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JP2009145700A - Catadioptric projection optical system, exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Catadioptric projection optical system, exposure apparatus and device manufacturing method Download PDF

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JP2009145700A
JP2009145700A JP2007324062A JP2007324062A JP2009145700A JP 2009145700 A JP2009145700 A JP 2009145700A JP 2007324062 A JP2007324062 A JP 2007324062A JP 2007324062 A JP2007324062 A JP 2007324062A JP 2009145700 A JP2009145700 A JP 2009145700A
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Japan
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optical system
deflecting
angle
projection optical
catadioptric projection
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Application number
JP2007324062A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Katashiba
悠二 片芝
Akihiro Yamada
顕宏 山田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

【課題】
簡易な構成で高精度な反射屈折投影光学系を提供する。
【解決手段】
少なくとも2つの偏向反射部材を含む反射屈折投影光学系であって、第1の反射膜を備えた第1の偏向反射部材と、第2の反射膜を備えた第2の偏向反射部材とを有し、第1の偏向反射部材に入射する光線のうち主光線との角度差が最も大きい所定の光線の角度φ1および第2の偏向反射部材に入射する所定の光線の角度φ2との関係は、第1の偏向反射部材に入射する主光線の角度ψ1および第2の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ2に対して、
−1.1≦(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)≦−0.8
を満たし、各偏向反射部材に入射する所定の光線の角度と主光線の角度差θに対して、反射膜のS偏光とP偏光との位相差特性f(θ)は、
|f(θ)+f(−θ)|<3°
を満たす。
【選択図】 図2
【Task】
Provided is a highly accurate catadioptric projection optical system with a simple configuration.
[Solution]
A catadioptric projection optical system including at least two deflecting reflecting members, the first deflecting reflecting member including a first reflecting film, and a second deflecting reflecting member including a second reflecting film. The relationship between the angle φ1 of the predetermined light ray having the largest angle difference from the principal ray among the light rays incident on the first deflection reflection member and the angle φ2 of the predetermined light ray incident on the second deflection reflection member is With respect to the angle ψ1 of the principal ray incident on the first deflecting reflection member and the angle ψ2 of the principal ray incident on the second deflection reflecting member,
−1.1 ≦ (| φ1 | − | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) ≦ −0.8
The phase difference characteristic f (θ) between the S-polarized light and the P-polarized light of the reflecting film with respect to the angle difference θ between the predetermined light ray incident on each deflecting reflecting member and the chief ray is
| F (θ) + f (−θ) | <3 °
Meet.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、レチクルパターンをウエハに投影露光する投影光学系に係り、特に、ミラーを用いた反射屈折投影光学系に関する。また、反射屈折投影光学系を用いた露光装置及びこの露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a projection optical system that projects and exposes a reticle pattern onto a wafer, and more particularly to a catadioptric projection optical system using a mirror. The present invention also relates to an exposure apparatus using a catadioptric projection optical system and a device manufacturing method using the exposure apparatus.

半導体の集積回路を製造するためのフォトリソグラフィー工程において、レチクル上のパターンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ上に投影露光する投影露光装置が用いられている。   In a photolithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a projection exposure apparatus that projects and exposes a pattern on a reticle onto a wafer coated with a photoresist via a projection optical system is used.

半導体素子(回路パターン)の高集積化(微細化)が進むに従い、投影光学系の仕様や性能に対する要求もますます厳しさを増している。一般に、高い解像力を得るためには、露光光の短波長化及び投影光学系の高NA化が有効である。     As the integration (miniaturization) of semiconductor elements (circuit patterns) progresses, the demands on the specifications and performance of projection optical systems have become increasingly severe. In general, in order to obtain a high resolving power, it is effective to shorten the exposure light wavelength and increase the NA of the projection optical system.

露光光の短波長化が進み、ArFエキシマレーザー(波長約193nm)やF2レーザー(波長約157nm)などの波長領域に達すると、透過率の低下に起因して、使用可能な硝材が石英と蛍石(フッ化カルシウム)に限られてくる。全てレンズ(屈折素子)で構成された光学系では、石英と蛍石の分散値の差が大きくないため、色収差の補正が難しい。特に、露光波長が157nmになると、使用可能な硝材は蛍石のみとなり、色収差の補正がさらに困難となる。また、高NA化に伴い硝材が大口径化し、装置の高コスト化の大きな一因となっている。     When the wavelength of exposure light is shortened and reaches the wavelength region such as ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm) and F2 laser (wavelength: about 157 nm), the usable glass material is made of quartz and fluorescent materials due to the decrease in transmittance. Limited to stone (calcium fluoride). In an optical system composed entirely of lenses (refractive elements), it is difficult to correct chromatic aberration because the difference between the dispersion values of quartz and fluorite is not large. In particular, when the exposure wavelength is 157 nm, the only usable glass material is fluorite, which makes it more difficult to correct chromatic aberration. In addition, as the NA increases, the diameter of the glass material increases, which is a major factor in increasing the cost of the apparatus.

そこで、上述した色収差及び硝材の大口径化の問題を回避するため、光学系にミラー(反射素子)を含めた反射屈折投影光学系が用いられている。しかしながら、反射屈折系を用いる場合には、瞳の遮蔽を起こすことなく結像を達成するため、光束を偏向させる部材が必要となる。その構成として、ビームスプリッターを有する系のほかに、全反射偏向ミラーを用いて入射光束と射出光束とを分離する方式が提案されている。     Therefore, in order to avoid the above-mentioned problems of chromatic aberration and large diameter of the glass material, a catadioptric projection optical system including a mirror (reflection element) in the optical system is used. However, when a catadioptric system is used, a member for deflecting the light beam is required to achieve imaging without causing pupil shielding. As a configuration thereof, a system for separating an incident light beam and an emitted light beam by using a total reflection deflection mirror in addition to a system having a beam splitter has been proposed.

このような方式は、例えば、特開2006−119244号公報(特許文献1)、特開2006−138940号公報(特許文献2)、特開2001−221950号公報(特許文献3)に開示されている。しかしながら、上記従来技術において、ミラーは高反射率を達成する目的で用いられており、通常は、複合誘電層、または、金属及び誘電層の組み合わせにより構成された反射膜で覆われている。一般に、誘電層によって反射される場合、光線入射角度に応じて偏光依存の影響を受け得る。     Such a system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-119244 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-138940 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-221950 (Patent Document 3). Yes. However, in the above prior art, the mirror is used for the purpose of achieving high reflectivity, and is usually covered with a composite dielectric layer or a reflective film composed of a combination of a metal and a dielectric layer. In general, when reflected by a dielectric layer, it can be influenced by polarization depending on the incident angle of light.

このような反射屈折系では、レチクル上の回路パターン方向に依存したコントラスト差が生じる。この方向に対するこれらのコントラスト差は、線幅差として観測され得る。     In such a catadioptric system, a contrast difference depending on the circuit pattern direction on the reticle occurs. These contrast differences with respect to this direction can be observed as line width differences.

そこで、方向に依存したコントラスト差を低減するため、ミラーの反射膜の特性により、入射面に垂直な偏光(S偏光)と入射面に平行な偏光(P偏光)との差を補償する方法が提案されている。     Therefore, in order to reduce the contrast difference depending on the direction, there is a method for compensating for the difference between the polarized light perpendicular to the incident surface (S-polarized light) and the polarized light parallel to the incident surface (P-polarized light) by the characteristics of the reflective film of the mirror. Proposed.

