JP2002544569A - マイクロリソグラフィー用の投影レンズ - Google Patents

マイクロリソグラフィー用の投影レンズ

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JP2002544569A
JP2002544569A JP2000618786A JP2000618786A JP2002544569A JP 2002544569 A JP2002544569 A JP 2002544569A JP 2000618786 A JP2000618786 A JP 2000618786A JP 2000618786 A JP2000618786 A JP 2000618786A JP 2002544569 A JP2002544569 A JP 2002544569A
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lens group
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シュースター カール−ハインツ
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Carl Zeiss AG
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    • G03F7/70216—Mask projection systems
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    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
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Abstract

(57)【要約】 光ビームの少なくとも１つの第１のウエスト部を有するレンズ装置を有し、その際非球面のレンズ表面（２９）を有するレンズ（Ｌ２０５，Ｌ３０５，Ｌ４０５，Ｌ５０５，Ｌ６０５）が第１のウエスト部（２３）の前方に配置されている及び／又は非球面のレンズ表面（２７）を有するレンズ（Ｌ２１０，Ｌ３１０，Ｌ４０９，Ｌ５０９，Ｌ６０９）が第１のウエスト部（２３）の後方に配置されている投影レンズを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、６つのレンズ群に分割可能であるレンズ装置を有する投影レンズに
関する。第１、第３、第５及び第６のレンズ群は正の屈折力を有しかつ第２及び
第４のレンズ群は負の屈折力を有する。以下に、レンズ系のレンズ群への分割を
詳細に記載する。その際、放射の伝搬方向が基礎とされている。
【０００２】 第１のレンズ群は正でありかつ正の屈折力を有するレンズで終わる。第１のレ
ンズ群により腹部が形成され、この際腹部内にネガチブレンズが配置されていて
も問題にならない。
【０００３】 第２のレンズ群は、その全屈折力が負である。この第２のレンズ群は、第１の
レンズとして像側に凹面のレンズ表面を備えたレンズを有する。この場合も、ウ
エスト部が維持されている限り、個々の正のレンズが第２のレンズ群内に含まれ
ていても重要ではない。
【０００４】 第３のレンズ群は正の屈折力のレンズで開始し、該レンズは像側に凹面のレン
ズ表面を有しかつメニスカスであってもよい。第１のレンズとして厚いメニスカ
スレンズが設けられている場合には、レンズ内部でレンズ群の分離を考えること
ができる。
【０００５】 第４のレンズ群は負の屈折力を有する。この第４のレンズ群は負の屈折力のレ
ンズで開始し、それに負の屈折力を有する複数のレンズが引き続いている。この
レンズ群により、ウエスト部が形成される。ビーム経過に短い距離で影響するに
過ぎずかつひいては第４のレンズ群のウエスト形が維持される限り、このレンズ
群の内部に正の屈折力のレンズも配置されているどうかは問題でない。
【０００６】 第５のレンズ群は、その全体において正の屈折力を有する。この第５のレンズ
群第１のレンズは、像側に凹面のレンズ表面を有する。第５のレンズ群により、
腹部が形成される。
【０００７】 第５のレンズ群において、最大直径を有するレンズ（腹部）の後方に２つの正
のレンズが引き続き、その際なお負のレンズも許容される。
【０００８】 第６のレンズ群は、同様にその全体の屈折力が正である。第６のレンズ群の第
