JPH10340850A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH10340850A JPH10340850A JP9164955A JP16495597A JPH10340850A JP H10340850 A JPH10340850 A JP H10340850A JP 9164955 A JP9164955 A JP 9164955A JP 16495597 A JP16495597 A JP 16495597A JP H10340850 A JPH10340850 A JP H10340850A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0892—Catadioptric systems specially adapted for the UV
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- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- Epidemiology (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】気体の光路長が比較的長く、あるいは気体の光
束径が比較的大きくても、大気揺らぎが発生しにくく、
したがって良好に露光投影を行うことができる露光装置
を提供する。 【解決手段】マスクＭ上のパターンを投影光学系を介し
て感光基板Ｗに転写する露光装置において、投影光学系
は、λ：使用露光波長、Σi：マスクＭから感光基板Ｗ
に至る光路のうち、各気体区間ｉについての合計、
Ｌi：気体区間ｉの光軸上での長さ（ｍ）、Ｒi：最大物
体高から発したメリジオナル面内の光束の、気体区間ｉ
のマスクＭ側での光束径と、感光基板Ｗ側での光束径と
の平均値、としたとき、（１／λ）Σi（Ｌ1/2 iＲi）＞
１．３９×１０6（ｍ1/2）なる条件式を満たし、且つ、
各気体区間ｉのうちの少なくともいずれかの区間の気体
として、ヘリウム又はネオンを用いたことを特徴とす
る。
束径が比較的大きくても、大気揺らぎが発生しにくく、
したがって良好に露光投影を行うことができる露光装置
を提供する。 【解決手段】マスクＭ上のパターンを投影光学系を介し
て感光基板Ｗに転写する露光装置において、投影光学系
は、λ：使用露光波長、Σi：マスクＭから感光基板Ｗ
に至る光路のうち、各気体区間ｉについての合計、
Ｌi：気体区間ｉの光軸上での長さ（ｍ）、Ｒi：最大物
体高から発したメリジオナル面内の光束の、気体区間ｉ
のマスクＭ側での光束径と、感光基板Ｗ側での光束径と
の平均値、としたとき、（１／λ）Σi（Ｌ1/2 iＲi）＞
１．３９×１０6（ｍ1/2）なる条件式を満たし、且つ、
各気体区間ｉのうちの少なくともいずれかの区間の気体
として、ヘリウム又はネオンを用いたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置に関し、特
に、マスクから感光基板に至る光路に配置された屈折素
子などの光学素子と気体のうち、気体の占める光路長が
比較的長い露光装置に関する。
に、マスクから感光基板に至る光路に配置された屈折素
子などの光学素子と気体のうち、気体の占める光路長が
比較的長い露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハなどを製造するための露光
装置では、結像性能の一層の改善が望まれている。その
ような露光装置の１つとして、特公平７−１１５１２号
公報には、投影光学系の一部に反射部材を用いることに
より、機械的な寸法の長大化を招くことなく光路長を長
くし、もってコマ収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補
正した露光装置が開示されている。他方、投影光学系が
設置される環境空気の温度が変動すると、空気の屈折率
の変動に伴って結像性能が劣化することから、米国特許
第４，６１６，９０８号には、投影光学系すなわちマイ
クロリソグラフィーシステムが設置される環境をヘリウ
ムで置換することにより、屈折率の変動を軽減する技術
が開示されている。
装置では、結像性能の一層の改善が望まれている。その
ような露光装置の１つとして、特公平７−１１５１２号
公報には、投影光学系の一部に反射部材を用いることに
より、機械的な寸法の長大化を招くことなく光路長を長
くし、もってコマ収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補
正した露光装置が開示されている。他方、投影光学系が
設置される環境空気の温度が変動すると、空気の屈折率
の変動に伴って結像性能が劣化することから、米国特許
第４，６１６，９０８号には、投影光学系すなわちマイ
クロリソグラフィーシステムが設置される環境をヘリウ
ムで置換することにより、屈折率の変動を軽減する技術
が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記米国特許
の実施例には、実際的な投影光学系の全長や、その光学
