(57)【要約】【課題】  複数の反射部材を用いて構成されるＥＵＶ光用の露光装置において、スループットの低下を防止しかつ複数の反射部材により生じる収差の発生を抑制することができる露光装置を提供する。【解決手段】  光源部２から射出される極端紫外光を照明光としてマスクＭを照明し、マスクのパターンをウエハＷ上に露光する露光装置において、光源部とマスクとの間の光路には、複数の反射部材を有し、複数の反射部材の内の最も光源部側の光路に配置されたコリメータミラー４に向けて光源部から射出される極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸Ｘとしたとき、基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、基準軸と、基準軸がコリメータミラー４の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、コリメータミラー４が配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から射出される極端紫外光を照明光としてマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記光源部と前記マスクとの間の光路には、複数の反射部材を有し、
前記複数の反射部材の内の最も光源部側の光路に配置された第１反射部材に向けて前記光源部から射出される前記極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸としたとき、前記基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、
前記基準軸と、前記基準軸が前記第１反射部材の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、前記第１反射部材が配置されることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記極端紫外光の前記第１反射部材の各点における入射角度は、３０度以内の角度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】
前記第１反射部材は、球面ミラー、回転放物面ミラー及び回転楕円面ミラーの中の何れか１つを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１反射部材は、反射面に多層膜を有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１反射部材は、入射光を集光させる作用を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
光源部から射出される極端紫外光を照明光としてマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記光源部と前記マスクとの間には、前記極端紫外光を前記マスクに導くための複数の反射部材を有し、
前記光源部から射出される前記極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸としたとき、
前記基準軸と、前記基準軸が前記複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度であることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記複数の反射部材には、フライアイ光学系及びコンデンサ光学系が含まれることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記フライアイ光学系には、少なくとも入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーが含まれ、
前記コンデンサ光学系には、少なくとも入射側コンデンサミラー及び射出側コンデンサミラーが含まれることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記入射側コンデンサミラーと前記射出側コンデンサミラーとの間の鉛直方向の距離は、前記マスクと前記感光性基板との物像間距離より短いことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記複数の反射部材は、球面ミラーを有することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記光源部と、前記複数の反射部材のうちの最も前記光源部側に配置された反射部材との間の光路にシャッタを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に投影する投影光学系を備え、
前記光源部から前記マスクまでの間における、前記極端紫外光の前記基準軸は、前記投影光学系の光軸に対して交差していることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記複数の反射部材は、入射光を集光または発散させる作用を有することを特徴とする請求項６乃至請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記光源部と前記マスクとの間の光路には、光路を折り曲げるための少なくとも１つの偏向部材を有することを特徴とする請求項６乃至請求項１３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記複数の反射部材及び／または前記偏向部材は、反射面に形成された多層膜を有することを特徴とする請求項６乃至請求項１４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、
マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路の製造においては、マスク上に形成された非常に微細なパターンを感光性基板上に転写するために、可視光あるいは紫外光を利用したフォトリソグラフィの手法が用いられている。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された感光性基板上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
近年、半導体集積回路の高集積化、高密度化を実現するために、回路の線幅を更に細く、又は、パターンを更に精細にする必要がある。そのため、投影露光装置において解像度の向上が要求されている。投影露光装置において解像度を上げるために、露光光源波長としては、これまでに水銀灯（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）等が実用化されており、より解像度を上げるために更なる短波長化が進んでいる。ここで、露光光源として波長が１５７ｎｍより短い光（例えば、ＥＵＶ光）を用いてマスクのパターンを感光性基板上に投影露光する場合、短波長の光に対して高い透過率を有する硝材が限定されていることから、投影露光装置は複数の反射部材が用いられている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１‐３１２６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＥＵＶ光用の露光装置の照明光学系に用いられる反射部材としての多層膜ミラーの反射率は約７０％であるため、露光装置のスループットを高くするためには使用する多層膜ミラーの数を制限する必要がある。このＥＵＶ光用の露光装置の照明光学系においては、光源からの光束を整形するミラー、１対のフライアイミラー、該フライアイミラーにより反射された光束をマスク上に集光するコンデンサミラー、マスク上に照明光束を跳ね上げるミラーなどの多層膜ミラーを使用する必要がある。即ち、このようなＥＵＶ光用の露光装置の照明光学系は最小限５〜６つの多層膜ミラーを用いて構成する必要がある。
【０００６】
ここで、所望の照明特性（結像性能や照度ムラ等）を得るためには、上述のように使用するミラーの数を制限した場合に生じる収差を小さくする必要がある。また、ミラーの加工の容易性からＥＵＶ光用の露光装置を構成するミラーは球面ミラーであることが望ましく、球面ミラーの光学特性の劣化を防止するためには入射光の球面ミラーの反射面への入射角度を小さくする必要がある。
【０００７】
この発明の課題は、複数の反射部材を用いて構成されるＥＵＶ光用の露光装置において、スループットの低下を防止しかつ複数の反射部材により生じる収差の発生を抑制することができる露光装置、該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の露光装置は、光源部から射出される極端紫外光を照明光としてマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記光源部と前記マスクとの間の光路には、複数の反射部材を有し、前記複数の反射部材の内の最も光源部側の光路に配置された第１反射部材に向けて前記光源部から射出される前記極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸としたとき、前記基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、前記基準軸と前記基準軸が前記第１反射部材の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、前記第１反射部材が配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の露光装置は、前記極端紫外光の前記第１反射部材の各点における入射角度が３０度以内の角度であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の露光装置は、前記第１反射部材が球面ミラー、回転放物面ミラー及び回転楕円面ミラーの中の何れか１つを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の露光装置は、前記第１反射部材が反射面に多層膜を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の露光装置は、前記第１反射部材が入射光を集光させる作用を有することを特徴とする。
【００１３】
