(57)【要約】  本発明は、１００ｎｍ以下の波長用、特に、５０ｎｍ、好ましくは、２０ｎｍを下回る波長を用いたＥＵＶリソグラフィー用で、物体面のフィールドを定められた偏光状態の光を用いて照射する照明光学系と、物体面から像面へ偏光が対物光学系を透過して、物体面のフィールドを像面に投影する対物光学系とを備えた、マイクロリソグラフィー投影露光装置に関する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定められた偏光状態の光を用いて物体面のフィールドを照明する照明光学系と、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡を少なくとも有する投影光学系とを備え、
前記投影光学系は前記物体面の前記フィールドを像面の像に投影し、
前記定められた偏光状態の光は、物体面から像面に進み、
前記投影光学系は像側開口数ＮＡが少なくとも０．３、好ましくは、少なくとも０．３５、より好ましくは、少なくとも０．４、より好ましくは、少なくとも０．４５、最も好ましくは少なくとも０．５である、１００ｎｍ以下の波長、特に５０ｎｍを下回る、好ましくは２０ｎｍを下回るＥＵＶリソグラフィー用波長を用いるマイクロリソグラフィー投影露光装置。
【請求項２】
前記定められた偏光状態は、投影光学系の透過率が最大となるように選択される、請求項１記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記定められた偏光状態は、基本的にＳ偏光が、前記物体面のフィールドの中央フィールド点から発せられて鏡に入射する主光線（ＣＲ）の最大入射角を有する前記投影光学系の鏡に照射されるように選択される、請求項１記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記定められた偏光状態は、基本的にＳ偏光が像面に入射するように選択される、請求項１記載の投影露光装置。
【請求項５】
前記照明光学系は、偏光を放射する光源を備える、請求項１から請求項４迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記照明光学系は、非偏光を放射する、請求項１から請求項４迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項７】
前記照明光学系は、前記定められた偏光状態を提供する素子を備える、請求項１から請求項６迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項８】
前記物体面の照明されるフィールドの中央フィールド点の主光線の角度が１０度を下回る、請求項１から請求項７迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項９】
ビーム束は前記物体面の照明されるフィールドの中央フィールド点の主光線を含み、前記主光線は前記投影光学系の少なくとも１枚の鏡に２０度を上回る角度で入射する、請求項１から請求項８迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１０】
前記投影光学系が、前記物体面から前記像面への光路において、少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）を有する、請求項１から請求項９迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１１】
前記投影光学系が、前記物体面から前記像面への光路において、少なくとも第１の鏡（Ｓ１）と第２の鏡（Ｓ２）を有し、
前記第１の鏡（Ｓ１）が凹面鏡、又は前記第２の鏡（Ｓ２）が凹面鏡、又は前記第１の鏡（Ｓ１）と前記第２の鏡（Ｓ２）が凹面鏡である、請求項１から請求項１０迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１２】
前記第１の鏡（Ｓ１）が第１の半径（Ｒ１）を有し、前記第２の鏡（Ｓ２）が第２の半径（Ｒ２）を有し、前記第１の半径（Ｒ１）の前記第２の半径（Ｒ２）に対する比率の範囲が、
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である、請求項１１記載の投影露光装置。
【請求項１３】
前記投影光学系が、前記物体面から前記像面への光路において、少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）を有する、請求項１から請求項１２迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１４】
前記物体面から前記像面への光路において、前記投影光学系の少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は、光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、前記物体面から前記像面へ前記投影光学系を介して導かれる光束が入射する使用領域を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）を有し、
前記深度（Ｔ）が前記鏡の直径の値の１／３より大きい、請求項１から請求項１３迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１５】
前記物体面から前記像面への光路において、前記投影光学系の少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は、光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、前記物体面から前記像面へ前記投影光学系を介して導かれる光束が入射する使用領域を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）を有し、
前記ボリュームクレーム各々について前記深度（Ｔ）が５０ｍｍを上回る、請求項１から請求項１３迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１６】
様々な鏡のボリュームクレームが相互に重ならない、請求項１４又は請求項１５に記載の投影露光装置。
【請求項１７】
ボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）が前記投影光学系の対称軸（１２）と平行な方向に、前記物体面から前記像面へ前記投影光学系を伝播する光の光路と交差しないで拡張可能である、請求項１４から請求項１６迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１８】
ボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）が前記投影光学系の対称軸（１２）と平行な方向に、前記投影光学系の他の鏡の何れのボリュームクレームとも交差しないで拡張可能である、請求項１４から請求項１７迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１９】
