200305786 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式筒單說明） [發明所屬之技術領域] 本發明是有關於一種投影光學系統、曝光裝置及曝 光方法，尤其是有關於一種高解析像的反射折射型的投影 光學系統，適用於在利用微影製程製造半導體元件和液晶 顯示元件等時使用的投影曝光裝置。 [先前技術] 在用於製造半導體元件等的微影工程中，使用一種將光 罩或光柵（以下統稱“光柵”）上的圖案之成像，通過投 影光學系統，曝光於塗佈有光阻等的晶圓（或玻璃片）上 之投影曝光裝置。而隨著半導體元件等的積集度的提高， 要求投影曝光裝置的投影光學系統所具有的解析力（解析 度）也日益提高。結果，爲了滿足對投影光學系統的解析 力之要求’需要在縮短照明光（曝光光）之波長的同時增 大投影光學系統的數値孔徑（να)。 例如’當使用波長爲180nm以下的曝光光時，達成01 以下之局解析像是可能的。但是，一旦照明光的波長變短， 光的吸收就變得顯著，能夠用於實用的玻璃材料的種類就 受到了限制。尤其是當照明光的波長變爲180nm以下時， 可用於實用的玻璃材料就只限於硝材或螢石。結果，在折 射型的投影光學系統中，色像差的補正變得不可能。在此， 所謂折射型的光學系統，並不是含帶功率的反射鏡（凹面 反射鏡或凸面反射鏡），而是只包含如透鏡成分的透射光 學構件之光學系統。 11032pif.doc/008 6 200305786 如上述，在由單一玻璃材料構成的折射型投影光學系統 中，容許色像差有限制，鐳射光源必須爲極窄帶化。此時， 鐳射光源的成本增大及輸出的低下是不可避免的。而且在 折射光學系統中，由於決定像面彎曲量的珀茲伐和（Petzval Summation)接近於0，需要配置多個正透鏡及負透鏡。 與此相對，凹面反射鏡作爲聚光之光學元件與正透鏡相對 應，但在不產生色像差，以及珀茲伐和取負値（順便說一 下，正透鏡取正値）這兩點上，與正透鏡不同。 在凹面反射鏡和透鏡組合構成之所謂的反射折射光學系 統中，於光學設計上最大限度的活用凹面反射鏡的上述特 徵，儘管是單純的構成，色像差的良好補正和以像面彎曲 爲代表的各像差的良好補正仍是可能的。有鑒於此，本發 明人在例如國際公開W001/65296號公報中，提出了作爲 適用於投影曝光裝置之高解析像的投影光學系統的，由折 射型的第1成像光學系統、反射折射型的第2成像光學系 統和折射型的第3成像光學系統構成之3次成像型的反射 折射光學系統。 但是，在國際公開W001/65285號公報中說明之先前的 投影光學系統中，位於構成其突起部之反射折射型第2成 像光學系統中的凹面反射鏡的有效徑比較大，所以面對振 動時機械安定性容易損壞。而且，鄰接凹面反射鏡配置的 透鏡的有效徑也變得比較大，所以利用螢石形成該透鏡 時，具有所定特性之材料的取得及其加工就不太容易。 而且，在先前的投影光學系統中，物體面和像面的距離 11032pif.doc/008 7 200305786 (幾何學的距離）比較大，所以面對振動時的機械安定性 容易損壞。而當裝配於曝光裝置中時，光柵和晶圓的距離 變得比較大，因此操作性容易損壞，容易受到無塵室的高 度限制。還有，當裝配於利用例如200nm以下的曝光光之 曝光裝置中時，比較長的投影光路會變得充滿不活性氣 體，對不活性氣體的淸除是不利的。 另外，在先前的投影光學系統中，從構成其突起部之反 射折射型第2成像光學系統中的凹面反射鏡，到基準光軸 (第1成像光學系統及第3成像的光軸）的距離比較大。 結果，面對振動時機械安定性容易損壞，在第2成像光學 系統的組裝之時容易發生製造誤差。且當裝配於利用例如 200nm以下的曝光光之曝光裝置中時，比較長的投影光路 會變得充滿不活性氣體，對不活性氣體的淸除是不利的。 本發明就是鑒於上述課題形成的，一種具有比較大的像 側數値孔徑及投影視野的3次成像型反射折射光學系統， 其目的是提供一種具有如下構成之投影光學系統：凹面反 射鏡的有效徑較小，面對振動時的機械安定性良好，鄰接 凹面反射鏡配置的螢石製造容易。 而且，是一種具有比較大的像側數値孔徑及投影視野的 3次成像型反射折射光學系統，其目的是提供一種具有如 下構成之投影光學系統：物體面與像面的距離較小，面對 振動時的機械安定性良好，裝配於曝光裝置時操作性良好 且對不活性氣體的淸除有利。 另外，是一種3次成像型的反射折射光學系統，其目的 11032pif.doc/008 8 200305786 是提供一種具有如下構成之投影光學系統：從有比較大的 像側數値孔徑及投β視Sr的凹面反射鏡到基準光軸的距離 比較小，面對振動時的機械安定性良好且不易發生組裝誤 差’裝配於曝光裝置時操作性良好且對不活性氣體的淸除 有利。 還有一個目的就是利用具有比較大的像側數値孔徑及投 影視野、且面對振動時機械安定性等優良之本發明的投影 光學系統，提供一種可進行高解析像高精度之投影曝光的 曝光裝置及曝光方法。 [發明內容] 爲了解決上述課題，本發明提供一種投影光學系統，屬 於第1面的圖像形成於第2面上之投影光學系統，包括該 1面的第1中間圖像形成用的第1成像光學系統、至少有 1個凹面反射鏡，基於來自該第1中間圖像的光束形成第 2中間圖像用的第2成像光學系統、基於來自該第2中間 圖像的光束，在該第2面上形成最終圖像用的第3成像光 學系統，其特徵在於：當該凹面反射鏡的有效直徑爲Ec ’ 該第2面上的投影視野之有效直徑爲Ic ’該投影光學系統 的像側數値孔徑爲Na時，滿足Ec/(Nax Ic)<10之條件。 本發明更提供一種投影光學系統，屬於第1面的圖像形 成於第2面上之投影光學系統，包括該1面的第1中間圖 像形成用的第1成像光學系統、至少有1個凹面反射鏡’ 基於來自該第1中間圖像的光束形成第2中間圖像用的第 2成像光學系統、基於來自該第2中間圖像的光束’在該 11032pif.doc/008 9 200305786 第2面上形成最終圖像用的第3成像光學系統，其特徵在 於：當該第1面與該第2面的距離爲L，該第2面上的投 影視野之有效直徑爲Ic，該投影光學系統的像側數値孔徑 爲Na時，滿足L/(Nax Ic)<63之條件。 在上述投影光學系統中，該第1成像光學系統的光軸和 該第3成像光學系統的光軸被設定爲基本一致，另外還包 括配置於該第1成像光學系統和該第2成像光學系統之間 的光路中的第1偏向鏡、配置於該第2成像光學系統和該 第3成像光學系統之間的光路中的第2偏向鏡。 本發明亦提供一種投影光學系統’屬於第1面的圖像形 成於第2面上之投影光學系統，包括該1面的第1中間圖 像形成用的第1成像光學系統、至少有1個凹面反射鏡， 基於來自該第1中間圖像的光束形成第2中間圖像用的第 2成像光學系統、基於來自該第2中間圖像的光束’在該 第2面上形成最終圖像用的第3成像光學系統、配置於該 第1成像光學系統和該第2成像光學系統之間的光路中的 第1偏向鏡、配置於該第2成像光學系統和該第3成像光 學系統之間的光路中的第2偏向鏡’其特徵在於：該第1 成像光學系統的光軸和該第3成像光學系統的光軸被設定 爲基本一致，當該凹面反射鏡的反射面中心和該第1成像 光學系統的光軸之間的距離爲H，該第2面上的投影視野 之有效直徑爲Ic，該投影光學系統的像側數値孔徑爲Na 時，滿足H/(Nax Ic)<15.5之條件。 