JP2005037896A - Projection optical system, exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catadioptric projection optical system that can easily secure a space near a reticle, simplifies mechanical structure and minimize the influence of a coating on a plane mirror. <P>SOLUTION: The catadioptric projection optical system has a 1st imaging optical system having at least one lens and forming a 1st intermediate image of a 1st object, a 2nd imaging optical system having at least one lens and at least one concave mirror and forming a 2nd intermediate image of the 1st object, and a 3rd imaging optical system having at least one lens and forming the image of the 1st object on the 2nd object in order from the 1st object side, and forms the image of the 1st object on a 2nd object. Assuming that the system has at least one deflection reflecting member, and the paraxial magnification of the 1st imaging optical system is β1 and the paraxial magnification of the 2nd imaging optical system is β2, 0.70<¾β1 β2¾<3 is met. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は投影光学系、および該投影光学系による投影露光装置、デバイス製造方法に関し、特にレチクルパターンをウェハに投影露光する投影光学系に、反射鏡を用いた反射屈折投影光学系に関するものである。   The present invention relates to a projection optical system, a projection exposure apparatus using the projection optical system, and a device manufacturing method, and more particularly to a catadioptric projection optical system using a reflecting mirror in a projection optical system that projects and exposes a reticle pattern onto a wafer. .

半導体の集積回路を製造する為のフォトリソグラフィー工程において、マスク又はレチクル上に描画されたパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたウエハ上に投影露光する投影露光装置が使用されている。近年、集積回路の高集積化が進むに従い、投影露光光学系に対する要求仕様、要求性能もますます厳しいものになってきている。   In a photolithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a projection exposure apparatus that projects and exposes a pattern drawn on a mask or a reticle onto a wafer coated with a photoresist or the like via a projection optical system is used. ing. In recent years, with the progress of higher integration of integrated circuits, the required specifications and required performance for projection exposure optical systems have become increasingly severe.

投影露光光学系において高い解像力を得るためには、露光波長の短波長化、もしくはNAの高NA化が必要となる。高い解像度を得るために露光波長の短波長化が進み、露光波長が193nm(ArF)や157nm(F2)といった波長領域に達すると、石英レンズや蛍石レンズ以外の透過型光学素子を用いると高い透過率が得られないため、所定の光量を得るためには使用可能なレンズ材料が石英と蛍石に限られてくる。193nmや157nmといった波長領域の光を用いる投影露光装置の光学系として、例えば特開平10−79345号公報等に開示されているような全て屈折レンズで構成され、レンズ構成枚数が多く全硝材厚が大きい光学系を用いた場合、光学系内での光の吸収量が多くなるため、ウエハ上での露光量が低下し、スループットの低下の要因となる。また、レンズの熱吸収(光を吸収することによりレンズの温度が上昇する)による焦点位置の変動、収差変動などの問題(熱収差)が生じてくる。また、露光波長が193nmでは石英レンズと蛍石レンズが使用可能であるが、その両者の分散の値の差がさほど大きくないため色収差の補正が難しく、色収差を補正しようとすると曲率半径が小さい色消し面を持つ色消しレンズが複数個必要になる。そのような色消しレンズが光学系内に複数個あると、光学系の全硝材厚の増大を招き、前述の透過率の低下、熱収差の発生といった問題がさらに顕著になる。また、蛍石に関しては投影光学系の設計性能を保証するに耐えうる特性を有するものを製造するのが難しく、さらに大口径のものを製造するのが困難な状況である。このことは色補正をさらに難しくし、コストアップの要因となっている。さらに露光波長が157nmとなると使用可能なレンズ材料は蛍石のみとなり単一材料だけでは色収差を補正することは困難である。このように、屈折系だけで投影光学系を構成することが困難になってくるため、光学系中にミラーを使用することにより、前述の透過率の低下、色収差の補正といった課題を解決しようとする提案が種々なされている。   In order to obtain high resolution in the projection exposure optical system, it is necessary to shorten the exposure wavelength or increase the NA. When the exposure wavelength is shortened to obtain a high resolution and the exposure wavelength reaches a wavelength region such as 193 nm (ArF) or 157 nm (F2), it is high when a transmission optical element other than a quartz lens or a fluorite lens is used. Since the transmittance cannot be obtained, the lens materials that can be used to obtain a predetermined light amount are limited to quartz and fluorite. As an optical system of a projection exposure apparatus that uses light in a wavelength region such as 193 nm and 157 nm, for example, all disclosed in JP-A-10-79345 and the like are composed of refractive lenses, and the number of lenses is large and the total glass thickness is large. When a large optical system is used, the amount of light absorbed in the optical system increases, so that the exposure amount on the wafer decreases, which causes a decrease in throughput. In addition, problems (thermal aberration) such as focal position fluctuation and aberration fluctuation due to heat absorption of the lens (the lens temperature rises by absorbing light) occur. Further, although a quartz lens and a fluorite lens can be used at an exposure wavelength of 193 nm, it is difficult to correct chromatic aberration because the difference in dispersion value between them is not so large. A plurality of achromatic lenses having an erasing surface are required. When there are a plurality of such achromatic lenses in the optical system, the total glass material thickness of the optical system is increased, and the above-described problems such as a decrease in transmittance and generation of thermal aberration become more remarkable. As for fluorite, it is difficult to manufacture a fluorite having characteristics that can withstand the design performance of the projection optical system, and it is difficult to manufacture a fluorite having a large diameter. This makes color correction more difficult and increases costs. Furthermore, when the exposure wavelength is 157 nm, the only lens material that can be used is fluorite, and it is difficult to correct chromatic aberration with only a single material. As described above, since it becomes difficult to construct a projection optical system only with a refractive system, by using a mirror in the optical system, an attempt is made to solve the above-mentioned problems such as a decrease in transmittance and correction of chromatic aberration. Various proposals have been made.

例えば、反射系だけで構成されている反射投影光学系が特開平9−211332号公報、特開平10−90602号公報等で開示されている。また、反射系と屈折系を組み合わせた反射屈折投影光学系が、米国特許第5,650,877号公報、特開昭62−210415号公報、特開昭62−258414号公報、特開平2−66510号公報、特開平3−282527号公報、特開平5−188298号公報、特開平6−230287号公報、特開平10−3039号公報、特開2001−47114号公報、特開平8−62502号公報、特開2002−83766号公報等で開示されている。
特開平10−079345号公報 特開平09−211332号公報 特開平10−090602号公報 米国特許第5650877号公報 特開昭62−210415号公報 特開昭62―258414号公報 特開平02−066510号公報 特開平03−282527号公報 特開平05−188298号公報 特開平06−230287号公報 特開平10−003039号公報 特開2001−047114号公報 特開平08−062502号公報 特開2002−083766号公報
For example, a reflection projection optical system composed only of a reflection system is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-2111332 and 10-90602. Further, a catadioptric projection optical system combining a reflective system and a refractive system is disclosed in US Pat. No. 5,650,877, Japanese Patent Laid-Open No. 62-210415, Japanese Patent Laid-Open No. 62-258414, and Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2- No. 66510, JP-A-3-282527, JP-A-5-188298, JP-A-6-230287, JP-A-10-3039, JP-A-2001-47114, JP-A-8-62502 This is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-83766.
JP-A-10-079345 JP 09-211132 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-090602 US Pat. No. 5,650,877 JP-A-62-210415 Japanese Patent Laid-Open No. 62-258414 Japanese Patent Laid-Open No. 02-066651 Japanese Patent Laid-Open No. 03-282527 JP 05-188298 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-230287 JP-A-10-003039 JP 2001-047114 A JP 08-065022 A JP 2002-083766 A

このような露光波長の短波長化や高NA化に対応して反射系を含んだ投影光学系を構築するとき、色収差補正が可能なことは当然として、理想的には像面上で十分な大きさの結像領域が得られるとともに十分な像側作動距離を確保できてなおかつ簡素な構成が望ましい。像面上で十分な大きさの結像領域幅が得られれば、走査型投影露光装置ではスループット上有利であり、露光変動を抑えることができる。十分な像側作動距離を確保できれば、装置のオートフォーカス系やウエハステージの搬送系などを構成する上で好ましい。簡素な構成であれば、メカ鏡筒等も複雑化させることはなく組立製造上のメリットがある。   When constructing a projection optical system including a reflection system corresponding to such shortening of the exposure wavelength and high NA, it is natural that correction of chromatic aberration is possible, and it is ideally sufficient on the image plane. It is desirable to have a simple configuration in which a large imaging region can be obtained and a sufficient image-side working distance can be secured. If a sufficiently large imaging region width is obtained on the image plane, the scanning projection exposure apparatus is advantageous in terms of throughput, and exposure fluctuations can be suppressed. If a sufficient working distance on the image side can be secured, it is preferable for configuring an autofocus system of the apparatus, a transfer system of the wafer stage, and the like. With a simple configuration, the mechanical barrel and the like are not complicated, and there are advantages in assembly and manufacturing.

以上のような視点から従来例について検証すると、まず、米国特許第5,650,877号公報では、光学系中にマンジンミラーと屈折部材を配置して、レチクルの像をウエハに露光するものであるが、この光学系は、使用する全ての画角において瞳の中心部分の遮光(中抜け)が起こるとともに、露光領域が大きくできないという欠点を有している。また、露光領域を大きくしようとすると瞳の中心部分の遮光が大きくなり好ましくなく、さらに、マンジンミラーの屈折面がビームスプリット面を形成しており、その面を通過するごとに光量は半分になり、像面(ウエハ面)では、光量が10%程度に低下してしまうという点等の問題を有している。また、特開平9−211332号公報、特開平10−90602号公報では、反射系のみによる構成を基本としているが、収差(ペッツバール和)が悪化してしまうという問題やミラー配置が困難であるという問題等から像面上での結像領域幅を十分に確保することが難しい。また、主に像面近傍のパワーが大きい凹面鏡が結像作用を有する構成となっているので高NA化が困難であり、該凹面鏡の直前位置に凸面鏡が配置されるため、十分な像側作動距離を確保できないという問題がある。また、特開昭62−210415号公報、特開昭62−258414号公報は、カセグレン型やシュワルツシルト型のミラー系を応用し、ミラー中心部に開口を設けることにより瞳の中抜けを生じさせ瞳の周辺部分のみを結像に寄与させる光学系を提案しているが、瞳の中抜けの結像性能への影響が懸念され、また瞳の中抜けを小さくしようとすると必然的にミラーのパワーが大きくなるのでミラーヘの入反射角も大きくなり、さらに高NA化を図るとミラー径が著しく増大してしまう。また、特開平5−188298号公報、特開平6−230287号公報では、光路の折れ曲がりにより構成が複雑化しており、中間像を最終像へ結像させる光学群のパワーの大部分を凹面鏡が担っているため構成上高NA化が困難であり、凹面鏡と像面の間に配置されているレンズ系の倍率が縮小系で正の符号であるため、像側作動距離が十分に確保できない。さらに構成上、光路分割の必要から結像領域幅を確保するのも困難であり、光学系が大型化しているのでフットプリント上も好ましくない。   Examining the conventional example from the above viewpoint, first, in US Pat. No. 5,650,877, a mangin mirror and a refractive member are arranged in an optical system, and an image of a reticle is exposed on a wafer. However, this optical system has the disadvantages that the central part of the pupil is shielded (broken out) at all angles of view and the exposure area cannot be made large. Further, if the exposure area is increased, the light shielding at the center of the pupil increases, which is not preferable. Further, the refractive surface of the Mangin mirror forms a beam splitting surface, and the amount of light is halved each time it passes through the surface. On the image plane (wafer surface), there is a problem that the amount of light is reduced to about 10%. In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-213332 and 10-90602, a configuration using only a reflection system is basically used, but there is a problem that aberration (Petzbar sum) is deteriorated and mirror arrangement is difficult. Due to problems and the like, it is difficult to secure a sufficient imaging region width on the image plane. In addition, a concave mirror with high power in the vicinity of the image plane has an image forming function, so it is difficult to increase the NA, and since the convex mirror is placed immediately before the concave mirror, sufficient image-side operation is possible. There is a problem that the distance cannot be secured. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-210415 and 62-258414 apply a Cassegrain-type or Schwarzschild-type mirror system, and provide an aperture in the center of the mirror to cause a pupil in the middle. We have proposed an optical system that contributes only to the periphery of the pupil for imaging, but there is a concern about the effect of pupil hollowing on the imaging performance, and trying to reduce pupil hollowing will inevitably cause Since the power increases, the incident / reflection angle to the mirror also increases, and when the NA is further increased, the diameter of the mirror is remarkably increased. In JP-A-5-188298 and JP-A-6-230287, the configuration is complicated due to bending of the optical path, and the concave mirror bears most of the power of the optical group that forms the intermediate image into the final image. Therefore, it is difficult to increase the NA due to the structure, and the magnification of the lens system arranged between the concave mirror and the image plane is a positive sign in the reduction system, so that a sufficient image-side working distance cannot be secured. In addition, it is difficult to secure the imaging region width because of the necessity of dividing the optical path, and the footprint is not preferable because the optical system is enlarged.

また、特開平2−66510号公報、特開平3−282527号公報では、まず光路がビームスプリッターにより分割されるので、鏡筒構造が複雑化してしまう。そして径が大きいビームスプリッターを必要としこれがプリズム型の場合はその厚みにより光量損失が大きい。高NAに際してはさらに径が大きくなるので光量損失もますます大きくなってしまう。ビームスプリッターが平板型の場合は軸上光線においても非点収差、コマ収差が発生してしまい問題がある。また熱吸収による非対称収差の発生や光束分割面での特性変化による収差の発生を招き、製造面で精度良くビームスプリッターを作成することも難しい。   In JP-A-2-66510 and JP-A-3-282527, since the optical path is first divided by a beam splitter, the lens barrel structure becomes complicated. When a beam splitter having a large diameter is required and this is a prism type, the light amount loss is large due to its thickness. When the NA is high, the diameter is further increased, so that the light loss is further increased. When the beam splitter is a flat plate type, there is a problem in that astigmatism and coma aberration are generated even on axial rays. In addition, generation of asymmetrical aberration due to heat absorption and generation of aberration due to characteristic changes on the light beam splitting surface are caused, and it is difficult to produce a beam splitter with high accuracy on the manufacturing surface.

また、特開平10−3039号公報、特開2000−47114号公報では、中間像を1回形成する2回結像反射屈折光学系であり、凹面鏡を含む往復光学系を有して物体(レチクル)の中間像を形成する第1結像光学系、中間像を第2の物体(ウエハ)面上に結像する第2結像光学系よりなる。特開平10−3039号公報では、その中間像近傍に光軸及び光束を偏向させるための第1の平面ミラーを配置している。また、曲げられた光軸は略レチクルステージに平行に偏向され、第2の平面ミラーにより再び偏向され、或いは第2の平面ミラーなしで第2の物体上へと結像される。また、特開2000−47114号公報では、第1の物体(レチクル)からの光束を正レンズで屈折させてすぐに第1の平面ミラーにより光軸を偏向させ、凹面鏡を含む往復光学系により反射された光束を再び第1結像光学系中の第2の平面ミラーにより偏向した後、中間像を形成している。その中間像を第2結像光学系により、第2の物体(ウエハ)に投影している。そのため両公報において、必然的に第1の物体面(レチクル)と、レンズや平面ミラー及び偏向された光束とは近接配置されることになり、第1の物体面(レチクル)及びレチクルステージと、レンズや平面ミラーとの干渉が問題となり、十分なスペースを確保することが困難である。   Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-3039 and 2000-47114 are two-time imaging catadioptric optical systems that form an intermediate image once, and have a reciprocating optical system including a concave mirror and an object (reticle). ), And a second imaging optical system that forms the intermediate image on the second object (wafer) surface. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-3039, a first plane mirror for deflecting the optical axis and the light beam is disposed in the vicinity of the intermediate image. The bent optical axis is deflected substantially parallel to the reticle stage and deflected again by the second plane mirror, or imaged onto the second object without the second plane mirror. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-47114 discloses that a light beam from a first object (reticle) is refracted by a positive lens and immediately deflected by a first plane mirror and reflected by a reciprocating optical system including a concave mirror. The deflected light beam is again deflected by the second plane mirror in the first imaging optical system, and an intermediate image is formed. The intermediate image is projected onto the second object (wafer) by the second imaging optical system. Therefore, in both publications, the first object plane (reticle), the lens, the plane mirror, and the deflected light beam are inevitably disposed, and the first object plane (reticle) and the reticle stage; Interference with the lens and the flat mirror becomes a problem, and it is difficult to secure a sufficient space.