系で使用する光の波長範囲などが一切開示されていな
い。そのために、限界解像を得るためにヘリウム置換を
行うべき気体長さの適切な条件を知ることができない。
またこの米国特許の実施例は、屈折光学素子のみによっ
て投影光学系を構成した場合を示しているが、屈折系の
みで構成したマイクロリソグラフィーシステムでは、大
気揺らぎによる像の劣化量はあまり大きくはない。しか
ながら、反射部材を含む投影光学系のように全長が長
く、且つ高Ｎ．Ａ．の光学系では、気体の占める光路長
や光束径が大きくなり、したがって光路中に占める気体
の体積が大きくなるから、大気揺らぎによる波面収差の
発生が大きくなってしまうが、上記米国特許には、光路
中に占める気体の体積と収差との関係に関する実際的な
解析が示されていない。したがって本発明は、光路中に
占める気体の体積と収差との関係を解析することによ
り、気体の光路長が比較的長く、あるいは気体の光束径
が比較的大きくても、大気揺らぎが発生しにくく、した
がって良好に露光投影を行うことができる露光装置を提
供することを課題とする。
の実施例には、実際的な投影光学系の全長や、その光学
系で使用する光の波長範囲などが一切開示されていな
い。そのために、限界解像を得るためにヘリウム置換を
行うべき気体長さの適切な条件を知ることができない。
またこの米国特許の実施例は、屈折光学素子のみによっ
て投影光学系を構成した場合を示しているが、屈折系の
みで構成したマイクロリソグラフィーシステムでは、大
気揺らぎによる像の劣化量はあまり大きくはない。しか
ながら、反射部材を含む投影光学系のように全長が長
く、且つ高Ｎ．Ａ．の光学系では、気体の占める光路長
や光束径が大きくなり、したがって光路中に占める気体
の体積が大きくなるから、大気揺らぎによる波面収差の
発生が大きくなってしまうが、上記米国特許には、光路
中に占める気体の体積と収差との関係に関する実際的な
解析が示されていない。したがって本発明は、光路中に
占める気体の体積と収差との関係を解析することによ
り、気体の光路長が比較的長く、あるいは気体の光束径
が比較的大きくても、大気揺らぎが発生しにくく、した
がって良好に露光投影を行うことができる露光装置を提
供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、マスク上のパターンを投影光学系を介し
て感光基板に転写する露光装置において、投影光学系
は、 λ：使用露光波長 Σi：マスクから感光基板に至る光路のうち、各気体区
間ｉについての合計 Ｌi：気体区間ｉの光軸上での長さ（ｍ） Ｒi：最大物体高から発したメリジオナル面内の光束
の、気体区間ｉのマスク側での光束径と、感光基板側で
の光束径との平均値 としたとき、 なる条件式を満たし、且つ、各気体区間ｉのうちの少な
くともいずれかの区間の気体として、ヘリウム又はネオ
ンを用いたことを特徴とする露光装置を提供する。な
お、最大物体高から発する光束の光束径を用いるのは、
平均的に最も光束径が大きいと思われるからである。
に、本発明は、マスク上のパターンを投影光学系を介し
て感光基板に転写する露光装置において、投影光学系
は、 λ：使用露光波長 Σi：マスクから感光基板に至る光路のうち、各気体区
間ｉについての合計 Ｌi：気体区間ｉの光軸上での長さ（ｍ） Ｒi：最大物体高から発したメリジオナル面内の光束
の、気体区間ｉのマスク側での光束径と、感光基板側で
の光束径との平均値 としたとき、 なる条件式を満たし、且つ、各気体区間ｉのうちの少な
くともいずれかの区間の気体として、ヘリウム又はネオ
ンを用いたことを特徴とする露光装置を提供する。な
お、最大物体高から発する光束の光束径を用いるのは、
平均的に最も光束径が大きいと思われるからである。
【０００５】一般に、気体の揺らぎによる収差は、気体
の温度が揺らぎ、気体密度が揺らぐことにより、気体の
屈折率が揺らぐことにより発生する。気体の屈折率ｎと
密度ρの間には、次のグラッドストーン・デイルの式が
成り立つ。 ｎ−１＝Ｋρ ‥‥（ａ） つまり、密度ρと（ｎ−１）が比例する。
の温度が揺らぎ、気体密度が揺らぐことにより、気体の
屈折率が揺らぐことにより発生する。気体の屈折率ｎと
密度ρの間には、次のグラッドストーン・デイルの式が
成り立つ。 ｎ−１＝Ｋρ ‥‥（ａ） つまり、密度ρと（ｎ−１）が比例する。
【０００６】また、光束が通過する気体中の光路長や光
束径が大きくなるほど、気体の揺らぎによる収差は大き
くなる。この気体揺らぎによる波面収差は、気体が空気
のときには一般的に次式で表される（「光学」第１４巻
（１９８５年）２７６頁参照）。 但し、σ：位相ゆらぎの標準偏差（単位：度） ｋ：投影光学系の環境による比例定数 Ｌ：光路長（単位：ｍ） Ｒ：光束径（単位：ｍｍ） λ：使用露光波長 λ0：Ｈｅ−Ｎｅレーザー波長（６３３ｎｍ） である。
束径が大きくなるほど、気体の揺らぎによる収差は大き
くなる。この気体揺らぎによる波面収差は、気体が空気
のときには一般的に次式で表される（「光学」第１４巻
（１９８５年）２７６頁参照）。 但し、σ：位相ゆらぎの標準偏差（単位：度） ｋ：投影光学系の環境による比例定数 Ｌ：光路長（単位：ｍ） Ｒ：光束径（単位：ｍｍ） λ：使用露光波長 λ0：Ｈｅ−Ｎｅレーザー波長（６３３ｎｍ） である。
