(57)【要約】【課題】結像品質に対する重力の悪影響を回避することができるようにする投影対物レンズを提供する。【解決手段】投影対物レンズの物体面上に配置されたパターンを投影対物レンズの像面として縮小結像尺度で結像する投影対物レンズにおいて、投影対物レンズの光軸に沿って配置された複数の光学素子であって、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を平面的な像面として結像することができるように、投影対物レンズの限定像側視野湾曲を設定するように構成された複数の光学素子を有する。【選択図】図１
2008509544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影対物レンズの物体面上に配置されたパターンを投影対物レンズの像面として縮小結像尺度で結像する投影対物レンズにおいて、
投影対物レンズの光軸に沿って配置された複数の光学素子であって、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を平面的な像面として結像することができるように、投影対物レンズの限定像側視野湾曲を設定するように構成された複数の光学素子を有する、投影対物レンズ。
【請求項２】
物体面は、光軸に対して垂直な少なくとも一方向の有効物体面湾曲が、マスクの重力に左右されるマスク曲がりから生じる表面湾曲に実質的に対応するように湾曲している、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項３】
投影対物レンズは、走査方向に移動することができるマスクとともに使用するように構成され、また物体面は、スキャナ組み込み式物体面の走査方向の湾曲が、重力に左右されるマスクの曲がりによって生じる表面湾曲に対応するように湾曲している、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項４】
投影対物レンズの少なくとも１つの光学素子が、少なくとも１つの非回転対称面を支持する、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項５】
非回転対称面は、像側視野湾曲に影響を与えるように構成された円環状面である、請求項４に記載の投影対物レンズ。
【請求項６】
像側視野湾曲を除いたすべての視野依存形像エラーに関して実質的に補正される、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項７】
像側視野湾曲を除いたすべての像エラーに関して実質的に補正される、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項８】
像側開口数ＮＡ＞０．８である、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項９】
｜ＲＰ｜がペッツヴァル和の大きさであり、ＤＯＦが投影対物レンズの焦点深度であるとき、｜ＲＰ｜≧０．１ＤＯＦが当てはまる、請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項１０】
投影対物レンズの物体面上に配置されたパターンを投影対物レンズの像面として縮小結像尺度で結像する投影対物レンズであって、
投影対物レンズの光軸に沿って配置された複数の光学素子であって、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を平面的な像面として結像することができるように、投影対物レンズの限定像側視野湾曲を設定するように構成された複数の光学素子を有し、物体面は、光軸に対して垂直な少なくとも一方向の有効物体面湾曲が、マスクの重力に左右されるマスク曲がりから生じる表面湾曲に実質的に対応するように湾曲し、また、｜ＲＰ｜がペッツヴァル和の大きさであり、ＤＯＦが投影対物レンズの焦点深度であるとき、｜ＲＰ｜≧０．１ＤＯＦが当てはまる、投影対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影対物レンズの物体面上に配置されたマスクのパターンを投影対物レンズの像面上に配置された像側視野として縮小結像尺度で結像する投影対物レンズ、及びそのような投影対物レンズを有するマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品及び他の微細パターンデバイスのフォトリソグラフィ作製のため、縮小結像尺度を備えるフォトリソグラフィ投影対物レンズ（縮小対物レンズ）が数十年にわたって使用されてきた。それらは、フォトマスク又はレチクルなどのマスクのパターンを感光層被覆物体の上に非常に高い解像度で縮小して投影する働きをする。
