JPH1010430A - ２回結像光学系 - Google Patents
２回結像光学系Info
- Publication number
- JPH1010430A JPH1010430A JP8179882A JP17988296A JPH1010430A JP H1010430 A JPH1010430 A JP H1010430A JP 8179882 A JP8179882 A JP 8179882A JP 17988296 A JP17988296 A JP 17988296A JP H1010430 A JPH1010430 A JP H1010430A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- imaging optical
- image
- image forming
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】結像性能を維持しながら光学系の小型化を実現
することができ、特に歪曲収差を良好に補正することが
でき、しかも製造誤差を容易に吸収することができる２
回結像光学系を提供する。 【解決手段】第１結像光学系（Ａ）によって第１面の中
間像を形成し、第２結像光学系（Ｂ）によって中間像の
再結像を第２面上に形成し、第１結像光学系（Ａ）から
の光束を第２結像光学系（Ｂ）へ導くように反射面（Ｍ
2）を設けた２回結像光学系において、反射面（Ｍ2）
を、非平面且つ非球面に形成したことを特徴とする。
することができ、特に歪曲収差を良好に補正することが
でき、しかも製造誤差を容易に吸収することができる２
回結像光学系を提供する。 【解決手段】第１結像光学系（Ａ）によって第１面の中
間像を形成し、第２結像光学系（Ｂ）によって中間像の
再結像を第２面上に形成し、第１結像光学系（Ａ）から
の光束を第２結像光学系（Ｂ）へ導くように反射面（Ｍ
2）を設けた２回結像光学系において、反射面（Ｍ2）
を、非平面且つ非球面に形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として半導体の製
造に用いられるステッパーなどの縮小露光装置の光学系
に関し、特に光学系に反射屈折光学系を用いることによ
り、紫外線波長域でのサブミクロン単位の分解能を有す
る１／４×〜１／５×の走査型反射屈折縮小光学系に関
するものである。
造に用いられるステッパーなどの縮小露光装置の光学系
に関し、特に光学系に反射屈折光学系を用いることによ
り、紫外線波長域でのサブミクロン単位の分解能を有す
る１／４×〜１／５×の走査型反射屈折縮小光学系に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体の回路パターンはますます
微細化しており、このパターンを焼き付ける露光装置に
はより解像力の高いものが要求されてきている。この要
求を満足するためには、光源の波長を短波長化しかつＮ
Ａ（光学系の開口数）を大きくしなければならない。し
かしながら、波長が短くなると光の吸収のため実用に耐
える光学ガラスが限られてくる。波長が３００ｎｍ以下
となると、実用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとな
る。しかるに合成石英と蛍石のアッベ数は、色収差を補
正するのに十分なほどは離れていない。したがって波長
が３００ｎｍ以下の場合には、屈折光学系だけで投影光
学系を構成したのでは色収差補正が極めて困難となる。
また蛍石は温度変化による屈折率の変化、いわゆる温度
特性が悪く、またレンズ研磨の加工上多くの問題を持っ
ているので、多くの部分に使用することはできない。し
たがって必要な解像力を有する投影光学系を屈折系のみ
で構成することは非常に難しいものとなる。
微細化しており、このパターンを焼き付ける露光装置に
はより解像力の高いものが要求されてきている。この要
求を満足するためには、光源の波長を短波長化しかつＮ
Ａ（光学系の開口数）を大きくしなければならない。し
かしながら、波長が短くなると光の吸収のため実用に耐
える光学ガラスが限られてくる。波長が３００ｎｍ以下
となると、実用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとな
る。しかるに合成石英と蛍石のアッベ数は、色収差を補
正するのに十分なほどは離れていない。したがって波長
が３００ｎｍ以下の場合には、屈折光学系だけで投影光
学系を構成したのでは色収差補正が極めて困難となる。
また蛍石は温度変化による屈折率の変化、いわゆる温度
特性が悪く、またレンズ研磨の加工上多くの問題を持っ
ているので、多くの部分に使用することはできない。し
たがって必要な解像力を有する投影光学系を屈折系のみ
で構成することは非常に難しいものとなる。
【０００３】これに対して、反射系のみで投影光学系を
構成することも試みられているが、この場合、投影光学
系が大型化し、かつ反射面の非球面化が必要となる。し
かるに高精度の非球面は製作の面で極めて困難である。
そこで反射系と使用波長に使える光学ガラスからなる屈