前記投影光学系が反射型光学系である、請求項１から請求項１８迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２０】
前記照明光学系が少なくとも１つの光学素子を有し、
前記照明光学系の全ての光学素子が反射型光学素子である、請求項１から請求項１９迄の何れか１項に記載の投影露光装置。
【請求項２１】
物体面から像面への光路に配置された第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）を有する、前記物体面の物体を前記像面の像に投影するマイクロリソグラフィー投影光学系であって、
前記投影光学系は遮光されない射出瞳を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）は各々、ボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８）を有し、
前記ボリュームクレームの全てが前記投影光学系の対称軸（１２）と平行な方向に、物体側から像側へ前記投影光学系を伝播する光の光路（１０００００）と交差しないで拡張可能である、マイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２２】
前記ボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８）の全てが前記投影光学系の対称軸（１２）と平行な方向に、前記投影光学系の他の鏡の何れのボリュームクレームとも交差しないで拡張可能である、請求項２１記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２３】
物体面から像面への光路に配置された第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）を有する、前記物体面の物体を前記像面の像に投影するマイクロリソグラフィー投影光学系であって、
前記投影光学系は遮光されない射出瞳を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）は各々、ボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８）を有し、
前記ボリュームクレームの全てが前記投影光学系の対称軸（１２）と平行な方向に、前記投影光学系の他の鏡の何れのボリュームクレームとも交差しないで拡張可能である、マイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２４】
物体面から像面への光路に配置された第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）、第７の鏡（Ｓ７）、第８の鏡（Ｓ８）を有する、前記物体面の物体を前記像面の像に投影するマイクロリソグラフィー投影光学系であって、
前記物体面から前記像面への前記光路の少なくとも第１の鏡（Ｓ１）は凹面鏡、又は、  前記物体面から前記像面への前記光路の少なくとも第２の鏡（Ｓ２）は凹面鏡、又は、少なくとも前記第１の鏡（Ｓ１）及び前記第２の鏡（Ｓ２）は凹面鏡であり、
前記投影光学系の各々の鏡は半径を割り当てられており、前記投影光学系の全ての非平面鏡の前記半径の絶対値は５０００ｍｍを下回る、マイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２５】
少なくとも前記第１の鏡又は少なくとも前記第２の鏡が平面鏡である、請求項２１から請求項２４迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２６】
少なくとも前記第１の鏡（Ｓ１）であり、前記第２の鏡（Ｓ２）が平面鏡である、又は、前記第１の鏡（Ｓ１）が平面鏡であり、少なくとも前記第２の鏡（Ｓ２）が凹面鏡である、請求項２１から請求項２４迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２７】
前記物体面から前記像面への前記光路の記第１の鏡（Ｓ１）が第１の半径（Ｒ１）を有し、前記物体面から前記像面への前記光路の記第２の鏡（Ｓ２）が第２の半径（Ｒ２）を有し、前記第１の半径（Ｒ１）の前記第２の半径（Ｒ２）に対する比率の範囲が、
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である、請求項２１から請求項２４迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２８】
像側開口数ＮＡが０．３以上、好ましくは０．３５以上、より好ましくは０．４以上、より好ましくは０．４５以上、最も好ましくは０．５以上である、請求項２１から請求項２７迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項２９】
前記投影光学系の少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は、光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）の各々が、前記投影光学系を介して光路（１００００）内を導かれる光束が入射する使用領域を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）を有し、
前記深度（Ｔ）が前記鏡の直径の値の１／３より大きく、異なる鏡のボリュームクレームは相互に重ならない、請求項２１から請求項２８迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３０】
前記第７の鏡（Ｓ７）は、前記光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、前記第７の鏡（Ｓ７）は、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ７）を有し、前記深度（Ｔ）が前記第７の鏡（Ｓ７）の直径の値の１／３より大きい、請求項２９に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３１】
前記第８の鏡（Ｓ８）は、前記光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、前記第８の鏡（Ｓ８）は、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ８）を有し、前記深度（Ｔ）が前記第８の鏡（Ｓ８）の直径の値の１／３より大きい、請求項２９又は請求項３０に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３２】
前記投影光学系の少なくとも第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は、光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）の各々が、前記投影光学系を介して光路（１００００）内を導かれる光束が入射する使用領域を有し、
