JP2004023020A - Projection optical system and reduced projection aligner - Google Patents

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Yutaka Suenaga
末永 豊
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection optical system and a reduced projection aligner in which the number of reflecting mirrors forming the optical system is decreased, and arrangement of the mirrors are facilitated. <P>SOLUTION: The projection optical system 1 is formed by the first to fourth reflecting mirrors 4, 5, 6, 7; at least one of the reflected faces of the mirrors are made to be aspheric and convex in shape; at least one to the other reflected faces are made to be aspheric and concave in shape; further the first to fourth reflecting mirrors 4, 5, 6, 7 are arranged with their light axes which are set excentric to each together; the reduced image of a first object face 2 is reflected on the first to fourth mirrors 4, 5, 6, 7 and projected in a telecentric manner on a second object face 3 for imaging; thereby exposures where aberration is small and the reflecting mirrors are easily arranged are realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、感光基板上にレチクルのパターンの縮小像を投影形成する投影光学系、及びこの投影光学系を備えた縮小投影露光装置に関する。 The present invention is a projection optical system for projecting forms a reduced image of the pattern of the reticle onto a photosensitive substrate, and to a reduction projection exposure apparatus including the projection optical system.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
半導体用縮小投影露光装置の開口数(以下、「NA」と呼ぶ。)及び使用波長は、半導体素子の高密度化、対象線幅の細線化に伴って年々大口径化、短波長化する傾向にある。 The numerical aperture of the semiconductor for a reduction projection exposure apparatus (hereinafter, referred to as "NA".) And wavelength used, higher density of semiconductor devices, year after year along with the thinning of the target line width larger diameter, tend to shorter wavelength It is in. 使用する光線の波長は水銀灯のi線(波長365.015nm)から、KrFエキシマレーザー(波長248nm)へ移り、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を光源とした縮小投影露光装置も実用化されている。 Wavelength of light used is a mercury lamp i-line from (wavelength 365.015nm), moves to a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser reduction projection exposure apparatus (wavelength 193 nm) as a light source has also been put to practical use. しかし、近年においては、パターンの微細化の要求がさらに強まっており、F2エキシマレーザー(波長157nm)を経て、さらに波長の短いEUV光(極端紫外光、波長13nm付近)を光源として用いた縮小投影露光装置が次世代の半導体リソグラフィの有力手段として研究されている。 However, in recent years, further growing demand for miniaturization of patterns, F2 through excimer laser (wavelength 157 nm), further reduced projection using short EUV light wavelength (extreme ultraviolet light, around the wavelength of 13 nm) as the light source exposure apparatus has been studied as a promising means of the next generation semiconductor lithography.
【0003】 [0003]
このような縮小投影露光装置に用いられる投影レンズの硝材は、透過率の問題からF2エキシマレーザーを光源として使用したものが限界であり、これより波長が短い光源を利用する場合は、反射鏡で構成された反射屈折光学系を用いて縮小投影露光装置を構成する必要がある。 The glass material of the projection lens used in such a reduction projection exposure apparatus, those using F2 excimer laser transmittance from problems as the light source is a limit, when using this than the wavelength shorter light source, a reflective mirror it is necessary to configure the reduced projection exposure apparatus using the configured catadioptric system. また、高解像度を実現するためには、この光学系の高NA化が必要となり、そのために、収差を良好に保ったまま光束と反射鏡の物理的干渉を避けるために、反射屈折光学系を構成する反射鏡の枚数が増加する傾向にあった。 Further, in order to achieve high resolution, requires high NA of the optical system, in order that, in order to avoid physical interference with the light beam while maintaining the aberration satisfactorily reflecting mirror, a catadioptric optical system the number of reflecting mirrors constituting tended to increase.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、EUV光のような短波長の光線を照射すると反射鏡を透過してしまうため、反射鏡の反射面に反射膜を形成してEUV光を反射をさせなければならないが、現状では十分な反射率を持った反射膜が得られていないことから、実際の露光を考えると反射膜で露光光の吸収による熱が発生し、光学系の性能が熱変動により悪化する可能性がある。 However, since the result is transmitted through the reflecting mirror and irradiating the light of short wavelength such as EUV light, but must be reflected EUV light by forming a reflection film on the reflecting surface of the reflector, at present sufficient since the reflective film having a reflectance is not obtained, heat is generated due to absorption of exposure light by the reflection film considering the actual exposure, the performance of the optical system can be exacerbated by thermal fluctuations. また、反射膜での露光光の吸収を考慮して、光源の光量を大きくする必要があり、従来知られている光学系では縮小投影露光装置としての実現化は困難と考えられる。 In consideration of absorption of exposure light by the reflective film, it is necessary to increase the amount of light from the light source, realization of a reduction projection exposure apparatus with an optical system known in the prior art is considered difficult.
