JPH0334308A - 集積回路製造方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＩＣ，ＬＳＩなどの集積回路製造用の投影露光
装置に関し、特に、比較的強度が大きな紫外域のレーザ
ー光を放射するエキシマレーザ−を用いた集積回路製造
用投影露光装置に関する。

従来より、ＩＣ，ＬＳＩなどの集積回路のパターンをウ
ェ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４３６　ｎｍ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ェハー上に投影することによ
り、焼き付けを行なっている。

しかしながら、水銀灯による中心波長４３６ｎｍ又は３
６５ｎｍ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。

この要望に答えて、特開昭５７−１９８６３１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、マスクのパターンをウ
ェハー上に投影露光する時にエキシマレーザ−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。

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
をウェ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のレーサー光をマ
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ェハー上に焼き
付けられないことが解った。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
エキシマレーザ−を光源として用い、鮮明な集積回路パ
ターンをウェ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。

この目的を達成するために、本発明は、エキシマレーザ
−からのレーザー光で集積回路のパターンを照明し、投
影レンズ系により集積回路のパターンをウェハー上に投
影して焼き付ける集積回路製造用投影露光装置において
、上記レーザー光の波長幅を狭くする狭帯域化手段を有
することを特徴としている。

本発明では、狭帯域化手段でレーザー光の波長幅を狭く
することにより、投影レンズ系で生じる色収差を抑制す
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、ウェハー上に、鮮明に焼き付け
ることが可能になる。

以下、本発明の詳細な説明する。

前述の通り、本発明はエキシマレーザ−からのレーザー
光の波長幅を狭くする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５７−１９８
６３１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。

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−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。

また、後述するように、投影レンズ系は、単一のガラス
材料で構成した。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、従来の集積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。

勿論、投影レンズ系を複数種のガラス材料で構成しても
良く、このときには、レーザー光の波長幅を多少広げる
ことができるので、レーザー光の強度が増し、集積回路
パターンの焼付時間を短縮することが可能になる。

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２４８．５ｎｍ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ＣａＦｚ　、ＭｇＦｚで
も良い。

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ｆ、、ｆ２．ｆ、とするとき ０．８≦ｌｆ、／ｆ２１≦３．８　　・・・（１）１．
１≦ｌｆ、／ｆ、ｌ≦４　　　　・・・（２）なる条件
を満足することである。

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。

条件（１）、（２）はレンズ性能の基本の１つとしての
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。

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Ｉ、、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！　！＋と正の屈折力のレン
ズＩ　２２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に各々凸面を
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ｆ　
＋ｘ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ、としたとき なる条件を満足させれば良い。

前記レンズ系２□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。

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。

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なっ
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
成し、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
一の硝材の場合、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。

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
。

ＩＣ，ＬＳＩの製造にあたっては、ウェハに対して何回
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
置で行なわれることもある。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。

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
ズ群から構威し、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１．．Ｉ２より構威
し、前記レンズ群Ｉ、、Ｉ２の焦点距離を各々ｆｌｌｌ
ｆ１２Ｎ　前記第１レンズ群の焦点距離をｆ、とすると
きなる条件を満足するように構成するのが好ましい。

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１．，１．に分け、主にレンズ群Ｉ、で歪曲収差
を補正している。

特に、レンズ群■１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。

又、レンズ系２を屈折力を正とし、少なくとも２つ以上
の正２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。

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。

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は物体側より順に第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。

硝材の５Ｉ０２は溶融石英であり、波長２４８．５ｎｍ
での屈折率は１．５２１１３０である。

数値実施例１〜５は倍率１１５、ＮＡ＝０．３、画面サ
イズ１４Ｘ１４ｍｍ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
１０Ｘ１０の投影レンズ系を、示している。