且本發明的投影光學系統，是一種使第1面和第2面在 11032pif.doc/008 10 200305786 光學上共軛之投影光學系統’包括配置於該第1面和該第 2面之間光路中的第1成像光學系統、配置於該第1成像 光學系統和該第2面之間光路中，至少有1個凹面反射鏡 的第2成像光學系統、配置於該第2成像光學系統和該第 2面之間光路中的第3成像光學系統，在s亥弟1成像光學 系統和該第2成像光學系統之間的光路中’形成有與該1 面之光學上的共輕面的同時’在該第2成像光學系統和該 第3成像光學系統之間的光路中’形成有與該1面之光學 上的共軛面；當該凹面反射鏡的有效直徑爲Ec，該第2面 上的視野或投影視野之有效直徑爲Ic’該投影光學系統的 該第2面側之數値孔徑爲Na時，滿足Ec/(Nax Ic)<10。 本發明的投影光學系統，是一種使第1面和第2面在光 學上共軛之投影光學系統，包括配置於該第1面和該第2 面之間光路中的第1成像光學系統、配置於該第1成像光 學系統和該第2面之間光路中，至少有1個凹面反射鏡的 第2成像光學系統、配置於該第2成像先學系統和該桌2 面之間光路中的第3成像光學系統；在該第1成像光學系 統和該第2成像光學系統之間的光路中’形成有與該1面 之光學上的共軛面的同時，在該第2成像光學系統和該第 3成像光學系統之間的光路中，形成有與該1面之光學上 的共軛面；當該第1面與該第2面的距離爲L，該第2面 上的視野或投影視野之有效直徑爲Ic ’該投影光學系統的 該第2面側之數値孔徑爲Na時，滿足L/(Nax Ic)<63。 本發明的投影光學系統，是一種使第1面和第2面在光 11032pif.doc/008 11 200305786 學上共軛之投影光學系統，包括配置於該第1面和該第2 面之間光路中的第1成像光學系統、配置於該第1成像光 學系統和該第2面之間的光路中，至少有1個凹面反射鏡 的第2成像光學系統、配置於該第2成像光學系統和該第 2面之間光路中的第3成像光學系統、配置於該第1成像 光學系統和該第2成像光學系統之間光路中的第1偏向 鏡、配置於該第2成像光學系統和該第3成像光學系統之 間光路中的第2偏向鏡；在該第1成像光學系統和該第2 成像光學系統之間的光路中，形成有與該1面之光學上的 共軛面的同時，在該第2成像光學系統和該第3成像光學 系統之間的光路中，形成有與該1面之光學上的共軛面； 該第1成像光學系統的光軸和該第3成像光學系統的光軸 被設定爲基本一致，當該凹面反射鏡的反射面中心和該第 1成像光學系統的光軸之間的距離爲Η，該第2面上的投 影視野之有效直徑爲Ic，該投影光學系統的像側數値孔徑 爲 Na 時，滿足 H/(Nax Ic)<15.5。 而且，在有關上述的投影光學系統中，該投影光學系統 的第2面側之數値孔徑比第1面側之數値孔徑設定的更大 爲較佳。此時，該投影光學系統的該第1面之縮小圖像形 成於該第2面上爲較佳。 在上述的投影光學系統中，該投影光學系統至少有6個 非球面形狀的光學面。且該第1成像光學系統、該第2成 像光學系統及該第3成像光學系統’每個都至少有1個非 球面形狀的光學面。 12 11032pif.doc/008 200305786 本發明更提供一種曝光裝置，其特徵在於：包括設定於 該第1面上的光罩之照明用的照明系統、將該光罩上形成 圖案之圖像’形成於在該2面上設定之感光性基板上所用 的如第1發明〜第6發明的投影光學系統。此時，位於該 感光性基板上的實效曝光區域，是有離開該第3成像光學 系統的光軸只有一定距離之中心的矩形區域爲較佳。 本發明更提供一種曝光方法，其特徵在於：照明該第1 面上設定的光罩，通過如第1發明〜第6發明的投影光學 系統’將該光罩上形成圖案之圖像，投影曝光於該第2面 上設定的感光性基板上。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂’下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： [實施方式] 第1圖是用於說明按照本發明的典型樣態之投影光學系 統的基本構成圖。而且，第1圖中的本發明的投影光學系 統適用於曝光裝置。如第1圖所示，本發明的投影光學系 統包括用於形成作爲配置於第1面的投影原版之光柵R的 圖案的第1中間像之折射型的第1成像光學系統G1。 在第1成像光學系統形成之第1中間像的形成位置附 近’配置有桌1 71[:路曲折鏡Μ1。第1光路曲折鏡Μ1，將 射向第1中間像的光束或來自第1中間像的光束偏轉向第 2成像光學系統G2。第2成像光學系統G2至少有丨個凹 面反射鏡CM ’基於來自第1中間像的光束，將第2中間 11032pif.doc/008 13 200305786 像（是第1中間像的成像，光柵圖案的2次像）形成於第 1中間像的形成位置附近。 在第2成像光學系統形成之第2中間像的形成位置附 近，配置有第2光路曲折鏡m2。第2光路曲折鏡M2，將 射向第2中間像的光束或來自第2中間像的光束偏轉向第 3成像光學系統G3。這裏的第1光路曲折鏡Ml和第2光 路曲折鏡M2，在決定位置時應避免空間上的重覆。第3 成像光學系統G3，基於來自第2中間像的光束，將光柵 R的圖案之成像（是第2中間像的成像，投影光學系統的 最終像），形成於作爲配置於第2面之感光性基板的晶圓 W上。 以下參照本發明的各條件式，對本發明的構成進行更加 詳細的說明。本發明的第1發明，在上述的基本構成中， 滿足下面的條件式（1 )。而且在條件式（1 )中，Ec爲如 圖1中所示之凹面反射鏡CM的有效直徑。另外，Ic爲晶 圓W上（第2面上）之投影視野的有效直徑，Na爲投影 光學系統的像側（第2面側的）數値孔徑。
Ec/(Nax Ic)<10 ( 1 ) 藉由滿足條件式（1)，在3次成像型的投影光學系統中， 可將位於構成其突起部的第2成像光學系統G2之凹面反 射鏡CM的有效直徑Ec抑制在較小的範圍。結果，可實 現具有如下構成之投影光學系統：面對振動時的機械安定 性良好、鄰接凹面反射鏡CM配置的螢石透鏡的製造容易。 而且，藉由將條件式（1)的上限値設定爲9.7 ’其下限値 11032pifdoc/008 14 200305786 設定爲4,可在更加提高面對振動時的機械安定性的同時’ 使鄰接凹面反射鏡CM配置之螢石透鏡的製造更加容易。 在上述的基本構成中，滿足下面的條件式（2)。而且在 條件式（2)中，L爲如圖1中所示的光柵R的圖案面（第 1面：物體面）和晶圓W的曝光面（第2面：像面）之間 的距離。另外，如上所述，Ic爲投影視野的有效直徑’ Na 爲像側數値孔徑。 L/(Nax Ic)<63 ( 2) 藉由滿足條件式（2)，在3次成像型的投影光學系統中’ 可將物體面和像面間的距離L抑制在較小的範圍。結果’ 可實現具有如下構成之投影光學系統：面對振動時的機械 安定性良好、裝配於曝光裝置時操作性良好且對不活性氣 體之淸除有利。而且，藉由將條件式（2)的上限値設定 爲60，其下限値設定爲25，可在更加提高面對振動時的 機械安定性及操作性的同時，對不活性氣體的淸除更加有 利。 