【0005】 [0005]
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、投影光学系を構成する反射鏡の枚数を少なくしても収差が少なく十分なNAを有し、かつ、反射鏡の配置の自由度を上げて光束と反射鏡の物理的干渉を避けることを可能とした投影光学系及びこの投影光学系を備えた縮小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 such problems, aberration by reducing the number of the reflecting mirrors constituting the projection optical system has a less satisfactory NA, and the degree of freedom in the arrangement of the reflector and to provide a reduction projection exposure apparatus having possible and the projection optical system and the projection optical system to avoid the physical interference of the light beam and the reflecting mirror is raised.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
前記課題を解決するために本発明に係る投影光学系は、50nm以下の波長の光源を使用して、それぞれ所定形状の反射面を有する反射鏡からなる縮小投影装置を用いて、第1物体面上の物体の縮小像を第2物体面上に投影形成するように構成され、前記縮小投影装置を構成する前記反射鏡のうちの少なくとも1枚は非球面で凸面状の反射面を有し、その他の前記反射鏡のうちの少なくとも1枚は非球面で凹面状の反射面を有し、前記凸面状の反射面と前記凹面状の反射面とは所定の光軸に対して互いに偏心するように配置されており、前記第1物体面からの光は、前記反射鏡で反射され、前記第2物体面上にテレセントリックに結像されることを特徴として構成される。 Projection optical system according to the present invention in order to solve the above problems, using a light source having a wavelength of not more than 50 nm, respectively, using a reduction projection device comprising a reflecting mirror having a reflecting surface of a predetermined shape, the first object plane constructed a reduced image of an object on to project formed on the second object plane, at least one of said reflecting mirror constituting said reduction projection device has a convex reflecting surface is aspheric, other has a concave reflecting surface with an aspheric least one of said reflecting mirror, so as to eccentrically to one another for a given optical axis and the convex reflecting surface and the concave reflecting surface is disposed, the light from the first object surface, the is reflected by the reflecting mirror, configured as a feature to be imaged telecentric on the second object plane.
【0007】 [0007]
また、前記反射鏡が4枚以上で構成され、各々の光軸が全て互いに偏心するように構成することが可能である。 Further, the reflecting mirror is composed of four or more, it is possible to configure such that each of the optical axes are all eccentric to each other.
【0008】 [0008]
さらに、前記反射鏡は4枚で構成され、全ての反射鏡が非球面の反射面を有するように構成することが可能である。 Further, the reflecting mirror is composed of four, it is possible that all of the reflector is configured to have a reflection surface of aspherical.
【0009】 [0009]
そして、前記第2物体面と、前記非球面で凸面状の反射面を有する反射鏡及び前記非球面で凹面状の反射面を有する反射鏡の光軸のなす角度が、40度より小さく0.01度より大きくなるように構成されることが好ましい。 Then, a second object plane, the angle of the optical axis of the reflecting mirror having a concave reflecting surface by the reflecting mirror and the aspherical having a convex reflecting surface in the aspherical surface is less than 40 degrees 0. it is preferably configured to be larger than 01 degrees.
【0010】 [0010]
なお、前記反射鏡のうち少なくとも1枚の反射鏡がアナモルフィック非球面の反射面を有して構成することが可能であり、このとき、前記第2物体面の光軸と前記アナモルフィック非球面のベースとなる球面の光軸のなす角度が、40度より小さく0.01度より大きくなるように構成されることが好ましい。 At least one of the reflectors of the reflector it is possible to configure a reflecting surface of the anamorphic aspherical surface, this time, the anamorphic optical axis of the second object plane angle between the optical axis of the spherical surface becomes an aspheric base is preferably configured to be larger than 0.01 degrees less than 40 degrees.
