TW588223B - Projection optical system and exposure device - Google Patents

Description

588223 10253pifl.doc 玖、發明說明： 發明領域 本發明是有關於一種將一個物體的圖案的圖像投影到 第2物體上的投影光學系統和具有此投影光學系統’而可 以在製造半導體元件、液晶顯示元件等的微影製程中將罩 ， 幕的圖案轉移至基板上時所使用的曝光裝置，以及使用此 % 曝光裝置之元件（半導體元件、攝像元件、液晶顯示元件、 薄膜磁頭等）的製造方法。 0 發明背景 在製造半導體元件時，係使用藉由投影光學系統，將 作爲罩幕的光柵的圖案的像轉移在塗佈了光阻的晶片（或 者玻璃片等）上的一次曝光型（步進機等）和步進掃描方 式這樣的掃描曝光型的投影曝光裝置。隨著半導體積體電 路等的圖案的微型化的發展，對於具有這種曝光裝置的投 影光學系統，特別希望它具有很好的解析度。爲了提高投 影光學系統的解析度，可以考慮縮短曝光波長、或者增加 數値孔徑（N.A·)。 籲 因此，近年來，對於曝光光線而言，主要是採用從水 銀燈的g線（ 436nm)到i線（ 365nm)。而在最近，則發 展爲採用波長更短的光來進行曝光，並且能夠使用短波長 的曝光光線之投影光學系統也已開發出來。另外，在投影 光學系統中，提高解析度的同時，對於減低像畸變的要求 也變得更加嚴格。這裏所說的像畸變，除了起因於投影光 學系統的畸變（彎曲像差），還有起因於投影光學系統的 7 588223 10253pifl.doc 成像側殘留的晶片的彎曲等，以及起因於在投影光學系統 的物體側、被刻上了電路圖案等的光柵的彎曲。 近年隨著日益發展的複製圖案的微型化，對於減低像 畸變的要求變得更加嚴格。因此，爲了減少由於晶片的彎 曲產生的像畸變所帶來的影響，與習知相比’採用的是將 投影光學系統的成像側的射出光瞳的位置設置在較遠處’ 即所謂的成像側遠心光學系統。另一方面，爲了減輕由於 光柵的彎曲引起的像畸變，也可以考慮將投影光學系統的 入射光瞳位置設在距離物體面較遠的位置處’即採用所謂 的物體側遠心光學系統’另外’速出現了追樣的將投影光 學系統的入射光瞳位置設置在距離物體面較遠位置處的方 案。 發明槪沭 在爲了提高解析度而使用短波長的曝光光線的情況 下，由於存在構成投影光學系統的玻璃材料的透射率低下 的問題，所以爲了確保高透射率所能使用的玻璃材料受到 很大限制。而且，透射率低下帶來的不僅是光量上的損失， 損失的一部分被玻璃材料吸收，變成熱量而造成內部折射 率的變化、透鏡表面的變形，結果成爲導致成像性能低下 的主要原因。另外，雖然爲了在寬廣的區域內得到高解析 度，有必要對於色像差進行補正，但在被限制的玻璃材料 中減低色像差，是極爲困難的。 本發明的課題是提供投影光學系統、具有該投影光學 系統的曝光裝置以及兀件的製造方法，它雖然是兩側遠心 8 588223 10253pifl.doc 型的，但能夠抑制由於所使用的坡璃材料對於曝光光線的 吸收所帶來的成像性能的惡化，且能夠保證充足夠大的數 値孔徑和寬廣的曝光區域，還能對於各個像差很好地進行 補正。 本發明申請專利範圍第1項所揭露之投影光學系統是 將第1物體的圖案投影在第2物體上的投影光學系統，上 述投影光學系統的特徵是具有包括折射率在1.57以上的玻 璃材料的多種玻璃材料，而構成上述投影光學系統的最靠 近成像側的負透鏡，在將該最靠近成像側的負透鏡的焦點 距離設爲f，將上述第1物體到第2物體的距離設爲L， 將上述最靠近成像側的負透鏡的折射率設爲η時，滿足下 列條件式： |f/L|<0.25、1.55 上述投影光學系統內至少有一個非球面的面。在此， 成像側透鏡是位於曝光光線的能量密度高的地方的透鏡。 另外玻璃材料（光學玻璃）中，一般來說折射率越低，短 波長光線的透射率越高，阿貝數越大。 如果採用申請專利範圍第1項所揭露之投影光學系 統，由於投影系統包括折射率在1.57以上的高折射率的玻 璃材料，對於各個像差能夠進行良好的補正。另外最靠近 成像側負透鏡，亦即位於曝光光線能量密度高的位置的負 透鏡，滿足|f/L|<0.25、1.55的條件式。由於最靠近成 像側的負透鏡具有合適的負放大率，且折射率又低，不但 可以使其成爲位於曝光光線能量密度高的位置的透鏡，還 9 588223 10253pifl.doc 能夠保證高透射率，而且對因顏色而產生的像面彎曲像差 (波長發生變化時像面彎曲像差的變化）能夠進行良好的 補正。 另外’本發明申請專利範圍第2項所揭露之投影光學 系統的特徵是上述最靠近成像側負透鏡滿足下列條件式， #中vg爲最靠近成像側負透鏡的阿貝數。 Ό g>50 如果採用申請專利範圍第2項所揭露之投影光學系 統’最靠近成像側負透鏡滿足條件式Wg>50。亦即，由 方令最靠近成像側負透鏡的玻璃材料使用的是阿貝數高的玻 璃材料’所以對於因顏色引起的像面彎曲像差能夠進行很 好的補正。 另外’本發明申請專利範圍第3項所揭露之投影光學 %糸充’其特徵是上述最靠近成像側負透鏡的阿貝數設爲U g時’該最靠近成像側負透鏡進而滿足下列條件式： υ g>60 如果採用申請專利範圍第3項所揭露之投影光學系 統’該最靠近成像側負透鏡滿足條件式vg>6〇。亦即，由 方令S靠近成像側負透鏡採用了阿貝數更高的玻璃材料，所 以^對於因顏色引起的像面彎曲像差能夠進行更好的補正。 另外’本發明申請專利範圍第4項所揭露之投影光學 系統’是將第1物體的圖案在第2物體上進行投影的投影 % ¥系統’其特徵是該投影光學系統具有包括折射率在 1·57以上的玻璃材料的多種玻璃材料，而構成上述投影光 588223 10253pifl.doc 學系統的最靠近成像側的負透鏡，將這個最靠近成像側的 負透鏡的焦點距離設爲f，將上述第i物體到第2物體的 距離設爲L，將上述最靠近成像側負透鏡的阿貝數設爲y g時’滿足下列條件式： |f/L|<0.25、υ g>60 如果採用申請專利範圍第4項所揭露之投影光學系統，由 於該投影光學系統具有包括折射率在丨_57以上的高折射率 的玻璃材料，所以能夠對於各個像差進行很好的補正。