JP2002072080A - Projection optical system and exposure device equipped therewith - Google Patents

Projection optical system and exposure device equipped therewith

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JP2002072080A
JP2002072080A JP2001166152A JP2001166152A JP2002072080A JP 2002072080 A JP2002072080 A JP 2002072080A JP 2001166152 A JP2001166152 A JP 2001166152A JP 2001166152 A JP2001166152 A JP 2001166152A JP 2002072080 A JP2002072080 A JP 2002072080A
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a projection optical system excellent in the flatness of an image surface and restraining the fluctuation of a focal position caused by temperature change to be comparatively small while securing wide projection field and high resolving power. SOLUTION: This projection optical system projects the image of a pattern formed on a 1st surface (M) to a 2nd surface (P) at substantially unmagnified power. The projection optical system is equipped with a 1st part optical system (G1) and a 2nd part optical system (G2) constituted nearly symmetrically with the 1st part optical system with reference to the pupil surface (AS) of the projection optical system. The 1st part optical system has a pair of concave refraction surfaces in a first set arranged to be opposed to each other and a pair of concave refraction surfaces in a 2nd set arranged to be opposed to each other in an optical path between a pair of concave refraction surfaces in the 1st set.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投影光学系および
該投影光学系を備えた露光装置に関し、特にマイクロデ
バイス(半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド
等)をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用され
る投影露光装置に最適な投影光学系に関するものであ
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection optical system and an exposure apparatus having the projection optical system, and more particularly to a method for manufacturing a micro device (semiconductor element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) by a photolithography process. The present invention relates to a projection optical system that is most suitable for a projection exposure apparatus used for (1).

【0002】[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、ガラス基板(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
形状にパターン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屈折型の投影光学系を介
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。特に、最近では、低温ポリ
(多結晶)シリコンを用いた液晶表示パネルにより高精
細化が要望されており、広い視野に亘って高い解像力を
有する投影露光装置が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display panels have been frequently used as display elements for word processors, personal computers, televisions, and the like. The liquid crystal display panel is a glass substrate (plate)
It is manufactured by patterning a transparent thin film electrode on a desired shape by a photolithography technique. As an apparatus for the photolithography process, a projection exposure apparatus that projects and exposes an original pattern formed on a mask to a photoresist layer on a plate via a refraction type projection optical system is used. In particular, recently, high definition has been demanded by a liquid crystal display panel using low-temperature poly (polycrystalline) silicon, and a projection exposure apparatus having a high resolution over a wide field of view has been desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に、高解像力を有
する投影露光装置を実現するには、搭載される投影光学
系の開口数を大きく設定する必要がある。一方、投影光
学系の焦点深度は、開口数の二乗に反比例する。このた
め、開口数が大きく設定された高解像力を有する投影光
学系においては、焦点深度が狭くなる。この場合、投影
光学系の像面湾曲や雰囲気温度(環境温度)の変化によ
る投影光学系の焦点位置の変動により、焦点深度の利用
可能な範囲は更に狭くなる。その結果、焦点位置決めを
高精度化したり装置内の温度制御を高精度化する等の対
策が必要となり、装置の高コスト化を招くという不都合
があった。また、露光されるガラス基板に対しては、高
い平面度が要求され、材料の高コスト化につながるとい
う不都合もあった。
Generally, in order to realize a projection exposure apparatus having a high resolution, it is necessary to set a large numerical aperture of a projection optical system to be mounted. On the other hand, the depth of focus of the projection optical system is inversely proportional to the square of the numerical aperture. For this reason, in a projection optical system having a large numerical aperture and high resolution, the depth of focus is narrow. In this case, the usable range of the depth of focus is further narrowed by the change in the focal position of the projection optical system due to the curvature of field of the projection optical system or the change in the ambient temperature (environmental temperature). As a result, it is necessary to take measures such as increasing the accuracy of the focus positioning and the accuracy of the temperature control in the apparatus, resulting in an inconvenience of increasing the cost of the apparatus. In addition, a high flatness is required for the glass substrate to be exposed, which has a disadvantage that the cost of the material is increased.

【0004】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、広い投影視野および高い解像力を確保しつ
つ、像面の平坦性に優れ、且つ温度変化による焦点位置
の変動の比較的少ない、良好な光学性能を有する投影光
学系を提供することを目的とする。また、本発明は、良
好な光学性能を有する投影光学系を用いて、装置および
材料の高コスト化を招くことなく良好な露光を行うこと
のできる露光装置および露光方法を提供することを目的
とする。さらに、本発明では、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。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has excellent flatness of an image plane and a relatively small change in a focal position due to a temperature change while securing a wide projection visual field and a high resolution. It is an object of the present invention to provide a projection optical system having good optical performance. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of performing good exposure using a projection optical system having good optical performance without increasing the cost of the apparatus and materials. I do. Another object of the present invention is to provide a microdevice manufacturing method capable of manufacturing a good microdevice with a large area by good exposure using the above-described exposure apparatus.

【0005】[0005]

【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、第1面に形成されたパター
ンの像を第2面上へ実質的に等倍の倍率で投影する投影
光学系において、前記投影光学系は、前記第1面側から
順に、第1部分光学系と、前記投影光学系の瞳面に関し
て前記第1部分光学系とほぼ対称的に構成された第2部
分光学系とを備え、前記第1部分光学系は、互いに対向
するように配置された第1組の一対の凹面形状の屈折面
と、該第1組の一対の凹面形状の屈折面の間の光路中に
おいて互いに対向するように配置された第2組の一対の
凹面形状の屈折面とを有することを特徴とする投影光学
系を提供する。
According to a first aspect of the present invention, an image of a pattern formed on a first surface is projected onto a second surface at substantially the same magnification. In the projection optical system, the projection optical system includes, in order from the first surface side, a first partial optical system and a first partial optical system configured to be substantially symmetric with respect to a pupil plane of the projection optical system. A first partial optical system, wherein the first partial optical system includes a first set of a pair of concave refraction surfaces arranged to face each other, and a first set of a pair of concave refraction surfaces. And a second set of a pair of concave refracting surfaces disposed so as to face each other in an optical path therebetween.

【0006】第1発明の好ましい態様によれば、前記第
1部分光学系は、前記第1面側から順に、前記第2面側
に凹面を向けた第1負レンズと、前記第2面側に凹面を
向けた第2負レンズと、前記第1面側に凹面を向けた第
3負レンズと、前記第1面側に凹面を向けた第4負レン
ズとを有する。
According to a preferred aspect of the first invention, the first partial optical system includes, in order from the first surface side, a first negative lens having a concave surface facing the second surface side; A second negative lens having a concave surface facing the first surface, a third negative lens having a concave surface facing the first surface, and a fourth negative lens having a concave surface facing the first surface.

【0007】また、第1発明の好ましい態様によれば、
前記第1部分光学系は、前記第1面側から順に、正の屈
折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第
1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と
を有し、前記第1負レンズ群は、前記第1面側から順
に、前記第2面側に凹面を向けた第1負レンズと、前記
第2面側に凹面を向けた第2負レンズと、前記第1面側
に凹面を向けた第3負レンズと、前記第1面側に凹面を
向けた第4負レンズとを有し、前記第1部分光学系の焦
点距離をF1とし、前記第1負レンズ群の焦点距離をf
1Nとするとき、 −0.4<f1N/F1<0 の条件を満足する。
According to a preferred aspect of the first invention,
The first partial optical system includes, in order from the first surface side, a first positive lens group having a positive refractive power, a first negative lens group having a negative refractive power, and a second negative lens group having a positive refractive power. A positive lens group, wherein the first negative lens group has, in order from the first surface side, a first negative lens having a concave surface facing the second surface side, and a concave surface having a concave surface facing the second surface side. A second negative lens, a third negative lens having a concave surface facing the first surface, and a fourth negative lens having a concave surface facing the first surface; a focal length of the first partial optical system; Is F 1, and the focal length of the first negative lens group is f
When 1N is satisfied, the condition of −0.4 <f 1N / F 1 <0 is satisfied.

【0008】本発明の第2発明では、第1面に形成され
たパターンの像を第2面上へ実質的に等倍の倍率で投影
する投影光学系において、前記投影光学系は、前記第1
面側から順に、第1部分光学系と、前記投影光学系の瞳
面に関して前記第1部分光学系とほぼ対称的に構成され
た第2部分光学系とを備え、前記第1部分光学系は、前
記第1面側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ
群と、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折
力を有する第2正レンズ群とを有し、前記投影光学系に
供給される照明光に対する光学素子の屈折率nの雰囲気
温度Tに対する変化率をdn/dTで表すとき、前記第
2正レンズ群を構成する少なくとも1つの負レンズは、 dn/dT<0 の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。
According to a second aspect of the present invention, in a projection optical system for projecting an image of a pattern formed on a first surface onto a second surface at substantially the same magnification, the projection optical system includes: 1
A first partial optical system, and a second partial optical system configured substantially symmetrically with respect to a pupil plane of the projection optical system with respect to a pupil plane of the projection optical system. A first positive lens group having a positive refractive power, a first negative lens group having a negative refractive power, and a second positive lens group having a positive refractive power, in order from the first surface side. When the rate of change of the refractive index n of the optical element with respect to the illumination light supplied to the projection optical system with respect to the ambient temperature T is represented by dn / dT, at least one negative lens constituting the second positive lens group is dn Provided is a projection optical system that satisfies the condition of / dT <0.

【0009】第2発明の好ましい態様によれば、前記第
2正レンズ群を構成する少なくとも1つの正レンズは、 dn/dT>0 の条件を満足する。
According to a preferred aspect of the second invention, at least one positive lens constituting the second positive lens group satisfies a condition of dn / dT> 0.

【0010】本発明の第3発明では、第1面に形成され
たパターンの像を第2面上へ実質的に等倍で投影する投
影光学系において、前記投影光学系は非球面を有し、前
記第1面と前記第2面との光軸に沿った距離をLとし、
前記第1面から前記非球面までの光軸に沿った距離をL
Aとするとき、 0.035<LA/L<0.3 の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。
According to a third aspect of the present invention, in a projection optical system for projecting an image of a pattern formed on a first surface onto a second surface at substantially the same magnification, the projection optical system has an aspherical surface. , The distance along the optical axis between the first surface and the second surface is L,
The distance along the optical axis from the first surface to the aspheric surface is represented by L
Provided is a projection optical system characterized by satisfying the following condition: A: 0.035 <LA / L <0.3.

【0011】第3発明の好ましい態様によれば、前記投
影光学系は、前記投影光学系の瞳面に関して対称的に配
置された第1非球面と第2非球面とを有し、前記第1面
と前記第2面との光軸に沿った距離をLとし、前記第1
面から前記第1非球面までの光軸に沿った距離をLAと
するとき、 0.035<LA/L<0.3 の条件を満足する。
According to a preferred aspect of the third invention, the projection optical system has a first aspheric surface and a second aspheric surface arranged symmetrically with respect to a pupil plane of the projection optical system, and The distance along the optical axis between the surface and the second surface is L,
When the distance along the optical axis from the surface to the first aspherical surface is LA, the condition 0.035 <LA / L <0.3 is satisfied.

【0012】本発明の第4発明では、第1面に形成され
たマスクパターンの像を、感光性基板が配置される第2
面上へ投影するリソグラフィー用投影光学系において、
前記投影光学系は、第1の非球面と第2の非球面とを備
え、前記第1の非球面と前記第2の非球面とは互いに同
じ形状であることを特徴とする投影光学系を提供する。
本発明の第5発明では、第1面に形成されたマスクパタ
ーンの像を、感光性基板が配置される第2面上へ投影す
るリソグラフィー用投影光学系の製造方法において、複
数の光学素子を準備する第1工程と、該準備された複数
の光学素子のうちの少なくとも2つに所定形状の非球面
を形成して、少なくとも第1非球面光学素子と第2非球
面光学素子とを得る第2工程と、前記第1及び第2非球
面光学素子の面形状を検査する第3工程と、前記光学素
子を所定の光軸に沿って配置する第4工程とを含むこと
を特徴とする投影光学系の製造方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, an image of the mask pattern formed on the first surface is converted into a second image on a photosensitive substrate.
In a projection optical system for lithography that projects onto a surface,
The projection optical system includes a first aspherical surface and a second aspherical surface, and the first aspherical surface and the second aspherical surface have the same shape as each other. provide.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a projection optical system for lithography for projecting an image of a mask pattern formed on a first surface onto a second surface on which a photosensitive substrate is disposed, a plurality of optical elements are provided. A first step of preparing, and forming at least two of the plurality of prepared optical elements with an aspherical surface of a predetermined shape to obtain at least a first aspherical optical element and a second aspherical optical element. 2. A projection, comprising: two steps; a third step of inspecting the surface shapes of the first and second aspherical optical elements; and a fourth step of arranging the optical elements along a predetermined optical axis. An optical system manufacturing method is provided.

【0013】本発明の第6発明では、第5発明の製造方
法により製造されたことを特徴とする投影光学系を提供
する。本発明の第7発明では、第1発明〜第4発明、お
よび第6発明の投影光学系と、前記第1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、前記投影
光学系を介して前記マスク上に形成されたパターンを前
記第2面に設定された感光性基板へ露光することを特徴
とする露光装置を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a projection optical system manufactured by the manufacturing method of the fifth aspect. According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the projection optical system according to any one of the first to fourth and sixth aspects, and an illumination optical system for illuminating a mask set on the first surface, wherein the projection optical system An exposure apparatus for exposing a pattern formed on the mask to a photosensitive substrate set on the second surface through a system.

【0014】本発明の第8発明では、第7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。本発明の
第9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4発明、および第6発
明の投影光学系を用いて、前記第1面に設定された前記
マスクのパターンを前記第2面に設定された感光性基板
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。
In an eighth aspect of the present invention, an exposure step of exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the seventh aspect, and the step of exposing the photosensitive substrate exposed through the exposure step to And a developing step of developing. According to a ninth aspect of the present invention, an illumination step of illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed and the projection optical system of the first to fourth and sixth aspects of the present invention are used to set the mask on the first surface. Exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate set on the second surface.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の典型的な態様にしたがう
投影光学系は、第1面側(物体面側)から順に、第1部
分光学系G1と、開口絞りASと、この開口絞りに関し
て第1部分光学系G1とほぼ対称的に構成された第2部
分光学系G2とから構成されている。したがって、物体
面としての第1面に形成されたパターンの像は、像面と
しての第2面上において実質的に等倍の倍率で投影され
る。以下、説明を簡単にするために、第2部分光学系G
2が開口絞りに関して第1部分光学系G1と対称的に構
成され、投影光学系の投影倍率が等倍である場合を想定
し、第1部分光学系G1にのみ着目して本発明を説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection optical system according to a typical embodiment of the present invention includes a first partial optical system G1, an aperture stop AS, and an aperture stop AS in this order from a first surface side (object surface side). It comprises a first partial optical system G1 and a second partial optical system G2 which is substantially symmetrical. Therefore, the image of the pattern formed on the first surface as the object surface is projected at substantially the same magnification on the second surface as the image surface. Hereinafter, in order to simplify the description, the second partial optical system G
2 is symmetrical to the first partial optical system G1 with respect to the aperture stop, and assuming a case where the projection magnification of the projection optical system is the same, the present invention will be described focusing on only the first partial optical system G1. .

