JP2000195772A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JP2000195772A
JP2000195772A JP10369233A JP36923398A JP2000195772A JP 2000195772 A JP2000195772 A JP 2000195772A JP 10369233 A JP10369233 A JP 10369233A JP 36923398 A JP36923398 A JP 36923398A JP 2000195772 A JP2000195772 A JP 2000195772A
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Japan
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optical system
mask
light
projection
lens
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Hiroyuki Tsukamoto
宏之 塚本
Yuto Takahashi
友刀 高橋
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection aligner which is well corrected for chromatic aberration against such short-wavelength light as the F2 laser light, etc., with a small number of lenses. SOLUTION: A lighting optical system 3 is constituted to supply illuminating light having a central wavelength of <=180 nm and a full width at half maximum of <=20 pm. A projection optical system 7 contains a lens component and a concave reflecting mirror which are positioned to substantially correct the chromatic aberration of the optical system 7 against illuminating light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置に関
し、特に半導体素子など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であって、反射屈折
型の投影光学系を有する投影露光装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection exposure apparatus, and more particularly to a projection exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like in a photolithography process, which has a catadioptric projection optical system. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIなどの集積回路の作製に際して、
縮小投影露光装置が広く用いられている。縮小投影露光
装置では、投影光学系を介してマスクパターンの縮小像
を感光性基板であるウエハ上に形成する。近年では、半
導体基板上に投影露光する集積回路のパターンがますま
す微細化しており、投影露光装置の解像度をさらに向上
させることが要求されている。
2. Description of the Related Art In manufacturing integrated circuits such as LSIs,
Reduction projection exposure apparatuses are widely used. In a reduction projection exposure apparatus, a reduced image of a mask pattern is formed on a wafer as a photosensitive substrate via a projection optical system. In recent years, integrated circuit patterns projected and exposed on a semiconductor substrate have become increasingly finer, and there is a demand for further improving the resolution of a projection exposure apparatus.

【0003】投影露光装置の解像度をさらに向上させる
には、投影光学系の開口数(NA)を大きくすること
や、露光波長を短くすることが必要とされる。しかしな
がら、投影光学系のNAを所定の値以上に大きくするこ
とは光学系の構成上難しい。また、投影光学系のNAを
大きくすると利用することのできる焦点深度が小さくな
り、その結果、理論上可能な分解能を実現することが困
難となる。このため、現実的には、投影露光装置の解像
度を向上させるために露光波長を短くすることが特に強
く求められている。
In order to further improve the resolution of a projection exposure apparatus, it is necessary to increase the numerical aperture (NA) of the projection optical system and to shorten the exposure wavelength. However, it is difficult to increase the NA of the projection optical system beyond a predetermined value due to the configuration of the optical system. Further, when the NA of the projection optical system is increased, the usable depth of focus becomes smaller, and as a result, it becomes difficult to realize a theoretically possible resolution. Therefore, in reality, it is particularly strongly required to shorten the exposure wavelength in order to improve the resolution of the projection exposure apparatus.

【0004】従来、露光光源として、波長が248nm
のKrFエキシマレーザや波長が193nmのArFエ
キシマレーザが提案され、且つ実施されている。また、
さらに波長の短い180nm以下の光源の利用も検討さ
れつつあり、特にF2 レーザ(波長157.6nm)の
利用が有望であるとされている。ところが、これらの短
波長光に対して使用することのできる屈折光学材料は限
られている。すなわち、180nm以下の波長光に対し
て良好な透過率を有する物質としてはCaF2 (フッ化
カルシウム)やMgF2 (フッ化マグネシウム)やLi
F(フッ化リチウム)などが知られているが、このうち
MgF2 は複屈折性を有し、LiFには潮解性がある。
このため、180nm以下の波長光に対して実用的な屈
折光学材料として、CaF2 結晶(蛍石)が知られてい
るのみである。
Conventionally, an exposure light source has a wavelength of 248 nm.
KrF excimer laser and ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm have been proposed and implemented. Also,
The use of a light source having a shorter wavelength of 180 nm or less is being studied, and the use of an F 2 laser (wavelength: 157.6 nm) is considered to be particularly promising. However, refractive optical materials that can be used for these short-wavelength lights are limited. That is, substances having good transmittance for light having a wavelength of 180 nm or less include CaF 2 (calcium fluoride), MgF 2 (magnesium fluoride), and Li.
F (lithium fluoride) is known, of which MgF 2 has birefringence and LiF has deliquescence.
For this reason, CaF 2 crystal (fluorite) is only known as a practical refractive optical material for light having a wavelength of 180 nm or less.

【0005】そこで、屈折光学部材としては単一の硝材
(光学材料)しか使用することのできない状況下でレー
ザ光の有する波長幅によって生じる色収差を除去するた
めに、様々なタイプの反射屈折型の縮小投影光学系がこ
れまでに提案されている。たとえば、米国特許第4,7
47,678号公報には、多数の反射面を利用するタイ
プの光学系が開示されている。また、米国特許第4,9
53,960号公報には、ビームスプリッタプリズムを
利用するタイプの光学系が開示されている。さらに、特
開平10−104513号公報には、開口の中央に遮蔽
を有するタイプの光学系が開示されている。また、特開
平8−334695号公報には、一枚の凹面反射鏡を有
するタイプの光学系が開示されている。
[0005] In order to eliminate chromatic aberration caused by the wavelength width of the laser beam in a situation where only a single glass material (optical material) can be used as the refractive optical member, various types of catadioptric types are used. Reduction projection optical systems have been proposed. For example, US Pat.
Japanese Patent No. 47,678 discloses an optical system of a type utilizing a large number of reflecting surfaces. Also, U.S. Pat.
No. 53,960 discloses an optical system of a type using a beam splitter prism. Further, JP-A-10-104513 discloses an optical system of a type having a shield at the center of an opening. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-334695 discloses an optical system of a type having one concave reflecting mirror.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
タイプの反射屈折型投影光学系には、以下のような不都
合な点が存在する。まず、米国特許第4,747,67
8号公報に開示されたタイプの投影光学系では多数の反
射面が利用されているが、180nm以下の短波長光に
対する反射面の反射率が低いため、多数の反射面におけ
る光量損失が大きく、露光速度(スループット)が低下
してしまう。さらに、感光性基板上において使用可能な
像領域すなわち使用可能領域が狭いため、実際に露光に
使用する領域として矩形状の露光領域を確保することが
困難である。
However, the catadioptric projection optical system of the type described above has the following disadvantages. First, US Pat. No. 4,747,67
In the projection optical system of the type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8 (1996) -1995, a large number of reflecting surfaces are used. The exposure speed (throughput) decreases. Furthermore, since the usable image area on the photosensitive substrate, that is, the usable area is small, it is difficult to secure a rectangular exposure area as an area actually used for exposure.

【0007】また、米国特許第4,953,960号公
報に開示されたタイプの投影光学系では大きな偏光ビー
ムスプリッタプリズムを使用しているが、180nm以
下の短波長光に対して高い透過率を有するプリズムを製
造することは困難である。加えて、180nm以下の短
波長光に対して偏光分離を行うための偏光反射膜や波長
板を製造することは困難である。さらに、特開平10−
104513号公報に開示されたタイプの投影光学系で
は、結像光学系の光路中において結像光束の一部が反射
鏡の中央開口部で遮られる。その結果、形成される像の
忠実度が低下し、回路パターンを高精度に転写するには
不利となる。
A projection optical system of the type disclosed in US Pat. No. 4,953,960 uses a large polarizing beam splitter prism, but has a high transmittance for short wavelength light of 180 nm or less. It is difficult to manufacture a prism having the same. In addition, it is difficult to manufacture a polarization reflection film or a wavelength plate for performing polarization separation on short-wavelength light of 180 nm or less. Further, Japanese Patent Application Laid-Open
In a projection optical system of the type disclosed in Japanese Patent No. 104513, a part of an image forming light beam is blocked by a central opening of a reflecting mirror in an optical path of the image forming optical system. As a result, the fidelity of the formed image is reduced, which is disadvantageous for transferring a circuit pattern with high accuracy.

【0008】これに対して、特開平8−334695号
公報に開示されたタイプの投影光学系は、光軸から外れ
た領域を光路として使用する、いわゆる軸外し光学系で
ある。このため、光軸を含む領域を光路として利用する
タイプの光学系と比べると、像面積を広く確保すること
が比較的難しいという不都合がある。その一方で、光量
の低下が少なく、結像光束の遮蔽がないために像質が良
く、各光学部材の製作が他のタイプに比して容易であ
る、という利点を有する。
On the other hand, a projection optical system of the type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-334695 is a so-called off-axis optical system that uses a region off the optical axis as an optical path. For this reason, there is an inconvenience that it is relatively difficult to secure a wide image area as compared with an optical system of a type using a region including the optical axis as an optical path. On the other hand, there is an advantage that the image quality is good because there is little reduction in the amount of light and there is no shielding of the image forming light beam, and that the production of each optical member is easier than other types.

【0009】ところで、F2 レーザの場合、その発振波
長帯において光量損失の小さい屈折光学部材や反射光学
部材が存在しない。したがって、F2 レーザに対して大
掛かりな狭帯域化をすることは、KrFエキシマレーザ
やArFエキシマレーザなどの場合に比べて困難である
とされている。また、実用化されているF2 レーザの強
度が弱いため、狭帯域化を行うことにより、露光光の強
度が、ひいては露光速度がさらに低下し易い。換言する
と、F2 レーザの場合、狭帯域化による露光速度の低下
の影響は他のレーザの場合に比べて大きい。
By the way, in the case of the F 2 laser, there is no refractive optical member or reflective optical member having a small light amount loss in the oscillation wavelength band. Therefore, it is said that it is more difficult to make a large band narrowing with respect to the F 2 laser than in the case of a KrF excimer laser or an ArF excimer laser. Further, since the intensity of the F 2 laser in practical use is weak, by performing narrowing, the intensity of exposure light, tends to decrease and thus the exposure rate further. In other words, in the case of the F 2 laser, the effect of the decrease in the exposure speed due to the narrowing of the band is greater than in the case of other lasers.

【0010】しかしながら、波長157.6nmのF2
レーザの自然波長幅はArFエキシマレーザなどの自然
波長幅よりもかなり小さいため、わずかな狭帯域化を施
こすことによりF2 レーザの半値全幅を20pm程度以
下にすることができる。例えば、ラムダフィジック社
(ドイツ)のNovaLine TMF500 では、比較的簡単な狭帯
化により、半値全幅が10pmで出力が10WのF2
ーザを実用化している。そこで、露光光源としてF2
ーザを用いる投影露光装置では、露光効率を上げるとと
もに、狭帯域化によるレーザ装置の複雑化を避けるため
に、この程度の半値全幅を有するレーザ光を使用するこ
とが望ましい。この場合、投影光学系では、10pm〜
20pm程度の波長幅に亘って従来よりも広帯域で色収
差を除去しなければならない。なお、F2 レーザに関し
ては、狭帯化素子の追加により、半値全幅2pm程度ま
での狭帯域化も可能である。
However, F 2 having a wavelength of 157.6 nm
Since the natural wavelength width of the laser is considerably smaller than the natural wavelength width of the ArF excimer laser or the like, the full width at half maximum of the F 2 laser can be reduced to about 20 pm or less by slightly narrowing the band. For example, the NovaLine TMF500 lambda Physic GmbH, a relatively simple narrowing, full width at half maximum output at 10pm is commercialized F 2 laser of 10 W. Therefore, in a projection exposure apparatus using an F 2 laser as an exposure light source, it is desirable to use a laser beam having this full width at half maximum to increase the exposure efficiency and to avoid complication of the laser apparatus due to the narrow band. . In this case, in the projection optical system, 10 pm to
Chromatic aberration must be removed over a wider wavelength range of about 20 pm than in the past. The F 2 laser can be narrowed to a full width at half maximum of about 2 pm by adding a band narrowing element.

【0011】ところが、前述したように、180nm以
下の波長域において唯一硝材として利用することができ
るのがCaF2 であるが、単一の硝材のみで色収差を十
分に除去することは困難である。また、この波長域では
CaF2 で形成されたレンズ成分において内部吸収や表
面反射などが起こるため、レンズ成分の枚数を多くする
と光学系の光透過率が著しく低下してしまう。
However, as described above, CaF 2 is the only glass material that can be used in the wavelength region of 180 nm or less, but it is difficult to sufficiently remove chromatic aberration with only a single glass material. Further, in this wavelength range, since internal absorption and surface reflection occur in the lens component formed of CaF 2 , if the number of lens components is increased, the light transmittance of the optical system is significantly reduced.

【0012】また、たとえばF2 レーザ光のような18
0nm以下の短波長光は、空気(酸素)による吸収率が
高い。そのため、たとえばF2 レーザを露光光源として
用いる投影露光装置では、空気による光吸収を回避して
光学系の透過率の低下を避けるために、露光光(照明
光)を吸収しにくい気体、すなわちへリウム等の不活性
ガスで光学系内の空気を置換する必要がある。
Further, for example, an F 2 laser beam such as 18
Short-wavelength light of 0 nm or less has a high absorptivity by air (oxygen). Therefore, for example, in a projection exposure apparatus using an F 2 laser as an exposure light source, a gas which hardly absorbs exposure light (illumination light), that is, It is necessary to replace the air in the optical system with an inert gas such as lithium.

【0013】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、F2 レーザ光のような短波長光に対してレン
ズ枚数の少ない構成で色収差が良好に補正された反射屈
折型の投影光学系を有する投影露光装置を提供すること
を目的とする。また、F2 レーザ光のような短波長光の
空気による光吸収を良好に回避することによって投影光
学系の高い透過率を確保することのできる投影露光装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-projection catadioptric chromatic aberration are well corrected with a small configuration of lenses with respect to short wavelength light such as F 2 laser light An object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus having an optical system. Another object is to provide a projection exposure apparatus which can ensure high transmission of the projection optical system by satisfactorily avoid light absorption by the air of short wavelength such as F 2 laser light.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1発明では、パターンが形成されたマス
クを照明するための照明光学系と、前記マスクからの光
に基づいて前記パターンの像を感光性基板上に形成する
ための反射屈折型の投影光学系とを備えた投影露光装置
において、前記照明光学系は、180nm以下の中心波
長を有し且つ20pm以下の半値全幅を有する照明光を
供給するように構成され、前記投影光学系は、レンズ成
分と凹面反射鏡とを含み、前記レンズ成分および前記凹
面反射鏡は、前記照明光に対する前記投影光学系の色収
差を実質的に補正するように位置決めされていることを
特徴とする投影露光装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed, and an illumination optical system for illuminating the mask based on light from the mask. A projection optical system having a catadioptric projection optical system for forming an image of a pattern on a photosensitive substrate, wherein the illumination optical system has a center wavelength of 180 nm or less and a full width at half maximum of 20 pm or less. The projection optical system includes a lens component and a concave reflecting mirror, wherein the lens component and the concave reflecting mirror substantially reduce chromatic aberration of the projection optical system with respect to the illumination light. And a projection exposure apparatus characterized in that the projection exposure apparatus is positioned so as to make correction.

【0015】また、本発明の第2発明では、パターンが
形成されたマスクを照明するための照明光学系と、前記
マスクからの光に基づいて前記パターンの像を感光性基
板上に形成するための反射屈折型の投影光学系とを備え
た投影露光装置において、前記照明光学系は、180n
m以下の中心波長を有し且つ所定値以下の半値全幅を有
する照明光を供給するように構成され、前記投影光学系
は、屈折力を有する光学部材と、前記マスクに近接して
配置されて前記屈折力を有する光学部材を外部の雰囲気
と隔てるための光透過性の光学部材を有し、前記投影光
学系の光軸と平行な方向に沿った前記マスクと前記光透
過性の光学部材との間の間隔は50mm以下に設定され
ていることを特徴とする投影露光装置を提供する。第2
発明の好ましい態様によれば、前記光透過性の光学部材
は平行平面板である。また、前記照明光の半値全幅は2
0pm以下であることが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed, and an image of the pattern is formed on a photosensitive substrate based on light from the mask. A projection exposure apparatus comprising: a catadioptric projection optical system;
m is configured to supply illumination light having a central wavelength of equal to or less than m and a full width at half maximum equal to or less than a predetermined value, wherein the projection optical system is disposed in proximity to the optical member having refractive power and the mask. The optical member having a refractive power has a light-transmitting optical member for separating the optical member from an external atmosphere, and the mask and the light-transmitting optical member along a direction parallel to an optical axis of the projection optical system. Is set to 50 mm or less. Second
According to a preferred aspect of the present invention, the light-transmitting optical member is a plane-parallel plate. The full width at half maximum of the illumination light is 2
It is preferably 0 pm or less.

【0016】さらに、第1発明および第2発明の好まし
い態様によれば、前記投影光学系を構成するすべてのレ
ンズ成分および凹面反射鏡が共通の光軸に沿って配置さ
れている。また、前記投影光学系は、ただ1つの凹面反
射鏡、複数のレンズ成分、および1つまたは複数の平面
反射鏡のみから構成されていることが好ましい。さら
に、前記照明光の半値全幅は2pm以下であることが好
ましい。また、前記投影光学系を介して前記感光性基板
上で規定される露光領域は矩形状であることが好まし
い。
Further, according to a preferred aspect of the first and second aspects of the present invention, all the lens components and the concave reflecting mirror constituting the projection optical system are arranged along a common optical axis. Further, it is preferable that the projection optical system includes only one concave reflecting mirror, a plurality of lens components, and one or a plurality of flat reflecting mirrors. Further, the full width at half maximum of the illumination light is preferably 2 pm or less. Further, the exposure area defined on the photosensitive substrate via the projection optical system is preferably rectangular.

【0017】さらに、第1発明および第2発明の好まし
い態様によれば、前記投影光学系は、前記マスクからの
光に基づいて前記パターンの一次像を形成するための第
1結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記パ
ターンの二次像を前記感光性基板上に形成するための第
2結像光学系とを有する。この場合、前記第1結像光学
系のレンズの最大有効径をh1とし、前記第2結像光学
系のレンズの最大有効径をh2としたとき、 0.7<h1/h2<1.4 の条件を満足することが好ましい。
Further, according to a preferred aspect of the first and second aspects of the present invention, the projection optical system includes a first imaging optical system for forming a primary image of the pattern based on light from the mask. A second imaging optical system for forming a secondary image of the pattern on the photosensitive substrate based on light from the primary image. In this case, when the maximum effective diameter of the lens of the first imaging optical system is h1 and the maximum effective diameter of the lens of the second imaging optical system is h2, 0.7 <h1 / h2 <1.4. It is preferable to satisfy the following condition.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】一般に、反射屈折型の光学系で
は、屈折光学系において必然的に生じることになる軸上
色収差を、反射屈折光学系の負レンズにより発生する反
対方向の色収差で相殺(キャンセル)することによっ
て、色収差を良好に補正することができる。したがっ
て、色収差の補正を良好に行うためには、屈折光学系で
発生する色収差を抑えるか、あるいは反射屈折光学系の
負レンズの色収差補正効果を強める必要がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Generally, in a catadioptric optical system, axial chromatic aberration necessarily occurring in a dioptric system is canceled by chromatic aberration in the opposite direction generated by a negative lens of the catadioptric system. By canceling, the chromatic aberration can be satisfactorily corrected. Therefore, in order to satisfactorily correct the chromatic aberration, it is necessary to suppress the chromatic aberration generated in the refractive optical system or to enhance the chromatic aberration correcting effect of the negative lens of the catadioptric optical system.

【0019】近軸収差論によると、軸上色収差の発生量
は概して、レンズのパワー(屈折力)に比例し、近軸周
辺光線の入射高の2乗に比例する。そこで、反射屈折光
学系の負レンズの色収差補正効果を強めるには、負レン
ズのパワーを強めるか、あるいは負レンズへの入射光束
を太くすれば良いことになる。
According to paraxial aberration theory, the amount of generation of axial chromatic aberration is generally proportional to the power (refractive power) of the lens, and proportional to the square of the incident height of the paraxial marginal ray. Therefore, in order to enhance the chromatic aberration correction effect of the negative lens of the catadioptric system, it is only necessary to increase the power of the negative lens or increase the light flux incident on the negative lens.

