(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜３０ｎｍの領域の波長による極短紫外線リソグラフィのために、物面上のオブジェクトフィールドを像面上のイメージフィールドに結像させるマイクロリソグラフィ用の投影光学系であって、
第１の反射鏡（Ｓ１）、第２の反射鏡（Ｓ２）、第３の反射鏡（Ｓ３）、第４の反射鏡（Ｓ４）、第５の反射鏡（Ｓ５）、第６の反射鏡（Ｓ６）、第７の反射鏡（Ｓ７）、及び第８の反射鏡（Ｓ８）を有しているマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、前記物面から前記像面までの光の光路に遮蔽が無く、前記光路に少なくとも第１の中間像と第２の中間像とが結像されることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記反射鏡（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）は、一つの光軸（ＨＡ）に関して中心に位置合わせされて配置されていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
像側の開口数ＮＡがＮＡ＞０．２とされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
像側の開口数ＮＡがＮＡ＜０．５とされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
オブジェクトフィールドと第３の反射鏡との間に、好ましくは、第１の反射鏡（Ｓ１）の上もしくはその近くに、あるいは、第２の反射鏡（Ｓ２）の上もしくはその近くに、絞り（Ｂ）が配置されていることことを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記イメージフィールドは、リングフィールドのセグメントをなし、該セグメントは、対称軸と、この対称軸に垂直な方向への広がりとを有していて、その広がりは少なくとも２０ｍｍ、望ましくは２５ｍｍとされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記オブジェクトフィールドの中心、かつ対称軸上に位置する視野絞りの主光線の入射角の正弦は、前記オブジェクトフィールドにおいて、物体側の開口数ＮＡＯの２倍の値より小さい値とされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記対称軸上かつ前記オブジェクトフィールドの中心に位置する前記視野絞りの前記主光線の入射角は、全ての前記反射鏡上で４５°未満とされ、好ましくは２６°未満、とりわけ２０°未満とされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
８枚の前記反射鏡（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）は、それぞれ、物体から像まで該光学系を走破する光線が当たる使用領域を有し、それぞれの前記反射鏡において、該使用領域の間隔は、前記光軸に対して、最大でも長さ寸法の３０％、好ましくは２５％とされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
該光学系は、像側でテレセントリックとされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
少なくとも一つの反射鏡の曲率半径の大きさは、該投影光学系の前記長さ寸法よりも大きいものとされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１２】
請求項９に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記第２の反射鏡（Ｓ２）及び／又は前記第３の反射鏡（Ｓ３）及び／又は前記第４の反射鏡（Ｓ４）の曲率半径の大きさは、該投影光学系の前記長さ寸法より大きいものとされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
該光学系の二つの前記反射鏡の間に形成される少なくとも１つの走行区間は、該投影光学系の前記長さ寸法の７０％より長いものとされていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
