【手続補正書】
【提出日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の物体のパターンを第二の物体に投影する投影光学系において、
当該投影光学系の、前記第二の物体に最も近い光学素子に設けられ、前記投影時に前記パターンが投影される前記第二の物体の領域の外部に入射する光を遮蔽するための視野絞りを有することを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記視野絞りは、遮光性の膜によって形成される遮蔽部を含むことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項３】
前記光学素子の前記パターンを反映する光が通過する開口部の前記第二の物体側の面と前記視野絞りの前記遮蔽部の前記第二の物体側の面の段差は１００μｍ以下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４】
前記光学素子の前記開口部は前記開口部以外の部分よりも前記第二の物体側に突出してい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】
前記視野絞りは前記光学素子の内部に配置されてい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】
前記光学素子は、
前記パターンを前記第二の物体に投影するための光学部と、
前記光学部の前記第二の物体側の面に、前記視野絞りが露出しないように前記視野絞りに接して配置されている貼り合わせ板を含むことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項７】
前記光学素子は、
前記パターンを前記第二の物体に投影するための光学部と、
前記光学部を被覆すると共に、前記視野絞りを被覆する反射防止膜を含むことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項８】
前記光学素子の前記第二の物体側の面は曲面であって、前記光学素子の第二の物体側には遮光部材と透明な平行平板が同一の面をなすように配置されていることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
【請求項９】
前記光学素子の前記第二の物体側の面と前記遮光部材、前記平行平板の間には液体が満たされていることを特徴とする請求項８記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記遮光部材に温調素子が設けられていることを特徴とする請求項９記載の投影光学系。
【請求項１１】
前記遮光部材に液体注入口と排出口が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の投影光学系。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の投影光学系を有し、前記第一の物体としてのマスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前記第二の物体としての被露光体に露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記被露光体と前記投影光学系との間の液体及び前記投影光学系を介して、前記被露光体を露光することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光するステップと、
該露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】投影光学系、それを有する露光装置及びデバイス製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
一方、高品位な露光を実現するためには線幅制御が必要である。投影光学系のロングレンジフレアは線幅制御を悪化させる要因の一つである。フレア（光）とは、一般に、マスクパターンを結像するための回折光以外の光であって様々な場所で多重反射を繰り返してウェハに到達する光である。マスクパターンを経た回折光には、所望のパターンの結像に寄与しない２次、３次等の高次の回折光が含まれる。高次の回折光は、投影光学系の内部のレンズ周辺面（コバとも呼ばれる）、鏡筒内面の金属表面などで反射する。次いで、ウェハの表面と投影光学系の最終面で反射してウェハの非露光領域（即ち、現在露光されている領域以外の領域）に到達してフレアとなる場合がある。また、露光に使用される０次、±１次回折光もウェハの表面と投影光学系の最終面で反射してフレアになる場合もある。また、フレア光の影響はＮＡの増大と共に大きくなる。そこで、投影光学系の最終面とウェハとの間にフレア光を遮光する遮光部を設けた露光装置が従来から提案されている（例えば、特許文献２及び３を参照のこと）。かかる露光装置は、遮光部により線幅制御性を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
液浸露光装置は、通常所謂ステップ・アンド・スキャン方式を採用し、投影光学系の最終面とウェハは相対的に液体中を移動するため、移動中に気泡の混入を防止することが重要である。なぜなら、かかる気泡は、露光光を遮光等して転写精度や歩留まりの低下を招き、高品位な露光の要請を必ずしも満足することができないからである。この点、特許文献２及び３をそのまま液浸露光に適用すれば、遮光部が気泡を混入させる原因となり、高品位な露光を必ずしも達成することができないという問題がある。また、通常のドライ系の露光装置においては、特許文献２及び３のように、ウェハと投影光学系との間に配置された遮光部やそれを支持及び駆動する機構がウェハのフォーカスセンサの光路を妨げるという問題がある。また、フォーカス検出系の配置を困難にするという問題がある。ここで、ドライ系の露光装置とは、投影光学系と被露光体の間が空気又は真空である露光装置のことである。フォーカス制御が不十分であれば高品位な露光を行うことができない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一側面としての投影光学系は、第一の物体のパターンを第二の物体に投影する投影光学系において、当該投影光学系の、前記第二の物体に最も近い光学素子に設けられ、前記投影時に前記パターンが投影される前記第二の物体の領域の外部に入射する光を遮蔽するための視野絞りを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態としての露光装置１００について説明する。