折系とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学系によっ
て、縮小投影光学系を構成する技術が色々提案されてい
る。その中で、光学系の途中で１回以上の中間結像を行
うタイプは、これまで種々のものが提案されているが、
中間像を１回だけ結像するものに限定すると、特公平５
−２５１７０、特開昭６３−１６３３１９、特開平４−
２３４７２２、ＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示され
た技術が挙げられる。
構成することも試みられているが、この場合、投影光学
系が大型化し、かつ反射面の非球面化が必要となる。し
かるに高精度の非球面は製作の面で極めて困難である。
そこで反射系と使用波長に使える光学ガラスからなる屈
折系とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学系によっ
て、縮小投影光学系を構成する技術が色々提案されてい
る。その中で、光学系の途中で１回以上の中間結像を行
うタイプは、これまで種々のものが提案されているが、
中間像を１回だけ結像するものに限定すると、特公平５
−２５１７０、特開昭６３−１６３３１９、特開平４−
２３４７２２、ＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示され
た技術が挙げられる。
【０００４】上記従来技術の中で、凹面ミラーを１枚だ
け使用しているものは、特開平４−２３４７２２とＵＳ
Ｐ−４，７７９，９６６に開示された光学系である。こ
れらの光学系は、凹面ミラーで構成される往復兼用光学
系において、凹レンズのみが採用されており、凸のパワ
ーの光学系が使われていない。そのため、光束が広がっ
て凹面ミラーに入射するため、凹面ミラーの径が大きく
なりがちであった。また特に特開平４−２３４７２２に
開示された往復兼用光学系は完全対称型であり、この光
学系での収差発生を極力抑えて後続の屈折光学系の収差
補正負担を軽くしているが、対称光学系を採用している
ため、第１面付近でのワーキングディスタンスがとりに
くく、またハーフプリズムを使用しなければならなかっ
た。またＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示された光学
系では、中間像よりも後方の２次結像光学系にミラーを
使用している。したがって光学系の必要な明るさを確保
するためには、光束が広がって凹面ミラーに入射するこ
とになり、ミラーの小型化が困難なものであった。
け使用しているものは、特開平４−２３４７２２とＵＳ
Ｐ−４，７７９，９６６に開示された光学系である。こ
れらの光学系は、凹面ミラーで構成される往復兼用光学
系において、凹レンズのみが採用されており、凸のパワ
ーの光学系が使われていない。そのため、光束が広がっ
て凹面ミラーに入射するため、凹面ミラーの径が大きく
なりがちであった。また特に特開平４−２３４７２２に
開示された往復兼用光学系は完全対称型であり、この光
学系での収差発生を極力抑えて後続の屈折光学系の収差
補正負担を軽くしているが、対称光学系を採用している
ため、第１面付近でのワーキングディスタンスがとりに
くく、またハーフプリズムを使用しなければならなかっ
た。またＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示された光学
系では、中間像よりも後方の２次結像光学系にミラーを
使用している。したがって光学系の必要な明るさを確保
するためには、光束が広がって凹面ミラーに入射するこ
とになり、ミラーの小型化が困難なものであった。
【０００５】また複数のミラーを使用するものでは、屈
折光学系のレンズ枚数を削減できる可能性があるが、こ
れらのタイプでは以下の問題があった。すなわち、最
近、焦点深度を稼ぎながら解像力を上げるため、マスク
の選択部分の位相をずらす位相シフト法が考え出されて
いるが、さらに、効果を上げるために、照明光学系のＮ
Ａと結像光学系のＮＡの比σを可変にすることが行われ
る。このとき照明光学系には開口絞りを設置することが
できるが、前記に挙げた反射屈折光学系を対物レンズと
する場合は、有効な絞り設置部分がどこにも採れないこ
とになる。
折光学系のレンズ枚数を削減できる可能性があるが、こ
れらのタイプでは以下の問題があった。すなわち、最
近、焦点深度を稼ぎながら解像力を上げるため、マスク
の選択部分の位相をずらす位相シフト法が考え出されて
いるが、さらに、効果を上げるために、照明光学系のＮ
Ａと結像光学系のＮＡの比σを可変にすることが行われ
る。このとき照明光学系には開口絞りを設置することが
できるが、前記に挙げた反射屈折光学系を対物レンズと
する場合は、有効な絞り設置部分がどこにも採れないこ
とになる。
【０００６】さらにこのような配置の往復光学系を縮小
側の第２面側に採用するタイプの反射屈折光学系では、
縮小倍率の関係から反射ミラーで反射した後ウエハまで
の距離が長く採れないため、この光路中に挿入される対
物レンズのレンズ枚数がそう多く採れず、そのため得ら
れる光学系の明るさは限られたものとならざるを得なか
