WO2003052482A1 - Systeme optique d'imagerie et aligneur de projection - Google Patents

Systeme optique d'imagerie et aligneur de projection Download PDF

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WO2003052482A1
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imaging
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Yutaka Suenaga
Kotaro Yamaguchi
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Nikon Corporation
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    • G03F7/70966—Birefringence

Definitions

  • Imaging optical system and projection exposure apparatus
  • the present invention relates to an imaging optical system and a projection exposure apparatus using the same.
  • a projection optical system of a projection exposure apparatus tends to use a shorter wavelength as its resolution increases. At present, the wavelength has been shortened to about 193 nm (ArF laser).
  • short-wavelength light has high energy, so that when passing through a lens in the projection optical system, irradiation fluctuation may occur to the lens, which may degrade the performance of the projection optical system.
  • Such a deterioration in performance is caused by the projection optical system having a wavelength of 200 nm or less (for example, a refraction type projection optical system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-173065 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72478).
  • the projection optical system having a wavelength of 200 nm or less for example, a refraction type projection optical system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-173065 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72478.
  • the wavelength used is 160 nm or less, the amount of light absorption further increases (a transmittance of only about 70% is obtained), and the refractive index change, expansion, and consequently the heat generated by light absorption cause the change. It is thought that even a change in surface shape occurs, and significant deterioration in performance cannot be avoided.
  • fluorite (CaF 2 ) generates “birefringence”, which is one of the phenomena that cause a decrease in the contrast of an image.
  • This fluorite (CaF 2 ) was negligible for conventional long-wavelength (200 nm or more) light, but was negligible for short-wavelength (less than 200 nm) light. The size becomes invisible and the contrast of the image is significantly reduced.
  • An object of the present invention is to provide a high-performance imaging optical system which can surely suppress the birefringence generated when the wavelength is shortened and has good contrast.
  • Another object of the present invention is to provide a high-performance projection exposure apparatus.
  • the imaging optical system of the present invention is characterized in that also includes one and less refractive members crystalline material S r F 2 was used.
  • this crystal material is used, the effect of birefringence when the operating wavelength is around 157 nm (150 nm to 160 nm) is surely smaller than when other crystal materials are used.
  • ⁇ 1 1 1> crystal axes of the S rF 2 crystalline material coincides with the optical axis of the refracting member. At this time, the amount of birefringence generated for the light beam incident parallel to the refraction member is zero.
  • the imaging optical system has a plurality of refractive members, of which the imaging beam to the refractive member is larger than the maximum passage angle other refractive members relative to the optical axis, of the S r F 2 A crystalline material is used. Birefringence is more likely to occur in a refraction member having a larger light beam passing angle, and thus, if the crystalline material is used for the refraction member, the influence of the birefringence can be suppressed efficiently.
  • the surface distance between the exit surface and entrance surface on the refractive member larger other refractive members Yori, crystalline material of the S r F 2 is used.
  • a refraction member that travels a longer distance has a greater effect of birefringence on the light beam. Therefore, if the crystal material is used for the refraction member, the effect of the birefringence can be effectively suppressed.
  • the imaging optical system uses a light flux having a numerical aperture of 0.6 or more as an imaging light flux, and the maximum passing angle S based on the optical axis of the imaging light flux satisfies sin0> 0.4.
  • the refractive member crystalline material of the S r F 2 is used.
  • the ray passing angle 0 with respect to the direction of the ⁇ 1 1 1> crystal axis is sin0> ⁇ 3/3 (s0> Q.4).
  • the refracting member generates a large amount of birefringence.
  • S r F 2 of crystalline material is used for the refractive member, the influence of birefringence is suppressed extremely efficiently.
  • the imaging optical system has a plurality of refraction members, and at least one of the refraction members uses a C a F 2 crystal material.
  • the imaging optical system projects a reduced image of an object telecentrically with light having a wavelength of 16 O nm or less as an imaging light flux, and has a numerical aperture on the reduction side of 0.6 or more. Is done.
  • Such an imaging optical system can be used as a projection optical system. Further, the influence of the birefringence of the imaging optical system is suppressed as described above. Therefore, the contrast of the reduced image is kept high despite the short wavelength used.
  • a projection exposure apparatus of the present invention is a projection exposure apparatus that reduces and projects a pattern of an original onto a substrate, and includes a light source that emits light having a wavelength of 160 nm or less, and the imaging optical system. It is characterized by the following. According to this imaging optical system, the contrast of the reduced image is kept high, so that the projection exposure apparatus has high performance.
  • FIG. 1 is a diagram showing the birefringence amount n of each crystal material for each wavelength.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an imaging optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a projection exposure apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the first example.
  • FIG. 5 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the second example.
  • FIG. 6 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the third example.
  • FIG. 7 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the fourth example.
  • FIG. 8 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the fifth example.
  • FIG. 9 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the sixth example. Inventor's form of bear
  • the birefringence ⁇ of the crystal material is defined as “the difference between the refractive indices nl and ⁇ 2 for two orthogonal polarization directions in the crystal material”.
  • the directions orthogonal to each other are, for example, the direction of the ⁇ 110> crystal axis and the direction of the ⁇ 001> crystal axis (however, the direction and the unit are not limited thereto. May be a unit of phase or optical distance.)
  • the magnitude of the birefringence n of strontium fluoride (SrF 2 ) is about 1/3 of the magnitude of the birefringence n of fluorite (CaF 2 ).
  • the magnitude of the birefringence n of the cavity is about 1Z10.
  • the present inventors provide the imaging optical system with at least one refractive member made of a crystalline material of strontium fluoride (SrF 2 ) (hereinafter, referred to as “strontium fluoride material”). I thought.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an imaging optical system according to the present embodiment.
  • birefringence in a crystalline material shows anisotropy (variation in the amount of birefringence n depending on the polarization direction) (asymmetrical birefringence; referred to as intrinsic birefringence, etc.), the angle of light rays passing through the crystalline material 0 Are different, the birefringence amount n is different.
  • the strontium fluoride material is used with its ⁇ 111> crystal axis aligned with the optical axis direction Z.
  • this strontium fluoride material having a small birefringence n is used for a refraction member in a portion of the imaging optical system where birefringence is relatively easily generated.
  • the birefringence amount n increases as the traveling direction of the light beam is inclined from the ⁇ 111> crystal axis.
  • the refraction member at a position where birefringence is likely to occur is, for example, as shown by an arrow in FIG. It is a refraction member that is larger than the maximum passage angle 6>.
  • the imaging optical system shown in FIG. 2 is a reduction projection optical system, in this case, the refraction member L 18 arranged on the image plane W side has a large maximum light passing angle 6>, so that Birefringence easily occurs.
  • a strontium fluoride material is used for such a refractive member L 18, birefringence can be suppressed efficiently. Therefore, even if the numerical aperture of the imaging optical system is increased, the influence of birefringence can be suppressed.
  • this strontium fluoride material for a refraction member in which the surface distance (that is, thickness) between the entrance surface and the exit surface must be increased. In this sense, it is appropriate to use a strontium fluoride material for the refraction member L 18 having a relatively large thickness.
  • the strontium fluoride material is used for the refraction member disposed at a location where birefringence is likely to occur, the refraction member (with respect to the optical axis Z,
  • the maximum transmissive angle ⁇ of the imaging light beam which has been described above, is relatively small, and other materials can be used for the refraction member that can be configured to be relatively thin.
  • the effect is particularly high when the imaging optical system is a high NA imaging optical system having a numerical aperture (NA) of 0.6 or more.
  • the birefringence n is characteristic when the light ray transmission angle 0 with respect to the direction of the ⁇ 111> crystal axis is sin0> 3/3 (sin6 >> 0.4). This is because the effect of birefringence increases.
  • the strontium fluoride material is used for a refraction member in which the maximum transmission angle ⁇ of the imaging light flux with respect to the optical axis Z is sinS> 0.4. Good to be.
  • a fluorite (CaF 2 ) crystal material (hereinafter referred to as “fluorite material”) may be positively used for at least one refraction member. .
  • the fluorite material is used as a refraction member that is relatively unlikely to generate birefringence and that is arranged as close as possible to the refraction member using the strontium fluoride material.
  • a fluorite material for example, a refraction member adjacent to a refraction member (arrow portion) using a strontium fluoride material.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the projection exposure apparatus according to the present embodiment.
  • the projection optical system L mounted on the projection exposure apparatus of the present embodiment has the features of any of the imaging optical systems described in the first embodiment. And the entire projection optical system L For each refraction member used, a material capable of transmitting light having a wavelength of 16 O nm or less is used.
  • the projection optical system L is designed to project a reduced image of the object telecentrically and to have a numerical aperture on the reduction side of 0.6 or more.
  • the light source unit 1 0 1 of the light source for example, F, etc. 2 laser, a light source for emitting light below wavelength 1 6 O nm is used.
  • any one of the imaging optical systems of the first embodiment is used as the projection optical system L, the influence of birefringence that occurs when the wavelength is shortened can be suppressed to a small extent. Therefore, the contrast of the projected image is kept high despite the short wavelength used.
  • the projection exposure apparatus includes at least a wafer stage 108, a light source unit 101 for supplying light, and a projection optical system L.
  • the wafer stage 108 can place a substrate (wafer) W coated with a photosensitive agent on the surface 108 a.
  • the stage control system 107 controls the position of the wafer stage 108.
  • the projection optical system L is disposed between an object plane P1 on which a reticle (mask) R is disposed and an image plane P2 which is matched with the surface of the wafer W. Further, the projection optical system L has an alignment optical system applied to a scan type projection exposure apparatus.
  • illumination optical system 102 includes an alignment optical system 103 for adjusting a relative position between reticle R and wafer W.
  • the reticle R is for projecting an image of the pattern of the reticle R onto the wafer W, and is mounted on a reticle stage 105 that can move parallel to the surface 108 a of the wafer stage 108.
  • Placed in The reticle exchange system 104 exchanges and transports the reticle R set on the reticle stage 105.
  • reticle exchange system 104 includes a stage driver (not shown) for moving reticle stage 105 parallel to surface 108 a of wafer stage 108.
  • the main control unit 109 also performs a series of processes from alignment to exposure. Performs control related to processing.
  • FIG. 4 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the present embodiment.
  • .W is the wafer surface and R is the reticle surface.
  • the projection optical system of this embodiment includes refracting lenses L 1, L 2,... L I 8 in the order of incidence of light beams from the reticle R side.
  • strontium fluoride is used for the refractive lenses L4, L5, L6, L17, and L18. Fluorite is used for other refractive lenses.
  • Tables 1 and 2 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of the present embodiment.
  • Table 2 shows the details of the aspheric surfaces of the projection optical system.
  • the surface numbers in the table are 1, 2, 2,... In the order of incidence of light flux from the reticle R side.
  • DO and DO indicate the distance from reticle R to the lens surface closest to reticle R
  • BF indicates the distance (working distance) from the lens surface closest to wafer W to wafer W. (This is the same in Tables 3, 5, 5, 7, and 11.)
  • the sixth surface, the twenty-second surface, the twenty-third surface, and the thirty-third surface are aspherical surfaces.
  • Table 2 shows these aspherical surface coefficients, respectively.
  • K, A, B, C, D, E, F, and G in the table are conic coefficient, fourth-order aspheric coefficient, sixth-order aspheric coefficient, eighth-order aspheric coefficient, and tenth-order aspheric coefficient, respectively.
  • Aspherical coefficient, 12th-order aspherical coefficient, 14th-order aspherical coefficient, 16th-order aspherical coefficient are shown. That is, the aspherical shape is represented by the following equation (this is the same in Tables 4, 6, 6, 8, 10, and 12 described later).
  • FIG. 5 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the present embodiment.
  • W is the wafer surface
  • R is the reticle surface
  • the projection optical system of this embodiment includes refracting lenses L1, L2,..., L18 in the order of incidence of light beams from the reticle R side.
  • strontium fluoride is used for the refractive lenses L4, L5, L6, L11, L16, L17, and L18. Fluorite is used for other refractive lenses.
  • Tables 3 and 4 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of this embodiment.
  • Table 4 shows the details of the aspheric surfaces of the projection optical system.
  • FIG. 6 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the present example.
  • W is the wafer surface
  • R is the reticle surface
  • the projection optical system of the present embodiment includes refractive lenses L1, L2,..., L18 in the order of incidence of light beams from the reticle R side.
  • strontium fluoride is used for the refractive lenses L4, L5, L6, L17, and L18.
  • Fluorite is used for other refractive lenses o
  • Tables 5 and 6 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of this example.
  • Table 6 shows data on the aspheric surface of the projection optical system.
  • the sixth surface, the second surface, the second surface, the second surface, and the third surface are aspherical surfaces.
  • Table 6 shows these aspherical surface coefficients, respectively. ⁇ Table 5>
  • FIG. 7 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the present example.
  • W is the wafer surface
  • R is the reticle surface
  • the projection optical system of this embodiment includes refracting lenses L1, L2,..., L18 in the order of incidence of light beams from the reticle R side.
  • strontium fluoride material is used for the refractive lenses L4, L5, L6, L11, L16, L17, and L18. Fluorite is used for other refractive lenses.
  • Tables 7 and 8 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of this embodiment.
  • Table 8 summarizes the aspheric surfaces of the projection optical system.
  • the sixth surface, the twenty-second surface, the twenty-third surface, and the thirty-third surface are aspherical surfaces.
  • Table 8 shows these aspherical surface coefficients, respectively. ⁇ Table 7>
  • FIG. 8 is an optical path diagram showing the configuration of the projection optical system of the present example.
  • W is the wafer surface
  • R is the reticle surface
  • the projection optical system according to the present embodiment includes a refractive lens L1, L2, a reflecting mirror M1, a (refractive lens L2), a reflecting mirror M2, and a refracting lens L3, L4 in the order of incidence of light beams from the reticle R side. , ⁇ , L13.
  • refractive index lenses L 7, L 11 s L 13 are made of stannous fluoride. Fluorite is used for other refractive lenses.
  • Tables 9 and 10 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of this example.
  • Table 10 shows data on the aspheric surface of the projection optical system.
