JP2000221405A - 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法 - Google Patents

投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法

Info

Publication number
JP2000221405A
JP2000221405A JP11023775A JP2377599A JP2000221405A JP 2000221405 A JP2000221405 A JP 2000221405A JP 11023775 A JP11023775 A JP 11023775A JP 2377599 A JP2377599 A JP 2377599A JP 2000221405 A JP2000221405 A JP 2000221405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
projection optical
group
reflecting mirror
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11023775A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Suenaga
豊 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11023775A priority Critical patent/JP2000221405A/ja
Publication of JP2000221405A publication Critical patent/JP2000221405A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements

Landscapes

  • 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

(57)【要約】 【課題】 吸収が問題となる照明光で使用できて高開口
数に対応できる投影光学系であって、色収差補正能力に
優れ、ＮＡ０．６以上が確保できること。 【解決手段】 レチクルＲからウェハＷに向けて光の進
行する順に、少なくとも１つの正レンズＬ111を含む第
１群Ｇ1と、第１反射鏡Ｍ1を含む第２群Ｇ2と、凹面形
状の第２反射鏡Ｍ2と、少なくとも１つの正レンズＬ321
を含む第３群Ｇ3とを有している。ここで、第１反射鏡
Ｍ1は、中心領域に第２反射鏡Ｍ2からウェハＷへ向かう
光を通過させるための空遼部分Ｈ1を有し、第２反射鏡
も、中心領域に第１群Ｇ1から第１反射鏡Ｍ1へ向かう光
を通過させるための空遼部分Ｈ2を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ある物体のパター
ンを別の物体上に投影するための投影光学系並びに投影
露光装置及び方法に関するもので、特に、極紫外域の光
を使用して、レチクル（マスク）上に形成された半導体
製造用のパターンを基板（ウェハ）上に投影露光するの
に適した投影光学系等に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らフォトリソグラフィーに使用されてきた屈折系の投影
光学系（例えば、特開平５−１７３０６５号公報参照）
は、実用に耐える性能、大きさを兼ね備えたものでは、
レンズの枚数が１０枚以上と多い。このため、投影光学
系による照明光の吸収が問題となる場合、特に２００ｎ
ｍ以下の極紫外の光を使用する場合には、硝材内部の吸
収やレンズ表面の反射防止膜の吸収等が原因で性能が劣
化するおそれがあった。すなわち、近年集積回路の集積
度を高める要求が高まっており、リソグラフィーの解像
度を少しでも上げようと投影露光に使用される照明光の
波長も短波長化していて、具体的にはｇ線（４３６ｎ
ｍ）からｉ線（３６５ｎｍ）ランプ、ＫｒＦレーザー
（２４８ｎｍ）へと短波長化をたどってきている。さら
に、ＡｒＦレーザー（１９３ｎｍ）、Ｆ2レーザー（１
５７ｎｍ）と短波化が進む可能性があり、０．１８μｍ
以下の線幅を投影するには、ＡｒＦ、Ｆ2等２００ｎｍ
以下の極紫外光源が使用でき高開口数に対応できる投影
光学系が必要である。このように極紫外で使用する投影
光学系では、硝材内部の吸収やレンズ表面の反射防止膜
の吸収等が無視できなくなり、これらが原因で結像特性
が劣化し実用化の妨げとなっていた。
【０００３】一方、投影光学系として反射屈折系を利用
することも考えられるが、例えば特開平５−２８１４６
９号公報の場合のようにビームスプリッターを使用した
例では、大きな硝材を確保するのが困難で、投影光学系
の大型化が困難であった。また、特開平５−５１７１８
号公報等にも反射屈折系が開示されているが、屈折部材
が多く必要で、上記屈折系と同じ理由で性能劣化のおそ
れがある。
【０００４】また、２００ｎｍ以下のレーザーは狭帯化
が進んでも波長に幅をもっており、コントラストを保っ
たまま露光するためには、ｐｍオーダーの色消しが必要
である。上記特開平５−１７３０６５号公報の屈折系
は、単一硝材のみを使用しているため色収差に関しては
補正されておらず波長に幅を持った露光光に対しては使
用できない。また、特開平８−１７１０５４号公報等で
は、２種類以上の硝材を組み合わせることによって色収
差を補正しているが、石英を硝材としているため硝材内
や表面の反射防止膜で吸収等が発生し、これが照射変動
の原因となって性能劣化のおそれがあった。
【０００５】そこで、本発明は、吸収が問題となる照明
光、例えば２００ｎｍ以下で使用できて高開口数に対応
