JPH10301058A - 反射屈折投影光学系 - Google Patents
反射屈折投影光学系Info
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- JPH10301058A JPH10301058A JP9127925A JP12792597A JPH10301058A JP H10301058 A JPH10301058 A JP H10301058A JP 9127925 A JP9127925 A JP 9127925A JP 12792597 A JP12792597 A JP 12792597A JP H10301058 A JPH10301058 A JP H10301058A
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- half mirror
- optical path
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- 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
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】紫外線波長域で大きな開口数を達成した反射屈
折投影光学系を提供する。 【解決手段】第１面Ｒのパターンのうちの露光領域Ａの
像を縮小倍率にて第２面Ｗに結像させ、第１面Ｒと第２
面Ｗとを互いに縮小倍率に対応した速度比にて同期して
走査することにより、第１面Ｒのパターンのすべての像
を第２面Ｗに投影する反射屈折投影光学系において、第
１面Ｒから光線が通る順に、第１光学系Ｇ1と、ハーフ
ミラーＨＭと、ハーフミラーの透過光路と反射光路との
うちの少なくともいずれか一方の光路に配置した第２光
学系Ｇ2と、ハーフミラーの反射光路の反対側の光路に
配置した第３光学系Ｇ3とから構成され、露光領域Ａ
は、投影光学系の有効領域のうち、走査方向と直交する
直径Ｌによって２分される一方の半円領域内にあり、第
２光学系Ｇ2は凹面鏡を有し、凹面鏡の結像倍率をβmと
したとき、０．７＜｜βm｜＜１．３なる条件式を満足
する。
折投影光学系を提供する。 【解決手段】第１面Ｒのパターンのうちの露光領域Ａの
像を縮小倍率にて第２面Ｗに結像させ、第１面Ｒと第２
面Ｗとを互いに縮小倍率に対応した速度比にて同期して
走査することにより、第１面Ｒのパターンのすべての像
を第２面Ｗに投影する反射屈折投影光学系において、第
１面Ｒから光線が通る順に、第１光学系Ｇ1と、ハーフ
ミラーＨＭと、ハーフミラーの透過光路と反射光路との
うちの少なくともいずれか一方の光路に配置した第２光
学系Ｇ2と、ハーフミラーの反射光路の反対側の光路に
配置した第３光学系Ｇ3とから構成され、露光領域Ａ
は、投影光学系の有効領域のうち、走査方向と直交する
直径Ｌによって２分される一方の半円領域内にあり、第
２光学系Ｇ2は凹面鏡を有し、凹面鏡の結像倍率をβmと
したとき、０．７＜｜βm｜＜１．３なる条件式を満足
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、または液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で
製造する際に使用される投影光学系に関し、特に光学系
の要素として屈折系のほかに反射系を用いることによ
り、紫外線波長域でクオーターミクロン単位の解像度を
有する反射屈折投影光学系に関する。
子、または液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で
製造する際に使用される投影光学系に関し、特に光学系
の要素として屈折系のほかに反射系を用いることによ
り、紫外線波長域でクオーターミクロン単位の解像度を
有する反射屈折投影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトグ
ラフィ工程において、フォトマスクまたはレチクル（以
下、まとめて「レチクル」という）のパターン像を投影
光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ
（またはガラスプレート等）上に露光する投影露光装置
が使用されている。半導体素子等の集積度が向上するに
つれて、投影露光装置に使用されている投影光学系に要
求される解像力は益々高まっている。この要求を満足す
るために、照明光の波長を短く且つ投影光学系の開口数
（Ｎ．Ａ．）を大きくする必要が生じた。しかし、照明
光の波長が短くなると、光の吸収によって実用に耐える
硝材の種類は限られ、波長が３００ｎｍ以下になると実
用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとなる。両者のア