また特開2002−83766号公報の図13の光学系及び特開平8−62502号公報の図7及び図9の光学系は、中間像を2回形成する3回結像反射屈折光学系であり、第1の物体(レチクル)の第1の中間像を形成する第1結像光学系、第1の中間像から第2の中間像を形成し、凹面鏡を有する第2結像光学系、第2の中間像を第2の物体面上(ウエハ)に結像する第3結像光学系よりなる。第2結像光学系は凹面鏡を有しているため、往復光学系を有する。前者の特開2002−83766号公報の図13のNA0.75の光学系は、第1、2中間像付近に平面ミラー(反射ブロック)を配置し、第1、3結像光学系の光軸を一致させることで、第1の物体(レチクル)と第2の物体(ウエハ)を平行に配置している。しかしながら、更なる高NA化に対しては、収差補正の関係上、全長(第1の物体と第2の物体の距離)が大きくなってしまうという問題点がある。また、第1,2中間像の位置近傍に光束を偏向するための平面ミラー(反射ブロック)を配置する必要があるため、2枚の平面ミラー面でのごみやきずが結像性能に及ぼす影響が大きい。また、第1結像光学系で縮小倍率を大きく稼いでいるために、第1の物体(レチクル)での物体側NAに対して第1中間像ではその縮小倍率分、第1中間像のNAを大きくすることになり、結果として平面ミラーへの入射角度範囲が大きくなってしまう。これは更なる高NA化に伴ってより深刻な問題となる。即ち更なる高NAにより、第1結像光学系が縮小倍率を負担しすぎるために、平面ミラーへの入射角度範囲が非常に大きくなるため、平面ミラーの膜の影響でPとSの反射強度に大きな差が生じてしまう結果となる。また、後者の特開平8−62502号公報の図7及び図9のNA0.45〜0.5の光学系は、同じく3回結像即ち中間像を2回形成する反射屈折型の投影光学系である。このタイプの投影光学系の場合、第1の物体(レチクル)と第2の物体(ウエハ)を平行に配置するためには、更にもう1枚の平面ミラーを使用する必要がある。その場合には前述した公報中にも記載のあるように第1結像光学系中にミラーを配置しなければならず、第1中間像付近に配置すれば、前述の特開2002−83766号公報の図13の光学系と同様な配置となる。また、第1結像光学系及び第2結像光学系における縮小倍率は全系縮小倍率に対して大きな負担をしており、更なる高NA化を達成しようとすると前者の特開2002−83766号公報の光学系と同様に致命的な問題になってしまう。   The optical system shown in FIG. 13 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-83766 and the optical systems shown in FIGS. 7 and 9 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62502 are three-time imaging catadioptric optical systems that form an intermediate image twice. A first imaging optical system for forming a first intermediate image of a first object (reticle); a second imaging optical system for forming a second intermediate image from the first intermediate image and having a concave mirror; And a third imaging optical system that forms an intermediate image of 2 on the second object plane (wafer). Since the second imaging optical system has a concave mirror, it has a reciprocating optical system. In the former optical system of NA0.75 in FIG. 13 of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-83766, a plane mirror (reflection block) is disposed in the vicinity of the first and second intermediate images, and the optical axes of the first and third imaging optical systems. Thus, the first object (reticle) and the second object (wafer) are arranged in parallel. However, for higher NA, there is a problem that the total length (distance between the first object and the second object) becomes large due to aberration correction. In addition, since it is necessary to arrange a plane mirror (reflection block) for deflecting the light beam in the vicinity of the position of the first and second intermediate images, the influence of dust and scratches on the two plane mirror surfaces on the imaging performance Is big. In addition, since the reduction magnification is greatly increased in the first imaging optical system, the NA of the first intermediate image is equal to the reduction magnification in the first intermediate image with respect to the object side NA of the first object (reticle). As a result, the incident angle range to the plane mirror becomes large. This becomes a more serious problem with higher NA. That is, since the first imaging optical system bears too much reduction magnification due to the further high NA, the incident angle range to the plane mirror becomes very large, and the reflection intensity of P and S due to the influence of the film of the plane mirror. As a result, a large difference occurs. The optical system of NA 0.45 to 0.5 in FIGS. 7 and 9 of the latter Japanese Patent Laid-Open No. 8-62502 is also a catadioptric projection optical system that forms an image three times, that is, an intermediate image twice. It is. In the case of this type of projection optical system, it is necessary to use another plane mirror in order to arrange the first object (reticle) and the second object (wafer) in parallel. In that case, as described in the aforementioned publication, a mirror must be arranged in the first imaging optical system, and if it is arranged in the vicinity of the first intermediate image, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-83766. The arrangement is similar to that of the optical system shown in FIG. Further, the reduction magnification in the first imaging optical system and the second imaging optical system places a heavy burden on the overall reduction magnification, and the attempt to achieve further higher NA results in the former JP-A-2002-83766. It becomes a fatal problem like the optical system of No. 1 publication.

そこで、本発明は、第1の物体(レチクル)付近のスペースを容易に確保でき、メカ構成が容易でかつ、平面ミラーにおける膜の影響を最小限にとどめることができる投影光学系、および該投影光学系による投影露光装置、デバイス製造方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a projection optical system capable of easily securing a space near the first object (reticle), having a simple mechanical configuration, and minimizing the influence of a film on a plane mirror, and the projection An object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus and a device manufacturing method using an optical system.

上記課題を解決するために、本発明の一側面としての投影光学系は、第1の物体側からの光路に沿って(第1の物体側から出射する光が通過する順に)、少なくとも1つのレンズを有し、第1の物体の第1中間像を形成する第1結像光学系と、少なくとも1つのレンズと少なくとも1つの凹面鏡を有し、前記第1の物体の第2中間像を形成する第2結像光学系と、少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の像を第2の物体上に形成する第3結像光学系を有し、前記第1の物体の像を前記第2の物体上に結像する反射屈折投影光学系であって、少なくとも1つの偏向反射部材を有し、前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1、前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2としたとき、
0.70<|β1・β2|<3.0
を満足することを特徴としている。好ましくは、
0.80<|β1・β2|<2.0
を満たしていると尚良い。
In order to solve the above-described problem, a projection optical system according to one aspect of the present invention includes at least one optical path along the optical path from the first object side (in the order in which light emitted from the first object side passes). A first imaging optical system having a lens and forming a first intermediate image of the first object; at least one lens and at least one concave mirror; and forming a second intermediate image of the first object. A second imaging optical system and at least one lens, a third imaging optical system for forming an image of the first object on the second object, and an image of the first object Is a catadioptric projection optical system that forms an image on the second object, having at least one deflecting / reflecting member, the paraxial magnification of the first imaging optical system being β1, and the second imaging optical When the paraxial magnification of the system is β2,
0.70 <| β1 · β2 | <3.0
It is characterized by satisfying. Preferably,
0.80 <| β1 · β2 | <2.0
It is still better to meet.

さらに、
0.70<|β1|<2.0
0.70<|β2|<2.0
のうち少なくとも一方を満たしている点を特徴としている。さらに好ましくは、
0.80<|β1|<1.5
0.80<|β2|<1.5
のうち少なくとも一方を満たしていると尚良い。
further,
0.70 <| β1 | <2.0
0.70 <| β2 | <2.0
It is characterized in that at least one of them is satisfied. More preferably,
0.80 <| β1 | <1.5
0.80 <| β2 | <1.5
It is even better if at least one of them is met.

また、本発明の別の側面としての投影光学系は、第1の物体の像を第2の物体上に投影する投影光学系であって、前記第1の物体側から順に、少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の第1中間像を形成する第1結像光学系と、少なくとも1つのレンズと少なくとも1つの凹面鏡とを有し、前記第1の物体の第2中間像を形成する第2結像光学系と、少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の像を前記第2の物体上に形成する第3結像光学系とを備え、前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1、前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2、前記投影光学系の前記第1の物体側の開口数をNAoとしたとき、
3.5<|β1・β2|/NAo<20
を満足することを特徴としている。ここで、さらに、
4.0<|β1・β2|/NAo<10
を満足していることが望ましい。
A projection optical system according to another aspect of the present invention is a projection optical system that projects an image of a first object onto a second object, and at least one lens in order from the first object side. A first imaging optical system for forming a first intermediate image of the first object, at least one lens and at least one concave mirror, and a second intermediate image of the first object A second imaging optical system to be formed; and a third imaging optical system having at least one lens and forming an image of the first object on the second object. When the paraxial magnification of the optical system is β1, the paraxial magnification of the second imaging optical system is β2, and the numerical aperture on the first object side of the projection optical system is NAo,
3.5 <| β1 · β2 | / NAo <20
It is characterized by satisfying. Where
4.0 <| β1 · β2 | / NAo <10
It is desirable to satisfy

また、投影光学系の前記第2の物体側の開口数をNAとするとき、
1. 1<NA<1.6
を満足することが望ましい。
When the numerical aperture on the second object side of the projection optical system is NA,
1. 1 <NA <1.6
It is desirable to satisfy

また、前記第1結像光学系のペッツバール和をP1、前記第2結像光学系のペッツバール和をP2、前記第3結像光学系のペッツバール和P3としたとき、
P1>0、P2<0、P3>0
を満足することを特徴としている。
When the Petzval sum of the first imaging optical system is P1, the Petzval sum of the second imaging optical system is P2, and the Petzval sum P3 of the third imaging optical system,
P1> 0, P2 <0, P3> 0
It is characterized by satisfying.

また、前記第2結像光学系が有する凹面鏡が1つであり、該1つの凹面鏡の有効径をφM1、前記第1の物体から出射する最軸外主光線が前記凹面鏡に入射する位置の、前記第1結像光学系の光軸からの高さをhM1としたとき、
0≦|hM1/φM1|<0.10
を満足することを特徴としている。
In addition, the second imaging optical system has one concave mirror, the effective diameter of the one concave mirror is φM1, and the most off-axis principal ray emitted from the first object is incident on the concave mirror. When the height from the optical axis of the first imaging optical system is hM1,
0 ≦ | hM1 / φM1 | <0.10
It is characterized by satisfying.

また、前記第2結像光学系の凹面鏡からの反射光を反射する第1偏向反射部材と、前記第1偏向反射部材と略90度を成す角度で配置され、前記第1偏向反射部材からの反射光を反射し、前記第2の物体側に導く第2偏向反射部材とを有し、前記第1結像光学系の光軸と前記第2偏向反射部材と前記第2の物体との間の光学系の光軸との距離をY、前記第2結像光学系における最大有効径をφGr2_max、前記第2偏向反射部材と前記第2の物体との間の光学系における最大有効径をφL3B_maxとするとき、
0.2<(φGr2_max+φL3B_max)/(2Y)<0.9
を満足することを特徴としている。
The first deflecting / reflecting member that reflects the reflected light from the concave mirror of the second imaging optical system and the first deflecting / reflecting member are arranged at an angle of approximately 90 degrees, and the first deflecting / reflecting member A second deflecting / reflecting member that reflects the reflected light and guides the reflected light to the second object side, between the optical axis of the first imaging optical system, the second deflecting / reflecting member, and the second object. Y is the distance from the optical axis of the optical system, φGr2_max is the maximum effective diameter in the second imaging optical system, and φL3B_max is the maximum effective diameter in the optical system between the second deflection reflecting member and the second object. And when
0.2 <(φGr2_max + φL3B_max) / (2Y) <0.9
It is characterized by satisfying.

また、前記第2結像光学系の凹面鏡からの反射光を反射する第1偏向反射部材を有し、前記第1の物体の軸外からの主光線と、前記第1偏向反射部材の反射面の法線とのなす角度をθpとするとき、
20°<θp<45°
を満足することを特徴としている。ここで好ましくは、30°<θp<44°を満たすように構成するのが好ましい。
A first deflecting / reflecting member that reflects the reflected light from the concave mirror of the second imaging optical system; a principal ray from the off-axis of the first object; and a reflecting surface of the first deflecting / reflecting member. When the angle between the normal and is θp,
20 ° <θp <45 °
It is characterized by satisfying. Here, it is preferable to configure so as to satisfy 30 ° <θp <44 °.

また、前記凹面鏡は前記第1の物体と対向して配置されているのが好ましい。   Further, it is preferable that the concave mirror is disposed to face the first object.

また、前記第2結像光学系の凹面鏡から前記第2の物体面までの光路中に、前記偏向反射部材が2つ配置されていることを特徴としており、前記2つの偏向反射部材それぞれが有する反射面の法線が、お互いの法線に対して実質的に90度の角度をなしているのが好ましい。   Further, in the optical path from the concave mirror of the second imaging optical system to the second object plane, two of the deflection reflection members are arranged, and each of the two deflection reflection members has The normals of the reflecting surfaces are preferably substantially at an angle of 90 degrees with respect to each other normal.

また、前記偏向反射部材は反射ミラーであることを特徴としている。   Further, the deflecting reflecting member is a reflecting mirror.

また、第1の物体の中間像を2回形成した後に、前記第1の物体の像を第2の物体上に結像する反射屈折投影光学系であって、前記第1の物体側から光路に沿って(第1の物体から出射する光が通過する順に)、少なくとも1枚のレンズを有する第1結像光学系、前記第1の物体側から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する(前記第1の物体に近い側から順に、すなわち光路とは無関係に第1の物体に近い方から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する)第2結像光学系、少なくとも1枚のレンズと前記第1の偏向反射部材の法線に対して実質的に90度をなす法線を有する第2の偏向反射部材とを有する第3結像光学系より構成され、前記第1の物体と前記凹面鏡が互いに対向して配置され、前記第1結像光学系からの光束を前記凹面鏡、前記第1の偏向反射部材の順に反射して前記第3結像光学系へと導き、前記第2の偏向反射部材にて前記第1の偏向反射部材からの光束を偏向して前記第2の物体へと導くことを特徴としている。   A catadioptric projection optical system that forms an image of the first object on the second object after forming an intermediate image of the first object twice, and an optical path from the first object side. (In the order in which light emitted from the first object passes), a first imaging optical system having at least one lens, a first deflecting / reflecting member, and a refractive lens in order from the first object side Group, and a concave mirror (having a first deflecting / reflecting member, a refractive lens group, and a concave mirror in order from the side closer to the first object, that is, from the side closer to the first object regardless of the optical path) An imaging optical system, a third imaging optical system having at least one lens and a second deflecting / reflecting member having a normal that is substantially 90 degrees with respect to the normal of the first deflecting / reflecting member The first object and the concave mirror are arranged to face each other, and The light beam from one imaging optical system is reflected in the order of the concave mirror and the first deflecting / reflecting member and guided to the third imaging optical system, and the first deflecting / reflecting member reflects the first deflecting / reflecting member. The light beam from the member is deflected and guided to the second object.

また、第1の物体の中間像を2回形成した後に、前記第1の物体の像を第2の物体上に結像する反射屈折投影光学系であって、前記第1の物体側から光路に沿って(第1の物体側から出射する光が通過する順に)、少なくとも1枚のレンズを有する第1結像光学系、前記第1の物体側から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する(前記第1の物体に近い側から順に、すなわち光路とは無関係に第1の物体に近い方から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する)第2結像光学系、少なくとも1枚のレンズを有する第3結像光学系より構成し、第1の物体と前記凹面鏡は対向して配置され、前記第1結像光学系から前記凹面鏡への光束と、前記第1の偏向反射部材を反射した光束とが交差するように、前記偏向反射部材を前記第2結像光学系の光軸に対して所定の角度をなすように配置したことを特徴としている。   A catadioptric projection optical system that forms an image of the first object on the second object after forming an intermediate image of the first object twice, and an optical path from the first object side. (In the order in which light emitted from the first object side passes), the first imaging optical system having at least one lens, the first deflecting / reflecting member in order from the first object side, refraction A lens group and a concave mirror (having a first deflecting reflection member, a refractive lens group, and a concave mirror in order from the side closer to the first object, that is, from the side closer to the first object regardless of the optical path) A second imaging optical system, and a third imaging optical system having at least one lens. The first object and the concave mirror are arranged to face each other, and the light beam from the first imaging optical system to the concave mirror And the light flux reflected by the first deflecting / reflecting member intersect with each other. It is characterized in that it has arranged in a predetermined angle direction reflecting member with respect to the optical axis of the second imaging optical system.

また、本発明の露光装置は、光源からの光で前記第1の物体を照明する照明光学系と、前記第1の物体からの光を前記第2の物体へ投影する、上述のいずれかに記載の反射屈折投影光学系とを有することを特徴としている。   The exposure apparatus according to the present invention may be any one of the above, wherein an illumination optical system that illuminates the first object with light from a light source, and projects light from the first object onto the second object. And the catadioptric projection optical system described above.

また、本発明のデバイスの製造方法は、上述の露光装置を用いて前記第2の物体を露光する露光工程と、前記露光された第2の物体を現像する現像工程とを有することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: an exposure step of exposing the second object using the exposure apparatus described above; and a developing step of developing the exposed second object. Yes.

本発明の反射屈折投影光学系によれば、第1の物体面(レチクル)と、光学系を構成するレンズや反射ミラーとのスペースの問題を容易に解決できるとともに、高NA化に対して重大な問題となる反射ミラーの膜の影響を抑えることができ、瞳の遮光がなく、像面上で十分な大きさの結像領域幅が得られる高NAの反射屈折光学系、およびを該投影光学系による投影露光装置、デバイス製造方法を得ることができる。   According to the catadioptric projection optical system of the present invention, it is possible to easily solve the problem of the space between the first object plane (reticle) and the lenses and reflection mirrors constituting the optical system, and it is important for increasing the NA. A high-NA catadioptric optical system capable of suppressing the influence of the reflecting mirror film, which is a serious problem, without shielding the pupil and obtaining a sufficiently large imaging region width on the image plane, and the projection A projection exposure apparatus and a device manufacturing method using an optical system can be obtained.

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての反射屈折型投影光学系について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよいし、また光源にレーザーを使用しているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。なお、各図において同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。ここで図1は、本発明の一側面としての反射屈折型投影光学系の概略図である。101は第1の物体(レチクル)、102は第2の物体(ウエハ)、AX1〜AX3は光学系の光軸である。ここでの光学系は、物体側から光線の通過する順に、第1結像光学系Gr1、第2結像光学系Gr2及び第3結像光学系Gr3よりなる。第1結像光学系Gr1は、第1の物体101の像(第1中間像IMG1)を形成し、第1中間像IMG1からの光束は、凹面鏡M1及び往復光学系部分L2を有する第2結像光学系Gr2によって第2中間像IMG2を形成する。その際、第1の偏向反射部材FM1により、第2結像光学系Gr2の往復光学系部分L2によって第1の物体101方向へ反射された光束及び光軸AX1を偏向する。第3結像光学系Gr3は、中間像IMG2の像を第2の物体102上に所定の倍率により形成する。その際、第3結像光学系中に有する第2の偏向反射部材FM2により、第1の偏向反射部材FM1から反射された光束を偏向している。それに伴って光軸AX2は光軸AX3のように偏向される。   A catadioptric projection optical system as one aspect of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these examples, and each component may be alternatively substituted and a laser is used as the light source as long as the object of the present invention is achieved. However, it is not necessarily limited to this, and a lamp such as a mercury lamp or a xenon lamp can also be used. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Here, FIG. 1 is a schematic view of a catadioptric projection optical system as one aspect of the present invention. 101 is a first object (reticle), 102 is a second object (wafer), and AX1 to AX3 are optical axes of the optical system. The optical system here includes a first imaging optical system Gr1, a second imaging optical system Gr2, and a third imaging optical system Gr3 in the order in which light rays pass from the object side. The first imaging optical system Gr1 forms an image of the first object 101 (first intermediate image IMG1), and a light beam from the first intermediate image IMG1 has a second connection having a concave mirror M1 and a reciprocating optical system portion L2. A second intermediate image IMG2 is formed by the image optical system Gr2. At this time, the light beam and the optical axis AX1 reflected in the direction of the first object 101 by the reciprocating optical system portion L2 of the second imaging optical system Gr2 are deflected by the first deflecting / reflecting member FM1. The third imaging optical system Gr3 forms an image of the intermediate image IMG2 on the second object 102 with a predetermined magnification. At that time, the light beam reflected from the first deflection reflection member FM1 is deflected by the second deflection reflection member FM2 included in the third imaging optical system. Accordingly, the optical axis AX2 is deflected like the optical axis AX3.

