JP2002023055A

JP2002023055A - 結像光学系および該結像光学系を備えた露光装置

Info

Publication number: JP2002023055A
Application number: JP2000207638A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kumazawa; 雅人熊澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-01-23
Also published as: TW530335B; KR20020005966A; KR100932319B1

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的少ない数のパワー光学部材から構成さ
れているにもかかわらず、たとえばｇ線とｈ線とｉ線と
を含む広い波長範囲に対して色収差が良好に補正され
た、ほぼ等倍の倍率を有する反射屈折型の結像光学系。【解決手段】物体面（Ｍ）の像を実質的に等倍の倍率
で像面（Ｐ）に形成する結像光学系（Ｋ１，Ｋ２）。屈
折光学系（Ｓ１，Ｓ２）と凹面反射鏡（Ｍ１，Ｍ２）と
を備え、物体面からの光が屈折光学系を介して凹面反射
鏡で反射された後に屈折光学系を介して像面に物体面の
像を形成するように構成されている。屈折光学系は、少
なくとも一方の屈折面が非球面状に形成された負レンズ
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結像光学系および
該結像光学系を備えた露光装置に関し、特に複数の反射
屈折型の投影光学ユニットからなる投影光学系に対して
マスクと感光性基板とを移動させつつマスクのパターン
を感光性基板上に投影露光するマルチ走査型投影露光装
置に好適な投影光学ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワープロやパソコンやテレビ等の
表示素子として、液晶表示パネルが多用されるようにな
っている。液晶表示パネルは、プレート上に透明薄膜電
極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニ
ングすることによって製造される。このフォトリソグラ
フィ工程のための装置として、マスク上に形成された原
画パターンを投影光学系を介してプレート上のフォトレ
ジスト層に投影露光する投影露光装置が用いられてい
る。

【０００３】なお、最近では、液晶表示パネルの大面積
化の要求が高まっており、その要求に伴ってこの種の投
影露光装置においても露光領域の拡大が望まれている。
そこで、露光領域を拡大するために、いわゆるマルチ走
査型投影露光装置が提案されている。マルチ走査型投影
露光装置では、複数の投影光学ユニット（結像光学系）
からなる投影光学系に対してマスクとプレートとを移動
させつつ、マスクのパターンをプレート上に投影露光す
る。特開２０００−３９５５７号公報には、この種の投
影光学ユニットとして、ｇ線とｈ線とｉ線とに対して良
好に色消しされた反射屈折型の等倍光学系が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公報に開示され
た反射屈折型の投影光学ユニットは、一対の反射屈折光
学系を有し、各反射屈折光学系が１つの凹面反射鏡と６
つのレンズ成分とを有するので、全体として１４個のパ
ワー光学部材から構成されている。ここで、パワー光学
部材とは、凹面反射鏡やレンズ成分のように曲面状に加
工された光学面を有する光学部材を指している。したが
って、たとえば投影光学系が５つの投影光学ユニットか
ら構成されたマルチ走査型投影露光装置に上述の従来技
術にしたがう投影光学ユニットを適用すると、投影光学
系が合計で７０個のパワー光学部材を含むことになる。

【０００５】ところで、近年、マルチ走査型投影露光装
置には光学性能の向上が求められており、投影光学系を
構成する凹面反射鏡やレンズ成分に求められる加工精度
も高くなっている。その結果、上述の従来技術にしたが
う投影光学ユニットのようにパワー光学部材の多い構成
では、投影光学系のコスト高を、ひいては露光装置のコ
スト高を招くという不都合があった。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、比較的少ない数のパワー光学部材から構成さ
れているにもかかわらず、たとえばｇ線とｈ線とｉ線と
を含む広い波長範囲に対して色収差が良好に補正され
た、ほぼ等倍の倍率を有する反射屈折型の結像光学系
（投影光学ユニット）を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、上述の良好な光学性能を
有する結像光学系を備え、たとえばｇ線とｈ線とｉ線と
を含む広い波長範囲の露光光を用いて、スループットの
高い良好な露光を行うことのできる露光装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】さらに、本発明は、上述の露光装置を用い
た良好な露光により大面積で良好なマイクロデバイス
（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッ
ド等）を製造することのできるマイクロデバイス製造方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、物体面の像を実質的に等倍
の倍率で像面に形成する結像光学系において、前記結像
光学系は、屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、前記物体
面からの光が前記屈折光学系を介して前記凹面反射鏡で
反射された後に前記屈折光学系を介して前記像面に前記
物体面の像を形成するように構成され、前記屈折光学系
は、少なくとも一方の屈折面が非球面状に形成された負
レンズを有することを特徴とする結像光学系を提供す
る。

【００１０】本発明の第２発明では、物体面の像を実質
的に等倍の倍率で像面に形成する結像光学系において、
前記結像光学系は、屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、
前記物体面からの光が前記屈折光学系を介して前記凹面
反射鏡で反射された後に前記屈折光学系を介して前記像
面に前記物体面の像を形成するように構成され、前記屈
折光学系は、前記物体面側から順に、正の屈折力を有す
る正レンズ群と、負の屈折力を有する負レンズ群とを有
し、前記負レンズ群は、少なくとも一方の屈折面が非球
面状に形成されたレンズを有することを特徴とする結像
光学系を提供する。

【００１１】第２発明の好ましい態様によれば、前記少
なくとも一方の屈折面が非球面状に形成されたレンズ
は、前記正レンズ群側に凹面を向けた第１屈折面と、前
記凹面反射鏡側に凸面を向けた第２屈折面とを有する。
また、前記正レンズ群は、少なくとも一方の屈折面が非
球面状に形成されたレンズを有することが好ましい。

【００１２】本発明の第３発明では、物体面の像を実質
的に等倍の倍率で像面に形成する結像光学系において、
前記結像光学系は、所定の基準光軸に沿って配置された
屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、前記物体面からの光
が前記屈折光学系を介して前記凹面反射鏡で反射された
後に前記屈折光学系を介して前記像面に前記物体面の像
を形成するように構成され、前記屈折光学系は、非球面
状に形成された非球面状屈折面を有し、前記凹面反射鏡
の反射面から前記非球面状屈折面までの前記基準光軸に
沿った距離をＬ１とし、前記凹面反射鏡の反射面の中心
へ垂直入射する光線の経路に沿った前記凹面反射鏡の反
射面から物体面までの距離をＬＴとするとき、０．０３＜Ｌ１／ＬＴ＜０．９の条件を満足することを特徴とする結像光学系を提供す
る。

【００１３】本発明の第４発明では、第１発明〜第３発
明の結像光学系と、前記物体面に設定されたマスクを照
明するための照明光学系とを備え、前記結像光学系を介
して前記マスクに形成されたパターンを前記像面に設定
された感光性基板へ投影露光することを特徴とする露光
装置を提供する。