ッベ数は、色収差を補正するのに十分な程は離れていな
いので、波長が３００ｎｍ以下になった場合には、屈折
系だけで投影光学系を構成すると、色収差をはじめとす
る諸収差の補正が困難となる。
ラフィ工程において、フォトマスクまたはレチクル（以
下、まとめて「レチクル」という）のパターン像を投影
光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ
（またはガラスプレート等）上に露光する投影露光装置
が使用されている。半導体素子等の集積度が向上するに
つれて、投影露光装置に使用されている投影光学系に要
求される解像力は益々高まっている。この要求を満足す
るために、照明光の波長を短く且つ投影光学系の開口数
（Ｎ．Ａ．）を大きくする必要が生じた。しかし、照明
光の波長が短くなると、光の吸収によって実用に耐える
硝材の種類は限られ、波長が３００ｎｍ以下になると実
用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとなる。両者のア
ッベ数は、色収差を補正するのに十分な程は離れていな
いので、波長が３００ｎｍ以下になった場合には、屈折
系だけで投影光学系を構成すると、色収差をはじめとす
る諸収差の補正が困難となる。
【０００３】これに対して反射系は色収差がないため、
反射系と屈折系とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学
系によって投影光学系を構成した種々の技術が提案され
ている。反射系に対する光束の入出力を行うための光路
変換用ビームスプリッターを有する反射屈折縮小光学系
としては、特公平７−１１７６４８号公報、特開平６−
３００９７３号公報、特開平５−８８０８９号公報、特
開平３−２８２５２７号公報及びＰＣＴ／ＥＰ９５／０
１７１９等に開示されている。
反射系と屈折系とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学
系によって投影光学系を構成した種々の技術が提案され
ている。反射系に対する光束の入出力を行うための光路
変換用ビームスプリッターを有する反射屈折縮小光学系
としては、特公平７−１１７６４８号公報、特開平６−
３００９７３号公報、特開平５−８８０８９号公報、特
開平３−２８２５２７号公報及びＰＣＴ／ＥＰ９５／０
１７１９等に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
は、光路分割のために透過反射面を持ったビームスプリ
ッターを使う必要がある。光量ロスやフレアー等の迷光
の発生を防ぐためには、特開平３−２８２５２７号公報
等にも開示されているように、偏光ビームスプリッター
の採用が考えられるが、偏光ビームスプリッターの透過
反射面には入射光がＰ偏光の場合透過し、Ｓ偏光の場合
反射する多層構造の透過反射膜が必要である。また偏光
を変えるための１／４波長板が不可欠となる。これら光
学要素は製造が非常に困難であり、クオーターミクロン
単位の解像度を達成するためには製造コストも非常に高
くなる。一方、偏光を使わずにハーフミラーによって光
路を分離する場合、ウエハまで届く光量は照明光量の１
／２〜１／４となるが、近時投影露光に用いられる照明
光の光源にレーザーが用いられるようになり、従来のｇ
線やｉ線等の高圧水銀ランプの輝線スペクトルを照明光
に用いる場合に比べ、光量は遥かに大きいためハーフミ
ラーの採用も可能となる。しかしハーフミラーを採用し
た場合、ウエハまで到達しない１／２〜３／４の光線が
迷光となり、フレアーやゴースト等を発生し結像性能を
劣化させる。
は、光路分割のために透過反射面を持ったビームスプリ
ッターを使う必要がある。光量ロスやフレアー等の迷光
の発生を防ぐためには、特開平３−２８２５２７号公報
等にも開示されているように、偏光ビームスプリッター
の採用が考えられるが、偏光ビームスプリッターの透過
反射面には入射光がＰ偏光の場合透過し、Ｓ偏光の場合
反射する多層構造の透過反射膜が必要である。また偏光
を変えるための１／４波長板が不可欠となる。これら光
学要素は製造が非常に困難であり、クオーターミクロン
単位の解像度を達成するためには製造コストも非常に高
くなる。一方、偏光を使わずにハーフミラーによって光
路を分離する場合、ウエハまで届く光量は照明光量の１
／２〜１／４となるが、近時投影露光に用いられる照明
光の光源にレーザーが用いられるようになり、従来のｇ
線やｉ線等の高圧水銀ランプの輝線スペクトルを照明光
に用いる場合に比べ、光量は遥かに大きいためハーフミ
ラーの採用も可能となる。しかしハーフミラーを採用し
た場合、ウエハまで到達しない１／２〜３／４の光線が
迷光となり、フレアーやゴースト等を発生し結像性能を
劣化させる。
【０００５】本発明はかかる点に鑑み、紫外線波長域で
大きな開口数を達成し、光学系が実用的な大きさで、像
