JP2007059556A - Projection optical system, exposure system, and exposure method - Google Patents

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JP2007059556A JP2005241723A JP2005241723A JP2007059556A JP 2007059556 A JP2007059556 A JP 2007059556A JP 2005241723 A JP2005241723 A JP 2005241723A JP 2005241723 A JP2005241723 A JP 2005241723A JP 2007059556 A JP2007059556 A JP 2007059556A
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泰弘 大村
Hiroyuki Nagasaka
博之 長坂
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an outside-axis visual-range reflection/refraction projection optical system, with a change in the shape of a refraction optical element due to radiation heat and aberrational fluctuations due to the change in the refraction factor suppressed to be at a low level. <P>SOLUTION: The outside-axis visual-range reflection/refraction projection optical system includes at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements. In the projection optical system, a heat conductive member (81) is disposed near at least one specified refractive optical element (80), the heat conductive member (81) made of a material, having thermal conductivity higher than that of a material making the specified refractive optical element (80). The heat conductive member (81) is so arranged that a distance from the thermal conductive member (81) to the closer side of a light exposure region (80a) for the specified refractive optical element (80) is smaller than the distance from the heat conductive member (81) to the farther side of the light exposure region (80a), with regard to a direction (Y direction), corresponding to one axial direction at the position of the specified refractive optical element (80). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、投影光学系、露光装置、および露光方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に好適な投影光学系に関するものである。   The present invention relates to a projection optical system, an exposure apparatus, and an exposure method, and more particularly to a projection optical system suitable for an exposure apparatus used when manufacturing a microdevice such as a semiconductor element or a liquid crystal display element in a photolithography process. is there.

半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク(またはレチクル)のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板(フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等)上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力(解像度)が益々高まっている。   In a photolithography process for manufacturing semiconductor elements, etc., a mask (or reticle) pattern image is projected and exposed on a photosensitive substrate (a wafer coated with a photoresist, a glass plate, etc.) via a projection optical system. An exposure apparatus is used. In the exposure apparatus, as the degree of integration of semiconductor elements and the like is improved, the resolving power (resolution) required for the projection optical system is increasing.

そこで、投影光学系の解像力に対する要求を満足するために、照明光(露光光)の波長λを短くするとともに、投影光学系の像側開口数NAを大きくする必要がある。具体的には、投影光学系の解像度は、k・λ/NA(kはプロセス係数)で表される。また、像側開口数NAは、投影光学系と感光性基板との間の媒質(通常は空気などの気体)の屈折率をnとし、感光性基板への最大入射角をθとすると、n・sinθで表される。   Therefore, in order to satisfy the requirement for the resolution of the projection optical system, it is necessary to shorten the wavelength λ of the illumination light (exposure light) and increase the image-side numerical aperture NA of the projection optical system. Specifically, the resolution of the projection optical system is represented by k · λ / NA (k is a process coefficient). The image-side numerical aperture NA is n, where n is the refractive index of the medium (usually a gas such as air) between the projection optical system and the photosensitive substrate, and θ is the maximum incident angle on the photosensitive substrate.・ It is expressed by sinθ.

この場合、最大入射角θを大きくすることにより像側開口数の増大を図ろうとすると、感光性基板への入射角および投影光学系からの射出角が大きくなり、光学面での反射損失が増大して、大きな実効的な像側開口数を確保することはできない。そこで、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている(たとえば特許文献1)。   In this case, if the maximum incident angle θ is increased to increase the image-side numerical aperture, the incident angle to the photosensitive substrate and the exit angle from the projection optical system increase, and the reflection loss on the optical surface increases. Thus, a large effective image-side numerical aperture cannot be ensured. Therefore, an immersion technique is known in which an image-side numerical aperture is increased by filling a medium such as a liquid having a high refractive index in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate (for example, Patent Document 1). ).

国際公開第WO2004/019128号パンフレットInternational Publication No. WO2004 / 019128 Pamphlet

一般に、像側開口数の大きな投影光学系では、液浸系に限定されることなく乾燥系においても、ペッツバール条件を成立させて像の平坦性を得るという観点から反射屈折光学系の採用が望ましく、あらゆる微細パターンへの対応力の観点から有効視野が光軸を含まない軸外視野光学系の採用が望ましい。また、液浸型の投影光学系に限らず、露光光として真空紫外光(VUV光:Vacuum Ultraviolet ray)を用いるVUV投影光学系として軸外視野光学系を採用することが検討されている。   In general, in a projection optical system having a large image-side numerical aperture, the use of a catadioptric optical system is desirable from the viewpoint of obtaining the flatness of the image by satisfying the Petzval condition even in a dry system without being limited to an immersion system. From the viewpoint of adaptability to all fine patterns, it is desirable to adopt an off-axis visual field optical system whose effective visual field does not include the optical axis. In addition to the immersion type projection optical system, it has been studied to adopt an off-axis visual field optical system as a VUV projection optical system using vacuum ultraviolet light (VUV light: Vacuum Ultraviolet ray) as exposure light.

