JP2000206410A - Projection optical system, projection exposure device and projection exposure method - Google Patents

Projection optical system, projection exposure device and projection exposure method

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JP2000206410A
JP2000206410A JP11005708A JP570899A JP2000206410A JP 2000206410 A JP2000206410 A JP 2000206410A JP 11005708 A JP11005708 A JP 11005708A JP 570899 A JP570899 A JP 570899A JP 2000206410 A JP2000206410 A JP 2000206410A
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optical system
projection optical
reflecting mirror
projection
group
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JP11005708A
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Japanese (ja)
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Toshiro Ishiyama
敏朗 石山
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Nikon Corp
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To have a large numerical aperture, while providing complete chromatic aberration compensating ability by forming light from a 1st object into a primary image on a 2nd object through a group having prescribed power and a reflection mirror. SOLUTION: A reticle R (1st object) which functions as a projection original plate where a specified circuit pattern is formed is arranged on the object surface of a projection optical system PL, and a wafer W (2nd object) which functions as a substrate is arranged on the image surface of the optical system PL. The reticle R is held on a reticle stage RS, and the wafer W is held on a wafer stage WS. Illuminating light supplied from an illumination optical device IS arranged to illuminate uniformly the reticle R above the reticle R illuminates the reticle R and the image of a light source in the device IS is formed at the pupil position of the optical system PL, and the so-called 'Koehler illumination' is performed. The pattern image of the reticle R Koehler- illuminated by the optical system PL is exposed and transferred on the wafer W.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ある物体上のパターン
を別の物体上に縮小投影するための投影露光装置並びに
投影露光装置及び方法に関するものであり、特に第1物
体としてのマスク上に形成されたパターンを第2物体と
しての基板上に投影露光するのに好適な投影光学系に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus for reducing and projecting a pattern on an object onto another object, and more particularly to a projection exposure apparatus and method. The present invention relates to a projection optical system suitable for projecting and exposing a formed pattern on a substrate as a second object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上述の如き投影光学系として種々
の光学系が提案されている。例えば、特開平8−166
540号公報では、物体側および像側の双方が実質的に
テレセントリックとなっている光学系が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, various optical systems have been proposed as projection optical systems as described above. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166
No. 540 proposes an optical system in which both the object side and the image side are substantially telecentric.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】投影光学系、特にマス
ク上に形成されたパターンを基板上に縮小投影する投影
光学系では、微細なパターンをさらに高解像度で投影す
ることが求められてきている。すなわち、製造されるデ
バイスの集積度をさらに増加させたいとの要求が高まっ
ており、より細かいパターンの転写を可能にする高解像
度の投影光学系が求められている。この要求を満たすた
めには、マスクを照明する照明光源を短波長化及び波長
狭帯化するとともに、投影光学系を照明光源の短波長化
に対応させ、より大きな開口数を有するものとすること
が不可欠である。
In a projection optical system, particularly in a projection optical system for reducing and projecting a pattern formed on a mask onto a substrate, it is required to project a fine pattern with higher resolution. . That is, there is an increasing demand to further increase the degree of integration of manufactured devices, and there is a need for a high-resolution projection optical system capable of transferring a finer pattern. In order to satisfy this requirement, the illumination light source for illuminating the mask must have a shorter wavelength and a narrower wavelength band, and the projection optical system must have a larger numerical aperture to cope with the shorter wavelength of the illumination light source. Is essential.

【0004】この場合、単純に開口数を拡大すると高次
の色収差が無視できなくなり、さらなる波長狭帯化が必
要となってしまう。また、照明光源の短波長化にともな
って波長狭帯化が困難になることも予想される。
In this case, if the numerical aperture is simply increased, higher-order chromatic aberration cannot be ignored, and it is necessary to further narrow the wavelength band. Further, it is expected that narrowing the wavelength band becomes difficult as the wavelength of the illumination light source becomes shorter.

【0005】そこで、本発明は、十分な色収差補正能力
を有しつつ、大きな開口数を持つ投影露光光学系並びに
投影露光装置及び方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection exposure optical system, projection exposure apparatus and method having a large numerical aperture while having sufficient chromatic aberration correction capability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1にかかる投影光学系は、像側テレ
セントリックな光束に基づいて第1物体の像を第2物体
上へ縮小投影する投影光学系において、第1物体を介し
た光の光路上に配置されて、少なくとも1つのレンズエ
レメントを含み、所定のパワーを有する第1群と、第1
群と第2物体との間に配置されて、所定のパワーを有す
る半透過なエレメントを含む第2群と、第2群と第2物
体との間に配置されて、所定のパワーを有するとともに
中心を含む所定領域に光透過部分を有する第1反射鏡
と、第2群と第2物体との間に配置されて、正のパワー
を有する第3群とを含み、第2群中の半反透過なエレメ
ントの光学面は、正のパワーを有する第2反射面であ
り、第1物体からの光が第1群及び第2群を順に通過
し、第1反射鏡にて反射されて第2反射鏡に向かい、第
2反射鏡にて反射された後に、第1反射鏡の光通過部分
及び第3群を順に通過することにより、第2物体上に第
1物体の一次像を形成することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection optical system according to a first aspect of the present invention reduces and projects an image of a first object onto a second object based on an image-side telecentric light beam. A first group having at least one lens element and having a predetermined power, the first group being arranged on an optical path of light passing through a first object, and
A second group comprising a semi-transparent element having a predetermined power disposed between the group and the second object; and a second group having a predetermined power disposed between the second group and the second object. A first reflecting mirror having a light transmitting portion in a predetermined area including a center; a third group having a positive power disposed between the second group and the second object; The optical surface of the anti-transmissive element is a second reflecting surface having a positive power, and light from the first object passes through the first and second groups in order, is reflected by the first reflecting mirror, and is reflected by the first reflecting mirror. After being reflected by the second reflecting mirror toward the two reflecting mirrors, the light sequentially passes through the light passing portion of the first reflecting mirror and the third lens group, thereby forming a primary image of the first object on the second object. It is characterized by the following.

