(57)【要約】【課題】投影光学系のＮＡが０．７以上であっても、優れた露光性能を得ることができる露光装置を提供する。【解決手段】レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系は、光束の反射を低減する反射防止膜が形成された光学部材を有し、前記反射防止膜は、０．５以上の開口数の範囲内の入射角度において、反射率が最小となることを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】図１
2008270564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、
前記投影光学系は、光束の反射を低減する反射防止膜が形成された光学部材を有し、
前記反射防止膜は、０．５以上の開口数の範囲内の入射角度において、反射率が最小となることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、
前記投影光学系は、光束の反射を低減する反射防止膜が形成された光学部材を有し、
前記反射防止膜は、０．５以上の開口数の範囲内の入射角度において、Ｓ偏光に対する反射率が最小となることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記反射防止膜は、前記光学部材側から順に、
前記光学部材の屈折率より低い屈折率を有する第１の層と、
前記光学部材の屈折率よりも高い屈折率を有する第２の層と、
前記光学部材の屈折率より低い屈折率を有する第３の層と、
前記光学部材の屈折率よりも高い屈折率を有する第４の層と、
前記光学部材の屈折率より低い屈折率を有する第５の層とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１の層、前記第３の層及び前記第５の層は、フッ化マグネシウムで構成され、
前記第２の層及び前記第４の層は、酸化アルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記光学部材は、前記投影光学系の最も前記基板側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項６】
前記投影光学系と前記基板との間に配置され、フレア光を遮光する遮光部を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項７】
レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、
前記投影光学系と前記基板との間に配置され、フレア光を遮光する遮光部を有し、
前記投影光学系は、最も前記基板側に配置された光学部材を含み、
前記光学部材は、１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面を前記レチクル側の面として有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記光学部材は、１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面を前記基板側の面として有することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記光学部材は、光束の反射を低減する反射防止膜を有し、
前記反射防止膜は、０．５以上の開口数の範囲内の入射角度において、反射率が最小となることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
前記投影光学系と前記基板とは、５ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクルのパターンを基板に露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体デバイスを製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式でレチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、近年の半導体デバイスの微細化への要求に伴い、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が進んでいる。例えば、近年の露光光源は、従来の超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約３６５ｎｍ））からより波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（約１９３ｎｍ）に移行している。また、ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーを露光光源に使用するステップ・アンド・リピート方式の露光装置（スキャナー）においては、投影光学系のＮＡは、０．７乃至０．９５となっている。更には、近年では、投影光学系の最終レンズ（最終面）とウエハとの間を液体で満たす、所謂、液浸により、ＮＡが１以上となる光学系（液浸光学系）が開発されており、更なる高ＮＡ化が進行している。
【０００４】
一方、投影光学系の高ＮＡ化が進むと、ウエハ近傍の光学素子に入射する光束の入射角度が大きくなるため、光学素子の表面やウエハ（に塗布されたレジスト）の表面で反射が生じ、ショット内外に拡がるフレア光が増大する。例えば、投影光学系のＮＡが０．７よりも小さければ、投影光学系の最終レンズ（最もウエハ側に配置されたレンズ）及びウエハの表面における反射率が共に低いためフレア光を無視することができる。但し、投影光学系のＮＡが０．７以上になると、投影光学系の最終レンズ及びウエハの表面における反射率が共に高くなり、フレア光が無視できない程度に増大する。ここで、フレア光とは、一般に、様々な場所（投影光学系を構成するレンズの周辺面（コバ）や鏡筒内面の金属表面）で多重反射を繰り返してウエハに到達する光である。
【０００５】
