JP2003233004A - Reflective projection optical system, exposure device, and method for manufacturing device - Google Patents
Reflective projection optical system, exposure device, and method for manufacturing deviceInfo
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Landscapes
- Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、露光装
置に係り、特に、紫外線や極紫外線(EUV:extr
eme ultraviolet)光を利用して半導体
ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用
のガラス基板などの被処理体を投影露光する反射型投影
光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to an exposure apparatus, and more particularly to ultraviolet rays and extreme ultraviolet rays (EUV: extr).
The present invention relates to a reflective projection optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method for projecting and exposing an object to be processed such as a single crystal substrate for a semiconductor wafer and a glass substrate for a liquid crystal display (LCD) by utilizing emultraviolet light.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の電子機器の小型化及び薄型化の要
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなっている。例えば、マスクパター
ンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース
(L&S)0.1μm以下の寸法像を広範囲に形成する
ことが要求され、今後は更に80nm以下の回路パター
ン形成に移行することが予想される。L&Sは、露光に
おいてラインとスペースの幅が等しい状態でウェハ上に
投影された像であり、露光の解像度を示す尺度である。2. Description of the Related Art Due to recent demands for miniaturization and thinning of electronic devices, there is an increasing demand for miniaturization of semiconductor elements mounted on the electronic devices. For example, a design rule for a mask pattern is required to form a dimensional image with a line and space (L & S) of 0.1 μm or less in a wide range, and it is expected to shift to a circuit pattern formation of 80 nm or less in the future. . L & S is an image projected on a wafer in the state where the widths of lines and spaces are the same in exposure, and is a measure showing the resolution of exposure.
【0003】半導体製造用の代表的な露光装置である投
影露光装置は、マスク又はレチクル(なお、本出願では
これらの用語を交換可能に使用する。)上に描画された
パターンをウェハに投影露光する投影光学系を備えてい
る。投影露光装置の解像度(正確に転写できる最小寸
法)Rは、光源の波長λと投影光学系の開口数(NA)
を用いて次式で与えられる。A projection exposure apparatus, which is a typical exposure apparatus for semiconductor manufacturing, projects and exposes a pattern drawn on a mask or reticle (herein, these terms are used interchangeably) onto a wafer. It has a projection optical system. The resolution R (minimum dimension that can be accurately transferred) of the projection exposure apparatus is the wavelength λ of the light source and the numerical aperture (NA) of the projection optical system.
Is given by
【0004】[0004]
【数1】 [Equation 1]
【0005】従って、波長を短くすればするほど、及
び、NAを上げれば上げるほど、解像度は良くなる。近
年では、解像度はより小さい値を要求されNAを上げる
だけではこの要求を満足するには限界となっており、短
波長化により解像度の向上を見込んでいる。現在では、
露光光源は、KrFエキシマレーザー(波長約248n
m)及びArFエキシマレーザー(波長約193nm)
からF2レーザー(波長約157nm)に移行してお
り、更には、EUV(extreme ultravi
olet)光の実用化も進んでいる。Therefore, the shorter the wavelength and the higher the NA, the better the resolution. In recent years, the resolution is required to have a smaller value, and increasing the NA is the limit to satisfy this requirement, and it is expected that the resolution will be improved by shortening the wavelength. Currently,
The exposure light source is a KrF excimer laser (wavelength of about 248n
m) and ArF excimer laser (wavelength about 193 nm)
It has shifted to the F 2 laser (wavelength: about 157 nm) from further, EUV (extreme ultravi
olet) Light is being put to practical use.
【0006】しかし、光の短波長化が進むと光が透過す
る硝材が限られてしまうために屈折素子、即ち、レンズ
を多用することは難しく、投影光学系に反射素子、即
ち、ミラーを含めることが有利になる。更に、露光光が
EUV光になると使用できる硝材は存在しなくなり、投
影光学系にレンズを含めることは不可能となる。そこ
で、投影光学系をミラー(例えば、多層膜ミラー)のみ
で構成する反射型投影光学系が提案されている。However, as the wavelength of light is shortened, the glass material through which light is transmitted is limited, so it is difficult to use many refracting elements, that is, lenses, and the projection optical system includes reflecting elements, that is, mirrors. Will be advantageous. Furthermore, when the exposure light becomes EUV light, there is no usable glass material, and it becomes impossible to include a lens in the projection optical system. Therefore, a reflective projection optical system has been proposed in which the projection optical system is composed of only a mirror (for example, a multilayer mirror).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反射型投影光学系は、解像力及びスループットなどの露
光性能をバランスよく両立させることができず、高品位
なデバイスを提供できないという問題があった。より特
定的には、多層膜ミラーの反射率を、例えば、67%と
すると、4枚のミラーより構成される反射型投影光学系
(以下、4枚ミラー系と表現する場合もある。)は、総
合して20%程度の反射率を得ることができるものの、
開口数(NA)が0.1程度までしか達成できないため
解像力の向上が望めない。一方、6枚のミラーより構成
される反射型投影光学系(以下、6枚ミラー系と表現す
る場合もある。)では、NAを0.15程度以上に大き
くできるため解像力を向上させることが可能であるが、
総合して9%程度の反射率になるためスループットが低
下してしまう。However, the conventional reflection type projection optical system has a problem that it is not possible to achieve a well-balanced exposure performance such as resolution and throughput, and it is not possible to provide a high quality device. More specifically, assuming that the reflectance of the multilayer film mirror is, for example, 67%, a reflection type projection optical system composed of four mirrors (hereinafter sometimes referred to as a four-mirror system). , Although a total reflectance of about 20% can be obtained,
Since the numerical aperture (NA) can be achieved only up to about 0.1, improvement in resolution cannot be expected. On the other hand, in a reflection type projection optical system composed of 6 mirrors (hereinafter sometimes referred to as a 6-mirror system), the NA can be increased to about 0.15 or more, so that the resolution can be improved. In Although,
Since the reflectivity is about 9% in total, the throughput is lowered.
【0008】このため、この中間の枚数として解像力と
スループットのバランスのとれた5枚のミラーより構成
される反射型投影光学系(以下、5枚ミラー系と表現す
る場合もある。)が提案されている。この種の5枚ミラ
ー系の例は、公開特許2000年第269132号公
報、米国特許第6,072,852号、米国特許第6,
199,991号に開示されている。For this reason, a reflection type projection optical system (hereinafter also referred to as a five-mirror system) composed of five mirrors in which the resolution and the throughput are well balanced is proposed as an intermediate number. ing. Examples of this type of five-mirror system include Japanese Patent Publication No. 2000-269132, US Pat. No. 6,072,852, and US Pat.
199,991.
