JPH0472204B2 - - Google Patents
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- JPH0472204B2 JPH0472204B2 JP14206084A JP14206084A JPH0472204B2 JP H0472204 B2 JPH0472204 B2 JP H0472204B2 JP 14206084 A JP14206084 A JP 14206084A JP 14206084 A JP14206084 A JP 14206084A JP H0472204 B2 JPH0472204 B2 JP H0472204B2
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- lens
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
本発明は投影露光装置によつてIC，LSI等の集
積回路を製造するときの投影レンズに関し、特に
波長150nｍ〜400nｍの範囲内の短波長の輝線に
近い発光スペクトルを放射する光源を用いて集積
回路のパターンをシリコンウエハー等に焼付ける
ときに有効な投影レンズに関するものである。 従来より投影露光装置を用いIC，LSI等の集積
回路のパターンをシリコンウエハーに焼付ける為
の投影レンズには非常に高い解像力が要求されて
いる。 一般に投影レンズによる投影像の解像力は使用
する波長が短かくなればなる程良くなる為に、な
るべく短波長を放射する光源が用いられている。
例えば現在水銀灯による波長436nｍ又は365nｍ
の光が投影露光装置に多く用いられている。そし
て投影レンズには高い解像力を得る為に収差を完
全に補正した理論限界値に近い解像力が得られる
ような光学系が要求されてきている。特にパター
ンを焼付ける為に解像力は画面中心に限らず全画
面にわたり理論的な限界値に近い解像力が得られ
るように収差補正がなされている。例えば集積回
路の製造においては集積回路のパターンの焼付工
程を複数回行う為に光学的な諸収差のうち歪曲収
差はほぼ完全に補正された投影レンズが用いられ
ている。 本発明は波長150nｍ〜400nｍ程度の範囲内で
の比較的狭い発光スペクトル分布を有する光源を
用いた投影露光装置における高性能な投影レンズ
の提供を目的とする。 特に本発明においては波長248.5nｍを主たる発
光スペクトルとするエキシマレーザーを用いイン
ジエクシヨンロツキング等の手段によつて波長幅
を狭くした場合に特有の効果を発揮する投影レン
ズの提供を目的としている。 本発明の目的を達成する為の投影レンズの主た
る特徴は物体側より順に正、負そして正の屈折力
の第１，第２そして第３レンズ群の３つのレンズ
群を有し、前記第１レンズ群は負の屈折力の第１
−１レンズ群と正の屈折力の第１−２レンズ群の
２つのレンズ群を有しており前記第１−１レンズ
群は負の屈折力のレンズL111と物体側に凸面を向
けた負の屈折力のメニスカス形状のレンズL112を
有し、前記第１−２レンズ群は両レンズ面が凸面
のレンズL121と少なくとも１枚の物体側に凸面を
向けた正の屈折力のメニスカス形状のレンズ群
L122を有し、前記第２レンズ群は物体側に凸面を
向けた負の屈折力のメニスカス形状のレンズL21
と負の屈折力のレンズL22と像面側に凸面を向け
た負の屈折力のメニスカス形状のレンズL23を有
し、前記第３レンズ群は像面側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状のレンズL31と両レン
ズ面が凸面のレンズL32と少なくとも２枚の物体
側に凸面を向けた正の屈折力のレンズL33と物体
側の面が凸面の少なくとも１枚の正の屈折力のメ
ニスカス形状のレンズL34を有しており前記レン
ズL22の物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を
各々R2F，R2Rとしたとき ｜R2F｜＜｜R2R｜ ……(1) なる条件を満足することである。 本発明は前述のような構成を採ることにより良
好に収差補正を行つた投影レンズを達成してい
る。特に投影倍率1/5、撮影画角14×14mmの範囲
内において良好なる結像性能を得ている。 次に本発明の各構成要件について詳述する。 第１−１レンズ群を負の屈折力のレンズL111と
物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカス形
状のレンズL112で構成することにより画面全体に
わたり歪曲収差を良好に補正しマスクパターンを
歪みなく焼付けることを可能としている。そして
第１−１レンズ群の有する負の屈折力を２つのレ
ンズL111，L112に適切に分担させることにより広
画角化を図り焼付範囲を拡大させてスループツト
の向上を図つている。 レンズL111はレンズL112と同様に物体側に凸面
を向けたメニスカス形状で構成しても又は両レン
ズ面を凹面となるように構成しても良好なる収差
補正が可能である。 第１−２レンズ群を両レンズ面が凸面のレンズ
