JP2869849B2 - Integrated circuit manufacturing method - Google Patents

Integrated circuit manufacturing method

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JP2869849B2
JP2869849B2 JP6089986A JP8998694A JP2869849B2 JP 2869849 B2 JP2869849 B2 JP 2869849B2 JP 6089986 A JP6089986 A JP 6089986A JP 8998694 A JP8998694 A JP 8998694A JP 2869849 B2 JP2869849 B2 JP 2869849B2
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lens system
integrated circuit
projection lens
lens
projection
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▲隆▼昌 広瀬
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Canon Inc
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はIC,LSIなどの集積
回路製造方法に関し、特に、エキシマレーザー光を用い
集積回路製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、IC、LSIなどの集積回路
のパターンをウエハー上に焼き付けて集積回路を製造す
る為に、投影露光装置が使用されている。この種の投影
露光装置の殆どが、水銀灯による中心波長436nm又
は365nmの光を集積回路のパターンに照射し、投影
レンズ系により集積回路のパターンをウエハー上に投影
することにより、焼き付けを行っている。 【0003】しかしながら、水銀灯による中心波長43
6nm又は365nmの光は強度が小さく、焼き付けに
長い時間を要するため、これらの光より強度が大きな光
を放射する露光用の光源が要望されていた。 【0004】この要望に答えて、特開昭57−1986
31号公報では、比較的強度が大きな紫外域の光を放射
するレーザーを、露光用の光源として使用することを提
案している。この公報が示す投影露光装置は、マスクパ
ターンをウエハー上に投影露光する時にエキシマレーザ
ーからのレーザー光を用いることにより、焼付時間を短
縮し、装置のスループットを向上させている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところが本願発明者が
検討したところ、0.5ミクロンといったサブミクロン
の線幅を持つ集積回路パターンをウエハー上に焼き付け
る場合、上記公報の投影露光装置の如く、単にエキシマ
レーザーからレーザー光をマスクに照射するだけでは、
投影レンズ系で生じる色収差の影響で、鮮明な集積回路
パターンをウエハー上に焼き付けられないことが解っ
た。 【0006】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、紫外線レーザーを光源として用い、鮮明な
集積回路パターンをウエハー上に焼き付けることが可能
な集積回路製造用投影露光装置の提供を目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、エキシマレーザーからのレーザー光で集
積回路パターンを照明して投影レンズ系によりこの集積
回路パターンをウエハーに投影する集積回路製造方法に
おいて、前記投影レンズ系により、その色収差以外の収
差を補正し、インジェクションロッキング等の狭帯域化
手段により、前記エキシマレーザーの発光スペクトルを
非常に狭い発光スペクトルとすることによって前記投影
レンズ系の色収差を抑制することを特徴としている。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、インジェクシ
ョンロッキング等の狭帯域化手段により、前記エキシマ
レーザーの発光スペクトルを非常に狭い発光スペクトル
とすることによって前記投影レンズ系の色収差を抑制
ることができるので、サブミクロンの線幅を持つ集積回
路パターンであっても、ウエハー上に、鮮明に焼き付け
ることが可能になる。 【0009】 【実施例】前述のとおり、本発明は前記エキシマレーザ
ーの発光スペクトルを非常に狭い発光スペクトルとする
インジェクションロッキング等の狭帯域化手段を有する
ことが特徴であり、他の構成に関しては、例えば前述の
特開昭57−198631号公報にも記載されているの
で、ここでは、図示と説明を省略する。 【0010】さて、本実施例では、波長248.5nm
を主たる発光スペクトルとするエキシマレーザーを用
い、インジェクションロッキング等の手段(狭帯域化手
段)によって波長幅を狭くしたレーザー光を投影露光に
使用する。 【0011】また、後述するように、投影レンズ系は、
単一のガラス材料(SiO2 )で構成した。単一の材料
で構成できたのは、色収差を考慮する必要のない、非常
に狭い発光スペクトルのレーザー光が使用できるように
なった為である。従って、本実施例の装置は、従来の回
路製造用投影露光装置では考えられなかった、極めて新
規な投影レンズ系を搭載している。このような投影レン
ズ系を単一の材料で構成できると、投影露光に使用する
レーザー光に対して最も透過率が良く且つレンズ加工の
精度が優れた材料のみで投影レンズ系を構成することが
可能になり、装置の性能を大幅に向上させることができ
る。 【0012】本実施例の投影レンズ系に関して説明す
る。以下に示す投影レンズ系の実施例は、何れも、溶融
石英のみの単一の硝材で構成しており、設計波長は24
8.5nmである。但し、波長248.5nmの光が透
過する材料であれば溶融石英でなくても例えばCaF
2 、MgF2 でも良い。 【0013】本実施例の投影レンズ系の主たる特徴は、
物体側より順に正、負そして正の屈折力の第1、第2そ
して第3レンズ群の3つのレンズ群より構成し、前記第
1、第2、第3レンズ群を各々単一のガラス材料の複数
のレンズより構成すると共に前記第1、第2そして第3
レンズ群の焦点距離を各々f1 、f2 、f3 とするとき 0.8≦|f1 /f2 |≦3.8…(1) 1.1≦|f1 /f3 |≦4…(2) なる条件を満足することである。 【0014】このように、投影レンズ系は3つのレンズ
群を有しており、レンズ系の中央部に負の屈折力の第2
レンズ群とその両側に正の屈折力の第1、第3レンズ群
を配置した縮小系で構成しており、前述の条件式
(1)、(2)を設定することにより良好なる収差補正
を達成している。 【0015】条件(1)、(2)はレンズ性能の基本の
1つとして各レンズ群の屈折力を適切に設定することに
より像面湾曲を良好に補正するための条件で、下限値を
越えるとペッツバール和が大となり像面湾曲が補正不足
となり、上限値を越えると像面湾曲が補正過剰となり全
画面を良好に収差補正するのが困難となる。 【0016】更に、より良好なる収差補正を達成する為
には、前記第1レンズ群を物体側より順に負と正の屈折
力の2つのレンズ群I1 、I2 より構成し、前記レンズ
群I2 は両レンズ面が凸面の両凸レンズI21と正の屈折
力のレンズI22の各々少なくとも1枚を有するレンズ系
で構成し、前記第2レンズ群を物体側と像面側の各々凸
面を向けたメニスカス状の負の屈折力のレンズを有する
ように構成すると共に、前記レンズ群I2 の焦点距離を
12、前記第2レンズ群の焦点距離をf2 としたとき 【0017】 【外1】 なる条件を満足させれば良い。 【0018】前記レンズI22は、投影レンズ系の縮小倍
率が1/3〜1/7程度のときは物体側に凸面を向けた
メニスカス状のレンズで構成され、投影レンズ系の縮小
倍率が1/7〜1/12程度の時は両凸レンズで構成さ
れ、このように構成することにより収差を良好に補正で
きる。 【0019】投影レンズ系としての結像性能を全画面に
わたり良好に保つためには、像面湾曲の補正のほかにコ
マ収差を全画面にわたって殆ど零近く補正した上で、更
に球面収差、軸外のハロー収差を補正しなければならな
い。それには条件(1)、(2)を満足する光学系に於
いて、第2レンズ群の物体側と像面側に、それぞれ凸面
を向けた負の屈折力のメニスカス状のレンズを設けるの
が好ましい。 【0020】本投影レンズ系においては、球面収差の補
正を主に第2レンズ群のレンズ面の曲率半径を適切に設
定して行っている。このとき、球面収差と同時にコマ収
差も同時に補正しているが、その為には第2レンズ群を
少なくとも2つの負の屈折力のメニスカス状のレンズに
よって構成するのが良い。1つは物体側に凸面を向け、
他の1つは像面に凸面を向けたレンズ形状で構成するこ
とである。これは、全レンズ系を正、負、正の3つのレ
ンズ群で構成は、第2レンズ群に第1、第3レンズ群で
発生する球面収差の補正不足分を補正する作用をもたせ
る為である。そして、第2レンズ群において少なくとも
2つの負の屈折力のメニスカス状のレンズを前述の如く
配置することにより、コマ収差の補正、即ち軸外光線よ
り上の光束部分と下の光束部分とのバランスをとってい
る。即ち、下の光束部は物体側に配置された物体側に凸
面を向けたメニスカスレンズによって、上の光束部は像
側に配置された像面側に凸面を向けた負のメニスカス状
のレンズによって、軸外光束の収差をバランス良く補正
することが出来て、軸外コマ収差の良好なる補正が可能
となる。しかも、軸外光束の主光線は第2レンズ群の光
軸近傍を通過するので、第2レンズ群の構成(形状)そ
のものは歪曲収差、非点収差にそれ程影響をあたえず、
屈折系を3部分系で構成して条件(1)、(2)におさ
えることによって、第2レンズ群により球面収差、コマ
収差の補正を良好に行うことが出来る。特に、コマ収差
の補正は前述の負のメニスカス状のレンズを適切に配置
することにより補正できる。そして更に軸外のメリデオ
ナル、サジタルハローを良好に補正するために条件
(3)を満足することが好ましい。3部分系で構成され
るレンズ系に於いて、物体側の第1レンズ群の両凸レン
ズ及び正レンズはメニスカス状のレンズの合成の屈折力
が第2部分系である第2レンズ群の屈折力と比較して強
すぎると、球面収差、コマ収差を補正したとき、第1レ
ンズ群で高次のハロー収差が発生し全画面にわたっての
補正が、特に単一に硝材の場合、僅かな屈折率差を利用
したり、高屈折率と低屈折率の硝材を使っての収差補正
を行うと、高次収差が発生し良好なる補正が困難とな
る。 【0021】従って、条件(1)、(2)を満足し且つ
条件(3)の範囲にあることが、特に単一硝材から構成
される投影レンズ系を設計するときは好ましい。後述す
る実施例(1)、(3)、(6)、(7)、(8)、
(9)はいずれも条件(3)を満足し、実施例(2)、
(4)はその限界に近い値であることを示す。条件
(1)、(2)、(3)は、集積回路の焼付用の投影レ
ンズ系として要求される結像性能(解像力、コントラス
ト比)を満足させるための条件であったが、更に、この
種の投影レンズ系として要求される重要な性能条件とし
て歪曲収差がある。 【0022】IC、LSIの製造にあたっては、ウエハ
に対して何回も焼付工程を行うため各焼付工程毎にアラ
イメントを行う必要があり、又、各焼付工程が互いに別
の投影露光装置で行われることもある。従って、各工程
のパターン同志を正確にアライメントするためには投影
レンズ系の歪曲収差を殆ど零におさえなければならな
い。 【0023】特に、単一の硝材を用いて歪曲収差を殆ど
零におさえる縮小投影レンズ系は、正、負、正の屈折力
の3つのレンズ群から構成し、更に前記第1レンズ群を
物体側より順に負と正の屈折力の2つのレンズ群I1
2 より構成し、前記レンズ群I1 、I2 の焦点距離を
各々f11、f12、前記第1レンズ群の焦点距離をf1
するとき 【0024】 【外2】なる条件を満足するように構成するのが好ましい。 【0025】本投影レンズ系においては、縮小系として
設計し、第1レンズ群を、物体側からみて負と正の屈折
力の2つのレンズ群I1 、I2 に分け、主にレンズ群I
1 で歪曲収差を補正している。 【0026】特に、レンズ群I1 を少なくとも2つ以上
の物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカス状のレ
ンズで構成するのが、歪曲収差を良好に補正するのに好
ましい。尚、3つ以上のレンズで構成すれば、各レンズ
の屈折力の分担が少なくなり、他の諸収差の影響も少な
くなって好ましい。 【0027】又、レンズI2 を屈折力を正とし、少なく
とも2つ以上の正の屈折力のレンズで構成することによ
り、軸外主光線が通過する位置は光軸近傍であることか
ら、歪曲収差、非点収差の補正をすると共に軸外コマ、
ハローを良好に補正している。 【0028】条件(4)の上限値若しくは条件(5)の
下限値を越えると、負の歪曲収差が多く発生し好ましく
なく、又条件(4)の下限値若しくは条件(5)の上限
値を越えると正の歪曲収差が発生すると共に他の諸収差
の発生量も多くなり好ましくない。 【0029】次に本投影レンズ系の数値実施例1〜10
の諸数値を示す。数値実施例において、Riは物体側よ
り順にi番目のレンズ面の曲率半径、Diは物体側より
順に第i番目の軸上レンズ厚及び軸上空気間隔、Niは
物体側より順に第i番目のレンズのガラスの屈折率であ
る。 【0030】硝材のSiO2 は溶融石英であり、波長2
48.5nmでの屈折率は1.521130である。 【0031】数値実施例1〜5は倍率1/5、NA=
0.3、画面サイズ14×14mmの投影レンズ系を、
数値実施例6〜10は倍率1/10、NA=0.35、
画面サイズ10×10mmの投影レンズ系を、示してい
る。 【0032】 【外3】【0033】 【外4】【0034】 【外5】【0035】 【外6】【0036】 【外7】【0037】 【外8】【0038】 【外9】【0039】 【外10】【0040】 【外11】【0041】 【外12】【0042】数値実施例1〜10と前述の各条件式との
関係は次の如くである。 【0043】 【表1】 【0044】図1と図2に各々本発明の数値実施例1と
数値実施例6が示す投影レンズ系のレンズ断面図を示
す。 【0045】又、数値実施例1〜10の収差図を各々図
3〜図12に示す。 【0046】数値実施例(1)の投影レンズ系は、図3
に収差カーブで示す如く良好に収差補正がなされてい
る。数値実施例(2)の投影レンズ系は条件(1)、
(2)の下限値近傍の値をとる場合の例で、その図4で
示す収差カーブを数値実施例(1)の図3で示す収差カ
ーブと比較すると条件(1)、(2)の下限値に近づく
ことにより負の屈折力のレンズ群の屈折力が弱くなり、
その為Petzval和が正に大きくなり、像面湾曲の
補正がそれほどうまくいかない。即ち、条件(1)、
(2)の下限値を越えると像面湾曲がアンダーとなり、
投影レンズの重要な用件である全画面一様な高解像度と
いう条件を満足するのが困難となる。 【0047】条件(1)、(2)の下限値側の例として
数値実施例(2)を挙げ数値実施例(1)と比較した
が、その中間に近い例として数値実施例(3)がある。
この実施例(3)の収差カーブを図5で示すが、条件
(1)、(2)を満足しており像面湾曲は良好である。 【0048】数値実施例(4)は、数値実施例(2)の
投影レンズ系の球面収差を更に補正した例である。 【0049】数値実施例(6)の投影レンズ系は倍率1
/10の仕様をもつ縮小系を示し、図8で示す如き収差
カーブを有し、条件(1)、(2)を満足することによ
って性能は良好となっている。 【0050】数値実施例(7)の投影レンズ系は条件
(1)、(2)の上限近傍にある例で、図9の収差カー
ブに示される如く、数値実施例(6)と比較して、レン
ズ系の構成が条件(1)、(2)の上限値に近づいてい
る為に第2レンズ群の屈折力が弱くなり、そのためPs
tzval和が小になって像面湾曲が補正過剰となり、
投影レンズとしての要求性能の全画面一様な高解像力を
もつという条件の限界に近づいている。 【0051】条件(1)、(2)の上限値として数値実
施例(7)を挙げ数値実施例(6)と比較したが、その
中間として数値実施例(8)がある。数値実施例(8)
の投影レンズ系の収差カーブを図10に示す。この投影
レンズ系は条件(1)、(2)を満足し、像面湾曲は良
好に補正されている。 【0052】数値実施例(9)は、数値実施例(8)の
投影レンズ系の球面収差がやや補正過剰であるのを補正
した例である。数値実施例(5)は前述の条件(4)の
上限値、及び条件(5)の下限値の近傍の構成をもつ投
影レンズ系を示し、図7に示す如く歪曲収差が負(補正
不足)となり、要求性能の限界値に近づいている。数値
実施例(10)は条件(4)の下限値、及び条件(5)
の上限値の近傍の構成をもつ投影レンズ系を示し、歪曲
収差が正となって補正過剰となっており、要求性能の限
界に近づいている。 【0053】本投影露光装置の投影レンズ系において
は、図1と図2に示すように第1レンズ群を2つのレン
ズ群I1 、I2 に分けて考え、各々のレンズ群のレンズ
構成を特定することによって所定の収差を補正してい
る。 【0054】又、第2レンズ群は、図1と図2の実施例
に示す如く、中間の負の屈折力のレンズを配置し、球面
収差を良好に補正しているが、第2レンズ群の物体側と
像面側の負の屈折力のメニスカス状のレンズに球面収差
の補正を分担させれば、このレンズを特に用いなくても
良い。 【0055】又、本投影露光装置の投影レンズ系におい
ては、第3レンズ群を、物体側より順に像面側に凸面を
向けたメニスカス状のレンズ、両凸レンズ、物体側に凸
面を向けた正の屈折力をメニスカス状のレンズを2枚配
置し、合計4枚のレンズで構成するのが好ましい。これ
は全画面にわたり良好なる収差補正を達成するのに有効
である。尚、4枚以上のレンズで、例えば両凸レンズを
2つの分けて、合計5枚のレンズで構成しても良い。 【0056】 【発明の効果】以上、本発明では、狭帯域化手段でエキ
シマレーザーの発光スペクトルを非常に狭い発光スペク
トルとすることにより、サブミクロンの線幅を持つ集積
回路パターンであっても、ウエハー上に、鮮明に焼き付
けることが可能になる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the integration of ICs, LSIs and the like.