数値実施例１ 且 ２０００、　５２７ ２１５、　９６８ ２１１、　０６０ １２８、　６４１ １９５、　９４２ ２１８、　４７３ ９９．７５１ ３８８、　３０４ ７６、　６２１ ５０、　４８４ −６７、　４２２ ２９２、　８７７ −４８．　９１５ −６７、　１２９ −３８７．　２３１ １１７、　９８３ ３０７、　３７９ −２３８．　７９４ １３９．９９９ １４４４、　４３５ ３６、　８２２ １０２、　１８３ 旦 ８、００ ６、８５ Ｓ、　　０Ｏ ６０、００ ２４，００ １、００ ２０、００ ３０、００ ２０、００ ４０、００ １２，００ ６０，００ ２０，００ １、００ １８，００ １，００ １６，５０ １，００ １８、５０ １、００ ２０，００ 狙社 Ｉ０２ ＴＯ２ １０２ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ ＩＯ２ 数値実施例２ 旦 ８５６、　７１０ １９５、　５８８ ２５６、　８９０ １００、　８５５ ２２９、　８１９ １５６、　２７５ １１１、４７８ ３００、　９６０ １９５、　７９８ ４５１、０７０ ９６、　３５７ ４５、　１０６ −１１７．　１１５ １６８、　６４０ −４３．　２７０ −７９．　９３１ ９７８３、　０００ １１７、　９３０ ４２３、　４８０ 一、２７０．　０２７ １７０、　３４８ ３２９、　５９８ ８１．４２４ １０７、　２７０ 旦 ８、００ ６、８２ ８、００ ７５、　５０ ２４、　００ １、　００ １５、　００ ２、７５ １７．００ ３、３５ ４２．００ １５．００ １２．００ ２２、　００ ４０、　００ ４、００ １８．００ １、９５ １６．５０ ２、００ １８．５０ ２５、　００ ２０．００ 徂且 Ｉ０２ Ｉ０２ ｌ０２ Ｓ［）２ ｌ０２ ＩＯ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ ＩＯ２ 数値実施例３ 旦 ４１６８、　４１９ ２００、　３６０ ２２７、　６２１ １２９、　７９１ ２０２、　９３０ −２０３．　５７５ ９７、　００４ ３７６、　９４６ ７３、　９５２ ４９、　６９３ −６８．　２６５ ３２４、　２６’０ −４５、２８０ −６３．　０４８ −３８２．　８９８ −１０５．　８０１ ３８０．６６２ −２２７．　２２６ １４５、　４２９ １９０３、５６０ ８７、　３５３ １０６、　２７１ 旦 ８、００ ６、８５ ３．００ ５５、　００ ２４、　００ １、００ ２０、　００ ２５、　００ ２０、　００ ４５、　００ １２．００ ４０、　００ ２０、．００ １、００ １８．００ １、００ １６．５０ １、００ １８．５０ １．００ ２０．００ 狙社 Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ ＩＯ２ Ｉ０２ １０２ ＩＯ２ ＩＯ２ １０２ ＩＯ２ 数値実施例４ 旦 １　　　　−８５６．７１０ ２　　　　　　１９５．５８８ ３　　　　　２５６．８９０ ４　　　　　１００．８５５ ５　　　　２２９．８１９ ６　　　　−１５６．２７５ ７　　　　　　１１１．４７８ ８　　　　　３００．９６０ ９　　　　　　１９５．７９８ １０　　　　　４５１．０７０ １１　　　　　　　９５．３５５ １２　　　　　　　４４．９８０ １３　　　　−１１８．４４１ １４　　　　−１７３．７０６ １５　　　　　−４３．４８４ １６　　　　　−８１．０５２ １７　　　−９７８３．０００ １８　　　　−１１７．９３０ １９　　　　　４２３．４８０ ２０　　　　−２７０．０２７ ２１　　　　　１７０．３４８ ２２　　　　　３２９．５９８ ２３　　　　　　８１．４２４ ２４　　　　　１０７．２７０ 旦 ８、　００ ６、８２ ８．００ ７５、　５０ ２４、　００ （，００ １５、００ ２、７５ １７，００ ３，３５ ４２，００ １５，００ １２，００ ２２，００ ４０，００ ４、００ １８，００ １，９５ １６、５０ ２、００ １８，５０ ２５、００ ２０，００ 組材 Ｉ０２ Ｉ０２ １０２ Ｉ０２ １０２ ＩＯ２ ＩＯ２ １０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ ＩＯ２ 数値実施例５ 旦 １６８２、　１８４ １６７、　０６９ １６５、　８３０ １２７、　６６６ １９５、　９４２ −２１８．　４７３ ９９、　７５１ ３８８、　３０４ ７６、　６２１ ５０．４８４ −６７．４２２ ２９２、　８７７ −４８．　９１５ −６７、　１２９ −３８７．　２３１ −１１７．　９８３ ３０７．３７９ −２３８．　７９４ １３９、　９９９ １４４４、　４３５ ８４、　４５３ ９７、　９３７ 旦 Ｓ、　　ＯＯ ６、８５ ８、００ ６０、００ ２４、００ １、００ ２０、００ ３０，００ ２０、００ ４０、００ １２，００ ６０，００ ２０，００ １、００ １８，００ １、００ １６，５０ １、００ １８、５０ １、００ ２０、００ 逍且 Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ １０２ １０２ Ｉ０２ ＩＯ２ ＩＯ２ 数値実施例６ 且 ４１９、　００４ １２１、　５６５ ５７５、　５６７ １３０、　６９１ ２４３、　５２１ −１８９．　