【０００３】
従来型投影系は、平面的なマスクを平面的な像側視野上に結像するように構成されている。したがって、像側視野湾曲を補正する手段（ペッツヴァル補正）が、投影対物レンズ内に設けられている。ＳＰＩＥ第２３７号（１９８０年）３１０ページ〜３２０ページのＥ．Ｇｌａｔｚｅｌによる論文「New lenses for microlithography（マイクロリソグラフィ用の新しいレンズ）」は、像側視野を平らにする既知の手段を記載している。
【０００４】
米国特許第５，０５２，７６３号は、中間像を結像する反射屈折投影対物レンズを記載しており、これでは、第１反射屈折部分系によって生じた物体側視野の像（中間像）が、第２屈折部分系によって像面として結像される。平面的な物体を平面的な像面として結像できるようにするために、第１部分系によって生じた像側視野湾曲を第２部分系によって補償することにより、光学系のペッツヴァル和が得られ、湾曲した中間像面が生じる。
【０００５】
米国特許第４，８１２，０２８号は、アプラナティック屈折面、非アプラナティック屈折面及び反射面を有するマイクロリソグラフィ投影対物レンズを記載している。アプラナティック屈折面のペッツヴァル和及び残りの面のペッツヴァル和は、それぞれ独立的に補正される。
【０００６】
湾曲基板上への投影リソグラフィについて、米国特許第６，４６１，９０８号は、湾曲基板の形状と一致した形状の湾曲マスクを使用することを提案している。湾曲マスクは、接触法で製造される。湾曲マスクを湾曲基板上に曲率一致結像するには、像側視野湾曲を大幅に補正した投影対物レンズが必要である。
【０００７】
米国特許第５，５２７，１３９号は、極紫外線（ＥＵＶ）用の純粋反射縮小対物レンズを開示しており、これでは、物体面及び／又は像面が、投影対物レンズに対して凹状に湾曲している。
【０００８】
米国特許出願第２００３／０１３３０８７Ａ１号は、重力で左右されるレチクルの湾曲のために生じ得る結像エラーの防止を意図する方法を記載している。これは、重力で左右されるマスク曲がりが、マスク上に位置するパターンのひずみ（パターン伸張）をもたらす可能性があり、それにより、ひずみエラーに似たエラーが結果としてパターンの像になることを考慮することを要する。これらのエラーを補正するために、ひずみ補正用に構成された光学補正素子が、物体面と投影対物レンズとの間に導入されている。
【特許文献１】米国特許第５，０５２，７６３号
【特許文献２】米国特許第４，８１２，０２８号
【特許文献３】米国特許第６，４６１，９０８号
【特許文献４】米国特許第５，５２７，１３９号
【特許文献５】米国特許出願第２００３／０１３３０８７Ａ１号
【非特許文献１】ＳＰＩＥ第２３７号（１９８０年）３１０ページ〜３２０ページのＥ．Ｇｌａｔｚｅｌによる論文「New lenses for microlithography（マイクロリソグラフィ用の新しいレンズ）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、結像品質に対する重力の悪影響を回避することができるようにする投影対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本目的は、本発明の記述によれば、投影対物レンズの物体面上に配置されたパターンを投影対物レンズの像面として縮小結像尺度で結像する投影対物レンズにおいて、投影対物レンズの光軸に沿って配置された複数の光学素子であって、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を平面的な像面として結像することができるように、投影対物レンズの限定された有限像側視野湾曲を設定するように構成された複数の光学素子を有する、投影対物レンズによって達成される。
