CN1322373C

CN1322373C - 投影光学系统、曝光装置以及组件制造方法

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Publication number: CN1322373C
Application number: CNB03148266XA
Authority: CN
Inventors: 重松幸二; 藤岛洋平; 大村泰弘; 石山敏朗
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2023-07-01
Also published as: EP1378780A2; US20040009415A1; CN1493924A; JP2004086128A; EP1378780A3; US7154585B2; TW200401337A; KR100989606B1; TWI308360B; KR20040004115A

Abstract

提供一种投影光学系统，它是在两侧大致为远心，一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域，一面使包括失真的诸像差被良好地修正，简洁而高性能的，是一种将第一物体(R)的图案像形成在第二物体(W)上的投影光学系统，投影光学系统由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，在第一物体侧及上述第二物体侧两处为实质上的远心，而且，当设光的波长为λ，第一物体与第二物体的距离为L，第二物体侧的数值孔径为NA，在第二物体上的最大像高为Y₀时，满足(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3的条件。

Description

投影光学系统、曝光装置以及组件制造方法

技术领域

本发明关于一种投影光学系统、曝光装置及组件制造方法。特别是有关一种投影光学系统，其适用于以微影制程来制造半导体组件和液晶显示组件等微型组件时所使用的曝光装置。

背景技术

在制造半导体组件等时，曝光装置被用来将做为光罩的十字标记的图案像通过投影光学系统，转印至涂敷光阻的晶片(或玻璃板等)上。在这种曝光装置中，随着半导体集成电路等的图案微细化的发展，对投影光学系统的分辨率要求也随着分辨率提高。为了提高投影光学系统的分辨率分辨率，使曝光光的波长更短，或使数值孔径更大。

近年，关于曝光光，已从水银灯的g线(436nm)和i线(365nm)转向更短波长的KrF准分子雷射光(248nm)和ArF准分子雷射光(193nm)。但是，当为了使投影光学系统的分辨率提高而谋求曝光光的短波长化时，具有可用于构成投影光学系统的光学构件的所定透过率的光学材料的种类受到了限制，使投影光学系统的设计变得困难。具体地说，在使用KrF准分子雷射光和ArF准分子雷射光的投影光学系统中，实质上可使用的光学材料被限定为石英和萤石等。

而且，在投影光学系统中，在提高分辨率的同时，对图像歪曲的要求也愈发严格。这里所说的图像歪曲不只是起因于投影光学系统的失真(歪曲像差)的图像歪斜，还包括起因于设定在投影光学系统的像面上、晒印有光罩十字标记图案的晶片的弯曲等的图像歪斜，和起因于设定在投影光学系统的物体面上、描绘有电路图案等的光罩十字标记的弯曲的图像歪斜。

如上所述，在原有技术中，伴随转印技术的微细化，对降低图像歪斜的要求也更加严格。有鉴于此，为了减少晶片的弯曲对图像歪曲的影响，提出一种使投影光学系统的出射光瞳远离像面配置，即所谓在像侧的远心投影光学系统。而且，为了减轻起因于光罩十字标记的弯曲的图像歪曲，还提出一种使投影光学系统的入射光瞳距物体面较远配置的方案。

但是，在原有技术中虽然关于具有高分辨率的投影光学系统形成有种种提案，不过并不能确保足够宽大的实际曝光区域(imagefield：成像区域)。所以，就不能一面使光罩十字标记和晶片对投影光学系统相对移动一面在晶片的各曝光区域将光罩十字标记图案扫描曝光，即进行所谓的步进扫描方式的投影曝光，实现足够高的生产量。这样，为了实现高生产量，要求在晶片上确保更宽广的成像区域，即大区域化。

而且，如上所述，当为了提高分辨率而谋求曝光光的短波长化时，构成投影光学系统的光学材料的透过率低下成为问题，为了确保高透过率而使可用的光学材料的种类也受到限制。另外，透过率的低下不只是引起光量损失，借由损失光的一部分由光学部件被吸收，所吸收的光转换为热而招致光学构件的折射率的变化和光学面(透镜面)的变形，所以结果成为使投影光学系统的成像性能低下之要因。

为了谋求大区域化及高分辨率化，需要有像差的修正，但是使用受限的种类的光学材料在宽大的曝光区域的整个范围内修正像差，是极其困难的。

发明内容

鉴于上述课题，本发明的目的就是提供一种投影光学系统，其在两侧大致为远心，一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域，一面使包括失真的诸像差被良好地修正，简洁而高性能。

而且，本发明的目的是提供一种使用简洁而高性能的投影光学系统，能够以高生产量及高分辨率进行良好的投影曝光的曝光装置。另外，本发明的目的是提供一种可使用能够以高生产量及高分辨率进行良好的投影曝光的曝光装置，制造良好的微型组件的组件制造方法。

为了解决上述课题，本发明的第一形态提供一种投影光学系统，用以将第一物体的图案像形成于第二物体上。投影光学系统的特征在上述投影光学系统由折射率在1.6以下的光学材料所形成，并且在上述第一物体侧及上述第二物体侧两处为实质上的远心。当光的波长为λ，上述第一物体与上述第二物体的距离为L，上述第二物体侧的数值孔径为NA，在上述第二物体上的最大像高为Y₀时，满足下列的条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3

如借由第一形态的较佳样式，当上述投影光学系统的出射光瞳与上述第二物体的距离为E，上述第一物体与上述第二物体的距离为L时，满足E/L＞1.2的条件。而且，构成上述投影光学系统的所有的光学构件由单一种类的光学材料而形成为佳。另外，至少使一个光学面形成有非球面形状为佳。

本发明的第二形态提供一种投影光学系统，用以将第一物体的图案像形成于第二物体上。此投影光学系统的特征在于上述投影光学系统由折射率在1.6以下的光学材料所形成，并且在上述第一物体侧及上述第二物体侧两处为实质上的远心。其次，至少一个光学面形成有非球面形状。当光波长为λ，上述第一物体与上述第二物体的距离为L，上述第二物体侧的数值孔径为NA，在上述第二物体上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.0×10^-3

λ＜200nm

本发明的第三形态提供一种投影光学系统，从第一物体侧开始依次具备带有正折射力的第一透镜群、带有负折射力的第二透镜群、带有正折射力的第三透镜群，用以将第一物体的图案像形成于第二物体上。此投影光学系统的特征在于当在上述第二物体上的最大像高为Y₀，上述第一物体与上述第二物体的距离为L时，满足下列条件：

0.014＜Y₀/L＜0.030

如借由第三形态的较佳样式，当在上述第一物体上的最大物体高为H₀时，构成上述第一透镜群的光学面的总数的80％以上的数目的光学面具有大于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成上述第二透镜群的光学面的总数的80％以上的数目的光学面具有小于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成上述第三透镜群的光学面的总数的70％以上的数目的光学面具有大于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径。而且，上述第一透镜群在属于上述投影光学系统的透镜群中配置于最靠近上述第一物体侧，上述第三透镜群在属于上述投影光学系统的透镜群中配置于最靠近上述第二物体侧为佳。

本发明的第四形态提供一种曝光装置，其特征是具备照明系统，用于照明作为上述第一物体的光罩；以及第一形态至第三形态的投影光学系统，用以将形成于上述光罩的图案像形成于作为上述第二物体的感旋旋光性基板上。此时，在横过上述投影光学系统的光轴方向，使上述光罩和上述感旋旋光性基板为相对静止状态下进行曝光为佳。

本发明的第五形态提供一种组件制造方法，其特征是包括照明工程，用以照明做为上述第一物体的光罩；曝光工程，将被上述照明工程照明的上述光罩的图案曝光到做为上述第二物体的感旋旋光性基板上；以及显像工程，将被上述曝光工程曝光的上述感旋旋光性基板显像。此时，在上述曝光工程中，在横过上述投影光学系统的光轴方向，使上述光罩和上述感旋旋光性基板在相对静止的状态下进行曝光为佳。

