JPH10104513A - カタジオプトリックマイクロリソグラフィ用縮小対物レンズ - Google Patents

カタジオプトリックマイクロリソグラフィ用縮小対物レンズ

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JPH10104513A
JPH10104513A JP9261501A JP26150197A JPH10104513A JP H10104513 A JPH10104513 A JP H10104513A JP 9261501 A JP9261501 A JP 9261501A JP 26150197 A JP26150197 A JP 26150197A JP H10104513 A JPH10104513 A JP H10104513A
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Carl Zeiss AG
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハステッパの製造条件に対応する大きさ
の像視野を有し且つ適切な誤差修正を行う当該種類の縮
小対物レンズを提供すること。 【解決手段】 対称形の構造を有し且つ中心に影部分
がある２つの互いに対向する凹面鏡（２１，２３）を有
するカタジオプトリックマイクロリソグラフィ用縮小対
物レンズ。ミラー（２１，２３）の後方の、像（６１）
に向かう光路に沿ってレンズ（２４〜６０）が配置され
ている。ミラー（２１，２３）の後方で中間像（Ｚ）を
結像するため、特に良好な補正能力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸対称形の構造を
有し、且つ中心に影部分がある２つの互いに対向する凹
面鏡を有するカタジオプトリックマイクロリソグラフィ
用縮小対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＵＶマイクロリソグラフィ用のカタジ
オプトリック縮小対物レンズは知られている。特許出願
ＤＥ１９６１６９２２．４及びその中で提示されている
引例による構成においては、斜めに位置する偏光ビーム
スプリッタと、四分の一波長板が必要である。これらの
偏光ビームスプリッタと四分の一波長板の２つはＤＵＶ
波長範囲で製造技術上の問題を示す。さらに、光軸を約
９０°方向転換することが不可欠であるので、レチクル
とウェハとの平行性を維持するために、規則的に２度目
の方向転換を行う。
【０００３】別のカタジオプトリック光学系は、たとえ
ば、ダイソン型や、欧州特許第０５８１５８５号及びそ
の中で提示されている引例に記載されている構成のよう
に、非対称に構成されている。米国特許第５，４８８，
２２９号からは、軸対称形に構成され且つ２つの互いに
対向する凹面鏡を有する当該種類のカタジオプトリック
マイクロリソグラフィ用縮小対物レンズが知られてい
る。原則的に中心に影部分が生じるのであるが、リング
アパーチャ照明の重要性が増して来ていることを考慮す
ると、これは問題にはならない。
【０００４】２つの凹面鏡はマンジャンミラーとして構
成されており、第２の凹面鏡は中央領域ではレンズとし
て作用する。その後にはアイリス絞りと、ウェハだけが
配置されている。この例ではレンズは５個，マンジャン
ミラーは２個設けられており、β＝０．１，ＮＡ＝０．
６，ラムダ＝１９３ｎｍとなる。しかし、像視野の大き
さや中心影部分の大きさについては何も記載がない。本
発明で実現されるような像視野の大きさであれば、１メ
ートルまでの直径を有するマンジャンミラーが必要にな
るであろう。この寸法で、ＤＵＶマイクロリソグラフィ
に見合う品質をもつ石英ガラス又は全く異なるレンズ材
料を準備できるとは考えられない。米国特許第５，０３
１，９７６号も類似の構造を提示している。ところが、
第２のミラーは平坦であり、ミラーの間には別の厚いレ
ンズが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ウェ
ハステッパの製造条件に対応する大きさの像視野を有し
