８】図４はディフォーマブルミラー２０４を変
形する前の投影光学系２００のディストーションを示し
ている。図４に示すディストーションのうちピークディ
ストーションおよび閾値ディストーションは、物体とし
て、幅が０．２μｍで間隔０．４μｍの５本のバーを用
い、投影光学系２００を介して結像された像の理想結像
位置からの光軸直交面内のずれを表すものである。ここ
で、ピークディストーションは、５本のバーの像のうち
の像強度がピークとなる光軸直交面内の位置と理想結像
位置とのずれに対応し、閾値ディストーションは、５本
のバーの像のうちの中央のバーの像の強度分布の所定の
閾値における中点の光軸直交面内の位置と理想結像位置
とのずれに対応する。
【００１９】図５はディフォーマブルミラー２０４を変
形する前の投影光学系２００の像面湾曲を示している。
【００２０】図６はディフォーマブルミラー２０４を変
形した後の投影光学系２００のディストーションを示し
ている。ディストーションの変化量はおよそ１０ｎｍ
（ナノメーター）である。図から分かるようにディスト
ーションはディフォーマブルミラー２０４の表面の形状
を変えることにより制御することができる。
【００２１】図７はディフォーマブルミラー２０４を変
形した後の投影光学系２００の像面湾曲を示している。
図５に示した像面湾曲と図７に示した像面湾曲とを比較
することにより分かるように、ディフォーマブルミラー
２０４の変形は像面湾曲にはっきりと分かるようには影
響していない。表２のシュトレール比強度と表３のシュ
トレール比強度とを比較することにより分かるように、
ディフォーマブルミラー２０４の変形はシュトレール比
強度にはっきりと分かるように影響しない。シュトレー
ル比は像の完全度の簡単な理論的記述である。シュトレ
ール比は回折像の、中心の強度の、無収差の場合に存在
するであろう強度に対する比である。看者による像の質
の評価はこの手段とはうまく相関しないけれども、シュ
トレール比は回折限界に非常に近いレンズ系に対する完
全さの度合いを示すよい尺度である。
【００２２】表１は上記第１実施の形態に対する諸元を
示している。左欄の数値は物体（レチクル）側から像
（ウェハー）側への光学的面の順序を示している。量ｒ
はレンズ面の曲率半径をミリメートルで示している。量
ｄは隣接するレンズ面への軸方向距離をミリメートルで
示している。ＡＤＥは面の傾きを度で示している。ＡＳ
Ｐは非球面を示しており、「Ｒｅｆｌ」は反射を、そし
てＳＴＯは開口絞りを示している。非球面定数は非球面
の形状を定義する次の式中の定数である。
【００２３】z=[(曲率)h2]/[1+｛1-(1+k)2h2｝1/2]+Ah4
+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14 ここで、パラメーターは上記に定義したものと同じであ
る。
【００２４】
【表１】 開口数=0.70, 像フィールドの大きさ=10mm×2mm(最大像高=5.1mm.) 縮小率=-1/20, 石英ガラスの屈折率=1.560815, CaF2の屈折率=1.501821、 波長=193nm 面番号 曲率半径 軸間距離 材料 (r)mm (d)mm OBJ ∞ 200.000000 1(Refl) ∞ -136.733782 ADE: 45.000000 2 2873.00856 -30.000000 石英 3 515.94693 -5.711427 4 553.84487 -30.000000 CaF2 5 1109.79859 -762.485122 6(Refl) ∞ 900.000000 ADE: -22.500000 7(Refl) ∞ -206.959702 ADE: 22.000000 8 -601.70031 -45.111440 石英 9 2832.19851 -18.477083 10 -7505.13187 -20.000000 CaF2 11 -239.93427 -15.197958 12 1153.97983 -31.456988 石英 13 408.97044 -9.098128 14 3850.30799 -30.000000 CaF2 15 -191.47857 -23.557369 16 ∞ -115.000000 石英 17(Refl) ∞ 115.000000 石英 ADE: 45.000000 18 ∞ 2.000000 19 ∞ 6.000000 石英 20 ∞ 18.163600 21(STO)(Refl) -479.24770 -18.163600 非球面 k= 0.000000 A= 0.537389E-11 B= 0.140230E-13 C= 0.444964E-18 D= 0.425404E-23 E= 0.517653E-27 F= 0.105703E-31 G= 0.000000 H= 0.000000 J= 0.000000 22 ∞ -6.000000 石英 23 ∞ -2.000000 24 ∞ -115.000000 石英 25 ∞ -115.000000 石英 26 ∞ -2.000000 27 ∞ -14.955793 石英 28 ∞ -0.500000 29 -279.79915 -29.279630 石英 30 665.85267 -0.500016 31 -131.55884 -33.428186 CaF2 32 700.89384 -0.534058 33 587.74105 -14.999815 石英 34 -119.11715 -0.623858 35 -116.26150 -22.362792 CaF2 36 -506.54970 -0.500383 37 -151.93557 -44.773484 石英 38 ∞ -9.999992 IMG ∞ 0.000000 表２はディフォーマブルプレーンミラー１０４を変形す
