JP2000056219A - 投影光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】広い露光領域と大きな開口数とを確保し、両側
テレセントリックとし、しかも諸収差を極めて良好に補
正し得る高性能な投影光学系を提供する。 【解決手段】第１面Ｒの像を第２面Ｗ上に投影する投影
光学系において、第１面Ｒ側から順に、正、負、正、
負、正の各屈折力を持つ第１〜第５レンズ群Ｇ₁〜Ｇ₅よ
り構成され、第１レンズ群Ｇ₁中の最も第１面側に配置
された第１レンズＬ₁は、第１面側に凹面を向けたメニ
スカス形状に形成され、第５レンズ群Ｇ₅は、第１面側
から順に、少なくとも１枚の正レンズと、負の屈折力を
持つ気体レンズＬ_aと、少なくとも３枚の正レンズとを
含み、且つ、Ｆ_a：第５レンズ中の気体レンズＬ_aの焦点
距離、Ｌ：第１面から第２面までの光軸上の距離とする
とき、０．１５＜−Ｆ_a／Ｌ＜０．６０、その他の各条
件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスク、レチクル
などの原版上に形成されたパターンの像を、ウエハ、ガ
ラスプレートなどの基板上の感光面に投影して露光する
投影露光装置に関し、特にこの投影露光装置に用いられ
る投影光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路のパターンの微細化が進むに従
い、ウエハの焼付けに用いられる投影光学系に対し、要
求される性能もますます厳しくなってきている。このよ
うな状況の中で、投影光学系の解像力の向上について
は、露光波長λをより短くするか、あるいは投影光学系
の開口数（ＮＡ）を大きくすることが考えられる。近年
においては転写パターンの微細化に対応するために、露
光用の光源はｇ線、ｉ線に代わって、ＫｒＦエキシマレ
ーザーなどが注目されている。一方では物体側、像側の
両側テレセントリックな光学系が要求されており、例え
ば、特開平３−８８３１７号公報や特開平４−１５７４
１２号公報などに開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両側テ
レセントリックな光学系でありながら、広い露光領域全
体にわたって高解像力を得ることは、収差補正の観点か
ら難しくなっている。そこで本発明は以上の問題点に鑑
みてなされたものであり、広い露光領域と大きな開口数
とを確保し、両側テレセントリックとし、しかも諸収差
を極めて良好に補正し得る高性能な投影光学系を提供す
ることを課題としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１面の像を第２面上に投影する投影光
学系において、第１面側から順に、正の屈折力を持つ第
１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の
屈折力を持つ第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レ
ンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群より構成さ
れ、第１レンズ群中の最も第１面側に配置された第１レ
ンズは、第１面側に凹面を向けたメニスカス形状に形成
され、第５レンズ群は、第１面側から順に、少なくとも
１枚の正レンズと、負の屈折力を持つ気体レンズと、少
なくとも３枚の正レンズとを含み、且つ、 Ｆ_a：第５レンズ中の前記気体レンズの焦点距離 Ｆ_i：第ｉレンズ群の焦点距離（ｉ＝１〜５） Ｌ：第１面から第２面までの光軸上の距離とするとき、 ０．１５＜−Ｆ_a／Ｌ＜０．６０ ‥‥（１） ０．０５＜Ｆ₁／Ｌ＜０．５０ ‥‥（２） ０．０１＜−Ｆ₂／Ｌ＜０．１０ ‥‥（３） ０．２０＜Ｆ₃／Ｆ₁＜１．２０ ‥‥（４） ０．１０＜Ｆ₂／Ｆ₄＜１．００ ‥‥（５） ０．０１＜Ｆ₅／Ｌ＜１．００ ‥‥（６） なる各条件を満足することを特徴とする投影光学系を提
供する。

【０００５】先ず、本発明のレンズ構成について説明す
る。正の屈折力を持つ第１レンズ群は、テレセントリッ
ク性の維持と歪曲収差の補正に寄与している。負の屈折
力を持つ第２レンズ群と第４レンズ群は、主にペッツバ
ール和の補正に寄与し、像面を平坦にしている。第２レ
ンズ群と第３レンズ群は、それぞれ負の屈折力と正の屈
折力を持つことにより、逆望遠系の構成となっている。
正の屈折力を持つ第５レンズ群は、開口数に寄与してい
る。