第１の鏡（Ｓ１）、第２の鏡（Ｓ２）、第３の鏡（Ｓ３）、第４の鏡（Ｓ４）、第５の鏡（Ｓ５）、第６の鏡（Ｓ６）は各々、それぞれの鏡の使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）を有し、
前記深度（Ｔ）が５０ｍｍを上回る、請求項２１から請求項２８迄の何れか１項に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３３】
前記第７の鏡（Ｓ７）は、前記光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、前記第７の鏡（Ｓ７）は、使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ７）を有し、前記深度（Ｔ）が５０ｍｍを上回る、請求項３２に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３４】
前記第８の鏡（Ｓ８）は、前記光学軸（ＨＡ）の中央に配置され、前記第８の鏡（Ｓ８）は、使用領域の中心点（ＡＵＦ）から光学軸（ＨＡ）に平行に測定した、深度（Ｔ）を持つボリュームクレーム（Ｂ８）を有し、前記深度（Ｔ）が５０ｍｍを上回る、請求項３２又は請求項３３に記載のマイクロリソグラフィー投影光学系。
【請求項３５】
前記物体面の構造形成マスクを前記像面の前記感光性層に投影し、
前記感光性層の露光後、前記感光性層を現像してマイクロエレクトロニック部品又はマイクロエレクトロニック部品の一部を生成する、請求項１から請求項２０迄の何れか１項に記載の投影露光装置を用いたマイクロエレクトロニック部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１００ｎｍ以下の波長で動作する投影露光装置又は設備に関し、より詳細には、２０ｎｍ以下の波長を用いるＥＵＶリソグラフィー用投影露光装置、及び、物体面の物体を像面の像に投影するマイクロリソグラフィー投影光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願のクロスリファレンス）
本出願は、米国特許商標局に２００５年５月３日出願の米国仮出願第６０／６７７，２７６号に基づく優先権を主張する。米国仮出願第６０／６７７，２７６号の内容は、参照により本明細書に全体が包含される。
【０００３】
１００ｎｍ以下の波長を用いるリソグラフィー、特に、１ｎｍから２０ｎｍの範囲の波長を用いるＥＵＶリソグラフィーは、１３０ｎｍ、特に好ましくは、１００ｎｍを下回る構造体を投影する場合の、可能性のある技術として論じられている。リソグラフィー光学系の解像度は以下の数式で表される。
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ここで、ｋ１はリソグラフィー処理の固有のパラメータであり、λは、入射光の波長であり、ＮＡは光学系の像側開口数である。
【０００４】
可能な限り最大の解像度を得るためには、光学系は像側開口数ＮＡを可能な限り大きくする必要がある。４枚、６枚、更には８枚以上の反射鏡を備えたマイクロリソグラフィー投影光学系が、１００ｎｍを下回る、特に、２０ｎｍを下回る短い波長を用いたマイクロリソグラフィー用の投影光学系として論じられている。
【０００５】
マイクロリソグラフィー用の４反射鏡投影光学系については、例えば、米国特許出願第２００３／０１４７１３０号、米国特許出願第２００３／０１４７１４９号、米国特許出願第６，２１３，６１０号、又は米国特許第６，３０２，５４８号から知られている。
【０００６】
マイクロリソグラフィー用の６反射光学系については、米国特許第６３５３４７０号、米国特許第６２５５６６１号、米国出願第２００３／０１４７１３１号及び米国出願第２００４／０１２５３５３号に記載されている。
【０００７】
光学面が多様で、リソグラフィーの用途のために十分な精度でより大きな開口数にわたって波面を補正できるため、上述の４反射鏡投影光学系、６反射鏡投影光学系と比較して、より補正が可能な８反射鏡投影光学系については、米国特許第６，７１０，９１７号、米国特許第６，５５６，６４８号、及び米国特許第６，７８１，６７１号、米国出願第２００４／０１８９９６８号から知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
米国出願第２００４／０１８９９６８号に記載の８反射鏡投影光学系は、物体面から像面に結像するフィールドの中央フィールド点の主光線の角度が１０度を上回るという課題がある。物体面に反射型ＥＵＶマスクを使用する場合、主光線の角度が大きいと、マスクに適用する吸収性構造体、即ち、フィールドのＣＤ変動の増加による陰影が大きくなるたり、向きの異なる線形構造体（例えば、水平及び垂直な構造体）が様々な品質又は様々な解像度限度で結像される。
【０００９】
米国出願第２００４／０１８９９６８号に記載の８反射鏡投影光学系においてＥＵＶマスクの主光線の角度が大きくなる理由は、物体面から像面へ進む光路における第１の鏡の凸面と、光路上の投影光学系の第２の鏡の凹面にある。
【００１０】
米国特許第６，５５６，６４８号及び米国特許第６，７８１，６７１号に開示された８反射鏡投影光学系、又はいわゆる８反射鏡投影対物光学系では、光路上の第１の鏡は凹面鏡であり、光路上の第２の鏡は凸面鏡である。
【００１１】
この種の実施の形態は、光路上の第２の鏡の入射角が大きくなるため、収差、即ち、像のズレ（ｉｍａｇｅ  ｅｒｒｏｒ）が大きくなる。更に、鏡の反射率も低下する。
【００１２】
米国特許第６，７８１，６７１号、米国出願第２００４／０１８９９６８号に開示された８反射鏡投影光学系は更に、第１の鏡の半径の絶対値が比較的大きくなるという課題があった。この種の半径を有する鏡は、製造及び測定が極めて困難な場合が多い。例えば、この種の鏡の測定には、極めて長い空洞部を有する半径測定装置が必要である。測定工程の際の大気干渉（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）（圧力及び温度変化）が干渉面試験の測定結果を劣化させることがある。一般的に、空電は、空洞部が長い場合より短い場合の方が少ない。
【００１３】
極めて大きな像側開口数ＮＡを有する全てのマイクロリソグラフィー投影光学系の課題は、物体面から像面への光路上の鏡の鏡面のいくつかで、物体面から像面へマイクロリソグラフィー投影対物光学系を介して光路を進むビーム束のビームの入射角が極めて大きくなることにある。
【００１４】
像側の開口数ＮＡが０．３を上回る対物光学系では、特定の鏡に対する入射角は２０度を上回る。
【００１５】
このように入射角が高い場合、偏光状態が異なる、即ち、Ｓ偏光とＰ偏光では反射率と反射による位相変動が異なることから、物体側の構造体を像側の構造体に投影する際に使用する光の偏光特性の影響が及ぶ。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従来技術の課題を解決するため、本発明の第１の態様によると、定められた偏光状態の光を用いて物体面のフィールドを照明する照明光学系を備えた、１００ｎｍ以下の波長、特に、２０ｎｍ以下のＥＵＶリソグラフィーの範囲の波長を用いるマイクロリソグラフィー投影露光装置が提供される。物体面で反射された偏光は投影光学系に到達し、物体面で照明されたフィールドと、物体面に配置された物体、例えば、レチクル又はマスクを像面に投影する。偏光は光路を物体面から像面へ投影光学系を介して通過する。
