JP2001221950A - 非球面要素を有する投射露光レンズ - Google Patents

非球面要素を有する投射露光レンズ

Info

Publication number
JP2001221950A
JP2001221950A JP2000402836A JP2000402836A JP2001221950A JP 2001221950 A JP2001221950 A JP 2001221950A JP 2000402836 A JP2000402836 A JP 2000402836A JP 2000402836 A JP2000402836 A JP 2000402836A JP 2001221950 A JP2001221950 A JP 2001221950A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
projection exposure
lenses
lens according
exposure lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000402836A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001221950A5 (ja
Inventor
David R Shafer
デヴィッド・アール・シェイファー
Wilhelm Ulrich
ヴィルヘルム・ウルリッヒ
Helmut Beierl
バイエル・ヘルムート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG filed Critical Carl Zeiss AG
Publication of JP2001221950A publication Critical patent/JP2001221950A/ja
Publication of JP2001221950A5 publication Critical patent/JP2001221950A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0892—Catadioptric systems specially adapted for the UV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G02B13/143—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation for use with ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投射露光レンズを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 被写体面Ｏと、ビームを分離するための
光学要素と、凹面鏡と、像平面ＩＭＧと、被写体面Ｏと
ビームを分離するための光学要素との間に配置された第
１のレンズ系ＦＬＳと、ビームを分離するための光学要
素と凹面鏡との間に配置された第２の二重パスレンズ系
ＳＬＳと、ビームを分離するための光学要素と像平面と
の間に配置された第３のレンズ系ＴＬＳと、を備えた投
射露光レンズであり、第１、第２、第３のレンズ系の少
なくとも１つのレンズもしくは鏡面が非球面であり、投
射露光レンズの開口数ＮＡが０．７以上、好ましくは
０．８以上であり、最大の像高さが１０ｎｍよりも大き
いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子又は他
の微構造デバイスをフォトリソグラフィによって製造す
るために使用されるウエハスキャナもしくはウエハステ
ッパのような投射露光装置の投射露光レンズに係わり、
より詳細には、そのような投射露光装置に使用される被
写体側反射屈折系及び屈折系を有する反射屈折投射光学
レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】Friedman氏に付与された米国特許第4,77
9,966号明細書は、そのようなレンズの初期の例を開示
しているが、反射屈折系が像側に配置されている。シュ
ップマン・アクロマート（Schupmann achromat）の原理
から始まる現像（開発）が記載されている。第２のレン
ズ材料を回避することがこの発明の重要な点であり、し
たがって、全てのレンズが石英ガラスから成る。光源が
特定されておらず、帯域幅が１ｎｍに制限されている。
【０００３】Singh氏に付与された米国特許第５，０５
２，７６３号明細書（欧州特許文献第 0 475 020号）が
他の例である。ここでは、異常な収差が各サブシステム
により個々に十分補正される。したがって、反射屈折系
が１：１の系であり且つ被写体と第１の偏光ミラーとの
間にレンズが配置されていないことが好ましい。全ての
例は、石英ガラスレンズだけを提供している。ＮＡは
０．７まで達しており、２４８ｎｍエキシマレーザもし
くは他が提案されている。異なるレンズ材料を用いて有
色補正を回避する十分なものとして、レーザの狭いライ
ンが提案されている。
【０００４】Takahashi氏に付与された米国特許第5,69
1,802号明細書が他の例である。ここでは、第１の偏光
ミラーと凹面鏡との間に収斂屈折力を有する第１の光学
要素群が必要とされている。これは、ミラーの径を減少
させるためであり、したがって、収斂レンズが第１の偏
光ミラーの近傍に配置される。全ての実施形態は、多数
のＣａＦ2レンズを示している。
【０００５】Takahashi氏の欧州特許第 0 736 789号公
開公報が１つの例である。ここでは、プラスマイナスプ
ラス屈折力をもって、また、凹面鏡の径を減少させる目
的をもって、第１の偏光ミラーと凹面鏡との間に３つの
レンズ群を配置することが要求されている。したがっ
て、第１の反射ミラーのやや近傍に第１の収斂レンズが
配置される。また、収色法のために多くのＣａＦ2レン
ズが使用されている。
【０００６】Omura氏の独国特許第 197 26 058号公開公
報は１つの系を開示している。この系では、反射屈折系
が０．７５≦β1≦０．９５の縮小率を有し、この系の
幾何学的構成に関して、所定の関係が満たされている。
また、収色法のために多くのＣａＦ2レンズが使用され
ている。
【０００７】例えば、Giatzel,. E.， Zeiss-Informati
on 26(1981), No.92の８頁〜１３頁に見られるように、
マイクロリソグラフィ投射露光系の純粋に屈折するレン
ズに関しては、光ビームが大きく２倍に広がるレンズ設
計が良く知られている。＋−＋−＋レンズ群を有するそ
のような投射レンズの最近の例は、Matsuzawa氏及びSue
naga氏の欧州特許文献第 0 770 895号に開示されてい
る。
【０００８】しかしながら、発明の一般的なタイプの知
られた反射屈折レンズのうち、屈折する一部の対物レン
ズは、非常に単純な構成を示している。
【０００９】非球面であるレンズもしくはミラーから成
る反射屈折投射露光レンズは、日本国特許文献JP10-104
29号及び欧州特許文献第 0 869 383号によって公知であ
る。
【００１０】日本国特許文献JP10-10429号によれば、非
球面は反射ミラーの近傍に配置されている。
【００１１】反射ミラーの近傍に非球面を配置すること
によって、歪みを良好に補正できる。また、日本国特許
文献JP10-10429号に係る系は中間像を有している。
【００１２】少なくとも２つの非球面を有する反射屈折
系は、欧州特許文献第 0 869 383号で知られている。軸
外収差を補正するために、非球面の一方は、以下の条件
を満たす。
【００１３】ｈ／φ＜０．８５
【００１４】また、軸上収差を補正するために、非球面
の他方は、以下の条件を満たす。
【００１５】０．８５＜ｈ／φ＜１．２
【００１６】この場合、ｈは、被写体面と光軸の交差部
から放射され且つ最大の開口数ＮＡを有するレンズ面を
透過する光ビームの各レンズ面での高さであり、φは、
開口絞りの絞り半径である。欧州特許文献第 0 869 383
号の目的は、非球面を使用することによって高画質を得
ることである。
【００１７】特に、欧州特許文献第 0 869 383号は、非
球面を使用することによって、反射屈折系のレンズの数
を減らすことができる点だけを言及している。また、欧
州特許文献第 0 869 383号は中央像を有する系だけに関
するものである。特定の実施形態として、欧州特許文献
第 0 869 383号は、中間像の近傍に配置された第１の非
球面を有する系を示している。一方、第２の非球面は、
反射屈折系の凹面鏡の近傍もしくは開口絞りの近傍に配
置されている。
【００１８】国際公開第99/52004号は、少ない数のレン
ズを有する反射屈折対物レンズの実施形態を開示してい
る。１６個のレンズを有し、それらの少なくとも４つが
非球面レンズで且つ開口数が０．６５である系は、この
国際公開第99/52004号から知られている。
【００１９】複雑な光学系を使用すると、結像エラーを
非球面によって個別に扱うことがうまくできず、結像エ
ラーの補正に全体として影響を及ぼすことがあまりでき
ないことは、E. Heynacher， Zeiss-Information 24, p
p.19-25(1978/79)， Heft 88から知られている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】量及び質において現在利用可能なＣａＦ2の限
界を考慮して、大きな開口数、大きな像領域及び十分な
帯域幅が得られるとともに、強固で安定した構造が得ら
れる新たな構成原理をもつ反射屈折光学系を提供するこ
とが本発明の目的である。したがって、ＤＵＶ（１９３
ｎｍ）及びＶＵＶ（１５７ｎｍ）系のため、投射露光レ