【0009】公開特許2000年第269132号は、
NA0.15、縮小倍率1/4倍、スリット幅1.7m
m及び2mmの実施例を開示している。しかし、この実
施例は、特に、第3のミラーの光線束領域が光軸から大
きくはずれて、空間的に露光装置の物体(レチクル)の
上部に位置することになるため、露光装置全体の大型化
につながり好ましくない。[0009] Published Patent No. 2000, 269132,
NA 0.15, reduction ratio 1/4, slit width 1.7m
Examples of m and 2 mm are disclosed. However, in this embodiment, in particular, the light flux region of the third mirror is largely deviated from the optical axis and is spatially positioned above the object (reticle) of the exposure apparatus, so that the size of the entire exposure apparatus is large. It is not preferable because it leads to
【0010】米国特許第6,072,852号は、NA
0.18、縮小倍率1/4倍、スリット幅1.5mmの
実施例を開示している。しかしながら、かかる公報の設
計例の光学系は、物体面(マスク)と像面(ウェハ)が
光軸方向の同じ位置にある。従って、マスクステージと
ウェハステージとが機械的に干渉してしまうので、装置
として実現することが困難である。US Pat. No. 6,072,852 describes NA
An example of 0.18, reduction ratio 1/4, and slit width 1.5 mm is disclosed. However, in the optical system of the design example of this publication, the object plane (mask) and the image plane (wafer) are at the same position in the optical axis direction. Therefore, since the mask stage and the wafer stage mechanically interfere with each other, it is difficult to realize the device.
【0011】米国特許第6,199,991号は、NA
0.20、縮小倍率1/4倍、スリット幅1.5mm及
び1mmの実施例を開示している。しかし、かかる公報
の設計例の光学系は、公開特許2000年第26913
2号と同様に、特に、第3のミラーの光線束領域が光軸
から大きくはずれて、空間的に露光装置の物体(レチク
ル)の上部に位置することになるため、露光装置全体の
大型化につながり好ましくない。US Pat. No. 6,199,991 discloses NA
An example of 0.20, a reduction ratio of 1/4, a slit width of 1.5 mm and 1 mm is disclosed. However, the optical system of the design example of this publication is disclosed in Published Patent No. 2000, No. 26913.
Similar to No. 2, in particular, since the light flux region of the third mirror is largely deviated from the optical axis and spatially positioned above the object (reticle) of the exposure apparatus, the size of the entire exposure apparatus is increased. It leads to and is not preferable.
【0012】そこで、本発明は、EUVリソグラフィー
システムに適用可能で、解像力とスループットのバラン
スのとれたコンパクトな5枚ミラー系の反射型投影光学
系、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例
示的目的とする。Therefore, the present invention is applicable to an EUV lithography system, and provides a compact five-mirror type reflective projection optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method in which resolution and throughput are balanced. Purpose.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一側面としての反射型投影光学系は、物体
側から像側にかけて順に、第1のミラー(M1)、第2
のミラー(M2)、第3のミラー(M3)、第4のミラ
ー(M4)、第5のミラー(M5)の順に光を反射する
ような5枚のミラーが基本的に共軸系をなすように配置
され、主光線の各ミラーにおける光軸からの高さ方向の
位置を、前記第2のミラー(M2)から前記第5のミラ
ー(M5)までは順に同方向に変位させたことを特徴と
する。かかる反射型投影光学系によれば、第2のミラー
以降の第3のミラー乃至第5のミラーへの有効光線束の
光学系の光軸AXからの距離を大きくすることなく結像
させることができ、光学系のコンパクト化と、ミラー各
面での収差発生の低減を同時に満足させることができ
る。To achieve the above object, a reflection type projection optical system according to one aspect of the present invention comprises a first mirror (M1) and a second mirror (M1) in order from the object side to the image side.
The mirror (M2), the third mirror (M3), the fourth mirror (M4), and the fifth mirror (M5) in this order form five coaxial mirrors that basically form a coaxial system. The positions of the principal rays in the height direction from the optical axis in each mirror are sequentially displaced in the same direction from the second mirror (M2) to the fifth mirror (M5). Characterize. According to such a reflection type projection optical system, an image can be formed on the third mirror to the fifth mirror after the second mirror without increasing the distance from the optical axis AX of the optical system of the effective ray bundle. Therefore, the compactness of the optical system and the reduction of aberrations on each surface of the mirror can be satisfied at the same time.
【0014】上述の反射型投影光学系において、前記物
体面の光軸方向の位置が空間的に前記第1のミラー(M
1)と前記第3のミラー(M3)の間にあることを特徴
とする。これにより、例えば、露光装置の物体面である
レチクル(マスク)より上部に第1のミラーしかなくな
り、露光装置の小型化につながる。開口絞りが空間的に
前記物体面と前記第1のミラー(M1)の間の光軸上に
配置されていることを特徴とする。これにより、第1の
ミラーのミラー面での有効光線束を光軸から大きくはず
すことはなくなるので、例えば、露光装置のレチクルよ
り上部の第1のミラーの空間的な大きさを光軸近傍で小
さくすることができる。前記第3のミラー(M3)と前
記第4のミラー(M4)の中間で中間像を結像すること
を特徴とする。これにより、第1のミラー乃至第3のミ
ラーまでの3枚のミラーで中間像を結像し、かかる中間
像を第4のミラー及び第5のミラーの2枚のミラーで像
面上に再結像する構成をとることによって、良好な収差
補正、特に、良好な非対称収差の補正を実現できる。前
記第1のミラー(M1)が凹面形状、前記第2のミラー
(M2)が凹面形状、前記第3のミラー(M3)が凸面
形状、前記第4のミラー(M4)が凸面形状、前記第5
のミラー(M5)が凹面形状であることを特徴とする。
これにより、良好な収差補正を実現することができる。
なお、前記5枚のミラーのうち少なくとも1枚は非球面
ミラーであることが好ましい。更に、前記5枚のミラー
は、EUV光を反射する多層膜ミラーであって、20n
m以下の波長を有する光を効率よく反射することができ
る。In the reflective projection optical system described above, the position of the object plane in the optical axis direction is spatially defined by the first mirror (M).
1) and the third mirror (M3). Thereby, for example, only the first mirror is provided above the reticle (mask) which is the object plane of the exposure apparatus, which leads to downsizing of the exposure apparatus. The aperture stop is spatially arranged on the optical axis between the object plane and the first mirror (M1). This prevents the effective ray bundle on the mirror surface of the first mirror from being largely deviated from the optical axis. Therefore, for example, the spatial size of the first mirror above the reticle of the exposure apparatus can be set near the optical axis. Can be made smaller. An intermediate image is formed between the third mirror (M3) and the fourth mirror (M4). As a result, an intermediate image is formed by the three mirrors from the first mirror to the third mirror, and the intermediate image is reproduced on the image plane by the two mirrors of the fourth mirror and the fifth mirror. By adopting a configuration for forming an image, good aberration correction, particularly good asymmetric aberration correction can be realized. The first mirror (M1) has a concave shape, the second mirror (M2) has a concave shape, the third mirror (M3) has a convex shape, and the fourth mirror (M4) has a convex shape. 5
The mirror (M5) has a concave shape.
Thereby, good aberration correction can be realized.
