JPH0473844B2 - - Google Patents

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JPH0473844B2
JPH0473844B2 JP14205984A JP14205984A JPH0473844B2 JP H0473844 B2 JPH0473844 B2 JP H0473844B2 JP 14205984 A JP14205984 A JP 14205984A JP 14205984 A JP14205984 A JP 14205984A JP H0473844 B2 JPH0473844 B2 JP H0473844B2
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convex
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Description

【発明の詳細な説明】
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
ズ群は少なくとも2枚の物体側の面が凹面の負の
屈折力のレンズL111、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と物体
側の面が凸面の正の屈折力のレンズ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と両レンズ面
が凹面のレンズ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枚の正屈折力のメニスカス
形状のレンズL34を有していることである。 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1/10、撮影画角10×10mm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レンズ群を少なくとも2枚の像側画が
凹面の負の屈折力のレンズL111、L112、ことに望
ましく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L111、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。 第1−2レンズ群を両レンズ面が凸面のレンズ
L121と正の屈折力のレンズ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。 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と両レンズ面が
凹面のレンズ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とレンス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。 本発明においては更に次の諸条件を満足するの
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f1、f2、f3とし、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
とし、前記レンズL111の焦点距離をf111としたと
き 1.9<|f1/f2|<3.7 ……(1) 0.8<|f2/f3|<1.2 ……(2) 1.1<|f11/f12|<2.3 ……(3) 1.4<f111/f11<2.2 ……(4) なる諸条件を満足することである。 条件(1)、(2)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
画面全体の画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(3)は条件(1)、(2)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(3)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(4)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(4)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。 尚本発明においてレンズL122は両レンズ面が凸
面であつても良く又物体側に凸面を向けたメニス
カス形状であつても良い。 本発明において第1−1レンズ群を3つ以上の
物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカス形
状のレンズで構成すれば各レンズの屈折力の分担
が少なくなりコマ収差の発生が少なくなり又他の
諸収差への影響も少ないので好ましい。 第3レンズ群のレンズL33とレンズ34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画
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気間隔、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1/10、NA−0.35、画面
範囲10×10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。 数値実施例 1
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
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、11,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)

  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
    は少なくとも2枚の像側の面が凹面の負の屈折力
    のレンズL111、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と物体側の面
    が凸面の正の屈折力のレンズ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と両レンズ面が凹面
    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、前記第1、第2そして第3レンズ群の
    焦点距離を各々f1、f2、f3とし、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とし、前記レンズL111の焦点距離をf111
    したとき 1.9<|f1/f2|<3.7 0.8<|f2/f3|<1.2 1.1<|f11/f12|<2.3 1.4<f111/f11<2.2 なる諸条件を満足することを特徴とする投影レン
    ズ。
JP14205984A 1983-12-28 1984-07-09 投影レンズ Granted JPS6120919A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14205984A JPS6120919A (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)

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JP14205984A JPS6120919A (ja) 1984-07-09 1984-07-09 投影レンズ

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JPS6120919A JPS6120919A (ja) 1986-01-29
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JPS6120919A (ja) 1986-01-29

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