光学的な光路内で互いに前後に並んだ二つの前記光学系の反射鏡の間の前記走行区間、及び、前記物面から前記第１の反射鏡（Ｓ１）の頂点までの区間、及び、光学的な光路内の最後の前記反射鏡（Ｓ８）から前記イメージフィールドまでの区間の総和は、少なくとも該投影光学系の前記長さ寸法の２．５倍の大きさになることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
該マイクロリソグラフィ用の投影光学系が三つの副光学系をを有し、第１の前記副光学系は、前記オブジェクトフィールドを、第１のオブジェクトフィールドの中間像に結像させ、第２の前記副光学系は、前記第１のオブジェクトフィールドの中間像を、第２のオブジェクトフィールドの中間像に結像させ、かつ、第３の前記副光学系は、前記第２のオブジェクトフィールドの中間像を、イメージフィールドに結像させるように構成されていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１６】
請求項１５に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
それぞれの前記副光学系は、少なくとも二つの反射鏡を有していることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記第１の副光学系は、前記第１及び第２の反射鏡（Ｓ１，Ｓ２）を有し、前記第２の副光学系は、前記第３、第４、第５、及び第６の反射鏡（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）を有し、前記第３の副光学系は、前記第７及び第８の反射鏡（Ｓ７，Ｓ８）を有していることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
８枚の前記反射鏡（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）のうち少なくとも一つが球面状に形成されていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項１９】
請求項１８に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
８枚の前記反射鏡のうち７枚が非球面状に形成されるとともに、１枚が球面状に形成され、球面状に形成された前記反射鏡の前記使用領域は、前記光軸に対して最も大きい隔たりを有していることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項２０】
請求項１８に記載のマイクロリソグラフィ用の投影光学系において、
前記第６の反射鏡（Ｓ６）は、球面状に形成されていることを特徴とするマイクロリソグラフィ用の投影光学系。
【請求項２１】
投影露光装置において、
極短紫外線を生成する光源と、
前記光源から生成された光線を一部集光するとともにリングフィールドの照明のためにさらに導く照明装置と、
リングフィールドの面に位置させるように支持系に設けられた構造を有したマスクと、
前記構造を有したマスクの照明された部分をイメージフィールドに結像させる請求項１から２０のいずれか１項に記載の投影光学系と、
前記投影光学系のイメージフィールドの面に位置させるように支持系に設けられた感光性を有する基層と、
を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の投影露光装置を用いてチップを製造するチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１のおいて書きの部分に係るマイクロリソグラフィ用の投影光学系、請求項１８に係る投影露光装置、ならびに請求項１９に係るチップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９３ｎｍより短い波長を用いたリソグラフィ、とりわけ、使用する波長λが、λ＝１１ｎｍ、ないしはλ＝１３ｎｍとされた極短紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ（以後、ＥＵＶ−リソグラフィ、もしくはＥＵＶ−マイクロリソグラフィ、あるいは単にマイクロリソグラフィと称する）が、１３０ｎｍ未満、とくに１００ｎｍ未満の構造を結像するための有望な手法として論じられるようになってきている。リソグラフィ用の光学系の解像度（ＲＥＳ）は、下記の式で記述される；