【００１１】
したがって、投影対物レンズは、湾曲物体面と、それに対して光学的に共役の平面的な像面又は像平面との間の曲率不一致又は曲率変化結像を意図的に可能にできるように、像側視野湾曲に所定の有限値を与えることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【００１２】
既知のように、屈折面の半径及び光学部品の屈折率だけに依存し、非点収差が除去され、残りの収差が補正された像側視野湾曲では、光軸と直交する物体面が湾曲像面上に点状に結像され、その像面のピーク湾曲が、ペッツヴァル湾曲と呼ばれる。ペッツヴァル湾曲は、ペッツヴァル和１／ＲＰに比例し、その逆数がペッツヴァル半径ＲＰである。
【００１３】
従来型光学系は、できる限り０に近いペッツヴァル和の値に設定され、したがって、ペッツヴァル半径ＲＰは無限でなければならない。ペッツヴァル補正、すなわち像側視野湾曲の補正は典型的には、ペッツヴァル和の大きさが焦点深度ＤＯＦと比べて小さいように、たとえば｜ＲＰ｜≧０．１ＤＯＦに従って実施される。既知のように、λが作動波長で、ＮＡが投影対物レンズの像側開口数であるとき、焦点深度はλ／ＮＡ２に比例する。本発明による投影対物レンズは、像側視野湾曲の補正に関してこの設計目標から大きく外れており、それにより、像側視野湾曲の偏向が生じる。本発明による投影対物レンズの有利な実施形態では、
｜ＲＰ｜≧０．１ＤＯＦ
が当てはまる。
【００１４】
この場合、投影対物レンズは、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を有する。したがって、表面湾曲は、全体的に屈折力が正で、ペッツヴァル補正がない、又は非常に弱く、また平面的な像面を有するレンズ系の「固有」表面湾曲と逆である。したがって、像側視野湾曲の補正用に提供される手段は、像シェルの過剰補正の点では、平面的な物体面及び平面的な像面を有する同様な光学系と比べて強化される。
【００１５】
投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面を有する好適な実施形態は、像側視野湾曲に影響を与える対応の手段によって重力に左右されるマスクの曲がりを考慮に入れる方向に向けて最適化される。投影対物レンズは、物体面の近くで垂直向きである光軸とともに使用されるように設けられ、物体面は、光軸に対して垂直な少なくとも一方向の有効物体面湾曲が、マスクの重力に左右されるマスク曲がりにほぼ対応するように湾曲している。その結果、支持面間で重力の影響によって曲がったマスクのパターンは、平面的な像面として概して鮮明に結像されることができ、像側視野湾曲による典型的なエラーを回避することが可能である。そのような投影対物レンズの場合、エラー群内の重力に左右される部分が取り除かれ、その結果、より安定したプロセスが可能になる。
【００１６】
本発明のこの態様は、ある構造のマスクホルダ（レチクル台）及び（寸法、厚さ、材料などに関する）所定のマスク構造に対して、これらの条件に特徴的であり、且つ常に系統的寄与率と同様にして存在し、またペッツヴァル補正系の場合、結像縮尺の二乗で像面の曲がりに変換される、重力に左右されるマスクの曲がりの「指紋」が存在するという考察に基づく。その結果としての、露光すべき基板の近くでの像側視野湾曲に対する寄与率は、今日の光学系では、１０〜５０ｎｍ程度の、特に２０〜３０ｎｍの大きさでまったく十分であろう。これらの寄与率は、投影対物レンズの視野深度又は焦点深度（ＤＯＦ）と比べて小さい限り、許容可能であろう。しかしながら、像側開口数ＮＡの増加及び波長λの減少に伴って、焦点深度は大幅に減少し、λ及び開口数の二乗と厳密な直線関係がある。したがって、重力に左右されるマスク曲がりから生じる像エラーは、特に高い開口数、たとえばＮＡ＞０．８又は＞０．８５の光学系では妨げになるであろう。これらの問題は、上記実施形態では回避される。
【００１７】
