JP2006049527A - 反射屈折型投影光学系及び当該反射屈折型投影光学系を有する露光装置、デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レチクルとウェハとの距離（物像間距離）を短くし、優れた結像性能を安定的に達成することができる反射屈折型投影光学系を提供する。
【解決手段】 レチクルの中間像を２回形成し、ウエハ上に結像する３回結像系であり、レチクルから順に、入射光及び反射光が通過する往復光学系を形成しない第１の屈折群と、往復光学系を形成する反射屈折群と、往復光学系を形成しない第２の屈折群とを有する。第１の屈折群は、正の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群とを有し、反射屈折群は、往復光学系を形成する第３のレンズ群と、凹面鏡とを有し、第１のレンズ群と第２のレンズ群との間に配置される第１の偏向反射部材と、第２のレンズ群と第３のレンズ群との間又は第２の屈折群と第３のレンズ群との間に配置される第２の偏向反射部材とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、投影光学系に係り、特に、反射鏡を利用して半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を投影露光する反射屈折型の投影光学系に関する。本発明は、例えば、投影光学系の最終面と被処理体の表面を液体で液浸して、かかる液体を介して被処理体を露光する、所謂、液浸型の露光装置に好適である。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。半導体素子（回路パターン）の高集積化（微細化）が進むに従い、投影光学系の仕様や性能に対する要求もますます厳しさを増している。一般に、高い解像力を得るためには、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が有効である。また、最近では、投影光学系の最終ガラス面（即ち、最もウェハ側のレンズ）とウェハとの間を液体で満たす、所謂、液浸光学系により、ＮＡ（開口数）が１以上となる光学系も提案されており、更なる高ＮＡ化が進行している。

露光光の短波長化が進み、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）やＦ_２レーザー（波長約１５７ｎｍ）などの波長領域に達すると、透過率の低下に起因して、使用可能な硝材が石英と蛍石（フッ化カルシウム）に限られてくる。全てレンズ（屈折素子）で構成された光学系では、例えば、露光波長が１９３ｎｍの場合、一般に、石英と蛍石が使用される。しかし、それらの分散の差が大きくないため、特に、液浸光学系のような非常に高いＮＡを有する光学系の場合、色収差の補正が非常に難しくなる。また、高ＮＡ化に伴って硝材が大口径化し、装置の高コスト化の大きな一因となっている。

そこで、光学系にミラー（反射素子）を含めることにより、透過率、色収差及び硝材の大口径化などの問題を回避する提案が種々なされている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。例えば、反射系と屈折系を組み合わせた反射屈折型投影光学系が、特許文献１及び２に開示されている。また、装置の高コスト化を防止するために反射屈折型投影光学系を採用した例が、特許文献３に開示されている。
特開２００２−８３７６６号公報 特開平８−６２５０２号公報 特開２００２−１８２１１２号公報

露光光の短波長化や高ＮＡ化に対応するために反射系を含んだ投影光学系を構成しようとする場合、色収差の補正が可能であり、像面上で十分な大きさの結像領域が得られると共に、更なる高ＮＡ化に適した光学系を採用することが必須であると考えられる。特に、ＮＡが１．１程度より更に大きくなると、光学系の物像間距離（即ち、レチクル乃至ウェハ間距離）や硝材の有効径が非常に大きくなり、光学系の大型化や装置の高コスト化が避けられなくなる。

特許文献１の図１３に示された光学系及び特許文献２の図７及び図９に示された光学系は、中間像を２回形成する３回結像系の反射屈折型光学系であり、第１の物体（レチクル）の第１の中間像を形成する第１の結像光学系、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の結像光学系、第２の中間像を第２の物体（ウェハ）面上に結像する第３の結像光学系から構成される。第２の結像光学系は、凹面鏡を有しているため、往復光学系を形成する。

特許文献１の図１３に示されたＮＡ０．７５の光学系は、第１及び第２の中間像の近傍に平面ミラー（反射ブロック）を配置し、第１の結像光学系の光軸と第３の結像光学系の光軸とを一致させることで、第１の物体と第２の物体とを平行に配置している。しかしながら、このような光学系は、液浸光学系のようなＮＡが１以上、特に、ＮＡが１．１程度以上になると、非常に大型化してしまう。それは、第１の物体から平面ミラー付近までの第１の結像光学系と、平面ミラー付近から第２の物体までの第３の結像光学系とが一直線の光軸上に配置されてしまうために、第１の結像光学系の物像間距離と第３の結像光学系の物像間距離との和が光学系全体の物像間距離（レチクル乃至ウェハ間距離）となってしまうからである。高ＮＡ化に伴う光学系の大型化を防止しようとすると、各レンズの屈折力を強くする必要があるため、収差補正が困難となってしまう。また、第１の結像光学系で縮小倍率を大きくしているために、第１の物体での物体側ＮＡに対して第１の中間像ではその縮小倍率分だけ第１の中間像のＮＡを大きくすることになる。その結果、平面ミラーへの入射角度範囲及び最大入射角が大きくなってしまい、液浸化などによる更なる高ＮＡ化に対して深刻な問題となる。換言すれば、１を越えるような高ＮＡ化によって平面ミラーへの入射角度範囲及び最大入射角度が非常に大きくなり、平面ミラーの特性が悪化する影響等により結像性能の劣化が避けられなくなる。なお、第２の中間像付近にも平面ミラーを配置しているために、第２の中間像についても同様である。

また、特許文献２の図７及び図９に示されたＮＡ０．４５乃至０．５の光学系は、同様に、３回結像系、即ち、中間像を２回形成する反射屈折型投影光学系である。かかる光学系は、第１の物体（レチクル）と第２の物体（ウェハ）とが平行の位置関係にない。第１の物体と第２の物体とが、特に重力に対して垂直、且つ、平行に配置されることで、スキャン露光における結像性能を高めると共に安定した性能を維持することが可能となる。従って、第１の物体と第２の物体とが平行の位置関係にないことは、液浸化などによって高ＮＡ化された光学系を有する露光装置を開発する上で好ましくない。かかる光学系の場合、第１の物体と第２の物体と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、特許文献１の記載にあるように、第１の中間像の近傍に平面ミラーを配置すれば、特許文献１の図１３に示された光学系と同様な配置となる。また、第１の結像光学系或いは第２の結像光学系の近軸倍率は縮小倍率となっており、全系の近軸倍率に対して分担されている。このようなパワー配置を構成すると、更なる高ＮＡ化、特に液浸化によりＮＡが１を越える場合に、第２の中間像の近傍に配置された平面ミラーへの入射角度範囲や最大入射角が大きくなると共に、第１の中間像近傍の光束の光束分離も困難となる。また、往復光学系は、凹面鏡と負レンズのみで構成されているために、第２の中間像近傍の平面ミラーに入射する主光線の入射角は４５度より必然的にかなり大きくなり、平面ミラーへ入射する光束に対する最大入射角度が非常に大きくなってしまう。

また、特許文献１の図１３に示された光学系及び特許文献２の図７及び図９に示された光学系は、第１の結像光学系の近軸倍率β１の絶対値が小さいので、第１の結像光学系の瞳位置が第１の物体よりも第１の中間像の方により近くなってしまう。従って、第１の結像光学系に平面ミラーを配置しようとすると、第１の物体から平面ミラーまでの距離が大きくなってしまうため、第１の物体と第２の物体との距離が大きくなる。その結果、第１の物体乃至第２の物体までの距離である物像間距離が大きくなってしまうという問題がある。