この請求項１乃至請求項５記載の露光装置によれば、極端紫外光の基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、極端紫外光の基準軸と、この基準軸が第１反射部材の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、第１反射部材が配置されるため、光源部とマスクとの間に配置されるミラーの枚数を減少させ、かつ光源部からマスクまでの間に配置されるミラーにより発生する収差を小さくすることができるため、光源部とマスクとの間に配置される光学系の光学特性を劣化させることがない。従って、高いスループットでマスクパターンを感光性基板に露光することができる。また、極端紫外光のミラーへの入射角度が小さいため、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項６記載の露光装置は、光源部から射出される極端紫外光を照明光としてマスクを照明し、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記光源部と前記マスクとの間には、前記極端紫外光を前記マスクに導くための複数の反射部材を有し、前記光源部から射出される前記極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸としたとき、前記基準軸と、前記基準軸が前記複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度であることを特徴とする。
【００１５】
この請求項６記載の露光装置によれば、極端紫外光の基準軸と、この基準軸が複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度であるため、光源部とマスクとの間に配置されるミラーの枚数を減少させ、かつ光源部からマスクまでの間に配置されるミラーにより発生する収差を小さくすることができるため、光源部とマスクとの間に配置される光学系の光学特性を劣化させることがない。従って、高いスループットでマスクパターンを感光性基板に露光することができる。また、極端紫外光のミラーへの入射角度が小さいため、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項７記載の露光装置は、前記複数の反射部材には、フライアイ光学系及びコンデンサ光学系が含まれることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８記載の露光装置は、前記フライアイ光学系には、少なくとも入射側フライアイミラー及び射出側フライアイミラーが含まれ、前記コンデンサ光学系には、少なくとも入射側コンデンサミラー及び射出側コンデンサミラーが含まれることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９記載の露光装置は、前記入射側コンデンサミラーと前記射出側コンデンサミラーとの間の鉛直方向の距離は、前記マスクと前記感光性基板との物像間距離より短いことを特徴とする。
【００１９】
この請求項７乃至請求項９記載の露光装置によれば、コンデンサ光学系に含まれる入射側コンデンサミラーと射出側コンデンサミラーとの間の鉛直方向の距離がマスクと感光性基板との物像間距離より短いため、露光装置の高さを所定の範囲内の高さにすることができ、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００２０】
また、請求項１０記載の露光装置は、前記複数の反射部材が球面ミラーを有することを特徴とする。この請求項１０記載の露光装置によれば、光源部とマスクとの間に配置される球面ミラーの製造を容易に行うことができる。
【００２１】
また、請求項１１記載の露光装置は、前記光源部と、前記複数の反射部材のうちの最も前記光源部側に配置された反射部材との間の光路にシャッタを備えることを特徴とする。
【００２２】
この請求項１１記載の露光装置によれば、光源部と、最も光源部側に配置された反射部材との間の光路にシャッタを備えるため、光源部から落下するゴミが最も光源部側に配置された反射部材に付着するのを防止することができる。
【００２３】
また、請求項１２記載の露光装置は、前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に投影する投影光学系を備え、前記光源部から前記マスクまでの間における、前記極端紫外光の前記基準軸は、前記投影光学系の光軸に対して交差していることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１３記載の露光装置は、前記複数の反射部材が入射光を集光または発散させる作用を有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４記載の露光装置は、前記光源部と前記マスクとの間の光路には、光路を折り曲げるための少なくとも１つの偏向部材を有することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５記載の露光装置は、前記複数の反射部材及び／または反射面に形成された多層膜を有することを特徴とする。
【００２７】
この請求項１２乃至請求項１５記載の露光装置によれば、光源部とマスクとの間の光路に配置される光学系の光学性能を劣化させることがなく、光源部からの光をマスクに効率よく導くことができる。
【００２８】
また，請求項１６記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
【００２９】