ここで、図１は、露光装置１００の概略ブロック図である。図１に示すように、露光装置１００は、照明装置１１０と、マスク（レチクル）１３０を保持するマスクステージ１３２とを有する。また、投影光学系１４０と、主制御ユニット１５０と、モニタ及び入力装置１５２と、保持部１７２と、ウェハ１７０を保持するウェハステージ１７４と、液浸材としての液体１８１を供給する供給回収機構１８０とを有する。このように、露光装置１００は、投影光学系１４０のウェハ１７０側にある最終光学素子の最終面が部分的に又は全体的に液体１８１に浸漬し、液体１８１を介してマスク１３０に形成されたパターンをウェハ１７０に露光する液浸型の露光装置である。本実施形態の露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置であるが、本発明はステップ・アンド・リピート方式その他の露光方式を適用することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
照明装置１１０は転写用の回路パターンが形成されたマスク１３０（第一の物体）を照明し、光源部と照明光学系とを有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ビーム整形系１１４は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができる。レーザー１１２からの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど）ことによりビーム形状を所望のものに成形する。ビーム整形系１１４は、後述するオプティカルインテグレーター１１８を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
オプティカルインテグレーター１１８の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り１２０が設けられている。開口絞り１２０は、投影光学系１４０の瞳１４０ａに形成される有効光源とほぼ共役な位置に配置され、開口絞りの１２０の開口形状は投影光学系１４０の瞳面１４０ａの有効光源形状に相当する。開口絞り１２０は有効光源の形状を制御する。開口絞り１２０は、照明条件に応じて図示しない絞り交換機構によって、種々の開口絞りが光路中に位置するように切り替え可能となっていてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
マスク１３０は、その上に転写されるべきパターンを形成され、マスクステージ１３２に支持及び駆動される。マスク１３０から発せられた回折光は投影光学系１４０を通りウェハ１７０上に投影される。ウェハ１７０（第二の物体）は、被露光体でありレジストがウェハ１７０上に塗布されている。マスク１３０とウェハ１７０とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（即ち、スキャナー）であるため、マスク１３０とウェハ１７０とを光で走査することによりマスク１３０のパターンをウェハ１７０上に転写する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
投影光学系１４０は、マスク１３０に形成されたパターンを経た回折光をウェハ１７０上に結像する機能を有する。投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系を使用することができる。また、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）を使用することができる。また、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。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。そうでなければ、色収差の補償は、レーザーのスペクトルの幅を狭くすることで実現する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
投影光学系１４０のウェハ１７０に最も近い光学素子（最終レンズ）１４１を図２（ａ）に示す。ここで、図２（ａ）は、レンズ１４１付近の概略拡大断面図である。レンズ１４１には、露光時（投影時）にウェハ１７０のパターンが投影される領域（露光スリット範囲）の外部を遮蔽部１９２で遮蔽するための視野絞り１９０が設けられている。図２（ａ）において、幅Ｗ１で規定される範囲は、マスクパターンを転写するための露光スリット範囲である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
視野絞り１９０は遮光性の膜によって略円盤状に形成され、図２（ｂ）に示すように、遮蔽部１９２と開口部１９４とを有する。ここで、図２（ｂ）は、視野絞り１９０の概略平面図である。遮蔽部１９２（開口部以外の部分）は図２（ａ）に破線で示すフレア光Ｆを遮蔽してそれがウェハ１７０に到達することを防止する。一方、開口部１９４は露光スリット範囲を開口し、図２（ａ）に実線で示す露光光ＥＬがウェハ１７０に到達することを許容する。開口部１９４は、矩形形状を有するが、円弧形状その他の形状であってもよい。開口部１９４の幅Ｗ２は、露光スリット範囲の幅Ｗ１と投影光学系１４０のＮＡ、像面（ウェハ１７０）と視野絞り１９０との距離Ｄ１により決定される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