ンズにおけるレンズの数を最小限に抑えることが本発明
の主な目的である。また、前記系は、中間像を有する系
に限定されない。
【００２１】前記目的を達成するため、本発明では、請
求項１に係る投射露光レンズが提供されている。
【００２２】投射露光レンズ全体の吸収損失及び反射損
失を低減するためにレンズの数を最小限に抑えることが
本発明の更なる目的である。
【００２３】投射露光レンズの第２の二重パスレンズ系
では、レンズ材料の望ましくない吸収作用及び表面での
望ましくない反射損失が２倍となるため、第２の二重パ
スレンズ系のレンズの数を減らすことによって、前記更
なる目的を達成することができる。
【００２４】本発明において、第２のレンズ系は、最大
で５つのレンズ、好ましくは２つ又は３つのレンズを備
えている。
【００２５】本発明の好ましい実施形態において、発散
屈折力は、ビームを分割するための光学要素と凹面鏡と
の間で、第２のレンズ系内に設けられる。前記発散屈折
力は、２つの発散レンズに有利に分割される。
【００２６】有色長さ収差ＣＨＬを補正する更なる好ま
しい実施形態において、第２のレンズ系は過大補正を行
ない、一方、第１及び第３のレンズ系は過小補正を行な
う。
【００２７】本発明に係る第２のレンズ系の長いドリフ
ト部は、幾つかの利点を提供する。すなわち、 − 第２のレンズ系のレンズ要素の装着が、従来から知
られる対物レンズよりも簡単である。 − 第２のレンズ系のレンズ及び凹面鏡を別個のレンズ
群として装着でき、ビームを分割するための光学要素と
第２のレンズ系の第１のレンズとの間に金属チューブが
不要となる。
【００２８】従属請求項４〜６１の１又は２以上の特徴
を含むと、更なる有利な実施形態を得ることができる。
【００２９】請求項１〜６１の少なくとも１つに係る投
射露光レンズを公知の装置に組み入れることにより、請
求項６２の有利な投射露光装置が得られる。
【００３０】リソグラフィによって微構造デバイスを製
造する本発明に係る方法は、先の請求項６２に係る投射
露光装置を使用することを特徴とする。請求項６３は、
この方法の有利な形態を与える。
【００３１】以下の詳細な説明及び添付図面を参照すれ
ば、本発明を十分に理解することができるが、これらの
詳細な説明及び添付図面は、単なる一例であり、本発明
を限定するものとして見なすべきではない。本発明の適
用範囲は、以下の詳細な説明から明らかである。しかし
ながら、本発明の思想や範囲内で様々な変更や改良を加
えることができることは、詳細な説明から当業者にとっ
て明らかであるため、詳細な説明及び本発明の好ましい
実施形態を示す特定の例は、単なる一例として与えられ
ている。
【００３２】
【発明の実施の形態】まず、図示しないが、本発明に係
る投射露光レンズが使用される投射露光装置について説
明する。投射露光装置は、例えば、帯域幅が適度に狭い
配列を有するエキシマレーザ光源を備えている。照明系
は、投射レンズのテレセントリックな要求を満たす、厳
しく限定された非常に均一な広い照明領域を形成すると
ともに、１つの照明モードを選択できる。そのような照
明モードは、コヒーレンスの角度を変えられる従来の照
明や、環状もしくは４極の照明であっても良い。
【００３３】ウエハスキャナ投射露光装置の場合には、
走査ドライブを有するマスクレスプ焦点板（mask resp.
reticle）保持走査システムによって、マスク又は焦点
板が照明領域内に移動される。以下、本発明に係る投射
露光レンズについて詳細に説明する。
【００３４】投射露光レンズは、ウエハ上にマスクの縮
小された像を形成する。ウエハは、保持されて操作さ
れ、その後、走査ユニットによって走査される。
【００３５】全てのシステムは制御ユニットによって制
御される。そのようなユニットとその使用方法は、マイ
クロリソグラフィ投射露光技術において知られている。
【００３６】しかしながら、高いスループットで約０．
２μｍ及び０．２μｍより小の分解能の露光構造では、
０．６５〜０．８もしくはそれ以上の高い像側開口数
で、例えば７×２０ｍｍ2〜１０×３０ｍｍ2の非常に広
い矩形もしくは円形走査像領域をもって、非常に有効な
帯域幅の１９３ｎｍ、最終的には２４８ｎｍあるいは１
５７ｎｍのエキシマレーザ波長（例えば１９３ｎｍで１
５ｐｍ）で操作できる各種の投射露光レンズが要求され
ている。
【００３７】この設計思想は、適当なレンズ材料、例え
ばＬｉＦを用いて、１２６ｎｍ用に簡単に修正できる。
【００３８】先に引用された従来技術の光学系は、原理
的には、１２６ｎｍ用に作られている。
【００３９】しかしながら、本発明によれば、多くの手
段や特徴がこれらの光学系を向上していることが分か
る。
【００４０】図１の断面図に示される石英ガラスレンズ
のみを使用した例によって得られたレンズデータが、添
付書類のコードＶ形式の表１に示されている。単一のレ
ンズ材料だけを使用しているため、この構成は他の波長
２４８ｎｍ又は１５７ｎｍにも簡単に適合可能である。
表１の要素（objects）の番号は、図１の参照符号と一
致している。
【００４１】中間像ＩＭＩは自由に接近しやすいため、
視野絞りを簡単に挿入することができる。開口絞りＳＴ
Ｏも非常に接近しやすい。
【００４２】反射屈折光学系のビーム分割は、図１〜図
７の実施形態には示されていない。ビーム分割は、例え
ば米国特許第5,742,436号明細書に開示されたビームス
プリッタプリズムのような物理的なビームスプリッタに
よって行なわれる。この米国特許第5,742,436号明細書
の内容は本願に完全に包含される。
【００４３】偏光ミラーを使用することもできる。その
ような実施形態において、反射屈折光学系の偏光ミラー
の幾何学的な構成は、凹面鏡１２に達する光ビーム及び
凹面鏡１２から来る光ビームの分離要求及びレンズ間隔
の要求によって決められる。
【００４４】２つの偏光ミラーを配置することによっ
て、光軸を真直ぐにすることができるとともに、基面Ｏ
と像平面ＩＭＧとの間を平行状態にすることができる。
すなわち、マスクレスプ焦点板とウエハとが平行になっ
て容易に走査され得る。しかしながら、偏光ミラーのう
ちの１つを、排除あるいは屈折レンズである第３のレン
ズ系ＴＬＳの偏光ミラーに取って代えることもできる。
また、偏光ミラーをプリズム等の他の偏光光学要素に取
って代えることができることは言うまでもない。
【００４５】単光束領域である第１のレンズ系ＦＬＳの
基面１の近傍には、表面２、３を有する適度な収斂レン
ズが配置されている。その焦点距離は、凹面鏡１３から
の距離と略等しい。
【００４６】これによって、凹面鏡１３が瞳孔平面内に
置かれ、したがって、必要な距離を最小に抑えることが
できる。
【００４７】表面６、７、８、９、１０、１１を有する
３つのレンズから成る第２の二重パスレンズ系ＳＬＳに
は、表面６、７を有する第１のレンズとして、他の収斂
レンズが配置されている。ユニットが小さくなるにつれ
て、２００ｍｍ〜３００ｍｍ径の凹面鏡の製造条件は厳
しくなってくるため―ＣａＦ2から成るレンズと異な
り、均一性等が大きな制限を与える場合―凹面鏡１００
の半径を減少させるために、表面６、７を有するこの収
斂レンズを使用する必要はない。
【００４８】第２のレンズ系ＳＬＳの表面８、９、１
０、１１を有する２つの発散レンズは、知られた方法に
よって凹面鏡１３と協働し、これによって、大きな入射
角及び大きな曲率が得られ、したがって、凹面鏡１３の
大きな補正作用が得られる。
【００４９】反射屈折光学系の二重パス領域のレンズの
数を、少ない数、本実施形態では３つに制限することは
重要である。なぜなら、光学系のこの部分において、全
てのレンズは、補正の自由度を更に与えることなく、系
のエネルギ伝達や波面特性の悪化が２倍となるからであ
る。
【００５０】図１に係る実施形態は、投射露光レンズの
第２の二重パスレンズ光学系ＳＬＳに、たった１つの非
球面９、１６を有している。非球面９、１６は、ウエハ
上もしくは前記非球面を有するレンズの像ＩＭ側に配置
されている。
【００５１】中間像平面ＩＭＩには、有利に散在光を減
少させる視野絞りが挿入されていることが好ましい。
【００５２】中間像ＩＭＩの後方に位置する第３のレン
ズ系ＴＬＳは、原理的には、技術的に知られている。図
示された実施形態において、第３のレンズ系は、非球面
を全く有していない。構成の詳細は、本出願の添付書類
のコードＶ形式の表１に示されている。
【００５３】像側ＮＡ＝０．７０である図１の本発明の
例は、０．０１５ｎｍの帯域幅のエキシマレーザ源を使
用して、軸から６ｍｍずれた３０×７ｍｍ2の矩形の像
領域にわたって、０．２μｍ未満の分解能で微構造を印
刷するのに適している
【００５４】図２及び表２は異なる構成を示している。
第２のレンズ系ＳＬＳは、２回通過する表面を有する合
計で４つのレンズを備えている。図１に示された実施形
態と異なり、非球面１６０は、像ＩＭＧレスプウエハの
方に面する第３のレンズ系ＴＬＳに配置されている。こ
の実施形態の詳細は添付書類のコードＶ形式の表２に与
えられている。表２の要素の番号は、図２の参照符号と
一致している。
【００５５】添付された図３、図４及び表３及び表４
は、本発明に係る投射露光レンズの他の実施形態を示し
ている。先に示した実施形態と同様、全て、像側ＮＡ＝
０．７０である。また、表３及び表４の要素の番号は、
図３及び図４の参照符号と一致している。
【００５６】非球面が凹面鏡２１１に設けられているた
め、第２のレンズ系及び凹面鏡から成る反射屈折光学系
が主要な変更部分となっている。これによって、反射屈
折光学系のレンズの数を減らして合計３つにすることが
できる。表面２０６、２０７、２０８、２０９を有する
２つの発散レンズだけが２回通過されなければならな
い。
【００５７】図３に示される実施形態において、投射露
光レンズは、非球面を１つだけ有している。これに対
し、図４の実施形態では、もう１つの他の非球面が第３