The present invention relates to a circuit manufacturing method , and more particularly to an integrated circuit manufacturing method using excimer laser light . 2. Description of the Related Art Conventionally, a projection exposure apparatus has been used to manufacture an integrated circuit by printing a pattern of an integrated circuit such as an IC or an LSI on a wafer. Most of the projection exposure apparatuses of this kind perform printing by irradiating light of a central wavelength of 436 nm or 365 nm from a mercury lamp onto a pattern of an integrated circuit, and projecting the pattern of the integrated circuit onto a wafer by a projection lens system. . [0003] However, the center wavelength 43
Since light of 6 nm or 365 nm has low intensity and requires a long time for printing, there has been a demand for a light source for exposure that emits light of higher intensity than these lights. In response to this demand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1986
Japanese Patent Publication No. 31 proposes to use a laser that emits light in an ultraviolet region having a relatively large intensity as a light source for exposure. The projection exposure apparatus disclosed in this publication uses a laser beam from an excimer laser when projecting and exposing a mask pattern on a wafer, thereby shortening the printing time and improving the throughput of the apparatus. SUMMARY OF THE INVENTION However, the present inventor has studied and found that when an integrated circuit pattern having a submicron line width such as 0.5 micron is printed on a wafer, the projection exposure apparatus disclosed in the above publication is required. Just irradiating a laser beam from an excimer laser to a mask,
It has been found that a clear integrated circuit pattern cannot be printed on a wafer due to the influence of chromatic aberration generated in the projection lens system. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and provides a projection exposure apparatus for manufacturing an integrated circuit capable of printing a clear integrated circuit pattern on a wafer using an ultraviolet laser as a light source. Aim. In order to achieve this object, the present invention illuminates an integrated circuit pattern with laser light from an excimer laser and projects the integrated circuit pattern onto a wafer by a projection lens system. In the integrated circuit manufacturing method described above, the projection lens system controls
Compensate for the difference and narrow the bandwidth such as injection locking
By means, the emission spectrum of the excimer laser is
The projection by having a very narrow emission spectrum
The chromatic aberration of the lens system is suppressed . [0008] The present invention relates to an injector.
