(57)【要約】【課題】スループットや解像度などの光学性能に優れた新規な高ＮＡの投影光学系を提供する。【解決手段】第１面のパターンを第２面上に投影する、開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系であって、複数の層から構成され、当該複数の層のうち最終層の屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上である反射防止膜が施された光学部材を有することを特徴とする投影光学系を提供する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面のパターンを第２面上に投影する、開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系であって、
複数の層から構成され、当該複数の層のうち最終層の屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上である反射防止膜が施された光学部材を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
第１面のパターンを第２面上に投影する、開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系であって、
複数の光学部材を有し、
前記複数の光学部材のうち最も前記第２面側に配置されている光学部材は、入射するＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率が２．５％以下である反射防止膜を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項３】
第１面のパターンを第２面上に投影する、開口数ＮＡが０．９以上の投影光学系であって、
複数の光学部材を有し、
前記複数の光学部材のうち最も前記第２面側に配置されている光学部材は、入射するＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率が３．５％以下である反射防止膜を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項４】
前記屈折率は、１．６以上であることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項５】
前記光学部材は、光を透過する透過部材であることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項６】
前記透過部材は、レンズ、回折格子、プリズム、シールのいずれかであることを特徴とする請求項５記載の投影光学系。
【請求項７】
前記光学部材は、該投影光学系を構成する複数の光学部材のうち、最も前記第２面側に配置されている光学部材であることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項８】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の投影光学系を介して光を被処理体に照射して、当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記光は、２００ｎｍ以下の波長を有することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
開口数ＮＡが０．８５以上の光学系を構成する光学部材に施される、複数の層からなる反射防止膜であって、
前記複数の層のうち最終層の屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項１１】
開口数ＮＡが０．８５以上の光学系を構成する光学部材に施される反射防止膜であって、
入射するＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率が２．５％以下であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項１２】
開口数ＮＡが０．９以上の光学系を構成する光学部材に施される反射防止膜であって、
入射するＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率が３．５％以下であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項１３】
開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系を有する露光装置によって露光される被処理体に塗布されるフォトレジストであって、
屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上であることを特徴とするフォトレジスト。
【請求項１４】
開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系を有する露光装置によって露光される被処理体の最上層に塗布されるフォトレジストであって、
屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上であることを特徴とするフォトレジスト。
【請求項１５】
開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系を有する露光装置によって露光される被処理体に塗布されるフォトレジストであって、
入射するＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率が１０％以下であることを特徴とするフォトレジスト。
【請求項１６】
開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系を有する露光装置によって露光される被処理体にフォトレジストを塗布する方法であって、
屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上の材料を選択するステップと、
前記選択ステップで選択された材料を、前記被処理体の最終層に塗布するステップとを有することを特徴とする塗布方法。
【請求項１７】
請求項８記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行う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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、投影光学系に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光するのに使用される高ＮＡの投影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、第１面としてのレチクル（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第２面としてのウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。