At least one of the five mirrors is preferably an aspherical mirror. Further, the five mirrors are multilayer mirrors that reflect EUV light,
Light having a wavelength of m or less can be efficiently reflected.
【0015】本発明の別の側面としての露光装置は、上
述の反射型投影光学系と、前記物体面上にマスクのパタ
ーンを位置付けるべく当該マスクを保持するステージ
と、前記像面上に感光層を位置付けるべく基板を保持す
るステージと、前記反射型投影光学系の円弧状の視野に
対応する円弧状のEUV光により前記マスクを照明する
照明装置と、前記EUV光で前記マスクを照明する状態
で前記各ステージを同期して走査する手段とを有する。
かかる露光装置によれば、上述した反射型投影光学系を
構成要素の一部に有し、NA及びスリット幅を大きくし
て解像力とスループットのバランスをとりつつ、マスク
を保持するステージと基板を保持するステージとが機械
的に干渉することを防止することができる。An exposure apparatus as another aspect of the present invention is a reflection type projection optical system described above, a stage for holding a mask so as to position a mask pattern on the object plane, and a photosensitive layer on the image plane. A stage for holding the substrate for positioning, an illuminating device for illuminating the mask with arc-shaped EUV light corresponding to the arc-shaped visual field of the reflective projection optical system, and a state for illuminating the mask with the EUV light. And means for scanning each of the stages in synchronization.
According to such an exposure apparatus, the reflection type projection optical system described above is provided as a part of the components, and the NA and the slit width are increased to balance the resolution and the throughput, while holding the stage holding the mask and the substrate. It is possible to prevent mechanical interference with the rotating stage.
【0016】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光する
ステップと、前記露光された被処理体に所定のプロセス
を行うステップとを有する。上述の露光装置の作用と同
様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及
び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。
また、かかるデバイスは、例えば、LSIやVSLIな
どの半導体チップ、CCD、LCD、磁気センサー、薄
膜磁気ヘッドなどを含む。A device manufacturing method as still another aspect of the present invention includes the steps of exposing the object to be processed using the above-mentioned exposure apparatus, and performing a predetermined process on the exposed object to be processed. . The claims of the device manufacturing method having the same operation as the above-described operation of the exposure apparatus extend to the devices themselves which are intermediate and final products.
Further, such devices include, for example, semiconductor chips such as LSI and VSLI, CCDs, LCDs, magnetic sensors, thin film magnetic heads, and the like.
【0017】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。A further object or other feature of the present invention is that
It will be apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一側面としての反射型投影光学系100及び露光装
置200について説明する。但し、本発明はこれらの実
施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成され
る範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよ
い。ここで、図1は、本発明の一側面としての反射型投
影光学系100の例示的一形態及びその光路を示す概略
断面図である。また、図2は、図1に示す反射型投影光
学系100における一つの像高に対してその主光線の光
路を示す概略断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A reflective projection optical system 100 and an exposure apparatus 200 according to one aspect of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these examples, and each constituent element may be substituted instead as long as the object of the present invention is achieved. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an exemplary form of a reflective projection optical system 100 as one aspect of the present invention and an optical path thereof. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the optical path of the principal ray for one image height in the reflective projection optical system 100 shown in FIG.
【0019】図1を参照するに、本発明の反射型投影光
学系100は、物体面MS(例えば、マスク面)上のパ
ターンを像面W(例えば、基板などの被処理体面)上に
縮小投影する光学系であって、5枚のミラーM1乃至M
5を、図1に示すように、物体面MSから光を反射する
順に、第1のミラーM1、第2のミラーM2、第3のミ
ラーM3、第4のミラーM4、第5のミラーM5を配置
している。Referring to FIG. 1, a reflective projection optical system 100 of the present invention reduces a pattern on an object plane MS (eg, mask surface) onto an image plane W (eg, a surface of an object to be processed such as a substrate). An optical system for projection, which includes five mirrors M1 to M
5, the first mirror M1, the second mirror M2, the third mirror M3, the fourth mirror M4, and the fifth mirror M5 are arranged in the order in which light is reflected from the object plane MS, as shown in FIG. It is arranged.
【0020】反射型投影光学系100は、基本的には、
1本の光軸の回りに軸対称な共軸光学系であり、光軸を
中心としたリング状の像面で収差が補正される。但し、
収差補正上又は収差調整上、反射型投影光学系100の
各ミラーM1乃至M5が完全に共軸系となるように配置
される必要はなく、若干の偏心をさせて収差を改善して
もよい。The reflection type projection optical system 100 basically has
This is a coaxial optical system that is axially symmetric about one optical axis, and aberrations are corrected on a ring-shaped image plane centered on the optical axis. However,
In terms of aberration correction or aberration adjustment, the mirrors M1 to M5 of the reflection type projection optical system 100 do not need to be arranged so as to be completely coaxial, and some decentering may be performed to improve aberration. .
【0021】更に、反射型投影光学系100は、図2に
示すように、主光線の光軸からの高さ方向(図中矢印y
方向)の位置を、第2のミラーM2から第5のミラーM
5までは順に同方向に変位させる構成となっている。即
ち、反射型投影光学系100は、第2のミラーM2にお
ける主光線位置P1、第3のミラーM3における主光線
位置P2、第4のミラーM4における主光線位置P3、
第5のミラーM5における主光線位置P4の変位方向が
図中の+y方向に全て向くように、第1のミラーM1乃
至第5のミラーM5が配置されている。換言すれば、第
2のミラーM2から第5のミラーM5に至る各面の入射
光束と反射光線のなす角(入射光線に対して反射光線の
進む方向)が同一方向となる構成となっている。これに
より、第2のミラーM2以降の第3のミラーM3乃至第
5のミラーM5の各ミラーへの有効光線束の光学系の光
軸AXからの距離を大きくすることなく結像させること
ができ、光学系のコンパクト化と、ミラー各面での収差
発生の低減を同時に満足させることができる。Further, the reflection type projection optical system 100, as shown in FIG. 2, has a direction of height from the optical axis of the principal ray (arrow y in the figure).
Direction) from the second mirror M2 to the fifth mirror M2.
Up to 5, the structure is sequentially displaced in the same direction. That is, in the reflective projection optical system 100, the principal ray position P1 on the second mirror M2, the principal ray position P2 on the third mirror M3, the principal ray position P3 on the fourth mirror M4,
The first to fifth mirrors M1 to M5 are arranged such that the principal ray position P4 of the fifth mirror M5 is displaced in the + y direction in the figure. In other words, the angle between the incident light flux and the reflected light ray (the direction in which the reflected light ray advances with respect to the incident light ray) on each surface from the second mirror M2 to the fifth mirror M5 is the same direction. . As a result, an image can be formed on each of the third to fifth mirrors M3 to M5 after the second mirror M2 without increasing the distance of the effective ray bundle from the optical axis AX of the optical system. The compactness of the optical system and the reduction of aberrations on each surface of the mirror can be satisfied at the same time.
