JP2565149C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路の製造方法、及びＩＣ、ＬＳＩ等の回路を製
造する際に用いる露光装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来より投影露光装置を用い、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路のパターンをシリコ
ンウエハーに焼付ける為の反射型の軸外結像光学系が、例えば特開昭48-12039号
公報「単位倍率の反射光学系」、特開昭52- 5544号公報「反射光学系」、特開昭
53- 100230号公報「環帯視野光学系」、特開昭58- 219517号公報「挟角オフアク
シス光学装置」等で提案されている。 【０００３】 特開昭48-12039号公報や特開昭52- 5544号公報では、凹面鏡と凸面鏡の２枚の
反射鏡を曲率中心が同心若しくは非同心となるようにし、かつ全系の結像倍率が
等倍になるようにして結像光学系を構成している。 【０００４】 特開昭53- 100230号公報では凹面鏡と凸面鏡の他に負の屈折力のメニスカス形
状のレンズを用い光学性能の向上を図っている。又特開昭58- 219517号公報では
反射系と屈折系を組み合わせて光学性能の向上を図った結像倍率が等倍の反射屈
折光学系を提案している。 【０００５】 この種の結像倍率が等倍の反射鏡より成る結像光学系は、色収差や非対称性収
差であるコマ収差や歪曲収差が殆ど生じない構成となっている点で、回路パター
ンの焼付け用の結像光学系として優れているが、結像倍率が等倍である為、より
微細な回路パターンを焼付けるのは困難である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、より微細な回路パターンの焼付けが可能な、反射鏡より成る
結像光学系を用いた、回路の製造方法及び露光装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 本発明の回路の製造方法は、反射鏡より成る結像光学系により回路パターンを
被露光体上に結像せしめる工程を含む回路の製造方法において、前記反射鏡より
成る結像光学系は中間像を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と、凹面鏡を有する
第２結像系とを備え、前記反射鏡より成る結像光学系の結像倍率を縮小にし、前
記反射鏡より成る結像光学系の結像倍率を縮小にした際に生じるコマ収差を屈折
光学系により補正し、前記反射鏡より成る結像光学系と前記屈折光学系により、
前記回路パターンの像を前記中間像面に形成した後で前記被露光体上に再結像す
ることを特徴としている。 【０００８】 本発明の露光装置は、投影光学系によりマスクの回路パターンを被露光体上に
投影する露光装置において、前記投影光学系が縮小倍率を有し、且つ反射鏡より
成る結像光学系と、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡より成る結像光学系で生じ
るコマ収差を補正する屈折光学系とを備え、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡よ
り成る結像光学系は、中間像面を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と凹面鏡を有
する第２結像系を有し、前記投影光学系により前記回路パターンの像を前記中間
像面に形成した後で前記被露光体上に再結像することを特徴としている。 【０００９】 【実施例】 図１は本発明の反射鏡より成る結像光学系により回路パターンを被露光体上に
結像せしめる工程の為の露光装置の一実施例の光学系の概略図である。図２は本
発明の数値実施例の収差図である。収差図において（Ａ）はサジタル像面、（Ｂ
）はメリディオナル像面である。図１の反射屈折光学系は物体側より順に同一方
向に曲率中心を有し、かつ同一光軸上に位置するように凹面鏡Ｍ11、凸面鏡Ｍ12
そして凹面鏡Ｍ13の３つの反射鏡とメニスカス形状のレンズＬ11で第１結像 系を構成し、２つのメニスカス形状のレンズＬ21，Ｌ22、凹面鏡Ｍ21そして２つ