【００１４】本発明の第５発明では、所定方向に沿って
配列された第１発明〜第３発明の複数の結像光学系を有
する投影光学系と、前記物体面に設定されたマスクを照
明するための照明光学系とを備え、前記複数の結像光学
系の一方は、前記物体面に設定されたマスクのパターン
像を像面としての中間像面に形成し、前記複数の結像光
学系の他方は、前記中間像面を物体面として前記マスク
のパターン像を像面としての最終像面に再形成し、前記
投影光学系に対して前記マスクおよび前記最終像面に設
定された感光性基板を前記所定方向と交差する方向に沿
って相対移動させて、前記マスクに形成されたパターン
を前記投影光学系を介して前記感光性基板へ投影露光す
ることを特徴とする露光装置を提供する。

【００１５】本発明の第６発明では、第４発明または第
５発明の露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記
感光性基板へ露光する露光工程と、前記露光工程を介し
て露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含
むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供
する。

【００１６】本発明の第７発明では、所定のパターンが
形成されたマスクを照明する照明工程と、第１発明〜第
３発明の１つまたは複数の結像光学系を用いて、前記マ
スクのパターンを感光性基板へ露光する露光工程とを含
むことを特徴とする露光方法を提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】上述のように、本発明の結像光学
系は、屈折光学系と凹面反射鏡とを備えた反射屈折型の
光学系である。そして、屈折光学系は、少なくとも一方
の屈折面が非球面状に形成された負レンズを有する。あ
るいは、屈折光学系は、物体面側から順に、正レンズ群
と負レンズ群とを有し、負レンズ群は、少なくとも一方
の屈折面が非球面状に形成されたレンズを有する。

【００１８】一般に、屈折光学系と凹面反射鏡とを備え
た反射屈折型の結像光学系では、その瞳面に配置された
凹面反射鏡の近傍に負レンズ群が配置される。したがっ
て、結像光学系の瞳面に比較的近い負レンズまたは負レ
ンズ群中のレンズに非球面を導入することにより、比較
的少ない数のパワー光学部材（レンズ成分）で光学系を
構成しても、球面収差の補正を有利に行い、たとえばｇ
線とｈ線とｉ線とを含む広い波長範囲に対して色収差を
良好に補正することが可能になる。

【００１９】なお、負レンズ群では、凹面反射鏡に凸面
を向けたメニスカスレンズが凹面反射鏡の近傍に配置さ
れる。したがって、負レンズ群中のレンズに非球面を導
入する場合、正レンズ群側に凹面を向けた第１屈折面と
凹面反射鏡側に凸面を向けた第２屈折面とを有するメニ
スカスレンズに非球面を導入することが好ましい。ま
た、非球面の導入による収差補正効果を充分に得るため
に、負レンズ群中のレンズに対してだけでなく、正レン
ズ群中のレンズに対しても非球面を導入することが好ま
しい。

【００２０】さらに具体的には、本発明において、屈折
光学系は非球面状に形成された非球面状屈折面を有し、
この非球面状屈折面は次の条件式（１）を満足する。０．０３＜Ｌ１／ＬＴ＜０．９（１）ここで、Ｌ１は、凹面反射鏡の反射面から非球面状屈折
面までの基準光軸に沿った距離である。また、ＬＴは、
凹面反射鏡の反射面の中心へ垂直入射する光線の経路に
沿った凹面反射鏡の反射面から物体面までの距離であ
る。

【００２１】条件式（１）の下限値を下回ると、凹面反
射鏡と非球面状屈折面とが接近しすぎて、凹面反射鏡と
レンズ成分との間で機械的な干渉を起こし易くなり、光
学系の製造が困難になってしまう。一方、条件式（１）
の上限値を上回ると、ワーキングディスタンス（最も物
体面側のレンズ面と物体面との距離）が小さくなりすぎ
て、物体面と屈折光学系との間に所要の偏向部材を介在
させることが困難になってしまう。なお、結像光学系の
瞳面に比較的近い位置に非球面を導入してさらに良好な
収差補正効果を得るには、条件式（１）の上限値を０．
６に設定することが好ましい。

【００２２】ところで、本発明において、屈折光学系Ｓ
が正レンズ群ＧＰと負レンズ群ＧＮとから構成されてい
ると考えるとき、正レンズ群ＧＰは次の条件式（２）を
満足するものとする。０．７＜ｆ_GP／Ｆ_S≦１（２）ここで、Ｆ_Sは、屈折光学系Ｓの焦点距離である。ま
た、ｆ_GPは、正レンズ群ＧＰの焦点距離である。

【００２３】こうして、ほぼ等倍の倍率を有する本発明
の反射屈折型の結像光学系では、比較的少ない数のパワ
ー光学部材から構成されているにもかかわらず、たとえ
ばｇ線とｈ線とｉ線とを含む広い波長範囲に対して色収
差が良好に補正されている。したがって、本発明の結像
光学系を投影光学系または投影光学ユニットとして用い
る露光装置では、たとえばｇ線とｈ線とｉ線とを含む広
い波長範囲の露光光を用いて、スループットの高い良好
な露光を行うことができる。また、本発明により構成さ
れた露光装置を用いた良好な露光により、大面積で良好
なマイクロデバイスとして、たとえば高精度な液晶表示
素子などを製造することができる。

【００２４】以下、本発明の実施形態を、添付図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露
光装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。また、
図２は、図１の露光装置において投影光学系を構成する
各投影光学ユニットの構成を概略的に示す図である。

【００２５】本実施形態では、複数の反射屈折型の投影
光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクとプレ
ートとを移動させつつマスクのパターンをプレート上に
投影露光するマルチ走査型投影露光装置に本発明を適用
している。換言すると、本実施形態では、マルチ走査型
投影露光装置の各投影光学ユニットに本発明の結像光学
系を適用している。なお、図１および図２では、所定の
回路パターンが形成されたマスクおよびレジストが塗布
されたプレートを移動させる方向（走査方向）に沿って
Ｘ軸を設定している。また、マスクの平面内でＸ軸と直
交する方向に沿ってＹ軸を、プレートの法線方向に沿っ
てＺ軸を設定している。

【００２６】本実施形態の露光装置は、マスクステージ
（図１では不図示）ＭＳ上においてマスクホルダ（不図
示）を介してＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを均
一に照明するための照明系ＩＬを備えている。図１を参
照すると、照明系ＩＬは、たとえば超高圧水銀ランプか
らなる光源１を備えている。光源１は、回転楕円面から
なる反射面を有する楕円鏡２の第１焦点位置に位置決め
されている。したがって、光源１から射出された照明光
束は、反射鏡（平面鏡）３を介して、楕円鏡２の第２焦
点位置に光源像を形成する。この第２焦点位置には、シ
ャッター（不図示）が配置されている。

