CN112596342B - 投影光学系统、扫描曝光装置以及物品制造方法 - Google Patents

投影光学系统、扫描曝光装置以及物品制造方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种投影光学系统、扫描曝光装置以及物品制造方法。投影光学系统是使来自物面处的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面处的圆弧状良像范围的等倍的光学系统。所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别包括两个透镜，所述两个透镜具有非球面。

Description

投影光学系统、扫描曝光装置以及物品制造方法
技术领域
本发明涉及投影光学系统、扫描曝光装置以及物品制造方法。
背景技术
曝光装置在用于制造对半导体元件等进行集成而成的物品的光刻工序中，能够为了对涂敷于基板的光致抗蚀剂膜转印原版的图案而被使用。曝光装置具有将原版的图案投影到光致抗蚀剂膜的投影光学系统。在日本特公平5-33369号公报中记载有一种光学系统，该光学系统使来自物面的光按照凹面镜、凸面镜、该凹面镜的顺序反射，使该物体的像等倍地成像于像面。该光学系统还具有配置于该物面与该凹面镜之间的第1透镜、以及配置于该凹面镜与该像面之间的第2透镜。该第1透镜的1个面或者两个面具有非球面，该第2透镜的1个面或者两个面具有非球面。
如日本特公平5-33369号公报所记载的光学系统那样，配置于物面与凹面镜之间的透镜的两个面具有非球面，配置于该凹面镜与像面之间的透镜的两个面具有非球面的光学系统对于像差的校正是有利的。然而，就某个观点而言，关于在1个透镜的两个面形成非球面的结构，针对两个非球面之间的偏心精度的要求严苛，因此存在难以进行透镜的加工这样的课题。
另外，就其它观点而言，在日本特公平5-33369号公报中没有关注扫描曝光并想要在转印结果中降低泽尼克(Zernike)多项式的C17项的分量的影响的想法。
发明内容
本发明提供针对两个非球面之间的偏心精度的要求不严苛的投影光学系统、或者对于降低泽尼克多项式的C17项的分量的影响有利的投影光学系统。
本发明的第1方面涉及一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别包括两个透镜，所述两个透镜具有非球面。根据本发明的第1方面，提供针对两个非球面之间的偏心精度的要求不严苛的投影光学系统。
本发明的第2方面涉及一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别具有多个非球面，当在所述像面的所述圆弧状良像范围中使像高在一个方向上变化时，表示所述投影光学系统的像差的泽尼克多项式的C17项的符号发生反转。根据本发明的第2方面，提供对于降低泽尼克多项式的C17项的分量的影响有利的投影光学系统。
本发明的第3方面涉及一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别具有多个非球面，所述多个非球面中的第1非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量与所述多个非球面中的所述第1非球面以外的非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量的差分为0的像高处于所述像面的所述圆弧状良像范围之中。根据本发明的第3方面，提供对于降低泽尼克多项式的C17项的分量的影响有利的投影光学系统。本发明的第4方面涉及一种扫描曝光装置，所述扫描曝光装置具备所述第1至第3方面的投影光学系统，一边对配置于所述物面的原版以及配置于所述像面的基板进行扫描，一边由所述投影光学系统将所述原版的图案投影到所述基板，由此对所述基板进行扫描曝光。
本发明的第5方面涉及一种物品制造方法，所述物品制造方法包括：曝光工序，由所述第4方面的扫描曝光装置对涂敷有光致抗蚀剂膜的基板进行曝光；显影工序，在所述曝光工序之后将所述光致抗蚀剂膜进行显影，形成抗蚀剂图案；以及处理工序，在所述显影工序之后利用所述抗蚀剂图案对所述基板进行处理。
附图说明
图1是示出构成第1实施例的投影光学系统的各光学构件的规格的图。
图2是示出第1实施例的投影光学系统中的非球面的形状的图。
图3是示出构成第2实施例的投影光学系统的各光学构件的规格的图。
图4是示出第2实施例的投影光学系统中的非球面的形状的图。
图5是示出构成第3实施例的投影光学系统的各光学构件的规格的图。