【0007】上記投影光学系において、所定のパワーを
有する第1群は、第1物体からテレセントリックに出射
した光を第2群へと導く。次に、第2群の半透過なエレ
メントは、第1群から第2群を経て第1反射鏡に向かう
光を遮らないようにしている。さらに、半透過なエレメ
ントは、第2反射鏡の支持体であり、その光学面が第2
反射鏡となっている。この第2反射鏡は、投影光学系に
おいて、第1物体を第2物体上に結像させるためのパワ
ーを得る働きを有している。第2反射鏡のこのパワーに
より、投影光学系の色収差を少なくすることができると
ともに、屈折部材の数を少なくして、NAを大きくする
ことができる。また、第1及び第2反射鏡がそれぞれ上
記のように配置されているので、光軸を折り曲げる必要
がなくなり、投影光学系を全体として小型化できる。な
お、本投影光学系では、中間像が形成されないので、投
影光学系の全長(つまり第1物体と第2物体との距離)
を短くすることができ、これにより結像状態が投影光学
系の周囲の環境変化(特に大気圧変化)の影響を受けに
くくなる。よって、照明光の吸収が問題となる場合(特
に極紫外域)であっても、高精度な縮小投影が可能にな
る。
In the above-mentioned projection optical system, the first group having a predetermined power guides light emitted telecentrically from the first object to the second group. Next, the second group of semi-transmissive elements does not block light from the first group via the second group to the first reflecting mirror. Further, the translucent element is a support for the second reflecting mirror, the optical surface of which is the second reflecting mirror.
It is a reflector. The second reflecting mirror has a function of obtaining power for forming an image of the first object on the second object in the projection optical system. With this power of the second reflecting mirror, chromatic aberration of the projection optical system can be reduced, and the number of refraction members can be reduced to increase the NA. Further, since the first and second reflecting mirrors are arranged as described above, it is not necessary to bend the optical axis, and the projection optical system can be downsized as a whole. In this projection optical system, since no intermediate image is formed, the entire length of the projection optical system (that is, the distance between the first object and the second object)
Can be shortened, thereby making the imaging state less susceptible to environmental changes (particularly atmospheric pressure changes) around the projection optical system. Therefore, even when absorption of illumination light is a problem (especially in the extreme ultraviolet region), highly accurate reduced projection can be performed.

【0008】なお、第1反射鏡の中心の上記光通過部分
を中空として第1反射鏡を輪帯状とすることもできる
が、第1反射鏡の中心の上記光通過部分を半透過とする
こともできる。ただし、光量損失を考慮すると、第1反
射鏡を高反射率にするとともに光通過部分を中空とする
ことが望ましい。その際、好ましくは、遮蔽率(第1反
射鏡側に向かう光束の全面積のうち光通過部分に入射す
る光束の面積の比)が15%以下となることが望まし
い。
The light-passing portion at the center of the first reflecting mirror may be hollow and the first reflecting mirror may have an annular shape. However, the light-passing portion at the center of the first reflecting mirror may be semi-transmissive. Can also. However, in consideration of the light amount loss, it is desirable that the first reflecting mirror has a high reflectance and the light passing portion is hollow. In this case, it is preferable that the shielding ratio (the ratio of the area of the light beam incident on the light passing portion to the total area of the light beam toward the first reflecting mirror side) be 15% or less.

【0009】また、請求項2にかかる投影光学系は、請
求項1の投影光学系において、第1反射鏡が、正のパワ
ーを有する。
According to a second aspect of the present invention, in the projection optical system of the first aspect, the first reflecting mirror has a positive power.

【0010】第1反射鏡にもパワーを分担させること
で、投影光学系の色収差をさらに少なくすることができ
るとともに、屈折部材の数を少なくして、さらにNAを
大きくすることができる。すなわち、第1反射鏡と第2
反射鏡とで投影光学系による結像に寄与するパワーのほ
とんどを分担することによって、ペッツバール和を含め
た収差を合理的に補正することが可能になる。また、第
1反射鏡と第2反射鏡とにパワーを分担させることによ
り、両反射鏡の口径を比較的小さく抑えることができ
る。
By sharing the power to the first reflecting mirror, the chromatic aberration of the projection optical system can be further reduced, and the number of refracting members can be reduced to further increase the NA. That is, the first reflecting mirror and the second
By sharing most of the power contributing to the imaging by the projection optical system with the reflector, it becomes possible to rationally correct aberrations including Petzval sum. Further, by sharing the power between the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, the diameters of both reflecting mirrors can be suppressed to be relatively small.

【0011】また、請求項3にかかる投影光学系は、請
求項2の投影光学系において、第1反射鏡の横倍率をβ
M1とし、光学系全系の横倍率をβとするとき、 1<βM1/β<4 (1) の条件を満足する。
According to a third aspect of the present invention, in the projection optical system according to the second aspect, the lateral magnification of the first reflecting mirror is β.
Assuming that M1 and β is the lateral magnification of the entire optical system, the following condition is satisfied: 1 <βM1 / β <4 (1)

【0012】条件式(1)は、第1反射鏡の適正なパワ
ーを規定する条件式である。条件式(1)の下限値を下
回ってβM1/βが1以下になると、第1反射鏡のパワー
が強くなってコマ収差の補正が困難となるとともに、ペ
ッツバール和が負となりすぎてこれを補正すること(湾
曲補正)が困難となる。逆に、条件式(1)の上限値を
上回ってβM1/βが4以上になると、第1反射鏡のパワ
ーが弱くなって収差補正上の負荷が他の群にかかる。例
えば、第1反射鏡で不足したパワーを第3群等で補うと
第3群等のパワーが上がりすぎるため、色収差補正が困
難となる。また、第1反射鏡で不足したパワーを第2反
射鏡で補うと、第2反射鏡のパワーが上がりすぎるた
め、やはりコマ収差等の補正に不利となる。
Conditional expression (1) is a conditional expression for defining an appropriate power of the first reflecting mirror. If βM1 / β is less than 1 below the lower limit of conditional expression (1), the power of the first reflecting mirror becomes strong, making it difficult to correct coma, and correcting the Petzval sum because it is too negative. (Curvature correction) becomes difficult. On the other hand, if βM1 / β becomes 4 or more, exceeding the upper limit value of the conditional expression (1), the power of the first reflecting mirror becomes weak, and a load for aberration correction is applied to other groups. For example, if the power insufficient in the first reflecting mirror is supplemented by the third lens unit or the like, the power of the third lens unit or the like becomes too high, so that it becomes difficult to correct chromatic aberration. Further, if the power insufficient in the first reflecting mirror is supplemented by the second reflecting mirror, the power of the second reflecting mirror is too high, which is disadvantageous in correcting coma and the like.

【0013】また、請求項4にかかる投影光学系は、請
求項1ないし3のいずれかの投影光学系において、第2
反射鏡の横倍率をβM2とし、光学系全系の横倍率をβと
するとき、 −4<βM2/β<−1 (2) の条件を満足する。
The projection optical system according to claim 4 is the projection optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein
When the lateral magnification of the reflecting mirror is βM2 and the lateral magnification of the entire optical system is β, the condition of −4 <βM2 / β <−1 (2) is satisfied.