側の作動距離も十分に確保され、光路分離のためにハー
フミラーを使用しても結像性能の劣化や、フレアー、ゴ
ースト等の迷光の発生がなく、クオーターミクロン単位
の解像度を有する反射屈折投影光学系を提供することを
課題とする。
大きな開口数を達成し、光学系が実用的な大きさで、像
側の作動距離も十分に確保され、光路分離のためにハー
フミラーを使用しても結像性能の劣化や、フレアー、ゴ
ースト等の迷光の発生がなく、クオーターミクロン単位
の解像度を有する反射屈折投影光学系を提供することを
課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに、本発明の投影光学系は、レンズと凹面鏡とを含
み、第１面のパターンのうちの露光領域の像を縮小倍率
にて第２面に結像させ、第１面と第２面とを互いに縮小
倍率に対応した速度比にて同期して走査することによ
り、第１面のパターンのすべての像を第２面に投影する
反射屈折投影光学系において、第１面から光線が通る順
に、第１光学系と、ハーフミラーと、ハーフミラーの透
過光路と反射光路とのうちの少なくともいずれか一方の
光路に配置した第２光学系と、ハーフミラーの反射光路
の反対側の光路に配置した第３光学系とから構成され、
露光領域は、投影光学系の有効領域のうち、走査方向と
直交する直径によって２分される一方の半円領域内にあ
り、第２光学系は凹面鏡を有し、凹面鏡の結像倍率をβ
mとしたとき、 ０．７＜｜βm｜＜１．３ （１） なる条件式を満足するように構成している。
めに、本発明の投影光学系は、レンズと凹面鏡とを含
み、第１面のパターンのうちの露光領域の像を縮小倍率
にて第２面に結像させ、第１面と第２面とを互いに縮小
倍率に対応した速度比にて同期して走査することによ
り、第１面のパターンのすべての像を第２面に投影する
反射屈折投影光学系において、第１面から光線が通る順
に、第１光学系と、ハーフミラーと、ハーフミラーの透
過光路と反射光路とのうちの少なくともいずれか一方の
光路に配置した第２光学系と、ハーフミラーの反射光路
の反対側の光路に配置した第３光学系とから構成され、
露光領域は、投影光学系の有効領域のうち、走査方向と
直交する直径によって２分される一方の半円領域内にあ
り、第２光学系は凹面鏡を有し、凹面鏡の結像倍率をβ
mとしたとき、 ０．７＜｜βm｜＜１．３ （１） なる条件式を満足するように構成している。
【０００７】上述の構成の如き本発明においては、第１
面を発した光束は、第１光学系を通過し、ハーフミラー
で反射又は透過し、第２光学系で反射し、ハーフミラー
を透過又は反射し、第３光学系を通過して第２面に至
る。しかるに本発明の露光領域Ａは、図１に示すよう
に、投影光学系の光軸ｚを中心とした有効領域のうち、
走査方向と直交する直径Ｌによって２分されるいずれか
一方の半円領域内に設けられている。すなわちこの露光
領域Ａは、直径Ｌによって２分される双方の半円領域に
またがるようには形成されていない。また第２光学系の
凹面鏡の結像倍率は、（１）式に示すようにほぼ等倍に
形成されている。
面を発した光束は、第１光学系を通過し、ハーフミラー
で反射又は透過し、第２光学系で反射し、ハーフミラー
を透過又は反射し、第３光学系を通過して第２面に至
る。しかるに本発明の露光領域Ａは、図１に示すよう
に、投影光学系の光軸ｚを中心とした有効領域のうち、
走査方向と直交する直径Ｌによって２分されるいずれか
一方の半円領域内に設けられている。すなわちこの露光
領域Ａは、直径Ｌによって２分される双方の半円領域に
またがるようには形成されていない。また第２光学系の
凹面鏡の結像倍率は、（１）式に示すようにほぼ等倍に
形成されている。
【０００８】この結果、図２の点線に示す如く、第１面
Ｒを発した光束のうち、第１光学系Ｇ1を通過し、ハー
フミラーＨＭで反射又は透過し、第２光学系Ｇ2で反射
し、ハーフミラーＨＭで往路と同じく反射又は透過した
光束は、再び第１面Ｒ上に戻ってくるものの、その位置
は光軸ｚに関して対称な位置に戻る。また第２面Ｗにウ
エハ等の反射率の高い感光材を用いた場合には、光束は
第２面Ｗで反射するが、この反射光束のうち、第３光学
系Ｇ3を通過し、ハーフミラーＨＭで反射又は透過し、
第２光学系Ｇ2で反射し、ハーフミラーＨＭで往路と同
じく反射又は透過した光束は、再び第２面Ｗ上に戻って
くるものの、その位置もまた、光軸ｚに関して対称な位
置に戻る。すなわちこれらの第１面Ｒ又は第２面Ｗに戻
る迷光は、実際に使用する第１面又は第２面上の露光領
域Ａ外に戻るようになり、投影露光の結像性能の悪化を
防ぐことができる。
Ｒを発した光束のうち、第１光学系Ｇ1を通過し、ハー
フミラーＨＭで反射又は透過し、第２光学系Ｇ2で反射
し、ハーフミラーＨＭで往路と同じく反射又は透過した
光束は、再び第１面Ｒ上に戻ってくるものの、その位置
は光軸ｚに関して対称な位置に戻る。また第２面Ｗにウ