【0016】前述したように、高解像力を有する投影光
学系では、焦点深度が狭くなるので、この狭い焦点深度
を充分に利用するには、像面湾曲量を小さく抑えるこ
と、すなわち平坦性に優れた像面を確保することが必要
である。そこで、投影光学系のペッツバール和を良好に
補正するために、正の屈折力を有する第1部分光学系G
1中には、負の屈折力を有するレンズ群G1Nが配置され
ることになる。しかしながら、この負レンズ群G1Nの負
の屈折力が強くなると、コマ収差の補正が困難となる。
As described above, in a projection optical system having a high resolution, the depth of focus is narrow. Therefore, in order to make full use of this narrow depth of focus, the amount of curvature of field must be reduced, that is, the flatness is excellent. It is necessary to secure an image plane. Therefore, in order to favorably correct the Petzval sum of the projection optical system, the first partial optical system G having a positive refractive power has
In 1, a lens group G 1N having a negative refractive power is arranged. However, when the negative refracting power of the negative lens group G 1N becomes strong, it becomes difficult to correct coma.

【0017】本発明では、投影光学系のペッツバール和
(ひいてはその像面湾曲)を良好に補正する際に発生す
るコマ収差を良好に補正するために、互いに対向するよ
うに配置された第1組の一対の凹面形状の屈折面と、こ
の第1組の一対の凹面形状の屈折面の間の光路中におい
て互いに対向するように配置された第2組の一対の凹面
形状の屈折面とを第1部分光学系G1中に配置してい
る。この構成により、本発明では、広い投影視野および
高い解像力を確保しつつ、像面の平坦性に優れた投影光
学系を実現することができる。
In the present invention, in order to satisfactorily correct the coma generated when the Petzval sum of the projection optical system (and thus the curvature of field thereof) is satisfactorily corrected, the first set arranged so as to face each other. A pair of concave refracting surfaces, and a second pair of concave refracting surfaces arranged to face each other in an optical path between the first pair of concave refracting surfaces. It is arranged in one partial optical system G1. With this configuration, according to the present invention, it is possible to realize a projection optical system having excellent flatness of the image surface while securing a wide projection field of view and high resolution.

【0018】さらに具体的な態様によれば、第1部分光
学系G1は、第1面側から順に、正の屈折力を有する第
1正レンズ群G1Pと、負の屈折力を有する第1負レンズ
群G 1Nと、正の屈折力を有する第2正レンズ群G2Pとか
ら構成されている。そして、第1負レンズ群G1Nは、第
1面側から順に、第2面側に凹面を向けた第1負レンズ
と、第2面側に凹面を向けた第2負レンズと、第1面側
に凹面を向けた第3負レンズと、第1面側に凹面を向け
た第4負レンズとから構成されている。この場合、第1
負レンズの第2面側の凹面および第4負レンズの第1面
側の凹面が第1組の一対の凹面形状の屈折面を構成し、
第2負レンズの第2面側の凹面および第3負レンズの第
1面側の凹面が第2組の一対の凹面形状の屈折面を構成
している。
According to a more specific aspect, the first partial light
The science system G1 has a positive refractive power in order from the first surface side.
1 positive lens group G1PAnd a first negative lens having a negative refractive power
Group G 1NAnd a second positive lens group G having a positive refractive power2PAnd
It is composed of Then, the first negative lens group G1NIs the
A first negative lens having a concave surface facing the second surface in order from the first surface
A second negative lens having a concave surface facing the second surface, and a first surface
A third negative lens with a concave surface facing the surface, and a concave surface with the concave surface facing the first surface
And a fourth negative lens. In this case, the first
The concave surface on the second surface side of the negative lens and the first surface of the fourth negative lens
Side concave surface constitutes a pair of concave surface refraction surfaces of a first set,
The concave surface on the second surface side of the second negative lens and the concave surface of the third negative lens
The concave surface on one side constitutes a second pair of concave refracting surfaces.
are doing.

【0019】本発明では、上述の構成において、以下の
条件式(1)を満足することが望ましい。 −0.4<f1N/F1<0 (1) ここで、F1は、第1部分光学系G1の焦点距離であ
る。また、f1Nは、第1負レンズ群G1Nの焦点距離であ
る。
In the present invention, it is desirable that the above-described configuration satisfies the following conditional expression (1). −0.4 <f 1N / F 1 <0 (1) Here, F 1 is the focal length of the first partial optical system G1. F 1N is the focal length of the first negative lens group G 1N .

【0020】条件式(1)は、第1負レンズ群G1Nの焦
点距離f1Nと第1部分光学系G1の焦点距離F1との比
について適切な範囲を規定している。条件式(1)の下
限値を下回ると、第1負レンズ群G1Nの負の屈折力が弱
くなりすぎて、像面湾曲を良好に補正することが困難に
なるので好ましくない。なお、本発明の効果を充分に発
揮するには、条件式(1)の下限値を−0.3とし、そ
の上限値を−0.1と設定することがさらに好ましい。
[0020] Condition (1) defines an appropriate range for the ratio of the focal length F 1 of the focal length f 1N and the first partial optical system G1 of the first negative lens group G 1N. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the negative refracting power of the first negative lens unit G 1N becomes too weak, and it becomes difficult to satisfactorily correct the curvature of field, which is not preferable. In order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to -0.3 and the upper limit to -0.1.

【0021】また、前述したように、高解像力を有する
投影光学系では、焦点深度が狭くなるので、この狭い焦
点深度を充分に利用するには、雰囲気温度の変化による
投影光学系の焦点位置の変動(すなわち投影光学系の結
像面の合焦方向に沿った位置変動)を小さく抑えること
が必要である。第1部分光学系G1が、第1面側から順
に、正の屈折力を有する第1正レンズ群G1Pと、負の屈
折力を有する第1負レンズ群G1Nと、正の屈折力を有す
る第2正レンズ群G2Pとから構成されている場合、投影
光学系の瞳面の近傍すなわち開口絞りASの近傍に配置
された第2正レンズ群G2Pにおいて温度変化により発生
する焦点位置の変動の影響が最も大きいと考えられる。
換言すると、雰囲気温度の変化による投影光学系の焦点
位置の変動を小さく抑えるには、第2正レンズ群G2P
おいて温度変化により発生する焦点位置の変動を小さく
抑える必要がある。
Further, as described above, in a projection optical system having a high resolution, the depth of focus is narrow. Therefore, in order to make full use of this narrow depth of focus, the focal position of the projection optical system due to a change in ambient temperature must be adjusted. It is necessary to keep the fluctuation (that is, the position fluctuation along the focusing direction of the imaging plane of the projection optical system) small. The first partial optical system G1 sequentially includes, from the first surface side, a first positive lens group G 1P having a positive refractive power, a first negative lens group G 1N having a negative refractive power, and a positive refractive power. If and a second positive lens group G 2P with, the focus position caused by temperature changes in the second positive lens group G 2P disposed in the vicinity of the near i.e. aperture stop aS of the pupil plane of the projection optical system The effect of fluctuation is considered to be the largest.
In other words, in order to suppress the change in the focal position of the projection optical system due to the change in the ambient temperature, it is necessary to suppress the change in the focal position caused by the temperature change in the second positive lens group G2P .

【0022】しかしながら、第2正レンズ群G2Pは第1
部分光学系G1の正屈折力の多くを担うため、第2正レ
ンズ群G2Pにおいて色収差の良好な補正を行う必要があ
る。そこで、第2正レンズ群G2Pを構成する正レンズに
は、CaF2(蛍石)などの異常分散性のガラス材料が
多用されることが多い。このとき、CaF2などの異常
分散性のガラス材料では、雰囲気温度Tに対する屈折率
の変化率dn/dTが負の値を有するので、第2正レン
ズ群G2Pにおいて温度変化dTにより発生する焦点位置
の変動量すなわち変動率ΔFD/dTは比較的大きな正
の値を有することになる。ここで、焦点位置の変動量Δ
FDは、投影光学系の結像面が物体面から離れる方向に
変動するときに正の符号をとり、投影光学系の結像面が
物体面へ近づく方向に変動するときに負の符号をとるも
のとする。
However, the second positive lens group G 2P is
Since the positive optical power of the partial optical system G1 plays a major role, it is necessary to appropriately correct the chromatic aberration in the second positive lens group G2P . Therefore, an anomalous dispersion glass material such as CaF 2 (fluorite) is often used for the positive lens constituting the second positive lens group G 2P . At this time, since the rate of change of the refractive index dn / dT with respect to the ambient temperature T has a negative value in an anomalous dispersion glass material such as CaF 2 , the focus generated by the temperature change dT in the second positive lens group G 2P . The position variation, that is, the variation rate ΔFD / dT, has a relatively large positive value. Here, the variation amount Δ of the focal position
The FD takes a positive sign when the imaging plane of the projection optical system fluctuates in a direction away from the object plane, and takes a negative sign when the imaging plane of the projection optical system fluctuates in a direction approaching the object plane. Shall be.

【0023】そこで、本発明では、雰囲気温度の変化に
よる投影光学系の焦点位置の変動を小さく抑えるため
に、第2正レンズ群G2Pを構成する少なくとも1つの負
レンズが以下の条件式(2)を満足する。 dn/dT<0 (2)
In the present invention, at least one negative lens constituting the second positive lens group G 2P is required to satisfy the following conditional expression (2) in order to suppress a change in the focal position of the projection optical system due to a change in ambient temperature. Satisfies. dn / dT <0 (2)

【0024】条件式(2)を満足することにより、雰囲
気温度の変化dTにより発生する投影光学系の焦点位置
の変動率ΔFD/dTの値を比較的大きな正の値から負
の方向へ導くことが可能になり、ひいては雰囲気温度の
変化による投影光学系の焦点位置の変動を小さく抑える
ことが可能になる。この構成により、本発明では、広い
投影視野および高い解像力を確保しつつ、温度変化によ
る焦点位置の変動の比較的少ない投影光学系を実現する
ことができる。
By satisfying conditional expression (2), the value of the fluctuation rate ΔFD / dT of the focal position of the projection optical system caused by the change in the ambient temperature dT is derived from a relatively large positive value to a negative direction. Thus, the fluctuation of the focal position of the projection optical system due to the change of the ambient temperature can be suppressed. With this configuration, according to the present invention, it is possible to realize a projection optical system with a relatively small change in the focal position due to a temperature change, while securing a wide projection field of view and a high resolution.

【0025】また、本発明においては、雰囲気温度の変
化による投影光学系の焦点位置の変動をさらに小さく抑
えるために、第2正レンズ群G2Pを構成する少なくとも
1つの正レンズが以下の条件式(3)を満足することが
好ましい。 dn/dT>0 (3)
In the present invention, at least one positive lens constituting the second positive lens group G 2P must satisfy the following conditional expression in order to further suppress the fluctuation of the focal position of the projection optical system due to a change in ambient temperature. It is preferable to satisfy (3). dn / dT> 0 (3)

【0026】条件式(3)を満足することにより、雰囲
気温度の変化dTにより発生する投影光学系の焦点位置
の変動率ΔFD/dTの値を比較的大きな正の値から負
の方向へ導くことが可能になり、ひいては雰囲気温度の
変化による投影光学系の焦点位置の変動をさらに小さく
抑えることが可能になるので好ましい。
By satisfying conditional expression (3), the value of the fluctuation rate ΔFD / dT of the focal position of the projection optical system caused by the change dT in the ambient temperature is led from a relatively large positive value to the negative direction. This is preferable because it is possible to further suppress the fluctuation of the focal position of the projection optical system due to the change in the ambient temperature.

【0027】さらに、本発明では、投影光学系が非球面
を有し、この非球面が次の式(4)を満足する。 0.035<LA/L<0.3 (4) ここで、Lは、第1面と第2面との光軸に沿った距離で
ある。また、LAは、第1面から非球面までの光軸に沿
った距離である。
Further, in the present invention, the projection optical system has an aspheric surface, and this aspheric surface satisfies the following expression (4). 0.035 <LA / L <0.3 (4) Here, L is a distance along the optical axis between the first surface and the second surface. LA is a distance along the optical axis from the first surface to the aspheric surface.

【0028】条件式(4)を満足することにより、第1
面に比較的近い位置に非球面が配置される。この場合、
像高の異なる光線が非球面に入射する位置が互いに離れ
易く、像面湾曲の補正を良好に行うことが可能になる。
なお、投影光学系がほぼ等倍に構成され、その瞳面に関
してほぼ対称的に構成される場合、第2面に比較的近い
位置にも非球面が配置される。この場合、投影光学系
は、その瞳面に関して対称的に配置された第1非球面と
第2非球面とを有し、この第1非球面が条件式(4)を
満足することが望ましい。
By satisfying conditional expression (4), the first condition
The aspherical surface is arranged at a position relatively close to the surface. in this case,
The positions where the light rays having different image heights are incident on the aspherical surface are easily separated from each other, and the field curvature can be corrected well.
In the case where the projection optical system is configured to be approximately the same magnification and configured substantially symmetrically with respect to the pupil plane, the aspherical surface is also arranged at a position relatively close to the second surface. In this case, the projection optical system has a first aspheric surface and a second aspheric surface symmetrically arranged with respect to the pupil plane, and it is desirable that the first aspheric surface satisfies the conditional expression (4).

【0029】以上のように、本発明の投影光学系では、
広い投影視野および高い解像力を確保しつつ、像面の平
坦性に優れ、且つ温度変化による焦点位置の変動の比較
的少ない、良好な光学性能を達成することができる。し
たがって、本発明の露光装置および露光方法では、良好
な光学性能を有する本発明の投影光学系を用いて、装置
および材料の高コスト化を招くことなく、良好な露光を
行うことができる。また、本発明では、本発明の露光装
置を用いた良好な露光により、大面積で良好なマイクロ
デバイスを製造することができる。
As described above, in the projection optical system of the present invention,
Good optical performance with excellent flatness of the image plane and relatively little change in the focal position due to temperature change can be achieved while securing a wide projection field of view and high resolution. Therefore, according to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, favorable exposure can be performed using the projection optical system of the present invention having good optical performance without increasing the cost of the apparatus and materials. Further, according to the present invention, a good microdevice having a large area can be manufactured by favorable exposure using the exposure apparatus of the present invention.

【0030】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投影光学
系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。図
1において、感光性基板であるプレート(ガラス基板)
の法線方向に沿ってZ軸を、プレート面内において図1
の紙面に平行な方向にY軸を、プレート面内において図
1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus including a projection optical system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a plate (glass substrate) which is a photosensitive substrate
1 along the normal direction of FIG.
Are set in the direction parallel to the plane of FIG. 1, and the X axis is set in the direction perpendicular to the plane of FIG. 1 in the plane of the plate.

【0031】図1に示す露光装置は、たとえば高圧水銀
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、ミラー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。楕円鏡2の第2焦点位置に形
成された光源像からの光束は、コリメートレンズ4によ
りほぼ平行な光束に変換された後、所望の波長域の光束
を選択的に透過させる波長選択フィルター5に入射す
る。本実施形態の場合、波長選択フィルター5では、i
線(λ=365nm)の光だけが選択的に透過する。
The exposure apparatus shown in FIG. 1 has a light source 1 composed of, for example, a high-pressure mercury lamp. The light source 1 is positioned at a first focal position of an elliptical mirror 2 having a reflection surface formed of a spheroid. Therefore, the illumination light flux emitted from the light source 1 forms a light source image at the second focal position of the elliptical mirror 2 via the mirror 3. The light beam from the light source image formed at the second focal position of the elliptical mirror 2 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 4 and then passed to a wavelength selection filter 5 for selectively transmitting a light beam in a desired wavelength range. Incident. In the case of the present embodiment, in the wavelength selection filter 5, i
Only light of the line (λ = 365 nm) is selectively transmitted.