【0014】条件式(2)は、第2反射鏡の適正なパワ
ーを規定する条件式である。条件式(2)の下限値を下
回ってβM2/βが−4以下になると、第2反射鏡のパワ
ーが弱くなって収差補正上の負荷が他の群にかかる。つ
まり、請求項2の場合と同様に、色収差補正が困難とな
ったり、コマ収差等の補正に不利となる。条件式(2)
の上限値を上回ってβM2/βが−1以上になると、第2
反射鏡のパワーが強くなって、コマ収差の補正が困難と
なるとともに、負のペッツバール和の補正(湾曲補正)
が困難となる。
Conditional expression (2) is a conditional expression for defining an appropriate power of the second reflecting mirror. If βM2 / β is equal to or lower than −4 because of falling below the lower limit value of conditional expression (2), the power of the second reflecting mirror is weakened, and the load for aberration correction is applied to other groups. That is, as in the case of the second aspect, it becomes difficult to correct chromatic aberration or disadvantageous in correcting coma and the like. Conditional expression (2)
When βM2 / β becomes −1 or more after exceeding the upper limit of
The power of the reflector becomes strong, making it difficult to correct coma aberration and correcting negative Petzval sum (curvature correction)
Becomes difficult.

【0015】また、請求項5にかかる投影光学系は、請
求項3および4のいずれかの投影光学系において、像側
最大開口数をNAとするとき、 NA>0.6 の条件を満足する。
The projection optical system according to claim 5 satisfies the condition of NA> 0.6 when the maximum numerical aperture on the image side is NA in the projection optical system according to claim 3 or 4. .

【0016】上記条件式が満たされNAが0.6より大
きいと、第1反射鏡の中心側で遮蔽される量が比較的少
なくなって第1反射鏡による光量損失が小さくなる。
When the above-mentioned conditional expression is satisfied and NA is larger than 0.6, the amount of light shielded on the center side of the first reflecting mirror is relatively small, and the loss of light amount by the first reflecting mirror is reduced.

【0017】また、請求項6にかかる投影光学系は、請
求項1ないし4のいずれかの投影光学系において、少な
くとも1面の非球面を有する。
A projection optical system according to claim 6 is the projection optical system according to any one of claims 1 to 4, and has at least one aspheric surface.

【0018】このように非球面を設けることにより、投
影光学系を構成する光学要素を減少させることができ、
小型で損失の少ない投影光学系を実現できる。
By providing such an aspherical surface, the number of optical elements constituting the projection optical system can be reduced.
A small and low-loss projection optical system can be realized.

【0019】また、請求項7にかかる投影光学系は、請
求項1および6のいずれかの投影光学系において、第1
ないし第3群を構成する屈折部材は、単一硝材からな
る。
The projection optical system according to claim 7 is the projection optical system according to any one of claims 1 and 6, wherein
In addition, the refraction member constituting the third group is made of a single glass material.

【0020】このように単一硝材で投影光学系を構成す
ることにより、材料の入手の容易性や製造コストの削減
を図ることができる。
By configuring the projection optical system with a single glass material as described above, it is possible to easily obtain materials and reduce manufacturing costs.

【0021】また、請求項8にかかる投影光学系は、請
求項1ないし7のいずれかの投影光学系において、投影
光学系を構成する全ての光学部材が、実質的に共通の光
軸に沿って配置され、光通過部分が占める領域が光軸を
含んでいる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the projection optical system according to any one of the first to seventh aspects, all optical members constituting the projection optical system are substantially along a common optical axis. The area occupied by the light passing portion includes the optical axis.

【0022】投影光学系を構成する全ての光学部材(各
レンズ及び反射鏡)を共通の光軸に沿って配置すること
により、各光学部材を保持するための鏡筒の構造を簡単
にすることができ、かつ製造時の調整作業も容易とする
ことができる。なお、本投影光学系においては、第1群
において最も第1物体側に位置するパワーを持つ光学部
材から第3群において最も第2物体側に位置するパワー
をもつ光学部材までが共軸な配置であることを規定して
おり、例えば第1群よりも第1物体側の光路や第3群よ
りも第2物体側の光路に光路折り曲げのための平面鏡を
配置することを妨げるものではない。
By arranging all optical members (each lens and reflecting mirror) constituting the projection optical system along a common optical axis, the structure of a lens barrel for holding each optical member can be simplified. And the adjustment work at the time of manufacturing can be facilitated. In this projection optical system, an optical member having the power closest to the first object side in the first group to an optical member having the power closest to the second object side in the third group has a coaxial arrangement. This does not prevent, for example, disposing a plane mirror for bending the optical path on the optical path closer to the first object than the first lens unit or on the optical path closer to the second object than the third lens unit.

【0023】また、請求項9にかかる投影露光装置は、
第1物体を支持する第1支持部材と、第2物体を支持す
る第2支持部材と、第1物体を照明する照明光学系と、
請求項1ないし8のいずれか投影光学系とを備える。
Further, the projection exposure apparatus according to claim 9 is
A first support member that supports the first object, a second support member that supports the second object, and an illumination optical system that illuminates the first object;
The projection optical system according to any one of claims 1 to 8 is provided.

【0024】上記投影露光装置では、請求項1ないし請
求項8のいずれかの投影光学系を用いているので、投影
露光際して、結像特性の劣化を防止しつつNAを大きく
できるとともに、小型化によって周囲の環境変化の影響
を受けにくくできる。よって、照明光の吸収が問題とな
る場合(特に極紫外域)であっても、高精度な縮小投影
露光が可能になる。
In the projection exposure apparatus, since the projection optical system according to any one of claims 1 to 8 is used, the NA can be increased while preventing deterioration of the imaging characteristics during projection exposure, and The miniaturization makes it less susceptible to changes in the surrounding environment. Therefore, even when absorption of illumination light poses a problem (especially in the extreme ultraviolet region), highly accurate reduced projection exposure can be performed.

【0025】なお、上記請求項9の投影露光装置におい
て、前記照明光学系が供給する光は200nm以下であ
ることが好ましい。
In the projection exposure apparatus according to the ninth aspect, it is preferable that the light supplied from the illumination optical system is 200 nm or less.

【0026】また、請求項10にかかる投影露光方法
は、所定の回路パターンが描かれた第1物体である原板
を紫外域の露光光で照明する工程と、請求項1ないし8
のいずれかの投影光学系を用いて照明された原板の像を
第2物体である基板上に形成する工程とを含む。
In the projection exposure method according to a tenth aspect, a step of illuminating an original plate, which is a first object on which a predetermined circuit pattern is drawn, with ultraviolet exposure light,
Forming an image of the original illuminated on the substrate as the second object using any one of the projection optical systems.