このように3回結像光学系を採用し、第2結像光学系Gr2中に有する凹面鏡M1と、偏向反射部材FM1、FM2により光束を偏向することにより、第1の物体101とレンズ及び偏向反射部材等との干渉を避けることができるとともに、3回結像光学系としては、物像間距離が小さく有効径も小さな、瞳の中心部の遮光のない、軸外光束を結像する投影光学系が達成可能となる。   By adopting the three-fold imaging optical system in this way and deflecting the light beam by the concave mirror M1 included in the second imaging optical system Gr2 and the deflecting reflecting members FM1 and FM2, the first object 101, the lens, and the deflection In addition to avoiding interference with reflecting members, etc., the three-time imaging optical system has a small distance between object images and a small effective diameter. An optical system can be achieved.

ここで、第2結像光学系Gr2は凹面鏡M1を有しており、また光束が往復する往復光学系部分(図中L2)も有している。この凹面鏡M1は第1結像光学系Gr1と同一かつ1本の直線光軸AX1上にあり、その凹面がレチクル面と対向するように配置されている。この第2結像光学系Gr2中の凹面鏡M1を反射した光束は第2結像光学系Gr2中の往復光学系部分L2を通過後、第1の偏向反射部材によって光軸AX1を、AX2のように90度曲げる。この際、第1結像光学系から凹面鏡への光束と、前記凹面鏡から反射された後に前記偏向反射部材を反射した光束とが交差するように、前記偏向反射部材を光軸に対して所定の角度を持って配置している。第1の偏向反射部材FM1を反射した光束は、第3結像光学系Gr3中に配置されている第2の偏向反射部材FM2により、光軸AX2をAX3のように90度曲げて配置される。このように、2つの偏向反射部材により2度光軸を曲げることで、第1の物体101と第2の物体102とを平行に配置している。従って、図1における第1の偏向反射部材と第2の偏向反射部材は、その反射面が相対的に90度の角度差を持って配置されている。図1では、第1の物体101の軸外のある物体高から出た光束が第2物体面102上に結像される様子を示しているが、本発明は第1の物体の光軸AX1から外れたある範囲の軸外物体高から出た光束を使用している。その際、第1の物体面上において、光軸を含まない矩形のスリット領域、或いは光軸を含まない円弧状のスリット領域(露光領域)のパターンが第2物体102上に露光される。   Here, the second imaging optical system Gr2 has a concave mirror M1, and also has a reciprocating optical system portion (L2 in the figure) through which the light beam reciprocates. The concave mirror M1 is the same as the first imaging optical system Gr1 and is on one linear optical axis AX1, and is disposed so that the concave surface faces the reticle surface. The light beam reflected by the concave mirror M1 in the second imaging optical system Gr2 passes through the reciprocating optical system portion L2 in the second imaging optical system Gr2, and then the optical axis AX1 is changed to AX2 by the first deflection reflecting member. Bend 90 degrees. At this time, the deflecting / reflecting member is set to a predetermined axis with respect to the optical axis so that the light beam from the first imaging optical system to the concave mirror and the light beam reflected from the concave mirror and reflected by the deflecting / reflecting member intersect each other. It is arranged with an angle. The light beam reflected by the first deflecting / reflecting member FM1 is arranged by bending the optical axis AX2 by 90 degrees like AX3 by the second deflecting / reflecting member FM2 arranged in the third imaging optical system Gr3. . In this way, the first object 101 and the second object 102 are arranged in parallel by bending the optical axis twice by two deflecting and reflecting members. Accordingly, the first deflecting reflecting member and the second deflecting reflecting member in FIG. 1 are disposed with an angle difference of 90 degrees relative to the reflecting surface. FIG. 1 shows a state where a light beam emitted from an object height off the axis of the first object 101 is imaged on the second object surface 102, but the present invention is directed to the optical axis AX1 of the first object. The light beam emitted from the off-axis object height within a certain range is used. At this time, a pattern of a rectangular slit area that does not include the optical axis or an arc-shaped slit area (exposure area) that does not include the optical axis is exposed on the second object 102.

また、第1結像光学系Gr1は、負の焦点距離を有しており、少なくとも1つのレンズを有している。また、第2結像光学系Gr2は正の焦点距離を有しており、少なくとも1つのレンズと凹面鏡M1を有している。また、第3結像光学系Gr3は負の焦点距離を有しており、少なくとも1つのレンズを有している。そして第1結像光学系Gr1及び第3結像光学系Gr3により発生する色収差及び正のペッツバール和を、第2結像光学系Gr2の凹面鏡M1及びレンズにより補正している。   The first imaging optical system Gr1 has a negative focal length, and has at least one lens. The second imaging optical system Gr2 has a positive focal length, and has at least one lens and a concave mirror M1. The third imaging optical system Gr3 has a negative focal length and has at least one lens. The chromatic aberration and the positive Petzval sum generated by the first imaging optical system Gr1 and the third imaging optical system Gr3 are corrected by the concave mirror M1 and the lens of the second imaging optical system Gr2.

尚、本発明の実施例では第1結像光学系Gr1の焦点距離は負、第2結像光学系Gr2の焦点距離は正、第3結像光学系Gr3の焦点距離は負としたが、これに限定されるものではない。第1〜第3結像光学系は、各々その焦点距離が負或いは正、或いは無限大であっても構わない。従って、第1〜3結像光学系が各々取り得る3つの焦点距離(負、正、無限大)の全ての組み合わせが考えられる。   In the embodiment of the present invention, the focal length of the first imaging optical system Gr1 is negative, the focal length of the second imaging optical system Gr2 is positive, and the focal length of the third imaging optical system Gr3 is negative. It is not limited to this. The first to third imaging optical systems may each have a focal length that is negative, positive, or infinite. Therefore, all combinations of the three focal lengths (negative, positive, and infinity) that the first to third imaging optical systems can take are conceivable.

また、第1結像光学系Gr1の近軸結像倍率をβ1、第2結像光学系Gr2の近軸結像倍率をβ2としたとき、以下の条件式を満足するのが良い。
0.70<|β1・β2|<3.0 〜(1)
条件式(1)の下限値を外れると第1結像光学系Gr1と第2結像光学系Gr2の合成倍率が小さくなりすぎて、以下の(A)〜(C)のいずれかの状態となり好ましくない。
(A)光束偏向反射部材FM1にて反射して第3結像光学系Gr3の方向へ向かう光束と、第1結像光学系Gr1から第2結像光学系Gr2に入射してくる光束とが分離できなくなってしまい、光学系が構成できなくなってしまう
(B)第2結像光学系Gr2の近軸倍率β2が縮小倍率になりすぎて、特に往復光学系部分での非対称収差の発生が大きく結像性能を悪化させてしまう。
(C)特に高NAを有する光学系においては、偏向を目的とした偏向反射部材に入射する光線の入射角度範囲が大きくなってしまう。これは第1,2結像光学系によりかなりの縮小倍率を負担することで、第1の物体から発する光束の広がり、即ち物体側NAが第1、2結像光学系によりその縮小倍率分大きくなってしまうため、第1の偏向反射部材に入射する光束の入射角度範囲が大きくなるからである。その結果、偏向反射部材の反射膜の影響でPとSの反射強度に大きな差が生じてしまう。これは特にNA0.8以上、更に言えばNA0.85以上の多数回結像を有する反射屈折投影光学系においてより顕著となる。
Further, when the paraxial imaging magnification of the first imaging optical system Gr1 is β1, and the paraxial imaging magnification of the second imaging optical system Gr2 is β2, it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
0.70 <| β1 · β2 | <3.0 to (1)
If the lower limit value of conditional expression (1) is not satisfied, the combined magnification of the first imaging optical system Gr1 and the second imaging optical system Gr2 becomes too small, resulting in one of the following states (A) to (C). It is not preferable.
(A) A light beam that is reflected by the light beam deflecting / reflecting member FM1 and travels in the direction of the third imaging optical system Gr3, and a light beam that enters the second imaging optical system Gr2 from the first imaging optical system Gr1. (B) The paraxial magnification β2 of the second image-forming optical system Gr2 becomes too much a reduction magnification, and asymmetric aberrations are particularly generated in the reciprocating optical system portion. The imaging performance is deteriorated.
(C) Especially in an optical system having a high NA, the incident angle range of light incident on the deflecting / reflecting member for the purpose of deflection becomes large. This is because the first and second imaging optical systems bear a considerable reduction magnification, and the spread of the light beam emitted from the first object, that is, the object side NA is increased by the reduction magnification by the first and second imaging optical systems. This is because the incident angle range of the light beam incident on the first deflecting / reflecting member is increased. As a result, there is a large difference in the reflection intensity between P and S due to the influence of the reflection film of the deflecting reflection member. This is particularly noticeable in a catadioptric projection optical system having multiple imaging with NA of 0.8 or more, more specifically NA of 0.85 or more.

条件式(1)の上限値を越えると、第1、第2結像光学系の合成倍率が大きすぎるため、第1の物体101を第2の物体102に縮小投影する場合を考えると、第3結像光学系Gr3の近軸結像倍率β3の絶対値が小さくなりすぎて、収差補正が困難となってしまう。また、第2中間像IMG2付近のレンズの有効径が大きくなりすぎてしまう。   If the upper limit value of the conditional expression (1) is exceeded, the combined magnification of the first and second imaging optical systems is too large. Considering the case where the first object 101 is reduced and projected onto the second object 102, The absolute value of the paraxial imaging magnification β3 of the three-imaging optical system Gr3 becomes too small, making it difficult to correct aberrations. In addition, the effective diameter of the lens near the second intermediate image IMG2 becomes too large.

尚、より好ましくは以下の条件式を満足するのが良い。
0.80<|β1・β2|<2.0 〜(2)
更に以下の条件式を満足するのが良い。
0.70<|β1|<2.0 〜(3)
0.70<|β2|<2.0 〜(4)
条件式(3)の下限を外れると第1結像光学系Gr1の結像倍率β1が縮小倍率になりすぎてしまい、第1の物体101の像である第1中間像IMG1付近の光束と、偏向反射部材FM1とが干渉してしまい、光線がけられてしまう。また、上限を越えると、第1中間像IMG1が大きくなりすぎてしまい、第1の中間像IMG1付近のレンズの有効径が大きくなってしまうとともに、他の結像光学系Gr2,3での倍率負担が大きくなってしまうので好ましくない。条件式(4)を外れると、倍率が等倍から大きくはずれることになる。従って第2結像光学系Gr2は強いパワーを有した往復光学系を有しているために、対称性が大きく崩れて非対称性の収差を補正することが困難になってしまう。
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
0.80 <| β1 · β2 | <2.0 to (2)
Further, it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
0.70 <| β1 | <2.0 to (3)
0.70 <| β2 | <2.0 to (4)
If the lower limit of conditional expression (3) is not satisfied, the imaging magnification β1 of the first imaging optical system Gr1 becomes too small, and the light beam near the first intermediate image IMG1, which is the image of the first object 101, The deflecting / reflecting member FM1 interferes and the light beam is scattered. If the upper limit is exceeded, the first intermediate image IMG1 becomes too large, the effective diameter of the lens in the vicinity of the first intermediate image IMG1 becomes large, and the magnification in the other imaging optical systems Gr2, 3 This is not preferable because it increases the burden. If the conditional expression (4) is not satisfied, the magnification will deviate greatly from the same magnification. Therefore, since the second imaging optical system Gr2 has a reciprocating optical system having a strong power, the symmetry is greatly lost, and it becomes difficult to correct the asymmetric aberration.

尚、更に好ましくは以下の条件式を満足するのが良い。
0.80<|β1|<1.5 〜(5)
0.80<|β2|<1.5 〜(6)
条件式(5)、(6)を満足することにより、第1〜3結像光学系の倍率負担をより適正なものとすることができるとともに、より有効径の小さな、性能の良い光学系を達成することが容易となる。尚、第1結像光学系の倍率β1が等倍以上になると、第1の偏向反射部材FM1と第1結像光学系Gr1の最低画角の光束との光束分離がより楽になり、その結果最大画角を下げることができるという利点もある。
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
0.80 <| β1 | <1.5 to (5)
0.80 <| β2 | <1.5 to (6)
By satisfying conditional expressions (5) and (6), the magnification burden of the first to third imaging optical systems can be made more appropriate, and an optical system with a smaller effective diameter and better performance can be obtained. It is easy to achieve. If the magnification β1 of the first imaging optical system is equal to or greater than 1, the light beam separation between the first deflecting / reflecting member FM1 and the light beam having the lowest angle of view of the first imaging optical system Gr1 becomes easier. There is also an advantage that the maximum angle of view can be lowered.

また、第1結像光学系Gr1と第3結像光学系Gr3の屈折光学系部分によって生じる正のペッツバール和を、第2結像光学系Gr2中の往復光学系部分の負の屈折力を有するレンズ群L2と凹面鏡M1によって生じる負のペッツバール和で完全に補正することができる。このとき、第1結像光学系のペッツバール和P1、第2結像光学系のペッツバール和P2、第3結像光学系のペッツバール和P3はそれぞれ
P1>0、P2<0、P3>0 〜(7)
上記条件を満足することで、凹面鏡M1及び往復光学系部分L2を有する結像光学系を、第2の結像光学系として配置することができ、像面湾曲の小さい結象光学系を達成することが可能となる。もし、(7)式の条件式をはずれると、凹面鏡M1及び往復光学系部分L2を第1或いは第3結像光学系として配置することになるが、前者は凹面鏡M1からの反射光束が第1の物体101付近に戻ってしまうため、第1の物体(例えばレチクル)と、戻ってきた光束及び付近のレンズとの物理的干渉が起こり易くなり、メカ構成が困難となってしまう。また、後者は、最終結像系(第3結像光学系)に凹面鏡M1を用いることとなり、高NA光学系を達成しようとすると光束分離ができなくなる。
Further, the positive Petzval sum generated by the refractive optical system portions of the first imaging optical system Gr1 and the third imaging optical system Gr3 has a negative refractive power of the reciprocating optical system portion in the second imaging optical system Gr2. It can be completely corrected by the negative Petzval sum generated by the lens unit L2 and the concave mirror M1. At this time, the Petzval sum P1 of the first imaging optical system, the Petzval sum P2 of the second imaging optical system, and the Petzval sum P3 of the third imaging optical system are P1> 0, P2 <0, P3> 0 to ( 7)
By satisfying the above conditions, the imaging optical system having the concave mirror M1 and the reciprocating optical system portion L2 can be arranged as the second imaging optical system, and a symbolic optical system having a small field curvature is achieved. It becomes possible. If the conditional expression (7) is not satisfied, the concave mirror M1 and the reciprocating optical system portion L2 are arranged as the first or third imaging optical system. In the former case, the reflected light beam from the concave mirror M1 is the first. Therefore, physical interference between the first object (for example, the reticle), the returned light beam and the nearby lens is likely to occur, and the mechanical configuration becomes difficult. In the latter case, the concave mirror M1 is used in the final image forming system (third image forming optical system), and the light beam cannot be separated if an attempt is made to achieve a high NA optical system.

また、図1に示すような配置を持つ場合、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.2<(φGr2_max+φL3B_max)/(2Y)<0.9 〜(8)
ここで、光軸AX1とAX3との距離をY、φGr2_maxは第2結像光学系Gr2における最大有効径、φL3B_maxは第3結像光学系Gr3における第2の偏向反射部材FM2と第2の物体102との間に位置するレンズ群L3Bにおける最大有効径を示す。条件式(8)の下限値を外れると、光軸AX1とAX3の間隔が大きく離れ過ぎてしまい、第3結像光学系Gr3の有効径が過度に大きくなりすぎてしまう。上限値を越えると、光軸AX1とAX3の間隔が近すぎて第2結像光学系Gr2のレンズや凹面鏡M1と、第3結像光学系Gr3のレンズ群L3Bとが干渉したり、鏡筒が構成できなくなってしまう。
Moreover, when it has an arrangement as shown in FIG. 1, it is preferable to satisfy the following conditional expression.
0.2 <(φGr2_max + φL3B_max) / (2Y) <0.9 to (8)
Here, the distance between the optical axes AX1 and AX3 is Y, φGr2_max is the maximum effective diameter in the second imaging optical system Gr2, and φL3B_max is the second deflecting / reflecting member FM2 and the second object in the third imaging optical system Gr3. The maximum effective diameter in the lens unit L3B located between the lens 102 and the lens 102 is shown. If the lower limit value of conditional expression (8) is not satisfied, the distance between the optical axes AX1 and AX3 will be too large, and the effective diameter of the third imaging optical system Gr3 will be excessively large. When the upper limit is exceeded, the distance between the optical axes AX1 and AX3 is too short, and the lens or concave mirror M1 of the second imaging optical system Gr2 interferes with the lens group L3B of the third imaging optical system Gr3, or the lens barrel. Can no longer be configured.

また、凹面鏡M1の有効径をφM1、凹面鏡M1における光軸AX1からの最軸外主光線の高さをhM1としたとき、
−0.10<hM1/φM1<0.10 〜(9)
であることが好ましい。このように、第2結像光学系Gr2の凹面鏡M1を瞳近傍に配置することで、非点収差等の発生を回避することが可能となる。
Further, when the effective diameter of the concave mirror M1 is φM1, and the height of the most off-axis principal ray from the optical axis AX1 in the concave mirror M1 is hM1,
−0.10 <hM1 / φM1 <0.10 to (9)
It is preferable that Thus, by arranging the concave mirror M1 of the second imaging optical system Gr2 in the vicinity of the pupil, it is possible to avoid the occurrence of astigmatism and the like.