【００２７】楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源
像からの発散光束は、リレーレンズ系４を介して再び結
像する。リレーレンズ系４の瞳面の近傍には、所望の波
長域の光束のみを透過させる波長選択フィルター（不図
示）が配置されている。波長選択フィルターでは、ｇ線
（４３６ｎｍ）の光とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６
５ｎｍ）の光とが露光光として同時に選択される。な
お、波長選択フィルターでは、たとえばｇ線の光とｈ線
の光とを同時に選択することもできるし、ｈ線の光とｉ
線の光とを同時に選択することもできるし、さらにｉ線
の光だけを選択することもできる。

【００２８】リレーレンズ系４による光源像の形成位置
の近傍に、ライトガイド５の入射端５ａが配置されてい
る。ライトガイド５は、多数のファイバ素線をランダム
に束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであ
って、光源１の数（図１では１つ）と同じ数の入射端５
ａと、投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニットの数
（図１では５つ）と同じ数の射出端５ｂ〜５ｆとを備え
ている。こうして、ライトガイド５の入射端５ａへ入射
した光は、その内部を伝播した後、５つの射出端５ｂ〜
５ｆから射出される。

【００２９】ライトガイド５の射出端５ｂから射出され
た発散光束は、コリメートレンズ（不図示）によりほぼ
平行な光束に変換された後、フライアイ・インテグレー
ター（オプティカルインテグレータ）６ｂに入射する。
フライアイ・インテグレーター６ｂは、多数の正レンズ
エレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿って延びるよ
うに縦横に且つ稠密に配列することによって構成されて
いる。したがって、フライアイ・インテグレーター６ｂ
に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面
分割され、その後側焦点面（すなわち射出面の近傍）に
レンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源
を形成する。

【００３０】すなわち、フライアイ・インテグレーター
６ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。
なお、オプティカルインテグレータ（６ｂ〜６ｆ）は、
フライアイ・インテグレーターに限らず、回折光学素
子、微小レンズ要素の集合体で構成されるマイクロフラ
イアイレンズ、あるいは内面反射型のロッド状インテグ
レーター（中空パイプまたは光パイプ、棒状ガラスロッ
ドなど）を含む構成としてもよい。

【００３１】二次光源からの光束は、フライアイ・イン
テグレーター６ｂの後側焦点面の近傍に配置された開口
絞り（不図示）により制限された後、コンデンサーレン
ズ系７ｂに入射する。なお、開口絞りは、対応する投影
光学ユニットＰＬ１の瞳面と光学的にほぼ共役な位置に
配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するた
めの可変開口部を有する。開口絞りは、この可変開口部
の開口径を変化させることにより、照明条件を決定する
σ値（投影光学系ＰＬを構成する各投影光学ユニットＰ
Ｌ１〜ＰＬ５の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二
次光源像の口径の比）を所望の値に設定する。

【００３２】コンデンサーレンズ系７ｂを介した光束
は、所定の転写パターンが形成されたマスクＭを重畳的
に照明する。同様に、ライトガイド５の他の射出端５ｃ
〜５ｆから射出された発散光束も、各コリメートレン
ズ、フライアイ・インテグレーター６ｃ〜６ｆ、各開口
絞り、およびコンデンサーレンズ系７ｃ〜７ｆ（不図
示）を介して、マスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。
すなわち、照明系ＩＬは、マスクＭ上においてＹ方向に
並んだ複数（図１では合計で５つ）の台形状の領域を照
明する。

【００３３】なお、上述の例では、照明系ＩＬにおい
て、１つの光源１からの照明光をライトガイド５を介し
て５つの照明光に等分割しているが、光源の数および投
影光学ユニットの数に限定されることなく、様々な変形
例が可能である。すなわち、必要に応じて２つ以上の光
源を設け、これら２つ以上の光源からの照明光をランダ
ム性の良好なライトガイドを介して所要数（投影光学ユ
ニットの数）の照明光に等分割することもできる。この
場合、ライトガイドは、光源の数と同数の入射端を有
し、投影光学ユニットの数と同数の射出端を有すること
になる。

【００３４】マスクＭ上の各照明領域からの光は、各照
明領域に対応するようにＹ方向に沿って配列された複数
（図１では合計で５つ）の投影光学ユニットＰＬ１〜Ｐ
Ｌ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。ここで、各投
影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の構成は、互いに同じで
ある。以下、図２を参照して、各投影光学ユニットの構
成について説明する。

【００３５】図２に示す投影光学ユニットは、マスクＭ
からの光に基づいてマスクパターンの一次像を形成する
第１結像光学系Ｋ１と、この一次像からの光に基づいて
マスクパターンの正立正像（二次像）をプレートＰ上に
形成する第２結像光学系Ｋ２とを有する。なお、マスク
パターンの一次像の形成位置（中間像面）の近傍には、
マスクＭ上における投影光学ユニットの視野領域（照明
領域）およびプレートＰ上における投影光学ユニットの
投影領域（露光領域）を規定する視野絞りＦＳが設けら
れている。

【００３６】第１結像光学系Ｋ１は、マスクＭから−Ｚ
方向に沿って入射する光を−Ｘ方向に反射するようにマ
スク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された
第１反射面を有する第１直角プリズムＰ１を備えてい
る。また、第１結像光学系Ｋ１は、第１直角プリズムＰ
１側から順に、正の屈折力を有する第１屈折光学系Ｓ１
と、第１直角プリズムＰ１側に凹面を向けた第１凹面反
射鏡Ｍ１とを備えている。第１屈折光学系Ｓ１および第
１凹面反射鏡Ｍ１はＸ方向に延びる光軸ＡＸ１に沿って
配置され、全体として第１反射屈折光学系ＨＫ１を構成
している。第１反射屈折光学系ＨＫ１から＋Ｘ方向に沿
って第１直角プリズムＰ１に入射した光は、マスク面
（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第２反
射面によって−Ｚ方向に反射される。

【００３７】一方、第２結像光学系Ｋ２は、第１直角プ
リズムＰ１の第２反射面から−Ｚ方向に沿って入射する
光を−Ｘ方向に反射するようにプレート面（ＸＹ平面）
に対して４５°の角度で斜設された第１反射面を有する
第２直角プリズムＰ２を備えている。また、第２結像光
学系Ｋ２は、第２直角プリズムＰ２側から順に、正の屈
折力を有する第２屈折光学系Ｓ２と、第２直角プリズム
Ｐ２側に凹面を向けた第２凹面反射鏡Ｍ２とを備えてい
る。第２屈折光学系Ｓ２および第２凹面反射鏡Ｍ２はＸ
方向に延びる光軸ＡＸ２に沿って配置され、全体として
第２反射屈折光学系ＨＫ２を構成している。第２反射屈
折光学系ＨＫ２から＋Ｘ方向に沿って第２直角プリズム
Ｐ２に入射した光は、プレート面（ＸＹ平面面）に対し
て４５°の角度で斜設された第２反射面によって−Ｚ方
向に反射され、最終像面に設定されたプレートＰに達す
る。

