JP2007005558A - Catadioptric projection optical system and exposure device having it - Google Patents

Catadioptric projection optical system and exposure device having it Download PDF

Info

Publication number
JP2007005558A
JP2007005558A JP2005183777A JP2005183777A JP2007005558A JP 2007005558 A JP2007005558 A JP 2007005558A JP 2005183777 A JP2005183777 A JP 2005183777A JP 2005183777 A JP2005183777 A JP 2005183777A JP 2007005558 A JP2007005558 A JP 2007005558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
imaging
imaging optical
projection optical
catadioptric projection
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
JP2005183777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Iriyama
浩 入山
Hideki Morishima
英樹 森島
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2005183777A priority Critical patent/JP2007005558A/en
Priority to PCT/JP2006/312205 priority patent/WO2006137349A1/en
Publication of JP2007005558A publication Critical patent/JP2007005558A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08Catadioptric systems
    • G02B17/0804Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0816Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70275Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catadioptric projection optical system which realizes exposure of high resolution and high quality, an exposure device with it, and a device manufacturing method. <P>SOLUTION: In the catadioptric projection optical system, an image of a first object is formed on a second object. The catadioptric projection optical system has a first imaging optical system for forming the first intermediate image of the first object, a second imaging optical system for forming the second intermediate image of the first object, based on light flux from the first intermediate image, a third imaging optical system for forming the third intermediate image of the first object, based on light flux from the second intermediate image, a fourth imaging optical system for forming the image of the first object on the second object, based on light flux from the third intermediate image, and two deflection reflection mirrors provided between the second and third imaging optical systems. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般には、結像光学系に係り、特に、反射鏡を利用して半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などの被露光体を投影露光する反射屈折型投影光学系に関する。本発明は、例えば、投影光学系の最終面と被露光体の表面を液体で液浸して、かかる液体を介して被処理体を露光する、所謂、液浸露光装置に好適である。   The present invention generally relates to an imaging optical system, and in particular, catadioptric that projects and exposes an object to be exposed such as a single crystal substrate for a semiconductor wafer and a glass substrate for a liquid crystal display (LCD) using a reflecting mirror. The present invention relates to a mold projection optical system. The present invention is suitable, for example, for a so-called immersion exposure apparatus in which the final surface of the projection optical system and the surface of the object to be exposed are immersed in a liquid and the object to be processed is exposed through the liquid.

レチクル(マスク)に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度で高品位な露光を行う露光装置が益々要求されている。高解像度化のためには露光光の短波長化及び投影光学系の高NA化が有効である。高NA化を実現する一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光は、投影光学系のウェハ側の媒質を液体にすることによって投影光学系の開口数(NA)を高めるものである。投影光学系のNAは媒質の屈折率をnとすると、NA=n・sinθであるので、空気の屈折率よりも高い屈折率(n>1)の媒質を満たすことでNAをnまで大きくすることができる。この結果、プロセス定数kと光源の波長λによって表される露光装置の解像度R(R=k(λ/NA))を小さくしようとするものである。また、高品位な露光を実現するために収差補正が重要となる。特に、露光光の短波長化により適用可能な硝材が限定され、色収差の補正が困難になる。このため、色収差の補正が容易な反射屈折型投影光学系が提案されている(例えば、特許文献1乃至14を参照のこと)。かかる反射屈折型投影光学系は、液浸露光装置のようにNAが高い環境では特に有効である。
特開平9−211332号公報 特開平10−90602号公報 米国特許第5,650,877号明細書 特開昭62−210415号公報 特開昭62−258414号公報 特開昭63−163319号公報 特開平2−66510号公報 特開平3−282527号公報 特開平4−234722号公報 特開平5−188298号公報 特開平6−230287号公報 特関平8−304705号公報 特開2002-83766号公報 特開2004−317534号公報
2. Description of the Related Art Projection exposure apparatuses that expose a circuit pattern drawn on a reticle (mask) onto a wafer or the like by a projection optical system have been used in the past. Yes. To increase the resolution, it is effective to shorten the wavelength of the exposure light and increase the NA of the projection optical system. Immersion exposure is attracting attention as a means for realizing high NA. In immersion exposure, the numerical aperture (NA) of the projection optical system is increased by making the medium on the wafer side of the projection optical system liquid. The NA of the projection optical system is NA = n · sin θ, where n is the refractive index of the medium, and therefore NA is increased to n by satisfying a medium having a refractive index higher than the refractive index of air (n> 1). be able to. As a result, the resolution R (R = k 1 (λ / NA)) of the exposure apparatus expressed by the process constant k 1 and the wavelength λ of the light source is to be reduced. In addition, aberration correction is important for realizing high-quality exposure. In particular, the glass materials that can be applied are limited due to the shortening of the wavelength of exposure light, making it difficult to correct chromatic aberration. For this reason, a catadioptric projection optical system that can easily correct chromatic aberration has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 14). Such a catadioptric projection optical system is particularly effective in an environment with a high NA such as an immersion exposure apparatus.
JP-A-9-212332 JP-A-10-90602 US Pat. No. 5,650,877 JP-A-62-210415 JP-A-62-258414 JP 63-163319 A Japanese Patent Laid-Open No. 2-66510 JP-A-3-282527 JP-A-4-234722 Japanese Patent Laid-Open No. 5-188298 JP-A-6-230287 Japanese Patent Publication No. 8-304705 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-83766 JP 2004-317534 A

反射屈折型投影光学系は収差補正に有効であるが、更なる収差補正のためには光線の光路長を長くする必要がある。これは、光路長を長くすることで各部分系における収差の発生量を少なくすることができるためである。しかし、露光装置を設置する環境は温度、空気の清浄度などの問題からクリーンルーム内に設置する必要があるために装置自体の全長には限界がある。また、液浸露光装置においては、液体がこぼれないようにウェハ面に垂直な方向は重力方向に平行である必要がある。レチクルの自重変形を防止するために、レチクル面に垂直な方向も重力方向に平行である必要がある。一方、反射屈折型投影光学系において収差補正に寄与する反射鏡も重力方向を向いていることが好ましい。このようにしないと、反射鏡の自重変形が反射面内で均一でなくなり、新たな収差が発生することになる。このことから、収差補正用の反射鏡、レチクル面、ウェハ面はいずれも重力方向を向いていることが高品位な露光のためには好ましく、特許文献14のように収差補正用の反射鏡とウェハ面とが垂直な構成は好ましくない。なお、レチクルを駆動するレチクルステージとウェハを駆動するウェハステージの機械的干渉を防止するためにレチクルとウェハは対向して配置できれば更に好ましい。   Although the catadioptric projection optical system is effective for aberration correction, it is necessary to increase the optical path length of the light beam for further aberration correction. This is because the amount of aberration generated in each partial system can be reduced by increasing the optical path length. However, since the environment in which the exposure apparatus is installed needs to be installed in a clean room due to problems such as temperature and air cleanliness, the total length of the apparatus itself is limited. In the immersion exposure apparatus, the direction perpendicular to the wafer surface must be parallel to the direction of gravity so that liquid does not spill. In order to prevent the reticle from undergoing its own weight deformation, the direction perpendicular to the reticle surface must also be parallel to the direction of gravity. On the other hand, the reflecting mirror that contributes to aberration correction in the catadioptric projection optical system is also preferably directed in the direction of gravity. If this is not done, the weight change of the reflecting mirror will not be uniform within the reflecting surface, and new aberration will occur. For this reason, it is preferable for the high-quality exposure that the aberration correcting reflector, reticle surface, and wafer surface are all directed in the direction of gravity. A configuration perpendicular to the wafer surface is not preferable. In order to prevent mechanical interference between the reticle stage that drives the reticle and the wafer stage that drives the wafer, it is more preferable that the reticle and the wafer can be arranged to face each other.

そこで、本発明は、高解像度及び高品位な露光を実現する反射屈折型投影光学系、それを有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供する。   Therefore, the present invention provides a catadioptric projection optical system that realizes high-resolution and high-quality exposure, an exposure apparatus having the same, and a device manufacturing method.

本発明の一側面としての反射屈折型投影光学系は、第1物体の像を第2の物体上に形成する反射屈折型投影光学系であって、前記第1物体の第1中間像を形成するための第1結像光学系と、前記第1中間像からの光束に基づいて前記第1物体の第2中間像を形成するための第2結像光学系と、前記第2中間像からの光束に基づいて前記第1物体の第3中間像を形成するための第3結像光学系と、前記第3中間像からの光束に基づいて前記第1物体の像を前記第2物体上に形成するための第4結像光学系と、前記第2及び第3結像光学系の間に設けられた2枚の偏向反射鏡とを有することを特徴とする。   A catadioptric projection optical system according to one aspect of the present invention is a catadioptric projection optical system that forms an image of a first object on a second object, and forms a first intermediate image of the first object. A first imaging optical system for forming, a second imaging optical system for forming a second intermediate image of the first object based on a light beam from the first intermediate image, and the second intermediate image. A third imaging optical system for forming a third intermediate image of the first object based on the luminous flux of the first object, and an image of the first object on the second object based on the luminous flux from the third intermediate image And a second deflecting mirror provided between the second and third imaging optical systems.

本発明の別の一側面としての反射屈折型投影光学系は、第1の物体の中間像を複数回形成し、第2の物体上に結像する結像系である反射屈折型投影光学系であって、前記第1及び第2の物体面は対向する側に平行に配置され、前記反射屈折型投影光学系は2つの凹面反射鏡を有し、前記2つの凹面反射鏡の一方は前記第1及び第2の物体面の一方に対向して配置され、前記2つの凹面反射鏡の他方は前記第1及び第2の物体面の他方に対向して配置されていることを特徴とする。   A catadioptric projection optical system according to another aspect of the present invention is a catadioptric projection optical system that is an imaging system that forms an intermediate image of a first object a plurality of times and forms an image on the second object. The first and second object surfaces are arranged in parallel on opposite sides, the catadioptric projection optical system has two concave reflecting mirrors, and one of the two concave reflecting mirrors is the It is arranged to face one of the first and second object surfaces, and the other of the two concave reflecting mirrors is arranged to face the other of the first and second object surfaces. .