【０００６】第１レンズ群中の第１レンズは、第１面側
に凹面を向けたメニスカス形状とすることで、光軸と平
行でない斜光線のうち、拡散光線に対して逆らわずに光
線を通すことが可能になるため、高次収差が発生しにく
い。また像側開口数が大きくなると、第５レンズ群のレ
ンズ径が大きくなり、正レンズによる高次の収差が発生
する。そこでこの高次の収差の補正を行うために、強い
負の屈折力を持つ気体レンズを第５レンズ中に配置して
いる。

【０００７】次に、前記各条件式について説明する。条
件式（１）は、第５レンズ群中の強い負の屈折力を持つ
気体レンズのパワー範囲を規定するものである。条件式
（１）の下限を超えると、負の屈折力が強くなりすぎ
て、偏芯等、製造誤差に厳しいレンズとなる。逆に条件
式（１）の上限を超えると、負の屈折力が弱まり、第５
レンズ群の正レンズで発生する高次収差の補正が不十分
となる。条件式（２）は、第１レンズ群の適性なパワー
範囲を規定するものである。条件式（２）の下限を超え
ると、高次の歪曲収差が発生する原因となる。逆に条件
式（２）の上限を越えると、第２、第４レンズ群で発生
する負の歪曲収差を第１レンズ群で補正しきれなくな
る。

【０００８】条件式（３）は、第２レンズ群の適性なパ
ワー範囲を規定するものである。条件式（３）の下限を
超えると、負の歪曲収差が大きく発生し、補正が困難と
なる。逆に条件式（３）の上限を超えると、ペッツバー
ル和の補正量が不足し、像面が平坦にならない。条件式
（４）は、第１レンズ群と第３レンズ群の焦点距離の最
適な屈折力配分を規定するものである。条件式（４）の
下限を超えると、第１レンズ群の屈折力が第３レンズ群
の屈折力に対して、相対的に弱くなるため、負の歪曲収
差が大きく発生する。逆に条件式（４）の上限を超える
と、第３レンズ群の屈折力が第１レンズ群の屈折力に対
して、相対的に弱くなるため、同様に負の歪曲収差が大
きく発生する。

【０００９】条件式（５）は、第２レンズ群と第４レン
ズ群の焦点距離の最適な屈折力配分を規定するものであ
り、主にペッツバール和を小さくして、広い露光フィー
ルドを確保しながら、像面湾曲を良好に補正するための
ものである。条件式（５）の下限を超えると、第４レン
ズ群の屈折力が第２レンズ群の屈折力に対して、相対的
に弱くなるため、正のペッツバール和が大きく発生す
る。逆に条件式（５）の上限を超えると、第２レンズ群
の屈折力が第４レンズ群の屈折力に対して、相対的に弱
くなるため、同様に正のペッツバール和が大きく発生す
る。条件式（６）は、第５レンズ群の適性なパフー範囲
を規定するものである。条件式（６）の下限を超える
と、高次の球面収差及び、高次のコマ収差が発生する。
逆に条件式（６）の上限を超えると、レンズ径の拡大、
レンズ系の長大化を招く。

【００１０】次に、本発明においては、 Ｒ₁：第１レンズ群中の第１レンズの第１面側レンズ面
の曲率半径 Ｒ₂：第１レンズ群中の第１レンズの第２面側レンズ面
の曲率半径 Ｒ_a1：第５レンズ群中の気体レンズの第１面側境界面の
曲率半径 Ｒ_a2：第５レンズ群中の気体レンズの第２面側境界面の
曲率半径とするとき、 −１＜（Ｒ₁−Ｒ₂）／（Ｒ₁＋Ｒ₂）＜０ ‥‥（７） ０．１＜（Ｒ_a1−Ｒ_a2）／（Ｒ_a1＋Ｒ_a2）＜１．０ ‥‥（８） なる条件を満足することが好ましい。

