(57)【要約】【課題】残留結像誤差が少ない、投影光を放出する光源と、マスクと像の間に配置された投影光学系とを備えた投影露光設備のための投影光学系を提供すること。【解決手段】投影光学系で使用されている多数のレンズをいくつかのグループに分け、それぞれのグループの中のいくつかのレンズを移動できるように修正した。その際、場合によっては物体平面に配置されたマスクをも移動できるようにする。【選択図】図１
2009037251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体平面に配置されたマスクの像を像平面に生成する、特にマイクロリソグラフィのための投影露光設備であって、投影光を放出する光源と、マスクと像の間に配置された投影光学系とを備えており、投影光学系の光路には、マスクを起点として、
ａ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第１のグループ（ＬＧ１）と、
ｂ）全体として負の屈折力をもつ光学コンポーネントの第２のグループ（ＬＧ２）と、
ｃ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第３のグループ（ＬＧ３）と、
ｄ）全体として負の屈折力をもつ光学コンポーネントの第４のグループ（ＬＧ４）と、
ｅ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第５のグループ（ＬＧ５；ＬＧ５，ＬＧ６）
とが配置されている形式の投影露光設備において、
ｆ）少なくとも１つの光学コンポーネントを有する少なくとも下記の３つの光学サブグループ（２，８，９，１７；６，８，９，１７；２，８，９，１７，３１；２，８，９，１７，２３，３１；６，８，９，１７，２３，３１；１０２，１４１，１４２，１４９；１４０，１４１，１４２，１４９；１０２，１４０，１４１，１４２，１４９；１０２，１４０，１４１，１４２，１４９，１５７；１４０，１４１，１４２，１４９，１５７，１５９；２０２，２７１，２７２，２８０；２６９，２７１，２７２，２８０；２０２，２６９，２７１，２７２，２７９；２０２，２７１，２８０，２８６，２９０；２６８，２７１，２８０，２８６，２９０；２０２，２７１，２７２，２８０，２８４；２０２，２７１，２７８，２８０，２８４；２０２，２７１，２８０，２８４；２０２，２７１，２７２，２７８；２０２，２７６，２８０，２８４；２０２，２７８，２７９，２８０）が投影光学系（１；１０１；２０１）の光学軸に沿って変位可能であり、ｇ）第１の光学サブグループは、マスク（２；１０２；２０２）、または光学コンポーネントの第１のグループ（ＬＧ１）からの少なくとも１つの光学コンポーネント（６；１４０，１４１；２６８，２６９）を含んでおり、
ｈ）第２の光学サブグループは、光学コンポーネントの第２（ＬＧ２）または第３（ＬＧ３）のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネント（８，９；１４２；２７１，２７２，２７６，２７８，２７９）を含んでおり、
ｉ）第３の光学サブグループは、光学コンポーネントの第３（ＬＧ３）または第４（ＬＧ４）のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネント（１７；１４９；２７８，２７９，２８０）を含んでいる
ことを特徴とする投影露光設備。
【請求項２】
第２の光学サブグループ（８，９；１４１，１４２；２７１，２７２）が、光学コンポーネントの第１のグループ（ＬＧ１）に隣接して配置されている請求項１に記載の投影露光設備。
【請求項３】
第３の光学サブグループ（１７；１４９；２７９，２８０）が、光学コンポーネントの第３（ＬＧ３）および第４（ＬＧ４）のグループの間の移行領域に配置されている請求項１または２に記載の投影露光設備。
【請求項４】
第２の光学サブグループとして、光学軸に沿った変位が必然的に相互に結合される一組の光学コンポーネント（８，９；１４１，１４２；２７１，２７２）が設けられている前記請求項のうちいずれか１項に記載の投影露光設備。
【請求項５】
両方の光学コンポーネント（８，９；１４１，１４２；２７１，２７２）を一緒に保持して、投影光学系（１；１０１；２０１）の光学軸に沿って変位可能な支持体が設けられている請求項４に記載の投影露光設備。
【請求項６】
波長の調節装置が設けられている、前記請求項のうちいずれか１項に記載の投影露光設備。
【請求項７】
前記調節装置が、光源の放出波長が前記調節装置によって変えられるように設計されている請求項６に記載の投影露光設備。
【請求項８】
前記調節装置が、投影光波長が光源から射出された後で前記調節装置によって変えられるように設計されている請求項６または７に記載の投影露光設備。