この請求項１６記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うため、マスクに形成された微細なパターンを高い解像力で感光性基板上に良好に露光することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明の露光装置によれば、極端紫外光の基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、極端紫外光の基準軸と、この基準軸が第１反射部材の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、第１反射部材が配置されるため、光源部とマスクとの間に配置されるミラーの枚数を減少させ、かつ光源部からマスクまでの間に配置されるミラーにより発生する収差を小さくすることができるため、光源部とマスクとの間に配置される光学系の光学特性を劣化させることがない。従って、高いスループットでマスクパターンを感光性基板に露光することができる。また、極端紫外光のミラーへの入射角度が小さいため、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００３１】
また、この発明の露光装置によれば、極端紫外光の基準軸と、この基準軸が複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度であるため、光源部とマスクとの間に配置されるミラーの枚数を減少させ、かつ光源部からマスクまでの間に配置されるミラーにより発生する収差を小さくすることができるため、光源部とマスクとの間に配置される光学系の光学特性を劣化させることがない。従って、スループットよくマスクパターンを感光性基板に露光することができる。また、極端紫外光のミラーへの入射角度が小さいため、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００３２】
また、この発明の露光装置によれば、コンデンサ光学系に含まれる入射側コンデンサミラーと射出側コンデンサミラーとの間の鉛直方向の距離がマスクと感光性基板との物像間距離より短いため、露光装置の高さを所定の範囲内の高さにすることができ、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００３３】
また、この発明の露光装置によれば、光源部と、最も光源部側に配置された反射部材との間の光路にシャッタを備えるため、光源部から落下するゴミが最も光源部側に配置された反射部材に付着するのを防止することができる。
【００３４】
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、マスクに形成された微細なパターンを高い解像力で感光性基板上に良好に露光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この投影露光装置は、図１に示すように、約５〜４０ｎｍの波長のＥＵＶ（extreme ultra violet、極端紫外）光を射出する光源装置(光源部)２を備えている。図２に示すように、光源装置２の光源２０は、ＹＡＧ（yttrium aluminum garnet）レーザ光源２１から射出したレーザ光を集光光学系２２で集光し、ノズル２３より供給される高濃度のガスターゲットに当てることにより得られる点状のＥＵＶ（extreme ultra violet、極紫外）光源である。光源２０から射出した光束は、集光鏡２４により集光されて光源装置２から射出し、球面ミラーにより構成されるコリメータミラー（第１反射部材）４に入射する。
【００３６】
ここで光源装置２から射出されるＥＵＶ光は、光源装置２と後述するマスクＭとの間の光路において最も光源装置２側の光路に配置されたコリメータミラー４に向けて、光源装置２から射出されるＥＵＶ光の光束の中心を通る軸を基準軸Ｘとしたとき、基準軸Ｘは、鉛直方向に対して４５度以内の角度である、３０度の角度（θ）を有する（図１及び図３参照）。なお、この露光装置においては、θを３０度に設定しているが、θは、４５度以内の角度であれば、適宜選択して設定可能である。また、基準軸Ｘと、基準軸Ｘがコリメータミラー４の反射面と交わる点における法線とがなす角度θＸ１が３０度以内になるように、コリメータミラー４が配置されている。即ち、図３に示すように、基準軸Ｘと、基準軸Ｘがコリメータミラー４の反射面と交わる点Ｘ１における法線とがなす角度θＸ１が３０度以内になるように、コリメータミラー４が配置されている。
【００３７】
また、光源装置２から射出されるＥＵＶ光のコリメータミラー４の反射面の各点における入射角度が３０度以内の角度になるように、コリメータミラー４が配置されている。例えば、コリメータミラー４の反射面のＸ１におけるＥＵＶ光の入射角度θＸ１が３０度以内の角度になり、反射面のＸ２におけるＥＵＶ光の入射角度θＸ２が３０度以内の角度になり、コリメータミラー４の反射面のＸ３におけるＥＵＶ光の入射角度θＸ３が３０度以内の角度になるように、コリメータミラー４が配置されている。即ち、コリメータミラー４の反射面の全ての点におけるＥＵＶ光の入射角度が３０度以内の角度になるようにコリメータミラー４が配置されている。なお、光源装置２から射出されるＥＵＶ光は、図２に示すように集光鏡２４により集光されて射出されるため、ＥＵＶ光の光束の中心には、光が存在しない。従って、コリメータミラー４の反射面のＸ１には、ＥＵＶ光は入射しないが、この点において仮想的に設定されるＥＵＶ光の入射角度は、コリメータミラー４の反射面における他の点と同様に３０度以内の角度となる。また、この実施の形態においては、コリメータミラー４の反射面の各点における入射角度が３０度以内の角度になるようにコリメータミラー４が配置されているが、コリメータミラー４の反射面の各点における入射角度が２０度以内の角度になるように、コリメータミラー４を配置することが好ましい。
【００３８】