る前の第１次形態の波面収差を示している。
【００２５】
【表２】 個別ベストフォーカス 規格化された 焦点(mm) RMS(λ) シュトレール 像高 X 0.00 Y 0.00 -0.000018 0.003 1.000 X 0.00 Y 0.10 -0.000018 0.003 1.000 X 0.00 Y 0.20 -0.000018 0.004 0.999 X 0.00 Y 0.30 -0.000018 0.004 0.999 X 0.00 Y 0.40 -0.000019 0.005 0.999 X 0.00 Y 0.50 -0.000019 0.005 0.999 X 0.00 Y 0.60 -0.000018 0.006 0.998 X 0.00 Y 0.70 -0.000017 0.007 0.998 X 0.00 Y 0.80 -0.000015 0.007 0.998 X 0.00 Y 0.90 -0.000012 0.007 0.998 X 0.00 Y 1.00 -0.000007 0.008 0.998 表３はディフォーマブルプレーンミラー１０４を変形し
た後の第１実施形態の波面収差を示している。
【００２６】
【表３】 個別ベストフォーカス 規格化された 焦点(mm) RMS(λ) シュトレール 像高 X 0.00 Y 0.00 -0.000018 0.003 1.000 X 0.00 Y 0.10 -0.000018 0.003 1.000 X 0.00 Y 0.20 -0.000018 0.004 0.999 X 0.00 Y 0.30 -0.000018 0.004 0.999 X 0.00 Y 0.40 -0.000019 0.005 0.999 X 0.00 Y 0.50 -0.000018 0.006 0.999 X 0.00 Y 0.60 -0.000017 0.007 0.998 X 0.00 Y 0.70 -0.000014 0.008 0.998 X 0.00 Y 0.80 -0.000013 0.008 0.998 X 0.00 Y 0.90 -0.000015 0.007 0.998 X 0.00 Y 1.00 -0.000013 0.008 0.997 図８は本発明による投影光学系７００の第２実施形態を
示している。投影光学系７００はレチクル７０２側から
ウェハー７１４側へと順に、ディフォーマブルミラー７
０４、正の屈折力を有する複数レンズ要素の第１群Ｇ
１、負の屈折力を有する複数レンズ要素の第２群Ｇ２、
ビームスプリッター７０６，平行平面板７０８、凹面鏡
７１０、平行平面板７１２、および正の屈折力を有する
複数レンズ群の第３群Ｇ３とを有している。凹面鏡７１
０は開口絞りとして作用する。
【００２７】複数レンズ要素の第１群Ｇ１は、レチクル
側から順に、レチクル側に面しより強い凸のレンズ面を
備えた両凸レンズ要素Ｌ11と、ウェハー側に面して凸の
レンズ面５を備えた正の屈折力を有するメニスカスレン
ズ要素Ｌ12、およびレチクル側に面し凸のレンズ面６を
備えた正の屈折力を有するメニスカスレンズ要素Ｌ13か
らなる。
【００２８】複数レンズ要素の第２群Ｇ２は、レチクル
側から順に、レチクル側に面し凸のレンズ面８を備えた
正の屈折力を有するメニスカスレンズＬ21と、ウェハー
側に面しより強い凹面１１を備えた両凹レンズ要素Ｌ
22 と、ウェハー側に面しより強い凸の面１３を備えた
両凸レンズ要素Ｌ23と、ウェハー側に面し凹のレンズ面
１５を備えた負の屈折力を有するメニスカスレンズ要素
Ｌ24とからなる。
【００２９】複数レンズ要素の第３レンズ群Ｇ３は、レ
チクル側から順に、レチクル側に面し凸のレンズ面２９
を備えた正の屈折力を有するメニスカスレンズ要素Ｌ31
と、レチクル側に面しより強い凸のレンズ面３１を備え
た両凸レンズ要素Ｌ32と、ウェハー側に面しより強い凹
のレンズ面３３を備えた両凹レンズ要素Ｌ33（レンズ要
素Ｌ32とＬ33とは接合されている）、レチクル側に面し
凸のレンズ面３４を備えた正の屈折力を有するメニスカ
スレンズ要素３４と、およびレチクル側に面しより強い
レンズ面３６を備えた両凸レンズ要素Ｌ35とからなる。
【００３０】ディフォーマブルミラーの効果を示すため
に、該ディフォーマブルミラー７０４は以下の関係式に
したがって非球面に変形されている： z=[(曲率)h2]/[1+｛1-(1+k)2h2｝1/2]+Ah4+Bh6+Ch8+Dh
