JP2000171699A - 投影対物レンズ - Google Patents

投影対物レンズ

Info

Publication number
JP2000171699A
JP2000171699A JP11316319A JP31631999A JP2000171699A JP 2000171699 A JP2000171699 A JP 2000171699A JP 11316319 A JP11316319 A JP 11316319A JP 31631999 A JP31631999 A JP 31631999A JP 2000171699 A JP2000171699 A JP 2000171699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
projection objective
lenses
lens group
aperture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11316319A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000171699A5 (ja
Inventor
Karl-Heinz Schuster
カール−ハインツ・シュースター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH, Carl Zeiss AG filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of JP2000171699A publication Critical patent/JP2000171699A/ja
Publication of JP2000171699A5 publication Critical patent/JP2000171699A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
    • G02B13/26—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances for reproducing with unit magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G02B13/143—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation for use with ultraviolet radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Viewfinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小のレンズ直径で最大の開口数を可能にす
る投影対物レンズを提供すること 【解決手段】 特に２４８nm、又は１９３nmの波長のマ
イクロリソグラフィ用の投影対物レンズは、２つのふく
らみ部分と、２つのくびれ部分との間に、好ましくはも
う１つのくびれ部分と、不可欠の開口絞り（ＡＳ）とを
含む特徴のあるレンズ構造を有する。この開口絞りは第
２のくびれ部分を含む負レンズ群（ＬＧ４）から明らか
に離間していると共に、重要な補正手段により包囲され
ている。このようなマイクロリソグラフィ用投影対物レ
ンズに必要とされる更なる品質に配慮して、最小のレン
ズ直径でも、最大の開口数（０．６５〜０．８０）を実
現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロリソグラ
フィ用に開発され、たとえば、出願人のまだ公開されて
いない、出願日が同じである特許出願「Ｍｉｋｒｏｌｉ
ｔｈｏｇｒａｐｈｉｓｃｈｅｓ Ｒｅｄｕｋｔｉｏｎｓ
ｏｂｊｅｋｔｉｖ，Ｐｒｏｊｅｋｔｉｏｎｓｂｅｌｉｃ
ｈｔｕｎｇｓ−Ａｎｌａｇｅ ｕｎｄ−Ｖｅｒｆａｈｒ
ｅｎ」及びその中で引用されている文献から知られてい
る、少なくとも２つのくびれ部分と、３つのふくらみ部
分とを有する投影対物レンズに関する。先に挙げた特許
出願の中で挙げられている引例の１つは、たとえば、欧
州特許第０７７０８９５号である。この出願及びその中
で引用されている文献も本出願の開示の一部とすべきで
ある。
【０００２】
【従来の技術】投影する構造を要求される通りに縮小し
ていく中で、使用する光の絶えず小さくなる波長で処理
が行われる。ここで、重要であるのは、２４８nm，１９
３nm及び１５７nmのエキシマレーザー源である。２４８
nmでは石英ガラスのみの対物レンズを使用できるが、１
９３nmでは、石英ガラスの分散が大きくなるために部分
色消しが必要である。そこで、石英ガラスとの組み合わ
せで、第２の材料として、フッ化カルシウムを利用する
ことができる。
【０００３】しかし、様々な理由（大きく均質な結晶の
利用から、光学的処理の可能性まで）により、フッ化カ
ルシウムレンズはできる限り節約して使用すべきであ
る。分解能は商：ラムダ／ＮＡにより確定されるので、
高いレベルの開口数を（０．６を越えるレベル、できる
限り０．６５以上）達成できないのであれば、波長を短
くし、完全に新しい光学系技術を導入することは余り意
味がない。
【０００４】他の波長に対しても、特に石英ガラスのみ
のＤＵＶ光学系に関しては、製造能力の限界に達するほ
どに、レンズ直径をさらに大きくすることなく開口数を
大きくすることが強く求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、マイクロリソグラフィ用投影対物レンズに必要とさ
れるその他の品質を考慮して、最小のレンズ直径で最大