本发明的第六形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光装置，其特征是具备照明系统，用于照明上述光罩；投影光学系统，用以将上述光罩上的上述图案的缩小图像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光学系统由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，且在上述光罩侧及上述感旋旋光性基板侧两处为实质上的远心。当来自上述照明系统的光波长为λ，上述光罩与上述光罩的像的距离为L，上述感旋旋光性基板侧的数值孔径为NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3

本发明的第七形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具备照明工程，使用照明系统照明上述光罩；投影工程，使用投影光学系统将上述光罩上的上述图案的缩小图像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光学系统由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，且在上述光罩侧及上述感旋旋光性基板侧两处为实质上的远心。当来自上述照明系统的光波长为λ，上述光罩与上述光罩的像的距离为L，上述感旋旋光性基板侧的数值孔径为N A，在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3

本发明的第八形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光装置，其特征是具备照明系统，用以照明上述光罩；投影光学系统，用以将上述光罩上的上述图案的缩小图像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光学系统由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，并且在上述光罩侧及上述感旋旋光性基板侧两处为实质上的远心。至少一个光学面形成有非球面形状。当来自上述照明系统的光的波长为λ，上述光罩与上述光罩的像的距离为L，上述感旋旋光性基板侧的数值孔径为NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.0×10^-3

λ＜200nm

本发明的第九形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具备照明工程，使用照明系统照明上述光罩；投影工程，使用投影光学系统将上述光罩上的上述图案的缩小图像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光学系统由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，并且在上述光罩侧及上述感旋旋光性基板侧两处为实质上的远心。至少一个光学面形成有非球面形状。当来自上述照明系统的光波长为λ，上述光罩与上述光罩的像的距离为L，上述感旋旋光性基板侧的数值孔径为NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(N A×Y₀ ²)＜1.0×10^-3

λ＜200nm

本发明的第十形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光装置，其特征是具备照明系统，用以照明被定位于第一面上的上述光罩；投影光学系统，用以将上述光罩上的上述图案的缩小图像形成在被定位于第二面上的上述感旋旋光性基板上。上述投影光学系统具备正折射力的第一透镜群，配置于上述第一面和上述第二面之间的光程中；负折射力的第二透镜群，配置于上述第一透镜群和上述第二面之间的光程中；以及正折射力的第三透镜群，配置于上述第二透镜群和上述第二面之间的光程中。当在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀，上述光罩和上述感旋旋光性基板的距离为L时，满足下列条件：

0.014＜Y₀/L＜0.030

本发明的第十一形态提供一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具备有在第一面上将上述光罩定位的工程、在第二面上将上述感旋旋光性基板定位的工程、照明上述光罩的工程、用投影光学系统将上述光罩上的上述图案的缩小图像在上述感旋旋光性基板上形成的投影工程。上述投影光学系统具备配置于上述第一面和上述第二面之间的光程中，带有正折射力的第一透镜群、配置于上述第一透镜群和上述第二面之间的光程中，带有负折射力的第二透镜群、配置于上述第二透镜群和上述第二面之间的光程中，带有正折射力的第三透镜群。当设在上述感旋旋光性基板上的最大像高为Y₀，上述光罩和上述感旋旋光性基板的距离为L时，满足下列条件：

0.014＜Y₀/L＜0.030

附图说明

图1所示为具备关于本发明实施形态的投影光学系统的曝光装置的概略构成。

图2所示为关于第一实施例的投影光学系统的透镜构成。

图3所示为第一实施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。

图4所示为第一实施例中的横像差。

图5所示为关于第二实施例的投影光学系统的透镜构成。

图6所示为第一实施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。

图7所示为第二实施例中的横像差。

图8所示为关于第三实施例的投影光学系统的透镜构成。

图9所示为第三实施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。

图10所示为第三实施例中的横像差。

图11所示为关于第四实施例的投影光学系统的透镜构成。

图12所示为第四实施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。

图13所示为第四实施例中的横像差。

图14所示为关于第五实施例的投影光学系统的透镜构成。

图15所示为第五实施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。

图16所示为第五实施例中的横像差。

图17所示为关于第六实施例的投影光学系统的透镜构成。

图18所示为第六实施例中的横像差。

图19为得到作为微型组件的半导体组件时的手法的流程图。

图20为得到作为微型组件的液晶显示组件时的手法的流程图。

符号说明

AS 孔径光圈

AX 光轴

LS 光源

IL 照明光学系统

R 光罩十字标记

RH 光罩十字标记支持器

RIF、WIF 干涉仪

RM 光罩十字标记移动镜

RS 光罩十字标记载物台

PL 投影光学系统

W 晶片

WM 晶片移动镜

WT 晶片台

WS 晶片载物台

Li 透镜成分

具体实施方式

本发明的投影光学系统由具有折射率1.6以下的光学材料，即具有较低折射率的光学材料而形成，所以即使对短波长的光也可确保高透过率。而且，本发明的投影光学系统以做为对物体侧(第一物体侧)及像侧(第二物体侧)的大致远心光学系统而构成，所以可将第一物体侧的对图像歪曲的影响(在适用于曝光装置的场合，起因于十字标记光罩十字标记弯曲等的图像歪曲)和第二物体侧的对图像歪曲的影响(在适用于曝光装置的场合，起因于晶片弯曲等的图像歪曲)抑制在较低水平。

本发明的投影光学系统满足以下的条件式(1)。在条件式(1)中，λ为光的波长，L为第一物体和第二物体的距离。NA为第二物体侧的数值孔径，Y₀为第二物体上的最大像高。

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3 (1)

借由满足条件式(1)，可一面确保高分辨率和宽广的成像区域(像差被修正成所要状态的成像面上的区域：在适用于曝光装置的场合为宽广曝光区域)一面实现简洁而高性能的投影光学系统，并借由装配于曝光装置可实现生产量高的投影曝光。另一方面，当在条件式(1)的上限值以上时，会使分辨率和成像区域不足，或成为实现困难的巨大的光学系统。另外，为了更加良好地发挥本发明的效果，将条件式(1)的上限值设定为1.3×10^-3为佳。

而且，在本发明的投影光学系统中，要求满足以下的条件式(2)。在条件式(2)中，E为投影光学系统的出射光瞳和第二物体的距离。

E/L＞1.2 (2)

条件式(2)是规定简洁性及第二物体侧的远心光学系统之条件式。这里，第二物体侧的远心光学系统，在装配于曝光装置的场合，较第一物体侧(光罩十字标记侧)的远心光学系统要重要。借由满足条件式(2)，可一面为简洁的光学系统一面实质性地抑制第二物体侧的对图像歪曲的影响(在适用于曝光装置的场合，起因于晶片弯曲等的图像歪曲)。另一方面，当在条件式(2)的下限值以下时，会使第二物体侧的对图像歪曲的影响变大，或变成实现困难的巨大的光学系统，所以不佳。

而且，在本发明的投影光学系统中，所有的光学部件由单一种类的光学材料而形成为佳。借由该构成，可降低光学部件的制造成本和关于制造的负荷。在所有的光学部件由单一种类的光学材料而形成的投影光学系统中，如日本专利公开平7-220988号公报所揭露的，在投影光学系统的环境的气压变动之际，借由使光的波长移位(变化)可修正由气压变化所造成的环境折射率变化，进而修正气压变化所造成像差变动。特别是如日本专利公开平11-352012号公报和日本专利公开2000-76493号公报所揭露的，该技术在设置装置的场所为高地的场合等、调整时和使用时的环境不同时，具有借由单独使波长移位而能够修正像差变动的效果。