例えば、特表2005−537676号公報(特許文献4)では、S偏光とP偏光の反射率の光線入射角度特性を、2枚の偏向反射部材で逆特性とすることにより、S偏光とP偏光との強度差を補償している。これにより、偏光間強度差に起因する方向依存したコントラスト差を低減することができる。     For example, in Japanese translations of PCT publication No. 2005-537676 (Patent Document 4), the light incident angle characteristics of the reflectance of S-polarized light and P-polarized light are reversed by two deflecting reflecting members, so that S-polarized light and P-polarized light are obtained. It compensates for the difference in intensity. Thereby, the direction-dependent contrast difference resulting from the intensity difference between polarization | polarized-light can be reduced.

また、特開2006−220903号公報(特許文献5)では、偏向反射部材を金属膜および誘電体多層膜にて構成することで、S偏光とP偏光との位相差を補正している。これにより、偏光間位相差に起因する方向依存したコントラスト差を低減し、所望の光学像を得ることができる。
特開2006−119244号公報 特開2006−138940号公報 特開2001−221950号公報 特表2005−537676号公報 特開2006−220903号公報
In Japanese Patent Laid-Open No. 2006-220903 (Patent Document 5), the phase difference between S-polarized light and P-polarized light is corrected by configuring the deflecting and reflecting member with a metal film and a dielectric multilayer film. Thereby, the direction-dependent contrast difference resulting from the phase difference between polarization | polarized-lights can be reduced, and a desired optical image can be obtained.
JP 2006-119244 A JP 2006-138940 A JP 2001-221950 A JP 2005-537676 A JP 2006-220903 A

しかしながら、特表2005−537676号公報(特許文献4)では、S偏光とP偏光との間の位相差は考慮されていない。このため、この位相差に起因する方向依存したコントラスト差が生じ、所望の光学像を得ることが困難になる。     However, JP 2005-537676 A (Patent Document 4) does not consider the phase difference between S-polarized light and P-polarized light. For this reason, a direction-dependent contrast difference resulting from this phase difference occurs, making it difficult to obtain a desired optical image.

また、特開2006−220903号公報(特許文献5)では、S偏光とP偏光との位相差を1枚のミラーで補正するため、反射膜の設計難易度が非常に高く、位相差の補正の程度には限界がある。また、特許文献5の反射膜には、9層以上の層数の多層膜が用いられている。多層膜の層数が多いと、各層に対する製造誤差の許容値を小さくする必要が生じ、所望の光学特性を有する偏向反射部材を製造することが困難になる。     In Japanese Patent Laid-Open No. 2006-220903 (Patent Document 5), since the phase difference between S-polarized light and P-polarized light is corrected by a single mirror, the design difficulty of the reflective film is very high, and the phase difference is corrected. There is a limit to the degree of. In addition, a multilayer film having a number of layers of nine or more is used for the reflective film of Patent Document 5. When the number of layers of the multilayer film is large, it becomes necessary to reduce the tolerance of manufacturing error for each layer, and it becomes difficult to manufacture a deflecting reflecting member having desired optical characteristics.

このように、上記従来技術のいずれにおいても、簡易な構成でS偏光とP偏光との位相差を小さくすることができない。   As described above, in any of the above conventional techniques, the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light cannot be reduced with a simple configuration.

本発明は、少なくとも2つの偏向反射部材を含む光学系において、簡易な反射膜構成で、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差を小さくした投影光学系を提供する。本発明は、特に、パターンの異なる方向に対して、方向に依存したコントラスト差が実質的に存在しない光学像を実現するための反射屈折投影光学系を提供する。   The present invention provides a projection optical system in which an optical system including at least two deflecting / reflecting members has a simple reflection film configuration and reduces the phase difference between S-polarized light and P-polarized light in transmitted light. In particular, the present invention provides a catadioptric projection optical system for realizing an optical image substantially free of a direction-dependent contrast difference for different directions of a pattern.

本発明の一側面としての反射屈折投影光学系は、少なくとも2つの偏向反射部材を含む反射屈折投影光学系であって、第1の反射膜を備えた第1の偏向反射部材と、第2の反射膜を備えた第2の偏向反射部材と、を有し、前記第1の偏向反射部材に入射する光線のうち主光線との角度差が最も大きい所定の光線の角度φ1および前記第2の偏向反射部材に入射する該所定の光線の角度φ2との関係は、該第1の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ1および該第2の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ2に対して、
−1.1≦(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)≦−0.8
を満たし、前記第1の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ1と該第1の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ1との角度差θ1に対して、該第1の偏向反射部材の前記第1の反射膜におけるS偏光とP偏光との位相差特性f(θ1)は、
|f(θ1)+f(−θ1)|<3°
を満たし、前記第2の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ2と該第2の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ2との角度差θ2に対して、該第2の偏向反射部材の前記第2の反射膜におけるS偏光とP偏光との位相差特性f(θ2)は、
|f(θ2)+f(−θ2)|<3°
を満たすことを特徴とする。
A catadioptric projection optical system according to one aspect of the present invention is a catadioptric projection optical system including at least two deflecting reflecting members, and includes a first deflecting reflecting member including a first reflecting film, A second deflecting / reflecting member provided with a reflecting film, and an angle φ1 of a predetermined ray having the largest angle difference with the principal ray among the rays incident on the first deflecting / reflecting member and the second The relationship between the angle φ2 of the predetermined ray incident on the deflecting reflection member is as follows: the angle ψ1 of the principal ray incident on the first deflection reflecting member and the angle of the principal ray incident on the second deflection reflecting member For ψ2,
−1.1 ≦ (| φ1 | − | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) ≦ −0.8
For the angle difference θ1 between the angle φ1 of the predetermined ray incident on the first deflecting reflection member and the angle ψ1 of the principal ray incident on the first deflecting reflection member. The phase difference characteristic f (θ1) between the S-polarized light and the P-polarized light in the first reflecting film of the deflecting reflecting member is
| F (θ1) + f (−θ1) | <3 °
For the angle difference θ2 between the angle φ2 of the predetermined ray incident on the second deflecting reflection member and the angle ψ2 of the principal ray incident on the second deflecting reflection member, The phase difference characteristic f (θ2) between the S-polarized light and the P-polarized light in the second reflecting film of the deflecting reflecting member is
| F (θ2) + f (−θ2) | <3 °
It is characterized by satisfying.

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。     Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、簡易な構成でS偏光とP偏光との位相差を小さくした高精度な反射屈折投影光学系を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a highly accurate catadioptric projection optical system in which the phase difference between S-polarized light and P-polarized light is reduced with a simple configuration.

まず、本実施例の前提となる反射屈折投影光学系の全体構成について、図面を参照しながら説明する。     First, the overall configuration of a catadioptric projection optical system that is a premise of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1(a)は、反射屈折投影光学系の概要図を示したものである。同様の構成は、例えば、特開2006−119244号公報(特許文献1)に開示されている。     FIG. 1A shows a schematic diagram of a catadioptric projection optical system. A similar configuration is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-119244 (Patent Document 1).

