KR100966190B1 - Projection optical system and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 물체면(O)으로부터 상면(I)에 이르는 광로에 제1 오목반사면(M1), 볼록반사면(M2), 및 제2 오목반사면(M3)이 이 순서로 배열되고, 축외에 유한범위의 윤대(輪帶)형상의 양호한 상영역을 가지는 투영 광학계에 관한 것이다. 투영 광학계는, 물체면(O)과 제1 오목반사면(M1)의 사이, 제1 오목반사면(M1)과 볼록반사면(M2)의 사이, 볼록반사면(M2)과 제2 오목반사면(M3)의 사이, 및, 제2 오목반사면(M3)과 상면(I)의 사이의 각각에 파워를 가지는 굴절광학부재(L1 ~ L4)를 포함한다. 투영 광학계에 포함되는 반사광학부재(M1 ~ M3)의 파워의 총합계를 ø1로 하고, 굴절광학부재(L1 ~ L4)의 파워의 총합계를 ø2로 한 경 우, ø1 및 ø2가, 0.001≤│ø2/ø1│≤0.1을 만족하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first concave reflecting surface M1, the convex reflecting surface M2, and the second concave reflecting surface M3 are arranged in this order in the optical path from the object surface O to the upper surface I. The present invention relates to a projection optical system having a good image area having a finite range of fins in addition to an axis. The projection optical system includes a convex reflecting surface M2 and a second concave plate between the object surface O and the first concave reflecting surface M1, between the first concave reflecting surface M1 and the convex reflecting surface M2. Refractive optical members L1 to L4 having power between the slopes M3 and between the second concave reflection surface M3 and the upper surface I are included. When the total power of the reflection optical members M1 to M3 included in the projection optical system is ø1 and the total power of the refractive optical members L1 to L4 is ø2, ø1 and ø2 are 0.001≤│ø2 /? 1 | ≤ 0.1.
Description
본 발명은, 물체의 상을 상면 위에 투영하는 투영 광학계, 및 그 투영 광학계를 가지는 노광장치에 관한 것이다.The present invention relates to a projection optical system for projecting an image of an object onto an image surface, and an exposure apparatus having the projection optical system.
최근, 텔레비전시스템의 고정세화가 진행되는 동시에, 표시소자로서 플랫 패널 디스플레이(이하 FPD라고 함)가 다수 사용되게 되었다. 이에 수반하여, 대화면화와 비용절감이 한층 더 강력하게 요구되고 있다. FPD의 제조에는, 집적회로 산업계에서 사용되는 것과 마찬가지의 포토리소그래피의 수법을 이용해서, 회로패턴을 포함한 마스크의 상을 포토레지스트가 도포된 유리기판에 투영 광학계로 투영하고, 유리기판 위에 패턴을 형성해서 제조된다.In recent years, high definition of a television system has progressed, and a large number of flat panel displays (hereinafter referred to as FPDs) have been used as display elements. Along with this, larger screens and cost reductions are required more strongly. In the manufacture of FPDs, a photolithography technique similar to that used in the integrated circuit industry is used to project an image of a mask including a circuit pattern onto a photoresist-coated glass substrate with a projection optical system, thereby forming a pattern on the glass substrate. It is manufactured by.
최근의 유리기판의 대형화에 대응하기 위해서는, 투영 광학계 자체를 대형화하지 않으면 아니 되고, 반사광학부재 또는 굴절광학부재의 대형화, 이에 수반하는 장치대형화, 비용상승이 현저해진다고 하는 문제점이 있다.In order to cope with the recent increase in the size of glass substrates, the projection optical system itself has to be enlarged, and there is a problem in that the reflection optical member or the refractive optical member is enlarged, the size of the device accompanying it, and the cost increase are remarkable.
이와 같은 문제점을 해결하는 기술이 일본국 특개평7－57986호 공보, 일본국 특개2006－78592호 공보에 개시되어 있다.Techniques for solving such a problem are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986 and Japanese Patent Laid-Open No. 2006-78592.
일본국 특개평7－57986호 공보에 개시되는 기술은, 등배의 소형의 투영 광학계를 복수 개 나열한, 멀티렌즈 광학계로 구성되고, 각각의 노광 영역을 유리기판면 위에서 겹쳐지도록 노광함으로써, 대형의 노광 영역을 확보하고 있다.The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986 is composed of a multi-lens optical system in which a plurality of small projection optical systems of equal magnification are arranged, and a large exposure is achieved by exposing each exposure area to overlap on a glass substrate surface. Reserved area.
일본국 특개2006－78592호 공보에 개시되는 기술에서는, 반사면을 비구면화하고, 투영 광학계의 결상 배율을 등배보다도 증대시킴으로써, 마스크 비용을 저감시키고 있다.In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-78592, the mask cost is reduced by aspherizing the reflecting surface and increasing the imaging magnification of the projection optical system more than equal.
