JP2000138151A - 投影露光装置 - Google Patents

投影露光装置

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JP2000138151A JP10309677A JP30967798A JP2000138151A JP 2000138151 A JP2000138151 A JP 2000138151A JP 10309677 A JP10309677 A JP 10309677A JP 30967798 A JP30967798 A JP 30967798A JP 2000138151 A JP2000138151 A JP 2000138151A
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optical system
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Tetsuo Takahashi
哲男 高橋
Seibun Ri
世文 李
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/70833Mounting of optical systems, e.g. mounting of illumination system, projection system or stage systems on base-plate or ground

Abstract

(57)【要約】 【課題】反射屈折光学系を投影光学系として用いる投影
露光装置において、投影光学系の光学調整を容易に行う
ことが出来る技術を提供する。 【解決手段】第1面Rの像を投影光学系を介して第2面
W上に形成する投影露光装置において、投影光学系は、
1個以上の光路偏向部材M1、M2と2個以上の光軸z1
〜z3を有し、各光軸上に配置される光学部材は、各光
軸に対応して設けられる各バレル1〜3によって保持さ
れ、バレル1〜3のうち少なくとも1個のバレル2は、
対応する光軸z2を傾斜できるように、又は対応する光
軸z2方向に並進できるように、調整装置7、8を備え
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、または液晶表示装置等をフォトリソグラフィ工程で
製造する際に使用される投影露光装置の光学系に関し、
特に光学系の一要素として反射系を用いることにより、
クオーターミクロン単位の解像度を有する反射屈折光学
系の調整技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトリ
ソグラフィ工程においては、フォトマスクまたはレチク
ル(以下、レチクルと総称する。)上のパターンの像
を、投影光学系を介して、フォトレジスト等が塗布され
たウエハまたはガラスプレート等(以下、ウエハと総称
する。)上に露光する投影露光装置が使用されている。
半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影露光装
置に使用されている投影光学系に要求される解像力は益
々高まっている。この要求を満足するために、照明光の
波長を短くし、且つ投影光学系の開口数(N.A.)を
大きくする必要が生じた。
【0003】しかし、照明光の波長が短くなると、光の
吸収によって実用に耐える硝材の種類は限られ、波長が
300nm以下になると、現在のところ実用上使える硝
材は合成石英と蛍石だけとなる。両者のアッベ数は、色
収差を補正するのに十分な程は離れていないので、色収
差の補正が困難となる。また求められる光学性能は極め
て高いため、各収差をほぼ無収差にすることが必要とな
る。これをレンズ群のみで構成される屈折光学系で達成
するためには、多数のレンズが必要となり、透過率の低
減や光学系を製造するためのコストの増大を避けること
はできない。
【0004】これに対して凹面鏡等のパワーを用いた反
射光学系は色収差がなく、しかもレンズとは逆のペッツ
バール和への寄与を示すため、反射光学系と屈折光学系
とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学系によれば、レ
ンズ枚数の増加を招くことなく、色収差をはじめとする
各種の収差をほぼ無収差にすることができる。こうした
反射屈折光学系により投影光学系を構成した種々の技術
