JPH0772393A - 反射縮小投影光学系 - Google Patents

反射縮小投影光学系

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JPH0772393A
JPH0772393A JP5221001A JP22100193A JPH0772393A JP H0772393 A JPH0772393 A JP H0772393A JP 5221001 A JP5221001 A JP 5221001A JP 22100193 A JP22100193 A JP 22100193A JP H0772393 A JPH0772393 A JP H0772393A
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JP
Japan
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optical system
lens group
plane
mirror
partial optical
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JP5221001A
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English (en)
Inventor
Yutaka Suenaga
豊 末永
Toshiro Ishiyama
敏朗 石山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】レチクル面とウェハー面とを共に平行に維持す
ると共に往路の光束と復路の光束との分離を容易にする
事を目的とする。 【構成】第1部分光学系と第2部分光学系とを有する反
射屈折光学系に於いて、前記第1部分光学系は物体面側
から順に正屈折力の第1レンズ群G1 ,第1の凹面反射
鏡M1 ,弱い屈折力の第2レンズ群G2 を有し物体の一
次縮小像を形成し、前記第2部分光学系は第2の凹面反
射鏡M2 ,正屈折力の第3レンズ群G 3 を有し前記一次
縮小像を更に縮小して再結像させる構成としたものであ
る。そして、前記第1部分光学系中及び前記第2部分光
学系中に夫々一個の平面反射部材を配置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は反射面を有する反射光学
系、特に縮小投影を行なう結像光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超LSI等の半導体素子の製造に
用いられる反射型縮小投影型の露光装置としては、例え
ば特開昭63−163319に開示された構成が知られ
ている。この様な露光装置によりサブミクロンに達する
微細なパターンの転写が可能となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き反射鏡を含
んだ光学系ではウェハー及びレチクルを平行に位置づけ
ていない。もしウェハー及びレチクルを平行に位置づけ
て構成しなければ、装置構成に無理がかかるようにな
り、レチクル面とステージ面とを同時に精度良く動かす
事が困難となる。つまり、ステージ特性が悪くなる。
【0004】また、一般的に反射屈折光学系は比較的大
きな開口数を有し、反射鏡に到達する光線は光軸から離
れるに従って大きな広がり角を持ち、反射面鏡を挟んで
光が往復する。この為、反射鏡の前後に位置するレンズ
が互いに物理的に干渉してしまったり、像面或いは物体
面がその光学系を構成する要素(レンズ,鏡筒等)に重
なったり極端に近づいてしまう事が多く、製造上の困難
を伴う場合が多い。
【0005】本発明では、以上の事に鑑み、従来型の反
射縮小撮影露光装置のステージ特性が悪い事と往復光束
の物理的干渉及び製造上の困難を解決する為、レチクル
面とウェハー面とを共に平行に維持すると共に往路の光
束と復路の光束との分離を容易にする事を目的とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明は、第1部分光学系
と第2部分光学系とを有する反射屈折光学系に於いて、
前記第1部分光学系は物体面側から順に正屈折力の第1
レンズ群G1 ,第1の凹面反射鏡M1 ,弱い屈折力の第
2レンズ群G2 を有し物体の一次縮小像を形成し、前記
第2部分光学系は第2の凹面反射鏡M2 ,正屈折力の第
3レンズ群G 3 を有し前記一次縮小像を更に縮小して再
結像させる構成としたものである。そして、前記第1部
分光学系中及び前記第2部分光学系中に夫々一個の平面
反射部材を配置している。
【0007】具体的には、前記第1部分光学系中に配置
する平面反射部材P1 は第1レンズ群G1 と凹面反射鏡
1 との間に配置し、前記第2部分光学系中に配置する
平面反射部材P2 は第2レンズ群G2 と凹面反射鏡M2
との間に配置する事が望ましい。更に往路の光束と復路
の光束を分離する為に、前記平面反射部材P1 と光軸と
のなす角をθ1 ,前記平面反射部材P2 と光軸とのなす
角をθ2 とするとき、以下の各条件を満足させる事が好