그러나, 일본국 특개평7－57986호 공보에 개시되는 기술에서는, 인접하는 투영 광학계가 형성되는 상의 이음매를 중첩하기 때문에, 이음매를 눈에 띄지 않도록 노광량, 결상성능을 제어할 필요가 있으며, 조정난이도가 높아진다고 하는 문제점이 있었다. 또, 일본국 특개2006－78592호 공보에 개시되는 기술에서는, 반사면을 이용한 일괄확대 광학계를 이용함으로써, 유리기판의 대형화에 수반하는 마스크 사이즈의 대형화는 억제된다. 그러나, 반사광학부재의 대형화, 광로 확보를 위한 반사광학부재의 반할 가공(半割加工), 수차보정을 위한 반사면이 비구면형상이라고 하는 제조상의 곤란함이 있었다.However, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986, since the joints of the images on which adjacent projection optical systems are formed are superimposed, it is necessary to control the exposure dose and the imaging performance so that the joints are not conspicuous. There was a problem that is increased. In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-78592, the enlargement of the mask size accompanying the enlargement of the glass substrate is suppressed by using the collective magnification optical system using the reflection surface. However, there have been manufacturing difficulties in that the reflective optical member has an aspherical surface shape in order to increase the size of the reflective optical member, to process the reflective optical member for securing the optical path, and to correct the aberration.
본 발명은, 고성능, 고처리량과 저비용을 양립할 수 있는 투영 광학계 및 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a projection optical system and an exposure apparatus capable of achieving high performance, high throughput, and low cost.
본 발명의 한 측면으로서의 투영 광학계는, 물체면으로부터 상면에 이르는 광로에 제1 오목반사면, 볼록반사면, 및 제2 오목반사면이 이 순서로 배열되고, 축외에 유한범위의 윤대(輪帶)형상의 양호한 상영역을 가지는 투영 광학계에 있어서, 물체면과 제1 오목반사면의 사이, 제1 오목반사면과 볼록반사면의 사이, 볼록반사면과 제2 오목반사면의 사이, 및, 제2 오목반사면과 상면의 사이의 각각에 파워를 가지는 굴절광학부재를 포함하고, 투영 광학계에 포함되는 반사광학부재의 파워의 총합계를 ø1로 하고, 굴절광학부재의 파워의 총합계를 ø2로 한 경우, ø1 및 ø2 가, 0.001≤│ø2/ø1│≤0.1을 만족하는 것을 특징으로 한다.In the projection optical system as an aspect of the present invention, a first concave reflecting surface, a convex reflecting surface, and a second concave reflecting surface are arranged in this order in an optical path from an object plane to an image plane, and have a finite range of fins outside the axis. In a projection optical system having a good image area of a shape, between an object surface and a first concave reflection surface, between a first concave reflection surface and a convex reflection surface, between a convex reflection surface and a second concave reflection surface, and A refractive optical member having a power between each of the second concave reflection surface and the upper surface, the total sum of power of the reflection optical member included in the projection optical system being? 1, and the sum of power of the refractive optical member being? 2 In the case,? 1 and? 2 satisfy 0.001≤│ø2 / ø1│≤0.1.
본 발명의 다른 한 측면으로서의 노광장치는, 마스크의 패턴을 레지스트가 도포된 기판 위에 투영하는 상기의 투영 광학계를 구비하고, 상기 마스크와 상기 기판을 동기 주사시킴으로써 상기 패턴을 상기 기판 위에 전사하는 것을 특징으로 한다.An exposure apparatus as another aspect of the present invention includes the projection optical system for projecting a pattern of a mask onto a substrate coated with a resist, and transfers the pattern onto the substrate by synchronously scanning the mask and the substrate. It is done.
본 발명에 의하면, 고성능, 고처리량과 저비용을 양립할 수 있는 투영 광학계 및 노광장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a projection optical system and an exposure apparatus capable of achieving both high performance, high throughput and low cost.
본 발명의 기타 특징 및 측면은, 첨부도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다. 또한, 첨부도면에 있어서는, 동일하거나 또는 유사한 구성에는, 동일한 참조번호를 부여한다.Other features and aspects of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. In addition, in the accompanying drawings, the same or similar components are given the same reference numerals.
［노광장치의 실시형태］[Embodiment of exposure apparatus]
이하, 본 발명에 관한 노광장치의 일례를 설명한다. 이 실시형태의 노광장치는, 축외의 윤대형상의 양호한 상영역을 노광 조명으로서 이용하고, 마스크에 형성된 패턴을 레지스트가 도포된 기판 위에 투영 노광하면서, 마스크와 기판을 동기 주사시킴으로써 패턴을 기판 위에 전사한다. 이하의 설명에서는, 패턴이 형성된 마스크를 「물체」, 레지스트가 도포된 기판 표면을 「상면」이라고 한다. 본 실시형태의 노광장치는, 도 1, 도 3, 도 5, 도 7에 도시된 바와 같이, 물체면(O)으로부터 상면(I)에 이르는 광로에 있어서, 제1 오목반사면(M1), 볼록반사면(M2), 제2 오목 반사면(M3)이 이 순서로 배열된 투영 광학계를 구비한다. 투영 광학계는, 물체(O)와 제1 오목반사면(M1)의 사이에 굴절광학부재(L1)를 포함하고, 제1 오목반사면(M1)과 볼록반사면(M2)의 사이에 굴절광학부재(L2)를 포함한다. 또, 투영 광학계는, 볼록반사면(M2)과 제2 오목반사면(M3)의 사이에 굴절광학부재(L3)를 포함하고, 제2 오목반사면(M3)과 상면(I)의 사이에 굴절광학부재(L4)를 포함한다. 굴절광학부재(L1 ~ L4)는 파워를 가지는 굴절광학부재이다. 투영 광학계는, 축외에 유한범위의 양호한 상영역을 가진다. 투영 광학계에 포함되는 반사광학부재(M1 ~ M3)의 파워의 총합계를 ø1로 하고, 굴절광학부재(L1 ~ L4)의 파워의 총합계를 ø2로 한 경우, ø1 및 ø2는 이하의 조건식(1)을 만족하고 있다.Hereinafter, an example of the exposure apparatus which concerns on this invention is demonstrated. The exposure apparatus of this embodiment transfers the pattern onto the substrate by synchronously scanning the mask and the substrate while using a good image area outside the axis as the exposure illumination and projecting and exposing the pattern formed on the mask onto the substrate to which the resist is applied. do. In the following description, the mask in which the pattern was formed is called "object", and the surface of the board | substrate with which the resist was apply | coated is called "upper surface." 1, 3, 5, and 7, the exposure apparatus of the present embodiment has a first concave reflecting surface M1, in an optical path from the object surface O to the image surface I, The convex reflecting surface M2 and the second concave reflecting surface M3 are provided with the projection optical system arranged in this order. The projection optical system includes a refractive optical member L1 between the object O and the first concave reflecting surface M1, and includes a refractive optical element between the first concave reflecting surface M1 and the convex reflecting surface M2. The member L2 is included. In addition, the projection optical system includes a refractive optical member L3 between the convex reflection surface M2 and the second concave reflection surface M3, and is disposed between the second concave reflection surface M3 and the image surface I. It includes a refractive optical member (L4). The refractive optical members L1 to L4 are refractive optical members having power. The projection optical system has a good image area of a finite range outside the axis. When the total power of the reflection optical members M1 to M3 included in the projection optical system is ø1, and the total power of the refractive optical members L1 to L4 is ø2, ø1 and ø2 are the following conditional expressions (1): Are satisfied.
0.001≤│ø2/ø1│≤0.1 … (1)0.001≤│ø2 / ø1│≤0.1... (One)
이 ø1 및 ø2의 조건식은, 투영 광학계의 결상성능을 양호하게 하면서, 또한 광학계를 작게 하기 위한 조건식이다.The conditional expressions of? 1 and? 2 are conditional expressions for reducing the optical system while improving the imaging performance of the projection optical system.
페츠발(petzval) 조건식 및 양측의 텔레센트릭한 조건을 만족할 수 있는 최소의 광학계는, 정(正)의 굴절력의 제1 군, 부(負)의 굴절력의 제2 군, 정의 굴절력의 제3 군으로 구성된 트리플렛(triplet) 배치이다. 전계(全系)의 페츠발 합(P)은, P = ∑(øn/Nn)으로 표시된다. 여기서, 반사면에서는 Nn = -1이다. 따라서, │∑ø1│이 제로에 근접하면 근접할수록, 즉, │ø2/ø1│이 커질수록 상면이 평탄하게 되며, 상면만곡, 비점격차가 감소하여 양호한 광학성능을 얻을 수 있다. 그러나, 미러계에서만은, 양호한 상영역이 협소하여 처리량의 향상이 곤란하기 때문에, 보정렌즈를 배치함으로써, 양호한 상영역을 확대하는 것이 필요하게 된다. 이 굴절 광학부재의 파워를, 작게 하면 할수록, 즉 │ø2/ø1│이 작아지면 작아질수록, 색수차의 발생을 억제할 수 있다. 한편 이 굴절광학부재의 파워를 크게 하면 할수록, 오목면 미러에의 입사위치를 낮게 할 수 있어서, 광학계 전체의 크기를 작게 억제할 수 있다.The minimum optical system capable of satisfying the Petzval conditional expression and the telecentric conditions of both sides is a first group of positive refractive power, a second group of negative refractive power, and a third of positive refractive power. It is a triplet arrangement composed of groups. The Petzval sum P of the electric field is represented by P = Σ (øn / Nn). Here, Nn = -1 on the reflective surface. Therefore, the closer the | Σø1 | is closer to zero, that is, the larger the | ø2 / ø1 |, the flatter the upper surface is, and the higher the curvature of the upper surface and the non-point difference can be obtained, thereby obtaining good optical performance. However, only in the mirror system, since a good image area is narrow and it is difficult to improve the throughput, it is necessary to enlarge the good image area by arranging the correction lens. The smaller the power of the refractive optical member is, i.e., the smaller the |? 2 /? 1 |, the smaller the occurrence of chromatic aberration can be suppressed. On the other hand, as the power of the refractive optical member is increased, the incident position to the concave mirror can be lowered, so that the size of the entire optical system can be reduced.
따라서, 상기 ø1 및 ø2의 조건식은, 광학성능과 광학계의 크기를 양립시키기 위한 식이다. │ø2/ø1│이 0.001미만이면 양호한 수차는 얻을 수 있지만, 광학계가 커진다. │ø2/ø1│이 0, 1을 초과하면, 광학계는 작게 할 수 있지만, 색수차 등의 모든 수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란하게 된다.Therefore, the conditional expressions of? 1 and? 2 are equations for achieving both optical performance and the size of the optical system. If |? 2 /? 1 is less than 0.001, good aberration can be obtained, but the optical system becomes large. If | 2 /? 1 exceeds 0, 1, the optical system can be made small, but it is difficult to properly correct all aberrations such as chromatic aberration.
제1 오목반사면(M1)의 근축 곡률반경을 R로 하고, 제1 오목반사면(M1)의 근축 곡률중심과 볼록반사면의 근축 곡률중심의 차를 △S로 한 경우, △S는, 이하의 조건식(2)을 만족하는 것이 바람직하다.When the paraxial curvature radius of the first concave reflecting surface M1 is set to R and the difference between the paraxial curvature center of the first concave reflecting surface M1 and the paraxial curvature center of the convex reflecting surface is ΔS, ΔS is It is preferable to satisfy the following conditional formula (2).
0.002＜│△S/R│≤0.2 … (2)0.002 < DELTA S / R | (2)
│△S/R│이 0.2이하이면, 보다 광범위한 화면영역에서 비점격차를 양호하게 보정하는 것이 가능하게 된다.When DELTA S / R is 0.2 or less, it is possible to correct the non-point difference well in a wider screen area.
제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)은 동일한 광학특성 및 설계치를 가지는 것으로 한다. 그리고, 제1 오목반사면(M1) 및 제2 오목반사면(M3)의 비구면 새그(sag)량 △A를, 근축 곡률중심과 최대광선유효직경위치를 연결함으로써 기술할 수 있는 참조 구면과의 광축에 평행인 방향의 차분으로서 정의한다. 이때, △A는, 이하의 조건식(3)을 만족하는 것이 바람직하다.It is assumed that the first concave reflection surface M1 and the second concave reflection surface M3 have the same optical characteristics and design values. The aspherical sag amount ΔA of the first concave reflecting surface M1 and the second concave reflecting surface M3 is compared with a reference spherical surface which can be described by connecting the paraxial curvature center and the maximum beam effective diameter position. It is defined as the difference of the direction parallel to an optical axis. At this time, ΔA preferably satisfies the following Conditional Expression (3).
1×10-6≤│△A/R│≤1×10-3 … (3)1 × 10 −6 ≦ │ΔA / R│ ≦ 1 × 10 −3 . (3)
△A가 이 범위 내에 있으면, 오목면 미러를 비구면화함으로써 화면 전체영역에서의 양호한 수차보정과 미러직경의 소형화를 양립하는 것이 가능하게 된다. │△A/R│ 상한치를 초과하면, 비구면량이 커지며, 가공 고비용, 장기가공시간, 계측정밀도의 곤란함 등의 영향이 발생한다. 또, │△A/R│이 하한치 미만이면, 비구면으로서의 작용이 작아지며, 수차보정, 소형화의 효과가 작아진다.If ΔA is within this range, it is possible to achieve both good aberration correction and miniaturization of the mirror diameter in the entire screen area by aspherizing the concave mirror. When the A / R upper limit value is exceeded, the aspherical surface volume becomes large, and effects such as high processing cost, long processing time, and difficulty in measurement accuracy occur. If ΔΔA / R│ is less than the lower limit, the effect as an aspherical surface becomes small, and the effects of aberration correction and miniaturization become small.
이하에, 본 실시형태의 노광장치에서 사용되는 투영 광학계의 수치 실시예를 4가지 예로 열거해서, 본 실시형태의 설명을 보충한다.The numerical example of the projection optical system used by the exposure apparatus of this embodiment is listed below as four examples, and the description of this embodiment is supplemented.
［수치 실시예 1］Numerical Example 1
도 1은, 수치 실시예 1에 관한 투영 광학계의 단면도를 도시하고 있다. 도 1에 있어서, (M1)은 정의 파워를 가지는 제1 반사면으로서의 오목면 미러, (M2)는 부의 파워를 가지는 제2 반사면으로서의 볼록면 미러, (M3)은 정의 파워를 가지는 제3 반사면으로서의 오목면 미러이다. 광속은, 물체면(O)으로부터 순서로 렌즈(L1), 제1 오목반사면(M1), 렌즈(L2), 볼록반사면(M2), 렌즈(L3), 제2 오목반사면(M3), 렌즈(L4)를 통과하고, 상면(I)에 결상한다. 또한, 본 수치 실시예 1의 투영 광학계는 등배 광학계이며, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)이 단일 광학부재의 각 일부이다. 또, 렌즈(L1)와 렌즈(L4), 렌즈(L2)와 렌즈(L3)도 각각 동일형상의 광학소자이다. 물체면(O)과 렌즈(L1)의 사이, 렌즈(L4)와 상면(I)의 사이 등에 노 파워의 렌즈 등을 도입함으로써, 상면수차 등을 한층 더 양호하게 보정 하는 것도 가능하다. 도 2에 본 수치 실시예 1의 종(縱)수차도를 도시한다. 수치 실시예 1의 렌즈데이터는 표 1과 같다.1 shows a cross-sectional view of a projection optical system according to Numerical Example 1. FIG. 1, (M1) is a concave mirror as a first reflective surface having positive power, (M2) is a convex mirror as a second reflective surface having negative power, and (M3) is a third half having positive power. It is a concave mirror as a slope. The luminous flux is the lens L1, the first concave reflection surface M1, the lens L2, the convex reflection surface M2, the lens L3, and the second concave reflection surface M3 in order from the object surface O. Passes through lens L4 and forms an image on image surface I. FIG. In addition, the projection optical system of this numerical example 1 is an equal magnification optical system, and the 1st concave reflection surface M1 and the 2nd concave reflection surface M3 are each part of a single optical member. The lens L1 and the lens L4, the lens L2 and the lens L3 are optical elements of the same shape, respectively. By introducing a no-power lens or the like between the object surface O and the lens L1 and between the lens L4 and the image surface I, it is possible to further correct the image aberration and the like. The longitudinal aberration diagram of the numerical example 1 shown in FIG. 2 is shown. Lens data of the numerical example 1 is shown in Table 1.
여기서, (R)은 근축 곡률반경, (D)는 광축상의 공기간격 또는 유리재료 두께, (N)은 각 3파장에 대한 유리재료의 굴절률이다. 또, 면번호의 측면에 기재되어 있는 A기호는, 비구면인 것을 나타낸다. 또, 본 명세서에 있어서, "E-XX, E+XX"의 표기는, "×10- XX, ×10+ XX"를 의미한다. 이하의 수치 실시예에 있어서도 모두 동일하다.Here, (R) is the paraxial curvature radius, (D) is the air gap or glass material thickness on the optical axis, and (N) is the refractive index of the glass material for each of three wavelengths. In addition, the symbol A described on the side of the surface number represents an aspherical surface. In addition, in this specification, the description of "E-XX and E + XX" means "x10 - XX , x10 + XX ". The same is true in the following numerical examples.
수치 실시예 1의 비구면식은, z = rh2／(1＋(1-(1＋k)r2h2)1／2)＋Ah4＋Bh6＋Ch8＋Dh10＋Eh12＋Fh14＋Gh16으로 주어진다.The aspherical formula of Numerical Example 1 is given by z = rh 2 / (1+ (1- (1 + k) r 2 h 2 ) 1/2 ) + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 + Eh 12 + Fh 14 + Gh 16 .
수치 실시예 1은, 등배 투영 광학계를 구성하고 있으며, 동공면인 제2 반사면으로서의 볼록면 미러에 대해서 대칭계이기 때문에, 비대칭성 수차인 코마수차, 왜곡수차가 발생하지 않는다. 또, 축외의 유한범위의 윤대형상 상영역을 노광에서 이용하기 때문에, 축상의 구면수차의 보정은 그다지 중요하지 않다. 따라서, 상면만곡과 비점수차를 보정하면 된다. 도 2의 수차도에서 명백한 바와 같이, 축외의 윤대형상의 상영역에 있어서, 상면만곡, 비점격차가 모두 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 제1 반사면, 제3 반사면을 비구면형상으로 하고, 파워를 크게 가지게 함으로써, 광학계 전체를 콤팩트하게 하면서, 또한, 물체면과 제1 반사면, 제3 반사면과 상면의 사이에 비구면렌즈를 배치함으로써, 양호한 수차보정이 실시된 광학계를 얻을 수 있다. 표 2에, 수치 실시예 1에 대한 각 청구항의 조건식에 대한 수치를 나타낸다. 수치 실시예 1은, 표 2에 나타낸 바와 같이, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다.Numerical Example 1 constitutes an equal projection optical system, and since it is a symmetry system with respect to the convex mirror as the second reflecting surface which is the pupil plane, coma and distortion aberrations, which are asymmetrical aberrations, do not occur. In addition, since the spherical aberration image area outside the axis is used for exposure, correction of the axial spherical aberration is not very important. Therefore, the upper surface curvature and the astigmatism may be corrected. As apparent from the aberration diagram of Fig. 2, it can be seen that both the top surface curvature and the non-point difference are well corrected in the off-axis circumferential upper region. In addition, by making the first reflecting surface and the third reflecting surface into an aspheric shape and having a large power, the entire optical system can be made compact, and an aspheric surface between the object surface and the first reflecting surface, the third reflecting surface and the upper surface. By disposing the lens, an optical system subjected to good aberration correction can be obtained. In Table 2, the numerical value about the conditional formula of each claim with respect to a numerical example 1 is shown. Numerical Example 1 satisfies each conditional formula (1) to (3), as shown in Table 2.
수치 실시예 1의 투영 광학계를 노광장치에 조립한 경우, 렌즈(L1)와 제1 오목반사면(M1)의 사이, 제2 오목반사면(M3)과 렌즈(L4)의 사이에 절곡 반사경을 광축에 대해서 45도로 배치해서, 물체면(O), 렌즈(L1), 상면(I), 렌즈(L4)를 수평으로 배치해도 된다.When the projection optical system of the numerical example 1 is assembled to the exposure apparatus, a bend reflecting mirror is placed between the lens L1 and the first concave reflecting surface M1 and between the second concave reflecting surface M3 and the lens L4. The object plane O, the lens L1, the image plane I, and the lens L4 may be arranged horizontally at 45 degrees with respect to the optical axis.
［수치 실시예 2］Numerical Example 2
도 3은, 수치 실시예 2에 관한 투영 광학계의 단면도를 도시하고 있다. 도 3에 있어서, (M1)은 정의 파워를 가지는 제1 반사면으로서의 오목면 미러, (M2)는 부의 파워를 가지는 제2 반사면으로서의 볼록면 미러, (M3)은 정의 파워를 가지는 제3 반사면으로서의 오목면 미러, (L1, L2, L3, L4)는 렌즈이다. 광속은, 물체면(O)으로부터 순서로 렌즈(L1), 제1 오목반사면(M1), 렌즈(L2), 볼록반사면(M2), 렌즈(L3), 제2 오목반사면(M3), 렌즈(L4)를 통과하고, 상면(I)에 결상한다. 또한, 본 수치 실시예 2의 투영 광학계는 등배 광학계이며, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)이 단일 광학부재의 각 일부이다. 또, 렌즈(L1)와 렌즈(L4), 렌즈(L2)와 렌즈(L3)도 각각 동일형상의 광학소자이다. 도 4에 본 수치 실시예 2의 종수차도를 도시한다. 수치 실시예 2의 렌즈데이터는 표 3과 같다.3 is a sectional view of the projection optical system according to the numerical example 2. FIG. 3, (M1) is a concave mirror as a first reflective surface having positive power, (M2) is a convex mirror as a second reflective surface having negative power, and (M3) is a third half having positive power. The concave mirror as the slope, L1, L2, L3, L4 is a lens. The luminous flux is the lens L1, the first concave reflection surface M1, the lens L2, the convex reflection surface M2, the lens L3, and the second concave reflection surface M3 in order from the object surface O. Passes through lens L4 and forms an image on image surface I. FIG. In addition, the projection optical system of this numerical example 2 is an equal magnification optical system, and the 1st concave reflection surface M1 and the 2nd concave reflection surface M3 are each part of a single optical member. The lens L1 and the lens L4, the lens L2 and the lens L3 are optical elements of the same shape, respectively. Fig. 4 shows the longitudinal aberration diagram of the numerical example 2. Lens data of the numerical example 2 is shown in Table 3.
수치 실시예 2의 비구면식은, z = rh2／(1＋(1-(1＋k)r2h2)1／2)＋Ah4＋Bh6＋Ch8＋Dh10＋Eh12＋Fh14＋Gh16＋A＇h3＋B＇h5＋C＇h7＋D＇h9＋E＇h11＋F＇h13＋G＇h15로 주어진다.The aspherical formula of Numerical Example 2 is z = rh 2 / (1+ (1- (1 + k) r 2 h 2 ) 1/2 ) + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 + Eh 12 + Fh 14 + Gh 16 + Ahh 3 + B ＇ h 5 + C＇h 7 + D＇ h 9 + E＇h 11 + F＇h 13 + G＇h 15 .
수치 실시예 2는, 등배 투영 광학계를 구성하고 있으며, 동공면인 제2 반사면(M2)으로서의 볼록면 미러에 대해서 대칭계이기 때문에, 비대칭성 수차인 코마수차, 왜곡수차가 발생하지 않는다. 또, 축외의 유한범위의 윤대형상 상영역을 노광으로 이용하기 때문에, 축상의 구면수차의 보정은 그다지 중요하지 않다. 따라서, 상면만곡과 비점수차를 보정하면 된다. 도 4의 수차도에서 명백한 바와 같이, 축외의 윤대형상의 상영역에 있어서, 상면만곡, 비점격차가 모두 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 제1 반사면, 제3 반사면은 비구면형상이지만, 수치 실시예 1의 형태에 비해서 미세한 비구면이다. 한편 (L1, L4)는 비구면렌즈이며, 그 파워를 크게 가지게 함으로써, 광학계 전체를 콤팩트하게 하면서, 양호한 수차보정이 실시된 광학계를 얻을 수 있다.Numerical Example 2 constitutes an equal magnification projection optical system, and since it is a symmetry system with respect to the convex mirror as the second reflecting surface M2 which is the pupil plane, coma aberration and distortion aberration, which are asymmetric aberrations, do not occur. In addition, since the spherical aberration region outside the axis is used for exposure, correction of the axial spherical aberration is not so important. Therefore, the upper surface curvature and the astigmatism may be corrected. As apparent from the aberration diagram of Fig. 4, it can be seen that both the top surface curvature and the non-point difference are well corrected in the off-axis circumferential image region. Moreover, although the 1st reflecting surface and the 3rd reflecting surface are aspherical shape, it is a fine aspherical surface compared with the form of numerical example 1. On the other hand, (L1, L4) are aspherical lenses, and by having the power large, an optical system with good aberration correction can be obtained while making the whole optical system compact.
수치 실시예 2는, 표 4에 나타낸 바와 같이, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다.As shown in Table 4, the numerical example 2 satisfies each of the conditional expressions (1) to (3).
［수치 실시예 3］Numerical Example 3
도 5는, 수치 실시예 3에 관련되는 투영 광학계의 단면도를 도시하고 있다. 도 5에 있어서, (M1)은 정의 파워를 가지는 제1 반사면으로서의 오목면 미러, (M2)는 부의 파워를 가지는 제2 반사면으로서의 볼록면 미러, (M3)은 정의 파워를 가지는 제3 반사면으로서의 오목면 미러, (L1, L2, L3, L4)는 렌즈이다. 광속은, 물체면(O)으로부터 순서로 렌즈(L1), 제1 오목반사면(M1), 렌즈(L2), 볼록반사면(M2), 렌즈(L3), 제2 오목반사면(M3), 렌즈(L4)를 통과하고, 상면(I)에 결상한다. 또한, 본 수치 실시예 3의 투영 광학계는 등배 광학계이며, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)이 단일의 광학부재의 각 일부이다. 또, 렌즈(L1)와 렌즈(L4), 렌즈(L2)와 렌즈(L3)도 각각 동일형상의 광학소자이다. 물체면(O)과 렌즈(L1)의 사이, 렌즈(L4)와 상면(I)의 사이 등에 노 파워의 렌즈 등을 도입함으로써, 상면수차 등을 한층 더 양호하게 보정하는 것도 가능하다. 도 6에 수치 실시예 3의 종수차도를 도시한다. 수치 실시예 3의 비구면식은, 수치 실시예 1의 비구면식과 동일하다. 수치 실시예 3의 렌즈데이터는 표 5와 같다.5 is a sectional view of the projection optical system according to the numerical example 3. FIG. 5, (M1) is a concave mirror as a first reflective surface having positive power, (M2) is a convex mirror as a second reflective surface having negative power, and (M3) is a third half having positive power. The concave mirror as the slope, L1, L2, L3, L4 is a lens. The luminous flux is the lens L1, the first concave reflection surface M1, the lens L2, the convex reflection surface M2, the lens L3, and the second concave reflection surface M3 in order from the object surface O. Passes through lens L4 and forms an image on image surface I. FIG. In addition, the projection optical system of this numerical example 3 is an equal magnification optical system, and the 1st concave reflection surface M1 and the 2nd concave reflection surface M3 are each part of a single optical member. The lens L1 and the lens L4, the lens L2 and the lens L3 are optical elements of the same shape, respectively. By introducing a no-power lens or the like between the object surface O and the lens L1 and between the lens L4 and the image surface I, the image aberration and the like can be further improved. Fig. 6 shows the longitudinal aberration diagram of the numerical example 3. The aspherical formula of Numerical Example 3 is the same as the aspherical formula of Numerical Example 1. Lens data of the numerical example 3 is shown in Table 5.
수치 실시예 3은, 등배 투영 광학계를 구성하고 있으며, 동공면인 제2 반사면으로서의 볼록면 미러에 대해서 대칭계이기 때문에, 비대칭성 수차인 코마수차, 왜곡수차가 발생하지 않는다. 또, 축외의 유한범위의 윤대형상의 상영역을 노광으로 이용하기 때문에, 축상의 구면수차의 보정은 그다지 중요하지 않다. 따라서, 상면만곡과 비점수차를 보정하면 된다. 도 6의 수차도에서 명백한 바와 같이, 축외의 윤대형상의 상영역에 있어서, 상면만곡, 비점격차가 모두 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 제1 반사면, 제3 반사면은 비구면형상이며, 또 (L1, L4)는, 비구면렌즈이며, 상기 수치 실시예 1의 형태에 비해서 한층 더 파워를 강하게 한 것을 특징으로 하고 있다. 이것에 의해, 한층 더 광학계 전체를 콤팩트하게 하면서, 양호한 수차보정이 실시된 투영 광학계를 얻을 수 있다. 수치 실시예 3은, 표 6에 나타낸 바와 같이, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다.Numerical Example 3 constitutes an equal projection optical system, and since it is a symmetrical system with respect to the convex mirror as the second reflecting surface, which is the pupil plane, coma and distortion aberrations, which are asymmetrical aberrations, do not occur. In addition, since the spherical aberration-shaped image region outside the axis is used for exposure, correction of the axial spherical aberration is not very important. Therefore, the upper surface curvature and the astigmatism may be corrected. As apparent from the aberration diagram of Fig. 6, it can be seen that both the top surface curvature and the non-point difference are well corrected in the off-axis circumferential image region. The first reflecting surface and the third reflecting surface are aspherical, and (L1, L4) are aspherical lenses, and the power is further increased as compared with the numerical example 1 described above. Thereby, the projection optical system in which favorable aberration correction was performed can be obtained while making the whole optical system more compact. As shown in Table 6, the numerical example 3 satisfies the respective conditional expressions (1) to (3).
수치 실시예 1 ~ 3의 투영 광학계에서는, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)이 동일한 광학부재였다. 그러나, 등배 광학계를 구성하기 때문에, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)은, 예를 들면 단일 광학부재를 분할함으로써 형성된, 동일한 설계치 및 동일한 광학특성을 지니는 다른 광학부재이어도 관계없다.In the projection optical system of Numerical Examples 1-3, the first concave reflection surface M1 and the second concave reflection surface M3 were the same optical member. However, since it constitutes an equal magnification optical system, the first concave reflecting surface M1 and the second concave reflecting surface M3 are formed by dividing a single optical member, for example, from another optical member having the same design value and the same optical characteristic. It does not matter.
［수치 실시예 4］Numerical Example 4
도 7은, 수치 실시예 4에 관한 투영 광학계의 단면도를 도시하고 있다. 도 7에 있어서, (M1)은 정의 파워를 가지는 제1 반사면으로서의 오목면 미러, (M2)는 부의 파워를 가지는 제2 반사면으로서의 볼록면 미러, (M3)은 정의 파워를 가지는 제3 반사면으로서의 오목면 미러, (L1, L2, L3, L4, L5)는 렌즈이다. 광속은, 물체면(O)으로부터 순서로 렌즈(L1), 렌즈(L2), 제1 오목반사면(M1), 렌즈(L3), 제2 볼록반사면(M2), 렌즈(L4), 제2 오목반사면(M3), 렌즈(L5)를 통과하고, 상면(I)에 결상한다. 또한, 본 수치 실시예 4에 있어서 확대 광학계이기 때문에, 제1 오목반사면(M1)과 제2 오목반사면(M3)은 서로 다른 확대배율 또는 축소배율을 가지고 있다. 렌즈(L3)와 렌즈(L4)만이 동일형상의 광학소자이다. 도 8에 수치 실시예 4의 종수차도를 도시한다. 수치 실시예 4의 비구면식은, 수치 실시예 1과 동일하다. 수치 실시예 4의 렌즈데이터는 표 7과 같다.7 shows a cross-sectional view of the projection optical system according to the numerical example 4. FIG. In Fig. 7, (M1) is a concave mirror as a first reflective surface having positive power, (M2) is a convex mirror as a second reflective surface having negative power, and (M3) is a third half having positive power. The concave mirror as the slope, L1, L2, L3, L4, L5 is a lens. The luminous flux is formed from the lens L1, the lens L2, the first concave reflection surface M1, the lens L3, the second convex reflection surface M2, the lens L4, and the first in order from the object surface O. 2 Passes through the concave reflection surface M3 and the lens L5 and forms an image on the image plane I. FIG. In addition, since it is an enlarged optical system in the numerical example 4, the 1st concave reflection surface M1 and the 2nd concave reflection surface M3 have a different magnification or reduction magnification. Only the lens L3 and the lens L4 are optical elements of the same shape. FIG. 8 shows a longitudinal order diagram of the numerical example 4. FIG. The aspherical formula of Numerical Example 4 is the same as that of Numerical Example 1. Lens data of the numerical example 4 is shown in Table 7.
수치 실시예 4는, 확대 투영 광학계를 구성하고 있으며, 동공면인 제2 반사면으로서의 볼록면 미러(M2)에 대해서 대칭계는 아니기 때문에, 수치 실시예 1 ~ 3의 등배 광학계와 달리, 비대칭성 수차인 코마수차, 왜곡수차가 발생한다. 그러나, 제1 오목면 미러, 제3 오목면 미러를 비구면화함으로써, 그 발생량을 작게 억제하는 것이 가능하게 된다. 또, 노광에 이용하는 축외의 상영역 내에서 일률적인 수차이면, 일률의 노광배율성분으로서 오프셋함으로써 보정할 수 있다. 또, 축외의 유한범위의 윤대형상의 상영역을 노광으로 이용하기 때문에, 축상의 구면수차의 보정은 그다지 중요하지 않다. 따라서, 상면만곡과 비점수차를 보정하면 된다. 도 8의 수차도에서 명백한 바와 같이, 축외의 윤대형상의 상영역에 있어서, 상면만곡, 비점격차가 모두 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 확대계로 함으로써 발생하는 수차를 보정하기 때문에, 반사면, 굴절면을 가지는 모든 광학부재는 대부분 비구면이며, 각각 파워를 크게 가지게 함으로써, 광학계 전체를 콤팩트하게 하면서, 광범위한 상고(像高)영역에서 양호한 수차보정이 실시된 광학계를 얻을 수 있다. 또한 본 수치 실시예 4에서는, 확대 광학계를 나타내고 있지만, 광학계 전체를 광축에 대해서 상하반전시킴으로써 축소 광학계로서 구성할 수 있으며, 본 발명에서는 이 형태도 포함된다. 수치 실시예 4는, 표 8에 나타낸 바와 같이, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다.Since the numerical example 4 constitutes an enlarged projection optical system and is not a symmetry system with respect to the convex mirror M2 as the second reflecting surface which is the pupil plane, unlike the equal magnification optical systems of the numerical examples 1 to 3, the asymmetry Aberrations such as coma aberration and distortion aberration occur. However, by aspherizing the first concave mirror and the third concave mirror, the amount of generation thereof can be suppressed small. Moreover, if it is a uniform aberration in the off-axis image area used for exposure, it can correct | amend by offsetting as an exposure magnification component of uniformity. In addition, since the spherical aberration-shaped image region outside the axis is used for exposure, correction of the axial spherical aberration is not very important. Therefore, the upper surface curvature and the astigmatism may be corrected. As apparent from the aberration diagram of Fig. 8, it can be seen that both the top surface curvature and the non-point difference are well corrected in the off-axis circumferential image region. Since the aberration generated by the magnification system is corrected, all the optical members having the reflection surface and the refractive surface are mostly aspherical surfaces, and each of the optical members has a large power, thereby making the whole optical system compact, and good aberration correction in a wide range of high altitude areas. This implemented optical system can be obtained. In addition, in this numerical example 4, although the magnification optical system is shown, it can be comprised as a reduction optical system by inverting the whole optical system up and down with respect to an optical axis, and this aspect is also included in this invention. As shown in Table 8, the numerical example 4 satisfies the respective conditional expressions (1) to (3).
표시소자(액정표시소자 등)는, 상기 실시형태의 노광장치를 이용해서 감광제를 도포한 기판을 노광하는 노광 공정과, 노광 공정에서 노광된 기판의 감광제를 현상하는 현상공정과, 다른 주지된 공정을 경유해서 제조된다.The display element (liquid crystal display element, etc.) includes an exposure step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus of the above embodiment, a developing step of developing a photosensitive agent of a substrate exposed in the exposure step, and other well-known steps. It is prepared via.
본 발명은 상기 실시의 형태에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 공지하기 위해서, 이하의 청구항을 첨부한다.The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, to apprise the public of the scope of the present invention, the following claims are attached.
도 1은 수치 실시예 1에 관련되는 투영 광학계의 단면도;1 is a sectional view of a projection optical system according to Numerical Example 1;
도 2는 수치 실시예 1의 종수차도;2 is a longitudinal aberration diagram of the numerical example 1;
도 3은 수치 실시예 2에 관련되는 투영 광학계의 단면도;3 is a cross-sectional view of the projection optical system according to the numerical example 2;
도 4는 수치 실시예 2의 종수차도;4 is a longitudinal aberration diagram of the numerical example 2;
도 5는 수치 실시예 3에 관련되는 투영 광학계의 단면도;5 is a sectional view of a projection optical system according to Numerical Example 3;
도 6은 수치 실시예 3의 종수차도;6 is a longitudinal aberration diagram of the numerical example 3;
도 7은 수치 실시예 4에 관련되는 투영 광학계의 단면도;7 is a sectional view of a projection optical system according to a numerical example 4;
도 8은 수치 실시예 4의 종수차도.8 is a longitudinal order diagram of the numerical example 4. FIG.
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