の開口数を可能にする投影対物レンズを提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
から５に規定されるように、像の前方、第２のくびれ部
分の後に位置するレンズ群、開口絞りの位置及び絞り空
間の構成の全てに関連し、そこで新規なせばまりを生じ
させる措置により達成される。請求項６は、有利な特徴
として、実施態様にも反映される請求項１から５に記載
の措置の可能な組み合わせを示す。請求項７は、０．６
５又は０．７０を越える大きな開口数を有する特に有利
な構成を記載している。これは常に課される課題である
ともいえるが、この値を確実に実現し、しかも、以前に
も有用であった像視野などの条件の下で実現すること
は、本発明のすぐれた特徴である。
【０００７】本発明によれば、単一材料対物レンズとし
て、特に２４８nmのＤＵＶ用の石英ガラス対物レンズと
して適切である構成は請求項８及び９の対象である。請
求項１０は２つの異なるレンズ材料を含む構成を記載し
ており、請求項１１は石英ガラス及びフッ化カルシウム
を含む部分色消し対物レンズ（たとえば、１９３nm用）
としての構成を記載している。このことから、本発明に
よる対物レンズ構成を広く適用できることがわかり、た
とえば、３６５nm又は１５７nmの他の波長に対しても、
別のレンズ材料に適用可能である。
【０００８】請求項１２は、請求項１及び５の特徴であ
るように、負レンズを開口絞りの両側に設けるという態
様で、絞り空間内に負レンズの補正手段がある有利な構
成を示す。請求項１３によれば、請求項４を展開させ
て、この領域に、中央部分が縁部より厚い同様に２つの
球面過補正空隙を有利な実施態様として設けている。請
求項１４は第１の正レンズ群の領域に対しても補正の特
徴を提示している。これによれば、最初の３つの物体側
レンズのうち２つを負レンズにすべきであり、第１のレ
ンズは負であるのが好ましい。これは、ペッツヴァル補
正を十分に行った上で大きな開口を達成するのに有用で
ある。
【０００９】請求項１５は、本発明による投影対物レン
ズを、従来の構成の枠内で、たとえば、２４８nm又は１
９３nmのレーザー光に対し結像性能を向上させることが
できるように、マイクロリソグラフィの投影露光装置に
取り込むことに関する。請求項１６は、このような投影
露光装置、従って、請求項１から１４のいずれか１項に
記載の投影対物レンズを使用できる、微細構造素子を製
造する有利な方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明をさらに詳
細に説明する。部分色消し屈折１９３nmリソグラフィ対
物レンズは少なくとも２つの光学材料を必要とする。こ
れには石英ガラスとフッ化カルシウム（ＣａＦ2） が最
も適している。ＣａＦ2 の場合（他にも結晶欠陥や影響
はあるが）均質性と複屈折に欠陥がある。複屈折の影響
を少なく保つために、結晶中の光路長をできる限り短く
しなければならない。すなわち、対物レンズで使用する
結晶をできる限り少なくしなければならない。不均質さ
の有害な影響に関しても同様のことが当てはまり、加え
て、像の高さに沿って不均質さの影響が変動しないよう
に、結晶はできる限り瞳の近くに位置していなければな
らない。結晶が光学系絞りに密接しているほど、その効
果は向上する。結晶の体積を少なくすることは、コスト
面できわめて大きな問題であるのは言うまでもなく、利
用できる量が限られているという点からも不可欠であ
る。
【００１１】絞り領域の正レンズにＣａＦ2 を含む（他
の全てのレンズは石英ガラスから形成されている）リソ
グラフィ対物レンズを部分色消しにする場合、原則的に
は一定の問題が起こる。長手方向色収差に対する効果
は、本発明に従って最も有効な適用形態をとったとして
も、正レンズで石英レンズをＣａＦ2 に代えることでも
ごくわずかである。これは、石英ガラスとＣａＦ2 との
分散距離がわずかなためである。同時に、不都合な横方
向色収差が発生する。多くの場合、入れかえることので
きる正レンズの数は絞りの前方より後方のほうが多い。
絞り領域で正ＣａＦ2 レンズについて、十分な横方向色
収差補正を伴う石英ガラスのみの対物レンズの場合、よ
り小さい直径が必要とされるのであれば、不都合な横方
向色収差が起こる。対物レンズのペッツヴァル補正を保
持するためには、典型的な３つのふくらみ部分を有する
構成において、第３のふくらみ部分を小さくすべきであ
れば、第２のふくらみ部分はより大きくなる。
【００１２】たとえば、像側でＮＡが０．６５以上であ
ると同時に、ＣａＦ2 レンズの直径が小さい、開きの大
きいリソグラフィ対物レンズを構成したい場合には、状
況は急激に厳しくなる。
【００１３】横方向色収差をさらに少なくするために
は、第２のふくらみ部分に正ＣａＦ2レンズを挿入しな
ければならないであろう。しかし、これにより、絞り付
近の位置に課される条件が悪化し、さらに、第２のふく
らみ部分の直径は大きくなる。
【００１４】上記の問題の本発明による解決方法は請求
項に記載の構造に見られる。まず、図１及び表１に示す
実施形態を説明する。ＣａＦ2 レンズＬ１８〜Ｌ２０，
Ｌ２２，Ｌ２３の直径は小さくされており、第２のふく
らみ部分ＬＧ３も同様に小さくされる。これにより、横
方向色収差は小さいままであるが、十分に小さくはな
い。それだけで、ペッツヴァル補正は著しく悪化し、ま
ず、強く湾曲した、使用できないような像視野が形成さ
れてしまう結果になるであろう。横方向色収差に対し十
分に無害であるようにペッツヴァル補正を設定するため
に、図１の実施形態でわかるように、第１のふくらみ部
分ＬＧ１の直径を著しく大きくしている。−＋＋＋＋−
＋−のレンズ列（ＬＧ１及びＬＧ２のＬ１〜Ｌ８）によ