また、本発明の反射屈折光学系は、少なくとも1つの偏向反射部材を有している。2つの偏向反射部材を有する場合、第2結像光学系Gr2中に1つ、そして第3結像光学系Gr3中に1つ配置するのが良い。特に第1結像光学系Gr1からの光束が第2結像光学系Gr2に入射後に凹面鏡M1に反射され、その後に第1の偏向反射部材に反射するように配置するのが良い。即ち、第1の物体101からの光束が第1結像光学系Gr1により第1中間像IMG1を形成した後、第2結像光学系Gr2中の往復光学系部分L2に入射後に凹面鏡M1により反射して再度L2に入射し、L2から射出された光束を反射するように第1の偏向反射部材を配置するのが良い。   The catadioptric optical system of the present invention has at least one deflecting / reflecting member. In the case of having two deflecting and reflecting members, it is preferable to arrange one in the second imaging optical system Gr2 and one in the third imaging optical system Gr3. In particular, the light beam from the first imaging optical system Gr1 is preferably reflected so as to be reflected by the concave mirror M1 after being incident on the second imaging optical system Gr2, and then reflected by the first deflecting / reflecting member. That is, after the light beam from the first object 101 forms the first intermediate image IMG1 by the first imaging optical system Gr1, it is reflected by the concave mirror M1 after entering the reciprocating optical system portion L2 in the second imaging optical system Gr2. Then, it is preferable to arrange the first deflecting / reflecting member so as to reflect the light beam incident on L2 again and emitted from L2.

尚、第2結像光学系Gr2に入射する前の、第1結像光学系Gr1からの光束が結像する第1の中間像IMG1付近に偏向反射部材を配置すると、凹面鏡M1が第1の物体101と平行に配置することができなくなる。すると、重力の方向を光軸AX1に合わせた場合には、強い屈折力を有する凹面鏡M1や往復光学系L2の自重変形、或いは鏡筒等の抑えによる結像性能の劣化が顕著になってしまう。また、偏向反射部材は第3結像光学系Gr3中に2つ有してもよい。その場合には、第2結像光学系Gr2が中間像IMG2を結像した直後、或いはレンズを介した後に第1の偏向反射部材FM1を配置することになる。   If the deflecting / reflecting member is disposed in the vicinity of the first intermediate image IMG1 on which the light beam from the first imaging optical system Gr1 forms an image before entering the second imaging optical system Gr2, the concave mirror M1 becomes the first mirror. It becomes impossible to arrange in parallel with the object 101. Then, when the direction of gravity is matched with the optical axis AX1, the deterioration of the imaging performance due to the self-weight deformation of the concave mirror M1 and the reciprocating optical system L2 having strong refractive power or the suppression of the lens barrel or the like becomes remarkable. . Two deflecting / reflecting members may be included in the third imaging optical system Gr3. In that case, the first deflecting / reflecting member FM1 is disposed immediately after the second imaging optical system Gr2 forms the intermediate image IMG2 or after passing through the lens.

また第2の偏向反射部材FM2は、第1の偏向反射部材FM1を反射した光束が第2の物体に到達するまでの空間に配置することになる。その場合、第1の偏向反射部材FM1と第2の偏向反射部材FM2との間に少なくとも1枚レンズ(好ましくは正の屈折力を有するのが好ましい。)があることが偏向反射部材を小型化できるために望ましいが、なくても構わない。   The second deflecting / reflecting member FM2 is disposed in a space until the light beam reflected by the first deflecting / reflecting member FM1 reaches the second object. In that case, it is possible to downsize the deflecting / reflecting member by having at least one lens (preferably having a positive refractive power) between the first deflecting / reflecting member FM1 and the second deflecting / reflecting member FM2. This is desirable because it can be done, but it is not necessary.

また図1に示したように、第1中間像IMG1を形成後に第2結像光学系Gr2の往復光学系部分L2に入射する光束において、両者即ちIMG1とL2の間にレンズが無いことが望ましい。第1中間像IMG1を形成後に、往復光学系部分L1でない空間にレンズが存在すると、偏向反射部材FM1と前記レンズとが近接しすぎて配置することが困難になってしまう可能性がある。但し、近接していてもメカ構成が可能であれば配置しても構わない。   Further, as shown in FIG. 1, it is desirable that there is no lens between the light beams incident on the reciprocating optical system portion L2 of the second imaging optical system Gr2 after forming the first intermediate image IMG1, that is, between IMG1 and L2. . If a lens is present in a space other than the reciprocating optical system portion L1 after the first intermediate image IMG1 is formed, it may be difficult to place the deflecting / reflecting member FM1 and the lens too close to each other. However, even if they are close to each other, they may be arranged as long as the mechanical configuration is possible.

また、第2結像光学系Gr2は往復光学系部分L2を有するが、このL2は負の屈折力を有し、少なくとも1枚の負の屈折力の屈折レンズを有する。この第2結像光学系Gr2は、第1の物体101に対して凹面を向けた、負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚(好ましくは2枚以上)備えるのが好ましい。また、この往復光学系部分L2は非球面を有するレンズを少なくとも1枚有するのが好ましい。もし、非球面を用いない場合には往復光学系部分L1に複数枚のレンズを用いてパワーを分担するのが良い。もちろん、非球面を用いた場合でも、複数枚にて構成することにより、往復光学系部分における収差発生をよりよく抑えることが可能となる。また、凹面鏡は非球面化しても構わない。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2. The L2 has a negative refractive power and has at least one refractive lens having a negative refractive power. The second imaging optical system Gr2 preferably includes at least one lens (preferably two or more) having a negative refractive power and having a concave surface facing the first object 101. The reciprocating optical system portion L2 preferably has at least one lens having an aspherical surface. If an aspheric surface is not used, it is preferable to share power using a plurality of lenses for the reciprocating optical system portion L1. Of course, even when an aspherical surface is used, it is possible to better suppress the occurrence of aberrations in the reciprocating optical system portion by using a plurality of aspherical surfaces. The concave mirror may be aspherical.

また、第2結像光学系Gr2は、往復光学系部分L2と凹面鏡M1以外に、少なくとも1つのレンズを有していても良い。具体的には、第1の偏向反射部材FM1と、第2の偏向反射部材FM2の間に第2中間像IMG2があり、その第1の偏向反射部材FM1と第2中間像IMG2の間にレンズが存在する場合である。その場合、第2中間像IMG2付近のレンズの有効径を小さくすることが可能となる。   The second imaging optical system Gr2 may include at least one lens other than the reciprocating optical system portion L2 and the concave mirror M1. Specifically, there is a second intermediate image IMG2 between the first deflecting / reflecting member FM1 and the second deflecting / reflecting member FM2, and a lens between the first deflecting / reflecting member FM1 and the second intermediate image IMG2. Is present. In that case, the effective diameter of the lens near the second intermediate image IMG2 can be reduced.

また、第3結像光学系Gr3は少なくとも一つの屈折部材から成り、正の屈折力を有するレンズ群L3Aと、少なくとも一つの屈折部材から成り、正屈折力を有するレンズ群L3Bで構成されており、第2中間像IMG2の像を第2の物体102上に形成する。このとき、L3B群中に負の屈折力を有するレンズ群を有していても構わない。また、レンズ群L3AとL3Bの間に第2の偏向反射部材を配置することで、第1の物体101と第2の物体102とを平行になるように配置できる。勿論、第2中間像IMG2とレンズ群L3Aとの間に第2の偏向反射部材を配置しても構わない。   The third imaging optical system Gr3 includes at least one refractive member, and includes a lens group L3A having a positive refractive power and a lens group L3B having at least one refractive member and having a positive refractive power. Then, an image of the second intermediate image IMG2 is formed on the second object 102. At this time, a lens group having a negative refractive power may be included in the L3B group. Also, by arranging the second deflecting / reflecting member between the lens groups L3A and L3B, the first object 101 and the second object 102 can be arranged in parallel. Of course, a second deflecting / reflecting member may be disposed between the second intermediate image IMG2 and the lens unit L3A.

尚、偏向反射部材は偏向反射ミラーにて構成されている。そのミラーの形状は平面板形状でもキューブ形状の一部でも形態は問わない。また、硝子の裏面反射を利用した反射ミラーでもよい。また、ビームスプリッターを用いても構わない。その場合、軸上から軸外の光束を利用できる。   The deflecting / reflecting member is composed of a deflecting / reflecting mirror. The shape of the mirror may be a flat plate shape or a part of a cube shape. Further, a reflection mirror using the back surface reflection of glass may be used. A beam splitter may be used. In that case, off-axis luminous flux can be used from on-axis.

また図1の配置にあるように、第1結像光学系Gr1から凹面鏡M1への光束と、凹面鏡M1から反射された後に第1の偏向反射部材を反射した光束とが交差するように、第1の偏向反射部材を光軸に対して所定の角度を持って配置すると良い。このように配置すると、第1の偏向反射部材FM1に入射する主光線の入射角を小さくすることができるために、第1の偏向反射部材FM1への最大入射角を小さくすることが可能となる。好ましくは以下の条件式を満足するのが良い。
20°<θp<45° 〜(10)
(10)式において、θpは第1の物体の軸外からの主光線と、第1の偏向反射部材FM1の反射面の法線とのなす角度である。条件式(10)の下限値を外れると、偏向反射部材の反射面の法線と主光線とのなす角度が小さくなりすぎて、偏向反射部材が大きくなりすぎたり、周辺のレンズの屈折力を異常に強くしなければならなくなってしまうために性能が悪化してしまう。上限値を越えると、偏向反射部材に入力する光線の角度が大きくなってしまうために前述のように膜特性が悪化してしまう。さらに好ましくは、以下の(11)式を満たすように構成するのが好ましい。
30°<θp<44° 〜(11)
尚、第1結像光学系Gr1から出射し凹面鏡M1に至る光路と、第1の偏向反射部材で反射し第2の偏向反射部材に至る光路とが交差しないように第1の偏向反射部材FM1を配置することも可能である。即ち、図7のような配置にしても構わない。
Further, as shown in the arrangement of FIG. 1, the light beam from the first imaging optical system Gr1 to the concave mirror M1 and the light beam reflected from the concave mirror M1 and then reflected from the first deflecting reflection member intersect. One deflecting / reflecting member may be arranged with a predetermined angle with respect to the optical axis. With this arrangement, the incident angle of the chief ray incident on the first deflecting / reflecting member FM1 can be reduced, so that the maximum incident angle on the first deflecting / reflecting member FM1 can be reduced. . The following conditional expression is preferably satisfied.
20 ° <θp <45 ° (10)
In the equation (10), θp is an angle formed between the principal ray from the off-axis of the first object and the normal line of the reflecting surface of the first deflecting / reflecting member FM1. If the lower limit value of conditional expression (10) is not satisfied, the angle formed between the normal line of the reflecting surface of the deflecting reflecting member and the principal ray becomes too small, the deflecting reflecting member becomes too large, or the refractive power of the surrounding lenses is reduced. The performance deteriorates because it has to be strengthened abnormally. If the upper limit value is exceeded, the angle of the light beam input to the deflecting / reflecting member becomes large, so that the film characteristics deteriorate as described above. More preferably, it is preferable to configure so as to satisfy the following expression (11).
30 ° <θp <44 ° to (11)
The first deflecting / reflecting member FM1 prevents the optical path from the first imaging optical system Gr1 and reaching the concave mirror M1 from intersecting the optical path reflected by the first deflecting / reflecting member and reaching the second deflecting / reflecting member. Can also be arranged. That is, it may be arranged as shown in FIG.

また、第1の物体101と第2の物体102は平行に配置されるのが好ましいが、そうでなくても構わない。即ち、図8のように第2の偏向反射部材FM2無しで光学系を構成しても構わない。   The first object 101 and the second object 102 are preferably arranged in parallel, but this need not be the case. That is, as shown in FIG. 8, the optical system may be configured without the second deflecting / reflecting member FM2.

また開口絞り103は、第3結像光学系Gr3のレンズ群L3B中に配置するのが良い。また、第1結像光学系Gr1の主光線が光軸AX1と交わる付近に、同時に或いは単独で配置してもよい。   The aperture stop 103 is preferably arranged in the lens unit L3B of the third imaging optical system Gr3. Further, the principal ray of the first imaging optical system Gr1 may be arranged near the intersection with the optical axis AX1 simultaneously or independently.

尚、図1では光軸AX1と光軸AX2、光軸AX2とAX3は直交して配置されているが、図2に示すように、光軸AX1〜AX3は必ずしも直交している必要はない。そして望ましくは偏向反射部材FM1とFM2とが互いの反射面が90度の角度差を持って配置されると良い。相対的に90度の角度差を持って配置すると、第1の物体101と第2の物体102とが平行に配置できるからである。但し、第1の物体101と第2の物体102とを平行に配置する必要がないときは、相対的に90度の角度差を持つ必要がないため、任意の角度を取ってよい。   In FIG. 1, the optical axes AX1 and AX2 and the optical axes AX2 and AX3 are arranged orthogonally, but as shown in FIG. 2, the optical axes AX1 to AX3 are not necessarily orthogonal. Desirably, the deflecting and reflecting members FM1 and FM2 are arranged so that their reflecting surfaces have an angle difference of 90 degrees. This is because the first object 101 and the second object 102 can be arranged in parallel if they are arranged with a relative angle difference of 90 degrees. However, when it is not necessary to arrange the first object 101 and the second object 102 in parallel, it is not necessary to have an angle difference of 90 degrees relatively, so an arbitrary angle may be taken.

また、第2の物体面が光軸方向に変動しても倍率の変化がないようにするために、少なくとも像面側でテレセントリックに構成していることが好ましい。また、本発明の結像光学系は特に0.8以上、更にはNA0.85以上の非常に高いNAを有する場合に特に有効である。   Further, in order to prevent the magnification from changing even if the second object plane fluctuates in the optical axis direction, it is preferable that at least the image plane side is configured to be telecentric. The imaging optical system of the present invention is particularly effective when it has a very high NA of 0.8 or more, and further NA of 0.85 or more.

また、本発明の光学系は、収差補正機構を有することができる。例えば、第1結像光学系Gr1中にレンズを光軸方向に移動させる、かつ/或いは光軸に垂直方向やその他の方向に移動させる(レンズを偏芯させる)機構を有することが可能である。また、第2結像光学系Gr2や第3結像光学系Gr3にも同様な収差補正機構を有してもよい。更には、凹面鏡M1を変形させる機構を設けて収差補正を行なっても良い。   The optical system of the present invention can have an aberration correction mechanism. For example, the first imaging optical system Gr1 can have a mechanism for moving the lens in the optical axis direction and / or moving the lens in the direction perpendicular to the optical axis or other direction (decentering the lens). . The second image forming optical system Gr2 and the third image forming optical system Gr3 may have a similar aberration correction mechanism. Further, aberration correction may be performed by providing a mechanism for deforming the concave mirror M1.

また、第2の物体面102と光学系の最終硝子面の間(後述の図3における第2の物体面102とレンズL326との間)を液体にて埋める、いわゆる液浸の構成にしてもよい。   In addition, a so-called immersion configuration is adopted in which the space between the second object surface 102 and the final glass surface of the optical system (between the second object surface 102 and the lens L326 in FIG. 3 described later) is filled with liquid. Good.

また、中間結像IMG1やIMG2の近傍に視野絞りを設けても構わない。また、第2の物体面102近傍に視野絞りを設けても構わない。特に光学系中に回折光学素子を用いて、かつ前述のように第2の物体面近傍を液浸にて構成した場合には、光学系の最終硝子面に視野を制限する絞りを設けたり、その近傍(例えば、最終硝子面と第2の物体面102との間)に視野絞りを配置したりすると、回折光学素子において発生するフレア光等(回折光学素子以外に起因して発生するフレア光であっても構わない)が第2の物体面に到達するのを防止することができる。   A field stop may be provided in the vicinity of the intermediate imaging IMG1 and IMG2. A field stop may be provided in the vicinity of the second object plane 102. In particular, when a diffractive optical element is used in the optical system and the vicinity of the second object surface is configured by immersion as described above, a diaphragm for limiting the field of view is provided on the final glass surface of the optical system, When a field stop is disposed in the vicinity thereof (for example, between the final glass surface and the second object surface 102), flare light generated in the diffractive optical element or the like (flare light generated due to other than the diffractive optical element) Can be prevented from reaching the second object plane.

また、光学系中に回折光学素子を用いることなく、第2の物体面を液浸にて構成することも可能である。尚、液浸光学系を構成する場合には、回折光学素子の有無に関わらず、その液体の特性等が光学系の結像性能に与える影響を最小限にする必要性から、光学系の最終面と第2の物体面102の間の光軸上の間隔は5mm以下であることが望ましい。更に望ましくは1mm以下であるのがよい。   Further, the second object plane can be formed by immersion without using a diffractive optical element in the optical system. When configuring an immersion optical system, it is necessary to minimize the influence of the liquid characteristics on the imaging performance of the optical system regardless of the presence or absence of the diffractive optical element. The distance on the optical axis between the surface and the second object surface 102 is desirably 5 mm or less. More preferably, it is 1 mm or less.

以下に、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例1の投影光学系の具体的な構成を図3に示す。ここで、この投影光学系は、第1の物体(レチクル、マスク等の描画パターンを有する原画)のパターンを第2物体面上に投影しており、第1結像光学系、第2結像光学系、第3結像光学系を有している。この実施例1は投影光学系に関する実施例であるが、本願発明はこの限りではなく、この投影光学系を有する光学機器、特に露光装置にも適用可能であり、さらには、本実施例の投影光学系を有する露光装置を用いたデバイスの製造方法にも適用可能である。   FIG. 3 shows a specific configuration of the projection optical system according to Example 1 of the present invention. Here, the projection optical system projects the pattern of the first object (original image having a drawing pattern such as a reticle and mask) onto the second object plane, and the first imaging optical system and second imaging It has an optical system and a third imaging optical system. The first embodiment relates to a projection optical system. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to an optical apparatus having this projection optical system, particularly an exposure apparatus. The present invention can also be applied to a device manufacturing method using an exposure apparatus having an optical system.

図3中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL111、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL112,第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズL113、第1の物体側に凸面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL114、L115から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面負レンズL116と、第1の物体側に凹面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL117、L118と、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL119、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。   The first imaging optical system in FIG. 3 includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L111 having a concave surface directed toward the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, and is substantially disposed on the first object side. A substantially plano-convex aspherical positive lens L112 having a flat surface, a substantially plano-convex positive lens L113 having a convex surface facing the first object side, and two meniscus-shaped lenses having a convex surface facing the first object side. It consists of positive lenses L114 and L115. The refractive lens unit L1B having a positive refractive power includes a meniscus aspheric negative lens L116 having a concave surface facing the first object side, and two meniscus positive lenses having a concave surface facing the first object side. L117, L118, a substantially plano-convex positive lens L119 with a substantially flat surface facing the first object side, and a substantially plano-convex aspherical positive lens L120 with a convex surface facing the first object side.

第2結像光学系Gr2は、第1結像光学系からの光の進行方向にそって、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1の物体側から順に、凹面を第1の物体側に向けた略平凹レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1 along the traveling direction of light from the first imaging optical system. Then, in order from the first object side, a substantially plano-concave lens L211 having a concave surface facing the first object side, a meniscus aspheric lens L212 having a concave surface facing the first object side, and a concave surface facing the first object side. It consists of a concave mirror M1 directed.

第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良い。尚、本実施例では偏向反射部材は平面反射ミラーを用いている。   After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. good. In this embodiment, a plane reflecting mirror is used as the deflecting reflecting member.

第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL311、第2中間像IMG2側に凸面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL312,L313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、両凹形状の非球面負レンズL315、凸面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL316、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面負レンズL317、凸面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の正レンズL318、略平面を第2の物体側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL319、凹面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の負レンズL320、開口絞り103、両凸形状の非球面正レンズL321、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の正レンズL322、略平面を第2の物体側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL323、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面正レンズL324、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL325、平面を第2の物体面に向けた平凸形状の正レンズL326、よりなる。   The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens unit L3A having a positive refractive power includes a substantially plano-convex aspherical positive lens having a substantially flat surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2. L311 includes two meniscus positive lenses L312 and L313 having a convex surface facing the second intermediate image IMG2. The refractive lens unit L3B having positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface directed toward the second object 102, a biconcave aspheric negative lens L315, and a convex surface directed toward the second object. A meniscus negative lens L316, a meniscus aspheric negative lens L317 with a concave surface facing the second object side, a meniscus positive lens L318 with a convex surface facing away from the second object side, a substantially flat surface A substantially plano-convex aspherical positive lens L319 directed to the second object side, a meniscus negative lens L320 having a concave surface directed opposite to the second object side, an aperture stop 103, and a biconvex aspherical surface A positive lens L321, a meniscus positive lens L322 with a concave surface facing the second object side, a substantially planoconvex aspherical positive lens L323 with a substantially flat surface facing the second object side, and a concave surface facing the second object side For Aspheric positive lens L324 of a meniscus shape, a negative lens having a meniscus shape with its concave surface oriented toward the second object side L325, a positive lens of a plano-convex shape with its plane to the second object plane L326, becomes more.

また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。偏向反射部材FM2は本実施例の場合、平面反射ミラーであり、第1の偏向反射部材から反射された光束を所定の方向へ曲げている。   Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3. In this embodiment, the deflecting / reflecting member FM2 is a plane reflecting mirror, and bends the light beam reflected from the first deflecting / reflecting member in a predetermined direction.

尚、本実施例では第1結像光学系Gr1は、正の屈折力を有するL1A群とL1B群とから構成されているが、この光学配置に限定されるものではない。例えば、正負正の3群構成であったり、負正負正の4群構成であったり、或いは他の構成であっても構わない。また、第3結像光学系Gr3を、正の屈折力を有するL3A、正の屈折力を有するL3Bのような光学配置をとったが、これに限定されるものではない。L3B群中に負の屈折力を有するレンズ群を有していても構わないし、それ以外の構成であっても構わない。   In the present embodiment, the first imaging optical system Gr1 is composed of the L1A group and the L1B group having positive refractive power, but is not limited to this optical arrangement. For example, a positive / negative / positive three-group structure, a negative / positive / negative four-group structure, or another structure may be used. Further, the third imaging optical system Gr3 has an optical arrangement such as L3A having a positive refractive power and L3B having a positive refractive power, but is not limited thereto. The L3B group may have a lens group having a negative refractive power, or may have another configuration.

本実施例は、投影倍率は1/4倍であり、基準波長は157nm、硝材としては蛍石を用いている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/4, the reference wavelength is 157 nm, and fluorite is used as the glass material.

また、像側の開口数はNA=0.87、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1483mmである。また、像高がおよそ4.25〜16.63mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で26mm、幅で6mm程度の矩形の露光領域を確保できる。また、開口絞り103は、L320とL321の間に配置されている。   The numerical aperture on the image side is NA = 0.87, and the distance between the object images (the first object plane to the second object plane) is L = 1484 mm. In addition, aberration correction is performed in an image height range of about 4.25 to 16.63 mm, and a rectangular exposure region of at least 26 mm in the length direction and about 6 mm in width can be secured. The aperture stop 103 is disposed between L320 and L321.

また、本実施例の横収差図を図5に示す。ここで、Y=4.25と記載した方の図面は、第1の物体における像高が4.25mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=16.625は第1の物体における像高が16.625mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。図5は基準波長157.6nm及び±0.6pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   Further, a lateral aberration diagram of this example is shown in FIG. Here, the drawing with Y = 4.25 shows a lateral aberration diagram of light from an off-axis region with an image height of 4.25 mm in the first object, and Y = 16.625 is the first figure. The lateral aberration figure of the light from the off-axis area | region whose image height in an object of 1 is 16.625 mm is shown. FIG. 5 shows the reference wavelengths of 157.6 nm and ± 0.6 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

尚、使用する硝材は本実施例では蛍石のみを使用したが、その他のフッ化バリウムやフッ化マグネシウム等の硝材を同時に或いは単独で使用しても構わない。また、193n波長(ArF)にて用いる場合には、石英と蛍石を同時に用いてもいいし、石英のみで構成しても構わない。また、それ以外の硝材を用いても構わない。   In the present embodiment, only fluorite is used as the glass material to be used, but other glass materials such as barium fluoride and magnesium fluoride may be used simultaneously or independently. In the case of using the 193n wavelength (ArF), quartz and fluorite may be used at the same time, or only quartz may be used. Further, other glass materials may be used.

以下の(表1、2)に、実施例1の数値実施形態の構成諸元を示す。なお、表のiは第1の物体101から光の進行方向に沿った面番号、riは面番号に対応した各面の曲率半径、diは各面の面間隔を示す。レンズ硝材CaF2は、基準波長λ=157.6nmに対する屈折率を1.56としている。また、基準波長に対する+0.6pm及び−0.6pmの波長の屈折率は、各々1.55999853、1.560000147である。また、非球面の形状は次式、
X=(H/4)/(1+((1−(1+k)・(H/r)))1/2)+AH+BH+CH+DH10+EH12+FH14+GH16
にて与えられるものとする。ここに、Xはレンズ頂点から光軸方向への変位量、Hは光軸からの距離、riは曲率半径、kは円錐定数、A,B,C,D,E,F,Gは非球面係数である。
The following (Tables 1 and 2) show the configuration specifications of the numerical embodiment of Example 1. In the table, i is a surface number along the traveling direction of light from the first object 101, ri is a radius of curvature of each surface corresponding to the surface number, and di is a surface interval between the surfaces. The lens glass material CaF2 has a refractive index of 1.56 with respect to the reference wavelength λ = 157.6 nm. Further, the refractive indexes of the wavelengths of +0.6 pm and −0.6 pm with respect to the reference wavelength are 1.55999853 and 1.560000147, respectively. In addition, the shape of the aspherical surface is
X = (H 2/4) / (1 + ((1- (1 + k) · (H / r) 2)) 1/2) + AH 4 + BH 6 + CH 8 + DH 10 + EH 12 + FH 14 + GH 16
Shall be given in Here, X is the amount of displacement in the optical axis direction from the lens apex, H is the distance from the optical axis, ri is the radius of curvature, k is the conic constant, and A, B, C, D, E, F, and G are aspherical surfaces. It is a coefficient.

Figure 2005037896
Figure 2005037896

Figure 2005037896
Figure 2005037896

実施例2の具体的なレンズ構成を図4に示す。図中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL111、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL112,第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズL113、両凸形状の正レンズL114、第1の物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL115から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面負レンズL116と、第1の物体側に凹面を向けた3枚のメニスカス形状の正レンズL117、L118、L119と、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。   The specific lens configuration of Example 2 is shown in FIG. The first imaging optical system in the figure includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L111 having a concave surface directed toward the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, and is substantially disposed on the first object side. A substantially plano-convex aspherical positive lens L112 facing the plane, a substantially plano-convex positive lens L113 having a convex surface facing the first object side, a biconvex positive lens L114, and a convex surface facing the first object side. It is composed of a meniscus positive lens L115 directed toward it. The refractive lens unit L1B having a positive refractive power includes a meniscus aspheric negative lens L116 having a concave surface facing the first object side, and three meniscus positive lenses having a concave surface facing the first object side. L117, L118, and L119 and a substantially plano-convex aspherical positive lens L120 having a convex surface facing the first object side.

第2結像光学系Gr2は、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1結像光学系Gr1からの光の進行方向にそって、凸面を凹面鏡M1に向けた略平凸形状の正レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた略平凹レンズL213、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面レンズL214、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて、第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良いが、第2中間像IMG2が往復光学系部分L2と偏向反射部材FM1との間に位置しても構わない。尚、本実施例では偏向反射部材は平面反射ミラーを用いている。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1. Then, along the traveling direction of light from the first imaging optical system Gr1, a substantially plano-convex positive lens L211 having a convex surface facing the concave mirror M1, and a meniscus negative lens L212 having a concave surface facing the first object side. , A substantially plano-concave lens L213 with the concave surface facing the first object side, a meniscus aspheric lens L214 with the concave surface facing the first object side, and a concave mirror M1 with the concave surface facing the first object side. After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. The second intermediate image IMG2 may be positioned between the reciprocating optical system portion L2 and the deflecting / reflecting member FM1. In this embodiment, a plane reflecting mirror is used as the deflecting reflecting member.

第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL311、第2中間像IMG2側に凸面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL312,L313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、両凹形状の非球面負レンズL315、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面負レンズL316、凸面を第2の物体側とは反対側に向けた略平凸形状の正レンズL317、両凸形状の非球面正レンズL318、凹面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の負レンズL319、開口絞り103、両凸形状の非球面正レンズL320、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL321、凹面を第2の物体側に向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL322、L323、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の2枚の非球面正レンズL324、L325、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL326、平面を第2の物体面に向けた平凸形状の正レンズL327、よりなる。また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。偏向反射部材FM2は本実施例の場合、平面反射ミラーであり、第1の偏向反射部材から反射された光束を所定の方向へ曲げている。   The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens unit L3A having a positive refractive power includes a substantially plano-convex aspherical positive lens having a substantially flat surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2. L311 includes two meniscus positive lenses L312 and L313 having a convex surface facing the second intermediate image IMG2. The refractive lens unit L3B having positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface directed toward the second object 102, a biconcave aspheric negative lens L315, and a concave surface directed toward the second object. A meniscus aspheric negative lens L316, a substantially planoconvex positive lens L317 with the convex surface facing away from the second object side, a biconvex aspheric positive lens L318, and a concave surface as the second object side Is a negative meniscus lens L319 facing toward the opposite side, an aperture stop 103, a biconvex aspherical positive lens L320, a negative meniscus lens L321 with a concave surface facing the second object side, and a concave surface facing the second object. Two meniscus positive lenses L322, L323 facing toward the second side, two meniscus aspherical positive lenses L324, L325 facing toward the second object side, concave surface facing toward the second object side Negative meniscus lens L326, a positive lens of a plano-convex shape with its plane to the second object plane L327, becomes more. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3. In this embodiment, the deflecting / reflecting member FM2 is a plane reflecting mirror, and bends the light beam reflected from the first deflecting / reflecting member in a predetermined direction.

尚、本実施例では、第1結像光学系Gr1は、正の屈折力を有するレンズ群L3A、L3Bより成っているが、その構成に限定しているわけではない。例えば、正負正の3群構成としてもいいし、その他の構成でも構わない。   In the present embodiment, the first imaging optical system Gr1 is composed of the lens groups L3A and L3B having positive refractive power, but is not limited to this configuration. For example, a positive / negative / positive three-group configuration or other configurations may be used.

本実施例は、投影倍率は1/4倍であり、基準波長は157nm、硝材としては蛍石を用いている。また、像側の開口数はNA=0.86、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1425mmである。また、像高がおよそ3.25〜16.5mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で26mm、幅で7mm程度の矩形の露光領域を確保できる。また、開口絞り103は、L320とL321の間に配置されている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/4, the reference wavelength is 157 nm, and fluorite is used as the glass material. The numerical aperture on the image side is NA = 0.86, and the distance between the object images (the first object surface to the second object surface) is L = 1425 mm. In addition, aberration correction is performed in an image height range of about 3.25 to 16.5 mm, and a rectangular exposure region of at least 26 mm in the length direction and about 7 mm in width can be secured. The aperture stop 103 is disposed between L320 and L321.

また、本実施例の横収差図を図6に示す。ここで、Y=3.25と記載した方の図面は、第1の物体における像高が3.25mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=16.5は第1の物体における像高が16.5mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。   Further, FIG. 6 shows a lateral aberration diagram of this example. Here, the drawing with Y = 3.25 shows a lateral aberration diagram of light from the off-axis region where the image height of the first object is 3.25 mm, and Y = 16.5 is the first figure. FIG. 3 shows a lateral aberration diagram of light from an off-axis region with an image height of 16.5 mm in one object.

図6は基準波長157.6nm及び±0.6pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   FIG. 6 shows the reference wavelengths of 157.6 nm and ± 0.6 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

以下の(表3、4)に、実施例2の数値実施形態の構成諸元を示す。なお、表中の記号の説明は(表1、2)と同様なのでここでは省略する。   The following (Tables 3 and 4) show the configuration specifications of the numerical embodiment of Example 2. The explanation of the symbols in the table is the same as (Tables 1 and 2), and is omitted here.

Figure 2005037896
Figure 2005037896

Figure 2005037896
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次に、添付図面を参照して、本発明の別の一側面としての反射屈折型投影光学系について説明する。上述したように、ここでは、図1と同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。図1の光学系において(図2、7、8の光学系であっても構わない。)、第1結像光学系Gr1の近軸結像倍率をβ1、第2結像光学系Gr2の近軸結像倍率をβ2、第1の物体側の開口数をNAoとしたとき、以下の条件式を満足するのが良い。
3.5<|β1・β2|/NAo<20 〜(12)
条件式(12)は、第1の物体側の開口数NAoに対する第1、2結像光学系の合成近軸倍率の値を規定したものである。条件式(12)の下限値を外れると、第1の物体側の開口数に対する、第1結像光学系Gr1と第2結像光学系Gr2の合成倍率が小さくなりすぎてしまう。そうなると、光束偏向反射部材FM1にて反射して第3結像光学系Gr3の方向へ向かう光束と、第1結像光学系Gr1から第2結像光学系Gr2に入射してくる光束との分離が困難となったり、結像光学系Gr2の近軸倍率β2が極端に縮小倍率になりすぎて、特に往復光学系部分での非対称収差の発生が大きく結像性能を悪化させてしまったり、また特に高NAを有する光学系においては、偏向を目的とした偏向反射部材に入射する光線の入射角度範囲が大きくなってしまう。これは第1,2結像光学系により、かなりの縮小倍率を負担することで、第1の物体から発する光束の広がり、即ち第1の物体側の開口数NAoが、第1、2結像光学系によりその縮小倍率分大きくなってしまうため、第1の偏向反射部材に入射する光束の入射角度範囲が大きくなるからである。その結果、偏向反射部材の反射膜の影響でPとSの反射強度に大きな差が生じてしまう。これは特に液浸光学系においてNAが1を越えた場合、特にNA1.10以上、更に言えばNA1.20以上の多数回結像を有する反射屈折投影光学系において非常に顕著となる。液浸光学系とは、光学系の最終エレメント(投影光学系の最も像面側、第2の物体側の光学素子)の最終面(像面側、第2の物体側の面)と第2の物体102面(例えばウエハ)の間が液体で満たされている(浸されている)構成を採る光学系である。言い方を換えると、液浸光学系とは、光学系の最終エレメントの最終面(最も像面に近い光学素子の像面側の面)と第2の物体面(像面)との間が液体で満たされていることを前提として設計された光学系であり、主に露光装置等において、最終エレメントの最終面と第2の物体面との間を純水で満たした状態で露光を行う際に、レチクル等の物体(パターン)をウエハ等の物体上に投影露光するために用いられる光学系である。条件式(20)の上限値を越えると、第1の物体側の開口数に対する、第1、第2結像光学系の合成倍率が大きすぎるため、第1の物体101を第2の物体102に縮小投影する場合を考えると、第3結像光学系Gr3の近軸結像倍率β3の絶対値が小さくなりすぎて、収差補正が困難となってしまう。また、第2中間像IMG2付近のレンズの有効径が大きくなりすぎてしまう。
Next, a catadioptric projection optical system as another aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As described above, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here. In the optical system of FIG. 1 (which may be the optical system of FIGS. 2, 7 and 8), the paraxial imaging magnification of the first imaging optical system Gr1 is β1, and the proximity of the second imaging optical system Gr2. When the axial imaging magnification is β2 and the numerical aperture on the first object side is NAo, the following conditional expression should be satisfied.
3.5 <| β1 · β2 | / NAo <20 to (12)
Conditional expression (12) defines the value of the combined paraxial magnification of the first and second imaging optical systems with respect to the numerical aperture NAo on the first object side. If the lower limit of conditional expression (12) is not satisfied, the combined magnification of the first imaging optical system Gr1 and the second imaging optical system Gr2 with respect to the numerical aperture on the first object side will be too small. Then, the light beam reflected by the light beam deflecting / reflecting member FM1 and separated toward the third imaging optical system Gr3 and the light beam incident on the second imaging optical system Gr2 from the first imaging optical system Gr1 are separated. The paraxial magnification β2 of the imaging optical system Gr2 is extremely reduced, and the occurrence of asymmetric aberrations particularly in the reciprocating optical system portion is large, and the imaging performance is deteriorated. In particular, in an optical system having a high NA, the incident angle range of light incident on a deflecting / reflecting member for the purpose of deflection becomes large. This is because the first and second imaging optical systems bear a considerable reduction magnification, so that the spread of the light beam emitted from the first object, that is, the numerical aperture NAo on the first object side becomes the first and second imaging. This is because the incident angle range of the light beam incident on the first deflecting / reflecting member is increased because the optical system increases the reduction magnification. As a result, there is a large difference in the reflection intensity between P and S due to the influence of the reflection film of the deflecting reflection member. This is particularly noticeable in a catadioptric projection optical system having multiple imaging with NA of more than 1, particularly NA of 1.10 or more, more specifically NA of 1.20 or more, in an immersion optical system. The immersion optical system refers to the final surface (image surface side, second object side surface) and second surface of the final element of the optical system (the optical element closest to the image plane of the projection optical system, the second object side). The optical system adopts a configuration in which the surface of the object 102 (for example, a wafer) is filled (immersed) with a liquid. In other words, the immersion optical system is a liquid between the final surface of the final element of the optical system (the surface on the image surface side of the optical element closest to the image surface) and the second object surface (image surface). This is an optical system designed on the assumption that it is satisfied by the above. When performing exposure in a state where the space between the final surface of the final element and the second object surface is filled with pure water mainly in an exposure apparatus or the like. The optical system is used for projecting and exposing an object (pattern) such as a reticle onto an object such as a wafer. If the upper limit value of conditional expression (20) is exceeded, the first object 101 becomes the second object 102 because the combined magnification of the first and second imaging optical systems is too large with respect to the numerical aperture on the first object side. When the projection is reduced, the absolute value of the paraxial imaging magnification β3 of the third imaging optical system Gr3 becomes too small, and aberration correction becomes difficult. In addition, the effective diameter of the lens near the second intermediate image IMG2 becomes too large.

尚、より好ましくは以下の条件式を満足するのが良い。
4.0<|β1・β2|/NAo<10 〜(13)
尚、上記条件式(12)(13)により規定される光学系は、図1などの光学系に限定するものではない。特に、第1,2,3結像光学系を有し、第2結像光学系に凹面鏡、また光学系中に偏向反射ミラーを有する場合に有効である。
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
4.0 <| β1 · β2 | / NAo <10 to (13)
The optical system defined by the conditional expressions (12) and (13) is not limited to the optical system shown in FIG. This is particularly effective when the first, second, and third imaging optical systems are provided, the second imaging optical system has a concave mirror, and the optical system has a deflecting / reflecting mirror.

また、液浸光学系は以下の条件式を満足するのがよい。
1. 1<NA<1.6 〜(14)
条件式(22)の下限値を外れると、カタディオ系に対して液浸光学系を構成した場合に期待される解像力を得ることが困難となる。上限値を越えると液浸光学系の有効径が大きくなりすぎてしまい、レンズを製造することが困難となる。
The immersion optical system should satisfy the following conditional expression.
1. 1 <NA <1.6 to (14)
If the lower limit value of conditional expression (22) is not satisfied, it will be difficult to obtain the resolving power expected when the immersion optical system is configured with respect to the catadio system. If the upper limit is exceeded, the effective diameter of the immersion optical system becomes too large, making it difficult to manufacture a lens.

尚、より好ましくは以下の条件式を満足するのが良い。
1. 2<NA<1.5 〜(15)
ここで説明した条件式(12)〜(15)は前述の条件式と組合わせて用いても構わない。
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
1. 2 <NA <1.5 to (15)
The conditional expressions (12) to (15) described here may be used in combination with the conditional expressions described above.

以下に、本発明の更なる実施例について説明する。   In the following, further embodiments of the present invention will be described.

実施例3の具体的なレンズ構成を図9に示す。図中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL111、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL112,両凸形状の正レンズL113、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズL114、第1の物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL115から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、凹面を第1の物体側に向けた略平凸形状の負レンズL116と、第1の物体側に凹面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL117、L118と、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL119と、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。   A specific lens configuration of Example 3 is shown in FIG. The first imaging optical system in the figure includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L111 having a concave surface directed toward the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, and is substantially disposed on the first object side. A substantially plano-convex aspherical positive lens L112 having a flat surface, a biconvex positive lens L113, a substantially plano-convex positive lens L114 having a convex surface facing the first object, and a convex surface facing the first object. It is composed of a meniscus positive lens L115 directed toward it. The refractive lens unit L1B having a positive refractive power includes a substantially planoconvex negative lens L116 having a concave surface facing the first object side, and two meniscus positive lenses having a concave surface facing the first object side. L117, L118, a substantially plano-convex positive lens L119 having a substantially flat surface facing the first object side, and a substantially plano-convex aspherical positive lens L120 having a convex surface facing the first object side.

第2結像光学系Gr2は、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1結像光学系Gr1からの光の進行方向にそって、凹面を第1の物体側に向けた略平凹形状の負レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面凹レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて、第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良い。尚、本実施例では偏向反射部材は平面反射ミラーを用いている。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1. Then, along the traveling direction of the light from the first imaging optical system Gr1, a substantially plano-concave negative lens L211 having a concave surface directed to the first object side, and a meniscus shape having a concave surface directed to the first object side. An aspherical concave lens L212 and a concave mirror M1 with the concave surface facing the first object side. After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. good. In this embodiment, a plane reflecting mirror is used as the deflecting reflecting member.

第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL311、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL312、第2偏向反射部材FM2側に略平面を向けた略平凸形状のL313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、凹面を第2の物体102側に向けた略平凹形状の負レンズL315、両凹形状の非球面負レンズL316、凸面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の2枚の正レンズL317、L318、略平面を第2の物体側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL319、凹面を第2の物体側とは反対側に向けた略平凹形状の負レンズL320、略平面を第2の物体側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL321、開口絞り103、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の正レンズL322、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL323、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面正レンズL324、平面を第2の物体102側に向けた平凸形状の正レンズL325よりなる。また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。偏向反射部材FM2は本実施例の場合、平面反射ミラーであり、第1の偏向反射部材から反射された光束を所定の方向へ曲げている。   The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens group L3A having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L311 having a concave surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2, and a second intermediate lens. The lens includes a substantially plano-convex positive lens L312 having a substantially flat surface facing the image IMG2 side, and a substantially plano-convex L313 having a substantially flat surface facing the second deflection reflecting member FM2. The refractive lens unit L3B having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface facing the second object 102, a substantially plano-concave negative lens L315 having a concave surface facing the second object 102, Bi-concave aspheric negative lens L316, two meniscus positive lenses L317, L318 with the convex surface facing away from the second object side, substantially plano-convex with the substantially flat surface facing the second object side Aspherical positive lens L319 having a shape, a substantially planoconcave negative lens L320 having a concave surface facing away from the second object side, and a substantially planoconvex aspherical positive surface having a substantially flat surface facing the second object side. Lens L321, aperture stop 103, a substantially plano-convex positive lens L322 having a convex surface facing away from the second object 102, and a substantially plano-convex shape having a convex surface facing away from the second object 102 Spherical positive lens L323, concave surface facing the second object side Aspheric positive lens L324 of a meniscus shape, a positive lens L325 planoconvex shape that is planar to the second object 102 side. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3. In this embodiment, the deflecting / reflecting member FM2 is a plane reflecting mirror, and bends the light beam reflected from the first deflecting / reflecting member in a predetermined direction.

また本実施例では、最終レンズL325と第2の物体102の間は液体にて埋めている、いわゆる液浸光学系の構成をとっている。本実施例では液体として純水を用いているが、他の液体でも構わない。また、液体の屈折率についても、本実施例にて用いているものに限定されるものではない。屈折率1.6程度の液体を用いても構わない。F2にて同様の構成をとる場合には、例えばPFPEなどを用いてもよいし、それ以外に使用可能な液体であれば使用して構わない。また、最終レンズは平面板でも構わない。また、第1の物体101と第1のレンズL101との間に平面板を使用しても構わない。   In the present embodiment, a so-called immersion optical system configuration is adopted in which the space between the final lens L325 and the second object 102 is filled with a liquid. In this embodiment, pure water is used as the liquid, but other liquids may be used. Further, the refractive index of the liquid is not limited to that used in this embodiment. A liquid having a refractive index of about 1.6 may be used. When the same configuration is adopted in F2, for example, PFPE or the like may be used, or any other liquid that can be used may be used. The final lens may be a flat plate. Further, a plane plate may be used between the first object 101 and the first lens L101.

また、本実施例では開口絞り103をレンズL321、L322の間においたが、その位置に限定されるものではない。   In this embodiment, the aperture stop 103 is placed between the lenses L321 and L322, but the position is not limited to this.

本実施例は、投影倍率は1/4倍であり、基準波長は193nm、硝材としては石英を用いている。また、像側の開口数はNA=1.20、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1663.38mmである。また、像高がおよそ3.38〜17mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で26mm、幅で7.5mm程度の矩形の露光領域を確保できる。尚、露光領域はそのスリット形状が矩形に限定されるわけではなく、円弧形状やその他の形状でも構わない。また、開口絞り103は、L321とL322の間に配置されている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/4, the reference wavelength is 193 nm, and quartz is used as the glass material. The numerical aperture on the image side is NA = 1.20, and the distance between the object images (the first object surface to the second object surface) is L = 1663.38 mm. In addition, aberration correction is performed in an image height range of about 3.38 to 17 mm, and a rectangular exposure area of at least 26 mm in the length direction and about 7.5 mm in width can be secured. Note that the slit shape of the exposure region is not limited to a rectangle, and an arc shape or other shapes may be used. The aperture stop 103 is disposed between L321 and L322.

また、本実施例の横収差図を図13に示す。ここで、Y=3.38と記載した方の図面は、第2の物体における像高が3.38mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=17.0は第2の物体における像高が17.0mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。図13は基準波長193.0nm及び±0.2pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   Further, FIG. 13 shows a lateral aberration diagram of this example. Here, the drawing with Y = 3.38 shows a lateral aberration diagram of light from the off-axis region where the image height of the second object is 3.38 mm, and Y = 17.0 is 2 is a lateral aberration diagram of light from an off-axis region having an image height of 17.0 mm in the object 2. FIG. 13 shows the reference wavelengths of 193.0 nm and ± 0.2 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

また、使用する硝材は193nm波長(ArF)の場合には、石英と蛍石を同時に用いてもいいし、本実施例のように石英のみで構成しても構わない。また、使用できるのであればそれ以外の硝材を用いても構わない。157nm波長(F2)においては、蛍石を使用したり、またその他のフッ化バリウムやフッ化マグネシウム等の硝材を同時に或いは単独で使用しても構わない。   Further, when the glass material to be used has a wavelength of 193 nm (ArF), quartz and fluorite may be used at the same time, or only quartz may be used as in this embodiment. Further, other glass materials may be used as long as they can be used. At the wavelength of 157 nm (F2), fluorite may be used, or other glass materials such as barium fluoride and magnesium fluoride may be used simultaneously or independently.

実施例4の具体的なレンズ構成を図10に示す。図中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL111、両凸形状の非球面正レンズL112,両凸形状の2枚の正レンズL113、L114、第1の物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL115、凹面を第1の物体側に向けた略平凸形状の負レンズL116から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL117、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL118と、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL119と、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。本実施例では第1結像光学系中に蛍石を使用している。   A specific lens configuration of Example 4 is shown in FIG. The first imaging optical system in the figure includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having positive refractive power includes a meniscus negative lens L111 having a concave surface directed toward the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, and a biconvex aspherical positive surface. Lens L112, two biconvex positive lenses L113 and L114, a meniscus positive lens L115 with a convex surface facing the first object side, a substantially planoconvex negative lens with a concave surface facing the first object side L116. The refractive lens unit L1B having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L117 having a concave surface facing the first object side, a meniscus positive lens L118 having a concave surface facing the first object side, and a first lens It consists of a substantially plano-convex positive lens L119 with a substantially flat surface facing the object side and a substantially plano-convex aspherical positive lens L120 with a convex surface facing the first object side. In this embodiment, fluorite is used in the first imaging optical system.

第2結像光学系Gr2は、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1結像光学系Gr1からの光の進行方向にそって、両凹形状の負レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面凹レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて、第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良い。尚、本実施例では偏向反射部材は平面反射ミラーを用いている。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1. Then, along the traveling direction of the light from the first imaging optical system Gr1, a biconcave negative lens L211, a meniscus aspherical concave lens L212 with the concave surface facing the first object side, and the concave surface as the first object Consists of a concave mirror M1 directed to the side. After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. good. In this embodiment, a plane reflecting mirror is used as the deflecting reflecting member.

第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL311、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL312、第2偏向反射部材FM2側に略平面を向けた略平凸形状のL313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、凹面を第2の物体102側に向けた略平凹形状の負レンズL315、両凹形状の非球面負レンズL316、凸面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の正レンズL317、略平面を第2の物体側102に向けた略平凸形状の正レンズL318、両凸形状の非球面正レンズL319、凹面を第2の物体側とは反対側に向けた略平凹形状の負レンズL320、両凸形状の非球面正レンズL321、開口絞り103、両凸形状の正レンズL322、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL323、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面正レンズL324、平面を第2の物体102側に向けた平凸形状の正レンズL325よりなる。また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。偏向反射部材FM2は本実施例の場合、平面反射ミラーであり、第1の偏向反射部材から反射された光束を所定の方向へ曲げている。   The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens group L3A having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L311 having a concave surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2, and a second intermediate lens. The lens includes a substantially plano-convex positive lens L312 having a substantially flat surface facing the image IMG2 side, and a substantially plano-convex L313 having a substantially flat surface facing the second deflection reflecting member FM2. The refractive lens unit L3B having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface facing the second object 102, a substantially plano-concave negative lens L315 having a concave surface facing the second object 102, A biconcave aspheric negative lens L316, a meniscus positive lens L317 with the convex surface facing away from the second object side, and a substantially plano-convex positive lens with the substantially flat surface facing the second object side 102 L318, a biconvex aspherical positive lens L319, a substantially planoconcave negative lens L320 with the concave surface facing away from the second object side, a biconvex aspherical positive lens L321, an aperture stop 103, both A convex positive lens L322, a substantially plano-convex aspherical positive lens L323 with the convex surface facing away from the second object 102, and a meniscus aspherical positive lens L324 with the concave surface facing the second object side , The second plane A positive lens L325 plano-convex toward the object 102 side. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3. In this embodiment, the deflecting / reflecting member FM2 is a plane reflecting mirror, and bends the light beam reflected from the first deflecting / reflecting member in a predetermined direction.

また本実施例でも、最終レンズL325と第2の物体102の間は液体にて埋めている、いわゆる液浸光学系の構成をとっている。   Also in this embodiment, a configuration of a so-called immersion optical system in which the space between the final lens L325 and the second object 102 is filled with a liquid is adopted.

本実施例は、投影倍率は1/4倍であり、基準波長は193nm、硝材としては石英と蛍石を用いている。また、像側の開口数はNA=1.30、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1759mmである。また、像高がおよそ3.0〜14.0mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で17mm、幅で8.1mm程度の矩形の露光領域を確保できる。また、開口絞り103は、L321とL322の間に配置されている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/4, the reference wavelength is 193 nm, and quartz and fluorite are used as the glass material. The numerical aperture on the image side is NA = 1.30, and the distance between the object images (the first object surface to the second object surface) is L = 1759 mm. Aberration correction is performed in the image height range of about 3.0 to 14.0 mm, and a rectangular exposure area of at least 17 mm in the length direction and about 8.1 mm in width can be secured. The aperture stop 103 is disposed between L321 and L322.

また、本実施例の横収差図を図14に示す。ここで、Y=3.0と記載した方の図面は、第2の物体における像高が3.0mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=14.0は第2の物体における像高が14.0mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。図14は基準波長193.0nm及び±0.2pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   Further, a lateral aberration diagram of this example is shown in FIG. Here, the drawing with Y = 3.0 shows a lateral aberration diagram of light from the off-axis region where the image height of the second object is 3.0 mm, and Y = 14.0 is the first figure. The lateral aberration figure of the light from the off-axis area | region whose image height in the object of 2 is 14.0 mm is shown. FIG. 14 shows the reference wavelengths of 193.0 nm and ± 0.2 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

実施例5の具体的なレンズ構成を図11に示す。図中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL111、第1の物体側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズL112,両凸形状の正レンズL113、第1の物体側に凸面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL114、L115から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL116と、第1の物体側に凹面を向けた2枚のメニスカス形状の正レンズL117、L118と、第1の物体側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL119と、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。   A specific lens configuration of Example 5 is shown in FIG. The first imaging optical system in the figure includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L111 having a concave surface facing the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, and a convex surface facing the first object side. Meniscus-shaped aspherical positive lens L112, biconvex positive lens L113, and two meniscus positive lenses L114 and L115 having a convex surface facing the first object side. The refractive lens unit L1B having a positive refractive power includes a meniscus negative lens L116 having a concave surface facing the first object side, and two meniscus positive lenses L117 having a concave surface facing the first object side. L118, a substantially planoconvex positive lens L119 having a substantially flat surface facing the first object side, and a substantially planoconvex aspherical positive lens L120 having a convex surface facing the first object side.