【００３８】なお、本実施形態では、マスクＭと第１直
角プリズムＰ１の第１反射面との間の光路中、第１直角
プリズムＰ１の第２反射面と視野絞りＦＳとの間の光路
中、視野絞りＦＳと第２直角プリズムＰ２の第１反射面
との間の光路中、および第２直角プリズムＰ２の第２反
射面とプレートＰとの間の光路中には、像シフターとし
ての平行平面板Ｈ１〜Ｈ４が設けられている。像シフタ
ーとしての平行平面板Ｈ１〜Ｈ４は、基準状態において
その平行面がＸＹ平面に沿って設定され、Ｘ軸廻りおよ
びＹ軸廻りに微小量だけ回転可能に構成されている。平
行平面板Ｈ１〜Ｈ４をＸ軸廻りに微小量だけ回転させる
と、プレートＰ上に形成される像がＸＹ平面においてＹ
方向に微動（像シフト）する。また、平行平面板Ｈ１〜
Ｈ４をＹ軸廻りに微小量だけ回転させると、プレートＰ
上に形成される像がＸＹ平面においてＸ方向に微動（像
シフト）する。

【００３９】以下、各投影光学ユニットの基本的な動作
について説明する。前述したように、マスクＭ上に形成
されたパターンは、照明系ＩＬからの照明光（露光光）
により、ほぼ均一の照度で照明される。マスクＭ上の各
照明領域に形成されたマスクパターンから−Ｚ方向に沿
って進行した光は、平行平面板Ｈ１を介した後、第１直
角プリズムＰ１の第１反射面により９０°だけ偏向さ
れ、−Ｘ方向に沿って第１反射屈折光学系ＨＫ１に入射
する。

【００４０】第１反射屈折光学系ＨＫ１に入射した光
は、第１屈折光学系Ｓ１を介して、第１凹面反射鏡Ｍ１
に達する。第１凹面反射鏡Ｍ１で反射された光は、再び
第１屈折光学系Ｓ１を介して、＋Ｘ方向に沿って第１直
角プリズムＰ１の第２反射面に入射する。第１直角プリ
ズムＰ１の第２反射面で９０°だけ偏向されて−Ｚ方向
に沿って進行した光は、平行平面板Ｈ２を介した後、視
野絞りＦＳの近傍にマスクパターンの一次像を形成す
る。なお、一次像のＸ方向における横倍率は＋１倍であ
り、Ｙ方向おける横倍率は−１倍である。

【００４１】マスクパターンの一次像から−Ｚ方向に沿
って進行した光は、平行平面板Ｈ３を介した後、第２直
角プリズムＰ２の第１反射面により９０°だけ偏向さ
れ、−Ｘ方向に沿って第２反射屈折光学系ＨＫ２に入射
する。第２反射屈折光学系ＨＫ２に入射した光は、第２
屈折光学系Ｓ２を介して、第２凹面反射鏡Ｍ２に達す
る。第２凹面反射鏡Ｍ２で反射された光は、再び第２屈
折光学系Ｓ２を介して、＋Ｘ方向に沿って第２直角プリ
ズムＰ２の第２反射面に入射する。

【００４２】第２直角プリズムＰ２の第２反射面で９０
°だけ偏向されて−Ｚ方向に沿って進行した光は、平行
平面板Ｈ４を介した後、プレートＰ上において対応する
露光領域にマスクパターンの二次像を形成する。ここ
で、二次像のＸ方向における横倍率およびＹ方向におけ
る横倍率はともに＋１倍である。すなわち、各投影光学
ユニットを介してプレートＰ上に形成されるマスクパタ
ーン像は等倍の正立正像であり、各投影光学ユニットは
等倍正立系を構成している。

【００４３】また、上述の第１反射屈折光学系ＨＫ１で
は、第１屈折光学系Ｓ１の後側焦点位置の近傍に第１凹
面反射鏡Ｍ１が配置されているため、マスクＭ側および
視野絞りＦＳ側においてほぼテレセントリックとなる。
また、第２反射屈折光学系ＨＫ２においても、第２屈折
光学系Ｓ２の後側焦点位置の近傍に第２凹面反射鏡Ｍ２
が配置されているため、視野絞りＦＳ側およびプレート
Ｐ側においてほぼテレセントリックとなる。その結果、
各投影光学ユニットは、ほぼ両側（マスクＭ側およびプ
レートＰ側）にテレセントリックな光学系である。

【００４４】こうして、複数の投影光学ユニットＰＬ１
〜ＰＬ５から構成された投影光学系ＰＬを介した光は、
プレートステージ（図１では不図示）ＰＳ上においてプ
レートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレ
ートＰ上にマスクパターン像を形成する。すなわち、上
述したように、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は等
倍正立系として構成されているので、感光性基板である
プレートＰ上において各照明領域に対応するようにＹ方
向に並んだ複数の台形状の露光領域には、マスクパター
ンの等倍正立像が形成される。

【００４５】ところで、マスクステージＭＳには、この
ステージを走査方向であるＸ方向に沿って移動させるた
めの長いストロークを有する走査駆動系（不図示）が設
けられている。また、マスクステージＭＳを走査直交方
向であるＹ方向に沿って微小量だけ移動させるとともに
Ｚ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメ
ント駆動系（不図示）が設けられている。そして、マス
クステージＭＳの位置座標が移動鏡を用いたレーザー干
渉計ＭＩＦによって計測され且つ位置制御されるように
構成されている。

【００４６】同様の駆動系が、プレートステージＰＳに
も設けられている。すなわち、プレートステージＰＳを
走査方向であるＸ方向に沿って移動させるための長いス
トロークを有する走査駆動系（不図示）、プレートステ
ージＰＳを走査直交方向であるＹ方向に沿って微小量だ
け移動させるとともにＺ軸廻りに微小量だけ回転させる
ための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられ
ている。そして、プレートステージＰＳの位置座標が移
動鏡を用いたレーザー干渉計ＰＩＦによって計測され且
つ位置制御されるように構成されている。

【００４７】さらに、マスクＭとプレートＰとをＸＹ平
面に沿って相対的に位置合わせするための手段として、
一対のアライメント系ＡＬがマスクＭの上方に配置され
ている。アライメント系ＡＬとして、たとえばマスクＭ
上に形成されたマスクアライメントマークとプレートＰ
上に形成されたプレートアライメントマークとの相対位
置を画像処理により求める方式のアライメント系を用い
ることができる。

【００４８】こうして、マスクステージＭＳ側の走査駆
動系およびプレートステージＰＳ側の走査駆動系の作用
により、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からな
る投影光学系ＰＬに対してマスクＭとプレートＰとを一
体的に同一方向（Ｘ方向）に沿って移動させることによ
って、マスクＰ上のパターン領域の全体がプレートＰ上
の露光領域の全体に転写（走査露光）される。なお、複
数の台形状の露光領域の形状および配置、ひいては複数
の台形状の照明領域の形状および配置については、たと
えば特開平７−１８３２１２号公報などに詳細な説明が
記載されており重複する説明は省略する。

