JP3353902B2 - 投影レンズ系 - Google Patents

投影レンズ系

Info

Publication number
JP3353902B2
JP3353902B2 JP41027190A JP41027190A JP3353902B2 JP 3353902 B2 JP3353902 B2 JP 3353902B2 JP 41027190 A JP41027190 A JP 41027190A JP 41027190 A JP41027190 A JP 41027190A JP 3353902 B2 JP3353902 B2 JP 3353902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens system
fresnel lens
max
projection lens
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP41027190A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04214516A (ja
Inventor
佳子 手塚
圭一 久芳
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
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 Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP41027190A priority Critical patent/JP3353902B2/ja
Priority to US07/806,126 priority patent/US5170207A/en
Publication of JPH04214516A publication Critical patent/JPH04214516A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3353902B2 publication Critical patent/JP3353902B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G02B13/143—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation for use with ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
    • G02B27/0043—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements in projection exposure systems, e.g. microlithographic systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4211—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4222—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant in projection exposure systems, e.g. photolithographic systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＩＣ、ＬＳＩ等の微細な
回路パタ−ンを半導体基板上に露光する投影露光装置に
用いられる投影レンズ系に関し、特にエキシマレ−ザ−
等の３００ないし１５０ｎｍ程度の紫外から真空紫外に
およぶ波長域の光源を用いて集積回路パタ−ンをシリコ
ンウエハ上に焼き付ける際に好適な投影レンズ系に関す
るものである。
【０００２】
【従来技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路パタ
ーンをシリコンウエハ上に焼き付けるために縮小投影露
光装置（ステッパー）が用いられているが、近年の集積
回路の高集積化に伴い、この種の装置に用いられる投影
レンズ系には非常に高い解像力が要求されるようになっ
てきている。一般に、投影レンズ系による投影像の解像
力は使用する光の波長が短くなる程向上するため、集積
回路パターンの焼き付けに使用される光の短波長化が進
んでいる。現在ステッパ−で使用されている光源の波長
は通常ｇ線（４３６ｎｍ）またはｉ線（３６５ｎｍ）で
あるが、これらの波長の光を用いる限り６４ＭＤＲＡＭ
の製造に必要とされる０．３ｍμ前後の高解像力を得る
ことは非常に困難である。そこで、より波長の短い次世
代の光源としてエキシマレ−ザ−のＫｒＦ（２４８ｎ
ｍ）やＡｒＦ（１９３ｎｍ）が注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザー光は
波長が非常に短いため、通常のガラスでは透過率が不足
して投影レンズ系の材料として使用できない。透過率の
点では石英（ＳｉＯ2 ）又は蛍石（ＣａＦ2 ）が使用で