The excimer is narrowed by band narrowing means such as
Very narrow emission spectrum of laser
By doing so, the chromatic aberration of the projection lens system can be suppressed , so that even an integrated circuit pattern having a submicron line width can be printed clearly on a wafer. . DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, the present invention relates to the above-described excimer laser.
The emission spectrum of
It is characterized by having a band narrowing means such as injection locking , and other configurations are described in, for example, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-198631, so that illustration and description are omitted here. . In this embodiment, the wavelength is 248.5 nm.
Is used for projection exposure using an excimer laser having a main emission spectrum, and a laser beam whose wavelength width is narrowed by means such as injection locking (band narrowing means). As will be described later, the projection lens system includes:
It was composed of a single glass material (SiO 2 ). The single material can be used because laser light having a very narrow emission spectrum can be used without having to consider chromatic aberration. Therefore, the apparatus of this embodiment is equipped with an extremely novel projection lens system, which could not be considered in a conventional projection exposure apparatus for circuit manufacturing. If such a projection lens system can be composed of a single material, the projection lens system can be composed only of a material that has the best transmittance for laser light used for projection exposure and has excellent lens processing accuracy. This can greatly improve the performance of the apparatus. The projection lens system according to the present embodiment will be described. Each of the embodiments of the projection lens system described below is made of a single glass material made of only fused silica, and has a design wavelength of 24.
8.5 nm. However, if it is a material through which light having a wavelength of 248.5 nm is transmitted, even if it is not fused quartz, for example, CaF
2 , MgF 2 may be used. The main features of the projection lens system of this embodiment are as follows.
The first, second, and third lens groups are composed of a first, second, and third lens groups having positive, negative, and positive refractive power in order from the object side, and each of the first, second, and third lens groups is a single glass material And the first, second and third lenses.
Each focal length of the lens unit f 1, 0.8 ≦ when the f 2, f 3 | f 1 / f 2 | ≦ 3.8 ... (1) 1.1 ≦ | f 1 / f 3 | ≦ 4 (2) The following condition must be satisfied. As described above, the projection lens system has three lens groups, and the second lens having a negative refractive power is provided at the center of the lens system.
It is composed of a lens system and a reduction system in which first and third lens units having a positive refractive power are arranged on both sides of the lens system. By setting the above-mentioned conditional expressions (1) and (2), good aberration correction can be achieved. Have achieved. Conditions (1) and (2) are conditions for properly correcting the curvature of field by appropriately setting the refractive power of each lens group as one of the basics of the lens performance. When the Petzval sum becomes large, the field curvature becomes insufficiently corrected. When the upper limit is exceeded, the field curvature becomes excessively corrected, and it becomes difficult to satisfactorily correct the aberration of the entire screen. Further, in order to achieve better aberration correction, the first lens unit is composed of two lens units I 1 and I 2 having negative and positive refractive power in order from the object side. I 2 is a lens system having at least one each of a biconvex lens I 21 having both convex lens surfaces and a lens I 22 having a positive refractive power, and the second lens group is composed of a convex surface on the object side and a convex surface on the image surface side. And a focal length of the lens group I 2 is f 12 , and a focal length of the second lens group is f 2. Outside 1) What is necessary is to satisfy the following conditions. [0018] The lens I 22 is the projection lens system reduction ratio of the time on the order of 1 / 3-1 / 7 is composed of a meniscus-shaped lens with a convex surface facing the object side, the reduction magnification of the projection lens system 1 When the distance is about / 7 to 1/12, the lens is composed of a biconvex lens. With such a constitution, aberration can be corrected well. In order to maintain good imaging performance as a projection lens system over the entire screen, in addition to correcting the curvature of field, coma is corrected to almost zero over the entire screen, and then spherical aberration and off-axis are further corrected. Must be corrected. For this purpose, in an optical system satisfying the conditions (1) and (2), a meniscus lens having a negative refractive power and a convex surface is provided on each of the object side and the image plane side of the second lens group. preferable. In this projection lens system, the spherical aberration is corrected mainly by appropriately setting the radius of curvature of the lens surface of the second lens unit. At this time, the coma is also corrected simultaneously with the spherical aberration. For this purpose, it is preferable that the second lens group is constituted by at least two meniscus lenses having a negative refractive power. One is with the convex surface facing the object side,
The other one is to form a lens shape with the convex surface facing the image plane. This is because the entire lens system is composed of three positive, negative, and positive lens groups, so that the second lens group has an action of correcting insufficient correction of spherical aberration generated in the first and third lens groups. is there. By arranging at least two meniscus lenses having a negative refractive power in the second lens group as described above, correction of coma aberration, that is, balance between a light beam portion above the off-axis ray and a light beam portion below the off-axis ray is achieved. Has taken. That is, the lower light beam portion is formed by a meniscus lens having a convex surface facing the object side disposed on the object side, and the upper light beam portion is formed by a negative meniscus lens having a convex surface directed to the image surface side disposed on the image side. Thus, the aberration of the off-axis light beam can be corrected in a well-balanced manner, and the off-axis coma can be satisfactorily corrected. Moreover, since the principal ray of the off-axis light beam passes near the optical axis of the second lens group, the configuration (shape) itself of the second lens group does not significantly affect distortion and astigmatism.