  • FIG. 9 is an optical path diagram showing a configuration of a projection optical system of the present embodiment.
  • W is the wafer surface
  • R is the reticle surface.
  • Tables 11 and 12 show lens data (unit: mm) of the projection optical system of this embodiment.
  • Table 12 shows the details of the aspheric surfaces of the projection optical system.
  • the shadow optical system of the present embodiment includes a refracting lens L 1,
  • refraction lenses L6, L7, LIUL12, and .L13 are made of sodium fluoride. Fluorite is used for other refractive lenses.
  • Fig. 12 shows these aspheric coefficients.
  • the birefringence generated when the wavelength is shortened is confirmed.
  • a high-performance imaging optical system that can be suppressed to a very small size and has good contrast is realized.

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Description

明細書
結像光学系及び投影露光装置
本発明は、 結像光学系、 及びそれを用いた投影露光装置に関する。 皆景抟術
投影露光装置の投影光学系はその高解像度化に伴って使用波長が短波長化され る傾向にある。 現在のところ、 既に 193nm (ArFレーザ） 程度にまで短波 長化が進んでいる。
今後、 さらなる短波長化が進めば、 波長 157nm (F2レーザ） にまで短波 長化される。
しかし、 短波長の光は、 エネルギーが高いため、 投影光学系内のレンズを透過 する際にそのレンズに対し照射変動を生じさせ、 投影光学系の性能を劣化させる 虞がある。
このような性能の劣化は、 使用波長が 200 nm以下である投影光学系 （例え ば、 特閧平 5— 173065号公報に記載された屈折型の投影光学系、 特開平 5 - 72478号公報に記載された反射屈折型の投影光学系） においてでさえも生 じている（なお、これら投影光学系のレンズの材料は、石英（ S i 02 )である。）。 よって、 使用波長が 160 nm以下になると光の吸収量がさらに大きくなるの で （透過率が 70%程度しか得られない） 、 光の吸収により発生した熱が原因で 屈折率変化、 膨張、 ひいては面形状の変化までもが生じ、 大幅な性能の劣化は避 けられないと考えられる。
このため、 使用波長が 160 nm以下であるレンズの材料には、 比較的吸収が 生じ難いとされる蛍石 （CaF2) を使用することが検討されている。
但し、 蛍石 （CaF2) は、 像のコントラス卜の低下を招く現象の 1つである 「複屈折」 を発生する。
この蛍石 （C aF2) の複屈折量は、 従来の長波長 （200 nm以上） の光に 対しては無視できる程度だったが、 短波長 （200 nm未満） の光に対しては無 視できない大きさとなり、 像のコントラストの低下が顕著になる。
現在、 この複屈折の影響を抑えるために、 レンズの位置を調整することなどが 試みられているが、 確実にその影響を小さく抑えるような有効な方法は未だ提案 されていない。 明の開示
本発明の目的は、 短波長化した場合に生じる複屈折を確実に小さく抑えること. ができ、 コントラストが良好な高性能な結像光学系を提供することにある。
また、 本発明の目的は、 高性能な投影露光装置を提供することにある。
本発明の結像光学系は、 S r F2の結晶材料が使用された屈折部材を少なくと も 1つ備えたことを特徴とする。 この結晶材料が使用されれば、 使用波長が 15 7 nmの近傍 （ 150 nm〜 1 60 nm) であるときの複屈折の影響が、 他の結 晶材料を使用した場合よりも確実に小さく抑えられる。
好ましくは、 前記 S rF2の結晶材料の < 1 1 1 >結晶軸は、 前記屈折部材の 光軸方向に一致している。 このとき、 その屈折部材に平行に入射する光線に対し 発生する複屈折量は、 0となる。
好ましくは、 前記結像光学系は、 複数の屈折部材を有し、 そのうち結像光束の 光軸を基準とした最大通過角度が他の屈折部材よりも大きい屈折部材に、 前記 S r F 2の結晶材料が使用される。 光線の通過角度の大きい屈折部材ほど複屈折を 発生させ易いので、 その屈折部材に前記結晶材料が使用されれば、 複屈折の影響 は効率的に抑えられる。
好ましくは、 出射面と入射面との面間隔が他の屈折部材ょりも大きい屈折部材 に、 前記 S r F2の結晶材料が使用される。 光線の通過する距離が長い屈折部材 ほどその光線に対し複屈折の影響を多く与えるので、 その屈折部材に前記結晶材 料が使用されれば、 複屈折の影響は効率的に抑えられる。
好ましくは、 前記結像光学系は、 開口数 0. 6以上の光束を結像光束とするも のであり、結像光束の光軸を基準とした最大通過角度 Sが sin0 >0. 4を満たす 屈折部材に、 前記 S r F2の結晶材料が使用される。 一般に、 < 1 1 1 >結晶軸 の方向を基準とした光線の通過角度 0が sin0>^3/3 (s 0 > Q . 4) であ る屈折部材は、 複屈折を多く発生させる。 したがって、 その屈折部材に S r F 2 の結晶材料が使用されれば、 複屈折の影響は極めて効率的に抑えられる。
好ましくは、 結像光学系は、 複数の屈折部材を有し、 そのうち少なくとも 1つ の屈折部材に、 C a F 2の結晶材料が使用される。 C a F 2の結晶材料の複屈折量 nの符号は、 S r F 2の結晶材料の複屈折量 nの符号と反対になるので、 C a F 2 の結晶材料を S r F 2の結晶材料に組み合わせれば、 複屈折の影響の全部又は一 部が相殺される。
好ましくは、 前記結像光学系は、 波長 1 6 O n m以下の光を結像光束として物 体の縮小像をテレセントリックに投影するものであり、 かつその縮小側の開口数 は 0 . 6以上確保される。 このような結像光学系は、 投影光学系として使用する ことができる。 また、 この結像光学系の複屈折の影響は、 上記したごとく抑えら れている。 したがって、 使用波長が短いにも拘わらず、 前記縮小像のコントラス トは高く保たれる。
また、 本発明の投影露光装置は、 原板のパターンを基板状に縮小投影する投影 露光装置であって、 波長 1 6 0 nm以下の光を出射する光源と、 前記結像光学系 とを備えたことを特徴とする。 この結像光学系によれば縮小像のコントラストが 高く保たれるので、 投影露光装置は高性能である。 図面の簡単な説明
図 1は、 各結晶材料の複屈折量 nを波長毎に示す図である。
図 2は、 第 1実施形態における結像光学系の例を示す図である。
図 3は、 第 2実施形態に係る投影露光装置の概略構成図である。
図 4は、 第 1実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図 5は、 第 2実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図 6は、 第 3実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図 7は、 第 4実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図 8は、 第 5実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図 9は、 第 6実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。 発明》卖施する めの暴 ϋの形熊
以下、 図面を参照して本発明の実施形態、 実施例について順に説明する。
[第 1実施形態]
図 1及び図 2を参照にして本発明の第 1実施形態について説明する。
