JPH05164966A - 集光光学系 - Google Patents

集光光学系

Info

Publication number
JPH05164966A
JPH05164966A JP3330628A JP33062891A JPH05164966A JP H05164966 A JPH05164966 A JP H05164966A JP 3330628 A JP3330628 A JP 3330628A JP 33062891 A JP33062891 A JP 33062891A JP H05164966 A JPH05164966 A JP H05164966A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
convex mirror
mirror
light
convex
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.)
Withdrawn
Application number
JP3330628A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichiro Mochimaru
象一郎 持丸
Yoshiaki Horikawa
嘉明 堀川
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 Optical 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 Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP3330628A priority Critical patent/JPH05164966A/ja
Publication of JPH05164966A publication Critical patent/JPH05164966A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】諸収差を良好に補正して製作及びアライメント
を容易にする。 【構成】物点Oと像点Iの間の光軸D上に、二つの逆カ
セグレン型光学系A,Bを各凸面鏡15,18が対向す
るように配置する。物点側の凸面鏡15で反射した光C
が、途中で光軸Dに交わることなく像点側の凸面鏡18
に到達するように、各面の屈折力を設定する。光Cが光
軸Dに平行になるようにしてもよい。 【効果】各面での光線の曲がり角が小さいので収差補正
が容易であり、二枚の凹面鏡の面間隔の精度がゆるくて
も分解能の変化が極めて小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軟X線領域の波長を使
用する集光光学系、即ち縮小光学系及び拡大光学系に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、縮小露光装置の縮小光学系とし
て、多数の屈折レンズを用いた屈折光学系が用いられて
いる。しかしながら、この屈折光学系は、色収差がある
ことや、短波長で使用できる素材の種類が限定される等
の欠点がある。そのため、最近のように、縮小露光装置
の縮小光学系に関して、像点側開口数(以下、NAとい
う)が大きくなり、しかも使用波長が短波長に向かうよ
うな傾向にあると、反射光学系を用いるのが有効である
といえる。
【0003】ところで、公知の反射型縮小光学系の一例
として、S.C.Park,S.S.Lee(Optical Engineering,Vol.
30,No.7,1991)によって提案されたものがある。この光
学系は、図3に示すように、カセグレン型光学系1と逆
カセグレン型光学系2を凸面鏡同士が対向するように配
置した四枚鏡光学系である。カセグレン型光学系1は、
物点O側に位置する小さな凸面鏡3と、像点I側に位置
して中央に開口を有する凹面鏡4とから成っている。
又、逆カセグレン型光学系2は、カセグレン型光学系1
の凹面鏡4に隣接する中央に開口を有する凹面鏡5と、
その像点I側に位置する凸面鏡6とから成っている。そ
して、物点Oから射出された光束は、物点O側の凹面鏡
4で反射して凸面鏡3で反射され、集光して光軸Dと交
わった後、像点I側の凸面鏡6に到達し、更に凹面鏡5
で反射して像点Iで結像するようになっている。
【0004】この光学系のNAは0.25、倍率は1/
5、分解能は直径10mmの像面Iで0.8μm、設計
波長は248nm(KrFエキシマレーザの波長)であ
る。但し全部の凸面及び凹面に非球面を使用している。
尚、「逆カセグレン型光学系」について、S.Rosin (Ap
plied Optics,Vol.7,No.8,1968 )は、凸面鏡に入射す
る軸上の光線と光軸との角が凹面鏡を射出する光線と光
軸との角より小さい光学系を、逆カセグレン型光学系と
定義付けしており、本明細書でもこの定義に従うものと
する。
【0005】又、波長2〜20nmの軟X線領域で設計
した縮小光学系の例として、A.M.H.awryluk,L.G.Seppal
a (J.Vac.Sci.Technol.B6(6),1988)によって提案
された図4に示すようなものがある。この光学系は、凸
面鏡8と凹面鏡9の光軸をずらした二枚鏡光学系であ
り、図示しない光源から射出された光が物体Oを照射し
て凸面鏡8で反射され、更に凹面鏡9で反射されて像面
Iに物体Oの像が結像されるようになっている。この光
学系の場合、NAは0.02、倍率は1/5であり、物
体面O(反射マスク)を曲面にする等の工夫により分解
能は直径5mmの像面で0.1μmが得られる。
