KR20230009301A - 투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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KR20230009301A
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치아키 데라사와
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

고사양화와 양호한 광학 성능을 양립시키는 것이 가능한 투영 광학계를 제공한다.
오목 거울 및 볼록 거울을 갖고, 물체면 위에 있어서의 광축 밖에 위치하는 조명 영역의 패턴의 상을 상기 오목 거울, 상기 볼록 거울, 상기 오목 거울의 순으로 반사시켜 상면에 투영하는 투영 광학계는, 상기 오목 거울과 상기 볼록 거울 사이의 광로 위에 배치된 렌즈군을 구비하고, 상기 렌즈군은, 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈와 상기 볼록 거울 사이에 배치되며 또한 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 상기 제1 비구면은, 상기 제1 비구면의 위치 Pcr, 위치 Psm에 있어서의 파워를 각각 φcr, φsm이라고 하고, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 광축 위의 파워를 φoa라고 하였을 때, (φsm-φcr)/|φoa|<0을 만족시키고, 상기 제2 렌즈의 상기 제2 비구면은, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 위치 Pcr로부터 상기 위치 Psm으로의 파워 변화를 보상하기 위한 영역을 갖는다.

Description

투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 {PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나, 액정 또는 유기 EL 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정인 리소그래피 공정에서는, 투영 광학계를 갖는 노광 장치가 사용될 수 있다. 노광 장치에서는, 투영 광학계를 통해 원판(레티클, 마스크)의 패턴을, 감광재(레지스트)가 도포된 기판(웨이퍼, 유리 플레이트 등)에 투영함으로써, 원판의 패턴을 기판 위에 전사할 수 있다.
노광 장치의 투영 광학계로서는, 예를 들어 오목 거울 및 볼록 거울로 계 3회 반사시키는 텔레센트릭 반사 굴절형의 광학계가 알려져 있다. 이러한 투영 광학계에서는, 그것을 구성하는 렌즈 및/또는 미러에 비구면을 사용하고, 물체면 위에 배치되는 원판 위의 조명 영역(예를 들어 원호 형상의 영역)의 상을 등배 또는 확대 배율로 기판 위에 투영할 수 있다.
특허문헌 1에는, 원판 위에 있어서의 원호 형상의 조명 영역의 폭(슬릿 폭)을 확대함으로써 스루풋을 향상시키는 것이 가능한 투영 광학계의 구성이 제안되어 있다. 특허문헌 2에는, 투영 광학계의 결상 배율(투영 배율)을 증대시키는 것이 가능한 투영 광학계의 구성이 제안되어 있다. 특허문헌 3에는, 디바이스의 대형화에 수반하는 원판의 대형화를 억제하기 위한 확대 배율을 갖는 투영 광학계의 구성이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-78631호 공보 일본 특허 공개 제2006-78592호 공보 일본 특허 공개 제2008-89832호 공보
스즈키 아키요시 저, 「등배 2매 거울계의 해석」, 광학 제14권 제5호, 1985년 10월 발행
노광 장치에 대한 시장 요구의 변천으로서, 고정밀화나 대화면화, 생산 효율 향상 등을 들 수 있고, 거기에 대응하기 위해서는, 투영 광학계의 고해상력화나 노광 범위의 확장이 필요해진다. 즉, 노광 장치의 투영 광학계에는, 고NA화, 단파장화, 상면(像面) 위의 투영 영역의 확대 등의 더 한층의 고사양화가 요구되고 있다.
특허문헌 1 내지 2에 기재된 투영 광학계의 구성에서는, 2매의 렌즈 및 비구면이 볼록 거울의 근방에 배치되어 있지만, 광학 성능(특히, 쌔지털(sagittal) 및 메리디오널(meridional)의 색 상면, 횡수차의 색 할로의 보정)이 불충분하다. 그 때문에, 더 한층의 고NA화 및 투영 영역의 확대에는 적합하지 않다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 투영 광학계의 구성에서는, 양면이 비구면인 1매의 렌즈가 볼록 거울의 근방에 배치되어 있지만, 광학 성능(특히, 쌔지털 할로의 상고차(像高差)와 색수차, 횡수차의 보정)이 불충분하다. 그 때문에, 더 한층의 고NA화 및 투영 영역의 확대에는 적합하지 않다.
그래서, 본 발명은, 고사양화와 양호한 광학 성능을 양립시키는 것이 가능한 투영 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일측면으로서의 투영 광학계는, 오목 거울 및 볼록 거울을 갖고, 물체면 위에 있어서의 광축 밖에 위치하는 조명 영역의 패턴의 상을 상기 오목 거울, 상기 볼록 거울, 상기 오목 거울의 순으로 반사시켜 상면에 투영하는 투영 광학계이며, 상기 오목 거울과 상기 볼록 거울 사이의 광로 위에 배치된 렌즈군을 구비하고, 상기 렌즈군은, 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈와 상기 볼록 거울 사이에 배치되며 또한 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 상기 제1 비구면은, 상기 조명 영역을 2등분하는 자오 평면과 상기 조명 영역이 교차하는 선에 있어서의 2개의 단부점 중 상기 광축에 가까운 단부점을 Yi, 상기 광축으로부터 먼 단부점을 Ya라고 하고, 상기 단부점 Yi로부터의 주 광선이 입사하는 상기 제1 비구면의 위치를 Pcr, 상기 단부점 Ya로부터의 쌔지털 마지널(marginal) 광선이 입사하는 상기 제1 비구면의 위치를 Psm이라고 하고, 상기 위치 Pcr, 상기 위치 Psm에 있어서의 파워(배율)를 각각 φcr, φsm이라고 하고, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 광축 위의 파워를 φoa라고 하였을 때, (φsm-φcr)/|φoa|<0을 만족시키고, 상기 제2 렌즈의 상기 제2 비구면은, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 위치 Pcr로부터 상기 위치 Psm으로의 파워 변화를 보상하기 위한 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 목적 또는 기타 측면은, 이하 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 고사양화와 양호한 광학 성능을 양립시키는 것이 가능한 투영 광학계를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 2a는 물체면에 있어서의 조명 영역을 나타내는 도면
도 2b는 실시예 1의 렌즈군 구성을 설명하기 위한 도면
도 3은 실시예 1의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 4a는 실시예 1의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 4b는 실시예 1의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 5는 실시예 2의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 6은 실시예 2의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 7a는 실시예 2의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 7b는 실시예 2의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 8은 실시예 3의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 9는 실시예 3의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 10a는 실시예 3의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 10b는 실시예 3의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 11은 실시예 4의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 12는 실시예 4의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 13a는 실시예 4의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 13b는 실시예 4의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 14는 실시예 5의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 15는 실시예 5의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 16a는 실시예 5의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 16b는 실시예 5의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 파장 320nm에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 17은 실시예 6의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 18은 실시예 6의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 19a는 실시예 6의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 19b는 실시예 6의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 파장 320nm에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 20은 실시예 7의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 21은 실시예 7의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 22a는 실시예 7의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 22b는 실시예 7의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 23은 실시예 8의 투영 광학계의 구성을 나타내는 개략도
도 24는 실시예 8의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 25a는 실시예 8의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 25b는 실시예 8의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 26은 노광 장치의 구성예를 나타내는 개략도
도 27은 등배 2매 거울계의 기본 파라미터를 설명하기 위한 도면
도 28은 종래 구성의 투영 광학계의 개략도
도 29a는 종래 구성의 투영 광학계에 있어서의 종수차도
도 29b는 종래 구성의 투영 광학계에 있어서의 횡수차도 및 i선에 있어서의 파면 수차를 나타내는 도면
도 30은 종래 구성의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 31은 특허문헌 1의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 32는 특허문헌 1의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 33은 특허문헌 1의 투영 광학계에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 나타내는 도면
도 34는 고스트 및 플레어의 발생 원인을 설명하기 위한 도면
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 필수적인 것만은 아니고, 또한 복수의 특징은 임의로 조합할 수 있어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 붙여, 중복된 설명은 생략한다.