L121と少なくとも１枚の物体側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状のレンズ群L122で構成
することにより第１−１レンズ群で発生する内向
性のコマ収差とハロー収差を補正し高解像力化を
図つている。 レンズ群L122は１枚のレンズで構成しても２枚
以上のレンズで構成しても良い。２枚以上のレン
ズで構成すればより良好にコマ収差とハロー収差
を補正することができる。 第２レンズ群を物体側に凸面を向けた負の屈折
力のメニスカス形状のレンズL21と負の屈折力の
レンズL22そして像面側に凸面を向けた負の屈折
力のメニスカス形状のレンズL23で構成すること
により第１−２レンズ群で発生する負の球面収差
及び画面中間から周辺にかけてのサジタルフレア
ーを補正している。特にレンズL22により第１−
２レンズ群で発生する負の球面収差及びハロー収
差を、又レンズL21とレンズL23により画面周辺で
のサジタルフレアーを補正している。 第２レンズ群を前述の如く構成すると軸外光線
の主光線より上方側の光束が補正過剰となり外向
性のコマ収差を発生させる原因となる。そこで第
３レンズ群を像面側に凸面を向けた正の屈折力の
メニスカス形状のレンズL31と両レンズ面が凸面
のレンズL32そして少なくとも２枚の正の屈折力
のメニスカス形状のレンズL33，L34で構成するこ
とにより第２レンズ群で発生した外向性のコマ収
差と画面中間から周辺にかけての像面湾曲及び歪
曲収差を合わせてバランス良く補正している。 条件(1)はレンズL22の物体側のレンズ面の屈折
力を像面側のレンズ面に比べて強める為のもので
ありこれにより開口数0.3近傍の球面収差及び画
面周辺のサジタルフレアーを良好に補正してい
る。条件(1)を外れると球面収差及びサジタルフレ
アーを良好に補正するのが困難となる。 レンズL22は両レンズ面が凹面であつても又は
像面側に凸面を向けたメニスカス形状であつても
条件(1)を満足するレンズ形状であれば良い。 特に第１−１レンズ群のレンズL111が両凹レン
ズで構成するときはレンズL22を像面側に凸面を
向けたメニスカス形状で構成するのが収差補正上
好ましい。 本発明においては更に次の諸条件を満足させる
のが好ましい。 前記第１，第２そして第３レンズ群の焦点距離
を各々1，2，3、前記第１−１レンズ群と前記
第１−２レンズ群の焦点距離を各々11，12、前
記レンズL111の焦点距離を111、前記レンズL111
の物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々
R1F，R1Rとするとき 0.85＜｜1／2｜＜2.2 ……(2) 0.75＜｜3／2｜＜1.4 ……(3) 1.4＜｜11／12＜2.5 ……(4) 1.2＜111／11＜2.1 ……(5) ｜R1F｜＞｜R1R｜ ……(6) なる諸条件を満足することである。 条件(2)，(3)はレンズ性能の基本の１つとしての
各レンズ群の屈折力を適切に設定することにより
画面全体の像面湾曲を良好に補正するためであり
下限値を越えるとペツツバール和が大となり像面
が補正不足となり、上限値を越えると像面湾曲が
補正過剰となり画面全体の収差を良好に補正する
のが困難となる。 条件(4)は条件(2)，(3)の屈折力配置のもとで第１
−１レンズ群による歪曲収差の補正と第１−２レ
ンズ群による内向性のコマ収差とハロー収差の補
正と共に画面全体の像面湾曲を少なくして高解像
力化を図る為のものである。条件(4)の下限値を越
えると像面湾曲が補正不足となり又上限値を越え
ると像面湾曲が補正過剰となつてくる。 条件(5)は負の屈折力の第１−１レンズ群の物体
側のレンズL111に対する負の屈折力の分担を適切
に設定し歪曲収差を良好に補正する為である。条
件(5)の下限値を越えると歪曲収差は補正不足とな
り又上限値を越えると歪曲収差は補正過剰となつ
てくる。 条件(6)はレンズL111の物体側のレンズ面の屈折
力を像面側のレンズ面の屈折力より弱くする為の
ものでありこれにより画面全体の歪曲収差を更に
良好に補正している。条件(6)を外れると歪曲収差
が補正不足となつてくるので好ましくない。 本発明において第３レンズ群のレンズL33とレ
ンズL34を３つ以上のレンズに分割して各レンズ
の屈折力の負担を少なくすれば画面全体にわたり
コマ収差及び像面湾曲を更に良好に補正すること
が出来より高解像力化が達成出来る。 後述する数値実施例では使用波長幅が非常に狭
い為に単一のガラスで構成した場合を示したが使
用波長幅に応じて複数のガラス例えばCaF2，
MgF2等で構成しても良いことは当然である。 以上説明したように本発明によれば投影露光装
置において高解像力を有した高性能な投影レンズ
を達成することができる。 次に本発明の数値実施例１〜５の諸数値を示
す。数値実施例においてRiは物体側より順に第ｉ
番目のレンズ面の曲率半径、Diは物体側より順に
第ｉ番目のレンズ厚及び空間間隔、Niは物体側
より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率であ
る。 硝材のSIO2は溶融石英であり波長248.5nｍでの