【0027】上記投影露光方法では、請求項1ないし請
求項8のいずれかの投影光学系を用いているので、照明
光の吸収が問題となる場合(特に極紫外域)であって
も、高精度な縮小投影露光が可能になる。
In the projection exposure method, since the projection optical system according to any one of the first to eighth aspects is used, even when absorption of illumination light is a problem (especially in the extreme ultraviolet region), the projection exposure method is not limited. Accurate reduction projection exposure becomes possible.

【0028】なお、正のパワーを有する第3群は、像側
テレセントリックを達成するとともに、大きな開口数で
結像するための働きを有している。第3群の焦点距離f
3は、第1物体と第2物体と距離をL0としたときに、以
下の関係を満たしていることが望ましい。
The third lens unit having a positive power achieves image-side telecentricity and has a function of forming an image with a large numerical aperture. Third group focal length f
3 preferably satisfies the following relationship when the distance between the first object and the second object is L0.

【0029】0.1<f3/L0<0.2 (3) この条件式(3)の下限を超えると、第3群のパワーが
強くなりすぎて、コマ収差の補正が困難になり、それと
同時に色収差の発生も大きくなる。逆に、この条件式
(3)の上限を超えると、テレセントリック性を確保す
ることが難しくなるとともに、第2反射鏡の口径が大き
くなってしまう。
0.1 <f3 / L0 <0.2 (3) If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the power of the third lens unit becomes too strong, making it difficult to correct coma. At the same time, the occurrence of chromatic aberration also increases. Conversely, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, it will be difficult to ensure telecentricity, and the aperture of the second reflecting mirror will be large.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本発明による実施例について詳述す
る。本実施例における投影光学系は、図1に示す投影露
光装置に応用したものである。
Next, an embodiment according to the present invention will be described in detail. The projection optical system in this embodiment is applied to the projection exposure apparatus shown in FIG.

【0031】図示のように、投影光学系PLの物体面に
は、所定の回路パターンが形成された投影原版としての
レチクルR(第1物体)が配置されており、投影光学系
PLの像面には、基板としてのウェハW(第2物体)が
配置されている。レチクルRは、レチクルステージRS
に保持され、ウェハWはウェハステージWSに保持され
ている。また、レチクルの上方には、レチクルRを均一
に照明するための照明光学装置ISが配置されている。
As shown in the figure, a reticle R (first object) as a projection master on which a predetermined circuit pattern is formed is disposed on the object plane of the projection optical system PL. , A wafer W (second object) as a substrate is arranged. Reticle R is reticle stage RS
, And the wafer W is held on the wafer stage WS. An illumination optical device IS for uniformly illuminating the reticle R is disposed above the reticle.

【0032】以上の構成により、照明光学装置ISから
供給される照明光は、レチクルを照明し、投影光学系P
Lの瞳位置には照明光学装置IS中の光源の像が形成さ
れ、いわゆるケーラー照明がなされる。そして、投影光
学系PLによって、ケーラー照明されたレチクルのパタ
ーン像が、投影光学系PLによりウェハW上に露光転写
される。
With the above configuration, the illumination light supplied from the illumination optical device IS illuminates the reticle, and the projection optical system P
An image of the light source in the illumination optical device IS is formed at the pupil position of L, and so-called Koehler illumination is performed. Then, the pattern image of the reticle illuminated by Koehler is exposed and transferred onto wafer W by projection optical system PL.

【0033】本実施例は、照明光学装置IS内部に配置
される光源として、200nm以下の露光波長λを持つ
光を供給するF2レーザー等を用いたときの投影光学系
PLの例を示しており、図2及び図3には、本発明によ
る第1及び第2実施例の投影光学系のレンズ構成を示し
ている。
This embodiment shows an example of the projection optical system PL when an F 2 laser or the like that supplies light having an exposure wavelength λ of 200 nm or less is used as a light source disposed inside the illumination optical device IS. FIGS. 2 and 3 show the lens configuration of the projection optical system according to the first and second embodiments of the present invention.

【0034】図2及び図3において、各実施例の投影光
学系は、光学要素として、第1物体から第2物体に向け
て光の進行する順に、正のパワーを有する第1レンズ群
G1と、負のパワーを有するとともに半透過なエレメン
トを含む第2レンズ群G2と、正のパワーを有する第1
反射鏡M1と、第2レンズ群G2の光学面に設けた半透
過面からなる正のパワーを有する第2反射鏡M2と、正
のパワーを有する第3レンズ群G3とを有している。ま
た、両実施例の投影光学系は、物体側(レチクルR側)
及び像側(ウェハW側)においてほぼテレセントリック
となっており、縮小倍率を有するものである。 〔第1実施例〕図2に示す第1実施例の具体的な構成に
ついて説明すると、第1レンズ群G1は、第2物体側に
凸の正のメニスカスレンズL111と、第1物体側に凸
の負のメニスカスレンズL121とを有している。第2
レンズ群G2は、第1物体側に凸の正のメニスカスレン
ズL211からなり、このメニスカスレンズL211の
第2物体側の光学面は、半透過で、光の後の進路上に配
置される第2反射鏡M2を兼ねている。つまり、この第
2反射鏡M2は、第2物体側に凹の正のパワーを有す
る。第1反射鏡M1は、第1物体側に凹の正のパワーを
有する反射凹面鏡からなる。第3レンズ群G3は、第1
物体側に凸の正のメニスカスレンズL311からなる。
第1実施例の投影光学系の瞳位置は、第1反射鏡M1で
反射された後に第2反射鏡M2で反射されて第3レンズ
群G3へ向かう光路における第2反射鏡M2の近傍とな
る。なお、本実施例においては、第2物体側の開口数が
0.70であり、最大像高は13.2である。
In FIGS. 2 and 3, the projection optical system of each embodiment includes, as optical elements, a first lens group G1 having positive power in the order in which light travels from the first object to the second object. , A second lens group G2 having a negative power and including a translucent element, and a first lens group G2 having a positive power.
It has a reflecting mirror M1, a second reflecting mirror M2 having a positive power and comprising a semi-transmissive surface provided on the optical surface of the second lens group G2, and a third lens group G3 having a positive power. In addition, the projection optical systems of both embodiments are arranged on the object side (reticle R side).
In addition, it is almost telecentric on the image side (wafer W side) and has a reduction magnification. [First Embodiment] The specific structure of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described. The first lens group G1 includes a positive meniscus lens L111 convex on the second object side and a convex meniscus lens L111 on the first object side. And a negative meniscus lens L121. Second
The lens group G2 includes a positive meniscus lens L211 that is convex on the first object side, and the optical surface on the second object side of the meniscus lens L211 is semi-transmissive and is disposed on the path behind the light. Also serves as reflecting mirror M2. That is, the second reflecting mirror M2 has a positive power that is concave toward the second object. The first reflecting mirror M1 is a reflecting concave mirror having a positive power that is concave toward the first object. The third lens group G3 is a first lens group.
It comprises a positive meniscus lens L311 convex on the object side.
The pupil position of the projection optical system of the first embodiment is near the second reflecting mirror M2 in the optical path toward the third lens group G3 after being reflected by the first reflecting mirror M1 and then reflected by the second reflecting mirror M2. . In this embodiment, the numerical aperture on the second object side is 0.70, and the maximum image height is 13.2.