が提案されてきている。それらの代表的なものとして、
特開昭63−163319号公報、特公平7−1115
12号公報、特公平5−25170号公報、USP−
4,779,966等が開示されている。
【0005】一方、実際に製品を製造する際には、様々
な光学調整が必要となり、屈折光学系の光学調整につい
ては、特公平7−54794号や特開平10−5493
2号に開示されており、反射屈折光学系の光学調整につ
いては、特開平7−86152号に開示されている。し
かしながら、反射屈折光学系を組み立てながら、すべて
の範囲について光学調整を行う方法は、あまり良く分か
っていないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に反射屈折光学系
を調整する場合、光軸が複数個あるために、屈折光学系
に比べて、光軸間相互の調整に誤差が生じやすく、その
ため、調整開始時点での初期収差が屈折光学系に比べて
はるかに大きくなり易い。また、光軸間相互の調整を首
尾よく完了できたとしても、製品が設計値と同程度の性
能を持つには、さらに個々のレンズエレメントを傾斜・
移動させるような微細な調整が必要となり、それは、反
射屈折光学系のように複雑な構成を持つ場合には、屈折
光学系に比べて困難さがはるかに増すことになる。この
ため、設計上では反射屈折光学系が屈折光学系よりも優
れているものの、実際には必ずしも反射屈折光学系の実
用化が進まない原因となっていた。本発明はかかる点に
鑑み、主として反射屈折光学系を投影光学系として用い
る投影露光装置において、投影光学系の光学調整を容易
に行うことが出来る技術を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、反射屈折型の投影光学系の光学
調整を何段階かにわけ、それぞれの段階にふさわしい光
学調整手段を持たせることで、最終的に設計値とほぼ等
しい光学性能を持つ反射屈折投影露光装置を提供するこ
とを可能としている。すなわち本発明は、第1面の像を
投影光学系を介して第2面上に形成する投影露光装置に
おいて、前記投影光学系は、1個以上の光路偏向部材と
2個以上の光軸を有し、前記各光軸上に配置される光学
部材は、各光軸に対応して設けられる各バレルによって
保持され、前記バレルのうち少なくとも1個は、対応す
る前記光軸を傾斜できるように、又は対応する前記光軸
方向に並進できるように、調整装置を備えていることを
特徴とする投影露光装置である。
【0008】本発明はまた、第1面の像を投影光学系を
介して第2面上に形成する投影露光装置において、前記
投影光学系は、レンズと凹面鏡を含み、前記レンズのう
ちの少なくとも5組のレンズ単体又はレンズ集合体は、
光軸に対して傾斜可能に配置されていることを特徴とす
る投影露光装置である。
【0009】本発明はまた、第1面の像を第2面上に形
成する投影光学系を備え、該投影光学系はレンズと凹面
鏡と光路偏向部材と2個以上の光軸を有し、各光軸上に
配置される光学部材は各光軸に対応して設けられる各バ
レルによって保持され、各バレルは1又は複数の鏡筒ユ
ニットからなり、前記レンズのうちの複数組のレンズ単
体又はレンズ集合体は、光軸に対して傾斜可能に配置さ
れ、又は光軸方向に並進可能に配置されており、前記バ
レルのうち少なくとも1個は、対応する前記光軸を傾斜
できるように、又は対応する前記光軸方向に並進できる
ように、調整装置を備えている投影露光装置の調整方法
であって、前記調整装置によって前記各バレル毎の光軸
同士の関係を調整する工程と、前記各鏡筒ユニットの位
置決めを行う工程と、前記レンズ単体又はレンズ集合体
の位置決めを行う工程を有することを特徴とする投影露
光装置の調整方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例に
よる投影露光装置に用いる投影光学系の光路図を示す。
この投影光学系は、第1結像光学系Aによってレチクル
R上のパターンの中間像Sを形成し、第2結像光学系B
によって中間像Sの再結像をウエハWの感光面上に形成
するものである。第1結像光学系Aの光軸(第1光軸z
1)は、鉛直Z方向に配置されている。また、第1結像
光学系Aは前群A1と後群A2とからなり、後群A2には
凹面鏡MCが配置されており、したがって後群A2は往復
光学系となっている。そして第1結像光学系Aによるパ
ターンの中間像Sは、前群A1と後群A2との中間に形成
される。その中間像Sの位置の近傍に第1平面鏡M1