且つ適切な誤差修正を行う当該種類の縮小対物レンズを
提供することである。この場合、製造技術上実行でき、
特に大きくて厚いレンズの使用を回避した構成を提示す
べきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、特許請求の
範囲第１項によれば、ミラーの後方の、像に至る光路に
沿ってレンズが配置されていることを特徴とする縮小対
物レンズにより解決される。これにより、光束はミラー
の直径より著しく小さい直径に再び縮小されるので、適
度の直径を有する補正レンズを適用することができる。
特許請求の範囲第２項によれば、中心影部分の領域で物
体側レンズ系がミラーの間の空間の中へ突出していると
有利である。これにより、色誤差は確実に調整される。
特許請求の範囲第３項に従って、ミラーの間、すなわ
ち、光束直径が最大である領域の光路にレンズが設けら
れていなければ、特に小さなレンズを利用するという目
的は達成される。特許請求の範囲第４項に従ってミラー
の後に中間像が位置していれば、中間像と像との間の空
間にミラーに対し共役された面が形成され、その付近
に、ミラーによって起こる像誤差を補正するための光学
素子を配置できる。これに適するのが１対のメニスカス
レンズである。特許請求の範囲第５項による構成は、す
ぐれた非点収差補正を実行できる補正素子、すなわち、
２つのレンズの間に包囲された凸形空気レンズに関す
る。特許請求の範囲第６項から第９項は、口径数が大き
く、像視野の湾曲は小さく且つ色帯域幅が十分である場
合に、大きな像視野で達成される有利な画質を提示して
いる。以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明
する。
【０００７】
【発明の実施の形態】表１の数値をもつ図１のレンズ断
面図は好ましい実施形態を提示している。この構造に
は、合わせて２７個のレンズと、２つのミラー２１，２
３と、平面板５０／５１とが設けられている。像視野直
径が２７mmであるとき、最大のレンズ１９／２０の直径
は約１７３mmになり、最大のミラー２３の直径は約７０
７mmになる。中心の影部分はミラー直径の約３５％に達
する。この対物レンズは波長１９３．３８ｎｍに対応す
る構成である。像側口径数は０．７０である。面２９と
面３０との間に中間像平面Ｚが実現されており、それに
対応する追加瞳Ｐにはマスク４６，４７；４８，４９及
び５３，５４が設けられている。それらのマスクはミラ
ー２１，２３によって発生した像誤差、特に光軸外像誤
差をここで最適の状態で修正することができる。
【０００８】瞳Ｐの領域にすぐ隣接したマスクの間に平
面板５０，５１が設けられている。この対物レンズを製
造するとき、たとえば、イオン放射エッチングにより発
生させることができる小さな形状補正によって対物レン
ズサンプルの残留誤差を修正するために、この平面板５
０，５１を利用できる。像側レンズ群１〜２０は広角レ
トロフォーカス対物レンズ型であり、これと対称であ
る、中間像の前方のレンズ群２５〜３３もこの型の対物
レンズである。ミラー側の２つの発散メニスカスレンズ
１９，２０及び２４，２５は光束をミラー側で大きく発
散させるので、中心影部分はわずかしか形成されない。
２つのレンズ群１〜２０及び２４〜３３はミラー構造２
１，２３の中に侵入している。大きな長手方向色誤差を
阻止するメニスカスレンズ１９，２０及び２４，２５の
機能も重要である。これは残る全てのレンズにおいて再
び補正される。
【０００９】強い凸形の面５７は、物体６０までのスペ
ースを十分にガラスで充填することとあいまって、この
種の対物レンズには重大な要素であり、顕微鏡用対物レ
ンズでも類似の構造が通常見られる。全てのレンズは球
面レンズであり、石英ガラスから製造されている。低波
長（たとえば、１５７ｎｍ）で稼動するときには、別の
材料（フッ化カルシウム）も使用できる。ミラーは、表
１に提示した非球面定数Ｃ1 からＣn により、半径ｈ
（光軸に対する高さ）の関数としての矢印高さＰに関す
る周知の指数級数展開式Ｐ（ｈ）＝（１／２Ｒ）ｈ2 ＋