【0035】以下、表1及び表2において、それぞれ本
実施例の諸元の値及び条件対応数値を掲げる。以下の表
中、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、Gは
硝材等を示す。なお、面番号は、第1物体側からの光の
進路に沿った順序を示し、i面(i=1,2,3,…)
の曲率半径をriとし、i面と(i+1)面との間の光
軸上の距離をdiとしている。以下の各表においてEnは
10nを表している。ここで、屈折面及び反射面には、
非球面が適用されており、その面形状は以下の式で表現
される。 Z:光軸方向のサグ量 c:面の頂点での曲率 K:円錐定数 A,B,C,D:4次、6次、8次、10次の係数
In the following, Table 1 and Table 2 show the values of the specifications and the numerical values corresponding to the conditions of this embodiment, respectively. In the following table, r indicates the radius of curvature of the lens surface, d indicates the lens surface interval, and G indicates the glass material or the like. The surface number indicates the order along the path of light from the first object side, and i-plane (i = 1, 2, 3,...)
Is the radius of curvature of ri, and the distance on the optical axis between the i-plane and the (i + 1) -plane is di. In the following tables, En represents 10 n . Here, the refraction surface and the reflection surface include:
An aspheric surface is applied, and the surface shape is expressed by the following equation. Z: sag amount in the optical axis direction c: curvature at the vertex of the surface K: conical constant A, B, C, D: fourth-order, sixth-order, eighth-order, tenth-order coefficients

【0036】なお、第1本実施例においては、第2物体
側の開口数が0.70であり、最大像高は13.2であ
る。
In the first embodiment, the numerical aperture on the second object side is 0.70, and the maximum image height is 13.2.

【0037】[0037]

【表1】 〔第1実施例の諸元〕 面番号 r d G 第1物体面 ∞ 368.708 1 -13532.086 26.622 CaF2 L111 2 -386.875 362.532 K:-1.633565 A:-0.155804E-09, B:-0.548318E-14, C:-0.150652E-18, D: 0.314185E-23 3 3544.324 20.000 CaF2 L121 K:-890.757469 A: 0.349886E-08, B: 0.400316E-12, C: 0.146054E-17, D:-0.109902E-21 4 529.126 139.173 K:-2.027024 A:-0.298245E-08, B: 0.545202E-12, C: 0.272539E-17, D:-0.381005E-22 5 1717.892 20.000 CaF2 L211 K:-46.459457 A:-0.790213E-09, B:-0.703437E-13, C: 0.572193E-17, D:-0.122668E-21 6 2560.341 122.096 K:11.158260 A: 0.329528E-08, B:-0.793150E-13, C: 0.218650E-17, D:-0.125011E-21 7 -493.062 -122.096 Mirror M1 K:-0.469071 A: 0.690386E-10, B: 0.432558E-14, C: 0.224718E-18, D: 0.387568E-23 8 2560.341 122.196 Mirror M2 K:11.158259 A: 0.329528E-08, B:-0.793150E-13, C: 0.218650E-17, D:-0.125011E-21 9 80.854 52.489 CaF2 L311 K: 0.779385 A:-0.860218E-07, B:-0.104045E-10, C:-0.211482E-14, D:-0.281200E-18 10 2342629.747 10.000 K:-0.307953E25 A: 0.454704E-06, B: 0.795942E-10, C:-0.118033E-13, D: 0.894680E-16 第2物体面 ∞[Table 1] [Specifications of the first embodiment] Surface number rd G First object surface 368 368.708 1 -13532.086 26.622 CaF 2 L111 2 -386.875 362.532 K: -1.633565 A: -0.155804E-09, B: -0.548318 E-14, C: -0.150652E-18, D: 0.314185E-23 3 3544.324 20.000 CaF 2 L121 K: -890.757469 A: 0.349886E-08, B: 0.400316E-12, C: 0.146054E-17, D : -0.109902E-21 4 529.126 139.173 K: -2.027024 A: -0.298245E-08, B: 0.545202E-12, C: 0.272539E-17, D: -0.381005E-22 5 1717.892 20.000 CaF 2 L211 K: -46.459457 A: -0.790213E-09, B: -0.703437E-13, C: 0.572193E-17, D: -0.122668E-21 6 2560.341 122.096 K: 11.158260 A: 0.329528E-08, B: -0.793150E -13, C: 0.218650E-17, D: -0.125011E-21 7 -493.062 -122.096 Mirror M1 K: -0.469071 A: 0.690386E-10, B: 0.432558E-14, C: 0.224718E-18, D : 0.387568E-23 8 2560.341 122.196 Mirror M2 K: 11.158259 A: 0.329528E-08, B: -0.793150E-13, C: 0.218650E-17, D: -0.125011E-21 9 80.854 52.489 CaF 2 L311 K: 0.779385 A: -0.860218E-07, B: -0.104045E-10, C: -0.211482E-14, D: -0.281200E-18 10 2342629.747 10.000 K: -0.307953E25 A: 0.454 704E-06, B: 0.795942E-10, C: -0.118033E-13, D: 0.894680E-16 2nd object plane ∞

【0038】[0038]

【表2】〔第1実施例の条件対応数値〕 βM1/β=1.484 βM2/β=−3.423 NA=0.70 f3/L0=144.387 なお、上記実施例において、中心波長157.6nm、
半値全幅10pmの光源を用いるものとしている。この
際、硝材である螢石(CaF2)の屈折率は、以下の表
に従う。
[Table 2] Numerical values corresponding to the condition of the first embodiment βM1 / β = 1.484 βM2 / β = -3.423 NA = 0.70 f3 / L0 = 144.387 157.6 nm,
A light source having a full width at half maximum of 10 pm is used. At this time, the refractive index of the fluorite (CaF 2 ) as a glass material is in accordance with the following table.

