JPS6147915A - 反射光学系 - Google Patents

反射光学系

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JPS6147915A
JPS6147915A JP59169640A JP16964084A JPS6147915A JP S6147915 A JPS6147915 A JP S6147915A JP 59169640 A JP59169640 A JP 59169640A JP 16964084 A JP16964084 A JP 16964084A JP S6147915 A JPS6147915 A JP S6147915A
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JP
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mirror
optical system
concave
relay
systems
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Takamasa Hirose
広瀬 隆昌
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Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0647Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using more than three curved mirrors
    • G02B17/0657Catoptric 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
    • 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
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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&11に用いIC、LSI等の集
積回路のパターンをシリコンウェ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。
投影像の解株力は使用する波長が短かくなればなる程良
くなる。この為に、なるぺ〈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シ高解像力が得
られるよう略冗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
の光は閤解像力を得るには有利でわるが瓜波長側では色
分散が大きい為設計上、色収差を良好に補正するのが困
難でらる◇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次光学系が多
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
を用い九ときに比べて高めることができる等の特徴かめ
る為でらる。
本発明は反射光学系の特徴を生かし九投影露光装置に好
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
〇 本発明の目的を達成する為の反射光学系の主光る特徴は
凹面鏡、凸面鏡そして凹面鏡の順に反射させるように構
成し几単−のミツ−系を複数個連鎖的に配置する際、前
記ミラー系間の少なくとも一箇所に物体像を中継する為
の複数の凹面gIAを有するリレー系を配置し、全体の
結像倍率が縮少となるように構成したことである。
このように本発明は3つのミラー系と1つのリレー系で
構成し、リレー系をフィールド系的な作用をするように
構成し、全体的に小型でしかも良好に収差補正を行りt
反射光学系を達成して匹る。
次に本発明の実施列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おる
。同図の反射光学系は第2図に示す3つの反射6Ail
i□ 、 M2.  M3 より成るミラー系S1を3
個と第3図に示す2つの反射!3! M3□。
M3□より成るリレー系Ft−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kものでf5す、これにより高解像力の反射光学
系を達成してiる。
第1図の実M列では反射鏡M□〜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@M9〜M1、で第
3のミラー系83を各々構成してiる。
そして物点P を順次ミラー系S1.82とリレー系F
そしてミラー系S3で各々結像を繰υ返し、最終的に像
点P’ (P5)に結像倍率17、.5  となるよう
に結f象させている。
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図にしいて3つの反射鏡M1. M2゜M3  は
物点P工からの光束L工が凹面mM1、凸面鏡M2そし
て凹面鏡M3の順に反射しt後、像点P工′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
面鏡町との間に位置するよ5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P工から
の光束を2つの凹面鏡M3□2M3□により像点P□′
に結像するように配置されている。
本実施列においてIJ v−系Ffr:光学的に第2の
ミラー系S と第3のミラー系S3との開国配置しフィ
ールド作用をさせることくより第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っている。
本実施列において物体は第4図に示すよりな円弧状の一
部分Q□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。
本実施列においてミラー系s、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S
 により物点pt−像点P工′へ、すなわちミラー系S
 の物点P2へ、ミラー系SKより物点P を像点P2
′へすなわちリレ一系Fの物点P3へ以下同様にリレー
系Fそしてミラー系83により順次結像を繰り返して最
終的に物点Plt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S、S4とリレー系Pi縮少系と
し、ミラー系52t−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の如くでらる。
表−1各ミラー系の結像倍率 本実施列では全体として結像倍率ワ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it有するように構成することKより全体的
に収差補正をバランス良く行っている。
特にミラー系S2を拡大系とすることによりミラー系8
184とリレー系Fで生じ次コマ収差、像面湾曲及び歪
曲収差等を良好に補正している。
本実施列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V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)
(、、H2t−配置して防止している。
本実施列において%に光束のクラン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Sエ 、S
3を構成する凹面鏡M工、凸面/a、M2そして凹面鏡
M3の曲率半径を各々R工、 R2,R3とするとき R□/R2≧2       ・・・・・−・・(1)
R□/R3〉l       ・・・・・・・・・(2
)なる諸条件を満足させるのが好ましい。
条件式111 、 +21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らるとき、軸外収差の発生
を押えつつ、ミラー系全体の小製化を図りかつ物体から
の光束がクラン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(11t−外れるとコマフレアーが増大し又光束
のクランが多くなってくる。又条件式(21t−外れる
と凹面鏡M3の曲率半径が凹面鏡M工に比べ大きくなり
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ってくる。
特に本実施列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Kは前記ミラー系S工、S3における
3つの反射鏡の曲率半径R□。
R2,R3を更K IR,I > lR31> lR21・・・・・・・・
・(3)とすることである。
仁の条件を外れると像面湾曲が大きくなり光束のクラン
が大きくなってくると共に複数のミラー系を組み合わせ
九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。
又本実施列において光束のクラン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
M工、凸面鏡M2そして凹面鏡M の曲率半径を各りR
工/ 、  R2′、 a3′とするとき 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S□により結像された物体
像を光束のクラン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。
そしてフィールド系として用いるリレー系F1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
の物点く結像させる為には前記リレー系Fの凹面鏡1v
ll、M  の曲率半径を各々R、Rとするとき IR3□7R3□l (1°−曲(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ィールド系としての作用が十分で
なくな9ミラー系S3ヲ小型化にすS工〜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図に示す実施列のi)&数値を示す。
Ri  は物点P□から数えて第1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って左
方から右方に到ったときを正、その逆を負として示す。
物体の有効画面はスリット幅で2mNmN有効ノナンバ
ー3(NA−α15)である。物点P0  の有効画面
幅は光軸からの高さ218〜220w0範囲内である。
R(D) 2−14α5   270 3 −385.  −1010 5  439.67  −280 6  44&68   580 ?  −42L3B   −292,58101L5 
   625 1G  −167,58310 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Kより、高解像力の反射光学系を達成す
ることができろ。
【図面の簡単な説明】
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は物置、S −83は各々ミラー系、Fはリレー
系、M□〜M□□は各々反射鏡を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)凹面鏡、凸面鏡そして凹面鏡の順に反射させるよ
    うに構成した単一のミラー系を複数個連鎖的に配置する
    際、前記ミラー系間の少なくとも一箇所に物体像を中継
    する為の複数の凹面鏡を有するリレー系を配置し、全体
    の結像倍率が縮少となるように構成したことを特徴とす
    る反射光学系。
  2. (2)前記反射光学系を物体側より順に第1、第2のミ
    ラー系S_1、S_2、前記リレー系F_1そして第3
    のミラー系S_3より構成した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。
  3. (3)前記ミラー系S_1、S_4の凹面鏡M_1、凸
    面鏡M_2そして凹面鏡M_3の曲率半径を各々R_1
    、R_2、R_3としたとき R_1/R_2≧2 R_1/R_3>1 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    2項記載の反射光学系。
  4. (4)前記ミラー系S_2の凹面鏡M_1、凸面鏡M_
    2そして凹面鏡M_3の曲率半径を各々R_1′、R_
    2′、R_3′とするとき R_1′/R_2′>1 R_1′/R_3′>1 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    3項記載の反射光学系。
  5. (5)前記リレー系Fは2つの凹面鏡M_3_1、M_
    3_2を有しており、前記凹面鏡M_3_1、M_3_
    2の曲率半径を各々R_3_1、R_3_2とするとき |R_3_1/R_3_2|<1 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    4項記載の反射光学系。
JP59169640A 1984-08-14 1984-08-14 反射光学系 Granted JPS6147915A (ja)

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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

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JPS6147915A true JPS6147915A (ja) 1986-03-08
JPH0525087B2 JPH0525087B2 (ja) 1993-04-09

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