エハ等の反射率の高い感光材を用いた場合には、光束は
第２面Ｗで反射するが、この反射光束のうち、第３光学
系Ｇ3を通過し、ハーフミラーＨＭで反射又は透過し、
第２光学系Ｇ2で反射し、ハーフミラーＨＭで往路と同
じく反射又は透過した光束は、再び第２面Ｗ上に戻って
くるものの、その位置もまた、光軸ｚに関して対称な位
置に戻る。すなわちこれらの第１面Ｒ又は第２面Ｗに戻
る迷光は、実際に使用する第１面又は第２面上の露光領
域Ａ外に戻るようになり、投影露光の結像性能の悪化を
防ぐことができる。
【０００９】条件式（１）は凹面鏡の結像倍率に関する
条件式で、この式を満たさない場合、第１面または第２
面に戻ってくる光線が、実際に使用する第１面または第
２面上の露光領域Ａ内に戻るようになり、投影露光の結
像性能を悪化させる。さらに好ましくは、条件式（１）
の上限を１．２とし、下限を０．８とすると良い。また
上述の第２面上に戻る光線による迷光の発生を防ぎ、第
２面上の露光領域Ａ以外が露光されることを防ぐため
に、第３光学系の最後のレンズ面と第２面との間に視野
絞りＳWを設けることが望ましい。同様にして第１面上
に戻る光線による迷光の発生を防ぐために、第１光学系
の最初のレンズ面と第１面との間に視野絞りＳRを設け
ることが望ましい。
条件式で、この式を満たさない場合、第１面または第２
面に戻ってくる光線が、実際に使用する第１面または第
２面上の露光領域Ａ内に戻るようになり、投影露光の結
像性能を悪化させる。さらに好ましくは、条件式（１）
の上限を１．２とし、下限を０．８とすると良い。また
上述の第２面上に戻る光線による迷光の発生を防ぎ、第
２面上の露光領域Ａ以外が露光されることを防ぐため
に、第３光学系の最後のレンズ面と第２面との間に視野
絞りＳWを設けることが望ましい。同様にして第１面上
に戻る光線による迷光の発生を防ぐために、第１光学系
の最初のレンズ面と第１面との間に視野絞りＳRを設け
ることが望ましい。
【００１０】一方、光量損失を防ぐためには、第１光学
系が正の屈折力を有し、第１光学系によってハーフミラ
ーに導かれた光束が、ハーフミラー面で透過光と反射光
に分けられたとき、透過光の光路と反射光の光路との双
方にそれぞれ同様に配置された２組のほぼ等倍の結像倍
率を持つ第２光学系を採用することが望ましい。他方、
光源の光量が十分大きく、光学系による光量損失が問題
とならない場合は、第１光学系によってハーフミラーに
導かれた光束が、ハーフミラー面で透過光と反射光に分
けられたとき、透過光の光路と反射光の光路とのいずれ
か一方の光路のみにほぼ等倍の結像倍率を持つ第２光学
系を配置し、いずれか他方の光路に光吸収部材を配置す
ることで、迷光の発生を防ぐことができる。
系が正の屈折力を有し、第１光学系によってハーフミラ
ーに導かれた光束が、ハーフミラー面で透過光と反射光
に分けられたとき、透過光の光路と反射光の光路との双
方にそれぞれ同様に配置された２組のほぼ等倍の結像倍
率を持つ第２光学系を採用することが望ましい。他方、
光源の光量が十分大きく、光学系による光量損失が問題
とならない場合は、第１光学系によってハーフミラーに
導かれた光束が、ハーフミラー面で透過光と反射光に分
けられたとき、透過光の光路と反射光の光路とのいずれ
か一方の光路のみにほぼ等倍の結像倍率を持つ第２光学
系を配置し、いずれか他方の光路に光吸収部材を配置す
ることで、迷光の発生を防ぐことができる。
【００１１】第２光学系としては、１枚の凹面鏡のほか
に、少なくとも１枚の負の屈折力を持つレンズを用いる
ことで、各収差を良好に補正し、特にペッツバール和を
容易に０に近づけることができるようになる。また第３
光学系が正の屈折力を持ち、ハーフミラーの第３光学系
側射出面と第３光学系との間、又は第３光学系の内部
に、可変可能な開口絞りＡＳを有することで、露光パタ
ーンに最適となるように解像力と焦点深度を調節するこ
とができる。投影露光に用いられる光の波長が３００ｎ
ｍ以下のレーザ光であるとき、本発明は特に効果が大き
く、クオーターミクロン単位の解像度を達成できる。
に、少なくとも１枚の負の屈折力を持つレンズを用いる
ことで、各収差を良好に補正し、特にペッツバール和を
容易に０に近づけることができるようになる。また第３
光学系が正の屈折力を持ち、ハーフミラーの第３光学系
側射出面と第３光学系との間、又は第３光学系の内部
に、可変可能な開口絞りＡＳを有することで、露光パタ
ーンに最適となるように解像力と焦点深度を調節するこ
とができる。投影露光に用いられる光の波長が３００ｎ
ｍ以下のレーザ光であるとき、本発明は特に効果が大き
く、クオーターミクロン単位の解像度を達成できる。
【００１２】
【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３は本発明による反射屈折投影光学系の
第１実施例を示し、この投影光学系は、レチクルＲ上の