１のレンズは負でありかつ像側に凹面のレンズ表面を有する。第６のレンズ群の
この第１のレンズは、腹部の最大直径に比較して著しく小さい直径を有する。
【０００９】 このような投影レンズは、特にマイクロリソグラフィーで使用される。これら
は例えば本願発明者が関与して生じた本出願人によるＤＥ１９８５５１０８Ａ、
ＤＥ１９８５５１５７Ａ、ＤＥ１９８５５１５８Ａ及びこれらに引用された従来
の技術から公知である。これらの刊行物も本願発明に包含されるべきである。
【００１０】 従来、これらの投影レンズは、球面のための製造及び試験技術が有利であるた
めに、純粋な球面レンズから構成される。
【００１１】 ＤＥ１９８１８４４４Ａ１から、少なくとも第４又は第５のレンズ群に非球面
の表面を持つレンズを有する投影レンズが公知である。非球面の表面により、開
口数並びに像質の向上を達成することができた。記載された投影レンズは、マス
ク面から像面まで１２００ｍｍ〜１５００ｍｍの長さ区間を有する。この長さは
、著しい材料使用と結び付いている。この材料使用は高い製造コストを伴う。そ
れというのも、要求される高い像質に基づき高品質の素材のみを使用することが
できるに過ぎないからである。約３００ｍｍの直径までの非球面レンズが必要と
され、それに伴いその調達には特に費用がかかる。当業界においては概して、こ
のような大きなレンズ直径を有する非球面レンズを必要な品質において調達する
ことができるかどうかは不明である。非球面レンズとは、回転対称であるあらゆ
る非球状表面であると解される。特に非球面のレンズ面としては回転対称のスプ
ラインも想定することができる。
【００１２】 本発明の課題は、材料使用を減少させてできるだけ少ないレンズを有し、その
際できるだけ少ない、小さいかつ低い非球面性を有するレンズ面が使用される投
影レンズを提供することを基礎とする。従って、短構造の高開口数の投影レンズ
が廉価に提供されるべきである。
【００１３】 本発明の課題は、特に請求項１又は３に記載の特徴により解決される。
【００１４】 レンズ装置を有する投影レンズにおいてこのレンズ装置の前半分に非球面のレ
ンズ面を備えた少なくとも１つのレンズを設ける手段により、高い像質を有する
コンパクトな構造の投影レンズを提供する可能性が生じた。
【００１５】 このレンズ装置を６つのレンズ群に分割し、その際第１のレンズ群が正の屈折
力を有し、第２のレンズ群が負の屈折力を有し、第３のレンズ群が正の屈折力を
有し、第４のレンズ群が負の屈折力を有しかつ第５及び第６のレンズ群がそれぞ
れ正の屈折力を有する際には、非球面の表面の好ましい位置は、第２のレンズの
終端部である。この場合、該非球面の表面は特に第２のレンズ群の最後部のレン
ズ又は第３のレンズ群の始端部に配置されており、その上好ましくは第３のレン
ズ群の第１のレンズに配置されている。この非球面のレンズ表面により、特に像
収差の補正は像野帯域と像野縁部の間の範囲内で可能である。特に、サジタル断
面を考察すれば明らかになる高次の像収差を補正することができる。このサジタ
ル断面内で明らかである像収差は補正するのが特に困難であるので、このことは
特に貴重な貢献である。
【００１６】 請求項２に記載の有利な実施態様においては、１つだけのレンズが非球面の表
面を有する。これは製造コストに有利な影響を及ぼす。それというのも、まさに
高い精度の非球面の表面の製造は著しい技術的費用、ひいてはコストを結び付い
ているかである。まさに非球面の使用によって初めて、必要な材料及び加工及び
試験すべき面の減少とは著しいコスト倹約が結び付いているために、非球面のた
めの超過費用が問題にならない極めてコンパクトな投影レンズを製造することが
可能になった。
【００１７】 少なくとも第１のウエスト部、ウエスト部の前方の非球面の表面及びウエスト
部の後方の非球面の表面を有するレンズ装置を提供する請求項３に記載の手段に
より、高い開口数と同時に特にＤＵＶ範囲のための高い像質を提供することを可
能にするレンズ装置が製造される。特に、この非球面の表面の使用により、高い
像質を有する短い構造の投影レンズを提供することが可能である。マイクロリソ
グラフィーにおいて使用される投影レンズは、一般にその全長にわたり高い材料
密度を有するので、長さの短縮は著しい材料倹約と結び付いている。特にマイク
ロリソグラフィーのための投影レンズの場合には極めて高価な材料だけしか使用
することができないので、必要な材料使用は製造コストに著しい影響を及ぼす。