配置されており、同平面鏡M1によって、第1結像光学
系Aの第1光軸z1は90°折り曲げられて、左右Y方
向に延びる第2光軸z2となっている。第2光軸z2には
第2平面鏡M 2が配置されており、同平面鏡M2によって
第2光軸z2は更に90°折り曲げられて、鉛直Z方向
に延びる第3光軸z3となっている。したがって2つの
平面鏡M1、M2は互いに直交し、且つ第2光軸z2に対
して共に45°の角度をなしている。そして第3光軸z
3に、第2結像光学系Bが配置されており、この第2結
像光学系Bの内部に開口絞りASが配置されている。
【0011】この投影光学系は、第1結像光学系後群A
2が往復光学系となっているために、レチクルパターン
面とウエハ感光面の光軸z1、z3上の位置は、使用領域
とはならない。すなわちレチクルパターンを照明する照
明光学系(不図示)の照明領域は、第1光軸z1を外し
た前後X方向に長いスリット状となっており、この結
果、投影光学系の露光領域も第3光軸z3を外した前後
X方向に長いスリット状となっている。そしてレチクル
RとウエハWとを左右Y方向に同期して走査することに
より、レチクルパターンの全域をウエハの感光面に転写
するものである。
【0012】本実施例の投影光学系の主要諸元は、 ウエハ側N.A.:0.75 倍率:0.25倍 使用波長:193.3nm(ArFエキシマレーザー) である。露光領域としては、例えば前後X方向長さ×左
右Y方向長さが、25mm×6mmの長方形領域とする
ことができる。以下の表1に投影光学系の光学部材の諸
元を掲げる。表1の[光学部材諸元]中、第1欄Noは
レチクルR側からの各光学面の番号、第2欄rは各光学
面の曲率半径、第3欄dは各光学面から次の光学面まで
の光軸上の距離、第4欄Reffは各光学面の有効半径、
第5欄は各光学面から次の光学面までの硝材(空欄は空
気)、第6欄は各光学部材の記号又は光学部材の属する
群の記号を示す。曲率半径rと光軸上の間隔dは光の進
行方向を正とするが、1回反射するごとに正負を逆転し
て表示している。また、使用波長での石英と蛍石の屈折
率は次の通りである。 石英:1.560326 蛍石:1.501455
【0013】また第39面と52面は非球面を用いてお
り、非球面についての第2欄rは、頂点曲率半径であ
る。非球面の形状は、 y:光軸からの高さ z:接平面から非球面までの光軸方向の距離 r:頂点曲率半径 κ:円錐係数 A〜F:非球面係数 によって表わしており、[非球面データ]に、非球面係
数A〜Fの値を示した。円錐係数については、各非球面
ともκ=0である。また、図2にこの光学系の横収差図
を示す。図2中、(A)はメリジオナル像面内での横収
差を示し、(B)はサジタル像面内での横収差を示す。
Yは像高を示す。
【0014】
【表1】 [光学部材諸元] No r d Reff 0 ∞ 50.0980 R 1 ∞ 30.8769 77.96 石英 A1 2 1358.1393 25.6596 82.00 3 -173.9366 29.5956 82.54 石英 A1 4 -262.5027 3.954 9 93.62 5 -243.7585 32.1846 94.30 石英 A1 6 -198.6141 79.250 8 102.23 7 705.6754 29.6916 128.29 石英 A2 8 -853.6854 7.115 7 128.85 9 243.8837 35.0000 130.00 石英 A210 393.9524 334.967 0 126.27 11 -228.4608 20.5261 87.25 石英 A212 324.6767 7.356 1 90.62 13 359.7325 40.5663 92.51 蛍石 A214 -554.2952 58.013 1 94.34 15 588.9791 33.3872 97.95 石英 A216 3573.1266 113.195 5 97.48 17 -249.4612 25.0000 111.74 石英 A218 -1326.9703 25.835 4 126.13 19 -367.4917 -25.8354 129.94 A2C20 -1326.9703 -25 .0000 127.54 石英 A221 -249.4612 -113.1955 117.01 22 3573.1266 -33.3872 112.48 石英 A223 588.9791 -58.013 1 111.89 