光源装置２から射出したＥＵＶ光は、コリメータミラー４により反射され集光されることにより略平行光束となる。コリメータミラー４の反射面には、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪素酸化物の内の複数の物質を堆積させた多層膜が形成されている。ＥＵＶ光は、略平行光束の状態でオプィカルインテグレータを構成する反射型フライアイ光学系（マスクＭへ導く反射部材）へ導かれ、反射型フライアイ光学系を構成する一方の入射側反射型フライアイミラー６に入射する。
【００３９】
この入射側反射型フライアイミラー６は、球面ミラーにより構成され並列に配列された複数の反射素子を有し、後述する被照射面または露光面としてのマスク（レチクル）Ｍや感光性基板（ウエハ）Ｗと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側反射型フライアイミラー６に入射したＥＵＶ光は、入射側反射型フライアイミラー６により反射され、反射型フライアイ光学系を構成する他方の射出側反射型フライアイミラー８に入射する。この射出側反射型フライアイミラー８は、球面ミラーにより構成され並列に配列された複数の反射素子を有し、照明光学系の瞳面またはその近傍に配置されている。
【００４０】
図４は入射側反射型フライアイミラー６、図５は射出側反射型フライアイミラー８を示す正面図である。入射側反射型フライアイミラー６のそれぞれの要素光学系６ａ及び射出側反射型フライアイミラー８のそれぞれの要素光学系８ａは、一対一に対応した状態でそれぞれ配列されており、同一の焦点距離を有している。入射側反射型フライアイミラー６に入射した光束は、入射側反射型フライアイミラー６のそれぞれの要素光学系６ａにより波面分割される。入射側反射型フライアイミラー６により波面分割された多数の光束は、射出側反射型フライアイミラー８に入射し、射出側反射型フライアイミラー８のそれぞれの要素光学系８ａは、波面分割された個々の光束を１本ずつ受ける。ここで、入射側反射型フライアイミラー６の要素光学系６ａとマスクＭ上の被露光面と共役となるように配置されているため、射出側反射型フライアイミラー８がケーラー照明における面光源となる。
【００４１】
射出側反射型フライアイミラー８により反射されたＥＵＶ光は、コンデンサ光学系を構成する一方の入射側反射型コンデンサミラー１０に入射する。この入射側反射型コンデンサミラー１０は、球面ミラーにより構成されている。入射側反射型コンデンサミラー１０に入射したＥＵＶ光は、入射側反射型コンデンサミラー１０により反射され、反射型コンデンサ光学系を構成する他方の射出側反射型コンデンサミラー１２に入射する。この射出側反射型コンデンサミラー１２は、球面ミラーにより構成されている。ここで入射側コンデンサミラー１０と射出側コンデンサミラー１２は、その間の鉛直方向の距離がマスクＭとウエハ（感光性基板）Ｗとの物像間距離より短くなるように、入射側コンデンサミラー１０と射出側コンデンサミラー１２が配置されている。これにより入射側反射型コンデンサミラー１０と射出側反射型コンデンサミラー１２とを投影光学系ＰＬの近くに配置することができ投影露光装置をコンパクトにすることができる。
【００４２】
コンデンサ光学系に入射したＥＵＶ光は、入射側反射型コンデンサミラー１０、射出側反射型コンデンサミラー１２により順次反射されて、所定の回路パターンが形成され、マスクステージＭＳに載置された反射型マスクＭ上を重畳的に均一照明する。反射型マスクＭにより反射されたＥＵＶ光は、図示しない複数の結像用反射部材を備える反射型投影光学系ＰＬを介して、ウエハステージＷＳに載置されレジストが塗布された感光性基板としてのウエハＷ上にマスクＭに形成されたパターン像を投影露光する。
【００４３】
この投影露光装置は、光源装置２と複数の反射部材のうちの最も光源装置２側に配置された反射部材であるコリメータミラー４との間の光路にシャッタＳを備えている。従って、このシャッタＳにより、光源装置２の光源の電極やターゲット供給用のノズルから落下するゴミがコリメータミラー４に付着するのを防止することができる。
【００４４】
また、この投影露光装置は、シャッタＳと複数の反射部材のうちの最も光源装置２側に配置された反射部材であるコリメータミラー４との間の光路に波長選択フィルタＦを備えている。この波長選択フィルタＦにより光源装置２から射出される光の中で、露光に必要な光よりも長波長の光及び短波長の光を遮断し露光に必要な光のみを透過させる。
【００４５】
また、この投影露光装置においては、図６に示すように、光源装置２から射出される極端紫外光の光束の中心を通る軸を基準軸Ｘとしたとき、この基準軸Ｘと、基準軸Ｘが複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度になるように、複数の反射部材のそれぞれが配置されている。即ち、基準軸Ｘと、この基準軸Ｘがコリメータミラー４の反射面と交わる点における法線とがなす角度θ４、基準軸Ｘと、この基準軸Ｘが入射側反射型フライアイミラー６の反射面と交わる点における法線とがなす角度θ６、基準軸Ｘと、この基準軸Ｘが射出側反射型フライアイミラー８の反射面と交わる点における法線とがなす角度θ８、基準軸Ｘと、この基準軸Ｘが入射側反射型コンデンサミラー１０の反射面と交わる点における法線とがなす角度θ１０、基準軸Ｘと、この基準軸Ｘが射出側反射型コンデンサミラー１２の反射面と交わる点における法線とがなす角度θ１２が３０度以内の角度になるように、複数の反射部材のそれぞれが配置されている。なお、この実施の形態においては、基準軸Ｘと、基準軸Ｘが複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内の角度になるように、複数の反射部材のそれぞれが配置されているが、基準軸Ｘと、基準軸Ｘが複数の反射部材の各反射面と交わる点における法線とがなす角度が２０度以内の角度になるように、複数の反射部材のそれぞれを配置することが好ましい。