【請求項９】
投影光学系（１；１０１；２０１）の光学軸に沿って変位可能であり、光学コンポーネントの第５のグループ（ＬＧ５；ＬＧ５，ＬＧ６）からの少なくとも１つの光学コンポーネント（３１；２３，３１；１５７；１５７，１５９；２８６，２９０；２８４）を含む、少なくとも１つの光学コンポーネントを有するさらに別の少なくとも１つの光学サブグループ（３１；２３，３１；１５７；１５７，１５９；２８６，２９０；２８４）を備えている前記請求項のうちいずれか１項に記載の投影露光設備。
【請求項１０】
投影光学系の光学軸に沿って変位可能なちょうど２つの別の光学サブグループ（２３，３２；１５７，１５９；２８６，２９０）を備えている請求項９に記載の投影露光設備。
【請求項１１】
光学コンポーネント（３から３５；１３７から１６５；２６６から２９５）が屈折コンポーネントとして設計されている前記請求項のうちいずれか１項に記載の投影露光設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体平面に配置されたマスクの像を像平面に生成する、特にマイクロリソグラフィのための投影露光設備であって、投影光を放出する光源と、マスクと像の間に配置された投影光学系とを備えており、投影光学系の光路には、マスクを起点として、
ａ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第１のグループ（ＬＧ１）と、
ｂ）全体として負の屈折力をもつ光学コンポーネントの第２のグループ（ＬＧ２）と、
ｃ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第３のグループ（ＬＧ３）と、
ｄ）全体として負の屈折力をもつ光学コンポーネントの第４のグループ（ＬＧ４）と、
ｅ）全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第５のグループ（ＬＧ５；ＬＧ５，ＬＧ６）
とが配置されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような種類の投影光学系は、本出願人のＤＥ１９８５５１０８ＡおよびＤＥ１９９４２２８１Ａから公知である。これらの投影光学系は、特に、ＤＵＶ波長領域の投影光波長で利用するのに適している。これらの明細書には、全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第５のグループの代わりに、光学コンポーネントの第５および第６のグループという言い方がされている場合があるが、以下の本発明を説明する目的のためには、これらを全体として正の屈折力をもつ光学コンポーネントの第５のグループとしてまとめることができる。
【０００３】
このような型式の投影光学系はその開口数が非常に大きいのが通常であるため、たとえば温度や大気圧などの環境パラメータの変化に基づく残留結像誤差が発生してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の課題は、残留結像誤差が少ない、冒頭に述べた種類の投影露光設備のための投影光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は本発明によれば、
ｆ）少なくとも１つの光学コンポーネントを有する少なくとも下記の３つの光学サブグループが投影光学系の光学軸に沿って変位可能であることによって解決される。
ｇ）第１の光学サブグループは、マスク、または光学コンポーネントの第１のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネントを含む。
ｈ）第２の光学サブグループは、光学コンポーネントの第２または第３のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネントを含む。
ｉ）第３の光学サブグループは、光学コンポーネントの第３または第４のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネントを含む。
【０００６】
上述した選択に基づいて少なくとも３つの光学サブグループが、光学軸に沿って変位可能な、投影光学系の結像誤差の修正装置として選択されることによって、典型的に発生する結像誤差すなわちスケール、歪み、像面湾曲などの優れた修正が保証されることが本発明により見出された。この場合、個々のサブグループがそれぞれ１つの種類の結像誤差に選択的に作用する必要はなく、３つのサブグループの作用の組合せが所望の修正効果をもたらせば十分である。それぞれのサブグループの最善の調整は、公知の光学デザインプログラムを用いて調べることができる。
【０００７】