った。たとえ高ＮＡの光学系が実現できても、限られた
長さに多くの光学部材が挿入されるため、ウエハと対物
レンズの端面との距離、いわゆるワーキングディスタン
スＷＤが長く採れない光学系となっていた。またこのよ
うな従来の反射屈折光学系においては、光路の光軸を必
ず途中で偏心させる必要があり、そのいわゆる偏心光学
系の偏心部分の調整作業が困難で、なかなか高精度の系
を実現することができなかった。
側の第２面側に採用するタイプの反射屈折光学系では、
縮小倍率の関係から反射ミラーで反射した後ウエハまで
の距離が長く採れないため、この光路中に挿入される対
物レンズのレンズ枚数がそう多く採れず、そのため得ら
れる光学系の明るさは限られたものとならざるを得なか
った。たとえ高ＮＡの光学系が実現できても、限られた
長さに多くの光学部材が挿入されるため、ウエハと対物
レンズの端面との距離、いわゆるワーキングディスタン
スＷＤが長く採れない光学系となっていた。またこのよ
うな従来の反射屈折光学系においては、光路の光軸を必
ず途中で偏心させる必要があり、そのいわゆる偏心光学
系の偏心部分の調整作業が困難で、なかなか高精度の系
を実現することができなかった。
【０００７】そこで本出願人は、第１結像光学系によっ
て第１面の中間像を形成し、第２結像光学系によって中
間像の再結像を第２面上に形成し、第１結像光学系から
の光束を第２結像光学系へ導くように反射面を設け、第
１結像光学系を、凹面鏡と該凹面鏡への入射光と反射光
との双方が透過するレンズ群とからなる往復光学系を有
するように形成した２回結像光学系を提案した。この２
回結像光学系によれば、凹面鏡の径を縮小させることが
でき、位相シフト法のための照明光学系のＮＡと結像光
学系のＮＡの比σを可変にすることができるように、有
効な絞り設置部分を採ることができ、さらに光学系の明
るさを十分とりながら、なおウエハと対物レンズの端面
との距離、いわゆるワーキングディスタンスＷＤを長く
採ることができる光学系を実現することができる。また
いわゆる偏心光学系の偏心部分の調整作業が容易で、高
精度の光学系を実現するものである。
て第１面の中間像を形成し、第２結像光学系によって中
間像の再結像を第２面上に形成し、第１結像光学系から
の光束を第２結像光学系へ導くように反射面を設け、第
１結像光学系を、凹面鏡と該凹面鏡への入射光と反射光
との双方が透過するレンズ群とからなる往復光学系を有
するように形成した２回結像光学系を提案した。この２
回結像光学系によれば、凹面鏡の径を縮小させることが
でき、位相シフト法のための照明光学系のＮＡと結像光
学系のＮＡの比σを可変にすることができるように、有
効な絞り設置部分を採ることができ、さらに光学系の明
るさを十分とりながら、なおウエハと対物レンズの端面
との距離、いわゆるワーキングディスタンスＷＤを長く
採ることができる光学系を実現することができる。また
いわゆる偏心光学系の偏心部分の調整作業が容易で、高
精度の光学系を実現するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたようにこ
の２回結像光学系は優れた点が多いが、結像性能を維持
しながら光学系の小型化を実現しようとすると、どうし
ても歪曲収差が発生してくる。すなわち光学系の配置が
対称形から外れているので、他の収差がよく補正されて
いても、歪曲収差のみ残ることがある。特に高次数の歪
曲収差は、屈折レンズの曲率や面間隔のみでは補正が不
可能であり、系を大型化せざるを得ないことになりかね
ない。また歪曲収差の補正に伴い、その見返りとして非
点収差が発生し、両者の収差を同時に補正することは、
至難の技であることが通常である。このような場合、他
のよく補正された収差はそのままにして、歪曲収差や非
点収差、特に高次の歪曲収差を補正したい場合が生じる
のである。
の２回結像光学系は優れた点が多いが、結像性能を維持
しながら光学系の小型化を実現しようとすると、どうし
ても歪曲収差が発生してくる。すなわち光学系の配置が
対称形から外れているので、他の収差がよく補正されて
いても、歪曲収差のみ残ることがある。特に高次数の歪
曲収差は、屈折レンズの曲率や面間隔のみでは補正が不
可能であり、系を大型化せざるを得ないことになりかね
ない。また歪曲収差の補正に伴い、その見返りとして非
点収差が発生し、両者の収差を同時に補正することは、
至難の技であることが通常である。このような場合、他
のよく補正された収差はそのままにして、歪曲収差や非
点収差、特に高次の歪曲収差を補正したい場合が生じる
のである。
【０００９】以上のような純粋な収差補正のほかに、こ
のような高精度の光学系を製造する場合、どうしても製
造誤差による製品のバラツキが生じる。このバラツキは
製品ごとに異なる収差を持っており、通常は光学系の部
分調整で補正することが行われている。しかし、製造誤
差により像面のいたるところで収差量の異なる非対称な
収差が発生したり、発生量そのものが多すぎると、光学
部品で調整するだけでは、補正しきれないことが多い。
このような場合に、結像付近に非球面でできた収差補正
板を挿入して補正することがある。しかしこのような補
正板は、結像面にできるだけ近い方が、画角に関する収
