JPH0525087B2 - - Google Patents
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- JPH0525087B2 JPH0525087B2 JP59169640A JP16964084A JPH0525087B2 JP H0525087 B2 JPH0525087 B2 JP H0525087B2 JP 59169640 A JP59169640 A JP 59169640A JP 16964084 A JP16964084 A JP 16964084A JP H0525087 B2 JPH0525087 B2 JP H0525087B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
- G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
- G02B17/0647—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
- G02B17/0657—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
-
- 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
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は反射光学系に関し、特にIC，LSI等の
集積回路を製造するときの投影露光装置に用いら
れる反射光学系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
の反射光学系が例えば特開昭48−12039号公報、
特開昭53−100230号公報等で提案されている。こ
れらの投影露光装置に用いられている反射光学系
は非常に高い解像力を有している。 投影像の解像力は使用する波長が短くなればな
る程良くなる。この為に、なるべく短波長を放射
する光源が用いられている。 そして画面中心に限らず広い画面にわたり高解
像力が得られるよう略完全に収差補正がなされた
光学系が用いられている。 一般にレンズを用いた結像光学系は色収差を補
正する為に複数のガラス材料を用いて構成されて
いる。短波長側の光は高解像力を得るには有利で
あるが短波長側では色分散が大きい為設計上、色
収差を良好に補正するのが困難である。 この為に高解像力が要求されるICパターン等
の焼付用の結像光学系には反射鏡を用いた光学系
が多く用いられている。 これは反射光学系は色収差がなく、任意の波長
の光を使用することができ、かつ光学系全体の透
過率をレンズ系を用いたときに比べて高めること
ができる等の特徴がある為である。 本発明は反射光学系の特徴を生かした投影露光
装置に好適な高解像力の得られる反射光学系の提
供を目的とする。 この目的を達成する為の本反射光学系は、凹面
鏡、凸面鏡、凹面鏡の順に光を反射して結像させ
るミラー系を複数個有し、各ミラー系を、光軸方
向に関して一方の凹面鏡が他方の凹面鏡と凸面鏡
との間に位置するよう構成し、各ミラー系により
順次結像を繰り返すことにより縮小像を形成する
よう少なくとも一つのミラー系の倍率を縮小にし
且つミラー系間の少なくとも一箇所に光を反射し
て結像させるリレー系を設けたことを特徴とす
る。 次に本発明の実施例を各図と共に説明する。 第１図は本発明の一実施例の反射光学系の概略
図である。同図の反射光学系は第２図に示す３つ
の反射鏡M1，M2，M3より成るミラー系Ｓを３
個と第３図に示す２つの反射鏡M31，M32より成
るリレー系Ｆを実質的に同一光軸上に位置するよ
うに、かつ全体の結像倍率が縮少となるように配
置したものであり、これにより高解像力の反射光
学系を達成している。 第１図の実施例では反射鏡M1〜M3で第１のミ
ラー系S1、反射鏡M4〜M6で第２のミラー系S2、
反射鏡M7〜M8でリレー系Ｆそして反射鏡M7〜
M11で第３のミラー系S3を各々構成している。 又、図示する如く、各ミラー系を光軸方向に関
して一方の凹面鏡が他方の凹面鏡と凸面鏡との間
に位置するよう構成している。 そして物点P1を順次ミラー系S1，S2とリレー
系Ｆそしてミラー系S3で各々結像を繰り返し、最
終的に像点P4′（P5）に結像倍率1/4.5となるよ
うに結像させている。 次に第１図に示す反射光学系を構成しているミ
ラー系の結像状態を説明する。 第２図において３つの反射鏡M1，M2，M3は
物点P1からの光束L1が凹面鏡M1、凸面鏡M2そし