フレア光は、一般に、隣接ショットに飛散するため、ウエハ上の複数のショットを露光する場合には、１つのショットに飛散するフレア光の光量が増幅する。この結果、転写されるパターンの寸法がショットによって数十ｎｍも変わり、所望の解像度（露光性能）が得られなくなる。
【０００６】
そこで、フレア光の影響を低減する技術が従来から提案されている（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７３９６号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術では、フレア光の影響を十分に低減させることができず、露光性能の低下を回避することができなかった。
【０００８】
例えば、特許文献１は、投影光学系の最終レンズとウエハとの間にフレア光を遮光する絞りを配置する技術を提案しているが、絞りを配置しただけでは、絞りの開口部を通過するフレア光を防ぐことができない。
【０００９】
また、特許文献２は、投影光学系の最終レンズとウエハとの間における反射が生じることがないように（即ち、反射率が十分に低くなるように）、反射防止膜の形成条件を設定する技術を開示している。しかし、入射角度が大きい領域においては、原理的に、レジスト及び反射防止膜の反射率が大きくなるため、反射が生じることがないように反射防止膜を構成することは非常に困難である。また、特許文献２には、具体的な膜構成や数値が記載されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、投影光学系のＮＡが０．７以上であっても、優れた露光性能を得ることができる露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系は、光束の反射を低減する反射防止膜が形成された光学部材を有し、前記反射防止膜は、０．５以上の開口数の範囲内の入射角度において、反射率が最小となることを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影するように構成された０．７以上の開口数を有する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系と前記基板との間に配置され、フレア光を遮光する遮光部を有し、前記投影光学系は、最も前記基板側に配置された光学部材を含み、前記光学部材は、１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面を前記レチクル側の面として有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば、投影光学系のＮＡが０．７以上であっても、優れた露光性能を得ることができる露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略断面図である。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル２０のパターンをウエハ４０に露光する投影露光装置である。但し、露光装置１は、ステップ・アンド・リピート方式も適用することができる。また、露光装置１は、投影光学系３０とウエハ４０との間に供給される液体を介して、レチクル２０のパターンをウエハ４０に露光する液浸型の露光装置（液浸露光装置）であってもよい。露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクルステージ２５と、投影光学系３０と、ウエハステージ４５と、遮光部５０とを備える。
【００１７】
照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
【００１８】
光源部１２は、例えば、エキシマレーザーを光源として使用する。エキシマレーザーは、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーなどを含む。但し、光源部１２は、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや超高圧水銀ランプを光源として使用してもよい。
【００１９】
照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系である。照明光学系１４は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、回折光学素子、絞り、マスキングブレード、スキャンブレード等を含む。照明光学系１４は、投影光学系３０の高ＮＡ化に対して有効な偏光照明を実現する。具体的には、照明光学系１４は、レチクル２０に導光する光束の偏光状態を制御する偏光板を有する。なお、偏光板は、照明光学系１４の光路上に挿脱可能に構成され、Ｓ偏光及びＰ偏光が混在するランダム偏光でレチクル２０を照明することもできる。
【００２０】
レチクル２０は、回路パターンを有し、レチクルステージ２５に支持及び駆動される。レチクル２０から発せされた回折光は、照明光学系１４でレチクル２０を照明した光束のＮＡよりも大きい（拡がった）ＮＡで投影光学系３０に導光され、投影光学系３０を介して、ウエハ４０に投影される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２０とウエハ４０を走査することによって、レチクル２０のパターンをウエハ４０に転写する。
【００２１】
レチクルステージ２５は、レチクル２０を支持し、例えば、リニアモータを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクル２０を移動させる。ここで、レチクル２０又はウエハ４０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル２０又はウエハ４０の面に垂直な方向をＺ軸とする。
【００２２】
投影光学系３０は、レチクル２０のパターンをウエハ４０に投影する光学系であって、本実施形態では、０．７以上の開口数（ＮＡ）を有する。投影光学系３０は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。投影光学系３０は、レチクル２０を通過して回路パターンを反映する回折光をウエハ４０上に結像するための開口絞り３２と、投影光学系３０の最終面に配置された光学部材としてのシールガラス３４とを有する。なお、投影光学系３０の最終面とは、最もウエハ４０側（基板側）の面である。