【0020】しかしながら、負レンズのパワーを強めた
場合、レンズ面の曲率半径が小さくなり、光線の入射角
が大きくなる。その結果、高次収差が発生し、色収差以
外の収差を除去することが困難となる。ただし、負レン
ズのパワーを強めた場合の収差に関しては、非球面を導
入することによりかなり効果的に収差を除去することが
できる。一方、負レンズへの入射光束を太くした場合、
軸上色収差を比較的容易に除去することができる。しか
しながら、負レンズへの入射光束を太くすると、レンズ
や反射鏡等の光学素子が大きくなり、その光学素子を所
要の精度で製作することが困難となる。したがって、負
レンズへの入射光束を太くすることには限界がある。
However, when the power of the negative lens is increased, the radius of curvature of the lens surface becomes smaller, and the incident angle of the light beam becomes larger. As a result, high-order aberrations occur, and it becomes difficult to remove aberrations other than chromatic aberration. However, regarding the aberration when the power of the negative lens is increased, the aberration can be removed quite effectively by introducing an aspheric surface. On the other hand, when the incident light beam to the negative lens is made thicker,
Axial chromatic aberration can be removed relatively easily. However, if the light beam incident on the negative lens is made thicker, optical elements such as lenses and reflecting mirrors become larger, and it becomes difficult to manufacture the optical elements with required accuracy. Therefore, there is a limit to increasing the amount of light beam incident on the negative lens.

【0021】次に、屈折光学系において軸上色収差があ
まり発生しないようにするには、反射屈折光学系の場合
とは逆に、レンズのパワーを弱めるか、あるいはレンズ
への入射光束が太くならないように構成すれば良い。そ
のためには、他のレンズへの入射光束を太くし且つ必要
な正レンズのパワーを増加させることになる負レンズの
存在は不利であり、屈折光学系における負レンズの使用
は控えめにすべきである。ただしその場合、球面レンズ
のみでは球面収差などの除去ができないので、非球面を
使用することが必要となる。非球面を導入すると、球面
系よりも少ないレンズ枚数で収差を抑えることができる
という利点もある。しかしながら、非球面を導入したと
しても正レンズだけではペッツバール和を調節すること
ができないため、像面湾曲収差は必然的に生じることに
なる。ただし、像面湾曲に関しては、反射屈折光学系の
凹面反射鏡や負レンズの効果により打ち消すことができ
る。
Next, in order to reduce the occurrence of longitudinal chromatic aberration in the refractive optical system, contrary to the case of the catadioptric system, the power of the lens is reduced or the light beam incident on the lens is not increased. It may be configured as follows. To that end, the presence of a negative lens, which would increase the light flux incident on other lenses and increase the required power of the positive lens, is disadvantageous, and the use of negative lenses in refractive optics should be modest. is there. However, in that case, it is necessary to use an aspherical surface because spherical aberration cannot be removed only with a spherical lens. The introduction of an aspherical surface also has the advantage that aberration can be suppressed with a smaller number of lenses than in a spherical system. However, even if an aspherical surface is introduced, the Petzval sum cannot be adjusted only by the positive lens, and thus the curvature of field necessarily occurs. However, the curvature of field can be canceled out by the effect of the concave reflecting mirror of the catadioptric system or the negative lens.

【0022】一方、空気による光の吸収を避けるために
は、マスク(レチクル)やウエハを含む光学系全体を気
密状態に構成し、光を吸収しにくいへリウム等の不活性
ガスに置換することが好ましい。しかしながら、投影露
光装置の使用中にマスクやウエハは移動を繰り返すた
め、マスクやウエハを含む光学系全体を気密状態に構成
することは困難である。そこで、マスクの近傍およびウ
エハの近傍に光透過性の光学部材を配置し、屈折力を有
する他の光学部材(レンズ、凹面反射鏡、凸面反射鏡、
回折光学素子などを含む)を外部の雰囲気と隔てるため
に、マスク近傍の光学部材からウエハ近傍の光学部材ま
での間を気密状態に保つように構成することが現実的で
ある。
On the other hand, in order to avoid the absorption of light by air, the entire optical system including the mask (reticle) and the wafer must be made airtight and replaced with an inert gas such as helium which hardly absorbs light. Is preferred. However, since the mask and the wafer repeatedly move during use of the projection exposure apparatus, it is difficult to configure the entire optical system including the mask and the wafer in an airtight state. Therefore, a light-transmitting optical member is arranged near the mask and near the wafer, and other optical members having a refractive power (lens, concave reflecting mirror, convex reflecting mirror,
In order to keep the diffractive optical element (including a diffractive optical element, etc.) away from the external atmosphere, it is practical to keep the space between the optical member near the mask and the optical member near the wafer in an airtight state.

【0023】一般に、投影光学系ではウエハに近接して
レンズが配置されるので、本発明ではマスクの近傍に光
透過性の光学部材を付設する。なお、光透過性の光学部
材としては、レンズを使用してもよいし平行平面板を使
用してもよい。ただし、加工や取り扱いの容易な平行平
面板を使用すれば、表面が汚れたときなどでも光学系の
性能を保ちつつ比較的容易に平行平面板を交換をするこ
とができる。投影光学系の内部を気密状態に保った場
合、汚れが付着するのは外部に露出している部分、すな
わちマスク側の平行平面板やウエハ側のレンズに限られ
る。本発明では、汚れが付着し易いマスク側の平行平面
板を交換することにより、投影光学系の耐久性や保守性
を向上させることができる。
In general, in a projection optical system, a lens is arranged close to a wafer. Therefore, in the present invention, a light transmitting optical member is provided near a mask. Note that a lens or a plane-parallel plate may be used as the light-transmitting optical member. However, if a parallel flat plate that is easy to process and handle is used, the parallel flat plate can be replaced relatively easily while maintaining the performance of the optical system even when the surface becomes dirty. When the inside of the projection optical system is kept airtight, the portion to which dirt adheres is limited to the portion exposed to the outside, that is, the parallel plate on the mask side and the lens on the wafer side. In the present invention, the durability and maintainability of the projection optical system can be improved by replacing the parallel flat plate on the mask side to which dirt easily adheres.

【0024】さらに、投影光学系の組立ておよび粗調整
が完了した後でも、マスクの近傍に配置した平行平面板
の表面に微小加工を施すことにより、投影光学系に残留
した諸収差を補正することが可能である。特に、縮小型
の投影光学系の場合は、マスクの近傍に配置した平行平
面板を微小加工をすることにより、歪曲収差を効果的に
補正することができる。なお、必要に応じて、ウエハの
近傍にも平行平面板を付設することができる。この場
合、ウエハの近傍に配置された平行平面板を微小加工を
することにより、球面収差やコマ収差を効果的に補正す
ることができる。
Further, even after the assembly and rough adjustment of the projection optical system are completed, the various aberrations remaining in the projection optical system can be corrected by performing micromachining on the surface of the parallel flat plate disposed near the mask. Is possible. In particular, in the case of a reduction type projection optical system, distortion can be effectively corrected by micro-machining a parallel flat plate arranged near a mask. If necessary, a parallel flat plate can be provided near the wafer. In this case, the spherical aberration and coma aberration can be effectively corrected by micro-machining the parallel flat plate disposed near the wafer.

【0025】図1は、本発明にかかる投影露光装置の投
影光学系の基本的な構成を概略的に説明する概念図であ
る。図1に示すように、本発明の投影光学系は、中間像
Iを挟んで前側(マスク側)部分の反射屈折光学系A
と、後側(ウエハ側)部分の屈折光学系Bとから構成さ
れている。すなわち、マスクRからの光に基づいて反射
屈折光学系Aからなる第1結像光学系により中間像Iが
形成され、中間像Iからの光に基づいて屈折光学系Bか
らなる第2結像光学系によりウエハW上にマスクパター
ン像が形成される。
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a basic configuration of a projection optical system of a projection exposure apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the projection optical system according to the present invention includes a catadioptric optical system A at the front side (mask side) of the intermediate image I.
And a refractive optical system B on the rear (wafer side) portion. That is, an intermediate image I is formed by the first image forming optical system composed of the catadioptric optical system A based on the light from the mask R, and a second image formed by the refractive optical system B based on the light from the intermediate image I. A mask pattern image is formed on the wafer W by the optical system.

【0026】投影光学系の光軸は凹面反射鏡により折り
返され、あるいは光路分離のために配置される反射面
(図1では不図示)により折り曲げられることはある
が、光路分離用の反射面を除くすべての反射光学部材お
よび屈折光学部材は光軸上に配置されている。以下、反
射屈折光学系Aおよび屈折光学系Bの説明に際して、光
路折り曲げ用の反射面の存在を除いて考えるものとす
る。反射屈折光学系Aは、複数枚のレンズ(G1、G
2)と、1枚の凹面反射鏡(M)とからなる。反射屈折
光学系Aの光軸は、凹面反射鏡Mによって折り返されて
いる。凹面反射鏡Mでの光路の折り返しによる光線の干
渉を避けるために、すなわち凹面反射鏡Mへの入射光と
凹面反射鏡Mからの射出光とを分離するために、物体面
であるマスクR面を光軸から外す(偏心させる)必要が
ある。また、マスクRの光軸からの偏心に対応して、ウ
エハW面も光軸から偏心させる必要がある。
The optical axis of the projection optical system may be bent by a concave reflecting mirror or bent by a reflecting surface (not shown in FIG. 1) arranged for separating the optical path. Except for the reflective optical member and the refractive optical member, they are arranged on the optical axis. Hereinafter, in the description of the catadioptric optical system A and the dioptric optical system B, it is assumed that a reflective surface for bending the optical path is excluded. The catadioptric optical system A includes a plurality of lenses (G1, G
2) and one concave reflecting mirror (M). The optical axis of the catadioptric system A is folded back by the concave reflecting mirror M. In order to avoid interference of light rays due to turning back of the optical path in the concave reflecting mirror M, that is, in order to separate light incident on the concave reflecting mirror M and light emitted from the concave reflecting mirror M, the mask R surface as an object surface Must be removed (eccentric) from the optical axis. Also, the wafer W surface needs to be decentered from the optical axis in accordance with the eccentricity of the mask R from the optical axis.

【0027】また、収差の発生を良好に抑えるために、
反射屈折光学系Aの開口絞りに相当する位置の近傍に凹
面反射鏡Mを配置し、凹面反射鏡Mを中心としてほぼ対
称で且つほぼ等倍の光学系とすることが好ましい。反射
屈折光学系Aにおいて凹面反射鏡Mに最も近い位置に
は、全体として負の屈折力を有するレンズ群G2が配置
されている。なお、本明細書において、レンズ群とは、
1枚の単レンズも包含するような広い概念である。この
負レンズ群G2により、屈折光学系Bで発生する軸上色
収差を良好に補正する。広視野の投影光学系において広
帯域で色収差を良好に補正するには、負レンズ群G2は
非球面レンズを利用するか、あるいは複数枚のレンズを
使用することが望ましい。
In order to favorably suppress the occurrence of aberration,
It is preferable that the concave reflecting mirror M is disposed near a position corresponding to the aperture stop of the catadioptric optical system A, and that the optical system is substantially symmetrical and substantially equal in magnification with respect to the concave reflecting mirror M. In the catadioptric system A, a lens group G2 having a negative refractive power as a whole is disposed at a position closest to the concave reflecting mirror M. In addition, in this specification, a lens group is
This is a broad concept that includes one single lens. This negative lens group G2 satisfactorily corrects axial chromatic aberration generated in the refractive optical system B. In order to satisfactorily correct chromatic aberration over a wide band in a wide-field projection optical system, it is desirable that the negative lens group G2 uses an aspherical lens or uses a plurality of lenses.

【0028】負レンズ群G2とマスクRとの間の光路中
には、全体として正の屈折力を有する正レンズ群(少な
くとも一枚の正レンズからなるレンズ群)G1が配置さ
れている。正レンズ群G1は、マスクRからの光束にテ
レセントリシティを持たせる機能を有し、これにより、
物体側(マスク側)のフォーカスの変動に対する耐性を
持たせることができる。また、歪曲収差を除去したり、
中間像Iにおいて像面湾曲収差が発生し過ぎないように
するためにも、正レンズ群G1は有用である。反射屈折
光学系Aにより形成される中間像Iでは、色収差を除く
諸収差が良好に補正されていることが好ましい。しかし
ながら、反射屈折光学系Aを構成するレンズの枚数を減
らした場合には、中間像Iにおいて像面湾曲などの収差
がある程度残存することはやむを得ない。
In the optical path between the negative lens group G2 and the mask R, a positive lens group G1 having at least one positive lens as a whole (a lens group including at least one positive lens) is disposed. The positive lens group G1 has a function of giving the luminous flux from the mask R telecentricity.
It is possible to make the object side (mask side) resistant to a change in focus. In addition, we remove distortion,
The positive lens group G1 is also useful for preventing the curvature of field from being excessively generated in the intermediate image I. In the intermediate image I formed by the catadioptric optical system A, it is preferable that various aberrations other than chromatic aberration are satisfactorily corrected. However, when the number of lenses constituting the catadioptric optical system A is reduced, it is inevitable that some aberration such as field curvature remains in the intermediate image I.

【0029】一方、屈折光学系Bは、開口絞りSを挟ん
でマスク側に配置された正レンズ群G3とウエハ側に配
置された正レンズ群G4とから構成されている。すなわ
ち、屈折光学系Bは、凹面反射鏡を含むことなくレンズ
のような屈折光学部材のみからなる光学系である。反射
屈折光学系Aでは凹面反射鏡により光路が折り返される
ため光路中に開口絞りを配置することができないので、
投影光学系の開口絞りSは屈折光学系Bの光路中に配置
されている。
On the other hand, the refractive optical system B is composed of a positive lens group G3 arranged on the mask side with the aperture stop S interposed therebetween and a positive lens group G4 arranged on the wafer side. That is, the refractive optical system B is an optical system including only a refractive optical member such as a lens without including a concave reflecting mirror. In the catadioptric optical system A, since the optical path is folded by the concave reflecting mirror, an aperture stop cannot be arranged in the optical path.
The aperture stop S of the projection optical system is arranged in the optical path of the refractive optical system B.

【0030】前述のように、屈折光学系Bにおける軸上
色収差の発生を良好に抑えるためには、レンズへの入射
光束が太くなりすぎないようにすることが有利である。
しかしながら、この場合にもレンズのパワーを強めるこ
とにより諸収差が発生するので、レンズの有効径の大き
さは次の条件式(1)を満足することが好ましい。 0.7<h1/h2<1.4 (1) ここで、h1は、第1結像光学系である反射屈折光学系
Aのレンズの最大有効径である。また、h2は、第2結
像光学系である屈折光学系Bのレンズの最大有効径であ
る。
As described above, in order to properly suppress the occurrence of axial chromatic aberration in the refractive optical system B, it is advantageous to prevent the light beam incident on the lens from becoming too thick.
However, in this case as well, since various aberrations are generated by increasing the power of the lens, it is preferable that the effective diameter of the lens satisfies the following conditional expression (1). 0.7 <h1 / h2 <1.4 (1) Here, h1 is the maximum effective diameter of the lens of the catadioptric optical system A that is the first imaging optical system. Further, h2 is the maximum effective diameter of the lens of the refractive optical system B that is the second imaging optical system.

【0031】条件式(1)の下限値を下回ると、h1/
h2の値が小さくなりすぎて、色収差の除去が困難とな
るので好ましくない。一方、条件式(1)の上限値を上
回ると、h1/h2の値が大きくなりすぎて、屈折光学
系Bで球面収差等の補正が困難となるか、または反射屈
折光学系Aの光学部材が大きくなりすぎて製作が困難と
なるので、好ましくない。なお、条件式(1)を満たす
範囲内であっても、屈折光学系Bでの収差補正のために
は非球面を用いることが有利である。
When the ratio falls below the lower limit of conditional expression (1), h1 /
Since the value of h2 becomes too small, it becomes difficult to remove chromatic aberration, which is not preferable. On the other hand, if the value exceeds the upper limit of conditional expression (1), the value of h1 / h2 becomes too large, and it becomes difficult to correct spherical aberration or the like in the refractive optical system B, or the optical member of the catadioptric optical system A Is too large to make it difficult to manufacture. Note that, even within the range that satisfies the conditional expression (1), it is advantageous to use an aspheric surface for aberration correction in the refractive optical system B.

【0032】上述したように、図1に示す本発明の投影
光学系では、反射屈折光学系AにおいてマスクRから凹
面反射鏡Mへ入射する光束と凹面反射鏡Mで反射されて
屈折光学系Bへ向かう光束とを分離する必要がある。そ
の結果、図2に示すように、ウエハW面上において像形
成に使用し得る領域すなわち使用可能領域FRは、収差
の取り除かれた光軸AXを中心とする円形領域のうちの
半分の領域となる。そして、本発明において実際に露光
に使用する露光領域ERは、たとえば半円状の使用可能
領域FRから光軸AXに近い境界領域部分などを取り除
いた矩形状の領域となる。これに対応して、投影光学系
を介してマスクR上で規定される視野領域(照明領域)
も矩形状となる。
As described above, in the projection optical system of the present invention shown in FIG. It is necessary to separate the luminous flux going to. As a result, as shown in FIG. 2, the area that can be used for image formation on the surface of the wafer W, that is, the usable area FR is a half of the circular area around the optical axis AX from which aberration has been removed. Become. In the present invention, the exposure region ER actually used for exposure is a rectangular region obtained by removing a boundary region near the optical axis AX from a semicircular usable region FR, for example. Correspondingly, a visual field area (illumination area) defined on the mask R via the projection optical system
Also have a rectangular shape.

【0033】また、本発明では、マスクRの近傍に平行
平面板のような光透過性の光学部材P1を配置してい
る。具体的には、投影光学系の光軸(あるいは光軸と平
行な方向)に沿ったマスクRと平行平面板P1との間の
間隔は50mm以下に設定されている。必要に応じて、
ウエハWの近傍に平行平面板のような光透過性の光学部
材P2を配置することもできる。したがって、マスクR
の近傍に配置された平行平面板P1からウエハWの近傍
に配置された平行平面板P2(あるいは最もウエハ側の
レンズ)までの光学系内部を気密状態に保ち、露光光を
吸収しにくいへリウム(He)や窒素(N2 )などの不
活性ガスで光学系内部に満たすることができる。
In the present invention, a light-transmitting optical member P1 such as a plane-parallel plate is disposed near the mask R. Specifically, the distance between the mask R and the plane parallel plate P1 along the optical axis (or a direction parallel to the optical axis) of the projection optical system is set to 50 mm or less. If necessary,
A light-transmitting optical member P2 such as a plane-parallel plate may be arranged near the wafer W. Therefore, the mask R
Is maintained in an airtight state from the parallel plane plate P1 disposed in the vicinity of P to the parallel plane plate P2 disposed in the vicinity of the wafer W (or the lens closest to the wafer), and the helium hardly absorbs exposure light. The inside of the optical system can be filled with an inert gas such as (He) or nitrogen (N 2 ).