【００４９】［第１実施例］図３は、本実施形態の第１
実施例にかかる投影光学ユニットの第１結像光学系（ま
たは第２結像光学系Ｋ２）のレンズ構成を示す図であ
る。図３では、第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズ
ムＰ２）の図示を省略している。第１実施例にかかる投
影光学ユニットは、図２に示すように、互いに全く同じ
構成を有する一対の結像光学系、すなわち第１結像光学
系Ｋ１と第２結像光学系Ｋ２とから構成されている。

【００５０】第１実施例にかかる投影光学ユニットの第
１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ２）中の第１反射
屈折光学系ＨＫ１（第２反射屈折光学系ＨＫ２）は、第
１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）側から順
に、両凸レンズＬ１１（Ｌ２１）と、第１直角プリズム
Ｐ１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ１２（Ｌ２２）と、第１直角プリズムＰ
１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニス
カスレンズＬ１３（Ｌ２３）と、第１直角プリズムＰ１
（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた第１凹面反
射鏡Ｍ１（第２凹面反射鏡Ｍ２）とから構成されてい
る。

【００５１】なお、負メニスカスレンズＬ１２（Ｌ２
２）の第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）
側の凹面、および負メニスカスレンズＬ１３（Ｌ２３）
の第１凹面反射鏡Ｍ１（第２凹面反射鏡Ｍ２）側の凸面
が、非球面状に形成されている。また、両凸レンズＬ１
１（Ｌ２１）と負メニスカスレンズＬ１２（Ｌ２２）と
が正の屈折力を有する正レンズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）を構
成し、負メニスカスレンズＬ１３（Ｌ２３）が負の屈折
力を有する負レンズ群Ｇ１Ｎ（Ｇ２Ｎ）を構成してい
る。さらに、平行平面板Ｈ１（Ｈ３）とＨ２（Ｈ４）と
は、第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）に
関して対称的に配置されている。

【００５２】なお、各実施例において、非球面は、光軸
に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接
平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿
った距離（サグ量）をｘとし、頂点曲率半径をｒとし、
円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_nとしたと
き、以下の数式（ａ）で表される。

【数１】ｘ＝（ｙ²／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2〕＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋Ｃ₁₂・ｙ¹² （ａ）各実施例において、非球面状に形成されたレンズ面には
面番号の右側に＊印を付している。

【００５３】次の表（１）に、第１実施例にかかる投影
光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ
２）の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元におい
て、ＮＡは物体側での開口数（像側での開口数も同じ）
を、Ｙ０は最大像高をそれぞれ示している。また、表
（１）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号は
物体面（第１結像光学系Ｋ１ではマスク面、第２結像光
学系Ｋ２では視野絞り面）からの光線進行方向に沿った
面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面
の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは
各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラム
のｎｇはｇ線（λ＝４３６ｎｍ）の光に対する屈折率
を、第５カラムのｎｈはｈ線（λ＝４０６ｎｍ）の光に
対する屈折率を、第６カラムのｎｉはｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）の光に対する屈折率をそれぞれ示している。さら
に、表（１）の条件式対応値において、Ｆ_Sは第１屈折
光学系Ｓ１（第２屈折光学系Ｓ２）の焦点距離を、ｆ_GP
は正レンズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）の焦点距離をそれぞれ示
している。

【００５４】

【表１】（主要諸元）ＮＡ＝０．１０Ｙ０＝４７ｍｍ（光学部材諸元）面番号ｒｄｎｇｎｈｎｉ光学部材（物体面） 23 1 ∞ 10 1.60361 1.60801 1.61549 H1(H3) 2 ∞ 99 3 560.28 27.8 1.45815 1.46030 1.46393 L11(L21) 4 -125.17 7.9 5* -108.91 29.2 1.59429 1.60099 1.61292 L12(L22) 6 -163.69 77.4 7 -290.66 15 1.45815 1.46030 1.46393 L13(L23) 8* -428.14 292.7 9 -632.06 M1(M2) （非球面データ）第５面ｒ＝−１０８．９１ κ＝０Ｃ₄＝０．２４３５×１０^-7 Ｃ₆＝０．１５７３×１０^-11 Ｃ₈＝０．１２７０×１０^-15 Ｃ₁₀＝０．２１００×１０^-20 Ｃ₁₂＝０．１５９７×１０^-23 第８面ｒ＝−４２８．１４ κ＝０Ｃ₄＝０．１７１０×１０^-7 Ｃ₆＝０．１８８６×１０^-12 Ｃ₈＝−０．１６４３×１０^-17 Ｃ₁₀＝０．１４５４×１０^-20 Ｃ₁₂＝−０．１８１１×１０^-24 （条件式対応値）Ｆ_S＝４２７．４ｍｍｆ_GP＝３６５．３ｍｍ（１）Ｌ１／ＬＴ＝０．７１（第５面）Ｌ１／ＬＴ＝０．５（第８面）（２）ｆ_GP／Ｆ_S＝０．８５

【００５５】また、次の表（２）に、第１実施例にかか
る投影光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光
学系Ｋ２）の像高毎の波面収差のｒｍｓ(root mean squ
are)値を掲げる。なお、表（２）において、Ｗrms(g)
はｇ線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(h) はｈ
線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(i) はｉ線に
対する波面収差のｒｍｓ値をそれぞれ示している。

【００５６】

【表２】像高ＹＷrms(g) Ｗrms(h) Ｗrms(i) ００．００７９０．００２５０．００８５１４．１０．００８７０．００３６０．００６７２３．５０．００９４０．００４７０．００４８３２．９０．００８３０．００３７０．００５３４２．３０．００６４０．００２００．００６５４７０．００９４０．００３６０．００６２

【００５７】表（２）を参照すると、第１実施例の投影
光学ユニットでは、ｇ線の光とｈ線の光とｉ線の光とに
対して良好に色収差補正され且つ像面湾曲も良好に補正
されていること、すなわち良好な光学性能が確保されて
いることがわかる。

【００５８】［第２実施例］図４は、本実施形態の第２
実施例にかかる投影光学ユニットの第１結像光学系（ま
たは第２結像光学系Ｋ２）のレンズ構成を示す図であ
る。図４では、第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズ
ムＰ２）の図示を省略している。第２実施例にかかる投
影光学ユニットも第１実施例と同様に、互いに全く同じ
構成を有する一対の結像光学系、すなわち第１結像光学
系Ｋ１と第２結像光学系Ｋ２とから構成されている。

【００５９】第２実施例にかかる投影光学ユニットの第
１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ２）中の第１反射
屈折光学系ＨＫ１（第２反射屈折光学系ＨＫ２）は、第
１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）側から順
に、両凸レンズＬ１１（Ｌ２１）と、第１直角プリズム
Ｐ１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ１２（Ｌ２２）と、第１直角プリズムＰ
１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた正メニス
カスレンズＬ１３（Ｌ２３）と、第１直角プリズムＰ１
（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズＬ１４（Ｌ２４）と、第１直角プリズムＰ１
（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた第１凹面反
射鏡Ｍ１（第２凹面反射鏡Ｍ２）とから構成されてい
る。

【００６０】なお、負メニスカスレンズＬ１４（Ｌ２
４）の第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）
側の凹面が、非球面状に形成されている。また、両凸レ
ンズＬ１１（Ｌ２１）と負メニスカスレンズＬ１２（Ｌ
２２）と正メニスカスレンズＬ１３（Ｌ２３）とが正の
屈折力を有する正レンズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）を構成し、
負メニスカスレンズＬ１４（Ｌ２４）が負の屈折力を有
する負レンズ群Ｇ１Ｎ（Ｇ２Ｎ）を構成している。さら
に、平行平面板Ｈ１（Ｈ３）とＨ２（Ｈ４）とは、第１
直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）に関して対
称的に配置されている。

【００６１】次の表（３）に、第２実施例にかかる投影
光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ
２）の諸元の値を掲げる。表（３）の主要諸元におい
て、ＮＡは物体側での開口数（像側での開口数も同じ）
を、Ｙ０は最大像高をそれぞれ示している。また、表
（３）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号は
物体面（第１結像光学系Ｋ１ではマスク面、第２結像光
学系Ｋ２では視野絞り面）からの光線進行方向に沿った
面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面
の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは
各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラム
のｎｇはｇ線（λ＝４３６ｎｍ）の光に対する屈折率
を、第５カラムのｎｈはｈ線（λ＝４０６ｎｍ）の光に
対する屈折率を、第６カラムのｎｉはｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）の光に対する屈折率をそれぞれ示している。さら
に、表（３）の条件式対応値において、Ｆ_Sは第１屈折
光学系Ｓ１（第２屈折光学系Ｓ２）の焦点距離を、ｆ_GP
は正レンズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）の焦点距離をそれぞれ示
している。

【００６２】

【表３】（主要諸元）ＮＡ＝０．１０Ｙ０＝４７ｍｍ（光学部材諸元）面番号ｒｄｎｇｎｈｎｉ光学部材（物体面） 23 1 ∞ 10 1.60361 1.6080 1.61549 H1(H3) 2 ∞ 99 3 1235.83 22.8 1.45815 1.46030 1.46393 L11(L21) 4 -154.20 4.1 5 -141.48 36.3 1.59429 1.60099 1.61292 L12(L22) 6 -240.01 51.1 7 -752.57 19.5 1.45815 1.46030 1.46393 L13(L23) 8 -206.82 120.9 9* -257.30 15 1.45815 1.46030 1.46393 L14(L24) 10 -603.28 180.3 11 -619.04 M1(M2) （非球面データ）第９面ｒ＝−２５７．３０ κ＝０Ｃ₄＝−０．５５６７×１０^-8 Ｃ₆＝−０．７９１１×１０^-13 Ｃ₈＝−０．２４２３×１０^-16 Ｃ₁₀＝０．６７９３×１０^-20 Ｃ₁₂＝−０．９００６×１０^-24 （条件式対応値）Ｆ_S＝３９０．５ｍｍｆ_GP＝３２１．４ｍｍ（１）Ｌ１／ＬＴ＝０．３４（第９面）（２）ｆ_GP／Ｆ_S＝０．８２

【００６３】また、次の表（４）に、第２実施例にかか
る投影光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光
学系Ｋ２）の像高毎の波面収差のｒｍｓ(root mean squ
are)値を掲げる。なお、表（４）において、Ｗrms(g)
はｇ線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(h) はｈ
線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(i) はｉ線に
対する波面収差のｒｍｓ値をそれぞれ示している。

【００６４】

【表４】像高ＹＷrms(g) Ｗrms(h) Ｗrms(i) ００．００５７０．００１７０．００５９１４．１０．００５８０．００２３０．００４０２３．５０．００６８０．００３５０．００２１３２．９０．００７９０．００４８０．００２０４２．３０．００７７０．００５１０．００４６４７０．００８６０．００２４０．００４０

【００６５】表（４）を参照すると、第２実施例の投影
光学ユニットでは、ｇ線の光とｈ線の光とｉ線の光とに
対して良好に色収差補正され且つ像面湾曲も良好に補正
されていること、すなわち良好な光学性能が確保されて
いることがわかる。

【００６６】［第３実施例］図５は、本実施形態の第３
実施例にかかる投影光学ユニットの第１結像光学系（ま
たは第２結像光学系Ｋ２）のレンズ構成を示す図であ
る。図５では、第１直角プリズムＰ１（第２直角プリズ
ムＰ２）の図示を省略している。第３実施例にかかる投
影光学ユニットも第１実施例および第２実施例と同様
に、互いに全く同じ構成を有する一対の結像光学系、す
なわち第１結像光学系Ｋ１と第２結像光学系Ｋ２とから
構成されている。

【００６７】第３実施例にかかる投影光学ユニットの第
１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ２）中の第１反射
屈折光学系ＨＫ１（第２反射屈折光学系ＨＫ２）は、第
１直角プリズムＰ１（第２直角プリズムＰ２）側から順
に、両凸レンズＬ１１（Ｌ２１）と、第１直角プリズム
Ｐ１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ１２（Ｌ２２）と、第１直角プリズムＰ
１（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた負メニス
カスレンズＬ１３（Ｌ２３）と、第１直角プリズムＰ１
（第２直角プリズムＰ２）側に凹面を向けた第１凹面反
射鏡Ｍ１（第２凹面反射鏡Ｍ２）とから構成されてい
る。

【００６８】なお、両凸レンズＬ１１（Ｌ２１）の第１
凹面反射鏡Ｍ１（第２凹面反射鏡Ｍ２）側の凸面、負メ
ニスカスレンズＬ１２（Ｌ２２）の第１凹面反射鏡Ｍ１
（第２凹面反射鏡Ｍ２）側の凸面、および負メニスカス
レンズＬ１３（Ｌ２３）の第１凹面反射鏡Ｍ１（第２凹
面反射鏡Ｍ２）側の凸面が、非球面状に形成されてい
る。また、両凸レンズＬ１１（Ｌ２１）と負メニスカス
レンズＬ１２（Ｌ２２）とが正の屈折力を有する正レン
ズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）を構成し、負メニスカスレンズＬ
１３（Ｌ２３）が負の屈折力を有する負レンズ群Ｇ１Ｎ
（Ｇ２Ｎ）を構成している。さらに、平行平面板Ｈ１
（Ｈ３）とＨ２（Ｈ４）とは、第１直角プリズムＰ１
（第２直角プリズムＰ２）に関して対称的に配置されて
いる。