By configuring the refracting system as a three-part system and keeping the conditions (1) and (2), the second lens group can favorably correct spherical aberration and coma. In particular, coma can be corrected by appropriately disposing the negative meniscus lens. Further, it is preferable to satisfy the condition (3) in order to favorably correct off-axis meridional and sagittal halo. In a lens system composed of three partial systems, the biconvex lens and the positive lens of the first lens unit on the object side have a combined refractive power of a meniscus-shaped lens and the refractive power of the second lens unit which is a second partial system. If the spherical aberration and coma are corrected too much, high order halo aberration occurs in the first lens group, and correction over the entire screen is performed. If aberrations are corrected using the difference or using glass materials having a high refractive index and a low refractive index, high-order aberrations will occur and it will be difficult to achieve good correction. Therefore, it is preferable that the conditions (1) and (2) are satisfied and the condition (3) is satisfied, especially when designing a projection lens system made of a single glass material. Examples (1), (3), (6), (7), (8), which will be described later,
(9) satisfies the condition (3), and the embodiment (2),
(4) indicates that the value is close to the limit. The conditions (1), (2), and (3) are conditions for satisfying the imaging performance (resolution, contrast ratio) required as a projection lens system for printing an integrated circuit. An important performance condition required for a type of projection lens system is distortion. In the manufacture of ICs and LSIs, it is necessary to perform alignment for each printing step since the printing step is performed many times on the wafer, and each printing step is performed by a different projection exposure apparatus. Sometimes. Therefore, in order to accurately align the patterns in each process, the distortion of the projection lens system must be almost zero. In particular, a reduction projection lens system that uses a single glass material to reduce distortion to almost zero is composed of three lens units having positive, negative, and positive refractive powers. Two lens groups I 1 having negative and positive refractive power in order from the side,
Configure than I 2, [0024] [circumflex] When the lens group I 1, each f 11 the focal length of I 2, f 12, the focal length of the first lens group and f 1 It is preferable to configure so as to satisfy the following conditions. This projection lens system is designed as a reduction system, and the first lens group is divided into two lens groups I 1 and I 2 having negative and positive refractive power as viewed from the object side.
1 corrects distortion. [0026] Particularly, to constitute a lens group I 1 at least two or more negative with the convex surface facing the object side of the refractive power and a meniscus-shaped lens is preferred to favorably correct distortion. In addition, it is preferable to use three or more lenses, since the sharing of the refractive power of each lens is reduced and the influence of other aberrations is reduced. Since the lens I 2 is made of a lens having a positive refractive power and at least two lenses having a positive refractive power, the position where the off-axis principal ray passes is near the optical axis. Correction of aberration and astigmatism and off-axis coma,
Halo is corrected well. When the value exceeds the upper limit of the condition (4) or the lower limit of the condition (5), a large amount of negative distortion occurs, which is not preferable. In addition, the lower limit of the condition (4) or the upper limit of the condition (5) is not satisfied. If it exceeds, positive distortion is generated and the amount of other aberrations is increased, which is not preferable. Next, Numerical Examples 1 to 10 of the present projection lens system
Are shown. In the numerical examples, Ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, Di is the i-th axial lens thickness and axial air gap in order from the object side, and Ni is the i-th lens thickness in order from the object side. It is the refractive index of the glass of the lens. The SiO 2 of the glass material is fused quartz and has a wavelength of 2
The refractive index at 48.5 nm is 1.521130. In Numerical Examples 1 to 5, magnification 1/5 and NA =
0.3, a projection lens system with a screen size of 14 × 14 mm,
Numerical Examples 6 to 10 are magnifications 1/10, NA = 0.35,
A projection lens system having a screen size of 10 × 10 mm is shown. [Outer 3] [Outside 4] [Outside 5] [Ex. 6] [Outside 7] [Ex. 8] [Formula 9] [Outer 10] [Expression 11] [Outer 12] The relationship between Numerical Examples 1 to 10 and the above-described conditional expressions is as follows. [Table 1] FIGS. 1 and 2 are sectional views of a projection lens system according to Numerical Embodiments 1 and 6 of the present invention, respectively. FIGS. 3 to 12 show aberration diagrams of Numerical Examples 1 to 10, respectively. The projection lens system according to the numerical example (1) is shown in FIG.
As shown by the aberration curve in FIG. The projection lens system of Numerical Example (2) satisfies the condition (1),
In the example in which the value near the lower limit of (2) is taken, when the aberration curve shown in FIG. 4 is compared with the aberration curve shown in FIG. 3 of the numerical example (1), the lower limits of the conditions (1) and (2) are compared. By approaching the value, the refractive power of the lens group with negative refractive power decreases,
Therefore, the Petzval sum becomes large positively, and the field curvature correction is not so successful. That is, condition (1),
If the lower limit of (2) is exceeded, the field curvature will be under, and
It is difficult to satisfy an important requirement of the projection lens, that is, a condition of high resolution uniform over the entire screen. Numerical example (2) is given as an example of the lower limit side of conditions (1) and (2) and compared with numerical example (1). Numerical example (3) is close to the intermediate example. is there.