【００２３】
開口絞り３２は、投影光学系３０の略瞳位置に配置される。開口絞り３２は、本実施形態では、開口を可変とする可変開口絞りで構成される。開口絞り３２は、投影光学系３０における露光領域内の光軸上及び軸外で同じＮＡを有する光束のみを像面（ウエハ４０）に到達させる。換言すれば、開口絞り３２は、投影光学系３０のＮＡを規定する機能を有する。
【００２４】
シールガラス３４は、平面透過部材であって、投影光学系３０の収差を調整する機能や投影光学系３０をステージ空間と隔離（パージ）する機能を有する。例えば、シールガラス３４は、厚さで球面収差を抑えたり、入射光束に対する傾きで非点収差を抑えたりすることができる。また、２つのシールガラス３４を用いて相互の傾きを微量変化させることでコマ収差を抑えることができる。
【００２５】
ＡｒＦエキシマレーザーを光源部１２の光源として用いた場合、光エネルギーが強いため、露光の際に極微量のレジストが昇華し、投影光学系３０の最終面に不純物として堆積する可能性がある。このようなレジスト昇華による不純物の堆積量が極少量である場合には、投影光学系３０の透過率及び反射率に影響することはないが、徐々に堆積量が増加した場合には、投影光学系３０の反射率及び反射率に影響してしまう。投影光学系３０において、透過率の変化は露光領域の照度ムラを、反射率の変化はフレア光の増加を引き起こすため、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４を交換可能に構成することが好ましい。また、シールガラス３４を平行平板形状にすることで、角度調整のみ（即ち、位置調整が不要）でシールガラス３４を容易に交換することができる。
【００２６】
ウエハ４０は、レチクル２０のパターンが投影（転写）される基板である。但し、ウエハ４０の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ４０には、レジストが塗布されている。
【００２７】
ウエハステージ４５は、ウエハ４０を支持し、レチクルステージ２５と同様に、リニアモータを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクル２０を移動させる。ウエハステージ４５は、露光装置１が液浸露光装置の場合には、液浸露光装置に対応した構成を有する。例えば、ウエハステージ４５は、投影光学系３０とウエハ４０との間に液体を供給する供給ノズルや投影光学系３０とウエハ４０との間から液体を回収する回収ノズルを有していてもよい。
【００２８】
遮光部５０は、投影光学系３０とウエハ４０との間に配置され、本実施形態では、複数の遮光板で構成される。遮光部５０は、ウエハ４０を露光することを可能にすると共に、ウエハ４０上の現在露光されている領域の外部を遮蔽する。遮光部５０は、レジストが塗布されたウエハ４０に到達した光束（特に、大きなＮＡの光束）がウエハ４０（レジスト）で反射され、投影光学系３０で再び反射されてウエハ４０に到達することを防止する。換言すれば、遮光部５０は、投影光学系３０とウエハ４０との間で生じるフレア光（レチクル２０のパターンの結像に不要な光束）を遮光する。また、遮光部５０は、レチクル２０からの回折光が投影光学系３０を構成するレンズのコバなどで反射され、更に投影光学系３０の鏡筒内面で反射されることによって生じるフレア光を遮光してウエハ４０に到達することを防止する機能を有していてもよい。但し、遮光部５０は、レチクル２０のパターンの結像に必要な光束がウエハ４０に到達することは妨げない。ここで、現在露光されている領域とは、露光装置１がステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（スキャナー）である場合には、走査領域又は１ショット終了後の露光領域である。また、露光装置１がステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）である場合には、１ショットの露光領域が現在露光されている領域となる。
【００２９】
遮光部５０は、露光装置１がステッパーである場合には、投影光学系３０（の鏡筒）に固定されていてもよいし、ウエハステージ４５に固定されていてもよい。但し、本実施形態では、露光装置１がスキャナーであるため、遮光部５０は投影光学系３０に固定されていることが好ましい。これにより、遮光部５０を走査露光に同期して独立に駆動する機構が不要となる。なお、ここでの「固定」とは、遮光部５０が投影光学系３０にネジなどで固定されていなくてもよい。例えば、遮光部５０は、ウエハステージ４５を載置する本体系にネジなどで固定されていてもよい。ウエハステージ４５の駆動に伴う反力を相殺するために、ウエハステージ４５を載置する本体系が揺れている場合でも、フレア光を遮光する際に影響のない揺れ量であれば、遮光部５０が投影光学系３０に対して相対的に動いていても固定されている状態とみなす。
【００３０】
以下、フレア光について具体的に説明する。まず、投影光学系３０のＮＡが０．７以上になると（即ち、ＮＡ＝０．７以上の入射角度で光束がウエハ４０に入射すると）、ウエハ４０の表面（レジスト）で反射される光束が急激に増大することを説明する。
【００３１】
一般的に、ウエハ４０においては、基板からの反射を抑えるために、基板の上に反射防止層を塗布（形成）し、かかる反射防止層の上にレジストを塗布する。反射防止層は、入射角度が垂直（即ち、投影光学系３０のＮＡ＝０）近傍となる範囲において、Ｐ偏光に対する反射率及びＳ偏光に対する反射率を共に１０％以下に抑えることができる。一方、基板の上に反射防止層を形成しない場合には、レジストの膜厚によって、ウエハ４０における反射率は数％乃至４０％となる。
【００３２】