【0032】波長選択フィルター5を介して選択された
露光波長の光(i線の光)は、オプティカルインテグレ
ータとしてのフライアイレンズ6に入射する。フライア
イレンズ6は、正の屈折力を有する多数のレンズエレメ
ントをその光軸が基準光軸AXと平行になるように縦横
に且つ稠密に配列することによって構成されている。フ
ライアイレンズ6を構成する各レンズエレメントは、マ
スク上において形成すべき照野の形状(ひいてはプレー
ト上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形
状の断面を有する。また、フライアイレンズ6を構成す
る各レンズエレメントの入射側の面は入射側に凸面を向
けた球面状に形成され、射出側の面は射出側に凸面を向
けた球面状に形成されている。
Light (i-line light) having an exposure wavelength selected through the wavelength selection filter 5 is incident on a fly-eye lens 6 as an optical integrator. The fly-eye lens 6 is formed by arranging a large number of lens elements having a positive refractive power vertically and horizontally and densely so that their optical axes are parallel to the reference optical axis AX. Each lens element constituting the fly-eye lens 6 has a rectangular cross-section similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask (and the shape of the exposure area to be formed on the plate). In addition, the surface on the incident side of each lens element constituting the fly-eye lens 6 is formed in a spherical shape with the convex surface facing the incident side, and the surface on the emitting side is formed in a spherical shape with the convex surface facing the emitting side. .

【0033】したがって、フライアイレンズ6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、
各レンズエレメントの後側焦点面には1つの光源像がそ
れぞれ形成される。すなわち、フライアイレンズ6の後
側焦点面には、多数の光源像からなる実質的な面光源す
なわち二次光源が形成される。フライアイレンズ6の後
側焦点面に形成された二次光源からの光束は、その近傍
に配置された開口絞り7に入射する。開口絞り7は、後
述する投影光学系PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な
位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定
するための可変開口部を有する。開口絞り7は、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。
Therefore, the light beam incident on the fly-eye lens 6 is split into wavefronts by a number of lens elements.
One light source image is formed on the rear focal plane of each lens element. In other words, on the rear focal plane of the fly-eye lens 6, a substantial surface light source, that is, a secondary light source composed of many light source images is formed. The luminous flux from the secondary light source formed on the rear focal plane of the fly-eye lens 6 enters the aperture stop 7 disposed near the secondary light source. The aperture stop 7 is arranged at a position optically substantially conjugate with an entrance pupil plane of the projection optical system PL, which will be described later, and has a variable aperture for defining a range contributing to illumination of the secondary light source. The aperture stop 7 changes the aperture diameter of the variable aperture to determine the illumination condition (the ratio of the aperture of the secondary light source image on the pupil plane to the aperture diameter of the pupil plane of the projection optical system). Is set to the desired value.

【0034】開口絞り7を介した二次光源からの光は、
コンデンサー光学系8の集光作用を受けた後、所定のパ
ターンが形成されたマスクMを重畳的に均一照明する。
マスクMのパターンを透過した光束は、投影光学系PL
を介して、感光性基板であるプレートP上にマスクパタ
ーンの像を形成する。こうして、投影光学系PLの光軸
と直交する平面(XY平面)内においてプレートPを二
次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光
を行うことにより、プレートPの各露光領域にはマスク
Mのパターンが逐次露光される。
The light from the secondary light source through the aperture stop 7 is
After receiving the light-condensing action of the condenser optical system 8, the mask M on which a predetermined pattern is formed is uniformly illuminated in a superimposed manner.
The light beam transmitted through the pattern of the mask M is projected onto the projection optical system PL.
, An image of a mask pattern is formed on a plate P which is a photosensitive substrate. In this manner, by performing collective exposure or scan exposure while controlling and driving the plate P two-dimensionally in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis of the projection optical system PL, the mask M Are sequentially exposed.

【0035】なお、一括露光では、いわゆるステップ・
アンド・リピート方式にしたがって、プレートの各露光
領域に対してマスクパターンを一括的に露光する。この
場合、マスクM上での照明領域の形状は正方形に近い矩
形状であり、フライアイレンズ6の各レンズエレメント
の断面形状も正方形に近い矩形状となる。一方、スキャ
ン露光では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式
にしたがって、マスクおよびプレートを投影光学系に対
して相対移動させながらプレートの各露光領域に対して
マスクパターンをスキャン露光(走査露光)する。この
場合、マスクM上での照明領域の形状は短辺と長辺との
比がたとえば1:3の矩形状であり、フライアイレンズ
6の各レンズエレメントの断面形状もこれと相似な矩形
状となる。
In the batch exposure, a so-called step
According to the AND-repeat method, the mask pattern is collectively exposed to each exposure area of the plate. In this case, the shape of the illumination area on the mask M is a rectangular shape close to a square, and the cross-sectional shape of each lens element of the fly-eye lens 6 is also a rectangular shape close to a square. On the other hand, in scan exposure, according to a so-called step-and-scan method, a mask pattern is subjected to scan exposure (scan exposure) on each exposure region of the plate while moving the mask and plate relative to the projection optical system. In this case, the shape of the illumination area on the mask M is a rectangular shape having a ratio of the short side to the long side of, for example, 1: 3, and the cross-sectional shape of each lens element of the fly-eye lens 6 is similar to this. Becomes

【0036】〔第1実施例〕図2は、本実施形態の第1
実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。第1実施例にかかる投影光学系PLは、物体側(す
なわちマスクM側)から順に、第1部分光学系G1と、
開口絞りASと、この開口絞りASに関して第1部分光
学系G1と対称的に構成された第2部分光学系G2とか
ら構成されている。換言すると、第2部分光学系G2
は、そのレンズ形状、そのレンズ間隔およびその光学材
料において、投影光学系PLの瞳面に配置された開口絞
りASに関して第1部分光学系G1と対称的に構成され
ている。したがって、第1実施例にかかる投影光学系P
Lは、等倍の投影倍率を有する。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to an example. The projection optical system PL according to the first example includes, in order from the object side (that is, the mask M side), a first partial optical system G1;
It comprises an aperture stop AS and a second partial optical system G2 which is symmetrical to the first partial optical system G1 with respect to the aperture stop AS. In other words, the second partial optical system G2
Is configured symmetrically with respect to the aperture stop AS arranged on the pupil plane of the projection optical system PL with respect to the first partial optical system G1 in its lens shape, its lens interval, and its optical material. Therefore, the projection optical system P according to the first embodiment
L has the same projection magnification.

【0037】第1部分光学系G1は、物体側から順に、
正の屈折力を有する第1正レンズ群G1Pと、負の屈折力
を有する第1負レンズ群G1Nと、正の屈折力を有する第
2正レンズ群G2Pとから構成されている。そして、第1
正レンズ群G1Pは、物体側から順に、両凹レンズ
1P1、両凸レンズL1P2、両凸レンズL1P3、両凸レン
ズL1 P4、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズL1P5から構成されている。
The first partial optical system G1 is, in order from the object side,
It comprises a first positive lens group G 1P having a positive refractive power, a first negative lens group G 1N having a negative refractive power, and a second positive lens group G 2P having a positive refractive power. And the first
The positive lens group G 1P includes, in order from the object side, a biconcave lens L 1P1 , a biconvex lens L 1P2 , a biconvex lens L 1P3 , a biconvex lens L 1 P4 , and a positive meniscus lens L 1P5 having a convex surface facing the object side. I have.

【0038】また、第1負レンズ群G1Nは、物体側から
順に、像側(プレートP側)に凹面を向けた屈折面r
1N12を有する負メニスカスレンズL1N1、像側に凹面を
向けた屈折面r1N22を有する両凹レンズL1N2、物体側
に凹面を向けた屈折面r1N31を有する負メニスカスレン
ズL1N3、および物体側に凹面を向けた屈折面r1N41
有する両凹レンズL1N4から構成されている。すなわ
ち、屈折面r1N12および屈折面r1N41は、互いに対向す
るように配置された第1組の一対の凹面形状の屈折面を
構成している。また、屈折面r1N22および屈折面r1N31
は、第1組の一対の凹面形状の屈折面の間の光路中にお
いて互いに対向するように配置された第2組の一対の凹
面形状の屈折面を構成している。
The first negative lens group G 1N includes, in order from the object side, a refractive surface r having a concave surface facing the image side (the plate P side).
A negative meniscus lens L 1N1 having 1N12, biconcave lens L 1N2 having a refractive surface r 1N22 having a concave surface directed toward the image side, a negative meniscus lens having a refracting surface r 1N31 having a concave surface facing the object side L 1N3, and the object side It is composed of a biconcave lens L1N4 having a refractive surface r1N41 with a concave surface. That is, the refraction surface r 1N12 and the refraction surface r 1N41 constitute a first pair of concave refraction surfaces arranged to face each other. Further, the refraction surface r 1N22 and the refraction surface r 1N31
Constitutes a second pair of concave refraction surfaces arranged to face each other in the optical path between the first pair of concave refraction surfaces.

【0039】さらに、第2正レンズ群G2Pは、物体側か
ら順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL
2P1、両凸レンズL2P2、両凸レンズL2P3、物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズL2P4、両凸レンズ
2P5、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
2P6、および両凹レンズL2P7から構成されている。こ
こで、正メニスカスレンズL2P1、両凸レンズL2P2、両
凸レンズL2P3、両凸レンズL2P5は、異常分散性のガラ
ス材料によって形成され、雰囲気温度Tの変化に対する
屈折率nの変化率dn/dTは負の値を有する。この異
常分散性のガラス材料としては、たとえば、(株)オハ
ラ製のS−FPL51Y(商標)やFPL51Y(商
標)、ショット(SCHOTT)製のFK51、これら
の相当品を用いることができる。また、両凹レンズL
2P7は、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率nの変化率
dn2P7/dT<0の条件を満足する負レンズを構成し
ている。さらに、正メニスカスレンズL2P6は、雰囲気
温度Tの変化に対する屈折率nの変化率dn2 P6/dT
>0の条件を満足する正レンズを構成している。
Further, the second positive lens group G 2P includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L having a concave surface facing the object side.
2P1, biconvex lens L 2P2, biconvex lens L 2P3, consists object negative meniscus lens L 2 P4 a concave surface facing the side, biconvex lens L 2P5, positive meniscus lens L 2P6 a convex surface facing the object side, and a biconcave lens L 2P7 Have been. Here, the positive meniscus lens L 2P1 , the biconvex lens L 2P2 , the biconvex lens L 2P3 , and the biconvex lens L 2P5 are formed of an anomalous dispersion glass material, and the change rate dn / dT of the refractive index n with respect to the change of the ambient temperature T. Has a negative value. As the anomalous dispersion glass material, for example, S-FPL51Y (trademark) or FPL51Y (trademark) manufactured by OHARA CORPORATION, FK51 manufactured by SCHOTT (SCHOTT), or their equivalents can be used. In addition, the biconcave lens L
2P7 constitutes a negative lens which satisfies the condition of a change rate dn 2P7 / dT <0 of the refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T. Further, the positive meniscus lens L 2P6 has a change rate dn 2 P6 / dT of the refractive index n with respect to the change of the ambient temperature T.
The positive lens satisfies the condition of> 0.

【0040】一方、第2部分光学系G2は、物体側から
順に、正の屈折力を有する第3正レンズ群G3Pと、負の
屈折力を有する第2負レンズ群G2Nと、正の屈折力を有
する第4正レンズ群G4Pとから構成されている。上述し
たように、第2部分光学系G2は、開口絞りASに関し
て第1部分光学系G1と対称的に構成されている。すな
わち、第3正レンズ群G3Pは開口絞りASに関して第2
正レンズ群G2Pと対称的に構成され、第2負レンズ群G
2Nは開口絞りASに関して第1負レンズ群G1Nと対称的
に構成され、第4正レンズ群G4Pは開口絞りASに関し
て第1正レンズ群G1Pと対称的に構成されている。
On the other hand, the second partial optical system G2 includes, in order from the object side, a third positive lens group G 3P having a positive refractive power, a second negative lens group G 2N having a negative refractive power, and a positive And a fourth positive lens group G 4P having a refractive power. As described above, the second partial optical system G2 is configured symmetrically to the first partial optical system G1 with respect to the aperture stop AS. That is, the third positive lens group G 3P is the second positive lens group G 3P with respect to the aperture stop AS.
Is configured positive lens group G 2P Symmetrically, a second negative lens group G
2N is configured symmetrically to the first negative lens group G 1N with respect to the aperture stop AS, and the fourth positive lens group G 4P is configured symmetrically to the first positive lens group G 1P with respect to the aperture stop AS.

【0041】したがって、第3正レンズ群G3Pは、像側
から順に、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL
3P1、両凸レンズL3P2、両凸レンズL3P3、像側に凹面
を向けた負メニスカスレンズL3P4、両凸レンズL3P5
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3P6、および
両凹レンズL3P7から構成されている。ここで、正メニ
スカスレンズL3P1、両凸レンズL3P2、両凸レンズL
3P3、両凸レンズL3P5は、上記の異常分散性のガラス材
料によって形成され、雰囲気温度Tの変化に対する屈折
率nの変化率dn/dTは負の値を有する。また、両凹
レンズL3P7は、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率n
の変化率dn3P7/dT<0の条件を満足する負レンズ
を構成している。さらに、正メニスカスレンズL
3P6は、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率nの変化率
dn3P6/dT>0の条件を満足する正レンズを構成し
ている。
Therefore, the third positive lens group G 3P includes, in order from the image side, a positive meniscus lens L having a concave surface facing the image side.
3P1, biconvex lens L 3P2, biconvex lens L 3P3, negative meniscus lens with its concave surface facing the image side L 3P4, biconvex lens L 3P5,
It is composed of a positive meniscus lens L 3P6 with a convex surface facing the image side, and a biconcave lens L 3P7 . Here, a positive meniscus lens L 3P1, biconvex lens L 3P2, biconvex lens L
3P3 and the biconvex lens L3P5 are formed of the above-mentioned anomalous dispersion glass material, and the change rate dn / dT of the refractive index n with respect to the change of the ambient temperature T has a negative value. The biconcave lens L 3P7 has a refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T.
Is a negative lens that satisfies the condition of change rate dn 3P7 / dT <0. Further, the positive meniscus lens L
3P6 constitutes a positive lens which satisfies the condition of a change rate dn 3P6 / dT> 0 of the refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T.

【0042】また、第2負レンズ群G2Nは、像側から順
に、物体側に凹面を向けた屈折面r 2N11を有する負メニ
スカスレンズL2N1、物体側に凹面を向けた屈折面r
2N21を有する両凹レンズL2N2、像側に凹面を向けた屈
折面r2N32を有する負メニスカスレンズL2N3、および
像側に凹面を向けた屈折面r2N42を有する両凹レンズL
2 N4から構成されている。すなわち、屈折面r2N11およ
び屈折面r2N42は、互いに対向するように配置された第
1組の一対の凹面形状の屈折面を構成している。また、
屈折面r2N21および屈折面r2N32は、第1組の一対の凹
面形状の屈折面の間の光路中において互いに対向するよ
うに配置された第2組の一対の凹面形状の屈折面を構成
している。
The second negative lens group G2NIs the order from the image side
A refracting surface r with the concave surface facing the object side 2N11Negative menu with
Sukas lens L2N1, A refractive surface r with the concave surface facing the object side
2N21Biconcave lens L having2N2With concave surface facing the image side
Curved surface2N32Negative meniscus lens L having2N3,and
Refraction surface r with concave surface facing image side2N42Biconcave lens L having
Two N4It is composed of That is, the refraction surface r2N11And
And refraction surface r2N42Are the first
One set of a pair of concave refraction surfaces is formed. Also,
Refraction surface r2N21And the refractive surface r2N32Is a first pair of concaves
Opposing each other in the optical path between the surface-shaped refraction surfaces.
A pair of concave refraction surfaces arranged in a second set
are doing.