【００１８】 第１のウエスト部の前方に配置された非球面の表面は、第１のレンズ群の終端
部又は第２のレンズ群の始端部に配置されていてもよい。さらに、第１のウエス
ト部の後方に配置された非球面の表面を第２のレンズ群の最後のレンズに又は第
３のレンズ群の最初のレンズに配置するのが有利であることが判明した。
【００１９】 第１のウエスト部の前方に設けられた非球面の表面により、特に像野帯域の範
囲内でコマ収差の意図的補正が可能である。この非球面のレンズ表面は、接線断
面及びサジタル断面における斜めの非球面収差には僅かな影響を及ぼすに過ぎな
い。それに反して、ウエスト部の後方の非球面のレンズ表面は、特に像野帯域と
像野縁部の間の範囲内における斜めのサジタル収差を補正することができる。
【００２０】 従って、第２の非球面のレンズ表面を設けることは、高められた開口数の場合
コマ収差に起因する像質の低下に反作用するために貴重な手段である。
【００２１】 請求項７，１０に基づき、特に高い開口数を有する使用例の場合には、第３の
非球面のレンズ表面を第３のレンズ群内に設けるのが好ましいことが判明した。
【００２２】 請求項９に基づき、第６のレンズ群において、特に像面領域のレンズ群内にお
いても、コマ収差の十分な補正をのための非球面の表面を有するレンズを設ける
のが有利であることが判明した。この非球面のレンズ表面のためには特に第６の
レンズ群内の第１レンズが予め定められた位置であることが判明した。
【００２３】 さらに、請求項１０に基づき別の非球面の表面を第３のレンズ群内の最後のレ
ンズに設けることにより、像質を維持した状態で開口数を高めることができる。
【００２４】 請求項１７に記載の本発明の実施態様によれば、非球面の表面には長い半径が
意図されている。それというのも、長い半径を有するレンズ面の製造及び試験は
簡単であるからである。これらの表面は、小さい曲率に基づき加工装置で容易に
達成可能である。特に、長い半径を有する表面はデカルト座標を有する接触測定
法のために望ましい。
【００２５】 請求項１３に基づき、２００ｎｍ未満の照明波長のために設計された投影レン
ズにおいて、レンズの強度の分散に基づき狭幅帯の光源を使用する際でも色消し
のために少なくとも２種類のレンズ材料を使用するのが有利であることが判明し
た。
【００２６】 石英ガラスの他に、特にフッ化物、特にＣａＦ２が適当な材料として公知であ
る。
【００２７】 請求項１４に基づき、第５のレンズ群内の開口絞りの前方に配置された少なく
とも２つのレンズを、ＣａＦ２からなる横の色収差の補正のために設けるのが有
利であることが判明した。
【００２８】 色収差のさらなる補正のために、請求項１５に基づき、開口絞りの後方で正の
ＣａＦ２レンズ及び後続の負の石英レンズにより１つのＡｌｔアクロマートにま
とめるのが有利であることが立証された。この装置は非球面成分の補正に好まし
く作用する。開口絞りの後方のレンズにより、特に縦の色収差が補正可能である
。
【００２９】 既に投影レンズの長さ区間の短縮だけから、一般に縦の色収差の低下が生じる
。従って、本発明による投影レンズにおいては、ＣａＦ２がレンズの減少した使
用で良好な色消しを達成することができる。
【００３０】 その他の有利な手段は、別の従属請求項に記載されている。
【００３１】 次に、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００３２】 図１により、まず投影露光装置の原理的構造を説明する。投影露光装置１は照
明装置３及び投影レンズ５を有する。投影レンズは開口絞りＡＰを有するレンズ
装置１９を含み、その際レンズ装置１９により光軸７が決められる。照明装置３
と投影レンズ５の間にマスク９が配置されており、該マスク９はマスクホルダ１
１により光路内に保持される。このようなマイクロリソグラフィーで使用される
マスク９はマイクロメートル〜ナノメートル構造を有し、該構造は投影レンズ５
により１／１０まで、特に１／４に縮小されて像面１３に結像される。像面１３
に、基板ホルダ１７により位置決めされた基板もしくはウェハ１５が保持される
。なお解像可能な最小構造は、露光のために使用される光の波長λ並びに投影レ
ンズ５の開口数に依存し、その際投影露光装置１の最大可能な解像力は照明装置
３の波長が短くなるに伴い及び投影レンズ５の開口数が増大するに伴い上昇する
。
【００３３】 投影レンズ５は、本発明によれば高い解像力を提供するための少なくとも１つ