図２は、基板の上に反射防止層を形成し、かかる反射防止層の上にレジストを塗布したウエハ４０の反射率特性を示すグラフである。図２は、横軸にウエハ４０に入射する光束（露光光）の入射角度として投影光学系３０のＮＡを、縦軸にウエハ４０の表面における反射率を採用している。また、図２は、振動方向が入射光と法線方向とを含む平面内に存在するＰ偏光に対する反射率、振動方向が入射光と法線方向とを含む平面内に垂直な平面内に存在するＳ偏光に対する反射率、及び、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率を示す。
【００３３】
図２を参照するに、Ｐ偏光に対する反射率は、ＮＡ＝０．３を越えたあたりから低下し、ＮＡ＝０．８５近傍でほぼ０％にまで低下する。一方、Ｓ偏光に対する反射率は、ＮＡ＝０．６近傍までは徐々に増加しながらも１０％以下に収まっているが、ＮＡ＝０．６を少し越えたあたりから急激に増加して、ＮＡ＝０．９３近傍では約４０％となる。従って、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率は、ＮＡ＝０．７を少し越えたあたりから急激に増加し、ＮＡ＝０．９３近傍では約２０％となる。
【００３４】
次に、投影光学系３０の最終面（本実施形態では、シールガラス３４）における反射について説明する。一般的に、投影光学系３０の最終面においては、反射防止膜が形成されている。図３は、従来の反射防止膜が形成された投影光学系３０の最終面における反射率特性を示すグラフである。図３は、横軸に投影光学系３０の最終面に入射する光束の入射角度として投影光学系３０のＮＡを、縦軸に投影光学系３０の最終面における反射率を採用している。また、図３は、図２と同様に、Ｐ偏光に対する反射率、Ｓ偏光に対する反射率、及び、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率を示す。
【００３５】
図３を参照するに、従来の反射防止膜は、多層膜で構成されるため、図２に示すウエハ４０の表面における反射防止特性よりも高い反射防止特性を有する。従来の反射防止膜は、一般的に、垂直入射に対する反射率が低くなるように設計されている。しかしながら、Ｐ偏光に対する反射率及びＳ偏光に対する反射率は、ＮＡ＝０．５を越えると、少しずつ増加する。また、従来の反射防止膜は、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率を考慮して設計されているため、Ｓ偏光に対する反射率がＰ偏光に対する反射率よりも高くなっている。なお、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率は、ＮＡ＝０．７近傍で約２％となり、ＮＡ＝０．９３付近では５％を越えてしまうため、反射防止効果が著しく低下する。このように、従来の反射防止膜は、垂直入射に対する反射率が低く、且つ、入射光のＮＡが大きくなっても反射率が低くなるように設計されているが、ＮＡ＝０．７以上の入射角度では、Ｓ偏光に対する反射率及びＰ偏光とＳ偏光の平均の反射率が共に高くなる。
【００３６】
図２及び図３から理解されるように、投影光学系３０のＮＡが０．７よりも小さい場合には、ウエハ４０の表面における反射率、及び、投影光学系３０の最終面における反射率は比較的低く、フレア光は問題とならない。しかし、投影光学系３０のＮＡが０．７以上の場合には、ウエハ４０の表面における反射率、及び、投影光学系３０の最終面における反射率が高くなるため、投影光学系３０の高ＡＮ化（例えば、ＮＡ＝１．３５）を実現する際に、フレア光が大きな問題となる。例えば、投影光学系３０のＮＡが０．８５以上の場合には、ウエハ４０の表面でのＳ偏光に対する反射率が高く（約４０％）、投影光学系３０の最終面でのＳ偏光に対する反射率も高い（８％以上）となるため、フレア光が特に問題となる。
【００３７】
図４を参照して、投影光学系３０とウエハ４０との間において生じるフレア光の光路について説明する。図４は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。なお、本実施形態では、説明を簡略化するために、投影光学系３０の最終面であるシールガラス３４とウエハ４０との間において生じるフレア光について説明するが、投影光学系３０の最終面近傍の光学部材間で同様な現象が発生する。
【００３８】
図４を参照するに、シールガラス３４に入射した光Ｌａは、シールガラス３４を通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光させる。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４の下面（ウエハ側の面）３４ａで反射されてフレア光ＦＬａとしてウエハ４０に到達する。また、ウエハ４０に到達した光Ｌａうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４を透過してシールガラス３４の上面（レチクル側の面）３４ｂで反射されてフレア光ＦＬａ’としてウエハ４０に到達する。
【００３９】
一方、シールガラス３４に入射した光Ｌｂは、シールガラス３４の下面３４ａで反射され、シールガラス３４の上面３４ｂで反射されてフレア光ＦＬｂとしてウエハ４０に到達する。
【００４０】
このようなフレア光ＦＬａ、ＦＬａ’及びＦＬｂは、上述したように、遮光部５０で遮光される。しかしながら、実際には、図４に示すように、遮光部５０の開口を通過してウエハ４０に到達するフレア光ＦＬａ、ＦＬａ’及びＦＬｂが存在するため、線幅均一性やコントラストが低下してしまう。
【００４１】
そこで、本実施形態では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４に従来の反射防止膜とは異なる反射防止膜６０を形成する。反射防止膜６０は、従来の反射防止膜と同様に、光束の反射を低減する。但し、反射防止膜６０は、０．５以上のＮＡの範囲内の入射角度において、Ｐ偏光に対する反射率、Ｓ偏光に対する反射率、及び、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率が最小となるように設計されている。換言すれば、反射防止膜６０は、垂直入射に対する反射率が最低値となるように設計されているのではなく、入射角度が０．５以上のＮＡの範囲内において、反射率の最低値を有する。ここで、図５（ａ）は、投影光学系３０の最終面に形成される反射防止膜６０を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す反射防止膜６０の構成を示す拡大断面図である。