て凹面鏡M3の順に反射した後、像点P1′に結像す
るように配置されている。 第２図に示すミラー系Ｓの凹面鏡M3は凸面鏡
M2と凹面鏡M1との間に位置するように配置され
ている。 第３図に示すリレー系Ｆの２つの凹面鏡は物点
P1からの光束を２つの凹面鏡M31，M32により像
点P1′に結像するように配置されている。 本実施例においてリレー系Ｆを光学的に第２の
ミラー系S2と第３のミラー系S3との間に配置しフ
イールド作用をさせることにより第３のミラー系
S3への光束径を小さくして反射光学系の小型化を
図つている。 本実施例において物体は第４図に示すような円
弧状の一部分Q1を有効面としている。この為に
ミラー系の各反射鏡の外形を必ずしも円形とする
必要はなく不要の所は削除して用いれば全体とし
て反射光学系を小型にすることができる。 本実施例においてミラー系S1，S2，S3を各々凹
面鏡、凸面鏡そして凹面鏡より成るすなわち正、
負そして正の屈折力より成る反射鏡により構成す
ることにより１つのミラー系から発生する諸収
差、特にコマ収差、像面湾曲を少なくして全体的
に良好なる結像性能を得ている。 このように本実施例では第１図に示すようにミ
ラー系S1により物点P1を像点P1′へ、すなわちミ
ラー系S2の物点P2へ、ミラー系S2により物点P2
を像点P2′へすなわちリレー系Ｆの物点P3へ以下
同様にリレー系Ｆそしてミラー系S3により順次結
像を繰り返して最終的に物点P1を像点P4′へ縮少
させて結像させている。 本実施例ではミラー系S1，S3の倍率を縮小と
し、リレー系Ｆの倍率を等倍とし、ミラー系S2を
拡大系として構成している。 具体的に各ミラー系及びリレー系の結像倍率を
示すと表−１の如くである。
集積回路を製造するときの投影露光装置に用いら
れる反射光学系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
の反射光学系が例えば特開昭48−12039号公報、
特開昭53−100230号公報等で提案されている。こ
れらの投影露光装置に用いられている反射光学系
は非常に高い解像力を有している。 投影像の解像力は使用する波長が短くなればな
る程良くなる。この為に、なるべく短波長を放射
する光源が用いられている。 そして画面中心に限らず広い画面にわたり高解
像力が得られるよう略完全に収差補正がなされた
光学系が用いられている。 一般にレンズを用いた結像光学系は色収差を補
正する為に複数のガラス材料を用いて構成されて
いる。短波長側の光は高解像力を得るには有利で
あるが短波長側では色分散が大きい為設計上、色
収差を良好に補正するのが困難である。 この為に高解像力が要求されるICパターン等
の焼付用の結像光学系には反射鏡を用いた光学系
が多く用いられている。 これは反射光学系は色収差がなく、任意の波長
の光を使用することができ、かつ光学系全体の透
過率をレンズ系を用いたときに比べて高めること
ができる等の特徴がある為である。 本発明は反射光学系の特徴を生かした投影露光
装置に好適な高解像力の得られる反射光学系の提
供を目的とする。 この目的を達成する為の本反射光学系は、凹面
鏡、凸面鏡、凹面鏡の順に光を反射して結像させ
るミラー系を複数個有し、各ミラー系を、光軸方
向に関して一方の凹面鏡が他方の凹面鏡と凸面鏡
との間に位置するよう構成し、各ミラー系により
順次結像を繰り返すことにより縮小像を形成する
よう少なくとも一つのミラー系の倍率を縮小にし
且つミラー系間の少なくとも一箇所に光を反射し
て結像させるリレー系を設けたことを特徴とす
る。 次に本発明の実施例を各図と共に説明する。 第１図は本発明の一実施例の反射光学系の概略
図である。同図の反射光学系は第２図に示す３つ
の反射鏡M1，M2，M3より成るミラー系Ｓを３
個と第３図に示す２つの反射鏡M31，M32より成
るリレー系Ｆを実質的に同一光軸上に位置するよ
うに、かつ全体の結像倍率が縮少となるように配
置したものであり、これにより高解像力の反射光
学系を達成している。 第１図の実施例では反射鏡M1〜M3で第１のミ
ラー系S1、反射鏡M4〜M6で第２のミラー系S2、
反射鏡M7〜M8でリレー系Ｆそして反射鏡M7〜
M11で第３のミラー系S3を各々構成している。 又、図示する如く、各ミラー系を光軸方向に関
して一方の凹面鏡が他方の凹面鏡と凸面鏡との間
に位置するよう構成している。 そして物点P1を順次ミラー系S1，S2とリレー
系Ｆそしてミラー系S3で各々結像を繰り返し、最
終的に像点P4′（P5）に結像倍率1/4.5となるよ
うに結像させている。 次に第１図に示す反射光学系を構成しているミ