먼저, 노광 장치에 사용되는 투영 광학계에 있어서, 본 발명이 목적으로 하는 고NA화, 단파장화, 상면 위의 투영 영역(유효 영역)의 확장화, 소형화 등의 고사양화와 양호한 광학 성능의 양립이 용이하지 않은 이유에 대하여, 상기 비특허문헌 1을 사용하여 설명한다. 비특허문헌 1에 의하면, 예를 들어 비특허문헌 1의 식 (21)로부터, 횡수차는 θ의 4승, NA(φ)의 3승에 비례하고, 잔존 파면 수차는 h×NA7에 비례하는 것을 알 수 있다. h, φ, θ는, 도 27(비특허문헌 1의 도 1에 상당)에 나타나는 바와 같이, 물체 높이, NA, 주 광선각에 관한 파라미터를 각각 나타내고 있다. 즉, φ를 크게 하면서 볼록 거울과 그 상하의 광선의 거리를 확보하기 위해서 h, θ도 크게 하면 고NA화를 실현하고, h, θ를 크게 하면 투영 영역의 확대를 실현하고, 오목 거울의 직경이 작게 하기 위해 θ를 크게 하면 소형화를 실현 할 수 있다. 그러나, 이 경우, 상기 수차의 발생량이 거대해질 수 있다. 또한, 단파장화에 대하여는, 사용되는 글래스재가 거의 석영에 한정되기 때문에, 특히 색을 포함하는 상면 만곡, 비점 수차, 횡수차의 보정이 곤란해지고, 또한 h를 크게 하여 투영 영역을 확장하면, 보다 보정이 곤란해질 수 있다. 그래서, 본 발명자는 예의 검토에 의해, 고사양화와 양호한 광학 성능의 양립을 실현할 수 있는 투영 광학계의 구성을 알아냈다. 이하에, 본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 1에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 구성을 나타내는 개략도이다. 투영 광학계(PO1)는 오목 거울(M1) 및 볼록 거울(M2)을 갖고, 물체면 위에 있어서의 광축 밖에 위치하는 조명 영역의 패턴의 상을 오목 거울(M1), 볼록 거울(M2), 오목 거울(M1)의 순으로 반사시켜 상면에 투영한다. 도 1에 있어서, OA는 광축, OP는 물체면, IP는 상면, L1은 제1 비구면 렌즈, SG는 굴절 광학 부재, LG는 렌즈군을 나타내고 있다. 투영 광학계(PO1)가 노광 장치에 적용되는 경우, 투영 광학계(PO1)의 물체면(OP)에 원판이 배치되고, 투영 광학계(PO2)의 상면(IP)에 기판이 배치될 수 있다. 물체면(OP)으로부터 NA 0.1로 사출된 광속은, 물체면(OP)으로부터의 광로순으로 L1→SG→M1→LG→M2→LG→M1→SG→L1로 각 광학 소자를 통과 또는 반사하여 상면(IP)에 등배로 결상된다. 즉, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)는, 물체면(OP)에 있어서의 조명 영역(IR)의 상(구체적으로는, 조명 영역(IR)에 마련된 패턴의 상)을 상면(IP)에 등배로 투영하는 등배계이다. 또한, 투영 광학계(PO1)의 동공 위치(동공면)는 볼록 거울(M2)이며, 볼록 거울(M2)의 근방에 개구 조리개를 배치해도 된다. 또한, 굴절 광학 부재(SG)는, 결상 배율 또는 왜곡 수차를 조정하기 위해 사용될 수 있다.
도 1에 나타내지는 구성예에서는, 렌즈군(LG)은 오목 거울(M1)과 볼록 거울(M2) 사이의 광로 위에 배치되고, 렌즈(L2) 및 렌즈(L3)를 포함할 수 있다. 렌즈(L2)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L3)가 렌즈(L2)(제1 렌즈)와 볼록 거울(M2) 사이에 배치되며 또한 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 1에 있어서, 렌즈(L2)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L2)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L3)의 볼록 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
도 2a는, 물체면(OP)에 있어서의 조명 영역(IR)을 나타내고 있다. 조명 영역(IR)은, 물체면(OP)에 배치된 원판이 슬릿 광으로 조명되는 영역으로서 이해되어도 되고, 유효 영역이라고 불리는 경우가 있다. 조명 영역(IR)은, 광축(OA)이 포함되지 않도록 물체면(OP) 위에 있어서의 광축 밖(광축(OA)의 외측)에 위치하고 있다. 본 실시예 1에서는, 원호 형상의 조명 영역(IR)에 대하여 설명하지만, 조명 영역(IR)의 형상은 원호 형상에 한정되는 것은 아니고, 직사각형 형상이어도 된다. 또한, 본 실시예 1에서는, 도 2a에 나타나는 바와 같이, 조명 영역(IR)의 짧은 변 방향인 Y축 방향의 길이를 슬릿 폭 Sw, 긴 변 방향인 X축 방향의 길이를 조명 폭(노광 폭) W, 조명 영역(IR)에 있어서의 자오 평면 내의 최소 물체 높이를 하한 Yi, 최대 물체 높이를 상한 Ya라고 나타낸다. 자오 평면은, 조명 영역(IR)의 무게 중심을 물점으로 하여 통과하는 주 광선과 광축(OP)을 포함하는 면(메리디오널면)으로서, 즉, 광축(OP)을 포함하면서 또한 조명 영역(IR)을 2등분하는 면으로서 정의될 수 있다. 또한, 하한 Yi는, 조명 영역(IR)과 자오 평면이 교차하는 선에 있어서의 2개의 단부점 중 광축(OP)에 가까운 단부점으로서 이해되어도 되고, 상한 Ya는, 당해 2개의 단부점 중 광축(OP)으로부터 먼 단부점으로서 이해되어도 된다. 투영 광학계(PO1)에서는, 조명 폭 W가 클수록 일괄 노광 시의 대화면화가 달성 가능하고, 슬릿 폭 Sw가 클수록 노광 조도를 높일 수 있기 때문에 스루풋(즉 생산 효율)을 향상시킬 수 있다.
도 2b는, 본 실시예 1의 렌즈군(LG)의 구성을 나타내고 있다. 도 2b의 (a)는 렌즈군(LG)(렌즈(L2, L3)) 및 볼록 거울(M2)의 확대도를 나타내고, 도 2b의 (b)는 렌즈(L2)의 비구면(L2R1)(오목 거울측의 면)에서의 광속 위치를 나타내고, 도 2b의 (c)는 각 비구면에 있어서의 국소 파워의 변화를 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예 1의 렌즈군(LG)은 가장 오목 거울(M1)측에 배치되며 또한 오목 거울(M1)측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈인 렌즈(L2)와, 렌즈(L2)와 볼록 거울(M2) 사이에 배치된 렌즈(L3)를 포함한다. 렌즈(L2)의 오목 거울(M2)측의 면(L2R1), 및 렌즈(L3)의 볼록 거울(M2)측의 면(L3R2)이 비구면이며, 이하에서는, 그들 면을 비구면(L2R1) 및 비구면(L3R2)이라고 표기하는 경우가 있다.
도 2b의 (a)에서는, 하한 Yi(단부점 Yi) 및 상한 Ya(단부점 Ya)를 각각 물점으로 하는 상측 광선, 주 광선, 하측 광선을 도시하고 있으며, 하한 Yi로부터의 주 광선이 입사하는 비구면(L2R1) 위의 위치 Pcr을 ×표로 나타내고 있다. 도 2b의 (b)에서는, 하한 Yi로부터의 광속 직경을 일점 쇄선(Yi 광속 직경)으로 나타내고, 상한 Ya로부터의 광속 직경을 짧은 점선(Ya 광속 직경)으로 나타내고 있다. 그리고, 하한 Yi로부터의 주 광선이 입사하는 비구면(L2R1) 위의 위치 Pcr을 ×표로 나타내고, 상한 Ya로부터의 쌔지털 마지널 광선이 입사하는 비구면(L2R1) 위의 위치 Psm을 ○표로 나타내고 있다. 또한, 도 2b의 (b)에서는, 광축(OA)으로부터 위치 Pcr, 위치 Psm의 각각까지를 반경으로 한 원을 긴 점선으로 각각 나타내고 있고, 본 실시예 1에서는, 이 점선으로 둘러싸인 영역 내에 있어서 비구면 국소 파워 형상이 규정된다. 여기서, 상한 Ya로부터의 쌔지털 마지널 광선이란, 상한 Ya로부터의 구결 평면 내의 마지널 광선으로서 이해되어도 되고, 상한 Ya로부터의 쌔지털 광선 중 마지널 광선(주변 광선)으로서 이해되어도 된다.