【0011】 [0011]
本発明に係る縮小投影露光装置は、レチクルに露光光を照射し、前記レチクルに形成されたパターンの像を前記投影光学系を介して感光基板上に投影するように構成される。 Reduction projection exposure apparatus according to the present invention, is irradiated with exposure light to the reticle, and an image of a pattern formed on the reticle to project onto a photosensitive substrate through a projection optical system.
【0012】 [0012]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings preferred embodiments of the present invention. まず、図1を用いて本発明に係る投影光学系の構成について説明する。 First, a configuration of a projection optical system according to the present invention will be described with reference to FIG. 図1は、本発明に係る投影光学系の横断面の光路図であり、光束の幅は横断面のみを表している。 Figure 1 is an optical path diagram of the cross section of the projection optical system according to the present invention, the width of the light beam represents the only cross-section. 投影光学系1は、第1物体面2と第2物体面3の間に配設されており、第1の反射鏡4、第2の反射鏡5、第3の反射鏡6及び第4の反射鏡7で構成されている。 The projection optical system 1 includes a first object plane 2 is disposed between the second object plane 3, the first reflecting mirror 4, second reflecting mirror 5, the third reflector 6 and the 4 It is constituted by the reflecting mirror 7. 第1物体面2を出た光は、第1〜4の反射鏡4,5,6,7で順に反射して第2物体面3上に第1物体面2上のパターンの縮小像をテレセントリックに投影して結像形成する。 Light exiting the first object plane 2, telecentric a reduced image of the pattern of the first on the object plane 2 on the second object surface 3 is reflected sequentially by the first to fourth reflecting mirrors 4, 5, 6, 7 projecting form-imaged. ここで、平坦性を維持し、倍率を確保するためには、少なくとも1枚の凸面鏡と1枚の凹面鏡が必要であり、また収差を補正するためには非球面であることが望ましいが、本実施例においては、第1の反射鏡4は非球面の凸面状の反射面を有しており、第2の反射鏡5は非球面の凹面状の反射面を有しており、第3の反射鏡6は非球面の凸面状の反射面を有しており、第4の反射鏡7は非球面の凹面状の反射面を有して構成されている。 Here, to maintain the flatness, in order to secure the magnification ratio may require at least one convex mirror and one concave mirror, also it is desirable to correct the aberrations are aspherical, the in an embodiment, the first reflecting mirror 4 has a convex reflecting surface of the aspherical, the second reflecting mirror 5 has a concave reflecting surface of the aspherical surface, the third reflecting mirror 6 has a convex reflecting surface of the aspheric fourth reflecting mirror 7 is configured with a concave reflecting surface of the aspherical surface. また、第1〜4の反射鏡4,5,6,7は、所定の光軸に対してお互いに偏心するように配設されており、第1物体面2から出た光束と反射鏡の干渉を避けるように配設することが可能である。 Further, first to fourth reflection mirrors 4, 5, 6, 7 is disposed so as to eccentrically to one another for a given optical axis, of the light beam and the reflecting mirror exiting from the first object plane 2 It can be arranged so as to avoid interference. また、第2物体面3側においてテレセントリックに投影しているため、デフォーカスしても倍率を変わらないようにすることが可能である。 Moreover, since the projected telecentric in the second object plane 3 side, it is possible to prevent change the magnification and defocus.
【0013】 [0013]
これらの反射鏡のうち、第1の反射鏡4と第3の反射鏡6は反射面が第1物体面2に向くように配設されており、第2の反射鏡5と第4の反射鏡7は反射面が第2物体面3に向くように配設されている。 Among these reflectors, the first reflecting mirror 4 and the third reflector 6 is disposed such that the reflecting surface facing the first object plane 2, the reflection of the second reflecting mirror 5 and the fourth mirror 7 is arranged so that the reflecting surface faces the second object plane 3. この時、反射鏡は第1物体面2から第2物体面3に向かって、第2の反射鏡5、第4の反射鏡7、第1の反射鏡4、第3の反射鏡6の順に並んで配設されており、第1物体面2からでた光は、凸面鏡と凹面鏡を交互に反射して、第2物体面3上に結像する。 At this time, the reflecting mirror toward the first object plane 2 to the second object surface 3, a second reflecting mirror 5, a fourth reflecting mirror 7, the first reflecting mirror 4, in the order of the third reflection mirror 6 Row are arranged, light emitted from the first object plane 2 reflects alternately convex mirror and the concave mirror to form an image on the second object plane 3.