屈折率は1.521130である。 数値実施例は投影倍率1/5、NA＝0.3、画面範
囲14×14の場合である。又前述の各条件式と数値
実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
積回路を製造するときの投影レンズに関し、特に
波長150nｍ〜400nｍの範囲内の短波長の輝線に
近い発光スペクトルを放射する光源を用いて集積
回路のパターンをシリコンウエハー等に焼付ける
ときに有効な投影レンズに関するものである。 従来より投影露光装置を用いIC，LSI等の集積
回路のパターンをシリコンウエハーに焼付ける為
の投影レンズには非常に高い解像力が要求されて
いる。 一般に投影レンズによる投影像の解像力は使用
する波長が短かくなればなる程良くなる為に、な
るべく短波長を放射する光源が用いられている。
例えば現在水銀灯による波長436nｍ又は365nｍ
の光が投影露光装置に多く用いられている。そし
て投影レンズには高い解像力を得る為に収差を完
全に補正した理論限界値に近い解像力が得られる
ような光学系が要求されてきている。特にパター
ンを焼付ける為に解像力は画面中心に限らず全画
面にわたり理論的な限界値に近い解像力が得られ
るように収差補正がなされている。例えば集積回
路の製造においては集積回路のパターンの焼付工
程を複数回行う為に光学的な諸収差のうち歪曲収
差はほぼ完全に補正された投影レンズが用いられ
ている。 本発明は波長150nｍ〜400nｍ程度の範囲内で
の比較的狭い発光スペクトル分布を有する光源を
用いた投影露光装置における高性能な投影レンズ
の提供を目的とする。 特に本発明においては波長248.5nｍを主たる発
光スペクトルとするエキシマレーザーを用いイン
ジエクシヨンロツキング等の手段によつて波長幅
を狭くした場合に特有の効果を発揮する投影レン
ズの提供を目的としている。 本発明の目的を達成する為の投影レンズの主た
る特徴は物体側より順に正、負そして正の屈折力
の第１，第２そして第３レンズ群の３つのレンズ
群を有し、前記第１レンズ群は負の屈折力の第１
−１レンズ群と正の屈折力の第１−２レンズ群の
２つのレンズ群を有しており前記第１−１レンズ
群は負の屈折力のレンズL111と物体側に凸面を向
けた負の屈折力のメニスカス形状のレンズL112を
有し、前記第１−２レンズ群は両レンズ面が凸面
のレンズL121と少なくとも１枚の物体側に凸面を
向けた正の屈折力のメニスカス形状のレンズ群
L122を有し、前記第２レンズ群は物体側に凸面を
向けた負の屈折力のメニスカス形状のレンズL21
と負の屈折力のレンズL22と像面側に凸面を向け
た負の屈折力のメニスカス形状のレンズL23を有
し、前記第３レンズ群は像面側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状のレンズL31と両レン
ズ面が凸面のレンズL32と少なくとも２枚の物体
側に凸面を向けた正の屈折力のレンズL33と物体
側の面が凸面の少なくとも１枚の正の屈折力のメ
ニスカス形状のレンズL34を有しており前記レン
ズL22の物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を
各々R2F，R2Rとしたとき ｜R2F｜＜｜R2R｜ ……(1) なる条件を満足することである。 本発明は前述のような構成を採ることにより良
好に収差補正を行つた投影レンズを達成してい
る。特に投影倍率1/5、撮影画角14×14mmの範囲
内において良好なる結像性能を得ている。 次に本発明の各構成要件について詳述する。 第１−１レンズ群を負の屈折力のレンズL111と
物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカス形
状のレンズL112で構成することにより画面全体に
わたり歪曲収差を良好に補正しマスクパターンを
歪みなく焼付けることを可能としている。そして
第１−１レンズ群の有する負の屈折力を２つのレ
ンズL111，L112に適切に分担させることにより広
画角化を図り焼付範囲を拡大させてスループツト
の向上を図つている。 レンズL111はレンズL112と同様に物体側に凸面
を向けたメニスカス形状で構成しても又は両レン
ズ面を凹面となるように構成しても良好なる収差
補正が可能である。 第１−２レンズ群を両レンズ面が凸面のレンズ
L121と少なくとも１枚の物体側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状のレンズ群L122で構成
することにより第１−１レンズ群で発生する内向
性のコマ収差とハロー収差を補正し高解像力化を
図つている。 レンズ群L122は１枚のレンズで構成しても２枚
以上のレンズで構成しても良い。２枚以上のレン
ズで構成すればより良好にコマ収差とハロー収差
を補正することができる。 第２レンズ群を物体側に凸面を向けた負の屈折
力のメニスカス形状のレンズL21と負の屈折力の
レンズL22そして像面側に凸面を向けた負の屈折
力のメニスカス形状のレンズL23で構成すること
により第１−２レンズ群で発生する負の球面収差