８９９ １７８．６２６ −５８７．５１４ ７０、　１６７ ４９、　０６０ −８０．　６２９ １６２、　１９３ −３８．　３４５ −５３．　８５９ −４８６．　６７６ −８８．　９８４ ２８２、　７９４ −２３１．　０５１ １２０、　６０５ ５７２、　７９０ ６８．１１０ １０３．０７２ 旦 ８、００ ６、８５ ８、００ ６０、　００ ２４、　００ １．００ ２０、　００ ３０、　００ ２０、　００ ５５、　００ １２．００ ３０、　００ ２０、　００ １、　００ １８．００ １、００ １６．５０ １、００ １８、　５０ １、　００ ２０、　００ 逍社 Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ １０２ Ｉ０２ ＩＯ２ １０２ ＩＯ２ Ｉ０２ 数値実施例７ 旦 ４４４、　８７１ １５０、　１５６ １６５９．５７０ １９２、　９２７ ２０１．７７８ −１９８．３６９ ２２１、　４０４ １４３８６、　６００ ６２、　７４６ ４３．８５４ −１２３、９２３ ９０、　０４０ −３６．　９９９ −４９．　４８２ −５１９．　７１６ １１０．０２８ ３１１、　３９０ −２６５．　１８６ １２１．６７５ ７４６、　３２８ ６８、　１２２ １２２、　５８８ 旦 ８、００ ６、８５ ８、００ ２０、　００ ２４、　００ １、００ ２０、　００ ８５、　００ ２０、　００ ５５、　００ １２．００ ３０、　００ ２０、　００ ２７．５０ １８．００ １、００ １６．５０ １、００ １８、　５０ １、　００ ２０、　００ 狙ｋ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ ＩＯ２ ＩＯ２ ＩＯ２ Ｉ０２ Ｉ０２ 数値実施例８ １　　　１３５６０．９３６ ２　　　　　　２２２．９３２ ３　　　　　　２０１．５８３ ４　　　　　　１２７．６８２ ５　　　　　　２１３．４４２ ６　　　　−１９７．０９２ ７　　　　　　１０９．３１２ ８　　　　　　３０８．２４８ ９　　　　　　　８０、　０９１ １０　　　　　　　４９、　１０８ １１　　　　　　−７２．４７０ １２　　　　　　２７０．６６７ １３　　　　　−４８．１２９ １４　　　　　−６３．６３３ １５　　　　−４１６．５３８ １６　　　　−１０８．６９７ １７　　　　　　３５０．３５２ １８　　　　−２４６．４８０ １９　　　　　　１３５．１０４ ２０　　　　１３７９．８３０ ２１　　　　　　　７９．６３７ ２２　　　　　１１２．４４６ 旦 ８、００ ６、８５ ８．００ ６０、　００ ２４、　００ １．００ ２０、　００ ３０、　００ ２０、　００ ４０、　００ １２．００ ５５．００ ２０、　００ １．００ １８．００ １、００ １６、　５０ 　００ １ｇ、５０ １、　００ ２０、　００ 逍虹 Ｉ０２ １０２ ＩＯ２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ １０２ ０２ １０２ Ｉ０２ ＩＯ２ 数値実施例９ 旦 １３５６０．９３６ ２２２、　９３２ ２０１．５８３ １２７、　６８２ ２１３、　４４２ −１９７．０９２ １０９゜　３１２ ３０８、　２４８ ７９、　３６９ ４８、　７５０ −７２．　２４７ ２４８、　７９５ −４６．　８９８ −６１，７４７ −４１６．　５３８ −１０８、６９７ ３５０．３５２ ２４６．４８０ １３５、　１０４ １３７９．８３０ ７９．６３７ １１２．４４６ 旦 Ｓ、　　ＯＯ ６、８５ ８、００ ６０、０Ｏ ２４、００ １、００ ２０、００ ３０、００ ２０゜　００ ４０、　００ １２．００ ５５゜　００ ２０、　００ １、００ １８゜　００ １．００ １６、　５０ １、００ １８．５０ １、００ ２０、　００ 狙且 ｌ０２ ＩＯ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ ＩＯ２ Ｉ０２ Ｉ０２ ＩＯ２ １０２ Ｉ０２ ＩＯ２ 数値実施例１０ 且 １　　　　　　４２２．７５６ ２　　　　　１５０、１０９ ３　　　　１８８０．２４６ ４　　　　　１９１．７３０ ５　　　　　　２０１．７７３ ６　　　　−１９８．３６９ ７　　　　　　２２１．４０４ ８　　　１４３８６．６００ ９　　　　　　　６２．７４６ １０　　　　　４３゜８５４ １１　　　　−１２３．９２３ １２　　　　　　９０．０４０ １３　　　　　−３６．　９９９ １４　　　　　−４９．４８２ １５　　　　−５１９．７１６ １６　　　　−１１０．０２３ １７　　　　　３１１．３９０ １８　　　　−２６５．１８６ １９　　　　　１２１．６７５ ２０　　　　　７４６．３２８ ２１　　　　　　　６８、　１２４ 旦 ８、００ ６、８５ ８、００ ２０．００ ２４．００ １、００ ２０、　００ ８５、　００ ２０、　００ ５５、　００ １２．００ ３０、　００ ２０、　００ ２７．５０ １３．００ １、　００ １６．５０ １．００ １８．５０ １．００ ２０、　００ 狙社 ＩＯ２ Ｉ０２ １０２ ＩＯ２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ Ｉ０２ ＩＯ２ １０２ 数値実施例１〜１ Ｏと前述の各条件式との関係 は次の如くである。

