JP4366990B2 - A projection optical system, an exposure apparatus and an exposure method - Google Patents

A projection optical system, an exposure apparatus and an exposure method Download PDF

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    • 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
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70216Systems for imaging mask onto workpiece
    • G03F7/70341Immersion

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、原版上に描画されたパターンを基板上に焼付転写する投影光学系を有する投影露光装置及び露光方法に関する。 The present invention relates to a projection exposure apparatus and an exposure method having a projection optical system for baking transferring the pattern drawn on the original plate onto the substrate.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、感光性基板としてウエハに転写されるパターンの微細化が望まれている。 Recently, miniaturization of a pattern to be transferred to the wafer as a photosensitive substrate is desired. これを達成するためには、露光波長の短波長化を図るか、投影光学系の開口数の増大化を図るかの2つの方法が考えられる。 To accomplish this, either achieve shorter exposure wavelength, two ways or reduce the numerical aperture of the increase in the projection optical system can be considered. 従来より、これらのうち、投影光学系の開口数の増大化を図る方法の一つとして、液浸式の投影露光装置が提案されている。 Conventionally, among these, as a way to reduce the numerical aperture of an increase of the projection optical system, an immersion type projection exposure apparatus has been proposed. 液浸式の投影露光装置は、投影光学系の最もウエハ側のレンズ面とウエハとの空間、すなわち、作動距離(ワーキングディスタンス)の空間(以後、作動空間と呼ぶ。)の全部又はウエハ側の空間部分を水、油等の液体で満たす装置である。 Immersion projection exposure apparatus, the space between the most wafer side lens surface and the wafer in the projection optical system, i.e., the space (hereinafter referred to as operating space.) Of working distance (working distance) of the whole or the wafer side a device for filling the space portion of water, a liquid such as oil. 通常使用時の動作空間を占める空気の屈折率が1.0であるのに対し、例えば、油の屈折率は約1.6である。 To the refractive index of the air occupying the operating space during normal use from 1.0, for example, the refractive index of the oil is approximately 1.6. このため、作動空間の全部又はウエハ側の空間部分をこのような屈折率の高い液体に置換すれば、投影光学系のウエハ側の開口数を大きくし、露光パターンの微細化を図ることができる。 Therefore, when replacing the whole or a space portion of the wafer side of the working space to the high liquid of such a refractive index, increasing the numerical aperture on the wafer side of the projection optical system, it is possible to miniaturize the exposure pattern .
【0003】 [0003]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2000−58436 JP 2000-58436
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記従来の液浸式の投影露光装置においては、作動空間の全部を屈折率の高い液体に置換した場合、投影光学系の最もウエハ側にあるレンズの屈折率の値と液体の屈折率との値が同じであれば問題はないが、一般に、レンズ硝材の屈折率の値と液浸に使用する液体の屈折率との値とは異なっており、この屈折率の差により光が屈折し収差が発生する。 Above in the projection exposure apparatus of a conventional immersion type, when replacing the high refractive index liquid all the working space, the refractive index of the lens on the most the wafer side of the projection optical system values ​​and the refractive index of the liquid Although there is no problem if the same value, generally, the value of the refractive index of the liquid used for the value and the immersion of the refractive index of the lens glass material is different from the aberration light is refracted by the difference in the refractive index There occur.
ところで、一般に液浸式の光学系は、レンズから出射した光が空気中で結像することを前提としおらず、液体中において結像することを目的としている。 However, in general an immersion optical system, the light emitted from the lens is not assumed to be imaged in air, it is intended to image in a liquid. よって、通常の空気中で使用した場合とは発生する収差は異なる。 Therefore, aberrations generated in the case of using a normal air is different.
【0005】 [0005]
このような液浸式光学系で収差が発生した場合には、補正することが可能であるが、レンズの形状によっては補正で解消することができない場合があり、この場合、レンズの大型化を余儀なくされるといった問題点があり、この問題点を解決することが課題となる。 If the aberration occurs in such immersion optical system, it is possible to correct, depending on the shape of the lens may not be able to overcome the correction in this case, an increase in the size of the lens There is a problem that is forced, to solve this problem becomes an issue.