第２の光学サブグループは、光学コンポーネントの第１のグループに隣接して配置されるのが好ましい。この場合、空間的に隣接する少なくとも２つの変位可能なサブグループが存在することになり、このことは、投影光学系を設計的に簡素化する可能性を提供する。
【０００８】
第３の光学サブグループは、光学コンポーネントの第３および第４のグループの間の移行領域に配置されていてよい。この場合、冒頭に述べた種類の投影光学系の大半のデザインについて、典型的に発生する結像誤差の優れた修正が得られる。
【０００９】
第２の光学サブグループとしては、光学軸に沿った変位が必然的に相互に結合される一組の光学コンポーネントが設けられていてよい。このような種類の一組のコンポーネントは、光学計算が示しているように、光学的な修正作用の観点から効果的であることが判明している。
【００１０】
このとき、両方の光学コンポーネントを一緒に保持する、投影光学系の光学軸に沿って変位可能な支持体が設けられているのが好ましい。このことは、一緒に変位可能な光学コンポーネントの簡単な機械的構造を可能にする。
【００１１】
追加的に、波長の調節装置が設けられていてよい。波長の調節装置は多くの場合、光学コンポーネントの追加的な変位可能なサブグループの修正機能を発揮する可能性があることが、本発明により見出されている。波長調節は、大半のケースで、追加の変位可能なサブグループよりも簡単に具体化可能である。
【００１２】
このとき調節装置は、光源の放出波長が調節装置によって変えられるように設計されているのが好ましい。このような種類の調節装置はエネルギー効率的である。
【００１３】
代替的または追加的に、調節装置は、投影光波長が光源から射出された後で調節装置によって変えられるように設計されていてよい。このような種類の調節装置は、たとえばカラーフィルタによって簡単に具体化可能である。
【００１４】
有利な発展例では、少なくとも１つの光学コンポーネントからの、光学軸に沿って変位可能なさらに別の光学サブグループであって、光学コンポーネントの第５のグループからの少なくとも１つの光学コンポーネントを含んでいるものが設けられる。このような種類の追加的な光学サブグループを用いて、たとえばコマ収差や球面収差など、典型的に発生するさらに別の結像誤差を減らすことができる。
【００１５】
この別の光学サブグループは、ちょうど２つの光学コンポーネントを含んでいてよい。このような種類の実施形態は、光学計算が示しているように、比較的少ない機械的コストで、発生する結像誤差の優れた低減をもたらす。
【００１６】
光学コンポーネントは、屈折コンポーネントとして実現されていてよい。屈折をする光学コンポーネントにより、冒頭に述べた種類の投影光学系を比較的少ない設計コストで具体化することができる。しかしながら別案として、投影光学系を反射コンポーネントで設計することも同様に可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１８】
レンズデザインを参照しながら以下に説明する投影対物レンズは、マイクロリソグラフィ投影露光の一環として、マスクの上にある構造をウェーハに結像する役目をするものであり、この構造の像は、投影対物レンズの修正された像面に位置している。図示した投影対物レンズは屈折系であり、そこで使用されているレンズはすべて水晶ガラスである。この投影対物レンズは、２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザの波長で作動するように設計されている。図面を見やすくするために、以下の図面においては、それぞれ１つの物体点から発せられて対物レンズを通る２本の光線束の光路が図示されている。
【００１９】
図１に全体として符号１を付している投影対物レンズの第１実施形態では、マスク２が投影対物レンズの物体平面に配置されている。この投影対物レンズのレンズデータはＤＥ１９８５５１０８Ａ１の表３に開示されており、これをもって同明細書を援用する。
【００２０】
投影光束のビーム方向で見てマスク２の後方には、全部で５枚のレンズ３，４，５，６および７を有する、全体として正の屈折力をもつ第１のレンズグループＬＧ１が配置されている。
【００２１】
投影ビーム方向で見て、全体として正の屈折力をもつ第１のレンズグループＬＧ１の後には、同じく５枚のレンズ８，９，１０，１１，１２を含む、全体として負の屈折力をもつ第２のレンズグループＬＧ２が続いている。第２のレンズグループＬＧ２の後には、全部で６枚のレンズ１３，１４，１５，１６，１７，１８を含む、全体として正の屈折力をもつ第３のレンズグループＬＧ３が続いている。その後には、全体として負の屈折力と２枚のレンズ１９，２０を備える第４のレンズグループＬＧ４が続いている。投影対物レンズ１の残りの光学コンポーネントは、全体として正の屈折力をもつ第５のレンズグループＬＧ５にまとめることができる。このレンズグループは、投影ビーム方向で見てまず最初に３枚のレンズ２１，２２，２３を有しており、その後に平行平面板２４が続いている。その後の投影ビーム方向に、１０枚のレンズ２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４が続いている。さらに別の平行平面板３５によって、投影対物レンズ１は、投影対物レンズ１の像平面にあるウェーハ３６に向かって閉じられている。