ってこれは実現される。たとえば、＋−＋＋＋−＋−な
どの別のレンズ列も同様に可能であるが、完璧に有効と
いうわけではない。非球面形状を伴えば、たとえば、−
＋＋＋−＋−などの他のレンズ列も実施可能である。
【００１５】しかし、この措置はペッツヴァル補正を実
現するには不十分である。「第３のふくらみ部分」もよ
り大きくなければならないであろう。しかし、この部分
にはＣａＦ2 レンズＬ１８〜Ｌ２０，Ｌ２２，Ｌ２３が
あるので、その構成は受け入れられない。この問題は、
第３のふくらみ部分を二重ふくらみ部分ＬＧ５〜ＬＧ７
に変形することにより解決される。二重ふくらみ部分の
第１の部分ＬＧ５は直径が小さく、ＣａＦ2 レンズＬ１
８〜Ｌ２０が間断なく詰め込まれている。狭い部分（く
びれ部分）ＬＧ６には、強い負屈折力を有するレンズＬ
２１がある。第２のふくらみ部分ＬＧ７も、同様に、直
径の小さいＣａＦ2 レンズＬ２３，Ｌ２４から始まって
いる。その後、直径は急に大きくなる。これは、ＣａＦ
2 レンズＬ２２，Ｌ２３に接続するレンズＬ２４の強い
負屈折力により可能になる。物体側が凹形である明らか
に湾曲した収束メニスカスレンズＬ２５は直径の増大を
さらに強化する（この結果、横方向色収差は減少し、絞
り領域の直径の縮小にも有効である）。最大直径から像
ＩＭに向かって、強い正のレンズ群Ｌ２６〜Ｌ２８が収
束する。直径が大きく、強い正屈折力を有するこのレン
ズ群により、最終的には、光学系をペッツヴァル湾曲と
横方向色収差に関して同時にすぐれた形で補正できるこ
とになる。
【００１６】この構造は長手方向色収差を減少させる。
二重ふくらみ部分の第１の部分ＬＧ５のＣａＦ2 レンズ
Ｌ１８〜Ｌ２０の大きな屈折力は、横方向色収差の問題
の解決にも非常に有益である。
【００１７】ここで挙げた問題を解決することにより、
１９３nmリソグラフィ用対物レンズの部分色消しが実現
される。実施形態に示すように全て光学系絞りＡＳの付
近にある５つのＣａＦ2 レンズＬ１８〜Ｌ２０，Ｌ２
３，Ｌ２４は、０．５pmの帯域幅でＮＡ＝０．７で、か
つ２９．１mmの像視野を得るのに十分である。縮小率は
４．０になる。この対物レンズは像側でテレセントリッ
クである。全てのＣａＦ 2 レンズは２２０mmの（光学的
所要）直径を有し、実施形態では、全体の厚さが２００
mm未満である。対物対物レンズに含まれるレンズの総数
は３２である。
【００１８】像側端部に位置する２つのレンズＬ３１，
Ｌ３２と平坦な終端板Ｐ（対物レンズの保護用）も同様
にＣａＦ2 から製造されている。しかし、これは色消し
作用とは全く関係がない。すなわち、この場所では光の
輝度は最大であり、ＣａＦ2は放射に対して、特に「コ
ンパクション」に関して石英ガラスより安定している。
【００１９】表１に記載され、また、図１でも十分に後
をたどることができるビーム高さＨ max は、第１のレン
ズ群ＬＧ１のレンズＬ４の位置にふくらみ部分があり、
第２のレンズ群（ＬＧ２）のレンズＬ８とＬ９との間に
くびれ部分があり、第３のレンズ群（ＬＧ３）のレンズ
Ｌ１２の位置にふくらみ部分があり、第４のレンズ群
（ＬＧ４）のレンズＬ１６でくびれ部分が生じるような
構成であることを明確に示している。
【００２０】これらのレンズほど大きなふくらみやくび
れを見せないものの、その他のレンズ群ＬＧ５〜ＬＧ７
でも、レンズＬ１９の位置にふくらみ部分、負レンズＬ
２１の位置に初めて現れる第３のくびれ部分、レンズＬ
２６の位置には第４のふくらみ部分がある構成となって
いる。
【００２１】光学系絞りＡＳはこの新たなくびれ部分
（Ｌ２１）と、第４のふくらみ部分（Ｌ２６）との間に
配置されている。光学系絞りＡＳは、ＣａＦ2 から成る
正レンズＬ２２，Ｌ２３によってのみ分離された２つの
負レンズＬ２１，Ｌ２４により取り囲まれていることが
重要である。
【００２２】このようなレンズのグループ分け構造は、
請求項１，５及び１２によれば、対物レンズ補正のため
に見出された延長部分を特徴としている。この延長部分
はレンズ構造の長さを増すが、レンズ直径を長い距離に
わたり安定に保持するので、レンズ直径は制限されたま
まである。
【００２３】また、縁部より中央部のほうが厚いレンズ
Ｌ２０／Ｌ２１，Ｌ２１／Ｌ２２及びＬ２３／Ｌ２４間
の空隙も重要であり、これらは球面過補正作用をもたら
す。ここで特に重要であるのは、請求項４に具体的に示
されるように、開口絞りＡＳの前方のそのような空隙で
ある。しかし、このペアリングも請求項１３に従えば有
利であり、これにより、請求項１２記載の構成は更に最
適化される。
【００２４】図示した実施形態の特別な点は、請求項３
に表されている通り、開口絞りが第２の負レンズ群ＬＧ
４から遠く隔たっていることにもある。図１の実施形態
では、両者の間に５つのレンズＬ１８からＬ２２が入っ
ている。この実施形態の補正は２３ｍλである。充填ガ
スとしてはヘリウムを使用することが望ましい。
【００２５】図２及び表２に示す実施形態は、一般に、
第３のレンズ群ＬＧ３にある第２のふくらみ部分と第２
のくびれ部分との間にも、色補正のためのＣａＦ2 レン
ズＬ７が設けられているという点で図１の実施形態とは
異なっている。このレンズは中程度の直径を有し、それ
と結びついて良い効果が得られる。光学系絞りＡＳに続
く負レンズ４８と、物体側が凹であるメニスカスレンズ
５０との間に、後続する収束レンズ群から取り出された
正レンズ４９が配置されている。総じて、性能が同じで
あっても、レンズの数は図１の場合より多い。
【００２６】図３に示す実施形態は表３の数値を有す
る。レンズの総数は３７個に増加している。第１のレン
ズＬ１は２つの負レンズ３０１，３０２に分割されてい
る。これにより、急激なビームの拡張が容易になるの