【0006】又、D.L.Shealy,V.K.Viswanathan(SPIE,V
ol.1343,1990)によって提案された縮小光学系は、図5
に示すように光軸を互いにずらした凹面鏡10,12と
凸面鏡11,13から成る四枚鏡光学系であり、倍率は
1/5、分解能は0.2μmが得られ、各面は四枚とも
非球面を構成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような縮小光学系において、図3による第一の例では、
光線の各面での曲がり角(入射光線と反射光線のなす
角)が大きいため、収差に悪影響を与える欠点がある。
又、二枚の凹面鏡4,5は、調整の容易さを考慮すると
一体型で製作する方が好ましいが、その場合、二枚の凹
面鏡4,5はその面間隔が高精度に設定されているよう
に製作される必要があり、そうすると製作が煩雑にな
り、製造コストの上昇を招くことになる。又、第二及び
第三の例は、光軸がずれているため各光学系のアライメ
ントが難しい上に、十分なNAがとれないという問題が
ある。分解能を上げるためには、NAを大きくすること
が要求される。
【0008】本発明は、このような課題に鑑みて、諸収
差が良好に補正され、製作及びアライメントの容易な集
光光学系を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による集
光光学系は、一枚の比較的小さな凸面鏡と中央に開口を
有する一枚の比較的大きな凹面鏡とを対向配置した逆カ
セグレン型光学系二組を、凸面鏡同士が対向するように
配置し、物点側の凸面鏡で反射した光が途中で光軸と交
わることなく像点側の凸面鏡に到達するように各面の屈
折力が選定されたことを特徴とするものである。又、物
体側の凸面鏡で反射した光が、光軸に平行であることを
特徴とするものである。
【0010】即ち、本発明による集光光学系を、図1の
光学系構成図により説明すると、この集光光学系は例え
ば縮小光学系を構成しており、物体面(物点)Oと像面
(像点)Iとを結ぶ光軸D上に、二組の逆カセグレン型
光学系A,Bが順次配列されている。物体面O側の逆カ
セグレン型光学系Aは、物体面O側に位置する一枚の比
較的小さな凸面鏡15と、像面I側に位置し且つ中央に
開口を有する一枚の比較的大きな凹面鏡16とから成っ
ている。又、像面I側の逆カセグレン型光学系Bは、凹
面鏡16に隣接して対向配置された中央に開口を有する
一枚の凹面鏡17と、最も像面I側で凸面鏡15と対向
して配置された一枚の比較的小さな凸面鏡18とから成
っている。
【0011】しかも、各凹面鏡16,17及び凸面鏡1
5,18は、凸面鏡15で反射された光Cが凸面鏡18
へ向かう際、途中で集光して光軸Dと交わることなく凸
面鏡18へ到達するように、その屈折力が選定されてい
るものとする。又、特に、各凹面鏡16,17及び凸面
鏡15,18の屈折力は、凸面鏡15から凸面鏡18へ
向かう光Cが光軸Dに平行な光となるように選定されて
いてもよい。
【0012】本発明による集光光学系は上述のような構
成を備えているから、物体面Oから射出された光は、逆
カセグレン型光学系Aの凹面鏡16で反射された後で凸
面鏡15で反射され、逆カセグレン型光学系Bの対向配
置された凸面鏡18へ向かうが、この光Cは途中で集光
することなく、或いは光軸Dに対する平行光として像面
I側の凸面鏡18へ到達する。そして、凸面鏡18で反
射された光は凹面鏡17で再度反射されて像面I上に縮
小結像する。
【0013】尚、半導体露光装置では、物体面Oの位置
にマスクが、又像面Iの位置にはウエハが夫々配置され
ることになる。又、この光学系は、物点Oと像点Iの位
置を逆に設定すれば、顕微鏡のような拡大光学系として
構成することができる。
【0014】従って、本発明の構成による光学系によれ
ば、各面での光線の曲がり角が小さいために収差補正が
容易である。又、物点側の凸面鏡15で反射した光Cが
光軸Dに対する平行光であれば、二枚の凹面鏡16,1
7の面間隔の調節が不要になり、製作が容易になる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1に基づいて説明
するが、本発明の効果を明瞭にするために図3に示す従
来技術を比較例として比較参照する。本発明の各実施例
と比較例とでは、次に示す仕様が共通である。 ・倍率:1/5 ・NA:0.25 ・物点Oと像点I間の距離:160mm ・波長:13.55nm ・像高:0.01mm
【0016】(第一実施例)本実施例の構成は図1で示
された縮小光学系の構成と同一であり、物体面Oから射
出されて凸面鏡15から凸面鏡18へ向かう光Cは途中
で集光はしないが光軸Dに平行ではないものとする。そ
して、物体面Oと凹面鏡16の距離をT1,凹面鏡16
と凸面鏡15の距離をT2,二つの凹面鏡16,17間
の距離をd,凹面鏡17と凸面鏡18の距離をT3,凹
面鏡17と像面Iの距離をT4とし、又、R1,R2,
R3,R4を夫々各面15,16,17,18の曲率半
径であるとすると、本実施例による光学系の寸法は以下
の通りである。
【0017】T1=122.150mm T2= 30.057mm T3= 6.311mm T4= 15.340mm R1=−69.999mm R2=−45.741mm R3= 4.989mm R4= 11.287mm d = 22.510mm
【0018】次に、上述の寸法を有する本実施例の光学
系の性能を示すと、以下の通りである。 ・球面収差は図2に示すようになった。 ・分解能を像面IでのMTFが30%となる空間周波数
の逆数であると定義すると、分解能は0.12μmであ
る。 ・距離dの値が設計値から0.1mmずれた場合の分解
能の変化は0.003μmである。
【0019】(比較例)次に図3に示す構成を備えた比
較例について説明する。第一実施例と同様に、物体面O
と凹面鏡4の距離をT1,凹面鏡4と凸面鏡3の距離を
T2,二つの凹面鏡4,5間の距離をd,凹面鏡5と凸
面鏡6の距離をT3,凹面鏡5と像面Iの距離をT4と
し、又、R1,R2,R3,R4を夫々各面3,4,
5,6の曲率半径であるとすると、その光学系の寸法は
以下の通りである。 T1=124.907mm T2= 5.181mm T3= 19.422mm T4= 28.181mm R1=−28.118mm R2=−37.886mm R3= 19.328mm R4= 25.644mm d = 6.912mm
【0020】次に、上述の寸法を有する本比較例の光学
系の性能を示すと、以下の通りである。 ・球面収差は図6に示すようになった。 ・分解能は0.20μmである。 ・距離dの値が設計値から0.1mmずれた場合の分解
能の変化は0.11μmである。
【0021】第一実施例と比較例とを比較すると、第一
実施例の光学系の方が球面収差がよく補正され、又二枚
の凹面鏡の面間隔dの精度がゆるくても分解能の変化が
小さく、一体型で製作する場合に製作が容易であり、製
造コストを低くすることができる等有利であるといえ
る。
【0022】(第二実施例)次に本発明において、凸面
鏡15から凸面鏡18への光Cが平行光束となる場合の
縮小光学系の構成を第二実施例として、その光学系の寸
法を示すと以下の通りである。 T1=125.573mm T2= 50.015mm T3= 9.984mm T4= 28.977mm R1=−99.859mm R2=−65.765mm R3= 10.445mm R4= 19.947mm d = 5.450mm
【0023】本実施例による光学系の性能は、第一実施
例のそれと同等である。又、本実施例の光学系は、図1
における光Cが光軸Dに平行な光であるため、製作時に
おける二枚の凹面鏡の面間隔dの調整は不要である。い
いかえれば、dを調節して物点Oと像点I間の距離を任
意に設定できるという利点がある。
【0024】
【発明の効果】上述のように本発明による集光光学系
は、物点側の凸面鏡で反射した光が途中で収束すること
なく像面側の凸面鏡へ到達するようにしたから、諸収差
が良好に補正され、製作及び調整が容易であるという実
用上の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による集光光学系の概略構成を示す原理
図である。
【図2】本発明の第一実施例及び第二実施例についての
収差曲線を示す図である。
【図3】従来の縮小光学系の概略構成図である。
【図4】従来の別の縮小光学系の概略構成図である。
【図5】従来の別の縮小光学系の概略構成図である。
【図6】図3の縮小光学系についての収差曲線を示す図
である。
【符号の説明】
A,B 逆カセグレン型光学系 15,18 凸面鏡 16,17 凹面鏡
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】又、波長2〜20nmの軟X線領域で設計
した縮小光学系の例として、A.M.Hawryluk,L.G.Seppala
(J.Vac.Sci.Technol.B6(6),1988)によって提案さ
れた図4に示すようなものがある。この光学系は、凸面
鏡8と凹面鏡9の光軸をずらした二枚鏡光学系であり、
図示しない光源から射出された光が物体Oを照射して凸
面鏡8で反射され、更に凹面鏡9で反射されて像面Iに
物体Oの像が結像されるようになっている。この光学系
の場合、NAは0.02、倍率は1/5であり、物体面
O(反射マスク)を局面にする等の工夫により分解能は
直径5mmの像面で0.1μmが得られる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】第一実施例と比較例とを比較すると、第一
実施例の光学系の方が球面収差がよく補正され、又二枚
の凹面鏡の面間隔dの精度が悪くても分解能の変化が小
さく、一体型で製作する場合に製作が容易であり、製造
コストを低くすることができる等有利であるといえる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】
【発明の効果】上述のように本発明による集光光学系
は、物点側の凸面鏡で反射した光が途中で集光すること
なく像面側の凸面鏡へ到達するようにしたから、諸収差
が良好に補正され、製作及び調整が容易であるという実
用上の利点を有する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一枚の比較的小さな凸面鏡と中央に開口を
    有する一枚の比較的大きな凹面鏡とを対向配置した逆カ
    セグレン型光学系二組を、凸面鏡同士が対向するように
    配置し、物点側の凸面鏡で反射した光が途中で光軸と交
    わることなく像点側の凸面鏡に到達するように各面の屈
    折力が選定された集光光学系。
  2. 【請求項2】前記物体側の凸面鏡で反射した光が、光軸
    に平行であることを特徴とする請求項1に記載の集光光
    学系。
JP3330628A 1991-12-13 1991-12-13 集光光学系 Withdrawn JPH05164966A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3330628A JPH05164966A (ja) 1991-12-13 1991-12-13 集光光学系

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3330628A JPH05164966A (ja) 1991-12-13 1991-12-13 集光光学系

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05164966A true JPH05164966A (ja) 1993-06-29

Family

ID=18234795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3330628A Withdrawn JPH05164966A (ja) 1991-12-13 1991-12-13 集光光学系

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05164966A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897039B2 (ja) * 2006-04-07 2012-03-14 サジェム デファンス セキュリテ 極紫外の電磁放射束を集める装置
JP2016502678A (ja) * 2012-10-31 2016-01-28 コーニング インコーポレイテッド 光学装置、光学装置を組み込んだ結像系、および結像系によって実施される試料を結像する方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897039B2 (ja) * 2006-04-07 2012-03-14 サジェム デファンス セキュリテ 極紫外の電磁放射束を集める装置
JP2016502678A (ja) * 2012-10-31 2016-01-28 コーニング インコーポレイテッド 光学装置、光学装置を組み込んだ結像系、および結像系によって実施される試料を結像する方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6995918B2 (en) Projection optical system and projection exposure apparatus
JP3747958B2 (ja) 反射屈折光学系
US6392822B1 (en) Dual-imaging optical system
US4747678A (en) Optical relay system with magnification
US4757354A (en) Projection optical system
US4685777A (en) Reflection and refraction optical system
KR100451339B1 (ko) 높은개구수의링필드광학축소시스템
US5071240A (en) Reflecting optical imaging apparatus using spherical reflectors and producing an intermediate image
KR100876153B1 (ko) 비구면 요소를 갖는 투영 노출 렌즈 시스템
USRE39024E1 (en) Exposure apparatus having catadioptric projection optical system
JPH103039A (ja) 反射屈折光学系
US6108140A (en) Catadioptric reduction projection optical system and method
KR20020089204A (ko) 반사굴절 축소 렌즈
US5257139A (en) Reflection reduction projection optical system
US20020080498A1 (en) Projection optical system
JPH1010431A (ja) 反射屈折光学系
KR100288990B1 (ko) 반사 굴절 축소 대물 렌즈
JP3812051B2 (ja) 反射屈折投影光学系
JPH05164966A (ja) 集光光学系
US6342967B1 (en) Photolithography lens
JPH05188298A (ja) 反射屈折縮小投影光学系
JPH1010429A (ja) 2回結像光学系
US7046459B1 (en) Catadioptric reductions lens
JPH11109244A (ja) 反射屈折光学系
EP0527043B1 (en) Catadioptric reduction projection optical system

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311