在上述的基本構成中，第1成像光學系統G1的光軸AX1 和第3成像光學系統G3的光軸AX3被設定爲基本一致， 滿足下面的條件式（3)。而且在條件式（3)中，Η爲如 圖1中所示之凹面反射鏡CM的反射面中心和第1成像光 學系統G1的光軸AX1之間的距離。另外，如上所述，Ic 爲投影視野的有效直徑，Na爲像側數値孔徑。 H/(Nax Ic)<15.5 ( 3) 藉由滿足條件式（3)，在3次成像型的投影光學系統中， 11032pif.doc/008 15 200305786 可將從位於構成其突起部的第2成像光學系統G2之凹面 反射鏡CM到基準光軸（第丨成像光學系統的光軸Αχι ) 之間的距離Η抑制在較小的範圍。結果，可實現具有如下 構成之投影光學系統：面對振動時的機械安定性良好且不 易產生組裝誤差、裝配於曝光裝置時對不活性氣體之淸除 有利。而且，藉由將條件式（3)的上限値設定爲15.2， 其下限値設定爲6·5，可在更加提高面對振動時的機械安 定性及更加良好的抑制組裝誤差的同時，對不活性氣體的 淸除更加有利。 然而，在本發明中要更加良好的進行像差補正，投影光 學系統至少有6個非球面形狀的光學面爲較佳。而且’要 謀求構成投影光學系統之各成像光學系統的小型化’各成 像光學系統每個至少有1個非球面形狀的光學面爲較佳。 另外，在本發明中’第1成像光學系統G1的光軸AX1 和第3成像光學系統G3的光軸AX3被設定爲基本一致爲 較佳。藉由這種構成，使構成第1成像光學系統G1之所 有的透鏡及構成第3成像光學系統G3之所有的透鏡基本 沿單一光軸配置，進而藉由重力之透鏡的撓曲可設定爲回 轉對稱，利用光學調整可將成像性能的惡化抑制在較小的 範圍。 基於所附圖式說明本發明的實施形態。 第2圖是槪略表示具備關於本發明實施形態的投影光學 系統之曝光裝置構成的圖示。而且在第2圖中’分別設定 z軸與投影光學系統1的基準光軸AX平行，γ軸在基準 11032pif.doc/008 16 200305786 光軸ΑΧ的垂直面內與圖2的紙面平行，X軸與圖2的紙 面垂直。 圖示的曝光裝置，作爲用於供給紫外線區之照明光的光 源100，包括例如F2鐳射光源（振盪中心波長 157.6244nm)。從光源1〇〇射出的光，通過照明光學系統 IL，對形成有所定圖案之光柵R進行均勻照明。而且，光 源100和照明光學系統IL之間的光路用殼體（casing)(不 圖示）進行了密封，從光源100到照明光學系統IL中最 接近光柵一側之光學構件的空間，用曝光光的吸收率低之 氦氣和氮氣等不活性氣體進行置換，或保持基本真空狀 態。 光柵R通過光柵座RH，在光柵載物台RS上與XY平 面保持平行。光柵R上形成有應轉印之圖案，在整個圖案 區中，有沿X方向之長邊且有沿Y方向之短邊的矩形（狹 縫狀）圖案區域被照明。光柵載物台RS藉由省略圖示之 驅動系統的作用，可沿光柵面（即XY平面）做二維移動， 其位置座標採用藉由用光柵移動鏡RM的干涉儀RIF進行 計測且控制位置之構成。 來自光柵R上形成之圖案的光，通過反射折射型的投 影光學系統PL，在感光性基板之晶圓W上形成光柵圖案 的成像。晶圓w通過晶圓台（晶圓座）WT，在晶圓載物 台WS上與XY平面保持平行。而且，爲了在光學上對應 光柵R上的矩形之照明區域，晶圓W上，在帶有沿X方 向的長邊且帶有沿Y方面的短邊之矩形的曝光區域內形成 11032pif.doc/008 17 200305786 有圖案之成像。晶圓載物台ws藉由省略圖示之驅動系統 的作用，可沿晶圓面（即XY平面）做二維移動，其位置 座標採用藉由用晶圓移動鏡WM的干涉儀WIF進行計測 且控制位置之構成。 第3圖是表示形成於晶圓上的矩形曝光區域（即實效曝 光區域）和基準光軸之位置關係的圖示。本實施形態的各 實施例，如第3圖所示，在以基準光軸AX爲中心的半徑 爲B之圓形區域IF內，設定有在從基準光軸AX向-Y方 向只離開軸外量A之位置上具有所希望尺寸之矩形實效曝 光區域ER。這裏的實效曝光區域ER之X方向的長度爲 LX，其Y方向的長度爲LY。 換言之，各實施例都設定有在從基準光軸AX向-Y方 向只離開軸外量A之位置上具有所希望尺寸之矩形實效曝 光區域ER，爲了包括以基準光軸AX爲中心之實效曝光 區域ER，圓形的像圈IF的半徑B要有所規定。因此，雖 然省略了圖示，但與此對應，在光柵R上，會形成具有與 在從基準光軸AX向-Y方向對應離開軸外量A之位置上 的實效曝光區域ER相對應之尺寸及形態的矩形狀照明區 域。 而且，圖示的曝光裝置，採用構成光學系統PL的光學 構件中之最靠近光柵一側配置的光學構件（各實施例都爲 透鏡L11)和最靠近晶圓一側配置的光學構件（各實施例 都爲透鏡L313)之間的投影光學系統PL的內部保持氣密 狀態之構成，投影光學系統PL的內部之氣體用氦氣和氮 11032pif.doc/008 18 200305786 氣等不活性氣體進行置換，或保持基本真空狀態。 另外，在照明光學系統IL和投影光學系統pl之間的 狹窄光路中’配置有光柵R及光柵載物台RS等，但在密 封包圍光柵R及光柵載物台RS等之殻體（不圖示）的內 部塡充有氮氣和氦氣等不活性氣體，或保持基本真空狀 態。 在投影光學系統PL和晶圓w之間的狹窄光路中，配置 有晶圓W及晶圓載物台WS等，但在密封包圍晶圓w及 晶圓載物台WS等之殼體（不圖示）的內部塡充有氮氣和 氦氣等不活性氣體，或保持基本真空狀態。這樣，在從光 源100到晶圓W的整個光路上，形成一種曝光光幾乎不 被吸收的環境。 如上所述，利用投影光學系統PL規定之光栅R上的照 明區域及晶圓W上的曝光區域（即實效曝光區域ER)， 爲沿Y方向有短邊之矩形。因此，藉由一邊用驅動系統及 干涉儀（RIF、WIF)等進行光柵R.及晶圓W的位置控制， 一邊沿矩形曝光區域及照明區域的短邊方向即Y方向，使 光柵載物台RS和晶圓載物台WS，進而使光柵R和晶圓 W向相同方向（即朝同一趨向）作同步移動（掃描），在 晶圓W上對有與曝光區域的長邊相等之寬度且有晶圓W 的掃描量（移動量）對應之長度的區域，光柵圖案被掃描 曝光。 在本實施形態的各實施例中，投影光學系統PL包括用 於形成配置於第1面之光柵圖案的第1中間像之折射型的 11032pif.doc/008 19 200305786 第1成像光學系統G1、由凹面反射鏡CM和2個負透鏡 構成，形成與第1中間像大致等倍的第2中間像（是第1 中間像的大致等倍像，光柵圖案的2次像）之第2成像光 學系統G2、基於第2中間像的光，在配置於第2面的晶 圓W上形成光柵圖案的最終像（光柵圖案的縮小像）之 折射型的第3成像光學系統G3。 另外，在各實施例中，在第1成像光學系統G1和第2 成像光學系統G2間的光路中之第1中間像的形成位置附 近，配置有用於將來自第1成像光學系統G1的光偏轉向 第2成像光學系統G2之第1光路曲折鏡Ml。而且，在第 2成像光學系統G2和第3成像光學系統G3間的光路中之 第2中間像的形成位置附近，配置有用於將來自第2成像 光學系統G2的光偏轉向第3成像光學系統G3之第2光 路曲折鏡M2。 