【0034】すなわち、マスクRと平行平面板P1との
間の狭い光路およびウエハWとこれに近接する光学部材
との間の狭い光路を除き、マスクRからウエハWまでの
光路のほぼ全部を、光吸収しにくいへリウムなど不活性
ガスで満たすことができる。その結果、露光光としてF
2 レーザ光のような短波長光を用いても、光の吸収を有
効に回避することができ、投影光学系の透過効率を向上
させることができる。ここで、露光光としてF2 レーザ
光のような180nm以下の波長の短波長光を用いる場
合には、マスクRと平行平面板P1との間の狭い光路お
よびウエハWとこれに近接する光学部材との間の狭い光
路についても不活性ガスが充填されることになる。しか
しながら、これらの光路には、移動可能なマスクステー
ジ6や移動可能なウエハステージ10が配置され、これ
らの可動部材からの発塵やグリスなどの飛散の影響によ
り、この不活性ガス自体のクリーン度(清浄度)が投影
光学系内部の光路(平行平面板P1から平行平面板P2
または最もウエハ側のレンズまでの光路)のクリーン度
に比べて低下する恐れが大きい。従って、マスクRから
ウエハWまでの光路の全てが不活性ガスで充填されてい
たとしても、本発明ではクリーン度の低い光路を非常に
短くできる、言いかえるとクリーン度の低い光路を分離
できるため、光量損失低減の効果をさらに向上できる。
ここで、マスクRと平行平面板P1(マスクに近接して
配置されて屈折力を有する光学部材を外部の雰囲気から
隔てるための光学部材)との光軸に平行な方向に沿った
間隔が50mmを超えて長くなると、上述のようにクリ
ーン度の低い光路が長くなり過ぎて、光量損失が増大す
る恐れが高くなるため好ましくない。また、マスクRと
平行平面板P1との光軸に平行な方向に沿った間隔が1
mm以下となる場合には、平行平面板P1とマスクステ
ージとを干渉させないようにマスクステージを設計する
ことが非常に困難となり、マスクステージ自体の精度を
向上させることが困難となるため好ましくない。また、
マスクRと平行平面板P1との光軸に平行な方向に沿っ
た間隔が5mm以下となる場合には、マスクステージの
精度を維持しつつマスクRと平行平面板P1とを干渉さ
せない設計が要求されるため好ましくない。また、マス
クRと平行平面板P1との光軸に平行な方向に沿った間
隔が20mm以下となる場合には、現存のマスクステー
ジの小改良では、マスクRと平行平面板P1との干渉を
避けられないため好ましくない。また、前述のように、
平行平面板の使用により、投影光学系の耐久性および保
守性を向上させ、投影光学系の組立後に残存収差の補正
を行うこともできる。
That is, except for a narrow optical path between the mask R and the plane-parallel plate P1 and a narrow optical path between the wafer W and an optical member adjacent thereto, almost all of the optical path from the mask R to the wafer W is It can be filled with an inert gas such as helium, which hardly absorbs light. As a result, F
(2) Even when short-wavelength light such as laser light is used, light absorption can be effectively avoided, and the transmission efficiency of the projection optical system can be improved. Here, when short-wavelength light having a wavelength of 180 nm or less, such as F 2 laser light, is used as the exposure light, a narrow optical path between the mask R and the plane parallel plate P1 and the wafer W and an optical member adjacent thereto are used. Is filled with the inert gas. However, on these optical paths, a movable mask stage 6 and a movable wafer stage 10 are arranged, and due to the influence of scattering of dust and grease from these movable members, the cleanness of the inert gas itself is reduced. (Cleanness) is the optical path (parallel plane plate P1 to parallel plane plate P2) inside the projection optical system.
Or, there is a high possibility that the degree of cleaning is lower than the degree of cleanness of the optical path to the lens closest to the wafer. Therefore, even if the entire optical path from the mask R to the wafer W is filled with the inert gas, the optical path with low cleanliness can be made very short in the present invention. In other words, the optical path with low cleanliness can be separated. Thus, the effect of reducing the light quantity loss can be further improved.
Here, the distance along the direction parallel to the optical axis between the mask R and the plane parallel plate P1 (an optical member disposed close to the mask and having an optical power and having a refractive power from an external atmosphere) is 50 mm. When the length is longer than the above, the optical path having a low cleanliness becomes too long as described above, and the risk of an increase in light amount loss increases, which is not preferable. The distance between the mask R and the plane parallel plate P1 along the direction parallel to the optical axis is 1 unit.
If the distance is less than mm, it is very difficult to design the mask stage so as not to interfere with the plane-parallel plate P1 and the mask stage, and it is difficult to improve the accuracy of the mask stage itself, which is not preferable. Also,
When the distance between the mask R and the plane parallel plate P1 along the direction parallel to the optical axis is 5 mm or less, a design that does not interfere with the mask R and the plane parallel plate P1 while maintaining the accuracy of the mask stage is required. Is not preferred. When the distance between the mask R and the plane parallel plate P1 along the direction parallel to the optical axis is 20 mm or less, the interference between the mask R and the plane parallel plate P1 may be reduced by a small improvement of the existing mask stage. It is not preferable because it cannot be avoided. Also, as mentioned above,
The use of the plane-parallel plate improves the durability and maintainability of the projection optical system, and makes it possible to correct the residual aberration after assembling the projection optical system.

【0035】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。 〔第1実施例および第2実施例〕図3は、本発明の第1
実施例および第2実施例にかかる投影露光装置の全体構
成を概略的に示す図である。なお、図3において、ウエ
ハ面の法線方向にZ軸を、ウエハ面内において図3の紙
面に平行にX軸を、紙面に垂直にY軸を設定している。
図示の投影露光装置において、F2 レーザ(発振中心波
長157.6nm)1からZ方向に射出された光は、折
り曲げミラー2でX方向に偏向された後、照明光学系3
を介してマスク4を均一に照明する。なお、図3では、
光源1から照明光学系3までの光路に1枚の折り曲げミ
ラー2しか図示していないが、実際には、光源1と投影
露光装置本体とが別体である場合に、光源1からのF2
レーザ光の向きを常に投影露光装置本体へ向ける自動追
尾ユニットや、光源1からのF2 レーザ光の光束断面形
状を所定のサイズ・形状に整形するための整形光学系、
光量調整部などの光学系が配置される。また、図3に示
した照明光学系3は、例えばフライアイレンズや内面反
射型インテグレータからなり所定のサイズ・形状の面光
源を形成するオプティカルインテグレータや、マスク4
上での照明領域のサイズ・形状を規定するための視野絞
り、この視野絞りの像をマスク上へ投影する視野絞り結
像光学系などの光学系を有している。図3の例では、光
源1と照明光学系3との間はケーシングC1で密封され
ており、光源1から照明光学系3中の最もマスクR側の
光学部材までの空間はヘリウムガスなどの不活性ガスで
置換されている。なお、光路の折り曲げ方は図3に示さ
れる態様には限られず、装置の設計に合わせて適宜変更
可能であることは言うまでもない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment and Second Embodiment] FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of a projection exposure apparatus according to an example and a second example. In FIG. 3, the Z-axis is set in the normal direction of the wafer surface, the X-axis is set in the wafer surface in parallel to the plane of FIG. 3, and the Y-axis is set perpendicular to the plane of FIG.
In the projection exposure apparatus shown in the figure, the light emitted in the Z direction from the F 2 laser (oscillation center wavelength 157.6 nm) 1 is deflected in the X direction by the bending mirror 2 and then the illumination optical system 3.
The mask 4 is uniformly illuminated via. In FIG. 3,
Although only one folding mirror 2 is shown in the optical path from the light source 1 to the illumination optical system 3, in practice, when the light source 1 and the projection exposure apparatus main body are separate bodies, the F 2
And automatic tracking unit for directing the orientation of the laser beam always to the projection exposure apparatus main body, shaping optical system for shaping the light flux cross-sectional shape of the F 2 laser beam into a predetermined size and shape from the light source 1,
An optical system such as a light amount adjustment unit is provided. The illumination optical system 3 shown in FIG. 3 includes, for example, an optical integrator formed of a fly-eye lens or an internal reflection type integrator to form a surface light source of a predetermined size and shape, and a mask 4.
It has an optical system such as a field stop for defining the size and shape of the illumination area above, and a field stop imaging optical system for projecting an image of the field stop onto a mask. In the example of FIG. 3, the space between the light source 1 and the illumination optical system 3 is sealed by a casing C1. It has been replaced with an active gas. It is needless to say that the way of bending the optical path is not limited to the mode shown in FIG.

【0036】マスク4は、マスクホルダ5を介して、マ
スクステージ6上においてYZ平面に平行に保持されて
いる。マスク4には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちZ方向に沿って長辺を有し
且つY方向に沿って短辺を有する矩形状のパターン領域
が照明される。マスクステージ6は、図示を省略した駆
動系の作用によりマスク面(すなわちYZ平面)に沿っ
て二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移
動鏡11を用いた干渉計12によって計測され且つ位置
制御されるように構成されている。
The mask 4 is held on a mask stage 6 via a mask holder 5 in parallel with the YZ plane. A pattern to be transferred is formed on the mask 4, and a rectangular pattern area having a long side along the Z direction and a short side along the Y direction in the entire pattern area is illuminated. The mask stage 6 can be moved two-dimensionally along the mask plane (that is, the YZ plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer 12 using a mask moving mirror 11. And it is comprised so that position control may be carried out.

【0037】マスク4に形成されたパターンからの光
は、投影光学系7を介して、感光性基板であるウエハ8
上にマスクパターン像を形成する。ウエハ8は、ウエハ
ホルダ9を介して、ウエハステージ10上においてXY
平面に平行に保持されている。そして、マスク4上での
矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウエハ8
上ではX方向に沿って長辺を有し且つY方向に沿って短
辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成され
る。ウエハステージ10は、図示を省略した駆動系の作
用によりウエハ面(すなわちXY平面)に沿って二次元
的に移動可能であり、その位置座標はウエハ移動鏡13
を用いた干渉計14によって計測され且つ位置制御され
るように構成されている。
Light from the pattern formed on the mask 4 is transmitted through a projection optical system 7 to a wafer 8 serving as a photosensitive substrate.
A mask pattern image is formed thereon. The wafer 8 is placed on the wafer stage 10 via the wafer holder 9 in XY
It is held parallel to the plane. Then, the wafer 8 is optically corresponded to a rectangular illumination area on the mask 4.
Above, a pattern image is formed in a rectangular exposure region having a long side along the X direction and a short side along the Y direction. The wafer stage 10 can be moved two-dimensionally along the wafer surface (that is, the XY plane) by the action of a drive system (not shown).
It is configured to be measured and position-controlled by an interferometer 14 using.

【0038】また、図示の投影露光装置では、投影光学
系7を構成する光学部材のうち最もマスク側に配置され
た平行平面板P1と最もウエハ側に配置されたレンズL
r との間で投影光学系7の内部が気密状態を保つように
構成され、投影光学系7の内部の気体は露光光の吸収率
が低い気体であるヘリウムガスで置換されている。同様
に、光源1から照明光学系3までの光路もヘリウムガス
で置換されている。そして、照明光学系3と平行平面板
P1との間の狭い光路には、マスク4及びマスクステー
ジ6が配置されるが、これらマスク4及びマスクステー
ジ6を密封包囲するケーシングC2の内部に窒素やヘリ
ウムガスなどの不活性ガスを充填することにより、上記
照明光学系3と平行平面板P1との間の光路が不活性ガ
スで置換される。また、レンズLrとウエハ8との間の
狭い光路には、ウエハ8及びウエハステージ10などが
配置されるが、これらウエハ8及びウエハステージ10
を密封包囲するケーシングC3の内部に窒素やヘリウム
ガスなどの不活性ガスを充填することにより、上記レン
ズLrとウエハ8との間の狭い光路が不活性ガスで置換
される。ただし、これらの光路においては、機械的に可
動する部材(マスクステージ6、ウエハステージ10な
ど)が配置されているため、これらの部材が移動するこ
とによる気体のクリーン度の低下は避けがたい。なお、
マスクを交換するためのロボットアームやウエハを交換
するためのロボットアームは、上記光路のクリーン度を
向上させるために、これらのケーシングC2,C3とは
別体のケーシング内に収められることが好ましいが、そ
れでも投影光学系7の内部気体のクリーン度よりは低く
なりがちである。このように、光源1からウエハ8まで
の光路において露光光がクリーン度の低い気体を通過す
る個所は、照明光学系3とマスク4との間の狭い光路
中、マスク4と平行平面板P1との間の狭い光路中およ
びレンズLrとウエハ8との間の狭い光路中である。
In the projection exposure apparatus shown in the drawing, of the optical members constituting the projection optical system 7, the parallel plane plate P1 arranged closest to the mask and the lens L arranged closest to the wafer
r, the inside of the projection optical system 7 is kept airtight, and the gas inside the projection optical system 7 is replaced by helium gas, which is a gas having a low absorptance of exposure light. Similarly, the optical path from the light source 1 to the illumination optical system 3 is also replaced with helium gas. A mask 4 and a mask stage 6 are arranged in a narrow optical path between the illumination optical system 3 and the plane-parallel plate P1. Nitrogen or the like is provided inside a casing C2 that hermetically surrounds the mask 4 and the mask stage 6. By filling with an inert gas such as helium gas, the optical path between the illumination optical system 3 and the plane-parallel plate P1 is replaced with the inert gas. In a narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8, the wafer 8 and the wafer stage 10 are arranged.
Is filled with an inert gas such as nitrogen or helium gas, whereby a narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8 is replaced with the inert gas. However, since mechanically movable members (such as the mask stage 6 and the wafer stage 10) are arranged in these optical paths, it is unavoidable that the degree of gas cleanness is reduced by moving these members. In addition,
It is preferable that the robot arm for exchanging the mask and the robot arm for exchanging the wafer be housed in a casing separate from the casings C2 and C3 in order to improve the optical path cleanliness. Still, the degree of cleanliness of the gas inside the projection optical system 7 tends to be lower. As described above, the portion where the exposure light passes through the gas with low cleanliness in the optical path from the light source 1 to the wafer 8 is located in the narrow optical path between the illumination optical system 3 and the mask 4 and the mask 4 and the parallel flat plate P1. And in the narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8.

【0039】上述したように、投影光学系7によって規
定されるマスク4上の視野領域(照明領域)およびウエ
ハ8上の投影領域(露光領域)は、Y方向に沿って短辺
を有する矩形状である。したがって、駆動系および干渉
計(12、14)などを用いてマスク4およびウエハ8
の位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明
領域の短辺方向すなわちY方向に沿ってマスクステージ
6とウエハステージ10とを、ひいてはマスク4とウエ
ハ8とを同期的に移動(走査)させることにより、ウエ
ハ8上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウエハ
8の走査量(移動量)に応じた長さを有する領域に対し
てマスクパターンが走査露光される。このように、第1
実施例および第2実施例では、マスク面とウエハ面とが
直交しているが、その走査方向が水平方向になるように
設定されている。
As described above, the field of view (illumination area) on the mask 4 and the projection area (exposure area) on the wafer 8 defined by the projection optical system 7 are rectangular shapes having short sides along the Y direction. It is. Therefore, the mask 4 and the wafer 8 are formed by using a drive system and interferometers (12, 14).
Is moved synchronously (scanning) between the mask stage 6 and the wafer stage 10 and, consequently, the mask 4 and the wafer 8 along the short side direction of the rectangular exposure area and the illumination area, that is, in the Y direction. As a result, the mask pattern is scanned and exposed on the wafer 8 in a region having a width equal to the long side of the exposure region and a length corresponding to the scanning amount (movement amount) of the wafer 8. Thus, the first
In the embodiment and the second embodiment, the mask surface and the wafer surface are orthogonal to each other, but the scanning direction is set to be horizontal.

【0040】各実施例(後述の第3実施例および第4実
施例も含めて)において、投影光学系7を構成するすべ
てのレンズ成分および平行平面板には蛍石(CaF2
晶)を使用している。また、露光光であるF2 レーザ光
の発振中心波長は157.6nmであり、157.6n
m付近ではCaF2 の屈折率は、+1pmの波長変化あ
たり−2.4×10-6の割合で変化し、−1pmの波長
変化あたり+2.4×10-6の割合で変化する。また、
ウエハ8上の露光領域ERは25mm×6.6mmの矩
形状であり、光軸AXから露光領域ERまでの距離LX
は4mmである(図2参照)。すなわち、各実施例の投
影光学系による露光領域ERは光軸AXから偏心した位
置にある。
In each of the embodiments (including the third and fourth embodiments described later), fluorite (CaF 2 crystal) is used for all the lens components and the plane parallel plate constituting the projection optical system 7. are doing. The oscillation center wavelength of the F 2 laser light as the exposure light is 157.6 nm, and 157.6 n
In the vicinity of m, the refractive index of CaF 2 changes at a rate of −2.4 × 10 −6 per wavelength change of +1 pm, and changes at a rate of + 2.4 × 10 −6 per wavelength change of −1 pm. Also,
The exposure area ER on the wafer 8 has a rectangular shape of 25 mm × 6.6 mm, and has a distance LX from the optical axis AX to the exposure area ER.
Is 4 mm (see FIG. 2). That is, the exposure area ER by the projection optical system of each embodiment is located at a position decentered from the optical axis AX.

【0041】また、各実施例において、非球面は、光軸
に垂直な方向の高さをyとし、非球面の頂点における接
平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸に沿
った距離(サグ量)をzとし、頂点曲率半径をrとし、
円錐係数をκとし、n次の非球面係数をCn としたと
き、以下の数式(a)で表される。
In each embodiment, the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is defined as y, and the aspheric surface extends along the optical axis from the tangent plane at the vertex of the aspheric surface to a position on the aspheric surface at the height y. Distance (sag amount) as z, vertex curvature radius as r,
Assuming that the conic coefficient is κ and the n-th order aspherical coefficient is Cn, it is represented by the following equation (a).

【数1】 z=(y2 /r)/〔1+{1−(1+κ)・y2 /r2 1/2 〕 +C4 ・y4 +C6 ・y6 +C8 ・y8 +C10・y10 (a) 各実施例において、各非球面の円錐係数κはすべて0で
ある。また、非球面状に形成されたレンズ面には面番号
の右側に*印を付している。
[Number 1] z = (y 2 / r) / [1+ {1- (1 + κ) · y 2 / r 2} 1/2 ] + C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 + C 10 · y 10 (a) In each embodiment, the cone coefficient κ of each aspherical surface is all zero. In addition, an asterisk is attached to the right side of the surface number on the lens surface formed in an aspherical shape.

【0042】なお、露光光に対する透過率の点ではLi
Fも使用可能であるが、潮解性を有するLiFを照明光
学系3および投影光学系7に使用するのは極めて困難で
ある。また、MgF2 は複屈折性を有するので、これを
投影光学系7に使用することはできないが、照明光学系
3では多少の複屈折があっても構わないので、照明光学
系3にはCaF2 からなる光学部材の他にMgF2 から
なる光学部材を使用することもできる。
In terms of transmittance for exposure light, Li
Although F can be used, it is extremely difficult to use LiF having deliquescence for the illumination optical system 3 and the projection optical system 7. Since MgF 2 has birefringence, it cannot be used for the projection optical system 7. However, the illumination optical system 3 may have some birefringence. In addition to the optical member made of 2 , an optical member made of MgF 2 can be used.

【0043】〔第1実施例〕図4は、第1実施例にかか
る投影光学系のレンズ構成を示す図であって、凹面反射
鏡M2とウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面
(物体面)に垂直な平面に沿った断面図である。また、
図5は、図4に対応する図であって、凹面反射鏡M2と
ウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面に平行な
平面に沿った断面図である。ただし、図5では、図面の
明瞭化のために、反射鏡M1を省略し、反射鏡M1から
マスクR(図3では参照符号4に対応)までの光路を紙
面上で展開している。第1実施例では、中心波長が15
7.6nmで半値全幅が2pmの露光光に対して色収差
を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用し
ている。
[First Embodiment] FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to a first embodiment, including an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and the wafer surface (image surface). It is sectional drawing along the plane perpendicular | vertical to a mask surface (object surface). Also,
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 and is a cross-sectional view along a plane that includes an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and the wafer surface (image surface) and is parallel to the mask surface. However, in FIG. 5, for the sake of clarity, the reflecting mirror M1 is omitted, and the optical path from the reflecting mirror M1 to the mask R (corresponding to reference numeral 4 in FIG. 3) is developed on the paper. In the first embodiment, the center wavelength is 15
The present invention is applied to a projection optical system in which various aberrations including chromatic aberration are corrected for exposure light having a full width at half maximum of 2 pm at 7.6 nm.