【００６９】次の表（５）に、第３実施例にかかる投影
光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光学系Ｋ
２）の諸元の値を掲げる。表（５）の主要諸元におい
て、ＮＡは物体側での開口数（像側での開口数も同じ）
を、Ｙ０は最大像高をそれぞれ示している。また、表
（５）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号は
物体面（第１結像光学系Ｋ１ではマスク面、第２結像光
学系Ｋ２では視野絞り面）からの光線進行方向に沿った
面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面
の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは
各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラム
のｎｇはｇ線（λ＝４３６ｎｍ）の光に対する屈折率
を、第５カラムのｎｈはｈ線（λ＝４０６ｎｍ）の光に
対する屈折率を、第６カラムのｎｉはｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）の光に対する屈折率をそれぞれ示している。さら
に、表（５）の条件式対応値において、Ｆ_Sは第１屈折
光学系Ｓ１（第２屈折光学系Ｓ２）の焦点距離を、ｆ_GP
は正レンズ群Ｇ１Ｐ（Ｇ２Ｐ）の焦点距離をそれぞれ示
している。

【００７０】

【表５】（主要諸元）ＮＡ＝０．１０Ｙ０＝４７ｍｍ（光学部材諸元）面番号ｒｄｎｇｎｈｎｉ光学部材（物体面） 23 1 ∞ 10 1.60361 1.60801 1.61549 H1(H3) 2 ∞ 99 3 335.81 27.9 1.45815 1.46030 1.46393 L11(L21) 4* -150 19 5 -155.87 34.5 1.60361 1.60801 1.61549 L12(L22) 6* -364.84 320.5 7 -1567.94 15 1.46674 1.46966 1.47455 L13(L23) 8* -1683.07 33.1 9 -611.76 M1(M2) （非球面データ）第４面ｒ＝−１５０ κ＝０Ｃ₄＝０．２４４２×１０^-7 Ｃ₆＝−０．４８６４×１０^-12 Ｃ₈＝０．５８５８×１０^-16 Ｃ₁₀＝−０．１００８×１０^-20 Ｃ₁₂＝０．３５１１×１０^-24 第６面ｒ＝−３６４．８４ κ＝０Ｃ₄＝−０．４５３３×１０^-8 Ｃ₆＝０．５９３２×１０^-12 Ｃ₈＝−０．２３８９×１０^-16 Ｃ₁₀＝−０．８８９０×１０^-21 Ｃ₁₂＝−０．６３５５×１０^-25 第８面ｒ＝−１６８３．０７ κ＝０Ｃ₄＝０．１２９１×１０^-8 Ｃ₆＝−０．５４９０×１０^-13 Ｃ₈＝０．６９５６×１０^-16 Ｃ₁₀＝−０．３６９９×１０^-19 Ｃ₁₂＝０．７２９０×１０^-23 （条件式対応値）Ｆ_S＝４３１．０ｍｍｆ_GP＝４２９．３ｍｍ（１）Ｌ１／ＬＴ＝０．７３（第４面）Ｌ１／ＬＴ＝０．６３（第６面）Ｌ１／ＬＴ＝０．０６（第８面）（２）ｆ_GP／Ｆ_S＝１．００

【００７１】また、次の表（６）に、第３実施例にかか
る投影光学ユニットの第１結像光学系Ｋ１（第２結像光
学系Ｋ２）の像高毎の波面収差のｒｍｓ(root mean squ
are)値を掲げる。なお、表（６）において、Ｗrms(g)
はｇ線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(h) はｈ
線に対する波面収差のｒｍｓ値を、Ｗrms(i) はｉ線に
対する波面収差のｒｍｓ値をそれぞれ示している。

【００７２】

【表６】像高ＹＷrms(g) Ｗrms(h) Ｗrms(i) ００．０００３０．０００３０．０００４１４．１０．００２３０．０００９０．００２６２３．５０．００７６０．００３６０．００５０３２．９０．０１５４０．００８００．００７０４２．３０．０１９９０．０１０２０．００８８４７０．０１５６０．００７００．０１０２

【００７３】表（６）を参照すると、第３実施例の投影
光学ユニットでは、ｇ線の光とｈ線の光とｉ線の光とに
対して良好に色収差補正され且つ像面湾曲も良好に補正
されていること、すなわち良好な光学性能が確保されて
いることがわかる。

【００７４】図１に示す本実施形態における各光学部材
および各ステージ等を前述したような機能を達成するよ
うに、電気的、機械的または光学的に連結することで、
本実施形態にかかる露光装置を組み上げることができ
る。そして、照明系ＩＬによってマスクを照明し（照明
工程）、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影
光学系ＰＬを用いてマスクに形成された転写用のパター
ンを感光性基板に走査露光する（露光工程）ことによ
り、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表
示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。
以下、図１に示す本実施形態の露光装置を用いて感光性
基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成する
ことによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイ
スを得る際の手法の一例につき図６のフローチャートを
参照して説明する。

【００７５】先ず、図６のステップ３０１において、１
ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ
３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上に
フォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３
において、図１に示す露光装置を用いて、マスク上のパ
ターンの像がその投影光学系（投影光学ユニット）を介
して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次
露光転写される。その後、ステップ３０４において、そ
の１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われ
た後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ
上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う
ことによって、マスク上のパターンに対応する回路パタ
ーンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。そ
の後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うこ
とによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上
述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回
路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く
得ることができる。

【００７６】また、図１に示す露光装置では、プレート
（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電
極パターン等）を形成することによって、マイクロデバ
イスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、
図７のフローチャートを参照して、このときの手法の一
例につき説明する。図７において、パターン形成工程４
０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパタ
ーンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板
等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行
される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基
板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成され
る。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング
工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによっ
て、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフ
ィルター形成工程４０２へ移行する。

【００７７】次に、カラーフィルター形成工程４０２で
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組
を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形
成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後
に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立
て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られ
た所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用い
て液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て
工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて
得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に
液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

【００７８】その後、モジュール組み立て工程４０４に
て、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作
を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付
けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素
子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有
する液晶表示素子をスループット良く得ることができ
る。

【００７９】なお、上述の実施形態では、各投影光学ユ
ニットが一対の結像光学系を有するマルチ走査型投影露
光装置について本発明を適用しているが、各投影光学ユ
ニットが１つまたは３つ以上の結像光学系を有する型式
のマルチ走査型投影露光装置に対しても本発明を適用す
ることができる。特に、各投影光学ユニットが１つの結
像光学系を有する場合、直角プリズムの第１反射面また
は第２反射面をダハ面として構成することにより、１つ
の結像光学系で等倍の正立正像を形成することも可能で
ある。