在各實施例中，第1成像光學系統G1有直線延長之光 軸AX1，第3成像光學系統G3有直線延長之光軸AX3， 光軸AX1和光軸AX3被設定爲與共同的單一光軸即基準 光軸AX —致。基準光軸AX的位置被確定爲沿重力方向 (即垂直方向）。結果，光柵R及晶圓W，沿與重力方向 之直交面即水平面，相互平行配置。包括構成第1成像光 學系統G1之所有透鏡及構成第3成像光學系統G3之所 有透鏡，也都在基準光軸AX上沿水平面配置。 另一方面，第2成像光學系統G2也有直線延長之光軸 X2，該光軸X2被設定爲與基準光軸AX直交。而且，而 11032pif.doc/008 20 200305786 且第1光路曲折鏡Ml及第2光路曲折鏡M2都有平面狀 之反射面，作爲1個有2個反射面之光學構件（1個光路 曲折鏡）成一體之構成。該2個反射面的交線（嚴密的說 是其假想延長面之交線）被設定爲與第1成像光學系統G1 的AX1、第2成像光學系統G2的AX2及第3成像光學系 統G3的AX3相交於一點。在各實施例中第1光路曲折鏡 Ml及第2光路曲折鏡M2都作爲表面反射鏡構成。 在各實施例中，構成投影光學系統PL之全部的折射光 學構件（透鏡成分）都使用螢石（CaF2結晶）。而且，曝 光光即F2激光光的振動中心波長爲157.6244nm，在 157.6244nm附近之CaF2的折射率，以每+ lpm的波長變化 產生-2.6x 10_6之分散比例變化，以每-lpm的波長變化產 生+2·6χ 10_6之分散的比例變化。換言之，在157.6244nm 附近，CaF2的折射率之分散（dn/cU )爲2·6χ l(T6/pm。 因此，在各實施例中，對中心波長l57.6244nm之CaF2 的折射率爲 1.55930666，對 157.6244nm+lpm=157.6254 之 CaF2 的折射率爲 1.55930406,對 157.6244nm-lpm=157.6234 之CaF2的折射率爲1·55930926。 另外，在各實施例中的非球面’當光軸之垂直方向的高 度爲y，從位於非球面頂點的切平面到位於高度y的非球 面上的位置之沿光軸的距離（下降量）爲z ’圓錐係數爲 /c，η次的非球面係數爲Cn時’用以下的數式（a)表示。 在各實施例中，在形成爲非球面形狀的透鏡面之面號碼的 右側附有*標記。 11032pif.doc/008 21 200305786 數式1 z=(y2/r)/[ 1 + {1-(1 +/ί )· y /Γ》]
+C4· y4+C6· Y6+C8· y8+C10. yi〇+C12. yi2+CM. yM (a) [第1實施例] 第4圖是表示關係到本實施形態的第1實施例之投影光 學系統的透鏡構成之圖示。參照第4圖’在關係到第1實 施例之投影光學系統PL中’第1成像光學系統G1從光 柵側開始依次由雙凸透鏡L11、非球面形狀的凹面朝向晶 圓側之正彎月面透鏡Ll2、凸面朝向光柵側之正彎月面透 鏡L13、凸面朝向光柵側之正彎月面透鏡L14、凹面朝向 光柵側之負彎月面透鏡L15、凹面朝向光柵側之正彎月面 透鏡L16、非球面形狀的凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡 L17、凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡L18、雙凸透鏡L19、 非球面形狀的凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L110構 成。 第2成像光學系統G2沿光的行波去路從光栅側（即入 射側）開始依次由非球面形狀的凹面朝向光柵側之負彎月 面透鏡L21、凹面朝向光柵側之負彎月面透鏡L22、凹面 反射鏡CM構成。 第3成像光學系統G3沿光的行波方向從光栅側開始依 次由凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡L3卜雙凸透鏡L32、 非球面形狀的凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L33、雙凹 透鏡L34、非球面形狀的凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡 11032pif.doc/008 22 200305786 L35、非球面形狀的凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L36、 孔徑光闌（aperture diaphragm)AS、雙凸透鏡L37、凹面朝 向光柵側之負彎月面透鏡L38、雙凸透鏡L39、凸面朝向 光柵側之正彎月面透鏡L310、非球面形狀的凹面朝向晶 圓側之正彎月面透鏡L311、凸面朝向光柵側之正彎月面 透鏡L3 12、平面朝向晶圓側之平凸透鏡L313構成。 在下面的表（1)中，列舉了關係到第1實施例的投影 光學系統PL之要素因子的値。在表（1)中分別用λ表示 曝光光的中心波長，/5表示投影倍率（整個系統的成像倍 率），ΝΑ表示像側（晶圓側）數値孔徑，Β表示晶圓上之 像圏IF的半徑，Α表示實效曝光區域ER的軸外量，LX 表示實效曝光區域ER之沿X方向的尺寸（長邊的尺寸）， LY表示實效曝光區域ER之沿Y方向的尺寸（短邊的尺 寸）。 另外，分別用面號碼表示沿從物體面（第1面）即光栅 面向像面（第2面）即晶圓面之光線的行波方向，從光栅 側開始之面的順序，r表示各面的曲率半徑（在非球面的 情況下頂點曲率半徑：mm)，d表示各面的軸上間隔即面 間隔（mm)，ED表示各面的有效直徑（mm)，η表示對中 心波長之折射率。 面間隔d是將其符號變爲被反射度。因此，面間隔d的 符號在從第1光路曲折鏡Ml的反射面到凹面反射鏡CM 之光路中及從第2光路曲折鏡M2的反射面到像面之光路 中爲負，在其他光路中爲正。而且，在第1成像光學系統 11032pif.doc/008 23 200305786 G1中，朝向光柵側之凸面的曲率半徑爲正，凹面的曲率 半徑爲負。另一方面，在第3成像光學系統G3中，朝向 光柵側之凹面的曲率半徑爲正，凸面的曲率半徑爲負。另 外，在第2成像光學系統G2中，沿光的行波去路朝向光 柵側（即入射側）之凹面的曲率半徑爲正，凸面的曲率半 徑爲負。表（1)中的表記在以後之表（2)中也是同樣的。 表1 (主要要素因子） λ =157.6244nm β =-0.25 NA=0.85 B=14.4mm A=3mm LX=25mm LY=4mm 11032pif.doc/008 24 200305786 (光學構件要素因子）
