(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光で基板を露光する露光装置であって、
入射した光を前記ＥＵＶ光と、赤外光を含むＯｏＢ（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ）光とに分離する波長分離フィルタと、
前記ＯｏＢ光を吸収する吸収体と、を備え、
前記波長分離フィルタは、複数の格子要素が一次元状に配列されることによって断面形状が鋸歯状であるブレーズ型回折格子を含み、
前記ブレーズ型回折格子は、
基準面に対する前記複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化していることによって、前記基板の露光のために前記ＥＵＶ光に対してパワーを作用させ、
前記複数の格子要素の配列方向に沿った前記複数の格子要素のそれぞれの長さが順次に変化していることによって前記ＯｏＢ光を前記吸収体に集光させる、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記ブレーズ型回折格子は、前記パワーは、前記ＥＵＶ光を集光させる正のパワーである、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記ブレーズ型回折格子は、前記複数の格子要素のそれぞれのブレーズ角が順次に変化することによって前記第１波長の光に対して第１パワーを作用させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ブレーズ型回折格子は、曲面を有する基板の前記曲面の上に前記複数の格子要素が一次元状に配列されて構成され、これにより前記基準面に対する前記複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記ブレーズ型回折格子は、原版を前記ＥＵＶ光で照明するためのミラーを兼ねている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記ブレーズ型回折格子は、原版を前記ＥＵＶ光で照明するための照明光学系に組み込まれていて、
前記ブレーズ型回折格子は、前記複数の格子要素のそれぞれの表面が所定の曲率を有する曲面で構成されることによりオプティカルインテグレータとして機能する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記吸収体を冷却する冷却器を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置によって基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項９】
ＥＵＶ光で基板を露光する露光装置であって、
入射した光を前記ＥＵＶ光と、赤外光を含むＯｏＢ光とに分離するブレーズ型回折格子と、
前記ＯｏＢ光を吸収する吸収体と、を備え、
前記ブレーズ型回折格子は、断面形状が鋸歯状となるように複数の格子要素が配列された構造を有し、
前記ブレーズ型回折格子は、
基準面に対する前記複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化していることによって、前記基板の露光のために前記ＥＵＶ光に対してパワーを作用させ、
前記複数の格子要素の配列方向に沿った前記複数の格子要素のそれぞれの長さが順次に変化していることによって前記ＯｏＢ光を前記吸収体に集光させる、
ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶ光を使用するＥＵＶ露光装置が知られている。ＥＵＶを発生するＥＵＶ光源としては、プラズマ光源が使用されうる。ＥＵＶ光源の方式としては、例えば、レーザー生成プラズマ（ＬＰＰ）方式、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）方式がある。例えば、レーザー生成プラズマ方式では、真空容器中に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射することによって高温のプラズマを発生させ、発生したプラズマを光源とする。プラズマからは、例えば、波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光が放射される。ターゲット材としては、例えば、金属、不活性ガスなどが用いられる。ターゲットから放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数が高い方が良く、通常は数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。ターゲットから放射されるＥＵＶ光を効率よく利用するために集光ミラーが用いられる。集光ミラーとしては、例えば、モリブデンとシリコンの膜を交互に６０層ほど積層させた多層膜ミラー、又は金属をコーティングした斜入射ミラーが使用される。
【０００３】
ＥＵＶ露光装置における照明光学系は、例えば、複数の多層膜ミラー、オプティカルインテグレータ等で構成される。オプティカルインテグレータは、レチクル（原版）を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。オプティカルインテグレータには、平行化されたＥＵＶ光が入射され、その焦点に二次光源を生成する。
【０００４】
照明光学系から供給されたＥＵＶ光は、レチクルで反射され、例えば６〜８枚の多層膜ミラーからなる投影光学系で１／４に縮小されて、レジストが塗布されたウエハ（基板）に照射される。レチクル及びウエハは、それぞれレチクルステージ、ウエハステージによって保持され、縮小倍率に比例した速度比で同期して走査される。このようにして、レチクルの縮小投影像がウエハ上に結像した状態でそれらを同期走査するという動作が繰り返される（ステップ・アンド・スキャン）。こうして、ウエハの全面にレチクルの転写パターンが転写される。
【０００５】
ＥＵＶ光源は、所望の波長のＥＵＶ光だけでなく、赤外領域からＸ線領域までの不要な波長の光も発生する。このような不要な波長の光は、ＯｏＢ光（ＯｕｔｏｆＢａｎｄ光）と呼ばれている。ＯｏＢ光は、フレアとなってウエハ上の光のコントラストを低下させたり、ウエハを熱膨張させたりする。また、ＯｏＢ光は、ミラーの温度を上昇させるので、特に投影系のミラーに関して問題となる。ＬＰＰ光源の場合、プラズマ励起に使用されるＣＯ２レーザーからの散乱光が問題となる。この散乱光には、波長１０．６μｍの赤外光が含まれ、この赤外光がレチクルやウエハを熱膨張させ、結像性能を低下したり重ね合わせ精度を低下させたりする。
【０００６】
赤外領域のＯｏＢ光を除去する方法として、波長分離フィルタを光源または露光装置の照明光学系に追加の光学素子として組み込む方法がある。波長分離フィルタとして、反射型のブレーズ型回折格子を光路に設置し、光源が発生する光をＥＵＶ光と赤外光とに分離する方法がある。ブレーズ型回折格子の表面には、ＥＵＶ光を反射するための多層膜がコーティングされている。ブレーズ型回折格子は、入射する光線の波長に依存して異なる方向に回折を生じるため、ＥＵＶ光と赤外光とを互いに異なる方向に導き、分離することが可能である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の装置では、波長分離フィルタを光源または照明光学系に追加して設置するために、波長分離フィルタの格子表面のＥＵＶ光に対する反射率の分だけ光量の損失が生じる。また、波長分離フィルタによって反射されたＯｏＢ光が露光装置の内部で発散し、照明系のミラー、チャンバ、ウエハなどを暖めてしまう可能性がある。以上より、第１波長を有する光と第２波長を有する光を互いに分離しつつ両者に別々のパワーを作用させる光学装置が要求される。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、ＥＵＶ光と、赤外光を含むＯｏＢ（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ）光とを互いに分離しつつ両者に別々のパワーを作用させる光学装置を有する露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの側面は、ＥＵＶ光で基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、入射した光を前記ＥＵＶ光と、赤外光を含むＯｏＢ（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ）光とに分離する波長分離フィルタと、前記ＯｏＢ光を吸収する吸収体と、を備え、前記波長分離フィルタは、複数の格子要素が一次元状に配列されることによって断面形状が鋸歯状であるブレーズ型回折格子を含み、前記ブレーズ型回折格子は、基準面に対する前記複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化していることによって、前記基板の露光のために前記ＥＵＶ光に対してパワーを作用させ、前記複数の格子要素の配列方向に沿った前記複数の格子要素のそれぞれの長さが順次に変化していることによって前記ＯｏＢ光を前記吸収体に集光させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＥＵＶ光と、赤外光を含むＯｏＢ（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ）光とを互いに分離しつつ両者に別々のパワーを作用させる光学装置を有する露光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の波長分離フィルタを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態の露光装置を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の波長分離フィルタによる回折光の回折角分布を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の波長分離フィルタによる回折光の回折角分布を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の波長分離フィルタによる光線分離の概略を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の波長分離フィルタを搭載した露光装置を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態の波長分離フィルタによる回折光の回折角分布を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態の波長分離フィルタによる回折光の回折角分布を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態の露光装置を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の露光装置を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の波長分離フィルタを示す図である。
【図１２】一般的な波長分離フィルタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１２を参照しながら一般的なブレーズ型回折格子について説明する。ブレーズ型回折格子は、回折格子の断面が鋸歯状の形状を有する。ブレーズ型回折格子の格子ピッチをｄ、入射する光の入射角をα、回折された光の出射角をβ、ブレーズ角をθ、入射する光の波長をλとすると、（１）式の関係が成立する。なお、入射角αは、ブレーズ型回折格子の法線ｎと入射する光とのなす角度であり、出射角βは、法線ｎと回折された光とのなす角度である。
【００１４】
ｄ×（ｓｉｎα+ｓｉｎβ）＝ｍ×λ  ・・・（１）
ここで、ｍは回折次数を表す整数である。ブレーズ条件は、（２）式で表され、この条件を満たす回折次数の回折強度が最大となる。
【００１５】
α+β＝２×θ  ・・・（２）
本発明の光学装置は、入射した光を第１波長の光と第２波長の光とに分離する波長分離フィルタを含む。該光学装置は、例えば、原版のパターンを基板に転写する露光装置、該露光装置における照明光学系、または、該照明光学系の一部（例えば、ミラー）でありうる。あるいは、該光学装置は、入射した光を第１波長の光と第２波長の光とに分離する機能が要求されうる他のあらゆる装置または素子でありうる。あるいは、該光学装置は、波長分離フィルタそのものでありうる。典型的な実施形態において、第１波長の光はＥＵＶ光であり、第２波長の光は赤外光などのＯｏＢ光でありうる。
【００１６】
以下、本発明がＥＵＶ露光装置に適用される場合について説明するが、これは、本発明がＥＵＶ露光装置に対してのみ適用されるとの理解を意図したものではない。本発明は、第１波長を有する光と第２波長を有する光を互いに分離しつつ両者に別々のパワーを作用させることを目的とするものであり、そのような機能を含むべきあらゆる光学装置に提供される。
【００１７】
本発明の実施形態のブレーズ型回折格子は、複数の格子要素が一次元状に配列されることによって断面形状が鋸歯状を有する。ブレーズ型回折格子の格子パラメータは、赤外光が低次の回折次数において高い回折強度を持つように設定される。このようなブレーズ型回折格子にＥＵＶ光が入射すると、格子間隔に対して波長が１０００分の１程度に小さいため、回折による角度広がりが非常に小さくなる。よって、ＥＵＶ光が赤外光と同じ入射角でブレーズ型回折格子に入射すると、ＥＵＶ光の回折強度が最大となる回折次数における回折角は、ブレーズ型回折格子の斜面に対してほぼ正反射の角度となる。ブレーズ型回折格子の格子条件は、赤外光の回折角が格子斜面に対して正反射以外の角度になるように設定される。ブレーズ型回折格子によって回折されたＥＵＶ光と赤外光とは互いに異なる方向に進み、互いに分離される。赤外光が露光装置のチャンバ、ミラー、ミラー保持部などの部材を暖めてしまうことを防止するために、反射された赤外光を吸収する吸収体が設けられる。吸収体は、ＥＵＶ光の光路を遮らない位置に設置される。
【００１８】
露光装置は小型であることが好ましく、そのためには、露光装置を構成する各部品のサイズが小さければ配置の自由度が上がるため設計が容易となる。吸収体のサイズを小さくするためにはブレーズ型回折格子で回折する赤外光を集光させる必要がある。ここで、（１）式で示される回折条件より、波長λ、回折次数ｍ、入射角αが一定のとき、格子長ｄを変化させることで回折角βを変化させることができる。ここで、格子長は、複数の格子要素の配列方向に沿った前記複数の格子要素のそれぞれの長さである。なお、従来のように格子長が一定である場合には、格子長は格子ピッチと同義である。
【００１９】
本発明の実施形態のブレーズ型回折格子は、その面内で格子長ｄが順次に変化していて、そのために、面内の各位置に入射する赤外光の回折角が順次に変化している。つまり、本発明の実施形態のブレーズ型回折格子は、格子長ｄが順次に変化していることによって、赤外光に正のパワーを作用させること、即ち、赤外光を集光させることができる。
【００２０】
本発明の実施形態のブレーズ型回折格子は、基準面（例えば、ブレーズ型回折格子の法線に直交する面）に対する複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化している。これは、例えば、複数の格子要素のブレーズ角を順次に変化させることによってなされうる。ＥＵＶ光は、格子斜面に対して正反射の方向に回折されるため、ブレーズ角を順次に変化させることで、ＥＵＶ光に正のパワーを作用させること、即ちＥＵＶ光を集光させることが可能である。ブレーズ型回折格子にＥＵＶ光を集光させる機能を持たせることで、ブレーズ型回折格子を照明光学系のミラーと兼用することが可能となる。ミラーと兼用せず、ブレーズ型回折格子を照明光学系の照明光を生成するためのミラーに対して追加的に設置した場合、格子斜面におけるＥＵＶ光の反射率に相当する光量損失を生じてしまう。ブレーズ型回折格子を照明光学系系の照明光を生成するためのミラーと兼用するように設置することにより、ＥＵＶ光の損失を抑えながらＥＵＶ光と赤外光とを分離することができる。基準面に対する複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度を順次に変化させるために、曲面を有する基板の当該曲面の上に複数の格子要素が一次元状に配列されてもよい。
【００２１】
本発明の実施形態のブレーズ型回折格子は、格子長が順次に変化していることによって赤外光を集光させる第２パワーを有し、基準面に対する複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化していることによってＥＵＶ光を集光させる第１パワーを有する。
【００２２】
特殊な形態であるかもしれないが、大型の赤外光吸収体を配置可能な場合には、赤外光に負のパワーを作用させて、即ち、赤外光の光束を広げて赤外光吸収体に入射させることも可能である。また、照明光学系等においてＥＵＶ光に負のパワーを作用させることもありうる。格子長の変化の方向、基準面に対する複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度の変化の方向を変更することによって、負のパワーを発生することもできる。
【００２３】
以下に、本発明の好ましい実施形態を挙げる。
【００２４】
[第１実施形態]
図２を参照しながら本発明の第１実施形態の露光装置について説明する。第１実施形態の露光装置ＥＸは、露光光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍ）を用いて、例えば、ステップアンドスキャン方式でレチクル（原版）３１に形成された回路パターンをウエハ（基板）３８に転写する露光装置である。露光装置ＥＸは、例えば、ＥＵＶ光源ＬＳと、照明光学系ＩＬと、投影光学系ＰＳと、レチクル駆動機構３２と、ウエハ駆動機構３９と、アライメント光学系３７と、それらを取り囲むチャンバＣＨとを備えている。照明光学系ＩＬは、ＥＵＶ光源ＬＳから提供されるＥＵＶ光を使って、レチクル駆動機構３２によって保持されたレチクル３１を照明する。投影光学系ＰＳは、レチクル３１からの反射光をウエハ駆動機構３９によって保持されたウエハ３８に投影する。
【００２５】
ＥＵＶ光源ＬＳは、例えば、レーザー生成プラズマ（ＬＰＰ）方式のＥＵＶ光源であり、プラズマ励起のために波長１０．６μｍのＣＯ２レーザーを使用するように構成されうる。ここで、レーザー生成プラズマ方式は、真空中に配置されたターゲット材にＣＯ２レーザー装置から高強度のパルスレーザー光を照射して高温のプラズマ１３を発生させ、光源から放射される波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用する方式である。励起用ＣＯ２レーザーは、ターゲット材にレーザー光を集光させるように構成されている。ターゲット材は、特定のものに限定されないが、金属薄膜、不活性ガス、液滴などを用いることができ、例えば、錫からなる液滴を使用することができる。ＥＵＶ光源の種類あるいは方式は、特定の限定されるものではなく、あらゆる技術を適用することができる。
【００２６】
照明光学系ＩＬは、ＥＵＶ光によってレチクル３１を照明する光学系であり、例えば、照明系第１ミラー２０、オプティカルインテグレータ２１、波長分離フィルタ２２、照明系第２ミラー２３、照明系第３ミラー２４を含みうる。照明系第１ミラー２０は、オプティカルインテグレータ２１に対して平行なＥＵＶ光を入射させる。オプティカルインテグレータ２１は、レチクル３１を均一に所定の開口数で照明するための複数の２次光源を形成する。波長分離フィルタ２２へは、照明系第１ミラー２０およびオプティカルインテグレータ２１を介して、ＥＵＶ光のほか、赤外光が平行光として入射する。ＥＵＶ光の主光線の入射角は低入射角度、具体的には２０度以下に設定されており、これにより入射角が高入射角となるような配置にするよりも、集光の際に生じるボケ量を小さくして、集光効率を高めることができる。これにより照明系効率の向上をもたらすことができる。波長分離フィルタ２２は、ＥＵＶ光を集光させる機能および赤外光をＥＵＶ光とは異なる位置に集光させる機能を有する。
【００２７】
図１は、第１実施形態で使用される波長分離フィルタ２２の断面概略図である。波長分離フィルタ２２は、ブレーズ型回折格子である。波長分離フィルタ２２は、基板ＳＢの上にｎ個の格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎを１次元状に並べて配置した構造を有する。波長分離フィルタ２２としてのブレーズ型回折格子の格子長ｄ１、ｄ２・・・ｄｎは、順変化していて、例えば、ｄ１＞ｄ２＞・・・＞ｄｎのように順次小さくなっている。ブレーズ角θ１、θ２・・・θｎも、順次に変化していて、例えば、θ１＜θ２＜・・・＜θｎのように順次大きくなっている。図１に示す例において、基準面を基板ＳＢの表面または裏面と考えると、ブレーズ角は、該基準面と格子要素の表面とのなす角度である。
【００２８】
ブレーズ型回折格子（あるいは、各格子要素）の表面は、入射するＥＵＶ光の反射率を高めるために、例えばモリブデン層とシリコン層とを交互に積層した多層膜を有しうる。波長分離フィルタ２２は、レチクル３１を照明するための照明光（ＥＵＶ光）を形成するためのパワーを有している。波長分離フィルタ２２は、ｘ軸に沿った断面においては凹型の表面（反射面）を有し、これによってＥＵＶ光を集光させる正のパワーを有する。波長分離フィルタ２２は、ｙ軸に沿った断面においては、ブレーズ角θ１、θ２・・・θｎが順次に変化する構造を有し、これによってＥＵＶ光を集光させる正のパワーを有する。
【００２９】
１つの構成例において、波長分離フィルタ２２に入射する光束の径は、例えば直径２０ｍｍであり、入射角は、例えば１５度である。また、波長分離フィルタ２２としてのブレーズ型回折格子の格子要素の数ｎは、１８０であり、格子長は、例えば１５０μｍから８０μｍまで順次に変化している。すなわち、ｄ１が１５０μｍ、ｄ１８０が８０μｍとなるように順次に変化している。格子長が順次短くなる形状によって、回折格子に入射する１０．６μｍの赤外光は、ブレーズ型回折格子の表面上の各入射位置において、それぞれ回折角が異なる。
【００３０】
波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、この構成例におけるブレーズ型回折格子の格子長と比較して、およそ１００００分の１の波長である。よって、ＥＵＶ光がブレーズ型回折格子に入射すると、回折による角度広がりは十分に小さいため、各格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎの斜面に対してほぼ正反射の角度で反射される。すなわち、ＥＵＶ光の出射角は、入射角とブレーズ角θ１、θ２・・・θｎとによって決定される。
【００３１】
この構成例におけるブレーズ型回折格子のブレーズ角は、３．１度から５．７度まで順次に変化している。すなわち、θ１は３．１度であり、θ１８０は５．７度である。ブレーズ角が順次大きくなる形状によって、ＥＵＶ光の出射角は、ブレーズ型回折格子の表面上の各入射位置においてそれぞれ異なる。
【００３２】
以上のような形状を有する波長分離フィルタ２２としてのブレーズ型回折格子に対して波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光と波長１０．６μｍの赤外光とがともに入射角１５度で入射した場合の反射光の振る舞いを考えてみる。格子長がｄ１の格子要素Ｌ１に入射した赤外光の回折角度分布を計算した結果を図３に示す。縦軸は任意単位である。図３からわかるように、波長１０．６μｍの赤外光は、出射角が−１０．８度と−６．７度とに集中して回折される。前者は１次の回折次数に対応し、後者は２次の回折次数に対応する。一方で、ＥＵＶ光の出射角は−８．７度である。これは約１２００次の回折次数に対応している。
【００３３】
同様に、格子長がｄ１８０の格子要素ｄ１８０に入射した赤外光の回折角度分布を計算した結果を図４に示す。図４からわかるように、波長１０．６μｍの赤外光は、出射角が−７．３度と０．３５度とに集中して回折される。前者は１次の回折次数に対応し、後者は２次の回折次数に対応する。一方で、ＥＵＶ光の出射角は−３．４度である。これは約１２００次の回折次数に対応している。
【００３４】
図５は、本構成例における波長分離フィルタ２２から出射されるＥＵＶ光と赤外光とを示す概念図である。格子長が順次に変化してうることによって、赤外光の１次回折光および２次回折光は、正のパワーを受ける。また、ブレーズ角が順次に変化していることによって、ＥＵＶ光は、正のパワーを受ける。格子長がｄ１である格子要素Ｌ１の表面において、赤外光の１次回折光は出射角５２の角度で反射され、ＥＵＶ光は出射角５３の角度で反射され、赤外光の２次回折光は出射角５４で反射される。格子ピッチがｄ１８０である格子要素Ｌ１８０の表面において、赤外光の１次回折光は出射角５５の角度で反射され、ＥＵＶ光は出射角５６の角度で反射され、赤外光の２次回折光は出射角５７で反射される。本構成例において、出射角５２、５３，５４、５５、５６、５７は、それぞれおよそ−１０．８度、−８．７度、−６．７度、−７．３度、−３．４度、０．３５度である。
【００３５】
波長分離フィルタ２２から出射される赤外光の１次回折光は、集光点５８に集光されるような集光角を持つ。また、赤外光の２次回折光は、集光点６０に集光されるような集光角を持つ。また、ＥＵＶ光は、集光点５９に集光されるような集光角を持つ。赤外光の１次回折光、ＥＵＶ光、赤外光の２次回折光の焦点距離、即ち入射光束の主光線５０が波長分離フィルタに入射する点６１から集光点５８、５９、６０までの距離は、それぞれ、およそ３４０ｍｍ、２２０ｍｍ、１８０ｍｍである。
【００３６】
波長分離フィルタ２２によって露光光であるＥＵＶ光から分離された赤外光１４は、図２に例示されるように、波長分離フィルタ２２で反射（回折）されたＥＵＶ光の光路の周囲に設置された赤外光吸収体２５によって吸収される。これにより、赤外光がチャンバＣＨおよびミラー２０、２３、２４、３３〜３６などの構成要素に入射することを防止することができる。露光装置ＥＸは、赤外光吸収体２５を冷却する冷却器４０を備えうる。これにより、赤外光吸収体２５の温度が許容値を超えて上昇することを防止することができる。
【００３７】
ブレーズ型回折格子は、上記のパラメータに限定されるものではなく、ＥＵＶ光が赤外光と異なる角度で回折され、ＥＵＶ光と赤外光が互いに異なる位置に集光されるものであれば良い。任意の適切なパラメータを選択することで、ＥＵＶ光および赤外光をそれぞれ集光させる位置を高い自由度で設計することができる。
【００３８】
[第２実施形態]
本発明イの第２実施形態は、第１実施形態における波長分離フィルタの構成を変更したものである。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。図６は、第２実施形態の波長分離フィルタ２２としてのブレーズ型回折格子の断面構造を示す概略図である。波長分離フィルタ２２は、曲面ｓを有する基板上ＳＢ’の曲面ｓの上にｎ個の格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎが１次元状に並べて配列された構造を有する。第２実施形態におけるブレーズ型回折格子の格子長ｄ１、ｄ２・・・ｄｎは、順変化していて、例えば、ｄ１＞ｄ２＞・・・＞ｄｎのように順に小さくなっている。第２実施形態では、ブレーズ角（ここでは、曲面ｓと格子要素の表面とのなす角度とする）θは、全ての格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎにおいて一定の角度である。第２実施形態においても、基準面（例えば、ブレーズ型回折格子の法線に直交する面）に対する複数の格子要素のそれぞれの表面がなす角度が順次に変化している。ブレーズ型回折格子（あるいは、各格子要素）の表面は、入射するＥＵＶ光の反射率を高めるために、例えばモリブデン層とシリコン層とを交互に積層した多層膜を有しうる。
【００３９】
第２実施形態の１つの構成例において、波長分離フィルタ２２としてのブレーズ型回折格子には、光束の径が２０mmの平行光が入射する。この構成例では、ブレーズ型回折格子の格子要素の数ｎは２７０であり、格子長は、１００μｍから５０μｍまで順次に変化している。すなわち、ｄ１が１００μｍ、ｄ２７０が５０μｍとなるように順次に変化している。第２実施形態のブレーズ型回折格子の基板ＳＢ’は、曲面ｓを有するため、ブレーズ型回折格子における位置に応じて光の入射角が異なる。格子長がｄ１の格子要素に対する光の入射角は、例えば１５度であり、格子長がｄ２７０の格子要素に対する光の入射角は、例えば１０度である。また、全ての格子要素のブレーズ角θは２度である。
【００４０】
格子長がｄ１の格子要素に入射する赤外光の回折角度分布を計算した結果を図７に示す。図７からわかるように、波長１０．６μｍの赤外光は出射角が−１５度と−８．８度とに集中して回折される。前者は０次の回折次数に対応し、後者は１次の回折次数に対応する。一方、ＥＵＶ光の出射角は−１１度である。これは約５００次の回折次数に対応している。
【００４１】
同様に、格子長がｄ２７０の格子要素に入射する赤外光の回折角度分布を計算した結果を図８に示す。図８からわかるように、波長１０．６μｍの赤外光は、出射角が−１０度と２．２度とに集中して回折される。前者は０次の回折次数に対応し、後者は１次の回折光次数に対応する。一方、ＥＵＶ光の出射角は−６度である。これは約２６０次の回折次数に対応している。
【００４２】
格子長が順次に変化していることによって、赤外光の０次回折光および１次回折光は、正のパワーを受ける。また、複数の格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎが基板ＳＢ’の曲面ｓ’の上に配置されていることによって、ＥＵＶ光は、正のパワーを受ける。
【００４３】
[第３実施形態]
図９は、本発明の第３実施形態における露光装置の概念図である。第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。波長分離フィルタ２５は、オプティカルインテグレータ２１の上流側に設置され、波長分離フィルタ２５への入射光は、７０度以上の斜入射の角度で入射する。第３実施形態における波長分離フィルタ２５は、その表面に金、白金、モリブデン、ルテニウム、ロジウムなどの金属、またはこれらの合金などが反射膜としてコーティングされている。第３実施形態の波長分離フィルタ２５は、第１実施形態と同様に、格子長およびブレーズ角が順次に変化する構造を有している。これにより、赤外光の１次回折光の光束および２次回折光の光束は、所定の位置に集光され、ＥＵＶ光は、オプティカルインテグレータ２１に平行光を提供するように平行化されている。
【００４４】
波長分離フィルタ２５によりＥＵＶ光から分離された赤外光は、赤外光吸収体２８によって吸収される。赤外光を導光するための光学系は、ＥＵＶ光のための光学系とは別に設けられうる。ＥＵＶ光の光路外に波長１０．６μｍの赤外光に対して高い反射率を有するミラーを設置し、波長分離フィルタ２５によって分離された赤外光は、それを吸収する吸収体２８に導光される。以上の構成によれば、吸収体２８をＥＵＶ光の光路の近傍に設置しなければならないなどの設置位置に関する制約が緩和される。したがって、吸収体２８が高温になる場合においても、照明光学系ＩＬのＥＵＶ光のためのミラーが吸収体２８の温度の影響を受けることを防止することができる。露光装置ＥＸは、赤外光吸収体２８を冷却する冷却器４０を備えうる。これにより、赤外光吸収体２８の温度が許容値を超えて上昇することを防止することができる。
【００４５】
[第４実施形態]
図１０は、本発明の第４実施形態における露光装置の概念図である。第４実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。実施形態の波長分離フィルタ２７は、オプティカルインテグレータ（第１乃至第３実施形態のオプティカルインテグレータ２１）を兼用している。オプティカルインテグレータは、所定の曲率を持った微小な反射面を平面または曲面上に多数配列し、露光光の２次光源を多数形成して、レチクル照明する光の強度を均一化する。
【００４６】
図１１は、本発明の第４実施形態の光学装置に搭載される波長分離フィルタ２７の概略図である。第４実施形態の波長分離フィルタ２７は、第１実施形態と同様に、ピッチおよびブレーズ角が順次に変化する構造を有している。４実施形態の波長分離フィルタ２７は、更に、角格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎの表面がそれぞれ所定の曲率を有している。格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎが曲率を有する構造により、オプティカルインテグレータと同様の機能を果たす。各々の格子要素Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎの曲率は、格子長に比例して小さくなる。具体的には、各々の格子要素は、その表面で反射されたＥＵＶ光の収束角が全て等しくなるような曲率を有している。
【００４７】
第４実施形態の波長分離フィルタ２７に入射したＥＵＶ光は、格子要素の表面が有する曲率に従って、波長分離フィルタ２７の近傍に多数の２次光源を形成し、照度を均一化する。一方、赤外光は、格子長が順次に変化する構造により、１次回折光の光束および２次回折光の光束が所定の位置に集光するような集光角を持って回折され、ＥＵＶ光と分離される。第４実施形態においても赤外光を吸収する赤外光吸収体が設けられうる。更に、赤外光吸収体の温度が許容値を超えて上昇することを防止する冷却器が設けられてもよい。
【００４８】
[その他]
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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