另 外’最靠近成像側負透鏡，亦即，位於曝光光線能量密度 局的位置的負透鏡滿足條件式|f/L|<0.25、υ g>60。亦即， 由於最靠近成像側負透鏡具有合適的負放大率，且阿貝數 高’不但可以作爲位於曝光光線能量密度高的位置的透 鏡’還能夠保證高透射率，而且對於因顏色而產生像面彎 曲像差能夠進行良好的補正。 另外本發明申請專利範圍第5項所揭露之投影光學系 統’其特徵是上述投影光學系統內至少有一個非球面的 面。如果採用申請專利範圍第5項所揭露之投影光學系統， 由於投影光學系統內至少具有一個非球面的面，所以能夠 提高對顏色產生的像面彎曲像差進行補正時的自由度。 另外，本發明申請專利範圍第6項所揭露之投影光學 系統，其特徵是：從上述第1物體側開始，由包括1枚以 上負透鏡的正透鏡組構成的第1透鏡組；包括2枚以上負 透鏡的負透鏡組構成的第2透鏡組；包括3枚以上正透鏡 的正透鏡組構成的第3透鏡組；包括2枚以上負透鏡的負 11 588223 10253pifl.doc 透鏡組構成的第4透鏡組；包括2枚以上負透鏡、且包括 3枚以上正透鏡的正透鏡組構成的第5透鏡組構成。 如果採用申請專利範圍第6項所揭露之投影光學系 統，比較能夠抑制畸變、高次的像面彎曲、高次的球面像 差或慧形像差的發生，還能實現小型的投影光學系統。 另外，本發明申請專利範圍第7項所揭露之投影光學 系統，其特徵是：上述第1透鏡組、上述第2透鏡組、上 述第3透鏡組、上述第4透鏡組、上述第5透鏡組的折射 力，在將上述第1透鏡組的焦點距離設爲fl ’將上述第2 透鏡組的焦點距離設爲f2，將上述第3透鏡組的焦點距離 設爲f3，將上述第4透鏡組的焦點距離設爲f4，將上述第 5透鏡組的焦點距離設爲f5，將上述第1物體到第2物體 的距離設爲L時，滿足下列條件式： 0.04 < fl/L < 0.4 0.015 <-f2/L < 0.15 0.02 < f3/L < 0.2 0.015 <-f4/L < 0.15 0.03 < f5/L < 0.3 這裏，〇.〇4<fl/L<0.4的條件式規定了第1透鏡組較佳的折 射力。由於第1透鏡組滿足0.04<fl/L<0.4的條件式，所 以對於投影光學系統的畸變能夠很好地進行補正。另外， 0.015<-f2/L<0.15的條件式規定了第2透鏡組較佳的折射 力。由於第2透鏡組滿〇.〇15<-f2/L<(K15的條件式，所以 對於投影光學系統的高次像面彎曲能夠很好地進行補正。 588223 10253pifl.doc 0.02<f3/L<0.2的條件式規定了第3透鏡組較佳的折射力。 由於第3透鏡組滿足〇.〇2<f3/L<0.2的條件式，所以不會 導致投影光學系統的大型化、對高次球面像差、畸變能夠 很好地進行補正。0.015<-f4/L<0.15的條件式規定了第4 透鏡組較佳的折射力。由於第4透鏡組滿足0·015<-f4/L<0.15的條件式，所以使投影光學系統中不會出現高 次球面像差、慧形像差，對高次像面彎曲能夠很好地進行 補正。進而，0.03<f5/L<0.3條件式規定了第5透鏡組較佳 的折射力。由於第5透鏡組滿足0.03<f5/L<0.3的條件式， 所以使投影光學系統中不會產生高次球面像差，能夠實現 小型化的投影光學系統。 另外，本發明還提供一種曝光裝置，具有申請專利範 圍第1項至第7項所揭露之投影光學系統之其中之一、決 定作爲上述第1物體的罩幕以及作爲上述第2物體的基板 的位置的載物台系統以及對上述罩幕進行照明的照明光學 系統，其特徵在於利用上述照明光學系統發出的曝光光 線、通過上述投影光學系統將上述罩幕的圖案投影在上述 基板上。 如果採用上述曝光裝置，投影光學系統由於具有大的 開孔數値孔徑，且具有兩側遠心的結構，在得到高解析度 的同時，能夠防止罩幕、基板上產生彎曲導致投影倍率發 生的變化。另外，由於得到寬廣的曝光區域，對於大的晶 片圖案能夠進行一次曝光。而且，對於位於能量密度高的 位置處的透鏡，由於使用低折射率且透射率高的玻璃材 13 10253pifl.doc 料，能夠抑制由於玻璃材料的吸收而產生的成像性能的惡 化，獲得到高成像性能。另外成像側的負透鏡中，由於使 用的是折射率低的玻璃材料，因此能夠對於寬廣區域的投 影光學系統中容易發生的因顏色引起的像面彎曲像差進行 補正，而得到高成像性能。 另外，本發明另提供一種元件的製造方法，其特徵是： 具有以下4道步驟：在基板上塗佈感光材料的第1步驟， 通過申請專利範圍第8項所記載的曝光裝置中的上述投影 光學系統、在上述基板上投影上述罩幕的圖案的圖像的第 2步驟，將上述基板上的上述感光材料進行顯影的第3步 驟，以及將該顯影後的感光材料作爲罩幕、在上述基板上 形成指定的電路圖案的第4步驟。如果採用該申請專利範 圍第9項所記載的元件的製造方法，就能夠於基板上以高 解析度形成元件用的電路圖案。 爲讓本發明之上述目的、特徵、優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： 圖式之簡單說明 第1圖爲繪示具有本發明較佳實施例的投影光學系統 之投影曝光裝置的結構示意圖； 第2圖爲繪示本發明的第1實施例的投影光學系統的 透鏡結構示意圖； 第3圖爲繪示本發明的第1實施例的投影光學系統的 縱向像差示意圖； 588223 10253pifl.doc 第4圖爲繪示本發明的第1實施例的投影光學系統的 橫向像差示意圖； 第5圖爲繪示本發明的第2實施例的投影光學系統的 透鏡結構示意圖； 第6圖爲繪示本發明的第2實施例的投影光學系統的 縱向像差不意圖；

第7圖爲繪示本發明的第2實施例的投影光學系統的 橫向像差示意圖； 第8圖爲繪示本發明的第3實施例的投影光學系統的 透鏡結構示意圖； 第9圖爲繪示本發明的第3實施例的投影光學系統的 縱向像差的示意圖； 第10圖爲繪示本發明的第3實施例的投影光學系統 的橫向像差示意圖； 第11圖爲繪示使用本發明的各個實施例的投影光學 系統的半導體元件的製造方法的流程圖；

圖式之標記說明= IS :照明光學裝置 R :光柵 RS :光柵載物台 PL :投影光學系統 AS :孔徑光柵遮簾 W :晶片 WA :晶片載物台 15 588223 10253pifl.doc G1 :第1透鏡組 G2 :第2透鏡組 G3 :第3透鏡組 G4 :第4透鏡組 G5 ··第5透鏡組 較佳實施例之詳細說明 以下，參照所附圖式對本發明的實施形式進行說明。 第1圖爲繪示具有投影光學系統之投影曝光裝置的結構示 意圖。 如第1圖所示，在投影光學系統PL的物體面上設置 了光柵R作爲形成了指定的電路圖案的投影底版，在投影 光學系統PL的像面上，設置有塗佈了光阻的作爲基板之 晶片W。光柵R被保持在光柵載物台RS上。晶片W被 保持在晶片載物台WS上。光柵R的上方設置了用於對光 柵R進行均勻照明的照明光學系統IS。 投影光學系統PL，在光瞳位置附近具有可變的孔徑 光柵遮簾AS，而且在光柵R以及晶片W側，實質上形成 爲遠心結構。照明光學系統IS由用於將曝光光線的照度 分佈進行均一化的散光透鏡、照明系統的數値孔徑、可變 場光柵遮簾（reticule blind)、以及聚光透鏡系統等構成。 由照明光學裝置IS供給的曝光光線對於光柵R進行照明’ 在投影光學系統PL的光瞳位置處形成照明光學裝置IS中 光源的像，即進行所謂的科勒(keller)照明。因此，被科勒 照明的光柵R的圖案的圖像通過投影光學系統PL、以/ 16 588223 10253pifl.doc 定的投影倍率被縮小、在晶片W上被曝光（複製Wp9) 第2圖爲繪示本發明的第1實施例的投影光學系統的 透鏡的斷面圖。該投影光學系統PL從作爲第1物體的光 柵R起，由負透鏡L101以及正透鏡L102、L103、L104 構成的正透鏡組（第1透鏡組）G1，由負透鏡L2(H、L202、 L203、L204構成的負透鏡組（第2透鏡組）G2，由正透 鏡 L301、L302、L303、L304、L305、L306 構成的正透鏡 組（第3透鏡組）G3，由負透鏡L401、L402、L403構成 的負透鏡組（第4透鏡組）G4，由負透鏡L505、L509、、 L511 以及由正透鏡 L5(H、L502、L503、L504、L506、L507、 L508、L510、512構成的正透鏡組（第3透鏡組）G5這5 組構成。因此，光柵（物體面）R側以及作爲第2物體的 晶片（像面）W側這兩側成爲遠心結構。 另外投射光學系統PL內形成的結構是具有非球面 ASP1〜ASP4。即，第1透鏡組G1的正透鏡L104的晶片 W側的透鏡面作爲非球面ASP1結構，第2透鏡組G2的 負透鏡L203的晶片W側的透鏡面作爲非球面ASP2結構， 第4透鏡組G4的的負透鏡L402的光柵R側的透鏡面作 爲非球面ASP3結構，第5透鏡組G5的正透鏡L508的晶 片W側的透鏡面作爲非球面ASP4結構。 該投影光學系統PL，具有包括折射率在1.57以上的 玻璃材料的多種玻璃材料。最靠近成像側的負透鏡L511， 將這個最靠近成像側的負透鏡L511的焦點距離設爲f，將 從初縮罩幕板R到晶片W的距離設爲L，將最靠近成像 17 588223 10253pifl.doc 側的負透鏡L511的折射率設爲η時，則滿足下列條件式： |f/L|<0.25 (1) 1.55 (2) 滿足該條件式（D、（2)的最靠近成像側的負透鏡L511 具有合適的負放大率。因此’在玻璃材料（光學玻璃）中， 一般來說折射率越低、短波長的光線中的透射率越高。另 外，在最靠近成像側的透鏡附近’曝光光線的能量密度會 變高。而且在玻璃材料（光學玻璃）中，一般來說折射率越 低、阿貝數越大。因此，通過滿足條件式（1 )、（ 2)的最 靠近成像側的負透鏡L5H ’亦即，不但作爲是位於曝光 光線能量密度高的位置的透鏡還能夠保證高透射率，而且 對於因顏色而產生像面彎曲像差能夠進行良好的補正。亦 即，對於因顏色引起的像面彎曲的變形或者與顏色有關的 高次像差能夠進行很好的補正。 而且，最靠近成像側的負透鏡L511在形成時滿足^ g>50......(3)的條件式，更爲理想的是滿足u g〉60……⑷的 條件式。這裏，〃 g是最靠近成像側的負透鏡L511的阿 貝數，阿貝數是以下列數學式來定義的： υ g= (nd-l)/(nd-ng) nd : d線（587.6nm)的折射率 ng : g線（435.8nm)的折射率 由於最靠近成像側的負透鏡L511滿足條件式（3)、 進而滿足條件式（4)，所以能夠很好地進行對由顏色引起 18 588223 10253pifl.doc 的像面彎曲像差的補正。 如上述所述，該投影光學系統PL由第1透鏡組〜 第5透鏡組G5這5組構成。在形成時各個透鏡組（第1 透鏡組G1〜第5透鏡組G5)的折射率滿足下列條件式： 0.04 < fl/L < ：0.4 ( 5) 0.015< -f2/L <0.15 ( 6) 0.02 < f3/L < 0.2 (7) 0.015< _f4/L < 0.15 ( 8) 0.03 < f5/L < ^ 0.3 ( 9) 其中fl爲上述第1透鏡組的焦點距離，f2爲上述第2透 鏡組的焦點距離，f3爲上述第3透鏡組的焦點距離，f4爲 上述第4透鏡組的焦點距離，f5爲上述第5透鏡組的焦點 距離，L表示初縮罩幕板R (第1物體）到晶片W (第2 物體）的距離。 上述條件式（5)規定了第1透鏡組G1的較佳折射力。 由於該第1透鏡組滿足條件式（5)，能夠對於投影光學系 統PL的畸變很好地進行補正。即，fl/L的値一旦超過了 條件式（5)的上限，在第1透鏡組G1產生的正畸變，由 於不能完全對於第2透鏡組G2、第4透鏡組G4以及第5 透鏡組G5產生的負畸變進行補正，因此並不理想。另一 方面，fl/L的値一旦超過了條件式（5)的下限，會成爲 產生高次的正畸變的主要原因，也不理想。第1透鏡組G1 中包含的非球面（正透鏡L104的晶片W側的透鏡面）ASP1 19 588223 10253pifl.doc 對於投影光學系統PL的畸變具有很好的補正作用。 另外，上述條件式（6)規定了第2透鏡組G2的較佳 折射力。由於該第2透鏡組滿足條件式（6)，能夠對於投 影光學系統PL的高次像面彎曲很好地進行補正。即，-f2/L 的値一旦超過了條件式（6)的上限，由於高次像面彎曲 的補正變得不完全，使像面難以達到平坦化，因此並不理 想。另一方面，一 f2/L的値一旦超過了條件式（6)的下 限，會導致發生很大的負畸變，而對於第1透鏡組G1、 第3透鏡組G3來說，對於這個大的負畸變進行良好的補 正就變得非常困難，並不理想。第2透鏡組G2中包含的 非球面（正透鏡L203的晶片W側的透鏡面）ASP2對於 投影光學系統PL的高次像面彎曲具有很好的補正作用。 另外，上述條件式（7)規定了第3透鏡組G3的較佳 折射力。由於該第3透鏡組滿足條件式（7)，所以在不會 導致投影光學系統PL大型化的情況下，能夠對於投影光 學系統PL的高次球面像差、畸變很好地進行補正。即，f3/L 的値一旦超過了條件式（7)的上限，由第2透鏡組G2和 第3透鏡組G3形成的攝遠系統的攝遠比（telephoto ratio ) 變大，不僅導致了投影光學系統的大型化，而且使第3透 鏡組G3上產生的正畸變的量減少，對第2透鏡組G2，第 4透鏡組G4以及第5透鏡組G5上發生的負畸變不能進行 很好的補正，因此並不理想。另一方面，f3/L的値一旦超 過了條件式（7)的下限，會產生高次球面像差，在光柵 R (第2物體）上不能得到良好的成像性能，並不理想。 20 588223 10253pifl.doc 另外，上述條件式（8)規定了第4透鏡組G4的較佳 折射力。由於該第4透鏡組滿足條件式（8)，所以不會使 投影光學系統PL產生高次球面像差、慧形像差，對高次 像面彎曲能夠很好地進彳了補正。即，-f4/L的値一^旦超過 了條件式（8)的上限，由於高次像面彎曲的補正變得不 完全，會導致像面平坦度的惡化，因此並不理想。另一方 面，一f4/L的値一旦超過了條件式（8)的下限，成爲產 生高次球面像差、慧形像差的主要原因，並不理想。第4 透鏡組G4中包含的非球面（正透鏡L402的光柵R側的 透鏡面）ASP3對於投影光學系統PL高次像面彎曲具有很 好的補正作用。 另外，上述條件式（9)規定了第5透鏡組G5的較佳 折射力。由於該第5透鏡組滿足條件式（9)，所以不會使 投影光學系統PL產生高次球面像差、能夠實現小型的投 影光學系統PL。即，f5/L的値一旦超過了條件式（9)的 上限，由於第5透鏡組G5整體的折射力變得過弱，結果 導致了投影光學系統PL的大型化，因此並不理想。另一 方面，f5/L的値一旦超過了條件式（9)的下限，會產生 高次球面像差、導致光柵R上的像的對比度的惡化，並不 理想。第5透鏡組G5中包含的非球面（正透鏡L508的晶 片W側的透鏡面）ASP4對於投影光學系統PL中高次球 面像差的發生具有良好的抑制作用。 下面，將第1實施例的投影光學系統的資料用表一、 表二、表三表不。表一中DO爲光軸上從光柵R (第1物 21 588223 10253pifl.doc 體）到第1透鏡組G1中最靠近光柵R —側的透鏡表面的 距離；WD爲從第5透鏡組G5中最靠近晶片W —側的透 鏡表面到晶片W(第2物體）的在光軸上距離（工作距離）； /3爲投影光學系統的投影倍率，N.A.爲投影光學系統的晶 片W側的數値孔徑，p exp爲投影光學系統的晶片W面 上圓形曝光區域（投影區域）的直徑，L爲物體的像之間 (光柵R與晶片W之間）的光軸上距離。 表一 DO 84.983 WD 12.000 β 0.25 Ν.Α. 0.62 φ exp 42.2 L 1250.0

另外，表二中的各個標記分別表示的是：No.是從光 柵R (第1物體）到透鏡表面的順序，r爲相應的透鏡面 的曲率半徑，d爲光軸上從相應透鏡面到下一個透鏡面的 距離，η爲i線（λ = 365.015nm)中玻璃材料的折射率， u g爲阿貝數。 22 588223 10253pifl.doc

No. r d n vg 1 357.877 18.500 1.61290 33.1 2 213.020 3.180 (空氣）1 3 230.543 43.146 1.48804 71.2 4 -603.699 1.000 (空氣）1 5 368.658 31.343 1.61545 48.6 6 -880.911 1.000 (空氣）1 7 263.755 30.100 1.61290 33.1 8 1330.000 1.000 (空氣）1 9 392.296 18.500 1.61545 48.6 10 119.730 21.871 (空氣）1 11 609.994 15.000 1.48804 71.2 12 133.416 36.671 (空氣）1 13 -379.732 15.000 1.48804 71.2 14 163.050 45.384 (空氣）1 15 -107.204 20.746 1.61290 33.1 16 -2557.185 1.000 (空氣）1 17 -2941.702 49.223 1.48804 71.2 18 -165.913 1.000 (空氣）1 19 -522.218 41.255 1.61545 48.6 20 -201.377 1.000 (空氣）1 21 1914.964 32.332 1.61545 48.6 22 -590.355 1.000 (空氣）1 23 334.769 34.977 1.61545 48.6 24 1626.081 1.000 (空氣）1 25 245.009 42.130 1.61545 48.6 26 1496.446 1.000 (空氣）1 27 303.409 33.577 1.48804 71.2 28 OO 1.000 (空氣）1 29 1176.008 19.597 1.61545 48.6 30 144.707 35.780 (空氣）1 31 -429.000 15.000 1.61290 33.1 32 205.121 41.267 (空氣）1 33 -127.263 15.500 1.61290 33.1 34 OO 24.497 (空氣）1 35 -302.411 35.725 1.48804 71.2 36 -198.179 10.000 (空氣）1 23 588223 10253pifl.doc 37 -1536.242 40.682 1.48804 71.2 38 -212.500 1.000 (空氣）1 39 956.359 37.834 1.48804 71.2 40 -454.905 1.000 (空氣）1 41 908.277 50.368 1.48804 71.2 42 -327.594 3.760 (空氣）1 43 -298.405 21.500 1.61545 48.6 44 -586.399 1.000 (空氣）1 45 613.613 29.534 1.48804 71.2 46 -1803.717 1.000 (空氣）1 47 211.409 34.157 1.48804 71.2 48 486.530 1.000 (空氣）1 49 164.691 52.400 1.48804 71.2 50 925.765 2.302 (空氣）1 51 1924.184 15.500 1.61290 33.1 52 100.996 6.187 (空氣）1 53 113.691 42.092 1.47458 55.9 54 〇〇 1.000 (空氣）1 55 551.382 38.640 1.48804 71.2 56 77.861 1.000 (空氣）1 57 66.506 40.761 1.47458 55.9 58 〇〇 另外，表三中表示的是表示非球面形狀的係數。這裏 將非球面係數用以下所示的數學式1來表示 _ 數學式1 U2 !r Z =——=====+ Ah4 + Bh6 + Ch% + Dh10 + Eh12 1 + V(1-(1 +幻 A2/r2) Z是sag量，h是從光軸起的距離，r爲表面頂點的曲率半 徑，k是圓錐係數（k=0時爲球面）。 24 588223 10253pifl.doc 表三

