KR101685655B1 - 리소그래피용 대형 필드 투사대물렌즈 - Google Patents

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Abstract

십자선으로부터 광축을 따라, 웨이퍼에 십자선 패턴으로 초점을 맞추고 이미지화하기 위한 리소그래피 투사 대물렌즈(30)는 양의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈그룹(G31); 양의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈그룹(G32); 양의 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33); 및 양의 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34)을 포함한다. 이들 4개의 렌즈그룹들은 100mm보다 작지 않은 부분 시야각을 갖는 2X 배율 설계를 형성한다; I-라인±5㎚의 파장 대역은 충분한 노출 광강도를 보장할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 상대적으로 간단한 구조로 대형 필드에서 요구되는 밀리미터 수준의 해상도뿐만 아니라 왜곡보정, 필드곡률, 비점수차 및 색수차를 또한 달성할 수 있다.

Description

리소그래피용 대형 필드 투사대물렌즈{LARGE FIELD PROJECTION OBJECTIVE FOR LITHOGRAPHY}
본 발명은 일반적으로 반도체 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 리소그래피 툴들의 투사 광학시스템에 사용하기 위한 대형 필드 투사대물렌즈에 관한 것이다.
현재, 반도체 공정 분야에서, 밀리미터 수준의 해상도를 갖는 높은 스루풋의 투사 광학시스템들에 대한 수요가 늘고 있다. 높은 스루풋을 얻기 위해, 스테퍼 타입의 리소그래피 툴들은 일반적으로 큰 노출필드를 채택한다. 더욱이, 십자선 크기에 맞도록 하기 위해, 이들 중 몇몇은 1.25× 또는 1.6×의 배율을 가진 광학 시스템을 이용한다.
일본특허공보 No.2000199850는 G라인 또는 H라인의 파장을 가진 노출광을 이용하고 117.6mm의 시야각과 웨이퍼면에서 0.1의 개구수치(NA)를 갖는 리소그래피용의 1.6× 투사 대물렌즈를 개시하고 있다. 투사 대물렌즈는 38개 렌즈들로 구성되고 비개구면을 포함한 멀티렌즈 시스템이다.
게다가, 일본특허공보 No. 2006267383은 노출광으로서 ±3nm의 파장대역을 갖는 I-라인을 이용한 리소그래피용의 1.25×의 투사 대물렌즈를 개시하고 있으며, 93.5mm의 부분 필드를 갖는다.
더욱이, 일본특허공보 No. 2007079015는 노출광으로서 ±1.5nm의 파장대역을 갖는 I-라인을 이용한 또 다른 1.25×의 투사 대물렌즈를 개시하고 있으며, 93.5mm의 부분 필드를 갖는다.
상기와 같이, 이런 대형 노출필드 설계는 액정 디스플레이(LCD) 리소그래리 툴 분야에서 지배적이며, 한편, 십자선 크기에 맞게 하기 위해, 많은 광학 시스템들은 1× 보다 크고 심지어 2×에 가까운 배율을 가진 투사 대물렌즈를 채택한다. 실제 수요를 고려하여 결합한 이들 종래 기술에 따르면, 2×의 배율을 가진 투사 대물렌즈를 개발할 필요가 있다.
본 발명은 여러 가지 타입의 수차, 특히, 왜곡, 필드곡률, 비점수차, 축 색수차, 및 확대 색수차를 정정할 수 있고 대물과 이미지면 모두에 대한 텔레센트리시티(telecentricity)를 얻는 대형 필드 투사 대물렌즈의 제공에 관한 것이다.
일실시예에서, 십자선으로부터 광축을 따라, 웨이퍼에 십자선 패턴으로 초점을 맞추고 이미지화하기 위한 리소그래피 투사 대물렌즈는 양의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈그룹(G31); 양의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈그룹(G32); 양의 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33); 및 양의 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34)을 구비하고, 하기의 식:
1.8< |fG32/ fG31|<5.4
0.57< |fG33/ fG34|<0.97
0.19< |fG33/ fG32|<0.5
이 충족되며, fG31은 제 1 렌즈그룹(G31)의 초점길이이고, fG32는 제 2 렌즈그룹(G32)의 초점길이이며, fG33은 제 3 렌즈그룹(G33)의 초점길이이고, fG34은 제 4 렌즈그룹(G34)의 초점길이이다.