図1(a)において、101は第1の物体(原版)、102は第2の物体(基板)、AX1〜AX3は、光学系の光軸である。また、図1(b)に示されるように、第1の物体101の結像に至る有効領域は、軸上を含まない軸外の矩形状の領域となっている。     In FIG. 1A, 101 is a first object (original), 102 is a second object (substrate), and AX1 to AX3 are optical axes of the optical system. Also, as shown in FIG. 1B, the effective area that reaches the image of the first object 101 is an off-axis rectangular area that does not include the on-axis.

図1(a)の反射屈折投影光学系は、第1の物体101側からの光線が通過する順に、第1の結像光学系Gr1、第2の結像光学系Gr2、及び、第3の結像光学系Gr3を有する。第1の結像光学系Gr1は、レンズ群L1を有し、第1の物体101の実像(中間像IMG1)を形成する。第2の結像光学系Gr2は、瞳位置近傍に配置された凹面鏡M1と往復光学系L2とを有し、中間像IMG1の実像(中間像IMG2)を形成する。その際、第2の結像光学系Gr2からの光束を、光軸AX1に対して45度傾いて配置されている第1の偏向反射部材FM1(平面ミラー)によって偏向することで、第3の結像光学系Gr3に導いている。また、光軸AX2に対して45度傾いて配置されている第2の偏向反射部材FM2(平面ミラー)は、中間像IMG2からの光束を偏向することで、第1の物体101と第2の物体102とを平行に配置することを可能にしている。図1(a)では、光軸AX1と光軸AX3とが平行になるように構成している。また、光軸AX2は、光軸AX1及び光軸AX3と直交している。     The catadioptric projection optical system in FIG. 1A includes a first imaging optical system Gr1, a second imaging optical system Gr2, and a third imaging optical system in the order in which light rays from the first object 101 side pass. An imaging optical system Gr3 is included. The first imaging optical system Gr1 includes a lens group L1, and forms a real image (intermediate image IMG1) of the first object 101. The second imaging optical system Gr2 has a concave mirror M1 and a reciprocating optical system L2 arranged in the vicinity of the pupil position, and forms a real image (intermediate image IMG2) of the intermediate image IMG1. At that time, the light beam from the second imaging optical system Gr2 is deflected by the first deflecting / reflecting member FM1 (planar mirror) disposed at an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis AX1, thereby providing the third It leads to the imaging optical system Gr3. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 (planar mirror) disposed at an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis AX2 deflects the light beam from the intermediate image IMG2, thereby causing the first object 101 and the second object to be deflected. The object 102 can be arranged in parallel. In FIG. 1A, the optical axis AX1 and the optical axis AX3 are configured to be parallel. The optical axis AX2 is orthogonal to the optical axis AX1 and the optical axis AX3.

また、他の反射屈折投影光学系の概要図を図6に示す。基本的な構成は図1(a)と同様であるが、第3の結像光学系Gr3がレンズ群L4を有している点で、図1(a)の構成とは異なる。第3の結像光学系Gr3は、レンズ群L4、レンズ群L3を有し、第2の物体102上に中間像IMG2の実像を形成する。図6と同様の構成は、特開2006−138940号公報(特許文献2)に開示されている。     A schematic diagram of another catadioptric projection optical system is shown in FIG. The basic configuration is the same as that of FIG. 1A, but differs from the configuration of FIG. 1A in that the third imaging optical system Gr3 has a lens group L4. The third imaging optical system Gr3 includes a lens group L4 and a lens group L3, and forms a real image of the intermediate image IMG2 on the second object 102. A configuration similar to that of FIG. 6 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-138940 (Patent Document 2).

また、他の反射屈折投影光学系の概要図を図5に示す。図5と同様の構成は、特開2001−221950号公報(特許文献3)に開示されている。     A schematic diagram of another catadioptric projection optical system is shown in FIG. A configuration similar to FIG. 5 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-221950 (Patent Document 3).

図5において、101は第1の物体、102は第2の物体、AX1〜AX2は、光学系の光軸である。     In FIG. 5, 101 is a first object, 102 is a second object, and AX1 and AX2 are optical axes of the optical system.

図5の反射屈折投影光学系は、第1の物体101側からの光線が通過する順に、第1の結像光学系Gr1、及び、第2の結像光学系Grを有する。第1の結像光学系Gr1は、レンズ群L1a、往復光学系L1b、瞳位置近傍に配置した凹面鏡M1を有し、第1の物体101の実像(中間像IMG1)を形成する。その際、レンズ群L1aからの光束を、光軸AX1に対して傾いて配置されている第1の偏向反射部材FM1によって偏向することで、往復光学系であるレンズ群L1bに導いている。また、光軸AX2に対して傾いて配置されている第2の偏向反射部材FM2は、往復光学系L1bからの光束を偏向することで、第1の物体101と第2の物体102とを平行に配置することを可能にしている。     The catadioptric projection optical system of FIG. 5 includes a first imaging optical system Gr1 and a second imaging optical system Gr in the order in which light rays from the first object 101 side pass. The first imaging optical system Gr1 includes a lens group L1a, a reciprocating optical system L1b, and a concave mirror M1 disposed in the vicinity of the pupil position, and forms a real image (intermediate image IMG1) of the first object 101. At that time, the light beam from the lens group L1a is deflected by the first deflecting / reflecting member FM1 disposed to be inclined with respect to the optical axis AX1, thereby leading to the lens group L1b which is a reciprocating optical system. The second deflecting / reflecting member FM2 disposed to be inclined with respect to the optical axis AX2 deflects the light beam from the reciprocating optical system L1b, thereby causing the first object 101 and the second object 102 to be parallel. It is possible to arrange in.

次に、本発明の一実施例としての反射屈折投影光学系実施例について、図面と条件式を参照しながら詳細に説明する。     Next, a catadioptric projection optical system embodiment as an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and conditional expressions.

図2は、本実施例の反射屈折投影光学系における偏向反射部材(平面ミラー)と光線の入射角度の関係を示す概略図である。本実施例の反射屈折投影光学系は、第1の反射膜400を備えた第1の偏向反射部材FM1と、第2の反射膜400’を備えた第2の偏向反射部材FM2とを有する。図2には、光軸AX1、光軸AX2、光軸AX3を含む断面において、第1の偏向反射部材FM1および第2の偏向反射部材FM2に入射する光線(入射光線)の入射角度が示されている。     FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the deflecting / reflecting member (planar mirror) and the incident angle of the light beam in the catadioptric projection optical system of the present embodiment. The catadioptric projection optical system of the present embodiment includes a first deflecting / reflecting member FM1 having a first reflecting film 400 and a second deflecting / reflecting member FM2 having a second reflecting film 400 '. FIG. 2 shows incident angles of light rays (incident light rays) incident on the first deflection reflection member FM1 and the second deflection reflection member FM2 in a cross section including the optical axis AX1, the optical axis AX2, and the optical axis AX3. ing.