【０００３】
このため、半導体素子の微細化の要求に伴い、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が進められてきた。ＮＡ＝０．３程度の投影光学系が搭載された超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約４３６ｎｍ））を光源とするｇ線ステッパーの開発に始まり、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））を光源とするｉ線ステッパーを経て、ＮＡ＝０．６５の投影光学系が搭載されたＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）を光源としたステッパーが用いられるようになった。更に、ステッパーに代わって高ＮＡの投影光学系が搭載可能であるＫｒＦエキシマレーザー又はＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）を光源とするスキャナーが現在の投影露光装置の主流となっている。なお、光源をＫｒＦエキシマレーザー又はＡｒＦエキシマレーザーとするスキャナーにおいて、ＮＡ＝０．８の投影光学系が現在市場に提供されている最も高ＮＡのものである。ここで、ステッパーとはウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動するステップ・アンド・リピート方式の露光装置をいい、スキャナーとはマスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置をいう。
【０００４】
また、ＫｒＦエキシマレーザー及びＡｒＦエキシマレーザーに加えてＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）を光源とし、ＮＡ＝０．８５の投影光学系を搭載したスキャナーの研究も進み、更には、ＮＡ＝０．９０の投影光学系の開発が望まれている。
【０００５】
このような投影光学系の進歩と共に、かかる投影光学系を構成する光学部品に施される反射防止膜も進歩してきた。超高圧水銀ランプ（ｇ線）を光源とする露光装置には、従来のカメラ等に用いられてきた可視光用の反射防止膜の技術の延長で大きな問題もなく反射防止膜の開発が可能であった。また、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））を光源とする露光装置では、反射防止膜に用いる膜物質の一部が光吸収の問題で使えなくなるものの、ｇ線を光源とする露光装置と同等の反射防止膜の設計が可能であった。
【０００６】
一方、ＫｒＦエキシマレーザー又はＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光装置では、３００ｎｍ以下の波長を有する光に対して優れた透過特性を有する（即ち、透過率がよい）Ｈｉ  ｉｎｄｅｘ材（屈折率が略２．０以上）が存在しないため、反射防止膜に用いる膜物質がＳｉＯ２、ＭｇＦ２など（屈折率は１．４乃至１．４５程度）のＬｏｗ  ｉｎｄｅｘ材及びＡｌ２Ｏ３、ＬａＦ３など（屈折率は１．６程度）のＭｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材に限られ、膜設計の問題及び膜厚制御の問題から反射防止膜の開発が非常に困難となる。
【０００７】
膜設計の問題については、コンピュータの発達に伴う反射防止膜の多層膜の設計技術の向上により膜物質がＬｏｗ  ｉｎｄｅｘ材及びＭｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材のみでも従来と遜色のない反射防止膜の設計値を得ることができるようになった。但し、本来はＨｉ  ｉｎｄｅｘ材を用いるべき膜層をＬｏｗ  ｉｎｄｅｘ材及びＭｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材を用いた等価な膜層に置き換えているために、ｇ線及びｉ線を光源とする露光装置に用いられる反射防止膜に比べて膜厚が薄い設計値となる。
【０００８】
膜厚制御の問題に対しては、真空蒸着成膜法において従来から用いられてきた光学的な膜厚モニタリングに加えて新たに水晶振動子などを用いた膜厚モニタリングが提案されている。更に、真空蒸着成膜法よりも膜厚制御性及び膜質均一性に優れたスパッタ成膜が確立されている。
【０００９】
現在は、ＮＡ＝０．８０までは優れた反射特性を有する反射防止膜の設計及び製造が可能となっている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−４８０３号公報
【特許文献２】
特開２０００−３５７６５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｆ２レーザーを光源とする露光装置においては、酸素が波長１５７ｎｍ近傍で強い光吸収を示すために酸化物の膜物質を用いることができず、反射防止膜に用いることができる膜物質が更に限定されてしまうものである。例えば、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３など（屈折率は１．４乃至１．５５程度）のＬｏｗ  ｉｎｄｅｘ材及びＧｄＦ３、ＬａＦ３など（屈折率は１．７０乃至１．７５程度）のＭｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材のフッ化物に限られてしまうため、反射防止膜の設計及び製造が非常に困難となる。
【００１２】
また、ＡｒＦエキシマレーザー及びＦ２レーザーの波長域では、反射防止膜の光吸収による透過損失が大きくなり（即ち、透過率が低下し）、更に、Ｆ２レーザーの波長域では、従来は無視していた膜層内で生じる光の散乱による透過損失も問題となっており、スループットの低下や解像度の劣化を招いてしまう。
【００１３】
つまり、上述したように、ＮＡ＝０．８０の投影光学系の開発においては反射防止膜の開発、製造が問題にならなかったが、ＮＡ＝０．８５以上となると優れた反射特性を有する反射防止膜の設計及び製造が困難となり優れた光学性能を有するＮＡ＝０．８５以上の投影光学系を構成することができない。
【００１４】
そこで、本発明は、スループットや解像度などの光学性能に優れた新規な高ＮＡの投影光学系を提供することを例示的目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての投影光学系は、第１面のパターンを第２面上に投影する、開口数ＮＡが０．８５以上の投影光学系であって、複数の層から構成され、当該複数の層のうち最終層の屈折率がｔａｎ｛ｓｉｎ−１（ＮＡ）｝以上である反射防止膜が施された光学部材を有することを特徴とする。
【００１６】
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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な一側面である反射防止膜、フォトレジストについて説明する。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。
