JP2007515660A - 浸漬リソグラフィー用屈折性投影対物レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 浸漬マイクロリソグラフィーに適する純粋に屈折性の投影対物レンズは、負の屈折力の第1のレンズ群と、正の屈折力の第2のレンズ群と、負の屈折力の第3のレンズ群と、正の屈折力の第4のレンズ群と、正の屈折力の第5のレンズ群とが設けられる5個のレンズ群を有する1胴形システムとして設計される。前記第4のレンズ群は、前記第3のレンズ群(LG3)と前記第4のレンズ群(LG4)との間において周辺光線高さの変曲点に近接して位置する入射面(E)を有する。実質的な屈折力を有するいかなる負レンズも前記入射面とシステム絞り(5)との間には配置されない。本発明の投影対物レンズの実施形態は、非常に高い開口数NA>1と大きい像フィールドとを達成するとともに、小型サイズの設計によって弁別される。200nm未満の動作波長では、投影対物レンズと基板との間において浸漬液が用いられる場合に、実質的に100nmを下回る幅の構造を解像可能である。
【選択図】 図1
Description
前記像平面に続く、負の屈折力を有する第1のレンズ群と;
前記第1のレンズ群に続く、正の屈折力を有する第2のレンズ群と;
前記第2のレンズ群に続く、負の屈折力を有する第3のレンズ群と;
前記第3のレンズ群に続く、正の屈折力を有する第4のレンズ群と;
前記第4のレンズ群に続く、正の屈折力を有する第5のレンズ群と;
前記第4のレンズ群から前記第5のレンズ群への遷移領域内において配置されるシステム絞りとを有し、
前記第4のレンズ群は、前記第3のレンズ群と前記第4のレンズ群との間における周辺光線高さの変曲点に近接して位置する入射面を有し、実質的な屈折力を有するいかなる負レンズも、前記入射面と前記システム絞りとの間には配置されない。
Claims (50)
- 自身の物体平面内に配置されるパターンを自身の像平面に、自身の最後の光学素子と前記像平面との間において配置される浸漬媒質を利用して結像させる屈折性投影対物レンズにおいて、
前記像平面の後に配置されるとともに、負の屈折力を有する第1のレンズ群(LG1)と;
前記第1のレンズ群の後に配置されるとともに、正の屈折力を有する第2のレンズ群(LG2)と;
前記第2のレンズ群の後に配置されるとともに、負の屈折力を有する第3のレンズ群(LG3)と;
前記第3のレンズ群の後に配置されるとともに、正の屈折力を有する第4のレンズ群(LG4)と;
前記第4のレンズ群の後に配置されるとともに、正の屈折力を有する第5のレンズ群(LG5)と;
前記第4のレンズ群から前記第5のレンズ群への遷移領域内に配置されるシステム絞り(5)とからなり、
前記第4のレンズ群は、前記第3のレンズ群(LG3)と前記第4のレンズ群(LG4)との間において周辺光線高さの変曲点に近接して配置される入射面(E)を有し、実質的な屈折力を有するいかなる負レンズも前記入射面と前記システム絞り(5)との間には配置されない屈折性投影対物レンズ。 - 正レンズのみが前記入射面(E)と前記システム絞り(5)との間において配置される請求項1に記載の投影対物レンズ。
- 前記第5のレンズ群(LG5)は、正の屈折力のレンズのみを有する請求項1または2に記載の投影対物レンズ。
- 最小ビーム直径のウエスト(X)が、前記第3のレンズ群(LG3)の領域内に存在し、互いに直接連続するレンズを有するとともに、φi *φi+1<0であるレンズ対(20、21、120、121、220、221、320、321)が、前記ウエストと前記像平面(3)との間において1箇所のみに存在し、ここで、φiおよびφi+1は、前記レンズ対の前記レンズの屈折力であり、|φi|>0.12m−1である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 互いに直接連続するレンズを有するとともに、φi *φi+1<0であるレンズ対が、前記物体平面と前記像平面との間において3箇所のみに存在し、ここで、φiおよびφi+1は、前記レンズ対の前記レンズの屈折力であり、|φi|>0.12m−1であることが好ましい先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第1のレンズ群(LG1)は、少なくとも1個の非球面を含み、好ましくは少なくとも2個の非球面が前記第1のレンズ群内に設けられる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第1のレンズ群(LG1)は、各々が1個の非球面を有する少なくとも2個のレンズを含む先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 主光線高さが周辺光線高さと比べて大きくなる前記第1のレンズ領域(LB1)内において、光学的に有効な領域内に多くても1個の変曲点を有する曲率を持つ少なくとも1個の非球面が配置され、好ましくは2個の前記非球面が設けられる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 1個以上の変曲点を有する3個以下の非球面が前記第1のレンズ領域(LB1)内に配置される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 第1のレンズ領域(LB1)の前記非球面は、条件|ΣC1i|*106>0.22を満たし、ここで、C1iは、i番目の面の非球面表現の項h4の係数である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 