の非球面の表面を有する。
【００３４】 レンズ装置１９の種々の実施例は、図２〜４及び図８〜１０に示されている。
【００３５】 以下に、これらの像質並びに解像力に対する高まった要求のために設計された
投影レンズ３，特にそれらのレンズ装置１９を詳細に説明する。個々のレンズＬ
１０１−Ｌ１３０，Ｌ２０１−Ｌ２３０，Ｌ３０１−Ｌ３３０，Ｌ４０１−Ｌ４
２９，Ｌ５０１−Ｌ５２９，Ｌ６０１−Ｌ６２９のデータは、所属の表に詳細に
記載されている。あらゆるレンズ装置１９は、少なくとも１つの非球面のレンズ
表面２７を有する。
【００３６】 これらの非球面のレンズ表面は、方程式：
【００３７】
【数１】
【００３８】 により記載される。この場合、Ｐは表に示された非球面定数Ｃ１〜Ｃｎを有する
、半径の関数としての矢高ｈ（光軸７に対する高さ）である。Ｒは表に示された
頂点半径である。
【００３９】 図２に示されたレンズ装置１９は、２９個のレンズ及び１個の面平行板を有し
、これらはＬ１０１−Ｌ１３０で示されている。このレンズ装置１９は６つのレ
ンズ群に分割可能であり、これらの群は第１のレンズ群のためのＬＧ１から第６
のレンズ群のためのＬＧ６で示されている。第１、第３、第５及び第６のレンズ
群は正の屈折力を有し、それに反してそれぞれ第１のウエスト部２３及び第２の
ウエスト部２５を形成する第２のレンズ群ＬＧ２及び第４のレンズ群ＬＧ４は負
の屈折力を有する。このレンズ装置１９は、ＫｒＦエキシマレーザにより発生さ
れる波長λ＝１９３．３ｎｍのために設計されておりかつ非球面のレンズ表面２
７を有する。このレンズ装置１９では、０．７５の開口数で０．１０μｍの構造
幅が解像可能である。物体側に、レンズ装置を透過せしめられる球状波面の形の
光が提供される。このレンズ装置の場合には、理想的波面からの最大偏差（ＲＭ
Ｓ係数でも示される）はλ＝１９３．６ｎｍの波長に対して１０．４ｍλである
。像野対角線は２８ｍｍである。マスク面からレンズ装置面までの構造長さは１
０００ｍｍに過ぎず、かつレンズの最大直径は２３５ｍｍである。
【００４０】 この実施例においては、この非球面のレンズ表面２７は、レンズＬ１１０の照
明装置とは反対側の面に配置されている。
【００４１】 この非球面のレンズ表面２７で初めて、先に挙げた良好なレンズデータを有す
る投影レンズを提供することが可能になった。この非球面のレンズ表面２７は、
像収差を補正する、並びに像質を維持して必要な構造長さを縮小するために役立
つ。この場合、この非球面２７により特に像野帯域と像面縁部の間の範囲内で高
次の像収差が補正される。この補正は、特にサジタル方向における像質の向上を
惹起する。
【００４２】 波長が短くなると、利用できるレンズ材料の分散は成長する。従って、１９３
ｎｍ又は１５７ｎｍのような短波長のための投影レンズにおいて強化されて色消
し像野が生じる。従って、１９３ｎｍ用の通常の構成は、色消しのためのレンズ
材料としてフリントガラスとして石英ガラス及びクラウンガラスとしてＣａＦ２ を有する。
【００４３】 問題のあるＣａＦ２を全体として最少限使用すれば、第３のレンズ群ＬＧ３に
おける１つのＣａＦ２Ｌ１１４が、それが開口絞りＡＰから離れて配置されてい
るので、材料の均一性に対する高められた要求であることが観察される。しかし
そのために、これは適度の直径を有する。このことは高められた要求を伴うＣａ
Ｆ２の利用性を著しく改善する。
【００４４】 横の色収差を補正するために、３つのＣａＦ２レンズＬ１１９，Ｌ１２０，Ｌ
１２１が第５のレンズ群ＬＧ５内の開口絞りＡＰの前方に配置されている。開口
絞りＡＰの直後に、ＣａＦ２凸レンズＬ１２２及び後続の石英ガラスからなるメ
ニスカスレンズＬ１２３からなるアクロマート３７が配置されている。これらの
ＣａＦ２レンズＬ１１４は、ビームの進行に基づきＣａＦ２レンズＬ１１４より
低い品質を有していてもよい。それというのも、中心範囲内の品質偏差は同時に
全ての像野範囲のために容易に補正することができるからである（調整の際のレ
ンズ回転により）。
【００４５】 もう１つのＣａＦ２レンズＬ１２９は、第６のレンズ群内に配置されている。
このＣａＦ２からなるレンズにより、照射（コンパクション：Compaction）に基
づくレンズ加熱及び屈折率変化の影響を減少させることが可能である。
【００４６】 レンズＬ１０１−Ｌ１３０に対する個々のデータは、第１表に記載されている