できる投影光学系であって、色収差補正能力に優れ、Ｎ
Ａ０．６以上が確保できる投影光学系を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１にかかる投影光学系は、第１物体
の像を第２物体上へ縮小投影する投影光学系において、
第１物体を介した光の光路上に配置されて、少なくとも
１つの正レンズを含む第１群と、第１群と第２物体との
間の光路中に配置されて、第１反射鏡を含む第２群と、
第２群と第１物体との間の光路中に配置された凹面形状
の第２反射鏡と、第２反射鏡と第２物体との間の光路中
に配置されて、少なくとも１つの正レンズを含む第３群
とを含み、第１反射鏡が、中心を含む所定領域に第２反
射鏡から第２物体へ向かう光を通過させるための第１の
光通過部分を有し、第２反射鏡が、中心を含む所定領域
に第１物体から第１反射鏡へ向かう光を通過させるため
の第２の光通過部分を有し、第２物体側にテレセントリ
ックな光束に基づいて第２物体上に第１物体の１次像を
形成することを特徴とする。
【０００７】上記投影光学系では、第２反射鏡に屈折力
を持たせることができるので、投影光学系の色収差を少
なくすることができ、吸収等の原因となる屈折部材の数
を少なくすることができ、しかもＮＡを大きくできる。
また、第１及び第２反射鏡がそれぞれ第１及び第２の光
通過部分を有して上記のように配置されているので、光
軸を折り曲げる必要がなくなり、ビームスプリッタのよ
うに光学特性を劣化させる光学要素が不要となり、しか
も投影光学系を全体として小型化できる。なお、本投影
光学系では、中間像が形成されないので、投影光学系の
全長（つまり第１物体と第２物体との距離）を短くする
ことができ、これにより結像状態が投影光学系の周囲の
環境変化（特に大気圧変化）の影響を受けにくくなる。
よって、照明光の吸収が問題となる場合（特に極紫外
域）であっても、高精度な縮小投影が可能になる。
【０００８】また、請求項２にかかる投影光学系では、
請求項１の投影光学系において、第２反射鏡の横倍率を
βM2とするとき、 −０．８＜βM2＜０ （１） の条件を満たす。
【０００９】条件式（１）は、第２反射鏡の横倍率を規
定する条件式である。条件式（１）の下限値を下回って
βM2が−０．８以下になると、第１反射鏡の有効径と第
１の光通過部分との差が小さくなって第３群に到達する
光の遮蔽率（すなわち「けられ」の度合い）が大きくな
り過ぎるので、第２物体にとどく光が極端に減少してし
まう。逆に、条件式（１）の上限値を上回ってβM2が正
側に変移すると、第２反射鏡の像点が第２反射鏡に近づ
いてしまい、十分な像側動作距離がとれなくなって系が
成立しなくなる。なお、βM2の好ましい上限値は、０．
１である。
【００１０】また、請求項３にかかる投影光学系では、
請求項１及び２のいずれかの投影光学系において、第２
反射鏡の曲率半径をＲM2とし、この第２反射鏡の第２物
体からの距離をＤM2とするとき、 ０．１＜−ＤM2／ＲM2＜２ （２） の条件を満たす。
【００１１】条件式（２）は、第３群の屈折力等を間接
的に規定する条件式である。条件式（２）の下限値を下
回って−ＤM2／ＲM2が０．１以下になると、第３群が第
２反射鏡に近づいてしまい、十分な像側動作距離がとれ
なくなってこの系自体が成り立たなくなる。逆に、条件
式（２）の上限値を上回ってＤM2／ＲM2が２以上になる
と、第２反射鏡による縮小倍率が低下して第３群で縮小
倍率をかける必要が生じる。これは第３群の屈折力（パ
ワー）の増大を意味し、色収差の発生原因が増大するこ
とになる。
【００１２】また、請求項４にかかる投影光学系では、
請求項１乃至３のいずれかの投影光学系において、第１
反射鏡と第２反射鏡との間の距離をＤM1、反射鏡Ｍ2か
ら第３レンズ群までの距離をＤM3とするとき、 ０．６＜｜ＤM1／ＤM3｜＜１．３ （３） の条件を満たす。
【００１３】条件式（３）は、第１反射鏡と第２反射鏡
とが互いにけり合うことを制限する条件式である。条件
式（３）の下限値を下回って｜ＤM1／ＤM3｜が０．６以
下になると、ＤM1に比較してＤM3大きくなり過ぎ、第３
群に入射すべき光の多くが手前にある第１反射鏡でけら
れてしまう。また、ＤM1がある程度大きくなければなら
ないことを前提として（これについては後述する）、こ
のＤM1に比してＤM3が大きくなりすぎ、第３群の相対的
な屈折力が大きくなってしまう。つまり、ペッツバール
和に関する補正が困難である。逆に、条件式（３）の上
限値を上回って｜ＤM1／ＤM3｜が１．３以上になると、
ＤM3に比してＤM1が大きくなりすぎ、第３群が第２反射
鏡に近づき、Ｇ３によるＭ1の中心部分でのけられが大
きくなってしまう。
【００１４】ちなみに、以上の条件式（３）は、第１反
射鏡から第２反射鏡までの距離ＤM1と、第２反射鏡から
第３群までの距離ＤM3とが近い値をとることを意味して
いる。ここで、第２反射鏡の第２の光通過部分が小さい
と、この第２の光通過部分による中心部分でのけられを
少なくすることができる。第２の光通過部を小さくする
と、第１群を通過してこの光通過部を通過した光が第１
反射鏡に至るまでに充分な広がりを持つようにする必要
が生じる。従って、ＤM1は比較的大きい方がよい。ま
た、第２反射鏡を出射した光は適度に縮小されて第３群
に入射した方が第１反射鏡に形成する第１の光通過部の
サイズが小さくて済み、第１反射鏡全体の有効径に占め
る第１の光通過部の割合が小さくなって中心部分でのけ
られが減少する。従って、ＤM2も比較的大きい方がよ
い。ただし、ＤM1或いはＤM2があまり大きいと、中心部
分でのけられの影響を小さくするためにＤM1及びＤM2で
反射される光束を広げることから、第１反射鏡又は第２
反射鏡の外径が大きくなりすぎて製造困難になる。