投影対物レンズの全長の20%を上回る光学的有効直径を有する多数の非球面は、凹状であり、好ましくは投影対物レンズの全長の20%を上回る光学的有効直径を有する全ての非球面が凹状である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体平面(2)と主光線高さが実質的に周辺光線高さに対応する領域との間において延在する第2のレンズ領域(LB2)において、歪曲に対する非球面寄与が互いに異符号を有する少なくとも2個の非球面が配置される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 少なくとも1個の非球面が、前記第3のレンズ群(LG3)内に設けられ、好ましくは2個の非球面が設けられる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 少なくとも1個の非球面が各レンズ群内に配置される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 少なくとも2個の非球面は、指定された外囲球面に対して1.2mmを上回る変形を有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 条件0.9*PSA31<PSA3<1.1*PSA31が球面瞳収差PSAに関して満たされ、ここで、PSA31は、第1のレンズ領域(LB1)内の全ての面の球面瞳収差の収差係数の総和であり、PSA3は、システムの全ての面の球面瞳収差の収差係数の総和である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 物像距離Lと焦点距離f´とを有するとともに、屈折率nIを有する浸漬媒質に適合せしめられ、条件L/f´*nI>2.5が満たされる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記システム絞り(5)は、絞り直径を決めるとともに、投影対物レンズの光軸に対する自身の軸方向位置が前記絞り直径の関数として変動せしめられうる絞り縁部を有する先行する前記請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記システム絞りは、球面絞りとして、または円錐絞りとして設計される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記システム絞りは、軸方向に変位可能である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第3のレンズ群(LG3)から前記第4のレンズ群(LG4)への遷移領域内において、弱い屈折力の負レンズと透過方向に前記レンズの直後に配置される正レンズとからなる少なくとも1個のダブレット(20、21、120、121、220、221、320、321)が配設され、前記負レンズは、像側の凹面を有し、後続の前記正レンズは、物体側の凹面を有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記正レンズ(21、121、221、321)は、前記物体平面に対して凹状をなすとともに、入射側レンズ半径R1と出射側レンズ半径R2とを有し、かつ条件(R1+R2)/(R1−R2)<−1.5を満たす正メニスカスレンズである請求項21に記載の投影対物レンズ。
- 前記ダブレットの互いに向き合う凹面は、非球面である請求項21または22の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体平面に対して凹状をなすとともに、条件DL/Dmin>1.3を満たす少なくとも1個のメニスカスレンズ(124、324´、424)が、前記第4のレンズ群(LG4)内に配置され、ここで、Dminは、前記第4のレンズ群内における最小光線束直径であり、DLは、前記メニスカスレンズにおける最大光線束直径である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 全てのレンズは、同じ材料によって構成され、好ましくは合成石英ガラスが193nmの動作波長用にレンズ材料として用いられ、かつ/または好ましくはフッ化カルシウムが157nmの波長用にレンズ材料として用いられる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 過半数のレンズは、合成石英ガラスによって構成され、前記像平面の直近に配置されるレンズ素子の少なくとも2個は、同じ結晶方向のフッ化物結晶材料によって構成される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 過半数のレンズは、合成石英ガラスによって構成され、フッ化物結晶材料により製作される少なくとも1個の正レンズが、前記第2のレンズ群(LG2)内に配設される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 過半数のレンズは、合成石英ガラスによって構成され、フッ化物結晶材料により製作される少なくとも1個の正レンズが、前記第4のレンズ群内に配設される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 過半数のレンズは、合成石英ガラスによって構成され、前記第3のレンズ群の少なくとも1個の負レンズは、フッ化物結晶材料によって構成される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 