【００１７】
投影光学系は、好ましくは、像側開口数ＮＡが０．３以上、好ましくは０．３５以上、より好ましくは０．４以上、より好ましくは、０．４５以上、最も好ましくは０．５以上である。
【００１８】
偏光状態は、好ましくは、投影光学系の透過率が最大となるように選択される。
【００１９】
本発明の代替の実施の形態では、定められた偏光状態は、基本的にＳ偏光が、物体面のフィールドの中央フィールド点から発せられて鏡に入射する主光線（ＣＲ）の最大入射角を有する投影光学系の鏡に照射されるように選択される。本明細書において「基本的にＳ偏光」とは、鏡の鏡面に入射する光の少なくとも９０％がＳ偏光であることを意味する。鏡面に入射する光の残りはＰ偏光光でも非偏光でもよい。
【００２０】
好まし実施の形態では、鏡面に入射する光の９５％以上がＳ偏光で、最も好ましい実施の形態では、鏡面に入射する光の９８％以上がＳ偏光である。
【００２１】
本発明の代替の実施の形態では、定められた偏光状態は、基本的にＳ偏光が像面に入射するように選択される。
【００２２】
本明細書において「基本的にＳ偏光」とは、像面に入射する光の少なくとも９０％がＳ偏光であることを意味する。像面に入射する光の残りはＰ偏光光でも非偏光でもよい。
【００２３】
好まし実施の形態では、像面に入射する光の９５％以上がＳ偏光で、最も好ましい実施の形態では、像面に入射する光の９８％以上がＳ偏光である。
【００２４】
像側開口数ＮＡが大きい、特に像側開口数ＮＡが０．３以上、好ましくは０．３５を上回る、特に好ましくは０．４以上、特に好ましくは０．４５以上、特に好ましくは０．５以上、及び／又は、物体面から像面へ投影光学系を介して通過するビーム束の入射角の高い鏡を有する投影光学系の投影特性を向上するため、定められた偏光状態は、例えば、基本的にＳ偏光が像面を照射するように選択される。
【００２５】
基本的にＳ偏光を、ウェーハなどの感光性基板が配置された像面に照射すると、例え入射角が高くとも、確実に高品質な投影が行える。Ｓ偏光とは、特定の面、例えば、像面などで接線方向に偏光された光と理解される。
【００２６】
本発明の第１の実施の形態では、照明光学系は、シンクロトン光源など、特定の偏光状態の光源を有する。好ましい偏光としてＳ偏光を使用する。
【００２７】
代替の実施の形態では、光源の光を非偏光で放射することもできる。この種の光源の場合、偏光光学素子を照明光学系に取り付け、定められた偏光状態の光で物体面の物体に照明し、反射によって投影光学系に到達するようにする。
【００２８】
定められた偏光状態は、偏光子の支援によって設定できる。例えば、偏光子の支援によって、偏光状態を、主光線の入射角度が投影光学系全体で最大の鏡の入射面の光が基本的にＳ偏光なるように設定してもよい。鏡面で反射される毎に偏光は回転するため、鏡面が異なると偏光状態も異なる場合がある。本明細書において「基本的にＳ偏光」とは、鏡面に入射する光の少なくとも９０％がＳ偏光であることを意味する。鏡面に入射する光の残りはＰ偏光光でも非偏光でもよい。
【００２９】
好まし実施の形態では、鏡面に入射する光の９５％以上がＳ偏光で、最も好ましい実施の形態では、鏡面に入射する光の９８％以上がＳ偏光である。
【００３０】
定められた偏光状態の光の提供については、本明細書にその開示内容全てが含まれる、米国出願第２００４／０１８４０１９号に記載されている。
【００３１】
更に好ましい代表的な実施の形態では、物体面の偏光状態は、対物光学系又は投影光学系の透過率が最大となる、即ち、ように選択してもよい。これは、例えば、投影光学系による透過率が最大になるまで、即ち、投影光学系の像面の光強度が最大になるまで、物体面の偏光状態を偏光するアルゴリズムの支援によって実行してもよい。
【００３２】
本発明の第２の態様によると、高開口で従来技術の欠点を回避する点に特徴のあるマイクロリソグラフィー投影光学系が提供される。
【００３３】
この第２の態様は、物体面から像面への光路における第１の鏡と前記光路における第２の鏡が以下の面の条件の一つを満たす、少なくとも、好ましくは８枚の鏡を有したマイクロリソグラフィー投影光学系を実現する。
―第１の鏡は凹面を有し、第２の鏡は平面を有する、又は、
―第１の鏡は平面を有し、第２の面は凹面を有する、又は、
―第１の鏡と第２の面は両方とも凹面を有する。
【００３４】
更に、マイクロリソグラフィー投影対物光学系の非平面鏡は、絶対値が５０００ｍｍを下回る鏡半径を有する。
【００３５】
物体面から像面への光路における第１の鏡を凹面鏡とすることによって、物体面側の開口数ＮＡＯが０．１２５であっても、物体面の物体に対する主光線の角度は小さくなり、好ましくは７．５度を下回る。主光線の角度が７．５度を下回ると、反射物体、特にＥＵＶマスクの反射に影又は陰影の影響を与えずに、物体面の物体を照明できる。
【００３６】
特に第２の鏡に対する入射角は、第２の鏡を凹面境にすることによって小さくなる。第２の鏡の入射角を小さくすることによって、好ましくは、皮膜によって生じる位相及び振幅のズレは最小限になる。
【００３７】
マイクロリソグラフィー投影光学系の全ての鏡で、鏡の半径の絶対値が５０００ｍｍを下回るようにすることによって、鏡の製造が、特に、半径測定において大幅に簡略化される。
【００３８】
物体面から像面への投影光学系の光路における最初の２枚の鏡の光学的パワーを均一に分配すると、特に有利である。光学パワーを２枚の鏡で分配する数値は、２枚の鏡の半径の分数、
2008541418.tif 000004
によって得られる。
【００３９】
光学パワーを物体面から像面への光路における第１の鏡と物体面から像面への光路における第２の鏡の間で均一に分配するためには、好ましくは、本明細書に定義するように、以下の条件を満たす。
2008541418.tif 000005
【００４０】
光路における第２の鏡は、好ましくは、第１の鏡よりも半径が大きい。
【００４１】
これは、代表的な実施の形態で、好ましくは、第２の鏡、又は第２の鏡に隣接して設ける開口絞りを、口径食の影響を回避するために開口数を減らす、又は絞る際に、鏡に入れる（ｍｏｖｅｄ  ｉｎｔｏ  ｔｈｅ  ｍｉｒｒｏｒ）必要がない。
【００４２】
マイクロリソグラフィー投影対物光学系の個々の鏡の使用領域が各々、鏡が十分な厚さを有し、従って十分な安定性を有する程度に、使用領域内の鏡前面から測定した深度が、十分に大きい、後部取り付けスペースとも呼ぶボリュームクレームを有することが特に好ましい。更に、ボリュームクレームは、鏡を対物光学系の外部から容易に取り扱い可能とし、取り付け作業も容易にできる。鏡の使用領域とは、本明細書において、物体側から像側へ対物光学系を通過するビーム束のビームが入射する鏡面の領域とする。
【００４３】
この使用領域内の鏡の前面から光学軸に平行に測定した、後部取り付けスペースとも呼ぶボリュームクレームの深度は、好ましくは、個別の鏡の直径の値の１／３を上回る。或いは、好ましい実施の形態では、ボリュームクレームの深度は、少なくとも５０ｍｍである。