で、ペッツヴァル補正に有益である一方で、他の好都合
な収差値は維持される。第１のレンズを別の独立したレ
ンズ群にする代替構成も可能である。メニスカスレンズ
Ｌ１０はレンズ３１１，３１２に分割されている。第３
のレンズ群ＬＧ３に収束レンズ３１７が追加されてい
る。くびれ部分ＬＧ４でも、レンズＬ１６は２つのレン
ズ３１９，３２０に分割されている。ＬＧ５はそのまま
であり、その後に１２個ではなく、１３個のレンズが続
いている。これにより得られる自由度は、ＮＡ＝０．７
５の最大開口でも、それに伴って急激に高まる収差の負
担を補正するのに有効である。
【００２７】第３のふくらみ部分を伴う第５のレンズ群
ＬＧ５に続くレンズは、この実施形態では、（実質的に
何らかの変化を引き起こすということなく）異なるグル
ープ分けをされるものとして説明する。
【００２８】レンズ群ＬＧ６はレンズ３２５の位置の第
４のビームくびれ部分と、間に正ＣａＦ2 レンズ３２
６，３２７をはさんだ２つの負レンズ３２５，３２８に
より取り囲まれた光学系絞りＡＳとを含む。図１の場合
と同様に、このレンズ群の補正効果は２つの負レンズ３
２５，３２８の前後の両凸空気レンズにより支援され
る。レンズ群ＬＧ７は物体側が凹であるメニスカスレン
ズ３２９と、４つの収束レンズ３３０〜３３３とを含
む。第４のふくらみ部分はレンズ３３０の位置で構成さ
れている。この領域は図１のフォーカシングレンズ群に
対応する。
【００２９】後続する、ここでは別個に示されているレ
ンズ群ＬＧ８も負の屈折力を有する。その機能はこの種
の対物レンズでは良く知られている。レンズ群ＬＧ８
は、開口数に対応して、像ＩＭの前方の最後のレンズで
初めて大きなビーム角度を出現させるようにすると同時
に、レンズ直径を制限されたままにする働きをする。こ
の場合、図１の厚いメニスカスレンズＬ３０は２つのメ
ニスカスレンズ３３４，３３５に分割されている。
【００３０】図４及び表４に示す第４の実施形態は、さ
らに大きな０．８という開口数を有する。この場合、レ
ンズ数は同様に３７である。図３と比較して、レンズ群
ＬＧ３及びＬＧ４はさらに簡単になっている。しかし、
ＬＧ５は追加の正レンズ４２３を有する。ＬＧ６でも、
負レンズ３２５をメニスカスレンズ４２４と、負レンズ
４２５とに分割することにより、厚さは著しく増すが、
付加的な補正機能が得られる。レンズ群ＬＧ７では、収
束レンズ４３１に配慮してメニスカスレンズ４２９はよ
り薄くなっている。
【００３１】色消しのために、先の図１及び図３の実施
形態の場合と同様に、絞り付近のレンズ群ＬＧ５及びＬ
Ｇ６の正レンズ４２０〜４２３及び４２６，４２７はＣ
ａＦ 2 から製造されている。ＣａＦ2 レンズの最大直径
はレンズ２２で３１５mmになっている。最大のレンズは
全体として、直径３２５mmのレンズ３０である。これら
の値は製造技術の上では言うまでもなくレベルが高すぎ
るが、対物レンズの性能を考慮すれば決して高いことは
ない。図１に関して説明したように、コンパクションに
配慮して、レンズ４３６及び４３７並びに終端板Ｐ４も
ＣａＦ2 から製造されている。
【００３２】図５及び表５には、同様にきわめて大きい
０．８という開口数を有する第５の実施形態が提案され
る。ここで示すのは、石英のみから成る対物レンズとし
て構成された２４８nmのＤＵＶ対物レンズである。
【００３３】他の型の対物レンズと比較して、全長はＯ
ｂ−ＩＭ＝１６９５mmと長くなっているが、最大レンズ
直径は３４１mm（レンズ５２９）、像視野直径は２７．
２mmで、大きなＮＡ＝０．８が得られる。
【００３４】長手方向色収差ＣＨＶ（５００pm）＝０．
１１cmはさらに改善されており、しかも、像視野全体に
わたり、適切な横方向色収差ＣＨＶ（５００pm）＝−
０．４１mm及び最大ＲＭＳ収差＝１８．７ｍλが得られ
る。
【００３５】図４に示す実施形態の場合と同様に、ほぼ
同様の構造で３７個のレンズが配列されている。この場
合にも、光束の２つのくびれ部分（ＬＧ２，ＬＧ４）及
び２つの第１のふくらみ部分（ＬＧ１，ＬＧ３）を有す
る構造を元にして、単純な第３のふくらみ部分ではな
く、特にはっきり際立ってはいないが、第３のくびれ部
分ＬＧ６により分割された二重ふくらみ部分ＬＧ５，Ｌ
Ｇ７を設けるという本発明による概念が有効であること
がわかる。この実施形態では、光学系絞りＡＳはくびれ
部分ＬＧ６の付近の、負レンズ５２５，５２８の間に配
置されている。
【００３６】図６及び表６に示す実施形態も同様に１９
３nmのエキシマレーザー用に構成されており、像側開口
数はＮＡ＝０．７である。先に説明した実施形態と比べ
て、レンズの数は３１と、明らかに減少している。４つ
の色消しＣａＦ2 レンズ及びコンパクションを防止する
ＣａＦ2 に加えてＣａＦ2 の平坦な板Ｐ６を使用するの
で、ＣａＦ2 要素の数も少なくなっている。そのため、
総じて、製造コストを著しく節約できる。
【００３７】重大な特徴は、物体平面Ｏの後の最初の３
つのレンズ６０１，６０２，６０３が負，正，負（−＋
−）の屈折力を有し、そのうち第３のレンズは物体側が
凹のメニスカスレンズであるということである。これに
対し、図１及び図２に示す実施形態では−＋＋の配列、
図３から図５に示す実施形態では−−＋の配列になって
おり、図１及び図２の場合の第２の＋レンズは両凸レン
ズである。
【００３８】このような措置によって、第１のレンズ群
（レンズ６０５）の直径を第２のレンズ群（レンズ６１
４）のレベルまで上げ、その結果として、既に第１のレ
ンズ群でペッツヴァルの和に好都合な影響を及ぼすこと
ができる。同時に、テレセントリック特性、歪み及びそ
の差の結像誤差を最適化することができる。この場合に
も、第１のレンズを１つの独立したレンズ群にする別の