また、一般的に液浸式の投影光学系では、これに用いられているレンズにおける光の透過率と、液浸のために用いられている液体における光の透過率とが異なる場合が多い。 Also, in general immersion projection optical system, and light transmittance in its dependent lens used for this, in many cases the light transmittance varies in the liquid which is used for the immersion. 特に短波長領域ではこの傾向が顕著であり、ArFに代表されるエキシマ光のような真空紫外光においては、レンズの硝材の透過率は高いが、液浸用に用いられる液体は、光を吸収するため透過率は硝材と比べて低い。 Particularly in a short wavelength region is remarkable this tendency, in the vacuum ultraviolet light such as an excimer typified by ArF light is high in transmittance of the glass material of the lens, the liquid used for immersion, absorb light transmittance to is lower than the glass material.
【0006】 [0006]
このため、ウエハ上で結像される光線の光路が異なると、液体中における光の吸収量が異なり、結像性能に悪影響を与えるといった問題点がある。 Therefore, when the optical path of a light beam is imaged on the wafer are different, different absorption of light in the liquid, there is a problem that an adverse effect on imaging performance. 即ち、ウエハ上で結像される光線は、レチクル上の一点を起点とした光線が投影光学系を通り、ウエハ上の一点に集光されるが、この投影光学系を通過する光線は、投影光学系内において同一の光路をたどるのではなく、様々な光路をたどった光線がウエハ上にて集光し結像する。 That is, light rays that are imaged on the wafer, the light beam starting from the one point on the reticle passes through the projection optical system, but is focused at one point on the wafer, light rays passing through the projection optical system, projection rather than follow the same optical path in the optical system, light rays traversing the various optical paths is focused condensed in the wafer. このため、液浸用の液体が光を吸収する場合、光線のたどった光路によって、液体を通過する距離も異なり、各々の光線の透過量も異なる。 Therefore, when the immersion liquid absorbs light, by the optical path traversing the beam, also it depends a distance that passes through the liquid, also different transmission amount of each of the rays. これにより、光線のたどった光路の相違により光の強弱が生じ、結像性能に悪影響を与えてしまうのである。 Thus, the intensity of light is caused by differences in optical path followed the light is from being adversely affect the imaging performance.
具体的に図3に基づき説明すると、最大像高の位置に結像される光線のうち、液浸用の液体中を通過する光路長が、最も短い距離U1と最も長い距離L1とでは、液体中を通過する距離が大きく異なる。 To explain on the basis of concrete 3, among the light rays are imaged at the position of the maximum image height, an optical path length that passes through the immersion liquid is in the longest distance L1 and the shortest distance U1 is a liquid distance through a medium is greatly different. この液体が光を吸収する場合、各々の光線の強さに強弱が生じてしまい、結像性能を劣化させる。 If the liquid absorbs light, will occur is strength to the strength of each of the light deteriorates the imaging performance. このため、結像性能の劣化を防ぐことが課題となる。 Therefore, it is an issue to prevent deterioration of the imaging performance.
【0007】 [0007]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様では、原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写する投影光学系であって、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に、所定の液体を挿入可能な投影光学系において、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面の曲率半径をRとし、前記基板の感光面に投影される最大像高をYとした場合に、 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention, there is provided a projection optical system for transferring a pattern drawn on an original onto a photosensitive surface of the substrate, most of the substrate-side lens surface of the projection optical system and the space between the photosensitive surface of the substrate, the insertable projection optical system a predetermined liquid, the radius of curvature of the most substrate side lens surface of the projection optical system and R, projected onto the photosensitive surface of the substrate the maximum image height is in the case of the Y,
1<R/Y<7 1 <R / Y <7
を満たすことを特徴とする。 And it satisfies the.
ここで、液浸とは、投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記感光面との空間部分を液体で満たすことをいう。 Here, the immersion refers to fill the space portion between the most substrate side of the lens plane of the projection optical system wherein the photosensitive surface with liquid.
また、最大像高Yは、感光面上において結像中心から最も離れた結像位置までの距離を示す。 The maximum image height Y indicates the distance to the farthest image forming position from the imaging center on the photosensitive surface. この最大像高は当該投影露光装置固有の値であり、収差等の悪影響を受けることなく結像可能な、結像中心からの最大の距離を意味する。 The maximum image height is the projection exposure apparatus-specific values, which can be imaged without being adversely affected such as aberration, it means the maximum distance from the imaging center. このため、この値が小さくなりすぎると、一回の露光面積が狭くなり、生産効率を著しく低下させ、生産装置としての意義を失ってしまう。 Therefore, if this value is too small, a single exposure area is narrowed significantly lowers production efficiency, lose significance as production equipment.