第2結像光学系Gr2は、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1結像光学系Gr1からの光の進行方向にそって、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の負レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面凹レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて、第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良い。尚、本実施例では偏向反射部材は平面反射ミラーを用いている。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1. Then, along the traveling direction of light from the first imaging optical system Gr1, a meniscus negative lens L211 having a concave surface directed toward the first object side, and a meniscus aspherical surface having the concave surface directed toward the first object side. The concave lens L212 includes a concave mirror M1 having a concave surface directed toward the first object side. After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. good. In this embodiment, a plane reflecting mirror is used as the deflecting reflecting member.

第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL311、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL312、第2偏向反射部材FM2側に略平面を向けた略平凸形状のL313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、両凹形状の非球面負レンズL315、凸面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の2枚の正レンズL316、L317、略平面を第2の物体側102に向けた略平凸形状の非球面正レンズL318、凹面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の負レンズL319、略平面を第2の物体側102に向けた略平凸形状の非球面正レンズL320、開口絞り103、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の正レンズL321、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の非球面正レンズL322、凹面を第2の物体側に向けたメニスカス形状の非球面正レンズL323、平面を第2の物体102側に向けた平凸形状の正レンズL324よりなる。また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。   The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens group L3A having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L311 having a concave surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2, and a second intermediate lens. The lens includes a substantially plano-convex positive lens L312 having a substantially flat surface facing the image IMG2 side, and a substantially plano-convex L313 having a substantially flat surface facing the second deflection reflecting member FM2. The refractive lens unit L3B having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface directed toward the second object 102, a biconcave aspheric negative lens L315, and a convex surface opposite to the second object side. Two meniscus positive lenses L316 and L317 facing toward the side, a substantially plano-convex aspherical positive lens L318 whose substantially plane faces toward the second object side 102, and a concave surface opposite to the second object side A negative meniscus lens L319 facing toward the surface, a substantially plano-convex aspherical positive lens L320 facing substantially flat toward the second object side 102, an aperture stop 103, and a convex surface facing away from the second object 102. A substantially planoconvex positive lens L321, a substantially planoconvex aspherical positive lens L322 with the convex surface facing away from the second object 102, and a meniscus aspherical surface with the concave surface facing the second object side. Positive lens L323, flat The a positive lens L324 plano-convex toward the second object 102 side. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3.

また本実施例でも、最終レンズL324と第2の物体102の間は液体にて埋めている、いわゆる液浸光学系の構成をとっている。   Also in this embodiment, a so-called immersion optical system configuration is adopted in which the gap between the final lens L324 and the second object 102 is filled with a liquid.

本実施例は、投影倍率は1/6倍であり、基準波長は193nm、硝材としては石英と蛍石を用いている。また、像側の開口数はNA=1.30、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1704.76mmである。また、像高がおよそ2.75〜13.75mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で17mm、幅で8mm程度の矩形の露光領域を確保できる。また、開口絞り103は、L320とL321の間に配置されている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/6, the reference wavelength is 193 nm, and quartz and fluorite are used as the glass material. Further, the numerical aperture on the image side is NA = 1.30, and the distance between the object images (the first object surface to the second object surface) is L = 1704.76 mm. In addition, aberration correction is performed in an image height range of approximately 2.75 to 13.75 mm, and a rectangular exposure area of at least 17 mm in the length direction and about 8 mm in width can be secured. The aperture stop 103 is disposed between L320 and L321.

また、本実施例の横収差図を図15に示す。ここで、Y=2.75と記載した方の図面は、第2の物体における像高が2.75mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=13.75は第2の物体における像高が13.75mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。図15は基準波長193.0nm及び±0.2pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   Further, a lateral aberration diagram of this example is shown in FIG. Here, the drawing described as Y = 2.75 shows a lateral aberration diagram of light from the off-axis region where the image height of the second object is 2.75 mm, and Y = 13.75 is the first figure. The lateral aberration figure of the light from the off-axis area | region whose image height in the object of 2 is 13.75 mm is shown. FIG. 15 shows the reference wavelengths of 193.0 nm and ± 0.2 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

実施例6の具体的なレンズ構成を図12に示す。図中の第1結像光学系は、第1の物体側から順に正の屈折力を有する屈折レンズ群L1A,正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bより構成される。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Aは第1の物体101側から光の進行方向に沿って、第1の物体側に凹面を向けた略平凹形状の負レンズL111、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL112,両凸形状の正レンズL113、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の2枚の正レンズL114、L115から構成されている。正の屈折力を有する屈折レンズ群L1Bは、凹面を第1の物体側とは反対側に向けた略メニスカス形状の負レンズL116と、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL117、第1の物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL118と、両凸形状の正レンズL119と、第1の物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズL120よりなる。   The specific lens configuration of Example 6 is shown in FIG. The first imaging optical system in the figure includes a refractive lens group L1A having a positive refractive power and a refractive lens group L1B having a positive refractive power in order from the first object side. The refractive lens unit L1A having a positive refractive power includes a negative lens L111 having a substantially plano-concave shape with a concave surface facing the first object side along the light traveling direction from the first object 101 side, the first object side. A substantially plano-convex aspherical positive lens L112 having a convex surface facing the surface, a biconvex positive lens L113, and two substantially plano-convex positive lenses L114 and L115 having a convex surface facing the first object side. ing. The refractive lens unit L1B having positive refractive power includes a substantially meniscus negative lens L116 having a concave surface facing away from the first object side, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the first object side. L117, a meniscus positive lens L118 having a concave surface facing the first object side, a biconvex positive lens L119, and a substantially plano-convex aspherical positive lens L120 having a convex surface facing the first object side Become.

第2結像光学系Gr2は、負の屈折力を有する往復光学系部分L2と凹面鏡M1から構成されている。そして第1結像光学系Gr1からの光の進行方向にそって、凹面を第1の物体側に向けた略平凹形状の負レンズL211、凹面を第1の物体側に向けたメニスカス形状の非球面凹レンズL212、凹面を第1の物体側に向けた凹面鏡M1によりなる。第1結像光学系Gr1からの光束が往復光学系部分L2に入射後、凹面鏡M1で反射され、再び往復光学系部分L2に入射した後、偏向反射部材FM1により光軸がAX1からAX2のように90度曲げられることにより光束も曲げられて、第2中間像IMG2を形成する。偏向反射部材FM1は、第2、3結像光学系の間に配置されているが、望ましくは本実施例のように第2中間像IMG2と往復光学系部分L2の間に配置されるのが良い。第3結像光学系Gr3は、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3A、正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bよりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Aは、第2結像光学系Gr2からの光の進行方向に沿って、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL311、第2中間像IMG2側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズL312、第2偏向反射部材FM2側に略平面を向けた略平凸形状のL313よりなる。正の屈折力を有する屈折レンズ群L3Bは、凹面を第2の物体102側に向けたメニスカス形状の正レンズL314、両凹形状の非球面負レンズL315、凸面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の2枚の正レンズL316、L317、略平面を第2の物体側102に向けた略平凸形状の非球面正レンズL318、凹面を第2の物体側とは反対側に向けたメニスカス形状の負レンズL319、略平面を第2の物体側102に向けた略平凸形状の非球面正レンズL320、開口絞り103、凸面を第2の物体102とは反対側に向けた略平凸形状の正レンズL321、凸面を第2の物体102とは反対側に向けたメニスカス形状の非球面正レンズL322、L323、平面を第2の物体102側に向けた平凸形状の正レンズL324よりなる。また、第3結像光学系Gr3中の、屈折レンズ群L3AとL3Bの間に、第2の偏向反射部材FM2を配置している。   The second imaging optical system Gr2 includes a reciprocating optical system portion L2 having a negative refractive power and a concave mirror M1. Then, along the traveling direction of the light from the first imaging optical system Gr1, a substantially plano-concave negative lens L211 having a concave surface directed to the first object side, and a meniscus shape having a concave surface directed to the first object side. An aspherical concave lens L212 and a concave mirror M1 with the concave surface facing the first object side. After the light beam from the first imaging optical system Gr1 is incident on the reciprocating optical system part L2, is reflected by the concave mirror M1, and is incident on the reciprocating optical system part L2 again. The light beam is also bent by being bent 90 degrees to form a second intermediate image IMG2. The deflecting / reflecting member FM1 is disposed between the second and third imaging optical systems, but desirably is disposed between the second intermediate image IMG2 and the reciprocating optical system portion L2 as in the present embodiment. good. The third imaging optical system Gr3 includes a refractive lens group L3A having a positive refractive power and a refractive lens group L3B having a positive refractive power. The refractive lens group L3A having a positive refractive power includes a substantially plano-convex positive lens L311 having a substantially flat surface directed toward the second intermediate image IMG2 along the traveling direction of light from the second imaging optical system Gr2. It consists of a substantially plano-convex positive lens L312 with a substantially flat surface facing the second intermediate image IMG2, and a substantially plano-convex L313 with a substantially flat surface facing the second deflecting / reflecting member FM2. The refractive lens unit L3B having a positive refractive power includes a meniscus positive lens L314 having a concave surface directed toward the second object 102, a biconcave aspheric negative lens L315, and a convex surface opposite to the second object side. Two meniscus positive lenses L316 and L317 facing toward the side, a substantially plano-convex aspherical positive lens L318 whose substantially plane faces toward the second object side 102, and a concave surface opposite to the second object side A negative meniscus lens L319 facing toward the surface, a substantially plano-convex aspherical positive lens L320 facing substantially flat toward the second object side 102, an aperture stop 103, and a convex surface facing away from the second object 102. A substantially plano-convex positive lens L321, meniscus aspherical positive lenses L322 and L323 having a convex surface facing away from the second object 102, and a plano-convex shape having a flat surface facing the second object 102. Positive lens L3 Consisting of 4. Further, the second deflecting / reflecting member FM2 is disposed between the refractive lens groups L3A and L3B in the third imaging optical system Gr3.

また本実施例でも、最終レンズL324と第2の物体102の間は液体にて埋めている、いわゆる液浸光学系の構成をとっている。   Also in this embodiment, a so-called immersion optical system configuration is adopted in which the gap between the final lens L324 and the second object 102 is filled with a liquid.

本実施例は、投影倍率は1/8倍であり、基準波長は193nm、硝材としては石英、蛍石を用いている。また、像側の開口数はNA=1.35、物像間距離(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1753.2mmである。また、像高がおよそ2.06〜10.3mmの範囲にて収差補正されており、少なくとも長さ方向で13mm、幅で5.9mm程度の矩形の露光領域を確保できる。また、開口絞り103は、L320とL321の間に配置されている。   In this embodiment, the projection magnification is 1/8, the reference wavelength is 193 nm, and quartz or fluorite is used as the glass material. The numerical aperture on the image side is NA = 1.35, and the distance between the object images (the first object plane to the second object plane) is L = 1753.2 mm. In addition, aberration correction is performed in the image height range of approximately 2.06 to 10.3 mm, and a rectangular exposure area of at least 13 mm in the length direction and about 5.9 mm in width can be secured. The aperture stop 103 is disposed between L320 and L321.

また、本実施例の横収差図を図16に示す。ここで、Y=2.06と記載した方の図面は、第2の物体における像高が2.06mmの軸外領域からの光の横収差図を示しており、Y=10.3は第2の物体における像高が10.3mmの軸外領域からの光の横収差図を示している。図16は基準波長193.0nm及び±0.2pmの波長について表示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。   Further, FIG. 16 shows a lateral aberration diagram of this example. Here, the drawing described as Y = 2.06 shows a lateral aberration diagram of light from the off-axis region where the image height of the second object is 2.06 mm, and Y = 10.3 is the first figure. The lateral aberration figure of the light from the off-axis area | region whose image height in the object of 2 is 10.3 mm is shown. FIG. 16 shows the reference wavelengths of 193.0 nm and ± 0.2 pm, and it can be seen that monochromaticity and chromatic aberration are corrected well.

以下の〔表5、6〕に上記実施例3の数値実施形態の構成諸元を示し、〔表7、8〕に上記実施例4の数値実施形態の構成諸元を、〔表9、10〕に上記実施例5の数値実施形態の構成諸元を、〔表11、12〕に上記実施例6の数値実施形態の構成諸元をそれぞれの実施例と対応させて示す。なお、表中の記号の説明は(表1、2)と同様なのでここでは省略する。   The following [Tables 5 and 6] show the configuration specifications of the numerical embodiment of Example 3 above, and [Tables 7 and 8] show the configuration specifications of the numerical embodiment of Example 4 above [Tables 9 and 10]. ] Shows the configuration specifications of the numerical embodiment of the fifth embodiment, and [Tables 11 and 12] show the configuration specifications of the numerical embodiment of the sixth embodiment in correspondence with the respective embodiments. The explanation of the symbols in the table is the same as (Tables 1 and 2), and is omitted here.

レンズ硝材SiO2、CaF2と液体であるwater(水、好ましくは純水)は、基準波長λ=193.0nmに対する屈折率を各々1.5609、1.5018、1.437としている。また、基準波長に対する+0.2pm及び−0.2pmの波長の屈折率は、SiO2の場合、各々1.56089968、1.56090031であり、CaF2の場合、各々1.50179980、1.50180019であり、またwaterの場合、各々1.43699576、1.437000424である。   The lens glass materials SiO2, CaF2 and liquid water (water, preferably pure water) have refractive indexes of 1.5609, 1.5018, and 1.437, respectively, with respect to the reference wavelength λ = 193.0 nm. Further, the refractive indexes of the wavelengths of +0.2 pm and −0.2 pm with respect to the reference wavelength are 1.56089968 and 1.56090031, respectively, in the case of SiO2, and 1.50179980, 1.50180019, respectively, in the case of CaF2. In the case of water, they are 1.436699576 and 1.437000424, respectively.

Figure 2005037896
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ここまでの説明した実施例1〜6は矛盾の無い範囲で組合わせて用いても構わない。すなわち前述した通り、条件式は任意に組合わせて用いることは本実施例の範囲内である。尚、各条件式に対応する数値は各々の実施例1〜6を示す表の中に示している通りである。   Examples 1 to 6 described so far may be used in combination within a consistent range. That is, as described above, it is within the scope of the present embodiment to use any combination of conditional expressions. In addition, the numerical value corresponding to each conditional expression is as having shown in the table | surface which shows each Examples 1-6.

実施例7は、上述の実施例1〜6に記載した(反射屈折型)投影光学系を適用した露光装置の例である。   The seventh embodiment is an example of an exposure apparatus to which the (catadioptric) projection optical system described in the first to sixth embodiments is applied.

以下、図17を参照して、本発明の投影光学系230を適用した例示的な露光装置200について説明する。ここで、図17は、本発明の一側面としての露光装置200の例示的一形態を示す概略ブロック断面図であるため、投影光学系230も簡略化して描かれているが、投影光学系230は前述の実施例1〜6に従う投影光学系である。露光装置200は、図17に示すように、回路パターンが形成されたマスク(第1の物体)220を照明する照明装置210と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート(第2の物体、ウエハ)240に投影する投影光学系230と、プレート240を支持するステージ245とを有する。   Hereinafter, an exemplary exposure apparatus 200 to which the projection optical system 230 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. Here, FIG. 17 is a schematic block sectional view showing an exemplary embodiment of the exposure apparatus 200 as one aspect of the present invention, and therefore the projection optical system 230 is also shown in a simplified manner. Is a projection optical system according to the first to sixth embodiments. As shown in FIG. 17, the exposure apparatus 200 illuminates a mask (first object) 220 on which a circuit pattern is formed, and diffracted light generated from the illuminated mask pattern on a plate (second object). , A wafer) 240 and a stage 245 that supports the plate 240.

露光装置200は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク220に形成された回路パターンをプレート240に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる。)を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン(走査)してマスクパターンをウェハに露光すると共に、1ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。   The exposure apparatus 200 is a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern formed on the mask 220 to the plate 240 by, for example, a step-and-scan method or a step-and-repeat method. Such an exposure apparatus is suitable for a lithography process of sub-micron or quarter micron or less, and in the present embodiment, a step-and-scan type exposure apparatus (also referred to as “scanner”) will be described as an example. Here, the “step and scan method” means that the wafer is continuously scanned (scanned) with respect to the mask to expose the mask pattern onto the wafer, and the wafer is stepped after the exposure of one shot is completed. The exposure method moves to the next exposure area. The “step-and-repeat method” is an exposure method in which the wafer is stepped and moved to the exposure area of the next shot for every batch exposure of the wafer.

照明装置210は、転写用の回路パターンが形成されたマスク220を照明し、光源部212と、照明光学系214とを有する。   The illumination device 210 illuminates the mask 220 on which a transfer circuit pattern is formed, and includes a light source unit 212 and an illumination optical system 214.

光源部212は、例えば、光源としては、波長約157nmのFレーザー、波長約193nmのArFエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約248nmのKrFエキシマレーザーやYAGレーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。また、EUV光源等を用いてもよい。例えば、独立に動作する2個の固体レーザー(ガスレーザーでも可能)を使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部212にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部212に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。 For the light source unit 212, for example, an F 2 laser having a wavelength of about 157 nm, an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, or the like can be used as the light source. However, the type of the light source is not limited to the excimer laser. A 248 nm KrF excimer laser or YAG laser may be used, and the number of light sources is not limited. Further, an EUV light source or the like may be used. For example, if two solid-state lasers (which can be gas lasers) that operate independently are used, there is no mutual coherence between the solid-state lasers, and speckle caused by the coherence is considerably reduced. Further, the optical system may be swung linearly or rotationally to reduce speckle. When a laser is used for the light source unit 212, a light beam shaping optical system that shapes a parallel light beam from the laser light source into a desired beam shape and an incoherent optical system that makes a coherent laser beam incoherent are used. Is preferred. The light source usable in the light source unit 212 is not limited to a laser, and one or a plurality of lamps such as a mercury lamp and a xenon lamp can be used.

照明光学系214は、マスク220を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系214は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ(又はレンチキュラーレンズ)板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。   The illumination optical system 214 is an optical system that illuminates the mask 220, and includes a lens, a mirror, an optical integrator, a stop, and the like. For example, a condenser lens, a fly-eye lens, an aperture stop, a condenser lens, a slit, and an imaging optical system are arranged in this order. The illumination optical system 214 can be used regardless of on-axis light or off-axis light. The optical integrator includes an integrator configured by stacking a fly-eye lens and two sets of cylindrical lens array (or lenticular lens) plates, and may be replaced by an optical rod or a diffractive element.