도 2b의 (c)는 각 비구면에 있어서의 국소 파워의 변화를 나타내고 있고, 종축이 비구면의 반경 방법의 위치(높이), 횡축이 각 비구면의 국소 파워(이하에서는, 비구면 국소 파워라고 표기하는 경우가 있음)를 나타내고 있다. 횡축의 번호는, 물체면(OP)으로부터 광로순으로 배치되어 있는 비구면의 번호를 나타내고 있고, 3번째가 비구면(L2R1)이며, 4번째가 비구면(L3R2)이다. 또한, 횡축에 나타내지는 비구면 국소 파워는, 지면 우측 방향이 정의 방향, 지면 좌측 방향이 부의 방향을 나타내고 있다. 도 2b의 (c)에서는, 비구면(L2R1) 위의 위치 Pcr, 위치 Psm이 각각 ×표, ○표로 나타내져 있고, 비구면(L2R1) 위의 위치 Pcr, 위치 Psm을 통과한 광선이 각각 입사하는 비구면(L3R2) 위에서의 위치(높이)도 ×표, ○표로 나타내져 있다.
여기서, 본 발명에 관한 투영 광학계는, 고사양화와 양호한 광학 성능의 양립을 실현하기 위해서, 제1 렌즈의 제1 비구면에 있어서의 위치 Pcr, 위치 Psm에서의 비구면 국소 파워를 각각 φcr, φsm이라고 하였을 때, 제1 비구면이 식 (1)을 만족시키도록 구성된다. 식 (1)의 φoa는, 제1 비구면에 있어서의 광축 위의 파워를 나타내고 있다. 그리고, 제2 렌즈의 제2 비구면은, 당해 제1 비구면에 있어서의 위치 Pcr로부터 위치 Psm으로의 파워 변화(파워 φcr로부터 파워 φsm으로의 변화)를 보상하기 위한 영역을 포함한다.
(φsm-φcr)/|φoa|<0 ···(1)
본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 경우, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈는 렌즈(L2)이며, 제1 비구면은 비구면(L2R1)이며, 제2 렌즈는 렌즈(L3)이며, 제2 비구면은 비구면(L3R2)이다. 그리고, 도 2b의 (c)를 참조하면, 제1 비구면으로서의 비구면(L2R1)(3번째의 비구면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있어, 상기 식 (1)을 만족시키고 있다. 또한, 제2 비구면으로서의 비구면(L3R2)(4번째의 비구면)은, 제1 비구면으로서의 비구면(L2R1)에서의 부의 비구면 국소 파워의 변화를 보상하도록(바람직하게는 제거하도록) 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 변화되고 있는 영역을 갖는다. 구체적으로는, 비구면(L3R2)에서는, 비구면(L2R1)의 위치 Pcr을 통과한 광선이 입사하는 위치(×표)로부터, 비구면(L2R1)의 위치 Psm을 통과한 광선이 입사하는 위치(○표)를 향하여, 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다.
이어서, 종래 구성의 투영 광학계에 대한 본 발명에 관한 투영 광학계의 구성 효과(보정 메커니즘의 차이)를 명확하게 하기 위해서, 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 설계를 시도한 결과에 대하여 설명한다. 종래 구성의 투영 광학계(POc)에서는, 렌즈군(LG)이 양면 비구면의 1매의 렌즈(L2)만을 포함하는 것 이외에는, 도 1에 나타내지는 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 마찬가지의 광학 사양(구성, 설계 자유도)을 갖는다. 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 광학 사양은, 이하의 표 1에 나타나는 바와 같이, NA 0.1, 조명 폭 W=1100mm, 슬릿 폭 Sw=100mm(물체 높이 519 내지 619mm)이다. 이하의 표 2 내지 표 3은, 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 설계에 사용한 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다(설명은 단락 0051에 준함). 또한, 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 개략도를 도 28에 나타내고, 종래 구성의 투영 광학계(POc)에 있어서의 종수차도를 도 29a에, 횡수차도 및 i선의 파면 수차 RMS를 도 29b에 각각 나타내고 있다. 도 30은, 종래 구성의 투영 광학계(POc)에 있어서의 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
또한, 통상적으로 수차도는 물체면 기준의 입사 동공 위치의 부호에 의해, 메리디오널 상측 광선, 하측 광선, 쌔지털 광선의 표시가 교체되지만, 여기에서는 모든 수차도에 있어서, 광로도 위에서의 상측 광선, 하측 광선이 수차도와 대응하도록 수정되어 있다. 또한, 표 2 내지 표 3에 나타내지는 각종 파라미터의 수치예에서는, 종수차도에서 상계(像界)가 정의 간격, 정의 굴절률이 되도록, 상면 직전에 거울을 삽입하고 있으며, 거울의 매수는 짝수로 하고 있다. 상기 설정은, 이하에서 설명하는 본 발명에 관한 모든 실시예에 있어서 공통으로 사용하고 있다.
종래 구성의 투영 광학계(POc)에서는, 설계 결과로부터, 도 29a 내지 도 29b로부터 주 파장은 365nm(i선으로 함)이며, 예를 들어 횡수차로부터 알 수 있는 바와 같이, 이하의 수차가 잔존하는 것이 확인되었다.
(수차 1) 색의 메리디오널 상면 만곡은, 중간 상고에서는 보정되지만, 상하의 상고단에서는 경향이 역전된다(고상고를 향해 단파장은 언더, 장파장은 오버)
(수차 2) 색을 포함한 메리디오널 축외 구면 수차(할로)는 언더 경향
(수차 3) 색을 포함한 쌔지털 축외 구면 수차(할로)는 고상고를 향해 언더 경향
(수차 4) 저상고의 쌔지털 할로를 지배하는 구면 수차는 오버 경향
또한, 결과적으로, i선의 파면 수차 RMS는, 중간의 물체 높이에서는 작게 되어 있지만, 슬릿 폭의 양단의 물체 높이에서는 40mλ, 50mλ 정도로 증가하고 있는 것이 확인되었다.
이 이유로서는, 렌즈(L2)의 오목 거울측의 면(R1) 및 볼록 거울측의 면(R2) 중 어느 쪽도, 면의 파워 변화가, 수차 1 내지 3을 보정하기 위해서는 부의 방향이지만, 수차 4를 보정하기 위해서는 정의 방향이 되므로, 1면만으로는 수차 1 내지 4의 전체의 보정이 양립되지 않기 때문이다. 또한, 면(R1) 및 면(R2)의 2개의 면에서의 수차 보정을 생각해도, 전체 시스템의 페츠발 썸(Petzval sum) 보정은, 오목 거울 및 볼록 거울의 파워가 담당하고 있기 때문에, 메니스커스 렌즈의 파워는 제로에 가까운 상태이며, 면(R1) 및 면(R2)이 벤딩되도록 움직이게 된다. 즉, 수차 보정의 민감도가 유사하기 때문에, 면(R1) 및 면(R2)의 각각에서 독립적으로 수차 보정을 행할 수 없는 상태로 되어 있다. 결과로서, 도 30에 있어서, 본 실시예 1의 비구면(L2R1)의 위치 Pcr, 위치 Psm에 상당하는 종래 구성의 렌즈(L2)의 위치에서의 비구면 국소 파워를 각각 φcr(×표), φsm(○표)로 나타내는 바와 같이, 그들 사이에서의 파워 변화는 매우 작다. 따라서, 상기 종래 구성과 마찬가지로, 양면이 비구면인 1매의 렌즈만을 볼록 거울의 근방에 배치하고 있는 특허문헌 3에 기재된 투영 광학계에서는, 상술한 바와 같이 수차가 보정 부족이 될 수 있다.
이에 대해, 본 발명에 관한 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 구성에 의하면, 렌즈군(LG) 중 렌즈(L2)를 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈로 함으로써, 구면 수차의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 수차 4를 저감(억제)시킬 수 있다. 그리고, 렌즈군(LG)에 있어서의 비구면 중 가장 오목 거울측에 위치하는 비구면(L2R1)은, 동공 위치인 볼록 거울로부터 이격되어 있으며, 상고마다의 광선이 통과하는 위치차가 크다. 그 때문에, 비구면(L2R1)에 있어서의 비구면 국소 파워 변화를 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 변화시킴으로써, 상고차에 기인하는 수차 1 내지 3을 동시에 보정하는 것이 가능해진다. 한편, 비구면(L2R1)만으로는 수차 4는 증가할 수 있지만, 수차 4에 대하여는 렌즈(L3)의 비구면(L3R2)을 사용함으로써 저감시키고 있다. 구체적으로는, 상고마다의 광선이 통과하는 위치차가 작은 동공 위치인 볼록 거울의 근방에 렌즈(L3)의 비구면(L3R2)을 배치하고, 당해 비구면(L3R2)의 국소 파워를, 렌즈(L2)의 비구면(L2R1)에서의 부의 방향의 파워 변화가 보상되도록 정의 방향으로 변화시키고 있다. 이에 의해, 렌즈(L2)의 비구면(L2R1)으로 보정한 수차의 일률 성분과, 주로 수차 4를 보정할 수 있기 때문에, 전체로서 수차 1 내지 4를 양호하게 보정하는 것이 가능해진다. 상기 수차 보정의 작용은, 볼록 거울(M2)의 반사 전후에서 광선이 렌즈군(LG)을 2회 통과하므로 상기 보정 효과도 커질 수 있다.