【００４４】
本発明の更なる実施の形態では、各々がボリュームクレームを有する少なくとも８枚の鏡を備え、食を生じることのない、遮光されない射出瞳を有するマイクロリソグラフィー投影光学系が提供される。各鏡のボリュームクレームは、相互に貫通する（ｐｅｎｅｔｒａｔｅ  ｏｎｅ  ａｎｏｔｈｅｒ）ことはない。全てのボリュームクレームは、投影光学系の光路又は投影光学系の他の何れの鏡のボリュームクレームとも交差せずに、投影光学系の対称軸に平行な少なくとも一つの方向に拡張できる。
【００４５】
投影光学系の対称軸として、例えば、本明細書の図２に示す物体面で照射される物体フィールドの対称軸が挙げられる。好ましくは、物体面で照射される物体フィールドの対称軸は、フィールド又は走査方向のｙ軸方向に平行である。対称軸が上述のように物体フィールドの対称軸である場合、ボリュームクレームは、本発明によると、ｙ軸方向と平行な方向に延在できる。
【００４６】
このように構成されたボリュームクレームを有する、少なくとも８枚の鏡を備えた投影光学系は、少なくとも一方の側から鏡が容易に取り扱い可能であるという利点がある。この測定によって、各鏡の使用領域は取り付けを容易できる。更に、各々の鏡は、例えば、汚れがあった場合、容易に変更できる。更に、例えば、鏡を冷却管によって冷却する必要がある場合、各々の鏡に容易に冷却管を取り付けることができる。
【００４７】
少なくとも８枚の鏡を備えた投影光学系では、光学系に適当なトラック長を持たせるため、光が投影光学系を伝播する光路は、物体面から像面への方向へ伝播させるだけでなく、往復させる必要がある。このため、例えば、米国特許第６，８６７，９１３号から６反射鏡光学系の設計が知られているとしても、光路が鏡のボリュームクレームと交差することのないように設計をすることは困難であり、容易ではない。また、少なくとも８枚の鏡を備えた投影光学系では、例えば、米国特許第６，８６７，９１３号に開示された６枚の鏡を備えた光学系と比較して、更に２枚の鏡の間に２以上の光路を設ける必要がある。追加分である、この２枚の鏡の位置は、投影対物光学系内で、この２以上の光路に食が生じることのないように、更にこれらの光路が如何なるボリュームクレームとも交差することのないように、選択する必要がある。これが、６枚の鏡を備えた光学系については設計が公知であっても、少なくとも８枚の鏡を備えた投影光学系を設計する場合の更なる解決すべき更なる問題となる。
【００４８】
本発明のマイクロリソグラフィー投影光学系は、好ましくは、少なくとも８枚の鏡を備えた、マイクロリソグラフィー投影光学系である。好ましくは、これらの投影光学系は像側の開口数ＮＡが０．３０を上回り、より好ましくは、ＮＡが０．３５を上回り、より好ましくは０．４を上回る。フィールド幅、即ち、走査スリット長は、好ましくは、１ｍｍを上回り、より好ましくは１．５ｍｍ、或いは２ｍｍを上回り、特に好ましくは、像側で２ｍｍを上回る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明について、代表的な実施の形態と図面を参照して説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【００５０】
図１は、本明細書における使用領域及び使用領域の直径を説明する図である。
【００５１】
図１に、投影対物光学系の鏡の鏡面上の被照射領域１の一例として、インゲン豆の形状をしたフィールドを示す。この種の形状が、本発明の投影光学系をマイクロリソグラフィー投影露光光学系に用いた場合に予想される使用領域の一部である。包絡円２は、インゲン豆の形状をしたフィールド全体を囲み、２点６、８で境界部１０と重なる。包絡円は常に使用領域を囲む最小の円となる。このため、使用領域の直径Ｄは、包絡円２の直径となる。鏡の被照射領域は、インゲン豆以外の他の形状、例えば、円形の形状を、例えば、第２の鏡に有することもできる。
【００５２】
図２に、ウェーハなどの感光性物体を配置して、本発明の投影光学系の支援によって像面に結像する、投影対物光学系の物体面のＥＵＶ投影露光装置の物体フィールド１１の例を示す。像フィールドの形状は、物体フィールドの形状に対応する。マイクロリソグラフィーでは、しばしば縮小型投影光学系が使用され、像フィールドは、物体フィールドに対して所定の倍率、例えば、４：１投影光学系では４倍、５：１投影光学系では５倍に縮小される。ＥＵＶリソグラフィー光学系では、物体フィールド１１は、環状フィールドの一部の形状を有する。
【００５３】
この環状フィールド１１の一部は、対称軸１２を有する。本発明の好ましい実施の形態では、各鏡のボリュームクレーム（ｖｏｌｕｍｅ  ｃｌａｉｍ）は、図４ａ２に示すように、物体フィールドの対称軸１２に対して平行な方向に広がることができる。
【００５４】
更に、図２に、物体面と像面に延在する中央フィールド点１５のｘｙｚ座標系におけるｘ軸とｙ軸を示す。図２に示すように、環状フィールド１１の対称軸１２は、ｙ軸と平行な方向に延在する。同時に、ｙ軸は、環状フィールドスキャナとして設計されたＥＵＶ投影露光装置の走査方向と一致する。したがって、ｙ軸方向は、環状フィールドスキャナの操作方向と一致する。ｘ軸方向は、物体面内の走査方向に対して垂直な方向である。
【００５５】
図２において、Ｆは、走査スリット幅とも呼ばれ、フィールドの幅を表し、Ｓは、弧長を表し、Ｒはフィールド半径を表す。物体フィールドと形状が一致する像フィールドは、像面のフィールドの幅Ｆが、好ましくは１ｍｍ以上、最も好ましくは２ｍｍ以上である。像面の弧長は、好ましくは１０ｍｍ以上、最も好ましくは２６ｍｍ以上である。
【００５６】
図３ａ及び図３ｂに、Ｍｏ−Ｓｉ多層システムの反射率を示す。この多層システムは、本投影対物光学系の鏡の様々な入射角に対する反射性皮膜として使用している。参照番号１００は、非偏光反射率を示し、参照番号１１０は、Ｓ偏光反射率を示し、参照番号１２０はＰ偏光光反射率を示す。図から明らかなように、例えば、ＥＵＶリソグラフィーで現在使用している１３．５ｎｍの使用波長で、反射面における入射角が１０度の場合の反射率の違いは僅かである。
【００５７】
図３ｂに、図３ａと類似の層構造であるが、入射角３０度に最適化した層構造の反射率を示す。非偏光反射率を２００で示す。Ｓ偏光反射率を２１０で示し、Ｐ偏光光反射率を２２０で示す。図３ｂから明らかなように、Ｐ偏光光反射率は、使用波長が１３．５ｎｍで約０．４５に過ぎず、Ｓ偏光反射率は僅かに下がり、反射面への光の入射角が３０度の場合でも、０．７に相当する約７０％である。
【００５８】
このことから、投影光学系によって物体面に配置したレチクルを像面に投影する場合、偏光、特に基本的にＳ偏光を用いると有利であることがわかる。
【００５９】
使用波長、即ち動作波長が、例えば、１３．５ｎｍの光は、照明光学系によって提供する。Ｓ偏光は、照明光学系で基本的に２つの方法で生成できる。本発明の第１の実施の形態では、照明光学系は、シンクロトロン（ｓｙｎｃｈｏｔｒｏｎ）放射源などのＳ偏光を放射する光源を含む。代替の実施の形態では、照明光学系は、非偏光を放射する光源を含む。光は、照明光学系内で偏光子の支援によって偏光され、物体面のレチクルを基本的に、例えば、Ｓ偏光で照射する。
【００６０】