距離Ｄ１が大きくなると開口部１９４の幅Ｗ２も大きくなるためロングレンジフレアの遮蔽という点で不利にある。しかしながら、例えば、液浸光学系の場合は距離Ｄ１が最大でも数mm程度であるため、最終レンズ下面１４２（第二の物体側の面）に視野絞り１９０を設置することでフレア光の遮光がよく機能する。特許文献２及び３のように、視野絞り１９０をレンズ１４１とは別体にして像面に近接させることでロングレンジフレアの遮蔽効果は向上する。しかし、液浸材の中に視野絞りを配置すると気泡の発生や不純物が視野絞りから溶解するなどの問題を引き起こすために好ましくない。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本実施例の視野絞り１９０は、レンズ１４１と単に一体化しているのみではなく、下面１４２と同一面又は面一（即ち、投影光学系１４０の最終面を滑らか）にするのが本実施例の特徴である。これにより、露光時に気泡の混入を防止し、線幅制御を高精度に行い、高品位な露光を提供することができる。空気の巻き込みを起こす可能性のない段差は段差の傾きや走査速度にも依存するが、少なくとも２００μｍは許容されることがシミュレーションにより判明している。従って、この「同一面又は面一」とは１００μｍ以下の段差は許容する趣旨である。以上から、気泡の発生を抑制しつつ十分なロングレンジフレアの遮蔽効果を持たせるためには、レンズ１４１の下面１４２をほぼ平面とし、これに１００μｍ以下の厚さで視野絞り１９０を形成すればよい。遮蔽部１９２に使用できる材質としてはテフロン（登録商標）等が挙げられる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
なお、図２（ａ）では遮蔽部１９２及び開口部１９４が液体に剥き出しになっている。したがって、必要に応じて反射防止膜を開口部１９４の部分のみに成膜して開口部１９４及び遮蔽部１９２が液体１８１に接触するのを防止する機能を持たせてもよい。又は、図２（ｃ）に示すように、反射防止膜１９９を遮蔽部１９２を含めて全面に成膜（被覆）して開口部１９４及び遮蔽部１９２が液体１８１に接触するのを防止する機能を持たせてもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図５（ａ）は、図２（ｂ）と同様に、視野絞り１９０の概略平面図である。開口部１９４の形状が矩形である場合は、必要な開口形状を抜いた一体の遮蔽部１９２としてもよいし、図５（ｂ）に示すように遮蔽部を１９２Ｃ及び１９３Ｃのように分割して作製し、組み合わせてもよい。また、開口部１９４は光束を蹴らないことが条件であるため、矩形の頂点部は丸みを持っていてもよい。図５（ｂ）では、遮蔽部１９２は、スリットの長手部分に接する遮蔽部１９２Ｃと短手部分に接する遮蔽部１９３Ｃに分割されている。このような遮蔽部の構成を可能にする材料としては、セラミックやポリマーなどがあるが、液浸材の性質により適宜選択する必要がある。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
後述する液体１８１を汚染しないように液体１８１に接触するレンズ１４１及び視野絞り１９０の材料は選択される。例えば、液体１８１が純水であれば金属膜を遮蔽部１９２に使用して液体１８１に露出させることは好ましくはない。以下、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して、遮蔽部１９２に金属膜を使用しつつかかる問題を解決する手段について説明する。ここで、図６（ａ）は、レンズ１４１Ｄ付近の概略拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すレンズ１４１Ｄから貼り合わせ板１４６Ｄを分離した概略分解断面図である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
レンズ本体１４４Ｄの下面１４２Ｄと貼り合わせ板１４６Ｄの下面１４８Ｄとは、上述した実施例と同様に、同一面となっている。なお、前記の通り、レンズ本体１４４Ｄの下面１４２Ｄと貼り合わせ板１４６Ｄの下面１４８Ｄは１００μｍ以下の段差があってもよい。現在のところ、ＡｒＦ露光装置で使用される硝材の内、蛍石は耐水性の面で劣るため、少なくとも液体に接する部分は人工石英で形成される。貼り合わせ板１４６Ｄの材質はレンズ本体１４４Ｄと同じものでも異なっていてもよいが、共に人工石英としてもよい。貼り合わせ板１４６Ｄの厚さは、側壁を斜面にした上で遮光膜をつける場合、特に制限はない。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
遮光部材１９０Ｇの形状は図９（ａ）の形状に限ることはなく、有効光束を蹴らないという条件で形成しやすいものにすることができるのは最終面が平坦である場合と同様である。図９（ａ）では液浸材１８１は密封されているが、この位置は露光時のエネルギーが高いため、屈折率の温度変化が大きい液浸材１８１を用いた場合や耐久性が低い場合に光学的な問題が生じる可能性がある。このため、図９（ｂ）では遮光部材１９０Ｈの形状を変更して温調素子Ｔを設置し、密封された液浸材１８１の温度を調整している。また、図９（ｃ）では遮光部材１９０Ｉに液浸材１８１の液体注入口と排出口を設け、液浸材封止板、遮光部材１９０Ｉ、最終レンズ１４１Ｉにより囲まれた液浸材１８１を交換可能している。このようにすることで、ロングレンジフレアの低減に加えて、最終面を凸面として高屈折率液浸材の性能を最大限活用することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
露光においては、ウェハ１７０の表面と投影光学系１４０のレンズ１４１との間に液体１８１を充填した後に連続的に液体１８１を供給及び回収し、液体１８１の液面（界面）を変位させると共に気泡を除去する。そして、マスク１３０に形成されたパターンを、投影光学系１４０及び液体１８１を介して、ウェハ１７０上に投影する。レーザー１１２から発せられた光束は、ビーム整形系１１４によりそのビーム形状が所望のものに成形された後で、照明光学系に入射する。集光光学系１１６は、光束をオプティカルインテグレーター１１８に効率よく導入する。その際、露光量調節部が照明光の露光量を調節する。また、主制御ユニット１５０は、マスクパターンに適した照明条件としての開口形状と偏光状態を選択する。オプティカルインテグレーター１１８は照明光を均一化し、開口絞り１２０は、所望の有効光源形状を設定する。かかる照明光は集光レンズ１２２、折り曲げミラー１２４、マスキングブレード１２６、結像レンズ１２８を介してマスク２００を最適な照明条件で照明する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006222222.tif 000001