【0039】〔第2実施例〕図3に示す第2実施例の具
体的な構成について説明すると、第1レンズ群G1は、
両凸レンズL112と、両凹レンズL122とを有して
いる。第2レンズ群G2は、第1物体側に凸の負のメニ
スカスレンズL212からなり、このメニスカスレンズ
L212の第2物体側の光学面は、半透過で、後の光路
上にある第2反射鏡M2を兼ねている。つまり、この第
2反射鏡M2は、第2物体側に凹の正のパワーを有す
る。第1反射鏡M1は、第1物体側に凹の正のパワーを
有する反射凹面鏡からなる。第3レンズ群G3は、第1
物体側に凸の正のメニスカスレンズL312からなる。
第2実施例の投影光学系の瞳位置は、第1反射鏡M1で
反射された後に第2反射鏡M2で反射されて第3レンズ
群G3へ向かう光路における第2反射鏡M2の近傍とな
る。
[Second Embodiment] The specific configuration of the second embodiment shown in FIG. 3 will be described.
It has a biconvex lens L112 and a biconcave lens L122. The second lens group G2 is composed of a negative meniscus lens L212 convex on the first object side, and the optical surface on the second object side of the meniscus lens L212 is semi-transmissive and has a second reflecting mirror on the rear optical path. Also serves as M2. That is, the second reflecting mirror M2 has a positive power that is concave toward the second object. The first reflecting mirror M1 is a reflecting concave mirror having a positive power that is concave toward the first object. The third lens group G3 is a first lens group.
It consists of a positive meniscus lens L312 convex on the object side.
The pupil position of the projection optical system of the second embodiment is near the second reflecting mirror M2 in the optical path toward the third lens group G3 after being reflected by the first reflecting mirror M1 and then reflected by the second reflecting mirror M2. .

【0040】なお、本第2実施例においては、第2物体
側の開口数が0.65であり、最大像高は13.2であ
る。
In the second embodiment, the numerical aperture on the second object side is 0.65, and the maximum image height is 13.2.

【0041】以下、表3及び表4において、それぞれ本
実施例の諸元の値及び条件対応数値を掲げる。
In the following, Table 3 and Table 4 show values of specifications and numerical values corresponding to the conditions of the present embodiment, respectively.

【0042】[0042]

【表3】 面番号 r d G 第1物体面 ∞ 373.925 1 377.49401 40.000 CaF2 L112 2 -1037.99195 72.829 K:-15.089779 A: 0.157461E-08, B:-0.742747E-13, C: 0.721453E-19, D:-0.248569E-22 3 -10816.85392 30.000 CaF2 L122 K:-3341.316396 A:-0.158618E-10, B:-0.732884E-13, C:-0.318084E-17, D:-0.610329E-23 4 455.01461 350.302 K: 0.079347 A:-0.374353E-09, B: 0.653693E-13, C:-0.314437E-17, D: 0.836155E-22 5 2442.05050 30.000 CaF2 L212 K: 1.390486 A: 0.107586E-10, B:-0.123113E-14, C: 0.927729E-19, D: 0.246017E-24 6 1138.44569 149.198 K: 10.792246 A: 0.143244E-08, B:-0.227899E-13, C: 0.342359E-19, D: 0.129887E-22 7 -673.78431 -149.198 Mirror M1 K: -1.032553 A: 0.466606E-09, B: 0.864389E-14, C: 0.641885E-19, D: 0.101183E-23 8 1138.44569 152.997 Mirror M2 K: 10.792246 A: 0.143245E-08, B:-0.227900E-13, C:-0.342360E-19, D:-0.129887E-22 9 81.33390 65.680 CaF2 L312 K: 0.098644 A: 0.816050E-08, B: 0.538284E-11, C: 0.259558E-15, D: 0.606279E-18 10 2550266.1709 10.000 K :-0.307953E25 A: 0.416458E-06, B:-0.122480E-09, C: 0.263862E-12, D:-0.252420E-15 第2物体面 ∞[Table 3] Surface number rd G 1st object surface 373 373.925 1 377.49401 40.000 CaF 2 L112 2 -1037.99195 72.829 K: -15.089779 A: 0.157461E-08, B: -0.742747E-13, C: 0.721453E-19, D: -0.248569E-22 3 -10816.85392 30.000 CaF 2 L122 K: -3341.316396 A: -0.158618E-10, B: -0.732884E-13, C: -0.318084E-17, D: -0.610329E-23 4 455.01461 350.302 K: 0.079347 A: -0.374353E-09, B: 0.653693E-13, C: -0.314437E-17, D: 0.836155E-22 5 2442.05050 30.000 CaF 2 L212 K: 1.390486 A: 0.107586E-10, B: -0.123113E-14, C: 0.927729E-19, D: 0.246017E-24 6 1138.44569 149.198 K: 10.792246 A: 0.143244E-08, B: -0.227899E-13, C: 0.342359E-19, D : 0.129887E-22 7 -673.78431 -149.198 Mirror M1 K: -1.032553 A: 0.466606E-09, B: 0.864389E-14, C: 0.641885E-19, D: 0.101183E-23 8 1138.44569 152.997 Mirror M2 K: 10.792246 A: 0.143245E-08, B: -0.227900E-13, C: -0.342360E-19, D: -0.129887E-22 9 81.33390 65.680 CaF 2 L312 K: 0.098644 A: 0.816050E-08, B: 0.538284 E-11, C: 0.259558E-15, D: 0.606279E-18 10 2550266.1709 10.000 K: -0.307953E25 A: 0.416458E-06, B: -0.122480E-09, C: 0.263862E-12, D: -0.252420E-15 2nd object plane ∞

【0043】[0043]

【表4】〔第2実施例の条件対応数値〕 βM1/β=2.498 βM2/β=−2.354 NA=0.65 f3/L0=145.242 参考のため、図4及び図5に、第1実施例の諸収差を示
し、図6及び図7に、第2実施例の諸収差を示す。以上
の実施例の諸元と諸収差とより明らかなように、各実施
例の投影光学系は、中心波長157.6nmで、半値全
幅10pmの光源を利用した場合にも十分な色収差補正
能力を有しつつ、大きな開口数を持つことが理解され
る。
[Table 4] Numerical values corresponding to the condition of the second embodiment βM1 / β = 2.498 βM2 / β = −2.354 NA = 0.65 f3 / L0 = 145.242 For reference, FIGS. 4 and 5. 6 shows various aberrations of the first example, and FIGS. 6 and 7 show various aberrations of the second example. As is clear from the specifications and aberrations of the above embodiments, the projection optical system of each embodiment has a sufficient chromatic aberration correction capability even when a light source having a center wavelength of 157.6 nm and a full width at half maximum of 10 pm is used. It is understood that it has a large numerical aperture while having.