【００１５】また、請求項５にかかる投影光学系では、
請求項１乃至４のいずれかの投影光学系において、第１
反射鏡の曲率半径をＲM1とするとき、 −０．８＜ＲM2／ＲM1＜０．８ （４） の条件を満たす。
【００１６】条件式（４）は、第１反射鏡の屈折力と第
２反射鏡の屈折力との関係を規定する条件式である。条
件式（４）の下限値を下回ってＲM2／ＲM1が−０．８以
下になると、第１反射鏡は屈折力の強い凹面鏡となり、
第２反射鏡の第２の光通過部分によるけられの効果が増
大する。逆に、条件式（４）の上限値を上回ってＲM2／
ＲM1が０．８以上になると、第１反射鏡は屈折力の強い
凸面鏡となり、第２反射鏡の有効径を増大させることに
なる。
【００１７】また、請求項６にかかる投影光学系では、
請求項１乃至５のいずれかの投影光学系において、第３
レンズ群の焦点距離をＦ3とし、第３群中の正レンズの
屈折率をＮ3とするとき、 −０．０５＜１／（Ｆ3×Ｎ3）−２／ＲM2＜０．０５ （５） の条件を満たす。
【００１８】条件式（５）は、屈折系のうち第３群が主
な屈折力を発生し反射系のうち第２反射鏡が主な屈折力
を発生するものとして、全系のペッツバール和を規定す
る条件式である。即ち、Ｆ3×Ｎ3は、第３群によって発
生する正のペッツバール和を示しており、２／ＲM2は、
第２反射鏡によって発生する負のペッツバール和を示し
ている。条件式（５）の下限値を下回ってＲM2／ＲM1が
−０．０５以下になっても、条件式（５）の上限値を上
回ってＲM2／ＲM1が０．０５以上になっても、ペッツバ
ール和の絶対値が大きくなって第２物体側に形成される
像の平坦性が悪くなる。
【００１９】また、請求項７にかかる投影光学系では、
請求項１乃至６のいずれかの投影光学系において、光学
系の第１物体側は、１つの正レンズより第２物体側に配
置された少なくとも１つの負レンズを含み、第１群中の
１つの正レンズの焦点距離をｆL1とし、第１群中の１つ
の負レンズの焦点距離をｆL2とするとき −０．５＜（ｆL1＋ｆL2）／（ｆL1−ｆL2）＜０．５ （６） の条件を満足し、第１物体側がテレセントリックであ
る。
【００２０】条件式（６）は、第１物体側にある第１群
を構成するレンズの屈折力の配分比を規定する条件式で
ある。条件式（６）の下限値を下回って（ｆL1＋ｆL2）
／（ｆL1−ｆL2）が−０．５以下になると、負レンズの
屈折力が増大して高次の像面湾曲が発生する。条件式
（６）の上限値を上回って（ｆL1＋ｆL2）／（ｆL1−ｆ
L2）が０．５以上になると、負レンズの屈折力が減少し
て像面湾曲の補正が困難となる。また、負レンズの屈折
力が弱いと第１物体側でテレセントリックにすることが
困難となる。この場合、第１群中に第１物体側から順に
正・負の屈折力配置となるサブ群が存在することにな
り、この逆の配置と比較して第１物体側テレセントリッ
クとするためのレンズ枚数を少なくすることができる。
【００２１】上記のごとき請求項１〜７の何れか一項に
かかる投影光学系において、この投影光学系を構成する
全ての屈折部材は、単一種類の材料であることが好まし
い。投影光学系を構成する全ての屈折部材が単一種類の
材料で構成される場合、材料の入手の容易性や製造コス
トの削減を図ることができる。
【００２２】上記のごとき請求項１〜７の何れか一項に
かかる投影光学系において、この投影光学系を構成する
屈折部材のうち少なくとも一部の屈折部材は、蛍石で形
成されることが好ましい。
【００２３】蛍石は、２００ｎｍ以下の波長域、とりわ
け１８０nm以下の波長域において高い透過率を有してい
るため、このような波長域において屈折部材での露光光
の吸収が少なくなるため、光学系全体の透過率を向上さ
せることが可能となり、さらには投影光学系の照射変動
（露光光吸収による結像性能の変化）を少なく抑えるこ
とが可能となる。
【００２４】また、請求項８にかかる投影光学系では、
請求項１乃至７のいずれかの投影光学系において、光学
系を構成する全ての光学部材は、実質的に共通の光軸に
沿って配置され、第１及び第２の共通部分が占める領域
は光軸を含んでいる。
【００２５】投影光学系を構成する全ての光学部材（各
レンズ及び反射鏡）を共通の光軸に沿って配置すること
により、各光学部材を保持するための鏡筒の構造を簡単
にすることができ、かつ製造時の調整作業も容易とする
ことができる。なお、本投影光学系においては、第１群
において最も第１物体側に位置する屈折力を持つ光学部
材から第３群において最も第２物体側に位置する屈折力
をもつ光学部材までが共軸な配置であることを規定して
おり、例えば第１群よりも第１物体側の光路や第３群よ
りも第２物体側の光路に光路折り曲げのための平面鏡を
配置することを妨げるものではない。
【００２６】また、請求項９にかかる投影露光装置で
は、前記第１物体を支持する第１支持部材と、前記第１
物体を所定の波長光で照明するための照明光学系と、前
記第２物体を支持する第２支持部材と、前記第１物体上
に前記第１物体の一次像を形成するための請求項１乃至
請求項８のいずれか一項記載の投影光学系とを備える。
【００２７】上記投影露光装置では、請求項１乃至請求
項８のいずれか一項記載の投影光学系を用いているの
で、投影露光際して、結像特性の劣化を防止しつつＮＡ
を大きくできるとともに、小型化によって周囲の環境変
化の影響を受けにくくできる。よって、照明光の吸収が
問題となる場合（特に極紫外域）であっても、高精度な
縮小投影露光が可能になる。
【００２８】なお、上記請求項９の投影露光装置におい
て、前記照明光学系が供給する光は２００ｎｍであるこ
とが好ましい。
【００２９】また、請求項１０にかかる投影露光方法で
は、所定の回路パターンが描かれた前記第１物体である
原板を紫外域の露光光で照明する工程と、請求項１乃至