【００４２】
反射防止膜６０の構成（膜構成）について具体的に説明する。紫外線用の光学薄膜は、一般的に、フッ化マグネシウム等の低屈折率材料、酸化アルミニウム、フッ化カドリニウム、フッ化サマリウム等の高屈折率材料、又は、アルミニウム（Ａｌ）、銀等の高反射材料で構成される。本実施形態の反射防止膜６０は、図５（ｂ）に示すように、シールガラス３４側（光学部材側）から順に、第１の層６０１と、第２の層６０２と、第３の層６０３と、第４の層６０４と、第５の層６０５とを含む。第１の層６０１、第３の層６０３及び第５の層６０５は、シールガラス３４の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率材料で構成される。また、第２の層６０２及び第４の層６０４は、シールガラス３４の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料で構成される。
【００４３】
反射防止膜６０は、本実施形態では、図６に示すように、第１の層６０１、第３の層６０３及び第５の層６０５を１．４１の屈折率を有するフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）で構成している。また、反射防止膜６０は、第２の層６０２及び第４の層６０４を１．６７の屈折率を有する酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）で構成している。なお、シールガラス３４は、１．５１の屈折率を有する石英で構成されている。また、図６には、第１の層６０１乃至第５の層６０５の各々の膜厚も示す。ここで、図６は、反射防止膜６０の構成の一例を示す図である。
【００４４】
図７は、図６に示す構成を有する反射防止膜６０の反射率特性を示すグラフである。図７は、横軸に反射防止膜６０に入射する光束の入射角度として投影光学系３０のＮＡを、縦軸に反射防止膜６０における反射率を採用している。また、図７は、図２及び図３と同様に、Ｐ偏光に対する反射率、Ｓ偏光に対する反射率、及び、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率を示す。
【００４５】
図７を参照するに、反射防止膜６０は、Ｐ偏光とＳ偏光の平均の反射率の最低値をＮＡ＝０．６近傍に有し、Ｓ偏光に対する反射率の最低値をＮＡ＝０．８５近傍に有する。従って、反射防止膜６０は、Ｐ偏光とＳ偏光の平均及びＳ偏光に対して、ＮＡ＝０．７以上の高ＮＡ領域において、低反射率を実現している。これにより、ウエハ４０の表面で反射され、更に投影光学系３０の最終面に配置されたシールガラス３４で反射されてウエハ４０に到達するフレア光（光量）を低減させることができる。なお、反射防止膜６０は、シールガラス３４だけではなく、投影光学系３０の最終面の近傍に配置された光学部材に形成することが好ましい。これにより、投影光学系３０の最終面の近傍に配置された光学部材間で反射されてウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。
【００４６】
図８は、従来の反射防止膜を用いた場合と本実施形態の反射防止膜６０を用いた場合のショット内のフレア率を示すグラフである。図８は、横軸に像高を、縦軸にフレア率を採用している。図８を参照するに、像高が増加するにつれて、フレア率が増加している。これは、隣接ショットからのフレア光がショット内に入り込んできたからである。このようなフレア光の像高差は、線幅均一性を低下させてしまう。従来の反射防止膜を用いた場合、図８に示されるように、フレア率の最大値は２．３７％、像高差は０．８９％である。一方、本実施形態の反射防止膜６０を用いた場合、フレア率の最大値は１．３６％、像高差は０．２９％である。このように、本実施形態の反射防止膜６０は、ショット内外に飛散するフレア光を低減させることが可能であり、フレア率の絶対値と共に像高差を低減させることができる。
【００４７】
このように、反射防止膜６０は、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。従って、露光装置１は、線幅均一性やコントラストを低下させることなく、安定した結像性能（優れた露光性能）を得ることができる。
【００４８】
また、図９に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４Ａの上面（レチクル側の面）３４Ａｂを１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面とすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。なお、シールガラス３４Ａは、上面３４Ａｂにおける曲率半径が１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下であるため、シールガラスの交換の容易性を維持している。ここで、図９は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００４９】
図９において、投影光学系３０の最終面に配置されたシールガラス３４Ａとウエハ４０とは、５ｍｍ以上離れている。換言すれば、シールガラス３４Ａとウエハ４０との間の距離は、５ｍｍ以上である。遮光部５０は、上述したように、シールガラス３４Ａとウエハ４０との間に配置される。
【００５０】