【0044】以上、実施例に即してこの発明を説明した
が、この発明は上記実施例に限定されるものではない。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment.

【0045】例えば、上記実施例では、第2反射鏡M2
を表面反射鏡としたが、この第2反射鏡を裏面反射鏡と
しても良い。
For example, in the above embodiment, the second reflecting mirror M2
Is a front surface reflecting mirror, but the second reflecting mirror may be a back surface reflecting mirror.

【0046】また、上記実施例では、第1反射鏡M1に
おける光通過部分を反射鏡の母材に孔空き部分を形成す
ることによって設けるが、第1反射鏡M1を、上記のよ
うな孔空き部分を有しない母材の表面又は裏面に設ける
こともできる。つまり、母材の表面又は裏面の中心部が
透過部となるように反射面を部分的に形成する(輪帯状
の反射面)。この場合、反射鏡自体の製造が容易とな
る。
In the above embodiment, the light passing portion of the first reflecting mirror M1 is provided by forming a perforated portion in the base material of the reflecting mirror, but the first reflecting mirror M1 is provided with the perforated portion as described above. It may be provided on the front surface or the back surface of the base material having no portion. That is, the reflection surface is partially formed such that the center of the front surface or the back surface of the base material becomes the transmission portion (a ring-shaped reflection surface). In this case, the manufacture of the reflecting mirror itself becomes easy.

【0047】また、上記実施例では、露光用照明光とし
てF2レーザ(波長157nm)を用いているが、その
代わりにF2レーザと同じく真空紫外(VUV)光であ
るArFエキシマレーザ(波長193nm)やg線、i
線、及びKrFエキシマレーザなどの遠紫外(DUV)
光を用いることができる。
In the above embodiment, an F 2 laser (wavelength: 157 nm) is used as illumination light for exposure. Instead, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), which is vacuum ultraviolet (VUV) light, like the F 2 laser, is used instead. ) And g-line, i
Rays and deep ultraviolet (DUV) such as KrF excimer laser
Light can be used.

【0048】上記実施形態のようなF2レーザを光源と
する走査型露光装置では、照明光学系に使われる光学素
子(レンズエレメント)は全て蛍石となり、かつF2
ーザ光源、照明光学系及び投影光学系内の空気は、ヘリ
ウムガスで置換されるとともに、照明光学系と投影光学
系との間、及び投影光学系とウエハとの問などもヘリウ
ムガスで満たされる。
In the scanning exposure apparatus using the F 2 laser as the light source as in the above embodiment, the optical elements (lens elements) used in the illumination optical system are all fluorite, and the F 2 laser light source, the illumination optical system, The air in the projection optical system is replaced with helium gas, and the space between the illumination optical system and the projection optical system and between the projection optical system and the wafer are filled with the helium gas.

【0049】また、F2レーザを用いる露光装置では、
蛍石、フッ素がドープされた合成石英、フッ化マグネシ
ウム、及び水晶等のいずれか1つで作られたレチクルが
使用される。
In an exposure apparatus using an F 2 laser,
A reticle made of any one of fluorite, fluorine-doped synthetic quartz, magnesium fluoride, and quartz is used.

【0050】なお、エキシマレーザの代わりに、例えば
波長248nm、193nm,157nmのいずれかに
発振スペクトルを持つYAGレーザなどの固体レーザの
高調波を用いるようにしてもよい。
Instead of the excimer laser, a harmonic of a solid-state laser such as a YAG laser having an oscillation spectrum at any one of 248 nm, 193 nm and 157 nm may be used.

【0051】また、DFB半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザを、例えばエルビウム(又はエルビゥムとイッテル
ビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅
し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変喚した高調
波を用いてもよい。
In addition, a single-wavelength laser in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and nonlinearly amplified. A harmonic wave whose wavelength is changed to ultraviolet light using a crystal may be used.

【0052】例えば、上記の単一波長レーザの発振波長
を1.51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長
が189〜199nmの範囲内である8倍高調波、又は
発生波長が151〜159nmの範囲内である10倍高
調波が出力される。特に発振波長を1.544〜1,5
53μmの範囲内とすると、193〜194nmの範囲
内の8倍高調波、即ちArFエキシマレーザとほほ同一
波長となる紫外光が得られ、発振波長を1.57〜1.
58μmの範囲内とすると、157〜158nmの範囲
内の10倍高調波、即ちF2レーザとほぼ同一波長とな
る紫外光が得られる。また、発振波長を1.03〜1.
12μmの範囲内とすると、発生波長が147〜160
nmの範囲内である7倍高調波が出力され、特に発振波
長を1.099〜1.106μmの範囲内とすると、発
生波長が157〜158μmの範囲内の7倍高調波、即
ちF2レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
なお、単一波長発振レーザとしてはイッテルビウム(Y
b)・ドープ・ファイバーレーザを用いる。
For example, if the oscillation wavelength of the single-wavelength laser is in the range of 1.51 to 1.59 μm, the eighth harmonic whose generation wavelength is in the range of 189 to 199 nm, or the generation wavelength of 151 to 159 nm is 151 to 199 nm. A 10th harmonic within the range of 159 nm is output. In particular, the oscillation wavelength is set to 1.544 to 1.5.
When the wavelength is within the range of 53 μm, an 8th harmonic within the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser is obtained, and the oscillation wavelength is 1.57 to 1.
When the wavelength is within the range of 58 μm, a tenth harmonic within the range of 157 to 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser can be obtained. The oscillation wavelength is set to 1.03 to 1.
When the wavelength is within the range of 12 μm, the generated wavelength is 147 to 160.
The seventh harmonic within the range of nm is output. In particular, when the oscillation wavelength is within the range of 1.099 to 1.106 μm, the seventh harmonic within the range of 157 to 158 μm, that is, the F 2 laser UV light having substantially the same wavelength is obtained.
In addition, as a single wavelength oscillation laser, ytterbium (Y
b) Use a doped fiber laser.

【0053】ところで、投影光学系は、半導体素子の製
造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子など
を含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパタ
ーンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気
ヘッドの製造に用いられる、デパイスパターンをセラミ
ックウェハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCDな
ど)の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用
することができる。また、レチクル、又はマスクを製造
するために、ガラス基板、又はシリコンウェハなどに回
路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用でき
る。
By the way, the projection optical system is not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element for transferring a device pattern onto a glass plate, The present invention can also be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a head, which transfers a deposition pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus used for manufacturing an imaging device (such as a CCD). Further, the present invention can be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate, a silicon wafer, or the like in order to manufacture a reticle or a mask.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による投影光学系を露光装置に適用した
際の概略的な構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration when a projection optical system according to the present invention is applied to an exposure apparatus.