【数１】
0004125506.tif 000002
ここで、ｋ1はリソグラフィ工程における固有の係数であり、λは入射する光の波長、ＮＡは光学系の像側の開口数を表すものである。
【０００３】
極短紫外線領域における結像光学系には、光学素子として、主に、多層膜を用いた反射型光学系が用いられる。多層膜系としては、波長λ＝１１ｎｍでは特にＭｏ／Ｂｅ系が、波長λ＝１３ｎｍではＭｏ／Ｓｉ系が好適に用いられている。
【０００４】
使用される多層膜の反射率は、現在最大でおよそ７０％程度の値であり、このため、ＥＵＶ−マイクロリソグラフィに用いられる投影光学系には、光学素子をできるだけ少なくして十分な光の強度を得ることが要求される。
【０００５】
できるだけ高い解像度を得るためには、一方で、光学系ができるだけ大きな像側の開口数を有していることが必要である。
【０００６】
リソグラフィ用の光学系に関して、好ましいのは、投影光学系の内部での光路が、遮蔽の無い、すなわち食が起こらない状態とされている場合である。とりわけ、投影光学系は、透過領域によって遮蔽が引き起こされるため、透過領域を有するような反射鏡、特に開口部を備えるわけにはいかない。光学系が反射領域を有するような反射鏡を何ら持たない場合、これによって光学系は、遮蔽の無い光路を有し、光学系の射出瞳が遮蔽を生じないものとなる。さらに、斯かる遮蔽の無い系の開口絞りには、遮蔽装置は配置される必要がない。いわゆるシュワルツシルト反射鏡系といった遮蔽された射出瞳を有する系の欠点は、所定の大きさの構造が、制限された状態でしか像を結ぶことができないという点である。射出瞳は、開口絞りと像面との間の光路中に配置された光学素子によって結像される開口絞りの像として定義されている。
【０００７】
例えば、米国特許第5 315 629号明細書、あるいは、欧州特許第0 480 617号公報より、４枚の反射鏡を用いたマイクロリソグラフィ用の光学系が公知となっている。これらの先行文献に挙げられるような光学系では、しかしながら、フィールドの大きさが十分になる少なくとも１ｍｍの走査スリット幅の場合、像側の開口数がＮＡ＝０．１の値にしかなり得ない。解像度の限界は、波長１０〜３０ｎｍを有したレントゲン線を用いる場合には、７０ｎｍ付近である。
【０００８】
６枚の反射鏡を用いたマイクロリソグラフィ用の光学系は、以下の刊行物、米国特許第5 153 898号明細書、欧州特許第0 252 734号公開公報、欧州特許第0 947 882号公開公報、米国特許第5 686 728号明細書、欧州特許第0 779 528号公開公報、米国特許第5 815 310号明細書、国際公開第 99/57606 号パンフレット、及び米国特許第6 033 079号明細書より公知となっている。
【０００９】
これらの文献で述べられるような６枚の反射鏡を用いた光学系といった光学系は、像側の開口数が０．３より小さい値を有している。これにより、波長１０〜３０ｎｍを有したレントゲン線を用いる場合には、３０ｎｍ付近の解像度が得られる。
【００１０】
４枚の反射鏡を用いた光学系でも、６枚の反射鏡を用いた光学系でも、これらの光学系のさらなる欠点は、これらの光学系が収差を補正するための手段をほとんど持たないという点である。
【００１１】
米国特許第5 686 728号明細書により、８枚の反射鏡を用いたマイクロリソグラフィ用の投影光学系が公知となっている。この投影光学系は、像側の開口数としてＮＡ＝０．５５という高い値を有している。もっとも、この米国特許第5 686 728号明細書に開示された投影光学系は、１２６ｎｍより大きな波長にのみ適している。というのも、例えば、オブジェクトフィールドの中心で対称軸上に位置する視野絞りの主光線の入射角があまりに大きく、このため、１０〜３０ｎｍの極短紫外線の波長領域で、８枚の反射鏡を用いた光学系を用いることができないからである。米国特許第5 686 728号明細書による光学系のさらなる欠点は、全ての８枚の反射鏡が非球面状に形成され、物体側の開口数が０．１１の場合、物体での主光線の角度が１３°の値を有するということである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の課題は、１０〜３０ｎｍの領域の極短紫外線の短い波長を用いたリソグラフィに適し、従来より知られてきたＥＵＶ−マイクロリソグラフィ用投影光学系に比較して、大きな開口数、ならびに、収差を補正する可能性が改善されている点において優れている投影光学系を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる課題は、１９３ｎｍ以下の波長を用いたリソグラフィに用いられ、大きな開口数を有するとともに、容易に製造することのできるマイクロリソグラフィ用投影光学系を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第一の課題は、本発明により、１０〜３０ｎｍの領域の波長による極短紫外線リソグラフィのためのマイクロリソグラフィ用投影光学系を用い、このマイクロリソグラフィ用の投影光学系が４枚もしくは６枚の反射鏡の代わりに８枚の反射鏡を有していることによって解決される。
【００１５】
本発明者らは、驚くべきことに、このような光学系が、十分な強度の光を提供するとともに、高い解像度に対する要求に適合するよう、十分な大きさの開口数を有し、また、収差を補正する十分な手段を有するものであるという知見を得て本発明に至った。
【００１６】
できるだけ大きな解像度を達成するために、好ましい実施態様においては、投影光学系の像側の開口数は、０．２より大きいものとされている。
【００１７】
オブジェクトフィールドの中心で、かつ対称軸上に位置する視野絞りの主光線の入射角が低い値を保つよう、本発明による投影光学系の像側の開口数は有限とされ、具体的にはＮＡ＜０．５とされていることが好ましい。
【００１８】
光束を光軸（ＨＡ）の方向に向けるため、また、可能な限り軸から離れた使用領域に出現することを防ぐため、とりわけ好ましい実施態様においては、投影光学系は、該投影光学系内の光路において、オブジェクトフィールドとイメージフィールドとの間に少なくとも一つのオブジェクトフィールドの中間像が結像されるように構成されている。
【００１９】
反射鏡の使用領域とは、本明細書中、該投影光学系を通して導かれる光線が当たる反射鏡の部分のことをいう。使用領域の隔たりとは、本明細書中、視野絞りの中心の主光線が当たる位置の光軸から測った隔たりのことをいう。
【００２０】
本発明に係る投影光学系の第一の反射鏡上への入射角を低く抑えるために、とりわけ好ましい実施態様においては、光路中において第１の反射鏡と第３の反射鏡との間に、好ましくは第１の反射鏡の上もしくはその近くに、あるいは第２の反射鏡の上もしくはその近くに、絞りが配置されている。「近く」とは、本明細書中、その都度次に位置する反射鏡から測った絞りの隔たりのことを意味し、この隔たりが直前の反射鏡から、その都度絞りに近い反射鏡までの隔たりの１／１０より小さいものをいう。例えば、「Ｓ２近く」とは、
【数２】
0004125506.tif 000003
が成り立つことを意味している。このような配置により、光学系の上流側の部分において、光束の分離を最小限にすることができ、第１、第２、及び第３の反射鏡への入射角が低減される。さらに、絞りがこのように配置されることによって、第３の反射鏡の使用領域が、光軸の真下、かつ、第１の反射鏡Ｓ１の使用領域に対して略鏡像の位置に来ることになる。この特性により、第４及び第５の反射鏡への入射角も低減される。というのも、光軸からの光束の隔たりは、第４及び第５の反射鏡の間で最小となるからである。
【００２１】
上記反射鏡への小さい入射角を実現するためにさらに好ましいのは、反射鏡の使用領域の隔たりが小さく保たれている場合である。この隔たりは、適当なスケーリングで如何様にも変えることができるので、本明細書中、隔たりは、光学系の長さ寸法に対する大きさの比によって特徴付けられる。とりわけ好ましいのは、以下の関係、
使用領域の隔たりの大きさ ＜ ０．３×長さ寸法
とくに、
使用領域の隔たりの大きさ ＜ ０．２５×長さ寸法
を満たしている場合である。というのも、これにより、とくに小さな角度が実現されるからである。
【００２２】
本発明のさらに発展した実施態様において、少なくとも一つの反射鏡の曲率半径は、該投影光学系の長さ寸法よりも大きいものとされる。光学系の長さ寸法とは、本明細書中、結像させるべき物体から、その像までの隔たりのことである。とりわけ好ましいのは、この曲率半径に対する条件が、第２、第３、及び第４の反射鏡の曲率半径に対して当てはまる場合で、これによれば、第１から第２の反射鏡、及び第３から第４の反射鏡の光束の光路が、略平行になる。反射鏡がこのように形成されることによって、光束の分離が最小限となり、長い走行区間が実現される。走行区間とは、本明細書中、光学的な光路内で互いに前後に並んだ二つの反射鏡の間の頂点の隔たりのことである。上記のような構成が、反射鏡上への入射角を小さくする一翼を担っている。
【００２３】
本発明のさらに発展した実施態様において、上記マイクロリソグラフィー投影光学系は、物体での主光線の角度が、物体側の開口数ＮＡＯの２倍の値より小さくなるように構成される。斯かる構成は、マスク上での遮光効果がこれにより低減されることから好ましいものである。
【００２４】
特に好ましいのは、上記投影光学系が二つの中間像を有する場合である。二つの中間像を有した光学系における一番目の中間像は、第２の反射鏡及び第３の反射鏡の間に結像されることが好ましい。これにより、第１、第２、第３、及び第４の反射鏡が軸に近い使用領域を有する結果をもたらす。第５、第６、第７、及び第８の反射鏡を有した後続の光学系の部分においても、できるだけ多くの反射鏡に対して、軸に近い使用領域を確保するためには、上記投影光学系は、光路内において二番目の中間像が第６及び第７の反射鏡の間に結像されるように構成されていることが好ましい。特に好ましいのは、二つの中間像を有した光学系において、オブジェクトフィールドの中心、かつ対称軸上に位置する視野絞りの主光線の入射角が２０°より小さくされる場合である。
【００２５】
二つの中間像を有した本発明の一態様においては、８枚の反射鏡の表面の少なくとも一つは球面状に形成されている。
【００２６】
とくに好ましいのは、光学系の一つ又は複数の反射鏡が球面状に形成され、該反射鏡の使用領域が投影光学系の光軸から最も遠くに隔てられている場合である。というのも、使用領域が光軸の外側の遠い位置にある場合、干渉計を用いて軸から離れた非球面度を検査することは、使用領域が光軸から遠い位置にあればあるほど困難になるからである。
【００２７】
第２及び第３の反射鏡の間、そして、第６及び第７の反射鏡の間に二つの中間像を有する光学系の場合、第６の反射鏡が、軸から最も離れた位置に使用領域を有した反射鏡となる。斯かる実施態様において、第６の反射鏡は、好適に、干渉による検査が容易であるため球面状に形成される。
【００２８】
投影光学系の他にも、本発明は、投影露光装置を提供する。この投影露光装置は、リングフィールドを照明するための照明装置と、本発明に係る投影光学系を有している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
【００３０】
図１に、この明細書の中で使用領域、及び使用領域の直径と称するものを示す。
【００３１】
図１には、一例として、投影光学系の反射鏡上に照明されたフィールド１として、腎臓の形をしたフィールドが示されている。本発明に係る光学系（投影光学系）をマイクロリソグラフィ用の投影露光装置に用いる場合、使用領域としてこのような形状が予想される。包絡円２は、この腎臓の形を完全に取り囲み、２点６，８において、腎臓の形をした境界線１０と重なり合っている。包絡円は、常に使用領域を取り囲む最小の円である。この包絡円２の直径が使用領域の直径Ｄとなる。
【００３２】
図２に、投影光学系の物面上における、投影露光装置のオブジェクトフィールド１１が示されている。斯かるオブジェクトフィールドが、本発明による投影光学系によって、例えばウェハ等の感光性のある物体が設置された像面に結像される。イメージフィールドの形状は、オブジェクトフィールドの形状に対応している。マイクロリソグラフィーにによく用いられるような縮小光学系の場合、イメージフィールドは、予め設定された因子だけオブジェクトフィールドに対して縮小される。オブジェクトフィールド１１は、リングフィールドの一部のセグメントの外見を有している。このセグメントは、一つの対称軸１２を有している。
【００３３】
図２にはさらに、物面または像面に張られた軸としてｘ軸及びｙ軸が記されている。図２から分るように、リングフィールド１１の対称軸１２は、ｙ軸方向に延びている。また、ｙ軸は、リングフィールド・スキャナーとして設けられたＥＵＶ−投影露光装置のリングフィールドの走査方向にも一致させられている。ｘ軸の方向は、物面内で走査方向に直交する方向に向いている。
【００３４】
光学系の光軸ＨＡは、ｚ軸の方向に延びている。
【００３５】
図３に、投影光学系の第一の実施形態を示す。この投影光学系は、λ＝１０〜３０ｎｍの波長を有した極短紫外線（ＥＵＶ）領域で使用することができ、全ての反射鏡への入射角が小さいという点で優れている。
【００３６】
投影光学系によって、例えばウェハ等を置くことのできる像面１０２に、物面１００内の物体が結像される。本発明に係る投影光学系は、第１の反射鏡Ｓ１、第２の反射鏡Ｓ２、第３の反射鏡Ｓ３、第４の反射鏡Ｓ４、第５の反射鏡Ｓ５、第６の反射鏡Ｓ６、第７の反射鏡Ｓ７、及び第８の反射鏡Ｓ８を備えている。図３に示される実施形態においては、全ての反射鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８は、非球面鏡として形成されている。この光学系は、中間像Ｚ１を第５の反射鏡Ｓ５及び第６の反射鏡Ｓ６の間に有している。
【００３７】
この光学系は、光軸ＨＡに対して中心合わせされ、像側、つまり、像面１０２にテレセントリックとされている。像側にテレセントリックとは、主光線ＣＲが、像面１０２に、略９０°ないしは９０°近くの角度を有して当たることをいう。
【００３８】
光量の損失、及び、反射鏡の構造の内部で多層膜によって誘起される波面収差をできるだけ低く抑えるため、中心の視野絞りの主光線ＣＲがそれぞれの反射鏡表面へ入射する角度は、図３による実施形態においては、２６°より小さくされている。中心の視野絞りの主光線の入射角は、以下の表１に与えられている。
【００３９】
【表１】
0004125506.tif 000004
【００４０】
図３に示される８枚の反射鏡を用いた光学系は、１ｍｍの走査スリット幅で、しかも、像側の開口数ＮＡ＝０．４の値を有している。個々の反射鏡での入射角を最小限にするために、以下の手が打たれた。物体１００での主光線の角度を最小限にする。ここで、物体側の開口数をＮＡＯ＝０．１の大きさにする。こうすると第１の反射鏡の入射角が最小となる。設定された物体側の開口数ＮＡＯ＝０．１では、物体での主光線の最大角は６．１°にすぎず、それゆえ、米国特許第5 686 728号明細書に開示された光学系における物体での最大の主光線の角度１３°に比べてはるかに小さいものになる。
【００４１】
物理的な絞りは、第２の反射鏡Ｓ２上に配置されている。これにより、光学系の上流側の部分における光束の分離を最小限にすることができ、第１、第２、及び第３の反射鏡への入射角が低減される。さらに、例えば米国特許第5 686 728号明細書に記載された１２６ｎｍより長い波長用の８枚の反射鏡を用いた光学系と異なり、斯かる構成によって、第３の反射鏡の使用領域が、光軸の真下、かつ、反射鏡Ｓ１の使用領域に対して略鏡像の位置に位置する効果が得られる。斯かる手段を講じることによって、反射鏡Ｓ４、及びＳ５への入射角もまた低減される。光軸からの光束の隔たりは、第４及び第５の反射鏡の間で最小となるからである。個々の反射鏡の部分の使用領域は、図４ａ〜図４ｈに示されている。ここで、図４ａには、図３に示された８枚の反射鏡を用いた光学系の実施形態における反射鏡Ｓ１上の使用領域が、図４ｂには、反射鏡Ｓ２上の使用領域が、図４ｃには、反射鏡Ｓ３上の使用領域が、図４ｄには、反射鏡Ｓ４上の使用領域が、図４ｅには、反射鏡Ｓ５上の使用領域が、図４ｆには、反射鏡Ｓ６上の使用領域が、図４ｇには、反射鏡Ｓ７上の使用領域が、そして、図４ｈには、反射鏡Ｓ８上の使用領域が示されている。
【００４２】
さらに、反射鏡Ｓ２〜Ｓ４うちの少なくとも一つの曲率半径は、好ましくは、投影光学系の長さ寸法よりも大きいものが選ばれ、これにより、長い走行区間が形成されて、反射鏡Ｓ１からＳ２に向かう、そして反射鏡Ｓ３からＳ４に向かう光束の光路が略平行になる。同じことがＳ２からＳ３に向かう、そしてＳ４からＳ５に向かう光束の光路についても当てはまる。また、このことから、光束の分離が最小限となる。
【００４３】
波面は、０．０３０λより小さい最大の二乗平均値を有している。歪曲は、走査スリット上で最大１ｎｍの値にまで修正され、３次多項式の形状を有している。そして、これにより、走査工程を経て平均される動的な歪曲が最小限とされている。像面湾曲は、ペッツヴァル条件を考慮しながら修正されている。
【００４４】
図３に示される光学系の詳しいデータは、光学設計ソフトCode-Vの形式で表２及び表３に再現されている。
【表２】
0004125506.tif 000005
【表３】
0004125506.tif 000006
【００４５】
図５に、反射鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８を備えた本発明に係る８枚の反射鏡を用いた光学系の第二の実施形態を示す。
【００４６】
８枚の反射鏡を用いた光学系をできるだけ手間を省いて製造するために、そして、確実に干渉を用いて検査できるようにするために、この光学系においては、軸から最も離れた使用領域を有する反射鏡が球面状に形成されている。
【００４７】
入射角を小さく保つため、そして、光束を光軸の方向に向けるため、さらに、これによって軸から遠い使用領域に出現するのを制限するため、図５による実施形態では、二つの中間像Ｚ１，Ｚ２が設けられている。
【００４８】
図５に示される二つの中間像を有した実施形態の場合、反射鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、ならびにＳ７及びＳ８は、非球面形状に形成されている。軸から最も遠い位置に使用領域を有している反射鏡Ｓ６は、これに対して球面形状に形成されている。この光学系は、像側の開口数ＮＡ＝０．４を有している。図５における実施形態を見れば、反射鏡Ｓ２及びＳ３の間の一番目の中間像によって、最初の４枚の反射鏡Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が軸に近い使用領域を有するようになることは明らかであろう。このことは、大きな開口数を有する下流側の光学系の部分において二番目の中間像Ｚ２が設けられるだけでは、これほど確実なものにはなり得ない。第６の反射鏡Ｓ６は従って軸から離れた使用領域を有している。反射鏡Ｓ６が非球面として形成されていると、軸上の検査光学系を用いて第６の反射鏡を検査することは困難であろう。このため、本発明により、この反射鏡Ｓ６は球面状に形成されている。中心の視野絞りの主光線の入射角は、以下の表４に掲げられている。
【００４９】
【表４】
0004125506.tif 000007
【００５０】
個々の反射鏡の部分の使用領域は、図６ａ〜図６ｈに示されている。ここで、図６ａには、図５に示された８枚の反射鏡を用いた光学系の実施形態における反射鏡Ｓ１上の使用領域が、図６ｂには、反射鏡Ｓ２上の使用領域が、図６ｃには、反射鏡Ｓ３上の使用領域が、図６ｄには、反射鏡Ｓ４上の使用領域が、図６ｅには、反射鏡Ｓ５上の使用領域が、図６ｆには、反射鏡Ｓ６上の使用領域が、図６ｇには、反射鏡Ｓ７上の使用領域が、そして、図６ｈには、反射鏡Ｓ８上の使用領域が示されている。
【００５１】
図５に示される光学系の詳しいデータは、光学設計ソフトCode-Vの形式で表５及び表６に再現されている。
【表５】
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【表６】
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【００５２】
本発明による上記のいずれの実施形態の場合においても、反射鏡への小さな入射角を実現するために、反射鏡の使用領域の隔たりは、小さく抑えられていることが好ましい。この隔たりは、適当なスケーリングで如何様にも変えることができるので、ここでは、この隔たりは、光学系の長さ寸法に対する大きさの比によって特徴付けられる。以下の表７には、使用領域の隔たりと長さ寸法の比の大きさが、二つの実施形態における全ての反射鏡について挙げられている。
【００５３】
【表７】
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【００５４】
図７には、本発明に係る８枚の反射鏡を用いた投影光学系２００を備えたマイクロリソグラフィのための投影露光装置が示されている。照明光学系２０２（照明装置）は、例えば、EP99106348.8「Beleuchtungssystem, insbesonders fuer die EUV-Lithographie」、あるいは、US−Serial No 09/305,017「Illumination system particulary for EUV-Lithography」といった、開示内容がこの明細書に包括的に取り込まれている先行技術文献に記載されているように形成されるものであってもよい。このような類の照明光学系は、ＥＵＶ−光源２０４を備えている。ＥＵＶ−光源の光は、集光反射鏡２０６によって集光される。そして、いわゆるフィールド・ハニカムである網目状素子を備えた一番目の反射鏡２０７と、いわゆるピューピル・ハニカムである網目状素子を備えた二番目の反射鏡２０８と、反射鏡２１０とによってレチクル２１２が照明される。レチクル２１２から反射された光は、本発明に係る投影光学系によって、感光性の層を有するホルダー２１４に結像される。
【００５５】
本発明により、λ＝１１〜３０ｎｍを有した極短紫外線の波長領域において使用可能であるという点で優れ、構成上の技術的な観点、及び製造上の技術的な観点から見て、とりわけ好ましい、小型の投影光学系を実現する８枚の反射鏡を有した投影光学系がはじめて提供される。
【００５６】
さらに、本発明に係る投影光学系によれば、高い開口とともに、遮蔽の無い、すなわち食の起こらない光路とが得られる。これにより、遮蔽の無い射出瞳が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  反射鏡の使用領域の定義を説明する図である。
【図２】  光学系の物面、または像面におけるフィールドの形状を示す図である。
【図３】  本発明に係る投影光学系の第一の実施形態を示す図であって、中間像を有した８枚の反射鏡を用いた投影光学系を示す図である。
【図４ａ】  第一の実施形態における第１の反射鏡Ｓ１の使用領域を示す図である。
【図４ｂ】  第一の実施形態における第２の反射鏡Ｓ２の使用領域を示す図である。
【図４ｃ】  第一の実施形態における第３の反射鏡Ｓ３の使用領域を示す図である。
【図４ｄ】  第一の実施形態における第４の反射鏡Ｓ４の使用領域を示す図である。
【図４ｅ】  第一の実施形態における第５の反射鏡Ｓ５の使用領域を示す図である。
【図４ｆ】  第一の実施形態における第６の反射鏡Ｓ６の使用領域を示す図である。
【図４ｇ】  第一の実施形態における第７の反射鏡Ｓ７の使用領域を示す図である。
【図４ｈ】  第一の実施形態における第８の反射鏡Ｓ８の使用領域を示す図である。
【図５】  本発明に係る投影光学系の第二の実施形態を示す図であって、７枚の非球面状の反射鏡、及び１枚の球面状の反射鏡、ならびに二つの中間像を有した投影光学系を示す図である。
【図６ａ】  第二の実施形態における第１の反射鏡Ｓ１の使用領域を示す図である。
【図６ｂ】  第二の実施形態における第２の反射鏡Ｓ２の使用領域を示す図である。
【図６ｃ】  第二の実施形態における第３の反射鏡Ｓ３の使用領域を示す図である。
【図６ｄ】  第二の実施形態における第４の反射鏡Ｓ４の使用領域を示す図である。
【図６ｅ】  第二の実施形態における第５の反射鏡Ｓ５の使用領域を示す図である。
【図６ｆ】  第二の実施形態における第６の反射鏡Ｓ６の使用領域を示す図である。
【図６ｇ】  第二の実施形態における第７の反射鏡Ｓ７の使用領域を示す図である。
【図６ｈ】  第二の実施形態における第８の反射鏡Ｓ８の使用領域を示す図である。
【図７】  本発明に係る光学系を有した投影露光装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・フィールド
１１・・・オブジェクトフィールド
１００・・・物面
１０２・・・像面
２００・・・投影光学系
２０２・・・照明光学系（照明装置）
２０４・・・ＥＵＶ−光源
２１４・・・ホルダー
Ｂ・・・絞り
ＣＲ・・・主光線
ＨＡ・・・   光軸
Ｓ１〜Ｓ８・・・第１〜第８の反射鏡
Ｚ１，Ｚ２・・・中間像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
0004125506.tif 000020
【図４ｈ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
0004125506.tif 000024
【図６ｃ】
0004125506.tif 000025
【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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【図６ｈ】
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【図７】
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