【0044】図示の投影光学系では、特開平8−334
695号公報に開示された光学系から中間像形成位置の
近傍に配置された反射鏡を取り除き、その代わりにマス
クRの近傍に配置された平行平面板P1の直ぐ後側(ウ
エハ側)に反射鏡M1を配置して光軸を折り曲げること
により光路の分離を確保している。第1実施例の投影光
学系の場合、マスクRの近傍に配置された平行平面板P
1およびその直後の反射鏡M1を除き、反射屈折光学系
Aおよび屈折光学系Bを構成するすべてのレンズ成分お
よび凹面反射鏡M2が同一の光軸上に配置されるため、
光学系の組立てや調整が容易であるという利点を有す
る。
In the projection optical system shown in FIG.
No. 695, the reflecting mirror disposed near the intermediate image forming position is removed, and instead, the light is reflected immediately behind (the wafer side) the parallel flat plate P1 disposed near the mask R. The separation of the optical path is ensured by arranging the mirror M1 and bending the optical axis. In the case of the projection optical system of the first embodiment, the plane parallel plate P arranged near the mask R
Except for the reflecting mirror 1 and the immediately following reflecting mirror M1, all lens components and the concave reflecting mirror M2 constituting the catadioptric optical system A and the dioptric optical system B are arranged on the same optical axis.
There is an advantage that assembly and adjustment of the optical system are easy.

【0045】第1実施例の投影光学系は、マスクRに近
接して配置された平行平面板P1と、この平行平面板P
1を介したマスクRからの光を反射して反射屈折光学系
Aへ導くための平面反射鏡M1とを備えている。反射屈
折光学系Aは、マスクRからの光の入射側から順に、入
射側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、入射側
に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、入射側に凸
面を向けた負メニスカスレンズL3と、入射側に凹面を
向けた負メニスカスレンズL4と、入射側に凹面を向け
た凹面反射鏡M2とから構成されている。したがって、
マスクRからの光は、平行平面板P1を透過し、平面反
射鏡M1で反射された後に、反射屈折光学系Aへ入射す
る。反射屈折光学系Aへ入射した光は、4つのレンズ成
分L1〜L4を介して凹面反射鏡M2に入射する。凹面
反射鏡M2で反射された光は、4つのレンズ成分L4〜
L1を介して、マスクパターンの中間像を形成する。
The projection optical system according to the first embodiment includes a plane parallel plate P1 arranged close to a mask R, and a plane parallel plate P
And a plane reflecting mirror M1 for reflecting the light from the mask R via the light guide 1 and guiding the light to the catadioptric optical system A. The catadioptric optical system A includes, in order from the incident side of light from the mask R, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the incident side, a positive meniscus lens L2 having a convex surface facing the incident side, and a convex surface facing the incident side. A negative meniscus lens L3, a negative meniscus lens L4 having a concave surface facing the incident side, and a concave reflecting mirror M2 having a concave surface facing the incident side. Therefore,
The light from the mask R passes through the plane-parallel plate P1, is reflected by the plane reflecting mirror M1, and then enters the catadioptric system A. The light that has entered the catadioptric optical system A enters the concave reflecting mirror M2 via four lens components L1 to L4. The light reflected by the concave reflecting mirror M2 has four lens components L4 to L4.
An intermediate image of the mask pattern is formed via L1.

【0046】マスクパターンの中間像からの光は、屈折
光学系Bに導かれる。屈折光学系Bは、中間像からの光
の入射側から順に、入射側に凸面を向けた正メニスカス
レンズL5と、両凸レンズL6と、両凹レンズL7と、
入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズL8と、入射
側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、入射側に
凸面を向けた正メニスカスレンズL10と、入射側に凸
面を向けた正メニスカスレンズL11と、両凸レンズL
12と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズL1
3と、両凸レンズL14とから構成されている。なお、
正メニスカスレンズL10と正メニスカスレンズL11
との間の光路中には、開口絞りSが配置されている。
Light from the intermediate image of the mask pattern is guided to the refractive optical system B. The refractive optical system B includes, in order from the incident side of light from the intermediate image, a positive meniscus lens L5 having a convex surface directed to the incident side, a biconvex lens L6, and a biconcave lens L7.
A positive meniscus lens L8 having a concave surface on the incident side, a positive meniscus lens L9 having a convex surface on the incident side, a positive meniscus lens L10 having a convex surface on the incident side, and a positive meniscus lens L11 having a convex surface on the incident side. And a biconvex lens L
12, a negative meniscus lens L1 having a concave surface facing the incident side
3 and a biconvex lens L14. In addition,
Positive meniscus lens L10 and positive meniscus lens L11
An aperture stop S is arranged in the optical path between the aperture stop S.

【0047】したがって、マスクパターンの中間像から
屈折光学系Bに入射した光は、各レンズ成分L5〜L1
4を介して、ウエハW(図3では参照符号8に対応)上
の露光領域においてマスクパターンの縮小像を形成す
る。なお、上述したように、凹面反射鏡M2から両凸レ
ンズL14までの光路中において、凹面反射鏡M2およ
びすべてのレンズ成分L1〜L14は共通の光軸AXに
沿って配置されている。なお、第1実施例の投影光学系
においては、平面鏡M1は反射屈折光学系Aと屈折光学
系Bとの間の光路中であってこれら両光学系A,Bの光
軸を含まない位置に光軸に対して45°で斜設されてい
る。従って、反射屈折光学系Aから屈折光学系Bへ向か
う光束は、光軸を挟んで平面鏡M1の反対側の空間を通
過する。
Therefore, the light incident on the refracting optical system B from the intermediate image of the mask pattern depends on the lens components L5 to L1.
4, a reduced image of the mask pattern is formed in an exposure area on the wafer W (corresponding to reference numeral 8 in FIG. 3). As described above, in the optical path from the concave reflecting mirror M2 to the biconvex lens L14, the concave reflecting mirror M2 and all lens components L1 to L14 are arranged along the common optical axis AX. In the projection optical system of the first embodiment, the plane mirror M1 is located in the optical path between the catadioptric optical system A and the dioptric optical system B and does not include the optical axes of these optical systems A and B. It is inclined at 45 ° to the optical axis. Therefore, the light beam traveling from the catadioptric system A to the dioptric system B passes through the space on the opposite side of the plane mirror M1 with respect to the optical axis.

【0048】次の表(1)に、第1実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(1)において、λは露光光の
中心波長を、FWHMは露光光の半値全幅を、βは投影倍率
を、NAは像側開口数をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面へ
の光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序
を、rは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半
径)を、dは各面の軸上間隔すなわち面間隔を、nは中
心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
Table 1 below summarizes the data values of the projection optical system of the first embodiment. In Table (1), λ represents the central wavelength of the exposure light, FWHM represents the full width at half maximum of the exposure light, β represents the projection magnification, and NA represents the image-side numerical aperture. The surface number indicates the order of the surface from the mask side along the direction in which the light beam travels from the mask surface, which is the object surface, to the wafer surface, which is the image surface. Is the radius of curvature of the apex), d is the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval, and n is the refractive index for the center wavelength.

【0049】なお、面間隔dは、反射される度にその符
号を変えるものとする。したがって、面間隔dの符号
は、平面反射鏡M1から凹面反射鏡M2までの光路中で
は負とし、その他の光路中では正としている。そして、
面間隔dが正である光路中においては、光線の入射側に
向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負
としている。逆に、面間隔dが負である光路中において
は、光線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、
凸面の曲率半径を負としている。
It is assumed that the sign of the surface distance d is changed each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface distance d is negative in the optical path from the plane reflecting mirror M1 to the concave reflecting mirror M2, and positive in other optical paths. And
In the optical path where the surface distance d is positive, the radius of curvature of the convex surface toward the light incident side is positive, and the radius of curvature of the concave surface is negative. Conversely, in the optical path where the surface distance d is negative, the radius of curvature of the concave surface toward the light incident side is positive,
The radius of curvature of the convex surface is negative.

【0050】[0050]

【表1】 (主要諸元) λ=157.6nm FWHM:2pm β=1/4 NA=0.65 (光学部材諸元) 面番号 r d n (マスク面) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 95.000000 3 ∞ -147.362588 (M1) 4 -429.08398 -30.000000 1.5600000 (L1) 5* -745.13029 -1.333333 6 -322.16303 -40.000000 1.5600000 (L2) 7* -1467.70271 -167.804804 8 -1453.48942 -30.000000 1.5600000 (L3) 9* -499.97211 -270.398999 10* 169.56369 -24.634368 1.5600000 (L4) 11 1553.82168 -29.845669 12 270.33617 29.845669 (M2) 13 1553.82168 24.634368 1.5600000 (L4) 14* 169.56369 270.398999 15* -499.97211 30.000000 1.5600000 (L3) 16 -1453.48942 167.804804 17* -1467.70271 40.000000 1.5600000 (L2) 18 -322.16303 1.333333 19* -745.13029 30.000000 1.5600000 (L1) 20 -429.08398 367.362588 21 251.44318 56.000000 1.5600000 (L5) 22* 331.45187 0.100000 23 242.35691 64.000000 1.5600000 (L6) 24* -435.60082 41.312455 25 -383.72254 35.200000 1.5600000 (L7) 26* 234.88321 351.340242 27* -368.96810 35.200000 1.5600000 (L8) 28 -213.21187 0.100000 29 222.15200 38.214400 1.5600000 (L9) 30* 644.25611 105.254071 31 344.34732 34.000000 1.5600000 (L10) 32 670.73134 14.613691 33 ∞ 22.968043 (S) 34 194.20796 25.000000 1.5600000 (L11) 35 1066.41016 39.793405 36 269.58088 47.757164 1.5600000 (L12) 37* -250.46386 1.151770 38 -252.91748 20.000000 1.5600000 (L13) 39* -5180.17894 0.684288 40* 115.59157 52.925003 1.5600000 (L14) 41 -306.38001 5.000940 (ウエハ面) (非球面データ) r κ C4 5面 -745.13029 0.00000 -0.366339×10-8 19面 C6 8 10 0.457313×10-13 0.205872×10-16 0.184274×10-21 r κ C4 7面 -1467.70271 0.00000 0.846545×10-9 17面 C6 8 10 -0.116191×10-12 -0.199473×10-16 -0.341653×10-21 r κ C4 9面 -499.97211 0.00000 -0.976158×10-8 15面 C6 8 10 -0.415843×10-13 0.162351×10-16 0.411877×10-21 r κ C4 10面 169.56369 0.00000 -0.133118×10-7 14面 C6 8 10 -0.346654×10-12 -0.781223×10-17 -0.342202×10-21 r κ C4 22面 331.45187 0.00000 0.757965×10-86 8 10 -0.101485×10-12 0.496639×10-17 0.112493×10-22 r κ C4 24面 -435.60082 0.00000 0.751565×10-86 8 10 0.347171×10-12 -0.222122×10-16 0.414382×10-21 r κ C4 26面 234.88321 0.00000 0.330921×10-86 8 10 -0.496173×10-12 0.642966×10-16 -0.215905×10-20 r κ C4 27面 -368.96810 0.00000 -0.772938×10-86 8 10 -0.292091×10-12 0.455626×10-17 -0.159769×10-21 r κ C4 30面 644.25611 0.00000 0.121893×10-76 8 10 -0.203227×10-12 0.838252×10-17 -0.132351×10-21 r κ C4 37面 -250.46386 0.00000 0.100880×10-66 8 10 0.464133×10-11 -0.276297×10-14 0.186151×10-18 r κ C4 39面 -5180.17894 0.00000 -0.212613×10-76 8 10 -0.222172×10-10 0.137730×10-13 -0.124632×10-17 r κ C4 40面 115.59157 0.00000 -0.432337×10-76 8 10 -0.741893×10-11 0.488072×10-14 0.112316×10-17 [Table 1] (Main specifications) λ = 157.6 nm FWHM: 2 pm β = 1/4 NA = 0.65 (Optical member specifications) Surface number r dn (Mask surface) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 95.000000 3 ∞ -147.362588 (M1) 4 -429.08398 -30.000000 1.5600000 (L1) 5 * -745.13029 -1.333333 6 -322.16303 -40.000000 1.5600000 (L2) 7 * -1467.70271 -167.804804 8 -1453.48942 -30.000000 1.5600000 (L3) 9 * -499.97211 -270.398999 10 * 169.56369 -24.634368 1.5600000 (L4) 11 1553.82168 -29.845669 12 270.33617 29.845669 (M2) 13 1553.82168 24.634368 1.5600000 (L4) 14 * 169.56369 270.398999 15 * -499.97211 30.000000 1600000 -1467.70271 40.000000 1.5600000 (L2) 18 -322.16303 1.333333 19 * -745.13029 30.000000 1.5600000 (L1) 20 -429.08398 367.362588 21 251.44318 56.000000 1.5600000 (L5) 22 * 331.45187 0.100000 23 242.35691 64.000000 1.5600 000 (L6) 24 * -435.60082 41.312455 25 -383.72254 35.200000 1.5600000 (L7) 26 * 234.88321 351.340242 27 * -368.96810 35.200000 1.5600000 (L8) 28 -213.21187 0.100000 29 222.15200 38.214400 1.5600000 (L9) 30 * 644.25611 1.55.2000004 (L10) 32 670.73134 14.613691 33 ∞ 22.968043 (S) 34 194.20796 25.000000 1.5600000 (L11) 35 1066.41016 39.793405 36 269.58088 47.757164 1.5600000 (L12) 37 * -250.46386 1.151770 38 -252.91748 20.000000 1.5600000 (L13) 39 * 84. 1.5600000 (L14) 41 -306.38001 5.000940 (wafer surface) (aspherical data) r kappa C 4 5 faces -745.13029 0.00000 -0.366339 × 10 -8 19 surface C 6 C 8 C 10 0.457313 × 10 -13 0.205872 × 10 -16 0.184274 × 10 -21 r κ C 4 7 surface -1467.70271 0.00000 0.846545 × 10 -9 17 surface C 6 C 8 C 10 -0.116191 × 10 -12 -0.199473 × 10 -16 -0.341653 × 10 -21 r κ C 4 9 Face -499.97211 0 .00000 -0.976158 × 10 -8 15 side C 6 C 8 C 10 -0.415843 × 10 -13 0.162351 × 10 -16 0.411877 × 10 -21 r κ C 4 10 side 169.56369 0.00000 -0.133118 × 10 -7 14 side C 6 C 8 C 10 -0.346654 × 10 -12 -0.781223 × 10 -17 -0.342202 × 10 -21 r κ C 4 22 surface 331.45187 0.00000 0.757965 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.101485 × 10 -12 0.496639 × 10 -17 0.112493 × 10 -22 r κ C 4 24 face -435.60082 0.00000 0.751565 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.347171 × 10 -12 -0.222 122 × 10 -16 0.414382 × 10 -21 r κ C 4 26 face 234.88321 0.00000 0.330921 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.496173 × 10 -12 0.642966 × 10 -16 -0.215905 × 10 -20 r κ C 4 27 faces -368.96810 0.00000 -0.772938 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.292091 × 10 -12 0.455626 × 10 -17 -0.159769 × 10 -21 r κ C 4 30 faces 644.25611 0.00000 0.121893 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 -0.203227 × 10 -12 0.838252 × 10 -17 -0.132351 × 10 -21 r κ C 4 37 -250.46386 0.00000 0.100880 × 10 -6 C 6 C 8 C 10 0.464133 × 10 -11 -0.276297 × 10 -14 0.186151 × 10 -18 r κ C 4 39 faces -5180.17894 0.00000 -0.212613 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 -0.222172 × 10 -10 0.137730 × 10 -13 -0.124632 × 10 -17 r κ C 4 40 Surface 115.59157 0.00000 -0.432337 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 -0.741893 × 10 -11 0.488072 × 10 -14 0.112316 × 10 -17

【0051】図6は、第1実施例における球面収差、非
点収差および歪曲収差を示す図である。また、図7は、
第1実施例における横収差(メリディオナルコマ収差)
を示す図である。各収差図において、NAは像側開口数
を、Yは像高を、実線は中心波長157.6nmを、破
線は157.6nm+1.3pmを、一点鎖線は15
7.6nm−1.3pmをそれぞれ示している。また、
非点収差を示す収差図において、Sはサジタル像面を示
し、Mはメリディオナル像面を示している。各収差図か
ら明らかなように、第1実施例では、中心波長が15
7.6nmで半値全幅が2pmの露光光に対して色収差
を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the first embodiment. Also, FIG.
Lateral aberration (meridional coma) in the first embodiment
FIG. In each aberration diagram, NA represents the image-side numerical aperture, Y represents the image height, the solid line represents the central wavelength of 157.6 nm, the broken line represents 157.6 nm + 1.3 pm, and the one-dot chain line represents 15 minutes.
7.6 nm-1.3 pm are shown, respectively. Also,
In the aberration diagram showing astigmatism, S indicates a sagittal image plane, and M indicates a meridional image plane. As is clear from the aberration diagrams, in the first embodiment, the center wavelength is 15
It can be seen that various aberrations including chromatic aberration are well corrected for exposure light having a full width at half maximum of 2 pm at 7.6 nm.

【0052】〔第2実施例〕図8は、第2実施例にかか
る投影光学系のレンズ構成を示す図であって、凹面反射
鏡M2とウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面
(物体面)に垂直な平面に沿った断面図である。また、
図9は、図8に対応する図であって、凹面反射鏡M2と
ウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面に平行な
平面に沿った断面図である。ただし、図8では、図面の
明瞭化のために、反射鏡M1を省略し、反射鏡M1から
マスクRまでの光路を紙面上で展開している。第2実施
例では、中心波長が157.6nmで半値全幅が10p
mの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投
影光学系に本発明を適用している。
[Second Embodiment] FIG. 8 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to a second embodiment, including an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and the wafer surface (image surface). It is sectional drawing along the plane perpendicular | vertical to a mask surface (object surface). Also,
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8, and is a cross-sectional view along a plane that includes an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and the wafer surface (image surface) and is parallel to the mask surface. However, in FIG. 8, for clarity of the drawing, the reflecting mirror M1 is omitted, and the optical path from the reflecting mirror M1 to the mask R is developed on the paper. In the second embodiment, the center wavelength is 157.6 nm and the full width at half maximum is 10p.
The present invention is applied to a projection optical system in which various aberrations including chromatic aberration are corrected for m exposure light.

【0053】なお、第2実施例の投影光学系は、第1実
施例と類似の構成を有する。しかしながら、第1実施例
では露光光の半値全幅が2pmであるのに対し第2実施
例では露光光の半値全幅が10pmである点、および第
1実施例では反射屈折光学系Aが4つのレンズ成分を有
するのに対し第2実施例では露光光の半値全幅の増大に
対応して5つのレンズ成分を有する点が基本的に相違し
ている。以下、第1実施例との相違点に着目して、第2
実施例を説明する。
The projection optical system according to the second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment. However, the full width at half maximum of the exposure light is 2 pm in the first embodiment, whereas the full width at half maximum of the exposure light is 10 pm in the second embodiment. The second embodiment basically differs from the second embodiment in that it has five lens components corresponding to an increase in the full width at half maximum of the exposure light. Hereinafter, focusing on the differences from the first embodiment,
An embodiment will be described.

【0054】第2実施例の投影光学系は、マスクRに近
接して配置された平行平面板P1と、この平行平面板P
1を介したマスクRからの光を反射して反射屈折光学系
Aへ導くための平面反射鏡M1とを備えている。反射屈
折光学系Aは、マスクRからの光の入射側から順に、入
射側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凸レ
ンズL2と、入射側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
L3と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズL4
と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズL5と、
入射側に凹面を向けた凹面反射鏡M2とから構成されて
いる。したがって、マスクRからの光は、平行平面板P
1を透過し、平面反射鏡M1で反射された後に、反射屈
折光学系Aへ入射する。反射屈折光学系Aへ入射した光
は、5つのレンズ成分L1〜L5を介して凹面反射鏡M
2に入射する。凹面反射鏡M2で反射された光は、5つ
のレンズ成分L5〜L1を介して、マスクパターンの中
間像を形成する。
The projection optical system according to the second embodiment includes a plane parallel plate P1 arranged close to a mask R, and a plane parallel plate P
And a plane reflecting mirror M1 for reflecting the light from the mask R via the light guide 1 and guiding the light to the catadioptric optical system A. The catadioptric optical system A includes, in order from the incident side of the light from the mask R, a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the incident side, a biconvex lens L2, a negative meniscus lens L3 having a convex surface facing the incident side, Negative meniscus lens L4 with concave side facing
A negative meniscus lens L5 having a concave surface facing the incident side;
And a concave reflecting mirror M2 having a concave surface facing the incident side. Therefore, the light from the mask R is reflected by the parallel flat plate P
1 and is reflected by the plane reflecting mirror M1, and then enters the catadioptric optical system A. The light incident on the catadioptric optical system A passes through five lens components L1 to L5,
2 is incident. The light reflected by the concave reflecting mirror M2 forms an intermediate image of the mask pattern via the five lens components L5 to L1.

