(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラウンガラス製の第１の正のレンズと、石英ガラス製の第１の負のレンズと、石英ガラス製の第２の正のレンズとによって構成される第１のレンズ群と、フォールディングミラーと、石英ガラス製の第２の負のレンズと、クラウンガラス製の第３の正のレンズとによって構成される第２のレンズ群と、石英ガラス製のビームスプリツタと、石英ガラス製の４分の１の波長板及びクラウンガラス製の第３の負のレンズとによって構成される第３のレンズ群と、球面縮小ミラーと、クラウンガラス製の第４の正のレンズと、石英ガラス製の第１のシェルと、石英ガラス製の第２のシェルと、石英ガラス製の第５の正のレンズと、クラウンガラス製の第６の正のレンズとによって構成される第４のレンズ群とを具備し、この系に入射する輻射光が前記第１の正のレンズ、前記第１の負のレンズ、前記第２の正のレンズを通過し、前記フォールディングミラーによって進路を曲げられ、前記第２の負のレンズ及び前記第３の正のレンズを通過し、前記ビームスプリッタによって反射されて前記４分の１の波長板及び前記第３の負のレンズを通過し、前記非球面縮小レンズによって反射されて前記ビームスプリッタを通って戻され、前記第４の正のレンズ、前記第１のシェル、前記第２のシェル、前記第５の正のレンズ、前記第６の正のレンズを通過するように構成されていることを特徴とする半導体製造に応用されるホトリングラフイに使用するための、長い共役端から短い共役端までの反射屈折光学縮小系。
【請求項２】
半導体製造に応用されるホトリングラフイに使用するための反射屈折光学縮小系であって、以下の仕様（prescription）を有し、
【表１】
0003589680.tif 000004
ここで非球面は以下の非球面係数
【表２】
0003589680.tif 000005
を有していることを特徴とする半導体製造に応用されるホトリングラフイに使用するための反射屈折光学縮小系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的には半導体製造において使用される光学系に関連し、より詳細には、Ｉ線（Ｉ−Ｉｉｎｅ）に使用するための補正された反射屈折光学縮小系に関連する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
半導体は、通常は種々のホトリソグラフイ技術を使って製造される。半導体の中で使用される回路は、レチクルを通して半導体チップ上に複写される。この複写は、しばしば光学系を用いて行われる。かかる光学系の設計はしばしば複雑なものとなり、寸法がどんどん小さくなりつつある部品を半導体チップ上に配置するために行われる複写に必要な解像度を得ることは困難である。このため、０．３５ミクロン〜０．５ミクロン位のオーダーの非常に微細な部品の形状を複写することのできる光学縮小系を開発するために多大な努力が払われてきた。これを達成するには、光学系が、しばしばスペクトルの紫外線領域の深いところの短い波長において使用できるものであることが必要となる。
【０００３】
このような光学系の一つが、ウイリアムソンに対して１９９０年９月４日に付与された「光学縮小系」という米国特許Ｎｏ．４９５３９６０において示されている。ここではこれを参考文献として含む。上記の特許で開示された光学系は、そこで意図した目的に対してはうまく機能するが、他の半導体製造での応用において使用されるようなより長い波長を用いての使用にはうまく適合しない。このため、水銀スペクトルのＩ線を含むより広い帯域の波長を用いた製造のためにホトリソグラフイにおいて使用したときに、良好な補正作用（ｃｒｒｅｃｔｉｏｎ  ）を持った光学系が必要となっている。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段及び作用】
本発明は、物体から縮小された画像の端部まで、少なくとも二つの異なる材質からなる第１のレンズ群と、少なくとも二つの異なる材質からなる第２のレンズ群と、ビームスプリッタと、第３のレンズと、非球面の縮小ミラーと、少なくとも二つの異なる材質からなる第４のレンズ群とを備えた反射屈折光学縮小系を具備している。各レンズ群には、石英ガラス又はクラウンガラスからなるレンズ要素が含まれている。異なる材質のガラスを結合させることにより、３６０ナノメートルから３７２ナノメートルまでの間の波長、即ち、Ｉ線の帯域幅で、殆ど歪みがない状態で機能する色補正された光学縮小系が与えられる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、３６０ナノメートルから３７２ナノメートルまでの間の波長で使うための光学縮小系を与えることである。
これが色補正されたものであること及び殆ど歪みがないことは、本発明の利点である。
レンズ群が少なくとも二つの異なる材質からなっていることが、本発明の特徴となっている。
【０００６】
上記の、そして上記以外の目的、利点、特徴は、以下の詳細な説明から直ちに明らかとなるだろう。
【０００７】
【実施例及び効果】