本発明の更に別の一側面としての露光装置は、光源からの光でパターンを照明する照明光学系と、前記パターンからの光を被処理体上に投影する上述の反射屈折型投影光学系とを有することを特徴とする。本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、LSIやVLSIなどの半導体チップ、CCD、LCD、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。   An exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes an illumination optical system that illuminates a pattern with light from a light source, and the above-described catadioptric projection optical system that projects light from the pattern onto a target object. It is characterized by having. A device manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a step of exposing an object to be exposed using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the exposed object to be exposed. The device manufacturing method claims also apply to the intermediate and final device itself. Such devices include semiconductor chips such as LSI and VLSI, CCDs, LCDs, magnetic sensors, thin film magnetic heads, and the like.

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。   Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、高解像度及び高品位な露光を実現する反射屈折型投影光学系、それを有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供する。   According to the present invention, there are provided a catadioptric projection optical system that realizes high-resolution and high-quality exposure, an exposure apparatus having the same, and a device manufacturing method.

以下、添付図面を参照して本発明の一側面としての反射屈折型投影光学系100について説明する。図1は、投影光学系の概略光路図である。101は第1の物体(例えば、レチクル)であり、102は第2の物体(例えば、ウェハ)である。投影光学系は、物体側から順に第1結像系G1、第2結像系G2、偏向反射鏡FM1、偏向反射鏡FM2、第3結像系G3、第4結像系G4から構成される。   A catadioptric projection optical system 100 as one aspect of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic optical path diagram of the projection optical system. Reference numeral 101 denotes a first object (for example, a reticle), and reference numeral 102 denotes a second object (for example, a wafer). The projection optical system includes a first imaging system G1, a second imaging system G2, a deflection reflecting mirror FM1, a deflection reflecting mirror FM2, a third imaging system G3, and a fourth imaging system G4 in order from the object side. .

第1の物体101からの光束は第1結像系G1を通り第1中間像を形成する。第1中間像からの光束は第2結像系G2を通り偏向反射鏡FM1で偏向され、偏向反射鏡FM1の前後で第2中間像を形成する。偏向反射鏡FM1からの光束は偏向反射鏡FM2偏向され、第3結像系G3に導かれる。第3結像系G3を通った光束は第3中間像を形成し、第4結像系に導かれる。第4結像系を通った光束は第2の物体102上にほぼテレセントリックに第1の物体101からの像を形成する。このような、4回結像系は光路長を大きく確保できる一方で偏向反射鏡FM1及びFM2により系を小さくでき、更に、像の反転がない。前記4つの結像系のうちいくつかの光学系は屈折系だけでなく凹面反射鏡を併用することが望ましい。凹面反射鏡は色収差が出ないだけでなく、正の屈折力を持つ第4結像系G4から生じる正のペッツバール和を補正する効果があるためである。   The light beam from the first object 101 passes through the first imaging system G1 to form a first intermediate image. The light beam from the first intermediate image passes through the second imaging system G2 and is deflected by the deflecting / reflecting mirror FM1, and forms a second intermediate image before and after the deflecting / reflecting mirror FM1. The light beam from the deflecting mirror FM1 is deflected by the deflecting mirror FM2 and guided to the third imaging system G3. The light beam that has passed through the third imaging system G3 forms a third intermediate image and is guided to the fourth imaging system. The light beam that has passed through the fourth imaging system forms an image from the first object 101 on the second object 102 in a substantially telecentric manner. Such a four-time imaging system can secure a large optical path length, while the deflecting reflectors FM1 and FM2 can reduce the system, and there is no image inversion. It is desirable that some of the four image forming systems use not only a refractive system but also a concave reflecting mirror. This is because the concave reflecting mirror not only does not cause chromatic aberration but also has an effect of correcting the positive Petzval sum generated from the fourth imaging system G4 having a positive refractive power.

結像光学系G1乃至G4は、凹面反射鏡を有する反射屈折部分光学系と屈折部材のみからなる屈折光学系を2対以上有することが望ましい。凹面反射鏡を複数有することにより、前述のペッツバール和の補正の効果が高まるためである。また、凹面反射鏡は第2結像系G2と第3結像系G3にそれぞれ配置されることが望ましい。凹面反射鏡は光束が往復する光学系に配置される必要があり、凹面反射鏡を効率よく使用し、光学系全体を小型にするのに都合がよいからである。2つの凹面反射鏡を同軸上に構成しないことが望ましい。これにより、傾きに対する敏感度を下げることができる。また、一方の凹面反射鏡を第1物体101、もう一方の凹面反射鏡を第2物体102と平行に配置することが望ましい。凹面反射鏡を重力に対し均一に保持できるので、凹面反射鏡の自重変形を減らすことができ、更にほとんどの屈折レンズも同様に保持できるようになる。   The imaging optical systems G1 to G4 desirably have two or more pairs of catadioptric partial optical systems having concave reflecting mirrors and refractive optical systems consisting only of refractive members. This is because by providing a plurality of concave reflecting mirrors, the effect of correcting the Petzval sum is enhanced. Further, it is desirable that the concave reflecting mirrors are respectively disposed in the second imaging system G2 and the third imaging system G3. This is because the concave reflecting mirror needs to be arranged in an optical system in which the light beam reciprocates, and it is convenient to efficiently use the concave reflecting mirror and to make the entire optical system small. It is desirable not to configure the two concave reflecting mirrors on the same axis. Thereby, the sensitivity to inclination can be reduced. Further, it is desirable to arrange one concave reflecting mirror in parallel with the first object 101 and the other concave reflecting mirror in parallel with the second object 102. Since the concave reflecting mirror can be held uniformly against gravity, deformation of the concave reflecting mirror can be reduced, and most refractive lenses can be held in the same manner.

第3結像光学系G3の結像倍率をβ、第4結像光学系G4の結像倍率をβ、全系の開口数をNAとするとき、以下の条件を満足することが望ましい。 When the imaging magnification of the third imaging optical system G3 is β 3 , the imaging magnification of the fourth imaging optical system G4 is β 4 , and the numerical aperture of the entire system is NA, it is desirable to satisfy the following conditions: .

数式1は2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の間における光線の開き角を表している。数式1を満足しないと、偏向反射鏡FM1及びFM2が大型化し、偏向反射鏡FM1及びFM2の自重変形の増大や製造を困難にする。また、第2中間像における焦点の第一偏向反射鏡FM1からの距離をAとし、2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の間隔をBとするとき、以下の条件を満足することが望ましい。 Formula 1 represents the opening angle of the light beam between the two deflecting reflectors FM1 and FM2. If Expression 1 is not satisfied, the deflecting reflectors FM1 and FM2 become large, and it becomes difficult to increase the self-weight deformation and manufacture of the deflecting reflectors FM1 and FM2. Further, when the distance of the focal point in the second intermediate image from the first deflecting mirror FM1 is A and the distance between the two deflecting mirrors FM1 and FM2 is B, it is desirable to satisfy the following conditions.

数式2を満足することにより、2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の径のバランスをとることができる。どちらかの偏向反射鏡のサイズが大きくなると、自重変形等による結像性能悪化、および偏向反射鏡の製造が困難になる。更に、中間像の位置は光線が集中するため、高温になりやすい。3つの中間像同士に距離を置くことにより、熱に起因する諸収差および中間像付近に発生する気流の影響を抑えることができる。 When Expression 2 is satisfied, the diameters of the two deflecting reflecting mirrors FM1 and FM2 can be balanced. If the size of one of the deflecting mirrors becomes large, the imaging performance deteriorates due to deformation of its own weight and the manufacture of the deflecting reflector becomes difficult. Furthermore, since the light rays concentrate at the position of the intermediate image, the temperature tends to be high. By placing a distance between the three intermediate images, it is possible to suppress the effects of various aberrations caused by heat and airflow generated in the vicinity of the intermediate image.

2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の間には屈折部材を有しないことが望ましい。偏向反射鏡間に屈折部材を置かないことにより、偏向反射鏡以外のすべての光学部材をほぼ水平に保つことができ、自重変形による非対称な形状変化を抑えることができる。   It is desirable that there is no refractive member between the two deflecting mirrors FM1 and FM2. By not placing a refracting member between the deflecting mirrors, all optical members other than the deflecting mirrors can be kept almost horizontal, and asymmetrical shape change due to deformation of its own weight can be suppressed.

2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の間に屈折部材がない場合、2枚の偏向反射鏡FM1及びFM2の間における光軸と最外画角の主光線のなす角をtelとするとき、以下の条件を満足することが望ましい。   When there is no refractive member between the two deflecting reflectors FM1 and FM2, when the angle between the optical axis and the principal ray of the outermost field angle between the two deflecting reflectors FM1 and FM2 is tel, It is desirable to satisfy the following conditions.

数式3を満足することにより、偏向反射鏡の大型化を抑えることができる。 By satisfying Expression 3, it is possible to suppress an increase in the size of the deflecting mirror.

また、投影光学系は図2に示すように光束の射出位置が異なるものでもよい。ここで、図2は図1に示す投影光学系の変形例の概略光路図である。   Further, the projection optical system may have different light beam emission positions as shown in FIG. Here, FIG. 2 is a schematic optical path diagram of a modification of the projection optical system shown in FIG.

実施例1の具体的な構成を図3に示す。   A specific configuration of the first embodiment is shown in FIG.

屈折光学系としての第1結像光学系G1は第1物体101側から光の進行方向に沿って光学素子L101乃至L111を有する。具体的には、第1結像光学系G1は、平行平面板L101と、第2物体102側に非球面の凸面を向けた正レンズL102及び正レンズL103とを有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凸面を向けたメニスカスレンズL104と、第2物体102側に凹面の非球面を向けた正メニスカスレンズL105を更に有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL106と、第1物体101側に凹面を向けたメニスカスレンズL107を更に有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL108と、第2物体102側に凸の非球面を向けた負メニスカスレンズL109を更に有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL110と、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL111を更に有する。第1結像光学系G1を通った光束は第1中間像を形成する。第1中間像を偏向反射鏡FM1付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第1中間像からの光束は第2結像光学系G2へと導かれる。   The first imaging optical system G1 as a refractive optical system includes optical elements L101 to L111 along the light traveling direction from the first object 101 side. Specifically, the first imaging optical system G1 includes a plane-parallel plate L101, a positive lens L102 and a positive lens L103 with an aspheric convex surface facing the second object 102 side. The first imaging optical system G1 further includes a meniscus lens L104 having a convex surface facing the first object 101, and a positive meniscus lens L105 having a concave aspheric surface facing the second object 102. The first imaging optical system G1 further includes a meniscus lens L106 having a concave aspheric surface facing the first object 101 and a meniscus lens L107 having a concave surface facing the first object 101. The first imaging optical system G1 further includes a positive meniscus lens L108 having a concave surface facing the first object 101 and a negative meniscus lens L109 having a convex aspheric surface facing the second object 102. The first imaging optical system G1 further includes a positive meniscus lens L110 having a concave surface facing the first object 101 and a positive meniscus lens L111 having a concave surface facing the first object 101. The light beam that has passed through the first imaging optical system G1 forms a first intermediate image. The first intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting mirror FM1, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the first intermediate image is guided to the second imaging optical system G2.