【００１１】条件式（７）は、第１レンズ群中の第１レ
ンズの形状因子の適正な範囲を規定するものである。条
件式（７）の上限を越えると、第１レンズの第２面側レ
ンズ面Ｒ₂での屈折作用が、第１面側レンズ面Ｒ₁での屈
折作用に比して相対的に大きくなるために、歪曲収差を
良好に補正することができない。逆に条件式（７）の下
限を越えると、斜光線のうちの拡散光線に対してレンズ
面が逆らうことになるので、高次収差が発生しやすくな
る。

【００１２】条件式（８）は、第５レンズ群中の気体レ
ンズの形状因子の適正な範囲を規定するものである。条
件式（８）の上限を越えると、特に気体レンズの第２面
側境界面Ｒ_a2に要求される公差が厳しくなり、製造に適
さない。逆に条件式（８）の下限を越えると、気体レン
ズの負のパワーが弱くなり、高次収差の補正不足とな
る。なお、気体レンズの第１面側境界面Ｒ_a1とは、当該
気体レンズの第１面側に隣接するレンズ素子の第２面側
レンズ面に対応しており、気体レンズの第２面側境界面
Ｒ_a2とは、当該気体レンズの第２面側に隣接するレンズ
素子の第１面側レンズ面に対応している。

【００１３】次に、本発明における第２レンズ群は、最
も第１面側と最も第２面側に共に負レンズを有し、該両
負レンズの間に、第１面側から順に、正レンズと２枚の
負レンズとを少なくとも有することが好ましい。最も第
１面側に配置される負レンズと、最も第２面側に配置さ
れる負レンズは、像面湾曲とコマ収差の補正に寄与す
る。これらの両負レンズの間に配置される中間レンズ群
のうち、第２面側に配置される２枚の負レンズは、像面
湾曲の補正に寄与し、第１面側に配置される正レンズ
は、第２面側に配置される２枚の負レンズで発生する歪
曲収差の補正に寄与する。

【００１４】次に、本発明においては、 β：投影光学系の投影倍率 ＮＡ：投影光学系の像側最大開口数とするとき、 ０．１２５＜−β＜０．１７５ ‥‥（９） ０．６５＜ＮＡ ‥‥（１０） なる条件を満足することが好ましい。

【００１５】条件式（９）は、投影光学系の投影倍率の
適正な範囲を規定したものである。条件式（９）の下限
を超えると、第２面上の露光領域に対して第１面上の領
域が大きいため、歪曲収差の補正が困難であることや、
第１面となるマスクの製造も困難となることから好まし
くない。逆に条件式（９）の上限を超えると、開口数を
大きくしたときペッツバール和の補正が困難である。ま
た、本発明は上記の構成によって、十分に大きな開口数
を持つ場合でも、諸収差を極めて良好に補正し得る高性
能な投影光学系を提供するものである。従って、本発明
の効果を十分に発揮するためには、条件式（１０）を満
たすことが望ましい。

【００１６】また、本発明は、マスク上に形成された回
路パターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露光
装置であって、第１面に位置したマスクを照明する照明
光学系と、上記本発明にかかる投影光学系とを備え、該
投影光学系により第２面に位置決めされた感光性基板へ
前記マスク上の前記回路パターンを転写することを特徴
とする。また、本発明は、マスク上に形成された回路パ
ターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露光方法
であって、第１面に位置したマスクを照明し、上記投影
露光装置により第２面に位置決めされた感光性基板上へ
前記マスク上の前記回路パターンを転写することを特徴
とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は本発明による投影光学系を搭載した
投影露光装置の一例を示す。レチクルＲはレチクルステ
ージＲＳ上に載置されており、ウエハＷはウエハステー
ジＷＳ上に載置されている。レチクルＲの下面（第１
面、パターン面）には、ウエハＷの上面（第２面、感光
面）に転写しようとするパターンが描かれており、レチ
クルＲのパターン面のうち、矩形状の照明領域ＩＦは、
照明光学系ＩＳによって均一に照明されている。照明光
学系ＩＳの内部に配置される光源としては、例えばＫｒ
Ｆエキシマレーザー（中心波長２４８．４ｎｍ）を用い
ることができる。