【0014】 [0014]
なお、本実施例では4枚の反射鏡で構成したが、反射鏡の枚数は2枚以上であれば実現可能である。 While this embodiment is constituted by four reflective mirrors, the number of the reflecting mirror can be realized as long as two or more. 但し、既に説明したとおり、現在利用可能な反射膜では、十分な反射率が得られないため、反射鏡は4枚以下で構成することが望ましい。 However, as already described, the currently available reflective film, because no sufficient reflectance can be obtained, the reflector is preferably made in the following four.
【0015】 [0015]
また、前記反射鏡の光軸の第2物体面3の光軸に対しての偏心量は、0.01度より大きいことが好ましい。 Further, the amount of eccentricity of the optical axis of the second object surface 3 of the optical axis of the reflector, preferably greater than 0.01 degrees. これより偏心量が小さいと、光束と反射鏡との物理的干渉が十分に避けられず、光の一部が反射鏡により遮光されてしまい、露光性能の低下を招くこととなる。 Above which the eccentric amount is small, the light beam and can not be avoided sufficiently physically interfere with the reflector, a part of the light will be blocked by the reflecting mirror, and thus causing a decrease in exposure performance. また、偏心量が大きすぎると、反射鏡で発生する収差が大きくなり補正困難となるため、偏心量は40度以下とすることが好ましい。 Further, when the eccentric amount is too large, the aberration generated by the reflecting mirror is difficult large correction, eccentricity is preferably not more than 40 degrees. このとき、収差を補正するために、反射鏡の反射面をアナモルフィック非球面で構成することが可能であるが、この場合は、第2物体面3の光軸に対して、アナモルフィック非球面のベースとなる球面の光軸のなす角度が、上述した説明と同様の理由により、0.01度より大きく40度より小さくなるように構成されることが好ましい。 At this time, in order to correct aberrations, it is possible to configure the reflective surface of the reflector anamorphic aspherical surface, in this case, with respect to the optical axis of the second object plane 3, anamorphic angle between the optical axis of the spherical surface becomes an aspheric base of, for the same reason as described above, preferably configured to be smaller than the larger 40 degrees than 0.01 degrees.
【0016】 [0016]
次に、上述した投影光学系1を用いて構成され、半導体製造工程の一つである光リソグラフィ工程で使用される縮小投影露光装置について、図2を参照して説明する。 Next, is configured using a projection optical system 1 described above, the reduction projection exposure apparatus used in the optical lithography process which is one of semiconductor manufacturing processes, is described with reference to FIG. 光リソグラフィ工程で使用される縮小投影露光装置は、原理的には写真製版と同じであり、レチクル上に精密に描かれたデバイスパターンを、フォトレジストを添付した半導体ウエハやガラス基板等の感光基板上に光学的に投影して転写するものである。 Reduction projection exposure apparatus used in the optical lithography process, in principle the same as photoengraving, photosensitive substrate of a precisely drawn device pattern on the reticle, such as a semiconductor wafer or a glass substrate with attached photoresist it is to transfer in optical projection upward.