【0022】更に、本実施形態の反射型投影光学系10
0では、物体面MSの光軸方向の位置を、空間的に第1
のミラーM1と第3のミラーM3の間に配置することが
好ましい。これにより、後述する露光装置200の物体
面MSであるレチクル又はマスク(本出願ではこれらの
用語を交換可能に使用する)より上部に第1のミラーM
1しかなくなり、露光装置200の小型化につながる。Further, the reflection type projection optical system 10 of the present embodiment.
At 0, the position of the object plane MS in the optical axis direction is set to the first spatial position.
It is preferable to arrange it between the first mirror M1 and the third mirror M3. As a result, the first mirror M is located above the reticle or mask (which is used interchangeably in this application) which is the object plane MS of the exposure apparatus 200 described later.
Only 1 is left, which leads to downsizing of the exposure apparatus 200.
【0023】また、レチクル(マスク)を反射型マスク
又は透過型マスクのいずれかで構成するにしても、かか
るマスクを照明する光学系や、マスクやウェハの位置合
わせのためのアライメント光学系の配置の自由度を増や
すことになり、露光装置200の一層のコンパクト化、
高解像度化に有利である。Even if the reticle (mask) is composed of either a reflective mask or a transmissive mask, an optical system for illuminating the mask and an alignment optical system for aligning the mask and the wafer are arranged. The degree of freedom of the exposure apparatus 200 is increased, and the exposure apparatus 200 can be made more compact.
This is advantageous for high resolution.
【0024】これに加えて、更に、本実施形態の反射型
投影光学系100では、開口絞りSTOを空間的に物体
面MSと第1のミラーM1の間の光軸上に配置すること
が好ましい。これにより、第1のミラーM1のミラー面
での有効光線束を光軸AXから大きくはずすことはなく
なるので、露光装置200のレチクルより上部の第1の
ミラーM1の空間的な大きさを光軸AX近傍で小さくす
ることができ、更に、上述の効果が期待できる。In addition to this, in the reflective projection optical system 100 of this embodiment, it is preferable that the aperture stop STO is spatially arranged on the optical axis between the object plane MS and the first mirror M1. . As a result, the effective light flux on the mirror surface of the first mirror M1 will not be largely deviated from the optical axis AX, so that the spatial size of the first mirror M1 above the reticle of the exposure apparatus 200 can be set to the optical axis. It can be reduced near AX, and the above-mentioned effects can be expected.
【0025】開口絞りSTOの径は、固定であっても可
変であってもよい。可変の場合には、開口絞りSTOの
径を変化させることにより、光学系のNAを変化させる
ことができる。開口絞りSTOを可変とすることで、深
い焦点深度を得られるなどの長所が得られ、これにより
更に像を安定させることができる。The diameter of the aperture stop STO may be fixed or variable. In the case of being variable, the NA of the optical system can be changed by changing the diameter of the aperture stop STO. By making the aperture stop STO variable, advantages such as obtaining a deep depth of focus can be obtained, which can further stabilize the image.
【0026】更に、本実施形態の反射型投影光学系10
0では、第3のミラーM3と第4のミラーM4の間で中
間像を結像することが好ましい。即ち、第1のミラーM
1乃至第3のミラーM3までの3枚のミラーで中間像を
結像し、かかる中間像を第4のミラーM4及び第5のミ
ラーM5の2枚のミラーで像面W上に再結像する構成を
とることによって、良好な収差補正、特に、良好な非対
称収差の補正を実現できる。Furthermore, the reflection type projection optical system 10 of the present embodiment.
At 0, it is preferable to form an intermediate image between the third mirror M3 and the fourth mirror M4. That is, the first mirror M
An intermediate image is formed by the three mirrors from the first to the third mirror M3, and the intermediate image is re-formed on the image plane W by the two mirrors of the fourth mirror M4 and the fifth mirror M5. By adopting the configuration described above, it is possible to realize excellent aberration correction, particularly, excellent asymmetric aberration correction.
【0027】また、第2のミラーM2を空間的に第4の
ミラーM4と第5のミラーM5の間に配置することが更
に好ましく、上述の中間像を結像させる第2のミラーM
2と第3のミラーM3を無理なく配置でき、第2ミラー
M2と第3ミラーM3における収差補正をより一層効果
的にすることができる。Further, it is more preferable that the second mirror M2 is spatially arranged between the fourth mirror M4 and the fifth mirror M5, and the second mirror M for forming the above-mentioned intermediate image.
The 2nd and 3rd mirror M3 can be arrange | positioned reasonably, and the aberration correction in the 2nd mirror M2 and the 3rd mirror M3 can be made more effective.
【0028】更に、本実施形態の反射型投影光学系10
0では、第1のミラーを凹面鏡、第2のミラーM2を凹
面鏡、第3のミラーM3を凸面鏡、第4のミラーM4を
凸面鏡、第5のミラーM5を凹面鏡とすることが良好な
収差補正上好ましい。Further, the reflection type projection optical system 10 of the present embodiment.
In the case of 0, it is preferable that the first mirror is a concave mirror, the second mirror M2 is a concave mirror, the third mirror M3 is a convex mirror, the fourth mirror M4 is a convex mirror, and the fifth mirror M5 is a concave mirror. preferable.
【0029】本実施形態において、第1のミラーM1乃
至第5のミラーM5は、上述したように、それぞれ凹面
鏡又は凸面鏡より構成され、少なくとも1枚のミラーの
反射面が非球面形状を有している。収差補正上からは、
できるだけ多くのミラーの反射面を非球面形状にするこ
とが望ましく、第1のミラーM1乃至第5のミラーM5
の反射面全てを非球面形状にすることが最も望ましい。In the present embodiment, each of the first to fifth mirrors M1 to M5 is composed of a concave mirror or a convex mirror, and the reflecting surface of at least one mirror has an aspherical shape, as described above. There is. From the viewpoint of aberration correction,
It is desirable that the reflecting surfaces of as many mirrors as possible have an aspherical shape, and the first mirror M1 to the fifth mirror M5.
It is most desirable to make all of the reflecting surfaces of aspherical.
【0030】第1のミラーM1乃至第5のミラーM5に
おいて、非球面の形状は、数式2に示す一般的な非球面
の式で表される。In each of the first to fifth mirrors M1 to M5, the shape of the aspherical surface is represented by the general aspherical expression shown in Expression 2.
【0031】[0031]
【数2】 [Equation 2]
【0032】数式2において、Zは光軸方向の座標、c
は曲率(曲率半径rの逆数)、hは光軸からの高さ、k
は円錐係数、A、B、C、D、E、F、G、H、J、・
・・は各々、4次、6次、8次、10次、12次、14
次、16次、18次、20次、・・・の非球面係数であ
る。In Expression 2, Z is the coordinate in the optical axis direction, and c
Is the curvature (the reciprocal of the radius of curvature r), h is the height from the optical axis, k
Is the conic coefficient, A, B, C, D, E, F, G, H, J, ...