ラー系の結像状態を説明する。 第２図において３つの反射鏡M1，M2，M3は
物点P1からの光束L1が凹面鏡M1、凸面鏡M2そし
て凹面鏡M3の順に反射した後、像点P1′に結像す
るように配置されている。 第２図に示すミラー系Ｓの凹面鏡M3は凸面鏡
M2と凹面鏡M1との間に位置するように配置され
ている。 第３図に示すリレー系Ｆの２つの凹面鏡は物点
P1からの光束を２つの凹面鏡M31，M32により像
点P1′に結像するように配置されている。 本実施例においてリレー系Ｆを光学的に第２の
ミラー系S2と第３のミラー系S3との間に配置しフ
イールド作用をさせることにより第３のミラー系
S3への光束径を小さくして反射光学系の小型化を
図つている。 本実施例において物体は第４図に示すような円
弧状の一部分Q1を有効面としている。この為に
ミラー系の各反射鏡の外形を必ずしも円形とする
必要はなく不要の所は削除して用いれば全体とし
て反射光学系を小型にすることができる。 本実施例においてミラー系S1，S2，S3を各々凹
面鏡、凸面鏡そして凹面鏡より成るすなわち正、
負そして正の屈折力より成る反射鏡により構成す
ることにより１つのミラー系から発生する諸収
差、特にコマ収差、像面湾曲を少なくして全体的
に良好なる結像性能を得ている。 このように本実施例では第１図に示すようにミ
ラー系S1により物点P1を像点P1′へ、すなわちミ
ラー系S2の物点P2へ、ミラー系S2により物点P2
を像点P2′へすなわちリレー系Ｆの物点P3へ以下
同様にリレー系Ｆそしてミラー系S3により順次結
像を繰り返して最終的に物点P1を像点P4′へ縮少
させて結像させている。 本実施例ではミラー系S1，S3の倍率を縮小と
し、リレー系Ｆの倍率を等倍とし、ミラー系S2を
拡大系として構成している。 具体的に各ミラー系及びリレー系の結像倍率を
示すと表−１の如くである。
【表】
本実施例では全体として結像倍率1/4.5を達成
するのに３つのミラー系と１つのリレー系を表−
１に示すような結像倍率を有するように構成する
ことにより全体的に収差補正をバランス良く行つ
ている。 特にミラー系S2を拡大系とすることによりミラ
ー系S1，S4とリレー系Ｆで生じたコマ収差、像面
湾曲及び歪曲収差等を良好に補正している。 本実施例では複数のミラー系で反射光学系を構
成する場合に生じる光束のケラレを第２のミラー
系S2とリレー系Ｆとの間と、第３のミラー系S3の
後方に全反射鏡H1，H2を配置して防止してい
る。 本実施例において特に光束のケラレを少なくし
かつ全体的に良好なる光学性能を得る為にはミラ
ー系S1，S3を構成する凹面鏡M1、凸面鏡M2そし
て凹面鏡M3の曲率半径を各々R1，R2，R3とする
とき R1／R2≧２ ……(1) R1／R3＞１ ……(2) なる諸条件を満足させるのが好ましい。 条件式(1)，(2)は物体の有効画面が第４図に示す
ように円弧状の一部分であるとき、軸外収差の発
生を押えつつ、ミラー系全体の小型化を図りかつ
物体からの光束がケラレることなく所定位置に結
像させる為のものである。 条件式(1)を外れるとコマフレアーが増大し又光
束のケラレが多くなつてくる。又条件式(2)を外れ
ると凹面鏡M3の曲率半径が凹面鏡M1に比べ大き
くなりすぎミラー系全体としての小型化を図りつ
つ所定の屈折力を得るのが困難となつてくる。 特に本実施例において像面湾曲を少なくし高コ
ントラストの物体像を得るには前記ミラー系S1，
S3における３つの反射鏡の曲率半径R1，R2，R3
を更に ｜R1｜＞｜R3｜＞｜R2｜ ……(3) とすることである。 この条件を外れると像面湾曲が大きくなり光束
のケラレが大きくなつてくると共に複数のミラー
系を組み合わせた反射光学系において良好なる収
差補正を行うのが困難となる。 又本実施例において光束のケラレを少なくしミ
ラー系の小型化を図る為に好ましくは前記ミラー
系S2の凹面鏡M1、凸面鏡M2そして凹面鏡M3の
曲率半径を各々R1′，R2′，R3′とするとき R1′／R2′＞１ R1′／R3′＞１ ……(4) なる条件を満足することである。 この条件を外れるとミラー系S1により結像され
た物体像を光束のケラレをなくした状態でリレー
系Ｆの物点に結像させるのが困難となる。 そしてフイールド系として用いるリレー系Ｆを
ミラー系S2からの光束を効率的に収斂して第３の
ミラー系S3の物点に結像させる為には前記リレー
系Ｆの凹面鏡M31，M32の曲率半径を各々R31，
R32とするとき ｜R31／R32＜１ ……(5) なる条件を満足することが好ましい。 この条件を外れるとフイールド系としての作用
が十分でなくなりミラー系S3を小型化にするのが