ましい。
【0008】30°≦θ1 ≦60° 30°≦θ2 ≦60°
【0009】
【作用】物体面と像面を平行に構成する事により、屈折
型縮小投影露光装置と同じく精度を非常に高く維持する
事が可能となる。また、前記の様にレチクル面とウェハ
ー面が平行になるように光学系を配置した為、以前の反
射縮小投影光学系の様に複雑な配置になっていないの
で、製造が容易である。
【0010】また、角度が適当な為、往路の光束と復路
の光束が重なり合う事が無く、物理的干渉が起こらな
い。上記条件式に示される角度範囲に於いては光学部材
間の物理的干渉を起こしにくく、これらの値を越えた角
度の場合には光路の往復での分離が困難となり、また製
造上も困難を伴うものとなる。更に、この様に、平面反
射部材が光線を曲げる角度が適当な為、平鏡面の反射増
加膜の極微小な凹凸による散乱等の悪い影響を受けにく
くなくなるので、更に良い性能の改善が期待できる。
【0011】
【実施例】本発明における第1〜第4実施例をそれぞれ
図1から図4に示す。これらの実施例は、平面鏡P1
2 を抜いた状態を考えると、結像光学系としては全く
同一である。つまり、これら実施例は平面鏡P1 とP2
の配置場所及び配置角度が異なる事によって、光学系の
経路が色々な形態を採り得る事を示している。これらの
実施例は全て開口数は0.45で、結像倍率は0.25となって
いる。
【0012】以下、各実施例について詳述する。 〔第1実施例〕先ず、平面鏡P1 とP2 を挿入してない
状態での光学系について述べる。レチクル面O上の光軸
から外れたある一点から出た光は正の屈折力を持つ第1
レンズ群G1 を通り、次に屈折力の弱い第4レンズ群G
4 を通る。レチクル面Oからの光線が入射する順に、第
1レンズ群G1 は両凸正レンズL1 ,レチクル面Oに凸
面を向けた正メニスカスレンズL2 ,レチクル面Oに凸
面を向けた負メニスカスレンズL3 ,レチクル面Oに凹
面を向けたメニスカスレンズL4 から構成され、あまり
屈折作用の無い第4レンズ群G4 はレチクル面Oに凹面
を向けた正メニスカスレンズL14,レチクル面Oに凹面
を向けた負メニスカスレンズL15から構成される。
【0013】負メニスカスレンズL15を出た光は凹面鏡
1 によって反射され、再び第4レンズ群G4 を通り、
次に弱い屈折力を持つ第2レンズ群G2 を通る。第2レ
ンズ群G2 は、レチクル面Oからの光線が入射する順
に、凹面鏡M1 に凸面を向けたメニスカスレンズL5
凹面鏡M1 に凹面を向けた負メニスカスレンズL6 ,凹
面鏡M1 に凸面を向けたメニスカスレンズL7 から構成
されている。
【0014】第2レンズ群G2 を通過した光は、通過し
た直後の位置で、一度結像する。結像した光線は凹面鏡
2 で反射され、第3レンズ群G3 を通過し、ウェハー
面I上の光軸から外れたある一点に結像する。第3レン
ズ群G3 の構成は、レチクル面Oからの光線が入射する
順に、凹面鏡M2 に凸面を向けた正メニスカスレンズL
8 ,両凸正レンズL9 ,両凹負レンズL10,正レンズL
11,凹面鏡M2 に凸面を向けた負メニスカスレンズ
12,正レンズL13から成っている。以下に、上記の平
面鏡P1 及びP2 を挿入してない状態での光学系の諸元
を示す。 〔平面鏡を抜いた場合の実施例の諸元〕 No. 曲率半径 面間隔 硝材 (物体面) 156.413 1 -1504.578 32.000 SiO2 1 1 2 473.028 0.100 3 -243.213 33.000 SiO2 2 4 -338.265 163.516 5 -942.162 20.500 CaF2 3 6 -174.852 31.615 7 388.155 22.000 SiO2 4 8 264.475 267.743 9 -489.715 30.000 SiO2 144 10 -247.927 15.000 11 -195.710 24.000 SiO2 15 12 -524.075 423.353 13 -803.136 -423.353 凹面鏡 M1 14 524.075 -24.000 SiO2 154 15 195.710 -15.000 16 247.927 -30.000 SiO2 14 17 489.715 -229.529 18 359.729 -20.000 SiO2 5 2 19 267.913 -23.693 20 -204.736 -18.000 CaF2 6 21 -437.175 -1.859 22 -340.140 -24.521 SiO2 7 23 -200.439 -666.695 24 774.540 541.695 凹面鏡 M2 25 191.906 17.000 SiO2 8 3 26 655.666 0.500 27 145.173 27.730 CaF2 9 28 -456.891 1.473 29 -336.794 11.000 SiO2 10 30 506.419 0.500 31 162.008 28.731 SiO2 11 32 -3757.555 0.500 33 310.672 12.000 SiO2 12 34 85.820 1.528 35 99.150 44.619 SiO2 13 36 -587.904 15.134 N.A.=0.45 , β=0.25 図1に示した第1実施例では、平面鏡P1 の挿入位置は