.. are 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, and 14th
Next, 16th, 18th, 20th, ... Aspherical coefficients.
【0033】更に、上述したようなミラー構成をとるこ
とで、各ミラー面の有効光線束の光軸AXからの距離を
小さくすることができるので、各ミラー面を非球面とし
て収差補正した場合でも、その非球面量(ベストフィッ
ト球面からの差)をμmオーダーと小さくすることがで
き、非球面加工でも精度を出しやすく有利である。ま
た、これは、組み立て調整時の偏心等の敏感度の低減に
もなり、高解像の露光装置を製造することにも有利であ
る。Further, since the distance from the optical axis AX of the effective ray bundle on each mirror surface can be reduced by adopting the above-mentioned mirror structure, even when aberration is corrected by using each mirror surface as an aspherical surface. The amount of the aspherical surface (difference from the best fit spherical surface) can be reduced to the order of μm, which is advantageous because the accuracy can be easily obtained even in the aspherical surface processing. This also reduces the sensitivity such as eccentricity at the time of assembly and adjustment, and is advantageous for manufacturing a high-resolution exposure apparatus.
【0034】また、5枚の第1のミラーM1乃至第5の
ミラーM5は、光学系の像面Wを平坦にするために(即
ち、像面湾曲の補正上)ペッツバール項の和がゼロ近
傍、好ましくはゼロになっている。即ち、ミラー各面の
屈折力の和をゼロ近傍にしている。換言すれば、各ミラ
ーの曲率半径をrM1乃至rM5(添字は、ミラーの参
照番号に対応している。)とすると、第1のミラーM1
乃至第5のミラーM5は、数式3又は数式4を満たす。The five first mirrors M1 to M5 have a sum of Petzval terms near zero in order to flatten the image plane W of the optical system (that is, on the correction of the field curvature). , Preferably zero. That is, the sum of the refracting powers of the respective surfaces of the mirror is set to near zero. In other words, if the radii of curvature of the respective mirrors are r M1 to r M5 (the subscripts correspond to the reference numbers of the mirrors), the first mirror M1
The fifth to fifth mirrors M5 satisfy Expression 3 or Expression 4.
【0035】[0035]
【数3】 [Equation 3]
【0036】[0036]
【数4】 [Equation 4]
【0037】更に、第1のミラーM1乃至第5のミラー
M5の表面にはEUV光を反射させる多層膜が施されて
おり、かかる多層膜により光を強め合う作用を奏する。
本実施形態の第1のミラーM1乃至第5のミラーM5に
適用可能な多層膜は、例えば、モリブデン(Mo)層と
シリコン(Si)層をミラーの反射面に交互に積層した
Mo/Si多層膜、又は、Mo層とベリリウム(Be)
層をミラーの反射面に交互に積層したMo/Be多層膜
などが考えられる。波長13.4nm付近の波長域を用
いた場合、Mo/Si多層膜からなるミラーは67.5
%の反射率を得ることができ、また、波長11.3nm
付近の波長域を用いた場合、Mo/Be多層膜からなる
ミラーでは70.2%の反射率を得ることができる。但
し、本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、こ
れと同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げる
ものではない。Further, a multi-layer film for reflecting EUV light is provided on the surfaces of the first to fifth mirrors M1 to M5, and the multi-layer film has a function of strengthening light.
The multilayer film applicable to the first mirror M1 to the fifth mirror M5 of the present embodiment is, for example, a Mo / Si multilayer in which molybdenum (Mo) layers and silicon (Si) layers are alternately laminated on the reflection surface of the mirror. Film or Mo layer and beryllium (Be)
A Mo / Be multilayer film in which layers are alternately laminated on the reflecting surface of the mirror can be considered. When the wavelength range around 13.4 nm is used, the mirror made of Mo / Si multilayer film has a thickness of 67.5.
% Reflectance can be obtained, and the wavelength is 11.3 nm.
When using a wavelength range in the vicinity, a mirror composed of a Mo / Be multilayer film can obtain a reflectance of 70.2%. However, the multilayer film of the present invention is not limited to the above-mentioned materials, and does not prevent the use of the multilayer film having the same action and effect as this.
【0038】物体面MSにはパターンの描かれたマスク
が配置されるが、このマスクとしては、EUV光を反射
させる多層膜が施された反射型マスクのほか、透過型マ
スク(例えば、型抜きマスク)も使用可能である。A mask on which a pattern is drawn is arranged on the object surface MS. As this mask, in addition to a reflective mask provided with a multilayer film that reflects EUV light, a transmissive mask (for example, die-cutting) is used. A mask) can also be used.
【0039】[0039]
【実施例】以下、反射型投影光学系100を図1を参照
しながら説明する。図1において、MSは物体面位置に
配置されたマスク、Wは像面位置に配置されたウェハ、
STOは開口絞り、AXは光軸を示している。反射型投
影光学系100において、波長13.4nm付近のEU
V光を放射する図示しない照明系によりマスクMSが照
明され、マスクMSからの反射光が、順に、第1のミラ
ーM1(凹面鏡)、第2のミラーM2(凹面鏡)、第3
のミラーM3(凸面鏡)、第4のミラーM4(凸面
鏡)、第5のミラーM5(凹面鏡)に反射し、像面位置
に配置されたウェハW上に、マスクパターンの縮小像を
形成している。また、反射型投影光学系100は、主光
線の光軸からの高さ方向の位置を、第2のミラーM2か
ら第5のミラーM5までは順に同方向に変位させる構成
となっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A reflective projection optical system 100 will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, MS is a mask placed at the object plane position, W is a wafer placed at the image plane position,
STO indicates an aperture stop, and AX indicates an optical axis. In the reflection-type projection optical system 100, EU with a wavelength around 13.4 nm
The mask MS is illuminated by an illumination system (not shown) that emits V light, and the reflected light from the mask MS is sequentially reflected by the first mirror M1 (concave mirror), the second mirror M2 (concave mirror), and the third mirror M2.
Reflected by the mirror M3 (convex mirror), the fourth mirror M4 (convex mirror), and the fifth mirror M5 (concave mirror), and a reduced image of the mask pattern is formed on the wafer W arranged at the image plane position. . Further, the reflective projection optical system 100 is configured such that the position of the chief ray in the height direction from the optical axis is displaced in the same direction in order from the second mirror M2 to the fifth mirror M5.
【0040】反射型投影光学系100は、波長λ=1
3.4nm、NA0.16、縮小倍率は1/5倍、物高
=75乃至85mm、像高=15乃至17mmの2mm
幅の円弧状像面である。The reflection type projection optical system 100 has a wavelength λ = 1.
3.4 nm, NA 0.16, reduction ratio ⅕, object height = 75 to 85 mm, image height = 15 to 17 mm, 2 mm
It is an arcuate image plane of width.
【0041】実施例の光学系の数値(曲率半径、面間
隔、非球面係数など)を各々表1に示す。Table 1 shows the numerical values (radius of curvature, surface spacing, aspherical coefficient, etc.) of the optical system of the example.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】実施例の、製造誤差を含まない収差(像高
の数点で計算)は、
波面収差=0.040λrms、歪曲=5.8nm(P
V)
であり、波長13.4nmでのdiffraction
limited な光学系である。Aberrations which do not include manufacturing errors (calculated at several image height points) in the embodiment are as follows: wavefront aberration = 0.040λrms, distortion = 5.8 nm (P
V) and diffraction at a wavelength of 13.4 nm
It is a limited optical system.
【0044】以上のように、本発明は、5枚ミラー系で
ありながら、コンパクトであり、従来の6枚ミラー系と
同等の高NAと比較的大きなスリット幅と低収差を達成
して解像力とスループットのバランスのとることのでき
る反射型光学系である。As described above, the present invention is a five-mirror system, but is compact, and achieves a high NA equivalent to that of the conventional six-mirror system, a relatively large slit width, and a low aberration to achieve a high resolution. This is a reflective optical system that can balance throughput.
【0045】以下、図3を参照して、反射型投影光学系
100を適用した露光装置200について説明する。こ
こで、図3は、反射型投影光学系100を有する露光装
置200を示す概略構成図である。露光装置200は、
露光用の照明光としてEUV光(例えば、波長13.4
nm)を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式の露
光を行う露光装置である。An exposure apparatus 200 to which the reflective projection optical system 100 is applied will be described below with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an exposure apparatus 200 having the reflective projection optical system 100. The exposure apparatus 200 is
EUV light (for example, a wavelength of 13.4) is used as illumination light for exposure.
nm) is used to perform step-and-scan exposure.
【0046】図3を参照するに、露光装置200は、照
明装置210と、マスクMSと、マスクMSを載置する
マスクステージ220と、反射型投影光学系100と、
プレートWと、プレートWを載置するウェハステージ2
30と、制御部240とを有する。制御部240は、照
明装置210、マスクステージ220及びウェハステー
ジ230に制御可能に接続されている。Referring to FIG. 3, the exposure apparatus 200 includes an illuminating device 210, a mask MS, a mask stage 220 on which the mask MS is mounted, a reflective projection optical system 100, and
The plate W and the wafer stage 2 on which the plate W is mounted
30 and a control unit 240. The control unit 240 is controllably connected to the illumination device 210, the mask stage 220, and the wafer stage 230.
【0047】また、図3には図示しないが、EUV光は
大気に対する透過率が低いため、少なくともEUV光が
通る光路は真空雰囲気であることが好ましい。図3にお
いて、X、Y、Zは3次元空間を示し、XY平面の法線
方向をZ方向としている。Although not shown in FIG. 3, since EUV light has a low transmittance to the atmosphere, at least the optical path through which EUV light passes is preferably a vacuum atmosphere. In FIG. 3, X, Y, and Z represent a three-dimensional space, and the normal direction of the XY plane is the Z direction.
【0048】照明装置210は、反射型投影光学系10
0の円弧状の視野に対応する円弧状のEUV光(例え
ば、波長13.4nm)によりマスクMSを照明する照
明装置であって、図示しない光源と、照明光学系より構
成される。The illumination device 210 includes the reflection type projection optical system 10.
An illumination device that illuminates the mask MS with arc-shaped EUV light (for example, a wavelength of 13.4 nm) corresponding to an arc-shaped visual field of 0, and includes a light source (not shown) and an illumination optical system.
【0049】マスクMSは、反射型又は透過型マスク
で、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)
が形成され、マスクステージ220に支持及び駆動され
る。マスクMSから発せられた反射又は回折光は、反射
型投影光学系100で反射されてプレートW上に縮小投
影する。The mask MS is a reflective or transmissive mask on which the circuit pattern (or image) to be transferred is formed.
Is formed, and is supported and driven by the mask stage 220. The reflected or diffracted light emitted from the mask MS is reflected by the reflective projection optical system 100 and reduced and projected on the plate W.
【0050】マスクステージ220は、マスクMSを支
持して図示しない移動機構に接続されている。マスクス
テージ220は、当業界で周知のいかなる構成をも適用
することができる。図示しない移動機構はリニアモータ
ーなどで構成され、制御部240に制御されながら少な
くともY方向にマスクステージ220を駆動することで
マスクMSを移動することができる。露光装置200
は、マスクMSとプレートWを制御部240によって同
期した状態で走査する。The mask stage 220 supports the mask MS and is connected to a moving mechanism (not shown). The mask stage 220 can apply any structure known in the art. The moving mechanism (not shown) is composed of a linear motor or the like, and can move the mask MS by driving the mask stage 220 at least in the Y direction while being controlled by the control unit 240. Exposure apparatus 200
Scans the mask MS and the plate W in synchronization with each other by the control unit 240.
【0051】反射型投影光学系100は、マスクMSか
ら光を反射する順に、第1のミラーM1、第2のミラー
M2、第3のミラーM3、第4のミラーM4、第5のミ
ラーM5とを有し、主光線の光軸からの高さ方向の位置
を、第2のミラーM2から第5のミラーM5までは順に
同方向に変位させることを特徴としている。なお、反射
型投影光学系100は、上述した通りのいかなる形態を
も適用可能であり、ここでの詳細な説明は省力する。ま
た、図3では、図1に示す反射型投影光学系100を使
用するが、かかる形態は例示的であり本発明はこれに限
定されない。The reflection type projection optical system 100 includes a first mirror M1, a second mirror M2, a third mirror M3, a fourth mirror M4 and a fifth mirror M5 in the order of reflecting light from the mask MS. And the position of the chief ray in the height direction from the optical axis is sequentially displaced in the same direction from the second mirror M2 to the fifth mirror M5. Note that the reflection-type projection optical system 100 can be applied in any of the forms described above, and detailed description thereof will be omitted. Further, although the reflective projection optical system 100 shown in FIG. 1 is used in FIG. 3, such a configuration is an example, and the present invention is not limited to this.
【0052】プレートWは、本実施形態ではウェハであ
るが、液晶基板その他の被処理体(被露光体)を広く含
む。プレートWには、フォトレジストが塗布されてい
る。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上
剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク
処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着
性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性
を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗布による
疎水性化)処理であり、HMDS(Hexamethy
l−disilazane)などの有機膜をコート又は
蒸気処理する。プリベークは、ベーキング(焼成)工程
であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去
する。The plate W is a wafer in this embodiment, but it includes a wide range of objects to be processed (objects to be exposed) such as a liquid crystal substrate. Photoresist is applied to the plate W. The photoresist coating process includes a pretreatment, an adhesion improver coating treatment, a photoresist coating treatment, and a prebake treatment. The pretreatment includes washing, drying and the like. The adhesion improving agent coating treatment is a surface modification treatment (that is, hydrophobic treatment by applying a surfactant) for enhancing the adhesion between the photoresist and the base, and HMDS (Hexamety).
coating or steaming an organic film such as l-disilazane). Prebaking, which is a baking (baking) step, is softer than that after development, and removes the solvent.
【0053】ウェハステージ230は、プレートWを支
持する。ウェハステージ230は、例えば、リニアモー
ターを利用してXYZ方向にプレートWを移動する。マ
スクMSとプレートWは、制御部240により制御され
同期して走査される。また、マスクステージ220とウ
ェハステージ230の位置は、例えば、レーザー干渉計
などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動され
る。The wafer stage 230 supports the plate W. The wafer stage 230 uses, for example, a linear motor to move the plate W in the XYZ directions. The mask MS and the plate W are controlled by the controller 240 and are synchronously scanned. The positions of the mask stage 220 and the wafer stage 230 are monitored by, for example, a laser interferometer, and both are driven at a constant speed ratio.
【0054】制御部240は、図示しないCPU、メモ
リを有し、露光装置200の動作を制御する。制御部2
40は、照明装置210、マスクステージ220(即
ち、マスクステージ220の図示しない移動機構)、ウ
ェハステージ230(即ち、ウェハステージ230の図
示しない移動機構)と電気的に接続されている。制御部
240は、マスクMSとプレートWの距離が、例えば、
約400mm以上となるように、マスクステージ220
及びウェハステージ230を制御するために両ステージ
が機械的な干渉を起こさない十分な距離だけ離間してい
る。The control unit 240 has a CPU and a memory (not shown) and controls the operation of the exposure apparatus 200. Control unit 2
40 is electrically connected to the illumination device 210, the mask stage 220 (that is, a moving mechanism (not shown) of the mask stage 220), and the wafer stage 230 (that is, a moving mechanism (not shown) of the wafer stage 230). The control unit 240 determines that the distance between the mask MS and the plate W is, for example,
The mask stage 220 should be about 400 mm or more.
And, to control the wafer stage 230, both stages are separated by a sufficient distance that does not cause mechanical interference.
【0055】露光において、照明装置210から射出さ
れたEUV光はマスクMSを照明する。マスクMSで反
射され回路パターンを反映するEUV光は反射型投影光
学系100によりプレートW面上に結像される。本実施
形態では、像面は円弧状(リング状)の像面となり、マ
スクMSとプレートWを縮小倍率比の速度比で走査する
ことにより、マスクMSの全面を露光する。In the exposure, the EUV light emitted from the illumination device 210 illuminates the mask MS. The EUV light reflected by the mask MS and reflecting the circuit pattern is imaged on the surface of the plate W by the reflective projection optical system 100. In this embodiment, the image plane is an arcuate (ring-shaped) image plane, and the entire surface of the mask MS is exposed by scanning the mask MS and the plate W at the speed ratio of the reduction magnification ratio.
【0056】次に、図4及び図5を参照して、露光装置
200を利用したデバイス製造方法の実施例を説明す
る。図4は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チッ
プ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフロー
チャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に
説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回
路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計し
た回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ
3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウ
ェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工
程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技
術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ
5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって
作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、
パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ス
テップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体
デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を
行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷(ステップ7)される。Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 200 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flow chart for explaining the manufacture of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, etc.). Here, manufacturing of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), the device circuit is designed. In step 2 (mask manufacturing), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. In step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by a lithography technique using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in Step 4, and an assembly process (dicing, bonding),
It includes steps such as packaging (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【0057】図5は、ステップ4のウェハプロセスの詳
細なフローチャートである。ステップ11(酸化)で
は、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CV
D)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ
13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによ
って形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、
ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処
理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16
(露光)では、露光装置200によってマスクの回路パ
ターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)で
は、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチ
ング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取
る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが
済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステ
ップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路
パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれ
ば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができ
る。このように、露光装置200を使用するデバイス製
造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側
面を構成する。FIG. 5 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 12 (CV
In D), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition or the like. In step 14 (ion implantation),
Implant ions into the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16
In (exposure), the circuit pattern of the mask is exposed on the wafer by the exposure apparatus 200. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist peeling), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to such a device manufacturing method, it is possible to manufacture a higher quality device than ever before. As described above, the device manufacturing method using the exposure apparatus 200 and the resultant device also constitute one aspect of the present invention.
【0058】本実施形態は、基本的に5枚のミラーから
なる光学系であるが、物体面を光学系の外側に配置する
ために、第1のミラーM1と物体面(マスク面)MSと
の間に、付加的な平面ミラーを配置してもよい。また、
かかる平面ミラーに曲率をつけたり非球面化したりする
ことで、光学系の性能を更に向上させることも可能であ
る。This embodiment is basically an optical system consisting of five mirrors. However, in order to arrange the object plane outside the optical system, the first mirror M1 and the object plane (mask surface) MS are arranged. An additional plane mirror may be placed between the two. Also,
It is also possible to further improve the performance of the optical system by giving such a flat mirror a curvature or making it an aspherical surface.
【0059】反射型投影光学系100の倍率は近軸的に
は1/5倍であるが、収差補正領域での倍率は完全な1
/5倍よりも僅かにずれた値である。しかし、近軸倍率
を1/5から僅かにずらすことで、収差補正領域での倍
率を完全に1/5倍にすることは容易に達成できる。The magnification of the reflective projection optical system 100 is paraxially 1/5, but the magnification in the aberration correction region is 1
It is a value slightly deviated from / 5 times. However, by slightly shifting the paraxial magnification from ⅕, it is possible to easily achieve complete ⅕ magnification in the aberration correction region.
【0060】また、本発明は、これらの実施形態に限定
されることはなく、本発明の範囲内で更に性能を改善す
ることが可能である。例えば、本発明は、i線やエキシ
マレーザーなどEUV光以外の紫外線用の反射型光学系
にも適用可能であり、大画面をスキャン露光する露光装
置にも適用可能である。Further, the present invention is not limited to these embodiments, and it is possible to further improve the performance within the scope of the present invention. For example, the present invention can be applied to a reflection type optical system for ultraviolet rays other than EUV light such as i-line and excimer laser, and can also be applied to an exposure apparatus for scanning and exposing a large screen.
【0061】以上のように、本発明は、大きな物高及び
像高を実現し、且つ、EUVの波長で回折限界の性能を
達成し得る反射光学系である。これにより、本発明の反
射型投影光学系100をEUVリソグラフィーシステム
に適用した場合であっても、両ステージ(マスクステー
ジ及びウェハステージ)の機械的な干渉を防ぐことが可
能となることが理解される。As described above, the present invention is a reflective optical system that can realize a large object height and image height, and can achieve diffraction-limited performance at the EUV wavelength. As a result, it is understood that even when the reflective projection optical system 100 of the present invention is applied to an EUV lithography system, mechanical interference between both stages (mask stage and wafer stage) can be prevented. It
【0062】[0062]
【発明の効果】本発明によれば、EUV露光に用いるこ
とのできる比較的NAとスリット幅の大きな、収差の少
ない、5枚ミラーのコンパクトな反射光学系を実現で
き、微細な線幅のパターンの露光が可能となる。また、
本発明の反射型投影光学系は、多きな物高及び像高を実
現可能であるので、マスクステージとウェハステージの
干渉を防止することができ、高品位なデバイスをスルー
プットなどの露光性能良く提供することができる。According to the present invention, it is possible to realize a compact reflecting optical system of five mirrors having a relatively large NA and a slit width and a small aberration, which can be used for EUV exposure, and a pattern having a fine line width. Exposure becomes possible. Also,
Since the reflection type projection optical system of the present invention can realize various object heights and image heights, it is possible to prevent interference between the mask stage and the wafer stage and provide a high quality device with good exposure performance such as throughput. can do.