【0017】 [0017]
この縮小投影露光装置10は、反射型のレチクル13に露光用照明光源11からの光を照明光学系12を通してスリット状の露光光にして照射し、レチクル13に形成されたパターンの一部の像を上述した投影光学系1を通して半導体ウエハ17に投影し、レチクル13と半導体ウエハ17とを投影光学系1に対して1次元方向(Y軸方向)に相対走査することによって、レチクル13のパターンの全体を半導体ウエハ17上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。 The reduction projection exposure apparatus 10, a part of the image of the light from the exposure illumination light source 11 is irradiated to the slit-like exposure light through the illumination optical system 12 to a reflective reticle 13, formed on a reticle 13 pattern was projected onto the semiconductor wafer 17 through the projection optical system 1 described above, by relatively scanning the one-dimensional direction (Y axis direction) relative to the reticle 13 and the semiconductor wafer 17 and the projection optical system 1, the pattern of the reticle 13 the whole is intended to transfer in a step-and-scan method to each of the plurality of shot areas on the semiconductor wafer 17. 本実施例の露光光としては、波長13.4nm程度のEUV光を使用している。 The exposure light of the present embodiment uses the EUV light having a wavelength of about 13.4 nm. なお、図2においては、投影光学系1の光軸方向をZ軸とし、このZ軸と直交する方向であって、レチクル13及び半導体ウエハ17の走査方向をY軸とし、これらYZ軸と直交する紙面垂直方向をX軸とする。 In FIG. 2, the optical axis of the projection optical system 1 and the Z-axis, a direction perpendicular to the Z-axis, the scan direction of the reticle 13 and the semiconductor wafer 17 as a Y-axis, perpendicular to these YZ axis the direction perpendicular to the plane of the X-axis.
【0018】 [0018]
ここで、本実施例における露光光の形状は、図3に示すように、露光用照明光源11からの照明光30の円周部をスリット30aにして利用している。 Here, the shape of the exposure light in this embodiment, as shown in FIG. 3 utilizes a circumferential portion of the illumination light 30 from the exposure illumination light source 11 in the slit 30a. なお、図3におけるX軸、Y軸は上述した軸と同じである。 Incidentally, X-axis in FIG. 3, the Y-axis is the same as the axis of the above.
【0019】 [0019]
レチクル13は、少なくともY軸方向に沿って移動可能なレチクル支持台14に支持されており、半導体ウエハ17はXYZ軸方向に沿って移動可能な載置台18に載置されている。 The reticle 13 is supported on a reticle support 14 which is movable along at least in the Y-axis direction, the semiconductor wafer 17 is placed on the stage 18 which is movable along the XYZ-axis direction. これらのレチクル支持台14及び載置台18の移動には、それぞれに接続されたレチクル支持台駆動部15及び載置台駆動部19により駆動される。 The movement of these reticle support 14 and the mounting table 18 is driven by a reticle support driving unit 15 and the stage driving unit 19 connected to each. 露光動作の際には、照明光学系12によりレチクル13に対してEUV光を照射し、投影光学系1に対してレチクル13及び半導体ウエハ17を、投影光学系1の縮小倍率により定まる所定の速度比で移動させる。 During the exposure operation, is irradiated with EUV light to the reticle 13 by the illumination optical system 12, the reticle 13 and wafer 17 with respect to the projection optical system 1, a predetermined speed determined by the reduction magnification of the projection optical system 1 It is moved at a ratio. これにより、半導体ウエハ17上の所定のショット領域内には、レチクル13上のパターンの像が走査露光される。 Thus, the predetermined shot area on the semiconductor wafer 17, an image of the pattern on the reticle 13 is scanned and exposed.
【0020】 [0020]
なお、本発明に係る投影光学系1の反射鏡は4枚で構成したが、上述したスリット30aのY軸方向の幅を狭くすれば(さらに円周部に近い部分を利用すれば)、反射鏡を2枚構成としても収差の補正をして投影光学系を構成することが可能である。 The reflection mirror in the projection optical system 1 according to the present invention has been constituted by four, (By using the portion closer to the circumference) Y-axis direction width narrowing them if the slit 30a as described above, the reflection mirror as two configure it is possible to configure a projection optical system by the aberration correction.
【0021】 [0021]
最後に、本発明に係る投影光学系の数値実施例について説明する。 Finally, a description will be given of numerical examples of the projection optical system of the present invention. 投影光学系1の構造としては、上述した図1の通りであり、露光光30aの形状は図3に示したスリット状をしている。 The structure of the projection optical system 1 are as in FIG. 1 described above, the shape of the exposure light 30a has a slit-shaped as shown in FIG. なお、本数値実施例における第1〜4の反射鏡4,5,6,7の反射面は、所定の光軸に対して回転対称な非球面形状(アナモルフィック非球面でない場合)を示しており、この非球面形状は次式で表される。 The reflecting surface of the first to fourth reflecting mirror 4, 5, 6, 7 in this numerical example shows a rotationally symmetric aspherical shape (if not anamorphic aspherical surface) to a predetermined optical axis and, the aspherical shape is expressed by the following equation.
【0022】 [0022]
【数1】 [Number 1]
【0023】 [0023]
ここで、zは反射面の中心接平面から非球面までの距離であり、cは中心曲率(近軸領域での中心曲率)、rは中心接平面上の光軸からの距離、κはコニック係数、Aは4次の非球面係数、Bは6次の非球面係数、Cは8次の非球面係数、Dは10次の非球面係数、Eは12次の非球面係数、Fは14次の非球面係数、Gは16次の非球面係数を表している。 Here, z is the distance aspherical from the center tangential plane of the reflective surface, c is the center of curvature (center of curvature of the paraxial area), r is the distance from the optical axis on the central tangent plane, kappa is conic coefficient, a is the fourth-order aspheric coefficient, B represents 6th order aspherical coefficient, C represents 8th order aspherical coefficient, D represents 10th order aspherical coefficient, E is 12-order aspherical coefficients, F is 14 the following aspheric coefficients, G represents a 16-order aspherical coefficients.
【0024】 [0024]
なお、本実施例における露光光(EUV光)の波長は13.4nm、縮小倍率が1/4倍、像側のNAが0.17、第2物体面3への光束はテレセントリックとなっている。 The light flux of the wavelength of the exposure light (EUV light) in this embodiment 13.4 nm, the reduction ratio is 1/4, the NA on the image side 0.17, second object plane 3 has a telecentric . また、露光光30aは、図3に示すように照明光30の像高(Y軸方向)のうち、29mm〜28mmの範囲をスリット状にして使用している。 Further, the exposure light 30a, of the image height of the illumination light 30, as shown in FIG. 3 (Y-axis direction), are used by the scope of 29mm~28mm like a slit.
【0025】 [0025]
表1、表2に、投影光学系1の諸元の値を示す。 Table 1, Table 2 shows values ​​of specifications of the projection optical system 1. 表1において、曲率半径には各反射面の近似区曲率半径(単位:mm)が示されており、間隔には各面間隔(単位:mm)が示されている。 In Table 1, the approximate Ward radius of curvature (unit: mm) of each reflective surface is the curvature radius are the indicated, the spacing between adjacent surfaces (Unit: mm) The distance is shown. なお、曲率半径の符号は第1物体面2側に向けて凹となる場合を正とし、間隔は一つ前の面番号からの間隔であり、また、反射面の前後で符号が逆転するものとする。 Incidentally, the sign of the curvature radius is a distance from the case where the recessed toward the first object plane 2 side is positive, the interval previous surface number, also, those codes is reversed before and after the reflecting surface to. また、表2には、第1〜4の反射鏡4,5,6,7の非球面データを示す。 Further, Table 2 shows aspheric data of the first to fourth reflecting mirrors 4, 5, 6, 7. なお、表2において、YDEはY軸方向へ反射面の光軸を平行移動した偏心量(単位:mm)であり、ADEは、反射面をその中心接平面のX軸を中心に回転させた偏心量(単位:度)を表している。 In Table 2, YDE is the eccentricity that translating the optical axis of the reflecting surface in the Y-axis direction (unit: mm), ADE is rotating the reflecting surface about the X axis of the central tangent plane it represents: (in degrees) eccentric amount.