面號 r d ED η 碼 (光柵面） 103.3533 1 374.9539 27.7555 163.8 1 559307 ( L 1 2 -511.3218 2.0000 165.0 3 129.85 1 1 41.0924 164.3 1 559307 ( L 1 4 * 611.8828 20.1917 154.3 5 93.6033 29.7405 128.2 1.559307 ( L 1 6 121.8341 16.0140 110.2 7 83.6739 21.7064 92.3 1.559307 ( L 1 8 86.7924 42.9146 73.8 9 -112.0225 15.4381 71.1 1 559307 ( L 1 10 -183.1783 9.7278 86.8 11 -103.9725 24.6160 92.2 1.559307 ( L 1 12 -79.4102 26.3046 108.7 13* -166.4447 35.1025 137.8 1 559307 ( L 1 14 -112.7568 1.0007 154.4 15 - 230.1701 28.4723 161.5 1.559307 ( L 1 16 -132.8952 1.0000 168.4 17 268.5193 29.4927 167.1 1.559307 ( L 1 18 —678.1883 1.0000 164.3 19 155.2435 26.5993 150.3 1.559307 ( L 〇 ) 25 11032pif.doc/008 200305786 20* 454.2151 61.5885 139.9 21 oo -238.9300 (Μ 1 ) 22* 140.0521 -22.7399 124.5 1 559307 ( L 2 1 23 760.9298 -44.1777 146.1 24 109.3587 -16.083 1 159.6 1 559307 ( L 2 2 25 269.5002 -22.7995 207.8 26 159.8269 22.7995 213.7 (CM) 27 269.5002 16.0831 209.4 1 559307 ( L 2 2 28 109.3587 44.1777 168.2 29 760.9298 22.7399 162.0 1.559307 ( L 2 1 30* 140.0521 238.9300 143.2 31 oo —67.1481 (M2) 32 2064.4076 -20.4539 154.9 1.559307 ( L 3 1 33 264.1465 -1.1114 160.0 34 - 236.9696 —36.6315 174.4 1.559307 ( L 3 2 35 548.0272 -14.7708 174.4 36 -261.5738 -23.7365 167.9 1.559307 ( L 3 3 37* -844.5946 -108.7700 162.5 38 192.9421 -16.1495 127.7 1.559307 ( L 3 4 39 一 139.0423 -71.8678 128.7 40* 1250.0000 -43.1622 165.7 1 559307 ( L 3 5 41 185.8787 —1.0000 180.1 42 - 206.0962 —27.6761 195.0 1.559307 ( L 3 6 43* - 429.3688 -30.3562 191.8 26 11032pif.doc/008 200305786 44 〇〇 -4.0000 196.8 (AS) 45 -1246.9477 —40.5346 199.6 1 559307 (L 3 7 46 229.5046 -19.2328 202.5 47 153.1781 -18.0000 201.4 1 559307 (L 3 8 48 200.0000 -1.0000 213.1 49 -1605.7826 -25.8430 215.0 1 559307 (L 3 9 50 497.7325 -1.0000 214.9 51 -232.1186 -3 1.8757 204.9 1 559307 (L 3 0 ) 52 -993.7015 -1.0000 198.1 53 -142.9632 -44.5398 178.7 1.559307 (L 3 54* -3039.5137 一 3.0947 162.7 55 -139.2455 -27.2564 134.5 1 559307 ( 2 ) 56 -553.1425 —4.2798 116.2 57 -1957.7823 -37.0461 110.3 1.559307 ( 3 ) 58 OO (晶圓面） 一 11.0000 63.6 (非球面資料） 4面 /c = 〇 27 11032pif.doc/008 200305786 C4 = 4.2 166 C6 = -l.〇 1 8 C8=5.2907 C1〇 = — 3*3 9 C12=l*3 2 1 C i 4 = 7.9 3 7 1 3面 /c = 〇 c 4 = 4.1 8 4 2 C 6 = - 4 ·0 0 7 C 3 = - 2.4 7 0 Ci〇 = 4.9 0 9 C ! 2 = - 3 . 5 1 C ! 4 = 1 . 〇 2 9 2 0面 /c = 0 c 4 = 6 .3 7 2 1 C 6 = - 1 .2 2 3 C 8 = 3 .9 0 0 7 Ci〇=2.04 6 c l 2 = - 5 · 1 1 Ci4=3.7 6 8 x 1 0 - 8 8 x 1 0 ~ 1 2 x 1 〇-1 7 7 〇 x 1 0 - 2 1 4 x 1 0 - 2 6 〇 x 1 0 一 3 0 xlO-8 5 x 1 Ο ~ 1 2 5 χ 1 Ο - 1 6 6 χ 1 Ο - 2 0 4 6 χ ΙΟ'24 8 χ ΙΟ"28 χ 1 Ο - 8 3 χ 1 Ο - 1 2 χ 1 Ο - 1 7 8 χ 1 Ο - 2 1 3 5χ 1 Ο ~25 4 χ 1 Ο — 2 9 11032pif.doc/008 28 200305786 2 2面及3 0面（同一面） /c = 〇 C4 = — 6.69423χ 10 - 1 2 3 4 5 C6 = -1.7 7134x 10 - 14 C8=2.85906x 10 - 17 C i〇= 8.8 6 0 6 8 χ 1 0-21 C "= 1 .4 2 1 9 lx 1 0-26 C14=6.35242x 10~29 3 7面 /c = 〇 C 4 = — 2.3 4 8 5 4 χ 1 0-5 C 6 — 3.6 0 5 4 2 χ 1 0-13 C8— 1 ·4 5 7 5 2 χ 1 0-17 Ci〇 = — 1·33699χ 10 - 2 C12=1.94350x 10-26 C14 = -1.21690x 10~2 11032pif.doc/008 29 1 0面 2 n =0 3 c4= 5.3 9 3 0 2x 1 0-5 4 C6-- 7.5 8 4 6 8 x 1 0 ~13 5 C8 = — 1.47196x 10 — 17 200305786 C10 = -1.32017x 10~21