【図1】 本発明の一側面としての反射型投影光学系の
例示的一形態及びその光路を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an exemplary form of a reflective projection optical system and an optical path thereof as one aspect of the present invention.
【図2】 図1に示す反射型投影光学系における一つの
像高に対してその主光線の光路を示す概略断面図であ
る。2 is a schematic sectional view showing an optical path of a chief ray with respect to one image height in the reflection type projection optical system shown in FIG.
【図3】 図1に示す反射型投影光学系を有する露光装
置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an exposure apparatus having the reflective projection optical system shown in FIG.
【図4】 デバイス(ICやLSIなどの半導体チッ
プ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the manufacture of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, etc.).
【図5】 図4に示すステップ4のウェハプロセスの詳
細なフローチャートである。5 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG.
100 反射型投影光学系 200 露光装置 210 照明装置 220 マスクステージ 230 ウェハステージ 240 制御部 M1 第1のミラー(凹面鏡) M2 第2のミラー(凹面鏡) M3 第3のミラー(凸面鏡) M4 第4のミラー(凸面鏡) M5 第5のミラー(凹面鏡) MS マスク(物体面) W ウェハ(像面) STO 開口絞り AX 光学系の光軸 100 Reflective projection optical system 200 exposure equipment 210 Lighting device 220 mask stage 230 wafer stage 240 control unit M1 First mirror (concave mirror) M2 second mirror (concave mirror) M3 Third mirror (convex mirror) M4 4th mirror (convex mirror) M5 Fifth mirror (concave mirror) MS mask (object plane) W wafer (image plane) STO aperture stop Optical axis of AX optical system
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/027 H01L 21/30 518 531A Fターム(参考) 2H087 KA21 TA02 TA06 2H097 CA12 CA13 LA10 LA12 5F046 BA05 CA08 CB03 CB25 GA03 GB01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/027 H01L 21/30 518 531A F term (reference) 2H087 KA21 TA02 TA06 2H097 CA12 CA13 LA10 LA12 5F046 BA05 CA08 CB03 CB25 GA03 GB01
Claims (10)
ラー(M1)、第2のミラー(M2)、第3のミラー
(M3)、第4のミラー(M4)、第5のミラー(M
5)の順に光を反射するような5枚のミラーが基本的に
共軸系をなすように配置され、 主光線の各ミラーにおける光軸からの高さ方向の位置
を、前記第2のミラー(M2)から前記第5のミラー
(M5)までは順に同方向に変位させたことを特徴とす
る反射型投影光学系。1. A first mirror (M1), a second mirror (M2), a third mirror (M3), a fourth mirror (M4), and a fifth mirror (in order from the object side to the image side). M
Five mirrors that reflect light in the order of 5) are arranged so as to basically form a coaxial system, and the position of each principal ray of the principal ray in the height direction from the optical axis is defined as the second mirror. A reflective projection optical system characterized in that (M2) to the fifth mirror (M5) are sequentially displaced in the same direction.
前記第1のミラー(M1)と前記第3のミラー(M3)
の間にあることを特徴とする請求項1記載の反射型投影
光学系。2. The position of the object plane in the optical axis direction is spatially defined by the first mirror (M1) and the third mirror (M3).
The reflection type projection optical system according to claim 1, wherein
1のミラー(M1)の間の光軸上に配置されていること
を特徴とする請求項2記載の反射型投影光学系。3. A reflection type projection optical system according to claim 2, wherein an aperture stop is spatially arranged on the optical axis between the object plane and the first mirror (M1).
ミラー(M4)の中間で中間像を結像することを特徴と
する請求項1記載の反射型投影光学系。4. The reflection type projection optical system according to claim 1, wherein an intermediate image is formed in the middle of the third mirror (M3) and the fourth mirror (M4).
前記第2のミラー(M2)が凹面形状、前記第3のミラ
ー(M3)が凸面形状、前記第4のミラー(M4)が凸
面形状、前記第5のミラー(M5)が凹面形状であるこ
とを特徴とする請求項1記載の反射型投影光学系。5. The first mirror (M1) has a concave shape,
The second mirror (M2) is concave, the third mirror (M3) is convex, the fourth mirror (M4) is convex, and the fifth mirror (M5) is concave. The reflection type projection optical system according to claim 1.
は非球面ミラーであることを特徴とする請求項1記載の
反射型投影光学系。6. The reflection type projection optical system according to claim 1, wherein at least one of the five mirrors is an aspherical mirror.
eme ultraviolet)光を反射する多層膜
ミラーであることを特徴とする請求項1記載の反射型投
影光学系。7. The EUV (extr)
The reflection type projection optical system according to claim 1, wherein the reflection type projection optical system is a multilayer film mirror that reflects an emultraviolet light.
光であることを特徴とする請求項1記載の反射型投影光
学系。8. The wavelength of the light is EUV of 20 nm or less.
The reflection type projection optical system according to claim 1, which is light.
の反射型投影光学系と、 前記物体面上にマスクのパターンを位置付けるべく当該
マスクを保持するステージと、 前記像面上に感光層を位置付けるべく基板を保持するス
テージと、 前記反射型投影光学系の円弧状の視野に対応する円弧状
のEUV光により前記マスクを照明する照明装置と、 前記EUV光で前記マスクを照明する状態で前記各ステ
ージを同期して走査する手段とを有する露光装置。9. The reflective projection optical system according to claim 1, a stage for holding the mask so as to position a pattern of the mask on the object plane, and a photosensitized on the image plane. A stage for holding a substrate to position a layer, an illuminating device for illuminating the mask with arc-shaped EUV light corresponding to the arc-shaped field of view of the reflective projection optical system, and a state for illuminating the mask with the EUV light And an exposure apparatus having means for synchronously scanning the respective stages.
理体を露光するステップと、 前記露光された被処理体に所定のプロセスを行うステッ
プとを有するデバイス製造方法。10. A device manufacturing method, comprising: exposing an object to be processed using the exposure apparatus according to claim 9; and performing a predetermined process on the exposed object to be processed.
Priority Applications (1)
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KR20200060804A (en) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 한국 천문 연구원 | Method to define circular shape off-axis aspheric mirrors |
-
2002
- 2002-02-07 JP JP2002030552A patent/JP2003233004A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20200060804A (en) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 한국 천문 연구원 | Method to define circular shape off-axis aspheric mirrors |
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