【0055】マスクパターンの中間像からの光は、屈折
光学系Bに導かれる。屈折光学系Bは、中間像からの光
の入射側から順に、両凸レンズL6と、両凸レンズL7
と、両凹レンズL8と、両凹レンズL9と、入射側に凹
面を向けた正メニスカスレンズL10と、入射側に凸面
を向けた正メニスカスレンズL11と、入射側に凸面を
向けた正メニスカスレンズL12と、入射側に凸面を向
けた負メニスカスレンズL13と、両凸レンズL14
と、両凸レンズL15とから構成されている。なお、正
メニスカスレンズL12と負メニスカスレンズL13と
の間の光路中において正メニスカスレンズL12の近傍
には、開口絞りSが配置されている。
The light from the intermediate image of the mask pattern is guided to the refractive optical system B. The refracting optical system B includes a biconvex lens L6 and a biconvex lens L7 in order from the incident side of light from the intermediate image.
A biconcave lens L8, a biconcave lens L9, a positive meniscus lens L10 having a concave surface on the incident side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface on the incident side, and a positive meniscus lens L12 having a convex surface on the incident side. A negative meniscus lens L13 having a convex surface facing the incident side, and a biconvex lens L14
And a biconvex lens L15. Note that an aperture stop S is arranged near the positive meniscus lens L12 in the optical path between the positive meniscus lens L12 and the negative meniscus lens L13.

【0056】したがって、マスクパターンの中間像から
屈折光学系Bに入射した光は、各レンズ成分L6〜L1
5を介して、ウエハW上の露光領域においてマスクパタ
ーンの縮小像を形成する。なお、上述したように、凹面
反射鏡M2から両凸レンズL15までの光路中におい
て、凹面反射鏡M2およびすべてのレンズ成分L1〜L
15は共通の光軸AXに沿って配置されている。
Therefore, the light incident on the refracting optical system B from the intermediate image of the mask pattern is reflected by the lens components L6 to L1.
5, a reduced image of the mask pattern is formed in the exposure area on the wafer W. As described above, in the optical path from the concave reflecting mirror M2 to the biconvex lens L15, the concave reflecting mirror M2 and all lens components L1 to L
15 are arranged along the common optical axis AX.

【0057】次の表(2)に、第2実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(2)において、λは露光光の
中心波長を、FWHMは露光光の半値全幅を、βは投影倍率
を、NAは像側開口数をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面へ
の光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序
を、rは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半
径)を、dは各面の軸上間隔すなわち面間隔を、nは中
心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
Table 2 below summarizes the data values of the projection optical system of the second embodiment. In Table (2), λ represents the center wavelength of the exposure light, FWHM represents the full width at half maximum of the exposure light, β represents the projection magnification, and NA represents the image-side numerical aperture. The surface number indicates the order of the surface from the mask side along the direction in which the light beam travels from the mask surface, which is the object surface, to the wafer surface, which is the image surface. Is the radius of curvature of the apex), d is the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval, and n is the refractive index for the center wavelength.

【0058】なお、面間隔dは、反射される度にその符
号を変えるものとする。したがって、面間隔dの符号
は、平面反射鏡M1から凹面反射鏡M2までの光路中で
は負とし、その他の光路中では正としている。そして、
面間隔dが正である光路中においては、光線の入射側に
向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負
としている。逆に、面間隔dが負である光路中において
は、光線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、
凸面の曲率半径を負としている。
It is assumed that the sign of the surface distance d changes each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface distance d is negative in the optical path from the plane reflecting mirror M1 to the concave reflecting mirror M2, and positive in other optical paths. And
In the optical path where the surface distance d is positive, the radius of curvature of the convex surface toward the light incident side is positive, and the radius of curvature of the concave surface is negative. Conversely, in the optical path where the surface distance d is negative, the radius of curvature of the concave surface toward the light incident side is positive,
The radius of curvature of the convex surface is negative.

【0059】[0059]

【表2】 (主要諸元) λ=157.6nm FWHM:10pm β=1/4 NA=0.65 (光学部材諸元) 面番号 r d n (マスク面) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 95.000000 3 ∞ -149.717330 (M1) 4 -682.92265 -30.000000 1.5600000 (L1) 5* -588.26859 -1.333333 6 -430.94316 -40.000000 1.5600000 (L2) 7* 1484.17685 -150.777176 8 -267.06519 -30.000000 1.5600000 (L3) 9* -264.72399 -271.803380 10* 280.88127 -40.000000 1.5600000 (L4) 11 430.96701 -47.259520 12* 173.49424 -24.634368 1.5600000 (L5) 13 875.59639 -23.962719 14 283.82726 23.962719 (M2) 15 875.59639 24.634368 1.5600000 (L5) 16* 173.49424 47.259520 17 430.96701 40.000000 1.5600000 (L4) 18* 280.88127 271.803380 19* -264.72399 30.000000 1.5600000 (L3) 20 -267.06519 150.777176 21* 1484.17685 40.000000 1.5600000 (L2) 22 -430.94316 1.333333 23* -588.26859 30.000000 1.5600000 (L1) 24 -682.92265 369.717330 25 238.57662 60.000000 1.5600000 (L6) 26* -1018.49483 0.100000 27 537.43794 60.000000 1.5600000 (L7) 28* -1553.84088 5.862119 29 -871.09012 33.333333 1.5600000 (L8) 30* 889.60239 20.205850 31 -485.37887 35.200000 1.5600000 (L9) 32* 370.25580 345.890970 33* -374.83682 35.200000 1.5600000 (L10) 34 -212.27674 0.100000 35 252.25212 34.214400 1.5600000 (L11) 36* 1101.27714 41.001563 37 158.00018 43.110144 1.5600000 (L12) 38* 426.66235 11.751647 39 ∞ 71.207438 (S) 40 261.87894 49.757164 1.5600000 (L13) 41* 129.89231 5.696443 42 111.81396 20.000000 1.5600000 (L14) 43* -713.41458 0.684288 44* 139.86748 53.916336 1.5600000 (L15) 45 -390.69540 5.000000 (ウエハ面) (非球面データ) r κ C4 5面 -588.26859 0.00000 -0.231151×10-8 23面 C6 8 10 -0.107657×10-12 0.679561×10-17 0.200076×10-21 r κ C4 7面 1484.17685 0.00000 0.208708×10-8 21面 C6 8 10 0.101520×10-12 -0.936224×10-17 -0.109080×10-21 r κ C4 9面 -264.72399 0.00000 -0.596956×10-8 19面 C6 8 10 -0.804409×10-13 0.594035×10-17 -0.511225×10-22 r κ C4 10面 280.88127 0.00000 -0.270202×10-8 18面 C6 8 10 -0.165650×10-12 -0.319705×10-17 -0.722147×10-21 r κ C4 12面 173.49424 0.00000 -0.896367×10-8 16面 C6 8 10 -0.112007×10-12 -0.376263×10-18 0.205531×10-22 r κ C4 26面 -1018.49483 0.00000 -0.161303×10-86 8 10 -0.132885×10-13 0.112230×10-16 -0.279049×10-21 r κ C4 28面 -1553.84088 0.00000 0.178392×10-86 8 10 0.484443×10-13 -0.385332×10-16 0.135532×10-20 r κ C4 30面 889.60239 0.00000 0.252762×10-76 8 10 0.592624×10-12 0.146825×10-16 -0.127357×10-20 r κ C4 32面 370.255800 0.00000 -0.427239×10-86 8 10 -0.252357×10-12 0.611208×10-16 0.198023×10-21 r κ C4 33面 -374.83682 0.00000 -0.713446×10-86 8 10 -0.358473×10-12 0.976519×10-17 -0.144877×10-21 r κ C4 36面 1101.27714 0.00000 0.813610×10-86 8 10 -0.519537×10-12 0.103493×10-16 0.452136×10-22 r κ C4 38面 426.66235 0.00000 0.202344×10-76 8 10 0.486990×10-12 -0.709243×10-17 0.198192×10-21 r κ C4 41面 129.89231 0.00000 0.379939×10-76 8 10 0.248170×10-10 0.278364×10-14 0.221665×10-18 r κ C4 43面 -713.41458 0.00000 -0.142505×10-76 8 10 -0.128262×
10-11 0.598993×10-15 0.779998×10-19 r κ C4 44面 139.86748 0.00000 -0.921480×10-76 8 10 0.175784×10-10 0.573035×10-14 0.703403×10-18
(Main specifications) λ = 157.6 nm FWHM: 10 pm β = 1/4 NA = 0.65 (optical member specifications) Surface number r dn (mask surface) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 95.000000 3 ∞ -149.717330 (M1) 4 -682.92265 -30.000000 1.5600000 (L1) 5 * -588.26859 -1.333333 6 -430.94316 -40.000000 1.5600000 (L2) 7 * 1484.17685 -150.777176 8 -267.06519 -30.000000 1.5600000 (L3) 9 * -264.72399 -271.803380 10 * 280.88127 -40.000000 1.5600000 (L4) 11 430.96701 -47.259520 12 * 173.49424 -24.634368 1.5600000 (L5) 13 875.59639 -23.962719 14 283.82726 23.962719 (M2) 15 875.59639 24.634368 1.5600000 (L5) 1700004. 1.5600000 (L4) 18 * 280.88127 271.803380 19 * -264.72399 30.000000 1.5600000 (L3) 20 -267.06519 150.777176 21 * 1484.17685 40.000000 1.5600000 (L2) 22 -430.94316 1.333333 23 * -588.26859 30.000000 1.56000 00 (L1) 24 -682.92265 369.717330 25 238.57662 60.000000 1.5600000 (L6) 26 * -1018.49483 0.100000 27 537.43794 60.000000 1.5600000 (L7) 28 * -1553.84088 5.862119 29 -871.09012 33.333333 1.5600000 (L8) 30 * 889.60239 20.205850 300000 L9) 32 * 370.25580 345.890970 33 * -374.83682 35.200000 1.5600000 (L10) 34 -212.27674 0.100000 35 252.25212 34.214400 1.5600000 (L11) 36 * 1101.27714 41.001563 37 158.00018 43.110144 1.5600000 (L12) 38 * 426.66235 11.75164739 411 71. 1.5600000 (L13) 41 * 129.89231 5.696443 42 111.81396 20.000000 1.5600000 (L14) 43 * -713.41458 0.684288 44 * 139.86748 53.916336 1.5600000 (L15) 45 -390.69540 5.000000 ( wafer surface) (aspherical data) r kappa C 4 5 faces -588.26859 0.00000 -0.231151 × 10 -8 23 face C 6 C 8 C 10 -0.107657 × 10 -12 0.679561 × 10 -17 0.200076 × 10 -21 r κ C 4 7 face 1484.17 685 0.00000 0.208708 × 10 -8 21 face C 6 C 8 C 10 0.101520 × 10 -12 -0.936224 × 10 -17 -0.109080 × 10 -21 r κ C 4 9 face -264.72399 0.00000 -0.596956 × 10 -8 19 face C 6 C 8 C 10 -0.804 409 × 10 -13 0.594035 × 10 -17 -0.511225 × 10 -22 r κ C 4 10 face 280.88127 0.00000 -0.270 202 × 10 -8 18 face C 6 C 8 C 10 -0.165650 × 10 -12 -0.319705 × 10 -17 -0.722147 × 10 -21 r κ C 4 12 faces 173.49424 0.00000 -0.896367 × 10 -8 16 surface C 6 C 8 C 10 -0.112007 × 10 -12 -0.376263 × 10 -18 0.205531 × 10 - 22 r κ C 4 26 faces -1018.49483 0.00000 -0.161303 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.132885 × 10 -13 0.112230 × 10 -16 -0.279049 × 10 -21 r κ C 4 28 faces -1553.84088 0.00000 0.178392 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.484443 × 10 -13 -0.385332 × 10 -16 0.135532 × 10 -20 r κ C 4 30 889.60239 0.00000 0.252762 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 0.592624 × 10 -12 0.146825 × 10 -16 -0.127357 × 10 -20 r κ C 4 32 planes 370.255 800 0.00000 -0.427239 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0. 252357 × 10 -12 0.611208 × 10 -16 0.198023 × 10 -21 r κ C 4 33 faces -374.83682 0.00000 -0.713446 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.358473 × 10 -12 0.976519 × 10 -17 -0.144877 × 10 -21 r κ C 4 36 faces 1101.27714 0.00000 0.813610 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.519537 × 10 -12 0.103493 × 10 -16 0.452136 × 10 -22 r κ C 4 38 faces 426.66235 0.00000 0.202344 × 10 - 7 C 6 C 8 C 10 0.486990 × 10 -12 -0.709243 × 10 -17 0.198192 × 10 -21 r κ C 4 41 faces 129.89231 0.00000 0.379939 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 0.248170 × 10 -10 0.278364 × 10 -14 0.221665 × 10 -18 r κ C 4 43 faces -713.41458 0.00000 -0.142505 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 -0.128262 ×
10 -11 0.598993 × 10 -15 0.779998 × 10 -19 r κ C 4 44 faces 139.86748 0.00000 -0.921480 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 0.175784 × 10 -10 0.573035 × 10 -14 0.703403 × 10 -18

【0060】図10は、第2実施例における球面収差、
非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図11
は、第2実施例における横収差(メリディオナルコマ収
差)を示す図である。各収差図において、NAは像側開
口数を、Yは像高を、実線は中心波長157.6nm
を、破線は157.6nm+8.6pmを、一点鎖線は
157.6nm−8.6pmをそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、Sはサジタル像面
を示し、Mはメリディオナル像面を示している。各収差
図から明らかなように、第2実施例では、中心波長が1
57.6nmで半値全幅が10pmの露光光に対して色
収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわか
る。
FIG. 10 shows the spherical aberration in the second embodiment,
It is a figure showing astigmatism and distortion. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the second example. In each aberration diagram, NA is the image-side numerical aperture, Y is the image height, and the solid line is the center wavelength of 157.6 nm.
, The dashed line indicates 157.6 nm + 8.6 pm, and the dashed line indicates 157.6 nm-8.6 pm. In the aberration diagrams showing astigmatism, S indicates a sagittal image plane, and M indicates a meridional image plane. As is clear from the aberration diagrams, the center wavelength is 1 in the second embodiment.
It can be seen that various aberrations including chromatic aberration are satisfactorily corrected for exposure light having a full width at half maximum of 10 pm at 57.6 nm.

【0061】〔第3実施例および第4実施例〕図12
は、本発明の第3実施例および第4実施例にかかる投影
露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図
12において、ウエハ面の法線方向にZ軸を、ウエハ面
内において図12の紙面に平行にX軸を、紙面に垂直に
Y軸を設定している。第3実施例および第4実施例は、
第1実施例および第2実施例と類似の構成を有するが、
投影光学系の構成が第1実施例および第2実施例と基本
的に相違している。以下、第1実施例および第2実施例
との相違点に着目し、第3実施例および第4実施例を説
明する。
[Third Embodiment and Fourth Embodiment] FIG.
FIG. 4 is a view schematically showing an overall configuration of a projection exposure apparatus according to a third embodiment and a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the Z axis is set in the normal direction of the wafer surface, the X axis is set in the wafer surface in parallel with the plane of FIG. 12, and the Y axis is set perpendicular to the plane of FIG. The third and fourth embodiments are:
It has a configuration similar to the first and second embodiments, but
The configuration of the projection optical system is basically different from the first and second embodiments. Hereinafter, the third embodiment and the fourth embodiment will be described, focusing on the differences from the first embodiment and the second embodiment.

【0062】図示の投影露光装置において、F2 レーザ
(発振中心波長157.6nm)1からX方向に射出さ
れた光は、折り曲げミラー2でZ方向に偏向された後、
照明光学系3を介してマスク4を均一に照明する。な
お、図12では、光源1から照明光学系3までの光路に
1枚の折り曲げミラー2しか図示していないが、実際に
は、図3の例と同様に、自動追尾ユニットや、整形光学
系および光量調整部などの光学系が配置される。また、
図12に示した照明光学系3は、図3の例と同様にオプ
ティカルインテグレータや、視野絞りおよび視野絞り結
像光学系などの光学系を有している。図12の例におい
ても図3の例と同様に、光源1と照明光学系3との間は
ケーシングC1で密封されており、光源1から照明光学
系3中の最もマスクR側の光学部材までの空間はヘリウ
ムガスなどの不活性ガスで置換されている。なお、光路
の折り曲げ方は図12に示される態様には限られず、装
置の設計に合わせて適宜変更可能であることは言うまで
もない。マスク4は、マスクホルダ5を介して、マスク
ステージ6上においてXY平面に平行に保持されてい
る。マスク4には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を有し
且つX方向に沿って短辺を有する矩形状のパターン領域
が照明される。マスクステージ6は、図示を省略した駆
動系の作用によりマスク面(すなわちXY平面)に沿っ
て二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移
動鏡11を用いた干渉計12によって計測され且つ位置
制御されるように構成されている。
In the illustrated projection exposure apparatus, the light emitted in the X direction from the F 2 laser (oscillation center wavelength 157.6 nm) 1 is deflected in the Z direction by the bending mirror 2,
The mask 4 is uniformly illuminated via the illumination optical system 3. Although only one bending mirror 2 is shown in the optical path from the light source 1 to the illumination optical system 3 in FIG. 12, actually, as in the example of FIG. 3, the automatic tracking unit and the shaping optical system And an optical system such as a light amount adjustment unit. Also,
The illumination optical system 3 shown in FIG. 12 has an optical system such as an optical integrator, a field stop, and a field stop imaging optical system, as in the example of FIG. Also in the example of FIG. 12, similarly to the example of FIG. 3, the space between the light source 1 and the illumination optical system 3 is sealed with a casing C <b> 1, and from the light source 1 to the optical member closest to the mask R in the illumination optical system 3. Is replaced by an inert gas such as helium gas. It is needless to say that the bending method of the optical path is not limited to the mode shown in FIG. 12, and can be changed as appropriate in accordance with the design of the device. The mask 4 is held on a mask stage 6 via a mask holder 5 in parallel with the XY plane. A pattern to be transferred is formed on the mask 4, and a rectangular pattern area having a long side along the Y direction and a short side along the X direction in the entire pattern area is illuminated. The mask stage 6 can be moved two-dimensionally along the mask surface (that is, the XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer 12 using a mask moving mirror 11. In addition, the position is controlled.

【0063】マスク4に形成されたパターンからの光
は、投影光学系7を介して、感光性基板であるウエハ8
上にマスクパターン像を形成する。ウエハ8は、ウエハ
ホルダ9を介して、ウエハステージ10上においてXY
平面に平行に保持されている。そして、マスク4上での
矩形状の照明パターン領域に光学的に対応するように、
ウエハ8上においてもY方向に沿って長辺を有し且つX
方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン
像が形成される。ウエハステージ10は、図示を省略し
た駆動系の作用によりウエハ面(すなわちXY平面)に
沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウエ
ハ移動鏡13を用いた干渉計14によって計測され且つ
位置制御されるように構成されている。
The light from the pattern formed on the mask 4 is transmitted through a projection optical system 7 to a wafer 8 serving as a photosensitive substrate.
A mask pattern image is formed thereon. The wafer 8 is placed on the wafer stage 10 via the wafer holder 9 in XY
It is held parallel to the plane. Then, in order to optically correspond to the rectangular illumination pattern area on the mask 4,
Also on the wafer 8, it has a long side along the Y direction and X
A pattern image is formed in a rectangular exposure area having a short side along the direction. The wafer stage 10 can be moved two-dimensionally along the wafer surface (that is, the XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer 14 using a wafer moving mirror 13. And it is comprised so that position control may be carried out.