パターンのうちの露光領域Ａの像を縮小倍率にてウエハ
Ｗ上に結像させ、レチクルＲとウエハＷとを互いに縮小
倍率に対応した速度比にて同期して走査することによ
り、レチクルＲ上のパターンのすべての像をウエハＷに
投影する光学系である。この光学系は、レチクルＲ側か
ら順に、第１光学系Ｇ1と、ハーフミラーＨＭと、ハー
フミラーＨＭの透過光路と反射光路との双方に配置した
第２光学系Ｇ2，Ｇ2と、ハーフミラーＨＭの反射光路の
反対側の光路に配置した第３光学系Ｇ3とから構成され
ている。両第２光学系Ｇ2，Ｇ2は同一に形成されてお
り、共に１枚の負レンズと１個の凹面鏡とからなる。ま
た、レチクルＲと第１光学系Ｇ1との間にはレチクル側
視野絞りＳRが配置されており、第１光学系Ｇ1とハーフ
ミラーＨＭとの間には平面鏡Ｍが配置されており、ハー
フミラーＨＭと第３光学系Ｇ3との間には可変開口絞り
ＡＳが配置されており、第３光学系Ｇ3とウエハＷとの
間にはウエハ側視野絞りＳWが配置されている。
て説明する。図３は本発明による反射屈折投影光学系の
第１実施例を示し、この投影光学系は、レチクルＲ上の
パターンのうちの露光領域Ａの像を縮小倍率にてウエハ
Ｗ上に結像させ、レチクルＲとウエハＷとを互いに縮小
倍率に対応した速度比にて同期して走査することによ
り、レチクルＲ上のパターンのすべての像をウエハＷに
投影する光学系である。この光学系は、レチクルＲ側か
ら順に、第１光学系Ｇ1と、ハーフミラーＨＭと、ハー
フミラーＨＭの透過光路と反射光路との双方に配置した
第２光学系Ｇ2，Ｇ2と、ハーフミラーＨＭの反射光路の
反対側の光路に配置した第３光学系Ｇ3とから構成され
ている。両第２光学系Ｇ2，Ｇ2は同一に形成されてお
り、共に１枚の負レンズと１個の凹面鏡とからなる。ま
た、レチクルＲと第１光学系Ｇ1との間にはレチクル側
視野絞りＳRが配置されており、第１光学系Ｇ1とハーフ
ミラーＨＭとの間には平面鏡Ｍが配置されており、ハー
フミラーＨＭと第３光学系Ｇ3との間には可変開口絞り
ＡＳが配置されており、第３光学系Ｇ3とウエハＷとの
間にはウエハ側視野絞りＳWが配置されている。
【００１３】図５は本発明による反射屈折投影光学系の
第２実施例を示し、この第２実施例は、平面鏡Ｍからハ
ーフミラーＨＭに入射した光束の反射光路側にのみ第２
光学系Ｇ2を配置し、透過光路側には光吸収部材Ｂを配
置したものである。この光吸収部材Ｂは、本実施例では
ハーフミラーＨＭを透過した後の光路に配置されている
が、ハーフミラーの射出面に光吸収材料を塗布しても良
い。
第２実施例を示し、この第２実施例は、平面鏡Ｍからハ
ーフミラーＨＭに入射した光束の反射光路側にのみ第２
光学系Ｇ2を配置し、透過光路側には光吸収部材Ｂを配
置したものである。この光吸収部材Ｂは、本実施例では
ハーフミラーＨＭを透過した後の光路に配置されている
が、ハーフミラーの射出面に光吸収材料を塗布しても良
い。
【００１４】上記両実施例の露光領域Ａは、投影光学系
の有効領域のうち、走査方向と直交する直径によって２
分される一方の半円領域内にあり、本実施例の露光領域
Ａは、図１に示すように、走査方向に短く、走査方向と
直交する方向に長い長方形スリット状としている。但
し、円弧を走査方向に平行移動して得られる円弧状スリ
ットとすることもできる。また上記両実施例では、一対
の直角３角プリズムの貼り合わせ面にハーフミラーＨＭ
を形成しているが、ハーフミラーとしては、スプリット
面の方向に広がる平板状のものを用いることもできる。
の有効領域のうち、走査方向と直交する直径によって２
分される一方の半円領域内にあり、本実施例の露光領域
Ａは、図１に示すように、走査方向に短く、走査方向と
直交する方向に長い長方形スリット状としている。但
し、円弧を走査方向に平行移動して得られる円弧状スリ
ットとすることもできる。また上記両実施例では、一対
の直角３角プリズムの貼り合わせ面にハーフミラーＨＭ
を形成しているが、ハーフミラーとしては、スプリット
面の方向に広がる平板状のものを用いることもできる。
【００１５】第１実施例と第２実施例の諸元をそれぞれ
表１と表２に示す。各表の［主要諸元］中、露光領域は
レチクルＲ上での値を示す。また［光学部材諸元］中、
第１欄ＮｏはレチクルＲ側からの各光学面の番号、第２
欄ｒは各光学面の曲率半径、第３欄ｄは各光学面の間
隔、第４欄は各光学部材の硝材、第５欄は各光学部材又
は光学面の属する群番号を表す。曲率半径ｒは光線の進
行方向側に曲率中心があるときを正とし、光線の進行方
向の反対側に曲率中心があるときを負としている。但
し、光線が反射面によって反射するたびに、正負を反転
して表示している。各光学面の間隔ｄも、光線が反射面
によって反射するたびに、正負を反転して表示してい
る。
表１と表２に示す。各表の［主要諸元］中、露光領域は
レチクルＲ上での値を示す。また［光学部材諸元］中、
第１欄ＮｏはレチクルＲ側からの各光学面の番号、第２
欄ｒは各光学面の曲率半径、第３欄ｄは各光学面の間
隔、第４欄は各光学部材の硝材、第５欄は各光学部材又
は光学面の属する群番号を表す。曲率半径ｒは光線の進
行方向側に曲率中心があるときを正とし、光線の進行方
向の反対側に曲率中心があるときを負としている。但
し、光線が反射面によって反射するたびに、正負を反転
して表示している。各光学面の間隔ｄも、光線が反射面
によって反射するたびに、正負を反転して表示してい
る。
【００１６】なお第１実施例では、ハーフミラーＨＭで
先ず反射し次に透過する光路と、先ず透過して次に反射
する光路との双方が用いられているが、このうち表１に
は、前者の光路に沿って曲率半径ｒと面間隔ｄとの正負
を表示している。後者の光路に沿って曲率半径ｒと面間
隔ｄを表示したときには、正負が入れ替わるだけであ
る。
先ず反射し次に透過する光路と、先ず透過して次に反射
する光路との双方が用いられているが、このうち表１に
は、前者の光路に沿って曲率半径ｒと面間隔ｄとの正負
を表示している。後者の光路に沿って曲率半径ｒと面間
隔ｄを表示したときには、正負が入れ替わるだけであ
る。
【００１７】
【表１】 ［主要諸元］ 露光波長 193.3ｎｍ ±5ｐｍ 像側開口数 0.6 露光領域 ａ＝4ｍｍ ｂ＝6ｍｍ ｃ＝25ｍｍ βm＝1.0000 ［光学部材諸元］ Ｎｏ ｒ ｄ 硝材 0 （レチクル） 52.464 1 -191.3364 20.000 クオーツ Ｇ1 2 -267.9167 1.597 3 416.5071 27.633 クオーツ Ｇ1 4 -271.1370 5.104 5 213.6204 20.000 クオーツ Ｇ1 6 649.0929 34.235 7 -355.9542 20.000 クオーツ Ｇ1 8 168.1397 24.328 9 -257.5430 20.000 ＣａＦ2 Ｇ1 10 1278.9250 22.156 11 -153.5848 20.512 クオーツ Ｇ1 12 -741.0107 24.612 13 -276.5159 20.000 クオーツ Ｇ1 14 -212.8862 0.693 15 762.0099 40.317 クオーツ Ｇ1 16 -308.2859 0.500 17 -874.5016 22.304 クオーツ Ｇ1 18 -334.1368 10.126 19 -248.9104 20.000 クオーツ Ｇ1 20 -361.0763 0.500 21 -936.6808 20.000 クオーツ Ｇ1 22 -420.8196 120.000 23 ∞ -160.000 平面鏡 Ｍ 24 ∞ -110.000 クオーツ 25 ∞ 110.000 クオーツ ＨＭ（反射） 26 ∞ 38.672 27 -196.5742 20.000 クオーツ Ｇ2 28 -337.5700 0.500 29 -566.5796 -0.500 凹面鏡 Ｇ2 30 -337.5700 -20.000 クオーツ Ｇ2 31 -196.5742 -38.672 32 ∞ -110.000 クオーツ 33 ∞ -110.000 クオーツ ＨＭ（透過） 34 ∞ -10.000 35 （開口絞り） 9.935 36 -191.0256 -25.649 クオーツ Ｇ3 37 -923.9232 -8.514 38 1051.4400 -35.000 クオーツ Ｇ3 39 -212.1568 -34.703 40 -400.0000 -35.000 ＣａＦ2 Ｇ3 41 474.2273 -0.500 42 -209.3909 -35.000 ＣａＦ2 Ｇ3 43 3195.0126 -0.919 44 -123.9664 -26.860 ＣａＦ2 Ｇ3 45 -1236.0228 -6.958 46 548.8242 -24.655 クオーツ Ｇ3 47 1164.8700 -0.500 48 -1996.7884 -44.782 クオーツ Ｇ3 49 863.3677 -0.500 50 -408.0838 -20.000 クオーツ Ｇ3 51 -3000.0000 -17.000 52 （ウエハ）
【００１８】
【表２】 ［主要諸元］ 露光波長 193.3ｎｍ ±5ｐｍ 像側開口数 0.65 露光領域 ａ＝3ｍｍ ｂ＝5ｍｍ ｃ＝23ｍｍ βm＝1.0000 ［光学部材諸元］ Ｎｏ ｒ ｄ 0 （レチクル） 50.000 1 -175.3321 20.000 クオーツ Ｇ1 2 -264.8469 0.500 3 391.3145 25.076 クオーツ Ｇ1 4 -251.5778 2.746 5 230.8678 20.000 クオーツ Ｇ1 6 1051.2622 35.045 7 -297.6821 20.000 クオーツ Ｇ1 8 164.4810 24.873 9 -182.0039 21.198 ＣａＦ2 Ｇ1 10 -2240.2794 19.815 11 -166.3163 21.114 クオーツ Ｇ1 12 -793.3420 25.882 13 -269.4889 20.013 クオーツ Ｇ1 14 -205.8559 2.869 15 770.1003 41.200 クオーツ Ｇ1 16 -297.2918 0.500 17 -651.6010 21.357 クオーツ Ｇ1 18 -310.0752 9.236 19 -242.1483 20.000 クオーツ Ｇ1 20 -364.5125 0.500 21 -1496.2990 20.142 クオーツ Ｇ1 22 -477.4456 120.000 23 ∞ -180.000 平面鏡 Ｍ 24 ∞ -115.000 クオーツ 25 ∞ 115.000 クオーツ ＨＭ（反射） 26 ∞ 42.202 27 -198.3038 20.000 クオーツ Ｇ2 28 -343.4520 0.500 29 -578.7272 -0.500 凹面鏡 Ｇ2 30 -343.4520 -20.000 クオーツ Ｇ2 31 -198.3038 -42.202 32 ∞ -115.000 クオーツ 33 ∞ -115.000 クオーツ ＨＭ（透過） 34 ∞ -10.000 35 （開口絞り） -5.000 36 -185.1517 -28.828 クオーツ Ｇ3 37 -937.6323 -9.903 38 1037.6213 -35.000 クオーツ Ｇ3 39 -202.0440 -18.592 40 -488.3867 -35.000 ＣａＦ2 Ｇ3 41 455.1024 -0.500 42 -189.2867 -35.000 ＣａＦ2 Ｇ3 43 3380.7853 -5.446 44 -116.0852 -27.956 ＣａＦ2 Ｇ3 45 -791.6593 -7.717 46 580.0609 -20.000 クオーツ Ｇ3 47 4355.3792 -0.500 48 -631.5761 -39.351 クオーツ Ｇ3 49 1048.4735 -0.500 50 -463.6847 -20.000 クオーツ Ｇ3 51 -3000.0000 -17.000 52 （ウエハ）
【００１９】図４と図６にそれぞれ第１実施例と第２実
施例の横収差を示す。横収差図中、Ｙは像高を表す。各
収差図に示されるように、両実施例とも優れた結像性能
を有することが解る。
施例の横収差を示す。横収差図中、Ｙは像高を表す。各
収差図に示されるように、両実施例とも優れた結像性能
を有することが解る。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線波
長域で大きな開口数を達成し、光学系が実用的な大きさ
で、像側の作動距離も十分に確保され、光路分離のため
にハーフミラーを使用しても結像性能の劣化や、フレア
ー、ゴースト等の迷光の発生がなく、クオーターミクロ
ン単位の解像度を有する反射屈折投影光学系が得られ
た。
長域で大きな開口数を達成し、光学系が実用的な大きさ
で、像側の作動距離も十分に確保され、光路分離のため
にハーフミラーを使用しても結像性能の劣化や、フレア
ー、ゴースト等の迷光の発生がなく、クオーターミクロ
ン単位の解像度を有する反射屈折投影光学系が得られ
た。
【図１】本発明の露光領域を示す平面図
【図２】本発明による迷光防止の原理を示す説明図
【図３】第１実施例を示す構成図
【図４】第１実施例の横収差図
【図５】第２実施例を示す構成図
【図６】第２実施例の横収差図
Ｇ1…第１光学系 Ｇ2…第２光学系 Ｇ3…第３光学系 ＡＳ…開口絞り Ｍ…平面鏡 ＨＭ…ハーフミラー Ｒ…レチクル Ｗ…ウエハ ＳR…レチクル側視野絞り ＳW…ウエハ側視野
絞り Ａ…露光領域 Ｂ…光吸収部材
絞り Ａ…露光領域 Ｂ…光吸収部材
Claims (9)
- 【請求項１】レンズと凹面鏡とを含み、第１面のパター
ンのうちの露光領域の像を縮小倍率にて第２面に結像さ
せ、前記第１面と第２面とを互いに前記縮小倍率に対応
した速度比にて同期して走査することにより、前記第１
面のパターンのすべての像を第２面に投影する反射屈折
投影光学系において、 前記第１面から光線が通る順に、第１光学系と、ハーフ
ミラーと、該ハーフミラーの透過光路と反射光路とのう
ちの少なくともいずれか一方の光路に配置した第２光学
系と、前記ハーフミラーの反射光路の反対側の光路に配
置した第３光学系とから構成され、 前記露光領域は、投影光学系の有効領域のうち、前記走
査方向と直交する直径によって２分される一方の半円領
域内にあり、 前記第２光学系は凹面鏡を有し、該凹面鏡の結像倍率を
βmとしたとき、 ０．７＜｜βm｜＜１．３ なる条件式を満足することを特徴とする反射屈折投影光
学系。 - 【請求項２】前記第１光学系の最後のレンズ面と前記ハ
ーフミラーとの間に平面鏡を配置したことを特徴とする
請求項１記載の反射屈折投影光学系。 - 【請求項３】前記ハーフミラーは、一対の直角３角プリ