【００２２】
次に、図１のレンズデザインを参照しながら、このレンズデザインを備える投影対物レンズのさまざまな実施形態について説明する。これらの実施形態は、結像誤差の修正装置の異なる組合せをそれぞれ有している。修正コンポーネントは、それぞれ少なくとも１つの光学コンポーネントを含む、光学軸の方向に変位可能な、光学コンポーネントの複数のサブグループを含んでいる。
【００２３】
これらすべての実施形態、およびさらに以後の図面との関連で説明する修正装置を備える投影対物レンズの各実施形態には、次のような構造が共通している：
【００２４】
マスク２を保持しているレチクル、または第１のレンズグループＬＧ１からの少なくとも１枚のレンズが、光学軸の方向に変位可能である。したがってマスク２、およびレンズグループＬＧ１からのこのレンズは、光学コンポーネントの第１のサブグループに属しているとみなすことができる。
【００２５】
これとは関わりなく、第２または第３のレンズグループＬＧ２，ＬＧ３からの少なくとも１枚のレンズが、光学軸の方向に変位可能である。したがって第２または第３のレンズグループＬＧ２，ＬＧ３からのこれらのレンズは、光学コンポーネントの第２のサブグループに属しているとみなすことができる。
【００２６】
最後に、さらに第３または第４のレンズグループＬＧ３，ＬＧ４からの少なくとも１枚のレンズが、光学軸の方向に変位可能である。したがって第３または第４のレンズグループＬＧ３，ＬＧ４からのこれらのレンズは、光学コンポーネントの第３のサブグループに属しているとみなすことができる。
【００２７】
これらすべての実施形態に共通している修正装置によって、後でさらに定量的に示すように、スケール、歪み、像面湾曲などの結像誤差を補正することができる。
【００２８】
前述した修正装置に追加して、実施形態に応じて、一方では上に挙げた結像誤差の補正を最適化する役目を果たすとともに、他方ではさらに追加的にコマ収差や球面収差に影響を及ぼすことのできる修正装置が設けられていてよい。そのためには原則として、光学コンポーネントを光学軸の方向で操作することに加えて、さらに投影光波長を変化させることが考慮の対象となる。
【００２９】
個々の実施形態の効果について、像面点の全体にわたって合計された、ゼルニケ係数の二乗の和から求めたメリット関数の値を用いて検討する。このメリット関数は、光学デザインプログラムを用いて評価することができる。
【００３０】
効果を判定するため、結像誤差の特定の組合せを設定し、次いで、実施形態に応じて設定される修正装置によってこれらの結像誤差をどの程度まで補正することができるかを定量的に調べる。
【００３１】
第１実施形態では、投影対物レンズ１において、マスク２を保持するレチクル、レンズ８および９、およびレンズ１７が光学軸の方向に変位可能である。このときレンズ８および９は互いに独立して変位可能なのではなく、グループとして一緒に変位可能である。そのためにレンズ８，９は、光学軸に沿って変位可能な、図面には図示しない支持体の上に一緒に配置されている。
【００３２】
第１実施形態に基づく修正装置について、修正作用を算定するために次の結像誤差値を初期値として援用した。すなわちスケールについては５０ｐｐｍ、歪みについては５０ｎｍ、および像面湾曲については、この結像誤差はＺマニピュレータと同時にしか修正することができないので、１００ｎｍの非点収差と１：１の比率で結合した状態で１００ｎｍである。第１実施形態に基づく修正装置を用いると、これらの初期値についてのメリット関数の値を、絶対値が初期値のわずか１．９％である最終値まで減らすことができる。
【００３３】
発明の詳細な説明の末尾に掲げる表１の１行目には、第１実施形態の修正装置によって上に挙げた３種類の初期結像誤差を補正した後の、残留結像誤差の統計的な和が示されている。ここには歪み（Ｄｉｓｔｏ）、焦点面誤差（ＦＰＤ）、非点収差（ＡＳＴ）の値が幾何学的な結像誤差として掲げられており、さらに、もっとも重要な波面誤差がゼルニケ係数（Ｚ７，Ｚ９，Ｚ１０，Ｚ１２，Ｚ１４，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ２５）として掲げられている。残留結像誤差は、像面における結像誤差の最大値であり、たとえば歪みの最大値である。モデル結像誤差の推移を補正するたびに残留結像誤差を算定している。統計的な合計をする際には、補正から得られる個々の残留結像誤差の二乗の和のルートが形成される。