及び画面中間から周辺にかけてのサジタルフレア
ーを補正している。特にレンズL22により第１−
２レンズ群で発生する負の球面収差及びハロー収
差を、又レンズL21とレンズL23により画面周辺で
のサジタルフレアーを補正している。 第２レンズ群を前述の如く構成すると軸外光線
の主光線より上方側の光束が補正過剰となり外向
性のコマ収差を発生させる原因となる。そこで第
３レンズ群を像面側に凸面を向けた正の屈折力の
メニスカス形状のレンズL31と両レンズ面が凸面
のレンズL32そして少なくとも２枚の正の屈折力
のメニスカス形状のレンズL33，L34で構成するこ
とにより第２レンズ群で発生した外向性のコマ収
差と画面中間から周辺にかけての像面湾曲及び歪
曲収差を合わせてバランス良く補正している。 条件(1)はレンズL22の物体側のレンズ面の屈折
力を像面側のレンズ面に比べて強める為のもので
ありこれにより開口数0.3近傍の球面収差及び画
面周辺のサジタルフレアーを良好に補正してい
る。条件(1)を外れると球面収差及びサジタルフレ
アーを良好に補正するのが困難となる。 レンズL22は両レンズ面が凹面であつても又は
像面側に凸面を向けたメニスカス形状であつても
条件(1)を満足するレンズ形状であれば良い。 特に第１−１レンズ群のレンズL111が両凹レン
ズで構成するときはレンズL22を像面側に凸面を
向けたメニスカス形状で構成するのが収差補正上
好ましい。 本発明においては更に次の諸条件を満足させる
のが好ましい。 前記第１，第２そして第３レンズ群の焦点距離
を各々1，2，3、前記第１−１レンズ群と前記
第１−２レンズ群の焦点距離を各々11，12、前
記レンズL111の焦点距離を111、前記レンズL111
の物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々
R1F，R1Rとするとき 0.85＜｜1／2｜＜2.2 ……(2) 0.75＜｜3／2｜＜1.4 ……(3) 1.4＜｜11／12＜2.5 ……(4) 1.2＜111／11＜2.1 ……(5) ｜R1F｜＞｜R1R｜ ……(6) なる諸条件を満足することである。 条件(2)，(3)はレンズ性能の基本の１つとしての
各レンズ群の屈折力を適切に設定することにより
画面全体の像面湾曲を良好に補正するためであり
下限値を越えるとペツツバール和が大となり像面
が補正不足となり、上限値を越えると像面湾曲が
補正過剰となり画面全体の収差を良好に補正する
のが困難となる。 条件(4)は条件(2)，(3)の屈折力配置のもとで第１
−１レンズ群による歪曲収差の補正と第１−２レ
ンズ群による内向性のコマ収差とハロー収差の補
正と共に画面全体の像面湾曲を少なくして高解像
力化を図る為のものである。条件(4)の下限値を越
えると像面湾曲が補正不足となり又上限値を越え
ると像面湾曲が補正過剰となつてくる。 条件(5)は負の屈折力の第１−１レンズ群の物体
側のレンズL111に対する負の屈折力の分担を適切
に設定し歪曲収差を良好に補正する為である。条
件(5)の下限値を越えると歪曲収差は補正不足とな
り又上限値を越えると歪曲収差は補正過剰となつ
てくる。 条件(6)はレンズL111の物体側のレンズ面の屈折
力を像面側のレンズ面の屈折力より弱くする為の
ものでありこれにより画面全体の歪曲収差を更に
良好に補正している。条件(6)を外れると歪曲収差
が補正不足となつてくるので好ましくない。 本発明において第３レンズ群のレンズL33とレ
ンズL34を３つ以上のレンズに分割して各レンズ
の屈折力の負担を少なくすれば画面全体にわたり
コマ収差及び像面湾曲を更に良好に補正すること
が出来より高解像力化が達成出来る。 後述する数値実施例では使用波長幅が非常に狭
い為に単一のガラスで構成した場合を示したが使
用波長幅に応じて複数のガラス例えばCaF2，
MgF2等で構成しても良いことは当然である。 以上説明したように本発明によれば投影露光装
置において高解像力を有した高性能な投影レンズ
を達成することができる。 次に本発明の数値実施例１〜５の諸数値を示
す。数値実施例においてRiは物体側より順に第ｉ
番目のレンズ面の曲率半径、Diは物体側より順に
第ｉ番目のレンズ厚及び空間間隔、Niは物体側
より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率であ
る。 硝材のSIO2は溶融石英であり波長248.5nｍでの
屈折率は1.521130である。 数値実施例は投影倍率1/5、NA＝0.3、画面範
囲14×14の場合である。又前述の各条件式と数値
実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面
図、第２図〜第６図は各々本発明の数値実施例１
〜５の諸収差図である。 図中，，は各々第１，第２，第３レンズ
群、I11，I12は各々第１−１、第１−２レンズ群、
Ｙは像高、Ｍはメリデイオナル像面、Ｓはサジタ
ル像面である。
図、第２図〜第６図は各々本発明の数値実施例１
〜５の諸収差図である。 図中，，は各々第１，第２，第３レンズ
群、I11，I12は各々第１−１、第１−２レンズ群、