【0026】 [0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】 [0027]
【表2】 [Table 2]
【0028】 [0028]
上述したような構成を有する投影光学系1によって、第1物体面2上のパターンの像を第2物体面3上に投影形成することができる。 By the projection optical system 1 having the above-described configuration, it is possible to project forms an image of the pattern of the first on the object plane 2 on the second object plane 3. このとき、第2物体面3上に投影形成される像のコマ収差(ウエハ側)を、図3の露光光30aの形状に示すA〜Dの点に対応して示したグラフが図4である。 In this case, the coma aberration of the image projected formed on the second object plane 3 (wafer side), the graph shown in correspondence with the point of A~D shown in the shape of the exposure light 30a in FIG. 3 in FIG. 4 is there. 図4において、左側の列のグラフがY軸方向の収差を表しており、縦軸にY軸方向の収差(EY 単位:mm)を取り、横軸にNAを取っている。 4, a graph of the left column represents the aberration of the Y-axis direction, Y axis direction of the aberration on the vertical axis (EY unit: mm) take, are taking NA on the horizontal axis. 図4の右側の列のグラフがX軸方向の収差を表しており、縦軸にX軸方向の収差(EX 単位:mm)を取り、横軸にNAを取っている。 Right column graph of FIG. 4 represents the aberration of the X-axis direction, X-axis direction of the aberration on the vertical axis (EX unit: mm) take, are taking NA on the horizontal axis. また、図3における点A〜Dに対応して、図4の(A)〜(D)にコマ収差のグラフが表されており、良好な結果となっている。 In correspondence to the point A~D in Figure 3, the graph of the coma aberration is represented in FIGS. 4 (A) ~ (D), has a good results.
【0029】 [0029]
以上のように、投影光学系1を構成する反射鏡を非球面の凸面状または凹面状の反射面を有するように構成することにより、4枚でも十分NAが大きく、かつ、収差の少ない精度のよい露光を行うことが可能となる。 As described above, by configuring the reflecting mirror in the projection optical system 1 so as to have a convex or concave reflecting surface aspherical, enough NA is large even four, and less aberration precision it is possible to perform good exposure. また、反射鏡を所定の光軸に対してお互いに偏心するように配設することにより、第1物体面2から出た光束と反射鏡の物理的干渉を容易に避けることができるため、投影光学系の設計が容易となる。 Further, by disposing as eccentrically to one another a reflection mirror to a predetermined optical axis, it is possible to avoid the physical interference of the reflecting mirror and the light beam emitted from the first object plane 2 easily, projection optical system can be easily designed.
【0030】 [0030]
なお、さらに収差を補正して、より精度の高い露光をするために、上述した反射鏡の反射面をアナモルフィック非球面で構成することも可能である。 Still further correct the aberrations, in order to more accurate exposure, it is also possible to configure the reflective surface of the above-mentioned reflector anamorphic aspherical surface.
【0031】 [0031]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明による投影光学系によれば、投影光学系を構成する2枚以上の反射鏡の少なくとも1枚を非球面で凸面状の反射面を有するように構成し、その他の反射鏡の少なくとも1枚を非球面で凹面上の反射面を有するように構成し、第1物体面の縮小像を前記反射鏡に反射させて、第2物体面上にテレセントリックに投影して結像形成することにより、少ない反射鏡で、収差が少なく精度の良い露光を実現することができる。 According to the projection optical system according to the present invention, comprise at least one of two or more reflecting mirrors constituting the projection optical system so as to have a convex reflecting surface is aspherical, at least one other reflector was constructed to have a reflective surface on the concave aspheric, a reduced image of the first object plane to be reflected on the reflecting mirror, by forming imaging by projecting the telecentric on the second object plane, a small reflector, it is possible to realize a good exposure aberration of less precision.
【0032】 [0032]
また、前記反射鏡をその光軸をお互いに偏心して配設することにより、光束と反射鏡の物理的干渉を容易に避けることができるため、投影光学系の設計が容易となる。 Further, by arranging eccentrically to one another and the optical axis of said reflecting mirror, it is possible to avoid the physical interference of the light beam and the reflecting mirror easily, thereby facilitating the design of the projection optical system.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係る投影光学系の横断面の光路図である。 1 is an optical path diagram of the cross section of the projection optical system according to the present invention.
【図2】本発明に係る縮小投影露光装置におけるブロック図である。 2 is a block diagram of a reduction projection exposure apparatus according to the present invention.
【図3】本発明に係る投影光学系の露光光の形状を表す図である。 3 is a diagram showing the shape of the exposure light in the projection optical system according to the present invention.