ズムの貼り合わせ面に形成されていることを特徴とする
請求項１又は２記載の反射屈折投影光学系。 - 【請求項４】前記第３光学系の最後のレンズ面と前記第
２面との間に視野絞りを有することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の反射屈折投影光学系。 - 【請求項５】前記第１光学系の最初のレンズ面と前記第
１面との間に視野絞りを有することを特徴とする請求項
１、２、３又は４記載の反射屈折投影光学系。 - 【請求項６】前記第１光学系は正の屈折力を有し、 前記ハーフミラーの透過光路と反射光路との双方の光路
にそれぞれ前記第２光学系を配置したことを特徴とする
請求項１、２、３、４又は５記載の反射屈折投影光学
系。 - 【請求項７】前記第１光学系は正の屈折力を有し、 前記ハーフミラーの透過光路と反射光路とのうちのいず
れか一方の光路に前記第２光学系を配置し、いずれか他
方の光路に光吸収部材を配置したことを特徴とする請求
項１、２、３、４又は５記載の反射屈折投影光学系。 - 【請求項８】前記第２光学系は、前記凹面鏡のほか少な
くとも１枚の負レンズを有し、 前記第３光学系は正の屈折力を有し、 前記ハーフミラーと前記第３光学系との間、又は前記第
３光学系の内部に、可変開口絞りを有することを特徴と
する請求項１〜７のいずれか１項記載の反射屈折投影光
学系。 - 【請求項９】投影露光に用いる光の波長が３００ｎｍ以
下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
記載の反射屈折投影光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127925A JPH10301058A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 反射屈折投影光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127925A JPH10301058A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 反射屈折投影光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10301058A true JPH10301058A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14972033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9127925A Pending JPH10301058A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 反射屈折投影光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10301058A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458566C (zh) * | 2002-12-02 | 2009-02-04 | Asml控股股份有限公司 | 保持折反射光刻系统以无翻转（非镜面）像的分束器光学设计 |
| JP2017199031A (ja) * | 2006-08-14 | 2017-11-02 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 瞳ミラーを有する反射屈折投影対物器械、投影露光装置及び方法 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9127925A patent/JPH10301058A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458566C (zh) * | 2002-12-02 | 2009-02-04 | Asml控股股份有限公司 | 保持折反射光刻系统以无翻转（非镜面）像的分束器光学设计 |
| JP2017199031A (ja) * | 2006-08-14 | 2017-11-02 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 瞳ミラーを有する反射屈折投影対物器械、投影露光装置及び方法 |
| JP2018077534A (ja) * | 2006-08-14 | 2018-05-17 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 瞳ミラーを有する反射屈折投影対物器械、投影露光装置及び方法 |
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