第１図と第２図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。

又、数値実施例１〜１０の収差図を各々第３図〜第１２
図に示す。

数値実施例（１）の投影レンズ系は、第３図に収差カー
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、その第４図で示す収差カー
ブを数値実施例（１）の第３図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Ｐ
ｅｔｚｖａｌ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−様な高解像度という条件を
満足するのが困難となる。

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
）の収差カーブを第５図で示すが、条件（１）、（２）
を満足しており像面湾曲は良好である。

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。

数値実施例（６）の投影レンズ系は倍ｆ１１　、／１０
の仕様をもつ縮小系を示し、第８図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。

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、第９図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Ｐ　ｓ　ｔ　ｚ　ｖ
　ａ、　ｌ和が小になって像面湾曲が補正過剰となり１
．投影レンズとしての要求性能の全画面−様な高解像力
をもつという条件の限界に近づいている。

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
系の収差カーブを第１０図に示す。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。

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、第７図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（１
０）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。

本投影露光装置の投影レンズ系においては、第１図と第
２図に示すように第１レンズ群を２つのレンズ群Ｉｔ、
Ｉｓ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。

又、第２レンズ群は、第１図と第２図の実施例に示す如
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。

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
の屈折力の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遠戚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つに分けて
、合計５枚のレンズで構成しても良い。

又、上記の実施例では、単一のガラス材料で投影レンズ
系を構成したが、複数の種類のガラスで構成しても良い
。ただ単一のガラスで構成すれば便利であり、又、コス
トダウンにもなるので好ましい。

以上、本発明では、狭帯域化手段でレーザー光の波長幅
を狭くすることにより、投影レンズ系で生じる色収差を
抑制す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、ウェハー上に、鮮明に焼
き付けることが可能になる。従って、高い解像力を備え
た集積回路製造用投影露光装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に用いる投影レンズ系の数値実
施例１．６のレンズ断面図、第３図〜第１２図は各々数
値実施例１〜１０の諸収差図である。 図中Ｉ、ｎ、ｍは各々第１．第２．第３レンズ群、Ｙは
像高、Ｍはメリデイオナル像面、Ｓはサジタル像面であ
る。

Claims (1)

【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のパター
   ンを照明し、投影レンズ系により集積回路のパターンを
   ウェハー上に投影して焼き付ける装置において、上記レ
   ーザー光の波長幅を狭くする狭帯域化手段を有すること
   を特徴とする集積回路製造用投影露光装置。