困難となつてくる。 尚本発明において物体像の結像調整をミラー系
S1〜S3そしてリレー系の少なくとも１つのミラー
系を移動させて行うのが収差補正及び倍率調整上
好ましい。 次に第１図に示す実施例の諸数値を示す。Ri
は物点P1から数えて第ｉ番目の反射鏡の曲率半
径、Ｄは各反射鏡との間隔で光の進行方向に沿つ
て左方から右方に測つたときを正、その逆を負と
して示す。 物体の有効画面はスリット幅で２mm、有効Ｆナ
ンバーは3.3（NA＝0.15）である。物点P1の有効
画面幅は光軸からの高さ218〜220mmの範囲内であ
る。 Ｒ (D) １ −640 −280 ２ −140.5 270 ３ −385 −1010 ４ 564.26 335 ５ 439.67 −280 ６ 448.68 580 ７ −422.38 −292.5 ８ 1011.5 625 ９ −489 −320 10 −167.58 310 11 −449.79 以上のように本発明によれば４つのミラー系を
適切に組み合わせることにより、高解像力の反射
光学系を達成することができる。
するのに３つのミラー系と１つのリレー系を表−
１に示すような結像倍率を有するように構成する
ことにより全体的に収差補正をバランス良く行つ
ている。 特にミラー系S2を拡大系とすることによりミラ
ー系S1，S4とリレー系Ｆで生じたコマ収差、像面
湾曲及び歪曲収差等を良好に補正している。 本実施例では複数のミラー系で反射光学系を構
成する場合に生じる光束のケラレを第２のミラー
系S2とリレー系Ｆとの間と、第３のミラー系S3の
後方に全反射鏡H1，H2を配置して防止してい
る。 本実施例において特に光束のケラレを少なくし
かつ全体的に良好なる光学性能を得る為にはミラ
ー系S1，S3を構成する凹面鏡M1、凸面鏡M2そし
て凹面鏡M3の曲率半径を各々R1，R2，R3とする
とき R1／R2≧２ ……(1) R1／R3＞１ ……(2) なる諸条件を満足させるのが好ましい。 条件式(1)，(2)は物体の有効画面が第４図に示す
ように円弧状の一部分であるとき、軸外収差の発
生を押えつつ、ミラー系全体の小型化を図りかつ
物体からの光束がケラレることなく所定位置に結
像させる為のものである。 条件式(1)を外れるとコマフレアーが増大し又光
束のケラレが多くなつてくる。又条件式(2)を外れ
ると凹面鏡M3の曲率半径が凹面鏡M1に比べ大き
くなりすぎミラー系全体としての小型化を図りつ
つ所定の屈折力を得るのが困難となつてくる。 特に本実施例において像面湾曲を少なくし高コ
ントラストの物体像を得るには前記ミラー系S1，
S3における３つの反射鏡の曲率半径R1，R2，R3
を更に ｜R1｜＞｜R3｜＞｜R2｜ ……(3) とすることである。 この条件を外れると像面湾曲が大きくなり光束
のケラレが大きくなつてくると共に複数のミラー
系を組み合わせた反射光学系において良好なる収
差補正を行うのが困難となる。 又本実施例において光束のケラレを少なくしミ
ラー系の小型化を図る為に好ましくは前記ミラー
系S2の凹面鏡M1、凸面鏡M2そして凹面鏡M3の
曲率半径を各々R1′，R2′，R3′とするとき R1′／R2′＞１ R1′／R3′＞１ ……(4) なる条件を満足することである。 この条件を外れるとミラー系S1により結像され
た物体像を光束のケラレをなくした状態でリレー
系Ｆの物点に結像させるのが困難となる。 そしてフイールド系として用いるリレー系Ｆを
ミラー系S2からの光束を効率的に収斂して第３の
ミラー系S3の物点に結像させる為には前記リレー
系Ｆの凹面鏡M31，M32の曲率半径を各々R31，
R32とするとき ｜R31／R32＜１ ……(5) なる条件を満足することが好ましい。 この条件を外れるとフイールド系としての作用
が十分でなくなりミラー系S3を小型化にするのが
困難となつてくる。 尚本発明において物体像の結像調整をミラー系
S1〜S3そしてリレー系の少なくとも１つのミラー
系を移動させて行うのが収差補正及び倍率調整上
好ましい。 次に第１図に示す実施例の諸数値を示す。Ri
は物点P1から数えて第ｉ番目の反射鏡の曲率半
径、Ｄは各反射鏡との間隔で光の進行方向に沿つ
て左方から右方に測つたときを正、その逆を負と
して示す。 物体の有効画面はスリット幅で２mm、有効Ｆナ
ンバーは3.3（NA＝0.15）である。物点P1の有効
画面幅は光軸からの高さ218〜220mmの範囲内であ
る。 Ｒ (D) １ −640 −280 ２ −140.5 270 ３ −385 −1010 ４ 564.26 335 ５ 439.67 −280 ６ 448.68 580 ７ −422.38 −292.5 ８ 1011.5 625 ９ −489 −320 10 −167.58 310 11 −449.79 以上のように本発明によれば４つのミラー系を