Ｃ1ｈ4＋... Ｃnｈ2n に従った非球面である。Ｒは表１
から得られる頂点半径である。球面に対する偏差は適度
であり、製造技術により抑制可能である。
【００１０】半径が５０cmから１ｍまでの範囲のこのよ
うな非球面ミラーの製造は、天文学機器の領域から知ら
れている。連続生産に際しては、たとえば、電鋳などの
成形技法を利用できる。上記の平面板５０／５１又は隣
接するメニスカス面５２等々の１つの共役補正面を利用
できるので、製造精度を限定されたままにしておくこと
ができる。また、弾性ミラーを使用することも可能であ
る。それらのミラーを周知の照準接合法を変形させてア
クチュエータによって取り付け段階で調整し、その後に
剛性支持体に固定することが１つの方法として可能であ
る。あるいは、たとえば、熱レンズ効果を調整するため
に、圧電アクチュエータなどによって稼動中にオンライ
ンでそれらのミラーを最適の形態で制御することもでき
る。
【００１１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 好ましい実施形態のレンズ断面を示す図。
【符号の説明】 １〜２０，２４〜６０…レンズ面、２１，２３…ミラ
ー、６１…像、Ｐ…追加瞳，Ｚ…中間像平面。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対称形の構造を有し且つ中心に影部分が
    ある２つの互いに対向する凹面鏡（２１，２３）を有す
    るカタジオプトリックマイクロリソグラフィ用縮小対物
    レンズにおいて、凹面鏡（２１，２３）の後方の、像
    （６１）に向かう光路に沿ってレンズ（２４〜６０）が
    配置されていることを特徴とする縮小対物レンズ。
  2. 【請求項２】 物体側で、中心影部分の領域の、凹面鏡
    （２１，２３）の間の空間の中へレンズ（１５〜２０）
    が押出されていることを特徴とする請求項１記載の縮小
    対物レンズ。
  3. 【請求項３】 凹面鏡（２１，２３）の間の光路にはレ
    ンズが設けられていないことを特徴とする請求項１又は
    ２記載の縮小対物レンズ。
  4. 【請求項４】 凹面鏡（２１，２３）の後方に中間像
    （Ｚ）が位置していることを特徴とする請求項１から３
    の少なくとも１項に記載の縮小対物レンズ。
  5. 【請求項５】 中間像（Ｚ）の後方の２つのレンズ（３
    ４，３５及び３６，３７；４０，４１及び４２，４３）
    は凸形空気レンズを取り囲んでいることを特徴とする請
    求項４記載の縮小対物レンズ。
  6. 【請求項６】 像視野の直径は２０mmより大きいことを
    特徴とする請求項１から５の少なくとも１項に記載の縮
    小対物レンズ。
  7. 【請求項７】 像側口径数は０．６０より大きいことを
    特徴とする請求項１から５の少なくとも１項に記載の縮
    小対物レンズ。
  8. 【請求項８】 像視野湾曲は０．０６μｍより小さいこ
    とを特徴とする請求項１から７の少なくとも１項に記載
    の縮小対物レンズ。
  9. 【請求項９】 色補正は少なくとも６ｐｍの帯域幅で実
    行されることを特徴とする請求項１から８の少なくとも
    １項に記載の縮小対物レンズ。
  10. 【請求項１０】 中間像（Ｚ）に続く瞳（Ｐ）の領域
    に、ひとみに対して凸形のメニスカスレンズ（４８，４
    ９；５３，５４）が配置されていることを特徴とする請
    求項１から９の少なくとも１項に記載の縮小対物レン
    ズ。
  11. 【請求項１１】 中間像（Ｚ）に続く瞳（Ｐ）の領域
    に、球面補正面をもたない光学素子（５０，５１）が配
    置されていることを特徴とする請求項１から１０の少な
    くとも１項に記載の縮小対物レンズ。
JP9261501A 1996-09-26 1997-09-26 カタジオプトリックマイクロリソグラフィ用縮小対物レンズ Pending JPH10104513A (ja)

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