【0043】さらに、第4正レンズ群G4Pは、像側から
順に、両凹レンズL4P1、両凸レンズL4P2、両凸レンズ
4P3、両凸レンズL4P4、および像側に凸面を向けた正
メニスカスレンズL4P5から構成されている。
The fourth positive lens group G 4P includes, in order from the image side, a biconcave lens L 4P1 , a biconvex lens L 4P2 , a biconvex lens L 4P3 , a biconvex lens L 4P4 , and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side. L4P5 .

【0044】次の表(1)に、第1実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(1)の主要諸元において、N
Aは物体側での開口数(像側での開口数も同じ)を、Y
0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側か
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(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nは
露光光(λ=365nm)に対する屈折率をそれぞれ示
している。
Table 1 below summarizes the data values of the projection optical system of the first embodiment. In the main specifications of Table (1), N
A is the numerical aperture on the object side (the same is true for the image side), Y
0 indicates the maximum image height, respectively. In the optical member specifications of Table (1), the surface number of the first column indicates the order of the surface along the light traveling direction from the object side, and the r of the second column.
Indicates the radius of curvature (mm) of each surface, d in the third column indicates the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval (mm), and n in the fourth column indicates the refractive index for exposure light (λ = 365 nm). ing.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】図3は、第1実施例における投影光学系の
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。ま
た、図4は、第1実施例における投影光学系のコマ収差
を示す図である。各収差図において、NAは物体側での
開口数を、Yは像高をそれぞれ示している。また、非点
収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示
し、破線はタンジェンシャル像面を示している。各収差
図から明らかなように、第1実施例の投影光学系では、
大きな投影視野(有効径142mm)の全体に亘って諸
収差が良好に補正され、良好な光学性能が確保されてい
ること、特に非点収差図を参照すると像面の平坦性が良
好に確保されていることがわかる。また、表(1)の条
件式対応値における焦点位置の変動率ΔFD/dTの値
を参照すると、第1実施例の投影光学系では、雰囲気温
度の変化による焦点位置の変動が比較的小さく抑えられ
ていることがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion of the projection optical system in the first embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating coma aberration of the projection optical system in the first example. In each aberration diagram, NA indicates the numerical aperture on the object side, and Y indicates the image height. In the aberration diagram showing astigmatism, a solid line indicates a sagittal image plane, and a broken line indicates a tangential image plane. As is clear from the aberration diagrams, in the projection optical system of the first embodiment,
Various aberrations are satisfactorily corrected over the entire large projection field of view (effective diameter 142 mm), and good optical performance is secured. In particular, with reference to the astigmatism diagram, the flatness of the image plane is well secured. You can see that it is. Also, referring to the value of the fluctuation rate ΔFD / dT of the focal position in the value corresponding to the conditional expression in Table (1), in the projection optical system of the first embodiment, the fluctuation of the focal position due to the change in the ambient temperature is relatively small. You can see that it is done.

【0047】〔第2実施例〕図5は、本実施形態の第2
実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。第2実施例では、第1実施例と同様に、投影光学系
PLが、物体側から順に、第1部分光学系G1と、開口
絞りASと、この開口絞りASに関して第1部分光学系
G1と対称的に構成された第2部分光学系G2とから構
成され、等倍の投影倍率を有する。また、第1部分光学
系G1も第1実施例と同様に、物体側から順に、正の屈
折力を有する第1正レンズ群G1Pと、負の屈折力を有す
る第1負レンズ群G1Nと、正の屈折力を有する第2正レ
ンズ群G2Pとから構成されている。したがって、第2部
分光学系G2も第1実施例と同様に、物体側から順に、
正の屈折力を有する第3正レンズ群G3Pと、負の屈折力
を有する第2負レンズ群G 2Nと、正の屈折力を有する第
4正レンズ群G4Pとから構成されている。
[Second Embodiment] FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to an example.
You. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the projection optical system
PL is, in order from the object side, a first partial optical system G1 and an aperture.
A stop AS and a first partial optical system related to the aperture stop AS
G1 and the second partial optical system G2 configured symmetrically.
And has an equal magnification. Also, the first partial optics
As in the first embodiment, the system G1 also has a positive flexure in order from the object side.
First positive lens group G having folding power1PHas a negative refractive power
First negative lens group G1NAnd a second positive lens having a positive refractive power.
Group G2PIt is composed of Therefore, Part 2
Similarly to the first embodiment, the spectroscopic system G2 is also arranged in order from the object side.
Third positive lens group G having a positive refractive power3PAnd negative refractive power
Second negative lens group G having 2NAnd a positive refractive power
4 positive lens group G4PIt is composed of

【0048】具体的には、第2実施例において、第1正
レンズ群G1Pは、物体側から順に、非球面状に形成され
た凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズL1P1、両
凸レンズL1P2、両凸レンズL1P3、両凸レンズL1P4
および両凸レンズL1P5から構成されている。また、第
1負レンズ群G1Nは、物体側から順に、非球面状に形成
された凹面を像側に向けた屈折面r1N12を有する負メニ
スカスレンズL1N1、像側に凹面を向けた屈折面r1N22
を有する両凹レンズL1N2、物体側に凹面を向けた屈折
面r1N31を有する負メニスカスレンズL1N3、および物
体側に凹面を向けた屈折面r1N41を有する両凹レンズL
1N4から構成されている。すなわち、屈折面r1N12およ
び屈折面r1N41は、互いに対向するように配置された第
1組の一対の凹面形状の屈折面を構成している。また、
屈折面r1N22および屈折面r1N31は、第1組の一対の凹
面形状の屈折面の間の光路中において互いに対向するよ
うに配置された第2組の一対の凹面形状の屈折面を構成
している。
More specifically, in the second embodiment, the first positive lens group G 1P includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L 1P1 having an aspheric concave surface facing the object side, and a biconvex lens. L 1P2 , biconvex lens L 1P3 , biconvex lens L 1P4 ,
And a biconvex lens L1P5 . The first negative lens group G 1N, in order from the object side, a negative meniscus lens L 1N1 having a refractive surface r 1N12 with its concave surface formed in an aspherical shape on the image side, a concave surface facing the image side refractive Surface r 1N22
Biconcave lens L 1N2, biconcave lens having a refracting surface r 1N41 having a concave surface facing the negative meniscus lens L 1N3, and the object side has a refractive surface r 1N31 having a concave surface facing the object side L with
It consists of 1N4 . That is, the refraction surface r 1N12 and the refraction surface r 1N41 constitute a first pair of concave refraction surfaces arranged to face each other. Also,
The refraction surface r 1N22 and the refraction surface r 1N31 constitute a second set of a pair of concave refraction surfaces arranged so as to face each other in an optical path between the first set of a pair of concave refraction surfaces. ing.

【0049】さらに、第2正レンズ群G2Pは、物体側か
ら順に、両凸レンズL2P1、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズL2P2、両凸レンズL2P3、物体側に凹面
を向けた負メニスカスレンズL2P4、両凸レンズL2P5
物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2P6、およ
び両凹レンズL2P7から構成されている。ここで、両凸
レンズL2P1、正メニスカスレンズL2P2、両凸レンズL
2P3、両凸レンズL2P5は、異常分散性のガラス材料によ
って形成され、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率nの
変化率dn/dTは負の値を有する。なお、異常分散性
のガラス材料としては、第1実施例で挙げた材料を用い
ることができる。また、両凹レンズL2P7は、雰囲気温
度Tの変化に対する屈折率nの変化率dn2P7/dT<
0の条件を満足する負レンズを構成している。さらに、
正メニスカスレンズL2P6は、雰囲気温度Tの変化に対
する屈折率nの変化率dn2P6/dT>0の条件を満足
する正レンズを構成している。
The second positive lens group G 2P includes, in order from the object side, a biconvex lens L 2P1 , a positive meniscus lens L 2P2 having a concave surface facing the object side, a biconvex lens L 2P3 , and a negative lens having a concave surface facing the object side. Meniscus lens L 2P4 , biconvex lens L 2P5 ,
It is composed of a positive meniscus lens L 2P6 having a convex surface facing the object side, and a biconcave lens L 2P7 . Here, the biconvex lens L2P1 , the positive meniscus lens L2P2 , the biconvex lens L
2P3 and the biconvex lens L2P5 are formed of a glass material having anomalous dispersion, and the change rate dn / dT of the refractive index n with respect to the change of the ambient temperature T has a negative value. As the glass material having anomalous dispersion, the materials described in the first embodiment can be used. Further, the biconcave lens L 2P7 has a change rate dn 2P7 / dT <of the refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T.
This constitutes a negative lens satisfying the condition 0. further,
The positive meniscus lens L 2P6 constitutes a positive lens that satisfies the condition that the change rate of the refractive index n with respect to the change of the ambient temperature T is dn 2P6 / dT> 0.

【0050】一方、第3正レンズ群G3Pは、像側から順
に、両凸レンズL3P1、像側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズL3P2、両凸レンズL3P3、像側に凹面を向けた
負メニスカスレンズL3P4、両凸レンズL3P5、像側に凸
面を向けた正メニスカスレンズL3P6、および両凹レン
ズL3P7から構成されている。ここで、両凸レンズ
3P 1、正メニスカスレンズL3P2、両凸レンズL3P3
両凸レンズL3P5は、上記の異常分散性のガラス材料に
よって形成され、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率n
の変化率dn/dTは負の値を有する。また、両凹レン
ズL3P7は、雰囲気温度Tの変化に対する屈折率nの変
化率dn3P7/dT<0の条件を満足する負レンズを構
成している。さらに、正メニスカスレンズL3P6は、雰
囲気温度Tの変化に対する屈折率nの変化率dn3P6
dT>0の条件を満足する正レンズを構成している。
On the other hand, the negative third positive lens group G 3-Way is directed in order from the image side, a biconvex lens L 3P1, positive meniscus lens L 3P2 having a concave surface facing the image side, a biconvex lens L 3P3, a concave surface on the image side It comprises a meniscus lens L 3P4 , a biconvex lens L 3P5 , a positive meniscus lens L 3P6 having a convex surface facing the image side, and a biconcave lens L 3P7 . Here, biconvex lens L 3-Way 1, a positive meniscus lens L 3P2, biconvex lens L 3P3,
The biconvex lens L 3P5 is formed of the above-described anomalous dispersion glass material, and has a refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T.
Has a negative value. The biconcave lens L 3P7 constitutes a negative lens that satisfies the condition of a change rate dn 3P7 / dT <0 of the refractive index n with respect to a change in the ambient temperature T. Further, the positive meniscus lens L 3P6 has a change rate dn 3P6 /
The positive lens satisfies the condition of dT> 0.

【0051】また、第2負レンズ群G2Nは、像側から順
に、非球面状に形成された凹面を物体側に向けた屈折面
2N11を有する負メニスカスレンズL2N1、物体側に凹
面を向けた屈折面r2N21を有する両凹レンズL2N2、像
側に凹面を向けた屈折面r2N3 2を有する負メニスカスレ
ンズL2N3、および像側に凹面を向けた屈折面r2N42
有する両凹レンズL2N4から構成されている。すなわ
ち、屈折面r2N11および屈折面r2N42は、互いに対向す
るように配置された第1組の一対の凹面形状の屈折面を
構成している。また、屈折面r2N21および屈折面r2N32
は、第1組の一対の凹面形状の屈折面の間の光路中にお
いて互いに対向するように配置された第2組の一対の凹
面形状の屈折面を構成している。
The second negative lens group G 2N includes, in order from the image side, a negative meniscus lens L 2N1 having a refracting surface r 2N11 with the aspherical concave surface facing the object side, and a concave surface on the object side. Bi- concave lens L 2N2 having a refractive surface r 2N21 directed toward the lens, a negative meniscus lens L 2N3 having a refractive surface r 2N3 2 having a concave surface facing the image side, and a bi-concave lens L having a refractive surface r 2N42 having a concave surface facing the image side. It consists of 2N4 . That is, the refraction surface r 2N11 and the refraction surface r 2N42 constitute a first pair of concave refraction surfaces arranged to face each other. Further, the refraction surface r 2N21 and the refraction surface r 2N32
Constitutes a second pair of concave refraction surfaces arranged to face each other in the optical path between the first pair of concave refraction surfaces.

【0052】さらに、第4正レンズ群G4Pは、像側から
順に、非球面状に形成された凹面を像側に向けた負メニ
スカスレンズL4P1、両凸レンズL4P2、両凸レンズL
4P3、両凸レンズL4P4、および両凸レンズL4P5から構
成されている。
Further, the fourth positive lens group G 4P includes, in order from the image side, a negative meniscus lens L 4P1 , a biconvex lens L 4P2 , and a biconvex lens L having an aspheric concave surface facing the image side.
4P3 , a biconvex lens L4P4 , and a biconvex lens L4P5 .

【0053】なお、第2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Cnとした
とき、以下の数式(a)で表される。
In the second embodiment, the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is defined as y, and the aspheric surface is defined by the optical axis from the tangent plane at the vertex of the aspheric surface to a position on the aspheric surface at height y. When the distance (sag amount) along the axis is x, the radius of curvature at the vertex is r, the cone coefficient is κ, and the n-th order aspheric coefficient is C n , the following equation (a) is obtained.

【数1】 x=(y2/r)/〔1+{1−(1+κ)・y2/r21/2〕 +C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+C12・y12 (a) 第2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。
[Number 1] x = (y 2 / r) / [1+ {1- (1 + κ) · y 2 / r 2} 1/2 ] + C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 + C 10 · y 10 + C 12 · y 12 (a) In the second embodiment, the aspherical lens surface is marked with an asterisk on the right side of the surface number.

【0054】次の表(2)に、第2実施例の投影光学系
の諸元の値を掲げる。表(2)の主要諸元において、N
Aは物体側での開口数(像側での開口数も同じ)を、Y
0は最大像高をそれぞれ示している。また、表(2)の
光学部材諸元において、第1カラムの面番号は物体側か
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:m
m)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nは露光光(λ=365n
m)に対する屈折率をそれぞれ示している。
Table 2 below summarizes the data values of the projection optical system of the second embodiment. In the main specifications of Table (2), N
A is the numerical aperture on the object side (the same is true for the image side), Y
0 indicates the maximum image height, respectively. Also, in the optical member specifications of Table (2), the surface number of the first column indicates the order of the surface along the ray traveling direction from the object side, and the r of the second column.
Is the radius of curvature of each surface (vertical radius of curvature: m for an aspheric surface)
m), d in the third column is the axial interval of each surface, that is, the surface interval (mm), and n in the fourth column is exposure light (λ = 365n).
m) are shown respectively.