適切に組み合わせることにより、高解像力の反射
光学系を達成することができる。
第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図、
第２図、第３図は第１図の一部分の説明図、第４
図は本発明に係る物体の有効画面の説明図、第５
図は第１図の光学系の諸収差図である。 図中Ｙは物高、S1〜S3は各々ミラー系、Ｆはリ
レー系、M1〜M11は各々反射鏡を示す。
第２図、第３図は第１図の一部分の説明図、第４
図は本発明に係る物体の有効画面の説明図、第５
図は第１図の光学系の諸収差図である。 図中Ｙは物高、S1〜S3は各々ミラー系、Ｆはリ
レー系、M1〜M11は各々反射鏡を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡の順に光を反射して
結像させるミラー系を複数個有し、各ミラー系
を、光軸方向に関して一方の凹面鏡が他方の凹面
鏡と凸面鏡との間に位置するよう構成し、各ミラ
ー系により順次結像を繰り返すことにより縮小像
を形成するよう少なくとも一つのミラー系の倍率
を縮小にし且つミラー系間の少なくとも一箇所に
光を反射して結像させるリレー系F1を設けたこ
とを特徴とする反射光学系。 ２ 前記複数個のミラー系は、物体側から順にミ
ラー系S1，S2，S3を含み、前記リレー系F1は２
個の凹面鏡を備え、ミラー系S1，S3の倍率が縮小
に設定され、ミラー系S2の倍率が拡大に設定さ
れ、前記リレー系F1の倍率が等倍に設定されて
おり、前記ミラー系S1，S3の凹面鏡、凸面鏡、凹
面鏡の曲率半径をR1，R2，R3、前記ミラー系の
S2の凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡の曲率半径をR1′，
R2′，R3′、前記リレー系F1の物体側の凹面鏡の
曲率半径をR31、像側の凹面鏡の曲率半径をR32
とした時、以下の条件を満たすことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の反射光学系。 R1／R2≧２ R1／R3＞１ ｜R1｜＞｜R3｜＞｜R2｜ R1′／R2′＞１ R1′／R3′＞１ ｜R31／R32｜＜１
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169640A JPS6147915A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 反射光学系 |
| US06/764,001 US4701035A (en) | 1984-08-14 | 1985-08-09 | Reflection optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169640A JPS6147915A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 反射光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147915A JPS6147915A (ja) | 1986-03-08 |
| JPH0525087B2 true JPH0525087B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=15890235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169640A Granted JPS6147915A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 反射光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147915A (ja) |
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-
1984
- 1984-08-14 JP JP59169640A patent/JPS6147915A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6147915A (ja) | 1986-03-08 |
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