図９を参照するに、シールガラス３４Ａに入射した光Ｌａは、シールガラス３４Ａを通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光させる。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４Ａの下面３４Ａａを通過してシールガラス３４Ａの上面３４Ａｂで反射される。シールガラス３４Ａの上面３４Ａｂで反射された光は、フレア光ＦＬａとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４Ａの上面３４Ａｂは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面であるため、フレア光ＦＬａは従来よりも遠方に飛散され、遮光部５０によって遮光される。
【００５１】
一方、シールガラス３４Ａに入射した光Ｌｂは、シールガラス３４Ａの下面３４Ａａで反射され、更に、シールガラス３４Ａの上面３４Ａｂで反射されてフレア光ＦＬｂとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４Ａの上面３４Ａｂは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面であるため、フレア光ＦＬｂは、フレア光ＦＬａと同様に、従来よりも遠方に飛散され、遮光部５０によって遮光される。
【００５２】
図１０は、従来の構成（上面及び下面が平行平板形状）のシールガラスを用いた場合と本実施形態の構成（上面が１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面である）のシールガラス３４Ａを用いた場合のフレア率を示すグラフである。図１０は、横軸に像高を、縦軸にフレア率を採用している。図１０を参照するに、従来の構成のシールガラスを用いた場合、フレア率の最大値は１．３６％、像高差は０．２９％である。一方、本実施形態の構成のシールガラス３４Ａを用いた場合、フレア率の最大値は０．９１％、像高差は０．０７％である。このように、シールガラス３４Ａは、ショット外に飛散するフレア光を低減させることが可能であり、フレア率の絶対値と共に像高差を低減させることができる。
【００５３】
同様に、図１１に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４Ｂの下面（基板側の面）３４Ｂａを１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面とすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。ここで、図１１は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００５４】
シールガラス３４Ｂに入射した光Ｌａは、シールガラス３４Ｂを通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光させる。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４Ｂの下面３４Ｂａで反射される。シールガラス３４Ｂの下面３４Ｂａで反射された光は、フレア光ＦＬａとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４Ｂの下面３４Ｂａは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面であるため、フレア光ＦＬａは従来よりも遠方に飛散され、遮光部５０によって遮光される。なお、シールガラス３４Ｂは、下面３４Ｂａにおける曲率半径が１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下であるため、シールガラスの交換の容易性を維持している。
【００５５】
また、図１２に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４Ｃの上面（レチクル側の面）３４Ｃｂを１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面とすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。ここで、図１２は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００５６】
図１２を参照するに、シールガラス３４Ｃに入射した光Ｌａは、シールガラス３４Ｃを通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光させる。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４Ｃの下面３４Ｃａを通過してシールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達する。シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面であるため、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達する光の入射角度θａは小さくなる。従って、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達した光は、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂを透過して透過光ＴＬａとなり、例えば、投影光学系３０の鏡筒内面で多重反射されて吸収される。
【００５７】
一方、シールガラス３４Ｃに入射した光Ｌｂは、シールガラス３４Ｃの下面３４Ｃａで反射され、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達する。シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凸面であるため、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達する光の入射角度θｂは小さくなる。従って、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂに到達した光は、シールガラス３４Ｃの上面３４Ｃｂを透過して透過光ＴＬｂとなり、例えば、投影光学系３０の鏡筒内面で多重反射されて吸収される。