のメニスカス形状のレンズＬ22′，Ｌ21′で第２結像系を構成している。 【００１０】 そして、図中、光軸上方の所定領域内の軸外物点Ｐからの光束を反射鏡Ｍ11，
Ｍ12，Ｍ13の順で反射させ、レンズＬ11を経た後、第１像点Ｐ1′に結像させて
いる。又第１像点Ｐ1′は第２結像系の物点Ｐ2となり、物点Ｐ2からの光束が２
つのレンズＬ21，Ｌ22、凹面鏡Ｍ21そして２つのレンズＬ22′，Ｌ21′を経て第
２像点Ｐ2′に結像するように構成している。 【００１１】 本実施例では第１結像系を物点Ｐ1からの光束が凹面鏡Ｍ11、凸面鏡Ｍ12そし
て凹面鏡Ｍ13の、所謂正、負、正の屈折力の３つの反射鏡とメニスカス形状のレ
ンズＬ11を通過した後に第１像点Ｐ1′に結像するように構成し、各反射鏡より
発生する収差をバランス良く補正している。 【００１２】 特にメニスカス形状のレンズＬ11を凹面鏡Ｍ13で反射した光束のみが透過する
ように配置することにより、縮小系を構成する場合に多く発生する軸外収差とコ
マ収差（非対称性収差）を良好に補正している。 【００１３】 又レンズＬ11で第２結像系に配置した屈折系より生じる色収差を互いに打消し
、第２結像系の収差補正を容易にしている。 【００１４】 第２結像系を物点Ｐ2からの光束がまず２つのメニスカス形状のレンズＬ21，
Ｌ22を通過し、凹面鏡Ｍ21そして２つのメニスカス形状のレンズＬ22′，Ｌ21’
を通過した後、第２像点Ｐ2′に結像するよう構成し、第１結像系での残存収差
の補正及び色収差の補正を良好に行っている。 【００１５】 特に各々のレンズの硝材を短波長（波長２３０〜４００ｎｍ）側の透過率が良
い石英ガラスのみで構成したにもかかわらず、前述の如くレンズ形状を特定する
ことにより、後述する収差図に示す如く良好なる色収差の補正を達成している。 特に物点Ｐ2からの光束を２つのレンズＬ21，Ｌ22そして同じく２つのレンズＬ2
2′，Ｌ21′を介することにより口径比の拡大を図りつつ全体的にコマ収差や軸
外ハロー等の収差の発生量を少なくすると共に第１結像系のレンズＬ11と共に色
収差の補正を良好に行っている。そして反射系を採用したにもかかわらず、光束
のケラレを極力少なくしている。 【００１６】 本実施例では第１結像系の結像倍率を０．１１倍、第２結像系の結像倍率を２
．２６倍とし、全体として０．２５倍の縮小系の反射屈折光学系を構成している
。 【００１７】 このように一方の結像系を拡大系、他方の結像系を縮小系とし、全体的に縮小
系となるように構成することにより、各々の結像系で発生する軸外球面収差、コ
マ収差、歪曲収差等の諸収差の補正を良好に行い簡易な構成にもかかわらず大口
径比の反射屈折光学系を容易に達成している。 【００１８】 尚、本実施例において軸外球面収差、コマ収差そして色収差の補正を更に良好
に行いより高解像力の縮小系を達成するにはレンズＬ11を凹面鏡Ｍ13側に凹面を
向けたメニスカス形状のレンズで又レンズＬ21，Ｌ22，Ｌ21′，Ｌ22′をいずれ
も凹面鏡Ｍ21側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズで構成するのが好ましい
。又レンズＬ11とレンズＬ21、レンズＬ21′を正の屈折力、レンズＬ22、レンズ
Ｌ22′を負の屈折力のレンズで構成するのが良好なる収差補正を達成するのに好
ましい。 【００１９】 本実施例ではレンズＬ21とレンズＬ21′を同一のレンズで、又レンズＬ22とレ
ンズＬ22′を同一のレンズで各々構成した場合を示したが、各レンズを別々のレ
ンズで構成しても良く、これによれば自由度が増し、より良好に収差補正を達成
することができる。又レンズＬ11を２枚以上のメニスカス形状のレンズで構成し
ても本発明の目的を達成することができる。 【００２０】 又本実施例においては物点Ｐ1からの主光線が凸面鏡Ｍ12と凹面鏡Ｍ13との間
及び凹面鏡Ｍ21とレンズＬ22′との間で各々光軸と交わるように構成し、光学系
全体を小型にし、しかも光束のケラレを少なくしつつ高性能な反射屈折光学系を
達成している。 【００２１】 本実施例では後述するように各レンズを同一の硝材より構成した場合を示した
が、短波長側での透過率の良いＣａＦ2等を用いても良い。 【００２２】 次に第１図に示す実施例の数値実施例を示す。Ｒｉは物点Ｐ1から光の進行順
に数えて第ｉ番目の反射鏡及びレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物点Ｐ1からの光の