10+Eh12+Fh14 ここでパラメーターは上述したものと同じである。非球
面定数は以下の通りである： k= 0, A= 0.534944E-20 B= 0.767333E-16 C=-0.315034E-19 D= 0.369082E-23 E=-0.173103E-27 F= 0.285542E-32. 条件H1/H0=0.130 図９はディフォーマブルミラー７０４を変形する前の投
影露光系７００のディストーションを示している。
【００３１】図１０はディフォーマブルミラー７０４を
変形する前の投影露光系７００の像面湾曲を示してい
る。
【００３２】図１１はディフォーマブルミラー７０４を
変形した後の投影露光系７００のディストーションを示
している。ディストーション変化の量はおよそ１０ナノ
メーターである。図から分かるように、ディストーショ
ンはディフォーマブルミラー７０４の表面形状を変化さ
せることにより制御することができる。
【００３３】図１２はディフォーマブルミラー７０４を
変形する投影露光系７００の像面湾曲を示している。図
１０に示した像面湾曲を図１２に示した像面湾曲と比較
することにより分かるように、ディフォーマブルミラー
７０４の変形状態は像面湾曲に対してはっきりと分かる
ようには影響しない。表５のシュトレール比強度を表６
のシュトレール比強度に比較することにより分かるよう
に、ディフォーマブルミラー７０４の変形はシュトレー
ル比強度に影響を与えない。
【００３４】下の表４は上記第２実施形態に対しての諸
元を示している。パラメーターは表１に関して上述した
ものと同じである。
【００３５】
【表４】 開口数=0.55 像フィールドの大きさ=14mm×7mm(最大像高=7.8mm) 縮小率=-1/10, 石英ガラスの屈折率=1.560815 CaF2の屈折率=1.501821 波長=193nm 面番号 曲率半径 軸間距離 材料 (r)mm (d)mm OBJ ∞ 150.000000 1(Refl.) ∞ -393.918066 ADE: 45.000000 2(Asp.) -5463.62228 -48.496219 石英 k= 0.000000 A= 0.193752E-08 B= 0.382797E-14 C=-0.150553E-18 D= 0.420608E-23 E= 0.725294E-27 F=-0.546482E-31 G= 0.000000 H= 0.000000 J= 0.000000 3 7986.07456 -30.303188 4 474.24333 -25.188511 石英 5 374.89052 -120.347314 6(Asp.) -297.42648 -50.000000 石英 k= 0.000000 A= 0.238508E-09 B= 0.458899E-14 C= 0.356834E-18 D=-0.278348E-22 E= 0.135280E-26 F=-0.156784E-31 G= 0.000000 H= 0.000000 J= 0.000000 7 -347.21725 -618.431899 8 -457.05541 -49.363302 石英 9 -5704.04059 -41.730072 10 602.49909 -62.092761 CaF2 11 -201.71689 -13.348380 12 -1143.54695 -20.003926 石英 13 740.99670 -32.000000 14 -454.69919 -36.680745 CaF2 15 -187.89617 -20.501400 16 ∞ -81.755300 石英 17(Refl.) ∞ 81.755300 石英 ADE: 45.000000 18 ∞ 2.000000 19 ∞ 6.000000 石英 20 ∞ 18.163600 21(Refl.)(Sto)-421.41912 -18.163600 非球面 k= 0.000000 A=-0.227920E-08 B=-0.415470E-13 C=-0.849648E-18 D= 0.431664E-23 E=-0.274742E-26 F= 0.129766E-30 G= 0.000000 H= 0.000000 J= 0.000000 22 ∞ -6.000000 石英 23 ∞ -2.000000 24 ∞ -81.755300 石英 25 ∞ -81.755300 石英 26 ∞ -2.000000 27 ∞ -9.774907 石英 28 ∞ -0.953278 29 -129.16693 -25.794848 石英 30 -581.31511 -0.684460 31 -134.38930 -23.425872 CaF2 32 282.61007 -15.186739 石英 33 -86.78179 -5.147929 34 -109.54035 -23.456668 石英 35 -534.44570 -0.528693 36 -117.81961 -42.927050 CaF2 37 2613.11741 -3.976439 IMG ∞ 0.000000 下の表５は、ディフォーマブルプレーンミラー７０４の
