專利名稱：投影光學系統(tǒng)、曝光裝置以及組件制造方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種投影光學系統(tǒng)、曝光裝置及組件制造方法。特別是有關一種投影光學系統(tǒng)，其適用于以微影制程來制造半導體組件和液晶顯示組件等微型組件時所使用的曝光裝置。
背景技術：
在制造半導體組件等時，曝光裝置被用來將做為光罩的十字標記的圖案像通過投影光學系統(tǒng)，轉印至涂敷光阻的晶片(或玻璃板等)上。在這種曝光裝置中，隨著半導體集成電路等的圖案微細化的發(fā)展，對投影光學系統(tǒng)的分辨率要求也隨著分辨率提高。為了提高投影光學系統(tǒng)的分辨率分辨率，使曝光光的波長更短，或使數(shù)值孔徑更大。
近年，關于曝光光，已從水銀燈的g線(436nm)和i線(365nm)轉向更短波長的KrF準分子雷射光(248nm)和ArF準分子雷射光(193nm)。但是，當為了使投影光學系統(tǒng)的分辨率提高而謀求曝光光的短波長化時，具有可用于構成投影光學系統(tǒng)的光學構件的所定透過率的光學材料的種類受到了限制，使投影光學系統(tǒng)的設計變得困難。具體地說，在使用KrF準分子雷射光和ArF準分子雷射光的投影光學系統(tǒng)中，實質上可使用的光學材料被限定為石英和螢石等。
而且，在投影光學系統(tǒng)中，在提高分辨率的同時，對圖像歪曲的要求也愈發(fā)嚴格。這里所說的圖像歪曲不只是起因于投影光學系統(tǒng)的失真(歪曲像差)的圖像歪斜，還包括起因于設定在投影光學系統(tǒng)的像面上、曬印有光罩十字標記圖案的晶片的彎曲等的圖像歪斜，和起因于設定在投影光學系統(tǒng)的物體面上、描繪有電路圖案等的光罩十字標記的彎曲的圖像歪斜。
如上所述，在原有技術中，伴隨轉印技術的微細化，對降低圖像歪斜的要求也更加嚴格。有鑒于此，為了減少晶片的彎曲對圖像歪曲的影響，提出一種使投影光學系統(tǒng)的出射光瞳遠離像面配置，即所謂在像側的遠心投影光學系統(tǒng)。而且，為了減輕起因于光罩十字標記的彎曲的圖像歪曲，還提出一種使投影光學系統(tǒng)的入射光瞳距物體面較遠配置的方案。
但是，在原有技術中雖然關于具有高分辨率的投影光學系統(tǒng)形成有種種提案，不過并不能確保足夠寬大的實際曝光區(qū)域(imagefield成像區(qū)域)。所以，就不能一面使光罩十字標記和晶片對投影光學系統(tǒng)相對移動一面在晶片的各曝光區(qū)域將光罩十字標記圖案掃描曝光，即進行所謂的步進掃描方式的投影曝光，實現(xiàn)足夠高的生產量。這樣，為了實現(xiàn)高生產量，要求在晶片上確保更寬廣的成像區(qū)域，即大區(qū)域化。
而且，如上所述，當為了提高分辨率而謀求曝光光的短波長化時，構成投影光學系統(tǒng)的光學材料的透過率低下成為問題，為了確保高透過率而使可用的光學材料的種類也受到限制。另外，透過率的低下不只是引起光量損失，借由損失光的一部分由光學部件被吸收，所吸收的光轉換為熱而招致光學構件的折射率的變化和光學面(透鏡面)的變形，所以結果成為使投影光學系統(tǒng)的成像性能低下之要因。
為了謀求大區(qū)域化及高分辨率化，需要有像差的修正，但是使用受限的種類的光學材料在寬大的曝光區(qū)域的整個范圍內修正像差，是極其困難的。

發(fā)明內容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的就是提供一種投影光學系統(tǒng)，其在兩側大致為遠心，一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域，一面使包括失真的諸像差被良好地修正，簡潔而高性能。
而且，本發(fā)明的目的是提供一種使用簡潔而高性能的投影光學系統(tǒng)，能夠以高生產量及高分辨率進行良好的投影曝光的曝光裝置。另外，本發(fā)明的目的是提供一種可使用能夠以高生產量及高分辨率進行良好的投影曝光的曝光裝置，制造良好的微型組件的組件制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一形態(tài)提供一種投影光學系統(tǒng)，用以將第一物體的圖案像形成于第二物體上。投影光學系統(tǒng)的特征在上述投影光學系統(tǒng)由折射率在1.6以下的光學材料所形成，并且在上述第一物體側及上述第二物體側兩處為實質上的遠心。當光的波長為λ，上述第一物體與上述第二物體的距離為L，上述第二物體側的數(shù)值孔徑為NA，在上述第二物體上的最大像高為Y0時，滿足下列的條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3如借由第一形態(tài)的較佳樣式，當上述投影光學系統(tǒng)的出射光瞳與上述第二物體的距離為E，上述第一物體與上述第二物體的距離為L時，滿足E/L＞1.2的條件。而且，構成上述投影光學系統(tǒng)的所有的光學構件由單一種類的光學材料而形成為佳。另外，至少使一個光學面形成有非球面形狀為佳。
本發(fā)明的第二形態(tài)提供一種投影光學系統(tǒng)，用以將第一物體的圖案像形成于第二物體上。此投影光學系統(tǒng)的特征在于上述投影光學系統(tǒng)由折射率在1.6以下的光學材料所形成，并且在上述第一物體側及上述第二物體側兩處為實質上的遠心。其次，至少一個光學面形成有非球面形狀。當光波長為λ，上述第一物體與上述第二物體的距離為L，上述第二物體側的數(shù)值孔徑為NA，在上述第二物體上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.0×10-3λ＜200nm本發(fā)明的第三形態(tài)提供一種投影光學系統(tǒng)，從第一物體側開始依次具備帶有正折射力的第一透鏡群、帶有負折射力的第二透鏡群、帶有正折射力的第三透鏡群，用以將第一物體的圖案像形成于第二物體上。此投影光學系統(tǒng)的特征在于當在上述第二物體上的最大像高為Y0，上述第一物體與上述第二物體的距離為L時，滿足下列條件0.014＜Y0/L＜0.030如借由第三形態(tài)的較佳樣式，當在上述第一物體上的最大物體高為H0時，構成上述第一透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成上述第二透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有小于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成上述第三透鏡群的光學面的總數(shù)的70％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。而且，上述第一透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第一物體側，上述第三透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第二物體側為佳。
本發(fā)明的第四形態(tài)提供一種曝光裝置，其特征是具備照明系統(tǒng)，用于照明作為上述第一物體的光罩；以及第一形態(tài)至第三形態(tài)的投影光學系統(tǒng)，用以將形成于上述光罩的圖案像形成于作為上述第二物體的感旋旋光性基板上。此時，在橫過上述投影光學系統(tǒng)的光軸方向，使上述光罩和上述感旋旋光性基板為相對靜止狀態(tài)下進行曝光為佳。
本發(fā)明的第五形態(tài)提供一種組件制造方法，其特征是包括照明工程，用以照明做為上述第一物體的光罩；曝光工程，將被上述照明工程照明的上述光罩的圖案曝光到做為上述第二物體的感旋旋光性基板上；以及顯像工程，將被上述曝光工程曝光的上述感旋旋光性基板顯像。此時，在上述曝光工程中，在橫過上述投影光學系統(tǒng)的光軸方向，使上述光罩和上述感旋旋光性基板在相對靜止的狀態(tài)下進行曝光為佳。
本發(fā)明的第六形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光裝置，其特征是具備照明系統(tǒng)，用于照明上述光罩；投影光學系統(tǒng)，用以將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光學系統(tǒng)由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，且在上述光罩側及上述感旋旋光性基板側兩處為實質上的遠心。當來自上述照明系統(tǒng)的光波長為λ，上述光罩與上述光罩的像的距離為L，上述感旋旋光性基板側的數(shù)值孔徑為NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3本發(fā)明的第七形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具備照明工程，使用照明系統(tǒng)照明上述光罩；投影工程，使用投影光學系統(tǒng)將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光學系統(tǒng)由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，且在上述光罩側及上述感旋旋光性基板側兩處為實質上的遠心。當來自上述照明系統(tǒng)的光波長為λ，上述光罩與上述光罩的像的距離為L，上述感旋旋光性基板側的數(shù)值孔徑為NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3本發(fā)明的第八形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光裝置，其特征是具備照明系統(tǒng)，用以照明上述光罩；投影光學系統(tǒng)，用以將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光學系統(tǒng)由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，并且在上述光罩側及上述感旋旋光性基板側兩處為實質上的遠心。至少一個光學面形成有非球面形狀。當來自上述照明系統(tǒng)的光的波長為λ，上述光罩與上述光罩的像的距離為L，上述感旋旋光性基板側的數(shù)值孔徑為NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.0×10-3λ＜200nm本發(fā)明的第九形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具備照明工程，使用照明系統(tǒng)照明上述光罩；投影工程，使用投影光學系統(tǒng)將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像形成在上述感旋旋光性基板上。上述投影光學系統(tǒng)由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，并且在上述光罩側及上述感旋旋光性基板側兩處為實質上的遠心。至少一個光學面形成有非球面形狀。當來自上述照明系統(tǒng)的光波長為λ，上述光罩與上述光罩的像的距離為L，上述感旋旋光性基板側的數(shù)值孔徑為NA，在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.0×10-3λ＜200nm本發(fā)明的第十形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光裝置，其特征是具備照明系統(tǒng)，用以照明被定位于第一面上的上述光罩；投影光學系統(tǒng)，用以將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像形成在被定位于第二面上的上述感旋旋光性基板上。上述投影光學系統(tǒng)具備正折射力的第一透鏡群，配置于上述第一面和上述第二面之間的光程中；負折射力的第二透鏡群，配置于上述第一透鏡群和上述第二面之間的光程中；以及正折射力的第三透鏡群，配置于上述第二透鏡群和上述第二面之間的光程中。當在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0，上述光罩和上述感旋旋光性基板的距離為L時，滿足下列條件0.014＜Y0/L＜0.030本發(fā)明的第十一形態(tài)提供一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，其特征是具備有在第一面上將上述光罩定位的工程、在第二面上將上述感旋旋光性基板定位的工程、照明上述光罩的工程、用投影光學系統(tǒng)將上述光罩上的上述圖案的縮小圖像在上述感旋旋光性基板上形成的投影工程。上述投影光學系統(tǒng)具備配置于上述第一面和上述第二面之間的光程中，帶有正折射力的第一透鏡群、配置于上述第一透鏡群和上述第二面之間的光程中，帶有負折射力的第二透鏡群、配置于上述第二透鏡群和上述第二面之間的光程中，帶有正折射力的第三透鏡群。當設在上述感旋旋光性基板上的最大像高為Y0，上述光罩和上述感旋旋光性基板的距離為L時，滿足下列條件0.014＜Y0/L＜0.030


圖1所示為具備關于本發(fā)明實施形態(tài)的投影光學系統(tǒng)的曝光裝置的概略構成。
圖2所示為關于第一實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖3所示為第一實施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。
圖4所示為第一實施例中的橫像差。
圖5所示為關于第二實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖6所示為第一實施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。
圖7所示為第二實施例中的橫像差。
圖8所示為關于第三實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖9所示為第三實施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。
圖10所示為第三實施例中的橫像差。
圖11所示為關于第四實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖12所示為第四實施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。
圖13所示為第四實施例中的橫像差。
圖14所示為關于第五實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖15所示為第五實施例中的球面像差、象散差及歪曲像差。
圖16所示為第五實施例中的橫像差。
圖17所示為關于第六實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。
圖18所示為第六實施例中的橫像差。
圖19為得到作為微型組件的半導體組件時的手法的流程圖。
圖20為得到作為微型組件的液晶顯示組件時的手法的流程圖。
符號說明AS孔徑光圈AX光軸
LS光源IL照明光學系統(tǒng)R 光罩十字標記RH光罩十字標記支持器RIF、WIF 干涉儀RM光罩十字標記移動鏡RS光罩十字標記載物臺PL投影光學系統(tǒng)W 晶片WM晶片移動鏡WT晶片臺WS晶片載物臺Li透鏡成分具體實施方式
本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)由具有折射率1.6以下的光學材料，即具有較低折射率的光學材料而形成，所以即使對短波長的光也可確保高透過率。而且，本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)以做為對物體側(第一物體側)及像側(第二物體側)的大致遠心光學系統(tǒng)而構成，所以可將第一物體側的對圖像歪曲的影響(在適用于曝光裝置的場合，起因于十字標記光罩十字標記彎曲等的圖像歪曲)和第二物體側的對圖像歪曲的影響(在適用于曝光裝置的場合，起因于晶片彎曲等的圖像歪曲)抑制在較低水平。
本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)滿足以下的條件式(1)。在條件式(1)中，λ為光的波長，L為第一物體和第二物體的距離。NA為第二物體側的數(shù)值孔徑，Y0為第二物體上的最大像高。
(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3(1)借由滿足條件式(1)，可一面確保高分辨率和寬廣的成像區(qū)域(像差被修正成所要狀態(tài)的成像面上的區(qū)域在適用于曝光裝置的場合為寬廣曝光區(qū)域)一面實現(xiàn)簡潔而高性能的投影光學系統(tǒng)，并借由裝配于曝光裝置可實現(xiàn)生產量高的投影曝光。另一方面，當在條件式(1)的上限值以上時，會使分辨率和成像區(qū)域不足，或成為實現(xiàn)困難的巨大的光學系統(tǒng)。另外，為了更加良好地發(fā)揮本發(fā)明的效果，將條件式(1)的上限值設定為1.3×10-3為佳。
而且，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，要求滿足以下的條件式(2)。在條件式(2)中，E為投影光學系統(tǒng)的出射光瞳和第二物體的距離。
E/L＞1.2 (2)條件式(2)是規(guī)定簡潔性及第二物體側的遠心光學系統(tǒng)之條件式。這里，第二物體側的遠心光學系統(tǒng)，在裝配于曝光裝置的場合，較第一物體側(光罩十字標記側)的遠心光學系統(tǒng)要重要。借由滿足條件式(2)，可一面為簡潔的光學系統(tǒng)一面實質性地抑制第二物體側的對圖像歪曲的影響(在適用于曝光裝置的場合，起因于晶片彎曲等的圖像歪曲)。另一方面，當在條件式(2)的下限值以下時，會使第二物體側的對圖像歪曲的影響變大，或變成實現(xiàn)困難的巨大的光學系統(tǒng)，所以不佳。
而且，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，所有的光學部件由單一種類的光學材料而形成為佳。借由該構成，可降低光學部件的制造成本和關于制造的負荷。在所有的光學部件由單一種類的光學材料而形成的投影光學系統(tǒng)中，如日本專利公開平7-220988號公報所揭露的，在投影光學系統(tǒng)的環(huán)境的氣壓變動之際，借由使光的波長移位(變化)可修正由氣壓變化所造成的環(huán)境折射率變化，進而修正氣壓變化所造成像差變動。特別是如日本專利公開平11-352012號公報和日本專利公開2000-76493號公報所揭露的，該技術在設置裝置的場所為高地的場合等、調整時和使用時的環(huán)境不同時，具有借由單獨使波長移位而能夠修正像差變動的效果。
另外，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，使至少一個光學面形成有非球面形狀為佳。這樣，借由在光學系統(tǒng)中導入非球面，可在寬廣的成像區(qū)域(在曝光裝置的場合為曝光區(qū)域)的整個范圍實現(xiàn)良好的像差修正。
如上所述，本發(fā)明在兩側大致為遠心，可一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域，一面實現(xiàn)使含有失真的諸像差被良好地修正、簡潔而高性能的投影光學系統(tǒng)。因此，在裝配本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的曝光裝置中，能夠以高生產量及高分辨率進行良好的投影曝光，進而能夠以高生產量及高分辨率制造良好的微型組件。
將本發(fā)明的實施形態(tài)，基于附加圖標進行說明。
圖1所示為具備關于本發(fā)明的實施形態(tài)的投影光學系統(tǒng)的曝光裝置的概略構成。另外，在圖1中，設定與投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX平行的Z軸，在垂直光軸AX的面內與圖1的紙面平行的Y軸，在垂直光軸AX的面內與圖1的紙面垂直的X軸。
圖1所示的曝光裝置，作為用于供給照明光的光源LS，具備有例如KrF準分子雷射光源(波長248.4nm)、ArF準分子雷射光源(193.3nm)。從光源LS射出的光，通過照明光學系統(tǒng)IL，照明作為形成有所定的圖案的投影原版的光罩十字標記(光罩)R。照明光學系統(tǒng)IL由用于使曝光光的照度分布均勻化的復眼透鏡、照明孔徑光圈、可變視野光圈(光罩十字標記遮簾)、聚光鏡系統(tǒng)等構成。
光罩十字標記R通過光罩十字標記支撐器RH，在光罩十字標記載物臺RS上與XY平面保持平行。光罩十字標記載物臺RS借由省略圖標的驅動系統(tǒng)的作用，可沿光罩十字標記面(即XY平面)作二維移動，其坐標位置借由利用光罩十字標記移動鏡RM的干涉儀RIF被計測且控制位置而構成。來自形成于光罩十字標記R的圖案的光，通過投影光學系統(tǒng)PL，在涂敷有光阻的晶片上(感旋旋光性基板)形成光罩十字標記圖案像。
投影光學系統(tǒng)PL具有配置于其光瞳位置的附近的可變的孔徑光圈AS(在圖1中不圖標)，在光罩十字標記R側及晶片W側兩處構成有實質性的遠心。然后，在投影光學系統(tǒng)PL的光瞳位置形成在照明光學系統(tǒng)的照明瞳面的二次光源的像，借由通過投影光學系統(tǒng)PL的光而使晶片W被柯拉(Koehler)照明。晶片W通過晶片臺(晶片支持器)WT，在晶片載物臺WS上與XY平面保持平行。
晶片載物臺WS借由省略圖標之驅動系統(tǒng)的作用，可沿晶片面(即XY平面)作二維移動，其坐標位置借由利用晶片移動鏡WM的干涉儀WIF被計測且控制位置而構成。這樣，在本實施形態(tài)中，借由在投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX的直交的平面內，一面二維驅動控制晶片W一面對各曝光區(qū)域反復進行將光罩十字標記R的圖案統(tǒng)一曝光的動作，即借由步進重復方式，而在晶片W的各曝光區(qū)域使光罩十字標記R的圖案被逐次曝光。
以下，基于具體的數(shù)值例，說明本實施形態(tài)的投影光學系統(tǒng)PL的各實施例。在第一實施例至第四實施例中，構成投影光學系統(tǒng)PL的所有的透鏡成分由石英形成。在第五實施例中，構成投影光學系統(tǒng)PL的透鏡成分由石英或螢石(CaF2)形成。在第六實施例中，構成投影光學系統(tǒng)PL的所有的透鏡成分由螢石形成。在第一實施例至第三實施例中，由作為光源LS的KrF準分子雷射光源所供給的雷射光的中心波長為248.4nm，對該中心波長的石英玻璃的折射率為1.50839。在第四實施例及第五實施例中，由作為光源LS的ArF準分子雷射光源所供給的雷射光的中心波長為193.3nm，對該中心波長的石英玻璃的折射率為1.560326，螢石的折射率為1.501455。在第六實施例中，由作為光源LS的F2激光光源所供給的激光光的中心波長為157.6nm，對該中心波長的螢石的折射率為1.559307。
而且，在各實施例中，非球面當設垂直光軸的方向的高度為y，從位于非球面的頂點的切平面到位于高度y的非球面上的位置的沿光軸的距離(下垂量)為z，頂點曲率半徑為r，圓錐系數(shù)為κ，n次的非球面系數(shù)為Cn時，由以下的數(shù)式(a)來表示。在后述的表(1)～(6)中，在形成為非球面形狀的透鏡面的面號碼的右側標有*的標記。
z＝(y2/r)/[1+{1-(1+κ)·y2/r2}1/2]+C4·y4+C6·y6+C8·y8+C10·y10+… (a)[第1實施例]圖2所示為關于第一實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖2，第一實施例的投影光學系統(tǒng)PL的構成從光罩十字標記側開始依次為雙凸透鏡L1、雙凸透鏡L2、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L3、雙凹透鏡L4、雙凹透鏡L5、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L6、雙凸透鏡L7、將平面朝向晶片側的平凸透鏡L8、將平面朝向晶片側的平凸透鏡L9、將非球面形的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L10、雙凹透鏡L11、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的雙凹透鏡L12、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L13、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L14、孔徑光圈AS、雙凸透鏡L15、雙凸透鏡L16、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L17、雙凸透鏡L18、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L19、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L20、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L21、雙凹透鏡L22、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L23。
在以下的表(1)中，列舉了關于第一實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。在表(1)的主要諸元中，分別以λ表示曝光光的中心波長，β表示投影倍率，NA表示像側(晶片側)數(shù)值孔徑，Y0表示最大像高(成像區(qū)域半徑)。而且，在表(1)的光學構件諸元中，分別以面號碼表示從光罩十字標記側開始的面的順序，r為各面的曲率半徑(在非球面的場合為頂點曲率半徑mm)，d為各面的軸上間隔即面間隔(mm)，n為對曝光光的中心波長的折射率。上述的表記在以后的表(2)～(6)中也是同樣的。
(主要諸元)λ＝248.4nmβ＝-1/4NA＝0.63Y0＝21.1mm(光學部件諸元)面號碼 r dn(光罩十字標記面)85.3561 336.044 37.1141.50839(L1)2 -615.588 13 316.94 33.74 1.50839(L2)4 -989.58 15 359.629 30.2961.50839(L3)
6*159.197 30.838783.6739 21.7064 1.50839(L4)8-156.55949.4889-124.689151.50839(L5)10 1160.67536.00711 -2954.927 51.1281.50839(L6)12 -209.121113 2955.76955.6171.50839(L7)14 -271.2451.90615 274.463 51.7531.50839(L8)16 ∞ 117 324.91 40.1481.50839(L9)18 ∞ 119 195.148 28.4341.50839(L10)20*274.486 31.2821 -989.419151.50839(L11)22 117.522 43.7823 -183.081151.50839(L12)24*257.814 36.09725 -136.60733.6931.50839(L13)26 -3057.785 3.80227 -1540.038 47.0771.50839(L14)
28 -207.905 10.53929∞4.66 (AS)30*2195.041 42.729 1.50839(L15)31 -290.604 132 488.04344.596 1.50839(L16)33 -776.102 26.23434 -290.901 27.5 1.50839(L17)35 -487.976 1.91936 478.70242.713 1.50839(L18)37 -1180.716 4.28338 295.55841.897 1.50839(L19)39 2379.702 1.72740 191.77940.82 1.50839(L20)41 501.27 52.6342 271.11429.675 1.50839(L21)43*966.29914.70744 -1253.623 16.248 1.50839(L22)45 87.496 146 70.339 39.582 1.50839(L23)47 616.17812.9803(晶片面)
(非球面資料)6面κ＝0C4＝-3.2030×10-8C6＝-1.3280×10-12C8＝-5.4530×10-17C10＝1.8350×10-21C12＝-4.4290×10-25C14＝1.2610×10-2920面κ＝0C4＝-7.2400×10-9C6＝1.6610×10-14C8＝2.3820×10-18C10＝-6.9760×10-23C12＝6.6230×10-2724面κ＝0C4＝4.2380×10-8C6＝-2.3110×10-12C8＝-2.6420×10-17C10＝4.7740×10-2143面κ＝0C4＝3.6730×10-8C6＝4.4570×10-13C8＝2.7930×10-17C10＝-3.3130×10-21
C12＝4.1110×10-25(條件式對應值)L＝1249.9933mmE＝3220.834mm(1)(λ×L)/(NA×Y02)＝1.107×10-3(2)E/L＝2.58圖3所示為第一實施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，圖4所示為第一實施例的橫像差。在各像差圖中，分別以NA表示像側的數(shù)值孔徑，Y表示像高(mm)。在表示象散差的像差圖中，實線表示弧矢像面，虛線表示子午線像面。上述的表記在以后的圖6、圖7、圖9、圖10、圖12、圖13、圖15、圖16中也都是同樣的。由各像差圖可知，在第一實施例中，可一面確保NA＝0.63的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
圖5所示為關于第二實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖5，第二實施例的投影光學系統(tǒng)PL的構成從光罩十字標記側開始依次為雙凸透鏡L1、雙凸透鏡L2、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L3、雙凹透鏡L4、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的雙凹透鏡L5、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L6、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L7、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L8、雙凸透鏡L9、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L10、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的雙凹透鏡L11、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的雙凹透鏡L12、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L13、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L14、孔徑光圈AS、雙凸透鏡L15、雙凸透鏡L16、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L17、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L18、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L19、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L20、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L21、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L22、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L23。
在以下的表(2)中，列舉了關于第二實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。
(主要諸元)λ＝248.4nmβ＝-1/4NA＝0.65Y0＝21.1mm(光學部件諸元)面號碼 r d n(光罩十字標記面) 85.000
1 370.169 36.976 1.50839(L1)2 -539.027 13 260.614 35.323 1.50839(L2)4 -1805.662 15 237.342 21.572 1.50839(L3)6*139.323 31.3777 -516.888 17 1.50839(L4)8 150 42.4259 -147.29 15 1.50839(L5)10*816.066 35.90511-147.082 27 1.50839(L6)12-225.4113-4139253.976 1.50839(L7)14-227.618 115-8068.53 50.952 1.50839(L8)16-284.185 117243.0659.2 1.50839(L9)18-37613.5 119203.8849.991 1.50839(L10)201553.442 32.5521-1036.807 17 1.50839(L11)22*148.605 42.594
23 -191.614 151.50839(L12)24*189.595 41.62525 -146.676 18.4541.50839(L13)26 -1600.71718.65127*-759.531 35.5761.50839(L14)28 -211.058 10.00129 ∞ 7.194(AS)30*2974.88 48.9031.50839(L15)31 -260.354 132 533.226 51.0541.50839(L16)33 -497.281 16.33434 -297.478 281.50839(L17)35 -410.191 6.96236 432.489 35.6981.50839(L18)37 5542.28 138 339.32 38.3981.50839(L19)39 2529.767 1.07340 205.053 40.9971.50839(L20)41 570.26 44.01642 526.794 28.3691.50839(L21)43*999.637 7.31644 363.926.9291.50839(L22)
45 80.011 6.36846 68.127 47.5481.50839(L23)47 333.792 13.6933(晶片面)(非球面資料)6面κ＝0C4＝-2.5830×10-8C6＝-1.4132×10-12C8＝-7.1032×10-17C10＝9.7808×10-22C12＝-3.4814×10-2510面κ＝0C4＝-5.2948×10-9C6＝1.6031×10-12C8＝-4.1130×10-17C10＝-5.8947×10-22C12＝3.0968×10-2622面κ＝0C4＝3.2206×10-8C6＝1.8939×10-12C8＝9.9966×10-17C10＝2.8187×10-21
C12＝4.7609×10-2524面κ＝0C4＝3.8141×10-8C6＝-3.4162×10-12C8＝1.2024×10-19C10＝9.9690×10-21C12＝-2.2108×10-2527面κ＝0C4＝1.2927×10-9C6＝1.7523×10-13C8＝3.6435×10-18C10＝1.1104×10-22C12＝1.0330×10-2643面κ＝0C4＝2.3875×10-8C6＝1.3965×10-12C8＝-4.3074×10-17C10＝3.1012×10-21C12＝-1.9832×10-26(條件式對應值)L＝1250.0003mm
E＝2913.034mm(1)(λ×L)/(NA×Y02)＝1.073×10-3(2)E/L＝2.33圖6所示為第二實施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，圖7所示為第二實施例的橫像差。由各像差圖可知，在第二實施例中，可一面確保NA＝0.63的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
圖8所示為關于第三實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖8，第三實施例的投影光學系統(tǒng)PL的構成從光罩十字標記側開始依次為將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L1、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L2、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L3、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L4、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L5、雙凸透鏡L6、雙凸透鏡L7、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L8、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L9、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的雙凹透鏡L10、雙凹透鏡L11、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L12、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L13、雙凸透鏡L14、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L15、孔徑光圈AS、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L16、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L17、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L18、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L19、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的平凹透鏡L20、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L21、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L22。
在以下的表(3)中，列舉了關于第三實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。另外，在表(3)的主要諸元中，H0為最大物體高，在表(3)的光學構件諸元中，Φ為各面的有效半徑(mm)。
(主要諸元)λ＝248.4nmβ＝-1/4NA＝0.65Y0＝21.1mmH0＝84.4mm(光學部件諸元)面號碼 r dn Φ(光罩十字標記面)75.4741 231.822 38.045 1.50839101.520(L1)2*199.861 47.864 99.4553*-374.56 14 1.50839100.413(L2)4 1087.94557.682 109.753
5 -3912.27642.8761.50839132.707(L3)6 -277.623 1135.6477 -975.662 34.1071.50839140.410(L4)8 -310 4.545142.0689 460.296 31.5731.50839142.104(L5)10 13824.8 1141.04711 345.841 39.9371.50839136.553(L6)12 -4264.05 1134.15413 256.582 42.5851.50839120.583(L7)14 -2435.28 1116.22215 557.373 141.50839104.606(L8)16*157.296 15.308 85.85917 246.555 33.9891.5083984.985(L9)18*111.492 37.164 68.31919 -155.285 141.5083967.684(L10)20*158.037 45.45365.47921 -90.143 14.0121.5083965.860(L11)22 1112.61 37.578 86.11723 -641.094 41.3611.50839107.984(L12)24 -178.026 1113.52125 -1135.28238.98 1.50839129.498(L13)26 -257.706 1132.719
27 4389.8 38.124 1.50839 141.281(L14)28 -399.2521142.50829 349.711 27.065 1.50839 142.696(L15)30 683.493 70.062 141.25131 ∞ 107.614 138.646(AS)32 441.733 30 1.50839 142.714(L16)33 3010.5061141.92434 259.936 35.745 1.50839 138.201(L17)35 683.423 1135.64936 220.377 33.003 1.50839 127.270(L18)37 452.009 1123.15738 177.601 39.097 1.50839 111.415(L19)39 575.408 20.306 105.67040 ∞ 16 1.50839 96.125(L20)1*844.277 40.6585.67042 1622.9 14 1.50839 58.186(L21)43*134.25 148.30844 71.19 29.261 1.50839 44.506(L22)45 232.287 17.5256 34.911(晶片面)(非球面資料)
2面κ＝0C4＝-4.1502×10-8C6＝2.9831×10-13C8＝2.2965×10-17C10＝-3.3074×10-21C12＝3.0534×10-25C14＝-1.5922×10-29C16＝2.5895×10-343面κ＝0C4＝-4.1155×10-8C6＝-4.2875×10-13C8＝1.1750×10-17C10＝4.8956×10-22C12＝-2.2368×10-25C14＝2.0569×10-29C16＝-8.3869×10-3416面κ＝0C4＝4.4486×10-8C6＝-2.9141×10-15C8＝1.2928×10-16C10＝5.2310×10-21C12＝2.7283×10-25C14＝5.4172×10-29C16＝5.5839×10-3418面
κ＝0C4＝-1.3891×10-7C6＝-3.0973×10-13C8＝-3.9700×10-16C10＝-7.9024×10-20C12＝7.8062×10-24C14＝-3.0617×10-27C16＝2.0719×10-3120面κ＝0C4＝4.8876×10-8C6＝-6.8085×10-12C8＝5.9452×10-16C10＝1.7262×10-20C12＝8.4920×10-24C14＝-1.3744×10-27C12＝8.9638×10-3241面κ＝0C4＝1.1607×10-8C6＝4.3405×10-13C8＝-8.0755×10-17C10＝6.3294×10-21C12＝-3.8914×10-25C14＝2.0077×10-29C16＝-5.3721×10-3443面κ＝0
C4＝3.3236×10-8C6＝-1.4246×10-11C8＝-1.2965×10-15C10＝-2.1005×10-19C12＝5.6985×10-24C14＝4.4185×10-27C16＝-1.6556×10-31(條件式對應值)L＝1249.9856mmE＝1644.276mm(1)(λ×L)/(NA×Y02)＝1.026×10-3(2)E/L＝1.32圖9所示為第三實施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，圖10所示為第三實施例的橫像差。由各像差圖可知，在第三實施例中，可一面確保NA＝0.63的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
如上所述，關于第一實施例～第三實施例的投影光學系統(tǒng)PL，由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，在物體側及像側兩處為實質上的遠心，滿足(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3的條件，所以能夠一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域，一面使含有失真的諸像差被良好地修正，形成簡潔而高性能的光學系統(tǒng)。

圖11所示為關于第四實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖11，第四實施例之投影光學系統(tǒng)PL的構成從光罩十字標記側開始依次為雙凸透鏡L1、雙凸透鏡L2、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L3、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L4、雙凹透鏡L5、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L6、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L7、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L8、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L9、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L10、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L11、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L12、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L13、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L14、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L15、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L16、孔徑光圈AS、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L17、雙凸透鏡L18、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L19、雙凸透鏡L20、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L21、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L22、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L23、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L24、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L25。
在第四實施例中，所有的透鏡都由石英形成。在以下的表(4)中，列舉了關于第四實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。

(主要諸元)λ＝193.3nmβ＝-1/4NA＝0.70Y0＝21.1mm(光學部件諸元)面號碼 rdn(光罩十字標記面)55.9771 236.375 36.7081.560326(L1)2 -1326.857 1.0003 305.858 27.8071.560326(L2)4 -4988.919 1.0005 478.298 13.0001.560326(L3)6*216.036 3.8777 246.432 13.0001.560326(L4)8 142.617 42.5149 -176.904 13.0001.560326(L5)10212.782 47.10211-134.266 13.0001.560326(L6)12-276.220 1.00013*-312.207 13.0001.560326(L7)
14-305.626 13.45315-3214.315 61.5361.560326(L8)16-190.911 1.31617-837.247 37.9991.560326(L9)18-291.832 27.81719266.82952.6641.560326(L10)2011121.118 1.00021200.70252.4061.560326(L11)222260.973 10.96023386.77813.0041.560326(L12)24152.01141.78125*-300.824 13.0001.560326(L13)26156.59335.07027*-262.372 13.0461.560326(L14)28282.69139.67429-152.110 33.8751.560326(L15)30-205.290 13.00031*-946.981 39.1691.560326(L16)32-230.012 8.00033∞ 8.067 (AS)34-1744.140 47.8911.560326(L17)35-245.859 6.842
36 445.398 57.5801.560326(L18)37 -411.97413.00038 -300.00027.0001.560326(L19)39 -1310.387 1.03840 629.495 46.3941.560326(L20)41 -1301.217 1.13342 300.000 41.4971.560326(L21)43*572.761 1.03244 197.744 36.4501.560326(L22)45*546.586 1.00046 283.437 13.0001.560326(L23)47 108.534 20.41148 177.134 55.4441.560326(L24)49 123.882 1.00050 78.959 67.3731.560326(L25)51 482.436 13.094(晶片面)(非球面資料)6面κ＝0C4＝-0.390730×10-7C6＝0.277980×10-13
C8＝0.448296×10-17C10＝0.142951×10-20C12＝-0.200639×10-2513面κ＝0C4＝-0.234706×10-7C6＝-0.309208×10-12C8＝-0.917319×10-17C10＝-0.195900×10-21C12＝-0.149005×10-2525面κ＝0C4＝-0.436112×10-7C6＝0.388626×10-11C8＝-0.127775×10-15C10＝0.347307×10-20C12＝-0.812555×10-2527面κ＝0C4＝-0.359877×10-7C6＝-0.413098×10-11C8＝0.274168×10-16C10＝-0.544566×10-20C12＝-0.351659×10-2431面
κ＝0C4＝-0.781800×10-8C6＝0.625582×10-12C8＝-0.767116×10-17C10＝0.242844×10-21C12＝-0.585103×10-2643面κ＝0C4＝-0.480511×10-8C6＝-0.424626×10-14C8＝-0.773379×10-17C10＝-0.156710×10-21C12＝0.781612×10-2645面κ＝0C4＝-0.126619×10-7C6＝0.111075×10-11C8＝-0.315462×10-17C10＝-0.234952×10-21C12＝0.165000×10-25(條件式對應值)L＝1250.00mm(3)(λ×L)/(NA×Y02)＝0.775×10-3圖12所示為第四實施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，圖13所示為第四實施例的橫像差。由各像差圖可知，在第四實施例中，可一面確保NA＝0.70的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
圖14所示為關于第五實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖14，第五實施例的投影光學系統(tǒng)PL的構成從光罩十字標記側開始依次為雙凸透鏡L1、雙凸透鏡L2、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的負凹凸透鏡L3、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L4、雙凹透鏡L5、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L6、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L7、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L8、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L9、雙凸透鏡L10、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L11、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L12、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L13、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L14、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L15、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L16、孔徑光圈AS、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L17、雙凸透鏡L18、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L19、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L20、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L21、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L22、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L23、將凸面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L24、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L25。
在第五實施例中，透鏡L11、L16、L24及L25由螢石形成，其它的透鏡由石英形成。在以下的表(5)中，列舉了關于第五實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。
(主要諸元)λ＝193.3nmβ＝-1/4NA＝0.70Y0＝21.1mm(光學部件諸元)面號碼 r d n(光罩十字標記面) 51.0001 213.22238.5391.560326(L1)2 -1490.368 1.0003 438.51022.9601.560326(L2)4 -5521.851 1.0005 333.57113.0001.560326(L3)6*177.4504.1617 199.36613.2751.560326(L4)8 138.57044.6329 -161.840 13.0001.560326(L5)
10 223.766 44.90211 -143.814 13.0001.560326(L6)12 -298.377 1.70413*-334.582 13.0001.560326(L7)14 -334.916 11.74315 -4047.28257.7011.560326(L8)16 -201.085 1.00017 -1435.54640.5661.560326(L9)18 -302.600 21.43819 262.122 54.6521.560326(L10)20 -11336.582 1.00021 196.075 53.1981.501455(L11)22 3379.224 10.47023 369.741 13.0001.560326(L12)24 153.333 40.35725*-303.585 13.0001.560326(L13)26 159.474 35.08927*-234.626 13.0001.560326(L14)28 270.159 38.99229 -165.469 35.7871.560326(L15)30 -196.726 13.00031*-735.265 37.6311.501455(L16)
32 -216.484 8.00033 ∞8.000 (AS)34 -2040.786 53.3211.560326(L17)35 -225.458 6.84236 552.343 57.5801.560326(L18)37 -414.088 13.00038 -300.000 27.0001.560326(L19)39 -1036.554 16.15340 -1325.080 46.3941.560326(L20)41 -376.256 1.00042 300.000 41.4971.560326(L21)43*454.030 1.00044 185.557 48.5021.560326(L22)45*970.728 1.20446 374.033 20.1651.560326(L23)47 120.058 9.82548 144.788 48.2991.501455(L24)49 100.193 1.00050 74.97863.0001.501455(L25)51 412.784 11.422(晶片面)
(非球面資料)6面κ＝0C4＝-0.340666×10-7C6＝-0.320328×10-13C8＝-0.886363×10-17C10＝0.377243×10-20C12＝-0.403299×10-2413面κ＝0C4＝-0.115164×10-7C6＝-0.129368×10-12C8＝0.153108×10-17C10＝-0.400820×10-21C12＝0.893904×10-2625面κ＝0C4＝-0.610648×10-7C6＝0.525010×10-11C8＝-0.504609×10-16C10＝-0.696687×10-20C12＝0.272899×10-2427面κ＝0C4＝-0.558894×10-7C6＝-0.492800×10-11
C8＝-0.480602×10-16C10＝-0.623444×10-20C12＝-0.711183×10-2431面κ＝0C4＝-0.119246×10-7C6＝0.435184×10-12C8＝-0.397771×10-17C10＝0.205602×10-21C12＝-0.942057×10-2743面κ＝0C4＝-0.105535×10-8C6＝-0.924566×10-13C8＝-0.240759×10-17C10＝-0.153687×10-21C12＝0.590155×10-2645面κ＝0C4＝-0.108578×10-7C6＝0.130055×10-11C8＝-0.312792×10-16C10＝0.526315×10-21C12＝-0.463864×10-26(條件式對應值)
L＝1250.0mm(3)(λ×L)/(NA×Y02)＝0.775×10-3圖15所示為第五實施例的球面像差、象散差及歪曲像差。而且，圖16所示為第五實施例的橫像差。由各像差圖可知，在第五實施例中，可一面確保NA＝0.70的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
如上所述，關于第四實施例及第五實施例的投影光學系統(tǒng)PL，由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，在物體側及像側兩處為實質上的遠心，七個光學面形成為非球面形狀，滿足(λ×L)/(NA×Y02)＜1.0×10-3的條件。
在第四實施例及第五實施例中，借由滿足條件式(3)，可一面確保高分辨率及大視野(一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域)一面得到簡潔的光學系統(tǒng)，在用于曝光裝置的場合可實現(xiàn)高生產量。具體地說，當在條件式(3)的上限值以上時，關于分辨率、成像區(qū)域(曝光區(qū)域)及光學系統(tǒng)的大小其中的至少一點，不能得到足夠優(yōu)良的構成。另外，為了更加良好地發(fā)揮本發(fā)明的效果，將條件式(3)的上限值設定成0.9×10-3為佳。而且，借由滿足條件式(4)，可使投影光學系統(tǒng)PL的分辨率提高。

圖17所示為關于第六實施例的投影光學系統(tǒng)的透鏡構成。參照圖17，第六實施例的投影光學系統(tǒng)PL從光罩十字標記側開始依次借由具有正折射力的第一透鏡群G1、具有負折射力的第二透鏡群G2、具有正折射力的第三透鏡群G3而構成。第一透鏡群G1從光罩十字標記側開始依次借由將非球面形狀的凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L11、雙凹透鏡L12、雙凸透鏡L13、雙凸透鏡L14、雙凸透鏡L15、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L16而構成。
第二透鏡群G2從光罩十字標記側開始依次借由雙凹透鏡L21、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的雙凹透鏡L22、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L23、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L24而構成。第三透鏡群G3從光罩十字標記側開始依次借由將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L31、將凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L32、雙凸透鏡L33、雙凸透鏡L34、將非球面形狀的凹面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L35、雙凹透鏡L36、孔徑光圈AS、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L37、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L38、將凸面朝向光罩十字標記側的正凹凸透鏡L39、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L310、將非球面形狀的凹面朝向晶片側的正凹凸透鏡L311、將凹面朝向光罩十字標記側的負凹凸透鏡L312而構成。
在第六實施例中，所有的透鏡都由螢石形成。在以下的表(6)中，列舉了關于第六實施例的投影光學系統(tǒng)的諸元的值。另外，在表(6)的主要諸元中，H0為最大物體高，在表(6)的光學構件諸元中，Φ為各面的有效半徑(mm)。
(主要諸元)λ＝157.6nmβ＝-1/4NA＝0.7Y0＝21.1mmH0＝84.4mm(1.1×H0＝92.84mm)(光學部件諸元)面號碼 rd n Φ(光罩十字標記面) 55.26151*203.063422.92881.55930799.54(L11)2 199.923949.318897.113 -215.7324 15.00001.55930797.23(L12)4 371.757527.3186111.125 912.628357.35471.559307125.57(L13)6 -247.8085 1.0000 129.747 558.911746.77771.559307141.57(L14)8 -617.4656 1.0000 142.009 381.353840.13131.559307138.61(L15)
10 -4542.9083 1.0000 136.3711 309.0622 37.65381.559307126.73(L16)12*1204.427569.8932122.3613 -1083.2138 15.00001.55930778.60(L21)14 319.4939 20.288269.7715*-212.921815.00001.55930769.35(L22)16 235.9633 22.758865.0517 -173.875417.23321.55930765.02(L23)18 -1383.3104 33.415968.5119 -86.1837 29.52901.55930768.68(L24)20 -2785.7548 5.6339 99.7721*-1834.5258 41.13241.559307100.69(L31)22 -181.37651.0000 107.8623 -983.092935.59181.559307122.98(L32)24 -274.75381.0000 127.3825 675.8655 45.62971.559307140.85(L33)26 -545.95031.0000 142.0027 1037.083645.95231.559307142.00(L34)28 -425.488010.1195141.4129*-344.486724.00001.559307141.11(L35)30 -309.344513.2895141.6031 -571.262524.10601.559307132.46(L36)
32 642.3624 14.0052 128.3733 ∞ 85.5617 128.44(AS)34 382.7332 30.9825 1.559307142.00(L37)35 1205.531145.9745 141.5436 264.7526 45.6332 1.559307142.00(L38)37 1271.12541.8488139.4238 221.5366 36.3877 1.559307129.51(L39)39 453.4555 1.6413124.4540 176.9154 38.1695 1.559307112.16(L310)41*534.2537 71.1243 104.8542 132.3848 17.7337 1.55930750.93(L311)43*185.7697 9.619343.1944 -597.775715.0000 1.55930738.95(L312)45 -3757.7443 10.0000 30.99(晶片面)(非球面資料)1面κ＝0C4＝2.71565×10-8C6＝-7.39567×10-13C8＝2.31594×10-17C10＝4.45225×10-22C12＝-7.18557×10-26C14＝3.76048×10-30
12面κ＝0C4＝-2.34467×10-8C6＝-3.72967×10-14C8＝1.30251×10-17C10＝2.97746×10-22C12＝-2.33469×10-26C14＝3.52366×10-3115面κ＝0C4＝-2.26925×10-8C6＝2.75024×10-12C8＝3.94054×10-16C10＝2.49115×10-20C12＝-2.78491×10-24C14＝2.20171×10-2821面κ＝0C4＝-3.82569×10-8C6＝7.26765×10-13C8＝-5.48081×10-17C10＝1.67564×10-21C12＝-7.84329×10-26C14＝3.45289×10-3129面κ＝0C4＝-8.51910×10-8C6＝6.22456×10-14C8＝-1.06075×10-18C10＝-1.48912×10-23
C12＝3.08241×10-28C14＝6.15126×10-3441面κ＝0C4＝2.99126×10-8C6＝-2.08080×10-13C8＝1.23353×10-17C10＝9.39268×10-23C12＝-3.49001×10-27C14＝4.33883×10-3143面κ＝0C4＝-1.36725×10-7C6＝-1.96775×10-11C8＝-2.82153×10-15C10＝-1.38257×10-19C12＝1.66066×10-22C14＝-1.34566×10-26(條件式對應值)L＝1250.0003mm(5)Y0/L＝0.01688圖18所示為第六實施例的橫像差。由各像差圖可知，在第六實施例中，可一面確保NA＝0.70的大的數(shù)值孔徑及Y0＝21.1mm的大的最大像高(進而為大的成像區(qū)域)，一面使含有歪曲像差的諸像差被良好地修正。
如上所述，關于第六實施例的投影光學系統(tǒng)PL，從光罩十字標記側開始依次借由具有正折射力的第一透鏡群G1、具有負折射力的第二透鏡群G2、具有正折射力的第三透鏡群G3而構成，滿足0.014＜Y0/L＜0.030 (5)的條件。
以往用于步進方式、帶有滿足條件式(5)的寬廣的曝光區(qū)域(成像區(qū)域)的投影光學系統(tǒng)，采用具有正負正負正的折射力配置的五群構成。但是，在第六實施例中，借由采用具有正負正的折射力配置的三群構成，大幅削減了構成要素數(shù)，并削減了制造成本，同時可防止由要素單體的誤差的成像性能的劣化。當在條件式(5)的上限值以上時，在成像區(qū)域的整個范圍內良好地進行像差修正變得困難，當在下限值以下時，投影光學系統(tǒng)大型化，制造變得困難。另外，為了更加良好地發(fā)揮本發(fā)明的效果，將條件式(5)的上限值設定在0.025，下限值設定在0.015為佳。
而且，在第六實施例中，構成第一透鏡群G1的所有光學面的總數(shù)(＝12)中，80％以上數(shù)目(12100％)的光學面具有大于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成第二透鏡群G2的光學面的總數(shù)(＝8)的80％以上數(shù)目(787.5％)的光學面具有小于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成第三透鏡群G3的光學面的總數(shù)(＝24)的70％以上數(shù)目(2083.3％)的光學面具有大于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。借由此構成，在第六實施例中，盡管為三群構成卻可使珀茲瓦爾和接近于0，良好地修正像面彎曲。
然而，在上述的第三實施例中，也是透鏡L1～L7構成具有正折射力的第一透鏡群G1，透鏡L8～L11構成具有負折射力的第二透鏡群G2，透鏡L12～L22構成具有正折射力的第三透鏡群G3。而且，在第三實施例中為Y0/L＝21.1/1249.9856＝0.01688，滿足條件式(5)。
而且，在第三實施例中，構成第一透鏡群G1的所有的光學面的總數(shù)(＝14)的80％以上數(shù)目(14100％)的光學面具有大于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成第二透鏡群G2的光學面的總數(shù)(＝8)的80％以上數(shù)目(787.5％)的光學面具有小于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑，構成第三透鏡群G3的光學面的總數(shù)(＝22)的70％以上數(shù)目(1777.3％)的光學面具有大于最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。這樣，在第三實施例中也可得到第六實施例的上述的效果。
在上述實施形態(tài)的曝光裝置中，借由利用照明系統(tǒng)將光罩十字標記(光罩)進行照明(照明工程)，并利用投影光學系統(tǒng)將形成于光罩的轉印用的圖案在感旋旋光性基板上進行曝光(曝光工程)，可制造微型組件(半導體組件、攝像組件、液晶顯示組件、薄膜磁頭等)。以下，關于借由利用本實施形態(tài)的曝光裝置，在作為感旋旋光性基板的晶片等上形成所定的電路圖案，而得到作為微型組件的半導體組件時的手法的一例，參照圖19的流程圖進行說明。
首先，在圖19的步驟301中，在一批晶片上蒸鍍金屬膜。接著在步驟302中，在這一批晶片的金屬膜上涂敷光阻。之后，在步驟303中，利用本實施形態(tài)的曝光裝置，使光罩上的圖案的像通過其投影光學系統(tǒng)，被依次曝光轉印于這一批晶片上的各拍攝區(qū)域。之后，在步驟304中進行這一批晶片上的光阻的顯像之后，在步驟305中，借由在這一批晶片上將光阻圖案作為光罩進行蝕刻作業(yè)，使對應光罩上的圖案的電路圖案被形成在各晶片上的各拍攝區(qū)域。
之后，再借由進行上一層的電路圖案的形成等即可制造半導體組件等組件。借由上述的半導體組件制造方法，可生產量良好地得到具有極微細的電路圖案的半導體組件。另外，在步驟301～步驟305中，是在晶片上蒸鍍金屬，并在金屬膜上涂敷光阻，然后進行曝光、顯像、蝕刻的各項工程的，但是當然也可以在這些工程之前，在晶片上形成硅氧化膜后，再在該硅氧化膜上涂敷光阻，然后進行曝光、顯像、蝕刻等各項工程。
而且，本實施形態(tài)的曝光裝置借由在感光板(玻璃基板)上形成所定的圖案(電路圖案、電極圖案等)，也可得到作為微型組件的液晶顯示組件。以下，參照圖20的流程圖，就此時的手法的一例進行說明。在圖20中，圖案形成工程401利用本實施形態(tài)的曝光裝置，將光罩的圖案轉印曝光于感旋旋光性基板(涂敷有光阻的玻璃板等)，實行所謂的微影工程。借由該微影工程，在感旋旋光性基板上形成含有多個電極等的所定的圖案。隨后，被曝光的基板借由經過顯像工程、蝕刻工程、光阻剝離工程等各項工程，而在基板上形成所定的圖案。然后，進行后續(xù)的濾鏡形成工程401。
接著，在濾鏡形成工程402中，形成呈矩陣狀多個排列，使其對應R(Red)、G(Green)、B(Blue)的三組圓點；或者是將R、G、B的三條帶式濾鏡組在多個水平掃描線方向排列的濾色器。然后，在濾鏡形成工程402之后，實行組件組裝工程403。在組件組裝工程403中，利用由圖案形成工程401所得到的具有所定圖案之基板、由濾鏡形成工程402所得到的濾鏡而組裝液晶面板(液晶組件)。在組件組裝工程403中，例如在圖案形成工程401所得到的具有所定圖案的基板以及濾鏡形成工程402所得到的濾鏡之間注入液晶，制造液晶面板(液晶組件)。
之后，在組件組裝工程404中，安裝使已組裝液晶面板(液晶組件)進行顯示動作的電子電路、背光等構件，作為液晶顯示組件即告完成。如利用上述的液晶顯示的制造方法，可生產量良好地得到具有極微細的電路圖案的液晶顯示組件。
在上述的實施形態(tài)中，是將本發(fā)明應用于在對晶片W的各曝光區(qū)域將光罩十字標記R的圖案統(tǒng)一進行曝光的步進重復方式的曝光裝置中，但是并不限定于此。本發(fā)明也適用于可在一面使晶片W和光罩十字標記R對投影光學系統(tǒng)PL相對移動，一面對晶片W的各曝光區(qū)域將光罩十字標記R的圖案進行掃描曝光的步進掃描方式的曝光裝置中。
而且，在上述的實施形態(tài)中，使用供給248.4nm的波長光的KrF準分子雷射光源、供給193.3nm的波長光的ArF準分子雷射光源或供給157.6nm的波長光的F2雷射光源，但是并不限定于此，對其它適當?shù)墓庠匆部蛇m用本發(fā)明。
另外，在上述的實施形態(tài)中，本發(fā)明系應用于裝配在曝光裝置的投影光學系統(tǒng)，但是并不限定于此。本發(fā)明也適用其它一般的投影光學系統(tǒng)。
如上所述，本發(fā)明在兩側為大致遠心，可一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域，一面使包含失真的諸像差被良好地修正，實現(xiàn)簡潔而高性能的投影光學系統(tǒng)。因此，在裝置本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的曝光裝置中，可抑制起因于光罩十字標記和晶片的彎曲等的圖像歪曲，以高生產量及高分辨率進行良好的投影曝光，進而可以高生產量及高分辨率制造良好的微型組件。
權利要求
1.一種投影光學系統(tǒng)，將第一物體的圖案像形成于第二物體上，包含配置于上述第一物體和上述第二物體之間的光程中的光學材料以及在上述第一物體側及上述第二物體側兩處為實質遠心性，該投影光學系統(tǒng)的特征為上述光學材料具有1.6以下的折射率，其中當設上述投影光學系統(tǒng)所用的光的波長為λ，上述第一物體與上述第二物體的距離為L，上述第二物體側的數(shù)值孔徑為NA，在上述第二物體上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.5×10-3
2.如權利要求1所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是當上述投影光學系統(tǒng)的出射光瞳與上述第二物體的距離為E，上述第一物體和上述第二物體的距離為L時，滿足下列條件E/L＞1.2
3.如權利要求2所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是構成上述投影光學系統(tǒng)的所有的光學部件都是由單一種類的光學材料形成。
4.如權利要求3所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是至少一個的光學面形成有非球面形狀。
5.如權利要求4所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是從上述第一物體側開始依次具備帶有正折射力的第一透鏡群、帶有負折射力的第二透鏡群、帶有正折射力的第三透鏡群。
6.如權利要求5所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是當在上述第一物體上的最大物體高為H0時，構成上述第一透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第二透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有小于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第三透鏡群的光學面的總數(shù)的70％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。
7.如權利要求6所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是上述第一透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第一物體側；上述第三透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第二物體側。
8.如權利要求1所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是構成上述投影光學系統(tǒng)的所有的光學部件都是由單一種類的光學材料形成。
9.如權利要求1所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是至少1個光學面形成有非球面形狀。
10.如權利要求1所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是從上述第一物體側開始依次具備帶有正折射力的第一透鏡群、帶有負折射力的第二透鏡群、帶有正折射力的第三透鏡群。
11.如權利要求10所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是當在上述第一物體上的最大物體高為H0時，構成上述第一透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第二透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有小于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第三透鏡群的光學面的總數(shù)的70％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。
12.如權利要求11所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是上述第一透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第一物體側；上述第三透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第二物體側。
13.一種投影光學系統(tǒng)，將第一物體的圖案像形成于第二物體之上，包含配置于上述第一物體和上述第二物體之間的光程中的光學材料以及在上述第一物體側與上述第二物體側兩處為實質遠心性，該投影光學系統(tǒng)的特征是至少1個光學面形成有非球面形狀，其中當上述投影光學系統(tǒng)所用的光的波長為λ，上述第一物體與上述第二物體的距離為L，上述第二物體側的數(shù)值孔徑為NA，上述第二物體上的最大像高為Y0時，滿足下列條件(λ×L)/(NA×Y02)＜1.0×10-3λ＜200nm
14.如權利要求13所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是將上述第一物體的縮小像形成于上述第二物體上。
15.一種投影光學系統(tǒng)，將第一物體的圖案像形成于第二物體，其特征是從上述第1物體側開始依次具備帶有正折射力的第一透鏡群；帶有負折射力的第二透鏡群；以及帶有正折射力的第三透鏡群，其中當上述第二物體上的最大像高為Y0，上述第一物體和上述第二物體的距離為L時，滿足下列條件0.014＜Y0/L＜0.030
16.如權利要求15所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是當在上述第一物體上的最大物體高為H0時，構成上述第一透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第二透鏡群的光學面的總數(shù)的80％以上的數(shù)目的光學面具有小于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑；構成上述第三透鏡群的光學面的總數(shù)的70％以上的數(shù)目的光學面具有大于上述最大物體高H0的1.1倍的有效半徑。
17.如權利要求16所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是上述第一透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第一物體側；上述第三透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第二物體側。
18.如權利要求17所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是將上述第一物體的縮小像形成于上述第二物體上。
19.如權利要求15所述的投影光學系統(tǒng)，其特征是上述第一透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第一物體側；上述第三透鏡群在屬于上述投影光學系統(tǒng)的透鏡群中配置于最靠近上述第二物體側。
20.一種曝光裝置，其特征是包括照明系統(tǒng)，照明上述第一物體；投影光學系統(tǒng)，用于將形成于上述第一物體的圖案像形成在上述第二物體上，為權利要求1乃至權利要求19的任一項所述投影光學系統(tǒng)。
21.如權利要求20所述的曝光裝置，其特征是上述曝光裝置是在橫過上述投影光學系統(tǒng)的光軸的方向，使上述第一物體和上述第二物體在相對靜止的狀態(tài)下進行曝光。
22.一種組件制造方法，其特征是包括照明工程，照明上述第一物體；曝光工程，通過權利要求1～19任意一項所述的投影光學系統(tǒng)，將被上述照明工程所照明的上述第一物體的圖案，曝光到上述第二物體上；以及顯像工程，將上述曝光工程所曝光的上述第二物體進行顯像。
23.如權利要求22所述的組件制造方法，其特征是在上述曝光工程中，在橫過上述投影光學系統(tǒng)的光軸的方向，使上述第一物體和上述第二物體為相對靜止的狀態(tài)下進行曝光。
24.一種將光罩上的圖案在感旋旋光性基板上投影曝光的曝光方法，包括照明工程，利用照明系統(tǒng)照明上述光罩；投影工程，利用權利要求1乃至權利要求19的任意一項所述的投影光學系統(tǒng)，將上述光罩上的上述圖案的縮小像形成于上述感旋旋光性基板上。
25.如權利要求24所述的曝光方法，其特征是在上述曝光工程中，在橫過上述投影光學系統(tǒng)的光軸的方向，使上述第一物體和上述第二物體為相對靜止的狀態(tài)下進行曝光。
全文摘要
提供一種投影光學系統(tǒng)，它是在兩側大致為遠心，一面確保足夠大的數(shù)值孔徑及足夠寬廣的成像區(qū)域，一面使包括失真的諸像差被良好地修正，簡潔而高性能的，是一種將第一物體(R)的圖案像形成在第二物體(W)上的投影光學系統(tǒng)，投影光學系統(tǒng)由具有1.6以下的折射率的光學材料而形成，在第一物體側及上述第二物體側兩處為實質上的遠心，而且，當設光的波長為λ，第一物體與第二物體的距離為L，第二物體側的數(shù)值孔徑為NA，在第二物體上的最大像高為Y
文檔編號G02B13/24GK1493924SQ0314826
公開日2004年5月5日 申請日期2003年7月1日 優(yōu)先權日2002年7月4日
發(fā)明者重松幸二, 藤島洋平, 大村泰弘, 石山敏朗, 平, 弘, 朗 申請人:尼康株式會社