きるが、蛍石は材質が柔らかく加工しにくいという問題
があるので、実用上レンズの材料は石英に限られてしま
う。このため、エキシマレーザーを光源とする縮小投影
露光装置用の投影レンズ系は石英のみ、すなわち単一の
硝材のみで構成されることになり、色収差の補正が困難
となる。したがって、所望の解像力を確保するために
は、色収差を補正する必要がない程度までエキシマレー
ザー光源の発する光の波長帯域を狭帯域化する必要があ
る。ところが、エキシマレーザーはその原理上、狭帯域
化することによりレーザーの出力が低下し、且つ安定的
に発振させることがより難しくなる。縮小投影露光装置
においては光源の出力が低下するとスループットが低下
するため、エキシマレーザーを使用する場合には狭帯域
化はなるべく避けなければならず、色収差の問題との間
に矛盾が生ずる。
【０００４】本発明は、上記の問題点を踏まえて、レン
ズとして使用できる硝材が限られている場合にも色収差
を補正できる縮小投影露光装置用の投影レンズ系を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る投影レンズ
系は、逆分散特性を持つ回折型のフレネルレンズを含む
複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳以外の位
置で且つ以下の条件を満足する位置に配置し、前記フレ
ネルレンズが非球面作用を有することを特徴とするもの
である。 ２ｈMAX ／３≦ｈ 但し、ｈMAX は前記投影レンズ系内における最大マージ
ナル光線高、ｈは前記フレネルレンズの位置におけるマ
ージナル光線高である。本発明に係るもう１つの投影レ
ンズ系は、逆分散特性を持つ回折型のフレネルレンズを
含む複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳以外
の位置で且つ上記の条件を満足する位置に配置し、前記
複数のレンズが単一の硝材で構成されることを特徴とす
るものである。本発明に係るさらにもう１つの投影レン
ズ系は、逆分散特性を持つ回折型のフレネルレンズを含
む複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳以外の
位置で且つ上記の条件を満足する位置に配置し、該投影
レンズ系が、互いに凹面を向かい合わせたレンズを含む
レンズ群を２組備え、該２組のレンズ群の間に正レンズ
群が配置されることを特徴とするものである。以下、本
発明を詳細に説明するが、まず初めにフレネルレンズの
逆分散特性について説明する。
【０００６】図１は本発明で用いられるフレネルレンズ
の光軸を含む断面図である。フレネルレンズ１は、基板
上にブレ−ズィングされた（基板平面に対して傾斜し
た）同心円状の溝を切ることにより構成された球面ある
いは非球面特性を持つ平凸レンズの形状を有している。
この種のフレネルレンズを通常の屈折系と同様に扱って
既存のレンズ設計システムにより設計する手法として、
Ｗ、Ｃ、Ｓｗｅａｔｔの論文（Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ．ｖｏｌ．１６９，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ，１９７
９）により知られているウルトラ・ハイ・インデックス
法がある。
【０００７】図２はその考え方を説明するために、通常
の屈折レンズの光軸を含む断面内を光線が矢印の方向に
進行する状態を示す図である。先の論文によれば、レン
ズ２への光線３の入射角をθ1 、射出角をθ2 、光軸方
向の座標をｔ、レンズの基板方向の座標をｓとすると、
レンズの屈折率ｎを∞、厚さｔを０とする極限におい
て、光線追跡式は次式により与えられる。 （ｎ−１）（ｄｔ／ｄｓ）＝ｓｉｎθ1 −ｓｉｎθ2 ・・・(1)
【０００８】一方、フレネルレンズによる回折の式は、
ｍを回折次数、λを波長、ｐを格子のピッチとすると、 ｍλ／ｐ＝ sinθ1 − sinθ2 ・・・(2) である。式(1),(2) より、 ｍλ／ｐ＝（ｎ−１)(ｄｔ／ｄｓ）・・・(3) の関係が成立する。すなわち、フレネルレンズは屈折率
ｎを∞、厚さｔを０とした通常の屈折レンズと等価の作
用を持ち、フレネルレンズのピッチｐは式(3) に基づい
て屈折レンズの表面形状を表わす（ｄｔ／ｄｓ）から求
めることができる。
【０００９】さて、(3) 式を偏微分して得られる （Ｄｎ／Ｄλ)(ｄｔ／ｄｓ）＝ｍ／ｐ と(3) 式とから Ｄｎ／Ｄλ＝（ｎ−１）／λ・・(4) という関係が導かれる。ここで、Ｄｎ／Ｄλは偏微分を
表わすものとする。この式により３つの波長λ1 、
λ2 、λ3 （ここではλ1 ＞λ2 ＞λ3 とする）に対す
る薄肉レンズの屈折率ｎ1 、ｎ2 、ｎ3 を求めると、 ｎ3 ＝ｎ2 ＋（Ｄｎ／Ｄλ)(λ3 −λ2 ） ＝ｎ2 ＋（λ3 −λ2 )(ｎ2 −１) ／λ2 ｎ1 ＝ｎ2 ＋（λ1 −λ2 )(ｎ2 −１) ／λ2 となる。波長λ2 を基準としてこれら３つの波長に対す
るアッベ数ν2 を求めると、上で求めた屈折率を用いて ν2 ＝（ｎ2 −１）／（ｎ3 −ｎ1 ） ＝λ2 ／（λ3 −λ1 ） となる。λ1 ＞λ2 ＞λ3 の関係よりこのフレネルレン