進行順に数えて第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔、ＳｉＯ2は石
英ガラスである。空気間隔及び屈折率は光の進行方向左方から右方に測ったとき
を正、その逆を負として示している。 【００２３】 数値実施例 【００２４】 【表１】 【００２５】 【発明の効果】 本発明によれば、回路パターン等のパターンを反射鏡より成る結像光学系で縮
小結像でき、しかも当該結像光学系で生じるコマ収差を補正して鮮明な像を生成
するので、より微細なパターンを被露光体上に正確に焼付けることが可能になり
、よって、高い集積度を持つＩＣ，ＬＳＩ等の供給にも役立つ。
造する際に用いる露光装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来より投影露光装置を用い、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路のパターンをシリコ
ンウエハーに焼付ける為の反射型の軸外結像光学系が、例えば特開昭48-12039号
公報「単位倍率の反射光学系」、特開昭52- 5544号公報「反射光学系」、特開昭
53- 100230号公報「環帯視野光学系」、特開昭58- 219517号公報「挟角オフアク
シス光学装置」等で提案されている。 【０００３】 特開昭48-12039号公報や特開昭52- 5544号公報では、凹面鏡と凸面鏡の２枚の
反射鏡を曲率中心が同心若しくは非同心となるようにし、かつ全系の結像倍率が
等倍になるようにして結像光学系を構成している。 【０００４】 特開昭53- 100230号公報では凹面鏡と凸面鏡の他に負の屈折力のメニスカス形
状のレンズを用い光学性能の向上を図っている。又特開昭58- 219517号公報では
反射系と屈折系を組み合わせて光学性能の向上を図った結像倍率が等倍の反射屈
折光学系を提案している。 【０００５】 この種の結像倍率が等倍の反射鏡より成る結像光学系は、色収差や非対称性収
差であるコマ収差や歪曲収差が殆ど生じない構成となっている点で、回路パター
ンの焼付け用の結像光学系として優れているが、結像倍率が等倍である為、より
微細な回路パターンを焼付けるのは困難である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、より微細な回路パターンの焼付けが可能な、反射鏡より成る
結像光学系を用いた、回路の製造方法及び露光装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 本発明の回路の製造方法は、反射鏡より成る結像光学系により回路パターンを
被露光体上に結像せしめる工程を含む回路の製造方法において、前記反射鏡より
成る結像光学系は中間像を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と、凹面鏡を有する
第２結像系とを備え、前記反射鏡より成る結像光学系の結像倍率を縮小にし、前
記反射鏡より成る結像光学系の結像倍率を縮小にした際に生じるコマ収差を屈折
光学系により補正し、前記反射鏡より成る結像光学系と前記屈折光学系により、
前記回路パターンの像を前記中間像面に形成した後で前記被露光体上に再結像す
ることを特徴としている。 【０００８】 本発明の露光装置は、投影光学系によりマスクの回路パターンを被露光体上に
投影する露光装置において、前記投影光学系が縮小倍率を有し、且つ反射鏡より
成る結像光学系と、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡より成る結像光学系で生じ
るコマ収差を補正する屈折光学系とを備え、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡よ
り成る結像光学系は、中間像面を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と凹面鏡を有
する第２結像系を有し、前記投影光学系により前記回路パターンの像を前記中間
像面に形成した後で前記被露光体上に再結像することを特徴としている。 【０００９】 【実施例】 図１は本発明の反射鏡より成る結像光学系により回路パターンを被露光体上に