第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1からの光の進行方向に沿って光学素子L201乃至L205及び凹面反射鏡M1を有する。具体的には、第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1側に凸面を向けた正メニスカスレンズL201と、第1結像光学系G1側に凸の非球面を向けた正メニスカスレンズL202とを有する。また、第2結像光学系G2は、負レンズL203及びL204と、第1結像光学系G1側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL205と、凹面反射鏡M1とを更に有する。   The second imaging optical system G2 includes optical elements L201 to L205 and a concave reflecting mirror M1 along the traveling direction of the light from the first imaging optical system G1. Specifically, the second imaging optical system G2 includes a positive meniscus lens L201 having a convex surface facing the first imaging optical system G1 and a positive aspheric surface facing the first imaging optical system G1. A meniscus lens L202. The second imaging optical system G2 further includes negative lenses L203 and L204, a negative meniscus lens L205 having a concave aspheric surface facing the first imaging optical system G1, and a concave reflecting mirror M1.

第2結像光学系G2を往復した光束は、偏向反射鏡FM1により、偏向反射鏡FM1に対し略45°方向へ偏向され、第2中間像を形成し、偏向反射鏡FM2に導かれる。偏向反射鏡FM2により、偏向反射鏡FM2に対し略45°偏向された光束は第3結像光学系G3へ導かれる。   The light beam reciprocating through the second imaging optical system G2 is deflected by the deflecting / reflecting mirror FM1 in the direction of approximately 45 ° with respect to the deflecting / reflecting mirror FM1, forms a second intermediate image, and is guided to the deflecting / reflecting mirror FM2. The light beam deflected by about 45 ° with respect to the deflecting reflecting mirror FM2 by the deflecting reflecting mirror FM2 is guided to the third imaging optical system G3.

第3結像光学系G3は偏向反射鏡FM2からの光の進行方向に沿って光学素子L305乃至L301及び凹面反射鏡M2を有する。具体的には、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けた正レンズL305と、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けたメニスカスレンズL304とを有する。また、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けた正メニスカスレンズL303と、偏向反射鏡FM2側に凹面を向けた負メニスカスレンズL302と負レンズL301と、凹面反射鏡M2とを有する。第3結像光学系を往復した光束は、第3中間像を形成している。第3中間像を偏向反射鏡FM2付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第3中間像からの光束は第4結像光学系G4へと導かれる。   The third imaging optical system G3 includes optical elements L305 to L301 and a concave reflecting mirror M2 along the traveling direction of light from the deflecting reflecting mirror FM2. Specifically, the third imaging optical system G3 includes a positive lens L305 having a convex surface facing the deflecting mirror FM2 and a meniscus lens L304 having a convex surface facing the deflecting mirror FM2. The third imaging optical system G3 includes a positive meniscus lens L303 having a convex surface facing the deflecting mirror FM2, a negative meniscus lens L302 and a negative lens L301 having a concave surface facing the deflecting mirror FM2, and a concave reflecting mirror. M2. The light beam reciprocating through the third imaging optical system forms a third intermediate image. The third intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting reflector FM2, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the third intermediate image is guided to the fourth imaging optical system G4.

第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3からの光の進行方向に沿って光学素子L401乃至L416を有する。より具体的には、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹面を向けた正メニスカスレンズL401及び正レンズL402と、第3結像光学系G3側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL403とを有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3側に凹の非球面を向けた負レンズL404と、第2物体102側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL405と、第2物体102側に凸面を向けた正レンズL406とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系側に凸の非球面を向けた負メニスカスレンズL407と、正レンズL408及び409と、第2物体102側に凹面を向けた正メニスカスレンズL410、411及び412とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹の非球面を向けた正メニスカスレンズL413と、第3結像光学系G3側に凸の非球面を向けたメニスカスレンズL414とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL415と、第2物体102側が平面の平凸レンズL416とを更に有する。   The fourth imaging optical system G4 includes optical elements L401 to L416 along the traveling direction of light from the third imaging optical system G3. More specifically, the fourth imaging optical system G4 has a positive meniscus lens L401 and a positive lens L402 having a concave surface facing the second object 102, and a concave aspherical surface facing the third imaging optical system G3. Negative meniscus lens L403. The fourth imaging optical system G4 includes a negative lens L404 having a concave aspheric surface facing the third imaging optical system G3, a meniscus lens L405 having a concave aspheric surface facing the second object 102, And a positive lens L406 having a convex surface facing the second object 102. The fourth imaging optical system G4 includes a negative meniscus lens L407 having a convex aspheric surface facing the third imaging optical system, positive lenses L408 and 409, and a positive surface having a concave surface facing the second object 102. Meniscus lenses L410, 411, and 412 are further included. The fourth imaging optical system G4 includes a positive meniscus lens L413 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a meniscus lens L414 having a convex aspheric surface facing the third imaging optical system G3. It has further. The fourth imaging optical system G4 further includes a meniscus lens L415 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a planoconvex lens L416 having a flat second object 102 side.

本実施例は、像側の開口数はNA=1.45、縮小倍率1/4、硝材に石英を用いている。物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=約1870mmである。第1物体101の物高の約14.00mm〜68.00mm(第3結像光学系G3側を負とする)の範囲の光束が、偏向反射鏡FM1とFM2との干渉無しに第2物体102上に結像する。少なくとも長さ方向で26mm、幅で7mm程度の矩形の露光領域を確保できる。   In this embodiment, the numerical aperture on the image side is NA = 1.45, the reduction magnification is 1/4, and quartz is used for the glass material. The distance between the object images (the first object plane to the second object plane) is L = about 1870 mm. The light beam in the range of about 14.00 mm to 68.00 mm (the third imaging optical system G3 side is negative) of the height of the first object 101 is the second object without interference between the deflecting mirrors FM1 and FM2. An image is formed on 102. A rectangular exposure area of at least 26 mm in the length direction and about 7 mm in width can be secured.

本実施例及び以下の実施例において、偏向反射鏡FM1及びFM2の配置を、第1結像光学系G1の光軸に対して45°の角度に限定するものではない。偏向反射鏡FM1及びFM2への光線最大入射角を小さくするように、光軸に対して任意の角度で配置してかまわない。偏向反射鏡FM1及びFM2は互いに平行に配置されることが好ましい。偏向反射鏡FM1及びFM2は収差補正には寄与していないため、全系の収差は変化しないが、偏向反射鏡の反射膜の光線入射角度特性やそれによって生じる結像性能への影響および光学系の全長短縮の点において有利となる。   In the present embodiment and the following embodiments, the arrangement of the deflecting reflecting mirrors FM1 and FM2 is not limited to an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the first imaging optical system G1. You may arrange | position at arbitrary angles with respect to an optical axis so that the light ray maximum incident angle to the deflection | deviation mirrors FM1 and FM2 may be made small. The deflecting mirrors FM1 and FM2 are preferably arranged in parallel to each other. Since the deflecting mirrors FM1 and FM2 do not contribute to aberration correction, the aberration of the entire system does not change, but the influence on the light incident angle characteristics of the reflecting film of the deflecting mirror and the imaging performance caused thereby, and the optical system This is advantageous in terms of shortening the overall length.

以下に、実施例1の数値実施形態の各諸元を表1乃至表5に示す。   Tables 1 to 5 show the specifications of the numerical embodiment of Example 1.

本実施例及び以下の実施例において、表の第1列は第1物体101から光の進行方向に沿った面番号を表す。第2列は、各面の曲率半径を表す。第3列は各面の軸上間隔を表す。第4列は、中心波長に対する屈折率を表す。曲率半径は、第1物体101側の凸面を正とし、第2物体102側の凸面を負としている。各面の軸上間隔は、第1物体101から第2結像光学系の凹面反射鏡M1までの間と、偏向反射鏡FM1から偏向反射鏡FM2までの間と第3結像系の凹面反射鏡M2から第2物体102までの間は正の間隔で表している。第2結像光学系の凹面反射鏡M1から偏向反射鏡FM1の間と、偏向反射鏡FM2から第3結像系の凹面反射鏡M2の間は負の間隔で表している。レンズ硝材SiOは、基準波長λ=193nmに対する屈折率を1.5609としている。また、基準波長に対する+0.3pm及び−0.3pmの波長の屈折率は、各々1.5608995218、1.5609004782である。最終レンズ、像面間に満たす液浸材は基準波長λ=193nmに対する屈折率を1.597としている。また、非球面はASPで表し、その形状は次式で表される。 In the present embodiment and the following embodiments, the first column of the table represents surface numbers along the traveling direction of light from the first object 101. The second column represents the radius of curvature of each surface. The third column represents the axial spacing of each surface. The fourth column represents the refractive index with respect to the center wavelength. The radius of curvature is positive on the convex surface on the first object 101 side and negative on the convex surface on the second object 102 side. The axial distance between the surfaces is between the first object 101 and the concave reflecting mirror M1 of the second imaging optical system, between the deflecting reflecting mirror FM1 and the deflecting reflecting mirror FM2, and the concave reflecting of the third imaging system. A space between the mirror M2 and the second object 102 is represented by a positive interval. The distance between the concave reflecting mirror M1 and the deflecting reflecting mirror FM1 of the second imaging optical system and the distance between the deflecting reflecting mirror FM2 and the concave reflecting mirror M2 of the third imaging system are represented by negative intervals. The lens glass material SiO 2 has a refractive index of 1.5609 with respect to the reference wavelength λ = 193 nm. Further, the refractive indexes of the wavelengths of +0.3 pm and −0.3 pm with respect to the reference wavelength are 1.5608895218 and 1.5609004782, respectively. The immersion material filled between the final lens and the image plane has a refractive index of 1.597 with respect to the reference wavelength λ = 193 nm. An aspherical surface is represented by ASP, and its shape is represented by the following equation.