24 -554.2952 -40.5663 100.25 蛍石 A225 359.7325 -7.356 1 97.36 26 324.6767 -20.5261 94.44 石英 A227 -228.4608 -334.967 0 87.51 28 393.9524 -35.0000 93.84 石英 A229 243.8837 -7.115 7 96.50 30 -853.6854 -29.6916 93.81 石英 A231 705.6754 1.620 3 92.09 32 ∞ 530.0000 M133 ∞ -100.000 0 M234 -473.4614 -50.8662 130.00 石英 B35 1218.5628 -18.9785 128.42 36 357.1688 -31.0635 128.11 石英 B37 818.7536 -209.4034 129.93 38 -571.9096 -31.2079 123.89 石英 B39 -295.8211 -4.7127 119.48 40 -291.2028 -53.9868 119.84 蛍石 B41 858.6769 -19.1416 119.00 42 − -24.0577 115.27 AS43 719.7751 -25.00 00 113.83 石英 B44 6715.0030 -22.3498 117.19 45 -314.9647 -45.0000 124.79 石英 B46 -5036.3103 -16.5385 123.55 47 -265.1907 -45.0000 120.07 石英 B48 9375.9412 -1.1109 116.54 49 -177.9561 -50.1531 103.37 石英 B50 -18823.9455 -4.9217 94.91 51 1624.4653 -25.0000 93.03 石英 B52 -247.3912 -1.0000 74.54 53 -210.5206 -24.3364 73.99 石英 B54 -35247.2125 -1.0621 69.21 55 -293.7588 -65.0000 63.01 石英 B56 56893.1197 -12.3837 31.15 57 ∞ W[非球面データ] No=39 A=-1.3500×10-8 B=-1.2494×10-13-13 C=-1.3519×10-18 D=-9.1832×10-23-23 E= 3.6355×10-27 F=-1.6744×10-31-31 No=52 A=-4.8402×10-8 B=-1.1379×10-12-12 C=-6.8704×10-17 D=-2.8172×10-21-21 E= 0 F= 0
【0015】本実施例の投影光学系は3個の光軸z1
2、z3を持っている。第1光軸z1は、第1平面鏡M1
によって第2光軸z2に折り返されており、第2光軸z2
は、第2平面鏡M2によって第3光軸z3に折り返されて
いる。すなわち、第1平面鏡M1は、第1光軸z1と第2
光軸z2との交点を通るように配置されており、第2平
面鏡M2は、第2光軸z2と第3光軸z3との交点を通る
ように配置されている。図3に示すように、第1光軸z
1上に配置された光学部材は、第1バレル1によって保
持されており、第3光軸z3上に配置された光学部材
は、第3バレル3によって保持されている。また、第1
平面鏡M1と第2平面鏡M2は、第2バレル2によって保
持されている。投影露光時、第1バレル1を通った光
は、第2バレル2を中継して、第3バレル3に伝えられ
て像面にいたっている。第2バレル2は、中央付近から
腕を出して第2光軸z2が水平になるように、架台5に
直接固定されている。
【0016】以下、本投影光学系の組み立て調整方法に
ついて説明する。まず、第1〜第3バレル1〜3は独立
の構造物なので、それぞれ独立に組み立てることが可能
である。すなわち、第1バレル1と第3バレル3は、平
面鏡を含まず、レンズあるいは凹面鏡MCが1個の光軸
1、z3に対して並べられているだけなので、従来の屈
折系と同様の手法で組み立てることができる。他方、第
2バレル2は、2個の平面鏡M1、M2を保持しており、
保持する部品数が少ないので、例えば3次元測定機を使
うことなどで組み立て調整することができる。
【0017】次に、3個のバレル1〜3を接続する。と
ころで、各バレル間の調整を行う場合、設計値からのず
れが生じる。これは、従来の屈折系レンズでは生じなか