図は、本発明に従って構成された光学縮小系を例示している。長い共役端には、物体もしくはレチクル１０が配置されている。このレチクルには望ましくは図の紙面に対して垂直な方向において直線偏光された輻射光（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を照射する。ウエハー４２は画像端に配置されている。レチクル１０からウエハー４２までのうちの最初の部分は、弱い正のレンズ１２、負のレンズ１４、正のレンズ１６からなる第１のレンズ群である。弱い正のレンズ１２は、光学ガラスの製造業者として周知であるショット（Ｓｃｈｏｔｔ）  から入手することのできるＦＫ５ガラスなどのようなクラウンガラスからなる。負のレンズ１４及び正のレンズ１６は、両方とも石英ガラスからなる。第１のレンズ群と第２のレンズ群との間には、フォールディングミラー（ｆｏｌｄｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ：光を曲げるためのミラー）１８が配置されている。第２のレンズ群は、負のレンズ２０及び正のレンズ２２からなる。負のレンズ２０は石英ガラスからできている。一方、正のレンズ２２はクラウンガラスからできている。フォールディングミラー１８は、この光学縮小系を通過する輻射光の方向を９０度だけ曲げる。これによって物体と画像の面は平行となり、光学系の全長を短くしている。第２のレンズ群の一方の側の近傍には、立方体のビームスプリッタ２４が配置されている。立方体のビームスプリッタ２４が有する面４４は、第２のレンズグループに近い側の面から入射された輻射光を９０度だけ曲げて第３のレンズ群を通過するようにする。立方体のビームスプリッタ２４はまた、面４４上に偏向選択コーティングを有しており、これは図の紙面に対して垂直な方向において直線偏光している輻射光のみを、９０度だけ曲げる。
【０００８】
第３のレンズ群は４分の１波長板２６及び負のレンズ２８からなる。４分の１波長板２６の軸は入射する輻射光の偏向の方向に対して４５度の角度となっている。その結果、立方体のビームスプリッタ２４から入射する輻射光は、４分の１波長板２６を透過した後に円偏光となる。ミラー３０によって反射された後に再び４分の１波長板を透過すると、輻射光は図の紙面と平行な方向に直線偏光された状態となり、従って立方体のビームスプリッタ２４を透過できる。表面４４上の偏向選択コーティング及び４分の１波長板２６を用いることによって、立方体のビームスプリッタ２４を通過する輻射光の減衰を有効に軽減している。従って、もし表面４４上の偏向選択コーティングを用いなければ、４分の１波長板２６は必要なく、又、第３のレンズ群は第３のレンズ２８のみとなる。
【０００９】
縮小ミラー３０は、第３のレンズ群の近傍に配置されている。縮小ミラー３０として非球面ミラーを使用すれば、球面ミラーを使用する場合よりも収差補正が改善される。４分の１波長板２６は、石英ガラスからできており、負のレンズ２８はクラウンガラスからできている。第３のレンズ群とは反対側のビームスプリッタ２４の近傍には、第４のレンズ群が配置されている。この第４のレンズ群は、クラウンガラス製の正のレンズ３２、石英ガラス製のシェル３４、石英ガラス製のシェル３６、石英ガラス製の弱い正のレンズ３８、そしてクラウンガラス製の正のレンズ４０からなる。シェル３４及び３６は、実質的に正でも負でもないレンズ要素とされている。ウエハー４２は、レンズ４０の近傍の画像面内に配置される。
【００１０】
上記の光学系の作用は、直ちに理解することができる。物点位置におけるレチクル１０の画像は、ウエハー４２上の像点において縮小されて結像される。輻射光は第１のレンズ群を通過するとミラー１８によって方向を変えられ、第２のレンズ群を通過する。その後、輻射光は立方体のビームスプリッタ２４に入射し、この中の表面４４によって上方へ向けて反射される。ビームスプリッタ２４へ入射する輻射光は平行にはならない（ｎｏｔ  ｃｏＩＩｉｍａｔｅｄ）。これによりゴースト（ｇｈｏｓｔ  ｉｍａｇ）を回避できる。輻射光はその後第３のレンズ群を通過し、ミラー３０によって立方体のビームスプリッタ２４に戻るように反射される。輻射光は、立方体のビームスプリッタ２４から出ると第４のレンズ群に入射し、これにより像点においてウエハー４２上に結像される。
【００１１】
本発明の構成のように二つの異なる材質のガラスを使用することにより、画像端の２２×５ミリメートルの視野に対してほとんど歪みがない状態で、３６０ナノメートルから３７２ナノメートルまでの波長の間の広い帯域において機能する色補正された光学縮小系が提供される。殆どの正のレンズ要素はクラウンガラスからなる。石英ガラスよりも大きな屈折率（ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）を有するクラウンガラスでは、像面のそり（ｆｉｅＩｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒ）が少ない。加えてクラウンガラスの分散は石英ガラスの分散よりも小さい。このような小さい分散の正のレンズ要素と大きい分散の負のレンズ要素との結合によって、これまで可能であった以上に広いスペクトル範囲にわたってより良い色補正が可能となる。従って、本発明において使用されるレンズ要素と異なる材質のガラスの結合により、広いスペクトルもしくは帯域にわたって性能が改善される。特に本発明は、Ｉ線の帯域即ち３６０ナノメートルから３７２ナノメートルの間の波長にわたって良好な補正を与える。
【００１２】
表３は、本発明の内容に基づいた光学縮小系に対する構成データの仕様（ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）  を示すものである。
【００１３】
【表３】
0003589680.tif 000002
【００１４】
表４は、ミラー３０の非球面係数を例示するものである。
【００１５】
【表４】
0003589680.tif 000003
【００１６】
これまで、好ましい具体例を例示し説明してきたが、当業者にとってはこの発明の思想及び範囲から逸脱することなく種々の変形を行うことが可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学系を概略的に例示した図。
【符号の説明】
１０        レチクル
１２        レンズ
１４，２０，２８    負のレンズ
１６，２２，３２，３８，４０    正のレンズ
１８        フォールディングミラー
２４        ビームスプリッタ
２６        ４分の１波長板
２８        第３のレンズ
３０        ミラー
３４，３６  シェル
４２        ウエハー
４４        表面
【図１】
0003589680.tif 000006