構成が可能である。
【００３９】光学系絞りＡＳの両側には、２つの負石英
ガラスレンズ６２１，６２４の間にはめ込まれた２つの
両凸正ＣａＦ2 レンズ６２２，６２３が配置されてい
る。それらの間には、先に説明した実施形態と同様に、
典型的な補正手段としてそれぞれ正空気レンズが設けら
れている。
【００４０】その前に、２つの正ＣａＦ2 レンズのみ、
合わせて４つのＣａＦ2 レンズだけが色消しのために挿
入されている。続いて、レンズ６２４は、同様に提案さ
れている種類の対物レンズに対して、物体側が凹の正メ
ニスカスレンズとして構成されている。
【００４１】この場合、第３のくびれ部分はレンズ６２
４の物体側の面にごく補足的に設けられている。しか
し、光学系絞りＡＳの周囲長さに沿った、レンズ直径の
安定した典型的な領域が形成される。像側端部では、先
に説明した実施形態において設けられていた、大きく湾
曲した狭い空隙を伴うレンズ対を１つの厚いレンズ６３
１に統合する構成になっている。このレンズは、先行す
るレンズ６３０及び平坦な終端板Ｐ６と共に、先の実施
形態の場合と同様に障害となるコンパクション効果を防
止するために、ＣａＦ 2 から製造されている。
【００４２】図７〜図９の収差曲線は、この実施形態で
達成された適切な補正を示す。図７は、歪み（単位μ
ｍ）と像高さＹＢ（単位mm）との関係を示す。その最大
値は２nmである。図８は、像高さＹ′がそれぞれ１４．
５mm、１０．３mm及びＯのときのサジタル横方向収差Ｄ
Ｚと半開口角ＤＷ′との関係を示す。図９は、図８と同
じ像高さについて、メリジオナル横方向収差ＤＹＭを示
す。２つの図は最大ＤＷ′に至る傑出した推移を示して
いる。様々な実施形態は、開口数が非常に大きい場合の
種々の実施形態に対して、この概念の負荷能力の大きさ
を示す。
【００４３】要するに、本発明の構造によれば、ごく最
近まではカタジオプトリック光学系又はカトプトリック
光学系でしか認められなかったような品質を有する、構
造幅が０．２μｍ未満のマイクロリソグラフィのため
の、開口数の大きい従来通りの軸対称で、真に屈折レン
ズである対物レンズを提示することができる。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＮＡ＝０．７である第１の実施形態のレンズ
断面図。
【図２】 ＮＡ＝０．７である第２の実施形態のレンズ
断面図。
【図３】 ＮＡ＝０．７５である第３の実施形態のレン
ズ断面図。
【図４】 ＮＡ＝０．８である第４の実施形態のレンズ
断面図。
【図５】 ２４８nm用の石英ガラスのみの対物レンズと
してのＮＡ＝０．８である第５の実施形態のレンズ断面
図。
【図６】 第６の実施形態のレンズ断面図。
【図７】 第６の実施形態に関する典型的な収差を示す
図。
【図８】 第６の実施形態に関する典型的な収差を示す
図。
【図９】 第６の実施形態に関する典型的な収差を示す
図。
【符号の説明】
ＬＧ１〜ＬＧ７…レンズ群、Ｌ１〜Ｌ３２，２１〜５
６，３０１〜３３７，４０１〜４３７，５０１〜５３
７，６０１〜６３１…レンズ、ＡＳ…開口絞り。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光束の少なくとも３つのくびれ部分を含
    む投影対物レンズ
  2. 【請求項２】 第１の正レンズ群（ＬＧ１）と、 第１の負レンズ群（ＬＧ２）と、 第２の正レンズ群（ＬＧ３）と、 第２の負レンズ群（ＬＧ４）と、 開口絞り（ＡＳ）を有する別のレンズ構造（ＬＧ５から
    ＬＧ７）とから構成され、そのレンズ構造の２つの隣接
    するレンズ（Ｌ２１，Ｌ２２；Ｌ２３，Ｌ２４）の少な
    くとも一方（Ｌ２１，Ｌ２４）は、それぞれ、開口絞り
    （ＡＳ）の前方及び／又は後方で負の屈折力を有するレ
    ンズ構造を具備する投影対物レンズ。
  3. 【請求項３】 第１の正レンズ群（ＬＧ１）と、 第１の負レンズ群（ＬＧ２）と、 第２の正レンズ群（ＬＧ３）と、 第２の負レンズ群（ＬＧ４）と、 開口絞り（ＡＳ）及び開口絞り（ＡＳ）の前方の少なく
    とも３つのレンズ（Ｌ１８からＬ２２）を含む別のレン
    ズ構造（ＬＧ５からＬＧ７）とから構成されるレンズ構
    造を具備する投影対物レンズ。
  4. 【請求項４】 第１の正レンズ群（ＬＧ１）と、 第１の負レンズ群（ＬＧ２）と、 第２の正レンズ群（ＬＧ３）と、 第２の負レンズ群（ＬＧ４）と、 開口絞り（ＡＳ）及びその開口絞りの前方の、隣接する
    （Ｌ２０，Ｌ２１）の間の少なくとも１つの球面過補正
    空間を含む別のレンズ構造（ＬＧ５からＬＧ７）とから
    構成されるレンズ構造を具備する投影対物レンズ。
  5. 【請求項５】 少なくとも２つのくびれ部分と、３つの
    ふくらみ部分とを有する投影対物レンズにおいて、光学
    系絞り（ＡＳ）は像側の最後のふくらみ部分の領域に配
    置されており且つ光学系絞り（ＡＳ）の前方及び／又は
    後方のそれぞれ２つのレンズ（Ｌ２１，Ｌ２２；Ｌ２
    ３，Ｌ２４）のうち、少なくとも一方のレンズ（Ｌ２
    １，Ｌ２４）は負レンズであることを特徴とする投影対
    物レンズ。
  6. 【請求項６】 請求項１から５の少なくとも１項に記載
    の投影対物レンズ。
  7. 【請求項７】 像側開口数は少なくとも０．６５であ
    り、好ましくは０．７０以上であることを特徴とする請
    求項１から６の少なくとも１項に記載の投影対物レン
    ズ。
  8. 【請求項８】 全てのレンズは同一の材料から形成され
    ていることを特徴とする請求項１から７の少なくとも１
    項に記載の投影対物レンズ。
  9. 【請求項９】 石英ガラスのみを使用した対物レンズと