【図2】本発明による第1実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 2 is a lens configuration diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図3】本発明による第2実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 3 is a lens configuration diagram of a second embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による第1実施例の諸収差図である。FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the first embodiment according to the present invention.

【図5】本発明による第1実施例の諸収差図である。FIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations of the first embodiment according to the present invention.

【図6】本発明による第2実施例の諸収差図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the second embodiment according to the present invention.

【図7】本発明による第2実施例の諸収差図である。FIG. 7 is a diagram illustrating various aberrations of the second embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 G3 第3レンズ群 IS 照明光学装置 L111,L121,L211,L212 メニスカスレ
ンズ L112,L122 両凸レンズ L311,L312 メニスカスレンズ M1 第1反射鏡 M2 第2反射鏡 M2 第2反射鏡 PL 投影光学系 R レチクル RS レチクルステージ W ウェハ WS ウェハステージ
G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group IS Illumination optical device L111, L121, L211, L212 Meniscus lens L112, L122 Biconvex lens L311, L312 Meniscus lens M1 First reflecting mirror M2 Second reflecting mirror M2 2 reflection mirror PL projection optical system R reticle RS reticle stage W wafer WS wafer stage

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像側テレセントリックな光束に基づいて
第1物体の像を第2物体上へ縮小投影する投影光学系に
おいて、 前記第1物体を介した光の光路上に配置されて、少なく
とも1つのレンズエレメントを含み、所定のパワーを有
する第1群と;前記第1群と前記第2物体との間に配置
されて、所定のパワーを有する半透過なエレメントを含
む第2群と;前記第2群と前記第2物体との間に配置さ
れて、所定のパワーを有するとともに中心を含む所定領
域に光透過部分を有する第1反射鏡と;前記第2群と前
記第2物体との間に配置されて、正のパワーを有する第
3群と;を含み、 前記第2群中の前記半反透過なエレメントの光学面は、
正のパワーを有する第2反射面であり、 前記第1物体からの光が前記第1群及び前記第2群を順
に通過し、前記第1反射鏡にて反射されて前記第2反射
鏡に向かい、前記第2反射鏡にて反射された後に、前記
第1反射鏡の光通過部分及び前記第3群を順に通過する
ことにより、前記第2物体上に前記第1物体の一次像を
形成することを特徴とする投影光学系。
1. A projection optical system for reducing and projecting an image of a first object onto a second object based on an image-side telecentric light beam, wherein the projection optical system is arranged on an optical path of light passing through the first object, and A first group including two lens elements and having a predetermined power; a second group including a semi-transmissive element having a predetermined power and disposed between the first group and the second object; A first reflecting mirror disposed between a second group and the second object, having a predetermined power, and having a light transmitting portion in a predetermined area including a center; A third group having a positive power disposed therebetween, and the optical surface of the semi-reflective element in the second group,
A second reflecting surface having a positive power, wherein light from the first object sequentially passes through the first group and the second group, is reflected by the first reflecting mirror, and is reflected by the second reflecting mirror. A first image of the first object is formed on the second object by sequentially passing through the light passing portion of the first mirror and the third group after being reflected by the second mirror. A projection optical system.
【請求項2】 前記第1反射鏡は、正のパワーを有する
ことを特徴とする請求項1記載の投影光学系。
2. The projection optical system according to claim 1, wherein said first reflecting mirror has a positive power.
【請求項3】 前記第1反射鏡の横倍率をβM1とし、光
学系全系の横倍率をβとするとき、 1<βM1/β<4 (1) の条件を満足することを特徴とする請求項2記載の投影
光学系。
3. When the lateral magnification of the first reflecting mirror is βM1, and the lateral magnification of the entire optical system is β, the condition of 1 <βM1 / β <4 (1) is satisfied. The projection optical system according to claim 2.
【請求項4】 前記第2反射鏡の横倍率をβM2とし、
光学系全系の横倍率をβとするとき、 −4<βM2/β<−1 (2) の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項
3の何れか一項記載の投影光学系。
4. The lateral magnification of the second reflecting mirror is βM2,
The projection according to any one of claims 1 to 3, wherein, when a lateral magnification of the entire optical system is β, a condition of -4 <βM2 / β <-1 (2) is satisfied. Optical system.
【請求項5】 前記投影光学系の像側最大開口数をNA
とするとき、 NA>0.6 の条件を満足することを特徴とする請求項3及び請求項
4の何れか一項記載の投影光学系。
5. The image-side maximum numerical aperture of the projection optical system is set to NA.
5. The projection optical system according to claim 3, wherein the condition NA> 0.6 is satisfied. 6.
【請求項6】 少なくとも1面の非球面を有することを
特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項記載の投
影光学系。
6. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system has at least one aspherical surface.
【請求項7】 前記第1乃至第3群を構成する屈折部材
は、単一硝材からなることを特徴とする請求項1乃至請
求項6の何れか一項記載の投影光学系。
7. The projection optical system according to claim 1, wherein the refracting members constituting the first to third groups are made of a single glass material.
【請求項8】 前記投影光学系を構成する全ての光学部
材は、実質的に共通の光軸に沿って配置され、 前記光通過部分が占める領域は前記光軸を含んでいるこ
とを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項記載の投影
光学系。
8. The optical system according to claim 1, wherein all of the optical members constituting the projection optical system are disposed substantially along a common optical axis, and a region occupied by the light passing portion includes the optical axis. The projection optical system according to claim 1.
【請求項9】 前記第1物体を支持する第1支持部材
と、前記第2物体を支持する第2支持部材と、前記第1
物体を照明する照明光学系と、請求項1乃至請求項8の
何れか一項記載の投影光学系とを備えることを特徴とす
る投影露光装置。
9. A first support member for supporting the first object, a second support member for supporting the second object, and the first support member.
A projection exposure apparatus comprising: an illumination optical system for illuminating an object; and the projection optical system according to claim 1.
【請求項10】 所定の回路パターンが描かれた前記第
1物体である原板を紫外域の露光光で照明する工程と、
請求項1乃至8の何れか一項記載の投影光学系を用いて
前記照明された原板の像を前記第2物体である基板上に
形成する工程とを含む投影露光方法。
10. illuminating an original plate, which is the first object, on which a predetermined circuit pattern is drawn, with exposure light in an ultraviolet region;
A step of forming the illuminated image of the original plate on the substrate as the second object using the projection optical system according to any one of claims 1 to 8.
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KR100989606B1 (en) 2002-07-04 2010-10-26 가부시키가이샤 니콘 Projection optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing a device
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