ここに、Xはレンズ頂点から光軸方向への変位量、hは光軸からの距離、riは曲率半径、kは円錐定数、A,B,C,D,E,F,G,H,Jは非球面係数である。また反射面はREFLで表す。 Where X is the amount of displacement in the optical axis direction from the lens apex, h is the distance from the optical axis, ri is the radius of curvature, k is the conic constant, A, B, C, D, E, F, G, H, J is an aspheric coefficient. The reflecting surface is represented by REFL.

実施例2の具体的な構成を図4に示す。   A specific configuration of the second embodiment is shown in FIG.

屈折光学系の第1結像光学系G1は第1物体101側から光の進行方向に沿って光学素子L101乃至L111を有する。より具体的には、第1結像光学系G1は、平行平面板であるL101と、第2物体102側に非球面の凸面を向けた正レンズL102と、正レンズL103とを有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凸面を向けたメニスカスレンズL104と、第2物体102側に凹面の非球面を向けた正メニスカスレンズL105とを更に有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凹の非球面を向けた正メニスカスレンズL106と、第1物体101側に凹面を向けたメニスカスレンズL107と、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL108とを更に有する。また、第1結像光学系G1は、第2物体102側に正の非球面を向けた負メニスカスレンズL109と、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL110と、正レンズL111とを更に有する。第1結像光学系G1を通った光束は第1中間像を形成する。第1中間像を偏向反射鏡FM1付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第1中間像からの光束は第2結像光学系G2へと導かれる。   The first imaging optical system G1 of the refractive optical system includes optical elements L101 to L111 along the light traveling direction from the first object 101 side. More specifically, the first imaging optical system G1 includes a parallel plane plate L101, a positive lens L102 having an aspheric convex surface facing the second object 102, and a positive lens L103. The first imaging optical system G1 further includes a meniscus lens L104 having a convex surface facing the first object 101, and a positive meniscus lens L105 having a concave aspheric surface facing the second object 102. The first imaging optical system G1 includes a positive meniscus lens L106 having a concave aspheric surface facing the first object 101, a meniscus lens L107 having a concave surface facing the first object 101, and the first object 101 side. And a positive meniscus lens L108 having a concave surface facing the surface. The first imaging optical system G1 includes a negative meniscus lens L109 having a positive aspheric surface facing the second object 102, a positive meniscus lens L110 having a concave surface facing the first object 101, and a positive lens L111. It has further. The light beam that has passed through the first imaging optical system G1 forms a first intermediate image. The first intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting mirror FM1, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the first intermediate image is guided to the second imaging optical system G2.

第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1からの光の進行方向に沿って光学素子L201乃至L205及び凹面反射鏡M1を有する。より具体的には、第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1側に凸面を向けた正メニスカスレンズL201と、第1結像光学系G1側に凸の非球面を向けた正メニスカスレンズL202と、凹レンズL203とを有する。また、第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1側に凹面を向けた負メニスカスレンズL204と、第1結像光学系G1側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL205と、凹面反射鏡M1とを更に有する。   The second imaging optical system G2 includes optical elements L201 to L205 and a concave reflecting mirror M1 along the traveling direction of the light from the first imaging optical system G1. More specifically, the second imaging optical system G2 has a positive meniscus lens L201 having a convex surface facing the first imaging optical system G1 and a convex aspheric surface facing the first imaging optical system G1. It has a positive meniscus lens L202 and a concave lens L203. The second imaging optical system G2 includes a negative meniscus lens L204 having a concave surface facing the first imaging optical system G1 and a negative meniscus lens L205 having a concave aspheric surface facing the first imaging optical system G1. And a concave reflecting mirror M1.

第2結像光学系を往復した光束は、偏向反射鏡FM1により、偏向反射鏡FM1に対し略45°方向へ偏向され、第2中間像を形成し、屈折部材field1を通り、偏向反射鏡FM2に導かれる。偏向反射鏡FM2により、偏向反射鏡FM2に対し略45°偏向された光束は第3結像光学系G3へ導かれる。屈折部材field1は偏向反射鏡FM1を射出した光が偏向反射鏡FM2に導入を容易にする。   The light beam reciprocating in the second imaging optical system is deflected by the deflecting / reflecting mirror FM1 in the direction of approximately 45 ° with respect to the deflecting / reflecting mirror FM1, forms a second intermediate image, passes through the refractive member field1, and passes through the deflecting / reflecting mirror FM2. Led to. The light beam deflected by about 45 ° with respect to the deflecting reflecting mirror FM2 by the deflecting reflecting mirror FM2 is guided to the third imaging optical system G3. The refractive member field1 facilitates the introduction of the light emitted from the deflecting mirror FM1 into the deflecting mirror FM2.

第3結像光学系G3は偏向反射鏡FM2からの光の進行方向に沿って光学素子L305乃至L301及び凹面反射鏡M2を有する。より具体的には、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けた正メニスカスレンズL305と、偏向反射鏡FM2側に凹面を向けた正メニスカスレンズL304と、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けたL303とを有する。また、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凹面を向けたメニスカスレンズL302と、負レンズL301と、凹面反射鏡M2とを更に有する。第3結像光学系GM3を往復した光束は、第3中間像を形成している。第3中間像を偏向反射鏡FM2付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第3中間像からの光束は第4結像光学系G4へと導かれる。   The third imaging optical system G3 includes optical elements L305 to L301 and a concave reflecting mirror M2 along the traveling direction of light from the deflecting reflecting mirror FM2. More specifically, the third imaging optical system G3 includes a positive meniscus lens L305 having a convex surface facing the deflecting reflecting mirror FM2, a positive meniscus lens L304 having a concave surface facing the deflecting reflecting mirror FM2, and a deflecting reflecting mirror. L303 having a convex surface facing FM2 side. The third imaging optical system G3 further includes a meniscus lens L302 having a concave surface facing the deflecting reflector FM2, a negative lens L301, and a concave reflector M2. The light beam reciprocating through the third imaging optical system GM3 forms a third intermediate image. The third intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting reflector FM2, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the third intermediate image is guided to the fourth imaging optical system G4.

第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3からの光の進行方向に沿って光学素子L401乃至L416を有する。より具体的には、第4結像光学系G4は、凸レンズL401と、第2物体102側に凹面を向けた正メニスカスレンズL402と、第3結像光学系G3側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL403とを有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3側に非球面を向けた負メニスカスレンズL404と、第2物体102側に凹の非球面を向けた凹レンズL405と、第2物体102側に凸面を向けたメニスカスレンズL406とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系側に凸の非球面を向けた負のメニスカスレンズL407と、凸レンズL408及び409と、第2物体102側に凹面を向けた正メニスカスレンズL410、411及び412とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹の非球面を向けた正メニスカスレンズL413と、第3結像光学系G3側に凸の非球面を向けたメニスカスレンズL414とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL415と、第2物体102側が平面の平凸レンズL416とを更に有する。   The fourth imaging optical system G4 includes optical elements L401 to L416 along the traveling direction of light from the third imaging optical system G3. More specifically, the fourth imaging optical system G4 has a convex lens L401, a positive meniscus lens L402 having a concave surface facing the second object 102, and a concave aspheric surface facing the third imaging optical system G3. Negative meniscus lens L403. The fourth imaging optical system G4 includes a negative meniscus lens L404 having an aspheric surface facing the third imaging optical system G3, a concave lens L405 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a second lens And a meniscus lens L406 having a convex surface facing the object 102 side. The fourth imaging optical system G4 includes a negative meniscus lens L407 having a convex aspheric surface directed toward the third imaging optical system, convex lenses L408 and 409, and a positive surface having a concave surface directed toward the second object 102. Meniscus lenses L410, 411, and 412 are further included. The fourth imaging optical system G4 includes a positive meniscus lens L413 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a meniscus lens L414 having a convex aspheric surface facing the third imaging optical system G3. It has further. The fourth imaging optical system G4 further includes a meniscus lens L415 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a planoconvex lens L416 having a flat second object 102 side.

本実施例は、像側の開口数はNA=1.45、縮小倍率1/4、硝材に石英を用いている。物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=約2000mmである。第1物体101の物高の約14.00mm〜68.00mm(第3結像光学系G3側を負とする)の範囲の光束が、偏向反射鏡FM1とFM2との干渉無しに第2物体102上に結像する。少なくとも長さ方向で26mm、幅で7mm程度の矩形の露光領域を確保できる。   In this embodiment, the numerical aperture on the image side is NA = 1.45, the reduction magnification is 1/4, and quartz is used for the glass material. The distance between the object images (the first object plane to the second object plane) is L = about 2000 mm. The light beam in the range of about 14.00 mm to 68.00 mm (the third imaging optical system G3 side is negative) of the height of the first object 101 is the second object without interference between the deflecting mirrors FM1 and FM2. An image is formed on 102. A rectangular exposure area of at least 26 mm in the length direction and about 7 mm in width can be secured.

以下に、実施例2の数値実施形態の各諸元を表6乃至表9に示す。   Tables 6 to 9 show the specifications of the numerical embodiment of Example 2 below.

実施例3の具体的な構成を図5に示す。   A specific configuration of the third embodiment is shown in FIG.