ここで、第1の偏向反射部材FM1へ入射する光線のうち主光線との角度差が最も大きい所定の光線と反射面の法線(図2の破線)とのなす角度をφ1、第2の偏向反射部材FM2へ入射するその所定の光線と反射面の法線とのなす角度をφ2とする。また、第1の偏向反射部材FM1へ入射する主光線と反射面の法線とのなす角度をψ1、第2の偏向反射部材FM2へ入射する主光線と反射面の法線とのなす角度をψ2とする。     Here, an angle formed between a predetermined light ray having the largest angle difference from the principal ray among the light rays incident on the first deflecting reflection member FM1 and the normal line of the reflecting surface (broken line in FIG. 2) is φ1, An angle formed between the predetermined light beam incident on the deflecting reflecting member FM2 and the normal line of the reflecting surface is φ2. In addition, the angle formed between the principal ray incident on the first deflecting / reflecting member FM1 and the normal line of the reflecting surface is ψ1, and the angle formed between the principal ray incident on the second deflecting / reflecting member FM2 and the normal line of the reflecting surface is set. Let ψ2.

本実施例の反射屈折投影光学系では、角度φ1と角度ψ1の角度差|φ1|−|ψ1|と、角度φ2と角度ψ2の角度差|φ2|−|ψ2|の比(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)は、以下の数式(1)を満たすことが望ましい。     In the catadioptric projection optical system of the present embodiment, the ratio of the angle difference | φ1 | − | ψ1 | between the angle φ1 and the angle ψ1 and the angle difference | φ2 | − | ψ2 | between the angles φ2 and ψ2 (| φ1 | − It is desirable that | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) satisfy the following formula (1).

−1.1≦(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)≦−0.8 … (1)
ここで、各偏向反射部材に入射する光線の角度(φ1、φ2)と主光線の角度(ψ1、ψ2)との差を角度差θと定義する。このとき、各偏向反射部材の反射面を覆う第1の反射膜および第2の反射膜のそれぞれにおけるS偏光とP偏光との位相差特性f(θ)は、以下の数式(2)を満たすことが望ましい。
−1.1 ≦ (| φ1 | − | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) ≦ −0.8 (1)
Here, the difference between the angles of light rays (φ1, φ2) incident on each deflecting reflection member and the chief rays (ψ1, ψ2) is defined as an angle difference θ. At this time, the phase difference characteristic f (θ) between the S-polarized light and the P-polarized light in each of the first reflecting film and the second reflecting film covering the reflecting surface of each deflecting reflecting member satisfies the following formula (2). It is desirable.

|f(θ)+f(−θ)|<3° … (2)
なお、第1の偏向反射部材FM1について、角度差θ1とすると、第1の偏向反射部材FM1におけるS偏光とP偏光の位相差特性f(θ1)は、数式(2’)で表される。
| F (θ) + f (−θ) | <3 ° (2)
If the angle difference θ1 is set for the first deflecting / reflecting member FM1, the phase difference characteristic f (θ1) between the S-polarized light and the P-polarized light in the first deflecting / reflecting member FM1 is expressed by Expression (2 ′).

|f(θ1)+f(−θ1)|<3° … (2’)
同様に、第2の偏向反射部材FM2について、角度差θ2とすると、第2の偏向反射部材FM2におけるS偏光とP偏光の位相差特性f(θ2)は、数式(2’’)で表される。
| F (θ1) + f (−θ1) | <3 ° (2 ′)
Similarly, regarding the second deflecting / reflecting member FM2, assuming that the angle difference is θ2, the phase difference characteristic f (θ2) between the S-polarized light and the P-polarized light in the second deflecting / reflecting member FM2 is expressed by Expression (2 ″). The

|f(θ2)+f(−θ2)|<3° … (2’’)
上記のように、数式(1)、(2)で表される条件式を満たせば、第1の偏向反射部材および第2の偏向反射部材の2枚の偏向反射部材を組み合わせることにより、各偏向反射部材で生じるS偏光とP偏光との位相差を補償する(小さくする)ことができる。このため、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差を実質的な影響がない程度まで小さくした反射屈折投影光学系を実現することができる。したがって、偏光差に起因する方向依存のコントラスト差を低減することができ、高精度の光学像を得ることが可能になる。
| F (θ2) + f (−θ2) | <3 ° (2 ″)
As described above, if the conditional expressions expressed by the formulas (1) and (2) are satisfied, each deflection deflection member can be obtained by combining the first deflection reflection member and the second deflection reflection member. The phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light generated in the reflecting member can be compensated (reduced). Therefore, it is possible to realize a catadioptric projection optical system in which the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in the transmitted light is reduced to such an extent that there is no substantial influence. Therefore, the direction-dependent contrast difference due to the polarization difference can be reduced, and a highly accurate optical image can be obtained.

逆に、数式(1)、(2)で示される条件式のいずれかの範囲を超えると、各偏向反射部材で生じるS偏光とP偏光との位相差を小さくする(補償する)ことが困難になる。このため、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差が実質的に悪影響しない投影光学系を実現することが困難になる。その結果、S偏光とP偏光との位相差(偏光差)に起因する方向依存のコントラスト差が生じ、高精度の光学像を得るのが困難になるため、好ましくない。     On the contrary, if the range of any one of the conditional expressions expressed by the mathematical expressions (1) and (2) is exceeded, it is difficult to reduce (compensate) the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light generated in each deflecting / reflecting member. become. For this reason, it becomes difficult to realize a projection optical system in which the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in the transmitted light is not substantially adversely affected. As a result, a direction-dependent contrast difference caused by the phase difference (polarization difference) between the S-polarized light and the P-polarized light is generated, which makes it difficult to obtain a highly accurate optical image, which is not preferable.

また、第1の偏向反射部材FM1と第2の偏向反射部材FM2に入射する各光線の角度φ1、φ2は、次の数式(3)を満たすことが好ましい。     In addition, it is preferable that the angles φ1 and φ2 of the light beams incident on the first deflection reflection member FM1 and the second deflection reflection member FM2 satisfy the following formula (3).

85°≦|φ1|+|φ2|≦95° … (3)
さらに好ましくは、入射光線の角度φ1、φ2が次の数式(4)を満たすように構成される。
85 ° ≦ | φ1 | + | φ2 | ≦ 95 ° (3)
More preferably, the angles [phi] 1 and [phi] 2 of the incident light rays are configured to satisfy the following formula (4).

88°≦|φ1|+|φ2|≦92° … (4)
数式(3)または数式(4)を満たせば、反射屈折投影光学系における物体面と像面を実質的に平行に保つことができる。また、光束内の全ての光線において、S偏光とP偏光との位相差が実質的に悪影響しないようにすることができる。したがって、偏光差に起因する方向依存のコントラスト差を低減することができ、精度の高い光学像を得ることができる。
88 ° ≦ | φ1 | + | φ2 | ≦ 92 ° (4)
If Expression (3) or Expression (4) is satisfied, the object plane and the image plane in the catadioptric projection optical system can be kept substantially parallel. Further, the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light can be prevented from being substantially adversely affected in all the light rays in the light beam. Therefore, the direction-dependent contrast difference due to the polarization difference can be reduced, and a highly accurate optical image can be obtained.

上記範囲を超えると、光束内の全ての光線においてS偏光とP偏光との位相差による悪影響を回避するのが困難になる。そして、位相差(偏光差)に起因する方向依存のコントラスト差が生じ、高精度の光学像を得るのが困難になるため、好ましくない。     Beyond the above range, it becomes difficult to avoid the adverse effects caused by the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light for all the light rays in the light beam. Then, a direction-dependent contrast difference caused by a phase difference (polarization difference) occurs, and it is difficult to obtain a highly accurate optical image, which is not preferable.