또한, 특허문헌 1 내지 2에 기재된 투영 광학계에서는, 볼록 거울의 근방에 2매 이상의 렌즈를 배치하고 있다. 특허문헌 1에 있어서 렌즈군에 비구면을 사용하고 있는 실시예는, 실시예 1, 실시예 3, 실시예 4이며, 특허문헌 2에 있어서 렌즈군에 비구면을 사용하고 있는 실시예는, 실시예 3(특허문헌 1의 실시예 3과 동일), 실시예 4(특허문헌 1의 실시예 4와 동일)이다. 검증을 위해, 본 발명자는, 특허문헌 1의 실시예 1, 실시예 3, 실시예 4의 비구면 국소 파워를 재현하고, 그 결과를 도 31, 도 32, 도 33에 각각 나타낸다(종축은 유효 반경으로 규격화하고 있음). 도 31 내지 도 33의 각 도면에서는, 렌즈군에 있어서의 비구면 중에서 가장 오목 거울측에 배치한 비구면 위에 있어서, 상기에서 정의한 위치 Pcr, 위치 Psm에서의 비구면 국소 파워를 φcr(×표), φsm(○표)로 나타내고 있다. 또한, 이후의 비구면에 있어서도, 위치 Pcr, 위치 Psm을 통과한 광선이 각각 입사하는 위치를 ×표, ○표로 나타내고 있다. 각 도 31 내지 도 33으로부터 명백한 바와 같이, 메니스커스 렌즈에 배치된 비구면 중에서 가장 오목 거울측에 배치한 비구면은, φcr(×표)로부터 φsm(○표)을 향해 정의 방향으로 변화되고 있어, 본 발명에 관한 투영 광학계와는 보정 원리가 다른 것을 알 수 있다. 따라서, 특허문헌 1 내지 2에 기재된 투영 광학계의 구성에서는, 고사양화와 양호한 수차 보정의 양립은 곤란하다.
이어서, 본 발명에 관한 투영 광학계에 있어서, 고사양화와 양호한 광학 성능의 양립을 실현하기 위한 보다 바람직한 구성 조건에 대하여 설명한다.
본 발명에 관한 투영 광학계는, 제2 렌즈의 제2 비구면(실시예 1에서는 렌즈(L3)의 비구면(L3R2))의 파워를 φmr이라고 하고, 볼록 거울(M2)의 파워를 φtm이라고 하였을 때, 이하의 식 (2)를 만족시키도록 구성되면 된다. 식 (2)는 구면 수차를 양호한 범위로 보정하기 위한 조건이며, 렌즈면이 노 파워(무배율)를 포함하는 범위를 설정하고 있다. (φmr/φtm)이 하한값(-0.12)보다 작아지면, 볼록면 형상으로 되어 정의 파워가 커지기 때문에, 특히 고차 언더의 구면 수차가 발생해버린다. 한편, 상한값(0.15)보다 커지면, 오버의 구면 수차가 발생하기 쉬워지기 때문에, 저상고의 쌔지털 할로도 오버되고, 결과적으로 쌔지털 할로 상고차가 증대되어버린다.
-0.12≤φmr/φtm ≤0.15 ···(2)
또한, 본 발명에 관한 투영 광학계는, 렌즈군(LG)의 전체에서의 파워를 φAM이라고 하고, 제2 렌즈(실시예 1에서는 렌즈(L3))의 파워를 φTL이라고 하였을 때, 이하의 식 (3)을 만족시키도록 구성되면 된다. 식 (3)은 렌즈군(LG)에 있어서의 복수의 렌즈 중 가장 볼록 거울의 근방에 배치되는 렌즈의 파워를 규정하고 있다. 광학계 전체 시스템에서의 페츠발 썸은, 오목 거울(M1) 및 볼록 거울(M2)의 파워로 결정되기 때문에, 렌즈군(LG)의 파워 φAM은 노 파워에 가까운 값이 되고, 부호는 정과 부의 양쪽이 있을 수 있다. 그 때문에, 파워 φAM의 절댓값과 제2 렌즈의 파워 φTL의 비를 규정하고 있다. 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에서는, 가장 볼록 거울의 근방에 배치되는 렌즈(L3)의 파워는 정의 값을 갖는다. 또한, 당해 렌즈(L3)의 볼록 거울측의 면의 파워는, 상기 식 (2)로 규정되어 있기 때문에, (|φAM|/φTL)이 하한값(0.08)보다 작아지면, 당해 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면의 파워가 정의 방향으로 커진다. 이 경우, 전술한 식 (1)을 만족시키도록 제1 렌즈의 제1 구면을 구성한 것에 의한 상기 수차 1 내지 3의 보정 효과를 저감시키는(상쇄시키는) 작용이 작동되어버리기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 상한값에 대하여는, 자동적으로 렌즈군(LG)의 파워 φAM과 동등한 노 파워가 되므로 1.0으로 규정될 수 있다(바람직한 상한값은 0.95임).
0.08≤|φAM|/φTL ≤0.95 ···(3)
또한, 본 발명에 관한 투영 광학계는, 제1 렌즈의 제1 비구면(실시예 1에서는 렌즈(L2)의 비구면(L2R1))이 이하의 식 (4)를 만족시키도록 구성되면 된다. ((φsm-φcr)/|φoa|)가 하한값(-0.95)보다 작아지면, 수차 1 내지 3을 과잉으로 보정해버린다. 그 때문에, 가장 오목 거울측에 배치한 비구면(L2R1)을 갖는 렌즈(L2)와, 렌즈(L2)와 볼록 거울(M2) 사이에 배치된 렌즈(L3)의 비구면(L3R2)에 의한 정의 비구면 국소 파워 변화에서는, 수차의 밸런스를 유지할 수 없게 된다. 그 결과, 단파장의 메리디오널 상면 만곡이 오버로 잔존하거나(장파장은 언더), 색을 포함하는 쌔지털 및 메리디오널의 할로 고차 성분이 오버로 잔존하거나 해버린다. 한편, 상한값(-0.055)보다 커지면, 반대로 상기 수차 1 내지 3의 보정 효과가 부족하기 때문에, 수차 1 내지 3이 잔존해버린다.
-0.95≤(φsm-φcr)/|φoa|≤-0.055 ···(4)
또한, 본 발명에 관한 투영 광학계는, 볼록 거울(M2)의 곡률 반경을 Rt라고 하고, 제2 렌즈(실시예 1에서는 렌즈(L3))의 오목 거울측의 면의 곡률 반경을 Rm1, 제2 렌즈의 볼록 거울측의 면의 곡률 반경을 Rm2라고 하였을 때, 이하의 식 (5)를 만족시키도록 구성되면 된다. 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에 있어서, 제2 렌즈의 오목 거울측의 면이란, 렌즈(L3)의 면 중 비구면(L3R2)과는 반대측의 면이며, 제2 렌즈의 볼록 거울측의 면이란, 렌즈(L3)의 비구면(L3R2)이다. 식 (5)는 볼록 거울(M2)과, 렌즈군(LG)에 있어서 가장 볼록 거울의 근방에 배치되는 렌즈면의 다중 반사에 의해 발생하는 불필요한 광을 억제하는 조건이다. 볼록 거울(M2)의 근방에 배치된 렌즈면의 곡률 반경이 볼록 거울(M2)의 곡률 반경에 가까운 경우, 당해 렌즈면이 반사면으로서 작용하는 불필요한 광의 근축 백 위치가 상면 근방이 되고, 고스트 및 플레어의 원인이 되는 경우가 있다. 이 때의 광로를 도 34에 나타낸다. 렌즈에 실선 화살표로 입사한 광선이, 각 렌즈면에서 반사한 후의 광선을 대표적인 점선 패턴으로 표현하고 있다. 불필요한 광을 억제하는 대책의 하나로서, 렌즈면의 반사 방지막의 반사율을 저감시키는 것을 들 수 있지만, 그 대신에 또는 추가적으로, 투영 광학계의 설계 시에, 불필요한 광을 발생시키는 렌즈면의 곡률 반경을 고려하여, 그 근축 백 위치를 상면으로부터 멀리 떨어지게 하는 것이 바람직하다. 식 (5)에 있어서의 (Rt/Rm1) 또는 (Rt/Rm2)의 값이 1일 때에 볼록 거울의 곡률 반경과 렌즈면의 곡률 반경이 동일해지기 때문에, 불필요한 광의 근축 백 위치가 가장 상면에 가까워지므로 바람직하지 않다. 식 (5)에서는, (Rt/Rm1) 또는 (Rt/Rm2)의 상한값을 0.31로 하고, 렌즈면의 곡률 반경을 볼록 거울의 곡률 반경보다도 크게 하고 있다. 또한 부의 값이면, 불필요한 광의 근축 백 위치는 상면으로부터 크게 괴리되기 때문에 바람직하다. 상한값이 0.31의 경우, 대략 불필요한 광의 근축 백 위치는 1300mm, NA 0.1에서는 상면 위에서의 광속 직경은 260mm로 커지므로, 불필요한 광의 조도를 저감(억제)시킬 수 있다.
Rt/Rm1≤0.31 또한 Rt/Rm2≤0.31 ···(5)
또한, 본 발명에 관한 투영 광학계는, 이하의 식 (6)에 나타나는 바와 같이, 최대 물체 높이로부터의 주 광선이 오목 거울(M1)로부터 렌즈군(LG)에 입사하는 각도 2θ가 30도보다 커지도록 구성되면 된다. 각도 2θ는, 전술한 도 27을 참조하기 바란다. 식 (6)은 투영 광학계의 소형화를 달성하기 위한 조건이다. 본 발명에 관한 투영 광학계에서는, 렌즈군(LG)에 있어서의 비구면의 형상(국소 파워 변화)을 적절하게 설정한 것에 의해 수차 보정 능력이 향상됨으로써, 오목 거울(M1), 볼록 거울(M2)의 파워 배치를 단축시킬 수 있다. 그 때문에, 오목 거울(M1)의 유효 직경도 단축 가능하여, 소형화를 달성하는 것이 가능해진다. 비교를 위하여, 특허문헌 1의 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4에 있어서, 각도 2θ는 각각 19.9°, 19.2°, 26.8°로 작은 값으로 되어 있기 때문에, 고NA화 및 조명 영역의 확장화를 행하는 경우에는, 투영 광학계가 대형화되어버린다.
2θ>30° ···(6)
이어서, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다. 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 구성에 대하여는, 도 1을 사용하여 전술한 바와 같다. 이하의 표 4는, 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)는, NA 0.1이면서, 조명 폭 1100mm의 대화면화, 및 슬릿 폭 100mm의 생산 효율 향상이 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 5 내지 표 6은, 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표 5에 있어서, 「면 번호」는, 투영 광학계(PO1)에 마련된 복수의 면에 대하여 물체면(OP)으로부터 광로순으로 부여된 번호를 나타내고 있다. 「비구면 설정」은, 각 면이 비구면인지 여부를 나타내고 있고, 「ASP」라고 기재되어 있는 면이 비구면이다. 「R」은 곡률 반경(mm)을, 「D」는 면 간격(mm)을, 「glass」는 글래스재를 각각 나타내고 있다. 단, 공기의 굴절률을 1로 하고, 「glass」에 있어서 "-1"을 곱한 개소는 반사를 나타내고, "SiO2"로 되어 있는 개소는, 글래스재가 합성 석영인 것을 나타내고 있다. 표 5에서는, 파장마다의 굴절률도 나타내고 있다. 또한, 표 6에 나타내지는 「asp_data」는 비구면 계수이며, 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에 있어서의 비구면은 모두, 이하의 식 (7)로 표시되는 비구면식에 의해 정의될 수 있다. 이렇게 구성된 실시예 1의 투영 광학계(PO1)는, 이하의 표 7에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건을 모두 만족시키고 있다.
z=(1/R)h2/(1+(1-(1+k)(1/R)2h2)1/2)
+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12
+Fh14+Gh16+Hh18+Jh20 ···(7)
도 3은, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 3의 종축은, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 값을 나타내고 있다. 또한, 도 3의 횡축 번호는, 물체면(OP)으로부터 광로순으로 배치되어 있는 비구면의 번호를 나타내고 있고, 횡축에 나타내지는 비구면 국소 파워는, 지면 우측 방향이 정의 방향, 지면 좌측 방향이 부의 방향을 나타내고 있다. 또한, 도 3의 종축 및 횡축은, 후술하는 도 6, 도 9, 도 12, 도 15, 도 18, 도 21, 도 24에서도 마찬가지이다.
도 3의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이며, 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 3번째의 비구면은 렌즈(L2)의 비구면(L2R1), 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 비구면(L3R2)이며, 표 5의 7면, 10면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 3에서는, 비구면(L2R1)의 위치 Pcr, 위치 Psm이 각각 3번째의 비구면에 ×표, ○표로 나타내져 있고, 비구면(L2R1)의 위치 Pcr, 위치 Psm을 통과한 광선이 각각 입사하는 비구면(L3R2)의 위치도 4번째의 비구면에 ×표, ○표로 나타내져 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 3번째의 비구면(L2R1)(표 5의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 4번째의 비구면(L3R2)(표 5의 10면)에서는, 3번째의 비구면(L2R1)의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 오목 거울(M1)의 1550mm이기 때문에, 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 1의 투영 광학계(PO1)에 있어서의 종수차도를 도 4a에, 횡수차도 및 i선의 파면 수차 RMS를 도 4b에 각각 나타낸다. 도 29a 내지 도 29b에 나타내지는 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 수차도 및 파면 수차 RMS와 비교하면 일목요연하지만, 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(365nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 13.9mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
[실시예 2]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 2에 대하여 설명한다. 실시예 2는, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 5는, 본 발명에 관한 실시예 2의 투영 광학계(PO2)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)는, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 비교하여, 렌즈군(LG)의 구성이 다르지만, 그 이외는 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 본 실시예 2의 렌즈군(LG)은 렌즈(L2) 및 렌즈(L3)를 포함할 수 있다. 렌즈(L2)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L3)가, 렌즈(L2)(제1 렌즈)와 볼록 거울(M2) 사이에 배치되며 또한 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 2에 있어서, 렌즈(L2)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L2)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다. 실시예 1에서는 렌즈(L3)의 볼록 거울측의 면이 비구면인 것에 비해, 본 실시예 2에서는 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면인 점에서 다르다.
이하의 표 8은, 본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)는, NA 0.1이면서, 조명 폭 1100mm의 대화면화, 및 슬릿 폭 100mm의 생산 효율 향상이 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 9 내지 표 10은, 본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 2의 투영 광학계(PO2)는, 이하의 표 11에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건 중, 식 (5)의 구성 조건 이외는 모두 만족시키고 있다. 식 (5)의 구성 조건을 만족시키지 않는 이유는, 고스트 및 플레어에 관한 반사 방지막에 의한 대책을 주로 하고 있기 때문이다.
도 6은, 실시예 2의 투영 광학계(PO2)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 6의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이며, 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 3번째의 비구면은 렌즈(L2)의 오목 거울측의 비구면, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면이며, 표 9의 7면, 9면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 6에 나타나는 바와 같이, 3번째의 비구면(표 9의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 4번째의 비구면(표 9의 9면)에서는, 3번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 오목 거울(M1)의 1550mm이기 때문에, 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 2의 투영 광학계(PO2)에 있어서의 종수차도를 도 7a에, 횡수차도 및 i선의 파면 수차 RMS를 도 7b에 각각 나타낸다. 도 29a 내지 도 29b에 나타내지는 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 수차도 및 파면 수차 RMS와 비교하면 일목요연하지만, 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(365nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 5.6mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
[실시예 3]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 3에 대하여 설명한다. 실시예 3은, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 8은, 본 발명에 관한 실시예 3의 투영 광학계(PO3)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)는, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 비교하여, 렌즈군(LG)의 구성이 다르지만, 그 이외는 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 본 실시예 3의 렌즈군(LG)은 렌즈(L2), 렌즈(L3) 및 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 렌즈(L2)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L3) 및/또는 렌즈(L4)가 각각 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 3에 있어서, 렌즈(L2)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L2)의 볼록 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면, 및/또는 렌즈(L4)의 볼록 거울측의 면이, 각각 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
이하의 표 12는, 본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)는, NA 0.1이면서, 조명 폭 1100mm의 대화면화, 및 슬릿 폭 100mm의 생산 효율 향상이 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 13 내지 표 14는, 본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 3의 투영 광학계(PO3)는, 이하의 표 15에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건을 모두 만족시키고 있다.
도 9는, 실시예 3의 투영 광학계(PO3)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 9의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이며, 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 3번째의 비구면은 렌즈(L2)의 볼록 거울측의 비구면, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면, 5번째의 비구면은 렌즈(L4)의 볼록 거울측의 비구면이며, 표 13의 8면, 9면, 12면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 9에 나타나는 바와 같이, 3번째의 비구면(표 13의 8면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 4번째의 비구면(표 13의 9면) 및/또는 5번째의 비구면(표 13의 12면)에서는, 3번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 오목 거울(M1)의 1550mm이기 때문에, 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 3의 투영 광학계(PO3)에 있어서의 종수차도를 도 10a에, 횡수차도 및 i선의 파면 수차 RMS를 도 10b에 각각 나타낸다. 도 29a 내지 도 29b에 나타내지는 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 수차도 및 파면 수차 RMS와 비교하면 일목요연하지만, 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(365nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 3.5mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
[실시예 4]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 4에 대하여 설명한다. 실시예 4는, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 11은, 본 발명에 관한 실시예 4의 투영 광학계(PO4)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)는, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 비교하여, 렌즈군(LG)의 구성이 다르지만, 그 이외는 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 본 실시예 4의 렌즈군(LG)은 렌즈(L2), 렌즈(L3) 및 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 렌즈(L2) 및/또는 렌즈(L3)가 각각 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L4)가 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 4에 있어서, 렌즈(L2) 및 렌즈(L3)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L2) 및/또는 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L4)의 볼록 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
이하의 표 16은, 본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)는, NA 0.1이면서, 조명 폭 1100mm의 대화면화, 및 슬릿 폭 100mm의 생산 효율 향상이 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 17 내지 표 18은, 본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 4의 투영 광학계(PO4)는, 이하의 표 19에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건을 모두 만족시키고 있다.
도 12는, 실시예 4의 투영 광학계(PO4)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 12의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이며, 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 3번째의 비구면은 렌즈(L2)의 오목 거울측의 비구면, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면, 5번째의 비구면은 렌즈(L4)의 볼록 거울측의 비구면이며, 표 17의 7면, 9면, 12면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 12에 나타나는 바와 같이, 3번째의 비구면(표 17의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 또한, 4번째의 비구면(표 17의 9면)에서도, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 5번째의 비구면(표 17의 12면)에서는, 3번째 및/또는 4번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 오목 거울(M1)의 1550mm이기 때문에, 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 4의 투영 광학계(PO4)에 있어서의 종수차도를 도 13a에, 횡수차도 및 i선의 파면 수차 RMS를 도 13b에 각각 나타낸다. 도 29a 내지 도 29b에 나타내지는 종래 구성의 투영 광학계(POc)의 수차도 및 파면 수차 RMS와 비교하면 일목요연하지만, 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(365nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 4.3mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
[실시예 5]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 5에 대하여 설명한다. 실시예 5는, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 14는, 본 발명에 관한 실시예 5의 투영 광학계(PO5)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)는, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 비교하여, 렌즈군(LG)의 구성이 다르지만, 그 이외는 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 본 실시예 5의 렌즈군(LG)은 렌즈(L2) 및 렌즈(L3)를 포함할 수 있다. 렌즈(L2)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L3)가 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 5에 있어서, 렌즈(L2)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L2)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
이하의 표 20은, 본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)는, 실시예 1 내지 4보다도 단파장화되어 있으며, 주 파장은 DUV(deep ultra-violet: 심자외광) 파장인 320nm, NA도 0.12로 크게 되어 있다. 또한, 조명 폭은 900mm, 슬릿 폭은 50mm이다. 단파장화, 고NA화, 조명 폭의 점에서, 고해상력 및 대화면화가 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 21 내지 표 22는, 본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 5의 투영 광학계(PO5)는, 이하의 표 23에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건 중, 식 (6)의 구성 조건 이외는 모두 만족시키고 있다.
도 15는, 실시예 5의 투영 광학계(PO5)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 15의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이며, 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 3번째의 비구면은 렌즈(L2)의 오목 거울측의 비구면, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면이며, 표 21의 7면, 9면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 15에 나타나는 바와 같이, 3번째의 비구면(표 21의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 4번째의 비구면(표 21의 9면)에서는, 3번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다.
본 실시예 5의 투영 광학계(PO5)에 있어서의 종수차도를 도 16a에, 횡수차도 및 파장 320nm의 파면 수차 RMS를 도 16b에 각각 나타낸다. 물체면 위의 조명 영역은, 단파장화되어 있음에도 불구하고, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 파장 320nm의 파면 수차 RMS는, 최대라도 29.5mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
[실시예 6]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 6에 대하여 설명한다. 실시예 6은, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 17은, 본 발명에 관한 실시예 6의 투영 광학계(PO6)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)는, 실시예 1의 투영 광학계(PO1)와 비교하여, 제1 비구면 렌즈(L1)와 굴절 광학 부재(SG) 사이에 제2 비구면 렌즈(L2)를 가짐과 함께, 렌즈군에 렌즈(L3) 및 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 렌즈(L3)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L4)가 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 6에 있어서, 렌즈(L3)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L4)의 오목 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
이하의 표 24는, 본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)는, 실시예 5와 마찬가지로 실시예 1 내지 4보다도 단파장화되어 있으며, 주 파장은 DUV(deep ultra-violet: 심자외광) 파장인 320nm로 하고 있다. NA는 실시예 5보다 큰 0.15로 하고 있다. 또한, 조명 폭은 900mm, 슬릿 폭은 50mm이다. 단파장화, 고NA화, 조명 폭의 점에서, 고해상력 및 대화면화가 가능한 사양을 실현하고 있다. 또한, 이하의 표 25 내지 표 26은, 본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 6의 투영 광학계(PO6)는, 이하의 표 27에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건을 모두 만족시키고 있다.
도 18은, 실시예 6의 투영 광학계(PO6)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 18의 횡축에 있어서, 1번째 및 2번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 3번째의 비구면은 제2 비구면 렌즈(L2)의 비구면, 4번째의 비구면은 오목 거울(M1)의 비구면이다. 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 5번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면, 6번째의 비구면은 렌즈(L4)의 오목 거울측의 비구면이며, 표 25의 9면, 11면에 각각 대응한다. 또한, 본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)는 대칭계이기 때문에, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 18에 나타나는 바와 같이, 5번째의 비구면(표 25의 9면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 6번째의 비구면(표 25의 11면)에서는, 5번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 오목 거울(M1)의 1524mm이기 때문에, 고NA화(NA 0.15) 및 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 6의 투영 광학계(PO6)에 있어서의 종수차도를 도 19a에, 횡수차도 및 파장 320nm의 파면 수차 RMS를 도 19b에 각각 나타낸다. 물체면 위의 조명 영역은, 단파장화되어 있음에도 불구하고, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 파장 320nm의 파면 수차 RMS는, 최대라도 10.7mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
[실시예 7]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 7에 대하여 설명한다. 실시예 7은, 실시예 1에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 20은, 본 발명에 관한 실시예 7의 투영 광학계(PO7)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 7의 투영 광학계(PO7)는, 물체면(OP)에 있어서의 조명 영역(IR)의 상(구체적으로는, 조명 영역(IR)에 마련된 패턴의 상)을 상면(IP)에 확대하여 투영하는 확대계이다. 도 20의 예에 있어서, L1은 제1 비구면 렌즈, L2는 제2 비구면 렌즈, M1은 제1 오목 거울, LG는 렌즈군, M2는 볼록 거울, M3은 제2 오목 거울, L5는 제3 비구면 렌즈, L6은 제4 비구면 렌즈를 나타내고 있다. OA는 광축, OP는 물체면, IP는 상면이다. 물체면(OP)으로부터 NA 0.12로 사출된 광속은, 물체면(OP)으로부터의 광로순으로 L1→L2→M1→LG→M2→LG→M3→L5→L6으로 각 광학 소자를 통과 또는 반사하여 상면(IP)에 확대하여(1.2배로) 결상된다. 또한, 투영 광학계(PO7)의 동공 위치(동공면)는 볼록 거울(M2)이며, 볼록 거울(M2)의 근방에 개구 조리개를 배치해도 된다.
또한, 본 실시예 7의 렌즈군(LG)은 렌즈(L3) 및 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 렌즈(L3)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L4)가 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 7에 있어서, 렌즈(L3)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L4)의 오목 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다.
이하의 표 28은, 본 실시예 7의 투영 광학계(PO7)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 7의 투영 광학계(PO7)에서는, 주 파장을 365.5nm로 하고, NA를 0.1(상면측)로 하고 있다. 또한, 조명 폭은 875mm, 슬릿 폭은 67mm이지만, 상면으로 환산한 경우의 조명 폭은 1050mm, 슬릿 폭은 80mm이다. 이러한 확대계의 구성(즉, 확대 배율을 갖는 구성)에서는, 조명 폭을 크게 하여 대화면화를 실현할 수 있음과 함께, 물체면(OP)에 배치되는 원판의 사이즈를 작게 할 수 있다. 즉, 원판을 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이하의 표 29 내지 표 30은, 본 실시예 7의 투영 광학계(PO7)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 7의 투영 광학계(PO7)는, 이하의 표 31에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건 중, 식 (6)의 구성 조건 이외는 모두 만족시키고 있다.
도 21은, 실시예 7의 투영 광학계(PO7)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 21의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 제2 비구면 렌즈(L2)의 비구면, 3번째의 비구면은 제1 오목 거울(M1)의 비구면이다. 8번째의 비구면은 제2 오목 거울(M3)의 비구면, 9번째의 비구면은 제3 비구면 렌즈(L5)의 비구면, 10번째의 비구면은 제4 비구면 렌즈(L6)의 비구면이다. 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 왜곡 수차, 코마 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면, 5번째의 비구면은 렌즈(L4)의 오목 거울측의 비구면이며, 표 29의 7면, 9면에 각각 대응한다. 또한, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 21에 나타나는 바와 같이, 4번째의 비구면(표 29의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 5번째의 비구면(표 29의 9면)에서는, 4번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다.
본 실시예 7의 투영 광학계(PO7)에 있어서의 종수차도를 도 22a에, 횡수차도 및 i선(파장 365.5nm)의 파면 수차 RMS를 도 22b에 각각 나타낸다. 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(파장 365.5nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 19.6mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
[실시예 8]
본 발명에 관한 투영 광학계의 실시예 8에 대하여 설명한다. 실시예 8은, 실시예 1 및 실시예 7에서 설명한 내용을 기본적으로 이어받는 것이며, 이하에서 언급하는 것 이외에는 실시예 1 및 실시예 7에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 식 (1) 내지 (6)에서 나타낸 구성 조건, 각종 정의 등은 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
도 23은, 본 발명에 관한 실시예 8의 투영 광학계(PO8)의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예 8의 투영 광학계(PO8)는, 실시예 7의 투영 광학계(PO7)와 비교하여, 렌즈군(LG)의 구성이 다르지만, 그 이외는 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 본 실시예 8의 렌즈군은 렌즈(L3) 및 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 렌즈(L3)가 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈이며, 렌즈(L4)가 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈라고 이해되어도 된다. 본 실시예 8에 있어서, 렌즈(L3)는 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈이며, 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면 및/또는 볼록 거울측의 면의 양쪽이 비구면(제1 비구면)으로 되어 있다. 또한, 렌즈(L4)의 오목 거울측의 면이 비구면(제2 비구면)으로 되어 있다. 실시예 7에서는 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면만이 비구면인 것에 비해, 본 실시예 8에서는 렌즈(L3)의 오목 거울측의 면 및 볼록 거울측의 면의 양쪽이 비구면인 점에서 다르다.
이하의 표 32는, 본 실시예 8의 투영 광학계(PO8)의 광학 사양을 나타내고 있고, 도 2a에서 나타낸 제원도 기재하고 있다. 본 실시예 8의 투영 광학계(PO8)에서는, 실시예 7과 마찬가지로, 주 파장을 365.5nm으로 하고, NA를 0.1(상면측)로 하고 있다. 또한, 조명 폭은 875mm, 슬릿 폭은 67mm이지만, 상면으로 환산한 경우의 조명 폭은 1050mm, 슬릿 폭은 80mm이다. 이러한 확대계의 구성(즉, 확대 배율을 갖는 구성)에서는, 조명 폭을 크게 하여 대화면화를 실현할 수 있음과 함께, 물체면(OP)에 배치되는 원판의 사이즈를 작게 할 수 있다. 즉, 원판을 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이하의 표 33 내지 표 34는, 본 실시예 8의 투영 광학계(PO8)에 있어서의 각종 파라미터의 수치예를 나타내고 있다. 표의 설명 및 비구면식은 실시예 1과 마찬가지이다. 이렇게 구성된 실시예 7의 투영 광학계(PO7)는, 이하의 표 35에 나타나는 바와 같이, 상기 식 (1) 내지 (6)의 구성 조건을 모두 만족시키고 있다.
도 24는, 실시예 8의 투영 광학계(PO8)에 있어서, 각 비구면의 위치(높이)를 유효 반경으로 규격화한 비구면 국소 파워 변화를 나타내고 있다. 도 24의 횡축에 있어서, 1번째의 비구면은 제1 비구면 렌즈(L1)의 비구면, 2번째의 비구면은 제2 비구면 렌즈(L2)의 비구면, 3번째의 비구면은 제1 오목 거울(M1)의 비구면이다. 10번째의 비구면은 제2 오목 거울(M3)의 비구면, 11번째의 비구면은 제3 비구면 렌즈(L5)의 비구면, 12번째의 비구면은 제4 비구면 렌즈(L6)의 비구면이다. 그들 비구면은, 주 광선의 높이에 의존하는 상면 만곡, 비점 수차, 왜곡 수차, 코마 수차, 텔레센트릭 정도를 주로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 4번째의 비구면은 렌즈(L3)의 오목 거울측의 비구면, 5번째의 비구면은 렌즈(L3)의 볼록 거울측의 비구면, 6번째의 비구면은 렌즈(L4)의 오목 거울측의 비구면이며, 표 33의 7면, 8면, 9면에 각각 대응한다. 또한, 여기에서는, 물체면(OP)으로부터 볼록 거울(M2)에 이르는 광로 위에 있어서의 비구면에 대하여 설명하고, 마찬가지의 경향이 되는 볼록 거울(M2)로부터 상면(IP)에 이르는 광로 위의 비구면에 대하여는 설명을 생략한다.
도 24에 나타나는 바와 같이, 4번째의 비구면(표 33의 7면)에서는, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 또한, 5번째의 비구면(표 33의 8면)에서도, 위치 Pcr(×표)로부터 위치 Psm(○표)을 향해 비구면 국소 파워가 φcr로부터 φsm으로 부의 방향으로 단조롭게 변화되고 있으며, 상기 식 (1) 또는 식 (4)의 구성 조건을 만족시키고 있다. 한편, 6번째의 비구면(표 33의 9면)에서는, 4번째의 비구면의 파워 변화 및/또는 5번째의 비구면의 파워 변화가 보상되도록, ×표로부터 ○표를 향해 비구면 국소 파워가 정의 방향으로 단조롭게 변화되고 있다. 이에 의해, 수차 보정의 효과를 최대한으로 끌어내어, 고사양화를 달성한다. 또한, 최대 유효 직경은 제2 오목 거울(M3)의 1658mm이기 때문에, 소형화도 실현 가능하다.
본 실시예 8의 투영 광학계(PO8)에 있어서의 종수차도를 도 25a에, 횡수차도 및 i선(파장 365.5nm)의 파면 수차 RMS를 도 25b에 각각 나타낸다. 물체면 위의 조명 영역은, 메리디오널, 쌔지털 모두, 색수차도 포함하여 양호하게 보정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, i선(파장 365.5nm)의 파면 수차 RMS는, 최대라도 17.4mλ로 양호한 성능을 갖고 있다.
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
<노광 장치의 실시 형태>
본 발명에 관한 투영 광학계를 갖는 노광 장치의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 26은, 본 실시 형태의 노광 장치(EA)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 본 실시 형태의 노광 장치(EA)는, 예를 들어 원판(9)과 기판(20)을 상대적으로 주사하면서 원판(9)의 패턴을 기판(20) 위에 전사하는 주사 노광 장치이며, 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PO) 및 제어부(CNT)를 구비할 수 있다. 제어부(CNT)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)와 메모리 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성되고, 노광 장치(EA)의 각 부를 제어하여 기판(20)의 노광을 제어한다. 또한, 원판(9) 및 기판(20)은, 도시하지 않은 원판 구동 기구(원판 스테이지) 및 기판 구동 기구(기판 스테이지)에 의해 각각 보유 지지되어 구동된다.