【0008】 [0008]
本発明の第2の態様は、原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写する投影光学系であって、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に、所定の液体を挿入可能な投影光学系において、前記投影光学系に用いられる硝材の全部或いは一部を光吸収のある硝材により形成し、前記液体中を透過する光線の一つが前記光吸収のある硝材内を透過する距離を前記一つの光線よりも前記液体中を透過する距離の長い他の光線が前記光吸収のある硝材内を透過する距離よりも、 長くしたことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is a projection optical system for transferring a pattern drawn on an original onto a photosensitive surface of the substrate, the photosensitive surface of the most substrate side of the lens surface and the substrate of the projection optical system in the space between, the insertable projection optical system a predetermined liquid, the whole or a part of the glass material used for the projection optical system is formed by a glass material with a light-absorbing, is one of light transmitted through the liquid wherein the other light beam long a distance transmitted through the glass material with the light absorption of the distance which passes the liquid than the one light beam than the distance transmitted through the glass material with the light absorption was increased to.
これにより液浸用の液体が光を吸収する場合であっても、光路が相違した場合であっても各々の光線における光の吸収量を近づけることができ、基板の感光面上での結像性能の劣化を回避することができる。 Thus even when the immersion liquid absorbs light, even if the optical path is different it can be brought close to absorption of light in each beam, imaging on the photosensitive surface of the substrate it is possible to avoid the deterioration of the performance.
【0009】 [0009]
本発明の第3の態様は、原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写する投影光学系であって、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に、所定の液体を挿入可能な投影光学系において、前記基板の感光面に投影される最大像高となる位置に像を結像するための光路のうち、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間における光路長の最も短い光路が、前記原版から前記基板までの間にたどる投影光学系内の光路における光の吸収率をKUとし、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間における光路長の最も長い光路が、前記原版から前記基板までの間にたどる投影光学系内の光路における吸収率をKLとした場合、前記投影光学系に用いられる硝材 A third aspect of the present invention is a projection optical system for transferring a pattern drawn on an original onto a photosensitive surface of the substrate, the photosensitive surface of the most substrate side of the lens surface and the substrate of the projection optical system in the space between, the insertable projection optical system a predetermined liquid, each of the optical paths for forming an image on the position where the maximum image height projected on the photosensitive surface of the substrate, most of the projection optical system the shortest optical path of the optical path length between the lens surface and the photosensitive surface of the substrate the substrate side, the light absorption rate in the optical path in the projection optical system to follow between from the original to the substrate and KU, the projection the longest optical path of the optical path length between the most substrate side of the lens surface and the photosensitive surface of the substrate of the optical system, the absorption rate in the optical path in the projection optical system to follow between from the original to the substrate was set to KL If, glass material used for the projection optical system 全部或いは一部を光吸収のある硝材により形成し、前記液体中を透過する距離の短い光路をたどる光線が、前記光吸収のある硝材内を透過する距離を長くし、前記液体中を透過する距離が長い光路をたどる光線が、前記光吸収のある硝材内を透過する距離を短くすることにより、 All or forms part by a glass material with a light-absorbing, light rays follow a distance short optical path that passes through the liquid is, the distance that transmitted through the glass material with the light absorption long, transmitted through the liquid distance rays following the long optical path, by shortening the distance that transmitted through the glass material with the light absorption,
0.8<KU/KL<1.25 0.8 <KU / KL <1.25
を満たすことを特徴とする。 And it satisfies the.
【0010】 [0010]
本発明の第4の態様は、上記第3の態様において、前記空間内に浸される液体媒体の単位あたりの透過率をT1とし、前記感光面に投影される最大像高となる位置に像を結像するための光路のうち、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記感光面との間における光路長が、最も短い光路の距離をU1とし、最も長い光路の距離をL1とし、投影光学系内の光吸収のある硝材の単位あたりの透過率をT2とし、前記最も短い光路の距離U1をたどる光線が前記硝材内を通過する長さをU2とし、前記最も長い光路の距離L1をたどる光線が前記硝材内を通過する長さをL2とした場合、 A fourth aspect of the present invention, in the above-mentioned third aspect, the transmission rate per unit of liquid medium is immersed into the space and T1, the image in the position where the maximum image height projected on the photosensitive surface the out of the light path for imaging, the optical path length between the lens surface closest to the substrate side and the photosensitive surface of the projection optical system, the distance of the shortest path to the U1, the distance of the longest optical path and L1 , the transmittance per unit of glass material with optical absorption in the projection optical system and T2, the length of rays tracing the distance U1 in the shortest optical path passes through the inner glass material and U2, the distance of the longest optical path when a ray tracing the L1 has a length that passes through the inner glass material and L2,
0.8<{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}<1.25を満たすことを特徴とする。 0.8 <{1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} and satisfies the <1.25.
ここで、*は積を意味し、^はべき乗を意味しており、(T1^U1)は、T1のU1乗という意味である。 Here, * means the product, ^ is means the power, (T1 ^ U1) is a means that U1 square of T1.
【0011】 [0011]
本発明の第5の態様は、上記第1乃至第5の何れかの態様にかかる投影光学系を有する投影露光装置であって、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に所定の液体を挿入して原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写することを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention, there is provided a projection exposure apparatus having a projection optical system according to any of embodiments of the first to fifth, most lens surfaces of the substrate side of the substrate exposure of the projection optical system characterized by transferring a space pattern drawn on the original plate by inserting a predetermined liquid between the surface to the photosensitive surface of the substrate.
さらに、本発明の第6の態様は、上記第5の態様にかかる投影露光装置を用いて露光する方法において、原版を所定の露光光で照明する照明工程と、投影光学系5を介して原版のパターン像を基板の感光面に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法である。 Furthermore, a sixth aspect of the present invention is a method of exposing using such a projection exposure apparatus to the fifth aspect, an illumination step of illuminating the original with a predetermined exposure light, via a projection optical system 5 precursor the pattern image is an exposure method characterized by comprising an exposure step of exposing the photosensitive surface of the substrate.
【0012】 [0012]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
図1、図2及び図3にて本発明による投影露光装置の実施例を説明する。 1, an embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention in FIGS. 図1は、本発明に係る投影露光装置を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a projection exposure apparatus according to the present invention.
本実施の形態では、照明工程と露光工程とを含む露光方法において、原版であるレチクル3のパターン像を基板であるウエハ8の感光面8a上に結像する。 In this embodiment, the exposure method comprising an illumination step and the exposure step, to image the pattern image of the reticle 3 is an original on the photosensitive surface 8a of the wafer 8 as a substrate. すなわち、ArFエキシマレーザー光源等の光源1から発した光束は、照明光学系2を経て、レチクルステージ4上に載置された原版としてのレチクル3のパターン面を均一に照射する。 That is, the light beam emitted from the light source 1, such as ArF excimer laser light source, through the illumination optical system 2, uniformly irradiating the pattern surface of the reticle 3 as placed on the original on the reticle stage 4. レチクル3のパターン面から発した露光光は、投影光学系5を介して、XYステージ7上に載置されたウエハ8の感光面8a上に、レチクル3のパターン面の像を結像する。 Exposure light emitted from the pattern surface of the reticle 3 is, via a projection optical system 5, on the photosensitive surface 8a of the wafer 8 placed on the XY stage 7, forms an image of the pattern surface of the reticle 3.
XYステージ7上には、箱型の液体遮断板6が設置されている。 On the XY stage 7, the liquid blocking plate 6 of the box-type is installed. 図1では簡単のため、液体遮断板6の断面のみを示す。 For simplicity in FIG. 1 shows only the cross section of the liquid blocking plate 6. そして、液体遮断板6に囲まれた空間に、水、油等の液体を入れて、作動空間を液体とすることができる。 Then, the space surrounded by the liquid barrier plates 6, water, putting a liquid such as oil, the working space can be a liquid. 本発明の投影露光装置を液浸状態で使用する場合、図1では破線部まで液体Bを入れることにより、ウエハ8と投影光学系5のウエハ8側の面との空間を全て液体で浸されることとなる。 When using the projection exposure apparatus of the present invention in the liquid immersion state, by putting the liquid B to the broken line in FIG. 1, all the space between the wafer 8 and the wafer 8 side surface of the projection optical system 5 is immersed in the liquid The Rukoto.
【0013】 [0013]
ここで、図3における露光面で結像される最大像高をY(Yは感光面上において結像中心から最も離れた結像位置までの距離を示す。)、投影光学系の最も基板側のレンズ面の曲率半径Rとした場合に、 Here, the maximum image height Y imaged in the exposure plane in FIG. 3 (Y is the distance to the farthest image forming position from the imaging center on the photosensitive surface.), The most substrate side of the projection optical system when the curvature radius R of the lens surface,
1<R/Y<7 1 <R / Y <7
を満たすように形成することにより、レンズを大型化することなく収差の補正を容易に行うことができる。 By forming so as to satisfy the, correction of aberration can be easily performed without increasing the size of the lens.
【0014】 [0014]
尚、R/Yが1以下の場合では、曲率半径よりも露光面で結像される最大像高さの方が大きくなり、収差を補正等で解消することは困難となる。 In the case R / Y is 1 or less, towards the maximum image height is increased to be imaged at the exposure plane than the radius of curvature, it is difficult to eliminate the aberration correction. 特に、口径が大きく曲率半径に近い半径の凹レンズの場合、レンズを出射した光線の一部が再びレンズ内に入る場合があり、この場合結像性能は極端に劣化する。 In particular, if the radius of the concave lens closer to the diameter is large radius of curvature, may cause some of the light rays emitted from the lens enters the lens again, this imaging performance deteriorates extremely. 更に、曲率半径の小さいレンズでは、レンズと基板の空間内に短時間で液体を供給、排出させることが困難となり、スループットの低下を招き生産装置としての機能を害することとなる。 Furthermore, the small radius of curvature lens, supplies a liquid in a short time the lens and the space of the substrate, it is difficult to discharge, and thus harm the function of the production device causes a decrease in throughput. 又、R/Yが7以上の場合では、像面収差補正が困難となり、レンズ外径の大型化が必要となる。 Further, in the case of R / Y is 7 or more, the image surface aberration correction becomes difficult, size of lens diameter is required. よって、レンズを大型化することなく生産装置としての機能を確保するためには、R/Yは上記範囲内にあることが必要となる。 Thus, the lens in order to secure the function as a production device without increasing the size of the, R / Y is required to be within the above range.
特に、生産装置のスループットの向上という面により着目するならば、更に2<R/Y<7の範囲であることが望ましい。 In particular, if attention is focused by a surface that improves the throughput of the production apparatus, it is desirable that further 2 <range of R / Y <7.
また、投影光学系においては、光のたどる光路に関係なく、原版であるレチクル3から基板であるウエハ8の間において、光の吸収量をほぼ同一とすることにより、液浸に用いる液体の光の吸収により生じていた結像性能の劣化を解消するものである。 In the projection optical system, regardless of the optical path traced of light, between the reticle 3 is the precursor of the wafer 8 is a substrate, by the absorption of light with approximately the same, the liquid used in the immersion optical it is intended to eliminate the degradation of imaging performance which occurs due to absorption. 具体的には、投影光学系に用いられる硝材の一部を透過率の低い硝材により形成し、液体中を透過する距離が長い光路の光線は、透過率の低い硝材内を透過する距離を短くし、液体中を透過する距離の短い光路の光線は、透過率の低い硝材内を透過する距離を長くしたものである。 Specifically, a portion of the glass material used in the projection optical system is formed by a low transmittance glass material, light distance passing through the liquid is long optical path, reducing the distance that passes through the low transmittance in the glass material and, light ray distance short optical path that passes through the liquid is obtained by increasing the distance that passes through the low transmittance in the glass material.
【0015】 [0015]
このような構成の投影光学系では、同一起点から発せられた光線は異なる光路をたどったとしても、光の吸収量はほぼ同じとなり、同一強度の光がウエハ8上に到達するため結像性能に悪影響を与えることはない。 In such configuration of the projection optical system, the light beam emitted from the same origin as traced different optical paths, absorption of light is approximately the same, and the imaging performance for light of the same intensity reaches onto the wafer 8 It does not adversely affect the.
尚、光の透過率の低い硝材を用いることにより、光の吸収量の調整をしているが、投影光学系内のレンズとレンズの空間に光を吸収する気体例えば、一部大気を導入することにより、同様の効果を望むことも可能である。 Incidentally, by using a low glass material transmittance of light, although the adjustment of the amount of light absorbed, the gas absorbs light in the space of the lens and the lens in the projection optical system for example, introducing a part of air by, it is also possible to desire the same effect. しかし、このような気体がレンズ面の曇の原因になること、気体の揺らぎにより、かえって結像性能を劣化させ、この解決方法も見当らないことにより、気体により透過率を調整する方法は妥当な解決方法ではない。 However, that such gas may cause a cloudy lens surface, the fluctuation of the gas, is rather degrade the imaging performance, by not Kentora even this solution, a method of adjusting the transmission by gas reasonable not a solution.
【0016】 [0016]
上記のように光を吸収するレンズとして用いることができるものは投影光学系内でも限定され、光路に関係なく吸収量を全く同一にすることは困難であるが、この値が0.8から1.25の範囲内にあれば、結像性能に殆ど影響を与えることはない。 Which can be used as a lens which absorbs light as described above is limited in the projection optical system, it is difficult to exactly the same absorption amount regardless optical path, this value is from 0.8 1 if within the range of .25, it does not give the most influence on the imaging performance. 即ち、この範囲外の場合には、光路により光の吸収量が異なり、著しく結像性能を劣化させてしまうが、この範囲内であれば光路による光の吸収量の差は少なく、結像性能を劣化させることはない。 That is, when outside this range, different amount of light absorbed by the optical path, significantly resulting in the imaging performance is deteriorated, but the difference in absorption of light by the optical path as long as it is within this range is small, the imaging performance It does not deteriorate the.
【0017】 [0017]
本発明に基づく具体的な第1実施例を説明する。 Illustrating the first specific embodiment according to the present invention.
第1実施例は図3の構成に基づくもので、表1のレンズデータを有した投影光学系である。 The first embodiment is based on the configuration of FIG. 3, a projection optical system having lens data of Table 1. ここで、rは曲率半径、dは中心厚・面間隔、nは屈折率を示す。 Here, r is the radius of curvature, d is the center thickness-spacing, n represents the refractive index.
【0018】 [0018]
【表1】 [Table 1]
この投影露光装置による最大像高Yは、当該投影露光装置固有の値であり、13.73mmである。 The maximum image height Y by the projection exposure apparatus is the projection exposure apparatus-specific values ​​are 13.73Mm. 又、最も基板側のレンズ面の曲率半径(G23−R2)は、52.057mmである。 Also, the curvature of the lens surface on the most substrate side radius (G23-R2) is 52.057Mm. よって、R/Yの値は、3.791となる。 Therefore, the value of R / Y becomes 3.791.
また、この投影露光装置において用いられる液浸用液体1cmあたりの光の透過率T1は、0.90であり、液体中の光路のうち短いものの距離U1は、0.356cmであり、長いものの距離L1は、0.598cmである。 Further, the transmittance T1 of light per immersion liquid 1cm used in the projection exposure apparatus is 0.90, the distance U1 in a short in the light path in the liquid is 0.356Cm, distance long L1 is a 0.598cm. 又、投影光学系内の吸収率の高いレンズ硝材1cmあたりの光の透過率T2は、0.98であり、U1の光路を投影光学系内でたどる光線の当該レンズ内を透過する光路の距離U2は、5.049cm、L1の光路を投影光学系内でたどる光線の当該レンズ内を透過する光路の距離L2は、2.505cmである。 Further, the transmittance T2 of light per high lens glass material 1cm absorptivity in the projection optical system is 0.98, the distance of the light path transmitted through the light of the lens following the optical path of U1 in the projection optical system U2 is 5.049Cm, the distance L2 of the optical path that passes through the corresponding lens of the light ray following the optical path in the projection optical system L1 is 2.505Cm. このU2、U2の値はL1、L1の投影光学系内の光路を計算することにより求めることができる。 The value of the U2, U2 can be determined by calculating the optical path in the projection optical system L1, L1. よって、{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}の値は、1.212となり、結像性能に悪影響を与えることはない。 Therefore, the value of {1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} is an adverse effect becomes 1.212, the imaging performance no.
ここで、比較として、このような吸収率の高いレンズを入れない場合、即ち、前記において吸収率の高いとされたレンズが他のレンズと同様に光をほとんど吸収せず透過する場合、近似的にT2を1と考えることができるため、{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}の値は、0.603となり、光の強度差が大きく、結像性能に悪影響を与える。 Here, when the comparison does not take such a high absorptance lens, i.e., if the high absorptance and lenses in the passes hardly absorb light as well as other lenses, approximately in order to be able to think of T2 1 and the value of {1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} are next 0.603 , the intensity difference of light is large, adversely affect the imaging performance.
【0019】 [0019]
本発明に基づく具体的な第2実施例を説明する。 Illustrating the second specific embodiment according to the present invention.
第2実施例は図4の構成に基づくもので、表2のレンズデータを有した投影光学系である。 The second embodiment is based on the configuration of FIG. 4, a projection optical system having lens data of Table 2.
【0020】 [0020]
【表2】 [Table 2]
この投影露光装置による最大像高Yは、当該投影露光装置固有の値であり、13.73mmである。 The maximum image height Y by the projection exposure apparatus is the projection exposure apparatus-specific values ​​are 13.73Mm. 又、最も基板側のレンズ面の曲率半径(G27−R2)は、42.186mmである。 Also, the curvature of the lens surface on the most substrate side radius (G27-R2) is 42.186Mm. よって、R/Yの値は、3.073となる。 Therefore, the value of R / Y becomes 3.073.
また、この投影露光装置において用いられる液浸用液体1cmあたりの光の透過率T1は、0.90であり、液体中の光路のうち短いものの距離U1は、0.764cmであり、長いものの距離L1は、1.377cmである。 Further, the transmittance T1 of light per immersion liquid 1cm used in the projection exposure apparatus is 0.90, the distance U1 in a short in the light path in the liquid is 0.764Cm, distance long L1 is a 1.377cm. 又、投影光学系内の吸収率の高いレンズ硝材1cmあたりの光の透過率T2は、0.98であり、計算によりU1の光路を投影光学系内でたどる光線の当該レンズ内を透過する光路の距離U2は、4.315cm、L1の光路を投影光学系内でたどる光線の当該レンズ内を透過する光路の距離L2は、1.146cmである。 Further, the transmittance T2 of light per high lens glass material 1cm absorptivity in the projection optical system is 0.98, the optical path that passes through the light beam of the lens following the optical path of U1 in the projection optical system by calculating distance U2 of the 4.315Cm, the distance L2 of the optical path that passes through the corresponding lens of the light ray following the optical path in the projection optical system L1 is 1.146Cm.
よって、{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}の値は、0.997となり、結像性能に悪影響を与えることはない。 Therefore, the value of {1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} is an adverse effect becomes 0.997, the imaging performance no.
【0021】 [0021]
ここで、比較として、このような吸収率の高いレンズを入れない場合、即ち、前記において吸収率の高いとされたレンズが他のレンズと同様に光をほとんど吸収せず透過する場合、近似的にT2を1と考えることができるため、{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}の値は、0.573となり、光の強度差が大きく結像性能に悪影響を与える。 Here, when the comparison does not take such a high absorptance lens, i.e., if the high absorptance and lenses in the passes hardly absorb light as well as other lenses, approximately in order to be able to think of T2 1 and the value of {1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} are next 0.573 , the intensity difference of light adversely affects large imaging performance.
【0022】 [0022]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明では、液浸の露光装置であっても収差や結像性能を劣化させることなく結像可能とすることができる。 In the present invention, it is possible to enable imaging without even immersion exposure apparatus degrades the aberration and imaging performance.
特に、液浸に用いる液体が光を吸収する場合には、結像性能の劣化を回避することができ、所望の微細パターンを正確に焼き付けることができる。 In particular, if the liquid used for immersion absorbs light, it is possible to avoid the deterioration of the imaging performance, it is possible to burn exactly the desired fine pattern.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】は、液浸投影露光装置の概要図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an immersion projection exposure apparatus.
【図2】は、液浸投影露光装置のうち、液浸となる部分の構成図である。 [2], of the liquid immersion projection exposure apparatus, a block diagram of a portion to be a liquid immersion.
【図3】は、本発明の第1実施例による投影露光装置の光学系の構成図である。 [3] is a configuration diagram of an optical system of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図4】は、本発明の第2実施例による投影露光装置の光学系の構成図である。 [4] is a configuration diagram of an optical system of a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1・・・光源2・・・照明光学系3・・・レチクル4・・・レチクルステージ5・・・投影光学系6・・・液体遮断板7・・・ウエハステージ8・・・ウエハ8a・・・像面9・・・投影光学系の最もウエハ側のレンズA・・・光線B・・・液体 1 ... light source 2 ... illumination optical system 3 ... reticle 4 ... reticle stage 5: the projection optical system 6 ... liquid blocking plate 7 ... wafer stage 8 ... wafer 8a · most of the wafer-side lens a ... light B ... fluid .. image plane 9 ... projection optical system

Claims (5)

  1. 原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写する投影光学系であって、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に、所定の液体を挿入可能な投影光学系において、 The pattern drawn on the original a projection optical system for transferring the photosensitive surface of the substrate, the space between the most substrate side of the lens surface and the photosensitive surface of the substrate of the projection optical system, a predetermined liquid in insertable projection optical system,
    前記投影光学系に用いられる硝材の全部或いは一部を光吸収のある硝材により形成し、前記液体中を透過する光線の一つが前記光吸収のある硝材内を透過する距離を前記一つの光線よりも前記液体中を透過する距離の長い他の光線が前記光吸収のある硝材内を透過する距離よりも、 長くしたことを特徴とする投影光学系。 All or part of the glass material used for the projection optical system is formed by a glass material with a light absorbing, the distance that a light beam transmitted through the liquid is transmitted through the glass material with the light absorption than rays of the one a projection optical system is also characterized in that another light long distances transmitted through the liquid than the distance which transmits the glass material with the light absorption, which is long.
  2. 前記基板の感光面に投影される最大像高となる位置に像を結像するための光路のうち、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間における光路長の最も短い光路が、前記原版から前記基板までの間にたどる投影光学系内の光路における光の吸収率をKUとし、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間における光路長の最も長い光路が、前記原版から前記基板までの間にたどる投影光学系内の光路における吸収率をKLとした場合、 Each of the optical paths for forming an image on the position where the maximum image height projected on the photosensitive surface of the substrate, the optical path length between the most substrate side of the lens surface and the photosensitive surface of the substrate of the projection optical system the shortest optical path, wherein the absorptivity of light with the KU in the optical path in the projection optical system to follow the master until the substrate, with the most substrate side of the lens surface and the photosensitive surface of the substrate of the projection optical system If the longest optical path of the optical path length, absorptance in the optical path in the projection optical system to follow between from the original to the substrate was KL between,
    0.8<KU/KL<1.25 0.8 <KU / KL <1.25
    を満たすことを特徴とする請求項1に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 1, characterized in that meet.
  3. 前記空間内に浸される液体媒体の単位あたりの透過率をT1とし、前記基板の感光面に投影される最大像高となる位置に像を結像するための光路のうち、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間における光路長が、最も短い光路の距離をU1とし、最も長い光路の距離をL1とし、投影光学系内の光吸収のある硝材の単位あたりの透過率をT2とし、前記最も短い光路の距離U1をたどる光線が前記硝材内を通過する長さをU2とし、前記最も長い光路の距離L1をたどる光線が前記硝材内を通過する長さをL2とした場合、べき乗を^で表すと、 Wherein the transmission rate per unit of liquid medium is immersed in the space and T1, each of the optical paths for forming an image on the position where the maximum image height projected on the photosensitive surface of the substrate, said projection optical system most optical path length between the lens surface on the substrate side and the photosensitive surface of the substrate, the distance of the shortest path to the U1, the distance of the longest optical path and L1, the glass material with optical absorption in the projection optical system the transmittance per unit and T2, the length of rays tracing the distance U1 in the shortest optical path passes through the inner glass material and U2, beam tracing the distance L1 of the longest light path passes through said glass material length If you were a L2 of, and represents power with ^,
    0.8<{1−(T1^U1)*(T2^U2)}/{1−(T1^L1)*(T2^L2)}<1.25を満たすことを特徴とする請求項2に記載の投影光学系。 0.8 <{1- (T1 ^ U1) * (T2 ^ U2)} / {1- (T1 ^ L1) * (T2 ^ L2)} to claim 2, characterized in that satisfy <1.25 projection optical system described.
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の投影光学系を有し、前記投影光学系の最も基板側のレンズ面と前記基板の感光面との間の空間に所定の液体を挿入して原版上に描画されたパターンを基板の感光面に転写することを特徴とする投影露光装置。 It has a projection optical system according to any one of claims 1 to 3, by inserting a predetermined liquid to a space between the most substrate side of the lens surface and the photosensitive surface of the substrate of the projection optical system projection exposure apparatus characterized by transferring the drawn pattern on an original onto a photosensitive surface of the substrate.
  5. 請求項4に記載の投影露光装置を用いて露光する方法において、前記原版を所定の露光光で照明する照明工程と、 A method of exposing using a projection exposure apparatus according to claim 4, an illuminating step of illuminating the original with a predetermined exposure light,
    前記投影光学系を介して前記原版のパターン像を前記基板の感光面に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。 Exposure method comprising an exposure step of exposing the pattern image of the original through the projection optical system on the photosensitive surface of the substrate.
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