また、第1の偏向反射部材FM1へ入射する光線の角度φ1と第2の偏向反射部材FM2へ入射する光線の角度φ2がいずれも45度±5度(40度以上50度以下)の範囲のとき、位相差特性f(θ)は0になるように構成することが好ましい。45度±2度(43度以上47度以下)の範囲で位相差特性f(θ)が0となるように構成すれば、より好ましい。     Further, the angle φ1 of the light beam incident on the first deflecting / reflecting member FM1 and the angle φ2 of the light beam incident on the second deflecting / reflecting member FM2 are both in the range of 45 ° ± 5 ° (40 ° to 50 °). In this case, it is preferable that the phase difference characteristic f (θ) is zero. It is more preferable to configure the phase difference characteristic f (θ) to be 0 in a range of 45 ° ± 2 ° (43 ° to 47 °).

このような構成にすれば、光束内の全ての光線においてS偏光とP偏光との位相差による実質的な影響を除去することができる。この結果、位相差(偏光差)に起因する方向依存のコントラスト差を低減し、高精度の光学像を得ることができる。この範囲を超えると、光束内の全ての光線において一定量のS偏光とP偏光との位相差が生じる。このため、偏光差に起因する方向依存のコントラスト差が生じ、高精度の光学像を得るのが困難になるため、好ましくない。   With such a configuration, it is possible to remove the substantial influence due to the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in all the light rays in the light beam. As a result, it is possible to reduce the direction-dependent contrast difference caused by the phase difference (polarization difference) and obtain a highly accurate optical image. Beyond this range, a certain amount of phase difference between S-polarized light and P-polarized light occurs in all the light rays in the light beam. For this reason, a direction-dependent contrast difference caused by the polarization difference is generated, and it is difficult to obtain a highly accurate optical image, which is not preferable.

また、第1の偏向反射部材FM1の反射面を覆う第1の反射膜と第2の偏向反射部材FM2の反射面を覆う第2の反射膜は、同一構成であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the 1st reflective film which covers the reflective surface of 1st deflection | deviation reflective member FM1 and the 2nd reflective film which covers the reflective surface of 2nd deflection | deviation reflective member FM2 are the same structures.

多層膜の種類や膜厚などについて、第1の反射膜と第2の反射膜を同一構成にすれば、簡易に複数の反射膜を形成することができる。すなわち、設計難易度の低い反射膜を用いて、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差による影響が小さい反射屈折投影光学系を実現することができる。したがって、位相差(偏光差)に起因する方向依存のコントラスト差を低減し、高精度の光学像を得ることができる。   If the first reflection film and the second reflection film have the same configuration with respect to the type and thickness of the multilayer film, a plurality of reflection films can be easily formed. That is, it is possible to realize a catadioptric projection optical system in which the influence of the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in the transmitted light is small by using a reflective film with low design difficulty. Therefore, the direction-dependent contrast difference caused by the phase difference (polarization difference) can be reduced, and a highly accurate optical image can be obtained.

また、第1の偏向反射部材FM1の反射面を覆う第1の反射膜と第2の偏向反射部材FM2の反射面を覆う第2の反射膜のそれぞれは、層数が8層以下の多層膜であることが好ましい。各反射膜の層数が6層以下の多層膜であれば、さらに好ましい。     Each of the first reflective film that covers the reflective surface of the first deflective reflective member FM1 and the second reflective film that covers the reflective surface of the second deflective reflective member FM2 is a multilayer film having eight or fewer layers. It is preferable that It is more preferable if the number of layers of each reflective film is six or less.

上記構成によれば、各層に対する誤差許容値が比較的大きい反射膜で、本実施例の反射屈折投影光学系を実現することができる。すなわち、製造難易度の低い反射膜を用いて、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差による影響が小さい反射屈折投影光学系を実現できる。したがって、偏光差に起因する方向依存のコントラスト差を低減し、高精度の光学像を得ることができる。     According to the above configuration, the catadioptric projection optical system of this embodiment can be realized with a reflective film having a relatively large error tolerance for each layer. That is, it is possible to realize a catadioptric projection optical system in which the influence of the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in the transmitted light is small by using a reflective film with low manufacturing difficulty. Therefore, the direction-dependent contrast difference due to the polarization difference can be reduced, and a highly accurate optical image can be obtained.

また、光学系の高NA化に伴い、第1の偏向反射部材FM1および第2の偏向反射部材FM2へ入射する光線角度の範囲が広くなる。このため、第1の反射膜および第2の反射膜を設計する際に、S偏光とP偏光との位相差を制御することが困難になる。したがって、本実施例の反射屈折投影光学系によれば、0.8以上の非常に高いNAを有する場合に特に効果的である。さらに、本実施例の反射屈折投影光学系は、短波長の光、好ましくは、200nm以下の波長を有する光を露光光として用いる露光装置に好適である。   Further, as the NA of the optical system increases, the range of the angle of light incident on the first deflecting / reflecting member FM1 and the second deflecting / reflecting member FM2 becomes wider. This makes it difficult to control the phase difference between S-polarized light and P-polarized light when designing the first reflective film and the second reflective film. Therefore, the catadioptric projection optical system of the present embodiment is particularly effective when it has a very high NA of 0.8 or more. Further, the catadioptric projection optical system of the present embodiment is suitable for an exposure apparatus that uses short-wavelength light, preferably light having a wavelength of 200 nm or less as exposure light.

図3(a)は、本実施例の反射屈折投影光学系において、偏向反射部材に入射する光線と主光線との角度差θと瞳座標との関係を示したものである。ここで角度差θは、光軸と反射面の法線とを含む断面において、偏向反射部材へ入射する光線と主光線との間の角度差である。図3(a)において、角度差θは、反射屈折投影光学系100、反射屈折投影光学系200、及び、反射屈折投影光学系300のそれぞれについて示されている。また、各反射屈折投影光学系について、第1の偏向反射部材FM1へ入射する光線と主光線の角度差(|φ1|−|ψ1|)と、第2の偏向反射部材FM2へ入射する光線と主光線の角度差(|φ2|−|ψ2|)を示している。図3(a)に示されるように、本実施例における角度差θは、主光線を中心として実質的に対称となっている。     FIG. 3A shows the relationship between the angle difference θ between the light ray incident on the deflecting reflection member and the principal ray and the pupil coordinates in the catadioptric projection optical system of the present embodiment. Here, the angle difference θ is an angle difference between the light ray incident on the deflecting reflection member and the principal ray in a cross section including the optical axis and the normal line of the reflection surface. In FIG. 3A, the angle difference θ is shown for each of the catadioptric projection optical system 100, the catadioptric projection optical system 200, and the catadioptric projection optical system 300. For each catadioptric projection optical system, the angle difference (| φ1 | − | ψ1 |) between the light beam incident on the first deflecting / reflecting member FM1 and the light beam incident on the second deflecting / reflecting member FM2 The angle difference (| φ2 | − | ψ2 |) of chief rays is shown. As shown in FIG. 3A, the angle difference θ in the present embodiment is substantially symmetrical about the principal ray.