【００１８】
本発明者は、スループットや解像度などの光学性能に優れた新規な高ＮＡの投影光学系を提供するにあたり、基本に戻って、反射防止膜について鋭意検討した結果、如何にコンピュータ設計技術を用いて反射防止膜の層数を増やしても、反射防止膜の入射角度に対する特性は、入射角度５５度近傍から急速に反射率が増大するものしか得られないという問題が生じることを発見した。
【００１９】
図３に反射防止膜Ａ及びＢの光の波長に対する反射率特性を示す。同図は、横軸に光の波長を、縦軸に反射率を採用している。反射防止膜Ａは、図３に示すように、光の入射角度０度近傍での反射率を０．２％程度と低く抑える一般的な３層多層膜の反射防止膜である。但し、反射防止膜Ａは、特に光の入射角度が大きくなった際の反射率に対しては何も考慮していない。反射防止膜Ｂは、図３に示すように、光の入射角度０度近傍での反射率を０．５％程度に緩める代わりに、反射率１％以下の波長幅を７０ｎｍと広く取ることで入射角度が大きくなった際に反射率の増加を抑えることを狙った６層多層膜の反射防止膜である。
【００２０】
図４に図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率の角度特性を示す。同図は、横軸に光の入射角度を、縦軸にＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率を採用している。図４を参照するに、反射防止膜Ｂは、入射角度０度の反射率と入射角度が大きくなった際の反射率との差分を反射防止膜Ａよりも小さく抑えてはいるものの、入射角度が５５度以上になると反射防止膜Ａ及びＢともほぼ同じように反射率が増加している。反射防止膜Ｂの反射率は、例えば、入射角度０度（ＮＡ＝０）では０．２％、入射角度４０度（ＮＡ＝０．６５）以下では０．５％以下、入射角度５３度（ＮＡ＝０．８０）では１．８％、入射角度５８度（ＮＡ＝０．８５）では３．２％、入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）で５．５％となっており、入射角度が大きくなっても反射率を低く抑えるように設計された反射防止膜Ｂの狙いは全く達成されていないことがわかる。
【００２１】
ここで、反射防止膜の反射率が入射角度５５度以上で急速に増加することの弊害について、ＮＡ＝０．９０（６４度）の投影光学系を例に説明する。投影光学系は、第１面としてのレチクル（マスク）のパターンを第２面としての被処理体（ウェハ等の基板）に投影するものであり、２０枚乃至３０枚程度の複数のレンズやミラーより構成され、複数のレンズのみからなる光学系（ディオプトリック系）、複数のレンズと少なくとも一枚のミラーとを有する光学系（カタディオプトリック系）などがある。
【００２２】
投影光学系の縮小倍率は、４倍乃至５倍が一般的であり、パターン転写を行うウェハ側で、例えば、ＮＡ＝０．９０と高ＮＡになっている。従って、投影光学系のウェハ側の複数のレンズを通過する光束の入射角度あるいは射出角度は、ＮＡ＝０．９０（６４度）と同等又はそれ以上とならざるを得ない。
【００２３】
図５は、投影光学系内におけるウェハ側の最終面（最もウェハ側）の透過光学部材ＯＭを示す概略断面図である。なお、図５においては、説明を簡略化するために光学部材ＯＭを平行平面板であるシールガラスとしている。図５を参照するに、透過光学部材ＯＭ上には反射防止膜Ｂが両面に施されており、ウェハＷＰ上にはフォトレジストＰＲが塗布されている。光線ａは、ウェハＷＰへの入射角度が０度の光線であり、光線ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、各々ウェハＷＰへの入射角度が４０度、５３度、５８度及び６０度の光線である。また、光線ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、各々ＮＡ＝０．６５、０．８０、０．８５及び０．９０の最大入射角度となる光線である。
【００２４】
投影光学系がディオプトリック系（光学部材が全てレンズなどの透過部材で構成される投影光学系）である場合を考えると、一般に、ウェハＷＰ側で入射角度０度（ＮＡ＝０）の光線ａは、投影光学系の全てのレンズの中心を通過する。これに対して、ウェハＷＰ側で入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅは、投影光学系のウェハＷＰ側の複数枚のレンズを通過する際の入射角度あるいは射出角度が６４度（ＮＡ＝０．９０）と同等又はそれ以上となる。
【００２５】
ここで、説明の都合上、ウェハＷＰ側で入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅは投影光学系のウェハＷＰ側のレンズ面（合計６面）を入射角度あるいは射出角度６４度（ＮＡ＝０．９０）で通過するものとし、同様に、ウェハＷＰ側で入射角度５８度（ＮＡ＝０．８５）の光線ｄ、入射角度５３度（ＮＡ＝０．８０）の光線ｃ、入射角度４０度（ＮＡ＝０．６５）の光線ｂも投影光学系のレンズ面（合計６面）をそれぞれ入射角度あるいは射出角度５８度、入射角度あるいは射出角度５３度、入射角度あるいは射出角度４０度で通過するとする。
【００２６】
かかるレンズ面（合計６面）での光線ａ乃至ｅの透過率（即ち、１００−反射率（％））を考えると、図４を用いて上述した反射防止膜Ｂの反射率より、ウェハＷＰ側で入射角度０度（ＮＡ＝０）の光線ａは、レンズ１面あたりの透過率が９９．８％であるため合計６面での透過率は約９９％となる。同様に、入射角度４０度（ＮＡ＝０．６５）の光線ｂは、レンズ１面あたりの透過率が９９．５％であるため合計６面での透過率は約９７％、入射角度５３度（ＮＡ＝０．８０）の光線ｃは、レンズ１面あたりの透過率が９８．２％であるため合計６面での透過率は約９０％、入射角度５８度（ＮＡ＝０．８５）の光線ｄは、レンズ１面あたりの透過率が９６．８％であるため合計６面での透過率は約８０％、入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅは、レンズ１面あたりの透過率が９４．５％であるため合計６面での透過率は約７０％となる。
【００２７】
以上に説明したように、反射防止膜の反射率が入射角度あるいは射出角度５５度以上で急速に増加することによって、ＮＡ＝０．９０（６４度）の投影光学系の透過率がＮＡによって異なるという弊害が生じる。
【００２８】
投影光学系の透過率がＮＡによって異なると、レジストが塗布されたウェハにレチクルのパターンを転写する際において、パターンピッチの異なるパターンを同時に転写する場合、パターンピッチによって回折光の飛ぶ方向（角度）が異なるために、パターンピッチによって投影光学系の透過率が異なることになる。つまり、レジストに対する露光量に差が生じてＣＤ（クリティカルディメンション）均一性が悪化してしまう。
【００２９】
また、パターンピッチが同一であっても、繰り返しパターンの中心部と周辺部では回折光の飛び方が異なるため、中心部と周辺部とでレジストの最適露光量に差が生じてＣＤ均一性を悪化させることになる。
【００３０】