請求項８のいずれか一項記載の投影光学系を用いて前記
照明された原板の像を前記第２物体である基板上に形成
する工程とを含む。
【００３０】上記投影露光方法では、請求項１乃至請求
項８のいずれか一項記載の投影光学系を用いているの
で、照明光の吸収が問題となる場合（特に極紫外域）で
あっても、高精度な縮小投影露光が可能になる。
【００３１】
【実施例】次に、本発明による実施例について詳述す
る。本実施例における投影光学系は、図１に示す投影露
光装置に応用したものである。
【００３２】図示のように、投影光学系ＰＬの物体面に
は、所定の回路パターンが形成された投影原版としての
レチクルＲ（第１物体）が配置されており、投影光学系
ＰＬの像面には、基板としてのウェハＷ（第２物体）が
配置されている。レチクルＲは、レチクルステージＲＳ
に保持され、ウェハＷは、ウェハステージＷＳに保持さ
れている。また、レチクルの上方には、レチクルＲを均
一に照明するための照明光学装置ＩＳが配置されてい
る。
【００３３】以上の構成により、照明光学装置ＩＳから
供給される照明光は、レチクルを照明し、投影光学系Ｐ
Ｌの瞳位置には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成さ
れ、いわゆるケーラー照明がなされる。そして、投影光
学系ＰＬによって、ケーラー照明されたレチクルＲのパ
ターン像が、投影光学系ＰＬによりウェハＷ上に露光転
写される。
【００３４】本実施例では、照明光学装置ＩＳ内部に配
置される光源として、２００ｎｍ以下の露光波長λを持
つ光を供給するＡｒＦレーザーやＦ2レーザーを用いた
ときの投影光学系の例を示しており、図２及び図３に
は、本発明による第１及び第２実施例の投影光学系のレ
ンズ構成を示している。
【００３５】図２及び図３において、各実施例の投影光
学系は、光学要素として、レチクルＲからウェハＷに向
けて光の進行する順に、少なくとも１つの正レンズＬ11
1、Ｌ112を含む第１群Ｇ1と、第１反射鏡Ｍ1を含む第２
群Ｇ2と、凹面形状の第２反射鏡Ｍ2と、少なくとも１つ
の正レンズＬ321、Ｌ312を含む第３群Ｇ3とを有してい
る。ここで、第１反射鏡Ｍ1は、中心領域に第２反射鏡
Ｍ2からウェハＷへ向かう光を通過させるための空遼部
分Ｈ1を有し、第２反射鏡も、中心領域に第１群Ｇ1から
第１反射鏡Ｍ1へ向かう光を通過させるための空遼部分
Ｈ2を有する。また、両実施例の投影光学系は、レチク
ルＲ側（物体側）及びウェハＷ側（像側）においてほぼ
テレセントリックとなっており、縮小倍率を有するもの
である。
【００３６】〔第１実施例〕図２に示す第１実施例の具
体的な構成について説明すると、第１群Ｇ1は、両凸の
正のレンズＬ111と、レチクルＲ側に凸の負のメニスカ
スレンズＬ121とを有している。第２群Ｇ2は、第１反射
鏡Ｍ1のみを有しており、この第１反射鏡Ｍ1は、レチク
ルＲ側に凸の負のパワーを有する反射凸面鏡である。第
２反射鏡Ｍ2は、ウェハＷ側に凹の正のパワーを有する
反射凹面鏡である。第３群Ｇ3は、ウェハＷ側に凹の負
の平凹レンズＬ311と、レチクルＲ側に凸の正のメニス
カスレンズＬ321とからなる。
【００３７】以下、表１及び表２において、それぞれ本
実施例の諸元の値及び条件対応数値を掲げる。以下の表
中、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、Ｇは
硝材等を示す。なお、面番号は、第１物体であるレチク
ルＲ側からの光の進路に沿った順序を示し、ｉ面（ｉ＝
１，２，３，…）の曲率半径をｒｉとし、ｉ面と（ｉ＋
１）面との間の光軸上の距離をｄｉとしている。ここ
で、屈折面及び反射面には、非球面が適用されており、
その面形状は以下の式で表現される。 Ｚ：光軸方向のサグ量 ｃ：面の頂点での曲率（１／ｒ） Ｋ：円錐定数 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：４次、６次、８次、１０次の係数
【００３８】
【表１】 〔第１実施例の諸元〕 面番号 r d Ｇ 第１物体面 ∞ 279.680000 1 314.03501 35.OOOOOO CaF2 2 -1038.92803 144.290757 K: O.OOOOOO A: 0.85746E-08 B:-0.121134E-12 C: 0.153125E-17 D: 0.133570E-22 3 482.27228 16.OOOOOO CaF2 K: O.OOOOOO A: 0.122766E-07 B: 0.597563E-13 C: O.166971E-17 D: O.477068E-21 4 176.08749 440.3037054 K: O.OOOOOO A:-0.308017E-07 B:-0.999167E-13 C:-0.776989E-17 D: 0.376165E-21 E: 0.188794E-26 5 2299.43719 -377.674640 ミラー面 K: 0.OOOOOO A: 0.130580E-08 B: 0.488348E-14 C:-O.500807E-22 D: O.644463E-24 E:-O.188413E-28 6 589.55422 374.332237 ミラー面 K: O.065274 A: 0.85617E-10 B: 0.398757E-15 C: 0.942547E-21 D: 0.802317E-26 E:-0.234022E-31 7 ∞ 15.300000 CaF2 8 386.53333 0.765000 K: O.OOOOOO A: 0.210049E-07 B:-0.156315E-11 C: 0.570894E-15 D:-0.577765E-19 E: O.240383E-23 9 109.21181 72.084145 CaF2 K: O.180585 A: 0.276286E-07 B: 0.212289E-11 C: 0.660782E-15 D: 0.867401E-19 E: 0.107617E-22 10 -2343.79539 21.564732 K: O.OOOOOO A: 0.150462E-06 B:-O.953940E-11 C: 0.000000 D: O.OOOOOO E: 0.215117E-31 第２物体面 ∞