ズのアッベ数は負の値となり、いわゆる逆分散特性を持
つことになる。本発明においては、この逆分散特性を利
用して単一硝材から成る投影レンズ系の色収差を補正す
る。
【００１０】一般に、レンズ系の色収差を補正するため
には薄肉近似において Σｈi 2 ／ｆi νi ＝０ なる条件を満足することが必要である。しかし、単一の
硝材からなる屈折レンズ系による実像の結像では Σｈi 2 ／ｆi νi ＝（１／ν）Σｈi 2 ／ｆi ＞０ となるため、完全には色収差を補正できない。ここでｈ
i は各レンズにおけるマージナル光線高、ｆi は各レン
ズの焦点距離、νi は各レンズのアッベ数である。しか
し、焦点距離が適当な正の値を持つフレネルレンズを用
いると、そのアッベ数が負の値を持つので色消し条件を
満足させることができる。すなわち、フレネルレンズの
位置でのマージナル光線高をｈj 、フレネルレンズの焦
点距離をｆj 、アッベ数をν0 とすると、通常のレンズ
に起因する項を打ち消して、 Σｈi 2 ／ｆi νi ＋Σｈj 2 ／ｆj ν0 ＝０ とすることができるのである。
【００１１】ところで、フレネルレンズの最小ピッチが
一定の場合、フレネルレンズの焦点距離ｆは ｆ＝ｋｈ （ｋ：定数） によって与えられるので ｈ2 ／ｆν0 ＝ｈ／ｋν0 となり、フレネルレンズの色消し効果はマージナル光線
高ｈに比例すると考えて良い。したがって、実用上充分
な色収差補正効果を得るためには、フレネルレンズをマ
ージナル光線高の大きい位置に配置する必要がある。具
体的には、フレネルレンズにおけるマージナル光線高ｈ
がレンズ系中のマージナル光線高の最大値ｈMAX に対し
て ２ｈMAX ／３≦ｈ・・・(5) という条件を満足する位置にフレネルレンズを設けるこ
とが望ましい。
【００１２】本発明ではフレネルレンズを投影レンズ系
の瞳から外れた位置に配置しているが、この構成により
フレネルレンズの収差補正作用が軸外収差にも及ぶよう
になるため、色収差だけでなく非点収差、コマ収差も補
正することができるので好ましい。特にフレネルレンズ
には通常の屈折レンズと異なり非常に高い屈折率を持つ
レンズと等価な作用があるので、諸収差の補正上極めて
有用である。また、フレネルレンズのピッチを変えるだ
けで容易に非球面作用を持たせることができる点も諸収
差の補正上好都合である。
【００１３】なお、上記のフレネルレンズは一般的に色
収差補正に使用できるので、単一の硝材からなるレンズ
系に限らず、使用できる硝材にある程度制約がある場合
には色収差補正手段として有効である。
【００１４】
【実施例】第３図は本発明を適用した投影露光装置用投
影レンズ系の一例の光軸を含む断面図である。図中、５
は物体面、６は像面、７は投影レンズ系、８は投影レン
ズ系７の瞳位置、９はフレネルレンズである。この投影
レンズ系はレンズＬ7 とＬ8 、およびレンズＬ12とＬ13
という互いに凹面を向かい合わせたレンズ群を２組備え
ており、各レンズ群の間に正レンズ群を配置している。
この構成により、前記凹面での光線高を比較的小さくし
て凹面の負の屈折力を強くし、ペッツバ−ル和の補正を
可能としている。レンズ系内でのマ−ジナル光線高の最
大値ｈMAXと最小値ｈMIN との比が ｈMIN ／ｈMAX ＜１／２ となるようにするとより好ましい。このレンズ系の数値
デ−タを以下に示すが、デ−タ中においてはフレネルレ
ンズの基板の厚さは０とし、フレネルレンズを厚さのな
い回折面として扱っている。
【００１５】ＮＡ＝0.48、φ＝24、β＝1/5 、ＯＢ＝-1
20、ＳＫ＝12.0、ＥＸＰ＝399.9 、λ2 ＝248.38ｎｍ
【００１６】 Ｒ 1＝ 702.71500 Ｄ 1＝13.388428 ＳｉＯ2 Ｒ 2＝- 412.05344 Ｄ 2＝ 0.1 Ｒ 3＝ 287.93567 Ｄ 3＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ 4＝ 121.27410 Ｄ 4＝ 9.174659 Ｒ 5＝ 383.42582 Ｄ 5＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ 6＝ 146.23108 Ｄ 6＝27.269701 Ｒ 7＝ 287.44640 Ｄ 7＝16.320602 ＳｉＯ2 Ｒ 8＝- 413.99164 Ｄ 8＝ 0.1 Ｒ 9＝ 220.91743 Ｄ 9＝15.779223 ＳｉＯ2 Ｒ10＝- 924.03021 Ｄ10＝ 0.1 Ｒ11＝ 169.88925 Ｄ11＝31.676503 ＳｉＯ2 Ｒ12＝- 268.54719 Ｄ12＝ 0.1 Ｒ13＝-8604.06718 Ｄ13＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ14＝ 65.40354 Ｄ14＝18.437890 Ｒ15＝- 146.49874 Ｄ15＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ16＝ 92.11980 Ｄ16＝ 0.845321 Ｒ17＝ 96.26337 Ｄ17＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ18＝ 143.70540 Ｄ18＝61.243443 Ｒ19＝ 247.95518 Ｄ19＝16.399016 ＳｉＯ2 Ｒ20＝- 288.09993 Ｄ20＝ 0.1 Ｒ21＝ 3429.89125 Ｄ21＝ 9.996194 ＳｉＯ2 Ｒ22＝- 471.14586 Ｄ22＝71.258955 Ｒ23＝-1631.62530 Ｄ23＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ24＝ 140.12340 Ｄ24＝20.088173 Ｒ25＝- 90.29431 Ｄ25＝36.141002 ＳｉＯ2 Ｒ26＝-1014.00960 Ｄ26＝10.514704 Ｒ27＝- 252.97273 Ｄ27＝17.560280 ＳｉＯ2 Ｒ28＝- 142.68857 Ｄ28＝ 0.1 Ｒ29＝ 1597.79878 Ｄ29＝27.236473 ＳｉＯ2 Ｒ30＝- 168.48984 Ｄ30＝ 0.1 Ｒ31＝ 319.38449 Ｄ31＝20.481812 ＳｉＯ2 Ｒ32＝-1178.90075 Ｄ32＝ 0.1 Ｒ33＝ 5.65×106 Ｄ33＝ 0（フレネルレンズ） Ｒ34＝ ∞ Ｄ34＝ 0.1 Ｒ35＝ 150.50571 Ｄ35＝23.320296 ＳｉＯ2 Ｒ36＝ 508.80969 Ｄ36＝ 0.1 Ｒ37＝ 112.91401 Ｄ37＝50.0 ＳｉＯ2 Ｒ38＝ 90.23504 Ｄ38＝15.038476 Ｒ39＝ 594.95644 Ｄ39＝10.0 ＳｉＯ2 Ｒ40＝ 181.42134 Ｄ40＝ 0.1 Ｒ41＝ 109.74640 Ｄ41＝21.879753 ＳｉＯ2 Ｒ42＝ 68.31087 Ｄ42＝ 3.950723 Ｒ43＝ 101.99838 Ｄ43＝35.171066 ＳｉＯ2 Ｒ44＝ 67.75170 Ｄ44＝ 0.1 Ｒ45＝ 52.25530 Ｄ45＝14.318985 ＳｉＯ2 Ｒ46＝- 200.48137 Ｄ46＝ 1.308322 Ｒ47＝- 132.18925 Ｄ47＝ 8.0 ＳｉＯ2 Ｒ48＝- 295.06153
【００１７】数値例において、Ｒi は各レンズ面の曲率
半径、Ｄi は各レンズ面の間隔、ＮＡは像側開口数、φ
は露光範囲の直径、βは縮小投影倍率、ＯＢは物体位
置、ＳＫは像位置、ＥＸＰは瞳位置、λ2 は設計基準波
長である。
【００１８】この実施例では、レンズＬ1 ないしＬ23が
いずれも屈折率が1.50838 の合成石英から成っている。
一方、フレネルレンズ９は色消し波長をλ1 ＝248.38ｎ
ｍ＋10ｐｍ、λ3 ＝248.38ｎｍ−10ｐｍに設定し、屈折
率をｎ=10001としてウルトラ・ハイ・インデックス法に
のっとり設計したものである。このフレネルレンズのア
ッベ数ν2 は式(3) より ν2 ＝248.38／（248.37−248.39） ＝ -12419 ＜０ となり、負の値になる。なお、可視光に対するアッベ数
も ν2 ＝λd ／（λF −λC ） ＝-3.45 となり、負の値となる。第４図および第５図はこのレン
ズ系の収差曲線図である。
【００１９】一方、第６図および第７図はこのレンズ系
からフレネルレンズを除去し、屈折レンズのみで最適化
を行ったレンズ系の収差曲線図である。第４図・第５図
と第６図・第７図とを比較すると、フレネルレンズを利
用することにより色収差が良好に補正されていることが
わかる。また、色収差のみならず、非点収差・コマ収差
等も向上している。
【００２０】第８図は投影レンズの各レンズ面における
マ−ジナル光線の光線高を示す図、第９図は最小フレネ
ルピッチを固定した際のフレネルレンズによる色消し量
Δを示す図である。ここで、Δ＝Ｃｈ2 ／ｙｄで、Ｃは
比例定数、ｈはマ−ジナル光線高、ｙはフレネルレンズ
の有効半径、ｄは最小フレネルピッチである。第８図の
横軸の数字はレンズの番号で、数字「１」で示されてい
るのがレンズＬ1 の入射面、その隣がレンズＬ1 の射出
面、数字「２」がレンズＬ2 の入射面、・・・のように
表示してある。また、第９図の横軸はフレネルレンズを
配置したレンズ間隔の番号で、物体とレンズＬ1 の間を
「１」、レンズＬ1 とＬ2 の間を「２」・・・として示
してあり、縦軸はｈ2 ／ｆν2 の大きさをフレネルレン
ズを瞳においた時の値で規格化して表示してある。この
図からフレネルレンズはマ−ジナル光線高が高い位置に
おいたほうが色収差補正効果が大きいことが分かる。な
お、間隔「１８」「２１」「２２」にフレネルレンズを
配置した場合については色収差補正効果を計算していな
いため、空白とした。
【００２１】第８図より、レンズＬ14の入射面からレン
ズＬ18の入射面までが、マ−ジナル光線高に関する条件 ２ｈMAX ／３≦ｈ を満足しているが、この条件の成り立つ範囲内において
色収差補正効果が非常に大きくなっていることが第９図
から分かる。第１０図および第１１図は、レンズＬ13と
Ｌ14の間のほぼ２ｈMAX ／３＝ｈとなる位置にフレネル
レンズを配置し最適化を行ったときの、この投影レンズ
系の収差曲線図である。これらの図と第４図・第５図、
第６図・第７図とを比較すると、第１０・１１図ではフ
レネルレンズを設けたことより第６図・第７図よりも色
収差が１／２程度に減少しているが、最適位置にフレネ
ルレンズを配置した第４図・第５図よりはその収差補正
効果が小さくなっていることがわかる。
【００２２】尚、本実施例では、フレネルレンズ９を平
凸タイプの球面フレネルレンズとしたが、フレネルレン
ズの場合には通常のレンズのように球面と非球面とで製
作の難易度に著しい差が生ずることはなく、単に回析格
子のピッチの分布を変えるだけで球面型にも非球面型に
も出来るので、必要に応じてどちらのタイプも選択出来
るという利点がある。したがって、エキシマレーザー等
の紫外域を光源とする投影レンズ系の色収差補正を可能
にするとともに、色収差以外の他の収差の向上も図るこ
とが出来る。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、単一硝材を用いた場合
でも色収差が良好に補正されたレンズ系を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレネルレンズの断面図。
【図２】屈折レンズの断面図。
【図３】本発明を適用した投影レンズの一実施例の断面
図。
【図４】第３図に示した実施例の収差曲線図。
【図５】第３図に示した実施例の収差曲線図。
【図６】図３に示したレンズ系からフレネルレンズを除
去し屈折レンズのみで最適化を行った場合の収差曲線
図。
【図７】図３に示したレンズ系からフレネルレンズを除
去し屈折レンズのみで最適化を行った場合の収差曲線
図。
【図８】第３図に示した実施例のレンズ系中でのマ−ジ
ナル光線高を示す図。
【図９】フレネルレンズの配置と色収差補正効果との関
係を示す図。
【図１０】図３に示したレンズ系からフレネルレンズを
除き、代わりにマ−ジナル光線高が比較的低い位置にフ
レネルレンズ配置して最適化を行った場合の収差曲線
図。
【図１１】図３に示したレンズ系からフレネルレンズを
除き、代わりにマ−ジナル光線高が比較的低い位置にフ
レネルレンズ配置して最適化を行った場合の収差曲線
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−201211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−38325（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1109（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏ ｌ．27，Ｎｏ．14−15，ｐｐ．2960− 2971 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐ ｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａ ｍｅｒｉｃａ，Ｖｏｌ．51，Ｎｏ．１, ｐｐ．17−20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 逆分散特性を持つ回折型のフレネルレン
    ズを含む複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳
    以外の位置で且つ以下の条件を満足する位置に配置し、
    前記フレネルレンズが非球面作用を有することを特徴と
    する投影レンズ系。２ｈ MAX ／３≦ｈ 但し、ｈ MAX は前記投影レンズ系内における最大マージ
    ナル光線高、ｈは前記フレネルレンズの位置におけるマ
    ージナル光線高である。
  2. 【請求項２】 逆分散特性を持つ回折型のフレネルレン
    ズを含む複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳
    以外の位置で且つ以下の条件を満足する位置に配置し、
    前記複数のレンズが単一の硝材で構成されることを特徴
    とする投影レンズ系。２ｈ MAX ／３≦ｈ 但し、ｈ MAX は前記投影レンズ系内における最大マージ
    ナル光線高、ｈは前記フレネルレンズの位置におけるマ
    ージナル光線高である。
  3. 【請求項３】 逆分散特性を持つ回折型のフレネルレン
    ズを含む複数のレンズからなり、該フレネルレンズを瞳
    以外の位置で且つ以下の条件を満足する位置に配置し、
    該投影レンズ系が、互いに凹面を向かい合わせたレンズ
    を含むレンズ群を２組備え、該２組のレンズ群の間に正
    レンズ群が配置されることを特徴とする投影レンズ系。２ｈ MAX ／３≦ｈ 但し、ｈ MAX は前記投影レンズ系内における最大マージ
    ナル光線高、ｈは前記フレネルレンズの位置におけるマ
    ージナル光線高である。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の投影レンズ系において、
    該投影レンズ系内におけるマージナル光線高の最大値ｈ
    MAX と最小値ｈMIN との比が以下の条件を満足すること
    を特徴とする投影レンズ系。 ｈMIN ／ｈMAX ＜１／２