    して構成されていることを特徴とする請求項８記載の投
    影対物レンズ。
  10. 【請求項１０】 レンズは２つの異なる材料から形成さ
    れていることを特徴とする請求項１から７の少なくとも
    １項に記載の投影対物レンズ。
  11. 【請求項１１】 特に１９３nmの波長に対応する部分色
    消し石英ガラス／フッ化カルシウム対物レンズとして構
    成されていることを特徴とする請求項１から７及び／又
    は１０の少なくとも１項に記載の投影対物レンズ。
  12. 【請求項１２】 開口絞り（ＡＳ）の前後で、２つの隣
    接するレンズ（Ｌ２１，Ｌ２２；Ｌ２３，Ｌ２４）のそ
    れぞれ少なくとも一方のレンズ（Ｌ２１，Ｌ２４）は負
    の屈折力を有することを特徴とする請求項１から１１の
    少なくとも１項に記載の投影対物レンズ。
  13. 【請求項１３】 開口絞りの前方及び／又は後方の、負
    の屈折力を有する２つの隣接するレンズのうち少なくと
    も一方のレンズに隣接して、球面過補正空間が配置され
    ていることを特徴とする請求項２及び５から１２の少な
    くとも１項に記載の投影対物レンズ。
  14. 【請求項１４】 物体側の初めの３つのレンズのうち２
    つは負の屈折力を有し、好ましくは−＋−又は−−＋の
    構造であることを特徴とする請求項１から１３の少なく
    とも１項に記載の投影対物レンズ。
  15. 【請求項１５】 請求項１から１４の少なくとも１項に
    記載の投影対物レンズを含むことを特徴とするマイクロ
    リソグラフィの投影露光装置。
  16. 【請求項１６】 感光層を設けた基板をマスクを通し
    て、請求項１３記載の投影露光装置により露光し、特に
    感光層を現像した後、マスクに含まれるパターンに対応
    して構造を規定する微細構造素子を製造する方法。
JP11316319A 1998-11-30 1999-11-08 投影対物レンズ Pending JP2000171699A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19855157A DE19855157A1 (de) 1998-11-30 1998-11-30 Projektionsobjektiv
DE19855157.6 1998-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000171699A true JP2000171699A (ja) 2000-06-23
JP2000171699A5 JP2000171699A5 (ja) 2006-12-21

Family

ID=7889476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11316319A Pending JP2000171699A (ja) 1998-11-30 1999-11-08 投影対物レンズ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6522484B1 (ja)
EP (1) EP1006387A3 (ja)
JP (1) JP2000171699A (ja)
KR (1) KR100652498B1 (ja)
DE (1) DE19855157A1 (ja)
TW (1) TW442669B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004084281A1 (ja) * 2003-03-17 2004-09-30 Nikon Corporation 投影光学系、露光装置、および露光方法
US6806942B2 (en) 2002-05-14 2004-10-19 Carl Zeiss Smt Ag Projection exposure system
JP2020535482A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド 投影対物レンズ

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1195095A (ja) 1997-09-22 1999-04-09 Nikon Corp 投影光学系
DE19855157A1 (de) * 1998-11-30 2000-05-31 Zeiss Carl Fa Projektionsobjektiv
WO2001023933A1 (fr) 1999-09-29 2001-04-05 Nikon Corporation Systeme optique de projection
EP1139138A4 (en) 1999-09-29 2006-03-08 Nikon Corp PROJECTION EXPOSURE PROCESS, DEVICE AND OPTICAL PROJECTION SYSTEM
EP1344112A2 (de) * 2000-12-22 2003-09-17 Carl Zeiss SMT AG Projektionsobjektiv
DE10064685A1 (de) * 2000-12-22 2002-07-04 Zeiss Carl Lithographieobjektiv mit einer ersten Linsengruppe, bestehend ausschließlich aus Linsen positiver Brechkraft
JP2002244034A (ja) 2001-02-21 2002-08-28 Nikon Corp 投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置