【0055】[0055]

【表2】 (非球面データ) 第1面(レンズL1P1の物体側の面) r=−253.3355 κ=0 C4=0.2774×10-76=−0.2678×10-118=0.4415×10-1610=−0.2422×10-2012=−0.1025×10-24 第12面(レンズL1N1の像側の面) r=153.1279 κ=0 C4=0.3368×10-76=−0.2900×10-128=0.1071×10-1610=−0.8637×10-2112=−0.1625×10-24 第54面(レンズL2N1の物体側の面) r=−153.1279 κ=0 C4=−0.3368×10-76=0.2900×10-128=−0.1071×10-1610=0.8637×10-2112=0.1625×10-24 第65面(レンズL4P1の像側の面) r=253.3355 κ=0 C4=−0.2774×10-76=0.2678×10-118=−0.4415×10-1610=0.2422×10-2012=0.1025×10-24 (条件式対応値) F1=350.3 f1N=−72.9 ΔFD/dT=20.8μm (1)f1N/F1=−0.21 (f2N/F2=−0.21) (2)dn2P7/dT=−4.6×10-6 (dn3P7/dT=−4.6×10-6) (3)dn2P6/dT=11.0×10-6 (dn3P6/dT=11.0×10-6 [Table 2] (Aspherical surface data) First surface (object-side surface of lens L 1P1 ) r = −253.3355 κ = 0 C 4 = 0.2774 × 10 −7 C 6 = −0.2678 × 10 −11 C 8 = 0.4415 × 10 -16 C 10 = -0.2422 × 10 -20 C 12 = -0.1025 × 10 -24 ( the image-side surface of the lens L 1N1) twelfth surface r = 153.1279 κ = 0 C 4 = 0.3368 × 10 −7 C 6 = −0.2900 × 10 −12 C 8 = 0.1071 × 10 −16 C 10 = −0.8637 × 10 −21 C 12 = −0.1625 × 10 −24 54th surface (surface on the object side of lens L 2N1 ) r = −1533.1279 κ = 0 C 4 = −0.3368 × 10 −7 C 6 = 0.2900 × 10 −12 C 8 = -0.1071 × 10 -16 C 10 = (surface on the image side of the lens L 4P1) 0.8637 × 10 -21 C 12 = 0.1625 × 10 -24 65th surface r = 253.3 55 κ = 0 C 4 = -0.2774 × 10 -7 C 6 = 0.2678 × 10 -11 C 8 = -0.4415 × 10 -16 C 10 = 0.2422 × 10 -20 C 12 = 0 .1025 × 10 −24 (values corresponding to conditional expressions) F 1 = 350.3 f 1N = −72.9 ΔFD / dT = 20.8 μm (1) f 1N / F 1 = −0.21 (f 2N / F ( 2 = −0.21) (2) dn 2P7 /dT=−4.6×10 −6 (dn 3P7 /dT=−4.6×10 −6 ) (3) dn 2P6 /dT=11.0× 10 -6 (dn 3P6 /dT=11.0×10 -6 )

【0056】図6は、第2実施例における投影光学系の
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。ま
た、図7は、第2実施例における投影光学系のコマ収差
を示す図である。各収差図において、NAは物体側での
開口数を、Yは像高をそれぞれ示している。また、非点
収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示
し、破線はタンジェンシャル像面を示している。各収差
図から明らかなように、第2実施例の投影光学系におい
ても第1実施例と同様に、大きな投影視野(有効径14
2mm)の全体に亘って諸収差が良好に補正され、良好
な光学性能が確保されていること、特に非点収差図を参
照すると像面の平坦性が良好に確保されていることがわ
かる。また、表(2)の条件式対応値における焦点位置
の変動率ΔFD/dTの値を参照すると、第2実施例の
投影光学系においても第1実施例と同様に、雰囲気温度
の変化による焦点位置の変動が比較的小さく抑えられて
いることがわかる。
FIG. 6 is a diagram showing the spherical aberration, astigmatism and distortion of the projection optical system in the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing coma aberration of the projection optical system in the second example. In each aberration diagram, NA indicates the numerical aperture on the object side, and Y indicates the image height. In the aberration diagram showing astigmatism, a solid line indicates a sagittal image plane, and a broken line indicates a tangential image plane. As is clear from the aberration diagrams, the projection optical system according to the second embodiment also has a large projection field (effective diameter 14) as in the first embodiment.
It can be seen that various aberrations are satisfactorily corrected over the entire area of 2 mm), and good optical performance is secured. In particular, with reference to the astigmatism diagram, it is understood that the flatness of the image plane is well secured. Further, referring to the value of the fluctuation rate ΔFD / dT of the focal position in the values corresponding to the conditional expressions in Table (2), the projection optical system according to the second embodiment also has the focus due to the change in the ambient temperature, as in the first embodiment. It can be seen that the change in position is relatively small.

【0057】なお、上述の各実施例では、瞳面(開口絞
りAS)に関して完全に対称な等倍光学系に本発明を適
用しているが、これに限定されることなく、必要に応じ
て第1部分光学系G1の焦点距離と第2部分光学系G2
の焦点距離との比を変えることにより、投影倍率を若干
変更することができる。こうして投影倍率を等倍から若
干変更した状態において、投影光学系はその瞳面に関し
てほぼ対称に構成された状態になる。換言すると、本発
明において、「瞳面に関してほぼ対称」に構成された状
態とは、投影倍率を等倍から変更した状態を含むものと
する。
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to an equal-magnification optical system which is completely symmetrical with respect to the pupil plane (aperture stop AS). The focal length of the first partial optical system G1 and the second partial optical system G2
The projection magnification can be slightly changed by changing the ratio with respect to the focal length. In this state where the projection magnification is slightly changed from the unity magnification, the projection optical system is in a state of being substantially symmetrical with respect to the pupil plane. In other words, in the present invention, the state of “substantially symmetric with respect to the pupil plane” includes a state in which the projection magnification is changed from the unity magnification.

【0058】〔投影光学系の製造方法〕次に、図9〜図
14を参照して、第2実施形態にかかる投影光学系の製
造方法について説明する。なお、第2実施形態では、互
いに同じ形状である2つの非球面を有する上記第1実施
形態の第2実施例にかかる投影光学系の製造方法につい
て説明する。
[Method of Manufacturing Projection Optical System] Next, a method of manufacturing the projection optical system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a method of manufacturing the projection optical system according to the second example of the first embodiment having two aspheric surfaces having the same shape will be described.

【0059】図9は、本発明の第2実施形態にかかる投
影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャート
である。第2実施形態の製造方法では、各レンズを形成
すべきブロック硝材(ブランクス)を製造した後、製造
されたブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布
を、たとえば図10に示す干渉計装置を用いて計測する
(S11)。図10では、オイル101が充填された試
料ケース102の中の所定位置に被検物体であるブロッ
ク硝材103を設置する。そして、制御系104に制御
された干渉計ユニット105からの射出光が、フィゾー
ステージ106a上に支持されたフィゾーフラット(フ
ィゾー平面)106に入射する。
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing flow of a method for manufacturing a projection optical system according to the second embodiment of the present invention. In the manufacturing method according to the second embodiment, after manufacturing a block glass material (blanks) on which each lens is to be formed, the absolute value of the refractive index and the refractive index distribution of the manufactured block glass material are measured by, for example, an interferometer apparatus shown in FIG. The measurement is performed using (S11). In FIG. 10, a block glass material 103 as a test object is installed at a predetermined position in a sample case 102 filled with oil 101. Then, the emission light from the interferometer unit 105 controlled by the control system 104 enters a Fizeau flat (Fizeau plane) 106 supported on a Fizeau stage 106a.

【0060】ここで、フィゾーフラット106で反射さ
れた光は参照光となり、干渉計ユニット105へ戻る。
一方、フィゾーフラット106を透過した光は測定光と
なり、試料ケース102内の被検物体103に入射す
る。被検物体103を透過した光は、反射平面107に
よって反射され、被検物体103およびフィゾーフラッ
ト106を介して干渉計ユニット105へ戻る。こうし
て、干渉計ユニット105へ戻った参照光と測定光との
位相ずれに基づいて、光学材料としての各ブロック硝材
103の屈折率分布による波面収差が計測される。な
お、屈折率均質性の干渉計による計測に関する詳細につ
いては、たとえば特開平8−5505号公報などを参照
することができる。第2実施形態においては、測定され
た屈折率分布に関する情報を各ブロック硝材103ごと
に所定の記憶装置に記憶させておく。
Here, the light reflected by the Fizeau flat 106 becomes reference light and returns to the interferometer unit 105.
On the other hand, the light transmitted through the Fizeau flat 106 becomes measurement light, and is incident on the test object 103 in the sample case 102. The light transmitted through the test object 103 is reflected by the reflection plane 107 and returns to the interferometer unit 105 via the test object 103 and the Fizeau flat 106. Thus, based on the phase shift between the reference light and the measurement light returned to the interferometer unit 105, the wavefront aberration due to the refractive index distribution of each block glass material 103 as an optical material is measured. For details regarding the measurement of the refractive index homogeneity using an interferometer, reference can be made to, for example, JP-A-8-5505. In the second embodiment, information on the measured refractive index distribution is stored in a predetermined storage device for each block glass material 103.

【0061】次いで、第2実施形態の製造方法では、屈
折率分布が計測されたブロック硝材から必要に応じて研
削されたブロック硝材を用いて、投影光学系を構成すべ
き各レンズを製造する。すなわち、周知の研磨工程にし
たがって、設計値を目標として各レンズの表面を研磨加
工して、球面形状のレンズ面を有する球面レンズと非球
面形状のレンズ面を有する非球面レンズとを製造する
(S12)。研磨工程では、各レンズの面形状の誤差を
干渉計で計測しながら研磨を繰り返し、各レンズの面形
状を目標面形状(ベストフィット球面形状)に近づけ
る。こうして、各レンズの面形状誤差が所定の範囲に入
ると、各レンズの面形状の誤差を、たとえば図11に示
すさらに精密な干渉計装置を用いて計測する(S1
3)。
Next, in the manufacturing method of the second embodiment, each lens to constitute the projection optical system is manufactured using a block glass material which is ground as necessary from a block glass material whose refractive index distribution has been measured. That is, the surface of each lens is polished with a design value as a target according to a well-known polishing process to produce a spherical lens having a spherical lens surface and an aspheric lens having an aspheric lens surface ( S12). In the polishing step, polishing is repeated while measuring the error in the surface shape of each lens with an interferometer, and the surface shape of each lens is brought closer to the target surface shape (best-fit spherical shape). Thus, when the surface shape error of each lens falls within a predetermined range, the error of the surface shape of each lens is measured using, for example, a more precise interferometer device shown in FIG. 11 (S1).
3).

【0062】図11に示す干渉計装置は、設計値が球面
である球面レンズの面形状計測に好適なものである。図
11では、制御系111に制御された干渉計ユニット1
12からの射出光が、フィゾーステージ113a上に支
持されたフィゾーレンズ113に入射する。ここで、フ
ィゾーレンズ113の参照面(フィゾー面)で反射され
た光は参照光となり、干渉計ユニット112へ戻る。な
お、図11では、フィゾーレンズ113を単レンズで示
しているが、実際のフィゾーレンズは複数のレンズ(レ
ンズ群)で構成されている。一方、フィゾーレンズ11
3を透過した光は測定光となり、被検レンズ114の被
検光学面に入射する。
The interferometer apparatus shown in FIG. 11 is suitable for measuring the surface shape of a spherical lens having a spherical design value. In FIG. 11, the interferometer unit 1 controlled by the control system 111
The light emitted from the lens 12 enters the Fizeau lens 113 supported on the Fizeau stage 113a. Here, the light reflected on the reference surface (Fizeau surface) of the Fizeau lens 113 becomes reference light and returns to the interferometer unit 112. Although the Fizeau lens 113 is shown as a single lens in FIG. 11, an actual Fizeau lens is composed of a plurality of lenses (lens groups). On the other hand, Fizeau lens 11
The light transmitted through 3 becomes measurement light and is incident on the optical surface of the lens 114 to be measured.

【0063】被検レンズ114の被検光学面で反射され
た測定光は、フィゾーレンズ113を介して干渉計ユニ
ット112へ戻る。こうして、干渉計ユニット112へ
戻った参照光と測定光との位相ずれに基づいて、被検レ
ンズ114の被検光学面の基準面に対する波面収差が、
ひいては被検レンズ114の面形状の誤差(設計上のベ
ストフィット球面からのずれ)が計測される。なお、球
面レンズの面形状誤差の干渉計による計測に関する詳細
については、たとえば特開平7−12535号、特開平
7−113609号、特開平10−154657号公報
などを参照することができる。
The measurement light reflected by the optical surface of the lens 114 to be measured returns to the interferometer unit 112 via the Fizeau lens 113. Thus, based on the phase shift between the reference light and the measurement light returned to the interferometer unit 112, the wavefront aberration of the test optical surface of the test lens 114 with respect to the reference surface is
Consequently, an error in the surface shape of the test lens 114 (deviation from the designed best-fit spherical surface) is measured. For details regarding the measurement of the surface shape error of the spherical lens by the interferometer, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-12535, 7-113609, and 10-154657 can be referred to.

【0064】また、非球面レンズの面形状誤差を干渉計
を用いて計測する場合には、図11の干渉計装置におい
て、フィゾーレンズ113に代えて、平面形状の参照面
を有する参照部材と、該参照部材を透過する光を所定形
状の非球面波に変換する非球面波形成部材とをフィゾー
ステージ113a上に設ける。ここで、非球面波形成部
材は、レンズ、ゾーンプレート、或いはそれらの組み合
わせで構成され、参照部材からの平面波を、測定対象で
ある被検光学面の面形状に対応した非球面波に変換する
ものである。なお、このような非球面レンズの計測方法
に関しては、たとえば特開平10−260020号、特
開平10−260024号、特開平11−6784号を
参照することができる。
When the surface shape error of the aspherical lens is measured using an interferometer, a reference member having a planar reference surface is used instead of the Fizeau lens 113 in the interferometer apparatus of FIG. An aspherical wave forming member for converting light transmitted through the reference member into an aspherical wave having a predetermined shape is provided on the Fizeau stage 113a. Here, the aspherical wave forming member is configured by a lens, a zone plate, or a combination thereof, and converts a plane wave from the reference member into an aspherical wave corresponding to the surface shape of the optical surface to be measured as the measurement target. Things. For the method of measuring such an aspherical lens, for example, JP-A-10-260020, JP-A-10-260024, and JP-A-11-6678 can be referred to.

【0065】上述のような方法で非球面形状を測定する
場合には、被検光学面としての非球面レンズ面の形状の
種類の数に応じて、非球面波形成部材を準備する必要が
あり、投影光学系中の非球面の数が増えると非球面波形
成部材の種類も増え、その設計・製造が多大な負荷とな
りがちであった。さらに、非球面形状計測装置の数が限
られているような場合では、投影光学系に用いられる非
球面の種類が増えると、計測しようとする非球面の種類
に応じて複数種類の非球面波形成部材を交換する工程が
必要となり、製造時間がかかりがちであった。
When measuring an aspherical shape by the above-described method, it is necessary to prepare an aspherical wave forming member according to the number of types of shapes of the aspherical lens surface as the optical surface to be measured. When the number of aspherical surfaces in the projection optical system increases, the types of aspherical wave forming members also increase, and the design and manufacture of the members tend to be a great burden. Furthermore, in the case where the number of aspherical shape measuring devices is limited, if the types of aspherical surfaces used in the projection optical system increase, a plurality of types of aspherical waves are generated according to the type of aspherical surface to be measured. A step of replacing the formed member is required, and the manufacturing time tends to be long.