像側開口数NA≧0.98を有し、前記像側開口数は、好ましくは少なくともNA=1.0または少なくともNA=1.1である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 動作波長において屈折率n>1.3を有する浸漬媒質(10)に適合せしめられる先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 少なくとも1ミリメートルの像側作動距離を有し、前記像側作動距離は、好ましくは約1mm〜約15mmの範囲内、特に約1.5mm〜約10mmの範囲内である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 20mm未満、特に10mm未満の物体側作動距離を有する、特に先行する請求項の少なくとも1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体フィールド直径の50%未満、特に25%未満の物体側作動距離を有する、特に先行する請求項の少なくとも1項に記載の投影対物レンズ。
- 約5mmから前記物体フィールド直径の約25%までの範囲内に含まれる物体側作動距離を有する、特に先行する請求項の少なくとも1項に記載の投影対物レンズ。
- 像側開口数NA>0.8を有する請求項33〜35の少なくとも1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第2のレンズ群(LG2)は、正の屈折力を有する少なくとも4個、好ましくは少なくとも5個の連続するレンズを有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体平面(2)の方を向く入射側において、前記第2のレンズ群(LG2)は、前記物体平面に対して凹状をなす、正の屈折力を有する少なくとも1個、好ましくは複数個のメニスカスレンズを有し、かつ/または前記像平面の方を向く出射側において、前記第2のレンズ群は、前記物体平面に対して凸状をなす、正の屈折力を有する少なくとも1個、好ましくは複数個のメニスカスレンズを有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第2のレンズ群(LG2)は、前記物体平面に対して凹状をなす、正の屈折力を有する少なくとも1個のメニスカスレンズと、両凸正レンズと、前記像平面に対して凹状をなす、正の屈折力を有する少なくとも1個のメニスカスレンズとを前記順番で有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第3のレンズ群(LG3)は、負の屈折力のレンズのみを有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 物体側の入射領域内において、前記第4のレンズ群(LG4)は、前記物体平面(2)に対して凹状をなす、正の屈折力を有する少なくとも1個のメニスカスレンズを有し、好ましくは多数のこのようなメニスカスレンズが連続して配設される先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第5のレンズ群(LG5)は、正の屈折力と、前記像の方向に凹状をなすレンズ面とを有する少なくとも1個のメニスカスレンズを有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記第5のレンズ群(LG5)は、最後の光学素子として、好ましくは球面状または非球面状に湾曲した入射面と実質的に平面状の出射面とを有する平凸レンズを有する先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記平凸レンズは、非半球形設計である請求項43に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体の近傍の胴部(6)と、前記像の近傍の胴部(8)と、前記胴部間に位置する1個のウエスト部(7)とを有する1胴形システムである先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 最大周辺光線高さは、最も幅狭の収縮部の位置(X)における周辺光線高さの少なくとも2倍である先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記物体の近傍の胴部(6)は、第1の胴部直径を有し、前記像の近傍の胴部(8)は、第2の胴部直径を有し、前記第2および第1の胴部直径間における胴部直径比は、1.1を上回り、特に1.2を上回る先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 前記像平面は、前記第5のレンズ群の直後に配置されて、前記第1〜第5のレンズ群とは別に、いかなるレンズまたはレンズ群も有さないようになっている先行する請求項の1項に記載の投影対物レンズ。
- 先行する請求項の1項に記載の屈折性投影対物レンズを特徴とするマイクロリソグラフィー用投影露光装置。
- 半導体構成品またはその他の微細構造素子の製造方法において:
所定のパターンを有するマスクを用意する段階と;
所定の波長の紫外光を用いて前記マスクを照射する段階と;
前記請求項1〜4の1項に記載の投影対物レンズを利用して、投影対物レンズの像面の領域内に配置される感光性基板上に前記パターンの像を結像させる段階と;
前記投影対物レンズの最後の光学面と前記基板との間において配置される浸漬媒質を投影時に透過照射する段階とを有する方法。
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