。全てのＣａＦ２レンズの光学的に利用される直径は、２３５ｍｍ未満である。
ＣａＦ２の利用性は必要な直径に依存してなお制限されているので、使用される
ＣａＦ２レンズの必要直径は中心的意味を有する。
【００４７】 図３には、波長λ＝２４８ｎｍのために設計されたレンズ装置１９が断面図で
示されている。このレンズ装置１９は２つの非球面のレンズ面２７を有する。第
１の非球面のレンズ面２７は、レンズＬ２１０の像側に配置されている。この第
２の非球面のレンズ表面２７を、レンズＬ２１１の照明装置とは反対側の面に配
置することもできる。両者のレンズＬ２１０及びレンズＬ２１１は、非球面のレ
ンズ表面２７を受け入れるために予定されている。レンズＬ２１０及びレンズＬ
２１１の代わりに、非球面のレンズ表面を有するメニスカスレンズを設けること
もできる。第２の非球面のレンズ表面２９は、第１のレンズ群の終端範囲におい
て、レンズＬ２０５の照明装置とは反対側の面に配置されている。この非球面の
レンズ表面２９を第２のレンズ群の始端部においてそれに引き続くレンズＬ２０
６に配置することもできる。
【００４８】 非球面の表面２７，２９を、入射ビームがそれぞれの表面法線に対して大きな
角度を形成するレンズ表面に配置すると、特に大きな作用が得られる。この場合
には、入射角度の大きな変動が重要である。図１０においては、非球面のレンズ
表面３１におけるｓｉｎ ｉの値は０．８２までの値に達する。従って、この実
施例においてはレンズＬ２１０，Ｌ２１１の互いに向かい合うレンズ表面は、相
応するレンズＬ２１０，Ｌ２１１のそれぞれの他方のレンズ表面に比較してビー
ムの進路により大きな影響を及ぼす。
【００４９】 長さ１０００ｍｍ及び最大レンズ直径２３７．３ｍｍの場合、このレンズ装置
は波長２４８．３８ｎｍで開口数０．７５を有する。像野対角線は２７．２１ｍ
ｍである。０．１５μｍの構造幅を解像可能である。理想的波面からの最大偏差
は１３．０ｍλである。このレンズデータが達成される精確なレンズデータは、
第２表に記載されている。
【００５０】 波長２４８．３８ｎｍのためのレンズ装置１９のもう１つの実施例は図４に示
されている。このレンズ装置１９は、それぞれ非球面のレンズ表面２７，２９，
３１を有する３つのレンズＬ３０５，Ｌ３１０，Ｌ３２８を有する。非球面のレ
ンズ表面２７，２９は、図３から明らかな位置に設定することができる。非球面
のレンズ表面２７により、コマ収差は像野帯域のために中次数に調整可能である
。この場合、接線方向並びにサジタル方向における断面の反作用は小さい。
【００５１】 付加的な第３の非球面のレンズ表面３１は、レンズＬ３２８のマスク側に配置
されている。この非球面のレンズ表面３１は像野縁部に向かうコマ収差補正を援
助する。
【００５２】 この３つの非球面のレンズ表面２７，２９，３１により、１０００ｍｍに過ぎ
な長さ及び２４７．２ｍｍのレンズ直径で２４８．３８ｎｍの波長において０．
７７のさらに上昇した開口数及び０．１４μｍの全像野内で良好に解像可能な構
造幅が達成される。
【００５３】 ＬＧ５内のレンズの直径を小さく保ちかつ殆どゼロに保持すべきである系のた
めに有利なペッツバールの和を保持するために、第３のレンズ群ＬＧ３内の３つ
のレンズＬ３１２，Ｌ３１３，Ｌ３１４は拡大されている。これらの３つのレン
ズＬ３１２〜Ｌ３１４のための必要な軸方向構造空間を提供するために、別のレ
ンズの厚さ及びひいては特に第１のレンズ群ＬＧ１のレンズの直径は縮小されて
いる。このことは、制限された構造空間に極めて大きな像野及び開口を組み込む
ために傑出した方法である。
【００５４】 このレンズ装置で達成される高い像質は、図５ａ−５ｇ、図６ａ−６ｇ及び図
７ａ−７ｆから確認される。
【００５５】 図５ａ−５ｇは、像高さＹ’（ｍｍ）に関する横のメリジオナル収差ＤＹＭを
示す。全ては最高ＤＷ’まで突出する経過を示す。
【００５６】 図６ａ−６ｇは、同じ像高さに関する、半開口角度ＤＷ’の関数としての横の
サジタル収差ＤＺＳを示す。
【００５７】 図７ａ−７ｆは、同じ像高さに関する、一貫して殆どゼロであるサジタルコマ
収差ＤＹＳを示す。
【００５８】 精確なレンズデータは第３表に記載されており、この場合非球面のレンズ表面
２７，２９，３１は補償可能な高さの像質で著しい割合を有する。
【００５９】 波長λ＝２４８．３８ｎｍのためのもう１つのレンズ装置は、図８に示されて
いる。１０００ｍｍに過ぎない長さで、このレンズ装置１９は３つだけの非球面