以下の図４ａ１、図４ａ２、図４ｂ、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂを参照して、本発明の代表的な３つの実施の形態のマイクロリソグラフィー投影光学系を説明する。これらの実施の形態は、８枚の鏡を備え、遮光されない（ｕｎｏｂｓｃｕｒｅｄ）射出瞳を有する。図４ａ１、図４ａ２、図４ｂ、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂに示す実施の形態では、物体面から像面への光路上の第１の鏡と第２の鏡は、凹面鏡であり、全ての鏡の半径は絶対値が５０００ｍｍを下回る。
【００６１】
図４ａ１〜図６ｂに示す３つの代表的な実施の形態のデータを以下の表１に要約する。
表１
【表１】
2008541418.tif 000006
【００６２】
第１の代表的な実施の形態は、図４ａ１、図４ａ２、図４ｂに示す８反射鏡対物光学系の実施の形態であり、第２の代表的な実施の形態は、図５ａ、図５ｂに示す実施の形態であり、第３の代表的な実施の形態は、図６ａ、図６ｂに示す実施の形態である。
【００６３】
像面の開口数と波長、像面のフィールド寸法、像面の最大フィールド半径、波面誤差（ｗａｖｅｆｅｒｏｎｔ  ｅｒｒｏｒ）、歪曲、物体、即ち、中央フィールド点のレチクルへの主光線の角度を表１に列挙する。
【００６４】
第１の代表的な実施の形態は、図４ａ１、図４ａ２に示すように、物体面３００を有する。物体面３００の物体は、本発明の投影光学系の支援によって像面４００に結像される。物体から進む光束は、マイクロリソグラフィー投影光学系を介して物体面３００から像面４００へ透過する。物体における主光線の角度をｙで示す。光路上の第１の鏡をＳ１で示し、光路上の第２の鏡をＳ２で示し、光路上の第３の鏡をＳ３で示し、光路上の第４の鏡をＳ４で示し、光路上の第５の鏡をＳ５で示し、光路上の第６の鏡をＳ６で示し、光路上の第７の鏡をＳ７で示し、光路上の第８の鏡をＳ８で示す。図示の実施の形態で、中間像Ｚが第６の鏡（Ｓ６）と第７の鏡（Ｓ７）の間に生成される。
【００６５】
図４ａ１は、ｘｙｚ座標系のｙ軸方向とｚ軸方向に延在する子午切断面で、８枚の鏡Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８の使用領域、光路１００００、光学軸ＨＡ、像面４００のみを示す。  図４ａ２は図４ａ１と同様の子午切断面であるが、各鏡又は使用領域に対応するボリュームクレームＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８も示す。
【００６６】
図４ａ１に示されるように、光路上の第１の鏡Ｓ１は凹面鏡であり、光路上の第２の鏡Ｓ２も凹面鏡である。絞りＢが第２の鏡Ｓ２上又は第２の鏡Ｓ２に近接して配置されている。像側開口数は０．４である。図４ａ１には、個別の鏡の全鏡面は示しておらず、対物光学系又は投影光学系を物体面から像面へ進む光が入射する使用領域のみを示している。図４ａ１では、物体面３００で照射されるフィールドの中央フィールド点のｘｙｚ座標系のｙ軸方向とｚ軸方向を示す。図４ａ１は投影光学系を、ｙ軸方向とｚ軸方向によって画成される子午面で示している。子午面は、光学軸ＨＡを有する。図４ａ１から明らかなように、鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８各々の部分又は使用領域はそれぞれ、上部又は下部からｙ軸と平行な方向、したがって、投影光学系の対称軸と平行な方向に自由に取り扱える。したがって、鏡部を取り付ける際、物体面３００から像面４００へ対物光学系を通過する光束路に関与する必要がない。個々の鏡面が回転対称の関係にある投影対物光学系の光学軸は、ＨＡで示している。
【００６７】
更に、個々の鏡部は十分なボリュームクレーム又は後部取り付けスペースを有する。これを図４ａ２に示す。図４ａ２は、８枚の鏡、光路、光学軸ＨＡ、像面を示す。図４ａ２はまた、図４ａ１と同様の子午切断面であるが、個別の鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８で示される各鏡、又は使用領域に対応する、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８で示すボリュームクレームも示している。本発明によると、ボリュームクレームの深度Ｔを、鏡の使用領域の中心点から光学軸ＨＡに沿ったボリュームクレームの拡張部と呼ぶ。使用領域の中心点は、図２に示す物体面の物体フィールドの中央フィールド点に対応する主光線ＣＲが個別の鏡の使用領域に入射する点ＡＵＦである。これを図４ａ２で鏡Ｓ８，Ｓ４，Ｓ１に示す。更に、本代表的な実施の形態では、各鏡のボリュームクレーム又は取り付けスペースが相互に重なる（ｐｅｎｅｔｒａｔｅ  ｏｎｅ  ａｎｏｔｈｅｒ）ことはない。
【００６８】
図４ａ１及び図４ａ２に示す実施の形態では、第３の鏡Ｓ３及び第６の鏡Ｓ６の入射角が最大である。十分な投影品質を確保するためには、物体面３００の物体は、図４ａ１及び図４ａ２に示すマイクロリソグラフィー投影光学系によって偏光、好ましくはＳ偏光を用いて像面４００の像に投影することが有利である。
【００６９】
図４ｂは、図４ａ１及び図４ａ２に示す第１の代表的な実施の形態におけるフィールド全体の（走査方向）主光線の歪曲を示す。図から明らかなように、主光線の歪曲は±０．２ｎｍの範囲で、フィールドの高さの関数である。歪曲の曲線は３次以上の多項式の形状であるため、フィールド全体にわたって極めて良好に補正される。
【００７０】
図４ａ１、図４ａ２に示すマイクロリソグラフィー投影対物光学系（代表的な第１の実施の形態）の光学データをＣｏｄｅ  Ｖフォーマットで表２に列挙する。以下の記号を用いる。
【００７１】
Ｓｕｒｆａｃｅ：面
Ｏｂｊｅｃｔ：物体
Ｍｉｒｒｏｒ１：鏡Ｓ１
Ｓｔｏｐ：絞り
Ｍｉｒｒｏｒ２：鏡Ｓ２
Ｍｉｒｒｏｒ３：鏡Ｓ３
Ｍｉｒｒｏｒ４：鏡Ｓ４
Ｍｉｒｒｏｒ５：鏡Ｓ５
Ｍｉｒｒｏｒ６：鏡Ｓ６
Ｍｉｒｒｏｒ７：鏡Ｓ７
Ｍｉｒｒｏｒ８：鏡Ｓ８
Ｒａｄｉｕｓ：個別の鏡面の曲率半径
Ｉｍａｇｅ：像面
表２
【表２】
2008541418.tif 000007
【００７２】
個別の鏡の円錐定数Ｋ及び非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、表２の下段第２部に記載している。
【００７３】
表２に示すように、全ての鏡の曲率半径は１８００ｍｍを下回る。
【００７４】
図５ａ及び図５ｂに、本発明の第２の代表的な実施の形態を示す。図５ａに、更なる本発明の実施の形態の８反射鏡投影光学系の個別の使用領域の構成を示す。図５ａは、物体面のｘｙｚ座標系のｙ軸方向とｚ軸方向によって画定される子午面の断面である。
【００７５】
図４ａ１及び図４ａ２と同様の構成には同様の参照番号を付す。図５ａに示す光学系は、像側開口数が０．５で高い。フィールドの高さが１ｍｍの時、図５ｂに示すフィールド全体の主光線の歪曲が生じる。図４ａ１及び図４ａ２に示す光学系のように、図５ａに示す光学系は、８枚の鏡の使用領域はそれぞれ、少なくとも上部又は下部から対称軸と平行な方向、例えば、ｙ軸と平行な方向に自由に取り扱える。図５ａに示す光学系の光学データをＣｏｄｅ  Ｖフォーマットで表３に列挙する。以下の記号を用いる。