No8面的非球面係數 k 0 A 1.27929E-08 B - 4.53146E- 13 C 1.07483E- 17 D -1.24207E-21 E 0

Nol4面的非球面係數 k 0 A —6.91630E—08 B 一 1.79116E- 12 C -8.08375E- 18 D - 3.86358E-22 E 0 N〇31面的非球面係數 k 0 A - 2.52517E-08 B 1.01980E- 12 C 1.07363E- 17 D - 7.79521E-22 E 5.13524E-27 25 588223 10253pifl.doc N〇50面的非球面係數 k 0 A —2.45831E—08 B 1.02107E- 12 C -1.51768E- 17 D - 6.84723E-22 E 2.96652E-26 另外，表四表示與第1實施例的上述條件式（1) (9)相對應的値（條件對應値） 588223 10253pifl.doc 表四 F -190.88 L 1250 f/L| 0.153 ^ g 71.2 fl 176.63 |fl/L| 0.141 f2 -44.30 |f2/L| 0.035 f3 107.24 |f3/L| 0.086 f4 -61.59 |f4/L| 0.049 f5 144.05 |f5/L| 0.115 第3圖所繪示爲第1實施例的投影光學系統的縱向像 差以及畸變（彎曲像差），第4圖表示的是其在子午方向 (切線方向）以及球缺方向（弧矢方向）上的橫向像差（慧 形像差）。各個像差圖中，N.A.是投影光學系統PL的晶片 W的數値孔徑，field height表示的是晶片W側的像高， 在像散性圖中，虛線表示的是子午像面（切線像面），實 線表示的是球缺像面（弧矢像面）。球面像差中，實線表 示的是作爲標準波長的i線(365.015nm)的像差，虛線表示 的是大於標準波長+ 3nm ( 368.015nm)線的像差，點劃線 27 588223 10253pifl.doc 表不的是比標準波長小一 3nm ( 362.015nm)的線的像差。 對於橫向像差（慧形像差）同樣用實線表示作爲標準波長 的i線（365.015nm)的像差，用虛線表示比標準波長大+ 3nm ( 368.015nm)的線的像差，用點劃線表示比標準波長小 一 3nm ( 362.015nm)的線的像差。 藉由第1實施例的投影光學系統，就可以理解雖然採 用的是兩側遠心的結構，在寬廣的曝光區域中，不僅特別 是對於畸變能夠很好的補正，對於包括由顏色引起的像差 也能夠均衡地進行補正。 下面，對於第2實施例的投影光學系統的結構進行說 明。第5圖是表示涉及本發明的第2實施例的投影光學系 統的透鏡的斷面圖。該投影光學系統PL從作爲第1物體 的光柵R起，由負透鏡L101以及正透鏡L102、L103、L104 構成的正透鏡組（第1透鏡組）G1，由負透鏡L2(H、L202、 L203、L204構成的負透鏡組（第2透鏡組）G2，由正透 鏡 L301、L302、L303、L304、L305、L306 構成的正透鏡 組（第3透鏡組）G3，由負透鏡L401、L402、L403構成 的負透鏡組（第4透鏡組）G4,由負透鏡L504、L508、L510 以及由正透鏡 L501、L502、L503、L505、L506、L507、 L509、L511構成的正透鏡組（第3透鏡組）G5這5組構 成。 另外，投射光學系統PL內形成具有非球面ASP1〜 ASP4的結構。即，第1透鏡組G1的正透鏡L104的晶片 W側的透鏡面作爲非球面ASP1結構，第2透鏡組G2的 28 588223 10253pifl.doc 負透鏡L203的晶片W側的透鏡面作爲非球面ASP2結構’ 第4透鏡組G4的的負透鏡L4〇2的光柵R側的透鏡面作 爲非球面ASP3結構’第5透鏡組G5的正透鏡L5〇8的晶 片W側的透鏡面作爲非球面ASP4結構。 該投影光學系統PL ’具有包括折射率在丨·57以上的 玻璃材料的多種玻璃材料。最靠近成像側的負透鏡L510 滿足上述條件式（1 )、（ 2)。因此’藉由滿足條件式（1 )、 (2)的最靠近成像側的負透鏡L510，它既是位於曝光光 線的能量密度高處的透鏡，又能夠保證高透射率，且能夠 很好地對色像差進行補正。 而且，最靠近成像側的負透鏡L510爲滿足上述條件 式（3 )，較佳爲滿足條件式（4 )而形成。對於滿足上述 條件式（3)，較佳爲滿足條件式（4)的最靠近成像側的 負透鏡L510而言，對於因顏色引起的像面彎曲像差能夠 很好地進行補正。 如上述所述，該投影光學系統PL由第1透鏡組G1〜 第5透鏡組G5這5組構成，構成它的各透鏡組（第1透 鏡組G1〜第5透鏡組G5)的折射力均滿足上述條件式（5) 〜（9 )。 上述條件式（5)規定了第1透鏡組G1的較佳折射力。 由於該第1透鏡組滿足條件式（5)，能夠對於投影光學系 統PL的畸變很好地進行補正。第1透鏡組G1中包含的 非球面（正透鏡L104的晶片W側的透鏡面）ASP1對於 投影光學系統PL的畸變具有很好的補正作用。另外，上 29 588223 10253pifl.doc 述條件式（6)規定了第2透鏡組G2的較佳折射力。由於 該第2透鏡組G2滿足條件式（6)，能夠對於投影光學系 統PL的高次像面彎曲很好地進行補正。第2透鏡組G2 中包含的非球面（負透鏡L203的晶片W側的透鏡面）ASP2 對於投影光學系統PL的高次像面彎曲具有很好的補正作 用。另外，上述條件式（7)規定了第3透鏡組G3的較佳 折射力。由於該第3透鏡組G3滿足條件式（7)，所以在 不會導致投影光學系統PL大型化的情況下，能夠對於投 影光學系統PL的高次球面像差、畸變很好地進行補正。 另外，上述條件式（8)規定了第4透鏡組G4的較佳 折射力。由於該第4透鏡組G4滿足條件式（8)，所以不 會使投影光學系統PL產生高次球面像差、慧形像差，對 高次像面彎曲能夠很好地進行補正。第4透鏡組G4中包 含的非球面（負透鏡L402的光柵R側的透鏡面）ASP3對 於投影光學系統PL高次像面彎曲具有很好的補正作用。 而且，上述條件式（9)規定了第5透鏡組G5的較佳 折射力。由於該第5透鏡組G5滿足條件式（9)，所以不 會使投影光學系統PL產生高次球面像差，就能夠實現小 型的投影光學系統PL。第5透鏡組G5中包含的非球面（正 透鏡L508的晶片W側的透鏡面）ASP4對於投影光學系 統PL中高次球面像差的發生具有良好的抑制作用。 下面，將第2實施例的投影光學系統的資料用表五、 表六、表七表示。表五中DO爲光軸上從光柵R (第1物 體）到第1透鏡組G1中最靠近光柵R —側的透鏡表面的 30 588223 10253pifl.doc 的距離；WD爲光軸上從第5透鏡組G5中最靠近晶片W 一側的透鏡表面到晶片W(第2物體）的距離（工作距離）； /5爲投影光學系統的投影倍率，N.A.爲投影光學系統的晶 片W側的數値孔徑，（^ exp爲投影光學系統的晶片w面 上圓形曝光區域（投影區域）的直徑，L爲光軸上物體的 像之間（光柵R與晶片W之間）的距離。 表五 DO 81.751 WD 13.400 β 0.25 Ν.Α. 0.62 Φ exp 42.2 L 1250.0 另外，表六中的各個標記分別表示的是：N〇是光珊R (第1物體）一側起到透鏡表面的順序，r爲相應的透鏡 面的曲率半徑，d爲光軸上從相應透鏡面到下一^透鏡面 春 的距離，η爲i線（λ = 365.015nm)中玻璃材料的折射率， 爲阿貝數。 t 31 588223 10253pifl.doc 表/、

