JPS6147914A - 反射光学系 - Google Patents

反射光学系

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JPS6147914A
JPS6147914A JP59169639A JP16963984A JPS6147914A JP S6147914 A JPS6147914 A JP S6147914A JP 59169639 A JP59169639 A JP 59169639A JP 16963984 A JP16963984 A JP 16963984A JP S6147914 A JPS6147914 A JP S6147914A
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mirror
optical system
reflective optical
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Takamasa Hirose
広瀬 隆昌
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 本発明は反射光学系に関し、特K IC、LSI等の集
積回路を製造するときの投影露光装置K用いられる反射
光学系に関するものである。
従来より投影露光装置を用いXC、LSI等の集積回路
のパターンをシリコンウニI・−に焼付ける為の反射光
学系が飼えば特開昭48−12039号公報、特開昭5
3−100230号公報等で提案されている。これらの
投影露光装置に用いられている反射光学系は非常に高い
解像力を有している〇 投影像の解像力は使用する波長が短かくなれば々る程良
くなる。この為に、なるべく短波長を放射する光源が用
いられている。
そして画面中心に限らず広い画面にわ7tり高解像力が
得られろよう略完全に収差補正がなされt光学系が用い
られている@ 通常レンズを用い九結像光学系は色収差を補正する為に
複数のガラス材料を用いて構成されている。短波長側の
光は高解像力を得るには有利であるが短波長側では色分
散が大きい為設計上、色収差を良好に補正するのが困難
である。
この為に高解像力が要求されるICパターン等の焼付用
の結像光学系には反射鏡を用い次光学系が適しており、
これは反射光学系に色収差がなく、任意の波長の光を使
用することができ、かつ光学系全体の透過率をレンズ系
を用い几ときに比べて高めることができる等の特徴があ
る為でらる。
本発明は反射光学系の特徴を生かした投影露光装置に好
適な高解像力の得られる反射光学系の提供を目的とする
本発明の目的を達成する為の反射光学系の主九る特徴は
凹面鏡、凸面鏡そして凹面鏡のj@九反射させた後物体
像を所定位置に結像させるようにしftiラー系st実
質的に同一光軸上に位置するように複数個配置し、順次
結像1?縁り返すように構成した反射光学系′C″らっ
て、前記反射光学系は少なくともlりの縮少結像のミラ
ー系と少なくとも1つの拡大結像のミラー系を有し、か
つ全てのミラー系による総合の結像倍率が縮少となるよ
うに構成されていることでらる。
次に本発明の実施列を各図と共に説明する。
第1図は本発明の一実施列の反射光学系の概略図でらる
。同図の反射光学系は第2図及び第3因に示すような同
一方向−曲率中心を持つ九、3つの反射鏡M11M21
M3 より成るミラー系s 、 s’を複数個実質的に
同一光軸上に位置するように、かつ全体の結像倍率が縮
少となるように配置したものでToD、これKよシ高解
像力の反射光学系を達成している。
第1図の実施列では反射鏡M0〜M3で第1のミラー系
S1、反射鏡M4〜M6で第2のミラー系S2、反射鏡
M7〜M、で第3のミラー系S3そして反射鏡M0゜〜
M□2で第4のミラー系s4を各々構成している〇 そして物点Plヲ順次ミラー系S□ 、S2゜S3. 
S4で各々結像を繰シ返し、最終的に像点P5  に結
像倍率局となろように結像させて−る。
次に第1図に示す反射光学系を構成しているミラー系の
結像状態を説明する。
第2図、第3図において3つの反射鏡Ml。
M2. M3は物点P□からの光束L□が凹面鏡Mエ 
、凸面鏡M2そして凹面@ M3の順に反射し友後、像
点P□′に結像するように配置されている。
第21gGC示すミラー系Sは凹面鏡M3が凸面鏡M2
と凹面鏡M0 との間に位置するように又第3図に示す
ミラー系S′は凹面鏡M0が凸面鏡M2  と凹面鏡M
3 との間に位置するように配置されている。そしてこ
の系で光軸0−OIの軸外で非点収差が零になる様に補
正し几場合、本実施的において物体は第4図に示すよう
な円弧状の一部分Q1を有効面としている。
この為に3つの反射鏡M、  、 M□ * id3の
外形を必ずしも円形とする必要はなく、不要の部分を削
除して、飼えば第3図に示すように凹面鏡M工の下方部
分を削除し同図に示すような形状としても良い。この結
果凹面鏡M3を凹面鏡Mエ の右方に配置しfc構成を
とることができる。
このように本実施的では物点Pからの光束を凹面鏡M工
、凸面鏡M2そして凹@J蜆M3よりなるすなわち正、
負そして正の屈折力の反射鏡によ構成るミラー系を複数
個用いることにより1つのミラー系より発生する諸収差
、特にコマ収差、像面湾曲を少なくし全体として良好な
る結像性能を得て(へる。
第5因は第1図の一部分の2つのミラー系S1、S2の
光路を展開したときの結像光束の説明図である。
同図において凹面鏡M1、凸面鏡M2そして凹面鏡M3
は第1のミラー系S工、凹面鏡M4、凸面鏡M5そして
凹面f/MM6は第2のミラー系S2  を各々構成し
ている。
ミラー系S工により物点P工からの光束 L工を像点P
Iへ、すなわちiラー系S2の物点P2 Kそしてミラ
ー系82により物点P2からの光束L を像点Piに結
像させている。以下図示していないが同様にミラー系S
、S4により順次結像を繰り返して行うことKより物体
像の縮少化を図っている。
このように本実施列では第1図に示すようにミラー系S
 により物点pを像点P工′へ、すなわちミラー系S 
の物点P2へ、ミラー系S により物点Pを像点Piへ
すなわちミラ一系S3の物点P3へ以下同様にミラー系
 S3そしてミラー系S4により順次結像を繰り返して
最終的に物点P1t″像点P4′へ結像させているO 本実施列ではミラー系s、s2,54を縮少系としミラ
ー系53を拡大系として構成している。
具体的に各ミラー系の結像倍率を示すと表−1の如くで
参る。
懺−1各ミラー系の結像倍率 本実施列では全体として結像倍率冗を達成するのに4つ
のミラー系を表−1に示す結像倍率を有するように構成
すること匝よシ全体的に収差補正f バランス良く行っ
ている。
特にミラー系54を拡大系とすることによシミラー系8
0〜S3で生じ九コマ収差、像面湾曲及び歪曲収差等を
良好に補正している。
本実施列では複数のミラー系で反射光学系を構成する場
合に生じる光束のクランを第1のミラー系S と第2の
ミラー系S2  との7間と、第2のミラー系S2と第
3のミラー系S3との間に各々全反射9TlH,、R2
を配置させて防止している。
本実施列において特に光束のクランを少なくしかつ全体
的に良好なる光学性能を得る為くは4つのミラー系Sエ
 、 s2. s3. s4の各々を構成する凹面鏡M
工、凸面鏡M2そして凹面11M3の曲率半径を各々R
エ 、  R2,R3とするとき R工/R2≧2        ・・・・・−・・(t
+R□/R3〉1        ・・・・・・・・・
(2)なる諸条件を満足させるのが好ましい。
条件式ill 、 +21は物体の有効画面が第4図に
示すように円弧状の一部分であるとき、軸外収差の発生
を押えつつ、ミラー系全体の小型化を図シかつ物体から
の光束がクランることなく所定位置く結像させる為のも
ので6る。
条件式(1)を外れるとコマフレアーが増大し又光束の
クランが多くなってくる。又条件式(2)ヲ外れると凹
面@ M30曲率半径が凹面鏡M工に比べ大きくなりす
ぎミラー系全体としての小型化を図りつつ所定の屈折力
を得るのが困難となってくる。
特に本実施列において像面湾曲を少なくし高コントラス
トの物体像を得るには前記曲率半径R工、R2,R3を
更に IR□l > lR31) lR21・・・・・−・・
(3)とすることである。
この条件を外れると像面湾曲が犬きくなシ光束のクラン
が大きくなってくると共に複数のミラー系を組み合わせ
た反射光学系において良好なる収差補正を行うのが困難
となる。
以上の各条件式を満足するようにミラー系全構成すれば
高解像力の反射光学系を容易に達成することが出来るが
更に好ましくはミ2−系S2. S3. S4  の各
々の反射鏡の曲率半径を順にR4〜R□2とするとき 1.18 (R4/R5(1,26・−・・・・・・・
(4)1.02 (R,/R5(1,17・・・・・・
・・・(5)ZO3(R7/R8(2,65・−・・・
・・−・(6)1.35 (R9/R8(1,47・・
・・・・・・・(7)Z 03 < R1o/R1、 
(Z 15−・−・I8+1.18(R□2/R1□(
1,26・・−・・・・・(9)の如く設定することで
ちる。
条件式(4)はコマ収差を良好罠補正する為のもので1
7条件式(4)の上限若しくは下限を外れるとコマフレ
アーが増大してくる。
条件式(51、(7+はサジタル9!面のコントラスト
を高める為のものでhp粂件式(5)、(7)の上限若
しくは下限を越えると像面湾曲が正若しくは負の方向へ
増大してくるので好ましくない。
条件式+6+ 、 fatはメリデイオナル像面のフレ
アー成分を少なくする為でhp条件式+6) 、 +8
)の上限若しくは下限を越えると像面湾曲が正若しくは
負の方向へ増大してくる。
条件式(9)は物体が円弧状の有効Un面を有するとき
全画面にわたり非点隔差を少なくする為であり条件式(
9)の上限若しくは下限上越えると非点隔差が大きくな
ってくるので好ましくない。
尚本発明において物体像の結像調整をミラー系S  −
84の少なくとも1つのミラー系を移動させて行うのが
収差補正上及び倍率調整上好ましい。
次に第1図に示す実施列の諸政値を示す。
Ri  は物点P□から数えて第i管目の反射鏡の曲率
半径、Dは各反射虜との間隔で元の進行方向に沿って左
方から右方K 1913つたと@を正、その逆を負とし
て示す。
物体の有効画面はスリット幅で3m、有効Fナンバ〜は
Z 8 (NA−α18)でめる。物点P□ の有効画
面幅は光軸からの高さ207〜210簡の範囲内である
RD l     −62a9       −2802  
 −1344        224.8753  −
38巴5      −9904     576.5
18     3305     47’Z86   
  −29236     51a98      5
40.157   −366.935   −11&4
8   −147.45      141.759 
  −208       −578.3510   
 435.96      40011     20
9.22     −14&49412    25L
51 以上のように本発明によれば4つのミラー系を適切に組
み合わせることにより、高解像力の反射光学系を達成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第2図、
第3図、第5図は第1図の一部分の説明図、第4図は本
発明に係る物体の有効画面の説明図、第6図は第1図の
光学系の諸収差図である。 図中Yは像高、S□〜S4は各々ミラー系、M工〜M□
2は各々反射鏡を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)凹面鏡、凸面鏡そして凹面鏡の順に反射させた後
    物体像を所定位置に結像させるようにしたミラー系を実
    質的に同一光軸上に位置するように複数個配置し、順次
    結像を繰り返すように構成した反射光学系であつて、前
    記反射光学系は少なくとも1つの縮少結像のミラー系と
    少なくとも1つの拡大結像のミラー系を有し、かつ全て
    のミラー系による総合の結像倍率が縮少となるように構
    成されていることを特徴とする反射光学系。
  2. (2)前記ミラー系の凹面鏡M_1、凸面鏡M_2そし
    て凹面鏡M_3の曲率半径を各々R_1、R_2、R_
    3としたとき R_1/R_2≧2 R_1/R_3>1 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の反射光学系。
  3. (3)前記反射光学系は光の進行方向より順にミラー系
    S_1、S_2、S_3、S_4の4つのミラー系を有
    しており、前記ミラー系S_1、S_2、S_3を縮少
    系、前記ミラー系S_4を拡大系となるように構成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の反射光学
    系。
  4. (4)前記ミラー系S_1、S_2、S_4の3つの反
    射鏡は各々前記凹面鏡M_3が前記凹面鏡M_1と前記
    凸面鏡M_2の間に位置するように又前記ミラー系S_
    3の3つの反射鏡は前記凹面鏡M_1が前記凹面鏡M_
    3と前記凸面鏡M_2の間に位置するように配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の反射
    光学系。
JP59169639A 1984-08-14 1984-08-14 反射光学系 Granted JPS6147914A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59169639A JPS6147914A (ja) 1984-08-14 1984-08-14 反射光学系
US06/764,001 US4701035A (en) 1984-08-14 1985-08-09 Reflection optical system

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JP59169639A JPS6147914A (ja) 1984-08-14 1984-08-14 反射光学系

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JPS6147914A true JPS6147914A (ja) 1986-03-08
JPH0525086B2 JPH0525086B2 (ja) 1993-04-09

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6318626A (ja) * 1986-07-11 1988-01-26 Canon Inc 投影露光装置
JPS6362231A (ja) * 1986-09-02 1988-03-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> X線縮小投影露光装置
JPS63311315A (ja) * 1987-06-15 1988-12-20 Canon Inc 物体・像変換装置
JPH0850246A (ja) * 1994-05-23 1996-02-20 Hughes Aircraft Co 補正ミラーを有する軸を外れた3ミラーアナスチグマート装置
US7088382B2 (en) 2002-01-09 2006-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Imaging optical system, image forming apparatus having the same, and a method therefor
JP2015132853A (ja) * 2008-03-20 2015-07-23 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィのための投影対物系

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