多くのマスク保持システムにおいて、重力に左右されるマスクの曲がりが第一次近似では円筒形であり、回転対称対物レンズ構造では完全に偏向している訳ではない。しかしながら、（被露光基板の同期移動での）露光動作中、光軸に対して垂直な走査方向にマスクが投影対物レンズに対して移動する、ウェハスキャナ用の投影対物レンズの場合、状況が異なる。物体面の一定部分だけが結像に使用されるので、走査動作のために、投影対物レンズの回転対称湾曲物体面が、スキャナ系の有効円筒形湾曲物体面に変換される。スキャナ組み込み式物体面の湾曲が、重力に左右されるレチクルの曲がりによって生じる表面湾曲に対応するように湾曲した湾曲物体面用に設計された投影対物レンズは、曲がったマスクを像側視野全体にわたって平面的な像面として鮮明に結像することができる。
【００１８】
スキャナ系内の投影対物レンズの場合、これは、投影対物レンズの近くの像側視野湾曲の適当な補正により、円筒形マスク曲がりを十分に考慮に入れることができることを意味する。特にステッパー光学系用の投影対物レンズの場合、マスク及び被露光物体が露光中に静止しており、投影対物レンズの少なくとも１つの光学素子が、少なくとも１つの非回転対称面、たとえば円環状表面を支持することが有利であろう。
【００１９】
投影対物レンズは、像側視野湾曲を除いたすべての視野依存形像エラー（たとえばひずみ）に関して補正されるであろう。好ましくはそれは、球面収差などの視野に無関係な像エラーに関しても十分に補正され、それにより、実質的に像側視野湾曲だけが、未補正像エラーとして残る。
【００２０】
投影対物レンズの構造では、像側視野湾曲又は曲率不一致結像をもたらす像シェルエラーは、像側視野全体にわたる像位置のばらつきを生じることを考慮に入れなければならない。反対に、ひずみは、像寸法のばらつきである。したがって、２つのエラーを互いに根本的に区別することができる。たとえばペッツヴァル湾曲によって表される像シェルは、すべての面の屈折力の和の影響を受け、正確に言えば、まず第１に屈折面の半径、次に屈折率の影響を受ける。少なくとも最低程度の像側視野湾曲を非球面によって補正することができない。反対に、主結像ビームを接線方向に偏向させることにより、ひずみに影響を与えることができる。ひずみは、レンズの適当な半径及び厚さだけでなく、非球面によっても、大きい主ベイ高さを有する位置で補正されることができる。像シェルの補正とは異なって、開口絞りの近傍ではひずみに影響を与えることができない。
【００２１】
本発明に従った投影対物レンズを作製するために、以下の手順を採用することが好ましい。最初に、平面的な物体面をそれに対して光学的に共役の平面的な像面として対応の結像尺度で結像するのに適するように、投影対物レンズを従来通りに計算する。次に、１つのレンズを選び出し、その場合、レンズ面の一方で表面半径を変化させ、それにより、ペッツヴァル和又は像側視野湾曲に所望の変化が生じるようにする。その次に、たとえば個々のレンズ間の空間距離を適応させることによって光学系を調整し、それにより、他の収差の場合にこの変更によって引き起こされる変化を最小限に抑えるようにする。投影対物レンズを新しく構成する場合、像シェルの所望の過剰補正をもたらすそのようなレンズを最初から設けてもよい。既存の光学系を本発明に従って最適化しようとする場合、適当な位置に設けられたレンズを表面半径が変化したレンズと交換し、それから対応の調整を実行することが可能である。
【００２２】
本発明の背景に従えば、うまく補正可能な投影対物レンズが可能である。「乾燥対物レンズ」として構成された実施形態がある。乾燥対物レンズは、作動中に投影対物レンズの出口側と被露光物体、たとえばウェハの結合面との間にガス充填ギャップが存在するように構成されることによって特徴付けられ、上記ギャップのギャップ幅は、典型的には作動波長より相当に大きい。そのような光学系の場合、ＮＡ＝１の値に近づくと、出口面に全反射状態が起きて、照明光が出口面から取り出されることが妨害されるので、達成できる開口数がＮＡ＜１の値に限定される。乾燥光学系の好適な実施形態では、像側開口数がＮＡ＞０．８であり、ＮＡ≧０．８５又はＮＡ≧０．９も可能である。
【００２３】
本発明の背景に従えば、液浸対物レンズとして構成された投影対物レンズも可能である。既知のように、液浸リソグラフィの場合、屈折率が高い浸漬媒体、たとえば作動波長で屈折率ｎＩ≧１．３を有する浸漬液を投影対物レンズの最後の光学素子と基板との間に導入することにより、露光プロセスで達成できる解像度が改善される。結果的に、像側開口数ＮＡ＞１．０を有する投影対物レンズすなわち結像部が可能であり、好ましくはＮＡ≧１．１又はＮＡ≧１．２又はＮＡ≧１．３が可能である。