  5. 【請求項５】 請求項１記載の投影レンズ系と、３００
    ｎｍから１５０ｎｍの範囲に波長域を有する光源とを含
    む投影露光装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の投影露光装置において、
    前記光源がエキシマレーザーであることを特徴とする投
    影露光装置。
JP41027190A 1990-12-12 1990-12-12 投影レンズ系 Expired - Fee Related JP3353902B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41027190A JP3353902B2 (ja) 1990-12-12 1990-12-12 投影レンズ系
US07/806,126 US5170207A (en) 1990-12-12 1991-12-12 Projection lens system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41027190A JP3353902B2 (ja) 1990-12-12 1990-12-12 投影レンズ系

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04214516A JPH04214516A (ja) 1992-08-05
JP3353902B2 true JP3353902B2 (ja) 2002-12-09

Family

ID=18519456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP41027190A Expired - Fee Related JP3353902B2 (ja) 1990-12-12 1990-12-12 投影レンズ系

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5170207A (ja)
JP (1) JP3353902B2 (ja)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331941A (ja) * 1993-05-19 1994-12-02 Olympus Optical Co Ltd 投影レンズ系
US5631779A (en) * 1993-05-24 1997-05-20 Olympus Optical Co., Ltd. Objective lens system
JPH07128590A (ja) * 1993-10-29 1995-05-19 Olympus Optical Co Ltd 縮小投影レンズ
JP3360387B2 (ja) * 1993-11-15 2002-12-24 株式会社ニコン 投影光学系及び投影露光装置
JP3396935B2 (ja) * 1993-11-15 2003-04-14 株式会社ニコン 投影光学系及び投影露光装置
JPH0817719A (ja) * 1994-06-30 1996-01-19 Nikon Corp 投影露光装置
US5754340A (en) * 1994-06-30 1998-05-19 Nikon Corporation Projection optical system and projection exposure apparatus using the same
US5623473A (en) * 1994-06-30 1997-04-22 Nikon Corporation Method and apparatus for manufacturing a diffraction grating zone plate
JP3445404B2 (ja) * 1994-08-12 2003-09-08 ペンタックス株式会社 投影レンズ及び投影装置
JPH08179204A (ja) * 1994-11-10 1996-07-12 Nikon Corp 投影光学系及び投影露光装置
JP3500745B2 (ja) * 1994-12-14 2004-02-23 株式会社ニコン 投影光学系、投影露光装置及び投影露光方法
USRE38465E1 (en) 1994-12-14 2004-03-16 Nikon Corporation Exposure apparatus
JP3454390B2 (ja) * 1995-01-06 2003-10-06 株式会社ニコン 投影光学系、投影露光装置及び投影露光方法
JP3819048B2 (ja) * 1995-03-15 2006-09-06 株式会社ニコン 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びに露光方法
JPH08286113A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Olympus Optical Co Ltd 対物レンズ
US6229595B1 (en) * 1995-05-12 2001-05-08 The B. F. Goodrich Company Lithography system and method with mask image enlargement