另外，在本发明的投影光学系统中，使至少一个光学面形成有非球面形状为佳。这样，借由在光学系统中导入非球面，可在宽广的成像区域(在曝光装置的场合为曝光区域)的整个范围实现良好的像差修正。

如上所述，本发明在两侧大致为远心，可一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域，一面实现使含有失真的诸像差被良好地修正、简洁而高性能的投影光学系统。因此，在装配本发明的投影光学系统的曝光装置中，能够以高生产量及高分辨率进行良好的投影曝光，进而能够以高生产量及高分辨率制造良好的微型组件。

将本发明的实施形态，基于附加图标进行说明。

图1所示为具备关于本发明的实施形态的投影光学系统的曝光装置的概略构成。另外，在图1中，设定与投影光学系统PL的光轴AX平行的Z轴，在垂直光轴AX的面内与图1的纸面平行的Y轴，在垂直光轴AX的面内与图1的纸面垂直的X轴。

图1所示的曝光装置，作为用于供给照明光的光源LS，具备有例如KrF准分子雷射光源(波长248.4nm)、ArF准分子雷射光源(193.3nm)。从光源LS射出的光，通过照明光学系统IL，照明作为形成有所定的图案的投影原版的光罩十字标记(光罩)R。照明光学系统IL由用于使曝光光的照度分布均匀化的复眼透镜、照明孔径光圈、可变视野光圈(光罩十字标记遮帘)、聚光镜系统等构成。

光罩十字标记R通过光罩十字标记支撑器RH，在光罩十字标记载物台RS上与XY平面保持平行。光罩十字标记载物台RS借由省略图标的驱动系统的作用，可沿光罩十字标记面(即XY平面)作二维移动，其坐标位置借由利用光罩十字标记移动镜RM的干涉仪RIF被计测且控制位置而构成。来自形成于光罩十字标记R的图案的光，通过投影光学系统PL，在涂敷有光阻的晶片上(感旋旋光性基板)形成光罩十字标记图案像。

投影光学系统PL具有配置于其光瞳位置的附近的可变的孔径光圈AS(在图1中不图标)，在光罩十字标记R侧及晶片W侧两处构成有实质性的远心。然后，在投影光学系统PL的光瞳位置形成在照明光学系统的照明瞳面的二次光源的像，借由通过投影光学系统PL的光而使晶片W被柯拉(Koehler)照明。晶片W通过晶片台(晶片支持器)WT，在晶片载物台WS上与XY平面保持平行。

晶片载物台WS借由省略图标之驱动系统的作用，可沿晶片面(即XY平面)作二维移动，其坐标位置借由利用晶片移动镜WM的干涉仪WIF被计测且控制位置而构成。这样，在本实施形态中，借由在投影光学系统PL的光轴AX的直交的平面内，一面二维驱动控制晶片W一面对各曝光区域反复进行将光罩十字标记R的图案统一曝光的动作，即借由步进重复方式，而在晶片W的各曝光区域使光罩十字标记R的图案被逐次曝光。

以下，基于具体的数值例，说明本实施形态的投影光学系统PL的各实施例。在第一实施例至第四实施例中，构成投影光学系统PL的所有的透镜成分由石英形成。在第五实施例中，构成投影光学系统PL的透镜成分由石英或萤石(CaF₂)形成。在第六实施例中，构成投影光学系统PL的所有的透镜成分由萤石形成。在第一实施例至第三实施例中，由作为光源LS的KrF准分子雷射光源所供给的雷射光的中心波长为248.4nm，对该中心波长的石英玻璃的折射率为1.50839。在第四实施例及第五实施例中，由作为光源LS的ArF准分子雷射光源所供给的雷射光的中心波长为193.3nm，对该中心波长的石英玻璃的折射率为1.560326，萤石的折射率为1.501455。在第六实施例中，由作为光源LS的F₂激光光源所供给的激光光的中心波长为157.6nm，对该中心波长的萤石的折射率为1.559307。

而且，在各实施例中，非球面当设垂直光轴的方向的高度为y，从位于非球面的顶点的切平面到位于高度y的非球面上的位置的沿光轴的距离(下垂量)为z，顶点曲率半径为r，圆锥系数为κ，n次的非球面系数为Cn时，由以下的数式(a)来表示。在后述的表(1)～(6)中，在形成为非球面形状的透镜面的面号码的右侧标有*的标记。

[数1]

z＝(y²/r)/[1+{1-(1+κ)·y²/r²}^1/2]

+C₄·y⁴+C₆·y₆+C⁸·y⁸+C₁₀·y¹⁰+… (a)

[第1实施例]

图2所示为关于第一实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图2，第一实施例的投影光学系统PL的构成从光罩十字标记侧开始依次为双凸透镜L1、双凸透镜L2、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L3、双凹透镜L4、双凹透镜L5、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L6、双凸透镜L7、将平面朝向晶片侧的平凸透镜L8、将平面朝向晶片侧的平凸透镜L9、将非球面形的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L10、双凹透镜L11、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的双凹透镜L12、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L13、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L14、孔径光圈AS、双凸透镜L15、双凸透镜L16、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L17、双凸透镜L18、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L19、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L20、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L21、双凹透镜L22、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L23。

在以下的表(1)中，列举了关于第一实施例的投影光学系统的诸元的值。在表(1)的主要诸元中，分别以λ表示曝光光的中心波长，β表示投影倍率，NA表示像侧(晶片侧)数值孔径，Y₀表示最大像高(成像区域半径)。而且，在表(1)的光学构件诸元中，分别以面号码表示从光罩十字标记侧开始的面的顺序，r为各面的曲率半径(在非球面的场合为顶点曲率半径：mm)，d为各面的轴上间隔即面间隔(mm)，n为对曝光光的中心波长的折射率。上述的表记在以后的表(2)～(6)中也是同样的。

[表1]

(主要诸元)

λ＝248.4nm

β＝-1/4

NA＝0.63

Y₀＝21.1mm

(光学部件诸元)

面号码 r d n

(光罩十字标记面) 85.356

1 336.044 37.114 1.50839(L1)

2 -615.588 1

3 316.94 33.74 1.50839(L2)

4 -989.58 1

5 359.629 30.296 1.50839(L3)

6^* 159.197 30.838

7 83.6739 21.7064 1.50839 (L4)

8 -156.559 49.488

9 -124.689 15 1.50839 (L5)

10 1160.675 36.007

11 -2954.927 51.128 1.50839 (L6)

12 -209.121 1

13 2955.769 55.617 1.50839 (L7)

14 -271.245 1.906

15 274.463 51.753 1.50839 (L8)

16 ∞ 1

17 324.91 40.148 1.50839 (L9)

18 ∞ 1

19 195.148 28.434 1.50839(L10)

20^* 274.486 31.28

21 -989.419 15 1.50839(L11)

22 117.522 43.78

23 -183.081 15 1.50839(L12)

24^* 257.814 36.097

25 -136.607 33.693 1.50839(L13)

26 -3057.785 3.802

27 -1540.038 47.077 1.50839(L14)

28 -207.905 10.539

29 ∞ 4.66 (AS)

30^* 2195.041 42.729 1.50839(L15)

31 -290.604 1

32 488.043 44.596 1.50839(L16)

33 -776.102 26.234

34 -290.901 27.5 1.50839(L17)

35 -487.976 1.919

36 478.702 42.713 1.50839(L18)

37 -1180.716 4.283

38 295.558 41.897 1.50839(L19)

39 2379.702 1.727

40 191.779 40.82 1.50839(L20)

41 501.27 52.63

42 271.114 29.675 1.50839(L21)

43^* 966.299 14.707

44 -1253.623 16.248 1.50839(L22)

45 87.496 1

46 70.339 39.582 1.50839(L23)

47 616.178 12.9803

(晶片面)

(非球面资料)

