【手続補正書】
【提出日】平成16年12月14日(2004.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクル上に形成したパターンを基板上に転写する投影露光装置において、
前記レチクルを波長λの照明光のもとで均一に照射するための照明光学系と；
前記レチクルを支持する第１の支持部材と；
前記基板を支持する第２の支持部材と；
前記レチクルと前記基板との間に配置され、前記照明光学系によって照射された前記レチクル上の前記パターンを少なくとも開口数０．５５以上の光束で前記基板に投射し、かつ以下の条件：
【数１】
1998172904.tif 000001
を満足する投影光学系と；
を備えることを特徴とする投影露光装置。
但し、
ｄＳＡｐ：前記投影光学系の周囲の雰囲気の大気圧が３０ｍｍＨｇだけ変化するときの投影光学系の最大開口数の光線による球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｐ：投影光学系の周囲の雰囲気の大気圧が３０ｍｍＨｇだけ変化するときの投影光学系の最大像高における最大開口数の光線によるコマ収差の変化量、
ＮＡ：前記投影光学系の前記基板側の開口数、
である。
【請求項２】
レチクル上に形成したパターンを基板上に転写する投影露光装置において、
前記レチクルを波長λで均一に照射するための照明光学系と、
前記レチクルを支持する第１の支持部材と、
前記基板を支持する第２の支持部材と、
前記レチクルと前記基板との間に設置され、少なくとも０．５５の開口数を有する光束を投射する投影光学系とを備え、
前記投影光学系は、前記照明光学系によって照射された前記レチクル上の前記パターンを前記基板に前記光束を用いて以下の条件：
【数２】
1998172904.tif 000002
を満たして投影することを特徴とする投影露光装置。
但し、
ｄＡＳｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大開口数の光線による球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高における最大開口数の光線によるコマ収差の変化量、
ｄＭｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高での像面湾曲の変化量、
ｄＹｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高での像高変化量、
ＮＡ：前記投影光学系の前記基板側の開口数、
である。
【請求項３】
前記投影光学系は、複数のレンズ素子を支持して以下の条件：
【数３】
1998172904.tif 000003
を満たす鏡胴を含むことを特徴とする請求項２に記載の投影露光装置。
但し、
ｄＳＡｔ1：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＳＡｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量であり、
ｄＳＡｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＭｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＭｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＭｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＹｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
ｄＹｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
ｄＹｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
λ：照明光学系の照明光の波長、
ＮＡ：記投影光学系の開口数、
である。
【請求項４】
前記投影光学系は、前記レチクル側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項５】
前記第５レンズ群中に配置された開口絞りをさらに含み、
前記第３レンズ群は、正の屈折力と前記レチクル側に向けられた凹面とをそれぞれ有するメニスカス形状の第１及び第２メニスカスレンズと、正の屈折力と前記レチクル側に向けられた凹面とをそれぞれ有するメニスカス形状の第３及び第４メニスカスレンズとを有し、
前記第３レンズ群を構成するレンズ素子のうち最大有効径を有するレンズ素子は、前記第１のメニスカスレンズと前記第４のメニスカスレンズとの間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の投影露光装置。
【請求項６】
最大有効径を有する前記レンズ素子は、前記第２メニスカスレンズの前記基板側と、前記第３のメニスカスレンズの前記レチクル側との間に配置されることを特徴とする請求項５に記載の投影露光装置。
【請求項７】
第１物体の像を第２物体に投影する投影光学系において、
前記第１物体の側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、前記第５レンズ群内に配置された開口絞りとを含み、
前記第３レンズ群は、前記第１物体側に向けられた凹面と正の屈折力とをそれぞれ有する第１及び第２メニスカスレンズ素子と、前記第２物体側に向けられた凹面と正の屈折力とをそれぞれ有する第３及び第４メニスカスレンズ素子とを有し、
前記第３レンズ群のうち最大有効径を有するレンズ素子は、前記第１メニスカスレンズ素子と前記第４メニスカスレンズ素子との間に配置されることを特徴とする投影光学系。
【請求項８】
前記第３レンズ群に含まれる前記レンズ素子が、以下の条件：
｜sin（β）｜＜０．５
｜（α−β）／（α−γ）｜＜１．５
を満たすことを特徴とする請求項７記載の投影光学系。
但し、
α：前記投影光学系の最大像高に対応する主光線の、前記レンズ素子の第１物体側レンズ面に対する入射角と、前記投影光学系の最大像高に対応する主光線の、前記レンズ素子の第２物体側レンズ面からの射出角とのうち少なくとも一方の角度、
β：前記投影光学系の最大像高に対応する下側メリジオナル光線の、前記レンズ素子の第１物体側レンズに対する入射角と、前記投影光学系の最大像高に対応する下側メリジオナル光線の、前記レンズ素子の第２物体側レンズ面からの射出角とのうち少なくとも一方の角度、
γ：前記投影光学系の最大像高に対応する上側メリジオナル光線の、前記レンズ素子の第１物体側レンズ面に対する入射角と、前記投影光学系の最大像高に対応する上側メリジオナル光線の、前記レンズ素子の第２物体側レンズ面からの射出角とのうち少なくとも一方の角度、
である。
【請求項９】
前記第５レンズ群は、正レンズ素子、負レンズ素子及び気体間隔をそれぞれ含む第１及び第２の気体分離型ダブレットを有し、
前記第１及び第２の気体分離型ダブレットは、前記開口数絞りよりも前記第２物体側に配置され、
前記第１及び第２の気体分離型ダブレットを構成する前記正レンズ素子と前記負レンズ素子との少なくとも一方のレンズ素子は、前記第５レンズ群中で最大有効径を有することを特徴とする請求項７または８に記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記第３レンズ群中の前記第１のメニスカスレンズは、前記第３レンズ群の前記レンズ群のうち前記第１物体に最も接近して設置され、該第４のメニスカスレンズが、前記第３のレンズ群の前記レンズ群のうち第２物体に最も接近して設置されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項１１】
前記第３レンズ群は、正のレンズ素子のみからなることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項１２】
前記第１乃至第５レンズ群を支持する複数の支持部材を含む鏡胴をさらに含み、
前記支持部材と前記鏡胴とは、同一の材料から構成されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項１３】
前記第１乃至第５レンズ群を支持する複数の鏡胴をさらに含み、
前記複数の鏡胴は、前記投影光学系の光軸に沿って配列してあることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項１４】
前記投影光学系と前記第１乃至第５レンズ群とが、以下の条件：
０．１０＜ｆ1／Ｌ＜０．２５
−０．０９＜ｆ2／Ｌ＜−０．０３
０．０５＜ｆ3／Ｌ＜０．２０
−０．１０＜ｆ4／Ｌ＜−０．０２
０．０５＜ｆ5／Ｌ＜０．２０
を満たすことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の投影光学系。
但し、
ｆ1：前記第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ2：前記第２のレンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆ3：前記第３のレンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆ4：前記第４のレンズ群Ｇ４の焦点距離、
ｆ5：前記第５のレンズ群Ｇ５の焦点距離、
Ｌ：物像間距離、
である。
【請求項１５】
第１物体の像を第２物体に投影する投影光学系において、
前記第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、前記第５レンズ群内部に置かれた開口絞りとを含み、
前記第５レンズ群は、正レンズ素子、負レンズ素子及び気体間隔をそれぞれ含む第１及び第２の気体分離型ダブレットを有し、
前記第１及び第２の気体分離型ダブレットは、前記開口数絞りよりも前記第２物体側に配置され、
前記第１及び第２の気体分離型ダブレットを構成する前記正レンズ素子と前記負レンズ素子との少なくとも一方のレンズ素子は、前記第５レンズ群中で最大有効径を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項１６】
前記投影光学系と前記第１乃至第５レンズ群とが、以下の条件：
０．１０＜ｆ1／Ｌ＜０．２５
−０．０９＜ｆ2／Ｌ＜−０．０３
０．０５＜ｆ3／Ｌ＜０．２０
−０．１０＜ｆ4／Ｌ＜−０．０２
０．０５＜ｆ5／Ｌ＜０．２０
を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の投影光学系。
但し、
ｆ1：前記第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ2：前記第２のレンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆ3：前記第３のレンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆ4：前記第４のレンズ群Ｇ４の焦点距離、
ｆ5：前記第５のレンズ群Ｇ５の焦点距離、
Ｌ：物像間距離、
である。
【請求項１７】
レチクル上に形成したパターンを感光性基板に転写する工程を含む半導体製造方法において、
前記レチクル上の前記パターンを波長λを有する照明光源を用いて前記照明光の少なくとも一部が前記レチクル上に形成した前記パターンを通過するように照射する工程と、
前記レチクルを通過した前記照明光を、以下の条件：
【数４】
1998172904.tif 000004
を満たす投影光学系に導く工程と、
前記感光性基板を前記導かれた照明光で露光する工程とを含み、
前記導かれた照明光は、少なくとも０．５５の開口数を有する投影光束を構成することを特徴とする半導体製造方法。
但し、
ｄＳＡｐ：前記投影光学系の周囲大気圧が３０ｍｍＨｇだけ変化するときの前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｐ：前記投影光学系の周囲大気圧が３０ｍｍＨｇだけ変化するときの前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ＮＡ：前記投影光学系の開口数、
である。
【請求項１８】
レチクル上に形成したパターンを感光性基板に転写する工程を含む半導体製造方法において、
前記レチクル上の前記パターンを波長λを有する照明光源を用いて前記照明光の少なくとも一部が前記レチクル上に形成した前記パターンを通過するように照射する工程と、
前記レチクルを通過した前記照明光の前記一部を、以下の条件：
【数５】
1998172904.tif 000005
をそれぞれ満たす投影光学系へ導く工程と、
前記感光性基板を前記導かれた照明光で露光する工程と、
を含み、
前記導かれた照明光は、少なくとも０．５５の開口数を有する投影光束を構成することを特徴とする半導体製造方法。
但し、
ｄＡＳｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＭｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高での像面湾曲の変化量、
ｄＹｔ：前記投影光学系の周囲温度が３℃だけ変化するときの前記投影光学系の最大像高での像高変化量、
ＮＡ：前記投影光学系の開口数、
である。
【請求項１９】
前記投影光学系は、複数のレンズ素子を支持して以下の条件：
【数６】
1998172904.tif 000006
を満たす鏡胴を含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体製造方法。
但し、
ｄＳＡｔ1：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＳＡｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量であり、
ｄＳＡｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大開口光束の球面収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＣＯＭＡｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における最大開口光束のコマ収差の変化量、
ｄＭｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＭｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＭｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を支持する前記鏡胴の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像面湾曲の変化量、
ｄＹｔ1 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の屈折率の変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
ｄＹｔ2 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の形状変化により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
ｄＹｔ3 ：前記投影光学系の温度が３℃だけ変化するとき、前記レンズ素子を構成する光学部材の膨張・収縮により引き起こされる前記投影光学系の最大像高における像高変化量、
λ：照明光学系の照明光の波長、
ＮＡ：記投影光学系の開口数、
である。
【請求項２０】
前記投影光学系は、前記レチクル側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを含むことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
【請求項２１】
前記第５レンズ群中に配置された開口絞りをさらに含み、
前記第３レンズ群は、正の屈折力と前記レチクル側に向けられた凹面とをそれぞれ有するメニスカス形状の第１及び第２メニスカスレンズと、正の屈折力と前記レチクル側に向けられた凹面とをそれぞれ有するメニスカス形状の第３及び第４メニスカスレンズとを有し、
前記第３レンズ群を構成するレンズ素子のうち最大有効径を有するレンズ素子は、前記第１のメニスカスレンズと前記第４のメニスカスレンズとの間に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の半導体製造方法。
【請求項２２】
最大有効径を有する前記レンズ素子は、前記第２メニスカスレンズの前記基板側と、前記第３のメニスカスレンズの前記レチクル側との間に配置されることを特徴とする請求項２１に記載の半導体製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【数７】
｜ｄＳＡｐ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＣＯＭＡｐ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【数８】
｜ｄＳＡｔ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＣＯＭＡｔ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）
｜ｄＭｔ｜＜０．２＜λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＹｔ｜＜０．０５×λ／（ＮＡ）
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【数９】
｜ｄＳＡｔ1｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＳＡｔ2｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＳＡｔ3｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＣＯＭＡｔ1｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
｜ｄＣＯＭＡｔ2｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
｜ｄＣＯＭＡｔ3｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
｜ｄＭｔ1｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＭｔ2｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＭｔ3｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
｜ｄＹｔ1｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）
｜ｄＹｔ2｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）
｜ｄＹｔ3｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【数１０】
（１）  ｜ｄＳＡｐ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）2 
（２）  ｜ｄＣＯＭＡｐ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【数１１】
（３）  ｜ｄＳＡｔ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）2 
（４）  ｜ｄＣＯＭＡｔ｜＜０．３×λ／（ＮＡ）
（５）  ｜ｄＭｔ｜＜０．２＜λ／（ＮＡ）2 
（６）  ｜ｄＹｔ｜＜０．０５×λ／（ＮＡ）
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【数１２】
（７）    ｜ｄＳＡｔ1｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
（８）    ｜ｄＳＡｔ2｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
（９）    ｜ｄＳＡｔ3｜＜０．９×λ／（ＮＡ）2 
（１０）  ｜ｄＣＯＭＡｔ1｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
（１１）  ｜ｄＣＯＭＡｔ2｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
（１２）  ｜ｄＣＯＭＡｔ3｜＜０．９×λ／（ＮＡ）
（１３）  ｜ｄＭｔ1｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
（１４）  ｜ｄＭｔ2｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
（１５）  ｜ｄＭｔ3｜＜０．６×λ／（ＮＡ）2 
（１６）  ｜ｄＹｔ1｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）
（１７）  ｜ｄＹｔ2｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）
（１８）  ｜ｄＹｔ3｜＜０．１５×λ／（ＮＡ）