【0066】しかしながら、第2実施形態の製造方法に
かかる投影光学系(すなわち第1実施形態の第2実施例
の投影光学系)では、4面ある非球面のうち、2面が互
いに同じ形状であって、残りの2面が互いに同じ形状で
構成されているため、2種類の非球面波形成部材を準備
すれば良く、投影光学系の製造に際して、コスト(設計
コスト、製造コスト)の点や、製造時間の短縮の点で非
常に有利である。
However, in the projection optical system according to the manufacturing method of the second embodiment (ie, the projection optical system of the second example of the first embodiment), two of the four aspheric surfaces have the same shape. Since the remaining two surfaces are formed in the same shape as each other, two types of aspherical wave forming members may be prepared, and the cost (design cost, manufacturing cost) and the cost of manufacturing the projection optical system are reduced. This is very advantageous in reducing the manufacturing time.

【0067】その後、計測された面形状が所定の範囲内
に入っているか否かを判断する(S14)。ここで、計
測された面形状が所定の範囲内でない場合(図9中NG
の場合)、研磨工程(S12)へ移行する。また、計測
された面形状が所定の範囲内である場合(図9中OKの
場合)、次の組立工程(S15)へ移行する。
Thereafter, it is determined whether or not the measured surface shape falls within a predetermined range (S14). Here, when the measured surface shape is not within the predetermined range (NG in FIG. 9)
), The process proceeds to the polishing step (S12). If the measured surface shape is within the predetermined range (OK in FIG. 9), the process proceeds to the next assembling step (S15).

【0068】組立工程では、誤差が所定の範囲内となっ
た複数のレンズを用いて投影光学系26を組み立てる
(S15)。具体的には、設計値にしたがって複数のレ
ンズを所定の保持枠で保持することにより、各光学ユニ
ットを順次組み上げる。そして、組み上げた複数の光学
ユニットを、鏡筒の上部開口を介して、鏡筒内に順次落
とし込む。このとき、各光学ユニットの間には、所定の
ワッシャを介在させる。こうして、鏡筒内に最初に落と
し込まれた光学ユニットが鏡筒の一端に形成された突出
部においてワッシャを介して支持され、すべての光学ユ
ニットが鏡筒内に収容されることにより、投影光学系の
組立が終了する。なお、投影光学系の組立に関する詳細
については、たとえば特開平10−154657号公報
などを参照することができる。
In the assembling step, the projection optical system 26 is assembled using a plurality of lenses whose errors are within a predetermined range (S15). More specifically, each optical unit is sequentially assembled by holding a plurality of lenses in a predetermined holding frame according to design values. Then, the assembled optical units are sequentially dropped into the lens barrel through the upper opening of the lens barrel. At this time, a predetermined washer is interposed between the optical units. In this way, the optical unit first dropped into the lens barrel is supported via the washer at the protrusion formed at one end of the lens barrel, and all the optical units are accommodated in the lens barrel, thereby projecting the optical projection unit. The assembly of the system is completed. For details regarding the assembly of the projection optical system, reference can be made to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-154657.

【0069】次いで、第2実施形態の製造方法では、実
際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する
(S16)。具体的には、たとえば特開平10−387
58号公報に開示されたフィゾー干渉計方式の波面収差
測定機を用いて、超高圧水銀ランプ(たとえばi線)を
使用する投影光学系の波面収差を測定することができ
る。この場合、図12に示すように、露光光とほぼ同じ
波長を有するレーザ光(たとえばArレーザ光のシング
ルモード、波長363.8nm)を、ハーフプリズム6
0およびフィゾーレンズ61のフィゾー面61aを介し
て、被検光学系としての投影光学系26に入射させる。
このとき、フィゾー面61aで反射された光は、いわゆ
る参照光となり、フィゾーレンズ61およびハーフプリ
ズム60を介して、CCDのような撮像素子62に達す
る。
Next, in the manufacturing method of the second embodiment, the wavefront aberration of the actually assembled projection optical system is measured (S16). Specifically, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-387
The wavefront aberration of a projection optical system using an ultra-high pressure mercury lamp (for example, i-line) can be measured using a Fizeau interferometer type wavefront aberration measuring device disclosed in Japanese Patent No. 58-58. In this case, as shown in FIG. 12, laser light (for example, single mode of Ar laser light, wavelength 363.8 nm) having substantially the same wavelength as the exposure light is applied to the half prism 6.
The light enters the projection optical system 26 as the test optical system via the zero and the Fizeau surface 61 a of the Fizeau lens 61.
At this time, the light reflected by the Fizeau surface 61a becomes so-called reference light, and reaches an image sensor 62 such as a CCD via the Fizeau lens 61 and the half prism 60.

【0070】一方、フィゾー面61aを透過した光は、
いわゆる測定光となり、投影光学系26を介して、反射
球面63に入射する。反射球面63で反射された測定光
は、投影光学系26、フィゾーレンズ61およびハーフ
プリズム60を介して、CCD62に達する。こうし
て、参照光と測定光との干渉に基づいて、投影光学系2
6に残存する波面収差が測定される。同様に、たとえば
特開平10−38757号公報に開示されたフィゾー干
渉計方式の波面収差測定機を用いて、KrFエキシマレ
ーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を測定するこ
ともできる。
On the other hand, the light transmitted through the Fizeau surface 61a is
The light becomes so-called measurement light, and enters the reflective spherical surface 63 via the projection optical system 26. The measurement light reflected by the reflective spherical surface 63 reaches the CCD 62 via the projection optical system 26, the Fizeau lens 61, and the half prism 60. Thus, based on the interference between the reference light and the measurement light, the projection optical system 2
The wavefront aberration remaining in 6 is measured. Similarly, the wavefront aberration of a projection optical system using a KrF excimer laser light source can be measured using, for example, a Fizeau interferometer type wavefront aberration measuring device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-38557.

【0071】また、たとえば特開2000−97616
号公報に開示された、いわゆるPDI(Phase Diffract
ion Interferometer:位相回折干渉計)方式の波面収差
測定機を用いて、ArFエキシマレーザ光源を使用する
投影光学系の波面収差を測定することもできる。この場
合、図13に示すように、光源21(図13では不図
示)から射出されて照明光学系22を介した露光用照明
光が、マスク設定位置に位置決めされた第1のピンホー
ル71に入射する。第1のピンホール71を介して形成
された球面波は、被検光学系としての投影光学系26を
透過して、グレーティング(一次元回折格子)72に入
射する。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-97616
PDI (Phase Diffract) disclosed in
The wavefront aberration of a projection optical system using an ArF excimer laser light source can also be measured using an ion interferometer (phase diffraction interferometer) type wavefront aberration measuring device. In this case, as shown in FIG. 13, the exposure illumination light emitted from the light source 21 (not shown in FIG. 13) and transmitted through the illumination optical system 22 is transmitted to the first pinhole 71 positioned at the mask setting position. Incident. The spherical wave formed via the first pinhole 71 passes through the projection optical system 26 as an optical system to be detected and enters a grating (one-dimensional diffraction grating) 72.

【0072】グレーティング72をそのまま透過した0
次回折光は、マスク73に形成された第2のピンホール
(不図示)に入射する。一方、グレーティング72で回
折作用を受けて発生した1次回折光は、マスク73に形
成された開口部(不図示)のほぼ中央に入射する。第2
のピンホールを介した0次回折光および開口部を通過し
た1次回折光は、コリメータレンズ74を介して、CC
Dのような撮像素子75に達する。こうして、第2のピ
ンホールを介して形成された球面波を参照波面とし、開
口部を通過した1次回折光の波面を測定波面とし、参照
波面と測定波面との干渉に基づいて投影光学系26に残
存する波面収差が測定される。
[0107] The light transmitted through the grating 72 as it is
The next-order diffracted light enters a second pinhole (not shown) formed in the mask 73. On the other hand, the first-order diffracted light generated by the diffraction action of the grating 72 enters almost the center of an opening (not shown) formed in the mask 73. Second
The 0th-order diffracted light passing through the pinhole and the 1st-order diffracted light passing through the aperture are transmitted through the collimator lens 74 to the CC
An image sensor 75 such as D is reached. Thus, the spherical wave formed via the second pinhole is used as the reference wavefront, the wavefront of the first-order diffracted light that has passed through the aperture is used as the measurement wavefront, and the projection optical system 26 is used based on the interference between the reference wavefront and the measurement wavefront. Is measured.

【0073】次いで、第2実施形態の製造方法では、収
差測定工程S16で測定した投影光学系の波面収差が許
容範囲内に収まっているか否かを判定する(S17)。
判定工程S17において投影光学系の波面収差が許容範
囲内に収まっていると判定した場合(図9中OKの場
合)、第2実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了
する。一方、判定工程S17において投影光学系の波面
収差が許容範囲内に収まっていないと判定した場合(図
9中NGの場合)、レンズを光軸AXに沿って移動させ
てレンズ間の間隔を変化させる間隔調整や、レンズを光
軸AXに対して垂直にシフトさせたりチルトさせたりす
る偏芯調整を行う(S18)。
Next, in the manufacturing method of the second embodiment, it is determined whether or not the wavefront aberration of the projection optical system measured in the aberration measuring step S16 falls within an allowable range (S17).
If it is determined in the determination step S17 that the wavefront aberration of the projection optical system falls within the allowable range (OK in FIG. 9), the manufacture of the projection optical system according to the second embodiment ends. On the other hand, if it is determined in the determination step S17 that the wavefront aberration of the projection optical system is not within the allowable range (NG in FIG. 9), the lens is moved along the optical axis AX to change the distance between the lenses. Adjustment of the interval to be performed and eccentricity adjustment of shifting or tilting the lens perpendicularly to the optical axis AX are performed (S18).

【0074】図14は、間隔調整や偏芯調整が可能に構
成された投影光学系の内部構成を概略的に示す図であ
る。なお、図14においては、図1に対応する共通のX
YZ座標系を採用している。図14に示すように、鏡筒
30は複数の分割鏡筒11〜16を備えており、分割鏡
筒16に設けられたフランジ17を介して、図示なき露
光装置のフレームに支持されている。これら複数の分割
鏡筒11〜16は、光軸Ax方向に積層されている。そ
して、複数の分割鏡筒11〜16のうち、分割鏡筒1
1、12,13により支持されているレンズL1P1,
L1P2,L1P3,L1P4,L1P5,L1N1
は、光軸方向(Z方向)に移動可能で且つXY方向を軸
としてチルト可能な可動レンズとなっている。
FIG. 14 is a diagram schematically showing the internal configuration of a projection optical system configured to enable adjustment of the interval and eccentricity. In FIG. 14, a common X corresponding to FIG.
An YZ coordinate system is used. As shown in FIG. 14, the lens barrel 30 includes a plurality of split lens barrels 11 to 16 and is supported by a frame of an exposure apparatus (not shown) via a flange 17 provided on the split lens barrel 16. The plurality of divided lens barrels 11 to 16 are stacked in the optical axis Ax direction. Then, of the plurality of divided barrels 11 to 16, the divided barrel 1
Lenses L1, P1, supported by 1, 12, 13
L1P2, L1P3, L1P4, L1P5, L1N1
Is a movable lens movable in the optical axis direction (Z direction) and tiltable about the XY directions.

【0075】可動レンズL1P1,L1P2,L1P
3,L1P4,L1P5,L1N1を保持している分割
鏡筒11、12,13の構成について説明する。分割鏡
筒11は、それぞれ可動レンズL1P1,L1P2を保
持するレンズ枠21,22をその内部に積層した状態で
保持し、分割鏡筒12に対して光軸方向(Z方向)に移
動可能で且つXY方向を軸としてチルト可能となるよう
に分割鏡筒12に連結されている。分割鏡筒12は、そ
れぞれ可動レンズL1P3,L1P4を保持するレンズ
枠23,24をその内部に積層した状態で保持し、分割
鏡筒13に対して光軸方向(Z方向)に移動可能で且つ
XY方向を軸としてチルト可能となるように分割鏡筒1
3に連結されている。そして、分割鏡筒13は、それぞ
れ可動レンズL1P5,L1N1を保持するレンズ枠2
5,26をその内部に積層した状態で保持し、分割鏡筒
12に対して光軸方向(Z方向)に移動可能で且つXY
方向を軸としてチルト可能となるように分割鏡筒14に
連結されている。
Movable lenses L1P1, L1P2, L1P
The configuration of the split lens barrels 11, 12, and 13 holding 3, L1P4, L1P5, and L1N1 will be described. The split lens barrel 11 holds lens frames 21 and 22 holding the movable lenses L1P1 and L1P2, respectively, in a state of being laminated inside the split lens barrel 11, and is movable in the optical axis direction (Z direction) with respect to the split lens barrel 12. It is connected to the split lens barrel 12 so as to be tiltable about the XY directions. The split lens barrel 12 holds lens frames 23 and 24 holding the movable lenses L1P3 and L1P4, respectively, in a state of being stacked inside the split lens barrel 12, and is movable in the optical axis direction (Z direction) with respect to the split lens barrel 13 and The divided lens barrel 1 is tiltable about the XY directions as axes.
3 is connected. The divided lens barrel 13 is provided with a lens frame 2 that holds the movable lenses L1P5 and L1N1, respectively.
5 and 26 are held in a stacked state therein, and are movable in the optical axis direction (Z direction) with respect to the divided lens barrel 12 and XY
It is connected to the split lens barrel 14 so as to be tiltable about the direction.

【0076】ここで、分割鏡筒12に取り付けられたア
クチュエータ81によって分割鏡筒11が駆動され、分
割鏡筒13に取り付けられたアクチュエータ82によっ
て分割鏡筒12が駆動され、分割鏡筒14に取り付けら
れたアクチュエータ83によって分割鏡筒13が駆動さ
れる。これらのアクチュエータ81〜83は、分割鏡筒
12〜14の3箇所、具体的にはXY平面内においてZ
方向を軸とする方位角120°毎、に取り付けられてお
り、これにより、分割鏡筒11〜13のそれぞれにおけ
る3箇所が独立に光軸方向(Z方向)へ移動する。
Here, the split barrel 11 is driven by the actuator 81 attached to the split barrel 12, and the split barrel 12 is driven by the actuator 82 attached to the split barrel 13, and is mounted on the split barrel 14. The divided lens barrel 13 is driven by the actuator 83 thus set. These actuators 81 to 83 are provided at three positions of the split lens barrels 12 to 14, specifically, in the XY plane.
It is attached at every azimuth of 120 ° with the direction as an axis, whereby three positions in each of the divided lens barrels 11 to 13 move independently in the optical axis direction (Z direction).

【0077】ここで、それぞれの分割鏡筒11〜13に
おいて、3箇所の駆動量が同じ量である場合は、分割鏡
筒11〜13は、分割鏡筒12〜14に対してZ方向
(光軸方向)へ移動することとなり、3箇所の駆動量が
異なる量である場合には、分割鏡筒11〜13は、分割
鏡筒12〜14に対してXY方向を軸としてチルトする
ことになる。
Here, if the driving amounts at the three positions are the same in each of the divided lens barrels 11 to 13, the divided lens barrels 11 to 13 move with respect to the divided lens barrels 12 to 14 in the Z direction (light (In the axial direction), and if the driving amounts at the three positions are different, the divided lens barrels 11 to 13 tilt with respect to the divided lens barrels 12 to 14 in the XY directions as axes. .