JP2002323653A (ja) 2001-02-23 2002-11-08 Nikon Corp 投影光学系，投影露光装置および投影露光方法
JP2002323652A (ja) 2001-02-23 2002-11-08 Nikon Corp 投影光学系，該投影光学系を備えた投影露光装置および投影露光方法
DE10138847A1 (de) * 2001-08-15 2003-02-27 Zeiss Carl Blende für eine Integratoreinheit
DE10151309A1 (de) * 2001-10-17 2003-05-08 Carl Zeiss Semiconductor Mfg S Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie für Lambda <200 nm
US7190527B2 (en) 2002-03-01 2007-03-13 Carl Zeiss Smt Ag Refractive projection objective
AU2003210214A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-16 Carl Zeiss Smt Ag Refractive projection lens
DE10240002A1 (de) 2002-08-27 2004-03-11 Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag Optisches Teilsystem insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem in mindestens zwei Stellungen verbringbaren optischen Element
DE60319735T2 (de) 2002-12-19 2009-04-16 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungssytem mit einer effizienteren kollektoroptik
US7932020B2 (en) * 2003-07-10 2011-04-26 Takumi Technology Corporation Contact or proximity printing using a magnified mask image
US8208198B2 (en) 2004-01-14 2012-06-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US6961186B2 (en) * 2003-09-26 2005-11-01 Takumi Technology Corp. Contact printing using a magnified mask image
US7055127B2 (en) 2003-10-27 2006-05-30 Takumi Technology Corp. Mask data preparation
US20080151364A1 (en) 2004-01-14 2008-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
KR101213831B1 (ko) 2004-05-17 2012-12-24 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 중간이미지를 갖는 카타디옵트릭 투사 대물렌즈
EP2628864B1 (de) 2012-02-14 2017-02-01 Heinrich Schulte GmbH + Co. KG Spül- und Abdrückvorrichtung für eine Anschlussarmatur

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469299A (en) * 1990-05-15 1995-11-21 Olympus Optical Co., Ltd. Objective lens system
JP3041939B2 (ja) * 1990-10-22 2000-05-15 株式会社ニコン 投影レンズ系
JPH06313845A (ja) * 1993-04-28 1994-11-08 Olympus Optical Co Ltd 投影レンズ系
JP3360387B2 (ja) * 1993-11-15 2002-12-24 株式会社ニコン 投影光学系及び投影露光装置
JPH08179204A (ja) * 1994-11-10 1996-07-12 Nikon Corp 投影光学系及び投影露光装置
JP3454390B2 (ja) * 1995-01-06 2003-10-06 株式会社ニコン 投影光学系、投影露光装置及び投影露光方法
JP3624973B2 (ja) 1995-10-12 2005-03-02 株式会社ニコン 投影光学系
DE19548805A1 (de) * 1995-12-27 1997-07-03 Zeiss Carl Fa REMA-Objektiv für Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen
JP3750123B2 (ja) * 1996-04-25 2006-03-01 株式会社ニコン 投影光学系
JPH1048517A (ja) * 1996-08-07 1998-02-20 Nikon Corp 投影光学系