【0064】また、図示の投影露光装置では、投影光学
系7を構成する光学部材のうち最もマスク側に配置され
た平行平面板P1と最もウエハ側に配置されたレンズL
r との間で投影光学系7の内部が気密状態を保つように
構成され、投影光学系7の内部の気体は露光光の吸収率
が低い気体としてヘリウムガスで置換されている。同様
に、光源1から照明光学系3までの光路もヘリウムガス
で置換されている。そして、照明光学系3と平行平面板
P1との間の狭い光路には、マスク4及びマスクステー
ジ6が配置されるが、これらマスク4及びマスクステー
ジ6を密封包囲するケーシングC2の内部に窒素やヘリ
ウムガスなどの不活性ガスを充填することにより、上記
照明光学系3と平行平面板P1との間の光路が不活性ガ
スで置換される。また、レンズLrとウエハ8との間の
狭い光路には、ウエハ8及びウエハステージ10などが
配置されるが、これらウエハ8及びウエハステージ10
を密封包囲するケーシングC3の内部に窒素やヘリウム
ガスなどの不活性ガスを充填することにより、上記レン
ズLrとウエハ8との間の狭い光路が不活性ガスで置換
される。ただし、これらの光路においては、機械的に可
動する部材(マスクステージ6、ウエハステージ10な
ど)が配置されているため、これらの部材が移動するこ
とによる気体のクリーン度の低下は避けがたい。なお、
マスクを交換するためのロボットアームやウエハを交換
するためのロボットアームは、上記光路のクリーン度を
向上させるために、これらのケーシングC2,C3とは
別体のケーシング内に収められることが好ましいが、そ
れでも投影光学系7の内部気体のクリーン度よりは低く
なりがちである。このように、光源1からウエハ8まで
の光路において露光光がクリーン度の低い気体を通過す
る個所は、照明光学系3とマスク4との間の狭い光路
中、マスク4と平行平面板P1との間の狭い光路中およ
びレンズLrとウエハ8との間の狭い光路中である。
In the projection exposure apparatus shown in the drawing, of the optical members constituting the projection optical system 7, the parallel plane plate P1 arranged closest to the mask and the lens L arranged closest to the wafer
r, the inside of the projection optical system 7 is kept airtight, and the gas inside the projection optical system 7 is replaced with helium gas as a gas having a low absorptance of exposure light. Similarly, the optical path from the light source 1 to the illumination optical system 3 is also replaced with helium gas. A mask 4 and a mask stage 6 are arranged in a narrow optical path between the illumination optical system 3 and the plane-parallel plate P1. Nitrogen or the like is provided inside a casing C2 that hermetically surrounds the mask 4 and the mask stage 6. By filling with an inert gas such as helium gas, the optical path between the illumination optical system 3 and the plane-parallel plate P1 is replaced with the inert gas. In a narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8, the wafer 8 and the wafer stage 10 are arranged.
Is filled with an inert gas such as nitrogen or helium gas, whereby a narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8 is replaced with the inert gas. However, since mechanically movable members (such as the mask stage 6 and the wafer stage 10) are arranged in these optical paths, it is unavoidable that the degree of gas cleanness is reduced by moving these members. In addition,
It is preferable that the robot arm for exchanging the mask and the robot arm for exchanging the wafer be housed in a casing separate from the casings C2 and C3 in order to improve the optical path cleanliness. Still, the degree of cleanliness of the gas inside the projection optical system 7 tends to be lower. As described above, the portion where the exposure light passes through the gas with low cleanliness in the optical path from the light source 1 to the wafer 8 is located in the narrow optical path between the illumination optical system 3 and the mask 4 and the mask 4 and the parallel flat plate P1. And in the narrow optical path between the lens Lr and the wafer 8.

【0065】上述したように、投影光学系7によって規
定されるマスク4上の視野領域(照明領域)およびウエ
ハ8上の投影領域(露光領域)は、X方向に沿って短辺
を有する矩形状である。したがって、駆動系および干渉
計(12、14)などを用いてマスク4およびウエハ8
の位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明
領域の短辺方向すなわちX方向に沿ってマスクステージ
6とウエハステージ10とを、ひいてはマスク4とウエ
ハ8とを同期的に走査させることにより、ウエハ8上に
は露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウエハ8の走査
量に応じた長さを有する領域に対してマスクパターンが
走査露光される。このように、第3実施例および第4実
施例では、マスク面とウエハ面とが平行であり、その走
査方向が水平方向になるように設定されている。
As described above, the field of view (illumination area) on the mask 4 and the projection area (exposure area) on the wafer 8 defined by the projection optical system 7 have a rectangular shape having short sides along the X direction. It is. Therefore, the mask 4 and the wafer 8 are formed by using a drive system and interferometers (12, 14).
By performing the position control described above, the mask stage 6 and the wafer stage 10 and, consequently, the mask 4 and the wafer 8 are synchronously scanned along the short side direction of the rectangular exposure region and the illumination region, that is, in the X direction. The mask pattern is scanned and exposed on the wafer 8 in a region having a width equal to the long side of the exposure region and a length corresponding to the scanning amount of the wafer 8. As described above, in the third and fourth embodiments, the mask surface and the wafer surface are set in parallel, and the scanning direction is set to be horizontal.

【0066】〔第3実施例〕図13は、第3実施例にか
かる投影光学系のレンズ構成を示す図であって、反射屈
折光学系Aの光軸AX1と屈折光学系Bの光軸AX2と
を含む平面に沿った断面図である。第3実施例では、中
心波長が157.6nmで半値全幅が2pmの露光光に
対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本
発明を適用している。
[Third Embodiment] FIG. 13 is a view showing the lens arrangement of a projection optical system according to a third embodiment, in which the optical axis AX1 of the catadioptric optical system A and the optical axis AX2 of the refractive optical system B are shown. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane including: In the third embodiment, the present invention is applied to a projection optical system in which various aberrations including chromatic aberration are corrected for exposure light having a center wavelength of 157.6 nm and a full width at half maximum of 2 pm.

【0067】図示の投影光学系は、特開平8−3346
95号公報に開示された光学系と同じタイプである。す
なわち、第3実施例の投影光学系では、中間像形成位置
の近傍において光束が細くなった位置に反射屈折光学系
Aの光軸AX1に対して反射面が45度の角度をなす平
面反射鏡M2を配置している。また、反射屈折光学系A
の光軸AX1と平行な光軸AX2を有する屈折光学系B
と反射屈折光学系Aとを光学的に接続するために、屈折
光学系Bの光軸AX2に対して45度の角度をなし且つ
平面反射鏡M2の反射面と直交する反射面を有する平面
反射鏡M3を配置している。
The projection optical system shown in FIG.
It is the same type as the optical system disclosed in Japanese Patent Publication No. 95. That is, in the projection optical system of the third embodiment, a plane reflecting mirror whose reflection surface forms an angle of 45 degrees with the optical axis AX1 of the catadioptric optical system A at a position where the light flux becomes narrow in the vicinity of the intermediate image forming position. M2 is arranged. Also, the catadioptric optical system A
Optical system B having an optical axis AX2 parallel to the optical axis AX1
Plane reflection having an angle of 45 degrees with respect to the optical axis AX2 of the refraction optical system B and having a reflection surface orthogonal to the reflection surface of the plane reflection mirror M2 in order to optically connect the light and the catadioptric optical system A. Mirror M3 is arranged.

【0068】したがって、第3実施例の投影光学系の場
合、マスクR(図12では参照符号4に対応)の近傍に
配置された平行平面板P1と反射屈折光学系Aを構成す
るすべてのレンズ成分および凹面反射鏡M1とが光軸A
X1上に配置され、屈折光学系Bを構成するすべてのレ
ンズ成分が光軸AX1と平行な光軸AX2上に配置され
る。そして、図12に示すようにマスク4およびウエハ
8を水平に支持する場合、投影光学系7を構成するすべ
てのレンズ成分も水平に支持されることになり、レンズ
成分が重力の悪影響を受けにくいという利点がある。ま
た、2つの平行な光軸AX1およびAX2に沿って反射
屈折光学系Aおよび屈折光学系Bが配置されるので、鏡
筒の長さがあまり長くならないという利点がある。
Therefore, in the case of the projection optical system of the third embodiment, all the lenses constituting the catadioptric optical system A and the parallel plane plate P1 arranged near the mask R (corresponding to reference numeral 4 in FIG. 12). The component and the concave reflecting mirror M1 have the optical axis A
All the lens components constituting the refractive optical system B are arranged on the optical axis AX2 parallel to the optical axis AX1. When the mask 4 and the wafer 8 are horizontally supported as shown in FIG. 12, all the lens components constituting the projection optical system 7 are also horizontally supported, so that the lens components are not easily affected by gravity. There is an advantage that. In addition, since the catadioptric optical system A and the refractive optical system B are arranged along the two parallel optical axes AX1 and AX2, there is an advantage that the length of the lens barrel does not become too long.

【0069】第3実施例の投影光学系は、マスクRに近
接して配置された平行平面板P1を備えており、この平
行平面板P1を透過したマスクRからの光が反射屈折光
学系Aへ入射する。反射屈折光学系Aは、マスクRから
の光の入射側から順に、両凹レンズL1と、両凸レンズ
L2と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3
と、入射側に凹面を向けた凹面反射鏡M1とから構成さ
れている。したがって、マスクRからの光は、平行平面
板P1を透過した後に、反射屈折光学系Aへ入射する。
反射屈折光学系Aへ入射した光は、3つのレンズ成分L
1〜L3を介して凹面反射鏡M1に入射する。凹面反射
鏡M1で反射された光は、2つのレンズ成分L3および
L2を介して、平面反射鏡M2の近傍にマスクパターン
の中間像を形成する。
The projection optical system according to the third embodiment has a parallel plane plate P1 arranged close to the mask R, and the light from the mask R transmitted through the parallel plane plate P1 is reflected by the catadioptric optical system A. Incident on. The catadioptric optical system A includes, in order from the incident side of light from the mask R, a biconcave lens L1, a biconvex lens L2, and a negative meniscus lens L3 having a concave surface facing the incident side.
And a concave reflecting mirror M1 having a concave surface facing the incident side. Therefore, the light from the mask R enters the catadioptric optical system A after passing through the plane-parallel plate P1.
The light incident on the catadioptric optical system A has three lens components L
The light enters the concave reflecting mirror M1 via 1 to L3. The light reflected by the concave reflecting mirror M1 forms an intermediate image of the mask pattern near the plane reflecting mirror M2 via two lens components L3 and L2.

【0070】マスクパターンの中間像からの光は、平面
反射鏡M2および平面反射鏡M3を介して、屈折光学系
Bに入射する。屈折光学系Bは、中間像からの光の入射
側から順に、入射側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
L4と、両凸レンズL5と、入射側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズL6と、入射側に凸面を向けた正メニス
カスレンズL7と、入射側に凸面を向けた正メニスカス
レンズL8と、両凸レンズL9とから構成されている。
なお、正メニスカスレンズL6と正メニスカスレンズL
7との間の光路中には、開口絞りSが配置されている。
したがって、マスクパターンの中間像から屈折光学系B
に入射した光は、各レンズ成分L4〜L9を介して、ウ
エハW(図12では参照符号8に対応)上の露光領域に
おいてマスクパターンの縮小像を形成する。
Light from the intermediate image of the mask pattern enters the refracting optical system B via the plane reflecting mirror M2 and the plane reflecting mirror M3. The refractive optical system B includes, in order from the incident side of light from the intermediate image, a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the incident side, a biconvex lens L5, a positive meniscus lens L6 having a convex surface facing the incident side, and an incident side. A positive meniscus lens L7 having a convex surface facing the positive side, a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the incident side, and a biconvex lens L9.
The positive meniscus lens L6 and the positive meniscus lens L
An aperture stop S is disposed in the optical path between the aperture stop S and the aperture stop S.
Therefore, from the intermediate image of the mask pattern, the refractive optical system B
Incident on the wafer W form a reduced image of the mask pattern in an exposure area on the wafer W (corresponding to reference numeral 8 in FIG. 12) via the lens components L4 to L9.

【0071】次の表(3)に、第3実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(3)において、λは露光光の
中心波長を、FWHMは露光光の半値全幅を、βは投影倍率
を、NAは像側開口数をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面へ
の光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序
を、rは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半
径)を、dは各面の軸上間隔すなわち面間隔を、nは中
心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
Table 3 below summarizes data values of the projection optical system of the third embodiment. In Table (3), λ represents the center wavelength of the exposure light, FWHM represents the full width at half maximum of the exposure light, β represents the projection magnification, and NA represents the image-side numerical aperture. The surface number indicates the order of the surface from the mask side along the direction in which the light beam travels from the mask surface, which is the object surface, to the wafer surface, which is the image surface. Is the radius of curvature of the apex), d is the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval, and n is the refractive index for the center wavelength.

【0072】なお、面間隔dは、反射される度にその符
号を変えるものとする。したがって、面間隔dの符号
は、凹面反射鏡M1から平面反射鏡M2までの光路中で
は負とし、平面反射鏡M3からウエハ面までの光路中で
は負とし、その他の光路中では正としている。そして、
面間隔dが正である光路中においては、光線の入射側に
向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負
としている。逆に、面間隔dが負である光路中において
は、光線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、
凸面の曲率半径を負としている。
It is assumed that the sign of the surface distance d changes each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface distance d is negative in the optical path from the concave reflecting mirror M1 to the plane reflecting mirror M2, negative in the optical path from the plane reflecting mirror M3 to the wafer surface, and positive in the other optical paths. And
In the optical path where the surface distance d is positive, the radius of curvature of the convex surface toward the light incident side is positive, and the radius of curvature of the concave surface is negative. Conversely, in the optical path where the surface distance d is negative, the radius of curvature of the concave surface toward the light incident side is positive,
The radius of curvature of the convex surface is negative.

【0073】[0073]

【表3】 (主要諸元) λ=157.6nm FWHM:2pm β=1/4 NA=0.65 (光学部材諸元) 面番号 r d n (マスク面) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 21.056466 3* -410.25845 19.200000 1.5600000 (L1) 4 7622.04648 97.814420 5 442.05840 38.000000 1.5600000 (L2) 6* -460.79557 637.333293 7* -181.36058 24.000000 1.5600000 (L3) 8 -2202.35929 34.559790 9 -295.90336 -34.559790 (M1) 10 -2202.35929 -24.000000 1.5600000 (L3) 11* -181.36058 -637.333293 12* -460.79557 -38.000000 1.5600000 (L2) 13 442.05840 -8.600000 14 ∞ 410.000000 (M2) 15 ∞ -107.846514 (M3) 16* -271.59461 -40.000000 1.5600000 (L4) 17 -294.15246 -221.080055 18 -736.15276 -50.000000 1.5600000 (L5) 19* 534.11318 -63.960648 20 -178.13615 -46.000000 1.5600000 (L6) 21* -558.07630 -31.709633 22 ∞ -107.125647 (S) 23 -124.45291 -40.000000 1.5600000 (L7) 24* -701.01490 -2.857325 25 -187.95248 -35.000000 1.5600000 (L8) 26 -535.34602 -0.651637 27 -195.99609 -46.806762 1.5600000 (L9) 28* 7665.52661 -6.232089 (ウエハ面) (非球面データ) r κ C4 3面 -410.25845 0.00000 -0.464328×10-86 8 10 0.289652×10-12 0.876203×10-17 -0.101393×10-21 r κ C4 6面 -460.79557 0.00000 0.655550×10-8 12面 C6 8 10 0.750690×10-13 -0.375816×10-18 -0.275978×10-23 r κ C4 7面 -181.36058 0.00000 0.947631×10-8 11面 C6 8 10 0.247890×10-12 0.374299×10-17 0.263940×10-21 r κ C4 16面 -271.59461 0.00000 0.427427×10-86 8 10 0.411417×10-13 0.204209×10-18 -0.710805×10-23 r κ C4 19面 534.11318 0.00000 0.564196×10-86 8 10 -0.362399×10-15 -0.263491×10-17 0.420225×10-22 r κ C4 21面 -558.07630 0.00000 -0.314496×10-76 8 10 0.185759×10-13 -0.161021×10-17 -0.415783×10-21 r κ C4 24面 -701.01490 0.00000 -0.337626×10-76 8 10 0.160965×10-12 -0.735123×10-17 0.441992×10-21 r κ C4 28面 7665.52661 0.00000 -0.152895×10-66 8 10 -0.665509×10-10 0.938735×10-13 -0.520573×10-16 [Table 3] (Main specifications) λ = 157.6 nm FWHM: 2 pm β = 1/4 NA = 0.65 (optical member specifications) Surface number r dn (mask surface) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 21.056466 3 * -410.25845 19.200000 1.5600000 (L1) 4 7622.04648 97.814420 5 442.05840 38.000000 1.5600000 (L2) 6 * -460.79557 637.333293 7 * -181.36058 24.000000 1.5600000 (L3) 8 -2202.35929 34.559790 9 -295.90336 -34.559 2202.35929 -24.000000 1.5600000 (L3) 11 * -181.36058 -637.333293 12 * -460.79557 -38.000000 1.5600000 (L2) 13 442.05840 -8.600000 14 ∞ 410.000000 (M2) 15 ∞ -107.846514 (M3) 16 * -271.59461 -40.000000 1.5600000 (L4) 17 -294.15246 -221.080055 18 -736.15276 -50.000000 1.5600000 (L5) 19 * 534.11318 -63.960648 20 -178.13615 -46.000000 1.5600000 (L6) 21 * -558.07630 -31.709633 22 ∞ -107.125647 (S) 23 -124.45291 -40.000000 1.5600000 ( L7) 24 * -701.01490 -2.857325 25 -187.95248 -35.000000 1.5600000 (L8) 26 -535.34602 -0.651637 27 -195.99609 -46.806762 1.5600000 (L9) 28 * 7665.52661 -6.232089 ( wafer surface) (Aspherical Data) r kappa C 4 3 Surface -410.25845 0.00000 -0.464328 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.289652 × 10 -12 0.876 203 × 10 -17 -0.101393 × 10 -21 r κ C 4 6 surface -460.79557 0.00000 0.655550 × 10 -8 12 surface C 6 C 8 C 10 0.750 690 × 10 -13 -0.375816 × 10 -18 -0.275978 × 10 -23 r κ C 4 7 side -181.36058 0.00000 0.947631 × 10 -8 11 side C 6 C 8 C 10 0.247890 × 10 -12 0.374299 × 10 -17 0.263940 × 10 -21 r κ C 4 16-271.59461 0.00000 0.427427 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.411417 × 10 -13 0.204209 × 10 -18 -0.710805 × 10 -23 r κ C 4 19 534.11318 0.00000 0.564196 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.362399 × 10 -15 -0.263491 × 10 -17 0.420225 × 10 -22 r κ C 4 21-plane -558.07630 0.00000 -0.314496 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 0.185759 × 10 -13 -0.161021 × 10 -17 -0.415 783 × 10 -21 r κ C 4 24 face -701.01490 0.00000 -0.337626 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 0.160965 × 10 -12 -0.735 123 × 10 -17 0.441992 × 10 -21 r κ C 4 28 face 7665.52661 0.00000 -0.152895 × 10 -6 C 6 C 8 C 10 -0.665509 × 10 -10 0.938735 × 10 -13 -0.520573 × 10 -16

【0074】図14は、第3実施例における球面収差、
非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図15
は、第3実施例における横収差(メリディオナルコマ収
差)を示す図である。各収差図において、NAは像側開
口数を、Yは像高を、実線は中心波長157.6nm
を、破線は157.6nm+1.3pmを、一点鎖線は
157.6nm−1.3pmをそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、Sはサジタル像面
を示し、Mはメリディオナル像面を示している。各収差
図から明らかなように、第3実施例では、中心波長が1
57.6nmで半値全幅が2pmの露光光に対して色収
差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
FIG. 14 shows the spherical aberration in the third embodiment,
It is a figure showing astigmatism and distortion. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the third example. In each aberration diagram, NA is the image-side numerical aperture, Y is the image height, and the solid line is the center wavelength of 157.6 nm.
, The broken line indicates 157.6 nm + 1.3 pm, and the dashed line indicates 157.6 nm-1.3 pm, respectively. In the aberration diagrams showing astigmatism, S indicates a sagittal image plane, and M indicates a meridional image plane. As is clear from the aberration diagrams, in the third embodiment, the center wavelength is 1
It can be seen that various aberrations including chromatic aberration are satisfactorily corrected for the exposure light having a full width at half maximum of 27.6 nm at 57.6 nm.