【００２４】
本光学構造は、非接触近視野投影リソグラフィ用に使用することも可能である。この場合、ある期間にわたって平均して十分に小さい像側作動距離が守られる場合、ガス充填ギャップを介して被露光基板に十分な光エネルギを送り込むことが可能である。上記作動距離は、使用した作動波長の４倍未満、特に作動波長未満でなければならない。作動距離が作動波長の半分未満、たとえば作動波長の１／３未満、１／４未満又は１／５未満であることが好ましい。これらの短い作動距離の場合、光学近視野での結像が行われ、その場合、結像系の最後の光学面の直ぐ近くに存在するエバネッセント視野が結像に使用される。
【００２５】
本発明は、反射屈折投影対物レンズとともに、純粋屈折投影対物レンズにも使用されることができる。
【００２６】
上記及びさらなる特徴は、特許請求の範囲だけでなく、説明及び図面からも明らかになり、その場合、個々の特徴は、発明の実施形態及び他の分野においてそれぞれの場合に単独で、又は部分組み合わせの形で実現されてもよく、また、有利且つ本質的に保護可能な実施形態を表してもよい。
【実施例】
【００２７】
図１は、投影リソグラフィによって大規模集積半導体部品を製造するために設けられた、ウェハスキャナ１の形のマイクロリソグラフィ投影露光装置の必須構成部品を示す。投影露光装置１は、光源として、作動波長が１９３ｎｍのエキシマレーザ（図示せず）を有し、他の作動波長、たとえば１５７ｎｍ又は２４８ｎｍも可能である。下流側の照明系３は、その光出口領域だけが示されているが、その出口面４に、非常に均質に照明されて下流側の投影対物レンズ５のテレセントリック要件に適合する、境界が鮮明な大きい照明野を生じる。照明系３は、照明モードを選択する装置を有し、本例では、可変コヒーレンス度の従来型照明、環状視野照明及び双極又は四極照明間の切り換えが可能である。
【００２８】
光伝播方向において照明系の下流側に、マスク（レチクル）６の保持及び操作を行い、それにより、マスクが投影対物レンズ５の物体面４上に位置し、かつ走査動作用のスキャナ駆動部４１を使って移動方向（走査方向）７（ｙ方向）に移動させることができるようにする装置４０（レチクル台）が配置されている。
【００２９】
物体面４の湾曲形状については図２を参照しながらさらに詳細に説明するが、その物体面の下流側に、適当な距離（物体側作動距離）をおいて縮小対物レンズ５が続き、この縮小対物レンズは、マスクの像を４：１の縮尺で、フォトレジスト層を塗布したウェハ１０上に結像する。他の縮尺、たとえば５：１又は１０：１以下も同様に可能である。感光基板として働くウェハ１０は、フォトレジスト層を塗布したそれの平面的な基板面１１が、投影対物レンズ５の平面的な像面１２（破線で示す）とほぼ一致するように配置される。ウェハは、ウェハをマスク６と同期してそれに平行に移動させるためにスキャナ駆動部５１を有する装置５０（ウェハ台）によって保持される。
【００３０】
投影対物レンズ５は、その光軸１３が垂直向きになり、従って重力の有効方向ｇに平行であるようにして、ウェハスキャナ内に組み込まれる。マスク取り付け台４０は、該取り付け台上に載置されたレチクル６において、マスク６の変形をもたらす可能性がある力の印加が、重力以外にまったくないように構成されている。照明光が通過して放射できるようにする領域の外側で、透過マスク６が、構造的に予め決められた支持距離を相互間においた位置にある適当な支持面（又は支承面）上に取り付けられる（図５を参照）。支持面間で、レチクル６は自在に懸架されて重力ｇの作用を受け、それにより、重力に左右されるマスクの曲がりが起きる。レチクルのタイプ及び支持形態しだいで、重力に左右される曲がりが設定され、この場合、それは常に系統的寄与率とほぼ同様にして存在し、また従来のペッツヴァル補正系の場合、それは結像比の二乗でマスクの像の曲がりに変換されるであろう。現在使用されている石英ガラスレチクルが６インチ・６インチの標準寸法、且つ６．