【図4】本発目に係る投影光学系のコマ収差を示し、同図(A)は図3における点Aでの収差であり、同図(B)は図3における点Bでの収差であり、同図(C)は図3における点Cでの収差であり、同図(D)は図3における点Dでの収差を表すグラフである。 Figure 4 shows the comatic aberration of the projection optical system according to the present onset eyes, FIG (A) is an aberration at the point A in FIG. 3, FIG. (B) in the aberration at the point B in FIG. 3 There, FIG. (C) are aberration at the point C in FIG. 3, FIG. (D) is a graph showing the aberration at the point D in FIG. 3.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 投影光学系2 第1物体面3 第2物体面4 第1の反射鏡5 第2の反射鏡6 第3の反射鏡7 第4の反射鏡10 縮小投影露光装置13 レチクル17 半導体ウエハ(感光基板) 1 projection optical system 2 first object plane 3 the second object plane 4 first reflecting mirror 5 second reflecting mirror 6 a third reflecting mirror 7 fourth reflecting mirror 10 reduction projection exposure apparatus 13 reticle 17 semiconductor wafer (photosensitive substrate)

Claims (6)

  1. 50nm以下の波長の光源を使用して、それぞれ所定形状の反射面を有する2枚以上の反射鏡からなる縮小投影装置を用いて、第1物体面上の物体の縮小像を第2物体面上に投影形成する投影光学系において、 Using the following sources of wavelength 50 nm, respectively, using a reduction projection device consisting of two or more reflectors having a reflecting surface of a predetermined shape, a reduced image of the object on the first object plane on the second object plane a projection optical system that projects formed,
    前記縮小投影装置を構成する前記反射鏡のうちの少なくとも1枚は非球面で凸面状の反射面を有し、その他の前記反射鏡のうちの少なくとも1枚は非球面で凹面状の反射面を有し、 The reduction projection apparatus has a convex reflecting surface is aspheric at least one of said reflecting mirror which constitutes, at least one of the other of said reflecting mirror a concave reflecting surface with an aspheric has,
    前記凸面状の反射面と前記凹面状の反射面とは、所定の光軸に対して互いに偏心するように配設されており、 Said convex reflective surface and said concave reflecting surfaces are arranged eccentrically to each other with respect to a predetermined optical axis,
    前記第1物体面からの光は、前記反射鏡で反射され、前記第2物体面上にテレセントリックに結像されることを特徴とする投影光学系。 The light from the first object surface, the is reflected by the reflecting mirror, the projection optical system, wherein the imaged telecentrically on the second object plane.
  2. 前記反射鏡が4枚以上で構成され、各々の光軸が全て互いに偏心していることを特徴とする請求項1に記載の投影光学系。 The reflecting mirror is composed of four or more, the projection optical system according to claim 1, wherein each of the optical axes are all eccentric to each other.
  3. 前記反射鏡が4枚で構成され、全ての反射鏡が非球面の反射面を有することを特徴とする請求項1または2に記載の投影光学系。 The reflecting mirror is composed of four, the projection optical system according to claim 1 or 2, characterized in that all of the reflecting mirror having a reflecting surface of the aspherical surface.
  4. 前記第2物体面と、前記非球面で凸面状の反射面を有する反射鏡及び前記非球面で凹面状の反射面を有する反射鏡の光軸のなす角度が、40度より小さく0.01度より大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の投影光学系。 Said second object plane, the angle between the optical axis of the reflector having a concave reflecting surface by the reflecting mirror and the aspherical having a convex reflecting surface is aspherical, less than 40 degrees 0.01 degrees the projection optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the greater.
  5. 前記反射鏡のうち少なくとも1枚の反射鏡がアナモルフィック非球面の反射面を有して構成され、前記第2物体面の光軸と前記アナモルフィック非球面のベースとなる球面の光軸のなす角度が、40度より小さく0.01度より大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の投影光学系。 Wherein the at least one reflector of the reflector is configured to have a reflecting surface of the anamorphic aspherical surface, spherical surface of the optical axis as the base of the anamorphic aspherical surface and the optical axis of the second object plane angle of projection optical system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that greater than 0.01 degrees less than 40 degrees.
  6. レチクルに露光光を照射し、前記レチクルに形成されたパターンの像を前記請求項1から5のいずれかに記載の投影光学系を介して感光基板上に投影する縮小投影露光装置。 Irradiated with exposure light to the reticle, a reduction projection exposure apparatus for projecting onto a photosensitive substrate through a projection optical system according to any one of 5 the image of the pattern formed on the reticle from the claims 1.
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