変形前の波面収差を示している。
【００３６】
【表５】 個別ベストフォーカス 規格化された 焦点(mm) RMS(λ) シュトレール 像高 X 0.00 Y 0.00 0.000000 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.10 -0.000001 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.20 -0.000002 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.30 -0.000004 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.40 -0.000007 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.50 -0.000010 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.60 -0.000011 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.70 -0.000007 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.80 -0.000002 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.90 -0.000002 0.002 1.000 X 0.00 Y 1.00 0.000015 0.002 1.000 下の表６はディフォーマブルプレーンミラー７０４の変
形後の、第２実施形態の波面収差を示している。
【００３７】
【表６】 個別ベストフォーカス 規格化された 焦点(mm) RMS(λ) シュトレール 像高 X 0.00 Y 0.00 0.000000 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.10 -0.000001 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.20 -0.000002 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.30 -0.000004 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.40 -0.000007 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.50 -0.000008 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.60 -0.000007 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.70 -0.000003 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.80 -0.000001 0.001 1.000 X 0.00 Y 0.90 -0.000005 0.003 1.000 X 0.00 Y 1.00 0.000012 0.002 1.000 これで本発明の投影光学系の結果と効果とは十分に理解
できよう。本発明によれば、ディフォーマブルミラーは
投影光学系の高次のディストーションを半導体ウェハー
プロセス中のそれ以前の投影光学系のディストーション
にマッチさせるよう制御するべく変形することができ
る。以下に本発明の態様について、要約して説明する。 態様１ 第１物体の像を第２物体上に投影するた
めの投影光学系であって、該投影光学系は第１物体に続
く第１光学要素としてディフォーマブルミラーを有して
いることを特徴とする投影光学系。 態様２ ディフォーマブルミラーについて以下の
条件が満足される態様１に記載の投影光学系； 0.01<H1/H0<0.22 ここでＨ１は光軸と最大開口数での周縁光線との間の距
離であり、そしてＨ０は光軸と最大物体高での主光線と
の間の距離である。 態様３ 投影光学系は-1/8X,-1/20Xの範囲の縮小
比を有している態様２に記載の投影光学系。 態様４ ディフォーマブルミラーは非球面に変形
している態様３に記載の投影光学系。 態様５ 投影光学系はさらに、正の屈折力を有す
る複数レンズ群の第１群と；負の屈折力を有する複数レ
ンズ群の第２群と；ビームスプリッターと；凹面鏡と；
正の屈折力を有する複数レンズ群の第３群とを更に含ん
でいる態様４に記載の投影光学系。 態様６ 凹面鏡は開口絞りとして作用している態
様５に記載の投影光学系。 態様７ 第１物体はレチクルである態様６に記載
の投影光学系。 態様８ 第２物体はウェハーである態様7に記載
の投影光学系。 態様９ 投影光学系におけるディストーションを
調節するための方法であって、該方法は第１物体の像を
投影光学系を介して第２物体上に投影することを含み、
該投影光学系は第１物体に続く第１光学素子としてディ