Cl2=〇 C 2 4 = 〇 4 3面 /€ = 0 C4 = —2.36659x 10-8 C6 = - 4.347〇5x 10-13 C8= 2·1 6 3 1 8x 1 0-18 C10=9.11326xl〇-22 Ci2 = — 1.95020x 10-26 5 4面 /c = 〇 C4 = 一 3.78066x 10-8 C6 = - 3.0 3 〇 3 8x 1 0"13 C8=3.38936x 10-17 Ci〇 = — 6.41494x 10-21 C12 = 4.1410 1x 10-25 C“ = — 1·4 0129χ 10-29 (條件式對應値） N a= 〇 . 8 5 I c = 2 8.8 mm E = 2 1 3-7 mm 11032pif.doc/008 30 200305786 L = 1 3 0 0 nim H = 3 4 4.7 mm (1) Ec/(NaxIc)=8.73 (2) L/(NaxIc)-53.1 (3) H/(NaxIc)二 14.1 第5圖是表示第1實施例中橫像差之圖示。在像差圖 中，分別用Y表示像高，實施表示中心波長1 5 7.6 2 4 4，虛線表示 1 57.6244 nm+1 pm =157.625 4 nm，點劃線表示 1 5 7 · 6 2 4 4 nm — 1 pm = 1 5 7 · 6 2 3 4 nm。且第5圖中之表記在以後的圖7中也是同樣 的。如由第5圖的像差圖明示的那樣，可知在第1實施例 中，雖然確保了比較大的像側數値孔徑（NA = 0.8 5 ) 及投影視野（有效直徑=2 8.8 nm)，可是對波長寬1 5 7.6 2 4 4nm± 1 pm的曝光光之色相差還是良好的得到 了補正。 〔第2實施例〕 第6圖是表示關係到本實施形態的第2實施例之投影光 學系統的透鏡構成之圖示。參照第6圖，在關係到第2實 施例之投影光學系統P L中，第1成像光學系統G 1從光 柵側開始依次由雙凸透鏡L 1 1、非球面形狀的凹面朝向 晶圓側之正彎月面透鏡L 1 2、凸面朝向光柵側之正彎月 面透鏡L 1 3、凸面朝向光柵側之正彎月面透鏡L 1 4、 凹面朝向光柵側之負彎月面透鏡L 1 5、凹面朝向光柵側 之正彎月面透鏡L 1 6、非球面形狀的凹面朝向光柵側之 11032pif.doc/008 31 200305786 正彎月面透鏡L 1 7、凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡L 1 8、凸面朝向光柵側之正彎月面透鏡l丨9、非球面形 狀的凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L 1 i 〇構成。 第2成像光學系統G 2沿光的行波去路從光柵側（即入 射側）開始依次由非球面形狀的凸面朝向晶圓彻!之負彎月 面透鏡L 2 1、凹面朝向光柵側之負彎月面透鏡L 2 2、 凹面反射鏡C Μ構成。 第3成像光學系統G 3沿光的行波方向從光柵側開始依 次由凹面朝向光柵側之正彎月面透鏡L 3 1、凸面朝向光 柵側之正彎月面透鏡L 3 2、非球面形狀的凹面朝向晶圓 側之正彎月面透鏡L 3 3、雙凹透鏡L 3 4、非球面形狀 的凹面朝向光栅側之正彎月面透鏡L 3 5、非球面形狀的 凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L 3 6、孔徑光闌A S、 雙凸透鏡L 3 7、凹面朝向光柵側之負彎月面透鏡L 3 8、平面朝向光柵側之平凸透鏡L 3 9、雙凸透鏡L 3 1 0、 非球面形狀的凹面朝向晶圓側之正彎月面透鏡L 3 1 1、 凸面朝向光柵側之正彎月面透鏡L 3 1 2、平面朝向 晶圓側之平凸透鏡L 3 1 3構成。在下面的表（2 )中’ 列舉了關係到第2實施例的投影光學系統P L之要素因子 的値。 表2 (主要要素因子） λ = 1 57.6 244 nm ^=-0.2 5 11032pif.doc/008 32 200305786 Ν Α = 〇 ·8 5 B = 1 4-4 mm A = 3 mm L X = 2 5 mm L Y = 4 mm (光學構件諸元） 面號 r d ED 碼 (光柵面） 64.8428 1 183.9939 26.4947 150.2 2 -3090.3604 74.3108 149.6 3 168.6161 21.2848 138.4 4 * 630.6761 41.2206 134.6 5 78.6721 17.8201 104.9 6 104.6154 6.3217 96.2 7 61.9289 28.1473 86.0 8 71.5027 31.3308 64.2 9 -62.9418 14.1300 60.6 10 一 108.5396 4.2959 74.5 11 —87.0095 32.7581 76.6 12 —74.4464 51.3253 99.3 13* -187.4766 24.0651 136.3 14 -108.3982 1.0000 142.6 η 1.559307 ( L 1 1 ) 1.559307 ( L 1 2 ) 1.559307 ( L 1 3 ) 1.559307 ( L 1 4 ) 1.559307 ( L 1 5 ) 1.559307 ( L 1 6 ) 1.559307 ( L 1 7 ) 33 11032pif.doc/008 200305786 15 -377.3605 23.5413 145.7 1.559307 ( L 18 ) 16 -140.1956 1.0164 148.0 17 160.9494 18.0355 135.5 1.559307 ( L 19 ) 18 33 1.3044 1.0260 130.4 19 201.2009 17.3139 127.3 1.559307 ( L 1 1 0 ) 20* 1155.1346 61.5885 121.3 21 oo -240.7562 (Ml) 22 116.6324 -19.2385 137.5 1.559307 ( L 2 1 ) 23* 765.4623 -38.0668 169.7 24 116.0112 -16.0000 174.7 1.559307 ( L 2 2 ) 25 208.861 1 -16.2875 217.3 26 159.0966 16.2875 221.6 (c M ) 27 208.8611 16.0000 218.2 1.559307 ( L 2 2 ) 28 116.0112 38.0668 178.5 29* 765.4623 19.2385 176.3 1.559307 ( L 2 1 ) 30 116.6324 240.7562 146.6 31 oo - 73.9823 (M2) 32 15952.4351 - 21.9279 141.9 1.559307 ( L 3 1 ) 33 221.6147 -1.6265 146.7 34 -170.0000 -28.2387 160.5 1.559307 ( L 3 2 ) 35 -2153.8066 -1.1124 159.1 36 -160.8559 —28.5266 155.6 1.559307 ( L 3 3 ) 37* -834.7245 - 45.2078 148.5 34 11032pif.doc/008 200305786 38 1304.083 1 -14.2927 128.0 39 —93.4135 -146.1958 117.0 40* 175.1344 一 22.0000 165.4 41 145.1494 一 1.0000 174.1 42 -232.7162 一 21.0326 186.2 43* 一 962.4639 -32.8327 184.5 44 OO - 4.0000 192.0 45 —293.0118 - 42.6744 202.2 46 344.3350 -21.8736 202.3 47 162.4390 -17.9036 201.6 48 206.7120 -1.0000 210.1 49 OO —23.2771 207.3 50 394.6389 一 1.0000 206.7 51 -364.5931 - 25.4575 195.0 52 1695.8753 -1.0000 190.6 53 -151.9499 - 29.0060 166.5 54* -800.0000 -1.0000 157.0 55 一 101.8836 - 29.0009 129.3 56 -220.0926 一 6.7987 109.7 57 -637.4367 -33.9854 104.6 1.559307 ( L 3 4 ) 1 559307 ( L 3 5 ) 1.559307 ( L 3 6 ) (AS) 1.559307 ( L 3 7 ) 1.559307 ( L 3 8 ) 1.559307 ( L 3 9 ) 1.559307 ( L 3 1 0 ) 1.559307 ( L 3 1 1 ) 1.559307 ( L 3 1 2 ) 1.559307 ( L 3 1 11032pif.doc/008 35 3 ) 200305786 5 8 〇〇 (晶圓 面） (非球面資料） 4面 /c = 〇 C 4 = - 5 . 8 2 C 6 = 7.4 3 3 C 3 = 1.6 6 6 C 1 〇 二 一 6 · 9 C 1 2 = 7.5 9 C 1 4 = 一 2 · 9 1 3面 /c = 〇 C 4 二 4.6 1 1 C 6 = - 2 · 9 4 C 8 = — 3.0 8 C x 〇 = 3.4 0 c 1 2 = - 7 · 9 C 1 4 = 一 3 · 7 2 0面 11.0000 63.6 2 7χ 1 0 -8 4 X 1 0 - 1 2 3 X 1 0 - 1 6 3 1 3χ 1 0 -20 5 3χ 1 0 -24 1 3 Οχ 1 0 一28 9χ1〇-8 2 3χ 1 0 -12 7 1 X 1 0 - 1 6 6 2 X 1 0 ~ 2 0 8 7 9 χ 1 0 -25 6 5 5 X 1 0 - 2 9 11032pif.doc/008 36 /c 二 〇 C 4 7.7 4 7 3 2 X 1 〇 -8 C 6 一 1 · 8 7 2 6 4 X 1 0 -1 C 8 = 5.2 5 8 7 〇 X 1 〇 一18 C 1 〇: = 7.6 4 4 9 5 X 1 0 -2 1 c 1 2 = -1. 5 4 6 〇 8 X 1 0 - c 1 4 : = 1.1 6 4 2 9 X 1 〇-28 200305786 2 3面及2 9面（同一面） /c = 0 C 4 = 1.7 1 7 8 7 x 1 0 -8 C6 = —1.00831x 10-12 C8=6.81668x 10-17 Ci〇 = - 4·54274χ 10-21 Ci2=2.1 4951x 10 -2 5 C“ = 一 5·27655χ 10 — 30 3 7面 /c = 〇 c 4 -8.5 5 9 9 0 X 1 0-8 c 6 = 2.0 3 1 6 4 2 X 1 〇-12 c 8 = -1.0 1 0 6 8 X 1 〇-16 c 1 0 : -4.3 7 3 4 2： X 1 〇-2 1 c 1 2 : =—5 . 2 0 8 5 1 X 1 0 — 2 11032pif.doc/008 37 200305786 C14-3.52294x 1〇-29 4 0面 /c = 0 c4 = 一 2.6 5 〇 8 7χ 1 〇—1 2 3 4 C6=3.〇8588x 1〇一 12 C8 = — 1·600〇2χ 10-16 Ci〇 = 4.28442x 1〇 - 21 C12 = -1.4 9471x 10 ~25 C 1 4 = 1 .5 2 8 3 8 x 1 0 ~29 4 3面 /c = 〇 C 4 = — 8.1 3 8 2 7 x 1 0 -4 C 6 = 2.9 3 5 6 6 x 1 0 - 1 2 C 8 = — 1.8 7 6 4 8 x 1 0 - 1 6 Ci〇=1.1 6989x 10 -2 0 C 1 2 = - 3.9 2 0 0 8 x 1 O'25 C “二 1 .1 〇 4 7 Ox 1 0-25 11032pif.doc/008 38 1 4面 2 /c = Ο 3 C4 = — 3·31812χ 10-4 4 C6 = -1.4 1360x 10 — 12 200305786 C8=1.5〇〇76x 1〇一 16 C10 = -1.60509x ΙΟ'20 C12 = 8.20119x 10~25 = — 2.18 0 53χ 1〇一 29 (條件式對應値）
Na二 〇 .8 5 工 c = 2 8 · 8 mm E 二 2 2 1 . 6 πιπί L = 1 2 5 〇 mm Η = 3 3 0-3 mm (1 ) E c/ (Nax Ic) = 9.05 (2) L/(Nax Ic)=51.1 (3) H/(Nax Ic)=13.5 第7圖是表7K第2實施例中橫像差之圖示。可知在第2 實施例中也與第1實施例同樣，雖然確保了比較大的像側 數値孔徑（N A = 〇 · 8 5 )及投影視野（有效直徑=2 8 . 8 nm )，可是對波長寬1 5 7.6 2 4 4 nm± 1 pm的曝光 光之色相差還是良好的得到了補正。 如上述，在各實施例中，對中心波長爲1 5 7.6 2 4 4nm的F 2鐳射光，確保〇 ·8 5的像側N A的同時，在 晶圓上也能夠確保以色像差爲代表的諸像差被充分補正之 有效直徑爲2 8 · 8 mm的像圈。因此，在確保2 5 mmx 4mm之足夠大的矩形實效曝光區域之後，還能達成〇·1 11032pif.doc/008 39 200305786 // m以下之高解析像。 而且，在各實施例中，因爲位於構成投影光學系統p L 的突起部之第2成像光學系統G 2中的凹面反射鏡c Μ之 有效直徑E c被抑制的較小，所以面對振動時的機械安定 性良好，鄰接凹面反射鏡CM配置之營石透鏡的製造容 易。因爲物體面與像面間的距離L被抑制的較小，所以胃 對振動時的機械安定性良好，操作性良好，對不活性氣體 的淸除有利。另外，從凹面反射鏡C Μ到基準光軸A X (與 第1成像光學系統的光軸A X及第3成像光學系統的光軸 A X 3 —致）之距離被抑制的較小，所以面對振動時的機 械安定性良好，不易產生組裝誤差，對不活性氣體的淸除 有利。 