【００５８】
同様に、図１３に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４Ｄの下面（基板側の面）３４Ｄａを１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面とすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。ここで、図１３は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００５９】
図１３を参照するに、シールガラス３４Ｄに入射した光Ｌａは、シールガラス３４Ｄを通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光させる。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４Ｄの下面３４Ｄａに到達する。シールガラス３４Ｄの下面３４Ｄａは１０００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下の曲率半径を有する凹面であるため、シールガラス３４Ｄの下面３４Ｄａに到達する光の入射角度θａは小さくなる。従って、シールガラス３４Ｄの下面３４Ｄａに到達した光は、シールガラス３４Ｄの下面３４Ｄａ及び上面３４Ｄｂを透過して透過光ＴＬａとなり、例えば、投影光学系３０の鏡筒内面で多重反射されて吸収される。
【００６０】
このように、凸面又は凹面を上面又は下面に有するシールガラス３４Ａ乃至３４Ｄは、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。また、反射防止膜６０とシールガラス３４Ａ乃至３４Ｄとを組み合わせて用いることによって、フレア光を更に効果的に低減させることができる。従って、露光装置１は、線幅均一性やコントラストを低下させることなく、安定した結像性能（優れた露光性能）を得ることができる。
【００６１】
また、図１４に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４Ｅの厚さＤＴを従来よりも厚くすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。具体的には、シールガラス３４Ｅは、５ｍｍ以上の厚さＤＴを有し、本実施形態では、６．５ｍｍの厚さＤＴを有する。なお、シールガラス３４Ｅの厚さＤＴを６．５ｍｍ以上にすることで、フレア光を低減させる効果を更に向上させることができる。ここで、図１４は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００６２】
図１４において、投影光学系３０の最終面に配置されたシールガラス３４Ｅとウエハ４０との間の距離は、５ｍｍ以上である。遮光部５０は、上述したように、シールガラス３４Ｅとウエハ４０との間に配置される。
【００６３】
図１４を参照するに、シールガラス３４Ｅに入射した光Ｌａは、シールガラス３４Ｅを通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光される。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、シールガラス３４Ｅの下面３４Ｅａを通過してシールガラス３４Ｅの上面３４Ｅｂで反射される。シールガラス３４Ｅの上面３４Ｅｂで反射された光は、フレア光ＦＬａとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４Ｅは６．５ｍｍの厚さＤＴを有するため、フレア光ＦＬａは従来よりも飛距離が長くなり、遮光部５０によって遮光される。
【００６４】
一方、シールガラス３４Ｅに入射した光Ｌｂは、シールガラス３４Ｅの下面３４Ｅａで反射され、更に、シールガラス３４Ｅの上面３４Ｅｂで反射されてフレア光ＦＬｂとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４Ｅは６．５ｍｍの厚さＤＴを有するため、フレア光ＦＬｂは、フレア光ＦＬｂと同様に、従来よりも飛距離が長くなり、遮光部５０によって遮光される。
【００６５】
また、図１５に示すように、投影光学系３０の最終面に配置されるシールガラス３４とウエハ４０との間の距離ＬＴを従来よりも長くすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。具体的には、シールガラス３４とウエハ４０との間の距離ＬＴは、５ｍｍ以上であり、本実施形態では、５ｍｍである。ここで、図１５は、投影光学系３０及びウエハ４０の近傍を示す部分拡大断面図である。
【００６６】
図１５を参照するに、シールガラス３４に入射した光Ｌａは、シールガラス３４を通過してレジストが塗布されたウエハ４０に到達して、レジストを感光される。但し、ウエハ４０に到達した光Ｌａのうち一部の光は、ウエハ４０の表面で反射され、更に、シールガラス３４の下面３４ａで反射されてフレア光ＦＬａとしてウエハ４０に向かう。しかし、シールガラス３４とウエハ４０との間の距離ＬＴは５ｍｍ以上であるため、フレア光ＦＬａは従来よりも飛距離が長くなり、遮光部５０によって遮光される。
【００６７】
このように、シールガラス３４Ｅの厚さＴＤを従来よりも厚くしたり、シールガラス３４とウエハ４０との距離ＬＴを従来よりも長くしたりすることで、ウエハ４０に到達するフレア光を低減させることができる。また、反射防止膜６０とシールガラス３４Ｅとを組み合わせて用いることによって、フレア光を更に効果的に低減させることができる。従って、露光装置１は、線幅均一性やコントラストを低下させることなく、安定した結像性能（優れた露光性能）を得ることができる。
【００６８】