【００３４】
第２実施形態では、投影対物レンズ１は修正装置として、光学軸の方向に変位可能なレンズ６，８，９および１７を有している。ここではレチクル２は変位可能ではない。この場合にもレンズ８および９は互いに独立してではなく、グループとして一緒に光学軸の方向に変位可能である。第１実施形態との関連で上に述べた内容に準じて、ここでもスケール、歪み、像面湾曲のそれぞれの結像誤差の同じ初期値を用いて、メリット関数の値の減少と、補正を行った後の残留結像誤差とを算定している。メリット関数は初期値の１．７％まで減少する。
【００３５】
残留結像誤差の値は、表１の２番目の行に記入されている。特に歪みの値が、第１実施形態に比べてさらに明らかに低下している。
【００３６】
第３実施形態では、投影対物レンズ１において次の修正装置が利用される。すなわち、マスク２を保持しているレチクルと、レンズ８，９，１７および３１を光学軸の方向に変位可能とし、投影光の波長の調節装置を設けることである。この場合もレンズ８および９は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。
【００３７】
つまりこの実施形態では、さらに追加的に、第５のレンズグループＬＧ５からの１枚のレンズが変位可能となっている。したがって第５のレンズグループＬＧ５からのこのレンズは、光学コンポーネントのさらに別のサブグループに属しているとみなすことができる。
【００３８】
投影光の波長を調節するために、光源の放出波長を変化させることができる。このことはレーザの場合には、たとえば共振器内部にある分散光学部材、たとえばグリッドによって行うことができる。別案として、光源から射出された後に投影光の波長を変えることも可能である。このことは、たとえば同じく調節可能な分散光学部材によって行われ、たとえば、この場合には光源に対して外部に配置されるグリッドやプリズムによって行われる。波長変更を行うためにカラーフィルタを利用することも可能である。
【００３９】
ここで、スケール、歪み、および像面湾曲についての初期結像誤差値に追加して（第１実施形態参照）、さらにコマ収差の誤差値（１０ｎｍ，Ｚ７）と球面収差の誤差値（１０ｎｍ，Ｚ９）を仮定すると、この場合に生じるメリット関数の初期値は、第２実施形態の修正装置による補正後には、初期値のわずか０．７８％にまで減少する。その結果として生じる残留結像誤差は、表１の３番目の行に掲げるとおりである。第１実施形態および第２実施形態に比べて、幾何学的な結像誤差は顕著に減少している。ゼルニケ係数が高いときには絶対値が若干高くなっており、その原因は、主としてコマ収差および球面収差について追加的に導入された誤差値である。
【００４０】
第４実施形態では、投影対物レンズ１において次のものが修正装置として設けられる。すなわち、マスク２を保持しているレチクルと、レンズ８，９，１７，２３および３１を光学軸方向に移動可能とすることである。この場合もレンズ８および９は互いに独立して調節可能なのではなく、グループとして一緒に調節可能である。第３実施形態のときと同じ初期結像誤差を想定すると、メリット関数は初期値の０．６７％まで減少する。残留結像誤差のデータは表１の４番目の行に記入されている。ここでは特にゼルニケ係数が高いときに、第３実施形態よりも絶対値の減少が生じている。
【００４１】
第５実施形態では、投影対物レンズ１において次の修正装置が設けられる。すなわち、レンズ６，８，９，１７，２３および３１を光学軸の方向に移動可能とすることである。レチクル２は変位可能ではない。この場合もレンズ８および９は互いに独立して変位可能なのではなく、グループとして一緒に変位可能である。この場合にはメリット関数が初期値の０．６０％に減少する。残留結像誤差は表１の５番目の行に記入されている。このデータは、第４実施形態のデータにほぼ相当している。
【００４２】
以下において同じく修正装置の一連の実施形態について説明する第２の投影対物レンズ１０１が、図２に示されている。すでに図１との関連で説明したコンポーネントに対応するコンポーネントには１００を足した符号が付されており、あらためて詳細に説明することはしない。
【００４３】
投影対物レンズ１０１のレンズデータはＤＥ１９９４２２８１Ａの表４から公知であり、これをもって同明細書を援用する。
【００４４】
第１のレンズグループＬＧ１は、投影対物レンズ１０１においては、５枚のレンズ１３７，１３８，１３９，１４０，１４１を含んでいる。第２のレンズグループＬＧ２は４枚のレンズ１４２，１４３，１４４，１４５で構成されている。第３のレンズグループＬＧ３は、全部で４枚のレンズ１４６，１４７，１４８，１４９を有している。第４のレンズグループＬＧ４は４枚のレンズ１５０，１５１，１５２，１５３を含んでいる。
【００４５】
投影対物レンズ１とは異なり、レンズグループＬＧ４の後に続くレンズはさらに２つのレンズグループに区分されている。すなわち、レンズグループＬＧ４の後には、投影ビーム方向で見てまず最初に、全体として正の屈折力をもつレンズグループＬＧ５が続いている。これは全部で１０枚のレンズ１５４，１５５，１５６，１５７，１５８，１５９，１６０，１６１，１６２，１６３を有している。レンズ１５７，１５８の間には、投影対物レンズ１０１のひとみ平面に開口絞りＡＰが配置されている。
【００４６】
レンズグループＬＧ５の後には、投影ビーム方向で見て、同じく全体として正の屈折力をもつレンズグループＬＧ６が続いている。これは全部で２枚のレンズ１６４，１６５を有しており、レンズ１６４は負の屈折力を有している。最後の両方のレンズグループＬＧ５，ＬＧ６は、全体として正の屈折力をもつレンズグループとして把握することができる。
【００４７】
レンズ１６５はウェーハ１３６に隣接している。
【００４８】
修正装置の組合せの第６実施形態では、図２の投影対物レンズ１０１は次の修正装置を有している。すなわち、マスク１０２を保持しているレチクルと、レンズ１４１，１４２，１４９を光学軸の方向に変位可能とすることである。このときレンズ１４１，１４２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。
【００４９】
この修正装置の作用を判定するために、ここでもやはりスケール、歪み、および像面湾曲についての初期結像誤差を、先ほどの第１実施形態の場合と同じように想定する。第６実施形態では、メリット関数は初期値の３．３％に減少する。残留結像誤差データは、表１の６番目の行に見ることができる。
【００５０】
第７実施形態では、投影対物レンズ１０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、レンズ１４０，１４１，１４２および１４９を光学軸の方向に変位可能とすることである。レチクル１０２は変位可能ではない。この場合もレンズ１４１，１４２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。第１実施形態に基づく初期結像誤差を仮定すると、ここではメリット関数が初期値の２．７％に減少する。残留結像誤差データは表１の７番目の行に記入されている。
【００５１】
第８実施形態での投影対物レンズ１０１における修正は、マスク１０２を保持しているレチクルと、変位可能なレンズ１４０，１４１，１４２および１４９とを光学軸の方向に変位可能とし、波長調節部を設けることである。レンズ１４１，１４２はここでは互いに独立してではなく、グループとして一緒にのみ変位可能である。
【００５２】
ここでも実施形態３から５と同じく、スケール、歪み、および像面湾曲についての初期結像誤差に追加して、さらにコマ収差（１０ｎｍ，Ｚ７）と球面収差（１０ｎｍ，Ｚ９）の初期結像誤差を想定する。第８実施形態では、これらの初期結像誤差について算出されるメリット関数は、修正装置を使用した後では初期値の１．５％まで減少する。残留結像誤差データは表１の８番目の行に示されている。
【００５３】
第９実施形態では、投影対物レンズ１０１は次の修正装置を有している。すなわち、マスク１０２を保持しているレチクルと、レンズ１４０，１４１，１４２，１４９および１５７を光学軸の方向に変位可能とすることである。この場合もレンズ１４１，１４２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。第８実施形態のときと同じ初期結像誤差を仮定すると、ここではメリット関数が初期値の１．４％に減少する。残留結像誤差データは表１の９番目の行に示されている。
【００５４】
第１０実施形態では、投影対物レンズ１０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、レンズ１４０，１４１，１４２，１４９，１５７，１５９を光学軸の方向に変位可能とすることである。レチクル１０２は変位可能ではない。この場合もレンズ１４１，１４２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。第８実施形態のときと同じ初期結像誤差を仮定すると、ここではメリット関数が初期値の１．４％に減少する。残留結像誤差データは表１の１０番目の行に記入されている。
【００５５】
以下において同じく修正装置のさらに別の実施形態について説明する第３の投影対物レンズ２０１が、図３に示されている。すでに図１ないし図２との関連で説明したコンポーネントに対応するコンポーネントには２００ないし１００を足した符号が付されており、あらためて詳細に説明することはしない。