３５ｍｍの典型的な厚さである場合、重力に左右される曲がりの典型的な例は、支持形態しだいで３００〜４００ｎｍの範囲内にあるであろう。平面的な物体面を平面的な像面として結像するために最適化された典型的な従来型光学系の場合、結像縮尺が４：１であると、このレチクルの曲がりは、２０〜２５ｎｍ程度の大きさの像側視野湾曲をもたらすであろう。像側視野湾曲のこの表示は、像側視野の縁部における像側視野の軸方向位置と比較した、（光軸ＯＡでの）像側視野中心における像側視野ＩＦの最大偏位ｓ’、又は像側視野縁部で光軸に垂直に位置する平面ＩＭからの湾曲像側視野の、軸方向に平行な方向に測定した偏差ｓ’を指す（図６を参照）。この像側視野湾曲は、投影系の有効焦点深度ＤＯＦが小さいほど、それだけより重要になる。何らかの他の方法でレンズをシフトさせる、又は変位させることにより、マニピュレータを使ってサジタル及び接線像シェル間の折り合いをうまく付けることが可能であり、これには、ペッツヴァルの条件によって誘発される非点収差が常に伴う。
【００３１】
図示の投影対物レンズ５の実施形態の場合、これらの問題が回避される。投影対物レンズ５は、投影対物レンズに対して凸状に湾曲した物体面４（図２）を平面的な像面１２として結像するように構成されている。したがって、従来型光学系とは異なり、相互光学的共役面は、同一の湾曲状態、又は結像縮尺によって変換される対応の湾曲状態を有しないで、むしろ湾曲変更結像プロセスが提供される。この場合、投影対物レンズ５は、像側視野湾曲を除いたすべての像エラーが、狭い許容差内に完全に補正されるように構成される。それに比べて、像側視野湾曲は、投影対物レンズに対して曲がったレチクル６を像面全体にわたって平面的なウェハ上に鮮明に結像することができるように、投影対物レンズ５によって変更される。
【００３２】
レチクルの重力に左右される曲がりは、第一次近似では円筒形である。回転対称対物レンズ構造では、このそりを補償するための完全な偏向が可能ではない。しかしながら、近似は可能である。スキャナ対物レンズ、すなわち、ウェハスキャナに使用するように設けられた投影対物レンズの場合、状況が異なる。ｙ方向に進む走査動作のために、投影対物レンズの回転対称的に湾曲した物体面４（図２）は、スキャナ系の有効円筒形物体面４’に変換される（図３）。この効果は、図２の中央に描かれ、且つ照明されたスキャナスロットに対応するたスロット付き部分１０だけが結像に使用されることの結果として生じる。スキャナスロットの略円筒形湾曲領域のｙ方向移動により、図３の円筒形に湾曲した有効物体面４’が生じる。その湾曲は、投影対物レンズ５内に与えられる像側視野湾曲に影響を与える手段により、曲がったレチクルのレチクル形態に適応させられ、それにより、結像すべきマスク構造体は、像面１２に対して光学的に共役の、円筒形に湾曲した有効物体面４と実質的に一致する。それにより、投影対物レンズの方向に曲がったマスク６を像側視野直径全体にわたって平面的なウェハ１０上に鮮明に結像することができる。したがって、投影対物レンズに対して凸状に湾曲し、且つスキャナ組み込み式物体面の湾曲が、重力に左右されるレチクルの曲がりに対応するように湾曲した物体面用に構成された投影対物レンズは、曲がったレチクルを平面的な像シェルとして概して鮮明に結像するであろう。その結果、焦点群内の重力に左右される部分が取り除かれ、より安定した露光プロセスが可能である。
【００３３】
投影対物レンズの構成にレチクルの曲がりを考慮することは、原則的にステッパー光学系にも適用されることができる。この場合、１つ又は複数のレンズに塗布することができる非回転対称の、たとえば円環状の表面を使用して像側視野湾曲に介入することが好都合である。適当な非球面形状は、この場合にはレチクルの支持形態によって決まる。
【００３４】