結像せしめる工程の為の露光装置の一実施例の光学系の概略図である。図２は本
発明の数値実施例の収差図である。収差図において（Ａ）はサジタル像面、（Ｂ
）はメリディオナル像面である。図１の反射屈折光学系は物体側より順に同一方
向に曲率中心を有し、かつ同一光軸上に位置するように凹面鏡Ｍ11、凸面鏡Ｍ12
そして凹面鏡Ｍ13の３つの反射鏡とメニスカス形状のレンズＬ11で第１結像 系を構成し、２つのメニスカス形状のレンズＬ21，Ｌ22、凹面鏡Ｍ21そして２つ
のメニスカス形状のレンズＬ22′，Ｌ21′で第２結像系を構成している。 【００１０】 そして、図中、光軸上方の所定領域内の軸外物点Ｐからの光束を反射鏡Ｍ11，
Ｍ12，Ｍ13の順で反射させ、レンズＬ11を経た後、第１像点Ｐ1′に結像させて
いる。又第１像点Ｐ1′は第２結像系の物点Ｐ2となり、物点Ｐ2からの光束が２
つのレンズＬ21，Ｌ22、凹面鏡Ｍ21そして２つのレンズＬ22′，Ｌ21′を経て第
２像点Ｐ2′に結像するように構成している。 【００１１】 本実施例では第１結像系を物点Ｐ1からの光束が凹面鏡Ｍ11、凸面鏡Ｍ12そし
て凹面鏡Ｍ13の、所謂正、負、正の屈折力の３つの反射鏡とメニスカス形状のレ
ンズＬ11を通過した後に第１像点Ｐ1′に結像するように構成し、各反射鏡より
発生する収差をバランス良く補正している。 【００１２】 特にメニスカス形状のレンズＬ11を凹面鏡Ｍ13で反射した光束のみが透過する
ように配置することにより、縮小系を構成する場合に多く発生する軸外収差とコ
マ収差（非対称性収差）を良好に補正している。 【００１３】 又レンズＬ11で第２結像系に配置した屈折系より生じる色収差を互いに打消し
、第２結像系の収差補正を容易にしている。 【００１４】 第２結像系を物点Ｐ2からの光束がまず２つのメニスカス形状のレンズＬ21，
Ｌ22を通過し、凹面鏡Ｍ21そして２つのメニスカス形状のレンズＬ22′，Ｌ21’
を通過した後、第２像点Ｐ2′に結像するよう構成し、第１結像系での残存収差
の補正及び色収差の補正を良好に行っている。 【００１５】 特に各々のレンズの硝材を短波長（波長２３０〜４００ｎｍ）側の透過率が良
い石英ガラスのみで構成したにもかかわらず、前述の如くレンズ形状を特定する
ことにより、後述する収差図に示す如く良好なる色収差の補正を達成している。 特に物点Ｐ2からの光束を２つのレンズＬ21，Ｌ22そして同じく２つのレンズＬ2
2′，Ｌ21′を介することにより口径比の拡大を図りつつ全体的にコマ収差や軸
外ハロー等の収差の発生量を少なくすると共に第１結像系のレンズＬ11と共に色
収差の補正を良好に行っている。そして反射系を採用したにもかかわらず、光束
のケラレを極力少なくしている。 【００１６】 本実施例では第１結像系の結像倍率を０．１１倍、第２結像系の結像倍率を２
．２６倍とし、全体として０．２５倍の縮小系の反射屈折光学系を構成している
。 【００１７】 このように一方の結像系を拡大系、他方の結像系を縮小系とし、全体的に縮小
系となるように構成することにより、各々の結像系で発生する軸外球面収差、コ
マ収差、歪曲収差等の諸収差の補正を良好に行い簡易な構成にもかかわらず大口
径比の反射屈折光学系を容易に達成している。 【００１８】 尚、本実施例において軸外球面収差、コマ収差そして色収差の補正を更に良好
に行いより高解像力の縮小系を達成するにはレンズＬ11を凹面鏡Ｍ13側に凹面を
向けたメニスカス形状のレンズで又レンズＬ21，Ｌ22，Ｌ21′，Ｌ22′をいずれ
も凹面鏡Ｍ21側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズで構成するのが好ましい
。又レンズＬ11とレンズＬ21、レンズＬ21′を正の屈折力、レンズＬ22、レンズ
Ｌ22′を負の屈折力のレンズで構成するのが良好なる収差補正を達成するのに好
ましい。 【００１９】 本実施例ではレンズＬ21とレンズＬ21′を同一のレンズで、又レンズＬ22とレ
ンズＬ22′を同一のレンズで各々構成した場合を示したが、各レンズを別々のレ
ンズで構成しても良く、これによれば自由度が増し、より良好に収差補正を達成
することができる。又レンズＬ11を２枚以上のメニスカス形状のレンズで構成し
ても本発明の目的を達成することができる。 【００２０】 又本実施例においては物点Ｐ1からの主光線が凸面鏡Ｍ12と凹面鏡Ｍ13との間