图6是示出第3实施例的投影光学系统中的非球面的形状的图。
图7是示出构成第4实施例的投影光学系统的各光学构件的规格的图。
图8是示出第4实施例的投影光学系统中的非球面的形状的图。
图9是示意地示出一个实施方式的扫描曝光装置的结构的图。
图10是示出一个实施方式的投影光学系统的像面处的圆弧状良像范围的图。
图11是示出第1实施方式的投影光学系统的结构的图。
图12是示出第1实施方式的投影光学系统的横向像差的图。
图13是示出第1实施方式的投影光学系统的C17项的圆弧状良像范围内的分布的图。
图14是示出第2实施方式的投影光学系统的结构的图。
图15是示出第2实施方式的投影光学系统的横向像差的图。
图16是示出第2实施方式的投影光学系统的C17项的圆弧状良像范围内的分布的图。
图17是示出第3实施方式的投影光学系统的结构的图。
图18是示出第3实施方式的投影光学系统的横向像差的图。
图19是示出第3实施方式的投影光学系统的C17项的圆弧状良像范围内的分布的图。
图20是示出第3实施方式的投影光学系统中的在凹反射面上的有效光束分布的图。
图21是示出第4实施方式的投影光学系统的结构的图。
图22是示出第4实施方式的投影光学系统的横向像差的图。
图23是示出第4实施方式的投影光学系统的C17项的圆弧状良像范围内的分布的图。
图24是示出第4实施方式的投影光学系统中的在凹反射面上的有效光束分布的图。
图25是通过明亮度分布示意地示出泽尼克多项式的C17项的图。
图26是示出比较例的投影光学系统的结构的图。
图27是示出比较例的投影光学系统的横向像差的图。
图28是示出比较例的投影光学系统的C17项的圆弧状良像范围内的分布的图。
图29是示出第1实施方式的投影光学系统中的C17项的非球面的分担度的图。
符号说明
M：原版(物面)；P：基板(像面)；PO：投影光学系统；D1：第1折射光学系统；D2：第2折射光学系统；Mo1：凹反射面；Mt：凸反射面；G1、G2、G3：透镜。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明实施方式。此外，权利要求书所涉及的发明不限于以下的实施方式，另外，在实施方式中说明的特征的组合对于发明并不全部是必需的。也可以是将在实施方式中说明的多个特征中的两个以上的特征任意地组合。另外，对相同或者同样的结构附加相同的参照编号，省略重复的说明。
在图9中，示意地示出了一个实施方式的扫描曝光装置EX的结构。扫描曝光装置EX具备：照明光学系统ILO，对配置于物面的原版M进行照明；以及投影光学系统PO，将原版M的图案投影到配置于像面的基板(底板)P。扫描曝光装置EX构成为一边对原版M以及基板P进行扫描，一边利用投影光学系统PO将由照明光学系统ILO照明的原版M的图案投影到基板P，由此对基板P进行扫描曝光。照明光学系统ILO将物面(原版M)处的圆弧状良像范围作为照明区域进行照明，由此，如图10所例示那样，将像面(基板P)处的圆弧状良像范围IR作为曝光区域而对其照射曝光的光。
在本说明书以及附图中，为了例示地示出多个像高，如图10所示，考虑像高F3～F10。在扫描曝光中，原版M以及基板P在与扫描方向SD平行的方向上相互同步地被扫描，由此基板P的曝光区域的整个区域被扫描曝光。另外，在以下的说明中，物面与配置于该物面的原版M是等效的，像面与配置于该像面的基板P是等效的。
在图11中，示出了第1实施方式的投影光学系统PO的结构。投影光学系统PO使来自物面处的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统D1、凹反射面(凹面镜)Mo1、凸反射面(凸面镜)Mt、凹反射面Mo1、第2折射光学系统D2而成像于像面处的圆弧状良像范围。投影光学系统PO为等倍的投影光学系统。投影光学系统PO在物面以及像面可以为远心。就1个观点而言，第1折射光学系统D1包括两个透镜G1、Gm。在此，两个透镜G1、Gm具有非球面(例如，旋转对称非球面)，第2折射光学系统D2包括两个透镜Gp、G3，两个透镜Gp、G3具有非球面(例如，旋转对称非球面)。就其它观点而言，第1折射光学系统D1具有多个非球面(例如，旋转对称非球面)，第2折射光学系统D2具有多个非球面(例如，旋转对称非球面)。
投影光学系统PO能够还具备第1反射面(第1平面镜)T1和第2反射面(第2平面镜)T2。第1反射面(第1平面镜)T1配置于第1折射光学系统D1与凹反射面Mo1之间，使光路(光轴)折弯。第2反射面(第2平面镜)T2配置于凹反射面Mo1与第2折射光学系统D2之间，使光路(光轴)折弯。另外，投影光学系统PO也可以还具备折射光学构件G2，该折射光学构件G2在凸反射面Mt与凹反射面Mo1之间，被配置于比起凹反射面Mo1更靠近凸反射面Mt的位置。折射光学构件G2能够包括球面或者非球面。
来自物面(原版M)的圆弧状良像范围的光束在通过第1折射光学系统D1之后，由第1反射面T1使光路弯曲成直角，入射到凹反射面Mo1，由凹反射面Mo1反射。由反射面Mo1反射的光束在通过处于凹反射面Mo1与凸反射面Mt之间的投影光学系统PO的光轴O－O'附近的折射光学构件G2之后，入射到凸反射面Mt。凸反射面Mt为投影光学系统PO的光阑面。由凸反射面Mt反射的光束在再次通过折射光学构件G2之后，再次入射到凹反射面Mo1，由凹反射面Mo1反射。由凹反射面Mo1反射的光束由第2反射面T2使光路弯曲成直角，通过第2折射光学系统D2而入射到像面(基板P面P)的圆弧状良像范围IR。由此，配置于物面的原版M的图案的像被形成于配置在像面的基板S上。物面处的圆弧状良像范围配置于从物面处的光轴偏离的位置，像面处的圆弧状良像范围配置于从像面处的光轴偏离的位置。在扫描曝光中，原版M以及基板S沿着图11中的横向被扫描。
如前所述，就1个观点而言，第1折射光学系统D1包括两个透镜G1、Gm，两个透镜G1、Gm具有非球面，第2折射光学系统D2包括两个透镜Gp、G3，两个透镜Gp、G3具有非球面。这样的结构通过调整两个透镜的相互的偏心位置，能够以高精度校正像差，所以对于提高用于像差校正的自由度是有利的。另一方面，还能够使1个透镜的两个面成为非球面，在该情况下，针对两个面之间的偏心精度的要求严苛，因此存在透镜的加工困难这样的课题。
在图25中，通过明亮度分布示意地示出了泽尼克多项式的C17项。C17项为如图25所示在投影光学系统PO的瞳面内在±45度方向上产生的像差。该像差分布被称为4θ分量、或者Tetrafoil(四叶像差)分量。来自物面上的图案(线和空间)的衍射光在该图案的长度方向和正交方向上越过，所以来自物面上的±45度方向的图案(斜向的线)的衍射光在瞳面上在±45度方向上产生，受到C17项的影响。另一方面，纵向的线以及横向的线几乎不受到C17项的影响。其结果，在曝光时，在斜向的线与纵/横向的线之间，引起散焦以及线宽差，画面内的线宽均匀性可能会发生劣化。
在图26中，示出了比较例的投影光学系统的结构。图26所示的比较例在不具有透镜Gm、Gp这点上与图11所示的第1实施方式不同。以下，一边将图11所示的第1实施方式与图26所示的比较例进行对比，一边说明第1实施方式的有利的点。
在图12中，示出了图11所示的第1实施方式的投影光学系统PO的横向像差，在图27中，示出了图26所示的比较例的投影光学系统的横向像差。两者表示横向像差适当地被校正。在图13中，示出了表示图11所示的第1实施方式的投影光学系统PO的像差的泽尼克多项式的C17项在像面(基板P)的圆弧状良像范围IR中的分布。在图28中，示出了表示图26所示的比较例的投影光学系统PO的像差的泽尼克多项式的C17项在像面(基板P)的圆弧状良像范围IR中的分布。在图13、图28中，横轴的@Z17_F3～@Z17_F10为圆弧状良像范围IR内的8点的像高F3～F10，纵轴为C17项的值。另外，在图13、图28中，@Z17_AVE为圆弧状良像范围IR内的8点的像高F3～F10下的C17项的值的平均值。
如图28所示，在图26所示的比较例中，C17项在像高F7下示出最大值86mλ，在像高F3下示出最小值40mλ，作为平均值而示出74mλ。在扫描曝光中，针对像面的各点的投影光学系统PO的像差的影响由关于扫描方向(像高的变化方向)使作为曝光区域的圆弧状良像范围IR中的像差平均化而得到的值(也就是说，前述的平均值)来确定。因而，在图26所示的比较例中，在基板P的曝光结果中，C17项的影响被呈现得大。
另一方面，如图13所示，在图11所示的第1实施方式中，在圆弧状良像范围IR内的8点的像高F3～F10下，C17项具有相应的值，但这些值包括正的值和负的值。因而，在第1实施方式中，8点的像高F3～F10下的C17项的平均值基本为0mλ，因此，在第1实施方式中，在基板P的曝光结果中，几乎不呈现C17项的影响。这样的效果由追加的透镜Gm、Gp提供。
图29示出了第1实施方式的投影光学系统PO中的C17项的非球面的分担度。在图29中，横轴为圆弧状良像范围IR中的像高。在图29中，实线(基于Gm的产生量)表示透镜Gm的非球面对投影光学系统PO的像差中的泽尼克多项式的C17项造成的影响。这还能够认为是去掉透镜G1的非球面分量时的投影光学系统PO的像差中的泽尼克多项式的C17项。在图29中，虚线(基于G1的产生量)表示透镜G1的非球面对投影光学系统PO的像差中的泽尼克多项式的C17项造成的影响。这还能够认为是去掉透镜Gm的非球面分量时的投影光学系统PO的像差中的泽尼克多项式的C17项。在图29中，存在实线(基于Gm的产生量)与虚线(基于G1的产生量)的交点。另外，在图29中，能够通过投影光学系统PO的整体的像差的最佳化使纵轴的绝对值上下变化。因而，交点的位置能够在图29中移动。
实线(基于Gm的产生量)与虚线(基于G1的产生量)的差分的符号在圆弧状良像范围IR反转。这喻示着能够使圆弧状良像范围IR中的C17项的平均值最小化。也就是说，形成为第1折射光学系统D1包括两个透镜G1、Gm、两个透镜G1、Gm具有非球面的结构，以使圆弧状良像范围IR的像高范围中的C17项的平均值变小的方式规定该非球面即可。由此，能够降低扫描曝光的结果中的C17项分量。或者，形成为第1折射光学系统D1具有多个非球面的结构，以使圆弧状良像范围IR的像高范围中的C17项的平均值变小的方式规定该多个非球面即可。由此，能够降低扫描曝光的结果中的C17项分量。
至此，说明了第1折射光学系统D1，但第2折射光学系统D2也能够设计成具有与第1折射光学系统D1相同的结构。由此，能够降低扫描曝光的结果中的C17项分量。也就是说，形成为第2折射光学系统D2包括两个透镜G3、Gp、两个透镜G3、Gp具有非球面的结构，以使圆弧状良像范围IR的像高范围中的C17项的平均值变小的方式规定该非球面即可。由此，能够降低扫描曝光的结果中的C17项分量。或者，形成为第2折射光学系统D2具有多个非球面的结构，以使圆弧状良像范围IR的像高范围中的C17项的平均值变小的方式规定该多个非球面即可。由此，能够降低扫描曝光的结果中的C17项分量。
就其它观点进行说明的话，优选以当在像面处的圆弧状良像范围IR中使像高在一个方向上变化时使表示投影光学系统OP的像差的泽尼克多项式的C17项的符号反转的方式规定第1折射光学系统D1以及第2折射光学系统D2。
进而，就其它观点而言，能够构成为第1折射光学系统D1以及第2折射光学系统D2分别具有多个非球面。而且，能够定义多个非球面中的第1非球面对投影光学系统PO造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量与该多个非球面中的该第1非球面以外的非球面对投影光学系统PO造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量的差分。该多个非球面能够以使该差分为0的像高处于像面的圆弧状良像范围IR之中的方式被规定。
以下，举出使第1实施方式更具体化的第1实施例的投影光学系统PO的设计例。第1实施例的投影光学系统PO为等倍成像系统，数值孔径(NA)为0.11，使用波长为i、h、g线。圆弧状良像范围IR的最大半径为570mm。图1示出了构成第1实施例的投影光学系统PO的各光学构件的曲率半径R、间隔D、光学折射率N。光学构件的面按照面编号来确定。作为折射率而记载的“’SiO2’”表示材料为SiO2。另外，作为折射率而记载的“反射”表示该面为反射面。构成投影光学系统PO的一些个光学构件具有非球面，非球面的形状按照以下的(1)式定义。图2示出了(1)式中的系数。(1)式中的r为图1所记载的曲率半径R的倒数。即，r＝1/R。
z＝rh2/(1+(1－(1+k)r2h2)1/2)+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16+Hh18+Jh20…(1)式
以下，参照图14、图15、图16，说明本发明的第2实施方式的曝光装置EX中的投影光学系统PO。作为第2实施方式而不提及的事项遵循第1实施方式。第1折射光学系统D1具有正的折射力，以使由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的主光线靠近凹反射面Mo1与凸反射面Mt之间的光轴O－O’。就其它观点而言，第1折射光学系统D1具有正的折射力，以使由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的主光线靠近光轴O－O’、且使由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的主光线远离光轴O－O’。
在第2实施方式中，由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的远心度为30mrad，由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的远心度为30mrad。但是，这是一个例子，由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的远心度可以是15mrad以上，由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的远心度可以是15mrad以上。
在图15中，示出了图14所示的第2实施方式的投影光学系统PO的横向像差，在图16中，示出了表示图14所示的第2实施方式的投影光学系统PO的像差的泽尼克多项式的C17项在像面(基板P)的圆弧状良像范围中的分布。在第2实施方式中，也在8点的像高F3～F10下，C17项的值具有相应的值，但这些值包括正的值和负的值，所以8点的像高F3～F10下的C17项的平均值基本为0mλ。因而，在第2实施方式中，也在基板P的曝光结果中几乎不呈现C17项的影响。
以下，举出使第2实施方式更具体化的第2实施例的投影光学系统PO的设计例。第2实施例的投影光学系统PO为等倍成像系统，数值孔径(NA)为0.10，使用波长为i、h、g线。圆弧状良像范围IR的最大半径为570mm。图3示出了构成第2实施例的投影光学系统PO的各光学构件的曲率半径R、间隔D、光学折射率N。图3中的非球面的形状按照上述(1)式定义。图4示出了(1)式中的系数。
通过如上所述使由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束以及由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束倾斜，能够使凹反射面Mo1小型化。这能够通过加强正的折射率来实现第1折射光学系统D1(G1、Gm)以及第2折射光学系统D2的折射率。
在为了制造大型显示面板而使用曝光装置EX的情况下，凹反射面Mo1的直径例如可以为1000mm以上。因此，不仅以高的精度支承具有凹反射面Mo1的反射镜构件的机构变复杂，而且凹反射面Mo1可能会产生很大变形。除此之外，大口径且大重量的反射镜构件的固有频率低，存在容易在曝光过程中从地板等装置外部获取振幅大的低频率的振动的趋势。其结果，存在光学对比度下降、曝光图像模糊，或者发生图像偏移这样的问题。凹反射面Mo1的小径化有利于这样的问题的解决或者降低。
以下，参照图17、图18、图19、图20，说明本发明的第3实施方式的曝光装置EX中的投影光学系统PO。作为第3实施方式而不提及的事项遵循第2实施方式。在第3实施方式中，由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的远心度(倾斜度)、以及由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的远心度(倾斜度)与第2实施方式不同。具体而言，在第3实施方式中，由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的远心度约为50mrad，由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的远心度约为50mrad。在第3实施方式中，能够使投影光学系统PO比第2实施方式小型化。
在图18中，示出了图17所示的第3实施方式的投影光学系统PO的横向像差，在图19中，示出了表示图17所示的第3实施方式的投影光学系统PO的像差的泽尼克多项式的C17项在像面(基板P)的圆弧状良像范围中的分布。在第3实施方式中，也在8点的像高F3～F10下，C17项的值具有相应的值，但这些值包括正的值和负的值，所以8点的像高F3～F10下的C17项的平均值大致为－20mλ。
以下，举出使第3实施方式更具体化的第3实施例的投影光学系统PO的设计例。第3实施例的投影光学系统PO为等倍成像系统，数值孔径(NA)为0.11，使用波长为i、h、g线。圆弧状良像范围IR的最大半径为570mm。图5示出了构成第3实施例的投影光学系统PO的各光学构件的曲率半径R、间隔D、光学折射率N。图5中的非球面的形状按照上述(1)式定义。图6示出了(1)式中的系数。
在图20中，示出了第3实施例中的凹反射面Mo1上的有效光束分布。具体而言，在图20中，示出了在物体(原版M)的圆弧状良像范围中的、扫描方向(在图20中，纵向)上设定3个位置而在与扫描方向正交的方向上设定7个位置并从根据它们确定的合计21点发出而入射到凹反射面Mo1的光束群。上侧的光束群为第1次入射到凹反射面Mo1的光束群，下侧的光束群示出了第2次入射到凹反射面Mo1的光束群。可知第1次入射到凹反射面Mo1的光束群的入射区域与第2次入射到凹反射面Mo1的光束群的入射区域分离。
以下，参照图21、图22、图23、图24，说明本发明的第4实施方式的曝光装置EX中的投影光学系统PO。作为第4实施方式而不提及的事项遵循第3实施方式。在第4实施方式中，与第3实施方式同样地，由第1反射面T1反射并朝向凹反射面Mo1的光束的远心度约为50mrad，由凹反射面Mo1反射并朝向第2反射面T2的光束的远心度约为50mrad。
在图22中，示出了图21所示的第4实施方式的投影光学系统PO的横向像差，在图23中，示出了表示图21所示的第4实施方式的投影光学系统PO的像差的泽尼克多项式的C17项在像面(基板P)的圆弧状良像范围中的分布。在第4实施方式中，也在8点的像高F3～F10下，C17项的值具有相应的值，但这些值包括正的值和负的值，所以8点的像高F3～F10下的C17项的平均值基本为0mλ。
以下，举出使第4实施方式更具体化的第4实施例的投影光学系统PO的设计例。第4实施例的投影光学系统PO为等倍成像系统，数值孔径(NA)为0.135，使用波长为i、h、g线。圆弧状良像范围IR的最大半径为440mm。图7示出了构成第4实施例的投影光学系统PO的各光学构件的曲率半径R、间隔D、光学折射率N。图7中的非球面的形状按照上述(1)式定义。图8示出了(1)式中的系数。
在图24中，示出了第4实施例中的凹反射面Mo1上的有效光束分布。具体而言，在图24中，示出了在物体(原版M)的圆弧状良像范围中的、扫描方向(在图24中，纵向)上设定3个位置而在与扫描方向正交的方向上设定7个位置并从根据它们确定的合计21点发出而入射到凹反射面Mo1的光束群。上侧的光束群表示第1次入射到凹反射面Mo1的光束群，下侧的光束群表示第2次入射到凹反射面Mo1的光束群。可知第1次入射到凹反射面Mo1的光束群的入射区域与第2次入射到凹反射面Mo1的光束群的入射区域在凹反射面Mo1部分地重叠。在等倍成像系统的投影光学系统PO中，在凹反射面Mo1，光束两次被反射，所以能够采用这样的结构。这样的结构有利于投影光学系统PO的进一步的小型化。
在以上的各实施方式中，优选为物面以及像面处的主光线的远心度为50mrad以内。只要为这样的范围内，就能够避免大型的基板的面畸变等所致的聚焦误差的影响。
上述各实施方式并不限制发明的应用范围，能够在本发明的要旨的范围内变更。例如，第1折射光学系统D1以及第2折射光学系统D2也可以分别具有3个以上的非球面。投影光学系统PO也可以具有更多的反射面。折射光学构件G2也可以具有非球面。凹反射面Mo1可以具有非球面。凸反射面Mt也可以为非球面。
上述扫描曝光装置EX能够在物品制造方法中使用。该物品制造方法能够包括曝光工序、显影工序以及处理工序。在该曝光工序中，由扫描曝光装置EX将涂敷有光致抗蚀剂膜的基板P进行曝光。由此，原版M的图案被转印到该光致抗蚀剂膜而形成潜像。在该显影工序中，在该曝光工序之后将该光致抗蚀剂膜进行显影，形成与该潜像对应的抗蚀剂图案。在该处理工序中，在该显影工序之后利用该抗蚀剂图案对基板P进行处理。
发明并不被上述实施方式限制，能够在发明的要旨的范围内进行各种变形及变更。

Claims (19)

1.一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述投影光学系统的特征在于，
所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别包括两个透镜，所述两个透镜分别具有旋转对称非球面。
2.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，
当在所述像面的所述圆弧状良像范围中使像高在一个方向上变化时，表示所述投影光学系统的像差的泽尼克多项式的C17项的符号发生反转。
3.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，
所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别具有包括所述两个透镜所具有的所述非球面的多个非球面，
所述多个非球面中的第1非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量与所述多个非球面中的所述第1非球面以外的非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量的差分为0的像高处于所述像面的所述圆弧状良像范围之中。
4.一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述投影光学系统的特征在于，
所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别具有多个非球面，
当在所述像面的所述圆弧状良像范围中使像高在一个方向上变化时，表示所述投影光学系统的像差的泽尼克多项式的C17项的符号发生反转。
5.一种投影光学系统，是使来自物面的光轴外的圆弧状良像范围的光束依次经由第1折射光学系统、凹反射面、凸反射面、所述凹反射面、第2折射光学系统而成像于像面的圆弧状良像范围的等倍的投影光学系统，所述投影光学系统的特征在于，
所述第1折射光学系统以及所述第2折射光学系统分别具有多个非球面，
所述多个非球面中的第1非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量与所述多个非球面中的所述第1非球面以外的非球面对所述投影光学系统造成的像差中的泽尼克多项式的C17项的分量的差分为0的像高处于所述像面的所述圆弧状良像范围之中。
6.根据权利要求5所述的投影光学系统，其特征在于，
所述非球面为旋转对称非球面。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，还具备：
第1反射面，被配置于所述第1折射光学系统与所述凹反射面之间，使光路弯曲；以及
第2反射面，被配置于所述凹反射面与所述第2折射光学系统之间，使光路弯曲。
8.根据权利要求7所述的投影光学系统，其特征在于，
所述投影光学系统在所述物面以及所述像面是远心的，
所述第1折射光学系统具有正的折射力，以使由所述第1反射面反射并朝向所述凹反射面的光束的主光线靠近所述凹反射面与所述凸反射面之间的光轴。
9.根据权利要求8所述的投影光学系统，其特征在于，
在由所述第1反射面反射之后第1次入射到所述凹反射面的光束与第2次入射到所述凹反射面的光束在所述凹反射面部分地重叠。
10.根据权利要求8所述的投影光学系统，其特征在于，
由所述第1反射面反射并朝向所述凹反射面的光束的远心度为15mrad以上。
11.根据权利要求7所述的投影光学系统，其特征在于，
所述投影光学系统在所述物面以及所述像面是远心的，
所述第1折射光学系统具有正的折射力，以使由所述第1反射面反射并朝向所述凹反射面的光束的主光线靠近所述凹反射面与所述凸反射面之间的光轴、且由所述凹反射面反射并朝向所述第2反射面的光束的主光线远离所述光轴。
12.根据权利要求11所述的投影光学系统，其特征在于，
在由所述第1反射面反射之后第1次入射到所述凹反射面的光束与第2次入射到所述凹反射面的光束在所述凹反射面部分地重叠。
13.根据权利要求11所述的投影光学系统，其特征在于，
由所述第1反射面反射并朝向所述凹反射面的光束的远心度为15mrad以上。
14.根据权利要求11所述的投影光学系统，其特征在于，
由所述第1反射面反射并朝向所述凹反射面的光束的远心度为15mrad以上，由所述凹反射面反射并朝向所述第2反射面的光束的远心度为15mrad以上。
15.根据权利要求1至5中的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
所述第1折射光学系统配置于所述物面的附近，所述第2折射光学系统配置于所述像面的附近。
16.根据权利要求1至5中的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
所述凹反射面以及所述凸反射面中的至少一方为非球面。
17.根据权利要求1至5中的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
所述投影光学系统还具备折射光学构件，该折射光学构件位于所述凸反射面与所述凹反射面之间，被配置于比所述凹反射面更靠近所述凸反射面的位置，
所述折射光学构件具有非球面。
18.一种扫描曝光装置，其特征在于，
所述扫描曝光装置具备权利要求1至5中的任意一项所述的投影光学系统，
所述扫描曝光装置一边对配置于所述物面的原版以及配置于所述像面的基板进行扫描，一边利用所述投影光学系统将所述原版的图案投影到所述基板，由此对所述基板进行扫描曝光。
19.一种物品制造方法，其特征在于，包括：
曝光工序，由权利要求18所述的扫描曝光装置对涂敷有光致抗蚀剂膜的基板进行曝光；
显影工序，在所述曝光工序之后使所述光致抗蚀剂膜显影，形成抗蚀剂图案；以及
处理工序，在所述显影工序之后利用所述抗蚀剂图案对所述基板进行处理。
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