조명 광학계(IL)는, 예를 들어 광원(LS), 제1 콘덴서 렌즈(3), 옵티컬 인터그레이터(4)(플라이아이 렌즈), 제2 콘덴서 렌즈(5), 슬릿 규정 부재(6), 결상 광학계(7), 평면 미러(8)를 포함할 수 있다. 광원(LS)은, 예를 들어 수은 램프(1)와 타원 미러(2)를 포함할 수 있다. 슬릿 규정 부재(6)는 원판(9)의 조명 영역(즉, 원판(9)을 조명하는 슬릿 광의 단면 형상)을 규정한다. 결상 광학계(7)는, 슬릿 규정 부재(6)에 의해 규정된 슬릿 광을 투영 광학계(PO)의 물체면(OP)에 결상하도록 구성되어 있다. 평면 미러(8)는 조명 광학계(IL)에 있어서 광로를 꺾는다. 또한, 도 26에 나타내지는 노광 장치(EA)에서는, 광원(LS)이 조명 광학계(IL)의 구성 요소로서 마련되어 있지만, 거기에 한정되지 않고, 광원(LS)은 조명 광학계(IL)의 구성 요소가 아니어도 된다.
투영 광학계(PO)는, 물체면(OP)에 배치된 원판(9)의 패턴을, 상면(IP)에 배치된 기판(20)에 투영한다. 이에 의해 기판(20)이 노광되어, 원판(9)의 패턴이 기판 위에 전사될 수 있다. 투영 광학계(PO)는, 등배 결상 광학계(등배계), 확대 결상 광학계(확대계) 및 축소 결상 광학계(축소계) 중 어느 것으로서도 구성될 수 있지만, 본 실시 형태에서는 등배 결상 광학계 또는 확대 결상 광학계로서 구성될 수 있다. 또한, 투영 광학계(PO)로서는, 전술한 실시예 1 내지 8의 투영 광학계(PO1 내지 PO8) 중 어느 것이 적용될 수 있다.
투영 광학계(PO)는, 물체면(OP)으로부터 상면에 이르는 광로 위에, 물체면(OP)으로부터 차례로, 제1 비구면 렌즈(10), 제1 평면경(12), 제1 오목 거울(13), 볼록 거울(15), 제2 오목 거울(16), 제2 평면경(17), 제2 비구면 렌즈(19)를 구비할 수 있다. 또한, 제1 비구면 렌즈(10)와 제1 평면경(12) 사이에 제1 굴절 부재(11)가 배치되고, 제2 평면경(17)과 제2 비구면 렌즈(19) 사이에 제2 굴절 부재(18)가 배치될 수 있다. 제1 굴절 부재(11) 및 제2 굴절 부재(18)는, 결상 배율 및/또는 왜곡 수차의 조정에 사용될 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 투영 광학계(PO)는, 오목 거울(제1 오목 거울(13), 제2 오목 거울(16))과 볼록 거울(15) 사이에 렌즈군(14)이 마련된다. 렌즈군(14)에는, 전술한 실시예 1 내지 8 중 어느 렌즈군(LG)이 적용될 수 있다. 또한, 제1 평면경(12)의 경면(반사면)을 포함하는 평면과 제2 평면경(17)의 경면(반사면)을 포함하는 평면은, 서로 90도의 각도를 이루면 된다. 제1 평면경(12) 및 제2 평면경(17)은 일체적으로(즉, 하나의 구조물로서) 구성되어도 된다. 또한, 제1 오목 거울(13) 및 제2 오목 거울(16)은 일체적으로(즉, 하나의 구조물로서) 구성되어도 된다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 관한 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상(가공)하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비해, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용의 적어도 하나에 있어서 유리하다.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈되지 않고, 각종 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 밝히기 위해 청구항을 첨부한다.
PO: 투영 광학계
OP: 물체면
IP: 상면
LG: 렌즈군
M1, M3: 오목 거울
M2: 볼록 거울

Claims (19)

  1. 오목 거울 및 볼록 거울을 갖고, 물체면 위에 있어서의 광축 밖에 위치하는 조명 영역의 패턴의 상을 상기 오목 거울, 상기 볼록 거울, 상기 오목 거울의 순으로 반사시켜 상면에 투영하는 투영 광학계이며,
    상기 오목 거울과 상기 볼록 거울 사이의 광로 위에 배치된 렌즈군을 구비하고,
    상기 렌즈군은, 제1 비구면을 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈와 상기 볼록 거울 사이에 배치되며 또한 제2 비구면을 갖는 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 상기 제1 비구면은, 상기 조명 영역을 2등분하는 자오 평면과 상기 조명 영역이 교차하는 선에 있어서의 2개의 단부점 중 상기 광축에 가까운 단부점을 Yi, 상기 광축으로부터 먼 단부점을 Ya라고 하고, 상기 단부점 Yi로부터의 주 광선이 입사하는 상기 제1 비구면의 위치를 Pcr, 상기 단부점 Ya로부터의 쌔지털 마지널 광선이 입사하는 상기 제1 비구면의 위치를 Psm이라고 하고, 상기 위치 Pcr, 상기 위치 Psm에 있어서의 파워를 각각 φcr, φsm이라고 하고, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 광축 위의 파워를 φoa라고 하였을 때,
    (φsm-φcr)/|φoa|<0
    을 만족시키고,
    상기 제2 렌즈의 상기 제2 비구면은, 상기 제1 비구면에 있어서의 상기 위치 Pcr로부터 상기 위치 Psm으로의 파워 변화를 보상하기 위한 영역을 갖는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 렌즈의 상기 제2 비구면의 파워를 φmr이라고 하고, 상기 볼록 거울의 파워를 φtm이라고 하였을 때,
    -0.12≤φmr/φtm ≤0.15
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 렌즈군의 전체에서의 파워를 φAM이라고 하고, 상기 제2 렌즈의 파워를 φTL이라고 하였을 때,
    0.08≤|φAM|/φTL ≤0.95
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈의 상기 제1 비구면은,
    -0.95≤(φsm-φcr)/|φoa|≤-0.055
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈의 상기 제1 비구면에서는, 상기 위치 Pcr로부터 상기 위치 Psm으로의 파워 변화로서, 상기 파워 φcr로부터 상기 파워 φsm까지 부의 방향으로 파워가 변화되고 있는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 렌즈의 상기 제2 비구면에서는, 상기 제1 비구면의 상기 위치 Pcr을 통과한 광선이 입사하는 위치로부터, 상기 제1 비구면의 상기 위치 Psm을 통과한 광선이 입사하는 위치를 향하여, 정의 방향으로 파워가 변화되고 있는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈는, 상기 렌즈군 중 가장 상기 오목 거울측에 배치된 렌즈인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈는, 상기 오목 거울측으로 볼록면을 향한 메니스커스 렌즈인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 렌즈는, 상기 렌즈군 중 가장 상기 볼록 거울측에 배치된 렌즈인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2 렌즈의 파워는 정인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  11. 제1항에 있어서, 상기 오목 거울은 비구면인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  12. 제1항에 있어서, 상기 볼록 거울의 곡률 반경을 Rt라고 하고, 상기 제2 렌즈의 상기 오목 거울측의 면의 곡률 반경을 Rm1, 상기 제2 렌즈의 상기 볼록 거울측의 면의 곡률 반경을 Rm2라고 하였을 때,
    Rt/Rm1≤0.31 또한 Rt/Rm2≤0.31
    을 만족시키고,
    상기 제2 렌즈의 상기 오목 거울측의 면 및 상기 볼록 거울측의 면 중 적어도 한쪽이 상기 제2 비구면인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  13. 제1항에 있어서, 최대 물체 높이로부터의 주 광선이 상기 오목 거울로부터 상기 렌즈군에 입사하는 각도가 30도보다 큰 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  14. 제1항에 있어서, 상기 조명 영역은 원호 형상의 영역인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  15. 제1항에 있어서, 상기 물체면과 상기 오목 거울 사이의 광로, 및 상기 상면과 상기 오목 거울 사이의 광로 중 하나 이상의 위에 비구면 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  16. 제1항에 있어서, 상기 투영 광학계는 등배계인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  17. 제1항에 있어서, 상기 투영 광학계는 확대계인 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
  18. 기판을 노광하는 노광 장치이며,
    원판을 조명하는 조명 광학계와,
    제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학계
    를 구비하고,
    상기 투영 광학계는, 물체면에 배치된 상기 원판의 패턴을, 상면에 배치된 상기 기판 위에 투영하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  19. 제18항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 노광 공정과,
    상기 노광 공정에서 노광된 상기 기판을 가공하는 가공 공정을 포함하고,
    상기 가공 공정에서 가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.
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스즈키 아키요시 저, 「등배 2매 거울계의 해석」, 광학 제14권 제5호, 1985년 10월 발행

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