第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 との間で、平面鏡
2 の挿入位置は第3レンズ群G3 と凹面鏡M 2 との間
である。更に平面鏡P1 とP2 は互いに平行に配置され
ていて、これらと光軸とのなす角である挿入角は夫々4
5°である。 〔第2実施例〕図2に示した第2実施例では、平面鏡P
1 の挿入位置は第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2
の間で、平面鏡P2 の挿入位置は第3レンズ群G3 と凹
面鏡M 2 との間である。更に平面鏡P1 とP2 は互いに
平行に配置されていて、これらと光軸とのなす角である
挿入角は夫々40°である。平面鏡を除いた光学系は第
1実施例と同一である。 〔第3実施例〕図3に示した第3実施例では、平面鏡P
1 の挿入位置が第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3
の間で、平面鏡P2 の挿入位置は第3レンズ群G3 と凹
面鏡M 2 との間である。平面鏡P1 は、凹面鏡M1 から
射出する射出光線を凹面鏡M1に入射する入射光線を横
切らない方向に曲げ、光軸とのなす角である挿入角は4
5°である。平面鏡P2 は平面鏡P1 と平行に配置さ
れ、平面鏡P2 と光軸のなす角である挿入角は45°で
ある。平面鏡を除いた光学系は第1実施例と同一であ
る。 〔第4実施例〕図4に示した第4実施例では、平面鏡P
1 の挿入位置が第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3
の間で、平面鏡P2 の挿入位置は第3レンズ群G3 と凹
面鏡M 2 との間である。平面鏡P1 は、凹面鏡M1 から
射出する射出光線を凹面鏡M1に入射する入射光線を横
切る方向に曲げ、光軸とのなす角である挿入角は45°
である。平面鏡P2 は平面鏡P1 と直角に配置され、平
面鏡P2 と光軸のなす角である挿入角は45°である。
平面鏡を除いた光学系は第1実施例と同一である。
【0015】
【発明の効果】本発明の如く、少なくとも二枚の平面鏡
を適切な位置,適切な角度で反射屈折光学系の中に入れ
ることにより、光学素子間の物理的干渉を避ける事が出
来る。更に、反射縮小投影露光装置として構造上有利な
ように二枚の平面鏡の挿入角度を適切に選択する事によ
り物体と像を平行に維持しつつ、しかも装置の構成とし
て無理の無い場所に位置づける事が可能になり、製造に
おいても有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】P1 の挿入場所がG1 とG2 との間で、P2
挿入場所はG3 とM2の間であり、P1 とP2 の挿入角
は夫々45°。
【図2】P1 の挿入場所がG1 とG2 との間で、P2
挿入場所はG3 とM2の間であり、P1 とP2 の挿入角
は夫々40°。
【図3】P1 の挿入場所がG2 とG3 との間で、P2
挿入場所はG3 とM2の間であり、P1 とP2 の挿入角
は夫々45°。
【図4】P1 の挿入場所がG2 とG3 との間で、P2
挿入場所はG3 とM2の間であり、P1 とP2 の挿入角
は夫々45°。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1部分光学系と第2部分光学系とを有す
    る反射屈折光学系に於いて、前記第1部分光学系は物体
    面側から順に正屈折力の第1レンズ群G1 ,第1の凹面
    反射鏡M1 ,弱い屈折力の第2レンズ群G2 を有し物体
    の一次縮小像を形成し、前記第2部分光学系は第2の凹
    面反射鏡M2 ,正屈折力の第3レンズ群G3 を有し前記
    一次縮小像を更に縮小して再結像させ、前記第1部分光
    学系中及び前記第2部分光学系中に夫々一個の平面反射
    部材を配置する事により物体面と像面とを平行に配置し
    た事を特徴とする反射縮小投影光学系。
  2. 【請求項2】前記第1部分光学系中に配置する平面反射
    部材P1 は、第1レンズ群G1 と凹面反射鏡M1 との間
    に配置することを特徴とする請求項1記載の反射縮小投
    影光学系。
  3. 【請求項3】前記第2部分光学系中に挿入する平面反射
    部材P2 は、第2レンズ群G2 と凹面反射鏡M2 との間
    に配置することを特徴とする請求項1記載の反射縮小投
    影光学系。
  4. 【請求項4】前記第1の平面反射部材P1 と光軸とのな
    す角をθ1 ,前記第2の平面反射部材P2 と光軸とのな
    す角をθ2 とするとき、以下の各条件を満足することを
    特徴とする請求項1乃至3記載の反射縮小投影光学系。 30°≦θ1 ≦60° 30°≦θ2 ≦60°
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