以下、 結晶材料の複屈折量 ηを、 「結晶材料内の互いに直交する 2つの偏光方 向に対する屈折率 nl、 η2の差」 と定義する。 互いに直交する方向とは、 例え ば、 < 110 >結晶軸の方向及び < 001 >結晶軸の方向などである （なお、 方 向の採り方、 及び単位は、 これに限らない。 例えば、'単位については、 位相や光 学的距離の単位であってもよい。 ） 。
先ず、 最近の研究結果 （SEMATECH Calcium Fluoride Birefringence Workshop,18 July 2001,San Francisco，CAに記載されたデ一夕） を参照すると、 図 1に示すよう に、 F2レーザ.（ 157 nm) の波長域で生じる複屈折量 nは、 フッ化バリウム (B aF2) が最も大きく、 蛍石 （CaF2) が次に大きく、 フヅ化ストロンチウ ム （S r F2) は最も小さい。
因みに、 図 1では、 これら各結晶材料の複屈折量 nを波長毎に示した。
特に、 この波長域では、 フッ化ストロンチウム （SrF2) の複屈折量 nの大 きさは、 蛍石 （CaF2) の複屈折量 nの大きさの 1/3程度であり、 フヅ化バ リゥムの複屈折量 nの大きさの 1Z10程度である。
そこで、 本発明者等は、 結像光学系に、 フッ化ストロンチウム （S rF2) の 結晶材料 （以下、 「フヅ化ストロンチウム材」 という。 ） からなる屈折部材を少 なくとも 1つ備えることを考えた。
その結果、 この結像光学系の使用波長が 157 nmの近傍 （ 150 nft！〜 16 0 nm) であるときに、 複屈折の影響が他の結晶材料を使用した場合よりも確実 に小さく抑えられた。
図 2は、 本実施形態に係る結像光学系を示す図である。
結晶材料における複屈折は異方性 （偏光方向による複屈折量 nのばらつき） を 示すので （非対称な複屈折量； Intrinsic Birefringenceなどと称される。 ）、 結晶材 料を通過する光線の角度 0が異なると複屈折量 nも異なる。
そして、 結晶材料内をく 11 1 >結晶軸の方向に進行する光線については、 複 屈折量 nが 0となり、 その方向から傾斜するにつれて徐々に複屈折量 nが大きく なる。
そこで、 本実施形態の結像光学系においてフッ化ストロンチウム材は、 その < 1 1 1 >結晶軸を、 光軸方向 Zに一致させた状態で使用される。
このようにすれば、 そのフッ化ストロンチウム材に平行に入射する光線に発生 する複屈折量 nは、 0となる。
さらに好ましくは、 複屈折量 nの小さなこのフッ化ストロンチウム材は、 結像 光学系のうち、 複屈折を比較的発生させ易い箇所の屈折部材に使用される。 ここで、 一般の結晶材料では、 光線の進行方向が < 1 1 1 >結晶軸から傾くに つれて複屈折量 nが大きくなる。
よって、 複屈折を発生させ易い箇所の屈折部材とは、 例えば、 図 2中に矢印で 示すように、 光軸 Zを基準とした結像光束の最大通過角度 0が、 他の屈折部材に おける最大通過角度 6>よりも大きくなるような屈折部材である。
なお、 図 2に示す結像光学系は、 縮小投影光学系であるが、 その場合、 像面 W 側に配置された屈折部材 L 1 8は、 光線の最大通過角度 6>が大きくなるので、 複 屈折を発生させ易い。
このよゔな屈折部材 L 1 8にフッ化ストロンチウム材が使用されれば、 複屈折 は効率的に抑えられる。 よって、 結像光学系が高開口数化ざれても、 複屈折の影 響は抑えられる。
しかも、 屈折部材がそれを通過する光線に与える複屈折の影響は、 光線の通過 する距離が長いほど大きくなる。
そこで、 入射面と出射面との面間隔 （つまり厚さ） を大きくしなければならな いような屈折部材に、 このフヅ化ストロンチウム材を使用することが好ましい。 その意味からも、 比較的厚さの大きい屈折部材 L 1 8にフッ化ストロンチウム 材を用いることが適当である。
なお、 本実施形態では、 複屈折を発生させ易い箇所に配置される屈折部材にフ ッ化ストロンチウム材を使用したので、 複屈折を発生させ難い箇所に配置される 屈折部材 （光軸 Zを基準とした結像光束の最大通過角度 Θが比較的小さくなり、 比較的薄く構成できる屈折部材） には、 他の材料を使用することができる。 また、 結像光学系が、 開口数 （NA) が 0. 6以上である、 高 N Aの結像光学 系であるとき、 特に効果が高い。
なぜなら、 般の結晶材料では、 < 1 11 >結晶軸の方向を基準とした光線の 通過角度 0が sin0> 3/3 (sin6>>0. 4) であるときに、 複屈折量 nが特 に大きくなり、 複屈折の影響が大きくなるからである。
具体的に、 この結像光学系においては、 光軸 Zを基準とした結像光束の最大通 過角度 Θが sinS > 0. 4となるような屈折部材に、前記フヅ化ストロンチウム材 が使用されるとよい。
ところで、 フッ化ストロンチウム材を使用した屈折部材においても、 僅かでは あるが、 複屈折が生じている可能性がある。
そこで 本実施形態では、 フヅ化ストロンチウム材に加え、 蛍石 （CaF2) の結晶材料 （以下、 「蛍石材」 という。 ） を、 積極的に少なくとも 1つの屈折部 材に使用する.とよい。
なぜなら、 図 1に示すように蛍石 （CaF2) の複屈折量 nと、 フッ化ストロ ンチウム （SrF2) の複屈折量 nとでは、 互いに符号が反対になるので、 複屈 折の影響の全部又は一部が相殺されるからである。
なお、 蛍石材が使用されるのは、 比較的複屈折を発生させ難く、 かつ、 フッ化 ストロンチウム材が使用される屈折部材となるべく近い位置に配置された屈折部 材であることが望ましい。
なぜなら、 このようにすれば、 蛍石材からなる屈折部材を通過する各光線の各 通過角度と、 フッ化ストロンチウム材からなる屈折部材を通過する各光線の各通 過角度とが近づくので、 複屈折がより確実に相殺されるからである。
図 2において蛍石材を使用すると好ましいのは、 例えば、 フッ化ストロンチウ ム材が使用された屈折部材 （矢印部） に隣接する屈折部材などである。
[第 2実施形態]
図 3を参照して本発明の第 2実施形態を説明する。
図 3は、 本実施形態に係る投影露光装置の概略構成図である。
本実施形態の投影露光装置に搭載された投影光学系 Lは、 第 1実施形態に記載 された何れかの結像光学系の特徴を有する。 そして、 この投影光学系 Lの全体に 使用される各屈折部材には、 波長 1 6 O n m以下の光を透過可能な材料が使用さ れる。
なお、 投影光学系 Lは、 物体の縮小像をテレセントリックに投影し、 かつ縮小 側の開口数が 0 . 6以上となるよう設計されている。
また、 光源部 1 0 1の光源には、 例えば F 2レーザなど、 波長 1 6 O n m以下 の光を出射する光源が使用されている。
従来.、 このような光源を使用した場合には、 投影光学系 L内の屈折部材におけ る複屈折の影響により、 投影された像のコントラストが低下する可能性が高かつ た。
しかし、 本実施形態では、 投影光学系 Lとして上記第 1実施形態の何れかの結 像光学系が使用されているので、 短波長化した場合に生じる複屈折の影響は、 小 さく抑えられる。 よって、 投影された像のコントラストは、 使用波長が短いにも 拘わらず高く保たれる。
したがって、 投影光学系 Lを搭載したこの投影露光装置は、 高性能である。 なお、 投影露光装置は、 少なくともウェハステージ 1 0 8と、 光を供給するた めの光源部 1 0 1と、投影光学系 Lとを含む。ここで、ウェハステージ 1 0 8は、 感光剤を塗布した基板（ウェハ） Wを表面 1 0 8 a上に置くことができる。また、 ステージ制御系 1 0 7は、 ウェハステージ 1 0 8の位置を制御する。 投影光学系 Lは、 レチクル （マスク） Rが配置された物体面 P 1と、 ウェハ Wの表面に一致 させた像面 P 2との間に配置される。 さらに投影光学系 Lは、 スキャンタイプの 投影露光装置に応用されるァライメント光学系を有する。 さらに照明光学系 1 0 2は、 レチクル Rとウェハ Wとの間の相対位置を調節するためのァライメント光 学系 1 0 3を含む。 レチクル Rは、 該レチクル Rのパターンのイメージをウェハ W上に投影するためのものであり、 ウェハステージ 1 0 8の表面 1 0 8 aに対し て平行移動が可能であるレチクルステージ 1 0 5上に配置される。 そしてレチク ル交換系 1 0 4は、 レチクルステージ 1 0 5上にセヅトされたレチクル Rを交換 し運搬する。 またレチクル交換系 1 0 4は、 ウェハステージ 1 0 8の表面 1 0 8 aに対し、 レチクルステージ 1 0 5を平行移動させるためのステージドライバ一 (不図示） を含む。 また、 主制御部 1 0 9は位置合わせから露光までの一連の処 理に関する制御を行う。