屈折光学系の第1結像光学系G1は第1物体101側から光の進行方向に沿って光学素子L101乃至L111を有する。より具体的には、第1結像光学系G1は、平行平面板であるL101と、第2物体102側に非球面の凸面を向けた正レンズL102と、正レンズL103と、第1物体101側に凸面を向けたメニスカスレンズL104とを有する。また、第1結像光学系G1は、第2物体102側に凹の非球面を向けた正メニスカスレンズL105と、第1物体101側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL106とを更に有する。また、第1結像光学系G1は、第1物体101側に凹面を向けたメニスカスレンズL107と、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL108とを更に有する。また、第1結像光学系G1は、第2物体102側に凸の非球面を向けた負メニスカスレンズL109と、第1物体101側に凹面を向けた正メニスカスレンズL110と、正レンズL111とを更に有する。第1結像光学系G1を通った光束は第1中間像を形成する。第1中間像を偏向反射鏡FM1付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第1中間像からの光束は第2結像光学系G2へと導かれる。   The first imaging optical system G1 of the refractive optical system includes optical elements L101 to L111 along the light traveling direction from the first object 101 side. More specifically, the first imaging optical system G1 includes a parallel plane plate L101, a positive lens L102 having an aspheric convex surface facing the second object 102, a positive lens L103, and a first object 101. And a meniscus lens L104 having a convex surface on the side. The first imaging optical system G1 further includes a positive meniscus lens L105 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a meniscus lens L106 having a concave aspheric surface facing the first object 101. . The first imaging optical system G1 further includes a meniscus lens L107 having a concave surface facing the first object 101, and a positive meniscus lens L108 having a concave surface facing the first object 101. The first imaging optical system G1 includes a negative meniscus lens L109 having a convex aspheric surface facing the second object 102, a positive meniscus lens L110 having a concave surface facing the first object 101, and a positive lens L111. It has further. The light beam that has passed through the first imaging optical system G1 forms a first intermediate image. The first intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting mirror FM1, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the first intermediate image is guided to the second imaging optical system G2.

第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1からの光の進行方向に沿って光学素子L201乃至L205及び凹面反射鏡M1を有する。より具体的には、第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1側に凸面を向けた正メニスカスレンズL201と、第1結像光学系G1側に凸の非球面を向けた正メニスカスレンズL202と、凹レンズL203とを更に有する。また、第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1側に凹面を向けた負メニスカスレンズL204と、第1結像光学系G1側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL205と、凹面反射鏡M1とを更に有する。   The second imaging optical system G2 includes optical elements L201 to L205 and a concave reflecting mirror M1 along the traveling direction of the light from the first imaging optical system G1. More specifically, the second imaging optical system G2 has a positive meniscus lens L201 having a convex surface facing the first imaging optical system G1 and a convex aspheric surface facing the first imaging optical system G1. It further has a positive meniscus lens L202 and a concave lens L203. The second imaging optical system G2 includes a negative meniscus lens L204 having a concave surface facing the first imaging optical system G1 and a negative meniscus lens L205 having a concave aspheric surface facing the first imaging optical system G1. And a concave reflecting mirror M1.

第2結像光学系G2を往復した光束は、偏向反射鏡FM1により、偏向反射鏡FM1に対し略45°方向へ偏向され、第2中間像を形成し、屈折部材field1を通り、偏向反射鏡FM2に導かれる。偏向反射鏡FM2により、偏向反射鏡FM2に対し略45°偏向された光束は第3結像光学系G3へ導かれる。屈折部材field1は偏向反射鏡FM1を射出した光が偏向反射鏡FM2に導入を容易にする。   The light beam reciprocating through the second imaging optical system G2 is deflected by the deflecting reflector FM1 in a direction of approximately 45 ° with respect to the deflecting reflector FM1, forms a second intermediate image, passes through the refractive member field1, and passes through the deflecting reflector mirror. Guided to FM2. The light beam deflected by about 45 ° with respect to the deflecting reflecting mirror FM2 by the deflecting reflecting mirror FM2 is guided to the third imaging optical system G3. The refractive member field1 facilitates the introduction of the light emitted from the deflecting mirror FM1 into the deflecting mirror FM2.

第3結像光学系G3は偏向反射鏡FM2からの光の進行方向に沿って光学素子L305乃至L301と凹面反射鏡M2とを有する。より具体的には、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けた正メニスカスレンズL305と、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けたメニスカスレンズL304とを有する。また、第3結像光学系G3は、偏向反射鏡FM2側に凸面を向けた正メニスカスレンズL303と、偏向反射鏡FM2側に凹面を向けたメニスカスレンズL302と、負レンズL301と、凹面反射鏡M2とを更に有する。   The third imaging optical system G3 includes optical elements L305 to L301 and a concave reflecting mirror M2 along the traveling direction of light from the deflecting reflecting mirror FM2. More specifically, the third imaging optical system G3 includes a positive meniscus lens L305 having a convex surface facing the deflecting reflecting mirror FM2, and a meniscus lens L304 having a convex surface facing the deflecting reflecting mirror FM2. The third imaging optical system G3 includes a positive meniscus lens L303 having a convex surface facing the deflecting reflector FM2, a meniscus lens L302 having a concave surface facing the deflecting reflector FM2, a negative lens L301, and a concave reflecting mirror. And M2.

第3結像光学系G3を往復した光束は、第3中間像を形成している。第3中間像を偏向反射鏡FM2付近に形成することにより光束の分離を容易にしている。第3中間像からの光束は第4結像光学系G4へと導かれる。   The light beam reciprocating through the third imaging optical system G3 forms a third intermediate image. The third intermediate image is formed in the vicinity of the deflecting reflector FM2, thereby facilitating the separation of the light flux. The light beam from the third intermediate image is guided to the fourth imaging optical system G4.

第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3からの光の進行方向に沿って光学素子L401乃至L415を有する。より具体的には、第4結像光学系G4は、凸レンズL401及びL402と、第3結像光学系G3側に凹の非球面を向けた凹レンズL403とを有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系G3側に凹の非球面を向けた負メニスカスレンズL404と、第2物体102側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL405とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、偏向反射鏡FM2側に凹面を向けたメニスカスレンズL406と、第3結像光学系G3側に凸の非球面を向けた負のメニスカスレンズL407と凸レンズL408、409とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第2物体102側に凹面を向けた正メニスカスレンズL410、411及び412と、第2物体102側に凹の非球面を向けた正メニスカスレンズL413とを更に有する。また、第4結像光学系G4は、第3結像光学系側に凸の非球面を向けたメニスカスレンズL414と、第2物体102側に凹の非球面を向けたメニスカスレンズL415と第2物体102側が平面の平凸レンズL416とを更に有する。   The fourth imaging optical system G4 includes optical elements L401 to L415 along the traveling direction of light from the third imaging optical system G3. More specifically, the fourth imaging optical system G4 includes convex lenses L401 and L402, and a concave lens L403 with a concave aspheric surface facing the third imaging optical system G3. The fourth imaging optical system G4 includes a negative meniscus lens L404 having a concave aspheric surface facing the third imaging optical system G3, and a meniscus lens L405 having a concave aspheric surface facing the second object 102. It has further. The fourth imaging optical system G4 includes a meniscus lens L406 having a concave surface facing the deflecting reflector FM2, and a negative meniscus lens L407 and a convex lens L408 having a convex aspheric surface facing the third imaging optical system G3. 409. The fourth imaging optical system G4 includes positive meniscus lenses L410, 411, and 412 having a concave surface facing the second object 102, and a positive meniscus lens L413 having a concave aspheric surface facing the second object 102. Also have. The fourth imaging optical system G4 includes a meniscus lens L414 having a convex aspheric surface facing the third imaging optical system, a meniscus lens L415 having a concave aspheric surface facing the second object 102, and a second one. The object 102 side further includes a plano-convex lens L416 having a flat surface.

本実施例は、像側の開口数はNA=1.45、縮小倍率1/4、硝材に石英を用いている。物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=約2000mmである。第1物体101の物高の約−14.00mm〜−68.00mm(第3結像光学系側を負とする)の範囲の光束が、偏向反射鏡FM1とFM2との干渉無しに第2物体102上に結像する。少なくとも長さ方向で26mm、幅で7mm程度の矩形の露光領域を確保できる。   In this embodiment, the numerical aperture on the image side is NA = 1.45, the reduction magnification is 1/4, and quartz is used for the glass material. The distance between the object images (the first object plane to the second object plane) is L = about 2000 mm. The luminous flux in the range of about -14.00 mm to −68.00 mm (the third imaging optical system side is negative) of the height of the first object 101 is the second without interference between the deflecting reflecting mirrors FM1 and FM2. An image is formed on the object 102. A rectangular exposure area of at least 26 mm in the length direction and about 7 mm in width can be secured.

以下に、実施例3の数値実施形態の各諸元を表10乃至表13に示す。   Tables 10 to 13 show the specifications of the numerical embodiment of Example 3.

以下に、図1乃至図5に示す投影光学系を適用した露光装置1について図6を参照して説明する。ここで、図6は、露光装置1の概略ブロック図である。図6に示すように、露光装置1は、照明装置110と、マスク又はレチクル130と、レチクルステージ132と、投影光学系140と、主制御ユニット150と、モニタ及び入力装置152と、ウェハ170と、ウェハステージ176と、媒質としての液体180とを有する。このように、露光装置1は、投影光学系140のウェハ170側にある最終面が部分的に又は全体的に液体180に浸漬し、液体180を介してマスクMSに形成されたパターンをウェハWに露光する液浸型の露光装置である。本実施形態の露光装置1は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置であるが、本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用することができる。   An exposure apparatus 1 to which the projection optical system shown in FIGS. 1 to 5 is applied will be described below with reference to FIG. Here, FIG. 6 is a schematic block diagram of the exposure apparatus 1. As shown in FIG. 6, the exposure apparatus 1 includes an illumination apparatus 110, a mask or reticle 130, a reticle stage 132, a projection optical system 140, a main control unit 150, a monitor and input device 152, and a wafer 170. Wafer stage 176 and liquid 180 as a medium. As described above, the exposure apparatus 1 partially or entirely immerses the final surface on the wafer 170 side of the projection optical system 140 in the liquid 180, and applies the pattern formed on the mask MS through the liquid 180 to the wafer W. It is an immersion type exposure apparatus that exposes the light. Although the exposure apparatus 1 of the present embodiment is a step-and-scan projection exposure apparatus, the present invention can apply a step-and-repeat system and other exposure systems.

照明装置100は転写用の回路パターンが形成されたレチクル130を照明し、光源部と照明光学系とを有する。   The illumination device 100 illuminates a reticle 130 on which a transfer circuit pattern is formed, and includes a light source unit and an illumination optical system.

光源部は、光源としてのレーザー112と、ビーム整形系114とを含む。レーザー112は、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、波長約157nmのF2エキシマレーザーなどのパルスレーザーからの光を使用することができる。レーザーの種類、個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。   The light source unit includes a laser 112 as a light source and a beam shaping system 114. The laser 112 can use light from a pulse laser such as an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser having a wavelength of about 248 nm, or an F2 excimer laser having a wavelength of about 157 nm. The type and number of lasers are not limited, and the type of light source unit is not limited.