【００３９】
【表２】〔第１実施例の条件対応数値〕 βM2＝−０．５９７ ＲM1＝２２９９．４ ＲM2＝５８９．６ ＤM1＝３７７．７ ＤM2＝４７０．５ ＤM3＝３７４．３ Ｎ3＝１．５０１３６３ Ｆ3＝２８７．５ ｆL1＝４８５．２ ｆL2＝−０．０７４３ 本実施例では、中心波長１９３．３ｎｍ、半値全幅１０
ｐｍの光源を用いた場合にも良好に収差補正されてい
る。
【００４０】〔第２実施例〕図３に示す第２実施例の具
体的な構成について説明すると、第１群Ｇ1は、レチク
ルＲ側に凸の正のレンズＬ112と、レチクルＲ側に凹の
正のメニスカスレンズＬ122と、両凹の負のレンズＬ132
とを有している。第２群Ｇ２は、第１反射鏡Ｍ1のみを
有しており、この第１反射鏡Ｍ1は、レチクルＲ側に凸
の負のパワーを有する反射凸面鏡である。第２反射鏡Ｍ
2は、ウェハＷ側に凹の正のパワーを有する反射凹面鏡
である。第３群Ｇ３は、ウェハＷ側に凹の正のメニスカ
スレンズＬ312と、両凸の正のレンズＬ322とからなる。
【００４１】以下、表３及び表４において、それぞれ本
実施例の諸元の値及び条件対応数値を掲げる。
【００４２】
【表３】 〔第２実施例の諸元〕 面番号 r d Ｇ 第１物体面 ∞ 324.360000 1 343.37784 35.OOOOOO CaF2 2 931.66014 209.2026482 K: O.OOOOOO A: 0.287229E-08 B: 0.566631E-13 C:-O.239271E-17 D:-O.908126E-24 E: O.287229E-08 3 -1079.10393 35.000000 CaF2 K:-15.029072 A: 0.151331E-08 B: 0.278537E-12 C:-0.731258E-17 D:-O.908126E-24 E: O.171079E-26 4 -582.21127 35.676966 5 -1268.21571 22.000000 CaF2 K:-17.995992 A:-0.595079E-08 B:-O.254822E-12 C: 0.456991E-17 D:-0.983008E-23 E: O.360145E-26 6 1237.83461 426.010993 7 4705.89492 25.000000 CaF2 K: O. OOOOOO A: 0.483281E-09 B: 0.964778E-14 C: 0.538620E-18 D:-O.648338E-23 8 4153.55576 -25.OOOOOO CaF2 ミラー面 K:-32.176540 A: 0.930828E-09 B: 0.530704E-14 C: 0.223923E-18 D:-O.203566E-23 9 4705.89492 -416.O10993 K: O.OOOOOO A: 0.483231E-09 B: 0.964778E-14 C: 0.538620E-18 D:-0.648338E-23 E: O.261792E-23 10 671.l0184 388.591472 ミラー面 K: O.184512 A: O.OOOOOO B: O.OOOOOO C: O.OOOOOO D: O.OOOOOO 11 163.67378 36.759324 CaF2 12 404.89249 21.635846 K: 13.710366 A: 0.139842E-07 B:-0.735974E-11 C: 0.178392E-14 D:-0.214193E-18 E: O.139747E-22 13 569.31671 28.456958 CaF2 K: 40.349469 A: 0.888706E-07 B:-0.518187E-10 C: 0.284795E-13 D:-0.599499E-17 E: O.342533E-22 14 -1658.95218 10.000325 K: O.OOOOOO A: 0.994348E-07 B:-O.216163E-09 C: O.375966E-12 D: O.252984E-15 E: O.261792E-29 第２物体面 ∞
【００４３】
【表４】〔第２実施例の条件対応数値〕 βM2＝−０．５３５ ＲM1＝４１５３．６ ＲM2＝６７１．１ ＤM1＝４１６．０ ＤM2＝４８５．５ ＤM3＝３８８．６ Ｎ3＝１．５６ Ｆ3＝３０４．５ ｆL1＝９５０．７８ ｆL2＝−０．０７９９ 本実施例では、中心波長１５７．６ｎｍ、半値全幅１
０．７ｐｍの光源を用いた場合にも良好に収差補正され
ている。
【００４４】参考のため、図４に、第１実施例のコマ収
差を示し、図５に、第２実施例のコマ収差を示す。以上
の実施例の諸元と諸収差とより明らかなように、各実施
例の投影光学系は、中心波長１５７．６ｎｍ或いは１９
３．３ｎｍで、半値全幅１０ｐｍ程度の光源を利用した
場合にも十分な色収差補正能力を有しつつ、大きな開口
数を持つことが理解される。
【００４５】以上、実施例に即してこの発明を説明した
が、この発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００４６】例えば、上記実施例では、第１及び第２反
射鏡Ｍ1、Ｍ2の空遼部分（第１及び第２の光透過領域）
Ｈ1、Ｈ2の形状を円形としたが、空遼部分Ｈ1、Ｈ2の形