[第 1実施例]
図 4、 表 1、 表 2に基づいて本発明の第 1実施例を説明する。
図 4は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図において、 . Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
本実施例の投影光学系は、レチクル： R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、 L2、 • • • L I 8を備える。
このうち、 屈折レンズ L 4、 L5、 L 6、 L 17、 L 18に、 フヅ化ストロン チウム材が使用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材が使用されてい る。
. 表 1、 表 2は、 本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm) である。 表 2は、 投影光学系の非球面についてのデ一夕である。 ，
. なお、 表中の面番号は、 レチクル R側から光束の入射順に 1、. 2、 · · · とし た。 また、 表中の符号、 D Oは、 レチクル Rから最もレチクル R側のレンズ面ま での距離を示し、 B Fは、最もウェハ W側のレンズ面からウェハ Wまでの距離（作 動距離） を示している (これは、 表 3、 表 5、 表 7、 表 9、 表 11においても同 様である。 ） 。
なお、 本実施例では、 第 6面、 第 22面、 第 23面、 第 33面が非球面である ので、 表 2では、 これらの非球面係数をそれぞれ示した。
また、 表中の K、 A、 B、 C、 D、 E、 F、 Gは、 それぞれ円錐係数、 4次の 非球面係数、 6次の非球面係数、 8次の非球面係数、 10次の非球面係数、 12 次の非球面係数、 14次の非球面係数、 16次の非球面係数を示している。 すな わち、 非球面形状は、 次の式で表される （これは、 後述する表 4、 表 6、 表 8、 表 10、 表 12においても同様である。 ） 。
Y2/r
ζ=- γ—.—— ^ +AYi+ i&+cis+ 10+Ei2+j^Yi4÷Gyi6 く表 1 >
縮小側 NA=0.8 Field=22 x 5腿，倍率 1/4,D0=59.39146, BE=8.87037 露光波長人 =157.624雇,屈折率： CaF2N=l .559293, SrF2N=l .575600 曲率半径 間隔 材料
1： 385.29790 27.41608 CaF2
2: -250.27907 2.00000
3: 171.31803 47.25138 CaF2
4: 105.72470 17.95095
5 :-2098.23396 12.01403 CaF2
6: 166.02919 25.52017
7 · -110.91266 12 00000 SrF
8： 533 89406 31 82297
9· -111.04424 33 12604 SrF,
10· -135 88381 2 05652
11·一 1491 62047 50 76727
12· -196 69324 2 00000
13· 717.65800 51 68442 CaF
U- -438 89101 2 30993
15· 242 47858 55 60561 CaF
16· 5320 20605 35 46225
17· 179 71783 45 16897 CaF,
is- 212 23352 57 90721
19: -458.53890 12.05465 CaF2
20· 130.20916 41 48530
21: -141.50339 10.97921 CaF2
22: 364.65050 58.07865
Z3: -1990. 8460 48.46475 CaF2
24: -179.50600 2.01428
25 : oo 9. 14934
26: 264.59560 50.88000 CaF2
27-.-153Z. 1073 35.10256
28: -308.16535 25,21903 CaF2
29: -410.67435 4.41619
30: 329.44555 43.37878 CaF2
31 :-2049.99564 2.00000
32: 205.79010 43.81438 CaF2
33: 3584.06274 2.00000
34: 129.45116 40.36803 SrF2
35: 328.99792 19.55489
36: 705.00774 70.08560 SrF2
37: oo <表 2 >
6面： K: 0.000000
Α:-0.126912 10"06 Β:-0.311285 X 10"11 C:-0.204273 10— 15
D: 0.197929 X 10- 19 E: 0.196479 X 10"23 F:-0.314822 X 10— 26
G: 0.428092 X 10— 3D
22面: K: 0.000000
A: 0.781345 X 1(T07 B.--0.362221 X 10"11 C:-0.128134 X 10— 15
D: 0.734347 X 10"20 E: 0.985386 X 10"24 F:-0.990375 X 10"28
Figure imgf000012_0001
23面: K: 0.000000
A:-0.168786 X 10"08 B: 0.123896 X 10"12 C: 0.199647 10— 17
-22 -30
D:-0.421476 X 1CT" E:-0.596873 X 10"26 F: 0.802317 X 10
G:-0.272582 X 10"34
33面: K: 0.000000
A: 0.161879 X 10"07 B: 0.544841 X 10"12 C:-0.486726 X 10— 17
D: 0.113882 X 10"21 E: 0.457343 X 10"25 F:-0.234166 X 10"29
-34
G: 0.784662 10
[第 2実施例]
図 5、 表 3、 表 4に基づいて本発明の第 2実施例を説明する。
図 5は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図において、 Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
本実施例の投影光学系は、レチクル R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、 L 2、 · · · L 1 8を備える。
このうち、屈折レンズ L 4、 L 5、 L 6、 L l l、 L 1 6、 L 1 7、 L 1 8に、 フヅ化ストロンチウム材が使用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材 が使用されている。
表 3、 表 4は、 本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm) である。 表 4は、 投影光学系の非球面についてのデ一夕である。
なお、 本実施例では、 第 6面、 第 2 2面、 第 2 3面、 第 3 3面が非球面である ので、 表 4では、 これらの非球面係数をそれぞれ示した。 <表 3 >
縮小側 NA=0.8,Field=22x5腿,倍率 1/4 D0=59.61323, BF=8.87037 露光波長 λ=157.624nm，屈折率： CaF2N=l .559293, SrF2N=l .575600 曲率半径 間隔 材料
1 ： 378.26391 27.44802 CaF2
2 ： -253.42739 2.00000
3 ： 170.45335 47.23138 CaF2
4 ： 105.29978 17.82781
5 :-2278.07174 12.00168 CaF,
6 ： 165.52536 25.58216
7 ： -110.26803 12.00000 SrF,
8 ： 526.98742 31.82836
9 ： -111.24007 33.12927 SrF,
10 ： -136.07757 2.05794
11 :-1527.30516 50.68264 SrF,
12 ： -196.52001 2.00000
13 ： 726.00265 51.36688 CaF?