った誤差である。この各バレル間のずれも、従来屈折系
で用いたような各種調整機構を用いれば、ある程度の量
であれば除去できる。しかし、各バレル間の相互のずれ
が、例えばミリメートルオーダーになれば、従来の調整
法では、調整ストロークが足りなくなったり、あるい
は、調整ストローク内であっても高次収差の残存量が大
きくなってしまうので、設計性能が実現できなくなって
しまう。そのため、各バレル間の調整は、あらかじめミ
クロンオーダーまで行う必要がある。以下にその手順を
示す。
【0018】まず、第1バレル1と第3バレル3を架台
5に組み込む。この際、第1バレル1と第3バレル3
は、互いにできるだけ平行になるように組み込む。架台
5の保持面に対して、光軸z1、z3が垂直であれば、そ
の後の調整がし易すくなるから好ましい。設計データか
ら分かるように、第1バレル1と第3バレル3との間に
は、所定の設計値の位置関係が存在していて、これをミ
クロンオーダーで満たす必要がある。しかし、第1、第
3バレル1、3の如く長大で高重量の物を、最初からミ
クロンオーダーで設置するのは非常に難しい。また、第
1、第3バレル1、3の傾きも、お互いに数秒オーダー
であることが必要だが、これも、最初に置いただけで実
現するのは難しい。
【0019】そこで、第1バレル1あるいは第3バレル
3に、移動と傾斜調整機構を持たせてもよい。その場合
でも、第1、第3バレル1、3のような長大で高重量の
物を、架台5に載せたままで、ミクロンオーダーで調整
するのはかなり難しい。そのため、一度第1バレル1あ
るいは第3バレル3を架台5から外して、架台5等を調
整して、再度第1バレル1あるいは第3バレル3を取り
付ける、という作業手順が現実的である。そのため、実
施例では、図3に示すように、第1、第3バレル1、3
が、キネマチックジョイント6を用いて着脱可能になっ
ており、第1バレル1あるいは第3バレル3を取り外
し、フランジ位置の厚みを調整した後再度取り付けるこ
とが可能である。
【0020】但し、本実施例では、第1、第3バレル
1、3の傾斜さえ数ミクロンオーダーで調整されていれ
ば、第1、第3バレル1、3の間隔の設計値からのずれ
や、上下方向の高さの設計値からのずれについては、第
2バレル2の調整範囲内であれば、第2バレル2を移動
させることで調整可能である。すなわち、第1、第3バ
レル1、3の間隔のずれや高さのずれは、第2バレル2
を上下左右に移動させることで、設計値と同等な光路長
位置に調整することが可能である。上記の如く、レチク
ルRの直後あるいはウエハWの直前の光学部材を含ま
ず、かつ1個以上の光路偏向部材を有する第2バレル2
に調整機構を持たせれば、他のバレル1、3に調整機構
が必要なくなる場合がある。そこで、本実施例では、第
2バレル2のみの調整機構を用いて調整を行う。
【0021】次に、第2バレル2を、所定の位置に、や
はり架台5に対して設置する。但し、上述の如く第1、
第3バレル1、3の間隔のずれや高さのずれはあらかじ
め測定しておいて、そのずれ量を第2バレル2の設計値
にオフセットとして加えておく。上記の値が分かってい
たとしても、第2バレル2もかなりの大きさがあり、最
初の設置で理想位置からミクロン、秒オーダーの精度で
設置するのは難しい。このため、第1〜第3バレル1〜
3間の位置を測定し、これを修正するために、第2バレ
ル2に並進、及び傾斜機構を持たせておく。
【0022】すなわち図4に示すように、第2バレル2
は、ワッシャー7とボール8とを介して架台5上に設置
する。ワッシャー7は調整機構として機能し、ボール8
は着脱機構として機能する。この場合も、第1、第3バ
レル1、3で示したように、第2バレル2を架台5に載
せたままミクロンオーダーで調整するのは難しい。その
ため、一度第2バレル2を外して、ワッシャー7を調整
して、再度第2バレル2を取り付けるという作業手順が
現実的である。このように、第2バレル2に着脱機構を
つけると有効である。また、図3に示す3つのバレル
1、2、3の中で、第2バレル2はもっとも軽量であ
る。よって、着脱や、調整がもっとも容易である。この
ように、最軽量のバレルに傾斜あるいは並進の調整を行
うための調整手段を備えていると、調整がもっとも容易
である。
【0023】次に、光学調整を行う。これには、細か
な、レンズ間隔の調整と、1個あるいは複数個のレンズ
の傾斜(チルト)、あるいは光軸に垂直な方向への移動
(シフト)によって行われる。これについては、例えば