フォーマブルミラーを有していることからなる投影光学
系におけるディストーション調節方法。 態様１０ ディフォーマブルミラー上で以下の条件
を満足する態様９に記載の方法： 0.01<H1/H0<0.22 ここでＨ１は光軸と最大開口数での周縁光線との間の距
離であり、Ｈ０は光軸と最大物体高での主光線との間の
距離である。 態様１１ 該方法はさらに第１物体の像を-1/8Xな
いし-1/20Xの範囲内の縮小率を有する投影光学系を介し
て第１物体の像を投影することを含む態様１０に記載の
方法。 態様１２ ディフォーマブルミラーは非球面に変形し
ている態様１１に記載の方法。 態様１３ 第１物体の像は投影光学系を介して投影
され、該投影光学系は：正の屈折力を有する複数レンズ
要素の第１群と、負の屈折力を有する複数レンズ要素の
第２群と、ビームスプリッターと、凹面鏡と、そして正
の屈折力を有するレンズ要素の第３群とからなることを
特徴とする態様１２に記載の方法。 態様１４ 凹面鏡は開口絞りとして働く態様１３に
記載の方法。 態様１５ 第１物体はレチクルである態様１４に記
載の方法。 態様１６ 第２物体はウェハーである態様１５に記
載の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月２０日（２０００．６．２
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における投影光学系を適用することので
きる投影露光システムを示す模式図である。
【図２】最大物体高からの光束および軸上物体からの光
束を示している。
【図３】本発明による投影光学系の第１実施形態を示し
ている。
【図４】ディフォーマブルミラー２０４を変形する前の
投影光学系２００のディストーションを示している。
【図５】ディフォーマブルミラー２０４を変形する前の
投影光学系２００の像面湾曲を示している。
【図６】ディフォーマブルミラー２０４を変形した後の
投影光学系２００のディストーションを示している。
【図７】ディフォーマブルミラー２０４を変形した後の
投影光学系２００の像面湾曲を示している。
【図８】本発明による投影光学系の第２実施形態を示し
ている。
【図９】ディフォーマブルミラー７０４を変形する前の
投影光学系７００のディストーションを示している。
【図１０】ディフォーマブルミラー７０４を変形する前
の投影光学系７００の像面湾曲を示している。
【図１１】ディフォーマブルミラー７０４を変形した後
の投影光学系７００のディストーションを示している。
【図１２】ディフォーマブルミラー７０４を変形する投
影光学系７００の像面湾曲を示している。
【符号の説明】 ＩＳ１０２・・・照明光学系 ＲＳ１０４・・・レチクルステージ Ｒ１０６・・・・レチクル ＤＭ１０８・・・ディフォーマブルミラー １１０・・・・・レンズ要素 １１２・・・・・レンズ要素 ＣＭ１１４・・・凹面鏡 ＢＭ１１６・・・ビームスプリッター ＰＬ１１８・・・投影光学系 １２０・・・・・レンズ要素 Ｗ１２２・・・・ウェハー ＷＳ１２４・・・ウェハーステージ Ｇ１・・・・レンズ要素１１０の第１群 Ｇ２・・・・レンズ要素１１２の第２群 Ｇ３・・・・レンズ要素１２０の第３群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１物体の像を第２物体上に投影するため
    の投影光学系において、 最も前記第１物体側に配置されたディフォーマブルミラ
    ーを備えることを特徴とする投影光学系。
  2. 【請求項２】以下の条件を満足することを特徴とする請
    求項１に記載の投影光学系。 0.01<H1/H0<0.22 ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の前記光軸上の軸
    上物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の最大物体高の軸
    外物点からの光束の主光線との距離、である。
  3. 【請求項３】第１物体の像を第２物体上に投影するため
    の投影光学系において、 0.01<H1/H0<0.22 を満足するディフォーマブルミラーを備えることを特徴
    とする投影光学系。ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の前記光軸上の軸
    上物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の最大物体高の軸
    外物点からの光束の主光線との距離、である。
  4. 【請求項４】前記投影光学系の投影倍率βは、 1/20≦|β|≦1/8 を満足することを特徴とする請求項２または３に記載の
    投影光学系。
  5. 【請求項５】前記ディフォーマブルミラーは非球面に変
    形することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに
    記載の投影光学系。
  6. 【請求項６】前記ディフォーマブルミラーは、前記投影