更に、これまでは投影光学系の軸上光（投影画面中心）についてのみ説明をしてきたが、軸外光（投影画面周辺）を考えると、図５に示す入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅと入射角度−６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅ’では、投影光学系のウェハＷＰ側の複数枚のレンズを通過する際の入射角度あるいは射出角度が異なるため、投影光学系の透過率に差が生じてしまう。つまり、入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅと入射角度−６４度（ＮＡ＝０．９０）の光線ｅ’とでレジストに到達する光量に差が生じ、転写されるパターンにあたかもコマ収差のような非対称性が生じてしまう。
【００３１】
投影光学系のＮＡに対する透過率の差は、レチクルパターンによって異なるばかりではなく、レチクルパターンを照明する照明光のコヒーレンシーσによっても異なる。照明光のコヒーレンシーσが大きい場合（例えば、σ＝０．８５）、回折光はパターンピッチで定まる方向（角度）を中心として照明光のコヒーレンシー分の広がりをもって飛ぶことになる。そのため、照明光のコヒーレンシーσが大きい場合、投影光学系のＮＡによる透過率の差の影響を平滑化して軽減することができる。
【００３２】
一方、照明光のコヒーレンシーσが小さい場合（例えば、σ＝０．３）や変形照明の場合（例えば、輪帯照明や４重極照明、２重極照明）、回折光は照明光のコヒーレンシーσ分の広がりが狭いため、投影光学系のＮＡによる透過率の差の影響を受けやすい。
【００３３】
フォトリソグラフィーの限界といわれているＮＡ＝０．８５乃至０．９０の投影光学系では、限界解像力の向上のために変形照明技術や位相シフトマスク及びハーフトーンマスク技術（何れも照明光は小σ）を多用することが必須である。従って、ＮＡ＝０．８５乃至０．９０の投影光学系では、ＮＡによる透過率の差が一層大きな問題となると考えられ、大σの照明条件ではＣＤ差及びパターン非対称が数％程度に抑えられたとしても、小σや変形照明の照明条件ではＣＤ差及びパターン非対称に２０％程度もの影響が生じる可能性がある。
【００３４】
そこで、本発明者は、まず、反射防止膜の入射角度に対する反射特性において、入射角度５５度あたりから急速に反射率が増大することについて検討した。図６に図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＰ偏光の反射率の角度特性を示し、図７に図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＳ偏光の反射率の角度特性を示す。図６は、横軸に光の入射角度を、縦軸にＰ偏光の反射率を採用しており、図７は、横軸に光の入射角度を、縦軸にＳ偏光の反射率を採用している。
【００３５】
図６を参照するに、Ｐ偏光では入射角度０度において、反射防止膜Ａは０．２％程度、反射防止膜Ｂは０．５％程度の反射率を有するが、入射角度が増すにつれて、反射防止膜Ａでは入射角度３５度近傍で反射率０％、反射防止膜Ｂでは入射角度４５度近傍で反射率０％と入射角度０度に比べて反射率が低下する傾向を示しめしている。
【００３６】
入射角度を更に増すと、反射防止膜Ａは入射角度５５度近傍で反射率１％、反射防止膜Ｂは入射角度５８度近傍で反射率１％と反射率は増加の傾向に転じ、入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）において、反射防止膜Ａは反射率４％、反射防止膜Ｂは反射率３％となり反射率の増加傾向は急激に大きくなる。
【００３７】
これに対して、図７を参照するに、Ｓ偏光では入射角度０度において、反射防止膜Ａは０．２％程度、反射防止膜Ｂは０．５％程度の反射率を有し、入射角度が増すにつれて、反射防止膜Ａ及びＢの反射率は単調増加する傾向を示している。反射防止膜Ａでは入射角度４２度で反射率１％、反射防止膜Ｂでは入射角度３０度近傍で反射率１％を示し、更に、入射角度６４度（ＮＡ＝０．９０）と入射角度を増すと、Ｓ偏光では反射防止膜Ａ及びＢともに反射率が９％程度となり、反射率の増加傾向は大きくなる。
【００３８】
以上から、Ｓ偏光の特徴として、入射角度の増加に対する反射率の変化は単調増加であり、入射角度に対する反射率はＰ偏光の反射率よりも大きいことがあげられる。一方、Ｐ偏光の特徴として、入射角度の増加に対する反射率の変化は初め減少し反射率０％となる極小値を有するが、かかる極小値を超えると急激に増加する傾向に転じることがあげられる。なお、極小値を超えてからの入射角度に対する反射率の増加傾向はＰ偏光の方がＳ偏光よりも大きい。
【００３９】
従って、大きい入射角度に対して反射防止膜のＰ偏光及びＳ偏光の平均の反射率を低い値に抑えるためには、反射防止膜のＰ偏光に対する反射率を大きい入射角度でも低い値になるようにすることが重要である。
【００４０】
次に、Ｐ偏光が入射角度の変化に対して有する反射率の極小値について検討する。図８に空気（媒質Ｘ）中から屈折率１．４５（低屈折率）の媒質（媒質Ｙ）に光が入射する場合のＰ偏光の反射率及びＳ偏光の反射率を示す。図８は、横軸に空気層から低屈折率層への光の入射角度を、縦軸に空気層と低屈折率層との界面の反射率を採用している。
【００４１】
図８を参照するに、入射角度の変化に対する反射率の変化傾向は、上述の図６及び図７に示した入射角度に対する反射防止膜の反射率の変化傾向と同様の振る舞いを示すことがわかる。なお、Ｐ偏光の反射率が０度となる入射角度は、一般に、ブリュースター角又は偏光角と呼ばれている。
【００４２】
ブリュースター角θは、媒質Ｘ及び媒質Ｙの屈折率をｎ１及びｎ２とすると以下の数式１で示される。
【００４３】
【数１】
2004342728.tif 000003
【００４４】
数式１より、媒質Ｘ及び媒質Ｙの屈折率比が低いほどブリュースター角θが小さくなることがわかる。
【００４５】
次に、空気（媒質Ｘ）中から屈折率１．４５の媒質（媒質Ｙ）への入射角のブリュースター角が一意に決まるのに対して、図６に示した反射防止膜Ａ及びＢのＰ偏光の反射率の極小値（角度）が一致しないことについて考える。
【００４６】
反射防止膜は、一般に、基板ガラス（ＳｉＯ２やＣａＦ２など）の上に数層からなる薄膜層を形成したものである。ここでは、簡略化のため単層膜の反射防止膜を例に説明する。空気と単層膜との境界面で生じる反射と、単層膜と基板ガラスとの境界面で生じる反射が、単層膜の光路長によって、ある入射角度では打ち消し合って反射率が０％近傍まで下がり、他の入射角度では完全には打ち消し合わずに反射率が、例えば、１％程度生じてしまう。図６に示したＰ偏光の反射率は、反射防止膜Ａ及びＢで薄膜の光路長が各々違うため、それぞれ異なった角度で反射率が０度となることが理解される。
【００４７】
従って、反射防止膜Ａ及びＢの膜厚条件を変化させることにより、Ｐ偏光の反射率の極小値を任意の入射角度に設定できると考えることができる。そこで、次に、極小値をどこまで入射角度の大きい方へずらすことが可能であるか検討する。
【００４８】
ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）及びＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の波長域で用いられる反射防止膜は、膜物質としてＬｏｗ  ｉｎｄｅｘ材（屈折率は１．４乃至１．５５程度）及びＭｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材（屈折率は１．６０乃至１．７５程度）を用いることは上述した通りである。以下の説明では、Ｌｏｗ  ｉｎｄｅｘ材よりなる薄膜層を低屈折率層、Ｍｉｄｄｌｅ  ｉｎｄｅｘ材よりなる薄膜層を高屈折率層と呼ぶことにする。
【００４９】
従来の反射防止膜の設計は、最終層（最上層、即ち、空気と接する層）を低屈折率層とするのが一般的である。その理由としては、最終層を低屈折率層とすることで最終層と空気との境界面での反射を小さくすることができ、広い入射角度において反射率を抑えた膜を少ない枚数で実現できるなど反射防止膜の設計難易度が比較的容易になるからである。従って、従来の反射防止膜は、反射防止膜と空気による境界面の他に以下の４種類の境界面が存在することになる。
【００５０】
図９乃至図１２に反射防止膜の４種類の境界面（以下、界面と称する。）でのＰ偏光及びＳ偏光の反射率を入射角度に対して示す。反射防止膜にＮＡ＝０．９０の光線（入射角度６４度）が入射した場合、各界面での入射角度が何度になるかを計算すると共に、各界面で決まるブリュースター角についても計算した。（低屈折率層、高屈折率層、レンズ基板の屈折率をそれぞれ１．４５、１．７５、１．５０とした場合の値を示した。）図９に低屈折率層から高屈折率層に光が入射する場合の界面の反射率を示す。同図は、横軸に低屈折率層から高屈折率層へ入射する光の入射角度を、縦軸に界面での反射率を採用している。図９を参照するに、界面での最大入射角度は３８．４度、ブリュースター角は５０．４度である。
【００５１】
図１０に高屈折率層から低屈折率層に光が入射する場合の界面の反射率を示す。同図は、横軸に高屈折率層から低屈折率層へ入射する光の入射角度を、縦軸に界面での反射率を採用している。図１０を参照するに、界面での最大入射角度は３０．９度、ブリュースター角は３９．６度である。
【００５２】
図１１に低屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の界面の反射率を示す。同図は、横軸に低屈折率層からレンズ基板へ入射する光の入射角度を、縦軸に界面での反射率を採用している。図１１を参照するに、界面での最大入射角度は３８．４度、ブリュースター角は４６．９度である。
【００５３】
図１２に高屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の界面の反射率を示す。同図は、横軸に高屈折率層からレンズ基板へ入射する光の入射角度を、縦軸に界面での反射率を採用している。図１２を参照するに、界面での最大入射角度は３０．９度、ブリュースター角は４１．５度である。
【００５４】
上述した反射防止膜内での４種類の界面においては、何れの場合も反射防止膜にＮＡ＝０．９０の最大入射角度で入射した光線の入射角度は、各界面のブリュースター角を下回っていることがわかる。唯一、反射防止膜の最終層と空気との界面において、反射防止膜にＮＡ＝０．９０の最大入射角度で入射した光線の入射角度が界面のブリュースター角を上回っている。ここで比較のために、ＮＡ＝０．６５の最大入射角度の光線（入射角度４０度）が反射防止膜に入射した場合、反射防止膜の各界面での入射角度が何度になるかを計算してみると、空気中から低屈折率層に光が入射する場合の界面での最大入射角度は４０度、低屈折率層から高屈折率層に光が入射する場合の界面での最大入射角度は２６．３度、高屈折率層から低屈折率層に光が入射する場合の界面での最大入射角度は２１．５度、低屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の界面での最大入射角度は２６．３度、低屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の最大入射角度は２１．５度となる。
【００５５】
ＮＡ＝０．６５の最大入射角度の光線の場合、図８に示した空気中から低屈折率層に光が入射する場合の界面でのＰ偏光の反射率は、入射角度０度から最大入射角度４０度の範囲で単調減少の傾向を示す。同様に、図９及び図１１に示した低屈折率層から高屈折率層（又はレンズ基板）に光が入射する場合の界面でのＰ偏光の反射率は、入射角度０度から最大入射角度２６．３度の範囲で単調減少の傾向を示し、図１０及び図１２に示した高屈折率層から低屈折率層（又はレンズ基板）に光が入射する場合の界面でのＰ偏光の反射率は、入射角度０度から最大入射角度２１．５度の範囲でも単調減少の傾向を示す。
【００５６】
つまり、ＮＡ＝０．６５の投影光学系に用いられる反射防止膜は、各界面でのＰ偏光の反射率は単調減少を示し、各界面でのＳ偏光の反射率は単調増加を示す。このような界面の反射特性に対しては、多層膜の層数及び各層の膜厚を最適化することで、Ｐ偏光及びＳ偏光ともに入射角度０度から各界面での最大入射角度の範囲で反射防止膜の反射率を低く抑えることが可能となる。
【００５７】
一方、ＮＡ＝０．９０の投影光学系に用いられる反射防止膜は、各界面でのＳ偏光の反射率は単調増加を示し、Ｐ偏光の反射率は空気に接する最終層以外の界面で単調減少を示すが、最終層においてブリュースター角までは単調減少を示すもののブリュースター角を超えると急激に反射率が増加する傾向を有する。このような界面の反射特性に対しては如何に多層膜の層数及び各層の膜厚の最適化を図っても最終層のブリュースター角を超えた入射角度の範囲においては反射率を低く抑えることができない。
【００５８】
以上から、例えば、ＮＡ＝０．９０の投影光学系に用いる反射防止膜の反射特性を、ＮＡ＝０．６５の投影光学系に用いる反射防止膜の反射特性と同等にするためには、最終層の屈折率を高屈折率として最終層のブリュースター角がＮＡ＝０．９０と同等以上にすることが必要条件であることがわかった。
【００５９】
ここで、再び図４に示した反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率について考える。反射防止膜Ａ及びＢの膜構成は、最終層が低屈折率層（ｎ＝１．４５）であるので、最終層のブリュースター角は５５．４度となる。
【００６０】
反射防止膜Ａ及びＢは、膜構成の最終層の屈折率（ｎ＝１．４５）が等しいために、ブリュースター角５５．４度における反射防止膜ＡのＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率は２．２％、反射防止膜ＢのＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率は２．５％とほぼ等しい反射率となる。更に、反射防止膜Ａ及びＢは、膜設計値が異なるにも関わらず、ブリュースター角５５．４度を越えてからほぼ等しくＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率が急激に増加する。
【００６１】