Ｙは像高、Ｍはメリデイオナル像面、Ｓはサジタ
ル像面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体側より順に正、負そして正の屈折力の第
１，第２そして第３レンズ群の３つのレンズ群を
有し、前記第１レンズ群は負の屈折力の第１−１
レンズ群と正の屈折力の第１−２レンズ群の２つ
のレンズ群を有しており、前記第１−１レンズ群
は負の屈折力のレンズL111と物体側に凸面を向け
た負の屈折力のメニスカス形状のレンズL112を有
し、前記第１−２レンズ群は両レンズ面が凸面の
レンズL121と少なくとも１枚の物体側に凸面を向
けた正の屈折力のメニスカス形状のレンズ群L122
を有し、前記第２レンズ群は物体側に凸面を向け
た負の屈折力のメニスカス形状のレンズL21と負
の屈折力のレンズL22と像面側に凸面を向けた負
の屈折力のメニスカス形状のレンズL23を有し、
前記第３レンズ群は像面側に凸面を向けた正の屈
折力のメニスカス形状のレンズL31と両レンズ面
が凸面のレンズL32と物体側に凸面を向けた正の
屈折力のレンズL33と物体側の面が凸面の少なく
とも１枚の正の屈折力のメニスカス形状のレンズ
L34を有しており、前記レンズL22の物体側と像面
側のレンズ面の曲率半径を各々R2F，R2R、前記
第１，第２そして第３レンズ群の焦点距離を各々
f1，f2，f3、前記第１−１レンズ群と前記第１−
２レンズ群の焦点距離を各々f11，f12、前記レン
ズL111の焦点距離をf111、前記レンズL111の物体
側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々R1F，
R1Rとするとき ｜R2F｜＜｜R2R｜ 0.85＜｜f1／f2｜＜2.2 0.75＜｜f3／f2｜＜1.4 1.4＜｜f11／f12｜＜2.5 1.2＜f111／f11＜2.1 ｜R1F｜＞｜R1R｜ なる条件を満足することを特徴とする投影レン
ズ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14206084A JPS6120920A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 投影レンズ |
| GB08432300A GB2153543B (en) | 1983-12-28 | 1984-12-20 | A projection exposure apparatus |
| DE3447489A DE3447489C2 (de) | 1983-12-28 | 1984-12-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Projektionsbelichtung |
| US07/212,081 US4891663A (en) | 1983-12-28 | 1988-06-24 | Projection exposure apparatus |
| US07/212,148 US4977426A (en) | 1983-12-28 | 1988-06-24 | Projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14206084A JPS6120920A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6120920A JPS6120920A (ja) | 1986-01-29 |
| JPH0472204B2 true JPH0472204B2 (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=15306485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14206084A Granted JPS6120920A (ja) | 1983-12-28 | 1984-07-09 | 投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6120920A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004026291A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-15 | Fag Kugelfischer Ag & Co. Ohg | Käfig mit Rollen |
| JP5757703B2 (ja) | 2009-12-25 | 2015-07-29 | Ntn株式会社 | 円すいころ軸受 |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP14206084A patent/JPS6120920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6120920A (ja) | 1986-01-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |