JPH1039208A - 投影光学系 - Google Patents
投影光学系Info
- Publication number
- JPH1039208A JPH1039208A JP8193744A JP19374496A JPH1039208A JP H1039208 A JPH1039208 A JP H1039208A JP 8193744 A JP8193744 A JP 8193744A JP 19374496 A JP19374496 A JP 19374496A JP H1039208 A JPH1039208 A JP H1039208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- projection optical
- lens
- aperture stop
- aberration
- 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.)
- Pending
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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
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】難しくなってゆく部材製造や光学系の調整を容
易化すること。 【解決手段】屈折部材からなり物体面を結像面へ投影す
る投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学部
材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する。ま
た、反射鏡を含み物体面を結像面へ投影する投影光学系
に於いて、該投影光学系を構成する光学部材のうち少な
くとも１つの光学部材を強制的に変形させ、前記投影光
学系全体で発生する収差を補償する。
易化すること。 【解決手段】屈折部材からなり物体面を結像面へ投影す
る投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学部
材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する。ま
た、反射鏡を含み物体面を結像面へ投影する投影光学系
に於いて、該投影光学系を構成する光学部材のうち少な
くとも１つの光学部材を強制的に変形させ、前記投影光
学系全体で発生する収差を補償する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造に好適な投
影露光装置の投影光学系に関する。
影露光装置の投影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速な半導体集積回路（ＩＣ）の
集積度向上に伴い、ＩＣのパターンサイズが小さくなっ
てきている。これに伴い、ＩＣのパターンを転写する露
光装置は、解像力も向上し、既にハーフミクロンの解像
力を有しており、今やクオーターミクロンの議論がなさ
れてきている。これらの露光装置に用いられる投影光学
系は、高解像力のみならず、露光領域内の解像力の均一
性等についても高精度が要求されている。
集積度向上に伴い、ＩＣのパターンサイズが小さくなっ
てきている。これに伴い、ＩＣのパターンを転写する露
光装置は、解像力も向上し、既にハーフミクロンの解像
力を有しており、今やクオーターミクロンの議論がなさ
れてきている。これらの露光装置に用いられる投影光学
系は、高解像力のみならず、露光領域内の解像力の均一
性等についても高精度が要求されている。
【０００３】一般的に解像力は波長に比例し開口数（Ｎ
Ａ）に反比例するので、解像力向上の方法としては、波
長の短波長化またはＮＡの大口径化の２方法がある。波
長については、超高圧水銀灯を光源とするｇ線またはｉ
線、弗化クリプトン（ＫｒＦ）のエキシマレーザー（波
長２４８ｎｍ）が使用されている。ＩＣパターンの線幅
が０．２ミクロン以下のパターン投影露光には、弗化ア
ルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）
やＸ線が候補に上がっている。開口数については初期の
ＮＡ＝０．３程度から、現在は０．６を越えるまで増加
している。
Ａ）に反比例するので、解像力向上の方法としては、波
長の短波長化またはＮＡの大口径化の２方法がある。波
長については、超高圧水銀灯を光源とするｇ線またはｉ
線、弗化クリプトン（ＫｒＦ）のエキシマレーザー（波
長２４８ｎｍ）が使用されている。ＩＣパターンの線幅
が０．２ミクロン以下のパターン投影露光には、弗化ア
ルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）
やＸ線が候補に上がっている。開口数については初期の
ＮＡ＝０．３程度から、現在は０．６を越えるまで増加
している。
【０００４】また、露光装置、特に投影光学系の製造に
あたり、各光学部材は、各光学部材で発生する収差を全
系に割り振られた許容誤差内に抑える様に、厳しく管理
されている。このような製造上の管理は、投影光学系の
精度向上に対し、重要な要素である。
あたり、各光学部材は、各光学部材で発生する収差を全
系に割り振られた許容誤差内に抑える様に、厳しく管理
されている。このような製造上の管理は、投影光学系の
精度向上に対し、重要な要素である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高精度を維持しつつ高
解像力化と広露光領域化との２つの要求を満たすため、
露光装置は次第に複雑化且つ大型化している。高精度が
要求される投影光学系では、露光装置の大型化とは無関
係に、許容される波面収差は光学系全体でλ／４以下で
あり、複雑化し大型化する各光学部材に許容される誤差
量は、従来と少なくとも同等を維持しなければならな
い。
解像力化と広露光領域化との２つの要求を満たすため、
露光装置は次第に複雑化且つ大型化している。高精度が
要求される投影光学系では、露光装置の大型化とは無関
係に、許容される波面収差は光学系全体でλ／４以下で
あり、複雑化し大型化する各光学部材に許容される誤差
量は、従来と少なくとも同等を維持しなければならな
い。
【０００６】しかし、投影光学系の焦点深度△ｆは、 △ｆ＝ｋ・使用波長／（開口数）2 （１） と表される。ここで、ｋは、比例定数である。使用波長
の短波長化とＮＡの増大の同時進行によって、上記の
（１）式から明かな様に、焦点深度が非常に浅くなって
きている。このため投影光学系製造時に許容される製作
誤差も極めて小さく抑える必要が有り、製造の負荷が増
大している。これに伴い、相対的に各光学部材の製造が
難しくなってきている。
の短波長化とＮＡの増大の同時進行によって、上記の
（１）式から明かな様に、焦点深度が非常に浅くなって
きている。このため投影光学系製造時に許容される製作
誤差も極めて小さく抑える必要が有り、製造の負荷が増
大している。これに伴い、相対的に各光学部材の製造が
難しくなってきている。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、難しくなっ
てゆく部材製造や光学系の調整を容易化することを目的
とする。
てゆく部材製造や光学系の調整を容易化することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明では、上記課題を解
決するために、屈折部材からなり物体面を結像面へ投影
する投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学
部材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影
光学系を提供する。
決するために、屈折部材からなり物体面を結像面へ投影
する投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学
部材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影
光学系を提供する。
【０００９】また、反射鏡を含み物体面を結像面へ投影
する投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学
部材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影
光学系も提供する。
する投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学
部材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影
光学系も提供する。
【００１０】
【作用】投影光学系の各光学部材の製造工程には硝子材
料の製造、レンズ研磨及び鏡筒への装着等種々あるが、
許容誤差は、前述の様に各工程毎に設定される。これら
各部材への厳しい許容誤差を軽減除去する方法として、
レンズ等の光学部材に外力をかける事で、光学部材の表
面形状を極わずかに変化させることにより、極微量の収
差を発生させる。この様にして発生した収差は光学系全
体で生じる収差を補償し、良好な結像を得ることが可能
になる。
料の製造、レンズ研磨及び鏡筒への装着等種々あるが、
許容誤差は、前述の様に各工程毎に設定される。これら
各部材への厳しい許容誤差を軽減除去する方法として、
レンズ等の光学部材に外力をかける事で、光学部材の表
面形状を極わずかに変化させることにより、極微量の収
差を発生させる。この様にして発生した収差は光学系全
体で生じる収差を補償し、良好な結像を得ることが可能
になる。
【００１１】ここで、表面形状を変化させる量は、使用
波長以下であることが望ましい。もし、使用波長以上に
表面形状を変化させると、収差の発生が大きくなり、投
影光学系全体でλ／４の波面収差量を超えてしまうから
である。また、特定の収差を対象にして光学部材の表面
形状を変化させる場合は、以下に示す所定の位置で、表
面形状を変化させることが望ましい。開口絞りの付近で
は、主に球面収差とコマ収差と非点収差とを補償するこ
とが可能である。これは、開口絞りに全ての光束が集ま
るため、入射高に関する収差（球面収差及びコマ収差）
は、全ての像高に対しほぼ同程度作用するためである。
また、非点収差に関しては、特定の方向に形状変化させ
ることにより、サジタル方向とメリディオナル方向との
ずれを調整すること可能になる。
波長以下であることが望ましい。もし、使用波長以上に
表面形状を変化させると、収差の発生が大きくなり、投
影光学系全体でλ／４の波面収差量を超えてしまうから
である。また、特定の収差を対象にして光学部材の表面
形状を変化させる場合は、以下に示す所定の位置で、表
面形状を変化させることが望ましい。開口絞りの付近で
は、主に球面収差とコマ収差と非点収差とを補償するこ
とが可能である。これは、開口絞りに全ての光束が集ま
るため、入射高に関する収差（球面収差及びコマ収差）
は、全ての像高に対しほぼ同程度作用するためである。
また、非点収差に関しては、特定の方向に形状変化させ
ることにより、サジタル方向とメリディオナル方向との
ずれを調整すること可能になる。
【００１２】また、特に外力をかける光学部材として反
射鏡を選択することが好ましい。外力をかける光学部品
を反射鏡とすると、反射面の形状変化のみが変化するた
め、収差が良好に補償できる。外力をかける光学部材が
反射鏡の場合は、更に、波面収差を測定しながら反射面
の変化量をコントロールし、回折限界の結像が可能にな
る。更に、反射鏡に外力をかけると、開口絞りの付近同
様に、主に球面収差と非点収差を補償することが可能で
ある。これは、以下の実施例でも説明するが、反射鏡を
用いた反射屈折光学系では、一般的に、反射鏡自体が開
口絞りの役目を担っているか、又は反射鏡の付近に開口
絞りを配置するからである。
射鏡を選択することが好ましい。外力をかける光学部品
を反射鏡とすると、反射面の形状変化のみが変化するた
め、収差が良好に補償できる。外力をかける光学部材が
反射鏡の場合は、更に、波面収差を測定しながら反射面
の変化量をコントロールし、回折限界の結像が可能にな
る。更に、反射鏡に外力をかけると、開口絞りの付近同
様に、主に球面収差と非点収差を補償することが可能で
ある。これは、以下の実施例でも説明するが、反射鏡を
用いた反射屈折光学系では、一般的に、反射鏡自体が開
口絞りの役目を担っているか、又は反射鏡の付近に開口
絞りを配置するからである。
【００１３】
【実施例】実施例１は、屈折部材からなる屈折光学系に
本発明を適用した例である。図１及び図３を用いて説明
を行う。物体面１と結像面３との間に存在する開口絞り
２の付近のレンズＬ２を図３に示すようにレンズ外周か
らの外力５によって僅かに（使用波長程度又はそれ以
下）変形させることにより、屈折光学系全体で生ずる主
に非点収差や球面収差を補償する。また、物体面１に近
いレンズＬ１叉は結像面３に近いレンズＬ３を外レンズ
外周からの力によって僅かに（使用波長程度又はそれ以
下）変形させることにより、屈折光学系全体によって生
ずる主に像面湾曲、コマ収差、歪曲収差を補償し、結像
面３に良好な像を結像させる。
本発明を適用した例である。図１及び図３を用いて説明
を行う。物体面１と結像面３との間に存在する開口絞り
２の付近のレンズＬ２を図３に示すようにレンズ外周か
らの外力５によって僅かに（使用波長程度又はそれ以
下）変形させることにより、屈折光学系全体で生ずる主
に非点収差や球面収差を補償する。また、物体面１に近
いレンズＬ１叉は結像面３に近いレンズＬ３を外レンズ
外周からの力によって僅かに（使用波長程度又はそれ以
下）変形させることにより、屈折光学系全体によって生
ずる主に像面湾曲、コマ収差、歪曲収差を補償し、結像
面３に良好な像を結像させる。
【００１４】本実施例に適用可能な屈折光学系として
は、特開平7-140384号公報、特開平7-140385号公報及び
特開平8-166540号公報に開示された投影光学系が挙げら
れる。実施例２は反射屈折光学系に本発明を適用した例
である。図２及び図４を用いて説明を行う。物体面１と
結像面３の間の開口絞り２の付近の凹面鏡Ｍ２を外力５
によって僅かに（使用波長程度又はそれ以下）変形さ
せ、反射屈折光学系全体で生ずる主に非点収差や球面収
差を補償する。また、物体面１に近い鏡Ｍ１やレンズ群
ＬＧ１の１部、結像面３に近いレンズ群ＬＧ３の一部を
外力によって僅かに（使用波長程度又はそれ以下）変形
させ、反射屈折光学系全体によって生ずる主に像面湾
曲、コマ収差、歪曲収差を補償し、結像面３に良好な像
を結像させる。このとき、反射鏡への外力５をかける方
向としては、図４に示すように、反射鏡Ｍ２の裏面から
の方向及び光軸と直交する方向が考えられる。
は、特開平7-140384号公報、特開平7-140385号公報及び
特開平8-166540号公報に開示された投影光学系が挙げら
れる。実施例２は反射屈折光学系に本発明を適用した例
である。図２及び図４を用いて説明を行う。物体面１と
結像面３の間の開口絞り２の付近の凹面鏡Ｍ２を外力５
によって僅かに（使用波長程度又はそれ以下）変形さ
せ、反射屈折光学系全体で生ずる主に非点収差や球面収
差を補償する。また、物体面１に近い鏡Ｍ１やレンズ群
ＬＧ１の１部、結像面３に近いレンズ群ＬＧ３の一部を
外力によって僅かに（使用波長程度又はそれ以下）変形
させ、反射屈折光学系全体によって生ずる主に像面湾
曲、コマ収差、歪曲収差を補償し、結像面３に良好な像
を結像させる。このとき、反射鏡への外力５をかける方
向としては、図４に示すように、反射鏡Ｍ２の裏面から
の方向及び光軸と直交する方向が考えられる。
【００１５】本実施例に適用可能な反射屈折光学系とし
ては、同一出願人による特願平6-313354号、特願平6-32
4433号、特願平7-12502 号、特開平7-177858号及び特願
平8-30978 号に開示した反射屈折光学系が挙げられる。
また、外力をかける方法として、図５に示すように、ア
クチュエーター４を用いることが考えられる。このと
き、アクチュエーター４は、各々がレンズＬの周辺部で
均等な位置になるように４ａ〜４ｄまで４箇所に配置す
ることが好ましい。
ては、同一出願人による特願平6-313354号、特願平6-32
4433号、特願平7-12502 号、特開平7-177858号及び特願
平8-30978 号に開示した反射屈折光学系が挙げられる。
また、外力をかける方法として、図５に示すように、ア
クチュエーター４を用いることが考えられる。このと
き、アクチュエーター４は、各々がレンズＬの周辺部で
均等な位置になるように４ａ〜４ｄまで４箇所に配置す
ることが好ましい。
【００１６】
【効果】以上の様に、本発明では、光学系の調整段階で
高精度の収差補償が出来るので、従来困難であった微妙
な収差バランスの操作及び単体光学部品の許容誤差の大
幅軽減が達成され、性能向上と工数低減とに大きく寄与
するものである。
高精度の収差補償が出来るので、従来困難であった微妙
な収差バランスの操作及び単体光学部品の許容誤差の大
幅軽減が達成され、性能向上と工数低減とに大きく寄与
するものである。
【図１】図１は、本発明を適用した屈折光学系を示した
図である。
図である。
【図２】図２は、本発明を適用した反射屈折光学系を示
した図である。
した図である。
【図３】図３は、レンズを変形させる方法を示した図で
ある。（ａ）は、レンズの光軸方向から見た図であり、
（ｂ）は、レンズの光軸方向と垂直な方向から見た図で
ある。
ある。（ａ）は、レンズの光軸方向から見た図であり、
（ｂ）は、レンズの光軸方向と垂直な方向から見た図で
ある。
【図４】図４は、反射鏡を変形させる方法を示した図で
ある。
ある。
【図５】図５は、外力をかける方法を示した図である。
１ 物体面（レチクルのパ
ターン面） ２ 開口絞り ３ 結像面（ウェハー面） ４ アクチュエーター ５ 外力 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レンズ ＬＧ１、ＬＧ２、ＬＧ３ レンズ群 ＢＳ ビームスプッリター
ターン面） ２ 開口絞り ３ 結像面（ウェハー面） ４ アクチュエーター ５ 外力 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レンズ ＬＧ１、ＬＧ２、ＬＧ３ レンズ群 ＢＳ ビームスプッリター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１７
Claims (8)
- 【請求項１】屈折部材からなり物体面を結像面へ投影す
る投影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学部
材のうち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形さ
せ、前記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影
光学系。 - 【請求項２】前記投影光学系は開口絞りを含み、該開口
絞り付近に配置された光学部材のうち少なくとも１つの
光学部材を強制的に変形させ、前記投影光学系全体で発
生する球面収差を主に補償する請求項１記載の投影光学
系。 - 【請求項３】前記投影光学系は開口絞りを含み、該開口
絞り付近に配置された光学部材のうち少なくとも１つの
光学部材を強制的に変形させ、前記投影光学系全体で発
生する非点収差を主に補償する請求項１記載の投影光学
系。 - 【請求項４】反射鏡を含み物体面を結像面へ投影する投
影光学系に於いて、該投影光学系を構成する光学部材の
うち少なくとも１つの光学部材を強制的に変形させ、前
記投影光学系全体で発生する収差を補償する投影光学
系。 - 【請求項５】前記少なくとも１つの光学部材は、前記反
射鏡である請求項４記載の投影光学系。 - 【請求項６】前記投影光学系は開口絞りを含み、該開口
絞り付近に配置された光学部材のうち少なくとも１つの
光学部材を強制的に変形させ、前記投影光学系全体で発
生するコマ収差を補償する請求項４記載の投影光学系。 - 【請求項７】前記投影光学系は開口絞りを含み、該開口
絞り付近に配置された光学部材或いは前記反射鏡のうち
少なくとも１つの光学部材を強制的に変形させ、前記投
影光学系全体で発生する球面収差を主に補償する請求項
４又は５記載の投影光学系。 - 【請求項８】前記投影光学系は開口絞りを含み、該開口
絞り付近に配置された光学部材或いは前記反射鏡のうち
少なくとも１つの光学部材を強制的に変形させ、前記投
影光学系全体で発生する非点収差を主に補償する請求項
４又は５記載の投影光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193744A JPH1039208A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 投影光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193744A JPH1039208A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 投影光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1039208A true JPH1039208A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16313095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193744A Pending JPH1039208A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 投影光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1039208A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-07-23 JP JP8193744A patent/JPH1039208A/ja active Pending
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