のレンズ系ＴＬＳに配置されている。第３のレンズ系の
他の非球面は、像ＩＭＧレスプウエハの方に面してい
る。これらの実施形態の詳細は、添付書類のコードＶ形
式の表３及び表４に与えられている。
【００５８】第５の実施形態が図５及び表５に示されて
いる。第３のレンズ系だけに非球面が設けられている。
【００５９】光学系の詳細は、添付書類のコードＶ形式
の表５に与えられている。表５の要素の番号は、図５の
参照符号と一致している。
【００６０】図６に示される本発明の第６の実施形態に
おいて、非球面は、中間像ＩＭＩから遠く離れた第３レ
ンズ系の表面５３３、５３９上及び第２のレンズ系ＳＬ
Ｓに配置されている。この実施形態において、第２のレ
ンズ系の凹面鏡５１３は非球面を有している。
【００６１】光学系の詳細は、添付書類のコードＶ形式
の表６に与えられている。表６の要素の番号は、図６の
参照符号と一致している。
【００６２】図７に示される本発明の第７の実施形態に
おいて、非球面は、第６の実施形態と同様、中間像ＩＭ
Ｉから遠く離れた第３レンズ系の表面６３１、６３７、
６４８上及び第１のレンズ系の表面６０３上に配置され
ている。第６の実施形態と異なり、第１のレンズ系の非
球面は、凹面鏡上ではなく、要素Ｏレスプ焦点板の近傍
のレンズ上に配置されている。
【００６３】光学系の詳細は、添付書類のコードＶ形式
の表７に与えられている。表７の要素の番号は、図７の
参照符号と一致している。
【００６４】本出願の導入部分で引用された国際公開第
99/52004号は、一般的な反射屈折対物レンズ像側におい
て、少なくとも４つの非球面を有する１６個未満のレン
ズを使用して、最大で０．６５の像側開口数が得られる
技術を開示している。
【００６５】本発明は、０．７〜０．８５の開口数をも
った高い分解能が、制限されない像領域で、従来技術を
改良して、０．７ＮＡレンジの少ない非球面で得られる
技術を開示している。引用された出願国際公開第99/520
04号の第４の実施形態のように１０個のレンズに８個の
非球面を使用するとともに１つの平面プレートを使用し
て０．６５ＮＡを得る場合と異なり、本発明では、１６
個の数のレンズで、レンズ毎に１つの非球面を設けて、
凹面鏡で０．８５ＮＡが得られる。
【００６６】被写体面（object plane）と第１のレンズ
系のような二重パスレンズ群との間に、少なくとも１つ
のレンズ、好ましくはレンズを１つだけ挿入することが
有益である。これは収斂レンズであっても良い。この場
合、被写体側のテレセントリックが最適化される。この
レンズを非球面にすること、それをメニスカス状に曲げ
ること、凹面を非球面にすることは、特に好ましい手段
である。その被写体側の表面の曲率を小さくすることが
更に好ましい。
【００６７】さらに、第１のレンズ系ＦＬＳのこのレン
ズは、レンズの組立が完了した後でも容易に接近できる
ため、自由形式の非球面であっても良い補正面を実施す
るために使用される。
【００６８】さらに、この第１のレンズ系を軸からずら
すことができ、その対称軸を被写体領域（視野）の中心
と光軸との間に配置できることは、本発明の非常に重要
な研究成果である。これにより、従来のように、軸上走
査系を有する対称な照明光学系を得ることができる。一
般に、このレンズにおいては、被写体側のテレセントリ
ックが非常に良好に維持されるような設計努力がなされ
た。したがって、反射屈折設計で必要とされる軸外被写
体領域をもってさえ、照明光学系は被写体領域の中心に
対して軸対称となることができ、これによって、この光
学系の径を小さくすることができ、結果的にコストを大
幅に低減することができる。
【００６９】さらに、第１のレンズ系の領域内の光軸
を、屈折する一部の系の平行な光軸に関して、凹面鏡か
ら離れるようにずらすことができる。これにより、本発
明の好ましい変形例では、隣接して配置された２つの折
り曲げ鏡上で照明領域の良好な分割が可能となる。この
オフセットは、図５、図６、図７の実施形態では２．９
５ｍｍであり、ＮＡ＝０．８５である図８の実施形態で
は１７．５ｍｍであり、ＮＡ＝０．７５である図９の実
施形態では１２．５ｍｍである。図８及び図９の実施形
態の詳細は、添付書類のコードＶ形式の表８及び表９に
与えられている。表８及び表９の要素の番号は、図８及
び図９の参照符号と一致している。
【００７０】第１０の実施形態が図１０に示されてい
る。図１０の実施形態の詳細は、添付書類のコードＶ形
式の表１０に与えられている。表１０の要素の番号は、
図１０の参照符号と一致している。第１０の実施形態
は、−０．２の倍率をもった５×減少光学系（reductio
n system）である。像側開口数ＮＡは０．８０である。
投射レンズは、１７個のレンズと、１つの凹面鏡１０１
２と、平面保護プレート１０５０、１０５１とから成
る。全てのレンズはフッ化カルシウム（ＣａＦ2）によ
って形成されている。第３のレンズ系の８個のレンズは
非球面を有しているが、第２のレンズ系の全てのレンズ
及び凹面鏡は球面レンズである。像平面ＩＭＧ内で、矩
形の領域は２２ｍｍ×７ｍｍの寸法を有している。この
場合、領域の中心は、第３のレンズ系ＴＬＳの光軸ＯＡ
３から４．６２ｍｍだけずれた軸外に配置されている。
投射レンズは、１５７．６３ｎｍ＋／−０．６ｐｍの波
長に関して最適化される。多色波面収差は全ての視野高
さで最大１０ミリ波を示し、単色波面収差は最大で４ミ
リ波を示す。表面１００６、１００７、１００８、１０
０９、１０１０、１０１１を有する二重パスレンズ群の
光軸ＯＡ２と第１のレンズ群の軸ＯＡ１との間の折り曲
げ角度は１０４°である。したがって、第２の二重パス
レンズ系のレンズ及び凹面鏡１０１２の全ての光ビーム
は、被写体面Ｏからの第１のレンズ群の第１のレンズの
離間距離よりも、被写体面Ｏから大きく離れている。
【００７１】図１１は折り曲げミラーＭ１’、Ｍ２’の
他の配置を示している。この場合、折り曲げミラーＭ
１’、Ｍ２’は稜線を共有していない。ここでは、非常
に大きなずれが必要となる。このようにすると、被写体
と像との間の構成距離を小さくでき、折り曲げミラーの
光ビームが透過する新たな妥協の可能性が開かれる。
【００７２】他の示される実施形態の折り曲げミラー
は、共通のプリズム基質上で都合良く設けられる。
【００７３】あるいは、折り曲げミラーは、光ビームが
透過するプリズムの内面であっても良い。屈折率が大き
いプリズム材料、すなわち、フッ化カルシウム、他のク
リスタル、石英ガラス、他の光学ガラスを使用すれば、
開口数が大きいビームをよりコンパクトに伝達すること
ができる。
【００７４】折り曲げミラーは、高反射薄膜でコーティ
ングされていることが有利である。この高反射薄膜は、
その厚さにより、異なる角度の反射で生じる位相シフト
の変化を非常に有利に補正することができる。
【００７５】あるいは、折り曲げミラーは、これらの位
相効果や系の結像の僅かなエラーすなわち製造公差の僅
かなエラーを補正するために、僅かに非球面を成してい
るが軸対称ではない自由形式の表面を有して形成するこ
とができる。
【００７６】本発明の好ましい構成は、第２の二重パス
レンズ系及び凹面鏡が折り曲げられていない光軸に沿っ
て配置されるとともに、その領域内に２つの折り曲げミ
ラーを有し、このサブシステムの光軸が第１のレンズ群
及び屈折する一部の対物レンズの光軸と公差する点で、
引用された従来の技術と異なる。第２の二重パスレンズ
系の光軸と他の軸との間の折り曲げ角度は９０°から有
利に逸れている。これにより、レンズ及びミラーにおい
て、全ての光ビームは、被写体面からの第１のレンズ群
の第１のレンズ面の離間距離よりも、被写体面から大き
く離れる。その結果、走査の際に必要な被写体面への自
由な接近が、光学要素の装着に必要な空間と干渉しな
い。
【００７７】本発明の更に重要な点は、二重パスレンズ
群が最小の数のレンズを有しているという設計である。
この場合、１つのレンズを追加することによって得られ
る結像補正の自由度は、レンズ材料における望ましくな
い吸収作用及び表面での望ましくない反射損失を２倍に
する。したがって、折り曲げミラーで光束を分離すると
ともに、二重パスレンズ群によって定められるサイドア
ームの長さを比較的短く維持するために、凹面鏡を使用
するのに必要なレンズだけが設けられる。
【００７８】図示された実施形態において、中間像ＩＭ
Ｉは、二重パスレンズ群の次に配置された折り曲げミラ
ーの直ぐ後側に設けられている。折り曲げミラーと中間
像との間の空間は狭くなりがちであるが、１又は他のレ
ンズをここにうまく導入することができる。
【００７９】中間像ＩＭＩの後側近傍に配置された複数
のレンズは、軸外に大きく外れて位置された光束によっ
て照明される。そのため、光吸収によって生じるレンズ
加熱により、非常に非対称な乱作用を生じる。したがっ
て、この空間内のレンズの数は少なく維持され、これら
のレンズへの加熱作用を低く抑えるために、通常の形状
及び厚さとする。
【００８０】中間像に隣接するレンズを非球面にするこ
とは、欧州特許文献第０ ８６９３８３号に十分に示唆
されている。しかしながら、前記非対称作用以外に、こ
れを好ましくないものとする更なる問題がある。中間像
は、その機能につき、補正が悪い対物レンズ内にあるた
め、領域の特定の像エラーの分離が乱される。
【００８１】また、例えば、E. Heynacher， Zeiss-Inf
orm. 24, 19-25(1978/79) Heft 88から分かるように、
複雑な光学系を使用すると、結像エラーを非球面によっ
て個別に扱うことがうまくできず、全ての結像エラーの
補正に全体として影響を及ぼすことがあまりできないこ
とは、前から知られている。したがって、関連する結像
エラーに対する相対的な影響が異なるレンズ面上に非球
面を分配することが好ましい。
【００８２】特に、被写体側の第１のレンズの非球面作
用は、中間像に非常に近い１つのレンズよりも歪みに対
して大きな影響を示す。
【００８３】欧州特許文献第0 869 383号は、非球面の
他の状態、すなわち、図９及び表９の実施形態によって
示されるように、関連性が少ない、０．８５＜ｈ／φ＜
１．２、を与えている。ここで、このパラメータは、非
球面８０３＝０．０９、非球面８１１＝１．２２、非球
面８１３＝１．２３、非球面８３４＝０．８４、非球面
８４４＝０．７０、非球面８４９＝０．１４に関するも
のである。したがって、１又は２以上の非球面がこのパ
ラメータｈ／φを１．２よりも大きくなるように特徴付
ける場合には、この種のＮＡが高い対物レンズの補正に
おいて有益となる。
【００８４】また、ここでは、狭い空隙によって分離さ
れ且つ互いに対向して位置する非球面を使用する新規な
思想が、非球面凹面鏡８１３及び隣接する発散凹凸レン
ズの対向面８１１に導入される。これは、補正されるエ
ラーごとに１つの非球面を設けるといった考え方と異な
り、対物レンズの補正状態のより正確な影響を許容す
る。これは他の光学的な考えにおいても同様である。
【００８５】屈折する一部の対物レンズにおいては、中
間像ＩＭＩと開口絞りＳＴＯとの中央に長いドリフト空
間があるのが一般的である。一方、開口絞りＳＴＯと像
平面ＩＭＧとの間の空間は、複数のレンズで密に詰めら
れている。隣接するレンズとともに収斂エアーレンズを
形成する、開口絞りＳＴＯに対する凹凸レンズは、本発
明者の先に示した適用において導入される一般的な補正
要素である。また、この凹面（図９の符号８４４）は、
非常に効果的な位置の非球面である。開口絞りＳＴＯと
像平面ＩＭＧとの間の空間内のこの非球面もしくは他の
非球面は、開口絞りＳＴＯの他の側に略対称に配置され
た非球面（図９の符号８３４）と対を成す。
【００８６】本発明における開口数が大きい適用におい
て、最も像側のレンズの像側は、図９の面８４９や図８
の面７４９のように、有利に非球面に形成される。ここ
では、最も大きな入射角の光線が生じてこの非球面に特
有の影響を与える。
【００８７】現在のように半導体のロードマップが促進
すると、産業界では、かつて期待された以上に光学リソ
グラフィが広がっていく。今日では、１５７ｎｍの波長
放射を含み、光学リソグラフィは、商業条件下で７０ｎ
ｍノードの分解能で製造が可能である。５０ｎｍノード
は、極めて高い開口数（＞０．８）をもつ少なくとも１
５７ｎｍの光学素子を必要とする。１２６ｎｍ（Ａｒ2
レーザ）に至る広い波長は、光学要素（ミラーや、２、
３の透過性屈折レンズ要素、好ましくはＬｉＦレンズ要
素）が０．７を十分に超える開口数を達成できる場合
に、役に立つだけである。半導体のロードマップを露光
ツールのロードマップに変える場合、新たな波長が必要
となるだけでなく、極めて高いＮＡの光学要素が導入さ
れる。十分に高いプロセス許容範囲を確保するために、
大量生産においては、分解能を高める方法が実施され
る。高度なマスク技術に続いて、層仕立ての照明スキー
ムが使用される。
【００８８】そのような照明としては、リニアに偏向さ
れた光を有する照明や、像側の環状に偏向された光のた
めに開口絞り面に４分の１波長板を有する照明が有益で
ある。あるいは、同じ譲受人の独国特許第195 35 392号
公開公報（米国特許第08/717902号明細書）に開示され
ているような径方向に偏向された光であっても良い。
【００８９】そのような高い開口数の対物レンズは本発
明によって提供される。すなわち、図８及び表８は、２
２ｍｍ×７ｍｍのスリット走査像領域及び１５７．１ｎ
ｍのエキシマレーザラインの±０．６ｐｍのレーザ帯域
幅を使用するとともに、全てのレンズをフッ化カルシウ
ム結晶から形成して、５×減少光学系で、大きな像側開
口数ＮＡ＝０．８５を得ている。無論、このような高い
補正要求で、適度なＮＡ＝０．６５の実施形態をもつ国
際公開第９９／５２００４号で与えられた１５個のレン
ズの限界を上回っている。−しかし、１つの追加のレン
ズによってのみ、９つの球面である。多色波面収差は、
全ての視野高さで、最大で２０ミリ波を示す。−これら
の状態で、かなり良好な画質を示す。
【００９０】図９及び表９の実施形態は、大きな像側開
口数ＮＡ＝０．７５を有する１５７．１ｎｍ±０．６ｐ
ｍで２２ｍｍ×７ｍｍの像領域を使用した５×減少光学
系を特徴としている。１６個のレンズ及び１つの凹面鏡
は、前述したようにたった５つの非球面を使用して、最
大で２１ミリ波のｒｍｓの波面エラーで、これを得てい
る。
【００９１】焦点板やウエハ上でのガスパージのため、
例えば国際公開第99/52004号において広範囲に使用され
ているような平面保護プレートを導入することによっ
て、あるいは、平面の制限下で構成を変更することによ
って、そのような対物レンズの被写体側及び像側を平面
にすることが好ましい。
【００９２】本発明は、この明細書、請求の範囲、図
面、表で与えられる特徴のコンビネーション及びサブコ
ンビネーションの全てをカバーしている。
【００９３】実施形態は露光の走査スキームのために与
えられているが、本発明は、ステップアンドリピートや
ステッチングとともに有用である。ステッチンングによ
り、光学要素を特に小さくできる。
【００９４】
【表１】
【００９５】
【表２】
【００９６】
【表３】
【００９７】
【表４】
【００９８】
【表５】
【００９９】
【表６】
【０１００】
【表７】
【０１０１】
【表８】
【０１０２】
【表９】
【０１０３】
【表１０】
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図２】 第２の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図３】 第３の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図４】 第４の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図５】 第５の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図６】 第６の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図７】 第７の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図８】 第８の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図９】 第９の実施形態のレンズ構成の断面図であ
る。
【図１０】 第１０の実施形態のレンズ構成の断面図で
ある。
【図１１】 折り曲げミラーの他の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
Ｏ 被写体面 ＩＭＧ 像平面 ＦＬＳ 第１のレンズ系 ＳＬＳ 第２の二重パスレンズ系 ＴＬＳ 第３のレンズ系
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィルヘルム・ウルリッヒ ドイツ・73434・アーレン・レーダーラッ カリンク・44 (72)発明者 バイエル・ヘルムート ドイツ・89522・ハイデンハイム・ローベ ルト−コッホ−シュトラーセ・53

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体面と、 ビームを分離するための光学要素と、 凹面鏡と、 像平面と、 前記被写体面とビームを分離するための前記光学要素と
    の間に配置された第１のレンズ系と、 ビームを分離するための前記光学要素と前記凹面鏡との
    間に配置された第２の二重パスレンズ系と、 ビームを分離するための前記光学要素と前記像平面との
    間に配置された第３のレンズ系と、 を備え、 前記第１、第２、第３のレンズ系の少なくとも１つのレ
    ンズもしくは鏡面が非球面であり、投射露光レンズの開
    口数ＮＡが０．７又は０．７より大きく、好ましくは
    ０．８又は０．８より大きく、最大の像高さが１０ｍｍ
    よりも大きいことを特徴とする投射露光レンズ。
  2. 【請求項２】 第２のレンズ系が最大で５つのレンズを
    備えていることを特徴とする請求項１に記載の投射露光
    レンズ。
  3. 【請求項３】 被写体面と、 ビームを分離するための光学要素と、 凹面鏡と、 像平面と、 前記被写体面とビームを分離するための前記光学要素と
    の間に配置された第１のレンズ系と、 ビームを分離するための前記光学要素と前記凹面鏡との
    間に配置された第２の二重パスレンズ系と、 ビームを分離するための前記光学要素と前記像平面との
    間に配置された第３のレンズ系と、 を備え、 前記第２のレンズ系が最大で５つのレンズを備えている
    ことを特徴とする投射露光レンズ。
  4. 【請求項４】 前記第２のレンズ系が２つのレンズを備
    えていることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レ
    ンズ。
  5. 【請求項５】 前記第２のレンズ系が３つのレンズを備
    えていることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レ
    ンズ。
  6. 【請求項６】 前記２つのレンズが発散レンズであるこ
    とを特徴とする請求項４に記載の投射露光レンズ。
  7. 【請求項７】 前記３つのレンズのうちの少なくとも２
    つのレンズが発散レンズであることを特徴とする請求項
    ５に記載の投射露光レンズ。
  8. 【請求項８】 第２のレンズ系の２つのレンズの頂点間
    の距離は、前記凹面鏡の０．６*直径、好ましくは０．
    ５*直径よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載
    の投射露光レンズ。
  9. 【請求項９】 ３つのレンズは第１、第２、第３のレン
    ズからなり、前記第２のレンズ系の前記第１のレンズと
    第３のレンズとの頂点間の距離は、前記凹面鏡の０．６
    *直径、好ましくは０．５*直径よりも小さいことを特徴
    とする請求項５に記載の投射露光レンズ。
  10. 【請求項１０】 前記２つのレンズのそれぞれの直径
    は、開口絞りの１．１ *直径、好ましくは１．２*直径よ
    りも大きいことを特徴とする請求項４に記載の投射露光
    レンズ。
  11. 【請求項１１】 前記３つのレンズのそれぞれの直径
    は、開口絞りの１．１ *直径、好ましくは１．２*直径よ
    りも大きいことを特徴とする請求項５に記載の投射露光
    レンズ。
  12. 【請求項１２】 ビームを分離するための前記光学要素
    と前記第２のレンズ系の２つの第１のレンズとの間の距
    離は、前記レンズの１．５*直径、好ましくは１．８*直
    径よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の投射
    露光レンズ。
  13. 【請求項１３】 ビームを分離するための前記光学要素
    と前記第２のレンズ系の３つの第１のレンズとの間の距
    離は、前記レンズの１．５*直径、好ましくは１．８*直
    径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の投射
    露光レンズ。
  14. 【請求項１４】 ビームを分離するための前記光学要素
    は、ビームスプリッタもしくは折り曲げ面を備えている
    ことを特徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  15. 【請求項１５】 ｒｍｓ波面収差は、２０ミリ波よりも
    小さく、好ましくは１０ミリ波よりも小さいことを特徴
    とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  16. 【請求項１６】 前記第１のレンズ系が１つのレンズか
    ら成ることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レン
    ズ。
  17. 【請求項１７】 前記第１のレンズ系の１つのレンズが
    収斂レンズであることを特徴とする請求項１６に記載の
    投射露光レンズ。
  18. 【請求項１８】 前記第１のレンズ系の１つのレンズが
    少なくとも１つの非球面を有していることを特徴とする
    請求項１７に記載の投射露光レンズ。
  19. 【請求項１９】 ビームを折り曲げるための面が２つの
    折り曲げミラーを備えることを特徴とする請求項１４に
    記載の投射露光レンズ。
  20. 【請求項２０】 前記折り曲げミラーがプリズムの内面
    であることを特徴とする請求項１９に記載の投射露光レ
    ンズ。
  21. 【請求項２１】 プリズム材料が１．４よりも大きい屈
    折率を有していることを特徴とする請求項２０に記載の
    投射露光レンズ。
  22. 【請求項２２】 プリズム材料は、−２０℃〜＋３００
    ℃の温度領域で、１０-6Ｋ-1よりも小さい膨張係数を有
    していることを特徴とする請求項２１に記載の投射露光
    レンズ。
  23. 【請求項２３】 前記折り曲げミラーの面は高反射薄膜
    でコーティングされていることを特徴とする請求項１９
    に記載の投射露光レンズ。
  24. 【請求項２４】 前記折り曲げミラーは少なくとも１つ
    の非球面を備えていることを特徴とする請求項１９に記
    載の投射露光レンズ。
  25. 【請求項２５】 前記第２のレンズ系と前記凹面鏡は、
    折り曲げられた光軸に沿って配置されていることを特徴
    とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  26. 【請求項２６】 折り曲げミラーが、前記第１のレンズ
    系の光軸と前記第２のレンズ系の光軸とが交差する領域
    に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の
    投射露光レンズ。
  27. 【請求項２７】 前記第１のレンズ系の第１のレンズの
    前記被写体面からの離間距離よりも、前記第２の二重パ
    スレンズ系のレンズ及び前記凹面鏡の方が前記被写体面
    から大きく離れるように、折り曲げ角度は９０°から逸
    れていることを特徴とする請求項１９に記載の投射露光
    レンズ。
  28. 【請求項２８】 投射露光レンズは中間像を備えている
    ことを特徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  29. 【請求項２９】 前記中間像が前記第３のレンズ系に配
    置されていることを特徴とする請求項２８に記載の投射
    露光レンズ。
  30. 【請求項３０】 前記中間像は、ビームを分離するため
    の前記光学要素と前記第３のレンズ系の第１のレンズと
    の間に配置されていることを特徴とする請求項２８に記
    載の投射露光レンズ。
  31. 【請求項３１】 前記第３のレンズ系が開口絞りを備え
    ていることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レン
    ズ。
  32. 【請求項３２】 前記第３のレンズ系は、前記中間像と
    前記開口絞りとの間に配置されたレンズを有さない長い
    ドリフト空間を備えていることを特徴とする請求項３１
    に記載の投射露光レンズ。
  33. 【請求項３３】 前記中間像と前記開口絞りとの間のレ
    ンズを有さないドリフト部分は、ビームを分離するため
    の前記光学要素と前記像平面との間の距離の２５％より
    も大きいことを特徴とする請求項３１に記載の投射露光
    レンズ。
  34. 【請求項３４】 前記第３のレンズ系の中間像から始ま
    る前記像平面と前記中間像との間の距離の５０％の範囲
    内に、最大で４つのレンズが配置されていることを特徴
    とする請求項２８に記載の投射露光レンズ。
  35. 【請求項３５】 前記第３のレンズ系のレンズは、前記
    開口絞りと前記像平面との間に密に詰められていること
    を特徴とする請求項３２に記載の投射露光レンズ。
  36. 【請求項３６】 前記中間像の平面は自由に接近できる
    ことを特徴とする請求項２８に記載の投射露光レンズ。
  37. 【請求項３７】 前記中間像の平面内には、視野絞りが
    配置されていることを特徴とする請求項３６に記載の投
    射露光レンズ。
  38. 【請求項３８】 前記第２のレンズ系及び前記凹面鏡か
    ら成るサブシステムは非球面を備えていることを特徴と
    する請求項３に記載の投射露光レンズ。
  39. 【請求項３９】 前記凹面鏡と隣り合う前記第２のレン
    ズ系のレンズが非球面を備えていることを特徴とする請
    求項３８に記載の投射露光レンズ。
  40. 【請求項４０】 前記凹面鏡が非球面を備えていること
    を特徴とする請求項３８に記載の投射露光レンズ。
  41. 【請求項４１】 前記凹面鏡と隣り合うレンズは、前記
    凹面鏡の面と対向して配置される非球面を備えているこ
    とを特徴とする請求項３９に記載の投射露光レンズ。
  42. 【請求項４２】 前記凹面鏡が非球面を備えていること
    を特徴とする請求項４１に記載の投射露光レンズ。
  43. 【請求項４３】 開口絞りが前記第３のレンズ系に配置
    されるとともに、１又は２つ以上の非球面に関する条件
    ｈ／φ＞１．２が満たされ、この場合、ｈは、前記被写
    体面の光軸の交差部から放射され且つ最大の開口数を有
    するレンズ面を透過する光ビームの各レンズ面での高さ
    であり、φは、第３のレンズ群の開口絞りの半径である
    ことを特徴とする請求項３８に記載の投射露光レンズ。
  44. 【請求項４４】 前記第３のレンズ系のレンズの少なく
    とも１つの面が非球面であることを特徴とする請求項３
    に記載の投射露光レンズ。
  45. 【請求項４５】 前記第３のレンズ系のレンズの少なく
    とも１つの非球面は、開口面の前側に配置され、少なく
    とも１つは開口面の後側に配置されていることを特徴と
    する請求項４４に記載の投射露光レンズ。
  46. 【請求項４６】 前記像平面と隣り合うレンズの一方の
    面が非球面であることを特徴とする請求項４４に記載の
    投射露光レンズ。
  47. 【請求項４７】 投射露光レンズの全てのレンズが同じ
    材料によって形成されていることを特徴とする請求項３
    に記載の投射露光レンズ。
  48. 【請求項４８】 複数のレンズが第１の材料及び第２の
    材料によって形成され、４つ以下のレンズ、好ましく
    は、３つ以下のレンズが第２の材料によって形成されて
    いることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レン
    ズ。
  49. 【請求項４９】 前記第１の材料及び／又は前記第２の
    材料は、石英ガラス及び／又はＬｉＦ及び／又はＣａＦ
    2及び／又はＢａＦ2又は他のフッ化クリスタルであるこ
    とを特徴とする請求項４７又は請求項４８に記載の投射
    露光レンズ。
  50. 【請求項５０】 投射露光レンズを介して伝わる光の波
    長に応じて、以下の材料が使用される、 １８０＜λ＜２５０ｎｍ：石英及び／又はＣａＦ2 １２０＜λ＜１８０ｎｍ：ＣａＦ2及び／又はＢａＦ2 ことを特徴とする請求項４９に記載の投射露光レンズ。
  51. 【請求項５１】 前記第３のレンズ系は、視野レンズ
    群、中間補正レンズ群、合焦レンズ群から成ることを特
    徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  52. 【請求項５２】 前記視野レンズ群は収斂屈折力を有
    し、前記中間補正レンズ群は収斂もしくは発散屈折力を
    有し、前記合焦レンズ群は収斂屈折力を有することを特
    徴とする請求項５１に記載の投射露光レンズ。
  53. 【請求項５３】 発散パワーレンズ及び収斂パワーレン
    ズを被写体側からこの順序で有する少なくとも１つのプ
    ラスパワーダブレットが、前記第３のレンズ系に配置さ
    れていることを特徴とする請求項３に記載の投射露光レ
    ンズ。
  54. 【請求項５４】 投射露光系は中間像を有し、前記被写
    体面と中間の像平面との間の結像比は０．９０よりも大
    きく、しかし統一されていないことを特徴とする請求項
    ３に記載の投射露光レンズ。
  55. 【請求項５５】 投射露光系は中間像を有し、前記第３
    のレンズ系は少なくとも一対の凹凸レンズを備え、中間
    像側の凹凸レンズの凹面は中間像に面し、他の凹面は反
    対側に面していることを特徴とする請求項３に記載の投
    射露光レンズ。
  56. 【請求項５６】 少なくとも一対の凹凸レンズは前記中
    間補正レンズ群に配置されていることを特徴とする請求
    項５１に記載の投射露光レンズ。
  57. 【請求項５７】 プラスパワーダブレットが前記合焦レ
    ンズ群に配置されていることを特徴とする請求項５１に
    記載の投射露光レンズ。
  58. 【請求項５８】 プラスパワーダブレットの１つは、前
    記第３のレンズ群の開口面に隣接して配置されているこ
    とを特徴とする請求項５３に記載の投射露光レンズ。
  59. 【請求項５９】 長手方向の有色収差は、１９３ｎｍ
    で、１ｐｍの帯域幅につき、０．０１５μｍよりも小さ
    いことを特徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  60. 【請求項６０】 長手方向の有色収差は、１５７ｎｍ
    で、１ｐｍの帯域幅につき、０．０５μｍよりも小さい
    ことを特徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  61. 【請求項６１】 両側でテレセントリックであることを
    特徴とする請求項３に記載の投射露光レンズ。
  62. 【請求項６２】 − ＵＶレーザ光源と、 − 照明光学系と、 − マスク操作及び位置決めシステムと、 − 請求項１ないし６１の少なくとも１つに記載の投射
    露光レンズと、 − ウエハ操作及び位置決めシステムと、 を備えていることを特徴とする投射露光装置。
  63. 【請求項６３】 請求項６２に記載の投射露光装置を使
    用してリソグラフィにより微構造デバイスを製造する方
    法。
  64. 【請求項６４】 ステップアンドリピート、走査、又は
    ステッチング露光スキームを使用することを特徴とする
    請求項６３に記載の方法。
JP2000402836A 1999-12-29 2000-12-28 非球面要素を有する投射露光レンズ Pending JP2001221950A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17352399P 1999-12-29 1999-12-29
US22279800P 2000-08-02 2000-08-02
US173.523 2000-08-02
US222.798 2000-08-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001221950A true JP2001221950A (ja) 2001-08-17
JP2001221950A5 JP2001221950A5 (ja) 2008-02-14

Family

ID=26869245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000402836A Pending JP2001221950A (ja) 1999-12-29 2000-12-28 非球面要素を有する投射露光レンズ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6665126B2 (ja)
EP (1) EP1115019A3 (ja)
JP (1) JP2001221950A (ja)
KR (1) KR100876153B1 (ja)
TW (1) TW528880B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114024A1 (ja) * 2006-04-03 2007-10-11 Nikon Corporation 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2008177575A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Carl Zeiss Smt Ag マイクロリソグラフィのための投影光学系
US7511885B2 (en) 2002-08-22 2009-03-31 Asml Netherlands B.V. Methods for reducing polarization aberration in optical systems

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6157498A (en) 1996-06-19 2000-12-05 Nikon Corporation Dual-imaging optical system
US7130129B2 (en) 1996-12-21 2006-10-31 Carl Zeiss Smt Ag Reticle-masking objective with aspherical lenses
US6680803B2 (en) * 1996-12-21 2004-01-20 Carl-Zeiss Smt Ag Partial objective in an illuminating systems
EP0964307A3 (en) * 1998-06-08 2001-09-05 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
US6995930B2 (en) 1999-12-29 2006-02-07 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective with geometric beam splitting
JP2002350774A (ja) * 2001-05-29 2002-12-04 Minolta Co Ltd 投影光学系とその光学調整方法
US6683710B2 (en) 2001-06-01 2004-01-27 Optical Research Associates Correction of birefringence in cubic crystalline optical systems
US20040218271A1 (en) * 2001-07-18 2004-11-04 Carl Zeiss Smt Ag Retardation element made from cubic crystal and an optical system therewith
TW559885B (en) * 2001-10-19 2003-11-01 Nikon Corp Projection optical system and exposure device having the projection optical system
US6844972B2 (en) 2001-10-30 2005-01-18 Mcguire, Jr. James P. Reducing aberration in optical systems comprising cubic crystalline optical elements
US7453641B2 (en) 2001-10-30 2008-11-18 Asml Netherlands B.V. Structures and methods for reducing aberration in optical systems
US6995908B2 (en) 2001-10-30 2006-02-07 Asml Netherlands B.V. Methods for reducing aberration in optical systems
US6970232B2 (en) 2001-10-30 2005-11-29 Asml Netherlands B.V. Structures and methods for reducing aberration in integrated circuit fabrication systems
JP4292497B2 (ja) * 2002-04-17 2009-07-08 株式会社ニコン 投影光学系、露光装置および露光方法
US6898025B2 (en) * 2002-06-04 2005-05-24 Pentax Corporation Projection aligner and optical system therefor
US7289277B2 (en) 2002-07-09 2007-10-30 Asml Holding N.V. Relay lens used in an illumination system of a lithography system
EP1523692A2 (en) * 2002-07-18 2005-04-20 Carl Zeiss SMT AG Catadioptric projection objective
EP1532489A2 (en) 2002-08-23 2005-05-25 Nikon Corporation Projection optical system and method for photolithography and exposure apparatus and method using same
US7869121B2 (en) * 2003-02-21 2011-01-11 Kla-Tencor Technologies Corporation Small ultra-high NA catadioptric objective using aspheric surfaces
US7348575B2 (en) 2003-05-06 2008-03-25 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
EP2722703A3 (en) 2003-05-06 2014-07-23 Nikon Corporation Projection optical system, and exposure apparatus and exposure method
KR20060027832A (ko) * 2003-07-01 2006-03-28 가부시키가이샤 니콘 광학 엘리먼트로서 동위원소적으로 특정된 유체를 사용하는방법
US7551361B2 (en) * 2003-09-09 2009-06-23 Carl Zeiss Smt Ag Lithography lens system and projection exposure system provided with at least one lithography lens system of this type
US8208198B2 (en) 2004-01-14 2012-06-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US6906866B2 (en) * 2003-10-15 2005-06-14 Carl Zeiss Smt Ag Compact 1½-waist system for sub 100 nm ArF lithography
US7023524B2 (en) * 2003-12-18 2006-04-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US20080151365A1 (en) 2004-01-14 2008-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
DE602005003665T2 (de) 2004-05-17 2008-11-20 Carl Zeiss Smt Ag Katadioptrisches projektionsobjektiv mit zwischenbildern
US7511798B2 (en) * 2004-07-30 2009-03-31 Asml Holding N.V. Off-axis catadioptric projection optical system for lithography
KR20070043994A (ko) * 2004-09-13 2007-04-26 가부시키가이샤 니콘 투영 광학계, 투영 광학계의 제조 방법, 노광 장치 및 노광방법
US7184124B2 (en) * 2004-10-28 2007-02-27 Asml Holding N.V. Lithographic apparatus having an adjustable projection system and device manufacturing method
TWI305107B (en) 2005-09-29 2009-01-01 Young Optics Inc Optical projection apparatus
US20090314929A1 (en) * 2006-01-19 2009-12-24 The Regents Of The University Of California Biomimetic Microfabricated Compound Eyes
DE102006022958A1 (de) * 2006-05-11 2007-11-22 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage, Projektionsbelichtungsverfahren und Verwendung eines Projektionsobjektivs
DE102008023765A1 (de) 2007-05-15 2008-11-20 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren zum Korrigieren von einwelligen Abbildungsfehlern eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, Projektionsobjektiv einer solchen Belichtungsanlage sowie Herstellungsverfahren für mikrostrukturierte Bauelemente
DE102008041144A1 (de) 2007-08-21 2009-03-05 Carl Zeiss Smt Ag Optische Anordnung und optisches Abbildungssystem damit, Verfahren zu deren Optimierung und Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements
US7760425B2 (en) * 2007-09-05 2010-07-20 Carl Zeiss Smt Ag Chromatically corrected catadioptric objective and projection exposure apparatus including the same
DE102007054731A1 (de) * 2007-11-14 2009-05-20 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element zur Reflexion von UV-Strahlung, Herstellungsverfahren dafür und Projektionsbelichtungsanlage damit
DE102007055567A1 (de) * 2007-11-20 2009-05-28 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System
US8345350B2 (en) * 2008-06-20 2013-01-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Chromatically corrected objective with specifically structured and arranged dioptric optical elements and projection exposure apparatus including the same
US20090316256A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Carl Zeiss Smt Ag Chromatically corrected objective and projection exposure apparatus including the same
JP5478773B2 (ja) 2010-03-26 2014-04-23 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 光学系、露光装置、及び波面補正方法
JP6282742B2 (ja) 2013-09-09 2018-02-21 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置及びそのような装置における光学波面変形を補正する方法
DE102014204171A1 (de) 2014-03-06 2015-09-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element und optische Anordnung damit
DE102015218328B4 (de) 2015-09-24 2019-01-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System zur Feldabbildung und/oder Pupillenabbildung
DE102016224400A1 (de) * 2016-12-07 2018-06-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Katadioptrisches Projektionsobjektiv und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102017207582A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsobjektiv, Projektionsbelichtungsanlage und Projektionsbelichtungsverfahren
CN112269256B (zh) * 2020-10-21 2022-07-05 麦克奥迪实业集团有限公司 一种显微镜物镜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03282527A (ja) * 1990-03-30 1991-12-12 Nikon Corp 反射屈折縮小投影光学系
JPH0862502A (ja) * 1994-08-23 1996-03-08 Nikon Corp 反射屈折縮小投影光学系
JPH10284365A (ja) * 1997-04-01 1998-10-23 Nikon Corp 反射屈折光学系

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4953960A (en) * 1988-07-15 1990-09-04 Williamson David M Optical reduction system
USRE36740E (en) * 1990-03-30 2000-06-20 Nikon Corporation Cata-dioptric reduction projection optical system
US5220454A (en) * 1990-03-30 1993-06-15 Nikon Corporation Cata-dioptric reduction projection optical system
JP3085481B2 (ja) * 1991-09-28 2000-09-11 株式会社ニコン 反射屈折縮小投影光学系、及び該光学系を備えた露光装置
JPH08203812A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Nikon Corp 反射屈折縮小投影光学系及び露光装置
US5969882A (en) * 1997-04-01 1999-10-19 Nikon Corporation Catadioptric optical system
EP1079253A4 (en) * 1998-04-07 2004-09-01 Nikon Corp DEVICE AND PROCESS FOR PROJECTION EXPOSURE, AND OPTICAL SYSTEM WITH REFLECTION AND REFRACTION
JPH11326767A (ja) * 1998-05-07 1999-11-26 Nikon Corp 反射屈折縮小光学系
EP0964307A3 (en) * 1998-06-08 2001-09-05 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
DE69933973T2 (de) * 1998-07-29 2007-06-28 Carl Zeiss Smt Ag Katadioptrisches optisches system und damit ausgestattete belichtungsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03282527A (ja) * 1990-03-30 1991-12-12 Nikon Corp 反射屈折縮小投影光学系
JPH0862502A (ja) * 1994-08-23 1996-03-08 Nikon Corp 反射屈折縮小投影光学系
JPH10284365A (ja) * 1997-04-01 1998-10-23 Nikon Corp 反射屈折光学系

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511885B2 (en) 2002-08-22 2009-03-31 Asml Netherlands B.V. Methods for reducing polarization aberration in optical systems
US7656582B2 (en) 2002-08-22 2010-02-02 Asml Netherlands B.V. Methods for reducing polarization aberration in optical systems
JP4831967B2 (ja) * 2002-08-22 2011-12-07 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 光学系、光学装置、光学的に結像する方法、固有複屈折によって生じたリターダンスを低減する方法、フォトリソグラフィ・システム、および、半導体デバイスを形成する方法
WO2007114024A1 (ja) * 2006-04-03 2007-10-11 Nikon Corporation 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2008177575A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Carl Zeiss Smt Ag マイクロリソグラフィのための投影光学系

Also Published As

Publication number Publication date
EP1115019A2 (en) 2001-07-11
KR100876153B1 (ko) 2008-12-29
KR20010062830A (ko) 2001-07-07
TW528880B (en) 2003-04-21
US6665126B2 (en) 2003-12-16
EP1115019A3 (en) 2004-07-28
US20020039175A1 (en) 2002-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001221950A (ja) 非球面要素を有する投射露光レンズ
JP3747951B2 (ja) 反射屈折光学系
KR100615068B1 (ko) 반사 굴절 광학 시스템 및 이를 구비하는 노광 장치
JP3747958B2 (ja) 反射屈折光学系
USRE38421E1 (en) Exposure apparatus having catadioptric projection optical system
JP5106099B2 (ja) 投影対物レンズ、マイクロリソグラフィのための投影露光装置及び反射レチクル
US6639734B2 (en) Catadioptric imaging system and a projection exposure apparatus provided with said imaging system
KR101516142B1 (ko) 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법
US5805334A (en) Catadioptric projection systems
US6707616B1 (en) Projection exposure apparatus, projection exposure method and catadioptric optical system
US20080213703A1 (en) Imaging System With Mirror Group
EP1069448A1 (en) Catadioptric optical system and projection exposure apparatus equipped with the same
US20060132931A1 (en) Catadioptric projection objective
JP2005500566A (ja) ひとみオブスキュレーションを伴う対物鏡
JP2001185480A (ja) 投影光学系及び該光学系を備える投影露光装置
JP2003114387A (ja) 反射屈折光学系および該光学系を備える投影露光装置
JPH04234722A (ja) 補償型光学システム
JP2004514943A (ja) １５７ｎｍリソグラフィ用の反射屈折投影系
JP2005533288A (ja) 投影リソグラフィのためのカタディオプトリック複数鏡系
JP2005512151A (ja) カタジオプトリック縮小対物レンズ
JP2000098230A (ja) 反射縮小結像光学系、該光学系を備えた露光装置および、該光学系を用いた露光方法
US7046459B1 (en) Catadioptric reductions lens
US20070285767A1 (en) Catadioptric imaging system with beam splitter
JP2000098229A (ja) 反射縮小投影光学系、該光学系を備えた投影露光装置および該装置を用いた露光方法
JP2000010005A (ja) 反射屈折投影露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040812

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040812

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071226

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110719