差の補正には有効であるが、現実には、像面近傍にある
さまざまな調整機構や測定装置などから、像面からずっ
と物体よりに置かなければならないのが通常である。そ
うなると本来画角に関する収差だけを補正したい場合で
も、他の口径に関する収差まで影響を受け、複雑な補正
を行わなければならなくなるのである。したがって本発
明は、結像性能を維持しながら光学系の小型化を実現す
ることができ、特に歪曲収差を良好に補正することがで
き、しかも製造誤差を容易に吸収することができる２回
結像光学系を提供することを課題とする。
のような高精度の光学系を製造する場合、どうしても製
造誤差による製品のバラツキが生じる。このバラツキは
製品ごとに異なる収差を持っており、通常は光学系の部
分調整で補正することが行われている。しかし、製造誤
差により像面のいたるところで収差量の異なる非対称な
収差が発生したり、発生量そのものが多すぎると、光学
部品で調整するだけでは、補正しきれないことが多い。
このような場合に、結像付近に非球面でできた収差補正
板を挿入して補正することがある。しかしこのような補
正板は、結像面にできるだけ近い方が、画角に関する収
差の補正には有効であるが、現実には、像面近傍にある
さまざまな調整機構や測定装置などから、像面からずっ
と物体よりに置かなければならないのが通常である。そ
うなると本来画角に関する収差だけを補正したい場合で
も、他の口径に関する収差まで影響を受け、複雑な補正
を行わなければならなくなるのである。したがって本発
明は、結像性能を維持しながら光学系の小型化を実現す
ることができ、特に歪曲収差を良好に補正することがで
き、しかも製造誤差を容易に吸収することができる２回
結像光学系を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、第１結像光
学系によって第１面の中間像を形成し、第２結像光学系
によって中間像の再結像を第２面上に形成し、第１結像
光学系からの光束を第２結像光学系へ導くように反射面
を設けた２回結像光学系において、反射面を、非平面且
つ非球面に形成したことを特徴とする２回結像光学系で
ある。その際、反射面を中間像の近傍に配置することが
好ましい。また非球面レンズ面の形状は、回転対称非球
面、トーリック非球面、又は完全非対称非球面とするこ
とができる。この構成により、少なくとも歪曲収差を補
正することができ、また少なくとも瞳の球面収差を補正
することができ、また少なくとも光学系の製造誤差を補
正することができる。
するためになされたものであり、すなわち、第１結像光
学系によって第１面の中間像を形成し、第２結像光学系
によって中間像の再結像を第２面上に形成し、第１結像
光学系からの光束を第２結像光学系へ導くように反射面
を設けた２回結像光学系において、反射面を、非平面且
つ非球面に形成したことを特徴とする２回結像光学系で
ある。その際、反射面を中間像の近傍に配置することが
好ましい。また非球面レンズ面の形状は、回転対称非球
面、トーリック非球面、又は完全非対称非球面とするこ
とができる。この構成により、少なくとも歪曲収差を補
正することができ、また少なくとも瞳の球面収差を補正
することができ、また少なくとも光学系の製造誤差を補
正することができる。
【００１１】歪曲収差や非点収差を補正し、製造誤差を
補正し、しかも他の収差に影響を与えないようにするた
めには、中間結像付近に補正光学系を置けばよい。特に
高次の歪曲収差や非点収差のみを補正するには、非球面
化した補正光学系を置くことが有効な手段である。他
方、中間結像付近には反射面が配置されているので、こ
の反射面を非球面化して補正光学系とすることが、有効
な手段である。この反射面は中間結像付近にかなり近づ
けて置くことができるために、この反射面を非球面化す
ることは、そのまま望む値の歪曲収差や非点収差にする
ことができ、しかも他の収差の及ぼす影響は少ない。
補正し、しかも他の収差に影響を与えないようにするた
めには、中間結像付近に補正光学系を置けばよい。特に
高次の歪曲収差や非点収差のみを補正するには、非球面
化した補正光学系を置くことが有効な手段である。他
方、中間結像付近には反射面が配置されているので、こ
の反射面を非球面化して補正光学系とすることが、有効
な手段である。この反射面は中間結像付近にかなり近づ
けて置くことができるために、この反射面を非球面化す
ることは、そのまま望む値の歪曲収差や非点収差にする
ことができ、しかも他の収差の及ぼす影響は少ない。
【００１２】この非球面は、中心対称なものが普通であ
るが、場合によっては矩形状の反射面に合わせて、反射
面の長手方向にのみ変化する形状のものであっても良
く、または同様の効果からは、トーリック面であっても
良い。つまり非球面の形状の、歪曲収差に及ぼす効果
は、非球面の長手方向の傾きの変化が大勢を占め、短手
方向の傾きの変化は、像高の変化が大きくないため、そ
れほどの影響を与えないためである。但し、非球面の加
工上からは、作りやすい方が良く、その点からは、中心
対称のものか、長手方向に変化するものが良い。もし前
者の中心対称のものであれば、円形の反射面として、光