ビーム整形系114は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができ、レーザー112からの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する(例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど)ことによりビーム形状を所望のものに成形する。ビーム成形系114は、後述するオプティカルインテグレーター118を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。   For example, a beam expander including a plurality of cylindrical lenses can be used as the beam shaping system 114, and the aspect ratio of the dimension of the cross-sectional shape of the parallel light from the laser 112 is converted into a desired value (for example, the cross-section The beam shape is formed into a desired one by changing the shape from a rectangle to a square. The beam shaping system 114 forms a light beam having a size and a divergence angle necessary for illuminating an optical integrator 118 described later.

照明光学系は、レチクル130を照明する光学系であり、本実施形態では、集光光学系116と、偏光制御手段117と、オプティカルインテグレーター118と、開口絞り120と、集光レンズ122と、折り曲げミラー124と、マスキングブレード126と、結像レンズ128とを含む。照明光学系は、従来の照明、輪帯照明、四重極照明などのような様々な照明モードも実現できる。   The illumination optical system is an optical system that illuminates the reticle 130. In the present embodiment, the condensing optical system 116, the polarization control means 117, the optical integrator 118, the aperture stop 120, the condensing lens 122, and the bending lens. A mirror 124, a masking blade 126, and an imaging lens 128 are included. The illumination optical system can also realize various illumination modes such as conventional illumination, annular illumination, and quadrupole illumination.

集光光学系116は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーター118に所望の形状で効率よく導入する。例えば、集光光学系116はズームレンズシステムを含み、オプティカルインテグレーター118への入射ビームの形および角度の分配をコントロールする。   The condensing optical system 116 is composed of a plurality of optical elements, and efficiently introduces the optical integrator 118 in a desired shape. For example, the collection optics 116 includes a zoom lens system and controls the distribution of the shape and angle of the incident beam to the optical integrator 118.

集光光学系116は、レチクル130への照明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部を含む。露光量調整部は、主制御ユニット150によって制御される。露光量モニタを、例えばオプティカルインテグレーター118とレチクル130の間やその他の場所に置き露光量を計測しその結果をフィードバックすることもできる。   The condensing optical system 116 includes an exposure amount adjustment unit that can change the exposure amount of the illumination light to the reticle 130 for each illumination. The exposure adjustment unit is controlled by the main control unit 150. It is also possible to place an exposure monitor, for example, between the optical integrator 118 and the reticle 130 or at another location and measure the exposure and feed back the result.

偏光制御手段117は、例えば、偏光素子を含み、投影光学系140の瞳142とほぼ共役な位置に配置される。偏光制御手段117は、後述するように、瞳142に形成される有効光源の所定の領域の偏光状態を制御する。複数種類の偏光素子からなる偏光制御手段117が図示しないアクチュエータによって回転可能なターレット上に設けられて主制御ユニット150がかかるアクチュエータの駆動を制御してもよい。   The polarization control unit 117 includes, for example, a polarization element and is disposed at a position substantially conjugate with the pupil 142 of the projection optical system 140. The polarization control means 117 controls the polarization state of a predetermined area of the effective light source formed on the pupil 142, as will be described later. A polarization control means 117 composed of a plurality of types of polarization elements may be provided on a turret that can be rotated by an actuator (not shown), and the main control unit 150 may control driving of the actuator.

オプティカルインテグレーター118はレチクル130に照明される照明光を均一化し、本実施形態では、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとして構成される。ハエの目レンズは、その入射面と出射面とがフーリエ変換の関係に維持され、ロッドレンズ(即ち、微小レンズ素子)を多数組み合わせることによって構成されている。但し、本発明が使用可能なオプティカルインテグレーター118はハエの目レンズに限定されず、光学ロッド、回折格子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板などを含む。   The optical integrator 118 makes the illumination light illuminated on the reticle 130 uniform. In this embodiment, the optical integrator 118 is configured as a fly-eye lens that converts the angle distribution of incident light into a position distribution and emits it. The fly-eye lens is configured by combining a large number of rod lenses (that is, microlens elements) with its entrance and exit surfaces maintained in a Fourier transform relationship. However, the optical integrator 118 in which the present invention can be used is not limited to the fly-eye lens, but includes an optical rod, a diffraction grating, and a plurality of sets of cylindrical lens array plates arranged so that each set is orthogonal.

オプティカルインテグレーター118の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り120が設けられている。開口絞り120は、後述するように、投影光学系140の瞳142に形成される有効光源とほぼ共役な位置に配置され、開口絞りの120の開口形状は投影光学系140の瞳面142の有効光源形状に相当する。開口絞り120は、後述するように、有効光源の形状を制御する。
開口絞り120は、照明条件に応じて絞り交換機構(アクチュエータ)121によって、後述する種々の開口絞りが光路中に位置するように切り替え可能となっている。アクチュエータ121の駆動は、主制御ユニット150によって制御される駆動制御ユニット151によって制御される。なお、開口絞り120は、偏光制御手段と一体に構成されてもよい。
Immediately after the exit surface of the optical integrator 118, an aperture stop 120 having a fixed shape and diameter is provided. As will be described later, the aperture stop 120 is disposed at a position almost conjugate with the effective light source formed on the pupil 142 of the projection optical system 140, and the aperture shape of the aperture stop 120 is effective on the pupil plane 142 of the projection optical system 140. Corresponds to the light source shape. The aperture stop 120 controls the shape of the effective light source, as will be described later.
The aperture stop 120 can be switched by an aperture replacement mechanism (actuator) 121 so that various aperture stops (to be described later) are positioned in the optical path according to the illumination conditions. Driving of the actuator 121 is controlled by a drive control unit 151 controlled by the main control unit 150. The aperture stop 120 may be configured integrally with the polarization control unit.

集光レンズ122はオプティカルインテグレーター118の射出面近傍の2次光源から射出し、開口絞り120を透過した複数の光束を集光し、ミラー124で反射させて被照斜面としてのマスキングブレード126面を均一にケーラー照明によって照明する。   The condensing lens 122 is emitted from a secondary light source in the vicinity of the exit surface of the optical integrator 118, condenses a plurality of light beams that have passed through the aperture stop 120, and is reflected by a mirror 124 to form a masking blade 126 surface as an illuminated slope. Illuminate uniformly with Koehler illumination.

マスキングブレード126は複数の可動遮光板より構成され、投影光学系140の有効面積に対応するほぼ矩形の任意の開口形状を有している。マスキングブレード126の開口部を透過した光束をレチクル130の照明光として使用する。マスキングブレード126は開口幅を自動可変な絞りであり、転写領域を変更できる。また、露光装置1は、スキャン方向の転写領域を変更可能にする、上述のマスキングブレードと類似した構造のスキャンブレードを更に有してもよい。スキャンブレードも開口幅が自動可変できる絞りであり、マスク12面と光学的にほぼ共役な位置に設けられる。露光装置1は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。   The masking blade 126 is composed of a plurality of movable light shielding plates, and has an approximately rectangular arbitrary opening shape corresponding to the effective area of the projection optical system 140. The light beam transmitted through the opening of the masking blade 126 is used as illumination light for the reticle 130. The masking blade 126 is an aperture whose opening width is automatically variable, and can change the transfer area. In addition, the exposure apparatus 1 may further include a scan blade having a structure similar to the above-described masking blade that enables the transfer region in the scan direction to be changed. The scanning blade is also a stop whose opening width can be automatically changed, and is provided at a position optically conjugate with the mask 12 surface. The exposure apparatus 1 can set the size of the transfer region in accordance with the size of the shot to be exposed by using these two variable blades.

結像レンズ128は、マスキングブレード126の開口形状をレチクル130面上に照射して転写し、レチクル130面上のパターンを図示しないウェハチャックに載置したウェハ170面上に縮小投影する。   The imaging lens 128 irradiates and transfers the opening shape of the masking blade 126 onto the surface of the reticle 130, and reduces and projects the pattern on the surface of the reticle 130 onto the surface of the wafer 170 placed on a wafer chuck (not shown).

レチクル130は、図1乃至図5に示す第1の物体101が具体化されたものである。レチクル130は、その上に転写されるべきパターンを形成され、マスクステージ132に支持及び駆動される。レチクル130から発せられた回折光は投影光学系140を通りウェハ170上に投影される。ウェハ170は、被露光体でありレジスト172が基板174上に塗布されている。レチクル130とウェハ170とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置1はステップアンドスキャン方式の露光装置(即ち、スキャナー)であるため、レチクル130とウェハ170を走査することによりレチクル130のパターンをウェハ170上に転写する。なお、ステップアンドリピート方式の露光装置(即ち、「ステッパー」)であれば、レチクル130とウェハ170とを静止させた状態で露光を行う。   The reticle 130 is obtained by embodying the first object 101 shown in FIGS. 1 to 5. The reticle 130 has a pattern to be transferred thereon, and is supported and driven by the mask stage 132. Diffracted light emitted from the reticle 130 passes through the projection optical system 140 and is projected onto the wafer 170. The wafer 170 is an object to be exposed, and a resist 172 is applied on the substrate 174. The reticle 130 and the wafer 170 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 1 is a step-and-scan exposure apparatus (that is, a scanner), the pattern of the reticle 130 is transferred onto the wafer 170 by scanning the reticle 130 and the wafer 170. In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus (ie, “stepper”), exposure is performed with the reticle 130 and the wafer 170 being stationary.

マスクステージ132は、レチクル130を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ132及び投影光学系140は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージ132は、当業界周知のいかなる構成をも適用できる。図示しない移動機構はリニアモータなどで構成され、XY方向にマスクステージ132を駆動することでレチクル130を移動することができる。露光装置1は、マスク200とウェハ170を主制御ユニット150によって同期した状態で走査する。   The mask stage 132 supports the reticle 130 and is connected to a moving mechanism (not shown). The mask stage 132 and the projection optical system 140 are provided, for example, on a stage barrel surface plate that is supported by a base frame placed on a floor or the like via a damper or the like. Any configuration known in the art can be applied to the mask stage 132. A moving mechanism (not shown) is configured by a linear motor or the like, and can move the reticle 130 by driving the mask stage 132 in the XY directions. The exposure apparatus 1 scans the mask 200 and the wafer 170 in a synchronized state by the main control unit 150.