図3(b)は、第1の偏向反射部材FM1と第2の偏向反射部材FM2における角度差θの比(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)と瞳座標との関係を示したものである。図3(b)に示されるように、本実施例における反射屈折投影光学系の角度差の比は、数式(1)による条件式を満たしている。     FIG. 3B shows the ratio (| φ1 | − | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) of the angle difference θ between the first deflecting / reflecting member FM1 and the second deflecting / reflecting member FM2 and pupil coordinates. It shows the relationship. As shown in FIG. 3B, the ratio of the angle difference of the catadioptric projection optical system in the present embodiment satisfies the conditional expression of Expression (1).

また、各偏向反射部材に入射する光線と主光線の角度差θに対する、各偏向反射部材の反射面を覆う反射膜400の一例を表1に示す。反射膜400は、第1の偏向反射部材FM1における第1の反射膜および第2の偏向反射部材FM2における第2の反射膜のそれぞれに採用することができる。     Table 1 shows an example of the reflection film 400 that covers the reflection surface of each deflection reflection member with respect to the angle difference θ between the light ray incident on each deflection reflection member and the principal ray. The reflection film 400 can be employed for each of the first reflection film in the first deflection reflection member FM1 and the second reflection film in the second deflection reflection member FM2.

表1において、面番号は、基板面(第1面)から反射面の最上層(第6面)への面の順序を表している。また、材質は各反射膜層の材質名を、dは面間隔すなわち各層の膜厚(nm)を、λは光源の波長(nm)を、Nは光源の波長における各材質の屈折率をそれぞれ表している。表1に示されるように、反射膜400は、Al、Al、LaF、AlF、LaF、MgFが順に積層した6層の多層膜である。反射膜400は、第1の偏向反射部材FM1における第1の反射膜および第2の偏向反射部材FM2における第2の反射膜のそれぞれに用いることができる。 In Table 1, the surface number represents the order of the surfaces from the substrate surface (first surface) to the uppermost layer (sixth surface) of the reflecting surface. Further, the material is the name of each reflective film layer, d is the surface spacing, that is, the film thickness (nm) of each layer, λ is the wavelength of the light source (nm), and N is the refractive index of each material at the wavelength of the light source. Represents. As shown in Table 1, the reflective film 400 is a six-layer multilayer film in which Al, Al 2 O 3 , LaF 3 , AlF 3 , LaF 3 , and MgF 2 are sequentially stacked. The reflection film 400 can be used for each of the first reflection film in the first deflection reflection member FM1 and the second reflection film in the second deflection reflection member FM2.

図4は、反射膜400を用いたときのS偏光とP偏光の位相差特性f(θ)及びf(θ)+f(−θ)を示したものである。図4に示されるように、本実施例の反射膜400によれば、|f(θ)+f(−θ)|の値は3より小さい範囲に収まっており、位相差特性f(θ)は数式(2)による条件式を満たしている。     FIG. 4 shows the phase difference characteristics f (θ) and f (θ) + f (−θ) of S-polarized light and P-polarized light when the reflective film 400 is used. As shown in FIG. 4, according to the reflective film 400 of this example, the value of | f (θ) + f (−θ) | is within a range smaller than 3, and the phase difference characteristic f (θ) is The conditional expression according to Expression (2) is satisfied.

図7は、反射屈折投影光学系100、反射屈折投影光学系200、及び、反射屈折投影光学系300のそれぞれついて、FM1とFM2の各反射面に対して反射膜400を適用したときのS偏光とP偏光との位相差を示している。従来技術より少ない層数の簡易な膜構成でありながら、S偏光とP偏光との位相差は、全ての瞳座標の光線について、良好におさえられている。     FIG. 7 shows the S-polarized light when the reflective film 400 is applied to each of the reflective surfaces FM1 and FM2 for the catadioptric projection optical system 100, the catadioptric projection optical system 200, and the catadioptric projection optical system 300, respectively. And the phase difference between the P-polarized light. The phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light is satisfactorily suppressed with respect to the light rays of all pupil coordinates, though the film structure is simpler than the prior art.

以上のとおり、本実施例によれば、少なくとも2つの偏向反射部材を含む光学系において、簡易な反射膜構成で、透過光におけるS偏光とP偏光との位相差が実質的に悪影響しない投影光学系を提供することができる。特に、パターン方向に依存したコントラスト差が実質的に存在しない光学像を実現する反射屈折投影光学系を提供することができる。     As described above, according to the present embodiment, in an optical system including at least two deflecting and reflecting members, the projection optical in which the phase difference between the S-polarized light and the P-polarized light in the transmitted light is not substantially adversely affected with a simple reflecting film configuration. A system can be provided. In particular, it is possible to provide a catadioptric projection optical system that realizes an optical image substantially free of a contrast difference depending on the pattern direction.

以下、図8を参照して、本発明の反射屈折投影光学系100を適用した露光装置201について説明する。図8は、本発明の一側面としての露光装置201の構成を示す概略断面図である。   Hereinafter, an exposure apparatus 201 to which the catadioptric projection optical system 100 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of an exposure apparatus 201 as one aspect of the present invention.

露光装置201は、反射屈折投影光学系100のウエハ240側にある最終レンズ面とウエハ240との間の少なくとも一部に供給される液体WTを介して、レチクル(マスク)220に形成された回路パターンをウエハ240に露光する液浸露光装置である。露光の方式としては、ステップ・アンド・スキャン方式が用いられる。   The exposure apparatus 201 is a circuit formed on a reticle (mask) 220 via a liquid WT supplied to at least a part between the final lens surface on the wafer 240 side of the catadioptric projection optical system 100 and the wafer 240. This is an immersion exposure apparatus that exposes a pattern onto a wafer 240. A step-and-scan method is used as the exposure method.

露光装置201は、図8に示すように、照明装置210と、レチクル220を載置するレチクルステージ230と、反射屈折投影光学系100と、ウエハ240を載置するウエハステージ250と、液体給排機構260と、図示しない制御部とを有する。図示しない制御部は、照明装置210、レチクルステージ230、ウエハステージ250、液体給排機構260を制御可能に接続されている。   As shown in FIG. 8, the exposure apparatus 201 includes an illumination apparatus 210, a reticle stage 230 on which the reticle 220 is placed, a catadioptric projection optical system 100, a wafer stage 250 on which the wafer 240 is placed, a liquid supply / discharge A mechanism 260 and a control unit (not shown) are included. A control unit (not shown) is connected to control the illumination device 210, reticle stage 230, wafer stage 250, and liquid supply / discharge mechanism 260.

照明装置210は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル220を照明し、光源部212と、照明光学系214とを有する。   The illumination device 210 illuminates the reticle 220 on which a transfer circuit pattern is formed, and includes a light source unit 212 and an illumination optical system 214.

光源部212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。ただし、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157nmのF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。 For the light source unit 212, for example, an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser having a wavelength of about 248 nm, or the like can be used as the light source. However, the type of the light source is not limited to the excimer laser. For example, an F 2 laser having a wavelength of about 157 nm may be used, and the number of the light sources is not limited.

照明光学系214は、レチクル220を照明する光学系である。   The illumination optical system 214 is an optical system that illuminates the reticle 220.

レチクル220は、原版であり、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ230に支持及び駆動されている。レチクル220から発せられた回折光は、反射屈折投影光学系100を介し、ウエハ240上に投影される。レチクル220とウエハ240とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置201は、ステップ・アンド・スキャン方式であるため、レチクル220とウエハ240を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル220のパターンをウエハ240上に転写する。   The reticle 220 is an original, on which a circuit pattern to be transferred is formed, and is supported and driven by a reticle stage 230. Diffracted light emitted from the reticle 220 is projected onto the wafer 240 via the catadioptric projection optical system 100. The reticle 220 and the wafer 240 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 201 is a step-and-scan method, the pattern of the reticle 220 is transferred onto the wafer 240 by scanning the reticle 220 and the wafer 240 at a reduction ratio.

レチクルステージ230は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル220を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、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ステージ230を駆動することでレチクル220を移動することができる。露光装置201は、レチクル220とウエハ240を図示しない制御部によって同期した状態で走査する。ここで、レチクル220又はウエハ240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220又はウエハ240の面に垂直な方向をZ軸とする。   The reticle stage 230 supports the reticle 220 via a reticle chuck (not shown) and is connected to a moving mechanism (not shown). A moving mechanism (not shown) is configured by a linear motor or the like, and can move the reticle 220 by driving the reticle stage 230 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation direction of each axis. The exposure apparatus 201 scans the reticle 220 and the wafer 240 in a synchronized state by a control unit (not shown). Here, in the plane of reticle 220 or wafer 240, the scanning direction is the Y axis, the direction perpendicular thereto is the X axis, and the direction perpendicular to the surface of reticle 220 or wafer 240 is the Z axis.

反射屈折投影光学系100は、レチクル220面上のパターンを像面上に縮小投影する反射屈折投影光学系である。反射屈折投影光学系100は、上述した通りのいかなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は省略する。   The catadioptric projection optical system 100 is a catadioptric projection optical system that projects a pattern on the reticle 220 in a reduced scale onto an image plane. The catadioptric projection optical system 100 can be applied in any form as described above, and a detailed description thereof is omitted here.

本実施形態では、基板としてウエハ240を使用しているが、液晶基板またはガラスプレートを使用することもできる。ウエハ240には、感光材としてのフォトレジストが塗布されている。   In this embodiment, the wafer 240 is used as the substrate, but a liquid crystal substrate or a glass plate can also be used. The wafer 240 is coated with a photoresist as a photosensitive material.

ウエハステージ250は、図示しないウエハチャックによってウエハ240を支持する。ウエハステージ250は、レチクルステージ230と同様に、リニアモーターを利用して、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にウエハ240を移動する。   The wafer stage 250 supports the wafer 240 by a wafer chuck (not shown). Similar to reticle stage 230, wafer stage 250 uses a linear motor to move wafer 240 in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, and the rotation direction of each axis.

液体給排機構260は、給排ノズル262を介して、反射屈折投影光学系100とウエハ240との間に液体WTを供給する。詳細には、反射屈折投影光学系100の最もウエハ240側の最終レンズ面とウエハ240との間に液体WTを供給すると共に、供給した液体WTを回収する。即ち、反射屈折投影光学系100とウエハ240の表面で形成される間隙は、液体給排機構260から供給される液体WTで満たされている。液体WTは、本実施形態では、純水である。ただし、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、反射屈折投影光学系100やウエハ240に塗布されているフォトレジストに対して化学的安定性の高い液体を使用することができる。   The liquid supply / discharge mechanism 260 supplies the liquid WT between the catadioptric projection optical system 100 and the wafer 240 via the supply / discharge nozzle 262. Specifically, the liquid WT is supplied between the wafer 240 and the final lens surface closest to the wafer 240 of the catadioptric projection optical system 100, and the supplied liquid WT is recovered. In other words, the gap formed between the catadioptric projection optical system 100 and the surface of the wafer 240 is filled with the liquid WT supplied from the liquid supply / discharge mechanism 260. The liquid WT is pure water in this embodiment. However, it is not particularly limited to pure water, and has a high transmission characteristic and a high refractive index characteristic with respect to the wavelength of exposure light, and is applied to the catadioptric projection optical system 100 and the photoresist applied to the wafer 240. Liquids with high chemical stability can be used.

図示しない制御部は、CPU、メモリを有し、露光装置201の動作を制御する。制御部は、照明装置210、レチクルステージ230(即ち、レチクルステージ230の図示しない移動機構)、ウエハステージ250(即ち、ウエハステージの図示しない移動機構)、液体給排機構260と電気的に接続されている。制御部は、例えば、露光時のウエハステージ250の駆動方向等の条件に基づいて、液体WTの供給と回収、或いは、停止の切り替え及び液体WTの給排量を制御する機能も有する。   A control unit (not shown) has a CPU and a memory, and controls the operation of the exposure apparatus 201. The control unit is electrically connected to illumination device 210, reticle stage 230 (that is, a moving mechanism (not shown) of reticle stage 230), wafer stage 250 (that is, a moving mechanism (not shown) of the wafer stage), and liquid supply / discharge mechanism 260. ing. The control unit also has a function of controlling the supply and recovery of the liquid WT or the switching of the stop and the supply / discharge amount of the liquid WT based on conditions such as the driving direction of the wafer stage 250 at the time of exposure.

露光において、光源部212から発せられた光束は、照明光学系214によりレチクル220を照明する。レチクル220を通過してレチクルパターンを反映する光は、反射屈折投影光学系100により、液体WTを介してウエハ240に結像される。露光装置201が用いる反射屈折投影光学系100は、優れた結像性能を有し、高いスループットで経済性よくデバイス(半導体デバイス、液晶デバイスなど)を提供することができる。   In the exposure, the light beam emitted from the light source unit 212 illuminates the reticle 220 by the illumination optical system 214. Light that passes through the reticle 220 and reflects the reticle pattern is imaged on the wafer 240 by the catadioptric projection optical system 100 via the liquid WT. The catadioptric projection optical system 100 used by the exposure apparatus 201 has excellent imaging performance, and can provide a device (semiconductor device, liquid crystal device, etc.) with high throughput and good economic efficiency.

次に、図9及び図10を参照して、露光装置201を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図9は、デバイス(半導体デバイス、液晶デバイスなど)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。   Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 201 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (eg, semiconductor devices and liquid crystal devices). Here, an example of manufacturing a semiconductor device will be described. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (reticle fabrication), a reticle on which the designed circuit pattern is formed is fabricated. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the reticle and wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図10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201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201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。   FIG. 10 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 201 to expose a reticle circuit pattern onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to this device manufacturing method, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 201 and the resultant device also constitute one aspect of the present invention.

以上、本発明の実施例について詳細に説明した。ただし、本発明は上記実施例にて説明された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更が可能である。     The embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the matters described in the above embodiments, and can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.