状は適宜変更することができる。例えば、ウェハＷの露
光領域を長方形や台形などの非スキャン方向に延びたス
リット形状にする場合は、空遼部分Ｈ1、Ｈ2の形状を円
形ではなく楕円形にすることが考えられる。
【００４７】上記実施例では、第２反射鏡Ｍ2を表面反
射鏡としたが、この第２反射鏡を裏面反射鏡としても良
い。
【００４８】また、上記実施例では、第１及び第２反射
鏡Ｍ1、Ｍ2における空遼部分（第１及び第２の光透過領
域）Ｈ1、Ｈ2を反射鏡の母材に孔空き部分を形成するこ
とによって設けるが、第１及び第２反射鏡Ｍ1、Ｍ2を、
上記のような孔空き部分を有しない母材の表面又は裏面
に設けることもできる。つまり、母材の表面又は裏面の
中心部が透過部となるように反射面を部分的に形成する
（輪帯状の反射面）。この場合、反射鏡自体の製造が容
易となる。
【００４９】また、上記実施例では、露光用照明光とし
て、真空紫外（ＶＵＶ）光を発生するＡｒＦエキシマレ
ーザ（波長１９３ｎｍ）やＦ2レーザ（波長１５７ｎ
ｍ）を用いているが、その代わりにｇ線、ｉ線、及びＫ
ｒＦエキシマレーザなどの遠紫外（ＤＵＶ）光を用いる
ことができる。
【００５０】上記実施形態のようにＡｒＦエキシマレー
ザやＦ2レーザを光源とする走査型露光装置では、照明
光学系に使われる光学素子（レンズエレメント）は全て
蛍石となり、かつレーザ光源、照明光学系及び投影光学
系内の空気は、ヘリウムガスで置換されるとともに、照
明光学系と投影光学系との間、及び投影光学系とウエハ
との間などもヘリウムガスで満たされる。
【００５１】また、ＡｒＦエキシマレーザやＦ2レーザ
を用いる露光装置では、蛍石、フッ素がドープされた合
成石英、フッ化マグネシウム、及び水晶等のいずれか１
つで作られたレチクルが使用される。
【００５２】なお、ＡｒＦエキシマレーザ等の代わり
に、例えば波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍの
いずれか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よい。
【００５３】また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザを、例えばエルビウム（又はエルビゥムとイットリ
ビウムの両方）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喚した高調
波を用いてもよい。
【００５４】例えば、上記の単一波長レーザの発振波長
を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長
が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は
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１．５４４〜１．５
５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲
内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一
波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．
５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲
内の１０倍高調波、即ちＦ2レーザ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１４７〜１６０
ｎｍ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、即
ちＦ2レーザ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テルビウム・ド
ープ・ファイバーレーザを用いる。
【００５５】ところで、投影光学系は、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
ックウェ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、又はマスクを製造
するために、ガラス基板、又はシリコンウェハなどに回
路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による投影光学系を露光装置に適用した
際の概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明による第１実施例のレンズ構成図であ
る。
【図３】本発明による第２実施例のレンズ構成図であ
る。
【図４】本発明による第１実施例の諸収差図である。
【図５】本発明による第２実施例の諸収差図である。
【符号の説明】
Ｇ1 第１群 Ｇ2 第２群 Ｇ3 第３群 ＩＳ 照明光学装置 Ｌ111,Ｌ121,Ｌ311,Ｌ321 レンズ Ｌ112,Ｌ122,Ｌ132,Ｌ312,Ｌ322 レンズ Ｍ1 第１反射鏡 Ｍ2 第２反射鏡 ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル ＲＳ レチクルステージ Ｗ ウェハ ＷＳ ウェハステージ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１物体の像を第２物体上へ縮小投影す
    る投影光学系において、 前記第１物体を介した光の光路上に配置されて、少なく
    とも１つの正レンズを含む第１群と；前記第１群と前記
    第２物体との間の光路中に配置されて、第１反射鏡を含
    む第２群と；前記第２群と前記第１物体との間の光路中