US5852490A (en) * 1996-09-30 1998-12-22 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JP3757536B2 (ja) * 1996-10-01 2006-03-22 株式会社ニコン 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びにデバイス製造方法
DE19653983A1 (de) * 1996-12-21 1998-06-25 Zeiss Carl Fa REMA-Objektiv für Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen
DE19818444A1 (de) * 1997-04-25 1998-10-29 Nikon Corp Abbildungsoptik, Projektionsoptikvorrichtung und Projektionsbelichtungsverfahren
US6198576B1 (en) * 1998-07-16 2001-03-06 Nikon Corporation Projection optical system and exposure apparatus
DE19855157A1 (de) * 1998-11-30 2000-05-31 Zeiss Carl Fa Projektionsobjektiv

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6806942B2 (en) 2002-05-14 2004-10-19 Carl Zeiss Smt Ag Projection exposure system
WO2004084281A1 (ja) * 2003-03-17 2004-09-30 Nikon Corporation 投影光学系、露光装置、および露光方法
US7457042B2 (en) 2003-03-17 2008-11-25 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
JP2020535482A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド 投影対物レンズ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000034929A (ko) 2000-06-26
DE19855157A1 (de) 2000-05-31
TW442669B (en) 2001-06-23
KR100652498B1 (ko) 2006-11-30
US6522484B1 (en) 2003-02-18
EP1006387A2 (de) 2000-06-07
EP1006387A3 (de) 2002-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000171699A (ja) 投影対物レンズ
TW480347B (en) Microlithographic reduction objective, projection exposure equipment and process
JP3624973B2 (ja) 投影光学系
JP4245286B2 (ja) 反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置
KR100378921B1 (ko) 노광장치
KR100387003B1 (ko) 투영광학시스템,투영노광장치,노광방법,및노광장치제조방법
US7573655B2 (en) Unit magnification projection objective
KR100387149B1 (ko) 투영광학계및이를이용한노광장치
JP3750123B2 (ja) 投影光学系
JP3819048B2 (ja) 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びに露光方法
KR20000011933A (ko) 카타다이옵트릭광학시스템및그를구비한노광장치
KR100507558B1 (ko) 투영광학시스템 및 이를 이용한 투영노광장치
JP3925576B2 (ja) 投影光学系、該光学系を備えた露光装置、及び該装置を用いたデバイスの製造方法
EP0828172A1 (en) Optical projection system and exposure apparatus
JP2005519332A (ja) 屈折型投影対物レンズ
JPH07140385A (ja) 投影光学系及び投影露光装置
JPH07140384A (ja) 投影光学系及び投影露光装置
JPH10282411A (ja) 投影光学系
JPH1054936A (ja) 投影露光装置及び該投影露光装置に用いられる投影光学系並びにデバイス製造方法
JPH1195095A (ja) 投影光学系
KR100522503B1 (ko) 투영광학계 및 이것을 가진 투영노광장치, 그리고디바이스제조방법
JPH0572478A (ja) カタジオプトリツク縮小対物レンズ
JP2005114881A (ja) 投影光学系、露光装置、および露光方法
JP4300509B2 (ja) 投影光学系、露光装置、および露光方法
JP2869849B2 (ja) 集積回路製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061108

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100720