上述したように、反射防止膜の膜構成においては、最終層を低屈折率層とすることが常識であった。ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）及びＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の波長域では、低屈折率層の屈折率はｎ＝１．４０乃至１．５５程度であり、最終層を低屈折率層として決まるブリュースター角は約５５度乃至５７度となる。
【００６２】
従って、ＮＡ＝０．８（最大入射角度５３度）までの投影光学系を搭載した露光装置では、そのブリュースター角を越えないため、従来の反射防止膜の膜設計（最終層を低屈折率層とする膜構成）を用いても何ら問題が生じないと理解できる。しかし、ＮＡ＝０．８５（最大入射角度５８度）以上の投影光学系を搭載した露光装置では、上述したように、ブリュースター角を越えてしまうため、解像度の劣化（ＣＤ均一性の悪化や転写パターンに非対称性を生じるなど）を招いてしまうために従来の反射防止膜の膜設計を用いることができない。
【００６３】
そこで、本発明の反射防止膜１００は、ＮＡ＝０．８５以上の高ＮＡの投影光学系において、図１に示すように、複数の層から構成される多層膜１１０の最終層１１２の屈折率ｎと投影光学系のＮＡとの間に、以下に示す数式２の関係を満足するように光学部材ＯＭに施される。光学部材ＯＭは、レンズ、回折格子、プリズム、シールなどの透過部材からなる。なお、最終層１１２は、空気層Ａｒ（空気以外にも、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈｅ、Ｈ２Ｏなどでもよい）と接している層である。ここで、図１は、本発明の一側面としての反射防止膜１００の例示的一形態を示す概略断面図である。
【００６４】
【数２】
2004342728.tif 000004
【００６５】
換言すれば、反射防止膜１００を構成する多層膜１１０の最終層１１２の屈折率ｎは、以下の数式３の関係を満足する。
【００６６】
【数３】
2004342728.tif 000005
【００６７】
更に、反射防止膜１００の膜材料としてＨｉ  ｉｎｄｅｘ材が制限なく使用できる場合は、ＮＡ＝０．８５以上の高ＮＡの投影光学系において、反射防止膜１００の最終層１１２の屈折率ｎと投影光学系のＮＡとの間に、以下に示す数式４の関係を満足するようにすることが望ましい。
【００６８】
【数４】
2004342728.tif 000006
【００６９】
図２に空気層Ａｒから反射防止膜１００の最終層１１２に光が入射する場合の最終層１１２でのＰ偏光の反射率を示す。同図は、横軸に空気層Ａｒから反射防止膜１００の最終層１１２へ入射する光の入射角度を、縦軸に最終層１１２での反射率を採用している。また、図２には、各屈折率でのブリュースター角とブリュースター角に対応する投影光学系のＮＡの値も示す。なお、本実施形態では、反射防止膜１００の最終層１１２の屈折率を１．６０、１．７５及び２．０５とした。
【００７０】
図４に示した反射防止膜は、最終層の屈折率が１．４５であり、光が空気層から最終層へ入射する場合のブリュースター角は５５．４度である。この最終層により決まるブリュースター角略５５度でのＰＳ平均反射率は略２．５％以下に抑えられている。従って、反射防止膜の最終層の屈折率を図２に示した１．６、１．７５、２．０５として反射防止膜の設計を行った場合、それぞれの最終層屈折率に対応するブリュースター角５８度、６０度、６４度近傍でのＰＳ平均反射率を２．５％以下に抑えることが可能である。
【００７１】
ＮＡ＝０．８５、０．８７、０．９０の最大入射角度は、それぞれ５８度、６０度、６４度であるから、反射防止膜１００の最終層の屈折率を、投影光学系のＮＡにあわせて選択してやれば、ＮＡ＝０．８５以上の投影光学系に反射防止膜１００を用いた場合に最大ＮＡまで反射率を小さく抑えることができる。
【００７２】
すなわち、最終層の屈折率が最適化できれば、ＮＡ＝０．８５、０．８７、０．９０のいずれの投影光学系においても、従来の光学薄膜を用いた場合のＮＡ＝０．８２の投影光学系と同等の反射防止膜特性が得られるものである。
【００７３】
しかし、Ｆ２、ＡｒＦの波長では屈折率２以上の高屈折材料がないので投影光学系のＮＡにあわせて最終層の屈折率が最適化できない場合が生じる。この場合は、その波長で用いられる薄膜物質の最大のもの、例えば、屈折率１．６以上２未満のものを用いてやればよい。
【００７４】
ＮＡ＝０．９（入射角度６４度）の投影光学系を例に取ると、屈折率１．７５の薄膜物質を最終層とすればこの時のブリュースター角は６０度であり、ＮＡ＝０．９の最大入射角度６４度との差は４度である。ここで、図４（最終層の屈折率が１．４５の例）においてブリュースター角は５５度であるので、図４の５９度でのＰＳ平均反射率３．５％が、屈折率１．７５の場合の入射角度６４度のＰＳ平均反射率に相当することになる。本発明を用いれば、ＮＡ＝０．９の投影光学系においても、従来の光学薄膜を用いた場合のＮＡ＝０．８６の投影光学系と同等の反射防止膜特性が得られるものである。
本発明の反射防止膜１００をＮＡ＝０．８５以上の高ＮＡの投影光学系に用いる場合、全ての光学部材の透過面に施す必要はなく、光学部材への光線の最大入射角度がＮＡ＝０．８５（８７度）を越える面にのみ反射防止膜１００を施せばよく、また、単層膜でもよい。更に、空気層Ａｒが、Ｎ２、Ｈｅなどのガスによって置換されていても反射防止膜１００は同様の効果を示す。
【００７５】
これまで高ＮＡの投影光学系の光学部材に用いる反射防止膜（光学薄膜）について説明してきたが、本発明はパターン転写を行うフォトレジストに対しても有効である。
【００７６】
図１３にフォトレジストが塗布されたウェハへ光が入射する場合の入射角度に対する反射率を示す。同図は、横軸にフォトレジストに入射する光の入射角度を、縦軸に反射率を採用している。フォトレジスト塗布行程は、一般に、ウェハ基板からの反射を抑えるために、まず、ウェハ上に反射防止層を塗布した上でレジスト層を塗布することが行われる。ポジ型フォトレジストの屈折率は、一般に、１．７３程度（図１３においては、フォトレジストの屈折率を１．７１としている。）と高いため、ブリュースター角は６０度程度となる。従って、入射角度０度乃至６０度の広い範囲でＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率を１０％以下に抑えることが可能である。なお、反射防止層がない場合、フォトレジストの膜厚によってはＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率が４０％程度に達することもある。
【００７７】
従って、本発明のフォトレジスト２００は、投影光学系のＮＡが０．８５（最大入射角度５８度）以上となった場合に有効である。フォトレジスト２００は、ＮＡ＝０．８５以上の高ＮＡの投影光学系において、図１４に示すように、フォトレジスト２００の屈折率ｎ’と投影光学系のＮＡとの間に、以下に示す数式５を満足するようにウェハＷＰ上に塗布される。ここで、図１４は、本発明の一側面としてのフォトレジスト２００の例示的一形態を示す概略断面図である。
【００７８】
【数５】
2004342728.tif 000007
【００７９】
換言すれば、フォトレジスト２００の屈折率ｎ’は、以下の数式６の関係を満足する。