【００４６】
また、この投影露光装置においては、図１及び図６に示すように、光源装置２からマスクＭまでの間における、極端紫外光の基準軸Ｘは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して交差するように各反射部材が配置されている。即ち、コリメータミラー４と入射側反射型フライアイミラー６との間の基準軸Ｘ、入射側反射型フライアイミラー６と射出側反射型フライアイミラー８との間の基準軸Ｘ、射出側反射型フライアイミラー８と入射側反射型コンデンサミラー１０との間の基準軸Ｘ、入射側反射型コンデンサミラー１０と射出側反射型コンデンサミラー１２との間の基準軸Ｘは、全て投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと交差している。従って、光源装置２から射出されたＥＵＶ光を効率よくマスクＭに導くことができる。
【００４７】
この実施の形態にかかる投影露光装置によれば、極端紫外光の基準軸は、鉛直方向に対して４５度以内の角度を有し、極端紫外光の基準軸と、この基準軸がコリメータミラー４の反射面と交わる点における法線とがなす角度が３０度以内になるように、コリメータミラー４が配置されるため、光源装置２とマスクＭとの間に配置されるミラーの枚数を減少させ、かつ光源装置２からマスクＭまでの間に配置されるミラーにより発生する収差を小さくすることができるため、光源装置２とマスクＭとの間に配置される光学系の光学特性を劣化させることがない。従って、スループットよくマスクパターンをウエハに露光することができる。
【００４８】
また、この実施の形態に係る投影露光装置によれば、コンデンサ光学系に含まれる入射側コンデンサミラー１０と射出側コンデンサミラー１２との間の鉛直方向の距離がマスクＭと感光性基板Ｗとの物像間距離より短いため、露光装置の高さを所定の範囲内の高さにすることができ、露光装置の大型化を抑制することができる。また、光源装置２とマスクＭとの間に配置される反射部材を球面ミラーにより構成するため、反射部材の製造を容易に行うことができる。
【００４９】
なお、上述の実施の形態においては、射出側反射型コンデンサミラー１２により反射されたＥＵＶ光は、直接反射型マスクＭに入射しているが、図７に示すように、射出側反射型コンデンサミラー１２と反射型マスクＭとの間の光路中に、斜入射ミラーにより構成される偏向ミラー１４を設けてもよい。この偏向ミラー１４は、反射面を平面により構成しても良いし、球面あるいは非球面により形成してもよい。また、偏向ミラーの反射面に多層膜を形成してもよい。この偏向ミラー１４を設けることにより、射出側反射型コンデンサミラー１２から射出されたＥＵＶ光の光路を折り曲げ、ＥＵＶ光の進行方向を上向きに偏向させることができるため、露光装置の大型化を抑制することができる。
【００５０】
また、上述の実施の形態においては、コリメータミラー４、入射側反射型フライアイミラー６、射出側反射型フライアイミラー８、入射側反射型コンデンサミラー１０及び射出側反射型コンデンサミラー１２を球面ミラーにより構成しているが、回転放物面ミラー、回転楕円面ミラーなどにより構成してもよい。
【００５１】
また、上述の実施の形態においては、コリメータミラー４の反射面に多層膜を形成しているが、入射側反射型フライアイミラー６、射出側反射型フライアイミラー８、入射側反射型コンデンサミラー１０及び射出側反射型コンデンサミラー１２、偏向ミラー１４にもコリメータミラー４と同様に、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪素酸化物の内の複数の物質を堆積させた多層膜を形成してもよい。
【００５２】
また、上述の実施の形態においては、反射型フライアイ光学系を入射側反射型フライアイミラー６及び射出側反射型フライアイミラー８により構成しているが、反射型フライアイ光学系を構成するミラーの枚数は、２枚に限定されるものではなく、３枚以上の枚数を適宜選択可能である。なお、この場合においても光量損失を最小限とするために可能な限り少ない枚数でフライアイ光学系を構成することが望ましい。
【００５３】
また、上述の各位実施の形態においては、コンデンサ光学系を入射側反射型コンデンサミラー１０及び射出側反射型コンデンサミラー１２により構成しているが、反射型コンデンサ光学系を構成するミラーの枚数は、２枚に限定されるものではなく、３枚以上の枚数を適宜選択可能である。また、反射型コンデンサ光学系を１枚のミラーにより構成しても良い。なお、この場合においても光量損失を最小限とするために可能な限り少ない枚数でコンデンサ光学系を構成することが望ましい。
【００５４】
また、上述の実施の形態において、図８に示すように、反射型フライアイ光学系を開口数の異なる他の反射型フライアイ光学系に交換可能に構成しても良い。即ち、コリメータミラー４、入射側反射型フライアイミラー６、開口絞り７及び射出側反射型フライアイミラー８を格納しているフライアイセットＡは、交換用コリメータミラー４０、交換用入射側反射型フライアイミラー６０、交換用開口絞り７０及び交換用射出側反射型フライアイミラー８０を格納している交換用フライアイセットＢと交換できるように構成されている。フライアイセットＡ及び交換用フライアイセットＢは、水平平面内に沿って２次元的に移動可能なフライアイセットステージ（図示せず）に保持されている。制御部２２は、マスクステージに保持されるマスクＭが変更される際に、予め記憶されている変更されたマスクＭのそのパターンにおける最適な照明光の開口数を読み込み、交換装置２０に制御信号を送信する。交換装置２０は、制御部２２より送信された制御信号に基づいて、フライアイセットステージを移動させることにより最適な照明光の開口数を有するフライアイセットの設置を行なう。