    に配置された凹面形状の第２反射鏡と；前記第２反射鏡
    と前記第２物体との間の光路中に配置されて、少なくと
    も１つの正レンズを含む第３群と；を含み、 前記第１反射鏡は、中心を含む所定領域に前記第２反射
    鏡から前記第２物体へ向かう光を通過させるための第１
    の光通過部分を有し、 前記第２反射鏡は、中心を含む所定領域に前記第１物体
    から前記第１反射鏡へ向かう光を通過させるための第２
    の光通過部分を有し、 前記第２物体側にテレセントリックな光束に基づいて前
    記第２物体上に前記第１物体の１次像を形成することを
    特徴とする投影光学系。
  2. 【請求項２】 前記第２反射鏡の横倍率をβM2とすると
    き、 −０．８＜βM2＜０ （１） の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の投影光
    学系。
  3. 【請求項３】 前記第２反射鏡の曲率半径をＲM2とし、
    当該第２反射鏡の第２物体からの距離をＤM2とすると
    き、 ０．１＜−ＤM2／ＲM2＜２ （２） の条件を満たすことを特徴とする請求項１及び２のいず
    れか一項記載の記載の投影光学系。
  4. 【請求項４】 前記第１反射鏡と前記第２反射鏡との間
    の距離をＤM1、反射鏡Ｍ2から第３レンズ群までの距離
    をＤM3とするとき、 ０．６＜｜ＤM1／ＤM3｜＜１．３ （３） の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいず
    れか一項記載の投影光学系。
  5. 【請求項５】 前記第１反射鏡の曲率半径をＲM1とする
    とき、 −０．８＜ＲM2／ＲM1＜０．８ （４） の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいず
    れか一項記載の投影光学系。
  6. 【請求項６】 前記第３レンズ群の焦点距離をＦ3と
    し、前記第３群中の正レンズの屈折率をＮ3とすると
    き、 −０．０５＜１／（Ｆ3×Ｎ3）−２／ＲM2＜０．０５ （５） の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいず
    れか一項記載の投影光学系。
  7. 【請求項７】 前記光学系の第１物体側は、前記１つの
    正レンズより前記第２物体側に配置された少なくとも１
    つの負レンズを含み、 第１群中の前記１つの正レンズの焦点距離をｆL1とし、
    前記第１群中の前記１つの負レンズの焦点距離をｆL2と
    するとき −０．５＜（ｆL1＋ｆL2）／（ｆL1−ｆL2）＜０．５ （６） の条件を満足し、 前記第１物体側がテレセントリックであることを特徴と
    する請求項１乃至６の何れか一項記載の投影光学系。
  8. 【請求項８】 前記光学系を構成する全ての光学部材
    は、実質的に共通の光軸に沿って配置され、 前記第１及び第２の共通部分が占める領域は前記光軸を
    含んでいることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一
    項記載の投影光学系。
  9. 【請求項９】 前記第１物体を支持する第１支持部材
    と、 前記第１物体を所定の波長光で照明するための照明光学
    系と、 前記第２物体を支持する第２支持部材と、 前記第１物体上に前記第１物体の一次像を形成するため
    の請求項１乃至請求項８のいずれか一項記載の投影光学
    系とを備えることを特徴とする投影露光装置。
  10. 【請求項１０】 所定の回路パターンが描かれた前記第
    １物体である原板を紫外域の露光光で照明する工程と、 請求項１乃至請求項８のいずれか一項記載の投影光学系
    を用いて前記照明された原板の像を前記第２物体である
    基板上に形成する工程とを含む投影露光方法。
JP11023775A 1999-02-01 1999-02-01 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法 Withdrawn JP2000221405A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11023775A JP2000221405A (ja) 1999-02-01 1999-02-01 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11023775A JP2000221405A (ja) 1999-02-01 1999-02-01 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000221405A true JP2000221405A (ja) 2000-08-11

Family

ID=12119726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11023775A Withdrawn JP2000221405A (ja) 1999-02-01 1999-02-01 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000221405A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012144012A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Canon Inc 光書き込みヘッド及び画像形成装置