露光において、照明装置１０の光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４を介して、レチクル２０を照明する。レチクル２０を通過してパターンを反映する光束は、投影光学系３０によって、ウエハ４０上に結像する。投影光学系３０のＮＡは０．７以上と比較的大きいので、ウエハ４０上には高解像度でパターンが転写される。この際、投影光学系３０の最終面近傍に配置された光学部材（例えば、シールガラス３４、３４Ａ乃至３４Ｅ）に形成された反射防止膜６０及び／又はかかる光学部材が、投影光学系３０とウエハ４０との間において生じるフレア光を低減する。また、遮光部５０が、投影光学系３０とウエハ４０との間において生じたフレア光を効果的に遮光し、線幅均一性やコントラストの低下を防止する。従って、露光装置１は、優れた露光性能を維持し、高いスループットで高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００６９】
次に、図１６及び図１７を参照して、露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１６は、デバイス（半導体デバイスや液晶デバイス）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体デバイスの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７０】
図１７は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってレチクルの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】光束の入射角度に対するウエハの表面の反射率特性を示すグラフである。
【図３】従来の反射防止膜が形成された投影光学系の最終面における反射率特性を示すグラフである。
【図４】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図１に示す露光装置の投影光学系の最終面に形成される反射防止膜を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す反射防止膜の構成を示す拡大断面図である。
【図６】図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す反射防止膜の構成の一例を示す図である。
【図７】図６に示す構成を有する反射防止膜の反射率特性を示すグラフである。
【図８】従来の反射防止膜を用いた場合と本実施形態の反射防止膜を用いた場合のショット内のフレア率を示すグラフである。
【図９】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１０】従来の構成のシールガラスを用いた場合と本実施形態の構成のシールガラスを用いた場合のフレア率を示すグラフである。
【図１１】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１２】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１３】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１４】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１５】図１に示す露光装置の投影光学系及びウエハの近傍を示す部分拡大断面図である。
【図１６】デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１６に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１                              露光装置
１０                            照明光学系
１２                            光源部
１４                            照明光学系
２０                            レチクル
２５                            レチクルステージ
３０                            投影光学系
３２                            開口絞り
３４                            シールガラス
４０                            ウエハ
４５                            ウエハステージ
５０                            遮光部
６０                            反射防止膜
６０１                          第１の層
６０２                          第２の層
６０３                          第３の層
６０４                          第４の層
６０５                          第５の層
【図１】
2008270564.tif 000003
【図２】
2008270564.tif 000004
【図３】
2008270564.tif 000005
【図４】
2008270564.tif 000006
【図５】
2008270564.tif 000007
【図６】
2008270564.tif 000008
【図７】
2008270564.tif 000009
【図８】
2008270564.tif 000010
【図９】
2008270564.tif 000011
【図１０】
2008270564.tif 000012
【図１１】
2008270564.tif 000013
【図１２】
2008270564.tif 000014
【図１３】
2008270564.tif 000015
【図１４】
2008270564.tif 000016
【図１５】
2008270564.tif 000017
【図１６】
2008270564.tif 000018
【図１７】
2008270564.tif 000019