14 ： -437.49493 2.36805
15 ： 242.24201 55.69243 CaF,
16 ： 5195.18495 35.49025
17 ： 179.69759 45.18437 CaF?
18 ： 212.77181 57.96533
19 ： -469.74983 12.06968 CaF2
20 ： 130.37911 41.11774
21 ： -143.45515 10.97921 SrF2
22 . 381.04514 58.07373
23 -2000.00000 48.40252 CaF2
24 -180.07001 2.00522
25 oo 9.14934
26 264.30761 50.73267 CaF2
27 -1577.99209 34.86381
28 -313.03498 25.83762 CaF2
29 -417.75635 4.60124
30 324.87700 43.39854 CaF2
31 -2277.05398 2.00000
32 208.82198 43.74352 SrF2
33 3222.85196 2.00004
34 129.60212 40.45798 SrF2
35 332.94015 19.64086
36: 725.32728 70.02422 SrF2
37: oo <表 4 >
6面： K 0.000000
-06
A -0.127475 10 B:-0.315415 X 10— 11 C:-0.181772 X 10"15
22 -26
D -0.352864 X 10"20 E: 0.126718 X F.--0.572739 X 10
G 0.675238 X 10"30
22面: K: 0.000000
A: 0.785150 X 10- 07 B:-0.350254 X 10"u C:-0.131109 X 10- 15
D 0.662788 X 10"20 E: 0.106649 X 10— 23 F:-0.105457 10"27
G 0.306903 X 10— 32
23面: K 0.000000
A■0.178760 X 10"08 B: 0.937669 X 10"13 C:-0.233643 X 10"17
Figure imgf000014_0001
G •0.298686 10"34
33面: K 0.000000
A 0.161285 X lCr07 B: 0.515677 X 10"12 C:-0.429906 X 10"17
D 0.121509 X 10— 21 E: 0.413630 X 10"25 F:-0.208595 X 10 -29
G 0.715988 X 10"34
[第 3実施例]
図 6、 表 5、 表 6に基づいて本発明の第 3実施例を説明する。
図 6は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図において、 Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
本実施例の投影光学系は、レチクル R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、 L 2、 ■ · · L 1 8を備える。
このうち、 屈折レンズ L 4、 L 5、 L 6、 L 1 7、 L 1 8に、 フヅ化ストロン チウム材が使用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材が使用されてい る o
表 5、 表 6は、 本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm) である。 表 6は、 投影光学系の非球面についてのデータである。
なお、 本実施例では、 第 6面、 第 2 2面、 第 2 3面、 第 3 3面が非球面である ので、 表 6では、 これらの非球面係数をそれぞれ示した。 <表 5 >
縮小側 NA=0.8，Field=22 x5顧,倍率 1/5, D0=57.41031, BF=8.95288 露光波長 λ=157.624nm,屈折率： CaF2N=l · 559293, SrF2N-l · 575600 曲率半径 材料
277.29199 28.69565 CaFz
-340.73996 3.00000
260.77271 74.71765 CaF2
115.58125 21.18467
-2174.96646 16.20624 CaF2
187.24901 26.03656
-104.47807 10.00000 SrF2
458.69956 28.30292
-129.59043 33.39754 SrF2
-154.97314 3.09087
-2705.42256 46.61902 SrF2
-189.44240 3.00000
571.59188 42.62816 CaF2
-495.70780 3.00000
251.20392 45.10565 CaFz
15595.52086 36.49588
164.24829 40.77306 CaF2
18 208.08059 48.21812
19 -674.28437 10.00000 CaF2
20 127.54540 38.46172
21 -134.21809 11.47826 CaF2
22 318.02214 80.15324
23 6129.75754 40.85725 CaF,
24 -200.22315 3.24168
25 CO 9.56522
26 302.95323 47.23174 CaF,
27 -626.09582 42.99476
28 -222.24669 24.01647 CaF,
29 -278.52663 3.00000
30 461.19113 38.82878 CaF,
31 -653.89500 3.00106
32 171.96683 43.35382 CaF,
33 712.50400 9.42619
34 128.90045 34.10267 SrF,
35 409.38754 9.89554
36 1073.25210 73.55644 SrF,
37 oo <表 6 >
6面： K: 0.000000
A: -0.123924 X 10- 06 B:-0.192455 X 10— 11 C.--0.254210 X 10— 16
D -0.550117 X10"19E 0.187726 X 10— 22 F:-0.378195 X 10— 26
G 0.293943 X10-30
22面: K:
A: 0.724325 X 10"07 B -0.481187 X 10— 11 C:-0.143486 X 10- 15
D 0.122916X10— 19 E: 0.207397 X 10— 23 F:-0.273650 X 10"27
G 0.105074X10— 31
23面: K: 0.000000
A: -0.114133 X1Q-°7B 0.133856 X 10"12 C:-0.576263 X 10"17
D 0.747660 X 10— 22 E:-0.663535 X 10"26 F: 0.676075 X 10"30
G ■0.268267X10 -34
33面: K: 0.000000
A 0.795719 X 10"08 B: 0.653049 X 10— 12 C:-0.661860 X 10"17
D 0.129401X10— 21 E 0.468122 X lCr25 F:-0.262726 X 10— 29
G 0.892472 X10"34
[第 4実施例]
図 7、 表 7、 表 8に基づいて本発明の第 4実施例を説明する。
図 7は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図において、 Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
本実施例の投影光学系は、レチクル R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、 L 2、 ■ · · L 18を備える。
このうち、屈折レンズ L 4、 L5、 L 6、 L l l、 L 16、 L 17、 L 18に、 フヅ化ストロンチウム材が使用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材 が使用されている。
表 7、 表 8は、 本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm) である。 表 8は、 投影光学系の非球面についてのデ一夕である。
なお、 本実施例では、 第 6面、 第 22面、 第 23面、 第 33面が非球面である ので、 表 8では、 これらの非球面係数をそれぞれ示した。 <表 7 >
縮小側 NA=0.85Field=22 x 5腿,倍率 1/5 , DO 56 · 63201， BF=8.92629 露光波長え 157.624nm,屈折率： CaF2N=l.559293， SrF2N=l.575600 曲率半径 間隔 材料
1 ： 283.07197 28.69565 CaF2
2 ： -336.07660 3.00000
3 ： 253.70970 75.45661 CaF2
4 ： 114.31858 20.90080
5 :-1341.38156 15.97599 CaF2
6 ： 189.49255 25.83961
7 ： -104.23828 10.62871 SrF,
.8 ： 469.94985 28.29967
9 ： -129.82150 33.41684 SrF,
10 ： -155.06966 3.11257
11 :-2667.86589 46.81874 SrF,
12 ： -190.08098 3.00000
13 ： 593.04816 43.08492 CaF2
14 ： -478.65183 3.00000
15 ： 247.99468 45.86592 CaF2
16 ■11206.40304 36.88171
17 165.31725 40.84794 CaF2
18 210.74114 48.16881
19 -674.96062 10.03199 CaF2
20 127.97765 38.01877
21 -136.54163 11.47826 SrF,
22 337.48354 79.96250
23 -4088.31378 39.70764 CaF,
24 -200.26814 3.02721
25 ∞ 9.56522
26 301.68874 46.83729 CaF?