軸対称に非球面加工が行われ、後に矩形状に切断するこ
とができる。また、後者であれば、一方向の非球面加工
機が使われる。
るが、場合によっては矩形状の反射面に合わせて、反射
面の長手方向にのみ変化する形状のものであっても良
く、または同様の効果からは、トーリック面であっても
良い。つまり非球面の形状の、歪曲収差に及ぼす効果
は、非球面の長手方向の傾きの変化が大勢を占め、短手
方向の傾きの変化は、像高の変化が大きくないため、そ
れほどの影響を与えないためである。但し、非球面の加
工上からは、作りやすい方が良く、その点からは、中心
対称のものか、長手方向に変化するものが良い。もし前
者の中心対称のものであれば、円形の反射面として、光
軸対称に非球面加工が行われ、後に矩形状に切断するこ
とができる。また、後者であれば、一方向の非球面加工
機が使われる。
【００１３】また像面の至る所で異なる製造誤差による
収差が発生した場合では、その発生収差量に応じて、完
全非対称な収差補正非球面とすることもできるのであ
る。もちろんこの時、中間像の近傍に置けるので、場合
によっては画角に関する補正のみを優先して行うことも
できるのである。以上のような手段をとることにより、
光学系を小型化すればするほど、大きく発生し、補正困
難な高次の収差も発生しがちとなる歪曲収差や、製造誤
差等により発生する収差などを、他の収差、特に球面収
差やコマ収差、サインコンディション、軸上色収差等に
及ぼす影響を極力避けながら、自由自在に、発生する高
次の歪曲収差等の形状曲線に従い、ほぼ完全に補正する
ことが出来るのである。
収差が発生した場合では、その発生収差量に応じて、完
全非対称な収差補正非球面とすることもできるのであ
る。もちろんこの時、中間像の近傍に置けるので、場合
によっては画角に関する補正のみを優先して行うことも
できるのである。以上のような手段をとることにより、
光学系を小型化すればするほど、大きく発生し、補正困
難な高次の収差も発生しがちとなる歪曲収差や、製造誤
差等により発生する収差などを、他の収差、特に球面収
差やコマ収差、サインコンディション、軸上色収差等に
及ぼす影響を極力避けながら、自由自在に、発生する高
次の歪曲収差等の形状曲線に従い、ほぼ完全に補正する
ことが出来るのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示し、この実
施例はレチクルＲ上の回路パターンを半導体ウエハＷに
縮小転写する投影光学系に本発明を適用したものであ
る。この投影光学系は、レチクルＲに描いたパターンの
中間像を形成する第１結像光学系Ａと、中間像の近傍に
配置した反射面Ｍ2と、中間像の再結像をウエハＷ上に
形成する第２結像光学系Ｂとを有する。第１結像光学系
Ａは、屈折レンズ４枚と１枚の凹面鏡Ｍ1とからなり、
レチクルＲからの光が往復通過する。反射面Ｍ2は、第
１結像光学系Ａを復路で通過した光を第２結像光学系Ｂ
に導くように配置されており、この反射面Ｍ2は非球面
に形成されている。第２結像光学系Ｂは屈折レンズ１７
枚からなり、第２結像光学系Ｂの中に開口絞りＳが配置
されている。この投影光学系は、倍率が１／４倍、像側
の開口数ＮＡが０．６、最大物体高が７２であり、縦が
１６から４０までの長さ２４、横が長さ１２０の長方形
の開口ａのレンズシステムである。屈折レンズは溶融石
英（ＳｉＯ2）および蛍石（ＣａＦ2）を使用し、紫外線
エキシマレーザーの１９３ｎｍの波長における、±０．
１ｎｍ波長幅に対して軸上及び倍率の色収差が補正され
ている。
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示し、この実
施例はレチクルＲ上の回路パターンを半導体ウエハＷに
縮小転写する投影光学系に本発明を適用したものであ
る。この投影光学系は、レチクルＲに描いたパターンの
中間像を形成する第１結像光学系Ａと、中間像の近傍に
配置した反射面Ｍ2と、中間像の再結像をウエハＷ上に
形成する第２結像光学系Ｂとを有する。第１結像光学系
Ａは、屈折レンズ４枚と１枚の凹面鏡Ｍ1とからなり、
レチクルＲからの光が往復通過する。反射面Ｍ2は、第
１結像光学系Ａを復路で通過した光を第２結像光学系Ｂ
に導くように配置されており、この反射面Ｍ2は非球面
に形成されている。第２結像光学系Ｂは屈折レンズ１７
枚からなり、第２結像光学系Ｂの中に開口絞りＳが配置
されている。この投影光学系は、倍率が１／４倍、像側
の開口数ＮＡが０．６、最大物体高が７２であり、縦が
１６から４０までの長さ２４、横が長さ１２０の長方形
の開口ａのレンズシステムである。屈折レンズは溶融石
英（ＳｉＯ2）および蛍石（ＣａＦ2）を使用し、紫外線
エキシマレーザーの１９３ｎｍの波長における、±０．
１ｎｍ波長幅に対して軸上及び倍率の色収差が補正され
ている。
【００１５】次に図２は第２実施例の概略構成図を示
す。また図３は同実施例の展開光路図を示し、すなわち
図面上での反射光の繁雑さを避けるために、凹面鏡Ｍ1
及び反射面Ｍ2の直後に仮想的な平面反射ミラーをおく
ことにより、光線が常に同一の方向に向かうように表示
したものである。この第２実施例は、第２結像光学系Ｂ
の中に反射面Ｍ3を配置して、レチクルＲを照明する光
の進行方向とウエハＷを露光する光の進行方向とを一致
させたものである。その他の構成は上記第１実施例と同
じであり、したがって第１実施例と同じ結像性能を有す
る。
す。また図３は同実施例の展開光路図を示し、すなわち
図面上での反射光の繁雑さを避けるために、凹面鏡Ｍ1
及び反射面Ｍ2の直後に仮想的な平面反射ミラーをおく
ことにより、光線が常に同一の方向に向かうように表示
したものである。この第２実施例は、第２結像光学系Ｂ
の中に反射面Ｍ3を配置して、レチクルＲを照明する光
の進行方向とウエハＷを露光する光の進行方向とを一致
させたものである。その他の構成は上記第１実施例と同
じであり、したがって第１実施例と同じ結像性能を有す
る。
【００１６】以下の表１に図３に示す数値実施例の諸元
を示す。ここでは図２に示す光路配置をとっている。同
表中、第１カラムはレチクルＲからのレンズ面の番号、
第２カラムｒは各レンズ面の曲率半径、第３カラムｄは
各レンズ面の間隔、第４カラムは各レンズの材質、第５
カラムは各光学部材の群番号を示す。第１カラム中＊印
を付した面は非球面形状の反射面Ｍ2を示す。非球面の
形状は、 ｙ：光軸に垂直な方向の高さ Ｓ（ｙ）：高さｙにおける光軸方向の変位量 ｒ：光軸上での曲率半径 κ：円錐係数 Ｃn：ｎ次の非球面係数 によって表わしており、［非球面データ］に円錐係数κ
と非球面係数Ｃnとを示した。また第５カラム中、＊印
は復路を示す。なお溶融石英（ＳｉＯ2）と蛍石（Ｃａ
Ｆ2）の使用基準波長（１９３ｎｍ）に対する屈折率ｎ
と、基準波長の±０．１ｎｍでのアッベ数νは次の通り
である。 ＳｉＯ2： ｎ＝１．５６０１９ ν＝１７８０ ＣａＦ2： ｎ＝１．５０１３８ ν＝２５５０ 図４に本実施例の横収差を示す。図中Ｙは像高を示す。
この収差図より明らかなように、横収差がほぼ無収差に
近い状態まで良好に補正された優れた性能の光学系であ
ることが分かる。また図５に歪曲収差を示す。この収差
曲線からも明らかなように、非常によく歪曲収差が補正
されていることがわかる。
を示す。ここでは図２に示す光路配置をとっている。同
表中、第１カラムはレチクルＲからのレンズ面の番号、
第２カラムｒは各レンズ面の曲率半径、第３カラムｄは
各レンズ面の間隔、第４カラムは各レンズの材質、第５
カラムは各光学部材の群番号を示す。第１カラム中＊印
を付した面は非球面形状の反射面Ｍ2を示す。非球面の
形状は、 ｙ：光軸に垂直な方向の高さ Ｓ（ｙ）：高さｙにおける光軸方向の変位量 ｒ：光軸上での曲率半径 κ：円錐係数 Ｃn：ｎ次の非球面係数 によって表わしており、［非球面データ］に円錐係数κ
と非球面係数Ｃnとを示した。また第５カラム中、＊印
は復路を示す。なお溶融石英（ＳｉＯ2）と蛍石（Ｃａ
Ｆ2）の使用基準波長（１９３ｎｍ）に対する屈折率ｎ
と、基準波長の±０．１ｎｍでのアッベ数νは次の通り
である。 ＳｉＯ2： ｎ＝１．５６０１９ ν＝１７８０ ＣａＦ2： ｎ＝１．５０１３８ ν＝２５５０ 図４に本実施例の横収差を示す。図中Ｙは像高を示す。
この収差図より明らかなように、横収差がほぼ無収差に
近い状態まで良好に補正された優れた性能の光学系であ
ることが分かる。また図５に歪曲収差を示す。この収差
曲線からも明らかなように、非常によく歪曲収差が補正
されていることがわかる。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明では、中間結像付近
に非球面反射光学系を配したものであるから、光学系で
発生する歪曲収差や、コマ収差、非点収差などに影響を
与えることなく、歪曲収差を補正することができる。し
たがって光学系の結像性能の向上と小型化とを同時に実
現することができる２回結像光学系である。
に非球面反射光学系を配したものであるから、光学系で
発生する歪曲収差や、コマ収差、非点収差などに影響を
与えることなく、歪曲収差を補正することができる。し
たがって光学系の結像性能の向上と小型化とを同時に実
現することができる２回結像光学系である。
【図１】第１実施例を示す概略図である。
【図２】第２実施例を示す概略図である。
【図３】数値実施例の展開光路図である。
【図４】数値実施例の横収差図である。
【図５】数値実施例の歪曲収差図である。
Ａ…第１結像光学系 Ｍ1…凹面鏡 Ｍ2、Ｍ3…反射面 Ｂ…第２結像光学
系 Ｓ…開口絞り ａ…開口
系 Ｓ…開口絞り ａ…開口
Claims (5)
- 【請求項１】第１結像光学系（Ａ）によって第１面の中
間像を形成し、第２結像光学系（Ｂ）によって前記中間
像の再結像を第２面上に形成し、前記第１結像光学系
（Ａ）からの光束を第２結像光学系（Ｂ）へ導くように
反射面（Ｍ2）を設けた２回結像光学系において、 前記反射面（Ｍ2）を、非平面且つ非球面に形成したこ
とを特徴とする２回結像光学系。 - 【請求項２】前記第１結像光学系（Ａ）は、凹面鏡（Ｍ
1）と該凹面鏡（Ｍ1）への入射光と反射光との双方が透
過するレンズ群とからなる往復光学系を有する、請求項
１記載の２回結像光学系。 - 【請求項３】前記反射面（Ｍ2）を前記中間像の近傍に
配置した、請求項１又は２記載の２回結像光学系。 - 【請求項４】前記反射面（Ｍ2）は、回転対称非球面、
トーリック非球面、又は完全非対称非球面である、請求
項１、２又は３記載の２回結像光学系。 - 【請求項５】前記第１結像光学系（Ａ）と第２結像光学
系（Ｂ）との結像倍率のうち、少なくともいずれか一方
は縮小倍率である、請求項１、２、３又は４記載の反射
屈折光学系。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179882A JPH1010430A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ２回結像光学系 |
| US08/877,920 US6157498A (en) | 1996-06-19 | 1997-06-18 | Dual-imaging optical system |
| US09/679,267 US6392822B1 (en) | 1996-06-19 | 2000-10-04 | Dual-imaging optical system |
| US10/086,472 US6867931B2 (en) | 1996-06-19 | 2002-02-28 | Dual-imaging optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179882A JPH1010430A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ２回結像光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010430A true JPH1010430A (ja) | 1998-01-16 |
| JPH1010430A5 JPH1010430A5 (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=16073556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8179882A Pending JPH1010430A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ２回結像光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1010430A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6195213B1 (en) | 1998-06-08 | 2001-02-27 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method |
| WO2002035273A1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-02 | Nikon Corporation | Catadioptric system and exposure device having this system |
| JP2003504687A (ja) * | 1999-07-07 | 2003-02-04 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | ブロードバンド紫外線カタディオプトリックイメージングシステム |
| US6707616B1 (en) | 1998-04-07 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus, projection exposure method and catadioptric optical system |
| JP2008177575A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Carl Zeiss Smt Ag | マイクロリソグラフィのための投影光学系 |
| KR100932319B1 (ko) * | 2000-07-10 | 2009-12-16 | 가부시키가이샤 니콘 | 결상 광학계, 그 결상 광학계를 구비한 노광 장치, 그 노광 장치를 이용한 마이크로디바이스 제조 방법 및 그 결상 광학계를 이용한 노광 방법 |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP8179882A patent/JPH1010430A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6707616B1 (en) | 1998-04-07 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus, projection exposure method and catadioptric optical system |
| US6195213B1 (en) | 1998-06-08 | 2001-02-27 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method |
| US6512641B2 (en) | 1998-06-08 | 2003-01-28 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method |
| US6639732B2 (en) | 1998-06-08 | 2003-10-28 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method |
| JP2003504687A (ja) * | 1999-07-07 | 2003-02-04 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | ブロードバンド紫外線カタディオプトリックイメージングシステム |
| JP4761684B2 (ja) * | 1999-07-07 | 2011-08-31 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ブロードバンド紫外線カタディオプトリックイメージングシステム |
| KR100932319B1 (ko) * | 2000-07-10 | 2009-12-16 | 가부시키가이샤 니콘 | 결상 광학계, 그 결상 광학계를 구비한 노광 장치, 그 노광 장치를 이용한 마이크로디바이스 제조 방법 및 그 결상 광학계를 이용한 노광 방법 |
| WO2002035273A1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-02 | Nikon Corporation | Catadioptric system and exposure device having this system |
| JP2008177575A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Carl Zeiss Smt Ag | マイクロリソグラフィのための投影光学系 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3747958B2 (ja) | 反射屈折光学系 | |
| JP3747951B2 (ja) | 反射屈折光学系 | |
| USRE38421E1 (en) | Exposure apparatus having catadioptric projection optical system | |
| US6995918B2 (en) | Projection optical system and projection exposure apparatus | |
| US6157498A (en) | Dual-imaging optical system | |
| JP4717974B2 (ja) | 反射屈折光学系及び該光学系を備える投影露光装置 | |
| KR20020089204A (ko) | 반사굴절 축소 렌즈 | |
| JPH09311278A (ja) | 反射屈折光学系 | |
| US5781278A (en) | Projection optical system and exposure apparatus with the same | |
| US6097537A (en) | Catadioptric optical system | |
| EP0869383A2 (en) | Catadioptric optical system | |
| US6538821B2 (en) | Projection optical system | |
| JP2001343589A (ja) | 投影光学系、および該投影光学系による投影露光装置、デバイス製造方法 | |
| JPH0533368B2 (ja) | ||
| JPH1010430A (ja) | ２回結像光学系 | |
| JPH1010429A (ja) | ２回結像光学系 | |
| JPH11109244A (ja) | 反射屈折光学系 | |
| KR20040005677A (ko) | 리소그래피 시스템의 조명 시스템에서 사용되는 릴레이 렌즈 | |
| JP3781044B2 (ja) | 反射屈折光学系および投影露光装置 | |
| US6342967B1 (en) | Photolithography lens | |
| JP4375826B2 (ja) | 直筒型反射屈折光学系、走査型露光装置及び走査露光方法 | |
| JPH10284365A (ja) | 反射屈折光学系 | |
| JPH11295605A (ja) | 直筒型反射屈折光学系 | |
| JPH09311277A (ja) | 反射屈折光学系 | |
| JP2003241099A (ja) | 反射屈折投影光学系、並びに投影露光方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050223 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051005 |