JP2013242595A (ja) * 2007-10-02 2013-12-05 Kla-Tencor Corp 反射対物鏡、ミラーを有する広帯域対物光学系、及び屈折レンズを有する光学撮像システム、及び２つ以上の結像経路を有する広帯域光学撮像システム
US9052494B2 (en) 2007-10-02 2015-06-09 Kla-Tencor Technologies Corporation Optical imaging system with catoptric objective; broadband objective with mirror; and refractive lenses and broadband optical imaging system having two or more imaging paths

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013242595A (ja) * 2007-10-02 2013-12-05 Kla-Tencor Corp 反射対物鏡、ミラーを有する広帯域対物光学系、及び屈折レンズを有する光学撮像システム、及び２つ以上の結像経路を有する広帯域光学撮像システム
US9052494B2 (en) 2007-10-02 2015-06-09 Kla-Tencor Technologies Corporation Optical imaging system with catoptric objective; broadband objective with mirror; and refractive lenses and broadband optical imaging system having two or more imaging paths
JP2012144012A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Canon Inc 光書き込みヘッド及び画像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7006304B2 (en) Catadioptric reduction lens
US7079314B1 (en) Catadioptric optical system and exposure apparatus equipped with the same
US7312463B2 (en) Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US9500943B2 (en) Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US7130018B2 (en) Catoptric projection optical system, exposure apparatus and device fabrication method
JP3750123B2 (ja) 投影光学系
JPH103039A (ja) 反射屈折光学系
US20020176063A1 (en) Projection optical system, and projection exposure apparatus having the projection optical system, projection method thereof, exposure method thereof and fabricating method for fabricating a device using the projection exposure apparatus
JPH11214293A (ja) 投影光学系及び該光学系を備えた露光装置並びにデバイス製造方法
US20060126048A1 (en) Projection optical system and exposure apparatus having the same
JP2001185480A (ja) 投影光学系及び該光学系を備える投影露光装置
JP2007311789A (ja) 投影露光装置、投影露光方法及び投影対物レンズ
JP5253081B2 (ja) 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
US20020167650A1 (en) Projection optical system and exposure apparatus with the same
JP2002082285A (ja) 反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置
JP2000221405A (ja) 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法
JP2000121933A (ja) 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びにデバイス製造方法
JP2000206410A (ja) 投影光学系、投影露光装置、及び投影露光方法
JP2004271552A (ja) 拡大投影光学系
JP2000284178A (ja) 投影光学系及び該投影光学系を備える投影露光装置
JP2000208396A (ja) 視野絞り投影光学系及び投影露光装置
JPH11352404A (ja) 投影露光装置及びデバイス製造方法並びに反射屈折光学系
JP2009162951A (ja) 反射屈折型投影光学系及びそれを有する露光装置
JPH11354436A (ja) 投影露光装置及び方法、並びに反射屈折光学系

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060404