投影光学系140は、図1乃至図5に示す投影光学系が具体化されたものである。投影光学系140は、レチクル130に形成されたパターンを経た回折光をウェハ170上に結像する機能を有する。   The projection optical system 140 is a specific implementation of the projection optical system shown in FIGS. The projection optical system 140 has a function of forming an image of the diffracted light that has passed through the pattern formed on the reticle 130 on the wafer 170.

主制御ユニット150は、各部の駆動制御を行うが、特に、モニタ及び入力装置152の入力装置から入力される情報、照明装置100からの情報、図示しないメモリに格納されたプログラムに基づいて照明制御を行う。より詳細には、主制御ユニット150は、投影光学系140の瞳142に形成される有効光源の形状及び偏光状態の制御を行う。例えば、高NA化で期待される高解像な結像性能を達成するには、結像のコントラストを落とすP偏光の偏光状態の光をカットし、S偏光の光のみを結像させればよいので、マスクパターンの長手方向に偏光方向を有するS偏光を用いて結像させる。主制御ユニット150による制御情報やその他の情報はモニタ及び入力装置152のモニタに表示される。   The main control unit 150 performs drive control of each unit, and in particular, controls lighting based on information input from the input device of the monitor and input device 152, information from the lighting device 100, and a program stored in a memory (not shown). I do. More specifically, the main control unit 150 controls the shape and polarization state of an effective light source formed on the pupil 142 of the projection optical system 140. For example, in order to achieve the high-resolution imaging performance expected with high NA, it is necessary to cut the light in the P-polarized polarization state that lowers the imaging contrast and image only the S-polarized light. Since it is good, it image-forms using S polarized light which has a polarization direction in the longitudinal direction of a mask pattern. Control information by the main control unit 150 and other information are displayed on the monitor of the monitor and input device 152.

ウェハ170は、図1乃至図5に示す第2の物体102が具体化されたものである。ウェハ170は、別の実施形態では液晶基板その他の被露光体に置換される。ウェハ170ではフォトレジスト172が基板174上に塗布されている。   The wafer 170 is obtained by embodying the second object 102 shown in FIGS. 1 to 5. In another embodiment, the wafer 170 is replaced with a liquid crystal substrate or other object to be exposed. In the wafer 170, a photoresist 172 is applied on the substrate 174.

ウェハ170はウェハステージ176に支持される。ステージ176は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ176はリニアモータを利用してXY方向にウェハ170を移動する。レチクル130とウェハ170は、例えば、同期して走査され、マスクステージ132とウェハステージ176の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ステージ176は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ132及び投影光学系140は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。   Wafer 170 is supported by wafer stage 176. Since any configuration known in the art can be applied to the stage 176, a detailed description of the structure and operation is omitted here. For example, the stage 176 moves the wafer 170 in the XY directions using a linear motor. The reticle 130 and the wafer 170 are scanned synchronously, for example, and the positions of the mask stage 132 and the wafer stage 176 are monitored by a laser interferometer, for example, and both are driven at a constant speed ratio. The stage 176 is provided on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example, and the mask stage 132 and the projection optical system 140 are mounted on the floor surface or the like, for example. It is provided on a lens barrel surface plate (not shown) supported on the base frame via a damper or the like.

液体180には、投影光学系140のウェハ170への最終面が浸漬され、露光波長の透過率がよく、投影光学系に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良い物質が選択される。投影光学系140の最終面には液体180からの影響を保護するためにコーティングを施す。   The liquid 180 is immersed in the final surface of the projection optical system 140 on the wafer 170, and a substance that has good transmittance at the exposure wavelength, does not attach dirt to the projection optical system, and has good matching with the resist process is selected. . The final surface of the projection optical system 140 is coated to protect the influence from the liquid 180.

露光において、レーザー112から発せられた光束は、ビーム成形系114によりそのビーム形状が所望のものに成形された後で、照明光学系に入射する。集光光学系116は、光束をオプティカルインテグレーター118に効率よく導入する。その際、露光量調節部が照明光の露光量を調節する。主制御ユニット150は、ユーザがモニタ及び入力装置152の入力装置を介してマスクパターンの情報をいれるか、かかる情報をマスクに形成されたバーコードなどを読み取ることによって認識し、マスクパターンに適した照明条件としての開口形状と偏光状態を、偏光制御手段117の図示しないアクチュエータと開口絞り120のアクチュエータ121を駆動することによって選択する。   In exposure, the light beam emitted from the laser 112 is incident on the illumination optical system after its beam shape is shaped into a desired shape by the beam shaping system 114. The condensing optical system 116 efficiently introduces the light beam into the optical integrator 118. At that time, the exposure amount adjusting unit adjusts the exposure amount of the illumination light. The main control unit 150 recognizes the user by inputting the mask pattern information via the monitor and the input device of the input device 152 or by reading the barcode formed on the mask and the like, and is suitable for the mask pattern. The aperture shape and polarization state as illumination conditions are selected by driving an actuator (not shown) of the polarization controller 117 and an actuator 121 of the aperture stop 120.

オプティカルインテグレーター118は照明光を均一化し、開口絞り120は、所望の有効光源形状を設定する。かかる照明光は集光レンズ122、折り曲げミラー124、マスキングブレード126、結像レンズ128を介してマスク200を最適な照明条件で照明する。   The optical integrator 118 makes the illumination light uniform, and the aperture stop 120 sets a desired effective light source shape. Such illumination light illuminates the mask 200 under optimum illumination conditions via the condenser lens 122, the bending mirror 124, the masking blade 126, and the imaging lens 128.

レチクル130を通過した光束は投影光学系140によって、ウェハ170上に所定倍率で縮小投影される。ステップアンドスキャン方式の露光装置であれば、光源112と投影光学系140は固定して、レチクル130とウェハ170を同期走査してショット全体を露光する。更に、ウェハステージ176をステップして、次のショットに移り、新しいスキャンオペレーションがなされる。このスキャンとステップを繰り返し、ウェハ170上に多数のショットを露光転写する。なお、露光装置がステップアンドリピート方式を採用すれば、レチクル130とウェハ170を静止させた状態で露光を行う。   The light beam that has passed through the reticle 130 is reduced and projected onto the wafer 170 at a predetermined magnification by the projection optical system 140. In the case of a step-and-scan exposure apparatus, the light source 112 and the projection optical system 140 are fixed, and the reticle 130 and the wafer 170 are synchronously scanned to expose the entire shot. Further, the wafer stage 176 is stepped to move to the next shot, and a new scanning operation is performed. This scan and step are repeated to expose and transfer a large number of shots onto the wafer 170. If the exposure apparatus adopts a step-and-repeat method, exposure is performed with the reticle 130 and the wafer 170 being stationary.

投影光学系140のウェハ170への最終面は空気よりも屈折率の高い液体180に浸漬されているので、投影光学系140のNAは高くなり、ウェハ170に形成される解像度も微細になる。また、レチクル面とウェハ面を重力方向に向けることができるのでレチクル130の自重変形による収差が悪影響を及ぼしたり、ウェハ170上の液体180がこぼれたりすることを防止することができる。また、一対の凹面反射鏡M1及びM2が投影光学系の収差補正を行うことができ、かつ、凹面反射鏡M1及びM2は重力方向に向けることができるので自重変形による収差が悪影響を及ぼすことを防止することができる。更に、偏光制御により、レジスト172上にはコントラストの高い像が形成される。これにより、露光装置1はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。   Since the final surface of the projection optical system 140 on the wafer 170 is immersed in the liquid 180 having a refractive index higher than that of air, the NA of the projection optical system 140 becomes high, and the resolution formed on the wafer 170 becomes fine. In addition, since the reticle surface and the wafer surface can be directed in the direction of gravity, it is possible to prevent the aberration due to the self-weight deformation of the reticle 130 from adversely affecting the liquid 180 on the wafer 170 from being spilled. In addition, the pair of concave reflecting mirrors M1 and M2 can correct the aberration of the projection optical system, and the concave reflecting mirrors M1 and M2 can be directed in the direction of gravity, so that the aberration due to the self-weight deformation has an adverse effect. Can be prevented. Further, a high contrast image is formed on the resist 172 by polarization control. Thereby, the exposure apparatus 1 can provide a high-quality device (semiconductor element, LCD element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) by performing pattern transfer onto the resist with high accuracy.

次に、図7及び図8を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図7は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。   Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, etc.). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique of the present invention using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), and the like are performed. Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図8は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本発明のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、本発明のリソグラフィー技術を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。また、本発明は、かかるデバイス製造方法の中間及び最終結果物であるデバイス自体もカバーする趣旨である。また、かかるデバイスは、例えば、LSIやVLSIなどの半導体チップ、CCD、LCD、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。   FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a higher quality device than before. As described above, the device manufacturing method using the lithography technique of the present invention and the resulting device also constitute one aspect of the present invention. The present invention also covers the device itself that is an intermediate and final product of the device manufacturing method. Such devices include, for example, semiconductor chips such as LSI and VLSI, CCDs, LCDs, magnetic sensors, thin film magnetic heads, and the like.

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。例えば、図5において、Field1を含まない投影光学系も本発明の範囲内である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, in FIG. 5, a projection optical system that does not include Field 1 is also within the scope of the present invention.

本発明の一実施例の投影光学系の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the projection optical system of one Example of this invention. 図1に示す投影光学系の変形例の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the modification of the projection optical system shown in FIG. 図1に示す投影光学系の具体的な構成図である。It is a specific block diagram of the projection optical system shown in FIG. 図3に示す投影光学系の変形例の具体的な構成図である。It is a specific block diagram of the modification of the projection optical system shown in FIG. 図2に示す投影光学系の具体的な構成図である。It is a specific block diagram of the projection optical system shown in FIG. 本発明の別の側面としての露光装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the exposure apparatus as another side surface of this invention. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of devices (semiconductor chips, such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). 図7に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 7.