바람직하기로, 제 1 렌즈그룹(G31)은 적어도 4개의 렌즈를 구비한다. 추가로, 제 2 렌즈그룹(G32)은 적어도 6개의 렌즈를 구비하고 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 인접한 네거티브 렌즈를 각각 구성하는 적어도 2쌍의 렌즈들을 포함한다. 더욱이, 제 3 렌즈그룹(G33)은 적어도 4개의 렌즈를 구비하고, 모두가 양의 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33)의 적어도 2개의 인접한 렌즈들을 포함하는 양의 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G33-1n)을 포함한다. 게다가, 제 4 렌즈그룹(G34)은 적어도 6개의 렌즈를 구비하고, 모두가 양의 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34)의 적어도 3개의 직접 연이어 배열된 렌즈들을 포함하는 양의 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G34-1n)을 포함한다.
하기의 식:
1.03< |fel _ max / fG31|<1.95
0.34<|fG33 -1n / fG33|<0.87
0.21< |fG34 -1n / fG34|< 0.47
이 충족되고, fel _ max는 제 1 렌즈그룹(G31)에서 굴절력이 가장 큰 제 1 렌즈그룹(G31)의 렌즈의 초점길이이며, fG33 -1n는 제 3 렌즈그룹(G33)에서 서브렌즈 그룹(G33-1n)의 초점길이이고, fG34 -1n는 제 4 렌즈그룹(G34)에서 서브렌즈 그룹(G34-1n)의 초점길이이다.
바람직하기로, 제 2 렌즈그룹(G32)은 적어도 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 네거티브 렌즈를 포함하고, 하기의 수학식:
1.23< VG32 -P/ VG32 -N<1.85
이 충족되며, VG32 -P는 제 2 렌즈그룹(G32)의 포지티브 렌즈의 아베 수이고, VG32-N은 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 제 2 렌즈그룹(G32)의 네거티브 렌즈의 아베 수이다.
바람직하기로, 제 2 렌즈그룹(G32)은 적어도 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 네거티브 렌즈를 포함하고, 하기의 수학식:
1.59< VG32 -P/ VG32 -N<2.65
이 충족되며, VG32 -P는 제 2 렌즈그룹(G32)의 포지티브 렌즈의 아베 수이고, VG32-N은 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 제 2 렌즈그룹(G32)의 네거티브 렌즈의 아베 수이다.
바람직하기로, 제 3 렌즈그룹(G33)의 서브렌즈 그룹(G33 -1n)의 2개의 인접한 포지티브 렌즈들은 하기의 수학식:
0.75 < f41 < f42 <1
을 충족하고, f41은 십자선에서 웨이퍼 방향으로 상류에 배치된 렌즈의 초점길이이고, f42는 십자선에서 웨이퍼 방향으로 하류에 배치된 렌즈의 초점길이이다.
바람직하기로, 투사 대물렌즈는 고굴절률 재료로 된 적어도 2개의 그룹과 저굴절률 재료로 제조된 적어도 2개의 그룹으로 제조된다.
바람직하기로, 고굴절률 재료들은 재료들이 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수(Abbe number)가 45보다 더 낮은 재료들의 제 1 재료그룹과 재료들이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수가 50보다 더 큰 재료들의 제 2 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 큰 굴절률을 갖는 재료들이며, 저굴절률 재료들은 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 55보다 더 낮은 굴절률을 갖는 재료들의 제 3 재료그룹과 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 60보다 더 큰 재료들의 제 4 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 더 낮은 굴절률을 갖는 재료들이다.
바람직하기로, 제 1 렌즈그룹(G31)의 제 1 렌즈와 제 4 렌즈그룹(G34)의 마지막 렌즈 모두가 제 1 렌즈그룹의 재료로 제조된다.
바람직하기로 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 렌즈그룹들 각각은 제 1 또는 제 2 재료그룹의 재료로 제조된다.
바람직하기로, 제 1, 제 2, 및 제 4 렌즈그룹들 각각은 제 1 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
바람직하기로, 제 3 렌즈그룹은 제 2 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
바람직하기로, 제 2 렌즈그룹은 각각 오목면이 다른 렌즈의 오목면을 바라보는 적어도 한 쌍의 렌즈를 포함한다. 추가로, 제 3 렌즈그룹은 오목면이 이미지면을 바라보는 적어도 하나의 반월형 렌즈를 포함한다. 더욱이, 제 4 렌즈그룹은 오목면이 대물면을 바라보는 어도 하나의 반월형 렌즈를 포함한다.
본 발명은 더 적은 개수의 렌즈들로, 100mm보다 적지 않는 부분 시야각을갖고 충분한 노출 광강도를 보장할 수 있는 ±5㎚의 파장대역을 갖는 I-라인 광에 적합한 리소그래피용 2X 투사 대물렌즈를 달성한다. 동시에, 본 발명은 또한 상대적으로 간단한 구조로 요구되는 밀리미터 수준의 해상도뿐만 아니라 대형 필드에서 왜곡보정, 필드곡률, 비점수차 및 색수차를 달성한다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 더 완전한 이해와 그 이점들을 제공하기 위해, 첨부도면과 결부하여 하기의 실시예에 대한 상세한 설명을 참조로 한다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피용 투사 대물렌즈의 광학 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 왜곡을 나타낸 곡선을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 대물면과 이미지면상에 텔레센트리시티를 나타낸 곡선을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 왜곡을 나타낸 곡선을 도시한 것이다.
아래에서 첨부도면을 참조로 본 발명의 몇몇 예시적인 실시예들을 설명할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투사 대물렌즈(30)는 20개의 렌즈들을 포함하고, 이들의 사양은 하기의 표 1에 나타나 있다.
동작 파장 365㎚±5㎚
이미지면 개구수치(NA) 0.1
배율 -2
이미지면 시야각(직경) 200mm
대물-이미지 거리 1500mm
투사 대물렌즈(30)는 20개의 렌즈들로 구성된다. 20개의 렌즈들은 모두 구형 렌즈들이며 각각 포지티브 굴절력을 갖는 4개의 렌즈그룹들(G31,G32,G33,G34)로 나눌 수 있다.
제 1 렌즈그룹(G31)은 굴절력이 각각 네거티브, 포지티브, 포지티브, 및 포지티브인 4개의 렌즈들로 구성된다.
제 2 렌즈그룹(G32)은 굴절력이 각각 포지티브, 네거티브, 네거티브, 및 포지티브, 포지티브 및 네거티브인 4개의 렌즈들로 구성된다. 더욱이, 제 2 렌즈그룹(G32)은 각각 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 인접한 네거티브 렌즈로 구성된 적어도 2쌍의 렌즈들을 포함한다. 더욱이, 제 2 렌즈그룹(G32)은 각각이 다른 렌즈의 오목면을 마주보는 오목면을 갖는 적어도 한 쌍의 렌즈를 포함한다.
제 3 렌즈그룹(G33)은 굴절력이 포지티브, 포지티브, 네거티브, 및 네거티브인 4개의 렌즈들로 구성된다. 추가로, 제 3 렌즈그룹(G33)은 포지티브 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G33-1n)을 포함하고, 상기 서브렌즈그룹(G33-1n)은 양쪽이 포지티브 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33) 중 적어도 2개의 인접한 렌즈들을 포함한다. 게다가, 제 3 렌즈그룹(G33)은 오목면이 이미지면을 바라보는 적어도 하나의 반월형 렌즈를 포함한다.
제 4 렌즈그룹(G34)은 굴절력이 각각 네거티브, 포지티브, 포지티브, 포지티브, 포지티브 및 네거티브인 6개의 렌즈들로 구성된다. 더욱이, 제 4 렌즈그룹(G34)은 포지티브 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G34-1n)을 포함하고, 상기 서브렌즈그룹(G34-1n)은 모두가 포지티브 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34) 중 적어도 3개의 직접 연이어 배열된 렌즈들을 포함한다. 게다가, 제 4 렌즈그룹(G34)은 오목면이 이미지면을 바라보는 적어도 하나의 반월형 렌즈를 포함한다.
투사 대물렌즈(30)는 고굴절률 재료로 된 적어도 2개의 그룹과 저굴절률 재료로 된 적어도 2개의 그룹으로 제조되고, 고굴절률 재료들은 I-라인 광에 대해 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수(Abbe number)가 45보다 더 낮은 재료들의 제 1 재료그룹과 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수가 50보다 더 큰 재료들의 제 2 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 큰 굴절력을 갖는 재료들인 반면, 저굴절률 재료들은 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 55보다 더 낮은 재료들의 제 3 재료그룹과 재료들이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 60보다 더 큰 재료들의 제 4 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 더 낮은 굴절력을 갖는 재료들일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 각각의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 렌즈그룹들은 제 1 또는 제 2 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 각각의 제 1, 제 2 및 제 4 렌즈그룹들은 제 1 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 제 3 렌즈그룹은 제 2 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 더욱이, 제 1 렌즈그룹(G31)의 제 1 렌즈와 제 4 렌즈그룹(G34)의 마지막 렌즈 모두는 바람직하게는 제 1 재료그룹의 재료로 제조된다.
제 1 렌즈그룹(G31)은 4개의 렌즈들(31,32,33,34)로 구성되고, 이들 중에서, 렌즈(31)는 양면이 오목한 네거티브 렌즈이고, 렌즈(32)는 한 오목면이 십자선 면(R)을 바라보는 포지티브 반월형 렌즈이며, 렌즈(33 및 34) 모두는 포지티브 렌즈이다. 더욱이, 렌즈(31, 32 및 34)는 제 1 또는 제 3 재료그룹의 재료로 각각 제조되는 반면 렌즈(33)는 제 2 또는 제 4 재료그룹의 재료롤 제조된다.
제 2 렌즈그룹(G32)은 6개의 렌즈들(35,36,37,38,39,40)으로 구성되고, 이들 중에서, 렌즈(35)는 양면이 볼록한 포지티브 렌즈이며, 렌즈(36 및 37)는 네거티브 렌즈이고, 상기 렌즈(36)는 오목면(362)이 상기 렌즈(37)의 오목면(371)을 바라보며, 렌즈(38 및 39)는 포지티브 렌즈이고, 렌즈(40)는 네거티브 렌즈이다. 추가로, 렌즈(35,36,38,39)는 제 2 또는 제 4 재료그룹의 재료로 제조되는 반면, 렌즈(37 및 40)는 제 1 또는 제 3 재료그룹의 재료로 각각 제조된다.
제 3 렌즈그룹(G33)은 4개의 렌즈들(41,42,43,44)로 구성되고, 이들 중에서, 렌즈(41 및 42) 모두는 포지티브 굴절력을 갖고, 렌즈(43 및 44)는 모두 네거티브 굴절력을 가지며, 렌즈(43)는 오목면(432)이 웨이퍼면을 바라보는 반월형 렌즈이다. 더욱이, 모든 렌즈들(41,42,43,44)은 제 2 또는 제 4 재료그룹의 재료로 각각 제조된다.
제 4 렌즈그룹(G34)은 6개의 렌즈들(45,46,47,48,49,50)로 구성되고, 이들 굴절력은 각각 네거티브, 포지티브, 포지티브, 포지티브 및 네거티브이다. 렌즈(45)는 평평한 후방면과 십자선 면을 바라보는 오목면을 갖는다. 또한, 렌즈(45 및 47)는 제 2 또는 제 4 재료그룹의 재료로 각각 제조되는 반면, 렌즈(46,48,49,50)는 제 1 또는 제 4 재료그룹의 재료로 각각 제조된다.
렌즈그룹(G31,G32,G33,G34)의 파라미터들과 이들의 서브렌즈 그룹들 간의 관계는 투사 대물렌즈의 이미지 품질을 최적화하기 위한 기본 조건을 더 판단하는 하기의 수학식으로 표현될 수 있다.
1.8< |fG32/ fG31|<5.4 (1)
0.57<| fG33/ fG34|<0. 97 (2)
0.19<| fG33/ fG32|<0.5 (3)
1.03< |fel _ max / fG31|<1.95 (4)
0.34< |fG33 -1n / fG33|<0.87 (5)
0.21<|fG34 -1n / fG34|< 0.47 (6)
0.75<f41 /f42 <1 (7)
1.23< VG32 -P / VG32 -N <1.85 (8)
1.59< VG32 -P / VG32 -N <2.65 (9)
여기서, fG31은 제 1 렌즈그룹(G31)의 초점길이이고, fG32는 제 2 렌즈그룹(G32)의 초점길이이며, fG33은 제 3 렌즈그룹(G33)의 초점길이이고, fG34은 제 4 렌즈그룹(G34)의 초점길이이고, fel _ max는 제 1 렌즈그룹(G31)에서 굴절력이 가장 큰 제 1 렌즈그룹(G31)의 렌즈의 초점길이이며, fG33 -1n는 제 3 렌즈그룹(G33)에서 서브렌즈 그룹(G33-1n)의 초점길이이고, fG34 -1n는 제 4 렌즈그룹(G34)에서 서브렌즈 그룹(G34-1n)의 초점길이이며, f41는 십자선으로부터 제 3 렌즈그룹(G33)의 서브렌즈 그룹(G33-1n)의 2개의 인접한 렌즈들(41 및 42)의 웨이퍼로의 방향으로 상류에 배치되어 있는 렌즈(41)의 초점길이인 한편, f42는 그 방향으로 하류에 배치된 다른 렌즈(42)의 초점길이이며, VG32 -P 및 VG32 -N은 제 2 렌즈그룹(G32)의 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 인접한 제 2 렌즈그룹(G32)의 네거티브 렌즈의 아베 수이다.
상술한 바와 같이, 이 실시예에서, 제 3 렌즈그룹(G33)의 서브렌즈 그룹(G33-1n)의 포지티브 렌즈들(41 및 42)의 초점길이는 십자선으로부터 웨이퍼까지 방향으로 이들 위치들 간의 관계에 따라 f41 및 f42로 표시되고 수학식 f41 < f42을 만족한다. 이들 2개의 포지티브 렌즈들은 점차 제 2 렌즈그룹으로부터 방출된 빛을 압축하여 필드 곡률의 보정을 향상시키는데 사용된다.
게다가, 상기 수학식 (1) 내지 (9)는 렌즈그룹(G31,G32,G33,G34)의 구조 관계 및 보정 수차에서 이들 서브렌즈 그룹들을 정의한다.
이 실시예에서 투사 대물렌즈의 특정 설계값들이 표 2에 주어져 있으며, 여기서, 표면의 양의 반경은 표면의 곡률중심이 우측에 있고, 마찬가지로, 표면의 음의 반경은 표면의 곡률중심이 좌측에 있는 것을 나타낸다; 광학부재의 두께 또는 2개 광학부재들간의 간격은 광축을 따라 현재 면에서 다음 면까지의 거리로 정의된다; 모든 치수들의 단위는 밀리미터이다.
표 2에서, 면 번호 "S#", 개구조리개(AS)"STOP", 및 반경 컬럼에서 무한 "INF"이 더 나타나 있다.
S 반경 두께 및 간격 재료 비고
#
OBJ INF 47.0004 대물면 작동거리
1 -341.576 34.29386 PBL25Y L1
2 1185.168 12.21087
3 -222.541 45.3383 PBM18Y L2
4 -161.39 71.85194
5 INF 47.00983 SFSL5Y L3
6 -183.839 1
7 844.4744 26.49825 PBL25Y L4
8 INF 194.2484
9 414.9022 26.25041 SFSL5Y L5
10 -243.136 6.168656
11 -176.468 23 BSM51Y L6
12 254.7796 31.33048
13 -178.33 44.40986 PBM18Y L7
14 -232.626 29.66318
15 403.048 25.85819 SFSL5Y L8
16 -230.792 1
17 INF 30.67998 （STOP）
18 313.9001 25.88924 SFSL5Y L9
19 -331.934 6.301843
20 -270.11 23 PBM18Y L10
21 288.0486 64.21258
22 329.4014 27.44817 SFSL5Y L11
23 -680.652 2.530852
24 186.3488 28.49718 BSL7Y L12
25 3221.473 1.000735
26 161.8902 29.67068 BSM51Y L13
27 105.8729 64.02459
28 -238.698 48.93309 BSM51Y L14
29 389.3077 38.0038
30 -117.901 23 BSM51Y L15
31 INF 20.13205
32 -320.124 46.94477 PBM18Y L16
33 -226.249 4.830725
34 317.7772 49.397 BSL7Y L17
35 5543.824 32.52187
36 345.6422 49.34704 PBM18Y L18
37 -1234.86 1
38 330.8498 49.41093 PBM18Y L19
39 INF 27.72791
40 -434.844 37.4797 PBM18Y L20
41 -12935.3 100.8894 이미지면 작동거리
IMG INF 0
도 2는 이 실시예의 투사 대물렌즈(30)가 왜곡 억제에서 양호한 성능을 갖는 것을 나타낸다.
도 3은 텔레센트리시티가 대물면에 약 3mrad로 그리고 투사 대물렌즈(30)의 이미지면에 약 10mrad로 보정된 것을 나타낸다.
더욱이, 도 4의 수차곡선은 투사 대물렌즈(30)가 이미지 품질 보정에서 양호한 성능을 갖고, I-라인±5nm에서 고품질의 이미지가 달성된 것을 나타낸다.
요컨대, 본 명세서에 기술된 투사 대물렌즈는 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것이 아니라 단지 설명을 위해 제공된 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예들이다. 본 발명의 개념에 비추어 논리적 분석, 추론 또는 제한된 실험을 통해 당업자들이 얻은 임의의 기술적 방안들은 특허청구범위에 정의된 바와 같은 범위 내에 있다.

Claims (12)

  1. 십자선으로부터 광축을 따라, 웨이퍼에 십자선 패턴으로 초점을 맞추고 이미지화하기 위한 리소그래피 투사 대물렌즈로서,
    양의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈그룹(G31);
    양의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈그룹(G32);
    양의 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33); 및
    양의 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34)을 구비하고,
    하기의 식:
    1.8< |fG32/ fG31|<5.4
    0.57< |fG33/ fG34|<0.97
    0.19< |fG33/ fG32|<0.5
    이 충족되며, fG31은 제 1 렌즈그룹(G31)의 초점길이이고, fG32는 제 2 렌즈그룹(G32)의 초점길이이며, fG33은 제 3 렌즈그룹(G33)의 초점길이이고, fG34은 제 4 렌즈그룹(G34)의 초점길이인 리소그래피 투사 대물렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 렌즈그룹(G31)은 적어도 4개의 렌즈를 구비하고,
    제 2 렌즈그룹(G32)은 각각 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 인접한 네거티브 렌즈를 구성하는 적어도 2쌍의 렌즈들을 포함하는 적어도 6개의 렌즈를 구비하며,
    제 3 렌즈그룹(G33)은 적어도 4개의 렌즈를 구비하고, 모두가 양의 굴절력을 갖는 제 3 렌즈그룹(G33)의 적어도 2개의 인접한 렌즈들을 포함하는 양의 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G33-1n)을 포함하며,
    제 4 렌즈그룹(G34)은 적어도 6개의 렌즈를 구비하고, 모두가 양의 굴절력을 갖는 제 4 렌즈그룹(G34)의 적어도 3개의 직접 연이어 배열된 렌즈들을 포함하는 양의 굴절력을 갖는 서브렌즈그룹(G34-1n)을 포함하며,
    하기의 식:
    1.03< |fel _ max / fG31|<1.95
    0.34<|fG33 -1n / fG33|<0.87
    0.21< |fG34 -1n / fG34|< 0.47
    이 충족되고,
    fel _ max는 제 1 렌즈그룹(G31)에서 굴절력이 가장 큰 제 1 렌즈그룹(G31)의 렌즈의 초점길이이며, fG33 -1n는 제 3 렌즈그룹(G33)에서 서브렌즈 그룹(G33-1n)의 초점길이이고, fG34 -1n는 제 4 렌즈그룹(G34)에서 서브렌즈 그룹(G34-1n)의 초점길이인 리소그래피 투사 대물렌즈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 2 렌즈그룹(G32)은 적어도 포지티브 렌즈와 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 네거티브 렌즈를 포함하고, 하기의 식:
    1.23< VG32-P/ VG32-N<1.85 또는
    1.59< VG32-P/ VG32-N<2.65
    이 충족되며,
    VG32-P는 제 2 렌즈그룹(G32)의 포지티브 렌즈의 아베 수이고, VG32-N은 상기 포지티브 렌즈에 바로 인접한 제 2 렌즈그룹(G32)의 네거티브 렌즈의 아베 수인 리소그래피 투사 대물렌즈.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    투사 대물렌즈의 렌즈들은, 적어도 2개의 고굴절률 재료 그룹 및 적어도 2개의 저굴절률 재료 그룹에서 선택된 재료로 제조되고,
    고굴절률 재료들은 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수(Abbe number)가 45보다 더 낮은 재료들의 제 1 재료그룹과 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 크고 아베 수가 50보다 더 큰 재료들의 제 2 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 큰 굴절률을 갖는 재료들이며,
    저굴절률 재료들은 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 55보다 더 낮은 재료들의 제 3 재료그룹과 굴절률이 I-라인에서 1.55보다 더 낮고 아베 수가 60보다 더 큰 재료들의 제 4 재료그룹을 포함한 I-라인에서 1.55보다 더 낮은 굴절률을 갖는 재료들인 리소그래피 투사 대물렌즈.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 렌즈그룹들 각각은 제 1 또는 제 2 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 리소그래피 투사 대물렌즈.
  8. 제 5 항에 있어서,
    제 1, 제 2, 및 제 4 렌즈그룹들 각각은 제 1 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 리소그래피 투사 대물렌즈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 1 렌즈그룹(G31)의 제 1 렌즈와 제 4 렌즈그룹(G34)의 마지막 렌즈 모두가 제 1 재료그룹의 재료로 제조되는 리소그래피 투사 대물렌즈.
  10. 제 5 항에 있어서,
    제 3 렌즈그룹은 제 2 재료그룹의 재료로 제조된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 리소그래피 투사 대물렌즈.
  11. 제 5 항에 있어서,
    제 2 렌즈그룹은 오목면들이 서로 바라보는 적어도 한 쌍의 렌즈들을 포함하고,
    제 3 렌즈그룹은 오목면이 이미지면을 바라보는 적어도 하나의 반월형 렌즈를 포함하며,
    제 4 렌즈그룹은 오목면이 대물면을 바라보는 적어도 하나의 반월형 렌즈를 포함하는 리소그래피 투사 대물렌즈.
  12. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6511701B2 (ja) * 2014-01-22 2019-05-15 リソテック株式会社 投影光学系、投影露光装置、及びデバイス製造方法
JP6371869B2 (ja) 2014-06-23 2018-08-08 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置を修正する方法
CN105527701B (zh) * 2014-09-28 2018-06-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 大视场投影光刻物镜
CN113900227B (zh) * 2021-10-09 2022-07-05 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种大视场高分辨宽波段的物镜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808814A (en) 1996-07-18 1998-09-15 Nikon Corporation Short wavelength projection optical system
US5969803A (en) 1998-06-30 1999-10-19 Nikon Corporation Large NA projection lens for excimer laser lithographic systems
JP2000356741A (ja) 1999-06-14 2000-12-26 Canon Inc 投影光学系
JP2006147809A (ja) 2004-11-18 2006-06-08 Canon Inc 露光装置の投影光学系、露光装置およびデバイスの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01262513A (ja) * 1988-04-13 1989-10-19 Ricoh Co Ltd 複写用可変焦点レンズ
JP3454390B2 (ja) * 1995-01-06 2003-10-06 株式会社ニコン 投影光学系、投影露光装置及び投影露光方法
US5986824A (en) * 1998-06-04 1999-11-16 Nikon Corporation Large NA projection lens system with aplanatic lens element for excimer laser lithography
DE19905203A1 (de) * 1999-02-09 2000-08-10 Zeiss Carl Fa Reduktions-Projektionsobjektiv der Mikrolithographie
JP2000199850A (ja) * 1999-01-07 2000-07-18 Nikon Corp 投影光学系及び投影露光装置並びにデバイスの製造方法
JP3503631B2 (ja) * 2001-04-27 2004-03-08 セイコーエプソン株式会社 投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター
JP2004012825A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Fuji Photo Optical Co Ltd 投影光学系およびそれを用いた投影露光装置
JP2005109286A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Nikon Corp 投影光学系、露光装置、および露光方法
WO2006069795A2 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Carl Zeiss Smt Ag Projection optical system
JP4779394B2 (ja) * 2005-03-23 2011-09-28 株式会社ニコン 投影光学系、露光装置、および露光方法
JP4792779B2 (ja) * 2005-03-29 2011-10-12 株式会社ニコン ズームレンズ
JP2007079015A (ja) 2005-09-13 2007-03-29 Nikon Corp 投影光学系、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
EP2101209A1 (en) * 2006-05-05 2009-09-16 Carl Zeiss SMT AG Symmetrical objective having four lens groups for microlithography
EP2188673A1 (en) * 2007-08-03 2010-05-26 Carl Zeiss SMT AG Projection objective for microlithography, projection exposure apparatus, projection exposure method and optical correction plate
CN101231378B (zh) * 2007-12-21 2010-11-10 上海微电子装备有限公司 一种全折射式投影光学系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808814A (en) 1996-07-18 1998-09-15 Nikon Corporation Short wavelength projection optical system
US5969803A (en) 1998-06-30 1999-10-19 Nikon Corporation Large NA projection lens for excimer laser lithographic systems
JP2000356741A (ja) 1999-06-14 2000-12-26 Canon Inc 投影光学系
JP2006147809A (ja) 2004-11-18 2006-06-08 Canon Inc 露光装置の投影光学系、露光装置およびデバイスの製造方法

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US20130293859A1 (en) 2013-11-07

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