のレンズ表面２７，２９，３３で０．８の開口数、及び対角線２７が２１ｍｍで
ある全像野において０．１３μｍの良好に解像可能な構造幅を有する。最大レン
ズ直径は２５５ｎｍでありかつ第５のレンズ群ＬＧ５の範囲内に生じる。このレ
ンズ直径は、対角線２７．２１ｍｍを有する像野で開口数０．８のためには意想
外に小さい。全部で３つの非球面のレンズ表面２７，２９，３３は、レンズ装置
１９の前方レンズ群ＬＧ１−ＬＧ３に配置されている。理想的波面からの偏差は
、このレンズ装置では９．２ｍλに過ぎない。
【００６０】 このレンズ装置１９の精確なレンズデータは第４表に記載されている。
【００６１】 レンズＬ５１３の照明装置とは反対側の面にもう１つの第４の非球面３３を設
けることにより、０．８の開口数をさらに０．８５に高めることを達成すること
ができた。像側で０．７０の開口数で８８．８゜の角度に対して１１６．４゜開
口角度を生じる前記の高い開口数は、対角線２７．２１ｍｍを有する像野におい
ては類がない。良好に解像可能な構造幅は０．１２μｍでありかつ理想的波面か
らの最大偏差は７．０ｍλに過ぎない。このような１つのレンズ装置１９は図９
に示されており、その際精確なレンズデータは第５表に記載されている。
【００６２】 前記の実施例図１〜図３及び先行技術のＤＥ１９８１８４４４Ａに比較すると
、このレンズ装置１９では最後部の２つのレンズが１つのレンズに合せられてい
る。この手段により、終端部におけるレンズ製造の倹約に他にレンズフレームが
倹約され、それにより付属装置、特にフォーカスセンサのための構造空間が提供
される。
【００６３】 図１０には、波長λ＝１５７．６３ｎｍのために設計されたレンズ装置１９が
示されている。このレンズ装置により照明可能な像野は１４．３ｍｍの像野対角
線で６×１３ｍｍに縮小されておりかつスチッチング（Stiching）法に合わされ
ている。
【００６４】 ５７９．５ｍｍに過ぎない長さ及び１６７ｍｍの最大直径で、４つの非球面の
レンズ表面２７，２９，３１，３３により０．８５の開口数及び０．０７μｍの
良好に解像可能な構造幅を達成することができた。理想的波面からの偏差は、波
長λ＝１５７．６３ｎｍで９．５ｍλであった。
【００６５】 短い波長に基づき石英レンズの吸収はまさに高いので、ますますレンズ材料と
してＣａＦ２が利用される。ウエスト部２３，２５の範囲内、即ち第２及び第４
のレンズ群ＬＧ２及びＬＧ４内に、個々の石英ガラスレンズが設けられている。
これらの石英ガラスレンズレンズは、最大可能な透過率を有するべきである。ア
クロマートを形成するために、レンズ群ＬＧ５内にメニスカスレンズの形の石英
ガラスからなるもう１つのレンズＬ６２５が設けられている。さらに、レンズ群
ＬＧ６の非球面のレンズ表面を有するレンズＬ６２８は石英ガラスからなる。従
って、非球面３３は容易に加工される材料に形成されている。
【００６６】 それにより、このレンズ装置１９の縦の色収差は極めて高い開口数で著しく小
さい。
【００６７】 図示の実施例は、特に第５のレンズ群に内の、大きな直径を有する非球面の表
面（２７，２９，３１，３３）無しで、良好な性能データが達成可能であること
を示す。使用される小さい非球面のレンズ表面は、良好に製作しかつ検査するこ
とができる。
【００６８】 これらの実施例で説明したレンズ装置１９は、もっぱら特許請求の範囲で確定
された設計範囲を示すに過ぎない。もちろん、実施例につき具現化される本発明
による特徴及びそれらの相互の組合せは組合せ可能である。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
【００７４】
【表６】
【００７５】
【表７】
【００７６】
【表８】
【００７７】
【表９】
【００７８】
【表１０】
【００７９】
【表１１】
【００８０】
【表１２】
【００８１】
【表１３】
【００８２】
【表１４】
【００８３】
【表１５】
【００８４】
【表１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】 投影露光装置の略示図である。
【図２】 非球面のレンズ表面を有する投影レンズの第１のレンズ装置のレンズ断面図で
ある。
【図３】 ２つの非球面のレンズ表面を有する第２のレンズ装置のレンズ断面図である。
【図４】 ３つの非球面のレンズ表面を有する第２のレンズ装置のレンズ断面図である。
【図５】 ａ〜ｇは横の接線方向収差を示す図である。