投影対物レンズ５の像シェルの過剰補正の大きさの必要な程度を説明するために、図４は第１に、重力に左右されるようにして曲げられた標準レチクル（レチクル寸法：６・６インチ、厚さ：６．３５ｍｍ、材料：石英ガラス）の表面の、ほぼ円筒形に湾曲した測定輪郭を斜視図として示す。図５は、適当な物体面湾曲を導き出すために必要な状態を示す。レチクル６は、互いに横方向支持距離ＬＡをおいた位置にある２つの支持面７０上に支持される。結像が支持体によって邪魔されないために、支持距離は物体側視野直径Ｆより大きくなっている。レチクルは、厚さがｄであり、密度ρ及び弾性係数Ｅを有するマスク材料から構成される。重力ｇの作用を受けて、レチクル曲がりｓが定められ、それは本図面では、破線で示されて支持面によって画定された基準面７５に対するｇ方向のレチクルの最大偏位として画定される。曲がったレチクル面によって画定されて、この曲がったレチクルに対する湾曲物体面の最適輪郭を表す円弧４”が、上記曲がりｓに対応する。円弧４”の半径は、光軸に対して垂直に延びるこの方向の物体面の曲率半径ＯＦＣＲに対応する。
【００３５】
レチクル取り付け台のこの概略的な形態の場合、レチクルの理論的予想曲がりが、次の方程式（１）：
【数１】
2008509544.tif 000003
【００３６】
に従って導かれる。
【００３７】
次に、上記曲がりが投影対物レンズの像側にもたらす像側視野湾曲、及びこの効果を補償するためにペッツヴァル補正がどの程度に必要であるかに関して、図６に関連して説明する。この点で、図６は、投影対物レンズの像側端部を、像側視野ＩＦの領域とともに示す。物体側レチクル曲がりｓは、結像縮尺βの二乗で、ｓ’＝β２・ｓに従って像側像側視野湾曲ｓ’に変換される。この場合、像側視野湾曲は、像側視野ＩＦの縁部で光軸ＯＡに対して垂直に延びる平面ＩＭからの湾曲像側視野ＩＦの、軸方向に平行な方向に測定した偏差ｓ’によってパラメータ表示される。像側視野の縁部は、光軸ＯＡから距離ｈ’（像側像高さ）の位置にある。図６に示された断面では、像側視野ＩＦは、有効な近似で球形に湾曲しており、それにより、半径ＲＰの円弧上に位置する。これはペッツヴァル半径であり、それには、有効な近似で長い半径用の円方程式：
ＲＰ＝ｈ’２／（２・ｓ’）
に従って以下のことが当てはまる。曲がりｓを有するマスクを平面的な像面上に結像することができる光学系のペッツヴァル和１／ＲＰは、次の方程式（２）：
【数２】
2008509544.tif 000004
【００３８】
から導かれる。
【００３９】
この推定により、像側視野湾曲の対応の偏向を投影対物レンズ内に与え、それにより、結像品質に対する重力で左右されるレチクルの曲がりの効果を考慮するすることができる。
【００４０】
確定的に予め決められた偏向により、投影対物レンズを典型的なレチクルの予想曲がりに適応させることができる。投影系内に適当なマニピュレータを適切に設けることによって動的適応を行い、それにより、たとえば他のタイプのレチクルへの移行時に、投影対物レンズを再構成することなく、変化適応を行うことができるようにすることも可能である。適当なマニピュレータは特に、投影対物レンズ内で半径変化及び／又は屈折率変化をもたらす装置である。屈折率変化は、たとえばレンズ間隔内のガスの圧力変化及び／又は温度変化によって引き起こされるであろう。半径変化は、活動光学部品により、たとえば活動ミラーにより導入されるであろう。レンズの加熱又は冷却は、屈折率及びレンズの寸法を変化させることができ、したがって、マニピュレータとして利用されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による投影対物レンズの一実施形態を備えるマイクロリソグラフィ投影露光装置の一部分を斜視図で概略的に示す。
【図２】図１の投影対物レンズの、スキャナスロットを有する回転対称湾曲物体面の概略図を示す。
【図３】走査移動の結果として生じる、投影対物レンズの有効物体面の形の概略図を示す。
【図４】標準レチクルの測定曲がりを概略図で示す。
【図５】理論的に予想されるマスク曲がりを計算するための曲がりレチクルの概略図を示す。
【図６】像側視野湾曲を定量化するための概略図を示す。
【図１】
2008509544.tif 000005
【図２】
2008509544.tif 000006
【図３】
2008509544.tif 000007
【図４】
2008509544.tif 000008
【図５】
2008509544.tif 000009
【図６】
2008509544.tif 000010
【国際調査報告】
2008509544.tif 000011
2008509544.tif 000012
2008509544.tif 000013