符号の説明Explanation of symbols

1 露光装置
101 第1の物体
102 第2の物体
G1〜G4 結像光学系
130 レチクル
140 投影光学系
170 ウェハ
180 液体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 101 1st object 102 2nd object G1-G4 Imaging optical system 130 Reticle 140 Projection optical system 170 Wafer 180 Liquid

Claims (15)

第1物体の像を第2の物体上に形成する反射屈折型投影光学系であって、
前記第1物体の第1中間像を形成するための第1結像光学系と、
前記第1中間像からの光束に基づいて前記第1物体の第2中間像を形成するための第2結像光学系と、
前記第2中間像からの光束に基づいて前記第1物体の第3中間像を形成するための第3結像光学系と、
前記第3中間像からの光束に基づいて前記第1物体の像を前記第2物体上に形成するための第4結像光学系と、
前記第2及び第3結像光学系の間に設けられた2枚の偏向反射鏡とを有することを特徴とする反射屈折型投影光学系。
A catadioptric projection optical system for forming an image of a first object on a second object,
A first imaging optical system for forming a first intermediate image of the first object;
A second imaging optical system for forming a second intermediate image of the first object based on a light beam from the first intermediate image;
A third imaging optical system for forming a third intermediate image of the first object based on a light beam from the second intermediate image;
A fourth imaging optical system for forming an image of the first object on the second object based on a light beam from the third intermediate image;
A catadioptric projection optical system comprising: two deflecting reflecting mirrors provided between the second and third imaging optical systems.
前記第1乃至第4結像光学系のうちの一つは、屈折部材のみからなる部分光学系を有し、
前記第1乃至第4結像光学系のうちの別の一つは、凹面反射鏡を含む結像作用を有した部分光学系を有することを特徴とする請求項1に記載の反射屈折型投影光学系。
One of the first to fourth imaging optical systems has a partial optical system made of only a refractive member,
2. The catadioptric projection according to claim 1, wherein another one of the first to fourth imaging optical systems includes a partial optical system having an imaging function including a concave reflecting mirror. Optical system.
前記第1乃至第4結像光学系は、
屈折部材のみからなる部分光学系と、凹面反射鏡を含む結像作用を有した部分光学系を2対有することを特徴とする請求項1に記載の反射屈折型投影光学系。
The first to fourth imaging optical systems are
2. The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the catadioptric projection optical system has two pairs of a partial optical system composed of only a refractive member and a partial optical system having an imaging function including a concave reflecting mirror.
前記第1及び第4の結像光学系は屈折部材のみからなる部分光学系であり、
前記第2及び第3の結像光学系は凹面反射鏡を含む部分光学系であることを特徴とする請求項1に記載の反射屈折型投影光学系。
The first and fourth imaging optical systems are partial optical systems composed only of refractive members,
2. The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the second and third imaging optical systems are partial optical systems including a concave reflecting mirror.
前記第2及び第3の結像光学系の間に屈折部材を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の反射屈折型投影光学系。   5. The catadioptric projection optical system according to claim 1, further comprising a refractive member between the second and third imaging optical systems. 前記凹面反射鏡は同軸上に配置されないことを特徴とする請求項4又は5に記載の反射屈折型投影光学系。   6. The catadioptric projection optical system according to claim 4, wherein the concave reflecting mirror is not arranged coaxially. 前記凹面反射鏡の一方は前記第1物体とほぼ平行に構成され、前記凹面反射鏡の他方は前記第2物体とほぼ平行に配置されることを特徴とした請求項4又は5に記載の反射屈折型投影光学系。   6. The reflection according to claim 4, wherein one of the concave reflecting mirrors is configured to be substantially parallel to the first object, and the other of the concave reflecting mirrors is disposed to be substantially parallel to the second object. Refractive projection optical system. 前記第3結像光学系の結像倍率をβ、第4結像光学系の結像倍率をβ、全系の開口数をNAとするとき、
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の反射屈折型投影光学系。
When the imaging magnification of the third imaging optical system is β 3 , the imaging magnification of the fourth imaging optical system is β 4 , and the numerical aperture of the entire system is NA,
The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記2枚の偏向反射鏡のうち光路に沿って前記第1の物体に近い方を第1偏向反射鏡とし、前記第2中間像における焦点の前記第1偏向反射鏡からの距離をAとし、前記2枚の偏向反射鏡の間隔をBとするとき、
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の反射屈折型投影光学系。
Of the two deflecting reflectors, the one closer to the first object along the optical path is the first deflecting reflector, and the distance from the first deflecting reflector of the focal point in the second intermediate image is A, When the interval between the two deflecting mirrors is B,
The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記2枚の偏向反射鏡間における光軸と最外画角の主光線のなす角をtelとするとき、
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の反射屈折型投影光学系。
When the angle between the optical axis and the principal ray of the outermost field angle between the two deflecting reflectors is tel,
The catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
第1の物体の中間像を複数回形成し、第2の物体上に結像する結像系である反射屈折型投影光学系であって、
前記第1及び第2の物体面は対向する側に平行に配置され、
前記反射屈折型投影光学系は2つの凹面反射鏡を有し、
前記2つの凹面反射鏡の一方は前記第1及び第2の物体面の一方に対向して配置され、前記2つの凹面反射鏡の他方は前記第1及び第2の物体面の他方に対向して配置されていることを特徴とする反射屈折型投影光学系。
A catadioptric projection optical system, which is an imaging system that forms an intermediate image of a first object a plurality of times and forms an image on a second object,
The first and second object planes are arranged in parallel on opposite sides;
The catadioptric projection optical system has two concave reflecting mirrors;
One of the two concave reflecting mirrors is disposed to face one of the first and second object surfaces, and the other of the two concave reflecting mirrors faces the other of the first and second object surfaces. A catadioptric projection optical system, wherein
2枚の偏向反射鏡を更に有し、前記第1の物体から前記第2の物体に向かう光路が略H形状となることを特徴とする請求項11記載の反射屈折型投影光学系。   12. The catadioptric projection optical system according to claim 11, further comprising two deflecting reflecting mirrors, wherein an optical path from the first object toward the second object is substantially H-shaped. 光源からの光でパターンを照明する照明光学系と、
前記パターンの像を被処理体上に投影する請求項1乃至12のうちいずれか一項記載の反射屈折型投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。
An illumination optical system that illuminates a pattern with light from a light source;
An exposure apparatus comprising: the catadioptric projection optical system according to claim 1 that projects an image of the pattern onto an object to be processed.
前記被処理体と前記反射屈折型投影光学系の最も被処理体側のレンズ面との間の少なくとも一部に液体が満たされることを特徴とする請求項13記載の露光装置。   14. The exposure apparatus according to claim 13, wherein at least part of the space between the object to be processed and the lens surface closest to the object to be processed of the catadioptric projection optical system is filled with liquid. 請求項13又は14に記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the object to be exposed using the exposure apparatus according to claim 13 or 14,
And developing the exposed object to be exposed.
JP2005183777A 2005-06-23 2005-06-23 Catadioptric projection optical system and exposure device having it Pending JP2007005558A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005183777A JP2007005558A (en) 2005-06-23 2005-06-23 Catadioptric projection optical system and exposure device having it
PCT/JP2006/312205 WO2006137349A1 (en) 2005-06-23 2006-06-13 Catadioptric projection optical system, and exposure apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005183777A JP2007005558A (en) 2005-06-23 2005-06-23 Catadioptric projection optical system and exposure device having it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007005558A true JP2007005558A (en) 2007-01-11

Family

ID=37570377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005183777A Pending JP2007005558A (en) 2005-06-23 2005-06-23 Catadioptric projection optical system and exposure device having it

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007005558A (en)
WO (1) WO2006137349A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015041335A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-26 株式会社ニコン Projection optical system, method for adjusting projection optical system, exposure apparatus, exposure method, and device production method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011328A1 (en) * 2009-03-05 2010-08-19 Carl Zeiss Smt Ag Projection optics for use in projection exposure apparatus utilized for producing e.g. microchip, has beam path formed between object field and mirror and another beam path formed after another mirror, where paths intersect each other

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06242379A (en) * 1992-12-24 1994-09-02 Nikon Corp Optical system for reflection/refraction/reduction/ projection
JPH0772393A (en) * 1993-09-06 1995-03-17 Nikon Corp Reflection, reduction and projection optical system
JP2003185923A (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Nikon Corp Projection exposing device and exposure method
JP2005039211A (en) * 2003-06-30 2005-02-10 Canon Inc Projection optical system, exposure apparatus, and manufacturing method of device
JP2005037896A (en) * 2003-05-23 2005-02-10 Canon Inc Projection optical system, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2005107362A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Canon Inc Projection optical system, aligner and manufacturing method of device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015041335A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-26 株式会社ニコン Projection optical system, method for adjusting projection optical system, exposure apparatus, exposure method, and device production method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006137349A1 (en) 2006-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4717974B2 (en) Catadioptric optical system and projection exposure apparatus provided with the optical system
KR101647934B1 (en) Projection optical system, and exposure apparatus and exposure method
KR20040101089A (en) Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2003114387A (en) Cata-dioptic system and projection exposure device equipped with the same system
JP2006245157A (en) Exposure method and device
US20080304036A1 (en) Catadioptric imaging system, exposure device, and device manufacturing method
US7990609B2 (en) Catadioptric imaging system with prolate spheroidal-shaped mirrors
JP2002208551A (en) Reflection/refraction optical system and projection aligner
US20060088320A1 (en) Catadioptric projection optical system, exposure apparatus having the same, device fabrication method
JP2006049527A (en) Catadioptric projection optical system and aligner having it, and manufacturing method thereof
JP2005003982A (en) Projection optical system, and device and method of exposure
JP2005039211A (en) Projection optical system, exposure apparatus, and manufacturing method of device
JP2003203853A (en) Aligner and its method, and manufacturing method for microdevice
JP2009145724A (en) Projection optical system and exposure device with the same
JP2005115127A (en) Catadioptric projection optical system, exposure device and exposing method
JP2007005558A (en) Catadioptric projection optical system and exposure device having it
JP2005107362A (en) Projection optical system, aligner and manufacturing method of device
JP2007132981A (en) Objective optical system, aberration measuring instrument and exposure device
JP2005037896A (en) Projection optical system, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2008258461A (en) Reflective reductive projection optical system, exposure device, and manufacturing method of device
JP4819419B2 (en) Imaging optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2004093953A (en) Manufacturing method of projection optical system, aligner and microdevice
JP5786919B2 (en) Projection optical system, exposure apparatus and exposure method
JP2004126520A (en) Projection optical system, exposure device, and method of forming circuit pattern
JP2008066578A (en) Design method for imaging optical system, imaging optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method