【００１８】照明領域ＩＦを通過した光は、投影光学系
ＰＬを通過して、ウエハＷの感光面のうちの露光領域Ｅ
Ｆに、照明領域ＩＦ内のパターンの像を結像する。投影
光学系の内部には、開口絞りＡＳが設けられている。レ
チクルＲとウエハＷとは、照明領域ＩＦ及び露光領域Ｅ
Ｆの短辺方向に、投影光学系ＰＬの投影倍率に対応した
速度比にて、互いに同期して走査するように構成されて
おり、こうして照明領域ＩＦ及び露光領域ＥＦを短辺方
向に拡大した範囲のパターンの像が、ウエハＷの感光面
に転写される。なお、図１では走査型の露光装置を示し
たが、本発明による投影光学系は、一括露光型の露光装
置に適用することもできる。

【００１９】次に、本発明による投影光学系の第１実施
例を図２に示す。この投影光学系は、レチクルＲ側から
順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ₁、負の屈折力
を持つ第２レンズ群Ｇ₂、正の屈折力を持つ第３レンズ
群Ｇ₃、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ₄、及び正の屈
折力を持つ第５レンズ群Ｇ₅より構成されている。開口
絞りＡＳは、第４レンズ群Ｇ₄と第５レンズ群Ｇ₅との間
の光路中に配置されている。

【００２０】第１レンズ群Ｇ₁は、レチクルＲ側から順
に、レチクルＲ側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
₁₁と、２枚の両凸レンズＬ₁₂、Ｌ₁₃と、レチクルＲ側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₁₄とから構成されて
いる。第２レンズ群Ｇ₂は、レチクルＲ側から順に、レ
チクルＲ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₂₁と、
中間レンズ群Ｌ₂₂、Ｌ₂₃、Ｌ₂₄と、両凹レンズＬ₂₅とか
ら構成され、このうち、中間レンズ群Ｌ₂₂、Ｌ₂₃、Ｌ₂₄
は、両凸レンズＬ₂₂と、レチクルＲ側に平面を向けた平
凹レンズＬ₂₃と、両凹レンズＬ₂₄とから構成されてい
る。

【００２１】第３レンズ群Ｇ₃は、レチクルＲ側から順
に、レチクルＲ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
₃₁と、レチクルＲ側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ₃₂と、レチクルＲ側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズＬ₃₃と、２枚の両凸レンズＬ₃₄、Ｌ₃₅と、レチクルＲ
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₃₆とから構成さ
れている。第４レンズ群Ｇ₄は、レチクルＲ側から順
に、レチクルＲ側に凸面を向けた２枚の負メニスカスレ
ンズＬ₄₁、Ｌ₄₂と、両凹レンズＬ₄₃と、レチクルＲ側に
凹面を向けた負メニスカスレンズＬ₄₄と、レチクルＲ側
に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ₄₅とから構成され
ている。

【００２２】第５レンズ群Ｇ₅は、レチクルＲ側から順
に、２枚の両凸レンズＬ₅₁、Ｌ₅₂と、レチクルＲ側に凹
面を向けた負メニスカスレンズＬ₅₃と、レチクルＲ側に
凸面を向けた４枚の正メニスカスレンズＬ₅₄、Ｌ₅₅、Ｌ
₅₆、Ｌ₅₇と、レチクルＲ側に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ₅₈と、レチクルＲ側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ₅₉とから構成されている。レンズＬ₅₂のウエ
ハ側レンズ面Ｒ_a1と、レンズＬ₅₃のレチクル側レンズ面
Ｒ_a2とが作る気体レンズＬ_aが、請求項１にいう気体レ
ンズに該当する。本実施例では投影光学系を空気中に配
置しており、したがって気体レンズＬ_aの気体とは空気
である。但し投影光学系を、窒素ガス、あるいはヘリウ
ムガス雰囲気内に配置することもできる。

【００２３】以下の表１に、第１実施例の諸元を示す。
表１の［レンズ諸元］中、第１欄ＮｏはレチクルＲ側か
らの各レンズ面の番号、第２欄ｒは各レンズ面の曲率半
径、第３欄ｄは各レンズ面から次のレンズ面までの光軸
上の距離、第４欄は各レンズ面から次のレンズ面までを
満たすレンズの番号（空欄は空気）を表わす。すべての
レンズの硝材は合成石英（ＳｉＯ₂）であり、使用波長
（２４８．４ｎｍ）での合成石英の屈折率は１．５０８
３９である。また表１の［条件式対応値］に、前記各条
件式（１）〜（１０）中のパラメータの値を示す。ま
た、図３に第１実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収
差を示し、図４に横収差を示す。各収差図において、Ｙ
は像高を表わす。また非点収差図において、点線Ｍはメ
リジオナル像面を表わし、実線Ｓはサジタル像面を表わ
す。

【００２４】

【表１】［レンズ諸元］ Ｎｏ ｒ ｄ 0 ∞ 77.00745 Ｒ 1 -316.80536 17.00000 Ｌ₁₁ 2 -381.58931 36.53146 3 3046.36500 24.38928 Ｌ₁₂ 4 -356.62054 1.00015 5 444.02169 21.95754 Ｌ₁₃ 6 -2230.97622 9.38030 7 268.33737 23.05503 Ｌ₁₄ 8 1568.47000 1.10722 9 222.71138 29.96081 Ｌ₂₁ 10 124.08876 25.43125 11 1905.46000 24.41063 Ｌ₂₂ 12 -402.40299 12.58297 13 ∞ 21.47486 Ｌ₂₃ 14 135.53488 22.62764 15 -206.60118 17.27131 Ｌ₂₄ 16 288.93481 19.45092 17 -162.59450 17.00000 Ｌ₂₅ 18 694.79853 49.39836 19 -482.98411 34.08137 Ｌ₃₁ 20 -179.50957 3.50123 21 -167.16306 31.34764 Ｌ₃₂ 22 -224.82955 19.07136 23 -7284.38447 30.00946 Ｌ₃₃ 24 -350.63077 1.00000 25 880.58158 33.42018 Ｌ₃₄ 26 -541.42526 1.00000 27 460.09165 27.86214 Ｌ₃₅ 28 -4951.72173 1.00000 29 272.88427 26.68882 Ｌ₃₆ 30 749.44712 1.00000 31 193.76569 27.17713 Ｌ₄₁ 32 147.08315 8.63376 33 180.52612 17.00000 Ｌ₄₂ 34 139.06226 41.31457 35 -320.44898 17.00000 Ｌ₄₃ 36 230.36897 38.38837 37 -161.01657 40.62542 Ｌ₄₄ 38 -2160.00691 32.22632 39 -448.39100 32.14411 Ｌ₄₅ 40 -229.68284 9.53811 41 932.22312 37.92112 Ｌ₅₁ 42 -363.67598 1.00000 43 357.06212 35.91263 Ｌ₅₂ 44 -2283.02262 39.41909 Ｌ_a 45 -215.10777 26.94599 Ｌ₅₃ 46 -229.41098 1.00000 47 352.84674 27.32902 Ｌ₅₄ 48 1741.37200 1.00000 49 203.79443 29.25044 Ｌ₅₅ 50 415.84748 1.00000 51 167.78826 32.53758 Ｌ₅₆ 52 256.92826 2.25953 53 142.58880 35.71130 Ｌ₅₇ 54 425.70015 3.90128 55 693.88979 33.01706 Ｌ₅₈ 56 70.74079 6.63440 57 73.44708 51.00000 Ｌ₅₉ 58 576.75639 9.10000 59 ∞ Ｗ ［条件式対応値］ （１）−Ｆ_a／Ｌ＝0.363 （２）Ｆ₁／Ｌ＝0.178 （３）−Ｆ₂／Ｌ＝0.055 （４）Ｆ₃／Ｆ₁＝0.707 （５）Ｆ₂／Ｆ₄＝0.453 （６）Ｆ₅／Ｌ＝0.108 （７）（Ｒ₁−Ｒ₂）／（Ｒ₁＋Ｒ₂）＝-0.09 （８）（Ｒ_a1−Ｒ_a2）／（Ｒ_a1＋Ｒ_a2）＝0.83 （９）−β＝0.166667 （１０）ＮＡ＝0.75

【００２５】次に、本発明による投影光学系の第２実施
例を図５に示す。第１実施例との主な相違点は、第２レ
ンズ群Ｇ₂中の第３レンズＬ₂₃として、レチクルＲ側に
凸面を向けた負メニスカスレンズを用いている点であ
る。以下の表２に、第２実施例の諸元を示す。すべての
レンズの硝材は合成石英である。また、図６と図７に、
第２実施例の諸収差を示す。

【００２６】

【表２】［レンズ諸元］ Ｎｏ ｒ ｄ 0 ∞ 78.23734 Ｒ 1 -295.02398 18.65913 Ｌ₁₁ 2 -339.70169 18.78306 3 1902.43800 31.66040 Ｌ₁₂ 4 -386.03194 1.00000 5 509.48811 21.68228 Ｌ₁₃ 6 -1716.82192 24.05935 7 264.88773 22.25831 Ｌ₁₄ 8 1585.93900 1.00000 9 222.88095 31.27746 Ｌ₂₁ 10 124.56316 23.52783 11 5274.77300 17.00000 Ｌ₂₂ 12 -406.77195 9.22042 13 718.99932 17.00000 Ｌ₂₃ 14 130.82070 23.06963 15 -230.90149 17.00000 Ｌ₂₄ 16 238.50269 21.64052 17 -151.59484 17.00000 Ｌ₂₅ 18 691.45622 53.50952 19 -461.72949 26.30175 Ｌ₃₁ 20 -181.84843 6.84291 21 -167.76720 37.43995 Ｌ₃₂ 22 -222.89582 6.19021 23 -20925.48300 31.16960 Ｌ₃₃ 24 -357.46555 1.00000 25 886.88076 35.07895 Ｌ₃₄ 26 -528.14034 2.02470 27 467.57208 29.76829 Ｌ₃₅ 28 -3319.59280 1.22262 29 287.62594 26.86792 Ｌ₃₆ 30 776.67247 1.04656 31 199.22350 27.01724 Ｌ₄₁ 32 148.50679 8.97653 33 181.29005 17.07684 Ｌ₄₂ 34 141.09285 44.69184 35 -298.13551 18.25238 Ｌ₄₃ 36 241.07750 41.31837 37 -159.04218 19.56917 Ｌ₄₄ 38 -1958.51696 40.58229 39 -458.26817 39.91078 Ｌ₄₅ 40 -228.61420 4.90638 41 1002.12100 41.29882 Ｌ₅₁ 42 -355.74301 1.81O23 43 376.20172 38.80660 Ｌ₅₂ 44 -1741.59380 39.34498 Ｌ_a 45 -229.55352 23.49562 Ｌ₅₃ 46 -245.59481 6.27857 47 332.84477 29.05800 Ｌ₅₄ 48 1312.39000 1.00000 49 209.53264 32.23036 Ｌ₅₅ 50 441.15600 1.00000 51 166.20758 26.70892 Ｌ₅₆ 52 264.61333 1.00000 53 140.16664 32.87764 Ｌ₅₇ 54 386.58728 5.46153 55 589.67814 37.19986 Ｌ₅₈ 56 68.01888 9.20086 57 71.46029 48.85476 Ｌ₅₉ 58 544.73952 9.53274 59 ∞ Ｗ ［条件式対応値］ （１）−Ｆ_a／Ｌ＝0.405 （２）Ｆ₁／Ｌ＝0.182 （３）−Ｆ₂／Ｌ＝0.056 （４）Ｆ₃／Ｆ₁＝0.694 （５）Ｆ₂／Ｆ₄＝0.462 （６）Ｆ₅／Ｌ＝0.111 （７）（Ｒ₁−Ｒ₂）／（Ｒ₁＋Ｒ₂）＝-0.07 （８）（Ｒ_a1−Ｒ_a2）／（Ｒ_a1＋Ｒ_a2）＝0.77 （９）−β＝0.166667 （１０）ＮＡ＝0.75

【００２７】収差図からも明らかなように、第１実施
例、第２実施例とも、所要のレンズ構成と前記各条件式
（１）〜（１０）を満たすことにより、優れた結像性能
をもつことがわかる。なお、第１実施例、第２実施例で
は、２４８．４ｎｍの光を光源として用いた例を示した
が、他の波長の光を光源として用いることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明により、広い露光領
域と大きな開口数とを確保しつつ両側テレセントリック
とし、しかも諸収差を極めて良好に補正し得る高性能な
投影光学系が提供された。

【図面の簡単な説明】

【図１】露光装置の一例を示す概略斜視図

【図２】本発明による投影光学系の第１実施例を示す断
面図

【図３】第１実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差
を示す図

【図４】第１実施例の横収差を示す図

【図５】本発明による投影光学系の第２実施例を示す断
面図

【図６】第２実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差
を示す図

【図７】第２実施例の横収差を示す図

【符号の説明】 Ｒ…レチクル Ｗ…ウエハ ＩＦ…照明領域 ＥＦ…露光領域 ＲＳ…レチクルステージ ＷＳ…ウエハステー
ジ ＩＳ…照明光学系 ＰＬ…投影光学系 Ｇ₁〜Ｇ₅…レンズ群 ＡＳ…開口絞り Ｌ₁₁〜Ｌ₅₉…レンズ Ｌ_a…気体レンズ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１面の像を第２面上に投影する投影光学
   系において、 前記第１面側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群
   と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持
   つ第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、
   正の屈折力を持つ第５レンズ群より構成され、 前記第１レンズ群中の最も前記第１面側に配置された第
   １レンズは、第１面側に凹面を向けたメニスカス形状に
   形成され、 前記第５レンズ群は、前記第１面側から順に、少なくと
   も１枚の正レンズと、負の屈折力を持つ気体レンズと、
   少なくとも３枚の正レンズとを含み、且つ、以下の条件
   を満足することを特徴とする投影光学系。 ０．１５＜−Ｆ_a／Ｌ＜０．６０ ‥‥（１） ０．０５＜Ｆ₁／Ｌ＜０．５０ ‥‥（２） ０．０１＜−Ｆ₂／Ｌ＜０．１０ ‥‥（３） ０．２０＜Ｆ₃／Ｆ₁＜１．２０ ‥‥（４） ０．１０＜Ｆ₂／Ｆ₄＜１．００ ‥‥（５） ０．０１＜Ｆ₅／Ｌ＜１．００ ‥‥（６） 但し、Ｆ_a：前記第５レンズ群中の前記気体レンズの焦
   点距離 Ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離 Ｆ₂：前記第２レンズ群の焦点距離 Ｆ₃：前記第３レンズ群の焦点距離 Ｆ₄：前記第４レンズ群の焦点距離 Ｆ₅：前記第５レンズ群の焦点距離 Ｌ：前記第１面から第２面までの光軸上の距離である。
2. 【請求項２】以下の条件を満足することを特徴とする請
   求項１に記載の投影光学系。 −１＜（Ｒ₁−Ｒ₂）／（Ｒ₁＋Ｒ₂）＜０ ‥‥（７） 但し、Ｒ₁：第１レンズ群中の前記第１レンズの前記第
   １面側レンズ面の曲率半径 Ｒ₂：第１レンズ群中の前記第１レンズの前記第２面側
   レンズ面の曲率半径である。
3. 【請求項３】以下の条件を満足することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の投影光学系。 ０．１＜（Ｒ_a1−Ｒ_a2）／（Ｒ_a1＋Ｒ_a2）＜１．０ ‥‥（８） 但し、Ｒ_a1：第５レンズ群中の前記気体レンズの前記第
   １面側境界面の曲率半径 Ｒ_a2：第５レンズ群中の前記気体レンズの前記第２面側
   境界面の曲率半径である。
4. 【請求項４】前記第２レンズ群は、最も前記第１面側と
   最も前記第２面側に共に負レンズを有し、該両負レンズ
   の間に、前記第１面側から順に、正レンズと２枚の負レ
   ンズとを少なくとも有することを特徴とする請求項１、
   ２又は３に記載の投影光学系。
5. 【請求項５】以下の条件を満足することを特徴とする請
   求項１、２、３又は４に記載の投影光学系。 ０．１２５＜−β＜０．１７５ ‥‥（９） 但し、β：投影光学系の投影倍率である。
6. 【請求項６】以下の条件を満足することを特徴とする請
   求項１、２、３、４又は５に記載の投影光学系。 ０．６５＜ＮＡ ‥‥（１０） 但し、ＮＡ：投影光学系の像側最大開口数である。