【図６】 ａ〜ｇは横のサジタル収差を示す図である。
【図７】 ａ〜ｆは第３のレンズ装置のサジタルコマ収差を示す図である。
【図８】 ３つの非球面のレンズ表面を有する第４のレンズ装置のレンズ断面図である。
【図９】 ４つの非球面のレンズ表面を有する第５のレンズ装置のレンズ断面図である。
【図１０】 ４つの非球面のレンズ表面を有する第６のレンズ装置のレンズ断面図である。
【符号の説明】
１ 投影露光装置、 ３ 照明装置、 ５ 投影レンズ、 ７ 光軸、 ９
マスク、 １１ マスクホルダ、 １３ 像面、 １５ ウェハ、 １７ 基板
ホルダ、 １９ レンズ装置、 ２３，２５ ウエスト部、 ２７，２９，３１
，３３ 非球面のレンズ表面、 ＡＰ 開口絞り、 Ｌ レンズ、 ＬＧ レン
ズ群

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正の屈折力を有する第１のレンズ群（ＬＧ１）、 負の屈折力を有する第２のレンズ群（ＬＧ２）、 正の屈折力を有する第３のレンズ群（ＬＧ３）、 負の屈折力を有する第４のレンズ群（ＬＧ４）、 正の屈折力を有する第５のレンズ群（ＬＧ５）及び 正の屈折力を有する第６のレンズ群（ＬＧ６） からなるレンズ装置を有するマイクロリソグラフィー用の投影レンズにおいて、
    第２のレンズ群（ＬＧ２）の末端部のレンズ、特に第２のレンズ群の最後部のレ
    ンズ、又は第３のレンズ群（ＬＧ３）の始端部のレンズ、特に第３のレンズ群の
    第１のレンズが非球面の表面（２７）を有することを特徴とする、マイクロリソ
    グラフィー用の投影レンズ。
  2. 【請求項２】 レンズ系（１９）が全部で非球面の表面（２７）を有する１
    つだけのレンズ（Ｌ１１０）を有することを特徴とする請求項１記載の投影レン
    ズ。
  3. 【請求項３】 光ビームの少なくとも１つの第１のウエスト部を有するレン
    ズ装置を有する投影レンズにおいて、非球面の表面（２９）を有するレンズ（Ｌ
    ２０５，Ｌ３０５，Ｌ４０５，Ｌ５０５，Ｌ６０５）が第１のウエスト部（２３
    ）の前方に配置されている及び／又は非球面の表面（２７）を有するレンズ（Ｌ
    ２１０，Ｌ３１０，Ｌ４０９，Ｌ５０９，Ｌ６０９）が第１のウエスト部（２３
    ）の後方に配置されていることを特徴とする投影レンズ。
  4. 【請求項４】 非球面の表面（２７，２９）を有するレンズ（Ｌ２０５とＬ
    ２１０、Ｌ３０５とＬ３１０、Ｌ４０５とＬ４０９、Ｌ５０５とＬ５０９、Ｌ６
    ０５とＬ６０９）の間に少なくとも２つの球面レンズ（Ｌ２０６−Ｌ２０９；Ｌ
    ３０６−Ｌ３０９；Ｌ４０６−Ｌ４０８；Ｌ５０６−Ｌ５０８；Ｌ６０６−Ｌ６
    ０８）が配置されていることを特徴とする請求項３記載の投影レンズ。
  5. 【請求項５】 レンズ装置が正の屈折力を有する第１のレンズ群（ＬＧ１）
    、負の屈折力を有する第２のレンズ群（ＬＧ２）、負の屈折力を有する第３のレ
    ンズ群（ＬＧ３）、負の屈折力を有する第４のレンズ群（ＬＧ４）、それぞれ正
    の屈折力を有する第５及び第６のレンズ群（ＬＧ５、ＬＧ６）を有する形式のも
    のにおいて、第１のレンズ群（ＬＧ１）が非球面の表面（２９）を有するレンズ
    （Ｌ２０５，Ｌ３０５，Ｌ４０５，Ｌ５０５，Ｌ６０５）を有することを特徴と
    する請求項３記載の投影レンズ。
  6. 【請求項６】 第２のレンズ群（ＬＧ２）においてネック部（２３）の前方
    に非球面レンズ（２９）が配置されていることを特徴とする請求項４記載の上位
    概念に記載の投影レンズ。
  7. 【請求項７】 第３のレンズ群（ＬＧ３）が非球面の表面（２７，３３）を
    有することを特徴とする請求項３から６までの少なくとも１項記載の投影レンズ
    。
  8. 【請求項８】 第２のレンズ群（ＬＧ３）がウエスト部（２３）の後方に配
    置された非球面（２７，３３）を有することを特徴とする請求項３から６までの
    少なくとも１項記載の投影レンズ。
  9. 【請求項９】 第６のレンズ群（ＬＧ６）が第１のレンズとして非球面の表
    面（３１）を備えたレンズ（Ｌ３２８，Ｌ５２８，Ｌ６２８）を有することを特
    徴とする請求項１記載の投影レンズ。
  10. 【請求項１０】 第３のレンズ群（ＬＧ３）の最後部のレンズ（Ｌ５１３）
    が非球面の表面（３３）を有することを特徴とする請求項１，２，４又は９記載
    の投影レンズ。
  11. 【請求項１１】 レンズ装置（図１、図３、図６）が２８０，好ましくは２
    ５０ｍｍの最大レンズ直径を超えないことを特徴とする請求項１から１０までの
    少なくとも１項記載の投影レンズ。
  12. 【請求項１２】 レンズ装置（１９）が像側に少なくとも０．７５、好まし
    くは０．８の開口数を有する請求項１から１１までの少なくとも１項記載の投影
    レンズ。
  13. 【請求項１３】 レンズ装置（１９）が少なくとも２種類の異なる材料、特
    に石英ガラス及びフッ化物又は２フッ化物を有することを特徴とする請求項１か
    ら１２までの少なくとも１項記載の投影レンズ。
  14. 【請求項１４】 開口絞りの前方の少なくとも最後部の２つの正のレンズ（
    Ｌ１２０及びＬ１２１、Ｌ６１９〜Ｌ６２１）がＣａＦ２からなることを特徴と
    する請求項６記載の投影レンズ。
  15. 【請求項１５】 レンズ装置（１９）がアクロマート（３７）を形成するた
    めにＣａＦ２からなる正のレンズ（３９）を有し、該レンズに石英ガラスからな
    る負のレンズ（４１）が引き続いていることを特徴とする請求項１又は４記載の
    投影レンズ。
  16. 【請求項１６】 第６のレンズ群（ＬＧ６）がＣａＦ２からなるレンズ（Ｌ
    １２９，Ｌ６２９）、好ましくはレンズ装置（１９）の最後部のレンズ（Ｌ６２
    ９）を有することを特徴とする請求項１から１５までの少なくとも１項記載の投
    影レンズ。
  17. 【請求項１７】 非球面のレンズ表面を有する少なくとも１つのレンズを有
    するレンズ装置からなる屈折マイクロリソグラフィー用投影レンズにおいて、全
    ての非球面のレンズ表面（２７，２９，３１，３３）が少なくとも３００ｍｍ、
    好ましくは３５０〜１０００ｍｍ及び上に向かっては無制限である頂点半径を有
    することを特徴とするマイクロリソグラフィー用投影レンズ。
  18. 【請求項１８】 非球面のレンズ表面（２７，２９，３１，３３）の直径が
    レンズ装置（１９）の最大直径の９０％未満、特に８０％未満であることを特徴
    とする請求項１から１７までの少なくとも１項記載のマイクロリソグラフィー用
    投影レンズ。
  19. 【請求項１９】 請求項１から１６までの少なくとも１項記載の投影レンズ
    （５）を有することを特徴とするマイクロリソグラフィーの投影露光装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１４から１６までの少なくとも１項記載の投影レン
    ズ（５）を有することを特徴とする、２５０ｍｍ未満の波長のビームを放出する
    光源としてエクサイマーレーザを有するマイクロリソグラフィーの投影露光装置
    。
  21. 【請求項２１】 レンズ装置（１９）がレンズ出射側に、好ましくは０．８
    ５の範囲にある高い開口数を有し、その際レンズ装置（１９）の全てのレンズ（
    Ｌ５０１〜Ｌ５２９）においてそれぞれのレンズ（Ｌ５０１〜Ｌ５２９）に入射
    するビームの全ての入射角の正弦値が常にレンズ装置（１９）の開口数よりも小
    さいことを特徴とする請求項１から１８までの好ましくは少なくとも１項記載の
    レンズ装置を有する投影レンズ。
  22. 【請求項２２】 第３のレンズ群（Ｇ３）の最大直径が第５のレンズ群（Ｇ
    ５）の最大直径よりも少なくとも１０％小さいことを特徴とする請求項１から１
    ９までの好ましくは少なくとも１項記載のレンズ装置を有する投影レンズ。
  23. 【請求項２３】 少なくとも１つの非球面のレンズ表面（２７，２９，３１
    ，３３）が少なくともｓｉｎ ｉ＝０．７５の角度負荷で作用を受けることを特
    徴とする請求項１から２２までの好ましくは少なくとも１項記載のレンズ装置を
    有する投影レンズ。
  24. 【請求項２４】 感光性層を備えた基板をマスク及び請求項１から１８まで
    の少なくとも１項記載のレンズ装置（１９）を有する投影露光装置を用いて紫外
    レーザ光で露光しかつ場合により感光層の現像後にマスクに含まれたパターンに
    相応して構造化することを特徴とする、マイクロ構造化した部品の製造方法。
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