No. r d n vg 1 335.964 21.205 1.61290 33.1 2 213.975 4.650 (空氣）1 3 248.066 35.553 1.48804 71.2 4 -1619.744 1.000 (空氣）1 5 554.918 31.585 1.61545 48.6 6 -474.240 1.000 (空氣）1 7 203.552 29.380 1.61290 33.1 8 829.921 1.000 (空氣）1 9 392.191 26.135 1.61545 48.6 10 118.078 22.009 (空氣）1 11 903.802 15.000 1.48804 71.2 12 136.923 24.806 (空氣）1 13 -351.266 15.000 1.48804 71.2 14 185.799 42.136 (空氣）1 15 -101.445 15.000 1.61290 33.1 16 1533.831 1.000 (空氣）1 17 1847.934 51.605 1.48804 71.2 18 -166.043 1.000 (空氣）1 19 -443.835 40.200 1.61545 48.6 20 -192.225 1.000 (空氣）1 21 2126.248 37.407 1.61545 48.6 22 -444.093 1.000 (空氣）1 23 380.000 33.651 1.61545 48.6 24 2690.657 1.000 (空氣）1 25 244.797 37.959 1.61545 48.6 26 791.087 1.000 (空氣）1 27 324.991 36.032 1.48804 71.2 28 - 1.000 (空氣）1 29 659.689 24.282 1.61545 48.6 30 136.864 37.474 (空氣）1 31 -348.340 15.000 1.61290 33.1 32 284.613 36.010 (空氣）1 33 -135.039 30.000 1.61290 33.1 34 OO 43.670 (空氣）1 35 -512.340 34.871 1.48804 71.2 36 -191.230 10.000 (空氣）1 32 588223 10253pifl.doc 37 8846.029 42.291 1.48804 71.2 38 -259.293 1.000 (空氣）1 39 408.339 58.619 1.48804 71.2 40 -322.549 3.078 (空氣）1 41 -301.443 22.100 1.61545 48.6 42 -911.295 1.000 (空氣）1 43 347.139 35.635 1.48804 71.2 44 12619.174 1.000 (空氣）1 45 230.001 35.473 1.48804 71.2 46 651.090 1.000 (空氣）1 47 155.665 43.740 1.48804 71.2 48 736.429 3.734 (空氣）1 49 1219.698 17.000 1.61290 33.1 50 101.018 7.459 (空氣）1 51 119.027 42.505 1.47458 55.9 52 〇〇 1.000 (空氣）1 53 818.077 38.000 1.48804 71.2 54 80.92327 1.000 (空氣）1 55 66.885 38.594 1.47458 55.9 56 〇〇

另外，表七中表示的是表示非球面形狀的係數。定義 非球面形狀的數學式與上述實施例1的定義非球面形狀的 數學式相同。

33 588223 10253pifl.doc 表七 Ν〇8面的非球面係數 k 0 A 1.37724E-09 B 4.74517E- 14 C -1.65812E- 17 D - 7.51967E-22 E 0

Nol4面的非球面係數 k 0 A - 3.87313E-08 B -3.42552E- 12 C 4.66140E- 17 D 4.55243E-21 E 0

N〇31面的非球面係數 k 0 A - 2.43974E-08 B 3.30758E- 13 C 7.68269E- 18 D 8.50336E-22 E - 2.72295E-26 34 588223 10253pifl.doc N〇50面的非球面係數 k 0 A —4.65669E—09 B 3.20001E- 14 C 6.54958E- 19 D —3.46676E—23 E - 6.04525E-28 另外，表八表示與第2實施例的上述條件式（1)〜 (9)相對應的値（條件對應値）。

35 588223 10253pifl.doc 表八 f -187.18 L 1250 |f/L| 0.150 ^ g 71.2 fl 177.42 |fl/L| 0.142 f2 -41.66. |f2/L| 0.033 f3 106.69 |f3/L| 0.085 f4 -68.55 |f4/L| 0.055 f5 148.22 |f5/L| 0.119

第6圖所繪示的是第2實施例的投影光學系統的縱向 像差以及畸變（彎曲像差），第7圖所繪示的其在子午方 向（切線方向）以及球缺方向（弧矢方向）上的橫向像差 (慧形像差）。各個像差圖中，N.A.是投影光學系統PL的 晶片W的數値孔徑，field height表示的是晶片W側的像 高，在像散性圖中虛線表示的是子午像面（切線像面）， 實線表示的是球缺像面（弧矢像面）。球面像差中，實線 表示的是作爲標準波長的i線(365.015nm)的像差，虛線表 36 588223 10253pifl.doc 示的是大於標準波長+ 3nm ( 368.015nm)線的像差，點劃 線表示的是比標準波長小—3nm( 362.015mn)的線的像差。 對於橫向像差（慧形像差）同樣用實線表示作爲標準波長 的i線(365.015nm)的像差，用虛線表示比標準波長大+ 3nm ( 368.015nm)的線的像差，用點劃線表示比標準波長小 一 3nm ( 362.015nm)的線的像差。 藉由第2實施例的投影光學系統，可以理解雖然採用 的是兩側遠心的結構，在寬廣的整個曝光區域中，不僅對 於畸變特別能夠很好的補正，而且對於包括因顏色引起的 像差也能夠保持均衡、很好地進行補正。 下面，對於第3實施例的投影光學系統的結構進行說 明。第8圖爲繪示本發明的第3實施例的投影光學系統的 透鏡的斷面圖。該投影光學系統PL從作爲第1物體的光 柵R起，由負透鏡L101以及正透鏡L102、L103、L104 構成的正透鏡組（第1透鏡組）G1，由負透鏡L2(H、L202、 L203、L204構成的負透鏡組（第2透鏡組）G2，由正透 鏡L301、L302、L303、L304、L305構成的正透鏡組（第 3透鏡組）G3，由負透鏡L401、L402、L403構成的負透 鏡組（第4透鏡組）G4，由負透鏡L504、L508、L510以 及由正透鏡 L5(H、L502、L503、L505、L506、L507、L509、 L511構成的正透鏡組（第3透鏡組）G5這5組構成。因 此，在光柵（物體面）R側以及作爲第2物體的晶片（像 面）W側兩側形成遠心結構。 另外投射光學系統PL內形成具有非球面ASP1〜ASP5 37 588223 10253pifl.doc 的結構。即，第1透鏡組G1的正透鏡L104的晶片W側 的透鏡面作爲非球面ASP1結構，第2透鏡組G2的負透 鏡L203的晶片W側的透鏡面作爲非球面ASP2結構，第 3透鏡組G3的的負透鏡L305的光柵R側的透鏡面作爲非 球面ASP3結構，第4透鏡組G4的負透鏡L402的光柵R 側的透鏡面作爲非球面ASP4結構，第5透鏡組G5的正 透鏡L507的晶片W側的透鏡面作爲非球面ASP5結構。 該投影光學系統PL，具有包括折射率在1.57以上的 玻璃材料的多種玻璃材料。最靠近成像側的負透鏡L510 滿足上述條件式（1)、（2)，因此，通過滿足條件式（1)、 (2)的最靠近成像側的負透鏡L510，就能做到它既是位 於曝光光線能量密度高的位置的透鏡又能夠保證高透射 率，而且對於因顏色而產生像面彎曲像差能夠進行良好的 補正。 而且，最靠近成像側的負透鏡L510爲滿足上述條件 式（3)，較佳爲滿足條件式（4)的條件下所構成。滿足 上述條件式（3)，較佳爲滿足條件式（4)的最靠近成像 側的負透鏡L510,對於因顏色引起的像面彎曲像差能夠 很好地進行補正。 如上述所述，該投影光學系統PL由第1透鏡組G1〜 第5透鏡組G5這5組構成，構成它的各透鏡組（第1透 鏡組G1〜第5透鏡組G5)的折射力均滿足上述條件式（5) 〜（9) 〇 上述條件式（5)規定了第1透鏡組G1的較佳折射力。 38 588223 10253pifl.doc 由於該第1透鏡組滿足條件式（5)，能夠對於投影光學系 統PL的畸變很好地進行補正。第1透鏡組G1中包含的 非球面（正透鏡L104的晶片W側的透鏡面）ASP1對於 投影光學系統PL的畸變具有很好的補正作用。另外，上 述條件式（6)規定了第2透鏡組G2的較佳折射力。由於 該第2透鏡組滿足條件式（6)，能夠對於投影光學系統PL 的高次像面彎曲很好地進行補正。第2透鏡組G2中包含 的非球面（負透鏡L203的晶片W側的透鏡面）ASP2對 於投影光學系統PL的高次像面彎曲具有很好的補正作 用。 另外，上述條件式（7)規定了第3透鏡組G3的較佳 折射力。由於該第3透鏡組滿足條件式（7)，所以在不會 導致投影光學系統PL大型化的情況下，能夠對於投影光 學系統PL的高次球面像差、畸變很好地進行補正。第3 透鏡組G3中包含的非球面（正透鏡L305的晶片W側的 透鏡面）ASP3對於投影光學系統PL的高次球面像差、畸 變具有很好的補正作用。 另外，上述條件式（8)規定了第4透鏡組G4的較佳 折射力。由於該第4透鏡組滿足條件式（8)，所以不會使 投影光學系統PL產生高次球面像差、慧形像差，對高次 像面彎曲能夠很好地進行補正。第4透鏡組G4中包含的 非球面（負透鏡L402的光柵R的透鏡面）ASP4對於投影 光學系統PL高次像面彎曲具有很好的補正作用。 而且，上述條件式（9)規定了第5透鏡組G5的較佳 39 588223 10253pifl.doc 折射力。由於該第5透鏡組滿足條件式（9)，所以不會使 投影光學系統PL產生高次球面像差、能夠實現小型的投 影光學系統PL。第5透鏡組G5中包含的非球面（正透鏡 L507的晶片W側的透鏡面）ASP5對於投影光學系統PL 中高次球面像差的發生具有良好的抑制作用。 將第3實施例的投影光學系統的資料用表九、表十、 表十一表示。表九中DO爲光軸上從光柵R (第1物體） 到第1透鏡組G1中最靠近光柵R —側的透鏡表面的的距 離；WD爲光軸上從第5透鏡組G5中最靠近晶片W —側 的透鏡表面到晶片w (第2物體）的距離（工作距離）； /3爲投影光學系統的投影倍率’ Ν·Α·爲投影光學系統的晶 片W側的數値孔徑，P exP爲投影光學系統的晶片W面 上圓形曝光區域（投影區域）的直徑’ L爲光軸上物體的 像之間（初縮罩幕板R與晶片w之間）的距離。 表九 — D0 90.621 WD 13.400 0.25 Ν·Α· 0.62 φ exp 42.2 --1--- L 1250.0 另外，表十中的各個標記分別表示的是：Ν〇·是從初縮 罩幕板R (第1物體）到透鏡表面的順序’ r爲相應的透 鏡面的曲率半徑，d爲光軸上從相應的透鏡面到下一個透 40 588223 10253pifl.doc 鏡面的距離，η爲i線（λ = 365.015mn)中玻璃材料的折 射率，w g爲阿貝數。

41 588223 10253pifl.doc 表十

No. r d n vg 1 338.289 20.330 1.61290 33.1 2 216.669 4.910 (空氣）1 3 253.403 36.996 1.48804 71.2 4 -1168.441 1.000 (空氣）1 5 604.535 31.489 1.61545 48.6 6 -467.500 1.000 (空氣）1 7 196.358 30.488 1.61290 33.1 8 834.553 1.000 (空氣）1 9 386.236 21.437 1.61545 48.6 10 120.043 22.604 (空氣）1 11 959.319 15.000 1.48804 71.2 12 132.178 26.624 (空氣）1 13 -325.234 15.000 1.48804 71.2 14 188.084 41.473 (空氣）1 15 -105.336 15.000 1.61290 33.1 16 1300.290 1.000 (空氣）1 17 1461.361 51.673 1.48804 71.2 18 -168.547 1.000 (空氣）1 19 -396.052 34.939 1.61545 48.6 20 -201.886 1.000 (空氣）1 21 1806.955 42.379 1.61545 48.6 22 -373.899 1.000 (空氣）1 23 282.486 48.957 1.61545 48.6 24 -3299.328 1.000 (空氣）1 25 183.916 47.052 1.48804 71.2 26 912.025 1.000 (空氣）1 27 493.693 29.201 1.61545 48.6 28 122.344 44.515 (空氣）1 29 -294.101 15.000 1.61290 33.1 30 351.848 30.714 (空氣）1 31 -146.417 29.120 1.61290 33.1 32 14050.000 41.566 (空氣）1 33 -516.573 36.329 1.48804 71.2 34 -198.613 10.000 (空氣）1 42 588223 10253pifl.doc 35 10651.072 43.432 1.48804 71.2 36 -249.279 1.000 (空氣）1 37 444.385 57.724 1.48804 71.2 38 -314.077 3.061 (空氣）1 39 -294.410 22.100 1.61545 48.6 40 -700.091 1.000 (空氣）1 41 301.935 36.548 1.48804 71.2 42 2131.526 1.000 (空氣）1 43 223.029 35.107 1.48804 71.2 44 562.142 1.000 (空氣）1 45 163.029 43.278 1.48804 71.2 46 880.469 3.624 (空氣）1 47 1616.991 17.000 1.61290 33.1 48 100.636 6.851 (空氣）1 49 116.211 41.644 1.47458 55.9 50 〇〇 1.000 (空氣）1 51 810.875 38.000 1.48804 71.2 52 82.131 1.000 (空氣）1 53 67.868 39.815 1.47458 55.9 54 〇〇 (空氣）1 另外，表十一中是表示非球面形狀的係數。定義非球 面形狀的數學式與上述實施例1的定義非球面形狀的數學 式相同。 Φ 43 588223 10253pifl.doc表十一

No8面的非球面係數 k 0 A 3.67554E- 09 B -3.11182E- 14 C -1.58208E- 17 D - 8.43055E-22 E 0

Nol4面的非球面係數 k 0 A —4.38224E-08 B -3.35478E- 12 C 4.85230E- 17 D 7.17177E — 21 E 0

N〇26面的非球面係數 k 0 A —6.55332E—08 B 1.61650E- 13 C -1.86302.E- 17 D -1.42965E-22 E 0 44 588223 10253pifl.doc

No29面的非球面係數 k 0 A —3.75188E-08 B 3.46986E- 13 C 1.15899E- 17 D 1.26019E-22 E -1.24869E-25 N〇44面的非球面係數 k 0 A - 5.94584E-09 B 4.49868E— 14 C 5.91348E- 19 D 3.25933E-23 E -1.06061E-27

另外，表十二中，表示與第3實施例的上述條件式（1) 〜（9)相對應的値（條件對應値）。 45 588223 10253pifl.doc 表十二 F -190.51 L 1250 |f/L| 0.152 v g 71.2 FI 173.28 |fl/L| 0.139 F2 一 41.36 |f2/L| 0.033 F3 105.88 |f3/L| 0.085 F4 -70.10 |f4/L| 0.056 F5 146.64 |f5/L| 0.117

第9圖爲繪示的是第3實施例的投影光學系統的縱向 像差以及畸變（彎曲像差），第1〇圖爲繪示其在子午方向 (切線方向）以及球缺方向（弧矢方向）上的橫向像差（慧 形像差）。各個像差圖中，N.A.是投影光學系統PL的晶片 W的數値孔徑，field height表示的是晶片W側的像局’ 在像散性圖中，虛線表示的是子午像面（切線像面）’實 線表示的是球缺像面（弧矢像面）。球面像差中’實線表 示的是作爲標準波長的i線(365.015nm)的像差’虛線表示 的是大於標準波長+ 3nm ( 368.015nm)的線的像差’點劃 46 588223 10253pifl.doc 線表Tpc的是比標準波長小—3nm( 362.015nm)的線的像差。 對於橫向像差（慧形像差）同樣用實線表示作爲標準波長 的i線(365.015nm)的像差，用虛線表示比標準波長大+ 3nm ( 368.015nm)的線的像差，用點劃線表示比標準波長小 —3nm ( 362.015nm)的線的像差。 藉由第3實施例的投影光學系統，可以理解雖然採用 的是兩側遠心的結構，在寬廣的曝光區域中，不僅特別對 於畸變能夠很好的補正，對於包括顏色引起的像差也能夠 保持均衡、很好地進行補正。 上述實施形式中雖然表示的例子是使用i線（λ = 365nm)的光作爲曝光時使用的光，本發明並不局限於此， 使用激元雷射器的光等極遠紫外光或者水銀燈的g線（波 長爲435.8mn)等，而且使用上述區域以外的紫外區域的 光當然也是可以的。 下面，參照第11圖所示的流程圖，對使用具有上述 實施例的投影光學系統的投影曝光裝置在晶片上形成指定 的電路圖案時的動作進行說明。

首先，在第11圖的步驟S1中，在一組晶片W上蒸 鍍金屬膜。在下一個步驟S2中，在該組晶片W上的金屬 膜上塗佈光阻膜。然後，在S3步驟中，使用具有上述實 施例中的投影光學系統PL (第2圖、第5圖或第8圖） 的第1圖中的投影曝光裝置，藉由該投影光學系統PL將 光柵R上的圖案的像按順序曝光、複製在該組晶片w上 的各個發射區域中。在其後的步驟S4中’對g亥組晶片W 47 588223 10253pifl.doc 上的光阻進行顯影，而在步驟S5中以該組晶片W上的光 阻圖案作爲罩幕進彳了触刻’在該組晶片W上的各個發射 區域中形成與光柵R上的圖案相對應的電路圖案。然後， 藉由在上述各層上再形成一層電路圖案製造出半導體元件 等的元件。 這時，該投影光學系統雖然是兩側遠心的結構，由於 能夠抑制因使用的玻璃材料的吸收引起的成像性能的惡 化，數値孔徑N.A·較大，即使光柵R、作爲曝光對像的各 個晶片W有彎曲現像發生，也能在各個晶片w上以高解 析度安定地形成積體電路圖案。另外，由於投影光學系統 PL的曝光區域很大，能夠大批量地製造大型元件。 本發明並不限於上述實施形式，只要不脫離本發明的 中心思想，採用各種各樣的結構當然都是可以的。 如果採用本發明的投影光學系統，它雖然採用兩側遠 心的結構，但能夠抑制由於使用的玻璃材料的吸收引起的 成像性能的惡化，保證大數値孔徑和寬廣的曝光區域，而 且，對於各像差，特別是對畸變能夠極好地進行補正。另 外，還能夠得到小型且具有高性能的投影光學系統。 另外，如果使用本發明的曝光裝置，由於它具備具有 兩側遠心的結構，由於具有能夠抑制由於使用的玻璃材料 的吸收引起的成像性能的惡化，能得到較大數値孔徑和寬 廣的曝光區域的投影光學系統，即使罩幕、基板有彎曲現 像發生，也能在基板上以高解析度複製微細的電路圖案。 另外，由於投影光學系統P L的曝光區域很大，所以能夠 48 588223 10253pifl.doc 在基板上的寬廣的曝光區域上形成極微小的電路圖案。而 且，如果採用本發明的元件製造方法，即使在罩幕、基板 有彎曲發生時，也能夠高品質地製造大批量高性能元件。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。

49

Claims (1)

1. 588223 10253pifl.doc 該些材料包括折射率在1 ·5 7以上的材料； 而構成該投影光學系統的透鏡中一最靠近成像個I的負 透鏡，滿足下列條件式： |f/L|<0.25 υ g>60 其中，f爲該最靠近成像側的負透鏡的焦點距離，L 爲該第1物體到該第2物體的距離，vg爲該最靠近成像側 負透鏡的阿貝數。 5·如申請專利範圍第4項所述之投影光學系統，其特 徵在於：該投影光學系統至少有一個面的非球面。 6. 如申請專利範圍第1項至第5項之其中任一項所述 之投影光學系統，其特徵在於：具有從該第1物體側開始， 依照下列順序： 包括1枚以上負透鏡的折射力爲正的第1透鏡組； 包括2枚以上負透鏡的折射力爲負的第2透鏡組； 包括3枚以上正透鏡的折射力爲正的第3透鏡組； 包括2枚以上負透鏡的折射力爲負的第4透鏡組；以 及 包括2枚以上負透鏡、且包括3枚以上正透鏡的折射 力爲正的第5透鏡組排列的透鏡組。 7. 申請專利範圍第6項所述之投影光學系統，其特徵 在於：該投影光學系統滿足下列條件式’ 0.04<fl/L<0.4 0.015<-f2/L<0.15 51 588223 10253pifl.doc 0.02<f3/L<0.2 0.015<-f4/L<0.15 0.03<f5/L<0.3 其中，fl爲該第1透鏡組的焦點距離； f2爲該第2透鏡組的焦點距離； f3爲該第3透鏡組的焦點距離； f4爲該第4透鏡組的焦點距離； f5爲該第5透鏡組的焦點距離；以及 L爲該第1物體到該第2物體的距離。 8.—種曝光裝置，包括： 申請專利範圍第1項至第7項之其中任一項所記載的 一投影光學系統； 決定作爲該第1物體的一罩幕與作爲該第2物體的基 板的位置的載物台系統；以及 對該罩幕進行照明的一照明光學系統； 其特徵在於藉由從該照明光學系統發出曝光光線，而 通過該投影光學系統將該罩幕的圖案投影在該基板上。