(a)反射屈折投影光学系の概要図である。(b)反射屈折投影光学系について、物体面上における露光有効領域と光軸との位置関係を示す図である。(A) It is a schematic diagram of a catadioptric projection optical system. (B) It is a figure which shows the positional relationship of the exposure effective area | region on an object surface, and an optical axis about a catadioptric projection optical system. 本実施例の反射屈折投影光学系における偏向反射部材と光線の入射角度の関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the deflection | reflecting reflection member and the incident angle of a light ray in the catadioptric projection optical system of a present Example. (a)本実施例の偏向反射部材に入射する光線と主光線との角度差θと瞳座標との関係を示した図である。(b)本実施例の第1の偏向反射部材FM1と第2の偏向反射部材FM2における角度差θの比と瞳座標との関係を示した図である。(A) It is the figure which showed the relationship between the angle difference (theta) of the light ray which injects into the deflecting reflection member of a present Example, and a chief ray, and a pupil coordinate. (B) It is the figure which showed the relationship between the ratio of angle difference (theta) in the 1st deflection | deviation reflection member FM1 and the 2nd deflection | deviation reflection member FM2 of a present Example, and a pupil coordinate. 本実施例の反射膜を用いたときのS偏光とP偏光の位相差特性f(θ)及びf(θ)+f(−θ)を示した図である。It is the figure which showed the phase difference characteristic f ((theta)) and f ((theta)) + f (-(theta)) of S polarization when using the reflective film of a present Example. 他の反射屈折投影光学系の概要図である。It is a schematic diagram of another catadioptric projection optical system. 他の反射屈折投影光学系の概要図である。It is a schematic diagram of another catadioptric projection optical system. 本実施例の反射屈折投影光学系について、透過光のS偏光とP偏光との位相差を示す概略図である。It is the schematic which shows the phase difference of S polarized light and P polarized light of transmitted light about the catadioptric projection optical system of a present Example. 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。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the exposure apparatus as one side surface of this invention. 本発明の実施例におけるデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the device manufacturing method in the Example of this invention. 本発明の実施例におけるウエハプロセスを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the wafer process in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100…反射屈折投影光学系
101…第1の物体面
102…第2の物体面
200…露光装置
Gr1…第1結像光学系
Gr2…第2結像光学系
Gr3…第3結像光学系
IMG1…第1中間像
IMG2…第2中間像
FM1…第1の偏向反射部材
FM2…第2の偏向反射部材
AX1、AX2、AX3…光軸
ER…露光有効領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Catadioptric projection optical system 101 ... 1st object surface 102 ... 2nd object surface 200 ... Exposure apparatus Gr1 ... 1st imaging optical system Gr2 ... 2nd imaging optical system Gr3 ... 3rd imaging optical system IMG1 ... first intermediate image IMG2 ... second intermediate image FM1 ... first deflection reflection member FM2 ... second deflection reflection member AX1, AX2, AX3 ... optical axis ER ... exposure effective region

Claims (8)

少なくとも2つの偏向反射部材を含む反射屈折投影光学系であって、
第1の反射膜を備えた第1の偏向反射部材と、
第2の反射膜を備えた第2の偏向反射部材と、を有し、
前記第1の偏向反射部材に入射する光線のうち主光線との角度差が最も大きい所定の光線の角度φ1および前記第2の偏向反射部材に入射する該所定の光線の角度φ2との関係は、該第1の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ1および該第2の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ2に対して、
−1.1≦(|φ1|−|ψ1|)/(|φ2|−|ψ2|)≦−0.8
を満たし、
前記第1の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ1と該第1の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ1との角度差θ1に対して、該第1の偏向反射部材の前記第1の反射膜におけるS偏光とP偏光との位相差特性f(θ1)は、
|f(θ1)+f(−θ1)|<3°
を満たし、
前記第2の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ2と該第2の偏向反射部材に入射する前記主光線の角度ψ2との角度差θ2に対して、該第2の偏向反射部材の前記第2の反射膜におけるS偏光とP偏光との位相差特性f(θ2)は、
|f(θ2)+f(−θ2)|<3°
を満たすことを特徴とする反射屈折投影光学系。
A catadioptric projection optical system comprising at least two deflecting reflecting members,
A first deflecting and reflecting member provided with a first reflecting film;
A second deflecting reflecting member provided with a second reflecting film,
The relationship between the angle φ1 of the predetermined light ray having the largest angle difference from the principal ray among the light rays incident on the first deflection reflection member and the angle φ2 of the predetermined light ray incident on the second deflection reflection member is , With respect to an angle ψ1 of the chief ray incident on the first deflecting / reflecting member and an angle ψ2 of the chief ray incident on the second deflecting / reflecting member,
−1.1 ≦ (| φ1 | − | ψ1 |) / (| φ2 | − | ψ2 |) ≦ −0.8
The filling,
The first deflecting / reflecting member with respect to an angle difference θ1 between an angle φ1 of the predetermined ray incident on the first deflecting / reflecting member and an angle ψ1 of the principal ray incident on the first deflecting / reflecting member. The phase difference characteristic f (θ1) between S-polarized light and P-polarized light in the first reflective film of
| F (θ1) + f (−θ1) | <3 °
The filling,
The second deflecting / reflecting member with respect to an angle difference θ2 between an angle φ2 of the predetermined ray incident on the second deflecting / reflecting member and an angle ψ2 of the principal ray incident on the second deflecting / reflecting member The phase difference characteristic f (θ2) between S-polarized light and P-polarized light in the second reflective film of
| F (θ2) + f (−θ2) | <3 °
A catadioptric projection optical system characterized by satisfying
前記第1の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ1と前記第2の偏向反射部材に入射する前記所定の光線の角度φ2は、
85°≦|φ1|+|φ2|≦95°
を満たすことを特徴とする請求項1記載の反射屈折投影光学系。
An angle φ1 of the predetermined light beam incident on the first deflection reflection member and an angle φ2 of the predetermined light beam incident on the second deflection reflection member are:
85 ° ≦ | φ1 | + | φ2 | ≦ 95 °
The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein:
前記第1の偏向反射部材へ入射する前記所定の光線の角度φ1と前記第2の偏向反射部材へ入射する前記所定の光線の角度φ2がいずれも45度±5度のとき、前記位相差特性f(θ1)及びf(θ2)は0になることを特徴とする請求項1記載の反射屈折投影光学系。     When the angle φ1 of the predetermined light incident on the first deflecting / reflecting member and the angle φ2 of the predetermined light incident on the second deflecting / reflecting member are both 45 ° ± 5 °, the phase difference characteristic 2. The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein f (θ1) and f (θ2) are zero. 前記第1の反射膜と前記第2の反射膜は、同一構成であることを特徴とする請求項1記載の反射屈折投影光学系。   2. The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the first reflective film and the second reflective film have the same configuration. 前記第1の反射膜と前記第2の反射膜のそれぞれは、層数が8層以下の多層膜であることを特徴とする請求項1記載の反射屈折投影光学系。   2. The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein each of the first reflective film and the second reflective film is a multilayer film having eight or less layers. 前記第1の反射膜および前記第2の反射膜のそれぞれは、Al、Al、LaF、AlF、LaF、MgFが順に積層した6層の多層膜であることを特徴とする請求項5記載の反射屈折投影光学系。 Each of the first reflection film and the second reflection film is a six-layer multilayer film in which Al, Al 2 O 3 , LaF 3 , AlF 3 , LaF 3 , and MgF 2 are sequentially stacked. The catadioptric projection optical system according to claim 5. 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、
前記原版のパターンを基板に投影する請求項1乃至6のいずれか一に記載の反射屈折投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。
An illumination optical system that illuminates the pattern of the original with light from the light source;
An exposure apparatus comprising: the catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the pattern of the original plate is projected onto a substrate.
請求項7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。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 7;
And developing the exposed substrate. A device manufacturing method comprising:
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