【０００７】ここで、波長相応の限界解像を得るために
は、 σ＜１５° ‥‥（ｃ） を満たさなければならない。この式を、投影光学系に適
用してみる。一般に、投影光学系内では、温度変化は
０．１°程度に抑えられているので、ｋ＝０．０３とし
てよい。また、計算しやすいように、Ｌをｍ単位で表
し、λ0をｎｍ単位で表すと、（ｂ）、（ｃ）式より、 となる。よって（ｄ）式を満たさず、すなわち条件式
（１）を満たすような光学系では、空気中で限界解像を
得ることは不可能になる。なお、（ｄ）式又は（１）式
において、Ｌはｍ単位で表した数値であるが、Ｒとλは
単位を含んだ長さであり、したがってどの単位を用いる
かは問題とならない（例えばＲをｍ単位で表し、λをｎ
ｍ単位で表したときには、除算Ｒ／λの結果に、当然に
１０9を乗ずることになる）。
は、 σ＜１５° ‥‥（ｃ） を満たさなければならない。この式を、投影光学系に適
用してみる。一般に、投影光学系内では、温度変化は
０．１°程度に抑えられているので、ｋ＝０．０３とし
てよい。また、計算しやすいように、Ｌをｍ単位で表
し、λ0をｎｍ単位で表すと、（ｂ）、（ｃ）式より、 となる。よって（ｄ）式を満たさず、すなわち条件式
（１）を満たすような光学系では、空気中で限界解像を
得ることは不可能になる。なお、（ｄ）式又は（１）式
において、Ｌはｍ単位で表した数値であるが、Ｒとλは
単位を含んだ長さであり、したがってどの単位を用いる
かは問題とならない（例えばＲをｍ単位で表し、λをｎ
ｍ単位で表したときには、除算Ｒ／λの結果に、当然に
１０9を乗ずることになる）。
【０００８】そこで本発明では、このように光束が通過
する気体中の光路長や光束径が大きく、したがって空気
環境においては限界解像を得がたい光学系において、各
気体区間のうちの少なくともいずれかの区間の気体とし
て、ヘリウム又はネオンを用いたものである。ヘリウム
の絶対屈折率ｎHe、ネオンの絶対屈折率ｎNe、及び空気
の絶対屈折率ｎaはそれぞれ、 ｎHe≒１．００００３ ｎNe≒１．００００８ ｎa ≒１．０００３ である。このため、気体揺らぎの影響すなわち位相揺ら
ぎの発生は、気体が空気のときと比べて、ヘリウムを用
いると約１／１０となり、ネオンを用いると約１／３．
７５となるので、像質の劣化は少なくなる。
する気体中の光路長や光束径が大きく、したがって空気
環境においては限界解像を得がたい光学系において、各
気体区間のうちの少なくともいずれかの区間の気体とし
て、ヘリウム又はネオンを用いたものである。ヘリウム
の絶対屈折率ｎHe、ネオンの絶対屈折率ｎNe、及び空気
の絶対屈折率ｎaはそれぞれ、 ｎHe≒１．００００３ ｎNe≒１．００００８ ｎa ≒１．０００３ である。このため、気体揺らぎの影響すなわち位相揺ら
ぎの発生は、気体が空気のときと比べて、ヘリウムを用
いると約１／１０となり、ネオンを用いると約１／３．
７５となるので、像質の劣化は少なくなる。
【０００９】本発明は、より細かい、より完全な像質、
より小さい分解能を要求される、波長３００ｎｍ以内の
紫外線域のフォトリソグラフィー工程において、特に有
用である。また、光学系内に、反射光学素子を持つ場
合、同じ空間内を投影光は往復２度通ることになるの
で、この光路に乱れがあればその影響は増幅される。し
たがって、特に光束が往復２度通過する光路内をヘリウ
ム又はネオンで置換する必要がある。実際問題として、
空気をヘリウム又はネオンで完全に置換することは気密
性から困難なことが予想されるが、漏洩するヘリウム又
はネオンを補給するように供給手段を設け、あるいはヘ
リウム又はネオンの圧力を調整できるように供給・排出
手段を設けることが好ましい。
より小さい分解能を要求される、波長３００ｎｍ以内の
紫外線域のフォトリソグラフィー工程において、特に有
用である。また、光学系内に、反射光学素子を持つ場
合、同じ空間内を投影光は往復２度通ることになるの
で、この光路に乱れがあればその影響は増幅される。し
たがって、特に光束が往復２度通過する光路内をヘリウ
ム又はネオンで置換する必要がある。実際問題として、
空気をヘリウム又はネオンで完全に置換することは気密
性から困難なことが予想されるが、漏洩するヘリウム又
はネオンを補給するように供給手段を設け、あるいはヘ
リウム又はネオンの圧力を調整できるように供給・排出
手段を設けることが好ましい。
【００１０】またヘリウム又はネオンの分圧は、大気揺
らぎ量が空気を用いたときの例えば１／３以下となるよ
うに、 ｘ：ヘリウム又はネオンの分圧（％） ｎ：ヘリウム又はネオンの屈折率 ｎa：空気の屈折率 としたとき、 を満たすことが好ましい。（ｅ）式より次の（２）式が
導かれるから、次の（２）式を満たすことが好ましい。 ｘ＞２００（ｎa−１）／３（ｎa−ｎ） ‥‥（２）
らぎ量が空気を用いたときの例えば１／３以下となるよ
うに、 ｘ：ヘリウム又はネオンの分圧（％） ｎ：ヘリウム又はネオンの屈折率 ｎa：空気の屈折率 としたとき、 を満たすことが好ましい。（ｅ）式より次の（２）式が
導かれるから、次の（２）式を満たすことが好ましい。 ｘ＞２００（ｎa−１）／３（ｎa−ｎ） ‥‥（２）
【００１１】上記（２）式に、ｎHe≒１．００００３、
ｎNe≒１．００００８、ｎa≒１．０００３を代入する
と、ヘリウムを用いるときには、 ｘ＞７４％ ‥‥（２ａ） またネオンを用いるときには、 ｘ＞９１％ ‥‥（２ｂ） とし、その濃度が一定であるように管理すれば、大気揺
らぎ量は空気の１／３以下に抑えられる。
ｎNe≒１．００００８、ｎa≒１．０００３を代入する
と、ヘリウムを用いるときには、 ｘ＞７４％ ‥‥（２ａ） またネオンを用いるときには、 ｘ＞９１％ ‥‥（２ｂ） とし、その濃度が一定であるように管理すれば、大気揺
らぎ量は空気の１／３以下に抑えられる。
【００１２】また、ヘリウム又はネオンの分子は空気の
主成分たる窒素の分子に比べて小さいため、密封を保つ
のが空気よりも難しい。この場合、へリウム又はネオン
を用いた領域の全圧が、外界の空気の大気圧よりも小さ
ければ、気体の流れは主として外界側からへリウム又は
ネオンを用いた領域側に向うこととなる。したがって空
気に対して透過率の低い物質を外界との境界に入れるだ
けで、密封性を保つことができる。このため、ヘリウム
又はネオンを用いた領域の全圧を空気より低く保つのは
有効である。
主成分たる窒素の分子に比べて小さいため、密封を保つ
のが空気よりも難しい。この場合、へリウム又はネオン
を用いた領域の全圧が、外界の空気の大気圧よりも小さ
ければ、気体の流れは主として外界側からへリウム又は
ネオンを用いた領域側に向うこととなる。したがって空
気に対して透過率の低い物質を外界との境界に入れるだ
けで、密封性を保つことができる。このため、ヘリウム
又はネオンを用いた領域の全圧を空気より低く保つのは
有効である。
【００１３】それに、ヘリウム又はネオンのシールを完
全に行うことも有効である。このためには、例えば金属
シールが考えられるが、被シール材が光学素子の場合に
は、その光学素子に歪みを生じるという問題があり、屈
折率ゆらぎが改善されても光学素子の歪みに起因する露
光性能の劣化を生じるために、総合的に性能が向上する
とは限らない。一方、エラストマシール材を用いれば、
光学素子の歪みは発生しにくく、材質や使用条件を適宜
選定することで良好にヘリウム等のガスシールを実現で
きる。エラストマシール材としては、気体透過率が小さ
いフッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエ
チレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エピクロ
ロヒドリンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムなどが有効
である。
全に行うことも有効である。このためには、例えば金属
シールが考えられるが、被シール材が光学素子の場合に
は、その光学素子に歪みを生じるという問題があり、屈
折率ゆらぎが改善されても光学素子の歪みに起因する露
光性能の劣化を生じるために、総合的に性能が向上する
とは限らない。一方、エラストマシール材を用いれば、
光学素子の歪みは発生しにくく、材質や使用条件を適宜
選定することで良好にヘリウム等のガスシールを実現で
きる。エラストマシール材としては、気体透過率が小さ
いフッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエ
チレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エピクロ
ロヒドリンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムなどが有効
である。
【００１４】また、マスクから感光基板に至る光路のう
ちのすべての気体区間にヘリウム又はネオンを用いるこ
とのほか、気体区間の一部分にヘリウム又はネオンを用
いることも有効である。例えば、混合気体の混合比を制
御することによって光学特性を制御する方法（特公平５
−１４４７００）を、露光装置内の一部に入れる場合に
は、レンズコントローラー内の気体はむしろ絶対屈折率
の大きいものの方が適していることもある。このような
場合には、へリウム又はネオンは、数カ所に分けて部分
的に用いた方が有効となる。また、レンズ内の調整機構
を作業者が調整する場合、調整部分がヘリウム又はネオ
ンで置換されていると、作業は困難となるので、調整部
分のみ空気のままにしておくことも考えられる。
ちのすべての気体区間にヘリウム又はネオンを用いるこ
とのほか、気体区間の一部分にヘリウム又はネオンを用
いることも有効である。例えば、混合気体の混合比を制
御することによって光学特性を制御する方法（特公平５
−１４４７００）を、露光装置内の一部に入れる場合に
は、レンズコントローラー内の気体はむしろ絶対屈折率
の大きいものの方が適していることもある。このような
場合には、へリウム又はネオンは、数カ所に分けて部分
的に用いた方が有効となる。また、レンズ内の調整機構
を作業者が調整する場合、調整部分がヘリウム又はネオ
ンで置換されていると、作業は困難となるので、調整部
分のみ空気のままにしておくことも考えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図ｌは本発明による露光装置の第１実施例
を示し、この実施例の投影光学系は反射屈折系によって
構成されている。マスクＭ上のパターンから発した光束
は、レンズＬ1〜Ｌ4とレンズＬ5〜Ｌ11を透過し、凹面
鏡ＭCによって反射し、レンズＬ11〜Ｌ5を往路とは逆方
向に透過し、レンズＬ4とＬ5との間に配置された第１平
面鏡ＭP1で反射し、この第１平面鏡ＭP1の近傍にて中間
結像を行う。次いで光束は、レンズＬ12、Ｌ13を透過
し、第２平面鏡ＭP2で反射し、レンズＬ14〜Ｌ16を透過
し、開口絞りＡＳを通過し、レンズＬ17〜Ｌ23を透過し
て、感光基板Ｗ上にパターンの像を再結像する。この投
影光学系では、全レンズＬ1〜Ｌ23のうちの３枚のレン
ズＬ9、Ｌ14、Ｌ22の硝材が蛍石ＣａＦ2であり、残りの
レンズの硝材は石英ガラスＳｉＯ2である。同図に示す
ようにこの第１実施例では、マスクＭから感光基板Ｗに
至るすべての光路が密閉容器１内に配置されており、こ
の密閉容器１には、ヘリウムガスＨｅを供給・排出する
ヘリウム給排装置２が接続されている。
て説明する。図ｌは本発明による露光装置の第１実施例
を示し、この実施例の投影光学系は反射屈折系によって
構成されている。マスクＭ上のパターンから発した光束
は、レンズＬ1〜Ｌ4とレンズＬ5〜Ｌ11を透過し、凹面
鏡ＭCによって反射し、レンズＬ11〜Ｌ5を往路とは逆方
向に透過し、レンズＬ4とＬ5との間に配置された第１平
面鏡ＭP1で反射し、この第１平面鏡ＭP1の近傍にて中間
結像を行う。次いで光束は、レンズＬ12、Ｌ13を透過
し、第２平面鏡ＭP2で反射し、レンズＬ14〜Ｌ16を透過
し、開口絞りＡＳを通過し、レンズＬ17〜Ｌ23を透過し
て、感光基板Ｗ上にパターンの像を再結像する。この投
影光学系では、全レンズＬ1〜Ｌ23のうちの３枚のレン
ズＬ9、Ｌ14、Ｌ22の硝材が蛍石ＣａＦ2であり、残りの
レンズの硝材は石英ガラスＳｉＯ2である。同図に示す
ようにこの第１実施例では、マスクＭから感光基板Ｗに
至るすべての光路が密閉容器１内に配置されており、こ
の密閉容器１には、ヘリウムガスＨｅを供給・排出する
ヘリウム給排装置２が接続されている。
【００１６】図３は本発明による露光装置の第２実施例
を示し、この実施例の投影光学系も反射屈折系によって
構成されている。但しこの第２実施例では、マスクＭか
ら感光基板Ｗに至る光路のうちの一部分をヘリウム環境
とし、他の部分は空気環境としている。すなわちマスク
ＭからレンズＬ5までの光路と、第１平面鏡ＭP1からレ
ンズＬ14までの光路は、調整用に使用されるために空気
環境とし、レンズＬ5から凹面鏡ＭCまでの光路は、往復
光路であることと光束径が比較的大きいことからヘリウ
ム環境とし、レンズＬ14からレンズＬ23までの光路も、
光束径が比較的大きいことからヘリウム環境としてい
る。上記両実施例とも、光源としてλ＝１９３．３ｎｍ
のＡｒＦレーザーを用いており、最大像高は１７．６ｍ
ｍ、開口数はＮ．Ａ．＝０．６５である。
を示し、この実施例の投影光学系も反射屈折系によって
構成されている。但しこの第２実施例では、マスクＭか
ら感光基板Ｗに至る光路のうちの一部分をヘリウム環境
とし、他の部分は空気環境としている。すなわちマスク
ＭからレンズＬ5までの光路と、第１平面鏡ＭP1からレ
ンズＬ14までの光路は、調整用に使用されるために空気
環境とし、レンズＬ5から凹面鏡ＭCまでの光路は、往復
光路であることと光束径が比較的大きいことからヘリウ
ム環境とし、レンズＬ14からレンズＬ23までの光路も、
光束径が比較的大きいことからヘリウム環境としてい
る。上記両実施例とも、光源としてλ＝１９３．３ｎｍ
のＡｒＦレーザーを用いており、最大像高は１７．６ｍ
ｍ、開口数はＮ．Ａ．＝０．６５である。
【００１７】図５は、密閉容器１とレンズとのシール部
の詳細を示し、レンズ支持部材３にレンズ固定部材４を
螺入することにより、レンズ支持部材３とレンズ固定部
材４によってレンズＬの両面の外周部を挟着固定し、レ
ンズ支持部材３とレンズＬとの当接面に、エラストマに
よって形成したＯリング５を介装することにより、外界
とのシールを図っている。なおこのシール構造は、上記
第２実施例のレンズＬ5と密閉容器１との間、レンズＬ
14と密閉容器１との間、及びレンズＬ23と密閉容器１と
の間に用いられる。
の詳細を示し、レンズ支持部材３にレンズ固定部材４を
螺入することにより、レンズ支持部材３とレンズ固定部
材４によってレンズＬの両面の外周部を挟着固定し、レ
ンズ支持部材３とレンズＬとの当接面に、エラストマに
よって形成したＯリング５を介装することにより、外界
とのシールを図っている。なおこのシール構造は、上記
第２実施例のレンズＬ5と密閉容器１との間、レンズＬ
14と密閉容器１との間、及びレンズＬ23と密閉容器１と
の間に用いられる。
【００１８】以下の表１と表２にそれぞれ第１、第２実
施例の投影光学系の諸元を示す。各表中、第１欄はマス
クＭ側からの各光学面の番号、第２欄ｒは各光学面の曲
率半径、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸
上の間隔、第４欄Ｒは最大物体高から発したメリジオナ
ル面内の光束の各光学面での光束径、第５欄は各光学面
から次の光学面までの空間を満たす媒質、第６欄は各光
学面又は各光学素子の番号である。なお、第３欄の光学
面の間隔ｄは、光束が反射するたびに正負を逆転して示
している。
施例の投影光学系の諸元を示す。各表中、第１欄はマス
クＭ側からの各光学面の番号、第２欄ｒは各光学面の曲
率半径、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸
上の間隔、第４欄Ｒは最大物体高から発したメリジオナ
ル面内の光束の各光学面での光束径、第５欄は各光学面
から次の光学面までの空間を満たす媒質、第６欄は各光
学面又は各光学素子の番号である。なお、第３欄の光学
面の間隔ｄは、光束が反射するたびに正負を逆転して示
している。
【００１９】また、前記（１）式中のＲiは、第４欄Ｒ
の各気体区間ごとの平均値を意味する。（１）式中のパ
ラメータの値は、第１、第２実施例とも次の通りであ
り、したがって（１）式を満たしている。 また、石英ガラスＳｉＯ2、蛍石ＣａＦ2及びヘリウムガ
スＨｅの空気に対する相対屈折率は、次の通りである。
石英ガラス（ＳｉＯ2） １．５６０３３ 蛍石（ＣａＦ2） １．５０１４６ ヘリウムガス（Ｈｅ） ０．９９９７２
の各気体区間ごとの平均値を意味する。（１）式中のパ
ラメータの値は、第１、第２実施例とも次の通りであ
り、したがって（１）式を満たしている。 また、石英ガラスＳｉＯ2、蛍石ＣａＦ2及びヘリウムガ
スＨｅの空気に対する相対屈折率は、次の通りである。
石英ガラス（ＳｉＯ2） １．５６０３３ 蛍石（ＣａＦ2） １．５０１４６ ヘリウムガス（Ｈｅ） ０．９９９７２
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】図２と図４にそれぞれ第１実施例と第２実
施例の投影光学系の横収差を示す。両図中Ｙは像高を表
す。両図に示されるように、前記条件式（１）を満たし
ているにも拘らず、ヘリウム環境を用いることにより、
両実施例とも優れた結像性能を有することが解る。なお
上記両実施例では、本発明を反射系を含む投影光学系に
適用した場合を示したが、本発明は、反射系、反射屈折
系、屈折系のいずれにも有効に適用することができる。
特に反射部材を有する系では、往復の光路があり、全長
と光束径が大きくなりやすいので、本発明は有効であ
る。
施例の投影光学系の横収差を示す。両図中Ｙは像高を表
す。両図に示されるように、前記条件式（１）を満たし
ているにも拘らず、ヘリウム環境を用いることにより、
両実施例とも優れた結像性能を有することが解る。なお
上記両実施例では、本発明を反射系を含む投影光学系に
適用した場合を示したが、本発明は、反射系、反射屈折
系、屈折系のいずれにも有効に適用することができる。
特に反射部材を有する系では、往復の光路があり、全長
と光束径が大きくなりやすいので、本発明は有効であ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上の通り本発明による露光装置によ
り、大気揺らぎの影響を小さくして波面収差を小さく
し、良好な像を得ることができた。
り、大気揺らぎの影響を小さくして波面収差を小さく
し、良好な像を得ることができた。
【図１】第１実施例を示す断面図
【図２】第１実施例の投影光学系の横収差図
【図３】第２実施例を示す断面図
【図４】第２実施例の投影光学系の横収差図
【図５】密閉容器とレンズとのシール部を示す断面図
１…密閉容器 ２…ヘリウム給排装
置 ３…レンズ支持部材 ４…レンズ固定部材 ５…Ｏリング Ｌ1〜Ｌ23…レンズ ＭC…凹面鏡 ＭP1、ＭP2…平面鏡 Ｍ…マスク Ｗ…感光基板 ＡＳ…開口絞り
置 ３…レンズ支持部材 ４…レンズ固定部材 ５…Ｏリング Ｌ1〜Ｌ23…レンズ ＭC…凹面鏡 ＭP1、ＭP2…平面鏡 Ｍ…マスク Ｗ…感光基板 ＡＳ…開口絞り
Claims (7)
- 【請求項１】マスク上のパターンを投影光学系を介して
感光基板に転写する露光装置において、前記投影光学系
は、 λ：使用露光波長 Σi：前記マスクから感光基板に至る光路のうち、各気
体区間ｉについての合計 Ｌi：前記気体区間ｉの光軸上での長さ（ｍ） Ｒi：最大物体高から発したメリジオナル面内の光束
の、前記気体区間ｉのマスク側での光束径と、感光基板
側での光束径との平均値 としたとき、 なる条件式を満たし、且つ、 前記各気体区間ｉのうちの少なくともいずれかの区間の
気体として、ヘリウム又はネオンを用いたことを特徴と
する露光装置。 - 【請求項２】前記ヘリウム又はネオンを用いた気体区間
は、前記ヘリウム又はネオンを供給し、又は供給・排出
する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の
露光装置。 - 【請求項３】前記ヘリウム又はネオンを用いた気体区間
は、次式を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載
の露光装置。 ｘ＞２００（ｎa−１）／３（ｎa−ｎ） ‥‥（２） 但し、ｘ：ヘリウム又はネオンの分圧（％） ｎ：ヘリウム又はネオンの屈折率 ｎa：空気の屈折率 である。 - 【請求項４】前記使用露光波長λがλ≦３００ｎｍであ
ることを特徴とする請求項１、２又は３記載の露光装
置。 - 【請求項５】前記投影光学系は反射光学素子を含むこと
を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の露光装置。 - 【請求項６】前記ヘリウム又はネオンを用いた気体区間
の全圧は、大気圧以下であることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項記載の露光装置。 - 【請求項７】前記ヘリウム又はネオンを用いた気体区間
と外部空間との境界を、エラストマでシールしたことを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の露光装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164955A JPH10340850A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 露光装置 |
| US09/088,140 US5969802A (en) | 1997-06-05 | 1998-06-01 | Exposure apparatus |
| EP98110088A EP0883029B1 (en) | 1997-06-05 | 1998-06-03 | Exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164955A JPH10340850A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340850A true JPH10340850A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15803049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164955A Pending JPH10340850A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5969802A (ja) |
| EP (1) | EP0883029B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10340850A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9097992B2 (en) | 2004-08-19 | 2015-08-04 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10000193B4 (de) | 2000-01-05 | 2007-05-03 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches System |
| DE10119861A1 (de) | 2000-05-04 | 2001-11-08 | Zeiss Carl | Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie |
| US7203007B2 (en) * | 2000-05-04 | 2007-04-10 | Carl Zeiss Smt Ag | Projection exposure machine comprising a projection lens |
| DE60117107T2 (de) | 2000-07-14 | 2006-10-05 | Asml Netherlands B.V. | Lithographischer Projektionsapparat, Verfahren zur Herstellung eines Artikel, dabei erzeugter Artikel und Gaszusammensetzung |
| DE10040998A1 (de) * | 2000-08-22 | 2002-03-14 | Zeiss Carl | Projektionsbelichtungsanlage |
| US6844915B2 (en) * | 2001-08-01 | 2005-01-18 | Nikon Corporation | Optical system and exposure apparatus provided with the optical system |
| DE102006010337B4 (de) * | 2006-03-07 | 2010-06-02 | Carl Zeiss Smt Ag | Off-axis-Objektive mit drehbarem optischen Element |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2516194B2 (ja) * | 1984-06-11 | 1996-07-10 | 株式会社日立製作所 | 投影露光方法 |
| US4616908A (en) * | 1984-07-19 | 1986-10-14 | Gca Corporation | Microlithographic system |
| JPH0722101B2 (ja) * | 1985-08-29 | 1995-03-08 | 株式会社ニコン | 投影型露光装置用遮風装置 |
| EP0252734B1 (en) * | 1986-07-11 | 2000-05-03 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray reduction projection exposure system of reflection type |
| JPH0628227B2 (ja) * | 1987-10-06 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | 半導体露光装置 |
| US5063586A (en) * | 1989-10-13 | 1991-11-05 | At&T Bell Laboratories | Apparatus for semiconductor lithography |
| JPH05144700A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Canon Inc | 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
| US5559584A (en) * | 1993-03-08 | 1996-09-24 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| US5696623A (en) * | 1993-08-05 | 1997-12-09 | Fujitsu Limited | UV exposure with elongated service lifetime |
| US5515207A (en) * | 1993-11-03 | 1996-05-07 | Nikon Precision Inc. | Multiple mirror catadioptric optical system |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP9164955A patent/JPH10340850A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-01 US US09/088,140 patent/US5969802A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-03 EP EP98110088A patent/EP0883029B1/en not_active Revoked
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|---|---|---|---|---|
| US9097992B2 (en) | 2004-08-19 | 2015-08-04 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US9488923B2 (en) | 2004-08-19 | 2016-11-08 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US9507278B2 (en) | 2004-08-19 | 2016-11-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US9746788B2 (en) | 2004-08-19 | 2017-08-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US9904185B2 (en) | 2004-08-19 | 2018-02-27 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US10331047B2 (en) | 2004-08-19 | 2019-06-25 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US10599054B2 (en) | 2004-08-19 | 2020-03-24 | Asml Holding N.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US10705439B2 (en) | 2004-08-19 | 2020-07-07 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0883029B1 (en) | 2003-09-03 |
| EP0883029A1 (en) | 1998-12-09 |
| US5969802A (en) | 1999-10-19 |
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