特開平7−86152号公報に反射屈折系の場合が示さ
れている。この公報に示されているように、反射屈折系
の光学調整を行う場合、できるだけ他の光学素子ユニッ
トに影響を及ぼすことなく、所望の光学素子ユニットの
みを光学調整する機構が望ましい。
【0024】この要請に従って、本実施例では図3に示
される如く、第1バレル1の光学素子をさらに複数個の
鏡筒ユニット11〜14にわけ、第3バレル3の光学素
子をさらに複数個の鏡筒ユニット31〜33にわけ、そ
れぞれの鏡筒ユニット11〜14、31〜33は1枚以
上の光学素子を収容している。鏡筒ユニットは、鏡筒ユ
ニット間を調整することで、鏡筒ユニットを光軸に沿っ
て、あるいは光軸に直交する向きに移動、あるいは傾斜
させる機構を持たせている。
【0025】この場合の光学調整手順を示す。まず、焼
き付け検査等によりレンズの収差量を測定しこれをもと
に、鏡筒ユニットの移動あるいは、傾斜量を指示する。
これに基づいて、第1、第3バレル1、3の鏡筒ユニッ
ト11〜14、31〜33を動かす。ただし、図3から
わかるように第2バレル2を外さずに、第1、第3バレ
ル1、3の鏡筒ユニット11〜14、31〜33を動か
すことは、殆ど不可能である。そこで、すでに説明した
通り、第2バレル2は着脱可能であるので、第2バレル
2を外して、第1、第3バレル1、3内の鏡筒ユニット
11〜14、31〜33を指示値に従って移動させる。
この場合第1、第3バレル1、3が着脱可能であれば、
第1、第3バレル1、3を外して、別の調整台上で調整
してもよい。この様子を、第3バレル3の場合につい
て、図5に示している。
【0026】図5では、第3バレル3をさらに光学素子
を含んだ3個の鏡筒ユニット31〜33に分割してい
る。図5では、最上部と最下部の鏡筒ユニット31、3
3を固定して、真ん中の鏡筒ユニット32を、ワッシャ
ー7を交換して光軸方向に移動させると共に、光軸と直
交する方向にも移動させている。調整が終わったら、第
1、第3バレル1、3を組み立てて、最後に第2バレル
2を元の位置に戻す。以上の光学調整を1回、あるいは
複数回行うことで、レンズ性能は設計値に近づく。
【0027】しかしながら、以上の調整手順を繰り返し
たとしても、第1、第3バレル1、3の調整指示、ある
いは、第2バレル2を再現させる場合、どうしても、指
示値に対して微少な誤差が生じる。この誤差による収差
を調整する場合上記の調整手順だけではどうしても、第
2バレル2や第1、第3バレル1、3の着脱が必要にな
り非常に手間がかかる。そのため、この分の最終的な収
差調整はバレルを着脱せずに行えることが望ましい。さ
らに、例えレンズを完成した後でも、ステージに載せた
り、製品として使用する際の移動、設置環境などの変化
によってもレンズの収差は微妙に変化する。この分の収
差の調整は、いずれにせよバレルを着脱せず外部から行
う必要がある。
【0028】そのため、本実施例では、特開平10−5
4932号公報のように、少なくとも5個所の光路長を
変更してザイデルの5収差を調整可能にすると共に、さ
らに、偏芯収差を直すために、少なくとも5組のレンズ
素子又はレンズ集合体C1〜C5を、外部から他の光学部
材に影響を与えることなく、傾斜させる機能をもたせる
ことにより、偏芯収差を調整可能にしている。レンズ素
子又はレンズ集合体をチルトさせるものとしては、特開
平10−133105号公報に開示された技術があり、
この場合はレチクル近くのレンズ素子をチルトさせてい
る。しかし、この機構では、偏芯による歪曲収差を補正
するような場合は有効であるが、偏芯によるコマ収差を
修正する場合には十分でない。しかも、特開平10−1
33105号の技術は屈折系であり、本発明の如く主に
反射屈折系レンズに適用する場合とは本質的に異なる。
【0029】なお、上記5組のレンズ素子又はレンズ集
合体は、上記光路長を変更するためのレンズ素子又はレ
ンズ集合体と一致させることが効率的であり、望まし
い。ここでいう5個のレンズ素子又はレンズ集合体と
は、5個の3次の偏芯収差の種類に対応している(松居
吉哉「偏芯の存在する光学系の3次の収差論」1990
年、日本オプトマカアトロニクス協会、P5)。すなわ
ち、2種類の偏芯歪曲、偏芯非点収差、像面傾斜、偏芯
コマ収差の5個である。この光路変更機構および、偏芯
調整機構を用いることで、最終的に設計値と同じ能力を
実現できる。この5組のレンズ素子又はレンズ集合体C