JP3491212B2 (ja) * 1995-06-23 2004-01-26 株式会社ニコン 露光装置、照明光学装置、照明光学系の設計方法及び露光方法
DE19548805A1 (de) * 1995-12-27 1997-07-03 Zeiss Carl Fa REMA-Objektiv für Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen
JP3750123B2 (ja) † 1996-04-25 2006-03-01 株式会社ニコン 投影光学系
US5808814A (en) * 1996-07-18 1998-09-15 Nikon Corporation Short wavelength projection optical system
JP3864399B2 (ja) * 1996-08-08 2006-12-27 株式会社ニコン 投影露光装置及び該投影露光装置に用いられる投影光学系並びにデバイス製造方法
US5852490A (en) * 1996-09-30 1998-12-22 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JP3065017B2 (ja) * 1997-02-28 2000-07-12 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイスの製造方法
JPH116957A (ja) * 1997-04-25 1999-01-12 Nikon Corp 投影光学系および投影露光装置並びに投影露光方法
JP3925576B2 (ja) 1997-07-24 2007-06-06 株式会社ニコン 投影光学系、該光学系を備えた露光装置、及び該装置を用いたデバイスの製造方法
JPH1195095A (ja) 1997-09-22 1999-04-09 Nikon Corp 投影光学系
JPH11214293A (ja) 1998-01-22 1999-08-06 Nikon Corp 投影光学系及び該光学系を備えた露光装置並びにデバイス製造方法
US6700645B1 (en) 1998-01-22 2004-03-02 Nikon Corporation Projection optical system and exposure apparatus and method
JP3843607B2 (ja) 1998-06-19 2006-11-08 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 ズームレンズ
US5969803A (en) * 1998-06-30 1999-10-19 Nikon Corporation Large NA projection lens for excimer laser lithographic systems
EP1075150A3 (en) * 1999-07-31 2005-04-27 Lg Electronics Inc. Projection lens system
JP2001108811A (ja) 1999-10-12 2001-04-20 Canon Inc 回折光学素子及び該回折光学素子を有する光学系
US6473232B2 (en) 2000-03-08 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus
JP3467018B2 (ja) * 2000-03-08 2003-11-17 キヤノン株式会社 光学系及び光学機器
JP2001343582A (ja) 2000-05-30 2001-12-14 Nikon Corp 投影光学系、当該投影光学系を備えた露光装置、及び当該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法
US6339505B1 (en) 2000-06-26 2002-01-15 International Business Machines Corporation Method for radiation projection and lens assembly for semiconductor exposure tools
JP3619142B2 (ja) * 2000-11-10 2005-02-09 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイス製造方法
JP3619141B2 (ja) * 2000-11-10 2005-02-09 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイス製造方法
JP3576961B2 (ja) * 2000-11-10 2004-10-13 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイス製造方法
JP3576960B2 (ja) * 2000-11-10 2004-10-13 キヤノン株式会社 走査型露光装置及びデバイス製造方法
JP2002158154A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Canon Inc 露光装置
US8208198B2 (en) 2004-01-14 2012-06-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US20080151365A1 (en) 2004-01-14 2008-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
FR2866439B1 (fr) * 2004-02-13 2006-06-02 Sagem Objectif optique pour microlithographie
DE602005003665T2 (de) 2004-05-17 2008-11-20 Carl Zeiss Smt Ag Katadioptrisches projektionsobjektiv mit zwischenbildern
CN104062748B (zh) * 2014-07-17 2016-04-13 张家港中贺自动化科技有限公司 一种宽谱线投影光学系统的倍率调节方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2153543B (en) * 1983-12-28 1988-09-01 Canon Kk A projection exposure apparatus
US4936665A (en) * 1987-10-25 1990-06-26 Whitney Theodore R High resolution imagery systems and methods

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１４−１５，ｐｐ．２９６０−２９７１
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．１，ｐｐ．１７−２０

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04214516A (ja) 1992-08-05
US5170207A (en) 1992-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3353902B2 (ja) 投影レンズ系
US5260832A (en) Projection lens system
US6157498A (en) Dual-imaging optical system
USRE39024E1 (en) Exposure apparatus having catadioptric projection optical system
JP4717974B2 (ja) 反射屈折光学系及び該光学系を備える投影露光装置
USRE37846E1 (en) Projection optical system and exposure apparatus using the same
US5691802A (en) Catadioptric optical system and exposure apparatus having the same
EP0803755B1 (en) Projection optical system and exposure apparatus with the same
US6349005B1 (en) Microlithographic reduction objective, projection exposure equipment and process
US5555479A (en) Reduction projection lens system including refractive and diffractive optical elements
JPH06331941A (ja) 投影レンズ系
US6084723A (en) Exposure apparatus
US6088171A (en) Projection optical system
JPH07140385A (ja) 投影光学系及び投影露光装置
KR101129946B1 (ko) 액침 리소그래피용 굴절 투영 대물렌즈
JPH08179216A (ja) 反射屈折光学系
JPH1010431A (ja) 反射屈折光学系
JP3429525B2 (ja) 投影レンズ系
EP0527043B1 (en) Catadioptric reduction projection optical system
JPH0878319A (ja) 投影露光装置
JP3298581B2 (ja) 投影系及び投影露光法
CN115542675A (zh) 投影光刻物镜及光刻机
JPH0427523B2 (ja)
JPH0774090A (ja) 回路の製造方法及び露光装置
JPH10293251A (ja) 投影系及び投影露光法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010410

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees