CN1297834C - 投影光学系统 - Google Patents

Abstract

一种投影曝光装置的投影光学系统，用于在印刷电路板及LCD基板等的工件上进行规定图案的曝光。投影光学系统(1)包括：反射体(4)，设有改变投影光的行进方向的第一反射面(4a)及第二反射面(4b)；入射侧凸透镜(2)，使所述投影光折射通过，并将其引导向所述反射体的第一反射面；出射侧凸透镜(3)，使从所述反射体的第二反射面反射的所述投影光射出；以及支撑移动机构(8)，将所述两凸透镜支撑为相距规定的距离的同轴状态，并使其能够相对光轴方向进行平行移动；反射修正光学系(7)，将第一反射面所反射的投影光反射到第二反射面，所述反射修正光学系具有凹面反射镜(6)以及修正光学系(5)。以此，当进行倍率调整时，减小图案的变形，保证成像的质量。

Description

投影光学系统

技术领域

本发明涉及一种投影光学系统，具体是涉及通过将通过了掩模的紫外线等的照明光作为投影光投影在印刷电路透光板及LCD基透光板等的工件上，使规定的图案被投影曝光在工件上的投影光学系统。

背景技术

以往，作为在印刷电路透光板、液晶面透光板上形成液晶用的彩色滤光片等电子电路等的图案的曝光装置，一般是使用具有规定的波长的紫外线进行曝光处理的投影曝光装置。

而且，作为该投影曝光装置的投影光学系统或反射折射投影光学系统(以下，简称投影光学系统)，已有各种的提案。

投影曝光装置的投影光学系统的一例为日本专利特表平10-509561号公报所公开的反射折射投影光学系统50。

该反射折射光学系统50，如第6图所示，包括：中间掩模(掩模)51、透光板52、58、棱镜53、57、平凸透镜54、凹凸透镜(meniscus lens)55以及反射镜56。

在该反射折射光学系统50中，透光板52配置于中间掩模(掩模)51与棱镜53之间，同样地，透光板58配置于工件59与棱镜57之间。

该等透光板52、58分别于长宽方向可自由弯曲，通过改变其弯曲程度，可改变透过各透光板52、58而成像于工件59上的图案的倍率。

如第6图所示，通过了形成规定的图案的掩模51的照明光线，通过透光板52之后通过棱镜53变更行进方向，通过平凸透镜54及凹凸透镜55后，到达反射镜56。然后，由反射镜56所反射的照明光线，再通过凹凸透镜55、平凸透镜54后，于棱镜57变更行进方向，到达工件59。

从而，掩模51的规定的图案成像于工件59上，通过将透光板52、58作适度的弯曲，可变更成像于掩模51上成像的图案的倍率，由此可对应各种大小尺寸的工件。

又，投影曝光装置的投影光学系统或反射折射投影光学系统的其它例子，如特开平8-179217号公报所公开的反射折射投影光学系统60。

这种公知的反射折射投影光学系统60如图7(a)、(b)所示，包括：屋顶式棱镜61、直角棱镜62、平凸透镜63、凹凸透镜64、凹凸透镜65、反射镜66以及倍率修正器70。

如第7图所示，来自光源的照明光线，通过屋顶形棱镜61改变方向，通过平凸透镜63、邻接于该平凸透镜63的凹凸透镜64以及凹凸透镜65之后，到达反射镜66。然后，通过反射透镜66所反射的照明光线，再度通过凹凸透镜65、凹凸透镜64、然后平凸透镜63之后，在直角棱镜62中改变行进方向，经过倍率修正器70而到达工件。

反射折射投影光学系统60的倍率修正器70包括平凹透镜71、与该平凹透镜71相隔规定的距离且配置于该平凹透镜71的对面的平凸透镜72、以及调整该平凸透镜72与平凹透镜71的分离间距的调节器73。

然而，特表平10-509561号公报所公开的反射折射投影光学系统50中，由于通过使透光板52、58作机械式的弯曲(屈曲)而调整成像于工件上的图案的倍率，由于使透光板52、58弯曲时所产生的应力，透光板自身会弯曲疲劳，因此，存在着无法稳定地进行倍率调整的问题。

又，日本专利特开平8-179217号公报所公开的反射折射投影光学系统60中，倍率调整系通过调节器73使平凸透镜72移动，由于对配置于棱镜侧的平凹透镜71及平凸透镜72的分离间距做调整，因此存在着容易产生畸变(distortion)的问题。

并且，在公知的反射修正光学系中，由于在光学系中使用接合透镜，虽然有利于色相差的修正，但在投影光使用紫外线的情况下，透镜的接合使成像性能劣化，即，为了获得理想的成像而对偏差所实施的像差变动，不利于满足所要求的曝光性能。

在这种技术背景下，人们希望有一种在进行倍率调整之际，不使成像性能劣化，而且，将畸变的产生抑制到最小，并且即使是比紫外线的波长更短的光也可进行高精度的倍率调整的投影曝光装置的投影光学系统。

发明内容

本发明是在将通过使从光源照射来的照明光通过掩模而得到的投影光投影在工件的曝光区域上时所使用的投影光学系统。

该投影光学系统用于将通过使从光源照射来的照明光通过掩模而得到的投影光投影到工件的暴光区域上，其特征在于，包括：反射体，以规定的角度设置反射所述投影光并改变所述投影光的行进方向的第一反射面及第二反射面；入射侧凸透镜，使投影光通过并将所述投影光引导向所述第一反射面；反射修正光学系，反射所述第一反射面所反射的所述投影光，并将其引导至所述第二反射面；出射侧凸透镜，使所述第二反射面所反射的所述投影光通过，并将所述投影光引导至所述工件上；以及支撑移动机构，将所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜支撑为同轴状，并使其保持规定的距离，以使所述反射体位于所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜之间，并且使所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜能够相对所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜的光轴方向进行平行移动。

而且，理想的是在所述反射修正光学系中，包括：凹面反射镜，反射由第一反射面所反射的投影光；以及由多个透镜构成的修正光学系；所述修正光学系位于所述凹面反射镜与所述反射体之间，在使投影光通过的同时，对所述投影光的像差进行修正。

根据此的构造，投影光学系统，通过入射侧凸透镜的投影光，由反射体的第一反射面，将光路从水平方向改变为垂直方向，再通过修正光学系，由凹面反射镜，再度反射至反射体的第二反射面。然后，投影光学系统，使由凹面反射镜反射的投影光在反射体的第二反射面将光路从垂直方向该变为水平方向进行反射，在经出射侧凸透镜的折射而射出。然后，入射侧凸透镜及出射侧凸透镜，在由支撑移动机构维持规定的间隔的状态下，通过在反射体的两侧平行于透镜的光轴的移动，来调整倍率。

又，在本发明的投影光学系统中，优选将所述修正光学系配置成作为全体具有正的折射率。

根据此的构造，可对工件就使掩模图案成像的性能作良好的修正。此外，作为一例，反射修正光学系可通过在规定的位置上配置凹面反射镜、二个凸透镜及一个凹透镜的组合，以及所述反射体及被配置在其两侧的凸透镜而构成。

又，在本发明的投影光学系统中，入射侧凸透镜、出射侧凸透镜以及凹面反射镜的焦距最好设定成满足下列的关系：

1.2＜|fa/fb|＜5.5

其中，fa为入射侧凸透镜与出射侧凸透镜的焦点距离，fb为凹面反射镜的焦点距离。

根据此构造，投影光学系统，当设定两凸透镜分别为同一焦点距离fa时，通过使与反射镜的焦距比的关系为1.2＜fa/fb，可抑制过度的成像力，维持其远心性，而且，通过设定fa/fb＜5.5，可抑制成像力(折射率)的不足，维持远心性。

并且，在本发明的投影光学系统中，入射侧凸透镜、出射侧凸透镜以及用于修正光学系的各透镜，最好分别为一片的单透镜。

根据此构造，投影光学系统在使用紫外线以及比紫外线波长还短的光时，可使因投影光劣化而造成的像差变动的影响降至最低。

又，所述支撑移动机构最好包括：支撑装置，将所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜支撑为同轴状，并使其保持规定的距离；和移动机构，使该支撑机构能够相对所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜的光轴方向进行平行移动。

根据此构造，在进行投影像的倍率调整之际，将支撑装置通过移动装置于该凸透镜光轴方向平行移动时，在入射侧凸透镜及出射侧凸透镜双方保持规定的间隔的状态下，于光轴上平行地以同一量移动。此时，通过使入射侧凸透镜及出射侧凸透镜向同一方向移动，例如，在使入射侧凸透镜相对于焦点面朝正向移动时，使出射侧凸透镜相对于焦点面朝负向移动。

通过抵消对于焦点的相互影响，改变两凸透镜在光路中的位置，来进行倍率的调整。

附图说明

图1为表示本发明的投影光学系统的配置的立体图。

图2为表示本发明的投影光学系统全体的剖视图。

图3的(a)为本发明的投影光学系统的MTF(Modulation TransferFunction)曲线图，以对比度与空间频率的关系来表示凹面反射镜与两凸透镜的焦点距离满足(式1)的关系的状态。

图3(b)为本发明的投影光学系统的MTF曲线图，以对比度与空间频率的关系来表示凹面反射镜与两凸透镜的焦点距离不满足(式1)的关系的状态。

图4的(a)、(b)、(c)为本发明的投影光学系统的修正光学系的其它构造的模式图。

图5的(a)、(b)、(c)为本发明的投影光学系统中，入射侧凸透镜与出射侧凸透镜沿光轴方向的移动状态的模式图。

图6为公知的投影光学系统的构造的侧视图。

图7(a)、(b)为公知的投影光学系统的构造的剖视图及立体图。

图中：1～投影光学系统；2～入射侧凸透镜；3～出射侧凸透镜；4～反射体；4a～第一反射面；4b～第二反射面；5、5A、5B、5C～修正光学系；5a、5a1、5a2、5a3～第一凸透镜；5b、5b1、5b2、5b3～第二凸透镜；5c～凹透镜；6～凹面反射镜；7～反射修正光学系；8～支撑移动机构；8A～支撑装置；8B～移动装置；9～框体；50～反射折射投影光学系统；51～中间掩模；52、58～透光板；53、57～棱镜；54～平凸透镜；55～凹凸透镜；56～反射镜；59～工件；60～反射折射投影光学系统；61～屋顶式棱镜；62～直角棱镜；63～平凸透镜；64～凹凸透镜；65～凹凸透镜；66～反射镜；70～倍率修正器；71～平凹透镜；72～平凸透镜；73～调节器。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1为投影光学系统的配置的立体图，图2为表示投影光学系统全体的剖视图。

如图1所示，投影光学系统1设置于投影曝光装置的掩模与工件之间。然后，如图2所示，投影光学系统1包括入射侧凸透镜2、出射侧凸透镜3、反射体4、反射修正光学系7、支撑移动机构8以及框体9。

入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3形成彼此同轴，在以规定的距离分离的状态下，设置于移动机构8上，反射体4位于入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3之间。

在该投影光学系统1中，当通过掩模的投影光入射时，该投影光在通过入射侧凸透镜2后，在反射体4的第一反射面4a反射，其行进方向从相对于设置面的平行方向变更至相对于设置面的垂直方向。

该投影光在通过反射修正光学系7将行进方向反转而引导至反射体4之后，于该反射体4的第二反射面4b反射，该行进方向相对于设置面的垂直方向变更至相对于设置面的平行方向。然后，投影光在通过出射侧凸透镜3之后，到达工件。

此外，构成该投影光学系统1的各部分(入射侧凸透镜2、出射侧凸透镜3、反射体4、反射修正光学系7、支撑移动机构8)分别容纳于框体9内。

又，反射修正光学系7，构成该反射修正光学系7的各透镜(5a～5c、6)，相对于设置框体9的设置面，平行地设置于框体9内。

而且，由支撑移动机构8所支撑的入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3，相对于设置面垂直地设置于框体9内。

入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3相互以规定的距离配置，使反射体4位于入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3之间。

于此，本实施方式的投影光学系统1的各透镜采用单透镜。这是因为在照明光使用紫外线及较紫外线波长短的光的情况下，若使用接合透镜，则由于将透镜接合而产生成像性能劣化，即，相对因成而理想的成像的偏差的像差变动所造成影响变大，若使用单透镜，可将该像差变动抑制到最小。

而且，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3只要是具有一般凸透镜的功能便可，可适当地选择。

而且，在本实施方式中，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3分别使用具有同一折射率的透镜。

参照图2，反射体4用于变更光的行进方向，具体而言，通过入射侧凸透镜的投影光的行进方向，相对于设置面从水平方向变更成垂直方向的同时，从后述的反射修正光学系7侧入射的投影光的行进方向，相对于设置面从垂直方向变更为水平方向，而将投影光引导至出射侧凸透镜3。

在该反射体4上，设置有第一反射面4a与第二反射面4b。该等反射面相对于设置面保持规定的交差角而形成斜面。

因此，通过入射侧凸透镜2的投影光，在第一反射面4a反射而变更其行进方向，从反射修正光学系7侧入射的投影光，在第二反射面4b反射而变更其行进方向。

而且，反射体4为将长方体接合于二等边三角柱而形成五角柱形状，第一反射面4a与第二反射面4b设置于对应至二等边三角柱的二等边部分所形成的倾斜面的位置。

换言之，该反射体4从断面观察为具有五角形的形状的直角棱镜。(参照图2)

于此，反射体4的形状也可以为三角柱状，或其它多角柱形状。

又，第一反射面4a与第二反射面4b只要是能够将投影光向所希望的方向正确地反射的反射面便可，例如可适当地选择利用溅射(sputtering)及蒸镀等的方法将反射膜形成于表面的反射面，以及利用镜面加工技术使表面成为镜面的反射面。

并且，在本实施方式中，第一反射面4a与第二反射面4b，相对于通过入射侧凸透镜2的投影光直接朝向出射侧凸透镜3的光路，设置成以大约45度角的交叉角相互交叉。

因此，光路相对于设置面平行地设置的状况下，第一反射面4a与第二反射面4b相对于设置面，设置成以大约45度角的交叉角相互交叉。

如此，在本实施方式中，相对于通过入射侧凸透镜2的投影光的第一反射面4a的入射角为45度，相对于从反射修正光学系7侧入射的投影光的第二反射面4b的入射角为45度。

而且，相对于第一反射面4a与第二反射面4b的光路的交叉角并不限定为45度，只要使投影光最后能够到达工件，掩模的图案成像于该工件上，可正确地曝光即可，并无特别限定，可任意设定。

又，如图2所示，对于该反射体4的设置方法并无特别的限定，只要将反射体4设置成：(1)可维持反射体4的两反射面4a、4b与两凸透镜2、3的关系，且(2)维持入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的分离距离，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3通过支撑移动机构8沿光轴方向平行地移动即可。

例如，反射体4由未图示的桌体固定的状态配置于框体9中，又，反射体4的两端部分通过保持部而保持着，所特别设置的形态只要具有所述的构造1、2，则其它不作限定。

如图2所示，反射修正光学系7包括修正光学系5与凹面反射镜6。

修正光学系5用于对在反射体4被反射的改变了其行进方向的投影光的像差进行修正。

凹面反射镜6用于反射通过了修正光学系5的投影光。

具体地说，凹面反射镜6反射从反射体4的第一反射面4a反射后的通过修正光学系5的投影光，在使其通过修正光学系5后，引导至反射体4的第二反射面4b。

该凹面反射镜6的焦点距离及设置于框体9内的高度对应于入射侧凸透镜2、反射体4以及修正光学系5的配置等而决定。

而且，本实施方式中，凹面反射镜6、入射侧凸透镜2以及出射侧凸透镜3的焦点距离的设定，满足下列式(1)的关系：

1.2＜|fa/fb|＜5.5    (1)

其中，fa为入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的焦点距离，fb为凹面反射镜6的焦点距离。

即fa/fb所得的值的绝对值比1.2大而比5.5小。

于此，在不满足上式(1)的条件的情况下，例如fa/fb所得的值的绝对值比1.2小的状况下(1.2＞|fa/fb|)，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的成像力(折射力)比凹面反射镜6的成像力大，即由于焦点距离fa变小，无法维持远心性(telecentric)(主光轴的平行性)。

一方面，在fa/fb所得的值的绝对值比5.5大的情况下(5.5＜|fa/fb|)，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的成像力(折射力)比凹面反射镜6的成像力小，即由于焦点距离fa变大，无法维持远心性(telecentric)(主光轴的平行性)。

于此，满足与不满足式(1)分别用图3a及图3b所示的MTF(Modulation Transfer Function)曲线进行说明。

于此，MTF曲线是为了得知透镜的成像性能，将掩模图案(掩模图像)的对比度(contrast)可忠实地再现到何种程度，作为空间频率而表现的曲线。

而且，图3(a)为在满足式(1)的情况下对比度与空间频率的关系图。图3(b)为在不满足式(1)的情况下对比度与空间频率的关系图。

参照图3(a)及图3(b)，从对比度为1.0(100％)的位置以点划线连接至空间频率的最大值的点，表示理想透镜的成像性能的理想线。又，在该等图中，以P点所示的位置为截止(cut-off)频率(分辨率)＝(波长λ/2×NA(透镜的数值孔径))(其中NA＝n×sinα)。

于此，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的焦点距离fa＝800，凹面反射镜的焦点距离fb＝670的情况下，fa/fb＝1.19，不满足所述式(1)的条件。

在此状况下的MTF曲线为第3b图的曲线，如第3b图所示，在此状况下的MTF曲线大大地偏离了图中点划线所示的理想线。

基于所述的理由，由于丧失远心性，表示用来维持远心性的MTF曲线恶化。

又，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的焦点距离fa＝1200，而凹面反射镜的焦点距离fb＝670的情况下，fa/fb＝1.79满足所述式(1)的条件。

在此状况下的MTF曲线为第3a图的曲线，如第3a图所示，在此状况下的MTF曲线接近图中点划线所示的理想线。

基于所述的理由，由于远心性良好，表示用来维持远心性的MTF曲线也表示良好的结果。

而且，若fa/fb的值超过5.5，由于不满足所述式(1)，得到与第3b图所示相同的结果，即，MTF曲线大大地偏离了图中点划线所示的理想线。

如此，入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的焦点距离fa与凹面反射镜6的焦点距离fb的关系在满足所述式(1)的条件的限制中，具备远心性，能够以高对比度使所希望的图案成像于工件上的光线到达工件。

参照图2，修正光学系5系由第一凸透镜5a、第二凸透镜5b以及凹透镜5c所构成。该等第一凸透镜5a、第二凸透镜5b以及凹透镜5c系相互共轴，并且由单透镜配置。

于此，第一凸透镜5a与第二凸透镜5b的形状只要至少一面为凸面的透镜即可，又，凹透镜5c的形状只要至少一面为凹面即可。

于此，本实施方式中的修正光学系5，虽然设置有第一凸透镜5a与第二凸透镜5b，但在不需要保持高精度的情况下，省略第一凸透镜5a与第二凸透镜5b其中之一亦可。

在此状况下，修正光学系5系由第一凸透镜5a与第二凸透镜5b其中之一与凹透镜5c构成。

于此，参照图2，反射修正光学系7系由凹面反射镜6、第一凸透镜5a、第二凸透镜5b以及凹透镜5c所构成。

凹面反射镜6位于离设置面一定的高度，配置于反射体4正上方的位置，而设置于框体9内。

在该凹面反射镜6与反射体4之间，具有两面皆为凸面的第一凸透镜5a以及单面为凸面的第二凸透镜5b，以规定的距离分离配置，在第二凸透镜5b与凹面反射镜6之间，接近凹面反射镜6附近的位置，配置具有两面皆为凹面的凹透镜5c。

然后，在本实施方式中，该反射修正光学系7设定为全体具有正的折射率。

而且，构成修正光学系5的第一凸透镜5a、第二凸透镜5b以及凹透镜5c通过未图示的透镜保持器配置于框体9内规定的位置上。

又，构成反射修正光学系7的修正光学系5的透镜配置及种类并不限于图2所示，例如图4(a)至图4(c)所示的透镜配置及种类亦可。

图4(a)所示的例子，修正光学系5A系由凸透镜5a1、凸透镜5b1以及凹面镜5c1所构成。

凸透镜5a1与凸透镜5b1为单面为凸面的透镜，凸透镜5a1与凸透镜5b1的凸面相向配置。

凹透镜5c1为单面为凹面的透镜，该凹面系面向凸透镜5b1的方向配置。

而且，该修正光学系5A设定为全体具有正的折射率。

图4(b)所示的例子，修正光学系5B由凸透镜5a2、凸透镜5b2以及凹面镜5c2所构成。

凸透镜5a2与凸透镜5b2为单面为凸面的透镜，凹透镜5c2为单面为凹面的透镜。

然后，凸透镜5a2的凸面、凸透镜5b2的凸面与凹透镜5c2的凹面分别朝向凹面反射镜6的方向配置。

而且，该修正光学系5B设定为全体具有正的折射率。

图4(c)所示的例子，修正光学系5C由凸透镜5a3、凸透镜5b3以及凹面镜5c3所构成。

在该修正光学系5C中，凹面镜5c3的方向系朝向凹面反射镜6的方向配置，凸透镜5a3为两面均为凸面，此点与4(a)所示的例子不同。

而且，该修正光学系5C设定为全体具有正的折射率。

本实施方式中的修正光学系5并不限于图4(a)～图4(c)所示的形态，只要修正光学系5全体具有正的折射率即可，并不做特别的限定。

至于各凸透镜及凹透镜的直径及厚度、凸透镜的凸面及凹透镜的凹面的配置等，可做适当的变更。

参照图2及图5，支撑移动机构8包括将入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3分开规定的距离而支撑的支撑装置8A，以及使该支撑装置8A移动的移动装置8B。

然后，在该支撑移动机构8中，支撑装置8A通过导轨(未图示)等的导引装置，平行于沿光轴A的方向(光轴方向)可移动地支撑着。而且，光轴方向是通过了入射侧凸透镜2的投影光直接射向出射侧凸透镜3时的光路。

移动装置8B为使支撑装置8A沿光轴A方向移动的物，在本实施方式中，由伺服马达等的驱动马达(未图示)及传送螺杆等的传动装置(未图示)而具体地实施。

而且，该移动装置8B并不限定于该等装置，只要可精密地使支撑装置8A移动即可，并不做特别的限定。

在本实施方式中，该支撑移动机构8的移动装置8B，通过使支撑装置8A平行于光轴A的方向移动，进行成像于工件上的像(图案)的倍率的调整。

具体地讲，在该支撑移动机构8中，当支撑装置8A沿导轨(未图示)移动时，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的分离距离保持一定的状态下移动，反射体4与入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的位置关系被改变。

由此，例如入射侧凸透镜2，相对于焦点面于正向侧移动的情况下，出射侧凸透镜3相对于焦点面于负向侧移动，因此入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3相对于焦点的影响相互抵消。一方面，通过变更出射侧凸透镜3与工件的距离以及入射侧凸透镜2与掩模的位置，可调整成像于工件上的图案的倍率。

因此，能够在成像于工件上的图案的焦点不发生偏差地调整图案的倍率。

接着，说明投影光学系统1的作用。

参照图1，从光源照射的照明光，其行进方向通过反射镜变更，通过滤光器及各种透镜后，到达投影光学系统1。

然后，照明光通过入射侧凸透镜2后，作为投影光到达反射体4。

参照图2，从入射侧凸透镜2侧入射的投影光于反射体4的第一反射面4A反射，该投影光的光路从水平方向变更至垂直方向。然后，投影光被引导至反射修正光学系7。

而且，在本实施方式中，通过掩模后入射到入射侧凸透镜2的投影光，其光路被设定为从入射侧凸透镜2正中央下方的部分入射。

反射体4的第一反射面4a中，所反射的投影光，通过修正光学系5之后，由凹面反射镜6反射，其行进方向为反方向。

然后，再度通过了修正光学系5之后，到达反射体4的第二反射面4b。

此时，在本实施方式中，修正光学系5被设定为具有正的折射率，并且凹面反射镜6的焦点距离fb与入射侧凸透镜2(出射侧凸透镜3)的焦点距离fa的关系式由于设定成满足所述式(1)的条件，可维持远心性(主光线的平行性)。

从反射修正光学系7到达反射体4的投影光，在反射体的第二反射面4b反射，其行进方向从垂直方向变更至水平方向，通过出射侧凸透镜3，到达工件。

而且，在本实施方式中，第二反射面4b反射后入射于出射侧凸透镜3的投影光，其光路被设定为从出射侧凸透镜3正中央下方的部分入射。

其次，在投影光学系统1中，在变更成像于工件上的图案的倍率情况下，针对支撑移动机构8的动作做说明。

参照图5(a)，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的倍率为1倍(等倍)的情况下，支撑移动机构8通过移动装置8B调整支撑装置8A的位置，使入射侧凸透镜2与第一反射面4a的距离，以及出射侧凸透镜3与第二反射面4b的距离相同。

而且，在本实施方式中，在使支撑装置8A平行沿光轴A移动时的入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的倍率的变化量，与支撑装置8A的移动量构成关联，将表示该关联的信息存储于未图示的存储装置。

在本实施方式中，当设定入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的倍率时，移动装置8B参照该关联而决定支撑装置8A的移动方向及移动量。

参照图5(b)，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的倍率变小时，支撑移动机构8的移动装置8B

此时，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3之间的分离距离保持一定的状态下，由于入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3伴随支撑装置8A的移动而移动，保持成像于工件上的图案对焦的状态，倍率可以变小。

一方面，参照图5(c)，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3的倍率变大的情况下，支撑移动机构8的移动装置8B使支撑装置8A沿图中以X2表示的方向移动，而入射侧凸透镜2与第一反射面4a的距离比出射侧凸透镜3与第二反射面4b的距离小。

此时，在入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3之间的分离距离保持一定的状态下，由于入射侧凸透镜2与出射侧凸透镜3伴随支撑装置8A的移动而移动，保持成像于工件上的图案对焦的状态，倍率可以变大。

在以上所说明的本发明的投影光学系统可得到以下所述的优良效果。

在本发明的投影光学系统中，配置于反射体两侧的入射侧凸透镜与出射侧凸透镜系通过平行于入射侧凸透镜与出射侧凸透镜的光轴，且保持入射侧凸透镜与出射侧凸透镜的分离距离，而可移动的支撑移动机构所支撑。

因此，入射侧凸透镜与出射侧凸透镜通过支撑移动机构使其移动而改变倍率，焦点可维持所设定的状态，无法调整焦点而仅可改变倍率。

然而，投影光学系统，即使由支撑移动机构使两凸透镜移动，但可在保持光学平衡的状态下进行倍率的调整，因而可将伴随两凸透镜移动所产生的畸变抑制到最小。

投影光学系统由于保持反射光学系全体为正的折射率，所以可对于最终成像于工件上的掩模图案的性能做良好的修正。

投影光学系统由于入射侧凸透镜或出射侧凸透镜的焦点距离fa与凹面反射镜fb被设定为满足1.2＜fa/fb＜5.5的关系，所以可维持主光线的平行性而适进行适当的光投影。

投影光学系统由于在从入射侧凸透镜到出射侧凸透镜的光路中所使用的各透镜均为单透镜，与接合透镜不同，无须考虑一切接合面的微妙变化，可以始终维持高精度的投影光。

投影光学系统由于将以规定的间隔支撑入射侧凸透镜及出射侧凸透镜的支撑装置，通过移动装置平行于设置面进行移动，所以可简化构造，维持移动精度而进行平滑的移动。

Claims (3)

1.一种投影光学系统，用于将通过使从光源照射来的照明光通过掩模而得到的投影光投影到工件的曝光区域上，其特征在于，包括：

反射体，以规定的角度设置反射所述投影光并改变所述投影光的行进方向的第一反射面及第二反射面；

入射侧凸透镜，使投影光通过并将所述投影光引导向所述第一反射面；

反射修正光学系，反射所述第一反射面所反射的所述投影光，并将其引导至所述第二反射面；

出射侧凸透镜，使所述第二反射面所反射的所述投影光通过，并将所述投影光引导至所述工件上；以及

支撑移动机构，将所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜支撑为同轴状，并使其保持规定的距离，以使所述反射体位于所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜之间，并且使所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜能够相对所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜的光轴方向进行平行移动；

所述反射修正光学系包括：凹面反射镜，反射由第一反射面所反射的投影光；以及由多个透镜构成的修正光学系；所述修正光学系位于所述凹面反射镜与所述反射体之间，在使投影光通过的同时，对所述投影光的像差进行修正；

所述入射侧凸透镜、所述出射侧凸透镜以及所述修正光学系的各透镜，分别为一片的单透镜；

所述支撑移动机构包括：支撑装置，将所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜支撑为同轴状，并使其保持规定的距离；和移动机构，使该支撑机构能够相对所述入射侧凸透镜与所述出射侧凸透镜的光轴方向进行平行移动。

2.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，将所述修正光学系配置成作为全体具有正的折射率。

3.根据权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征在于，设定所述入射侧凸透镜、所述出射侧凸透镜以及所述凹面反射镜的焦距，使其满足以下公式的关系：

1.2＜|fa/fb|＜5.5

其中，fa为入射侧凸透镜与出射侧凸透镜的焦点距离；

fb为凹面反射镜的焦点距离。

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