【００７６】
Ｓｕｒｆａｃｅ：面
Ｏｂｊｅｃｔ：物体
Ｍｉｒｒｏｒ1：鏡Ｓ１
Ｓｔｏｐ：絞り
Ｍｉｒｒｏｒ２：鏡Ｓ２
Ｍｉｒｒｏｒ３：鏡Ｓ３
Ｍｉｒｒｏｒ４：鏡Ｓ４
Ｍｉｒｒｏｒ５：鏡Ｓ５
Ｍｉｒｒｏｒ６：鏡Ｓ６
Ｍｉｒｒｏｒ７：鏡Ｓ７
Ｍｉｒｒｏｒ８：鏡Ｓ８
Ｒａｄｉｕｓ：個別の鏡面の曲率半径個別の鏡面の曲率半径
Ｉｍａｇｅ：像面
表３
【表３】
2008541418.tif 000008
【００７７】
図５ａ及び図５ｂに示す代表的な実施の形態では、図４ａ１、図４ａ２及び図４ｂに示す代表的な実施の形態より像側の開口数が大きいため、高い解像度が得られている。円錐定数Ｋ及び非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、表３の下段第２部に記載している。
【００７８】
本発明の第３の代表的な実施の形態を図６ａ及び図６ｂに示す。図６ａは、物体面で画定されるｘｙｚ座標系のｙ軸方向及びｚ軸方向を有する子午面の投影光学系の断面を示す。図６ｂは、走査方向のフィールド全体にわたる主光線の歪曲を示す。本代表的な実施の形態は、基本的に第２の代表的な実施の形態に対応するが、第３の代表的な実施の形態では第２の代表的な実施の形態に対して走査スリット幅が１ｍｍ増加し、合計で２ｍｍとなっている。走査スリットの長さが増加することによって放射量の制御が改善される。即ち、走査スリットを長くすることによって、光源のパルス動作による像面の不可避な放射量の振動が減少する。
【００７９】
図６ａ及び図６ｂにおいて、図４ａ１、図４ａ２、図４ｂ、図５ａ、図５ｂと同様の構成には同様の参照番号を付す。
【００８０】
以下の表４に、図６ａ及び図６ｂに示す光学系の光学データをＣｏｄｅ  Ｖフォーマットで列挙する。以下の記号を用いる。以下の記号を用いる。
Ｓｕｒｆａｃｅ：面
Ｏｂｊｅｃｔ：物体
Ｍｉｒｒｏｒ1：鏡Ｓ１
Ｓｔｏｐ：絞り
Ｍｉｒｒｏｒ２：鏡Ｓ２
Ｍｉｒｒｏｒ３：鏡Ｓ３
Ｍｉｒｒｏｒ４：鏡Ｓ４
Ｍｉｒｒｏｒ５：鏡Ｓ５
Ｍｉｒｒｏｒ６：鏡Ｓ６
Ｍｉｒｒｏｒ７：鏡Ｓ７
Ｍｉｒｒｏｒ８：鏡Ｓ８
Ｒａｄｉｕｓ：個別の鏡面の曲率半径
Ｉｍａｇｅ：像面
表４
【表４】
2008541418.tif 000009
【００８１】
円錐定数Ｋ及び非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、表４の下段第２部に記載する。
【００８２】
図７に、図４ａ１〜図４ｂに示す８の使用領域１２００又は鏡を有する本発明の投影対物光学系１２００を備えたマイクロリソグラフィー用投影露光装置を示す。
【００８３】
図７に示す実施の形態では、投影露光装置１０００は、光源として偏光を放射する偏光放射源１２０４．１を備える。
【００８４】
偏光放射源１２０４．１の光は、照明光学系１２０２の支援によって投影露光装置の投影光学系の物体面に導かれ、偏光を用いて投影光学系の物体面１２０３のフィールドを照明するようになっている。物体面１２０３のフィールドは図２に示す形状を有する。
【００８５】
照明光学系１２０２は、例えば、“Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ，  ｉｎ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ  ｆｏｒ  ＥＵＶ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”と題する国際公開番号第ＷＯ２００５／０１５３１４号に記載のもののように実施してもよい。
【００８６】
本発明によると、照明光学系は、好ましくは、投影対物光学系、又は投影光学系の物体面のフィールドを偏光を用いて照明する。
【００８７】
集光器１２０６は、例えば、国際公開番号第ＷＯ０２／０６５４８２Ａ２号に開示された斜入射集光器である。光路で集光器１２０６に続いて、格子型スペクトルフィルタ１２０７が配置され、光源１２０４．１の中間像ＺＬに近接した絞り１２０９とともに、例えば、波長が使用波長である１３．５ｎｍと等しくない望ましくない放射を除去し、絞り後方の照明光学系に入ることを防止するための使用される。
【００８８】
絞りの後方には、例えば、１２２個の第１ラスタ素子を有する第１の光学ラスタ素子１２１０が設けられている。第１のラスタ素子は、面１２３０に第２の光源を提供する。第２のラスタ素子を有する第２の光学素子１２１２は、光路上で第２のラスタ素子に続く光学素子１２３２，１２３３，１２３４とともに、フィールドを、投影対物光学系１２００の物体面１２０３に相当するフィールド面に結像する。第２のラスタ素子を有する第２の光学素子は、第２の光源が提供される面１２３０に近接して配置されている。例えば、構造形成マスク１２０５、レチクルは投影光学系の物体面１２０３に配置され、投影光学系１２００の支援によって偏光を用いて投影光学系１２００の像面１２１４に結像される。感光性層１２４２を有する基板が像面１２１４に配置されている。感光性層を有する基板は、続く露光と現像工程で構造を形成し、例えば、複数の電気回路を有するウェーハなどのマイクロエレクトロニック部品を製造することができる。フィールド面は、中央フィールド点を原点とするｘｙｚ座標系のｙ軸方向、ｚ軸方向で示している。
【００８９】
波長が１００ｎｍを下回る、特に、例えば、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶリソグラフィー用の場合、図７及び図８から明らかなように、投影光学系だけが反射光学系ではなく、照明光学系も反射光学系である。反射光学系では、例えば、鏡などの反射光学素子が光を、例えば、物体面から像面に導く。反射照明光学系では、照明光学系の光学素子が反射型である。このような光学系では、光学素子１２３２，１２３３，１２３４は鏡であり、第１のラスタ素子を有する第１の光学素子１２１０は、複数の第１の鏡ファセットを第１のラスタ素子として有する第１の光学素子であり、第２のラスタ素子を有する第２の光学素子１２１２は、複数の第２の鏡ファセットを有する第２の光学素子である。
【００９０】
マイクロリソグラフィー投影光学系１２００は、好ましくは、本発明の投影光学系であり、最も好ましくは、８枚の鏡を備え、物体面から像面への光路上で第１の鏡は凹面鏡で、第２の鏡は凹面鏡で構成される、反射型投影光学系である。
【００９１】
更に、マイクロリソグラフィー投影光学系は、好ましくは、遮光されない射出瞳を有する。図７に示す投影光学系１２００は、図４ａ１〜図４ｂに示すように構成され、即ち、第１の鏡Ｓ１，第２の鏡Ｓ２，第３の鏡Ｓ３，第４の鏡Ｓ４，第５の鏡Ｓ５，第６の鏡Ｓ６，第７の鏡Ｓ７，第８の鏡Ｓ８と、全体で８枚の鏡を有する。投影光学系の物体面１２０３から像面１２１４への光路上で第１の鏡Ｓ１と第２の鏡Ｓ２は、凹面鏡として構成される。投影光学系については図４ａ１〜図４ｂと正確な光学データを参照されたい。
【００９２】