6面

κ＝0

C₄＝-3.2030×10^-8 C₆＝-1.3280×10^-12

C₈＝-5.4530×10^-17 C₁₀＝1.8350×10^-21

C₁₂＝-4.4290×10^-25 C₁₄＝1.2610×10^-29

20面

κ＝0

C₄＝-7.2400×10^-9 C₆＝1.6610×10^-14

C₈＝2.3820×10^-18 C₁₀＝-6.9760×10^-23

C₁₂＝6.6230×10^-27

24面

κ＝0

C₄＝4.2380×10^-8 C₆＝-2.3110×10^-12

C₈＝-2.6420×10^-17 C₁₀＝4.7740×10^-21

43面

κ＝0

C₄＝3.6730×10^-8 C₆＝4.4570×10^-13

C₈＝2.7930×10^-17 C₁₀＝-3.3130×10^-21

C₁₂＝4.1110×10^-25

(条件式对应值)

L＝1249.9933mm

E＝3220.834mm

(1)(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＝1.107×10^-3

(2)E/L＝2.58

图3所示为第一实施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，图4所示为第一实施例的横像差。在各像差图中，分别以NA表示像侧的数值孔径，Y表示像高(mm)。在表示象散差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午线像面。上述的表记在以后的图6、图7、图9、图10、图12、图13、图15、图16中也都是同样的。由各像差图可知，在第一实施例中，可一面确保NA＝0.63的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

[第二实施例]

图5所示为关于第二实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图5，第二实施例的投影光学系统PL的构成从光罩十字标记侧开始依次为双凸透镜L1、双凸透镜L2、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L3、双凹透镜L4、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的双凹透镜L5、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L6、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L7、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L8、双凸透镜L9、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L10、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的双凹透镜L11、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的双凹透镜L12、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L13、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L14、孔径光圈AS、双凸透镜L15、双凸透镜L16、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L17、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L18、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L19、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L20、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L21、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L22、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L23。

在以下的表(2)中，列举了关于第二实施例的投影光学系统的诸元的值。

[表2]

(主要诸元)

λ＝248.4nm

β＝-1/4

NA＝0.65

Y₀＝21.1mm

(光学部件诸元)

面号码 r d n

(光罩十字标记面) 85.000

1 370.169 36.976 1.50839(L1)

2 -539.027 1

3 260.614 35.323 1.50839(L2)

4 -1805.662 1

5 237.342 21.572 1.50839(L3)

6^* 139.323 31.377

7 -516.888 17 1.50839(L4)

8 150 42.425

9 -147.29 15 1.50839(L5)

10^* 816.066 35.905

11 -147.082 27 1.50839(L6)

12 -225.4 1

13 -41392 53.976 1.50839(L7)

14 -227.618 1

15 -8068.53 50.952 1.50839(L8)

16 -284.185 1

17 243.06 59.2 1.50839(L9)

18 -37613.5 1

19 203.88 49.991 1.50839(L10)

20 1553.442 32.55

21 -1036.807 17 1.50839(L11)

22^* 148.605 42.594

23 -191.614 15 1.50839(L12)

24^* 189.595 41.625

25 -146.676 18.454 1.50839(L13)

26 -1600.717 18.651

27^* -759.531 35.576 1.50839(L14)

28 -211.058 10.001

29 ∞ 7.194 (AS)

30^* 2974.88 48.903 1.50839(L15)

31 -260.354 1

32 533.226 51.054 1.50839(L16)

33 -497.281 16.334

34 -297.478 28 1.50839(L17)

35 -410.191 6.962

36 432.489 35.698 1.50839(L18)

37 5542.28 1

38 339.32 38.398 1.50839(L19)

39 2529.767 1.073

40 205.053 40.997 1.50839(L20)

41 570.26 44.016

42 526.794 28.369 1.50839(L21)

43^* 999.637 7.316

44 363.9 26.929 1.50839(L22)

45 80.011 6.368

46 68.127 47.548 1.50839(L23)

47 333.792 13.6933

(晶片面)

(非球面资料)

6面

κ＝0

C₄＝-2.5830×10^-8 C₆＝-1.4132×10^-12

C₈＝-7.1032×10^-17 C₁₀＝9.7808×10^-22

C₁₂＝-3.4814×10^-25

10面

κ＝0

C₄＝-5.2948×10^-9 C₆＝1.6031×10^-12

C₈＝-4.1130×10^-17 C₁₀＝-5.8947×10^-22

C₁₂＝3.0968×10^-26

22面

κ＝0

C₄＝3.2206×10^-8 C₆＝1.8939×10^-12

C₈＝9.9966×10^-17 C₁₀＝2.8187×10^-21

C₁₂＝4.7609×10^-25

24面

κ＝0

C₄＝3.8141×10^-8 C₆＝-3.4162×10^-12

C₈＝1.2024×10^-19 C₁₀＝9.9690×10^-21

C₁₂＝-2.2108×10^-25

27面

κ＝0

C₄＝1.2927×10^-9 C₆＝1.7523×10^-13

C₈＝3.6435×10^-18 C₁₀＝1.1104×10^-22

C₁₂＝1.0330×10^-26

43面

κ＝0

C₄＝2.3875×10^-8 C₆＝1.3965×10^-12

C₈＝-4.3074×10^-17 C₁₀＝3.1012×10^-21

C₁₂＝-1.9832×10^-26

(条件式对应值)

L＝1250.0003mm

E＝2913.034mm

(1)(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＝1.073×10^-3

(2)E/L＝2.33

图6所示为第二实施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，图7所示为第二实施例的横像差。由各像差图可知，在第二实施例中，可一面确保NA＝0.63的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

[第三实施例]

图8所示为关于第三实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图8，第三实施例的投影光学系统PL的构成从光罩十字标记侧开始依次为将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L1、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L2、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L3、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L4、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L5、双凸透镜L6、双凸透镜L7、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L8、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L9、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的双凹透镜L10、双凹透镜L11、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L12、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L13、双凸透镜L14、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L15、孔径光圈AS、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L16、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L17、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L18、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L19、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的平凹透镜L20、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L21、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L22。

在以下的表(3)中，列举了关于第三实施例的投影光学系统的诸元的值。另外，在表(3)的主要诸元中，H₀为最大物体高，在表(3)的光学构件诸元中，φ为各面的有效半径(mm)。

[表3]

(主要诸元)

λ＝248.4nm

β＝-1/4

NA＝0.65

Y₀＝21.1mm

H₀＝84.4mm

(光学部件诸元)

面号码 r d n φ

(光罩十字标记面) 75.474

1 231.822 38.045 1.50839 101.520 (L1)

2^* 199.861 47.864 99.455

3^* -374.56 14 1.50839 100.413 (L2)

4 1087.945 57.682 109.753

5 -3912.276 42.876 1.50839 132.707 (L3)

6 -277.623 1 135.647

7 -975.662 34.107 1.50839 140.410 (L4)

8 -310 4.545 142.068

9 460.296 31.573 1.50839 142.104 (L5)

10 13824.8 1 141.047

11 345.841 39.937 1.50839 136.553 (L6)

12 -4264.05 1 134.154

13 256.582 42.585 1.50839 120.583 (L7)

14 -2435.28 1 116.222

15 557.373 14 1.50839 104.606 (L8)

16^* 157.296 15.308 85.859

17 246.555 33.989 1.50839 84.985 (L9)

18^* 111.492 37.164 68.319

19 -155.285 14 1.50839 67.684 (L10)

20^* 158.037 45.453 65.479

21 -90.143 14.012 1.50839 65.860 (L11)

22 1112.61 37.578 86.117

23 -641.094 41.361 1.50839 107.984 (L12)

24 -178.026 1 113.521

25 -1135.282 38.98 1.50839 129.498 (L13)

26 -257.706 1 132.719

27 4389.8 38.124 1.50839 141.281(L14)

28 -399.252 1 142.508

29 349.711 27.065 1.50839 142.696(L15)

30 683.493 70.062 141.251

31 ∞ 107.614 138.646(AS)

32 441.733 30 1.50839 142.714(L16)

33 3010.506 1 141.924

34 259.936 35.745 1.50839 138.201(L17)

35 683.423 1 135.649

36 220.377 33.003 1.50839 127.270(L18)

37 452.009 1 123.157

38 177.601 39.097 1.50839 111.415(L19)

39 575.408 20.306 105.670

40 ∞ 16 1.50839 96.125(L20)

1^* 844.277 40.65 85.670

42 1622.9 14 1.50839 58.186(L21)

43^* 134.25 1 48.308

44 71.19 29.261 1.50839 4.506(L22)

45 232.287 17.5256 34.911

(晶片面)

(非球面资料)

2面

κ＝0

C₄＝-4.1502×10^-8 C₆＝2.9831×10^-13

C₈＝2.2965×10^-17 C₁₀＝-3.3074×10^-21

C₁₂＝3.0534×10^-25 C₁₄＝-1.5922×10^-29

C₁₆＝2.5895×10^-34

3面

κ＝0

C₄＝-4.1155×10^-8 C₆＝-4.2875×10^-13

C₈＝1.1750×10^-17 C₁₀＝4.8956×10^-22

C₁₂＝-2.2368×10^-25 C₁₄＝2.0569×10^-29

C₁₆＝-8.3869×10^-34

16面

κ＝0

C₄＝4.4486×10^-8 C₆＝-2.9141×10^-15

C₈＝1.2928×10^-16 C₁₀＝5.2310×10^-21

C₁₂＝2.7283×10^-25 C₁₄＝5.4172×10^-29

C₁₆＝5.5839×10^-34

18面

κ＝0

C₄＝-1.3891×10^-7 C₆＝-3.0973×10^-13

C₈＝-3.9700×10^-16 C₁₀＝-7.9024×10^-20

C₁₂＝7.8062×10^-24 C₁₄＝-3.0617×10^-22

C₁₆＝2.0719×10^-31

20面

κ＝0

C₄＝4.8876×10^-8 C₆＝-6.8085×10^-12

C₈＝5.9452×10^-16 C₁₀＝1.7262×10^-20

C₁₂＝8.4920×10^-24 C₁₄＝-1.3744×10^-27

C₁₂＝8.9638×10^-32

41面

κ＝0

C₄＝1.1607×10^-8 C₆＝4.3405×10^-13

C₈＝-8.0755×10^-17 C₁₀＝6.3294×10^-21

C₁₂＝-3.8914×10^-25 C₁₄＝2.0077×10^-29

C₁₆＝-5.3721×10^-34

43面

κ＝0

C₄＝3.3236×10^-8 C₆＝-1.4246×10^-11

C₈＝-1.2965×10^-15 C₁₀＝-2.1005×10^-19

C₁₂＝5.6985×10^-24 C₁₄＝4.4185×10^-27

C₁₆＝-1.6556×10^-31

(条件式对应值)

L＝1249.9856mm

E＝1644.276mm

(1)(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＝1.026×10^-3

(2)E/L＝1.32

图9所示为第三实施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，图10所示为第三实施例的横像差。由各像差图可知，在第三实施例中，可一面确保NA＝0.63的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

如上所述，关于第一实施例～第三实施例的投影光学系统PL，由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，在物体侧及像侧两处为实质上的远心，满足(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3的条件，所以能够一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域，一面使含有失真的诸像差被良好地修正，形成简洁而高性能的光学系统。

[第四实施例]

图11所示为关于第四实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图11，第四实施例之投影光学系统PL的构成从光罩十字标记侧开始依次为双凸透镜L1、双凸透镜L2、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L3、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L4、双凹透镜L5、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L6、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L7、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L8、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L9、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L10、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L11、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L12、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L13、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L14、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L15、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L16、孔径光圈AS、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L17、双凸透镜L18、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L19、双凸透镜L20、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L21、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L22、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L23、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L24、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L25。

在第四实施例中，所有的透镜都由石英形成。在以下的表(4)中，列举了关于第四实施例的投影光学系统的诸元的值。

[表4]

(主要诸元)

λ＝193.3nm

β＝-1/4

NA＝0.70

Y₀＝21.1mm

(光学部件诸元)

面号码 r d n

(光罩十字标记面) 55.977

1 236.375 36.708 1.560326(L1)

2 -1326.857 1.000

3 305.858 27.807 1.560326(L2)

4 -4988.919 1.000

5 478.298 13.000 1.560326(L3)

6^* 216.036 3.877

7 246.432 13.000 1.560326(L4)

8 142.617 42.514

9 -176.904 13.000 1.560326(L5)

10 212.782 47.102

11 -134.266 13.000 1.560326(L6)

12 -276.220 1.000

13^* -312.207 13.000 1.560326(L7)

14 -305.626 13.453

15 -3214.315 61.536 1.560326(L8)

16 -190.911 1.316

17 -837.247 37.999 1.560326(L9)

18 -291.832 27.817

19 266.829 52.664 1.560326(L10)

20 11121.118 1.000

21 200.702 52.406 1.560326(L11)

22 2260.973 10.960

23 386.778 13.004 1.560326(L12)

24 152.011 41.781

25^* -300.824 13.000 1.560326(L13)

26 156.593 35.070

27^* -262.372 13.046 1.560326(L14)

28 282.691 39.674

29 -152.110 33.875 1.560326(L15)

30 -205.290 13.000

31^* -946.981 39.169 1.560326(L16)

32 -230.012 8.000

33 ∞ 8.067 (AS)

34 -1744.140 47.891 1.560326(L17)

35 -245.859 6.842

36 445.398 57.580 1.560326(L18)

37 -411.974 13.000

38 -300.000 27.000 1.560326(L19)

39 -1310.387 1.038

40 629.495 46.394 1.560326(L20)

41 -1301.217 1.133

42 300.000 41.497 1.560326(L21)

43^* 572.761 1.032

44 197.744 36.450 1.560326(L22)

45^* 546.586 1.000

46 283.437 13.000 1.560326(L23)

47 108.534 20.411

48 177.134 55.444 1.560326(L24)

49 123.882 1.000

50 78.959 67.373 1.560326(L25)

51 482.436 13.094

(晶片面)

(非球面资料)

6面

κ＝0

C₄＝-0.390730×10^-7 C₆＝0.277980×10^-13

C₈＝0.448296×10^-17 C₁₀＝0.142951×10^-20

C₁₂＝-0.200639×10^-25

13面

κ＝0

C₄＝-0.234706×10^-7 C₆＝-0.309208×10^-12

C₈＝-0.917319×10^-17 C₁₀＝-0.195900×10^-21

C₁₂＝-0.149005×10^-25

25面

κ＝0

C₄＝-0.436112×10^-7 C₆＝0.388626×10^-11

C₈＝-0.127775×10^-15 C₁₀＝0.347307×10^-20

C₁₂＝-0.812555×10^-25

27面

κ＝0

C₄＝-0.359877×10^-7 C₆＝-0.413098×10^-11

C₈＝0.274168×10^-16 C₁₀＝-0.544566×10^-20

C₁₂＝-0.351659×10^-24

31面

κ＝0

C₄＝-0.781800×10^-8 C₆＝0.625582×10^-12

C₈＝-0.767116×10^-17 C₁₀＝0.242844×10^-21

C₁₂＝-0.585103×10^-26

43面

κ＝0

C₄＝-0.480511×10^-8 C₆＝-0.424626×10^-14

C₈＝-0.773379×10^-17 C₁₀＝-0.156710×10^-21

C₁₂＝0.781612×10^-26

45面

κ＝0

C₄＝-0.126619×10^-7 C₆＝0.111075×10^-11

C₈＝-0.315462×10^-17 C₁₀＝-0.234952×10-²¹

C₁₂＝0.165000×10^-25

(条件式对应值)

L＝1250.00mm

(3)(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＝0.775×10^-3

图12所示为第四实施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，图13所示为第四实施例的横像差。由各像差图可知，在第四实施例中，可一面确保NA＝0.70的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

[第五实施例]

图14所示为关于第五实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图14，第五实施例的投影光学系统PL的构成从光罩十字标记侧开始依次为双凸透镜L1、双凸透镜L2、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的负凹凸透镜L3、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L4、双凹透镜L5、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L6、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L7、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L8、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L9、双凸透镜L10、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L11、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L12、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L13、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L14、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L15、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L16、孔径光圈AS、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L17、双凸透镜L18、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L19、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L20、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L21、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L22、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L23、将凸面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L24、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L25。

在第五实施例中，透镜L11、L16、L24及L25由萤石形成，其它的透镜由石英形成。在以下的表(5)中，列举了关于第五实施例的投影光学系统的诸元的值。

[表5]

(主要诸元)

λ＝193.3nm

β＝-1/4

NA＝0.70

Y₀＝21.1mm

(光学部件诸元)

面号码 r d n

(光罩十字标记面) 51.000

1 213.222 38.539 1.560326(L1)

2 -1490.368 1.000

3 438.510 22.960 1.560326(L2)

4 -5521.851 1.000

5 333.571 13.000 1.560326(L3)

6^* 177.450 4.161

7 199.366 13.275 1.560326(L4)

8 138.570 44.632

9 -161.840 13.000 1.560326(L5)

10 223.766 44.902

11 -143.814 13.000 1.560326(L6)

12 -298.377 1.704

3^* -334.582 13.000 1.560326(L7)

14 -334.916 11.743

5 -4047.282 57.701 1.560326(L8)

16 -201.085 1.000

17 -1435.546 40.566 1.560326(L9)

18 -302.600 21.438

19 262.122 54.652 1.560326(L10)

20 -11336.582 1.000

21 196.075 53.198 1.501455(L11)

22 3379.224 10.470

23 369.741 13.000 1.560326(L12)

24 153.333 40.357

25^* -303.585 13.000 1.560326(L13)

26 159.474 35.089

27^* -234.626 13.000 1.560326(L14)

28 270.159 38.992

29 -165.469 35.787 1.560326(L15)

30 -196.726 13.000

31^* -735.265 37.631 1.501455(L16)

32 -216.484 8.000

33 ∞ 8.000 (AS)

34 -2040.786 53.321 1.560326(L17)

35 -225.458 6.842

36 552.343 57.580 1.560326(L18)

37 -414.088 13.000

38 -300.000 27.000 1.560326(L19)

39 -1036.554 16.153

40 -1325.080 46.394 1.560326(L20)

41 -376.256 1.000

42 300.000 41.497 1.560326(L21)

43^* 454.030 1.000

44 185.557 48.502 1.560326(L22)

45^* 970.728 1.204

46 374.033 20.165 1.560326(L23)

47 120.058 9.825

48 144.788 48.299 1.501455(L24)

49 100.193 1.000

50 74.978 63.000 1.501455(L25)

51 412.784 11.422

(晶片面)

(非球面资料)

6面

κ＝0

C₄＝-0.340666×10^-7 C₆＝-0.320328×10^-13

C₈＝-0.886363×10^-17 C₁₀＝0.377243×10^-20

C₁₂＝-0.403299×10^-24

13面

κ＝0

C₄＝-0.115164×10^-7 C₆＝-0.129368×10^-12

C₈＝0.153108×10^-17 C₁₀＝-0.400820×10^-21

C₁₂＝0.893904×10^-26

25面

κ＝0

C₄＝-0.610648×10^-7 C₆＝0.525010×10^-11

C₈＝-0.504609×10^-16 C₁₀＝-0.696687×10^-20

C₁₂＝0.272899×10^-24

27面

κ＝0

C₄＝-0.558894×10^-7 C₆＝-0.492800×10^-11

C₈＝-0.480602×10^-16 C₁₀＝-0.623444×10^-20

C₁₂＝-0.711183×10^-24

31面

κ＝0

C₄＝-0.119246×10^-7 C₆＝0.435184×10^-12

C₈＝-0.397771×10^-17 C₁₀＝0.205602×10^-21

C₁₂＝-0.942057×10^-27

43面

κ＝0

C₄＝-0.105535×10^-8 C₆＝-0.924566×10^-13

C₈＝-0.240759×10^-17 C₁₀＝-0.153687×10^-21

C₁₂＝0.590155×10^-26

45面

κ＝0

C₄＝-0.108578×10^-7 C₆＝0.130055×10^-11

C₈＝-0.312792×10^-16 C₁₀＝0.526315×10^-21

C₁₂＝-0.463864×10^-26

(条件式对应值)

L＝1250.0mm

(3)(λ×L)/(N A×Y₀ ²)＝0.775×10^-3

图15所示为第五实施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，图16所示为第五实施例的横像差。由各像差图可知，在第五实施例中，可一面确保NA＝0.70的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

如上所述，关于第四实施例及第五实施例的投影光学系统PL，由具有1.6以下的折射率的光学材料而形成，在物体侧及像侧两处为实质上的远心，七个光学面形成为非球面形状，满足

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.0×10^-3的条件。

在第四实施例及第五实施例中，借由满足条件式(3)，可一面确保高分辨率及大视野(一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域)一面得到简洁的光学系统，在用于曝光装置的场合可实现高生产量。具体地说，当在条件式(3)的上限值以上时，关于分辨率、成像区域(曝光区域)及光学系统的大小其中的至少一点，不能得到足够优良的构成。另外，为了更加良好地发挥本发明的效果，将条件式(3)的上限值设定成0.9×10^-3为佳。而且，借由满足条件式(4)，可使投影光学系统PL的分辨率提高。

[第六实施例]

图17所示为关于第六实施例的投影光学系统的透镜构成。参照图17，第六实施例的投影光学系统PL从光罩十字标记侧开始依次借由具有正折射力的第一透镜群G1、具有负折射力的第二透镜群G2、具有正折射力的第三透镜群G3而构成。第一透镜群G1从光罩十字标记侧开始依次借由将非球面形状的凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L11、双凹透镜L12、双凸透镜L13、双凸透镜L14、双凸透镜L15、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L16而构成。

第二透镜群G2从光罩十字标记侧开始依次借由双凹透镜L21、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的双凹透镜L22、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L23、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L24而构成。第三透镜群G3从光罩十字标记侧开始依次借由将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L31、将凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L32、双凸透镜L33、双凸透镜L34、将非球面形状的凹面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L35、双凹透镜L36、孔径光圈AS、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L37、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L38、将凸面朝向光罩十字标记侧的正凹凸透镜L39、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L310、将非球面形状的凹面朝向晶片侧的正凹凸透镜L311、将凹面朝向光罩十字标记侧的负凹凸透镜L312而构成。

在第六实施例中，所有的透镜都由萤石形成。在以下的表(6)中，列举了关于第六实施例的投影光学系统的诸元的值。另外，在表(6)的主要诸元中，H₀为最大物体高，在表(6)的光学构件诸元中，Ф为各面的有效半径(mm)。

[表6]

(主要诸元)

λ＝157.6nm

β＝-1/4

NA＝0.7

Y₀＝21.1mm

H₀＝84.4mm(1.1×H₀＝92.84mm)

(光学部件诸元)

面号码 r d n Ф

(光罩十字标记面) 55.2615

1^* 203.0634 22.9288 1.559307 99.54(L11)

2 199.9239 49.3188 97.11

3 -215.7324 15.0000 1.559307 97.23(L12)

4 371.7575 27.3186 111.12

5 912.6283 57.3547 1.559307 125.57(L13)

6 -247.8085 1.0000 129.74

7 558.9117 46.7777 1.559307 141.57(L14)

8 -617.4656 1.0000 142.00

9 381.3538 40.1313 1.559307 138.61(L15)

10 -4542.9083 1.0000 136.37

11 309.0622 37.6538 1.559307 126.73(L16)

12^* 1204.4275 69.8932 122.36

13 -1083.2138 15.0000 1.559307 78.60(L21)

14 319.4939 20.2882 69.77

15^* -212.9218 15.0000 1.559307 69.35(L22)

16 235.9633 22.7588 65.05

17 -173.8754 17.2332 1.559307 65.02(L23)

18 -1383.3104 33.4159 68.51

19 -86.1837 29.5290 1.559307 68.68(L24)

20 -2785.7548 5.6339 99.77

21^* -1834.5258 41.1324 1.559307 100.69(L31)

22 -181.3765 1.0000 107.86

23 -983.0929 35.5918 1.559307 122.98(L32)

24 -274.7538 1.0000 127.38

25 675.8655 45.6297 1.559307 140.85(L33)

26 -545.9503 1.0000 142.00

27 1037.0836 45.9523 1.559307 142.00(L34)

28 -425.4880 10.1195 141.41

29^* -344.4867 24.0000 1.559307 141.11(L35)

30 -309.3445 13.2895 141.60

31 -571.2625 24.1060 1.559307 132.46(L36)

32 642.3624 14.0052 128.37

33 ∞ 85.5617 128.44 (AS)

34 382.7332 30.9825 1.559307 142.00(L37)

35 1205.5311 45.9745 141.54

36 264.7526 45.6332 1.559307 142.00(L38)

37 1271.1254 1.8488 139.42

38 221.5366 36.3877 1.559307 129.51(L39)

39 453.4555 1.6413 124.45

40 176.9154 38.1695 1.559307 112.16(L310)

41^* 534.2537 71.1243 104.85

42 132.3848 17.7337 1.559307 50.93(L311)

43^* 185.7697 9.6193 43.19

44 -597.7757 15.0000 1.559307 38.95(L312)

45 -3757.7443 10.0000 30.99

(晶片面)

(非球面资料)

1面

κ＝0

C₄＝2.71565×10^-8 C₆＝-7.39567×10^-13

C₈＝2.31594×10^-17 C₁₀＝4.45225×10^-22

C₁₂＝-7.18557×10^-26 C₁₄＝3.76048×10^-30

12面

κ＝0

C₄＝-2.34467×10^-8 C₆＝-3.72967×10^-14

C₈＝1.30251×10^-17 C₁₀＝2.97746×10^-22

C₁₂＝-2.33469×10^-26 C₁₄＝3.52366×10^-31

15面

κ＝0

C₄＝-2.26925×10^-8 C₆＝2.75024×10^-12

C₈＝3.94054×10^-16 C₁₀＝2.49115×10^-20

C₁₂＝-2.78491×10^-24 C₁₄＝2.20171×10^-28

21面

κ＝0

C₄＝-3.82569×10^-8 C₆＝7.26765×10^-13

C₈＝-5.48081×10^-17 C₁₀＝1.67564×10^-21

C₁₂＝-7.84329×10^-26 C₁₄＝3.45289×10^-31

29面

κ＝0

C₄＝-8.51910×10^-8 C₆＝6.22456×10^-14

C₈＝-1.06075×10^-18 C₁₀＝-1.48912×10^-23

C₁₂＝3.08241×10^-28 C₁₄＝6.15126×10^-34

41面

κ＝0

C₄＝2.99126×10^-8 C₆＝-2.08080×10^-13

C₈＝1.23353×10^-17 C₁₀＝9.39268×10^-23

C₁₂＝-3.49001×10^-27 C₁₄＝4.33883×10^-31

43面

κ＝0

C₄＝-1.36725×10^-7 C₆＝-1.96775×10^-11

C₈＝-2.82153×10^-15 C₁₀＝-1.38257×10^-19

C₁₂＝1.66066×10^-22 C₁₄＝-1.34566×10^-26

(条件式对应值)

L＝1250.0003mm

(5)Y₀/L＝0.01688

图18所示为第六实施例的横像差。由各像差图可知，在第六实施例中，可一面确保NA＝0.70的大的数值孔径及Y₀＝21.1mm的大的最大像高(进而为大的成像区域)，一面使含有歪曲像差的诸像差被良好地修正。

如上所述，关于第六实施例的投影光学系统PL，从光罩十字标记侧开始依次借由具有正折射力的第一透镜群G1、具有负折射力的第二透镜群G2、具有正折射力的第三透镜群G3而构成，满足

0.014＜Y0/L＜0.030 (5)的条件。

以往用于步进方式、带有满足条件式(5)的宽广的曝光区域(成像区域)的投影光学系统，采用具有正负正负正的折射力配置的五群构成。但是，在第六实施例中，借由采用具有正负正的折射力配置的三群构成，大幅削减了构成要素数，并削减了制造成本，同时可防止由要素单体的误差的成像性能的劣化。当在条件式(5)的上限值以上时，在成像区域的整个范围内良好地进行像差修正变得困难，当在下限值以下时，投影光学系统大型化，制造变得困难。另外，为了更加良好地发挥本发明的效果，将条件式(5)的上限值设定在0.025，下限值设定在0.015为佳。

而且，在第六实施例中，构成第一透镜群G1的所有光学面的总数(＝12)中，80％以上数目(12：100％)的光学面具有大于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成第二透镜群G2的光学面的总数(＝8)的80％以上数目(7：87.5％)的光学面具有小于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成第三透镜群G3的光学面的总数(＝24)的70％以上数目(20：83.3％)的光学面具有大于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径。借由此构成，在第六实施例中，尽管为三群构成却可使珀兹瓦尔和接近于0，良好地修正像面弯曲。

然而，在上述的第三实施例中，也是透镜L1～L7构成具有正折射力的第一透镜群G1，透镜L8～L11构成具有负折射力的第二透镜群G2，透镜L12～L22构成具有正折射力的第三透镜群G3。而且，在第三实施例中为Y₀/L＝21.1/1249.9856＝0.01688，满足条件式(5)。

而且，在第三实施例中，构成第一透镜群G1的所有的光学面的总数(＝14)的80％以上数目(14：100％)的光学面具有大于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成第二透镜群G2的光学面的总数(＝8)的80％以上数目(7：87.5％)的光学面具有小于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径，构成第三透镜群G3的光学面的总数(＝22)的70％以上数目(17：77.3％)的光学面具有大于最大物体高H₀的1.1倍的有效半径。这样，在第三实施例中也可得到第六实施例的上述的效果。

在上述实施形态的曝光装置中，借由利用照明系统将光罩十字标记(光罩)进行照明(照明工程)，并利用投影光学系统将形成于光罩的转印用的图案在感旋旋光性基板上进行曝光(曝光工程)，可制造微型组件(半导体组件、摄像组件、液晶显示组件、薄膜磁头等)。以下，关于借由利用本实施形态的曝光装置，在作为感旋旋光性基板的晶片等上形成所定的电路图案，而得到作为微型组件的半导体组件时的手法的一例，参照图19的流程图进行说明。

首先，在图19的步骤301中，在一批晶片上蒸镀金属膜。接着在步骤302中，在这一批晶片的金属膜上涂敷光阻。之后，在步骤303中，利用本实施形态的曝光装置，使光罩上的图案的像通过其投影光学系统，被依次曝光转印于这一批晶片上的各拍摄区域。之后，在步骤304中进行这一批晶片上的光阻的显像之后，在步骤305中，借由在这一批晶片上将光阻图案作为光罩进行蚀刻作业，使对应光罩上的图案的电路图案被形成在各晶片上的各拍摄区域。

之后，再借由进行上一层的电路图案的形成等即可制造半导体组件等组件。借由上述的半导体组件制造方法，可生产量良好地得到具有极微细的电路图案的半导体组件。另外，在步骤301～步骤305中，是在晶片上蒸镀金属，并在金属膜上涂敷光阻，然后进行曝光、显像、蚀刻的各项工程的，但是当然也可以在这些工程之前，在晶片上形成硅氧化膜后，再在该硅氧化膜上涂敷光阻，然后进行曝光、显像、蚀刻等各项工程。

而且，本实施形态的曝光装置借由在感光板(玻璃基板)上形成所定的图案(电路图案、电极图案等)，也可得到作为微型组件的液晶显示组件。以下，参照图20的流程图，就此时的手法的一例进行说明。在图20中，图案形成工程401利用本实施形态的曝光装置，将光罩的图案转印曝光于感旋旋光性基板(涂敷有光阻的玻璃板等)，实行所谓的微影工程。借由该微影工程，在感旋旋光性基板上形成含有多个电极等的所定的图案。随后，被曝光的基板借由经过显像工程、蚀刻工程、光阻剥离工程等各项工程，而在基板上形成所定的图案。然后，进行后续的滤镜形成工程401。

接着，在滤镜形成工程402中，形成呈矩阵状多个排列，使其对应R(Red)、G(Green)、B(Blue)的三组圆点；或者是将R、G、B的三条带式滤镜组在多个水平扫描线方向排列的滤色器。然后，在滤镜形成工程402之后，实行组件组装工程403。在组件组装工程403中，利用由图案形成工程401所得到的具有所定图案之基板、由滤镜形成工程402所得到的滤镜而组装液晶面板(液晶组件)。在组件组装工程403中，例如在图案形成工程401所得到的具有所定图案的基板以及滤镜形成工程402所得到的滤镜之间注入液晶，制造液晶面板(液晶组件)。

之后，在组件组装工程404中，安装使已组装液晶面板(液晶组件)进行显示动作的电子电路、背光等构件，作为液晶显示组件即告完成。如利用上述的液晶显示的制造方法，可生产量良好地得到具有极微细的电路图案的液晶显示组件。

在上述的实施形态中，是将本发明应用于在对晶片W的各曝光区域将光罩十字标记R的图案统一进行曝光的步进重复方式的曝光装置中，但是并不限定于此。本发明也适用于可在一面使晶片W和光罩十字标记R对投影光学系统PL相对移动，一面对晶片W的各曝光区域将光罩十字标记R的图案进行扫描曝光的步进扫描方式的曝光装置中。

而且，在上述的实施形态中，使用供给248.4nm的波长光的KrF准分子雷射光源、供给193.3nm的波长光的ArF准分子雷射光源或供给157.6nm的波长光的F₂雷射光源，但是并不限定于此，对其它适当的光源也可适用本发明。

另外，在上述的实施形态中，本发明系应用于装配在曝光装置的投影光学系统，但是并不限定于此。本发明也适用其它一般的投影光学系统。

如上所述，本发明在两侧为大致远心，可一面确保足够大的数值孔径及足够宽广的成像区域，一面使包含失真的诸像差被良好地修正，实现简洁而高性能的投影光学系统。因此，在装置本发明的投影光学系统的曝光装置中，可抑制起因于光罩十字标记和晶片的弯曲等的图像歪曲，以高生产量及高分辨率进行良好的投影曝光，进而可以高生产量及高分辨率制造良好的微型组件。

Claims

1.一种投影光学系统，将第一物体的图案像形成于第二物体上，包含配置于上述第一物体和上述第二物体之间的光程中的光学材料以及在上述第一物体侧及上述第二物体侧两处为实质远心性，该投影光学系统的特征为：

上述光学材料具有1.6以下的折射率，其中当设上述投影光学系统所用的光的波长为λ，上述第一物体与上述第二物体的距离为L，上述第二物体侧的数值孔径为NA，在上述第二物体上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.5×10^-3

2.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征是：

当上述投影光学系统的出射光瞳与上述第二物体的距离为E，上述第一物体和上述第二物体的距离为L时，满足下列条件：

E/L＞1.2

3.如权利要求2所述的投影光学系统，其特征是：

构成上述投影光学系统的所有的光学部件都是由单一种类的光学材料形成。

4.如权利要求3所述的投影光学系统，其特征是：

至少一个的光学面形成有非球面形状。

5.如权利要求4所述的投影光学系统，其特征是：

从上述第一物体侧开始依次具备带有正折射力的第一透镜群、带有负折射力的第二透镜群、带有正折射力的第三透镜群。

6.如权利要求5所述的投影光学系统，其特征是：

当在上述第一物体上的最大物体高为H₀时，

构成上述第一透镜群的光学面的总数的80％以上的数目的光学面具有大于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径；

构成上述第二透镜群的光学面的总数的80％以上的数目的光学面具有小于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径；

构成上述第三透镜群的光学面的总数的70％以上的数目的光学面具有大于上述最大物体高H₀的1.1倍的有效半径。

7.如权利要求6所述的投影光学系统，其特征是：

上述第一透镜群在属于上述投影光学系统的透镜群中配置于最靠近上述第一物体侧；

上述第三透镜群在属于上述投影光学系统的透镜群中配置于最靠近上述第二物体侧。

8.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征是：

9.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征是：

至少1个光学面形成有非球面形状。

10.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征是：

11.如权利要求10所述的投影光学系统，其特征是：

当在上述第一物体上的最大物体高为H₀时，

12.如权利要求11所述的投影光学系统，其特征是：

13.一种投影光学系统，将第一物体的图案像形成于第二物体之上，包含配置于上述第一物体和上述第二物体之间的光程中的光学材料以及在上述第一物体侧与上述第二物体侧两处为实质远心性，该投影光学系统的特征是：

至少1个光学面形成有非球面形状，其中当上述投影光学系统所用的光的波长为λ，上述第一物体与上述第二物体的距离为L，上述第二物体侧的数值孔径为NA，上述第二物体上的最大像高为Y₀时，满足下列条件：

(λ×L)/(NA×Y₀ ²)＜1.0×10^-3

λ＜200nm

14.如权利要求13所述的投影光学系统，其特征是：

将上述第一物体的缩小像形成于上述第二物体上。

15.一种曝光装置，其特征是包括：

照明系统，照明上述第一物体；

投影光学系统，用于将形成于上述第一物体的图案像形成在上述第二物体上，为权利要求1乃至权利要求14的任一项所述投影光学系统。

16.如权利要求15所述的曝光装置，其特征是：

上述曝光装置是在横过上述投影光学系统的光轴的方向，使上述第一物体和上述第二物体在相对静止的状态下进行曝光。

17.一种组件制造方法，其特征是包括：

照明工程，照明上述第一物体；

曝光工程，通过权利要求1～14任意一项所述的投影光学系统，将被上述照明工程所照明的上述第一物体的图案，曝光到上述第二物体上；以及

显像工程，将上述曝光工程所曝光的上述第二物体进行显像。

18.如权利要求17所述的组件制造方法，其特征是：

在上述曝光工程中，在横过上述投影光学系统的光轴的方向，使上述第一物体和上述第二物体为相对静止的状态下进行曝光。

19.一种将光罩上的图案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，包括：

照明工程，利用照明系统照明上述光罩；

投影工程，利用权利要求1乃至权利要求14的任意一项所述的投影光学系统，将上述光罩上的上述图案的缩小像形成于上述感旋旋光性基板上。

20.如权利要求19所述的曝光方法，其特征是：