1〜C5が、図3に示されている。このように特に反射屈
折系ではレンズ素子又はレンズ集合体をチルトさせる機
構が非常に有効である。
【0030】この調整機構を図6に示す。この調整機構
については、色々なメカニカル機構が考えられる。図6
(A)は、レンズ素子又はレンズ集合体を並進及びチル
トさせる機構を示し、レンズ保持具40から、0°、1
20°、及び240°の方向に3本の調整棒41を張り
出し、鏡筒ユニット42の側壁を貫通したこれら3本の
調整棒41に、それぞれ昇降駆動機構43を取り付けた
ものである。昇降駆動機構43としては、圧電素子や超
音波モータを用いることが出来る。
【0031】また図6(B)は、レンズ素子又はレンズ
集合体をチルトさせる機構を示し、レンズ保持具40に
+X方向と−X方向に延びるXシャフト45を設け、こ
のXシャフトを中間筒46で軸支し、中間筒46に+Y
方向と−Y方向に延びるYシャフト47を設け、このY
シャフト47を鏡筒ユニット42で軸支し、Xシャフト
45とYシャフト47に回転駆動機構48を取り付けた
ものである。
【0032】このように、複数の光軸を持つ反射屈折露
光装置では、上記のように、調整装置によって各バレル
1、2、3毎の光軸z1、z2、z3同士の関係を調整す
る工程と、各鏡筒ユニット11〜14、31〜33の位
置決めを行う工程と、レンズ単体又はレンズ集合体C1
〜C5の位置決めを行う工程をもたせることにより、最
終的に設計値通りの性能が期待できるので、上記の調整
工程を持つことが不可欠である。
【0033】
【発明の効果】本発明のような調整機構と、調整工程に
より、最終的に設計値とほぼ等しい光学性能を持つ反射
屈折投影露光装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による投影露光装置の投影光
学系を示す構成図である。
【図2】一実施例の投影光学系の収差図である。
【図3】一実施例の投影光学系を示す(A)平面図と、
(B)縦断面図である。
【図4】第2バレルの着脱機構と調整機構を示す部分断
面正面図である。
【図5】第3バレルを示す縦断面図である。
【図6】レンズ素子又はレンズ集合体を、(A)並進及
びチルトさせる機構の一例を示す縦断面図と、(B)チ
ルトさせる機構の一例を示す平断面図である。
【符号の説明】
R…レチクル W…ウエハ A…第1結像光学系 A1…前群 A2…後群 S…中間像 MC…凹面鏡 M1、M2…平面鏡 B…第2結像光学系 AS…開口絞り z1、z2、z3…光軸 1…第1バレル 2…第2バレル 3…第3バレル 5…架台 6…キネマチックジョイント 7…ワッシャー 8…ボール 11〜33…鏡筒ユニット 40…レンズ保持具 41…調整棒 42…鏡筒ユニット 43…昇降駆動機構 45…Xシャフト 46…中間筒 47…Yシャフト 48…回転駆動機構
フロントページの続き Fターム(参考) 2H044 AA19 AC01 AC03 AE10 2H087 KA06 KA21 NA11 PA15 PA18 PB16 QA01 QA05 QA13 QA22 QA31 QA42 QA45 RA41 5F046 AA07 BA05 CA04 CB02 CB10 CB12 CB15 DA12 9A001 KK16

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1面の像を投影光学系を介して第2面上
    に形成する投影露光装置において、 前記投影光学系は、1個以上の光路偏向部材と2個以上
    の光軸を有し、 前記各光軸上に配置される光学部材は、各光軸に対応し
    て設けられる各バレルによって保持され、 前記バレルのうち少なくとも1個は、対応する前記光軸
    を傾斜できるように、又は対応する前記光軸方向に並進
    できるように、調整装置を備えていることを特徴とする
    投影露光装置。
  2. 【請求項2】前記投影露光装置は、前記各バレルを支持
    する架台を有し、 前記バレルのうち少なくとも1個は、前記架台に対して
    着脱可能であることを特徴とする、請求項1記載の投影
    露光装置。
  3. 【請求項3】前記調整手段を備えたバレルは、前記第1
    面の直後に配置された光学部材を保持せず、前記第2面
    の直前に配置された光学部材を保持せず、かつ1個以上
    の前記光路偏向部材を保持することを特徴とする、請求
    項1又は2記載の投影露光装置。