本発明の代替の実施の形態では、光源１２０４．２は波長が、例えば、１〜２０ｎｍのＥＵＶ範囲の非偏光を放射する。この種の光源を有する投影露光装置２０００を図８に示す。照明光学系２２００は、本例では垂直入射集光器として構成される、集光器２２０６を備える。垂直入射集光器２２０６は、光源１２０４．２からの非偏光を集光し、第１のラスタ素子を有する第１の光学素子２２１０へ導く。第１の光学素子の第１のラスタ素子は、面２２３０に第２の光源を形成する。第２の光学ラスタ素子を有する第２の光学素子２２１２は、面２２３０に近接して配置されている。光路上で第２のラスタ素子を有する第２の光学素子２２１２に続く鏡２２３２，２２３３，２２３４とともに、投影対物光学系２２００の物体面２２０３にフィールドを結像する。
【００９３】
偏光が投影光学系２２００に到達するため、投影光学系において光源から第１の鏡Ｓ１までの光路上に素子を設けて、偏光状態を設定している。照明光学系内の偏光状態を設定する素子は、好ましくは、照明光学系に配置する。照明光学系２２０２内の偏光状態を設定する素子を用いることによって、偏光を生成しない光源（例えば、レーザプラズマ源又は放電源）を用いることができるだけでなく、このような素子によって偏光状態をリソグラフィー要件に適合させることができる。図７に示すように、照明光学系は、鏡などの反射光学素子を備えた反射照明光学系である。
【００９４】
図８に示す代表的な実施の形態の投影露光装置において、斜入射鏡２２３４が偏光状態を設定する。したがって、斜入射鏡２２３４は、偏光子又は偏光素子と呼ばれる。或いは、斜入射鏡２２３４の代わりに、偏光状態を設定する素子としてワイヤ格子（図示しない）を用いてもよい。ワイヤ格子を偏光状態を設定する素子として用いた場合、Ｓ偏光は、マスク２２０５のレチクルが配置されている物体面２２０３の方向へ素子で反射され、Ｐ偏光光は素子を通過する。レチクル２２０５から反射された偏光は本発明の投影光学系２２００を用いて、感光性層を有する基板が配置された投影光学系の像面２２１４に結像される。投影対物光学系は、図４ａ１〜図４ｂに示す投影対物光学系である。全ての光学データは、図４ａ１〜図４ｂを参照した説明から得ることができる。更に、図４ａ１〜図４ｂと同様の参照番号を付している。
【００９５】
当業者であれば、図７及び図８に示す構成において、図４ａ１〜図４ｂの特定の投影対物光学系は、本発明の思想から逸脱することなく、ＥＵＶ領域の波長を用いるリソグラフィー用投影露光装置の偏光を用いることによって、交換可能であることは明らかである。
【００９６】
特に、本明細書の図５ａ及び図６ｂに示す投影光学系を用いることもできる。
【００９７】
他の投影光学系は、米国特許第６，７１０，９１７号に開示された８反射境投影光学系、米国特許第６，６６０，５５２号に開示された６反射鏡投影光学系、又は米国特許第６，５７７，４４３号に開示された４反射鏡投影光学系などのＥＵＶ領域の波長を有する偏光を用いたリソグラフィーにも相当可能である。
【００９８】
上述の米国特許が開示する内容は全て本出願に組み込まれている。
【００９９】
本発明は、初めて、個々の鏡の半径の絶対値が５０００ｍｍを下回るマイクロリソグラフィー投影光学系を特定する。更に、本発明のマイクロリソグラフィー投影光学系は、光学的パワー（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）が物体面から像面への光路上の最初の２枚の凹面鏡で均一に分配される点に特徴がある。
【０１００】
更に、本発明は、初めて、従来知られている投影露光装置と比較して、高開口の投影対物光学系で像のズレが極めて僅かな点に特徴のある、ＥＵＶ範囲、特に１ｎｍ〜２０ｎｍの間の波長用のマイクロリソグラフィー投影露光装置を特定する。これは何よりも、定められた偏光状態の偏光をＥＵＶ波長範囲の照明光学系によって初めて提供する。
【０１０１】
更に、投影露光装置を用いたマイクロエレクトロニック部品の製造方法を特定する。この方法では、構造形成マスク（レチクル）を投影露光装置の物体面に配置し、投影光学系の支援によって投影光学系の像面に配置した感光性層に結像する。露光した感光性層を現像して、マイクロエレクトロニック部品の一部、又はマイクロエレクトロニック部品自体が生成される。投影露光設備を用いたマイクロエレクトロニック部品の製造は、当業者には公知である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】鏡の使用領域、いわゆる有効領域の定義を説明する図である。
【図２】投影光学系の物体面のフィールドの形状を示す図である。
【図３ａ】様々な入射角における様々な偏光状態の反射動向を示す図である。
【図３ｂ】様々な入射角における様々な偏光状態の反射動向を示す図である。
【図４ａ１】８の使用領域を有し、像側開口数ＮＡ＝０．４、像側環状フィールド寸法が２ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第１の実施の形態の投影光学系を説明する図である。
【図４ａ２】８の使用領域を有し、像側開口数ＮＡ＝０．４、像側環状フィールド寸法が２ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第１の実施の形態の投影光学系を説明する図である。
【図４ｂ】８の使用領域を有し、像側開口数ＮＡ＝０．４、像側環状フィールド寸法が２ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第１の実施の形態の投影光学系を説明する図である。
【図５ａ】像側開口数ＮＡ＝０．５、像側環状フィールド寸法が１ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第２の実施の形態のマイクロリソグラフィー投影光学系を説明する図である。
【図５ｂ】像側開口数ＮＡ＝０．５、像側環状フィールド寸法が１ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第２の実施の形態のマイクロリソグラフィー投影光学系を説明する図である。
【図６ａ】像側開口数ＮＡ＝０．５、像側環状フィールド寸法が２ｘ２６ｍｍ２である、好ましくはＥＵＶマイクロリソグラフィー用の、本発明の代表的な第３の実施の形態のマイクロリソグラフィー投影光学系を説明する図である。
【図６ｂ】像側開口数ＮＡ＝０．５、像側環状フィールド寸法が２ｘ２６ｍｍ２である、本発明の代表的な第３の実施の形態の、好ましくはＥＵＶマイクロリソグラフィー用の、マイクロリソグラフィー投影光学系を説明する図である。
【図７】照明光学系とマイクロリソグラフィー投影光学系を備えた投影露光装置を示す図である。投影露光装置は、好ましくは、偏光を放射する光源を備える。
【図８】特に、本発明に係わる、非偏光を放射する光源と、偏光状態を設定する素子を有する、照明光学系とマイクロリソグラフィー光学系を備えた投影露光装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ１】
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【図４ａ２】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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