【0078】これらのアクチュエータ81〜83として
は、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の圧電素
子を使用することができる。なお、アクチュエータ81
〜83を圧電素子で構成する代わりに、磁歪アクチュエ
ータや流体圧アクチュエータで構成しても良い。また、
これらのアクチュエータによる駆動量、ひいては分割鏡
筒11〜13の移動量を計測するために、例えば光学式
エンコーダからなる駆動量計測装置を設けて、分割鏡筒
11〜13の移動、ひいては可動レンズL1P1,L1
P2,L1P3,L1P4,L1P5,L1N1の移動
をクローズドループで制御しても良い。
As these actuators 81 to 83, piezoelectric elements having high precision, low heat generation, high rigidity, and high cleanliness can be used. The actuator 81
83 to 83 may be configured by a magnetostrictive actuator or a fluid pressure actuator instead of being configured by a piezoelectric element. Also,
In order to measure the amount of drive by these actuators, and hence the amount of movement of the divided lens barrels 11 to 13, a drive amount measuring device including, for example, an optical encoder is provided, and the movement of the divided lens barrels 11 to 13 and thus the movable lens L1P1 , L1
The movement of P2, L1P3, L1P4, L1P5, and L1N1 may be controlled in a closed loop.

【0079】さて、分割鏡筒13〜16のうち、分割鏡
筒14〜16により支持されているレンズL1N2〜L
4P1は、固定レンズとなっている。これらの固定レン
ズL1N2〜L4P1を保持している分割鏡筒14〜1
6の構成について説明する。分割鏡筒14は、固定レン
ズL1N2〜L2P4をそれぞれ保持するレンズ枠31
〜37及びスペーサ41〜43を分割鏡筒14の内部に
積層した状態で保持しており、分割鏡筒15の上部に連
結されている。
The lenses L1N2 to L1N-L supported by the divided lens barrels 14 to 16 among the divided lens barrels 13 to 16 will now be described.
4P1 is a fixed lens. Split lens barrels 14-1 holding these fixed lenses L1N2-L4P1
6 will be described. The split lens barrel 14 includes a lens frame 31 that holds the fixed lenses L1N2 to L2P4, respectively.
37 and the spacers 41 to 43 are held in a stacked state inside the divided lens barrel 14, and are connected to the upper part of the divided lens barrel 15.

【0080】分割鏡筒15は、固定レンズL2P5〜L
3P5をそれぞれ保持するレンズ枠50〜55、スペー
サ44〜45、及び開口絞りASを分割鏡筒15の内部
に積層した状態で保持しており、分割鏡筒16の上部に
連結されている。そして、分割鏡筒16は、固定レンズ
L3P4〜L4P1をそれぞれ保持するレンズ枠61〜
73及びスペーサ46〜48を分割鏡筒16の内部に積
層した状態で保持している。
The split lens barrel 15 includes fixed lenses L2P5 to L2P.
The lens frames 50 to 55, the spacers 44 to 45, and the aperture stop AS, which respectively hold the 3P5, are held in a stacked state inside the split lens barrel 15, and are connected to the upper part of the split lens barrel 16. The divided lens barrel 16 has lens frames 61 to 61 that respectively hold the fixed lenses L3P4 to L4P1.
73 and the spacers 46 to 48 are held in a state of being stacked inside the divided lens barrel 16.

【0081】また、第2実施形態においては、複数の分
割鏡筒11〜16を備えているため、投影光学系の組立
時において、分割鏡筒11〜16の間に介在するワッシ
ャ等の間隔調整部材の厚み等を変更することによって、
分割鏡筒11〜16間の偏芯調整(XY平面内の位置関
係の調整、XY方向を軸とするチルト方向の位置関係の
調整)及び分割鏡筒間の間隔調整(Z方向の間隔調整)
を行うことができる。なお、このような分割鏡筒間の偏
芯・間隔調整に関しては、特開2001−56426号
公報に開示されている。
In the second embodiment, since a plurality of divided lens barrels 11 to 16 are provided, the distance between the divided lens barrels 11 to 16 can be adjusted during assembly of the projection optical system. By changing the thickness etc. of the member,
Eccentricity adjustment between divided lens barrels 11 to 16 (adjustment of positional relation in XY plane, adjustment of positional relation in tilt direction around XY direction) and adjustment of distance between divided lens barrels (adjustment of space in Z direction)
It can be performed. Note that such eccentricity / interval adjustment between the divided lens barrels is disclosed in JP-A-2001-56426.

【0082】なお、上述の説明では、レンズまたはレン
ズ群を光軸Axに沿って移動させる移動調整(間隔調
整)およびレンズまたはレンズ群を光軸Axに対して傾
斜させるチルト調整に限定したが、光軸Axに対して垂
直な方向(XY平面内の方向)に沿ってレンズをシフト
させるシフト調整を行うことや、光軸Axを軸とする回
転方向に沿ってレンズを回転させる回転調整を行うこと
もできる。
In the above description, movement adjustment (interval adjustment) for moving the lens or the lens group along the optical axis Ax and tilt adjustment for tilting the lens or the lens group with respect to the optical axis Ax are limited. A shift adjustment is performed to shift the lens along a direction perpendicular to the optical axis Ax (a direction in the XY plane), and a rotation adjustment is performed to rotate the lens along a rotation direction about the optical axis Ax. You can also.

【0083】第2実施形態の製造方法では、間隔調整や
偏芯調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差
を再び測定する(S16)。そして、収差測定工程S1
6で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲内に
収まっているか否かを再度判定する(S17)。判定工
程S17において投影光学系の波面収差が許容範囲内に
収まっていると判定した場合には、投影光学系の製造が
終了する。しかしながら、判定工程S17において投影
光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていないと判定
した場合には、判定工程S17においてOKの判定が得
られるまで、レンズ調整工程S18および収差測定工程
S16をさらに繰り返す。
In the manufacturing method of the second embodiment, the wavefront aberration of the projection optical system whose lens has been adjusted by adjusting the distance or eccentricity is measured again (S16). Then, the aberration measurement step S1
It is determined again whether or not the wavefront aberration of the projection optical system measured again in 6 is within the allowable range (S17). If it is determined in the determination step S17 that the wavefront aberration of the projection optical system falls within the allowable range, the manufacture of the projection optical system ends. However, if it is determined in the determination step S17 that the wavefront aberration of the projection optical system is not within the allowable range, the lens adjustment step S18 and the aberration measurement step S16 are further performed until an OK determination is obtained in the determination step S17. repeat.

【0084】なお、第2実施形態の製造方法では、収差
測定工程S16の後に、判定工程S17およびレンズ調
整工程S18を設けているが、これらの工程S16〜S
18を省略することができる。すなわち、投影光学系の
組立工程S15の後に、第2実施形態の製造方法を終了
することもできる。
In the manufacturing method according to the second embodiment, the determination step S17 and the lens adjustment step S18 are provided after the aberration measurement step S16.
18 can be omitted. That is, after the projection optical system assembling step S15, the manufacturing method according to the second embodiment can be ended.

【0085】また、第2実施形態では、倍率が等倍であ
る第2実施形態の投影光学系を製造する場合を例にとっ
て説明したが、投影光学系の倍率は等倍には限定され
ず、例えば拡大倍率、縮小倍率のいずれであっても良
い。このような拡大または縮小倍率の投影光学系であっ
ても、投影光学系中に同じ形状の非球面が2つ以上設け
られていれば、第2実施形態の製造方法を適用できる。
また、第2実施形態ではレンズ面が非球面であった場合
を例として説明したが、非球面はレンズ面に設けられる
ものには限定されず、例えば反射面であっても良い。
In the second embodiment, the case where the projection optical system according to the second embodiment having the same magnification is manufactured has been described as an example. However, the magnification of the projection optical system is not limited to the same magnification. For example, any of an enlargement magnification and a reduction magnification may be used. The manufacturing method of the second embodiment can be applied to a projection optical system having such an enlargement or reduction magnification as long as two or more aspherical surfaces having the same shape are provided in the projection optical system.
In the second embodiment, the case where the lens surface is an aspheric surface has been described as an example. However, the aspheric surface is not limited to the one provided on the lens surface, and may be, for example, a reflective surface.

【0086】以上の通り、第2実施形態の製造方法によ
れば、投影光学系が互いに同じ形状の2組以上の非球面
を有しているため、これらの非球面を計測する際の計測
時間の短縮、ひいては投影光学系を製造する時間の短縮
や、投影光学系を製造する際のコスト(製造装置の製造
コスト、投影光学系の製造コスト)を十分におさえるこ
とができる。
As described above, according to the manufacturing method of the second embodiment, since the projection optical system has two or more sets of aspheric surfaces having the same shape, the measurement time for measuring these aspheric surfaces is reduced. And the time required for manufacturing the projection optical system can be reduced, and the cost for manufacturing the projection optical system (manufacturing cost of the manufacturing apparatus, manufacturing cost of the projection optical system) can be sufficiently suppressed.

【0087】なお、上述の実施形態では、i線(365
nm)の露光光を供給する超高圧水銀ランプを光源とし
て用いた例を示したが、露光光の波長はi線には限られ
ない。例えば、光源として超高圧水銀ランプを用い、g
線(436nm)のみ、h線(405nm)のみ、g線
とh線、h線とi線、またはg線とh線とi線とを露光
光としても良い。
In the above embodiment, the i-line (365)
Although an example using an ultra-high pressure mercury lamp that supplies exposure light of (nm) as a light source has been described, the wavelength of exposure light is not limited to i-line. For example, using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source, g
Only the line (436 nm), only the h line (405 nm), g line and h line, h line and i line, or g line, h line and i line may be used as the exposure light.

【0088】また、光源として248nmの光を供給す
るKrFエキシマレーザ、193nmの光を供給するA
rFエキシマレーザ、157nmの光を供給するF2
ーザなどを光源として用いても良い。ここで、KrFエ
キシマレーザを光源として用いる場合においては、露光
光を狭帯化したときには投影光学系中の屈折性光学素子
として石英ガラスを用い、露光光量を増すために露光光
を狭帯化しないときには投影光学系中の屈折性光学素子
として石英ガラスと蛍石とを用いる。また、ArFエキ
シマレーザを光源として用いる場合においては、投影光
学系中の屈折性光学素子として石英ガラスと蛍石とを用
いる。また、F2レーザを光源として用いる場合には、
投影光学系中の屈折性光学素子として蛍石を用いる。
A KrF excimer laser for supplying 248 nm light is used as a light source, and an Ar for supplying 193 nm light.
rF excimer laser may be used F 2 laser etc. for supplying light of 157nm as a light source. Here, in the case where a KrF excimer laser is used as a light source, when the exposure light is narrowed, quartz glass is used as the refractive optical element in the projection optical system, and the exposure light is not narrowed in order to increase the amount of exposure light. Sometimes quartz glass and fluorite are used as refractive optical elements in the projection optical system. When an ArF excimer laser is used as a light source, quartz glass and fluorite are used as refractive optical elements in the projection optical system. When an F 2 laser is used as a light source,
Fluorite is used as the refractive optical element in the projection optical system.

【0089】また、上述の実施形態では、液晶表示素子
やプラズマディスプレイパネル(PDP)等の表示デバ
イスの製造のリソグラフィー工程で用いる投影露光装置
について説明したが、本発明は表示デバイス製造用の投
影露光装置には限定されず、例えば半導体デバイス製造
用、フォトマスク製造用、磁気ヘッド製造用、プリント
配線基板の製造用にも適用することが可能である。な
お、半導体デバイス製造用の投影露光装置ではワークと
してウェハを用い、表示デバイス製造用の投影露光装置
ではワークとしてガラス基板を用い、フォトマスク製造
用の投影露光装置ではワークとしてガラス基板或いはシ
リコン基板を用い、磁気ヘッド製造用の投影露光装置で
は、ワークとしてローバーと呼ばれるバー形状の基板を
用い、プリント配線基板製造用の投影露光装置では、ワ
ークWとしてエポキシ樹脂等の樹脂基板を用いる。ま
た、本発明は、基板及びワークの少なくとも一方として
帯状のフィルムを用いる投影露光装置にも適用できる。
このような投影露光装置は、例えばTAB(Tape Autom
ated Bonding)方式の電子部品の実装に使用されるフィ
ルム回路基板の製造に用いられるフィルム露光装置が知
られている。
In the above-described embodiment, the projection exposure apparatus used in the lithography process of manufacturing a display device such as a liquid crystal display element or a plasma display panel (PDP) has been described. The present invention is not limited to the apparatus, and can be applied to, for example, semiconductor device manufacturing, photomask manufacturing, magnetic head manufacturing, and printed wiring board manufacturing. Note that a projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device uses a wafer as a work, a projection exposure apparatus for manufacturing a display device uses a glass substrate as a work, and a projection exposure apparatus for manufacturing a photomask uses a glass substrate or a silicon substrate as a work. In a projection exposure apparatus for manufacturing a magnetic head, a bar-shaped substrate called a row bar is used as a work, and in a projection exposure apparatus for manufacturing a printed wiring board, a resin substrate such as an epoxy resin is used as a work W. Further, the present invention is also applicable to a projection exposure apparatus using a strip film as at least one of a substrate and a work.
Such a projection exposure apparatus is, for example, a TAB (Tape Automated).
2. Description of the Related Art There is known a film exposure apparatus used for manufacturing a film circuit board used for mounting an electronic component of an ated bonding type.

【0090】また、上記の実施形態では、基板上の所定
のショット領域に対してレチクル(マスク)上のパター
ン像を一括転写する一括露光方式を採用したが、上記実
施形態の露光装置を、ステップ・アンド・スキャン型の
投影露光装置やスティッチング及びスリットスキャン型
の露光装置としても良い。ここで、ステップ・アンド・
スキャン型の投影露光装置は、レチクル(マスク)上の
所定形状の照明領域に対して相対的に所定の方向ヘレチ
クル及び基板を同期して走査することにより、基板上の
1つのショット領域にレチクルのパターン像を逐次的に
転写するものである。このようなステップ・アンド・ス
キャン型の露光装置では、投影光学系の露光フィールド
よりも広い基板上の領域にレチクルのパターンを露光す
ることができる。
In the above embodiment, the batch exposure system for collectively transferring the pattern image on the reticle (mask) to a predetermined shot area on the substrate is employed. -An and scan type projection exposure apparatus or a stitching and slit scan type exposure apparatus may be used. Where step and
A scan type projection exposure apparatus scans a reticle and a substrate in a predetermined direction synchronously with respect to an illumination area of a predetermined shape on a reticle (mask), so that the reticle is projected onto one shot area on the substrate. The pattern images are sequentially transferred. In such a step-and-scan type exposure apparatus, it is possible to expose a reticle pattern to an area on a substrate which is wider than the exposure field of the projection optical system.