  4. 【請求項4】個々のバレルと該バレルによって保持され
    る光学部材の合計重量のうち、最軽量のものに係るバレ
    ルは、前記調整装置を備えていることを特徴とする、請
    求項1、2又は3記載の投影露光装置。
  5. 【請求項5】第1面の像を投影光学系を介して第2面上
    に形成する投影露光装置において、 前記投影光学系は、レンズと凹面鏡を含み、 前記レンズのうちの少なくとも5組のレンズ単体又はレ
    ンズ集合体は、光軸に対して傾斜可能に配置されている
    ことを特徴とする投影露光装置。
  6. 【請求項6】前記投影光学系は2個以上の光軸を有し、
    各光軸上に配置される光学部材は各光軸に対応して設け
    られる各バレルによって保持され、各バレルは1又は複
    数の鏡筒ユニットからなり、 光軸に対して傾斜可能に配置された前記レンズ単体又は
    レンズ集合体は、それぞれ別の前記鏡筒ユニットに配置
    されていることを特徴とする、請求項5記載の投影露光
    装置。
  7. 【請求項7】光軸に対して傾斜可能に配置された前記レ
    ンズ単体又はレンズ集合体は、光軸に対して傾斜可能で
    あると同時に、光軸方向に並進可能に配置されているこ
    とを特徴とする、請求項5又は6記載の投影露光装置。
  8. 【請求項8】第1面の像を第2面上に形成する投影光学
    系を備え、該投影光学系はレンズと凹面鏡と光路偏向部
    材と2個以上の光軸を有し、各光軸上に配置される光学
    部材は各光軸に対応して設けられる各バレルによって保
    持され、各バレルは1又は複数の鏡筒ユニットからな
    り、 前記レンズのうちの複数組のレンズ単体又はレンズ集合
    体は、光軸に対して傾斜可能に配置され、又は光軸方向
    に並進可能に配置されており、 前記バレルのうち少なくとも1個は、対応する前記光軸
    を傾斜できるように、又は対応する前記光軸方向に並進
    できるように、調整装置を備えている投影露光装置であ
    って、 前記調整装置によって前記各バレル毎の光軸同士の関係
    を調整する工程と、前記各鏡筒ユニットの位置決めを行
    う工程と、前記レンズ単体又はレンズ集合体の位置決め
    を行う工程とによって調整されたことを特徴とする投影
    露光装置。
  9. 【請求項9】前記投影光学系は、前記第1面の中間像を
    形成する第1結像光学系と、前記中間像の再結像を前記
    第2面上に形成する第2結像光学系と、前記中間像の付
    近に配置された第1の光路偏向部材と、前記第2結像光
    学系の内部に配置された第2の光路偏向部材とを含むこ
    とを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項記載の投
    影露光装置。
  10. 【請求項10】第1面の像を第2面上に形成する投影光
    学系を備え、該投影光学系はレンズと凹面鏡と光路偏向
    部材と2個以上の光軸を有し、各光軸上に配置される光
    学部材は各光軸に対応して設けられる各バレルによって
    保持され、各バレルは1又は複数の鏡筒ユニットからな
    り、 前記レンズのうちの複数組のレンズ単体又はレンズ集合
    体は、光軸に対して傾斜可能に配置され、又は光軸方向
    に並進可能に配置されており、 前記バレルのうち少なくとも1個は、対応する前記光軸
    を傾斜できるように、又は対応する前記光軸方向に並進
    できるように、調整装置を備えている投影露光装置の調
    整方法であって、 前記調整装置によって前記各バレル毎の光軸同士の関係
    を調整する工程と、 前記各鏡筒ユニットの位置決めを行う工程と、 前記レンズ単体又はレンズ集合体の位置決めを行う工程
    を有することを特徴とする投影露光装置の調整方法。
  11. 【請求項11】前記投影光学系は、前記第1面の中間像
    を形成する第1結像光学系と、前記中間像の再結像を前
    記第2面上に形成する第2結像光学系と、前記中間像の
    付近に配置された第1の光路偏向部材と、前記第2結像
    光学系の内部に配置された第2の光路偏向部材とを含む
    ことを特徴とする、請求項10項記載の投影露光装置の
    調整方法。
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