上述實施形態的曝光裝置，藉由利用照明裝置對光柵（光 罩）照明，並將用投影光學系統形成於光罩上之轉印用圖 案曝光（曝光工程）至感光性基板上，可製作微元件（半 導體元件、攝像元件、液晶顯示元件、薄膜磁頭等）。下 面參照第8圖的操作程式圖，就藉由利用本實施形態的曝 光裝置將所定的電路圖案形成至作爲感光性基板的晶圓等 之上’得到作爲微元件之半導體元件時手法的一個例子進 行說明。 首先在第8圖的步驟3 0 1中，將金屬膜蒸鍍於1批晶 圓上。在下一步驟3 〇 2中，在這1批晶圓上的金屬膜上 塗佈光阻。然後，在步驟3 0 3中，用本實施形態之曝光 裝置’將光罩上的圖案之成像通過其投影光學系統，依次 ll〇32pif.doc/008 40 200305786 曝光轉印至這1批晶圓上的各拍攝區域。然後，在步驟3 〇 4中，這1批晶圓上的光阻進行顯影之後，在步驟3 0 5中，藉由在這1批晶圓上將光阻圖案作爲罩幕進行蝕 刻’使對應光罩上的圖案之線路圖形成於各晶圓上的各拍 攝區域上。 然後，再藉由上層之線路圖的形成等，製造半導體元件 等裝置。如利用上述之半導體裝置製造方法，可用較高的 生產效率得到具有極微細線路圖之半導體裝置。另外，在 步驟3 0 1〜步驟3 0 5是在晶圓上蒸鍍金屬，再在該金 屬膜上塗佈光阻，接著進行曝光、顯影、蝕刻之各工程， 但是在這些工程之前，先在晶圓上形成矽氧化膜後，在該 矽氧化膜上塗佈光阻，接著再進行曝光、顯影、蝕刻等各 工程也是可以的，無需贅述。 另外，本實施形態的曝光裝置，藉由在平板（玻璃基板） 上形成所定的圖案（線路圖案、電極圖案等），也可得到 作爲微元件之液晶顯示元件。以下，參照第9圖的操作流 程圖，就這種情況下手法的一個例子進行說明。在第9 ^ 中，圖案形成工程401用本實施形態的曝光裝置，將光罩 的圖案轉印曝光於感光性基板（塗佈有光阻之玻璃基板 等）上，實行所謂的微影工程。利用該微影工程，在感光 性基板上形成含有多個電極等之所定圖案。然後，被^光 之基板藉由經過顯影工程、蝕刻工程、光阻剝離工程等各 工程，在基板上形成所定圖案，轉移至下一濾色器形成工 程 402 〇 11032pif.doc/008 41 200305786 接著，濾色器形成工程402形成使多個對應R ( Red)、 G ( Green)、B ( Blue)的3個光點的組呈矩陣狀排列，或 使多個R、G、B的3條帶狀濾色器的組沿水平掃描線方 向排列之濾色器。在濾色器形成工程4 0 2之後，實行胞 (cell)組裝工程4 0 3。元件組裝工程40 3用藉由圖案形 成工程4 0 1得到的具有所定圖案之基板，及藉由濾色器 形成工程4 0 2得到的濾色器等組裝液晶面板（液晶元 件）。元件組裝工程4 0 3，例如在藉由圖案形成工程4 01得到的具有所定圖案之基板和藉由濾色器形成工程4 0 2得到的濾色器之間注入液晶，製造液晶面板（液晶元 件）。 然後，藉由模組組裝工程4 0 4，安裝讓已組裝的液晶 面板（液晶元件）的顯示動作進行之電器線路、背光模組 (back light)等各構件，作爲液晶顯示元件即告完成。如利 用上述之液晶顯示元件的製造方法，可用較高的生產效率 得到具有極微細的線路圖案之液晶顯示元件。 另外，在上述實施形態中，對裝配於曝光裝置之投影光 學系統適用本發明，但並不局限於此，對其他一般性投影 光學系統也可適用本發明。而且，在上述實施形態中，使 用F 2鐳射光源，但並不局限於此，也可使用例如供給1 8 〇nm以下之波長的其他適當的光源。 在上述實施形態中，對一邊使光罩及基板對投影光學系 統作相對移動一邊對基板的各曝光區域掃描曝光光罩圖案 之步進掃描方式的曝光裝置，適用本發明。但是，並不限 42 11032pif.doc/008 200305786 定於此，對使光罩和基板靜止狀態下，將光罩圖案統一向 基板轉印，並使基板依次分步移動，在各曝光區域逐次曝 光光罩圖案之步進重覆方式的曝光裝置，也可適用本發 明。 上述實施形態中是在第3成像光學系統中配置孔徑光 闌，但也可以在第1成像光學系統中配置孔徑光闌。另外， 也可以在第1成像光學系統和第2成像光學系統間的中間 像位置及第2成像光學系統和第3成像光學系統間的中間 像位置其中的任一處配置視野光闌。 上述實施形態是使投影光學系統的投影倍率爲縮小倍 率，但投影倍率並不限於縮小，也可爲等倍或擴大倍率。 例如，使投影倍率爲擴大倍率時，採用使光從第3成像光 學系統側入射之配置，利用第3成像光學系統形成光罩或 光柵的1次像，利用第2成像光學系形成2次像，利用第 1成像光學系統將3次像（最終像）形成於晶圓等的基板 上。 〔發明的效果〕 如以上說明，本發明之投影光學系統，因爲位於構成其 突起部之第2成像光學系統G 2中的凹面反射鏡之有效直 徑E c被抑制的較小，所以面對振動時的機械安定性良好， 鄰接凹面反射鏡CM配置之螢石透鏡的製造容易。因爲物 體面與像面間的距離L被抑制的較小，所以面對振動時的 機械安定性良好，操作性良好，對不活性氣體的淸除有利。 另外，從凹面反射鏡到基準光軸之距離被抑制的較小，所 11032pif.doc/008 43 200305786 以面對振動時的機械安定性良好，不易產生組裝誤差，對 不活性氣體的淸除有利。 因此，利用具有比較大的像側數値孔徑及投影視野且面 對振動時機械安定性等優良之本發明的投影光學系統之曝 光裝置及曝光方法，可進行高解析像高精度之投影曝光。 而且使用裝配本發明之投影光學系統的曝光裝置，藉由通 過高解析像的投影光學系統之高精度的投影曝光系統，可 製造良好的微元件。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 〔圖式簡單說明〕 〔第1圖〕用於說明依據本發明的典型樣態之投影光學 系統的基本構成之圖示。 〔第2圖〕槪略表示具有關係到本發明實施形態的投影 光學系統之曝光裝置的構成之圖示。 〔第3圖〕表示形成於晶圓上的矩形曝光區域（即實效 曝光區域）和基準光軸的位置關係之圖示。 〔第4圖〕表示關係到本實施形態的第1實施例之投影 光學系統的透鏡構成之圖示。 〔第5圖〕表示第1實施例中的橫像差之圖示。 〔第6圖〕表示關係到本實施形態的第2實施例之投影 光學系統的透鏡構成之圖示。 11032pif.doc/008 44 200305786 〔第7圖〕表示第2實施例中的橫像差之圖示。 〔第8圖〕得到作爲微元件的半導體裝置時的手法之操 作流程圖。 〔第9圖〕得到作爲微元件的液晶顯示元件時的手法之 操作流程圖。 表（1)中，列舉了關係到第1實施例的投影光學系統 PL之要素因子的値。 表（2)中，列舉了關係到第2實施例的投影光學系統 PL之要素因子的値。 〔圖式標記說明〕 G1:第1成像光學系統 G 2 :第2成像光學系統 G 3 :第3成像光學系統 C Μ :凹面反射鏡 Μ 1 :第1光路曲折鏡 M2:第2光路曲折鏡 1 0 0 :鐳射光源 IL:照明光學系統 R :光柵(reticle) R S :光柵載物台（reticle stage) P L :投影光學系統 W :晶圓 WS :晶圓載物台（wafer stage) 11032pif.doc/008 45