【0075】〔第4実施例〕図16は、第4実施例にか
かる投影光学系のレンズ構成を示す図であって、反射屈
折光学系Aの光軸AX1と屈折光学系Bの光軸AX2と
を含む平面に沿った断面図である。第4実施例では、中
心波長が157.6nmで半値全幅が10pmの露光光
に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に
本発明を適用している。
[Fourth Embodiment] FIG. 16 is a view showing the lens arrangement of a projection optical system according to a fourth embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane including: In the fourth embodiment, the present invention is applied to a projection optical system in which various aberrations including chromatic aberration are corrected for exposure light having a center wavelength of 157.6 nm and a full width at half maximum of 10 pm.

【0076】第4実施例の投影光学系は、第3実施例と
類似の構成を有する。しかしながら、第3実施例では露
光光の半値全幅が2pmであるのに対し第4実施例では
露光光の半値全幅が10pmである点、および第3実施
例では屈折光学系Bが6つのレンズ成分を有するのに対
し第4実施例では露光光の半値全幅の増大に対応して7
つのレンズ成分を有する点が基本的に相違している。以
下、第3実施例との相違点に着目して、第4実施例を説
明する。
The projection optical system of the fourth embodiment has a configuration similar to that of the third embodiment. However, while the full width at half maximum of the exposure light is 2 pm in the third embodiment, the full width at half maximum of the exposure light is 10 pm in the fourth embodiment, and in the third embodiment, the refractive optical system B has six lens components. In contrast to the above, in the fourth embodiment, 7
The difference is that it has two lens components. Hereinafter, the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment.

【0077】第4実施例の投影光学系は、マスクRに近
接して配置された平行平面板P1を備えており、この平
行平面板P1を透過したマスクRからの光が反射屈折光
学系Aへ入射する。反射屈折光学系Aは、マスクRから
の光の入射側から順に、両凹レンズL1と、両凸レンズ
L2と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3
と、入射側に凹面を向けた凹面反射鏡M1とから構成さ
れている。したがって、マスクRからの光は、平行平面
板P1を透過した後に、反射屈折光学系Aへ入射する。
反射屈折光学系Aへ入射した光は、3つのレンズ成分L
1〜L3を介して凹面反射鏡M1に入射する。凹面反射
鏡M1で反射された光は、2つのレンズ成分L3および
L2を介して、平面反射鏡M2の近傍にマスクパターン
の中間像を形成する。
The projection optical system according to the fourth embodiment includes a parallel plane plate P1 disposed close to the mask R, and the light from the mask R transmitted through the parallel plane plate P1 is reflected by the catadioptric optical system A. Incident on. The catadioptric optical system A includes, in order from the incident side of light from the mask R, a biconcave lens L1, a biconvex lens L2, and a negative meniscus lens L3 having a concave surface facing the incident side.
And a concave reflecting mirror M1 having a concave surface facing the incident side. Therefore, the light from the mask R enters the catadioptric optical system A after passing through the plane-parallel plate P1.
The light incident on the catadioptric optical system A has three lens components L
The light enters the concave reflecting mirror M1 via 1 to L3. The light reflected by the concave reflecting mirror M1 forms an intermediate image of the mask pattern near the plane reflecting mirror M2 via two lens components L3 and L2.

【0078】マスクパターンの中間像からの光は、平面
反射鏡M2および平面反射鏡M3を介して、屈折光学系
Bに入射する。屈折光学系Bは、中間像からの光の入射
側から順に、入射側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
L4と、両凸レンズL5と、入射側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズL6と、入射側に凸面を向けた正メニス
カスレンズL7と、入射側に凸面を向けた正メニスカス
レンズL8と、入射側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズL9と、両凸レンズL10とから構成されている。な
お、正メニスカスレンズL6と正メニスカスレンズL7
との間の光路中には、開口絞りSが配置されている。し
たがって、マスクパターンの中間像から屈折光学系Bに
入射した光は、各レンズ成分L4〜L10を介して、ウ
エハW上の露光領域においてマスクパターンの縮小像を
形成する。
The light from the intermediate image of the mask pattern enters the refracting optical system B via the plane reflecting mirror M2 and the plane reflecting mirror M3. The refractive optical system B includes, in order from the incident side of light from the intermediate image, a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the incident side, a biconvex lens L5, a positive meniscus lens L6 having a convex surface facing the incident side, and an incident side. A positive meniscus lens L7 having a convex surface facing the positive side, a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the incident side, a positive meniscus lens L9 having a convex surface facing the incident side, and a biconvex lens L10. The positive meniscus lens L6 and the positive meniscus lens L7
An aperture stop S is arranged in the optical path between the aperture stop S. Therefore, the light incident on the refractive optical system B from the intermediate image of the mask pattern forms a reduced image of the mask pattern in the exposure area on the wafer W via the lens components L4 to L10.

【0079】次の表(4)に、第4実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(4)において、λは露光光の
中心波長を、FWHMは露光光の半値全幅を、βは投影倍率
を、NAは像側開口数をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面へ
の光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序
を、rは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半
径)を、dは各面の軸上間隔すなわち面間隔を、nは中
心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
Table 4 below summarizes the data values of the projection optical system of the fourth embodiment. In Table (4), λ represents the central wavelength of the exposure light, FWHM represents the full width at half maximum of the exposure light, β represents the projection magnification, and NA represents the image-side numerical aperture. The surface number indicates the order of the surface from the mask side along the direction in which the light beam travels from the mask surface, which is the object surface, to the wafer surface, which is the image surface. Is the radius of curvature of the apex), d is the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval, and n is the refractive index for the center wavelength.

【0080】なお、面間隔dは、反射される度にその符
号を変えるものとする。したがって、面間隔dの符号
は、凹面反射鏡M1から平面反射鏡M2までの光路中で
は負とし、平面反射鏡M3からウエハ面までの光路中で
は負とし、その他の光路中では正としている。そして、
面間隔dが正である光路中においては、光線の入射側に
向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負
としている。逆に、面間隔dが負である光路中において
は、光線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、
凸面の曲率半径を負としている。
It is assumed that the sign of the surface distance d changes each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface distance d is negative in the optical path from the concave reflecting mirror M1 to the plane reflecting mirror M2, negative in the optical path from the plane reflecting mirror M3 to the wafer surface, and positive in the other optical paths. And
In the optical path where the surface distance d is positive, the radius of curvature of the convex surface toward the light incident side is positive, and the radius of curvature of the concave surface is negative. Conversely, in the optical path where the surface distance d is negative, the radius of curvature of the concave surface toward the light incident side is positive,
The radius of curvature of the convex surface is negative.

【0081】[0081]

【表4】 (主要諸元) λ=157.6nm FWHM:10pm β=1/4 NA=0.65 (光学部材諸元) 面番号 r d n (マスク面) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 18.000000 3* -372.48390 19.200000 1.5600000 (L1) 4 2824.40505 107.691386 5 441.56209 38.000000 1.5600000 (L2) 6* -467.54839 632.035292 7* -181.16467 24.000000 1.5600000 (L3) 8 -2171.42735 34.435069 9 -295.94748 -34.435069 (M1) 10 -2171.42736 -24.000000 1.5600000 (L3) 11* -181.16467 -632.035292 12* -467.54839 -38.000000 1.5600000 (L2) 13 441.56209 -8.600000 14 ∞ 410.000000 (M2) 15 ∞ -96.164001 (M3) 16* -248.89382 -40.000000 1.5600000 (L4) 17 -270.80367 -211.283468 18 -1633.27164 -50.000000 1.5600000 (L5) 19* 439.76407 -84.131385 20 -187.72487 -42.000000 1.5600000 (L6) 21* -508.63497 -38.738249 22 ∞ -19.402019 (S) 23 -312.42160 -30.000000 1.5600000 (L7) 24 -545.38881 -68.496963 25 -133.13377 -40.000000 1.5600000 (L8) 26* -678.53406 -2.925194 27 -186.00220 -35.000000 1.5
600000 (L9) 28 -305.28790 -0.100000 29 -145.48941 -46.223734 1.5600000 (L10) 30* 4767.12784 -6.000000 (ウエハ面) (非球面データ) r κ C4 3面 -372.48390 0.00000 -0.540343×10-86 8 10 0.256808×10-12 0.290465×10-17 -0.427034×10-22 r κ C4 6面 -467.54839 0.00000 0.622527×10-8 12面 C6 8 10 0.649449×10-13 -0.506658×10-18 0.357490×10-24 r κ C4 7面 -181.16467 0.00000 0.943076×10-8 11面 C6 8 10 0.256514×10-12 0.303718×10-17 0.242059×10-21 r κ C4 16面 -248.89382 0.00000 0.609993×10-86 8 10 0.765145×10-13 0.840211×10-18 0.133482×10-22 r κ C4 19面 439.76407 0.00000 0.481334×10-86 8 10 0.266384×10-13 -0.149214×10-17 0.265666×10-22 r κ C4 21面 -508.63497 0.00000 -0.270625×10-76 8 10 -0.130088×10-12 0.121888×10-18 -0.449102×10-21 r κ C4 26面 -678.53406 0.00000 -0.463518×10-86 8 10 -0.381221×10-12 0.150702×10-16 -0.489031×10-21 r κ C4 30面 4767.12784 0.00000 -0.195812×10-66 8 10 0.241786×10-10 -0.201056×10-13 0.142658×10-16
(Main specifications) λ = 157.6 nm FWHM: 10 pm β = 1/4 NA = 0.65 (optical member specifications) Surface number r dn (mask surface) 20.000000 1 ∞ 10.000000 1.5600000 (P1) 2 ∞ 18.000000 3 * -372.48390 19.200000 1.5600000 (L1) 4 2824.40505 107.691386 5 441.56209 38.000000 1.5600000 (L2) 6 * -467.54839 632.035292 7 * -181.16467 24.000000 1.5600000 (L3) 8 -2171.42735 34.435069 9 -295.94748 -34.469 2171.42736 -24.000000 1.5600000 (L3) 11 * -181.16467 -632.035292 12 * -467.54839 -38.000000 1.5600000 (L2) 13 441.56209 -8.600000 14 ∞ 410.000000 (M2) 15 ∞ -96.164001 (M3) 16 * -248.89382 -40.000000 1.5600000 (L4) 17 -270.80367 -211.283468 18 -1633.27164 -50.000000 1.5600000 (L5) 19 * 439.76407 -84.131385 20 -187.72487 -42.000000 1.5600000 (L6) 21 * -508.63497 -38.738249 22 ∞ -19.402019 (S) 23 -312.42160 -30.000000 1.5600000 (L7) 24 -545.38881 -68.496963 25 -133.13377 -40.000000 1.5600000 (L8) 26 * -678.53406 -2.925194 27 -186.00220 -35.000000 1.5
600000 (L9) 28 -305.28790 -0.100000 29 -145.48941 -46.223734 1.5600000 (L10) 30 * 4767.12784 -6.000000 (Wafer surface) (Aspherical surface data) r κ C 4 3 surface -372.48390 0.00000 -0.540343 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.256808 × 10 -12 0.290465 × 10 -17 -0.427034 × 10 -22 r κ C 4 6 face -467.54839 0.00000 0.622527 × 10 -8 12 face C 6 C 8 C 10 0.649449 × 10 -13 -0.506658 × 10 -18 0.357490 × 10 -24 r κ C 4 7-181.16467 0.00000 0.943076 × 10 -8 11-side C 6 C 8 C 10 0.256514 × 10 -12 0.303718 × 10 -17 0.242059 × 10 -21 r κ C 4 16-side -248.89382 0.00000 0.609993 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.765145 × 10 -13 0.840211 × 10 -18 0.133482 × 10 -22 r κ C 4 19 side 439.76407 0.00000 0.481334 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 0.266 384 × 10 -13 -0.149214 × 10 -17 0.265666 × 10 -22 r κ C 4 21 faces -508.63497 0.00000 -0.270625 × 10 -7 C 6 C 8 C 10 -0.130088 × 10 -12 0.121888 × 10 -18 -0.449102 × 10 -21 r κ C 4 26-face -678.53406 0.00000 -0.463518 × 10 -8 C 6 C 8 C 10 -0.381221 × 10 -12 0.150702 × 10 -16 -0.489031 × 10 -21 r κ C 4 30 4767.12784 0.00000 -0.195812 × 10 -6 C 6 C 8 C 10 0.241786 × 10 -10 -0.201056 × 10 -13 0.142658 × 10 -16

【0082】図17は、第4実施例における球面収差、
非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図18
は、第4実施例における横収差(メリディオナルコマ収
差)を示す図である。各収差図において、NAは像側開
口数を、Yは像高を、実線は中心波長157.6nm
を、破線は157.6nm+8.6pmを、一点鎖線は
157.6nm−8.6pmをそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、Sはサジタル像面
を示し、Mはメリディオナル像面を示している。各収差
図から明らかなように、第4実施例では、中心波長が1
57.6nmで半値全幅が10pmの露光光に対して色
収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわか
る。
FIG. 17 shows the spherical aberration in the fourth embodiment,
It is a figure showing astigmatism and distortion. FIG.
FIG. 14 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the fourth example. In each aberration diagram, NA is the image-side numerical aperture, Y is the image height, and the solid line is the center wavelength of 157.6 nm.
, The dashed line indicates 157.6 nm + 8.6 pm, and the dashed line indicates 157.6 nm-8.6 pm. In the aberration diagrams showing astigmatism, S indicates a sagittal image plane, and M indicates a meridional image plane. As is clear from the aberration diagrams, in the fourth embodiment, the center wavelength is 1
It can be seen that various aberrations including chromatic aberration are satisfactorily corrected for exposure light having a full width at half maximum of 10 pm at 57.6 nm.

【0083】以上のように、上述の各実施例にかかる投
影露光装置では、180nm以下の中心波長を有し且つ
20pm以下の半値全幅を有する露光光に対して色収差
が良好に補正された反射屈折タイプの投影光学系を備え
ているので、露光光源として比較的簡単な狭帯域化を施
したF2 レーザを使用することができる。この構成によ
り、大きな露光パワーを得ることができ、レーザ光源の
メンテナンスコストも安くなるので、レーザ光源に掛か
るコストが低く且つ高い生産性を有する投影露光装置を
実現することができる。
As described above, in the projection exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, the catadioptric light whose chromatic aberration is well corrected for the exposure light having the center wavelength of 180 nm or less and the full width at half maximum of 20 pm or less. Since the projection optical system of this type is provided, it is possible to use an F 2 laser with a relatively simple band narrowing as an exposure light source. With this configuration, a large exposure power can be obtained and the maintenance cost of the laser light source can be reduced, so that a projection exposure apparatus with low cost for the laser light source and high productivity can be realized.

【0084】また、前述したように、F2 レーザの場
合、半値全幅が2pm程度までの狭帯域化は可能と考え
られる。上述の第1実施例および第3実施例に示すよう
に半値全幅が2pm程度のF2 レーザを用いる場合、半
値全幅が10pm程度のF2 レーザを用いる第2実施例
および第4実施例の場合よりも、投影光学系を構成する
レンズ成分の枚数を減らすことができる。硝材として使
用される蛍石(すなわちCaF2 結晶)は高価であり、
また180nm以下の短波長ではレンズ表面での光量損
失が無視できない程度に大きいため、投影光学系の透過
効率に関してレンズ枚数を減らすことの効果は大きい。
As described above, in the case of the F 2 laser, it is considered that the bandwidth can be narrowed down to a full width at half maximum of about 2 pm. As shown in the above-described first and third embodiments, when the F 2 laser having a full width at half maximum of about 2 pm is used, and in the second and fourth embodiments using an F 2 laser having a full width at half maximum of about 10 pm It is possible to reduce the number of lens components constituting the projection optical system. Fluorite (ie, CaF 2 crystal) used as a glass material is expensive,
At a short wavelength of 180 nm or less, the loss of light quantity on the lens surface is so large that it cannot be ignored. Therefore, the effect of reducing the number of lenses with respect to the transmission efficiency of the projection optical system is great.

【0085】なお、上述の第1実施例および第2実施例
の投影光学系では、マスク近傍に配置された平行平面板
および光路分離用の平面反射鏡を除き、投影光学系を構
成するすべてのレンズ成分および凹面反射鏡が共通の光
軸に沿って配置されている。その結果、すべてのレンズ
成分および凹面反射鏡を一本の鏡筒の内部に組み込むこ
とができるので、反射屈折光学系としては組立ておよび
調整を容易に行うことができる。また、上述の第3実施
例および第4実施例の投影光学系では、光路分離用の平
面反射鏡を除き、投影光学系を構成するすべてのレンズ
成分および凹面反射鏡が互いに平行な2つの光軸に沿っ
て配置されている。その結果、一部のレンズ成分および
凹面反射鏡を第1の鏡筒の内部に組み込むとともに、残
部のレンズ成分を第1の鏡筒と平行に配置された第2の
鏡筒の内部に組み込むことができる。このように、2つ
の鏡筒の各々において組立および調整が独立的に可能で
あり、2つの鏡筒の間の相互位置関係も簡素化されてい
るので、光学系の組立ておよび調整を比較的容易に行う
ことができる。
In the projection optical systems of the first and second embodiments described above, except for the plane-parallel plate and the plane reflecting mirror for separating the optical path, which are arranged near the mask, all of the projection optical systems are constituted. The lens component and the concave reflecting mirror are arranged along a common optical axis. As a result, all the lens components and the concave reflecting mirror can be incorporated into one lens barrel, so that the catadioptric optical system can be easily assembled and adjusted. In the projection optical systems according to the third and fourth embodiments, except for the plane reflecting mirror for separating the optical path, all the lens components and the concave reflecting mirror constituting the projection optical system are parallel to each other. They are arranged along an axis. As a result, a part of the lens components and the concave reflecting mirror are incorporated into the first lens barrel, and the remaining lens components are incorporated into the second lens barrel arranged in parallel with the first lens barrel. Can be. Thus, assembling and adjustment can be independently performed in each of the two lens barrels, and the mutual positional relationship between the two lens barrels is also simplified, so that the assembly and adjustment of the optical system is relatively easy. Can be done.

【0086】さらに、上述の各実施例では、露光領域が
矩形状(スリット形状)であるため、露光領域が輪帯状
である装置よりも照明光学系の設計および製造において
好都合であり、照明光学系の構成を簡素化することがで
きる。また、上述の各実施例では、マスクに近接して平
行平面板を配置することにより、マスクと平行平面板と
の間の狭い光路およびウエハとこれに近接する光学部材
との間の狭い光路を除き、マスクからウエハまでの光路
のほぼ全部をクリーン度の高いへリウムガスなどの不活
性ガスで満たすことができる。その結果、露光光として
2 レーザ光のような短波長光を用いても、光の吸収を
有効に回避することができ、投影光学系の透過効率を向
上させることができる。平行平面板の使用により、投影
光学系の耐久性および保守性を向上させ、投影光学系の
組立後に残存収差の補正を行うこともできる。
Further, in each of the above-described embodiments, since the exposure area is rectangular (slit shape), it is more convenient in the design and manufacture of the illumination optical system than an apparatus in which the exposure area is annular. Can be simplified. Further, in each of the above-described embodiments, by disposing the parallel plane plate close to the mask, the narrow optical path between the mask and the parallel plane plate and the narrow optical path between the wafer and the optical member close thereto are reduced. Except for the above, almost the entire optical path from the mask to the wafer can be filled with an inert gas such as helium gas having high cleanliness. As a result, even if short-wavelength light such as F 2 laser light is used as exposure light, light absorption can be effectively avoided, and the transmission efficiency of the projection optical system can be improved. The use of the plane-parallel plate improves the durability and maintainability of the projection optical system, and makes it possible to correct the residual aberration after assembling the projection optical system.