【0091】また、スティッチング及びスリットスキャ
ン型の露光装置では、レチクル(マスク)上の所定形状
の照明領域に対して相対的に所定の第1の方向にレチク
ル及び基板を同期して走査することにより、基板上の第
1列目の領域への露光が行われる。その後、そのレチク
ルを交換するか、又はそのレチクルを上記照明領域の第
1の方向と直交する第2の方向に沿って所定量だけ移動
させて、基板を照明領域の第2の方向と共役な方向に横
ずれさせる。そして、再びレチクル上の所定形状の照明
領域に対して相対的に第1の方向にレチクル及び基板を
同期して走査することにより、基板上の第2列目の領域
への露光を行う。このようなスティッチング及びスリッ
トスキャン型の露光装置では、投影光学系の露光フィー
ルドよりも広い基板上の領域にレチクルのパターンを露
光することができる。なお、このようなスティッチング
及びスリットスキャン型の露光装置は、米国特許第5,
477,304号公報、特開平8−330220号公
報、特開平10−284408号公報などに開示されて
いる。
In the stitching and slit scan type exposure apparatus, the reticle and the substrate are synchronously scanned in a predetermined first direction relative to an illumination area of a predetermined shape on the reticle (mask). As a result, the first column region on the substrate is exposed. Thereafter, the reticle is replaced, or the reticle is moved by a predetermined amount along a second direction orthogonal to the first direction of the illumination area, and the substrate is conjugated with the second direction of the illumination area. Sideways. Then, the reticle and the substrate are synchronously scanned in the first direction again with respect to the illumination region of the predetermined shape on the reticle, thereby exposing the region on the second column on the substrate. In such a stitching and slit scan type exposure apparatus, a reticle pattern can be exposed to a region on a substrate wider than the exposure field of the projection optical system. Note that such a stitching and slit scan type exposure apparatus is disclosed in US Pat.
Nos. 4,771,304, JP-A-8-330220, and JP-A-10-284408.

【0092】また、上記の実施形態の投影露光装置で
は、プレート(ガラス基板)上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液晶
表示素子を得ることもできる。以下、図8のフローチャ
ートを参照して説明する。図8において、パターン形成
工程401では、本実施形態の露光装置を用いてレチク
ル(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。
In the projection exposure apparatus of the above embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined circuit pattern on a plate (glass substrate). Hereinafter, description will be made with reference to the flowchart of FIG. 8, in a pattern forming step 401, a so-called optical lithography step of transferring and exposing a pattern of a reticle (mask) to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment is performed. Is done. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to a development process, an etching process, a reticle peeling process and the like to form a predetermined pattern on the substrate,
The process proceeds to the next color filter forming step 402.

【0093】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。
Next, in the color filter forming step 402, three colors corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue)
A set of one dot forms a color filter in which many are arranged in a matrix. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.

【0094】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
る液晶表示素子を得ることができる。
Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described liquid crystal display element manufacturing method, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投影光学
系では、広い投影視野および高い解像力を確保しつつ、
像面の平坦性に優れ、且つ温度変化による焦点位置の変
動の比較的少ない、良好な光学性能を達成することがで
きる。したがって、本発明の露光装置および露光方法で
は、良好な光学性能を有する本発明の投影光学系を用い
て、装置および材料の高コスト化を招くことなく、良好
な露光を行うことができる。また、本発明では、本発明
の露光装置を用いた良好な露光により、大面積で良好な
マイクロデバイスを製造することができる。また、本発
明の投影光学系の製造方法によれば、高い光学性能を有
する投影光学系を得ることができるにもかかわらず、高
いコスト化を招くことなく製造時間の短縮を図ることが
できる。
As described above, according to the projection optical system of the present invention, a wide projection field of view and a high resolving power can be secured.
Good optical performance with excellent flatness of the image plane and relatively little change in the focal position due to temperature change can be achieved. Therefore, according to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, favorable exposure can be performed using the projection optical system of the present invention having good optical performance without increasing the cost of the apparatus and materials. Further, according to the present invention, a good microdevice with a large area can be manufactured by favorable exposure using the exposure apparatus of the present invention. Further, according to the method for manufacturing a projection optical system of the present invention, a projection optical system having high optical performance can be obtained, but the manufacturing time can be shortened without increasing the cost.

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

【図1】本発明の実施形態にかかる投影光学系を備えた
露光装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus including a projection optical system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a lens configuration of a projection optical system according to a first example of the present embodiment.

【図3】第1実施例における投影光学系の球面収差、非
点収差および歪曲収差を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the projection optical system in the first example.

【図4】第1実施例における投影光学系のコマ収差を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing coma aberration of the projection optical system in the first example.

【図5】本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to Example 2 of the present embodiment.

【図6】第2実施例における投影光学系の球面収差、非
点収差および歪曲収差を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of a projection optical system in a second example.

【図7】第2実施例における投影光学系のコマ収差を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating coma aberration of a projection optical system in a second example.

【図8】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。
FIG. 8 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device by forming a predetermined pattern on a plate using the exposure apparatus of the present embodiment.

【図9】本発明の第2実施形態にかかる投影光学系の製
造方法の製造フローを示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing flow of a method for manufacturing a projection optical system according to the second embodiment of the present invention.

【図10】各レンズを形成すべきブロック硝材の屈折率
の絶対値および屈折率分布を測定する干渉計装置の構成
を概略的に示す図である。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of an interferometer device for measuring an absolute value of a refractive index and a refractive index distribution of a block glass material on which each lens is to be formed.

【図11】設計値が球面である球面レンズの面形状計測
に好適な干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of an interferometer apparatus suitable for measuring a surface shape of a spherical lens having a spherical design value.

【図12】i線ランプ光源を使用する投影光学系の波面
収差を計測するフィゾー干渉計方式の波面収差測定機の
構成を概略的に示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a configuration of a Fizeau interferometer type wavefront aberration measuring device that measures a wavefront aberration of a projection optical system using an i-line lamp light source.

【図13】ArFエキシマレーザ光源を使用する投影光
学系の波面収差を計測するPDI方式の波面収差測定機
の構成を概略的に示す図である。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of a PDI type wavefront aberration measuring device for measuring a wavefront aberration of a projection optical system using an ArF excimer laser light source.

【図14】間隔調整や偏芯調整が可能に構成された投影
光学系の内部構成を概略的に示す図である。
FIG. 14 is a diagram schematically showing an internal configuration of a projection optical system configured to enable interval adjustment and eccentricity adjustment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 楕円鏡 4 コリメートレンズ 5 波長選択フィルター 6 フライアイレンズ 7 開口絞り 8 コンデンサー光学系 M マスク PL 投影光学系 P プレート G1 第1部分光学系 G2 第2部分光学系 AS 開口絞り Reference Signs List 1 light source 2 elliptical mirror 4 collimating lens 5 wavelength selection filter 6 fly-eye lens 7 aperture stop 8 condenser optical system M mask PL projection optical system P plate G1 first partial optical system G2 second partial optical system AS aperture stop

フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA21 LA01 PA15 PA19 PB20 QA03 QA06 QA17 QA19 QA21 QA25 QA37 QA39 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 5F046 BA03 CB12 CB25 Continued on the front page F term (reference) 2H087 KA21 LA01 PA15 PA19 PB20 QA03 QA06 QA17 QA19 QA21 QA25 QA37 QA39 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 5F046 BA03 CB12 CB25

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1面に形成されたパターンの像を第2
面上へ実質的に等倍の倍率で投影する投影光学系におい
て、 前記投影光学系は、前記第1面側から順に、第1部分光
学系と、前記投影光学系の瞳面に関して前記第1部分光
学系とほぼ対称的に構成された第2部分光学系とを備
え、 前記第1部分光学系は、互いに対向するように配置され
た第1組の一対の凹面形状の屈折面と、該第1組の一対
の凹面形状の屈折面の間の光路中において互いに対向す
るように配置された第2組の一対の凹面形状の屈折面と
を有することを特徴とする投影光学系。
An image of a pattern formed on a first surface is formed on a second surface.
In a projection optical system for projecting onto a surface at substantially the same magnification, the projection optical system includes, in order from the first surface side, a first partial optical system and a first pupil plane of the projection optical system. A partial optical system and a second partial optical system configured substantially symmetrically, wherein the first partial optical system includes a first pair of concave refraction surfaces arranged so as to face each other; A projection optical system, comprising: a second set of a pair of concave refraction surfaces disposed so as to face each other in an optical path between a first set of a pair of concave refraction surfaces.
【請求項2】 前記第1部分光学系は、前記第1面側か
ら順に、前記第2面側に凹面を向けた第1負レンズと、
前記第2面側に凹面を向けた第2負レンズと、前記第1
面側に凹面を向けた第3負レンズと、前記第1面側に凹
面を向けた第4負レンズとを有することを特徴とする請
求項1に記載の投影光学系。
2. The first partial optical system includes: a first negative lens having a concave surface facing the second surface in order from the first surface;
A second negative lens having a concave surface facing the second surface;
The projection optical system according to claim 1, further comprising a third negative lens having a concave surface facing the surface, and a fourth negative lens having a concave surface facing the first surface.
【請求項3】 前記第1部分光学系は、前記第1面側か
ら順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、負の屈
折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第
2正レンズ群とを有し、 前記第1負レンズ群は、前記第1面側から順に、前記第
2面側に凹面を向けた第1負レンズと、前記第2面側に
凹面を向けた第2負レンズと、前記第1面側に凹面を向
けた第3負レンズと、前記第1面側に凹面を向けた第4
負レンズとを有し、 前記第1部分光学系の焦点距離をF1とし、前記第1負
レンズ群の焦点距離をf1Nとするとき、 −0.4<f1N/F1<0 の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に
記載の投影光学系。
3. The first partial optical system includes, in order from the first surface side, a first positive lens group having a positive refractive power, a first negative lens group having a negative refractive power, and a positive refraction. A second positive lens group having a power, wherein the first negative lens group includes, in order from the first surface side, a first negative lens having a concave surface facing the second surface side, and the second surface side A second negative lens having a concave surface facing the first surface, a third negative lens having a concave surface facing the first surface, and a fourth negative lens having a concave surface facing the first surface.
When a focal length of the first partial optical system is F 1 and a focal length of the first negative lens unit is f 1N, the following condition is satisfied: −0.4 <f 1N / F 1 <0 The projection optical system according to claim 1, wherein a condition is satisfied.
【請求項4】 第1面に形成されたパターンの像を第2
面上へ実質的に等倍の倍率で投影する投影光学系におい
て、 前記投影光学系は、前記第1面側から順に、第1部分光
学系と、前記投影光学系の瞳面に関して前記第1部分光
学系とほぼ対称的に構成された第2部分光学系とを備
え、 前記第1部分光学系は、前記第1面側から順に、正の屈
折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第
1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と
を有し、 前記投影光学系に供給される照明光に対する光学素子の
屈折率nの雰囲気温度Tに対する変化率をdn/dTで
表すとき、前記第2正レンズ群を構成する少なくとも1
つの負レンズは、 dn/dT<0 の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
4. An image of a pattern formed on a first surface is formed on a second surface.
In a projection optical system for projecting onto a surface at substantially the same magnification, the projection optical system includes, in order from the first surface side, a first partial optical system and a first pupil plane of the projection optical system. A second partial optical system configured substantially symmetrically with the partial optical system, wherein the first partial optical system includes, in order from the first surface side, a first positive lens group having a positive refractive power; A first negative lens group having a positive refractive power and a second positive lens group having a positive refractive power. The refractive index n of the optical element with respect to the illumination light supplied to the projection optical system with respect to the ambient temperature T When the rate of change is represented by dn / dT, at least one of the second positive lens groups
The projection optical system, wherein the two negative lenses satisfy a condition of dn / dT <0.
【請求項5】 前記第2正レンズ群を構成する少なくと
も1つの正レンズは、 dn/dT>0 の条件を満足することを特徴とする請求項4に記載の投
影光学系。
5. The projection optical system according to claim 4, wherein at least one positive lens constituting the second positive lens group satisfies a condition of dn / dT> 0.
【請求項6】 第1面に形成されたパターンの像を第2
面上へ実質的に等倍で投影する投影光学系において、 前記投影光学系は非球面を有し、 前記第1面と前記第2面との光軸に沿った距離をLと
し、前記第1面から前記非球面までの光軸に沿った距離
をLAとするとき、 0.035<LA/L<0.3 の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
6. An image of a pattern formed on a first surface is formed on a second surface.
In a projection optical system that projects onto a surface at substantially the same magnification, the projection optical system has an aspheric surface, a distance along the optical axis between the first surface and the second surface is L, and A projection optical system characterized by satisfying a condition of 0.035 <LA / L <0.3, where LA is a distance along the optical axis from one surface to the aspheric surface.
【請求項7】 前記投影光学系は、前記投影光学系の瞳
面に関して対称的に配置された第1非球面と第2非球面
とを有し、 前記第1面と前記第2面との光軸に沿った距離をLと
し、前記第1面から前記第1非球面までの光軸に沿った
距離をLAとするとき、 0.035<LA/L<0.3 の条件を満足することを特徴とする請求項6に記載の投
影光学系。
7. The projection optical system has a first aspherical surface and a second aspherical surface symmetrically arranged with respect to a pupil plane of the projection optical system. When a distance along the optical axis along the optical axis is L and a distance along the optical axis from the first surface to the first aspheric surface is LA, the condition of 0.035 <LA / L <0.3 is satisfied. The projection optical system according to claim 6, wherein:
【請求項8】 第1面に形成されたマスクパターンの像
を、感光性基板が配置される第2面上へ投影するリソグ
ラフィー用投影光学系において、 前記投影光学系は、第1の非球面と第2の非球面とを備
え、 前記第1の非球面と前記第2の非球面とは互いに同じ形
状であることを特徴とする投影光学系。
8. A projection optical system for lithography for projecting an image of a mask pattern formed on a first surface onto a second surface on which a photosensitive substrate is arranged, wherein the projection optical system has a first aspherical surface. And a second aspherical surface, wherein the first aspherical surface and the second aspherical surface have the same shape as each other.
【請求項9】 第1面に形成されたマスクパターンの像
を、感光性基板が配置される第2面上へ投影するリソグ
ラフィー用投影光学系の製造方法において、複数の光学
素子を準備する第1工程と、 該準備された複数の光学素子のうちの少なくとも2つに
所定形状の非球面を形成して、少なくとも第1非球面光
学素子と第2非球面光学素子とを得る第2工程と、 前記第1及び第2非球面光学素子の面形状を検査する第
3工程と、 前記光学素子を所定の光軸に沿って配置する第4工程と
を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。
9. A method of manufacturing a projection optical system for lithography for projecting an image of a mask pattern formed on a first surface onto a second surface on which a photosensitive substrate is arranged, wherein a plurality of optical elements are prepared. A step of forming an aspheric surface of a predetermined shape on at least two of the plurality of prepared optical elements to obtain at least a first aspheric optical element and a second aspheric optical element; A third step of inspecting the surface shapes of the first and second aspherical optical elements; and a fourth step of arranging the optical elements along a predetermined optical axis. Production method.
【請求項10】 請求項9に記載の製造方法により製造
されたことを特徴とする投影光学系。
10. A projection optical system manufactured by the manufacturing method according to claim 9.
【請求項11】 請求項1乃至8、及び10のうちの何
れか一項に記載の投影光学系と、前記第1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、前記投
影光学系を介して前記マスク上に形成されたパターンを
前記第2面に設定された感光性基板へ露光することを特
徴とする露光装置。
11. The projection optical system according to claim 1, further comprising: an illumination optical system configured to illuminate a mask set on the first surface, wherein the illumination optical system illuminates a mask set on the first surface. An exposure apparatus that exposes a pattern formed on the mask to a photosensitive substrate set on the second surface via a projection optical system.
【請求項12】 請求項11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。
12. An exposure step of exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 11, and a developing step of developing the photosensitive substrate exposed through the exposure step. And a method for manufacturing a microdevice.
【請求項13】 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8、及び10のうちの何れか一項に記載の
投影光学系を用いて、前記第1面に設定された前記マス
クのパターンを前記第2面に設定された感光性基板へ露
光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
13. An illuminating step of illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and using the projection optical system according to claim 1 to illuminate the first surface. An exposing step of exposing the set mask pattern to the photosensitive substrate set on the second surface.
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