The aberration curve of the embodiment (3) is shown in FIG. 5, which satisfies the conditions (1) and (2), and the field curvature is good. The numerical embodiment (4) is an example in which the spherical aberration of the projection lens system of the numerical embodiment (2) is further corrected. The projection lens system of the numerical example (6) has a magnification of 1
FIG. 8 shows a reduction system having a specification of / 10, has an aberration curve as shown in FIG. 8, and has satisfactory performance by satisfying the conditions (1) and (2). The projection lens system of Numerical Embodiment (7) is an example in the vicinity of the upper limit of the conditions (1) and (2), as shown in the aberration curve of FIG. And the refractive power of the second lens group is weakened because the configuration of the lens system approaches the upper limit of the conditions (1) and (2).
The tzval sum becomes small and the field curvature becomes overcorrected,
The performance required as a projection lens is approaching the limit of the condition that the entire screen has a uniform high resolution. Numerical example (7) is given as the upper limit of the conditions (1) and (2) and compared with numerical example (6). Numerical example (8) is in between. Numerical Example (8)
FIG. 10 shows the aberration curve of the projection lens system of FIG. This projection lens system satisfies the conditions (1) and (2), and the field curvature is well corrected. The numerical example (9) is an example in which the spherical aberration of the projection lens system of the numerical example (8) is slightly overcorrected. Numerical example (5) shows a projection lens system having a configuration near the upper limit value of condition (4) and the lower limit value of condition (5). As shown in FIG. 7, distortion is negative (insufficient correction). , Which is approaching the required performance limit. Numerical example (10) shows the lower limit of condition (4) and condition (5).
Shows a projection lens system having a configuration in the vicinity of the upper limit of, wherein distortion is positive and overcorrected, and the required performance is approaching the limit. In the projection lens system of the projection exposure apparatus, the first lens group is divided into two lens groups I 1 and I 2 as shown in FIGS. 1 and 2, and the lens configuration of each lens group is considered. The specified aberrations are corrected by specifying them. As shown in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the second lens group is provided with a lens having an intermediate negative refractive power to satisfactorily correct spherical aberration. If the meniscus lens having negative refracting power on the object side and the image plane side is responsible for correcting spherical aberration, this lens need not be particularly used. In the projection lens system of the projection exposure apparatus, the third lens group includes, in order from the object side, a meniscus lens having a convex surface facing the image surface side, a biconvex lens, and a positive lens having a convex surface facing the object side. It is preferable to arrange two meniscus lenses with a refractive power of 4 and configure a total of four lenses. This is effective in achieving good aberration correction over the entire screen. It is to be noted that, for example, two or more biconvex lenses may be divided into two or more lenses, and a total of five lenses may be formed. As described above, according to the present invention, the excimer
Very narrow emission spectrum of Shima laser
With torr, it is an integrated circuit pattern having a line width of submicron, on the wafer, it is possible to clearly baking.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に用いるレンズ系の数値実施例1のレン
ズ断面図である。 【図2】本発明に用いるレンズ系の数値実施例6のレン
ズ断面図である。 【図3】本発明に用いるレンズ系の数値実施例1の諸収
差図である。 【図4】本発明に用いるレンズ系の数値実施例2の諸収
差図である。 【図5】本発明に用いるレンズ系の数値実施例3の諸収
差図である。 【図6】本発明に用いるレンズ系の数値実施例4の諸収
差図である。 【図7】本発明に用いるレンズ系の数値実施例5の諸収
差図である。 【図8】本発明に用いるレンズ系の数値実施例6の諸収
差図である。 【図9】本発明に用いるレンズ系の数値実施例7の諸収
差図である。 【図10】本発明に用いるレンズ系の数値実施例8の諸
収差図である。 【図11】本発明に用いるレンズ系の数値実施例9の諸
収差図である。 【図12】本発明に用いるレンズ系の数値実施例10の
諸収差図である。 【符号の説明】 I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 Y 像高 M メリジオナル像面 S サジタル像面
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a lens sectional view of Numerical Example 1 of a lens system used in the present invention. FIG. 2 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 6 of the lens system used in the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 1 of the lens system used in the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 2 of the lens system used in the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 3 of the lens system used in the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 4 of the lens system used in the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 5 of the lens system used in the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 6 of the lens system used in the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating various aberrations of a numerical example 7 of the lens system used in the present invention; FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 8 of the lens system used in the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating various aberrations of a numerical example 9 of the lens system used in the present invention. FIG. 12 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 10 of the lens system used in the present invention; [Description of Signs] I First lens group II Second lens group III Third lens group Y Image height M Meridional image plane S Sagittal image plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 529 (56)参考文献 特開 昭56−80043(JP,A) 特開 昭54−80739(JP,A) 特開 昭60−140310(JP,A) 特開 平3−34308(JP,A) 特公 平4−74855(JP,B2) 米国特許3573456(US,A) A.レーザー学会編「レーザーハンド ブック」(昭和57年12月15日株式会社オ ーム社発行),第90頁,216〜220頁, 229頁,346〜347頁,368〜369頁,470頁 等 B.島津備愛著「レーザーとその応 用」(昭和53年8月25日第8版産報出版 株式会社発行),第53〜55頁,61〜62 頁,75〜76頁,125〜126頁等 C.(社)電子通信学会編「電子通信 用語辞典」(昭和59年11月30日株式会社 コロナ社発行)第475頁右欄「単色光」 の欄 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 505 G03F 7/20 521 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 21/30 529 (56) References JP-A-56-80043 (JP, A) JP-A-54-80739 (JP, A) JP-A-60-140310 (JP, A) JP-A-3-34308 (JP, A) JP-B-4-74855 (JP, B2) US Patent 3,573,456 (US, A) “Laser Handbook” edited by Laser Society of Japan (published by Ahm Corporation on December 15, 1982), pp. 90, 216-220, 229, 346-347, 368-369, 470, etc. B. Biai Shimazu, "Laser and its Applications" (published on August 25, 1978, the eighth edition of Sanho Publishing Co., Ltd.), pages 53-55, 61-62, 75-76, 125-126. Etc. C. (Electronic Communication Glossary) edited by the Institute of Electronics and Communication Engineers (published by Corona Co., Ltd. on November 30, 1984), page 475, right column, “monochromatic light” column (58) Field surveyed (Int. Cl. 6) , DB name) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 505 G03F 7/20 521

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.エキシマレーザーからのレーザー光で集積回路パタ
ーンを照明して投影レンズ系によりこの集積回路パター
ンをウエハーに投影する集積回路製造方法において、
記投影レンズ系により、その色収差以外の収差を補正
し、インジェクションロッキング等の狭帯域化手段によ
り、前記エキシマレーザーの発光スペクトルを非常に狭
い発光スペクトルとすることによって前記投影レンズ系
の色収差を抑制することを特徴とする集積回路製造方
法。 2.前記色収差以外の収差は像面湾曲を含むことを特徴
とする請求項1に記載の集積回路製造方法。 3.前記投影レンズ系の倍率は縮小倍率であることを特
徴とする請求項1に記載の集積回路製造方法。 4.前記投影レンズ系の倍率は1/3から1/12の範
囲内であることを特徴とする請求項3に記載の集積回路
製造方法。 5.前記投影レンズ系の倍率は1/3から1/7の範囲
内であることを特徴とする請求項4に記載の集積回路製
造方法。 6.前記投影レンズ系は物体側から像側にかけて正の屈
折力、負の屈折力、正の屈折力を備えることを特徴とす
る請求項1に記載の集積回路製造方法。 7.前記投影レンズ系は物体側から像側にかけて負の屈
折力、正の屈折力、負の屈折力、正の屈折力を備えるこ
とを特徴とする請求項1に記載の集積回路製造方法。 8.前記投影による焼付工程が複数回有り、各焼付工程
毎にアライメントが行なわれることを特徴とする請求項
1に記載の集積回路製造方法。
(57) [Claims] In integrated circuit manufacturing method of projecting the integrated circuit pattern on the wafer by the projection lens system to illuminate the integrated circuit pattern with a laser beam from an excimer laser, before
The projection lens system corrects aberrations other than chromatic aberration
And by means of band narrowing such as injection locking.
The emission spectrum of the excimer laser is very narrow.
The projection lens system
Integrated circuit manufacturing method characterized by suppressing chromatic aberration of light
Law. 2. The aberration other than the chromatic aberration includes a field curvature.
2. The integrated circuit manufacturing method according to claim 1, wherein: 3. The magnification of the projection lens system is a reduction magnification.
The method for manufacturing an integrated circuit according to claim 1, wherein: 4. The magnification of the projection lens system ranges from 1/3 to 1/12.
4. The integrated circuit according to claim 3, wherein:
Production method. 5. The magnification of the projection lens system ranges from 1/3 to 1/7
5. The integrated circuit according to claim 4, wherein
Construction method. 6. The projection lens system has a positive refractive power from the object side to the image side.
It has folding power, negative refractive power, and positive refractive power.
The method for manufacturing an integrated circuit according to claim 1. 7. The projection lens system has a negative bending from the object side to the image side.
Folding power, positive refracting power, negative refracting power, and positive refracting power
The method according to claim 1, wherein: 8. There are multiple printing steps by the projection, each printing step
The alignment is performed every time.
2. The integrated circuit manufacturing method according to 1.
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A.レーザー学会編「レーザーハンドブック」(昭和57年12月15日株式会社オーム社発行),第90頁,216〜220頁,229頁,346〜347頁,368〜369頁,470頁等
B.島津備愛著「レーザーとその応用」(昭和53年8月25日第8版産報出版株式会社発行),第53〜55頁,61〜62頁,75〜76頁,125〜126頁等
C.(社)電子通信学会編「電子通信用語辞典」(昭和59年11月30日株式会社コロナ社発行)第475頁右欄「単色光」の欄

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