一方、特許文献３に示された光学系は、ビームスプリッターを使用し、ｉ線を光源とする３回結像系の反射屈折光学系であって、第１の結像光学系及び第３の結像光学系の共通の光軸上の瞳位置に、共通した１つのビームスプリッターを配置した構成となっている。しかし、液浸化による高ＮＡ化やＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ_２レーザーなどの更なる短波長化に伴って要求される光学性能を達成するビームスプリッターを製造することは、非常に困難であると共に、コストアップにつながってしまう。また、例えば、ＮＡが１．１以上の光学系では、最終結像光学系の瞳近傍の硝材の有効径が非常に大きくなり、ビームスプリッターが大型化すると共に、光学系中にそのようなスペースを確保することが難しくなる。更に、ビームスプリッターを構成する硝材の厚みが非常に厚くなるため、露光収差による結像性能の劣化も懸念される。また、上記文献のようなビームスプリッターを用いた光学系において、第１の物体（レチクル）と第２の物体（ウェハ）とを平行に配置することは、非常に難しい。

そこで、本発明は、第１の物体（レチクル）と第２の物体（ウェハ）との距離（物像間距離）を短くし、優れた結像性能を安定的に達成することができる反射屈折型投影光学系、当該反射屈折型投影光学系を有する露光装置、デバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての反射屈折型投影光学系は、第１の物体の中間像を２回形成し、第２の物体上に結像する３回結像系であり、前記第１の物体側から順に、入射光及び反射光が通過する往復光学系を形成しない第１の屈折群と、前記往復光学系を形成する反射屈折群と、往復光学系を形成しない第２の屈折群とを有する反射屈折型投影光学系であって、前記第１の屈折群は、正の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群とを有し、前記反射屈折群は、前記往復光学系を形成する第３のレンズ群と、凹面鏡とを有し、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間に配置される第１の偏向反射部材と、前記第２のレンズ群と前記第３のレンズ群との間又は前記第２の屈折群と前記第３のレンズ群との間に配置される第２の偏向反射部材とを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての反射屈折型投影光学系は、第１の物体の像を第２の物体上に結像し、前記第１の物体側から光路に沿って、少なくとも一のレンズを有し、前記第１の物体の第１の中間像を形成する第１の結像光学系と、少なくとも一のレンズ及び一の凹面鏡を有し、前記第１の物体の第２の中間像を形成する第２の結像光学系と、少なくとも一のレンズを有し、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の結像光学系とを有する反射屈折型投影光学系であって、前記第１の結像光学系は、第１の屈折群を有し、前記第１の屈折群は、少なくなくとも、前記第１の物体側から光路に沿って、入射光及び反射光が通過する往復光学系を形成しない第１のレンズ群と、第１の偏向反射部材と、前記往復光学系を形成しない第２のレンズとを有し、前記第１のレンズ群からの光束を前記第１の偏向反射部材で反射させて前記第２のレンズ群に導光し、前記第１の偏向反射部材に入射する主光線の入射角θｐが、１５°＜θｐ＜４５°を満足することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の反射屈折型投影光学系と、前記第１の物体面上にレチクルのパターンを位置付けるべく当該レチクルを保持するレチクルステージと、前記第２の物体面上に感光層を位置付けるべく被処理体を保持するウェハステージと、前記レチクルを照明した状態で前記レチクルステージ及び前記ウェハステージを同期して走査する手段とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源からの光でパターンを照明する照明光学系と、前記パターンからの光を被処理体上に投影する上述の反射屈折型投影光学系とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の他の目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、第１の物体（レチクル）と第２の物体（ウェハ）との距離（物像間距離）を短くし、優れた結像性能を安定的に達成することができる反射屈折型投影光学系、当該反射屈折型投影光学系を有する露光装置、デバイス製造方法を提供することができる。

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。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の反射屈折型投影光学系１００の構成を示す概略断面図である。

図１を参照するに、１０１は第１の物体（レチクル）、１０２は第２の物体（ウェハ）、ＡＸ１乃至ＡＸ３は光学系の光軸である。反射屈折型投影光学系１００は、中間像（実像）を２回形成する３回結像系である。第１の物体１０１側から順に、第１の結像光学系、第２の結像光学系、第３の結像光学系にて構成される。

第１の結像光学系は、第１の物体１０１の実像（第１の中間像ＩＭＧ１）を形成し、第１の中間像ＩＭＧ１からの光束は、凹面鏡Ｍ１を含む第２の結像光学系により、実像である第２の中間像ＩＭＧ２を形成する。そして、第３の結像光学系により、第２の中間像ＩＭＧ２を第２の物体１０２上に実像として結像する。なお、本実施形態では、反射屈折型投影光学系１００は、第２の物体１０２と最終レンズ面（即ち、最も第２の物体１０２側のレンズ面）との間が液体ＷＴで満たされた液浸光学系を構成している。

反射屈折型投影光学系１００は、第１の物体１０１側から順に、少なくとも一のレンズを有する往復光学系を形成しないレンズ群（第１の屈折群）Ｌ１、少なくとも一のレンズを有する往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２、少なくとも一のレンズを有する往復光学系を形成しないレンズ群（第２の屈折群）Ｌ３から構成されている。

レンズ群Ｌ１は、少なくとも一のレンズを有する正の屈折力のレンズ群（第１のレンズ群）Ｌ１１、少なくとも一のレンズを有する正の屈折力のレンズ群（第２のレンズ群）Ｌ１２にて構成され、反射屈折群Ｌ２は往復光学系を形成するレンズ群（第３のレンズ群）ＤＢ、凹面鏡Ｍにて構成されている。

反射屈折型投影光学系１００は、２つの偏向反射部材（第１の偏向反射部材及び第２の偏向反射部材）ＦＭ１及びＦＭ２を有し、一方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、他方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ３と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢとの間に配置されている。

レンズ群Ｌ１中に配置された第１の偏向反射部材ＦＭ１は、図１に示すように、光軸ＡＸ１を折り曲げると共に、第１の物体１０１からの光束を偏向する。また、第２の偏向反射部材ＦＭ２は、凹面鏡Ｍで反射された光束を偏向すると共に、光軸ＡＸ２を光軸ＡＸ３に偏向する。

第１の物体１０１と第２の物体１０２とは平行に配置されている。また、凹面鏡Ｍの光軸ＡＸ２は、第１の物体１０１の法線と第２の物体１０２の法線の各々と直交して配置されている。但し、凹面鏡Ｍは、第１の物体１０１及び第２の物体１０２に必ずしも直交する必要はない。即ち、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ３とが平行であれば、第１の物体１０１と第２の物体１０２は平行に配置されることになるため、光軸ＡＸ２は、必ずしも光軸ＡＸ１及び光軸ＡＸ３と直交する必要はない。換言すれば、第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２の各々の法線が、実質的に９０°をなすように配置すればよい。なお、必ずしも第１の物体１０１と第２の物体１０２とが平行でなければならないわけではないが、露光装置を構成することを考慮すると、平行であることが好ましい。

また、第１の結像光学系の瞳と第３の結像光学系の瞳は、各々レンズ群Ｌ１中、レンズ群Ｌ３中に存在しており、その光軸上の位置は異なっている。

このように、反射屈折型投影光学系１００は、３回結像系を採用し、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に第１の偏向反射部材ＦＭ１を配置し、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２とレンズ群Ｌ３との間に第２の偏向反射部材ＦＭ２を配置することで、高ＮＡ対応の３回結像系としては、物像間距離及び有効径が小さく、瞳の中心部の遮光がない、軸外光束を結像する投影光学系を達成することができる。

往復光学系を形成するレンズ群ＤＢは、正の屈折力を有するレンズ群（第４のレンズ群）ＤＢ１と、負の屈折力を有するレンズ群（第５のレンズ群）ＤＢ２とを有し、凹面鏡Ｍから近い順に、レンズ群ＤＢ２、レンズ群ＤＢ１の順に配置されるのが好ましい。凹面鏡Ｍの直前に負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２を配置することで、凹面鏡Ｍの屈折力を強めることができると共に、レンズ群ＤＢ２と凹面鏡Ｍとで負のペッツバール和を大きく発生させ、その他のレンズ群で発生する正のペッツバール和を効果的にキャンセルさせる（打ち消す）ことが可能となる。

正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１は、第２の偏向反射部材ＦＭ２に入射する光束の最大入射角度を抑えることを可能とすると共に、第２の偏向反射部材ＦＭ２と第２の物体１０２との距離を短縮することを可能とするために、第１の物体１０１と第２の物体１０２との距離（物像間距離）を短縮することができる。なお、正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１は、少なくとも一の正の屈折力を有するレンズから構成される。また、負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２は、少なくとも一の負の屈折力を有するレンズから構成される。

反射屈折群Ｌ２は、少なくとも一の非球面を有するレンズを有するのが好ましい。なお、非球面を有するレンズを用いない場合には、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢを複数枚のレンズを用いて構成し、屈折力を分担するのがよい。勿論、非球面を有するレンズを用いた場合でも、複数枚のレンズを用いてレンズ群ＤＢを構成することにより、往復光学系を形成する部分における収差発生をより抑えたり、その他のレンズ群で発生した収差を効果的に補正したりすることが可能となる。また、凹面鏡Ｍは非球面で構成しても構わない。

本発明の反射屈折型投影光学系１００は、第１の結像光学系が少なくともレンズ群Ｌ１１と、レンズ群Ｌ１２とを有し、第２の結像光学系が少なくとも負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２と、凹面鏡とを有し、第３の結像光学系が少なくともレンズ群Ｌ３を有している。

なお、本発明の反射屈折型投影光学系１００は、図１に示した構成に限らず、例えば、図２乃至図８に示すような構成であってもよい。図２乃至図８は、本発明の反射屈折型投影光学系１００Ａ乃至１００Ｆの構成を示す概略断面図である。図２乃至図５は、中間像が形成される位置の違いを示している。

図２に示す反射屈折型投影光学系１００Ａは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、第２の偏向反射部材ＦＭ２とレンズ群Ｌ３との間に第２の中間像ＩＭＧ２が形成される点が異なる。なお、第２の中間像ＩＭＧ２が第２の偏向反射部材ＦＭ２の近傍に形成される場合には、往復光学系を構成しない正の屈折力を有するレンズ群Ｌ３と第２の偏向反射部材ＦＭ２との間、或いは、往復光学系を構成する正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１と偏向反射部材ＦＭ２との間に第２の中間像ＩＭＧが存在するのが好ましい。第２の偏向反射部材ＦＭ２上に中間像が存在すると、第２の偏向反射部材ＦＭ２の傷及び塵の影響や加工誤差等の影響が結像性能の劣化に強く影響してしまうからである。但し、かかる問題が解決されれば、第２の中間像ＩＭＧ２は、第２の偏向反射部材ＦＭ２上に形成されても構わない。

図３に示す反射屈折型投影光学系１００Ｂは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、反射屈折群Ｌ２を構成するレンズ群ＤＢ１とレンズ群ＤＢ２との間に第１の中間像ＩＭＧ１が形成される点が異なる。図４に示す反射屈折型投影光学系１００Ｃは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、反射屈折群Ｌ２を構成するレンズ群ＤＢ１とレンズ群ＤＢ２との間に第２の中間像ＩＭＧ２が形成される点が異なる。図５に示す反射屈折型投影光学系１００Ｄは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、反射屈折群Ｌ２を構成するレンズ群ＤＢ１とレンズ群ＤＢ２との間に第１の中間像ＩＭＧ１及び第２の中間像ＩＭＧ２が形成される点が異なる。

図６に示す反射屈折型投影光学系１００Ｅは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、レンズ群Ｌ１２から凹面鏡Ｍへ向かう光束と、第２の偏向反射部材ＦＭ２で反射されレンズ群Ｌ３へ入射する光束とが交差するように配置された点が異なる。

なお、第１の中間像ＩＭＧ１及び第２の中間像ＩＭＧ２が形成される位置は、図１乃至図６に示す位置に限定されるものではなく、例えば、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１の中に形成しても構わない。第１の中間像ＩＭＧ１は、レンズ群Ｌ１２と凹面鏡Ｍとの間に形成されることが好ましく、レンズ群Ｌ１２と負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２との間に形成されることがより好ましい。一方、第２の中間像ＩＭＧ２は、凹面鏡Ｍとレンズ群Ｌ３との間に形成されることが好ましく、レンズ群Ｌ３と負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２との間に形成されることがより好ましい。

図７及び図８に示す反射屈折型投影光学系１００Ｆ及び１００Ｇは、図１に示す反射屈折型投影光学系１００と比較して、第１の偏向反射部材ＦＭ１と第２の偏向反射部材ＦＭ２とが、レンズ群Ｌ１２を挟んで配置されている点で異なる。反射屈折型投影光学系１００Ｆ及び１００Ｇにおいて、凹面鏡Ｍは、第２の物体１０２と対向して配置されている。

図７を参照するに、反射屈折型投影光学系１００Ｆでは、レンズ群Ｌ１２から第２の偏向反射部材ＦＭ２への光束と、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１からレンズ群Ｌ３への光束とが交差するように配置されている。図８を参照するに、反射屈折型投影光学系１００Ｇでは、第２の偏向反射部材ＦＭ２から往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１への光束と、レンズ群ＤＢ１からレンズ群Ｌ３への光束が交差しないような配置になっている。

反射屈折型投影光学系１００Ｆ及び１００Ｇの場合、第２の偏向反射部材ＦＭ２は、レンズ群Ｌ１２と凹面鏡Ｍとの間、詳細には、レンズ群Ｌ１２と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢとの間に配置されている。反射屈折型投影光学系１００Ｆ及び１００Ｇにおいても、第１の中間像ＩＭＧ１は、レンズ群Ｌ１２と凹面鏡Ｍとの間に形成されることが好ましく、レンズ群Ｌ１２と負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２との間に形成されることがより好ましい。一方、第２の中間像ＩＭＧ２は、凹面鏡Ｍとレンズ群Ｌ３との間に形成されることが好ましく、レンズ群Ｌ３と負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２との間に形成されることがより好ましい。

このように、反射屈折型投影光学系１００Ａ乃至１００Ｇは、３回結像系を採用し、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に第１の偏向反射部材ＦＭ１を配置し、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２とレンズ群Ｌ３との間、或いは、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１が有するレンズ群Ｌ１２と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢとの間に第２の偏向反射部材ＦＭ２を配置することで、高ＮＡ対応の３回結像系としては、物像間距離及び有効径が小さく、瞳の中心部の遮光がない、軸外光束を結像する投影光学系を達成することができる。

特に、図１乃至図５及び図７に示す反射屈折型投影光学系１００乃至１００Ｄ及び１００Ｆの配置のような場合、往復光学系を構成しない正の屈折力を有するレンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置された第１の偏向反射部材ＦＭ１に入射する主光線の入射角θｐは、以下の数式１に示される条件式を満足することが好ましい。

数式１において、θpは、最低物体高から最大物体高までの物体高の主光線と、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。

数式１に示される条件式の下限値を外れると、周辺のレンズの屈折力が過度に強くなってしまうために結像性能が劣化したり、周辺のレンズが大きくなってしまうために偏向反射部材の周辺のスペースを確保することが困難になったりする。数式１に示される条件式の上限値を越えると、第１の偏向反射部材ＦＭ１に入射する光線の角度がより大きくなってしまうために、第１の偏向反射部材ＦＭ１の膜特性を良好にするための設計難易度が上がってしまう。かかる設計難易度を効果的に下げるためには、数式１に示される条件式の上限値を越えないように、光学系を設計することが好ましい。

入射角θｐは、以下の数式２に示される条件式を満足することが更に好ましい。

また、以下の数式３及び数式４に示される条件式を満足するとよい。

数式３に示される条件式は、光学系全体の近軸倍率βとレンズ群Ｌ１の近軸倍率βＬ１との比を規定している。数式３に示される条件式の下限値を外れると、第１の結像光学系の瞳の位置が、光軸に沿って、第１の物体側１０１から遠ざかる方向（第２の結像光学系中の凹面鏡Ｍの方向）に移動してしまうために、光軸ＡＸ２と第１の物体１０１との距離が大きくなってしまう。また、第１の偏向反射部材ＦＭ１から凹面鏡Ｍに向かう光束と、凹面鏡Ｍから第２の偏向反射部材ＦＭ２に向かう光束との光束よけが困難となってしまう。更に、第２の偏向反射部材ＦＭ２に入射する光束の広がり（ＮＡ）が大きくなってしまうため、第２の偏向反射部材ＦＭ２の膜特性を劣化させてしまう。

一方、数式３に示される条件式の上限値を越えると、第１の中間像ＩＭＧ１が大きくなりすぎてしまい、第１の中間像ＩＭＧ１の近傍のレンズの有効径が大きくなってしまうと共に、他の結像光学系での縮小倍率の負担が大きくなってしまうので好ましくない。

数式４に示される条件式は、レンズ群Ｌ３の近軸倍率βＬ３と全系の開口数ＮＡとの比を規定したものである。数式４に示される条件式の下限値を外れると、レンズ群Ｌ３の倍率が光学系のＮＡに対して縮小系になりすぎてしまうため、収差補正が困難になると共に、第２の偏向反射部材ＦＭ２と第２の物体１０２との距離が大きくなってしまうために好ましくない。

一方、数式４に示される条件式の上限値を越えると、第２の偏向反射部材ＦＭ２に入射する光束の広がり（ＮＡ）が大きくなってしまうため、第２の偏向反射部材ＦＭ２の膜特性を劣化させてしまう。

光学系全体の近軸倍率βとレンズ群Ｌ１の近軸倍率βＬ１との比及びレンズ群Ｌ３の近軸倍率βＬ３と全系の開口数ＮＡとの比は、以下の数式５及び数式６に示される条件式を満足することが更に好ましい。

数式５及び数式６に示される条件式を満足することにより、レンズ群Ｌ１及びレンズ群Ｌ３の倍率負担をより適正にすることができると共に、第２の偏向反射部材ＦＭ２の膜特性を劣化させることなく、より有効径の小さな、且つ、結像性能に優れた光学系を達成することが容易となる。

また、本発明の反射屈折型投影光学系１００は、像側の開口数をＮＡとするとき、以下の数式７に示される条件式を満足するとよい。

数式７に示される条件式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。一方、数式７に示される条件式の上限値を越えると、液浸光学系の有効径が大きくなりすぎてしまうため、レンズを製造することが困難となる。

なお、反射屈折型投影光学系１００の像側の開口数ＮＡは、以下の数式８に示される条件式を満足することが更に好ましい。

また、例えば、図１乃至図５に示す反射屈折型光学系１００乃至１００Ｄの配置のように、往復光学系を形成する正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１と往復光学系を構成しない正の屈折力を有するレンズ群Ｌ３との間に配置された第２の偏向反射部材ＦＭ２に入射する最軸外主光線の入射角θｐ２は、以下の数式９に示される条件式を満足することが好ましい。

数式９において、θｐ２は、最低物体高から最大物体高までの物体高の主光線と、第２の偏向反射部材ＦＭ２の反射面の法線とのなす角度である。

数式９に示される条件式の下限値を外れると、周辺のレンズの屈折力が過度に強くなってしまうために結像性能が劣化したり、周辺のレンズが大きくなってしまうために偏向反射部材の周辺のスペースを確保することが困難になったりする。数式９に示される条件式の上限値を越えると、第２の偏向反射部材ＦＭ２に入射する光線の角度がより大きくなってしまうために、第２の偏向反射部材ＦＭ２の膜特性を良好にするための設計難易度が上がってしまう。かかる設計難易度を効果的に下げるためには、数式９に示される条件式の上限値を越えないように、光学系を設計することが好ましい。なお、第２の偏向反射部材ＦＭ２の膜の設計難易度が高くなってもよい場合には、必ずしも数式９に示される条件式の上限値で制約されるわけではない。

入射角θｐ２は、以下の数式１０に示される条件式を満足することが更に好ましい。

また、反射屈折型投影光学系１００は、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１及び往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３によって生じる正のペッツバール和を、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２によって生じる負のペッツバール和で十分に補正することができる。このとき、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１のペッツバール和をＰ１、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２のペッツバール和をＰ２、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３のペッツバール和をＰ３とすると、それぞれ以下の数式１１及び数式１２に示される条件式を満足することで、像面湾曲の小さい結像光学系を達成することが可能となる。

数式１１に示される条件式を外れる場合、例えば、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２のペッツバール和がゼロ、或いは、正の値であると、全てがレンズのみで構成される光学系と比較して、本発明の反射屈折投影光学系（３回結像系）１００において、凹面鏡Ｍを用いることでペッツバール和を良好に補正し、有効径の大型化を防止することができるという効果が失われてしまう。

また、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１及び／又はレンズ群Ｌ３のペッツバール和がゼロ、或いは、負の値であると、レンズ群Ｌ１及びレンズ群Ｌ３をレンズのみで構成するのが困難となる。なお、レンズ群Ｌ１及びレンズ群Ｌ３をレンズのみで構成できたとしても、レンズ群中に強い負レンズが多数必要となり、光学系を構成するレンズ枚数が多くなり過ぎてしまうため、露光収差の問題が深刻となったり、コストが高くなってしまったりする。

また、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１及び／又はレンズ群Ｌ３のペッツバール和がゼロ、或いは、負の値となるようにするために、凹面鏡Ｍをレンズ群Ｌ１、或いは、レンズ群Ｌ３に配置すると、前者は凹面鏡Ｍからの反射光束が第１の物体１０１の近傍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近傍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。一方、後者は最終結像光学系中に凹面鏡Ｍを用いることになり、高ＮＡな光学系を達成しようとすると、光束分離が困難となってしまう。

数式１２に示される条件式を外れると、像面湾曲が大きくなってしまうため、結像性能の劣化が著しくなる。但し、スリット形状が輪帯形状などのときには、数式１１及び数式１２に示される条件式を必ずしも満足しなくてもよい。像面が湾曲していても使用している像高の一部分における結像性能がよければ構わないからである。またスリット形状が矩形形状であっても、像高のごく一部を使用する場合には同様に、数式１１及び数式１２に示される条件式を満足しなくてもよい。

凹面鏡Ｍの有効径をφＭ、凹面鏡Ｍの光軸ＡＸ２からの最軸外主光線の高さをｈＭとしたとき、以下の数式１３で示される条件式を満足することが好ましい。

このように、凹面鏡Ｍを瞳の近傍に配置することで、補正が困難な非点収差等の発生を抑えることが可能となる。

また、第１の物体１０１から第２の物体１０２へ光線が進む経路に沿った全光軸長をＤＯＡＸ、第１の物体１０１と第２の物体１０２との物像間距離（第１の物体１０１と第２の物体１０２とが平行の配置となっている場合の両者の距離）をＤＲＷとしたとき、以下の数式１４で示される条件式を満足することが好ましい。

数式１４に示される条件式の下限値を外れると、光線が進む経路に沿った全光軸長ＤＯＡＸに対して物像間距離ＤＲＷが短くなりすぎてしまうため、各レンズ群の屈折力が強くなり、収差の補正が困難となってしまう。更に、レンズ群Ｌ３と光軸ＡＸ２とが近づきすぎてしまい、メカ構成が困難となってしまう。

一方、数式１４に示される条件式の上限値を越えると、光線が進む経路に沿った全光軸長ＤＯＡＸに対して物像間距離ＤＲＷが長くなりすぎてしまい、特に、液浸光学系のように非常に高ＮＡな光学系である場合に光学系が著しく大型化してしまうために好ましくない。

ここで、全光軸長ＤＯＡＸは、例えば、反射屈折型投影光学系１００の場合には、ＤＯＡＸ＝（第１の物体１０１乃至第１の偏向反射部材ＦＭ１までの距離）＋（第１の偏向反射部材ＦＭ１乃至凹面鏡Ｍまでの距離）＋（凹面鏡Ｍ乃至第２の偏向反射部材ＦＭ２までの距離）＋（第２の偏向反射部材ＦＭ２乃至第２の物体１０２までの距離）で表され、物体間距離ＤＲＷは、ＤＲＷ＝（第１の物体１０１乃至第１の偏向反射部材ＦＭ１までの距離）＋（第２の偏向反射部材ＦＭ２乃至第２の物体１０２までの距離）で表される。全光軸長ＤＯＡＸと物体間距離ＤＲＷとの比は、以下の数式１５で示される条件式を満足すると更に好ましい。

数式１５に示される条件式を満足することで、高ＮＡ化した光学系に対して物像間距離が短く、より優れた光学性能の光学系を達成することが可能となる。

第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２は、例えば、偏向反射ミラーで構成される。かかる偏向反射ミラーの形状は、平面板形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。また、第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２は、硝子の裏面反射を利用した反射ミラー等であってもよい。

図示しない開口絞りは、レンズ群Ｌ３中に配置することが好ましい。但し、レンズ群Ｌ１中又はレンズ群Ｌ２中の凹面鏡Ｍの近傍に配置しても構わない。また、複数の開口絞りを配置してもよい。

反射屈折型投影光学系１００は、第２の物体１０２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することが好ましい。また物体側でもテレセントリックに構成できれば、より好ましい。

反射屈折型投影光学系１００は、収差を補正する補正機構を有することができる。補正機構は、例えば、レンズ群Ｌ１中において、レンズを光軸方向及び／又は光軸に対して垂直方向やその他の方向に移動させたり、レンズを偏芯させたりする機能を有する。また、反射屈折群Ｌ２やレンズ群Ｌ３にも同様な補正機構を構成してもよい。更には、凹面鏡Ｍを変形させる機構を設けて収差を補正してもよい。

反射屈折型投影光学系１００は、本実施形態では、第２の物体１０２面と光学系の最終レンズ面との間を液体ＷＴで満たす、所謂、液浸の構成であるが、液浸の構成ではなく、第２の物体１０２面と光学系の最終レンズ面との間は、気体であってもよい。第２の物体１０２面と光学系の最終レンズ面との間が気体である場合には、像側の開口数ＮＡは１より小さくなる。

反射屈折型投影光学系１００は、第１の中間像ＩＭＧ１や第２の中間像ＩＭＧ２の近傍に視野絞りを配置しても構わない。また、第２の物体面１０２の近傍に視野絞りを配置しても構わない。反射屈折型投影光学系１００の第２の物体面１０２を液浸の構成にした場合や、反射屈折型投影光学系１００を構成する光学素子として回折光学素子を用いた場合には、光学系の最終レンズ面に視野を制限する絞りを配置したり、その近傍に視野絞りを配置したりするとゴーストやフレアの防止に、より効果的である。

なお、本実施形態の反射屈折型投影光学系のように、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、液体ＷＴの特性等が結像性能に与える影響を最小限に抑える必要性から、光学系の最終レンズ面と第２の物体１０２との間（光軸上の間隔）は、５ｍｍ以下程度であることが好ましい。但し、液体ＷＴが、光学系の特性に影響を与えないのであればその限りではない。

本発明の反射屈折型投影光学系１００は、短波長の光、好ましくは、２００ｎｍ以下の波長を有する光を露光光として用いる露光装置に好適であり、特に、液浸化が望まれているＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ_２レーザー等の波長に用いると効果的である。また、反射屈折型投影光学系１００の全系の近軸倍率は、縮小系であることが好ましい。特に、反射屈折型投影光学系１００の全系の倍率βが、１／１０≦｜β｜≦１／３程度の範囲で用いるとよい。

以下、本発明の反射屈折型投影光学系１００の具体的なレンズ構成について説明する。

図９は、実施例１の反射屈折型投影光学系１００の具体的なレンズ構成を示す光路図である。図９を参照するに、反射屈折型投影光学系１００は、第１の物体１０１側から順に、往復光学系を形成しないレンズ群（第１の屈折群）Ｌ１と、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２と、往復光学系を形成しないレンズ群（第２の屈折群）Ｌ３とを有する。

レンズ群Ｌ１は、正の屈折力のレンズ群（第１のレンズ群）Ｌ１１と、正の屈折力のレンズ群（第２のレンズ群）Ｌ１２から構成される。反射屈折群Ｌ２は、往復光学系を形成するレンズ群（第３のレンズ群）ＤＢと、凹面鏡Ｍから構成される。また、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢは、正の屈折力のレンズ群（第４のレンズ群）ＤＢ１と、負の屈折力のレンズ群（第５のレンズ群）ＤＢ２から構成される。

反射屈折型投影光学系１００は、２つの偏向反射部材（第１の偏向反射部材及び第２の偏向反射部材）ＦＭ１及びＦＭ２を有し、一方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、他方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ３と凹面鏡Ｍとの間に配置されている。

第１の偏向反射部材ＦＭ１は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ１を９０°折り曲げて光軸ＡＸ２とする。これにより、光束も曲げられる。第１の物体１０１の軸外の物点を発した光束は、若干収束しながら第１の偏向反射部材ＦＭ１に入射し、第１の偏向反射部材ＦＭ１で反射される。

第２の偏向反射部材ＦＭ２は、レンズ群Ｌ３とレンズ群ＤＢ１の間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ２を９０°折り曲げて光軸ＡＸ３とする。これにより、光束も曲げられる。

第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２は、本実施形態では、平面反射ミラーを用いている。軸外光束の実像である第１の中間像は、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１２と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１との間に存在している。また、実像である第２の中間像は、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１と往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３との間に存在し、詳細には、第２の偏向反射部材ＦＭ２と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１との間に存在する。

第１の結像光学系の瞳は、後述する非球面正レンズＬ１１６と第１の偏向反射部材ＦＭ１との間の近傍に存在し、また、第３の結像光学系の瞳は、開口絞り１０３の近傍に存在する。即ち、第１の結像光学系の瞳と第３の結像光学系の瞳は、同一ではない。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１１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１０１側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ１１１と、第１の物体１０１側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１１２と、第１の物体１０１側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズＬ１１３と、両凹形状の負レンズＬ１１４と、両凸形状の正レンズＬ１１５と、第１の物体１０１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ１１６から構成される。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ１２１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に略平面を向けた平凸形状の非球面正レンズＬ１２２と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に略平面を向けた平凸形状の正レンズＬ１２３と、凹面鏡Ｍ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２４から構成される。

往復光学系を形成し、正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、両凸形状の正レンズＤＢ１１１と、凹面鏡Ｍに凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＤＢ１１２から構成される。

往復光学系を形成し、負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、両凹形状の負レンズＤＢ２１１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＤＢ２１２と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＤＢ２１３から構成される。

往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３は、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズＬ３１１と、第２の物体１０２側に凹面を向けた２枚のメニスカス形状の非球面負レンズＬ３１２及びＬ３１３と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ３１４と、両凸形状の正レンズＬ３１５と、第２の物体１０２側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１６と、両凸形状の正レンズＬ３１７及びＬ３１８と、第２の物体１０２側に凹面を向けた２枚のメニスカス形状の非球面正レンズＬ３１９及びＬ３２０と、第２の物体１０２側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２１と、第２の物体側１０２側に平面を向けた平凸形状の正レンズＬ３２２から構成される。

開口絞り１０３は、本実施形態では、正レンズＬ３１７と正レンズＬ３１８との間に配置されている。なお、図９に示すように、第１の物体１０１上のある１点から第１の偏向反射部材ＦＭ１へ入射する光束が収束光である場合、第１の偏向反射部材ＦＭ１へ入射する光束の最大入射角度を小さくすることができる。

実施例１の反射屈折型投影光学系１００は、投影倍率が１／４倍であり、基準波長が１９３ｎｍ、硝材として石英及び蛍石を用いている。また、像側の開口数はＮＡ＝１．３０、物像間距離（第１の物体面乃至第２の物体面）はＬ＝１５９８ｍｍ程度である。また、像高は、約２．０６ｍｍ乃至１５．７５ｍｍの範囲において収差が補正されており、少なくとも、長さ方向２６ｍｍ、幅６．８ｍｍ程度の軸外の矩形の露光領域を確保することができる。

なお、図９では、軸外のある１点の物体高から出た光束を示しているが、実際には、反射屈折型投影光学系１００は、第１の物体１０１の光軸から外れたある範囲の軸外物体高を使用している。その際、第１の物体面上及び第２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が露光領域となる。

実施例１の反射屈折型投影光学系１００の横収差図を図１０に示す。図１０は、基準波長１９３．０ｎｍ及び±０.２ｐｍの波長について示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。なお、使用する硝材は、本実施形態では、石英と蛍石のみを使用したが、その他の使用可能な硝材を同時に、或いは、単独で使用しても構わない。

実施例１の反射屈折型投影光学系１００の数値諸元表を以下の表１に示す。なお、表１中の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ＳｉＯ_２（石英）及びＣａＦ_２（蛍石）と液体である水（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、ＳｉＯ_２の場合、各々１．５６０８９９６８、１．５６０９００３１であり、ＣａＦ_２の場合、各々１．５０１７９９８０、１．５０１８００１９であり、水の場合、各々１．４３６９９５７６、１．４３７０００４２４である。また、非球面の形状は、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で与えられるものとする。ここで、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及びＧは非球面係数である。

図１１は、実施例２の反射屈折型投影光学系１００の具体的なレンズ構成を示す光路図である。図１１を参照するに、反射屈折型投影光学系１００は、第１の物体１０１側から順に、往復光学系を形成しないレンズ群（第１の屈折群）Ｌ１と、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２と、往復光学系を形成しないレンズ群（第２の屈折群）Ｌ３とを有する。

レンズ群Ｌ１は、正の屈折力のレンズ群（第１のレンズ群）Ｌ１１と、正の屈折力のレンズ群（第２のレンズ群）Ｌ１２から構成される。反射屈折群Ｌ２は、往復光学系を形成するレンズ群（第３のレンズ群）ＤＢと、凹面鏡Ｍから構成される。また、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢは、正の屈折力のレンズ群（第４のレンズ群）ＤＢ１と、負の屈折力のレンズ群（第５のレンズ群）ＤＢ２から構成される。

反射屈折型投影光学系１００は、２つの偏向反射部材（第１の偏向反射部材及び第２の偏向反射部材）ＦＭ１及びＦＭ２を有し、一方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、他方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ３と凹面鏡Ｍとの間に配置されている。

第１の偏向反射部材ＦＭ１は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ１を９０°折り曲げて光軸ＡＸ２とする。これにより光束も曲げられる。第１の物体１０１の軸外の物点を発した光束は、発散光束として第１の偏向反射部材ＦＭ１に入射し、第１の偏向反射部材ＦＭ１で反射される。

第２の偏向反射部材ＦＭ２は、レンズ群Ｌ３とレンズ群ＤＢ１との間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ２を９０°折り曲げて光軸ＡＸ３とする。これにより、光束も曲げられる。

第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２は、本実施形態では、平面反射ミラーを用いている。軸外光束の第１の中間像及び第２の中間像は、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１中に存在している。

第１の結像光学系の瞳は、後述する非球面正レンズＬ１２２と非球面正レンズＬ１２３の近傍に存在し、また、第３の結像光学系の瞳は、開口絞り１０３の近傍に存在する。即ち、第１の結像光学系の瞳と第３の結像光学系の瞳は、同一ではない。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１１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１０１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１１１と、両凸形状の正レンズＬ１１２と、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Ｌ１１３から構成される。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ１２２と、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ１２３と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２４と、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２５と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１２６と、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ１２７から構成される。

往復光学系を形成し、正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、両凸形状の正レンズＤＢ１１１と、凹面鏡Ｍに凹面を向けた２枚のメニスカス形状の正レンズＤＢ１１２及びＤＢ１１３から構成される。

往復光学系を形成し、負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＤＢ２１１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＤＢ２１２から構成される。

往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３は、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ３１１と、両凸形状の正レンズＬ３１２と、第２の物体１０２側に略平面を向けた略平凹形状の負レンズＬ３１３と、第２の物体１０２側に凹面を向けた略平凹形状の非球面負レンズＬ３１４と、両凹形状の非球面負レンズＬ３１５と、２枚の両凸形状の非球面正レンズＬ３１６及びＬ３１７と、第２の物体１０２側に凹面を向けた負レンズＬ３１８と、両凸形状の正レンズＬ３１９と、開口絞り１０３と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた２枚のメニスカス形状の正レンズＬ３２０及びＬ３２１と、第２の物体１０２側に凹面を向けた２枚のメニスカス形状の非球面正レンズＬ３２２及びＬ３２３と、第２の物体１０２側に平面を向けた平凸形状の非球面正レンズＬ３２４から構成される。

実施例２の反射屈折型投影光学系１００のように、第１の物体１０１上のある１点から第１の偏向反射部材ＦＭ１へ入射する光束が発散光である場合は、収束光である場合と比較して、より第１の物体１０１に近い位置に第１の偏向反射部材ＦＭ１を配置することができる。従って、第１の物体１０１と光軸ＡＸ２との距離を縮めることが可能となり、第１の物体１０１と第２の物体１０２との距離を縮めることができる。

実施例２の反射屈折型投影光学系１００は、投影倍率が１／４倍であり、基準波長が１９３ｎｍ、硝材として石英及び蛍石を用いている。また、像側の開口数はＮＡ＝１．３０、物像間距離（第１の物体面乃至第２の物体面）はＬ＝１５９７ｍｍ程度である。また、像高は、約３．７５ｍｍ乃至１７．０ｍｍの範囲において収差が補正されており、少なくとも、長さ方向２６ｍｍ、幅７．２ｍｍ程度の軸外の矩形の露光領域を確保することができる。但し、露光領域は、矩形に限定するものではなく、例えば、円弧形状でも構わない。

実施例２の反射屈折型投影光学系１００の横収差図を図１２に示す。図１２は、基準波長１９３．０ｎｍ及び±０.２ｐｍの波長について示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。

実施例２の反射屈折型投影光学系１００の数値諸元表を以下の表２に示す。なお、表２中の各記号等は、表１の定義と同様である。

図１３は、反射屈折型投影光学系１００の具体的なレンズ構成を示す光路図である。図１３を参照するに、反射屈折型投影光学系１００は、第１の物体１０１側から順に、往復光学系を形成しないレンズ群（第１の屈折群）Ｌ１と、往復光学系を形成する反射屈折群Ｌ２と、往復光学系を形成しないレンズ群（第２の屈折群）Ｌ３とを有する。

レンズ群Ｌ１は、正の屈折力のレンズ群（第１のレンズ群）Ｌ１１と、正の屈折力のレンズ群（第２のレンズ群）Ｌ１２から構成される。反射屈折群Ｌ２は、往復光学系を形成するレンズ群（第３のレンズ群）ＤＢと、凹面鏡Ｍから構成される。また、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢは、正の屈折力のレンズ群（第４のレンズ群）ＤＢ１と、負の屈折力のレンズ群（第５のレンズ群）ＤＢ２から構成される。

反射屈折型投影光学系１００は、２つの偏向反射部材（第１の偏向反射部材及び第２の偏向反射部材）ＦＭ１及びＦＭ２を有し、一方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、他方の偏向反射部材は、レンズ群Ｌ３と凹面鏡Ｍとの間に配置されている。

第１の偏向反射部材ＦＭ１は、レンズ群Ｌ１１とレンズ群Ｌ１２との間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ１を９０°折り曲げて光軸ＡＸ２とする。これにより、光束も曲げられる。第１の物体１０１の軸外の物点を発した光束は、収束光束として第１の偏向反射部材ＦＭ１に入射し、第１の偏向反射部材ＦＭ１で反射される。

第２の偏向反射部材ＦＭ２は、レンズ群Ｌ３とレンズ群ＤＢ１との間に配置され、本実施形態では、光軸ＡＸ２を９０°折り曲げて光軸ＡＸ３とする。これにより、光束も曲げられる。

第１の偏向反射部材ＦＭ１及び第２の偏向反射部材ＦＭ２は、本実施形態では、平面反射ミラーを用いている。軸外光束の実像である第１の中間像は、往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ１２と往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１との間に存在している。また実像である第２の中間像は、往復光学系を形成するレンズ群ＤＢ１と往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３との間に存在し、詳細には、第２の偏向反射部材ＦＭ２と往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３との間に存在する。

第１の結像光学系の瞳は、後述する非球面正レンズＬ１１６と第１の偏向反射部材ＦＭ１との間に存在し、また、第３の結像光学系の瞳は、開口絞り１０３の近傍に存在する。即ち、第１の結像光学系の瞳と第３の結像光学系の瞳は、同一ではない。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１１は、第１の物体１０１側から光の進行方向に沿って、両凸形状の正レンズＬ１１１と、第１の物体１０１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ１１２と、第１の物体１０１側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１１３と、第１の物体１０１側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１１４と、第１の物体１０１側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ１１５と、両凸形状の非球面正レンズＬ１１６から構成される。

正の屈折力を有する屈折レンズ群Ｌ１２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズＬ１２１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたを向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１２２と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたを向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２３と、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ１２４と、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２５と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凸面を向けた非球面正レンズＬ１２６から構成される。

往復光学系を形成し、正の屈折力を有するレンズ群ＤＢ１は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、凹面鏡Ｍ側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＤＢ１１１と、凹面鏡Ｍ側に略平面を向けた略平凸形状の正レンズＤＢ１１２から構成される。

往復光学系を形成し、負の屈折力を有するレンズ群ＤＢ２は、第１の偏向反射部材ＦＭ１側から順に、両凹形状の負レンズＤＢ２１１と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＤＢ２１２と、第１の偏向反射部材ＦＭ１側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＤＢ２１３から構成される。

往復光学系を形成しないレンズ群Ｌ３は、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズＬ３１１と、第２の物体１０２側に凹面を向けた非球面負レンズＬ３１２と、第２の物体１０２側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面正レンズＬ３１３と、第２の物体１０２側に凹面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ３１４と、第２の物体１０２側に凸面を向けた略平凸形状の非球面正レンズＬ３１５と、両凸形状の正レンズＬ３１６と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１７と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１８と、両凸形状の非球面正レンズＬ３１９と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ３２０と、第２の物体１０２側に凹面を向けた２枚のメニスカス形状の非球面正レンズＬ３２１及びＬ３２２と、第２の偏向反射部材ＦＭ２側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ３２３から構成される。

開口絞り１０３は、本実施形態では、非球面正レンズＬ３１９と正レンズＬ３２０との間に配置されている。

実施例３の反射屈折型投影光学系１００は、投影倍率が１／４倍であり、基準波長が１９３ｎｍ、硝材として石英のみを用いている。また、像側の開口数はＮＡ＝１．３１、物像間距離（第１の物体面乃至第２の物体面）はＬ＝１６５４ｍｍ程度である。また、像高は、約３．５ｍｍ乃至１６．２５ｍｍの範囲において収差が補正されており、少なくとも、長さ方向２６ｍｍ、幅６．２ｍｍ程度の軸外の矩形の露光領域を確保することができる。但し、露光領域は矩形に限定するものではなく、例えば、円弧形状でも構わない。

実施例３の反射屈折型投影光学系１００の横収差図を図１４に示す。図１４は、基準波長１９３．０ｎｍ及び±０.２ｐｍの波長について示しており、単色及び色収差が良好に補正されているのがわかる。

実施例３の反射屈折型投影光学系１００の数値諸元表を以下の表３に示す。なお、表３中の各記号等は、表１の定義と同様である。

本発明の反射屈折型投影光学系によれば、第１の物体面（レチクル）と第２の物体面（ウェハ）とを平行に配置することができると共に、液浸化による更なる高ＮＡ化に対して光学系を大型化することなく、物像間距離を短縮した光学系を構成することができる。また、瞳の遮光がなく、像面上で十分な大きさの結像領域幅を得ることができ、優れた結像性能を安定的に達成することができる。

以下、図１５を参照して、本発明の反射屈折型投影光学系１００を適用した露光装置２００について説明する。図１５は、本発明の一側面としての露光装置２００の構成を示す概略断面図である。

露光装置２００は、投影光学系１００の被処理体２４０側にある最終レンズ面と被処理体２４０との間の少なくとも一部に供給される液体ＷＴを介して、レチクル２２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式で被処理体２４０に露光する液浸型の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、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクル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。また、「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。

露光装置２００は、図１５に示すように、照明装置２１０と、レチクル２２０を載置するレチクルステージ２３０と、反射屈折型投影光学系１００と、被処理体２４０を載置するウェハステージ２５０と、液体給排機構２６０と、図示しない制御部とを有する。図示しない制御部は、照明装置２１０、レチクルステージ２３０、ウェハステージ２５０、液体給排機構２６０を制御可能に接続されている。

照明装置２１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２２０を照明し、光源部２１２と、照明光学系２１４とを有する。

光源部２１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦ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１５７ｎｍのＦ_２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。例えば、独立に動作する２個の固体レーザー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。更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。

照明光学系２１４は、レチクル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。

レチクル２２０は、例えば、反射型又は透過型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ２３０に支持及び駆動されている。レチクル２２０から発せられた回折光は、反射屈折型投影光学系１００を介し、被処理体２４０上に投影される。レチクル２２０と被処理体２４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置２００は、スキャナーであるため、レチクル２２０と被処理体２４０を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル２２０のパターンを被処理体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、レチクル２２０と被処理体２４０を静止させた状態で露光が行われる。

レチクルステージ２３０は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ２３０を駆動することでレチクル２２０を移動することができる。露光装置２００は、レチクル２２０と被処理体２４０を図示しない制御部によって同期した状態で走査する。ここで、レチクル２２０又は被処理体２４０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル２２０又は被処理体２４０の面に垂直な方向をＺ軸とする。

反射屈折型投影光学系１００は、レチクル２２０面上のパターンを像面上に縮小投影する反射屈折型投影光学系である。反射屈折型投影光学系１００は、上述した通りのいかなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は省略する。

被処理体２４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体２４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ２５０は、図示しないウェハチャックによって被処理体２４０を支持する。ウェハステージ２５０は、レチクルステージ２３０と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に被処理体２４０を移動する。また、レチクルステージ２３０の位置とウェハステージ２５０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。ウェハステージ２５０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、レチクルステージ２３０及び反射屈折型投影光学系１００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。

液体給排機構２６０は、給排ノズル２６２を介して、反射屈折型投影光学系１００と被処理体２４０との間、詳細には、反射屈折型投影光学系１００の被処理体２４０側の最終レンズ面（反射屈折型投影光学系１００の被処理体２４０側の最終端に配置されている光学素子）と被処理体２４０との間に液体ＷＴを供給すると共に、供給した液体ＷＴを回収する。即ち、反射屈折型投影光学系１００と被処理体２４０の表面で形成される間隙は、液体給排機構２６０から供給される液体ＷＴで満たされている。液体ＷＴは、本実施形態では、純水であるが、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、反射屈折型投影光学系１００や被処理体２４０に塗布されているフォトレジストに対して化学的安定性の高い液体を使用することができ、例えば、フッ素系不活性液体を使用してもよい。

図示しない制御部は、ＣＰＵ、メモリを有し、露光装置２００の動作を制御する。制御部は、照明装置２１０、レチクルステージ２３０（即ち、レチクルステージ２３０の図示しない移動機構）、ウェハステージ２５０（即ち、ウェハステージの図示しない移動機構）、液体給排機構２６０と電気的に接続されている。制御部は、例えば、露光時のウェハステージ２５０の駆動方向等の条件に基づいて、液体ＷＴの供給と回収、或いは、停止の切り替え及び液体ＷＴの給排量を制御する機能も有する。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置２００を動作するファームウェアを格納する。

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によりレチクル２２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、反射屈折型投影光学系１００により、液体ＷＴを介して被処理体２４０に結像される。露光装置２００が用いる反射屈折型投影光学系１００は、優れた結像性能を有し、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

次に、図１６及び図１７を参照して、露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１６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。ここでは、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、これが出荷（ステップ７）される。

図１７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１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。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２００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の回路パターンが形成される。かかる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、露光装置２００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。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、液浸型の露光装置でなくても適用することができる。

本発明の反射屈折型投影光学系の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の具体的なレンズ構成を示す光路図である。 図９に示す反射屈折型投影光学系の収差図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の具体的なレンズ構成を示す光路図である。 図１１に示す反射屈折型投影光学系の収差図である。 本発明の反射屈折型投影光学系の具体的なレンズ構成を示す光路図である。 図１３に示す反射屈折型投影光学系の収差図である。 本発明の露光装置の構成を示す概略断面図である。 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。 図１６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。

符号の説明

１００ 反射屈折型投影光学系
１０１ 第１の物体面
１０２ 第２の物体面
１０３ 開口絞り
Ｌ１ レンズ群（第１の屈折群）
Ｌ２ 反射屈折群
Ｌ３ レンズ群（第２の屈折群）
Ｌ１１ レンズ群（第１のレンズ群）
Ｌ１２ レンズ群（第２のレンズ群）
ＤＢ レンズ群（第３のレンズ群）
ＤＢ１ レンズ群（第４のレンズ群）
ＤＢ２ レンズ群（第５のレンズ群）
Ｍ 凹面鏡
ＩＭＧ１ 第１の中間像
ＩＭＧ２ 第２の中間像
ＦＭ１ 第１の偏向反射部材
ＦＭ２ 第２の偏向反射部材
ＡＸ１乃至ＡＸ３ 光軸
２００ 露光装置

Claims (20)

1. 第１の物体の中間像を２回形成し、第２の物体上に結像する３回結像系であり、前記第１の物体側から順に、入射光及び反射光が通過する往復光学系を形成しない第１の屈折群と、前記往復光学系を形成する反射屈折群と、往復光学系を形成しない第２の屈折群とを有する反射屈折型投影光学系であって、
   前記第１の屈折群は、正の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群とを有し、
   前記反射屈折群は、前記往復光学系を形成する第３のレンズ群と、凹面鏡とを有し、
   前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間に配置される第１の偏向反射部材と、
   前記第２のレンズ群と前記第３のレンズ群との間又は前記第２の屈折群と前記第３のレンズ群との間に配置される第２の偏向反射部材とを有することを特徴とする反射屈折型投影光学系。
2. 前記第１の偏向反射部材及び前記第２の偏向反射部材の各々の法線は、実質的に９０°をなすことを特徴とする請求項１記載の反射屈折型投影光学系。
3. 第１の物体の像を第２の物体上に結像し、前記第１の物体側から光路に沿って、少なくとも一のレンズを有し、前記第１の物体の第１の中間像を形成する第１の結像光学系と、少なくとも一のレンズ及び一の凹面鏡を有し、前記第１の物体の第２の中間像を形成する第２の結像光学系と、少なくとも一のレンズを有し、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の結像光学系とを有する反射屈折型投影光学系であって、
   前記第１の結像光学系は、第１の屈折群を有し、前記第１の屈折群は、少なくなくとも、前記第１の物体側から光路に沿って、入射光及び反射光が通過する往復光学系を形成しない第１のレンズ群と、第１の偏向反射部材と、前記往復光学系を形成しない第２のレンズとを有し、前記第１のレンズ群からの光束を前記第１の偏向反射部材で反射させて前記第２のレンズ群に導光し、
   前記第１の偏向反射部材に入射する主光線の入射角θｐが、
   １５°＜θｐ＜４５°
   を満足することを特徴とする反射屈折型投影光学系。
4. 前記第１の物体と前記第２の物体は、平行に配置されることを特徴とする請求項１又は３記載の反射屈折型投影光学系。
5. 第２の偏向反射部材を更に有し、
   前記第１の偏向反射部材及び前記第２の偏向反射部材の各々の法線は、実質的に９０°をなすことを特徴とする請求項３記載の反射屈折型投影光学系。
6. 前記第３の結像光学系は、第２の屈折群を有し、
   前記往復光学系を形成する第３のレンズ群と、
   前記第２の屈折群と前記第３のレンズ群との間に第２の偏向反射部材を更に有することを特徴とする請求項３記載の反射屈折型投影光学系。
7. 前記第１の物体と前記第２の物体は、平行に配置され、
   前記第１の物体から前記第２の物体へ光束が進む経路に沿った全光軸長をＤＯＡＸ、前記第１の物体と前記第２の物体との物像間距離をＤＲＷとしたとき、
   ０．２＜ＤＲＷ／ＤＯＡＸ＜０．５８
   を満足することを特徴とする請求項６記載の反射屈折型投影光学系。
8. 前記第１の物体と前記第２の物体は、平行に配置され、
   前記第１の物体から前記第２の物体へ光束が進む経路に沿った全光軸長をＤＯＡＸ、前記第１の物体と前記第２の物体との物像間距離をＤＲＷとしたとき、
   ０．３＜ＤＲＷ／ＤＯＡＸ＜０．５０
   を満足することを特徴とする請求項６記載の反射屈折型投影光学系。
9. 前記往復光学系を形成する第３のレンズ群と、
   前記第２のレンズ群と前記第３のレンズ群との間に第２の偏向反射部材を更に有することを特徴とする請求項３記載の反射屈折型投影光学系。
10. 前記第３のレンズ群は、正の屈折力を有する第４のレンズ群と、負の屈折力を有する第５のレンズ群とを有することを特徴とする請求項１、６、９のうちいずれか一項記載の反射屈折型投影光学系。
11. 前記第３のレンズ群は、前記凹面鏡から近い順に、前記第５のレンズ群、前記第４のレンズ群の順に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の反射屈折型投影光学系。
12. 前記第１の屈折群の近軸倍率をβＬ１、全系の近軸倍率をβとしたとき、
    ４．０＜｜βＬ１／β｜＜２４
    を満足することを特徴とする請求項３記載の反射屈折型投影光学系。
13. 前記第２の屈折群の近軸倍率をβＬ３、前記第２の物体側の開口数をＮＡとしたとき、
    ０．０１＜｜βＬ３／ＮＡ｜＜０．３
    を満足することを特徴とする請求項６記載の反射屈折型投影光学系。
14. 前記第１の中間像は、前記第２のレンズ群と前記第５のレンズ群との間に形成されることを特徴とする請求項１０記載の反射屈折型投影光学系。
15. 前記第２の中間像は、前記第５のレンズ群と前記第２の屈折群との間に形成されることを特徴とする請求項１０記載の反射屈折型投影光学系。
16. 前記第１の結像光学系及び前記第３の結像光学系は、光軸上の各々異なる位置に瞳を有することを特徴とする請求項３記載の反射屈折型投影光学系。
17. 請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の反射屈折型投影光学系と、
    前記第１の物体面上にレチクルのパターンを位置付けるべく当該レチクルを保持するレチクルステージと、
    前記第２の物体面上に感光層を位置付けるべく被処理体を保持するウェハステージと、
    前記レチクルを照明した状態で前記レチクルステージ及び前記ウェハステージを同期して走査する手段とを有することを特徴とする露光装置。
18. 光源からの光でパターンを照明する照明光学系と、
    前記パターンからの光を被処理体上に投影する請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の反射屈折型投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。
19. 前記被処理体と前記反射屈折型投影光学系の最も被処理体側のレンズ面との間の少なくとも一部に液体が満たされていることを特徴とする請求項１７又は１８記載の露光装置。
20. 請求項１７乃至２０のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。