【００８０】
【数６】
2004342728.tif 000008
【００８１】
図１４（ａ）は、ウェハＷＰの上に、直接、フォトレジスト２００を塗布しており、フォトレジスト２００が数式５（数式６）を満足している。
【００８２】
図１４（ｂ）は、ウェハＷＰの上に、反射防止層２１０を塗布した後にレジスト層２２０を塗布してフォトレジスト２００を構成している。かかる場合には、レジスト層２２０の最上層（光の最も入射側に配置されている層であり、空気層Ａｒと接している層）が数式５（数式６）を満足している。
【００８３】
また、図１４（ｃ）に示すように、ウェハＷＰの上に、反射防止層２１０を塗布した後にレジスト層２２０を塗布し、更に、数式５（数式６）を満足する最上層２３０を形成してもよい。かかる場合には、最上層２３０は、レジスト特性を有する必要はなく、高屈折率の透過層であればよい。露光後に、高屈折率の最上層２３０を剥離し、レジスト層２２０に対して通常の現像処理を行えばよいからである。もちろん、最上層２３０が通常の現像処理において溶解するものであれば、最上層２３０を剥離する必要はない。即ち、ウェハＷＰ上に塗布されたフォトレジスト２００の空気層Ａｒと接する最上層が数式５（数式６）を満足していればよい。また、空気層Ａｒが、Ｎ２、Ｈｅなどのガスによって置換されていてもフォトレジスト２００は同様の効果を示す。
【００８４】
更に、フォトレジスト２００の材料としてＨｉ  ｉｎｄｅｘ材が制限なく使用できる場合は、ＮＡ＝０．８５以上の高ＮＡの投影光学系において、フォトレジスト２００の空気層Ａｒと接する層の屈折率ｎ’と投影光学系のＮＡとの間に、以下に示す数式７の関係を満足するようにすることが望ましい。
【００８５】
【数７】
2004342728.tif 000009
【００８６】
以上より、本発明の反射防止膜１００及び／又はフォトレジスト２００によれば、ＮＡ＝０．８５以上の投影光学系に対しても反射防止特性に優れた反射防止膜及びフォトレジストを提供することが可能となり、ＣＤ均一性及びパターンの対称性に優れた露光装置を実現することが可能となる。
【００８７】
以下、図１５を参照して、本発明の反射防止膜１００が施された光学部材を有する投影光学系５３０を搭載した露光装置５００について説明する。ここで、図１５は、本発明の一側面としての露光装置５００の例示的一形態を示す概略構成図である。露光装置５００は、図１５に示すように、回路パターンが形成されたレチクル（マスク）５２０を照明する照明装置５１０と、照明されたレチクルパターンから生じる回折光をウェハＷＰに投影する投影光学系５３０と、ウェハＷＰを支持するウェハステージ５４５とを有する。
【００８８】
露光装置５００は、例えば、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５２０に形成された回路パターンをウェハＷＰに露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に説明する。
【００８９】
照明装置５１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル５２０を照明し、光源部５１２と、照明光学系５１４とを有する。
【００９０】
光源部５１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５３ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部５１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部５１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００９１】
照明光学系５１４は、レチクル５２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系５１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００９２】
レチクル５２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル２２０から発せられた回折光は、投影光学系５３０を通りウェハＷＰ上に投影される。レチクル５２０とウェハＷＰは、光学的に共役の関係にある。本実施形態の露光装置５００はスキャナーであるため、レチクル５２０とウェハＷＰを縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル５２０のパターンをウェハＷＰ上に転写する。なお、ステッパーの場合は、レチクル５２０とウェハＷＰを静止させた状態で露光が行われる。
【００９３】
投影光学系５３０は、物体面であるレチクル５２０上のパターンを反映する光を像面であるウェハＷＰ上に投影し、ＮＡが０．８５以上の光学系である。投影光学系５３０に色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００９４】
かかる投影光学系５３０のレンズなどの光学部材に本発明の反射防止膜１００を施した光学部材を使用することができ、ＮＡが０．８５以上であっても、投影光学系５３０内での透過率のばらつきを抑え、ＣＤ均一性及びパターン対称性のよい優れた解像度を維持することができる。
【００９５】
ウェハＷＰは、液晶基板その他の被処理体を広く含む。ウェハＷＰには、フォトレジストが塗布されており、かかるフォトレジストに本発明のフォトレジスト２００を適用することができる。これにより、ウェハＷＰ上での露光光の反射も低減し、さらに優れた解像度でレチクル５２０のパターンを転写することができる。
【００９６】
ウェハステージ５４５は、ウェハＷＰを支持する。ウェハステージ５４５は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウェハステージ５４５は、リニアモーターを利用してＸＹ方向にウェハＷＰを移動することができる。レチクル５２０とウェハＷＰは、例えば、同期走査され、ウェハステージ５４５と図示しないレチクルステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ５４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ及び投影光学系５３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００９７】
露光において、光源部５１２から発せられた光束は、照明光学系５１４によりレチクル５２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル５２０を通過しレチクルパターンを反映する光は、投影光学系５３０によりウェハＷＰに結像される。露光装置５００が使用する投影光学系５３０を構成する光学部材に施される反射防止膜は、数式４を満足する材料が選択され、かかる材料を露光光の最も入射側に配置しているため、露光装置５００は、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス（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。また、ウェハＷＰに塗布されるフォトレジストも同様に、数式７を満足する材料が選択され、かかる材料を露光光の最も入射側に配置している。
【００９８】
次に、図１６及び図１７を参照して、露光装置５００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（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）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、半導体チップ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（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェ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ェハを用いて半導体チップ化する行程であり、アッセンブリ行程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング行程（チップ封入）等の行程を含む。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。こうした行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。
【００９９】
図１７は、ステップ４のウェ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、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェ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、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置５００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。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ェハ上に多重に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５００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。
【０１００】
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。例えば、本発明の反射防止膜は、ＮＡが０．８５以上の照明光学系などを構成する光学部材にも適用することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、スループットや解像度などの光学性能に優れた新規な高ＮＡの投影光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一側面としての反射防止膜の例示的一形態を示す概略断面図である。
【図２】空気層から反射防止膜の最終層に光が入射する場合の最終層でのＰ偏光の反射率を示すグラフである。
【図３】反射防止膜Ａ及びＢの光の波長に対する反射率特性を示すグラフである。
【図４】図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＰ偏光及びＳ偏光の平均反射率の角度特性を示すグラフである。
【図５】投影光学系内におけるウェハ側の最終面の透過光学部材を示す概略断面図である。
【図６】図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＰ偏光の反射率の角度特性を示すグラフである。
【図７】図３に示す反射防止膜Ａ及びＢの入射角度に対するＳ偏光の反射率の角度特性を示すグラフである。
【図８】空気中（媒質Ｘ）から屈折率１．４５の媒質（媒質Ｙ）に光が入射する場合のＰ偏光の反射率及びＳ偏光の反射率を示すグラフである。
【図９】低屈折率層から高屈折率層に光が入射する場合の界面の反射率を示すグラフである。
【図１０】高屈折率層から低屈折率層に光が入射する場合の界面の反射率を示すグラフである。
【図１１】低屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の界面の反射率を示すグラフである。
【図１２】高屈折率層からレンズ基板に光が入射する場合の界面の反射率を示すグラフである。
【図１３】フォトレジストが塗布されたウェハへ光が入射する場合の入射角度に対する反射率を示すグラフである。
【図１４】本発明の一側面としてのフォトレジストの例示的一形態を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図１６】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）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のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
１００              反射防止膜
１１０              多層膜
１１２              最終層
２００              フォトレジスト
２１０              反射防止層
２２０              レジスト層
２３０              最上層
５００              露光装置
５１０              照明装置
５２０              レチクル
５３０              投影光学系
５４５              ウェハステージ
ＯＭ                透過光学部材
ＷＰ                ウェハ
Ａｒ                空気層
【図１】
2004342728.tif 000010
【図２】
2004342728.tif 000011
【図３】
2004342728.tif 000012
【図４】
2004342728.tif 000013
【図５】
2004342728.tif 000014
【図６】
2004342728.tif 000015
【図７】
2004342728.tif 000016
【図８】
2004342728.tif 000017
【図９】
2004342728.tif 000018
【図１０】
2004342728.tif 000019
【図１１】
2004342728.tif 000020
【図１２】
2004342728.tif 000021
【図１３】
2004342728.tif 000022
【図１４】
2004342728.tif 000023
【図１５】
2004342728.tif 000024
【図１６】
2004342728.tif 000025
【図１７】
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