【００５６】
投影対物レンズ２０１のレンズデータはＤＥ１９９４２２８１Ａの表１から公知であり、これをもって同明細書を援用する。
【００５７】
投影対物レンズ２０１の第１のレンズグループＬＧ１は、全部で５枚のレンズ２６６，２６７，２６８，２６９，２７０を有している。投影対物レンズ２０１の第２のレンズグループＬＧ２は、全部で５枚のレンズ２７１，２７２，２７３，２７４，２７５で構成されている。投影対物レンズ２０１の第３のレンズグループＬＧ３は、全部で４枚のレンズ２７６，２７７，２７８，２７９を含んでいる。投影対物レンズ２０１の第４のレンズグループＬＧ４は、全部で４枚のレンズ２８０，２８１，２８２，２８３を有している。
【００５８】
図３の投影対物レンズ２０１は、レンズグループＬＧ５，ＬＧ６に関しては図２の投影対物レンズ１０１に準じて構成されている。投影対物レンズ２０１の第５のレンズグループは、全部で８枚のレンズ２８４，２８５，２８６，２８７，２８８，２８９，２９０，２９１を含んでいる。レンズ２８６，２８７の間には、投影対物レンズ２０１のひとみ平面の領域に開口絞りＡＰが設けられている。投影対物レンズ２０１の第６のレンズグループＬＧ６は、投影ビーム方向で見て、まず最初に３枚のレンズ２９２，２９３，２９４を含んでいるとともに、ウェーハ２３６の方向に投影対物レンズ２０１を閉じる平行平面板２９５を含んでいる。
【００５９】
第１１実施形態では、図３の投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２７１，２７２および２８０光学軸の方向に変位可能とすることである。レンズ２７１，２７２は互いに独立して変位可能なのではなく、グループとして一緒に変位可能である。
【００６０】
第１１実施形態に基づくスケール、歪み、および像面湾曲についての初期結像誤差では、ここでは修正装置による修正の後、メリット関数が初期値の２．１％に減少する。補正後の残留結像誤差データは、表１の１１番目の行に記入されている。
【００６１】
第１２実施形態では、投影対物レンズ２０１は次の修正装置を有している。すなわち、レンズ２６９，２７１，２７２および２８０を光学軸の方向に変位可能とすることである。レチクル２０２は変位可能ではない。この場合もレンズ２７１，２７２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。第１実施形態に基づく初期結像誤差では、ここではメリット関数が初期値の１．９％に減少する。残留結像誤差データは表１の１２番目の行に記入されている。
【００６２】
第１３実施形態では、投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２６９，２７１，２７２および２７９を光学軸の方向に変位可能として、波長調節部を設けることである。この場合もレンズ２７１，２７２は互いに独立してではなく、グループとして一緒に変位可能である。第１３実施形態では初期結像誤差として、上に挙げたスケール、歪み、像面誤差に加えて、追加的にコマ収差（１０ｎｍ，Ｚ７）および球面収差（１０ｎｍ，Ｚ９）の初期結像誤差が想定される。第１３実施形態の修正装置によって、メリット関数が初期値の１．０２％に減少する。これに付属する残留結像誤差データは、表１の１３番目の行に記入されている。
【００６３】
第１４実施形態では、投影対物レンズ２０１は次の修正装置を有している。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２７１，２８０，２８６および２９０を光学軸の方向に変位可能とすることである。第１３実施形態に準ずる初期結像誤差を仮定すると、ここではメリット関数が初期値の０．８２％に減少する。これに付属する残留結像誤差データは、表１の１４番目の行に記入されている。
【００６４】
第１５実施形態では、投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、レンズ２６８，２７１，２８０，２８６および２９０を光学軸の方向に独立して変位可能とすることである。レチクル２０２は変位可能ではない。第１３実施形態のときと同じ初期結像誤差を仮定すると、ここではメリット関数が初期値の０．６８％に減少する。これに付属する残留結像誤差データは、表１の１５番目の行に記入されている。
【００６５】
第１６実施形態では、投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられている。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２７１，２７２，２８０および２８４を光学軸の方向に変位可能とすることである。レンズ２７１，２７２は互いに独立してではなく、グループとして一緒にのみ変位可能である。