マスク200は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)が形成され、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。マスク220から発せられた回折光は、投影光学系230を通りプレート240上に投影される。マスク220とプレート240は、光学的に共役の関係にある。本実施形態の露光装置200はスキャナーであるため、マスク220とプレート240を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりマスク220のパターンをプレート240上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(「ステッパー」とも呼ばれる。)の場合は、マスク220とプレート240を静止させた状態で露光が行われる。   The mask 200 is made of, for example, quartz, on which a circuit pattern (or image) to be transferred is formed, and is supported and driven by a mask stage (not shown). Diffracted light emitted from the mask 220 passes through the projection optical system 230 and is projected onto the plate 240. The mask 220 and the plate 240 are in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 200 of this embodiment is a scanner, the pattern of the mask 220 is transferred onto the plate 240 by scanning the mask 220 and the plate 240 at a speed ratio of the reduction ratio. In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus (also called “stepper”), exposure is performed with the mask 220 and the plate 240 being stationary.

投影光学系230は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。   The projection optical system 230 includes an optical system including only a plurality of lens elements, an optical system (catadioptric optical system) having a plurality of lens elements and at least one concave mirror, a plurality of lens elements, and at least one kinoform. An optical system having a diffractive optical element such as an all-mirror optical system can be used. When correction of chromatic aberration is required, a plurality of lens elements made of glass materials having different dispersion values (Abbe values) can be used, or the diffractive optical element can be configured to generate dispersion in the opposite direction to the lens element. To do.

プレート240は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありフォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗布による疎水性化)処理であり、HMDS(Hexamethyl−disilazane)などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング(焼成)工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。   The plate 240 is an object to be processed such as a wafer or a liquid crystal substrate, and is coated with a photoresist. The photoresist coating process includes a pretreatment, an adhesion improver coating process, a photoresist coating process, and a prebaking process. Pretreatment includes washing, drying and the like. The adhesion improver coating process is a surface modification process for improving the adhesion between the photoresist and the base (that is, a hydrophobic process by application of a surfactant), and an organic film such as HMDS (Hexmethyl-disilazane) is used. Coat or steam. Pre-baking is a baking (baking) step, but is softer than that after development, and removes the solvent.

ステージ245は、プレート240を支持する。ステージ245は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ245は、リニアモーターを利用してXY方向にプレートを移動することができる。マスク220とプレート240は、例えば、同期走査され、ステージ245と図示しないマスクステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ステージ245は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ及び投影光学系230は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。   The stage 245 supports the plate 240. Since any structure known in the art can be applied to the stage 245, a detailed description of the structure and operation is omitted here. For example, the stage 245 can move the plate in the XY directions using a linear motor. The mask 220 and the plate 240 are synchronously scanned, for example, and the positions of the stage 245 and the mask stage (not shown) are monitored by a laser interferometer, for example, and both are driven at a constant speed ratio. The stage 245 is provided on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example, and the mask stage and the projection optical system 230 are provided with a damper on a base frame placed on the floor or the like, for example. It is provided on a lens barrel surface plate (not shown) that is supported via the cable.

露光において、光源部212から発せられた光束は、照明光学系214によりマスク220を、例えば、ケーラー照明する。マスク220を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系230によりプレート240上に結像される。   In the exposure, the light beam emitted from the light source unit 212 illuminates the mask 220 by, for example, Koehler illumination by the illumination optical system 214. Light that passes through the mask 220 and reflects the mask pattern is imaged on the plate 240 by the projection optical system 230.

次に実施例8として、図18及び図19を参照して、上述の露光装置(上述の実施例1〜6に記載の投影光学系を有する露光装置)を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。   Next, as an eighth embodiment, referring to FIGS. 18 and 19, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus (exposure apparatus having the projection optical system described in the first to sixth embodiments) is used. explain.

図18は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。   FIG. 18 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). In the present embodiment, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), and the like are performed. Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図19は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、上述の露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。   FIG. 19 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the above-described exposure apparatus and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.

本発明の反射屈折投影光学系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catadioptric projection optical system of this invention. 本発明の別の実施形態の反射屈折投影光学系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catadioptric projection optical system of another embodiment of this invention. 本発明の第1実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。1 is an optical path diagram illustrating a catadioptric projection optical system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。It is an optical path diagram which shows the catadioptric projection optical system of the 2nd example of the present invention. 本発明の第1実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the second embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態の反射屈折投影光学系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catadioptric projection optical system of another embodiment of this invention. 本発明の一側面としての投影光学系の例示的一形態を示す概略ブロック断面図である。1 is a schematic block cross-sectional view showing an exemplary embodiment of a projection optical system as one aspect of the present invention. 本発明の第3実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。It is an optical path diagram which shows the catadioptric projection optical system of the 3rd example of the present invention. 本発明の第4実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。It is an optical path diagram which shows the catadioptric projection optical system of 4th Example of this invention. 本発明の第5実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。It is an optical path diagram which shows the catadioptric projection optical system of the 5th example of the present invention. 本発明の第6実施例の反射屈折型投影光学系を示す光路図である。It is an optical path figure which shows the catadioptric projection optical system of 6th Example of this invention. 本発明の第3実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the fifth example of the present invention. 本発明の第6実施例の収差図である。It is an aberration diagram of the sixth embodiment of the present invention. 本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略ブロック断面図である。1 is a schematic block sectional view showing an exemplary embodiment of an exposure apparatus as one aspect of the present invention. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of devices (semiconductor chips, such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). 図18に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。FIG. 19 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 18. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101 第1の物体面
102 第2の物体面
103 開口絞り
Gr1 第1結像光学系
Gr2 第2結像光学系
Gr3 第3結像光学系
IMG1 第1中間像
IMG2 第2中間像
FM1 第1の偏向反射部材
FM2 第2の偏向反射部材
L2 第2結像光学系の往復光学系部分
L 物像間距離(第1の物体と第2の物体のAX1に沿って測った距離)
AX1、AX2、AX3 光軸
101 First object plane 102 Second object plane 103 Aperture stop Gr1 First imaging optical system Gr2 Second imaging optical system Gr3 Third imaging optical system IMG1 First intermediate image IMG2 Second intermediate image FM1 First Deflection and reflection member FM2 Second deflection and reflection member L2 Reciprocating optical system portion of second imaging optical system L Distance between object images (distance measured along AX1 of first object and second object)
AX1, AX2, AX3 Optical axis

Claims (20)

第1の物体側からの光路に沿って、
少なくとも1つのレンズを有し、第1の物体の第1中間像を形成する第1結像光学系と、
少なくとも1つのレンズと少なくとも1つの凹面鏡を有し、前記第1の物体の第2中間像を形成する第2結像光学系と、
少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の像を第2の物体上に形成する第3結像光学系を有し、前記第1の物体の像を前記第2の物体上に結像する投影光学系であって、
少なくとも1つの偏向反射部材を有し、
前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1、前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2としたとき、
0.70<|β1・β2|<3.0
を満足することを特徴とする投影光学系。
Along the optical path from the first object side,
A first imaging optical system having at least one lens and forming a first intermediate image of the first object;
A second imaging optical system having at least one lens and at least one concave mirror and forming a second intermediate image of the first object;
A third imaging optical system having at least one lens and forming an image of the first object on the second object; and forming an image of the first object on the second object. A projection optical system for imaging,
Having at least one deflecting reflecting member;
When the paraxial magnification of the first imaging optical system is β1, and the paraxial magnification of the second imaging optical system is β2,
0.70 <| β1 · β2 | <3.0
Projection optical system characterized by satisfying
第1の物体の中間像を2回形成した後に、前記第1の物体の像を第2の物体上に結像する投影光学系であって、
前記第1の物体側から光路に沿って、
少なくとも1枚のレンズを有する第1結像光学系、
前記第1の物体側から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する第2結像光学系、
少なくとも1枚のレンズと前記第1の偏向反射部材の法線に対して実質的に90度をなす法線を有する第2の偏向反射部材とを有する第3結像光学系より構成され、
前記第1の物体と前記凹面鏡が互いに対向して配置され、
前記第1結像光学系からの光束を前記凹面鏡、前記第1の偏向反射部材の順に反射して前記第3結像光学系へと導き、前記第2の偏向反射部材にて前記第1の偏向反射部材からの光束を偏向して前記第2の物体へと導くことを特徴とする投影光学系。
A projection optical system that forms an image of the first object on a second object after forming an intermediate image of the first object twice;
Along the optical path from the first object side,
A first imaging optical system having at least one lens;
In order from the first object side, a second imaging optical system having a first deflecting / reflecting member, a refractive lens group, and a concave mirror,
A third imaging optical system having at least one lens and a second deflecting / reflecting member having a normal that is substantially 90 degrees with respect to the normal of the first deflecting / reflecting member;
The first object and the concave mirror are arranged opposite to each other;
The light beam from the first imaging optical system is reflected in the order of the concave mirror and the first deflecting / reflecting member and guided to the third imaging optical system, and the first deflecting / reflecting member causes the first deflecting / reflecting member to A projection optical system characterized in that a light beam from a deflecting reflecting member is deflected and guided to the second object.
第1の物体の中間像を2回形成した後に、前記第1の物体の像を第2の物体上に結像する投影光学系であって、
前記第1の物体側から光路に沿って、
少なくとも1枚のレンズを有する第1結像光学系、
前記第1の物体側から順に、第1の偏向反射部材、屈折レンズ群、凹面鏡を有する第2結像光学系、
少なくとも1枚のレンズを有する第3結像光学系より構成し、
第1の物体と前記凹面鏡は対向して配置され、
前記第1結像光学系から前記凹面鏡への光束と、前記第1の偏向反射部材を反射した光束とが交差するように、前記偏向反射部材を前記第2結像光学系の光軸に対して所定の角度をなすように配置したことを特徴とする投影光学系。
A projection optical system that forms an image of the first object on a second object after forming an intermediate image of the first object twice;
Along the optical path from the first object side,
A first imaging optical system having at least one lens;
In order from the first object side, a second imaging optical system having a first deflecting / reflecting member, a refractive lens group, and a concave mirror,
A third imaging optical system having at least one lens;
The first object and the concave mirror are arranged to face each other,
The deflecting / reflecting member is moved with respect to the optical axis of the second image-forming optical system so that the light beam from the first imaging optical system to the concave mirror and the light beam reflected by the first deflecting / reflecting member intersect each other. The projection optical system is arranged so as to form a predetermined angle.
前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1、前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2としたとき、
0.70<|β1・β2|<3.0
を満足することを特徴とする請求項2又は3に記載の投影光学系。
When the paraxial magnification of the first imaging optical system is β1, and the paraxial magnification of the second imaging optical system is β2,
0.70 <| β1 · β2 | <3.0
The projection optical system according to claim 2, wherein the projection optical system satisfies the following.
前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の投影光学系。
0.70<|β1|<2.0
5. The projection optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied when a paraxial magnification of the first imaging optical system is β <b> 1.
0.70 <| β1 | <2.0
前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1又は5記載の投影光学系。
0.70<|β2|<2.0
The projection optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied, where β2 is a paraxial magnification of the second imaging optical system.
0.70 <| β2 | <2.0
第1の物体の像を第2の物体上に投影する投影光学系であって、
前記第1の物体側から順に、少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の第1中間像を形成する第1結像光学系と、少なくとも1つのレンズと少なくとも1つの凹面鏡とを有し、前記第1の物体の第2中間像を形成する第2結像光学系と、少なくとも1つのレンズを有し、前記第1の物体の像を前記第2の物体上に形成する第3結像光学系とを備え、
前記第1結像光学系の近軸倍率をβ1、前記第2結像光学系の近軸倍率をβ2、前記投影光学系の前記第1の物体側の開口数をNAoとしたとき、
3.5<|β1・β2|/NAo<20
を満足することを特徴とする投影光学系。
A projection optical system that projects an image of a first object onto a second object,
In order from the first object side, the image forming apparatus includes at least one lens, a first imaging optical system that forms a first intermediate image of the first object, at least one lens, and at least one concave mirror. And a second imaging optical system that forms a second intermediate image of the first object and at least one lens, and a third object that forms an image of the first object on the second object. An imaging optical system,
When the paraxial magnification of the first imaging optical system is β1, the paraxial magnification of the second imaging optical system is β2, and the numerical aperture on the first object side of the projection optical system is NAo,
3.5 <| β1 · β2 | / NAo <20
Projection optical system characterized by satisfying
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項7記載の投影光学系。
4.0<|β1・β2|/NAo<10
The projection optical system according to claim 7, wherein the following conditional expression is satisfied.
4.0 <| β1 · β2 | / NAo <10
前記投影光学系の前記第2の物体側の開口数をNAとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8いずれかに記載の投影光学系。
1.1<NA<1.6
The projection optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied, where NA is a numerical aperture on the second object side of the projection optical system.
1.1 <NA <1.6
前記第1結像光学系のペッツバール和をP1、前記第2結像光学系のペッツバール和をP2、前記第3結像光学系のペッツバール和P3としたとき、
P1>0、P2<0、P3>0
を満足することを特徴とする請求項1乃至9いずれかに記載の投影光学系。
When the Petzval sum of the first imaging optical system is P1, the Petzval sum of the second imaging optical system is P2, and the Petzval sum P3 of the third imaging optical system,
P1> 0, P2 <0, P3> 0
The projection optical system according to claim 1, wherein:
前記第2結像光学系が有する凹面鏡が1つであり、該1つの凹面鏡の有効径をφM1、前記第1の物体から出射する最軸外主光線が前記凹面鏡に入射する位置の、前記第1結像光学系の光軸からの高さをhM1としたとき、
0≦|hM1/φM1|<0.10
を満足することを特徴とする請求項1乃至10いずれかに記載の投影光学系。
The second imaging optical system has one concave mirror, the effective diameter of the one concave mirror is φM1, and the most off-axis principal ray emitted from the first object is incident on the concave mirror. When the height from the optical axis of one imaging optical system is hM1,
0 ≦ | hM1 / φM1 | <0.10
The projection optical system according to claim 1, wherein:
前記第2結像光学系の凹面鏡からの反射光を反射する第1偏向反射部材と、前記第1偏向反射部材と略90度を成す角度で配置され、前記第1偏向反射部材からの反射光を反射し、前記第2の物体側に導く第2偏向反射部材とを有し、
前記第1結像光学系の光軸と前記第2偏向反射部材と前記第2の物体との間の光学系の光軸との距離をY、前記第2結像光学系における最大有効径をφGr2_max、前記第2偏向反射部材と前記第2の物体との間の光学系における最大有効径をφL3B_maxとするとき、
0.2<(φGr2_max+φL3B_max)/(2Y)<0.9
を満足することを特徴とする請求項1乃至11いずれかに記載の投影光学系。
The first deflecting / reflecting member that reflects the reflected light from the concave mirror of the second imaging optical system, and the reflected light from the first deflecting / reflecting member are disposed at an angle of approximately 90 degrees with the first deflecting / reflecting member. And a second deflecting / reflecting member for guiding the second object to the second object side,
The distance between the optical axis of the first imaging optical system and the optical axis of the optical system between the second deflecting / reflecting member and the second object is Y, and the maximum effective diameter in the second imaging optical system is φGr2_max, when the maximum effective diameter in the optical system between the second deflecting and reflecting member and the second object is φL3B_max,
0.2 <(φGr2_max + φL3B_max) / (2Y) <0.9
The projection optical system according to claim 1, wherein:
前記第2結像光学系の凹面鏡からの反射光を反射する第1偏向反射部材を有し、
前記第1の物体の軸外からの主光線と、前記第1偏向反射部材の反射面の法線とのなす角度をθpとするとき、
20°<θp<45°
を満足することを特徴とする請求項1乃至12いずれかに記載の投影光学系。
A first deflecting / reflecting member that reflects reflected light from the concave mirror of the second imaging optical system;
When the angle between the principal ray from the off-axis of the first object and the normal line of the reflecting surface of the first deflecting reflecting member is θp,
20 ° <θp <45 °
The projection optical system according to claim 1, wherein:
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項13記載の投影光学系。
30°<θp<44°
The projection optical system according to claim 13, wherein the following conditional expression is satisfied.
30 ° <θp <44 °
前記凹面鏡は前記第1の物体と対向して配置されていることを特徴とする請求項1、3乃至14いずれかに記載の投影光学系。   The projection optical system according to claim 1, wherein the concave mirror is disposed to face the first object. 前記第2結像光学系の凹面鏡から前記第2の物体面までの光路中に、前記偏向反射部材が2つ配置されていることを特徴とする請求項1乃至15いずれかに記載の投影光学系。   16. The projection optical system according to claim 1, wherein two deflection reflection members are arranged in an optical path from the concave mirror of the second imaging optical system to the second object plane. system. 前記2つの偏向反射部材それぞれが有する反射面の法線が、お互いの法線に対して実質的に90度の角度をなすことを特徴とする請求項16記載の投影光学系。   17. The projection optical system according to claim 16, wherein the normal line of each of the reflecting surfaces of the two deflecting reflection members forms an angle of substantially 90 degrees with respect to the normal line to each other. 前記偏向反射部材は反射ミラーであることを特徴とする、請求項1乃至17いずれかに記載の投影光学系。   The projection optical system according to claim 1, wherein the deflecting reflecting member is a reflecting mirror. 光源からの光で前記第1の物体を照明する照明光学系と、前記第1の物体からの光を前記第2の物体へ投影する、請求項1乃至18いずれかに記載の投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。   An illumination optical system that illuminates the first object with light from a light source, and a projection optical system according to any one of claims 1 to 18 that projects light from the first object onto the second object. An exposure apparatus comprising: 請求項19に記載の露光装置を用いて前記第2の物体を露光する露光工程と、前記露光された第2の物体を現像する現像工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
20. A device manufacturing method comprising: an exposure step of exposing the second object using the exposure apparatus according to claim 19; and a development step of developing the exposed second object.
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