及び凹面鏡Ｍ21とレンズＬ22′との間で各々光軸と交わるように構成し、光学系
全体を小型にし、しかも光束のケラレを少なくしつつ高性能な反射屈折光学系を
達成している。 【００２１】 本実施例では後述するように各レンズを同一の硝材より構成した場合を示した
が、短波長側での透過率の良いＣａＦ2等を用いても良い。 【００２２】 次に第１図に示す実施例の数値実施例を示す。Ｒｉは物点Ｐ1から光の進行順
に数えて第ｉ番目の反射鏡及びレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物点Ｐ1からの光の
進行順に数えて第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔、ＳｉＯ2は石
英ガラスである。空気間隔及び屈折率は光の進行方向左方から右方に測ったとき
を正、その逆を負として示している。 【００２３】 数値実施例 【００２４】 【表１】 【００２５】 【発明の効果】 本発明によれば、回路パターン等のパターンを反射鏡より成る結像光学系で縮
小結像でき、しかも当該結像光学系で生じるコマ収差を補正して鮮明な像を生成
するので、より微細なパターンを被露光体上に正確に焼付けることが可能になり
、よって、高い集積度を持つＩＣ，ＬＳＩ等の供給にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の数値実施例の光学断面図
【図２】 本発明の数値実施例の収差図
【符号の説明】
Ｙ0 物高
Ｐ1 第１物点
Ｐ2 第２物点
Ｐ1′ 第１像点
Ｐ2′ 第２像点
Ｌ11，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ21′，Ｌ22′ 補正手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 反射鏡より成る結像光学系により回路パターンを被露光体上
に結像せしめる工程を含む回路の製造方法において、前記反射鏡より成る結像光
学系は中間像を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と、凹面鏡を有する第２結像系
とを備え、前記反射鏡より成る結像光学系の結像倍率を縮小にし、前記反射鏡よ
り成る結像光学系の結像倍率を縮小にした際に生じるコマ収差を屈折光学系によ
り補正し、前記反射鏡より成る結像光学系と前記屈折光学系により、前記回路パ
ターンの像を前記中間像面に形成した後で前記被露光体上に再結像することを特
徴とする回路の製造方法。 【請求項２】 投影光学系によりマスクの回路パターンを被露光体上に投影
する露光装置において、前記投影光学系が縮小倍率を有し、且つ反射鏡より成る
結像光学系と、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡より成る結像光学系で生じるコ
マ収差を補正する屈折光学系とを備え、前記縮小倍率を有し、且つ反射鏡より成
る結像光学系は、中間像面を挟んで凹面鏡を有する第１結像系と凹面鏡を有する
第２結像系を有し、前記投影光学系により前記回路パターンの像を前記中間像面
に形成した後で前記被露光体上に再結像することを特徴とする露光装置。 【請求項３】 前記補正手段が屈折光学系を含むことを特徴とする請求項２
記載の露光装置。 【請求項４】 前記反射鏡より成る結像光学系が第１，第２の２つの結像系
を順に配置して成り、前記第１結像系により形成した物体の像を前記第２結像系
により再結像するよう前記第１，第２結像系が構成されていることを特徴とする
請求項２記載の露光装置。 【請求項５】 前記物体側から光の進行順に、前記第１結像系が凹面鏡Ｍ11
凸面鏡Ｍ12、凹面鏡Ｍ13を有し、前記第２結像系が凹面鏡Ｍ21を有することを特
徴とする請求項４記載の露光装置。 【請求項６】 前記物体側から光の進行順に、前記補正手段が、メニスカス
形状のレンズＬ11、メニスカス形状の２つのレンズＬ21，Ｌ22、メニスカス形状 の２つのレンズＬ22′，Ｌ21′を有することを特徴とする請求項５記載の露光装
置。
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ID=
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