【0087】さて、上述の各実施例にしたがう投影露光
装置は、以下の手法により製造することができる。ま
ず、180nmよりも短い中心波長の照明光によってマ
スク上のパターンを照明するための照明光学系を準備す
る。具体的には、中心波長が157.6nmのF2 レー
ザ光を用いてマスクパターンを照明する照明光学系を準
備する。このとき、照明光学系は、半値全幅20pm以
内のスペクトル幅の照明光を供給するように構成され
る。なお、半値全幅2pm以内のスペクトル幅の照明光
を供給するものを適用しても良い。次いで、マスク上の
パターンの像を感光性基板上の感光面に結像するための
投影光学系を準備する。投影光学系を準備することは、
複数の屈折性光学素子を準備して、これら複数の屈折性
光学素子を組上げることを含むものである。そして、こ
れらの照明光学系および投影光学系を前述の機能を達成
するように電気的、機械的または光学的に連結すること
により、各実施例にかかる投影露光装置を製造すること
ができる。
The projection exposure apparatus according to each of the above embodiments can be manufactured by the following method. First, an illumination optical system for illuminating a pattern on a mask with illumination light having a center wavelength shorter than 180 nm is prepared. Specifically, the center wavelength is prepared an illumination optical system for illuminating the mask pattern by using a F 2 laser light 157.6 nm. At this time, the illumination optical system is configured to supply illumination light having a spectrum width within a full width at half maximum of 20 pm. Note that a device that supplies illumination light having a spectrum width within a full width at half maximum of 2 pm may be applied. Next, a projection optical system for forming an image of the pattern on the mask on the photosensitive surface on the photosensitive substrate is prepared. Preparing the projection optics
This includes preparing a plurality of refractive optical elements and assembling the plurality of refractive optical elements. Then, by connecting these illumination optical system and projection optical system electrically, mechanically or optically so as to achieve the above-described functions, the projection exposure apparatus according to each embodiment can be manufactured.

【0088】また、上述の各実施例では、投影光学系を
屈折性の光学部材で構成し、この光学部材の材料として
CaF2 (フッ化カルシウム)を使用しているが、この
CaF2 に加えて、あるいはCaF2 に代えて、例えば
フッ化バリウム、フッ化リチウム、およびフッ化マグネ
シウムなどのフッ化物の結晶材料やフッ素がドープされ
た石英を使用しても良い。但し、マスクを照明する照明
光において十分な狭帯化が可能であるならば、投影光学
系は単一種類の光学材料で構成することが好ましい。さ
らに、投影光学系の製造のし易さや製造コストを考える
と、投影光学系はCaF2 のみで構成されることが好ま
しい。
[0088] Further, in the above embodiments, and the projection optical system in refractive optical element, the use of the CaF 2 (calcium fluoride) as the material of this optical member, in addition to the CaF 2 Alternatively, instead of CaF 2 , a crystal material of fluoride such as barium fluoride, lithium fluoride, and magnesium fluoride, or quartz doped with fluorine may be used. However, if it is possible to sufficiently narrow the band of the illumination light for illuminating the mask, it is preferable that the projection optical system be made of a single type of optical material. Furthermore, considering the ease of manufacturing and the manufacturing cost of the projection optical system, it is preferable that the projection optical system be composed of only CaF 2 .

【0089】なお、上述の各実施例では、光源からウエ
ハへ至る光路をヘリウムガスで置換しているが、光路の
一部あるいは全部を窒素(N2 )ガスで置換しても良
い。さらに、上述の各実施例では、光源としてF2 レー
ザを用い、狭帯化装置によりそのスペクトル幅を狭帯化
しているが、その代わりに、157nmに発振スペクト
ルを持つYAGレーザなどの固体レーザの高調波を用い
るようにしても良い。また、DFB半導体レーザまたは
ファイバーレーザから発振される赤外域または可視域の
単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビ
ウムとイットリビウムとの両方)がドープされたファイ
バーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に
波長変換した高調波を用いても良い。
In each of the above embodiments, the optical path from the light source to the wafer is replaced with helium gas, but a part or all of the optical path may be replaced with nitrogen (N 2 ) gas. Further, in each of the above-described embodiments, an F 2 laser is used as a light source and the spectrum width is narrowed by a band narrowing device. Instead, a solid-state laser such as a YAG laser having an oscillation spectrum at 157 nm is used. Higher harmonics may be used. In addition, a single-wavelength laser beam in the infrared or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) to form a nonlinear optical crystal. Alternatively, a harmonic converted to ultraviolet light may be used.

【0090】例えば、単一波長レーザ光の発振波長を
1.51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長が
151〜159nmの範囲内である10倍高調波が出力
される。特に発振波長を1.57〜1.58μmの範囲
内とすると、発生波長が157〜158nmの範囲内の
10倍高調波、すなわちF2 レーザ光とほぼ同一波長と
なる紫外光が得られる。また、発振波長を1.03〜
1.12μmの範囲内とすると、発生波長が147〜1
60nmの範囲内である7倍高調波が出力され、特に発
振波長を1.099〜1.106μmの範囲内とする
と、発生波長が157〜158μmの範囲内の7倍高調
波、すなわちF2 レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光
が得られる。なお、単一波長発振レーザとしては、イッ
トリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いる。
For example, assuming that the oscillation wavelength of the single-wavelength laser light is in the range of 1.51 to 1.59 μm, a tenth harmonic whose output wavelength is in the range of 151 to 159 nm is output. In particular, when the oscillation wavelength is in the range of 1.57 to 1.58 μm, a 10th harmonic having a generation wavelength in the range of 157 to 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser light can be obtained. Further, the oscillation wavelength is set to 1.03 to
When the wavelength is within the range of 1.12 μm, the generated wavelength is 147 to 1
A 7th harmonic within a range of 60 nm is output. In particular, if the oscillation wavelength is within a range of 1.099 to 1.106 μm, a 7th harmonic whose generation wavelength is within a range of 157 to 158 μm, that is, an F 2 laser Ultraviolet light having substantially the same wavelength as light is obtained. Note that, as the single-wavelength oscillation laser, an ytterbium-doped fiber laser is used.

【0091】このように、レーザ光源からの高調波を使
用する場合には、この高調波自体が十分に狭帯化された
スペクトル幅(例えば0.01pm程度)であるので、
上述の各実施例の光源1の代わりに用いることができ
る。さて、本発明は、ウエハ上の1つのショット領域へ
マスクパターン像を一括的に転写した後に、投影光学系
の光軸と直交する面内でウエハを逐次二次元的に移動さ
せて次のショット領域にマスクパターン像を一括的に転
写する工程を繰り返すステップ・アンド・リピート方式
(一括露光方式)や、ウエハの各ショット領域への露光
時にマスクとウエハとを投影光学系に対して投影倍率β
を速度比として同期走査するステップ・アンド・スキャ
ン方式(走査露光方式)の双方に適用することができ
る。なお、ステップ・アンド・スキャン方式では、スリ
ット状(細長い矩形状)の露光領域内で良好な結像特性
が得られればよいため、投影光学系を大型化することな
く、ウエハ上のより広いショット領域に露光を行うこと
ができる。
As described above, when using a harmonic from a laser light source, the harmonic itself has a sufficiently narrowed spectral width (for example, about 0.01 pm).
It can be used in place of the light source 1 in each of the above embodiments. Now, according to the present invention, after a mask pattern image is collectively transferred to one shot area on a wafer, the wafer is successively and two-dimensionally moved in a plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system so that the next shot A step-and-repeat method (batch exposure method) for repeating a process of collectively transferring a mask pattern image to an area, or a projection magnification β for exposing a mask and a wafer to a projection optical system when exposing each shot area of the wafer.
Can be applied to both a step-and-scan method (scanning exposure method) in which synchronous scanning is performed as a speed ratio. In the step-and-scan method, it is only necessary to obtain good imaging characteristics in a slit-shaped (elongated rectangular) exposure area. Areas can be exposed.

【0092】ところで、上述の各実施例では、縮小投影
光学系を用いているが、投影光学系は縮小系に限定され
ることなく等倍系または拡大系(例えば液晶ブィスプレ
イ製造用露光装置など)を用いても良い。さらに、半導
体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表
示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デ
バイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装
置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバイスパタ
ーンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素
子(CCDなど)の製造に用いられる露光装置などにも
本発明を適用することができる。また、レチクルまたは
マスクを製造するためにガラス基板またはシリコンウエ
ハなどに回路パターンを転写する露光装置にも、本発明
を適用することができる。なお、本発明は上述の実施の
形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
In each of the embodiments described above, the reduction projection optical system is used. However, the projection optical system is not limited to the reduction system, but is not limited to the same magnification system or the enlargement system (for example, an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display). May be used. Further, not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element, which transfers a device pattern onto a glass plate, and a device used for manufacturing a thin film magnetic head The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used for manufacturing an image pickup device (such as a CCD), and the like. Further, the present invention can be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate, a silicon wafer, or the like in order to manufacture a reticle or a mask. It is to be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2 レーザ光のような短波長光に対してレンズ枚数の少
ない構成で色収差が良好に補正された反射屈折型の投影
光学系を有する投影露光装置を実現することができる。
すなわち、露光光源として比較的簡単な狭帯域化を施し
たF2 レーザを使用することができるので、大きな露光
パワーを得ることができる。また、レーザ光源のメンテ
ナンスコストも安くなるので、レーザ光源に掛かるコス
トが低く且つ高い生産性を有する投影露光装置を実現す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
Chromatic aberration with a small configuration of lenses with respect to short wavelength light such as F 2 laser light can be realized a projection exposure apparatus having a satisfactorily corrected catadioptric projection optical system.
In other words, a relatively simple narrow-band F 2 laser can be used as the exposure light source, and a large exposure power can be obtained. Further, since the maintenance cost of the laser light source is reduced, it is possible to realize a projection exposure apparatus having a low cost for the laser light source and high productivity.

【0094】また、本発明では、マスクに近接して平行
平面板のような光透過性光学部材を配置することによ
り、マスクと平行平面板との間の狭い光路およびウエハ
とこれに近接する光学部材との間の狭い光路を除き、マ
スクからウエハまでの光路のほぼ全部を、へリウムガス
のような露光光を吸収しにくいクリーン度の高い気体で
満たすことができる。その結果、露光光としてF2 レー
ザ光のような短波長光を用いても、光の吸収を有効に回
避することができ、投影光学系の透過効率を向上させる
ことができる。さらに、平行平面板の使用により、投影
光学系の耐久性および保守性を向上させ、投影光学系の
組立後に残存収差の補正を行うこともできる。
Further, according to the present invention, by arranging a light transmitting optical member such as a plane-parallel plate close to the mask, a narrow optical path between the mask and the plane-parallel plate and the wafer and the optical path close to the wafer Substantially all of the optical path from the mask to the wafer, except for the narrow optical path between the members, can be filled with a highly clean gas such as helium gas, which hardly absorbs exposure light. As a result, even if short-wavelength light such as F 2 laser light is used as exposure light, light absorption can be effectively avoided, and the transmission efficiency of the projection optical system can be improved. Further, by using the parallel plane plate, durability and maintainability of the projection optical system can be improved, and residual aberration can be corrected after assembling the projection optical system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる投影露光装置の投影光学系の基
本的な構成を概略的に説明する概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a basic configuration of a projection optical system of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】本発明においてウエハW面上において像形成に
使用し得る領域すなわち使用可能領域FR、および実際
に露光に使用する露光領域ERを示す図である。
FIG. 2 is a view showing a region that can be used for image formation, that is, a usable region FR, and an exposure region ER that is actually used for exposure on the surface of a wafer W in the present invention.

【図3】本発明の第1実施例および第2実施例にかかる
投影露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an overall configuration of a projection exposure apparatus according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention.

【図4】第1実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図であって、凹面反射鏡M2とウエハ面(像面)と
を結ぶ光軸を含みマスク面(物体面)に垂直な平面に沿
った断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to the first example, which includes an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and a wafer surface (image surface) and is perpendicular to a mask surface (object surface). It is sectional drawing along a plane.

【図5】図4に対応する図であって、凹面反射鏡M2と
ウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面に平行な
平面に沿った断面図である。
5 is a view corresponding to FIG. 4, and is a cross-sectional view along a plane that includes an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and a wafer surface (image surface) and that is parallel to a mask surface.

【図6】第1実施例における球面収差、非点収差および
歪曲収差を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion in the first example.

【図7】第1実施例における横収差(メリディオナルコ
マ収差)を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the first example.

【図8】第2実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図であって、凹面反射鏡M2とウエハ面(像面)と
を結ぶ光軸を含みマスク面(物体面)に垂直な平面に沿
った断面図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to a second example, which includes an optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and a wafer surface (image surface) and is perpendicular to a mask surface (object surface). It is sectional drawing along a plane.

【図9】図8に対応する図であって、凹面反射鏡M2と
ウエハ面(像面)とを結ぶ光軸を含みマスク面に平行な
平面に沿った断面図である。
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8, and is a cross-sectional view along a plane parallel to the mask surface, including the optical axis connecting the concave reflecting mirror M2 and the wafer surface (image surface).

【図10】第2実施例における球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the second example.

【図11】第2実施例における横収差(メリディオナル
コマ収差)を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the second example.

【図12】本発明の第3実施例および第4実施例にかか
る投影露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
FIG. 12 is a view schematically showing an overall configuration of a projection exposure apparatus according to a third embodiment and a fourth embodiment of the present invention.

【図13】第3実施例にかかる投影光学系のレンズ構成
を示す図であって、反射屈折光学系Aの光軸AX1と屈
折光学系Bの光軸AX2とを含む平面に沿った断面図で
ある。
FIG. 13 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to a third example, and is a cross-sectional view along a plane including an optical axis AX1 of the catadioptric optical system A and an optical axis AX2 of the refractive optical system B. It is.

【図14】第3実施例における球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion in the third example.

【図15】第3実施例における横収差(メリディオナル
コマ収差)を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating lateral aberration (meridional coma) in the third example.

【図16】第4実施例にかかる投影光学系のレンズ構成
を示す図であって、反射屈折光学系Aの光軸AX1と屈
折光学系Bの光軸AX2とを含む平面に沿った断面図で
ある。
FIG. 16 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to a fourth example, and is a cross-sectional view taken along a plane including an optical axis AX1 of the catadioptric optical system A and an optical axis AX2 of the refractive optical system B. It is.

【図17】第4実施例における球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion in the fourth example.

【図18】第4実施例における横収差(メリディオナル
コマ収差)を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing lateral aberration (meridional coma) in the fourth example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 ミラー 3 照明光学系 4、R マスク 5 マスクホルダ 6 マスクステージ 7 投影光学系 8、W ウエハ 9 ウエハホルダ 10 ウエハステージ 11、13 移動鏡 12、14 干渉計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Mirror 3 Illumination optical system 4, R mask 5 Mask holder 6 Mask stage 7 Projection optical system 8, W wafer 9 Wafer holder 10 Wafer stage 11, 13 Moving mirror 12, 14 Interferometer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 515B Fターム(参考) 2H087 KA21 PA09 PA10 PA14 PA15 PA17 PB09 PB10 PB14 PB15 PB16 QA02 QA03 QA06 QA07 QA12 QA17 QA19 QA21 QA22 QA25 QA26 QA34 QA39 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 TA03 TA04 TA05 5F046 AA22 BA04 CA03 CA04 CA07 CB03 CB12 CB25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 515B F-term (Reference) 2H087 KA21 PA09 PA10 PA14 PA15 PA17 PB09 PB10 PB14 PB15 PB16 QA02 QA03 QA06 QA07 QA12 QA17 QA19 QA21 QA22 QA25 QA26 QA34 QA39 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 TA03 TA04 TA05 5F046 AA22 BA04 CA03 CA04 CA07 CB03 CB12 CB25

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パターンが形成されたマスクを照明する
ための照明光学系と、前記マスクからの光に基づいて前
記パターンの像を感光性基板上に形成するための反射屈
折型の投影光学系とを備えた投影露光装置において、 前記照明光学系は、180nm以下の中心波長を有し且
つ20pm以下の半値全幅を有する照明光を供給するよ
うに構成され、 前記投影光学系は、レンズ成分と凹面反射鏡とを含み、 前記レンズ成分および前記凹面反射鏡は、前記照明光に
対する前記投影光学系の色収差を実質的に補正するよう
に位置決めされていることを特徴とする投影露光装置。
1. An illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed, and a catadioptric projection optical system for forming an image of the pattern on a photosensitive substrate based on light from the mask. Wherein the illumination optical system is configured to supply illumination light having a central wavelength of 180 nm or less and a full width at half maximum of 20 pm or less, wherein the projection optical system includes a lens component and And a concave reflecting mirror, wherein the lens component and the concave reflecting mirror are positioned so as to substantially correct chromatic aberration of the projection optical system with respect to the illumination light.
【請求項2】 パターンが形成されたマスクを照明する
ための照明光学系と、前記マスクからの光に基づいて前
記パターンの像を感光性基板上に形成するための反射屈
折型の投影光学系とを備えた投影露光装置において、 前記照明光学系は、180nm以下の中心波長を有し且
つ所定値以下の半値全幅を有する照明光を供給するよう
に構成され、 前記投影光学系は、屈折力を有する光学部材と、前記マ
スクに近接して配置されて前記屈折力を有する光学部材
を外部の雰囲気と隔てるための光透過性の光学部材を有
し、 前記投影光学系の光軸と平行な方向に沿った前記マスク
と前記光透過性の光学部材との間の間隔は50mm以下
に設定されていることを特徴とする投影露光装置。
2. An illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed, and a catadioptric projection optical system for forming an image of the pattern on a photosensitive substrate based on light from the mask. Wherein the illumination optical system is configured to supply illumination light having a central wavelength of 180 nm or less and a full width at half maximum of a predetermined value or less, and the projection optical system has a refractive power. An optical member having a light transmissive optical member disposed in close proximity to the mask for separating the optical member having the refractive power from an external atmosphere, and being parallel to an optical axis of the projection optical system. A projection exposure apparatus, wherein an interval between the mask and the light-transmitting optical member along a direction is set to 50 mm or less.
【請求項3】 前記照明光の半値全幅は20pm以下で
あることを特徴とする請求項2に記載の投影露光装置。
3. The projection exposure apparatus according to claim 2, wherein the full width at half maximum of the illumination light is 20 pm or less.
【請求項4】 前記投影光学系を構成するすべてのレン
ズ成分および凹面反射鏡が共通の光軸に沿って配置され
ていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項
に記載の投影露光装置。
4. The projection optical system according to claim 1, wherein all the lens components and the concave reflecting mirror constituting the projection optical system are arranged along a common optical axis. Projection exposure equipment.
【請求項5】 前記投影光学系は、ただ1つの凹面反射
鏡、複数のレンズ成分、および1つまたは複数の平面反
射鏡のみから構成されていることを特徴とする請求項1
乃至4のいずれか1項に記載の投影露光装置。
5. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system includes only one concave reflecting mirror, a plurality of lens components, and one or a plurality of flat reflecting mirrors.
The projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 前記照明光の半値全幅は2pm以下であ
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記
載の投影露光装置。
6. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the full width at half maximum of the illumination light is 2 pm or less.
【請求項7】 前記投影光学系は、前記マスクからの光
に基づいて前記パターンの一次像を形成するための第1
結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記パタ
ーンの二次像を前記感光性基板上に形成するための第2
結像光学系とを有することを特徴とする請求項1乃至6
のいずれか1項に記載の投影露光装置。
7. A projection optical system for forming a primary image of the pattern based on light from the mask.
An imaging optics, and a second for forming a secondary image of the pattern on the photosensitive substrate based on light from the primary image.
7. An imaging optical system, comprising:
The projection exposure apparatus according to claim 1.
【請求項8】 前記第1結像光学系のレンズの最大有効
径をh1とし、前記第2結像光学系のレンズの最大有効
径をh2としたとき、 0.7<h1/h2<1.4 の条件を満足することを特徴とする請求項7に記載の投
影露光装置。
8. When the maximum effective diameter of the lens of the first imaging optical system is h1 and the maximum effective diameter of the lens of the second imaging optical system is h2, 0.7 <h1 / h2 <1. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein the following condition is satisfied.
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