27 -632.36811 42.66551
28 -217.18585 24.00000 CaF2
29 -268.88756 3.00000
30 476.95837 38.45697 CaF2
31 -630.75018 3.07000
32 172.59381 44.07537 SrF2
33 697.28584 9.71050
34 127.26193 33.91065 SrF2
35 403.80037 10.41344
36 1068.22882 71.79212 SrF2
37: oo <表 8 >
6面： K: 0.000000
Α:-0.126014 10"06 Β :-0.179165 X10"11 C: 0.111534 X10-16
D:-0.876553X10"19E: 0.332245 X 10"22 F:-0.699804 10"26
G: 0.577843 X10"30
22面: K: 0.000000
A: 0.746937 X 10— Q7 B: -0.466635 10— 11 C:-0.154153 X 10— 15
D: 0.104039X10— 19 E 0.231927 10— 23 R-0.285738 X 10— 27
-31
G: 0.108026X10
23面: K: 0.000000
A:-0.118495 10"07 B: 0.100898 10— 12 Q-0.619400 10"17
D: 0.860527X10— 22 E: ■0.120948X10— 25 F: 0.103827 X10"29
G:-0.381372X10— 34
33面: K: 0.000000
12 -17
A: 0.745039 X 10"08 B: 0.652723 X 10"i C:-0.664807 X 10
D: 0.115874X10— 21 E 0.488591 X 10"25 F:-0.278175 X 10— 29
G:0.944508X10"34
[第 5実施例]
図 8、 表 9、 表 10に基づいて本発明の第 5実施例を説明する。
図 8は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。
図において、 Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
本実施例の投影光学系は、レチクル R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、 L 2、反射鏡 M 1、 （屈折レンズ L 2、）反射鏡 M 2、屈折レンズ L 3、 L 4、 · ··、 L 13を備える。
このうち、 屈折レンズ L 7、 L 11 s L 13に、 フヅ化スト口ンチウム材が使 用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材が使用されている。
表 9、表 10は、本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm)である。 表 10は、 投影光学系の非球面についてのデータである。
なお、 本実施例では、 第 2面、 第 3面、 第 5面、 第 7面、 第 8面、 第 14面、 第 16面、 第 23面、 第 28面が非球面であるので、 表 10では、 これらの非球 面係数をそれぞれ示した。 <表 9 >
縮小側 NA=0.8 Field=22x3mm ，倍率 1/5,DO=50.0,BF=10.02290 露光波長
Figure imgf000019_0001
曲率半径 間隔 材料
1 ： 209.33935 36.72379 CaF2
2 ■1152756.78033 11.07488
3 ■ -258.41898 11.11111 CaF2
4 • -2895 78229 18 15025
5 • -273 37553 - 18 15025 反射面
6 • - 2895 78229 - 11.11111 CaF
7 -258 41898 -277 74154
8 1642 16070 332 00290 反射而
9 5928 54398 34 09775
10 -476 58835 1 ooooo
11 392 71559 38 81811
12 5271 52618 122 24886
13 641 46710 33 86127 Ca „
14 571 74222 466 92100
15 -177 9 162 15 94350 CaF,
16 691 53961 18 72314
17 -634 10418 30 18100
18 -197 40747 1 04032
19 245 51092 39 83980 CaF
20 -2375.46010 38.35056
21 566.82747 39.39250 CaF2
22 -360.58643 10.00000
23 -332.81964 24.00000 CaF2
24 -614.29714 1.00000
25 200.97811 38.11160 SrF2
26. 1794.29729 23.29131
27: 170.24328 31.13617 CaF2
28: 4217.53345 9.89659
29: 127.11070 70.06363 SrF2
30: 1262.22957 <表 1 0 >
2面: K: 0.0
A: 0.714246 X 10"08 B 0.399699 X 10— 13 C: 0.194806 X 10— 17 D 0.451578 X 10-21 E: -0.166984 X 10— 24 F: 0.166057 X 10-28 G -0.569087 X 10"33
3面： K: 0.0
A -0.792947 X 1(T09 B: 0.299761 X 10"12 C:-0.154482 10"16 D 0.120434 X 10- 18 E:-0.434374 X 10"22 F: 0.708404 X 10"26 G -0.648336 X 10"30
5面: : 0.0
A: -0.358846 X 10"10 B: 0.350170 X 10- 12 C: 0.133418 X 10"15 D -0.288235 X 10"19 E: -26
0.160151 X 10"22 F:-0.370353 X 10
G 0.331879 X 10"30
7面: : 0.0
A -0.792947 X 10— 09 B: 0.299761 X 10— 12 C:-0.154482 X 10"16 D 0.120434 X 10— 18 E: -26
■0.434374 10— 22 F: 0.708404 X 10"
G 0.648336 X 10"30
8面: : 0.0
A: -0.153245 X 10— 08 B: 0.795791 X 10"14 Q-0.524124 X 10"18
22
D 0.644591 X 10— E 0.563588 10"26 F: 0.282839 X 10"30 G -0.636566 X 10"35
14面: K: 0.0
A 0.649623 X 10-08 B: 0.642104 X 10"13 C: 17
-0.122294 X 10
D 0.200215 X 10"21 E:-0.103243 X 10— 25 F: 0.297335 X 1CT30 G -0.334732 X 10"35
16面: K 0.0
A 0.593138 X 10"07 B:-0.876096 X 10"12 C:-0.298606 X 10"16 D 0.190730 X 10"20 E: 0.176009 X 10"24 F:-0.226412 X 10"28 G 0.127440 X 10"32
3面: K: 0.0
A: ■0.115717 X 10"07 B:-0.216848 X 10"12 C:-0.737666 X 10"17
-25
D •0.355132 X 10"21 E: 0.346103 X 10 F:-0.375332 -29
X 10
G 0.128972 X 10"33
8面: K: 0.0
A: 0.419238 X 10"07 B: 0.110059 X 10"11 C:-0.926359 X 10"16 D 0.177810 X 10"19 E: ■27
■0.217636 X 10"23 F: 0.184072 X 10
G •0.668852 X 10"32
[第 6実施例]
図 9、 表 1 1、 表 1 2に基づいて本発明の第 6実施例を説明する, 図 9は、 本実施例の投影光学系の構成を示す光路図である。 図において、 Wはウェハ面、 Rはレチクル面である。
表 11、 表 12は、 本実施例の投影光学系のレンズデータ （単位： mm) であ る。
表 12は、 投影光学系の非球面についてのデ一夕である。
本実施例の 影光学系は、レチクル R側から光束の入射順に、屈折レンズ L 1、
L 2、反射鏡 M 1、 （屈折レンズ L 2、）反射鏡 M 2、屈折レンズ L 3、 L 4、 · · ·、
L 13を備える。
このうち、 屈折レンズ L 6、 L7、 L I U L 12、.L 13に、 フヅ化スト口 ンチウム材が使用されている。 それ以外の屈折レンズには、 蛍石材が使用されて いる。
なお、 本実施例では、 第 2面、 第 3面、 第 5面、 第 7面、 第 8面、 第 14面、 第 16面、 第 23面、 第 28面が非球面であるので、 表 12では、 これらの非球 面係数をそれぞれ示した。
<表 11 >
縮小側 NA=0.8,Field=22x3mm,倍率 1/5,DO=50. 0,BF=10.04656 露光波長 λ=157.624ηηι,屈折率： CaF =l.559293 ,SrF2N=l.575600 曲率半径 間隔 材料
209.23148 36.62001 CaF
1998913465.9 311.11936
-258.28698 11.11111 CaF2
- 2882.82317 18.04242
-273.32411 -18.04242 反射面 ' -2882.82317 -11.11111 CaF2
-258.28698 -277.78603
1642.53429 331.94517 反射面
7541.20592 34.18982 CaFz
-467.30943
394.25957 38.87976 CaF2
31570.74057 122.29855
638.11269 33.81500 CaF2
567.58868 466.80145
-182.50898 15.77521 SrF2
714.86714 18.76217
-630.46086 30.23493 SrF2
-197.10408 1.10485
245.37015 39.29599 CaF2
-2391.24244 38.05860
568.50040 39.15007 CaF2
-359.76777 10.00000
-332.47372 24.00000 CaF2
-616.73440 1.00000
200.05848 38.06519 SrF2
1761.98974 23.28009
175.48635 31.24128 SrF2
4570.96226 10.02723
127.34862 70.18012 SrF2
1277.14912 <表 1 2 >
面： K: 0.0
A: 0.722118 X 10"08 B: 0.451895 X 10— 13 C: 0.162494 X 10"17
-24 -28
D: 0.472062 X 10"21 E:-0.164042 X F: 0.160573 X 10
G: -0.545673 X 10— 33
面: : 0.0
12 -17
A: -0.308858 X 10"09 B: 0.269418 X 10—" C-0.999449 X 10
D: 0.120514 X 10- 18 E:-0.434272 X 10- 22 F: 0.707535 X 10"26
G: -0.657251 X IO"30
面： K: 0.0 .
12 -15
A: 0.125089 X 10"09 B: 0.366204 X 10"1 C: 0.134075 X 10
-26
D: -0.280352 X.10"19 E: 0.160075 X 10— 22 F:-0.377102 X 10
G: 0.343871 X IO"30
.面： K: 0.0
-09 -17
A: -0.308858 X 10— uy B: 0.269418 X 10"12 Q-0.999449 X 10
-22 -26
D 0.120514 X 10"18 E:-0.434272 X 10"" F: 0.707535 X 10
G: -0.657251 X 10"30
面： K: 0.0
A: -0.159158 X 10"08 B: 0.661124 X 10"14 Q-0.514064 X 10—18
-30
D: 0.635856 X 10"22 E:-0.568300 X 10— 26 F: 0.294220 X 10—
-35
G: 0.682392 X 10""'
4面: K: 0.0
-13
A: 0.642096 X 10— 08 B: 0.634586 X 10"13 C:-0.114864 X 10"17
D: 0.197474 X 10"21 E:-0.104851 X 10"25 F: 0.316334 X 10"30
35
G: •0.381982 X 10"
6面: K: 0.0
16
A: 0.592525 X 10"07 B:-0.846591 10"12 C: -0.287488 X 10
. D: 0.193610 10— 20 E: 0.172609 X 10— 24 F:, 0.233816 X 10— 28
G: 0.136694 X 10— 32
3面: K: 0.0
-12 -17
A: -0.115342 X 10"07 B:-0.216139 X 10"i C:-0.748124 X 10
-25
D: 0.360327 X IO"21 E: 0.349602 X 10"" F:-0.369772 X 10 、-29
G: 0.128020 X IO"33
8面: K: 0.0
16
A: 0.416852 X 10— 07 B: 0.109454 10— 11 Q-0.926193 10
■27
D: 0.178796 X 10- 19 E:-0.218154 X 10-23 F: 0.183632 X 10"
G: -0.664722 X IO"32
産業 卜の禾 u rnの τ能
以上説明したとおり、 本発明によると、 短波長化した場合に生じる複屈折を確 実に小さく抑えることができ、 コントラストが良好な高性能な結像光学系が実現 する。
また、 本発明によると、 高性能な投影露光装置が実現する。
さらに、 この投影露光装置を利用すれば、 高性能な半導体集積回路を製造するこ とも可能になる。

Claims

請求の範囲
(1) SrF2の結晶材料が使用された屈折部材を少なくとも 1つ備えた ことを特徴とする結像光学系。
(2) 請求項 1に記載の結像光学系において、
前記 SrF2の結晶材料の < 1 11>結晶軸は、 前記屈折部材の光軸方向に一 致している
ことを特徴とする結像光学系。
(3) 請求項 2に記載の結像光学系において、
複数の屈折部材を有し、 そのうち結像光束の光軸を基準とした最大通過角度が 他の屈折部材よりも大きい屈折部材に、 前記 S rF2の結晶材料が使用されてい る
ことを特徴とする結像光学系。
(4) 請求項 3に記載の結像光学系において、
出射面と入射面との面間隔が他の屈折部材ょりも大きい屈折部材に、 前記 S r F2の結晶材料が使用されている
ことを特徴とする結像光学系。
( 5 ) 請求項 1〜請求項 4の何れか一項に記載の結像光学系において、 開口数 0. 6以上の光束を結像光束とするものであり、 かつ、
結像光束の光軸を基準とした最大通過角度 0が sin6> > 0.4を満たす屈折部材 に、 前記 S r F2の結晶材料が使用されている
ことを特徴とする結像光学系。
( 6 ) 請求項 1〜請求項 5の何れか一項に記載の結像光学系において、 複数の屈折部材を有し、 そのうち少なくとも 1つの屈折部材に、 CaF2の結 晶材料が使用されている
ことを特徴とする結像光学系。
( 7 ) 請求項 1〜請求項 6の何れか一項に記載の結像光学系において、 波長 160 nm以下の光を結像光束として物体の縮小像をテレセントリックに 投影するものであり、 かつ、
前記縮小側の開口数を 0. 6以上確保している ことを特徴とする結像光学系。
(8) 原板のパターンを基板状に縮小投影する投影露光装置であって、 波長 160 nm以下の光を出射する光源と、
請求項 7に記載の結像光学系と
を備えたことを特徴とする投影露光装置。
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