【００５５】
図９は、開口絞りを通した射出側反射型フライアイミラーを示す正面図である。図９（ａ）は、フライアイセットＡにおける開口絞り７を通した射出側反射型フライアイミラー８を示す正面図である。図９（ｂ）は、交換用フライアイセットＢにおける交換用開口絞り７０を通した交換用射出側反射型フライアイミラー８０を示す正面図である。図９（ａ）に示すように、射出側反射型フライアイミラー８の入射光学面の有効径が大きい場合、即ち、開口絞り７の開口部直径が大きい場合には、射出側反射型フライアイミラー８はサイズの大きい要素光学系で構成されている。即ち、射出側反射型フライアイミラー８の要素光学系の焦点距離は大きくなっている。一方、図９（ｂ）に示すように、交換用射出側反射型フライアイミラー光学系の入射光学面の有効径が小さい場合、即ち、交換用開口絞り７０の開口部直径が小さい場合には、交換用射出側反射型フライアイ光学系８０はサイズの小さい要素光学系で構成されている。即ち、交換用射出側反射型フライアイ光学系８０の要素光学系の焦点距離は小さくなっている。
【００５６】
ここで、フライアイセットＡにおける射出側反射型フライアイ光学系８の要素光学系の入射光学面の有効径と焦点距離との比率と、交換用フライアイセットＢにおける交換用射出側反射型フライアイ光学系８０の要素光学系の入射光学面の有効径と焦点距離との比率とは、一定である。
【００５７】
なお、この投影露光装置においては、フライアイセット及び１つの交換用フライアイセットを有しているが、２つ以上の交換用フライアイセットを備えていてもよい。この場合には、複数のフライアイセットを水平平面内に沿って回転可能なフライアイセットステージに保持させ、そのフライアイセットステージを回転させることにより複数のフライアイセットのいずれか１つのフライアイセットを設置する。また、この投影露光装置においては、フライアイセットＡを交換用フライアイセットＢに交換したが、コリメータミラー４を含めない反射型フライアイミラー６，８及び開口絞り７を、コリメータミラー４０を含めない反射型フライアイミラー６０，８０及び開口絞り７０に交換してもよい。
【００５８】
この投影露光装置によれば、交換用反射型フライアイ光学系を備えており照明光学装置の反射型フライアイ光学系を適宜交換することができる。従って、マスクのパターンに最適な照明光の開口数を有している反射型フライアイ光学系を用いて投影露光することができる。
【００５９】
上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
先ず、図１０のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
【００６１】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００６２】
また、上述の各実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１１のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１１において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。
【００６３】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００６４】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかる光源装置の概略構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかる光源装置から射出されるＥＵＶ光のコリメータミラーへの入射角度を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかる入射側反射型フライアイミラーの正面図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかる射出側反射型フライアイミラーの正面図である。
【図６】この発明の実施の形態にかかる各反射部材へのＥＵＶ光の入射角度を説明するための図である。
【図７】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の変形例の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の変形例の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の変形例の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
２…光源装置、４…コリメータミラー、６…入射側反射型フライアイミラー、８…射出側反射型フライアイミラー、１０…入射側反射型コンデンサミラー、１２…射出側反射型コンデンサミラー、１４…偏向ミラー、Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ウエハステージ、Ｓ…シャッタ、Ｆ…波長選択フィルタ。
【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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