    光学系のディストーションを所望の値に設定することを
    特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の投影光
    学系。
  7. 【請求項７】前記ディフォーマブルミラーは、前記投影
    光学系のディストーションを他の収差とは独立に制御す
    ることを特徴とする請求項６に記載の投影光学系。
  8. 【請求項８】所定のパターンが形成されたマスクの像を
    ワーク上へ転写する投影露光装置において、 前記マスクを前記第１物体とし、かつ前記ワークを前記
    第２物体とする請求項１〜７のいずれか１つの投影光学
    系を備えることを特徴とする投影露光装置。
  9. 【請求項９】第１物体の像を第２物体上へ投影する投影
    光学系のディストーションの制御方法において、 最も前記第１物体側に配置されて前記ディストーション
    を制御するためのディフォーマブルミラーを有する前記
    投影光学系を通して前記第１物体の像を第２物体上へ投
    影する工程を含むことを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】以下の条件を満足することを特徴とする
    請求項９に記載の方法。 0.01<H1/H0<0.22 ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の前記光軸上の軸
    上物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の最大物体高の軸
    外物点からの光束の主光線との距離、である。
  11. 【請求項１１】第１物体の像を第２物体上へ投影する投
    影光学系のディストーションの制御方法において、 前記ディストーションを制御するためのディフォーマブ
    ルミラーを有する前記投影光学系を通して前期第１物体
    の像を第２物体上へ投影する工程を含み、 0.01<H1/H0<0.22 を満足することを特徴とする方法。ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の前記光軸上の軸
    上物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記第１物体上の最大物体高の軸
    外物点からの光束の主光線との距離、である。
  12. 【請求項１２】前記ディフォーマブルミラーを非球面に
    変形させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか
    １つに記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記ディフォーマブルミラーの変形によ
    って前記ディストーションを所望の量に設定することを
    特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】所定のパターンが形成されたマスクの像
    をワーク上へ転写する投影露光方法において、 最も前記マスク側に配置されたディフォーマブルミラー
    を有する前記投影光学系を通して前記マスクの像を前記
    ワーク上へ投影する工程を含むことを特徴とする投影露
    光方法。
  15. 【請求項１５】以下の条件を満足することを特徴とする
    請求項１４に記載の方法。 0.01<H1/H0<0.22 ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記マスク上の前記光軸上の軸上
    物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記マスク上の最大物体高の軸外
    物点からの光束の主光線との距離、である。
  16. 【請求項１６】所定のパターンが形成されたマスクの像
    をワーク上へ転写する投影露光方法において、 ディフォーマブルミラーを有する前記投影光学系を通し
    て前記マスクの像を前記ワーク上へ投影する工程を含
    み、 0.01<H1/H0<0.22 を満足することを特徴とする方法。ただし、 Ｈ１：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記マスク上の前記光軸上の軸上
    物点からの最大開口数の光束の周縁光線との距離、 Ｈ０：前記ディフォーマブルミラーの位置における前記
    投影光学系の光軸と、前記マスク上の最大物体高の軸外
    物点からの光束の主光線との距離、である。
  17. 【請求項１７】前記ディフォーマブルミラーによって前
    記投影光学系のディストーションを制御していることを
    特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の投
    影露光方法。
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