【００８０】また、上述の実施形態では、光源として超
高圧水銀ランプを用いているが、これに限定されること
なく、他の適当な光源を用いることができる。すなわ
ち、本発明において、露光波長は、ｇ線、ｈ線、ｉ線な
どに特に限定されるものではない。

【００８１】また、上述の実施形態では、複数の投影光
学ユニットから構成された投影光学系に対してマスクお
よび感光性基板を移動させながら走査露光を行うマルチ
走査型投影露光装置について本発明を説明している。し
かしながら、複数の投影光学ユニットから構成された投
影光学系に対してマスクおよび感光性基板を移動させる
ことなく一括的な露光を行う投影露光装置についても本
発明を適用することができる。さらに、単一の投影光学
ユニットから構成された投影光学系に対してマスクおよ
び感光性基板を移動させながら走査露光を行う走査型投
影露光装置について本発明を適用することもできる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的少ないパワー光学部材から構成されているにもか
かわらず、たとえばｇ線とｈ線とｉ線とを含む広い波長
範囲に対して色収差が良好に補正された、ほぼ等倍の倍
率を有する反射屈折型の結像光学系（投影光学ユニッ
ト）を実現することができる。

【００８３】また、本発明によれば、上述の良好な光学
性能を有する複数の結像光学系を有する投影光学系を備
え、たとえばｇ線とｈ線とｉ線とを含む広い波長範囲の
露光光を用いて、スループットの高い良好な露光を行う
ことのできる、露光装置を実現することができる。

【００８４】さらに、本発明にしたがって構成された露
光装置を用いた良好な露光により、大面積で良好なマイ
クロデバイスとして、たとえば高精度な液晶表示素子な
どを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の全体構成
を概略的に示す斜視図である。

【図２】図１の露光装置において投影光学系を構成する
各投影光学ユニットの構成を概略的に示す図である。

【図３】本実施形態の第１実施例にかかる投影光学ユニ
ットの第１結像光学系（または第２結像光学系Ｋ２）の
レンズ構成を示す図である。

【図４】本実施形態の第２実施例にかかる投影光学ユニ
ットの第１結像光学系（または第２結像光学系Ｋ２）の
レンズ構成を示す図である。

【図５】本実施形態の第３実施例にかかる投影光学ユニ
ットの第１結像光学系（または第２結像光学系Ｋ２）の
レンズ構成を示す図である。

【図６】本実施形態の露光装置を用いて感光性基板とし
てのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによ
って、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る
際の手法のフローチャートである。

【図７】本実施形態の露光装置を用いてプレート上に所
定のパターンを形成することによって、マイクロデバイ
スとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１光源２楕円鏡３反射鏡４リレーレンズ系５ライトガイド６フライアイ・インテグレータ７コンデンサーレンズ系ＭマスクＰＬ投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５投影光学ユニットＰプレートＦＳ視野絞りＨＫ１第１反射屈折光学系ＨＫ２第２反射屈折光学系Ｓ１第１屈折光学系Ｓ２第２屈折光学系Ｍ１第１凹面反射鏡Ｍ２第２凹面反射鏡Ｋ１第１結像光学系Ｋ２第２結像光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体面の像を実質的に等倍の倍率で像面
に形成する結像光学系において、前記結像光学系は、屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、
前記物体面からの光が前記屈折光学系を介して前記凹面
反射鏡で反射された後に前記屈折光学系を介して前記像
面に前記物体面の像を形成するように構成され、前記屈折光学系は、少なくとも一方の屈折面が非球面状
に形成された負レンズを有することを特徴とする結像光
学系。
【請求項２】物体面の像を実質的に等倍の倍率で像面
に形成する結像光学系において、前記結像光学系は、屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、
前記物体面からの光が前記屈折光学系を介して前記凹面
反射鏡で反射された後に前記屈折光学系を介して前記像
面に前記物体面の像を形成するように構成され、前記屈折光学系は、前記物体面側から順に、正の屈折力
を有する正レンズ群と、負の屈折力を有する負レンズ群
とを有し、前記負レンズ群は、少なくとも一方の屈折面が非球面状
に形成されたレンズを有することを特徴とする結像光学
系。
【請求項３】前記少なくとも一方の屈折面が非球面状
に形成されたレンズは、前記正レンズ群側に凹面を向け
た第１屈折面と、前記凹面反射鏡側に凸面を向けた第２
屈折面とを有することを特徴とする請求項２に記載の結
像光学系。
【請求項４】前記正レンズ群は、少なくとも一方の屈
折面が非球面状に形成されたレンズを有することを特徴
とする請求項２または３に記載の結像光学系。
【請求項５】物体面の像を実質的に等倍の倍率で像面
に形成する結像光学系において、前記結像光学系は、所定の基準光軸に沿って配置された
屈折光学系と凹面反射鏡とを備え、前記物体面からの光
が前記屈折光学系を介して前記凹面反射鏡で反射された
後に前記屈折光学系を介して前記像面に前記物体面の像
を形成するように構成され、前記屈折光学系は、非球面状に形成された非球面状屈折
面を有し、前記凹面反射鏡の反射面から前記非球面状屈
折面までの前記基準光軸に沿った距離をＬ１とし、前記
凹面反射鏡の反射面の中心へ垂直入射する光線の経路に
沿った前記凹面反射鏡の反射面から物体面までの距離を
ＬＴとするとき、０．０３＜Ｌ１／ＬＴ＜０．９の条件を満足することを特徴とする結像光学系。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
結像光学系と、前記物体面に設定されたマスクを照明す
るための照明光学系とを備え、前記結像光学系を介して
前記マスクに形成されたパターンを前記像面に設定され
た感光性基板へ投影露光することを特徴とする露光装
置。
【請求項７】所定方向に沿って配列された請求項１乃
至５のいずれか１項に記載の複数の結像光学系を有する
投影光学系と、前記物体面に設定されたマスクを照明す
るための照明光学系とを備え、前記複数の結像光学系の一方は、前記物体面に設定され
たマスクのパターン像を像面としての中間像面に形成
し、前記複数の結像光学系の他方は、前記中間像面を物
体面として前記マスクのパターン像を像面としての最終
像面に再形成し、前記投影光学系に対して前記マスクお
よび前記最終像面に設定された感光性基板を前記所定方
向と交差する方向に沿って相対移動させて、前記マスク
に形成されたパターンを前記投影光学系を介して前記感
光性基板へ投影露光することを特徴とする露光装置。
【請求項８】請求項６または７に記載の露光装置を用
いて前記マスクのパターンを前記感光性基板へ露光する
露光工程と、前記露光工程を介して露光された前記感光性基板を現像
する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法。
【請求項９】所定のパターンが形成されたマスクを照
明する照明工程と、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の１つまたは複数
の結像光学系を用いて、前記マスクのパターンを感光性
基板へ露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光
方法。