【００６６】
第１６実施形態では次の初期結像誤差が想定されている。すなわち３０ｐｐｍのスケールと、５０ｎｍの３次歪みと、０．２５μｍの平均像面湾曲である。第１６実施形態の修正装置による修正を実施した後、次の残留結像誤差が幾何学的な軸上結像誤差として生じる。すなわち、フィールド縁部における最大１００ｎｍのコマ収差と、フィールドゾーンにおける最大６１ｎｍのコマ収差と、フィールド縁部にある開口ゾーンにおける最大１５４ｎｍのコマ収差と、像面における最大８５ｎｍの球面収差の変動である。
【００６７】
第１７実施形態では、投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２７１，２７８，２８０および２８４を光学軸の方向に変位可能とすることである。第１６実施形態と同じ初期結像誤差を仮定すると、次の残留結像誤差が幾何学的な軸上結像誤差として生じる。すなわち、フィールドゾーンにおける最大１５ｎｍのコマ収差と、フィールド縁部にある開口ゾーンにおける最大１２２ｎｍのコマ収差と、像面における最大４８ｎｍの球面収差の変動である。
【００６８】
第１８実施形態では、投影対物レンズ２０１において次の修正装置が設けられる。すなわち、マスク２０２を保持しているレチクルと、レンズ２７１，２８０および２８４を光学軸の方向に独立して変位可能とし、波長調節部を設けることである。第１６実施形態と同じ初期結像誤差を仮定すると、第１８実施形態の場合の修正装置による修正後、次の残留結像誤差が幾何学的な軸上結像誤差として生じる。すなわち、フィールドゾーンにおける最大７ｎｍのコマ収差と、フィールド縁部にある開口ゾーンにおける最大１１２ｎｍのコマ収差と、像面における最大１２３ｎｍの球面収差の変動である。
【００６９】
第１９実施形態では第１ないし第１１実施形態の変形させて、変位可能な個別レンズとして、第３のレンズグループＬＧ３と第４のレンズグループＬＧ４の間の移行部の領域にあるレンズの代わりに、最大の直径をもつ第３のレンズグループＬＧ３のレンズが意図されていてもよい。すなわち、第１実施形態におけるレンズ１７の代わりにレンズ１５が変位可能であってよく、第１１実施形態におけるレンズ２８０の代わりにレンズ２７８が変位可能であってよい。
【００７０】
第２０実施形態では第１８実施形態の変形させて、第１のレンズグループＬＧ１と第２のレンズグループＬＧ２の間の移行部の領域にあるレンズ（第１８実施形態におけるレンズ２７１）の代わりに、第２のレンズグループＬＧ２と第３のレンズグループＬＧ３の間の移行部の領域にあるレンズ（たとえばレンズ２７６）が光学軸の方向に変位可能なようにしている。
【００７１】
第２１実施形態では第１８実施形態のさらに別の変形として、第１８実施形態で変位可能なレンズ２７１，２８０および２８４の代わりに、次の別のレンズが光学軸の方向に変位可能である。すなわち、第３のレンズグループＬＧ３の最大の直径の領域にある２枚のレンズ、たとえばレンズ２７８および２７９、ならびに第３のレンズグループＬＧ３と第４のレンズグループＬＧ４の間の移行部の領域にある１枚のレンズ、たとえばレンズ２８０である。
【００７２】
結像誤差修正をするための個々の修正装置の最善の位置は、次のようにして調べる：
【００７３】
所定の初期結像誤差を考慮したうえで、修正措置の設定の考えられるすべての組合せを、公知の光学デザインプログラムを用いて、前述した内容に基づく結像誤差設定とメリット関数の評価とによって分析する。修正装置の組合せのうち、残留結像誤差が所定の上限を超えているもの、修正装置が最大限設定される設定領域から外れているもの、または修正装置の設定の変更が、変化の所定の限界値を上回る結像誤差変化につながるものは破棄する。この最後のケースは、修正装置の限られた設定精度を考慮したものである。
【００７４】
【表１】
2009037251.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】投影露光設備の投影対物レンズを示すレンズ断面図である。
【図２】代替的な投影対物レンズを示す、図１に類似するレンズ断面図である。
【図３】さらに別の投影対物レンズを示す、図１に類似するレンズ断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
２  マスク、３ないし３４  レンズ、２４  ３５  平行平面、３６  ウエハ
【図１】
2009037251.tif 000004
【図２】
2009037251.tif 000005
【図３】
2009037251.tif 000006