しかしながら、有効視野が光軸を含まない軸外視野型の投影光学系では、特に物体や像(二次像などを含む)に近いレンズ(一般には屈折光学素子)において照射エリア(有効な結像光束が通過する領域:光照射領域)の光軸からの偏りが比較的大きい。その結果、光照射を受けたこれらのレンズ内の温度変化に非対称性が生じ、ひいては形状変化や屈折率変化に伴う収差変動が発生する。この照射熱による形状変化や屈折率変化に伴う収差変動は、レンズを上下駆動するレンズコントロールシステムにより補正することが困難である。   However, in an off-axis visual projection optical system in which the effective field does not include the optical axis, an irradiation area (effective imaging) is particularly obtained in a lens (generally a refractive optical element) close to an object or an image (including a secondary image). The deviation from the optical axis of the region where the light beam passes (light irradiation region) is relatively large. As a result, asymmetry occurs in the temperature change in these lenses that have been irradiated with light, and as a result, aberration fluctuations occur due to shape changes and refractive index changes. It is difficult to correct the aberration variation accompanying the change in shape and refractive index due to the irradiation heat by a lens control system that drives the lens up and down.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば軸外視野型の光学系であって照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられた反射屈折投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、たとえば軸外視野型の光学系であって照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられた反射屈折投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に投影露光することのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, in an off-axis visual field optical system, fluctuations in aberration caused by changes in the shape and refractive index of a refractive optical element due to irradiation heat are suppressed to a small level. It is an object to provide a catadioptric projection optical system. Further, the present invention is an optical system of an off-axis visual field type, for example, using a catadioptric projection optical system in which aberration variation due to a change in shape and refractive index of a refractive optical element due to irradiation heat is suppressed to a small level. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of projecting and exposing a precise pattern with high accuracy.

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、第1面の有効視野内の像を第2面上の有効投影領域内に形成する投影光学系において、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記投影光学系は、少なくとも1つの特定屈折光学素子と、該特定屈折光学素子の近傍に配置されて該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材とを備え、
前記特定屈折光学素子上の光照射領域は、前記特定屈折光学素子の位置での前記一方の軸線方向に対応する方向に沿って前記特定屈折光学素子の光軸から偏心しており、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、前記特定屈折光学素子の前記第1領域から前記熱伝導部材へ移動する熱量を特定屈折光学素子の前記第2領域から前記熱伝導部材へ移動する熱量よりも大きくする熱輸送手段をさらに備えていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention, in the projection optical system for forming an image in the effective field of view of the first surface in the effective projection region on the second surface,
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
The projection optical system includes at least one specific refractive optical element and a heat conduction formed by a material having a higher thermal conductivity than a material that is disposed in the vicinity of the specific refractive optical element and forms the specific refractive optical element. With members,
The light irradiation area on the specific refractive optical element is decentered from the optical axis of the specific refractive optical element along a direction corresponding to the one axial direction at the position of the specific refractive optical element,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. Is the first region, the amount of heat transferred from the first region of the specific refractive optical element to the heat conducting member is transferred from the second region of the specific refractive optical element to the heat conducting member. Provided is a projection optical system, further comprising heat transport means for making the amount of heat to be moved larger.

本発明の第2形態では、第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記投影光学系は、少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記第2面上の前記有効投影領域は、前記一方の軸線方向に対応する前記第2面上の軸線方向に沿って前記光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記熱伝導部材は、前記特定屈折光学素子の位置での前記一方の軸線方向に対応する方向に関して、前記特定屈折光学素子の光照射領域に近い側との距離が前記光照射領域から遠い側との距離よりも小さくなるように配置されることを特徴とする投影光学系を提供する。
In the second aspect of the present invention, in the projection optical system that projects the image of the first surface onto the second surface,
The projection optical system includes at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, and forms an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
The effective projection area on the second surface is eccentric from the optical axis along an axial direction on the second surface corresponding to the one axial direction;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
The heat conducting member has a distance from a side closer to the light irradiation region of the specific refractive optical element with respect to a direction corresponding to the one axial direction at the position of the specific refractive optical element. The projection optical system is characterized in that the projection optical system is disposed so as to be smaller than the distance of the projection optical system.

本発明の第3形態では、第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、前記特定屈折光学素子の前記第1領域において前記熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第1部分領域の面積をSa、前記特定屈折光学素子の前記第2領域において前記熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第2部分領域の面積をSb、前記第1面上の前記有効視野の中心と光軸との距離をO、前記第2面上での最大像高をYとするとき、
0.75<Sa(Y−O)/Sb(Y+O)<7.5
の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供する。
In the third aspect of the present invention, in the projection optical system for forming the image of the first surface on the second surface,
Comprising at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, forming an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. Is the first region, the area of the first partial region in the first region of the specific refractive optical element in which the distance from the heat conducting member is 200 μm or less is Sa, and the specific refraction In the second region of the optical element, the area of the second partial region in which the distance from the heat conducting member is 200 μm or less is Sb, the distance between the center of the effective field on the first surface and the optical axis is O, When the maximum image height on the second surface is Y,
0.75 <Sa (YO) / Sb (Y + O) <7.5
A projection optical system characterized by satisfying the above conditions is provided.

本発明の第4形態では、第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、
前記第1領域の屈折光学素子の表面と前記熱伝導部材との間に気体よりも熱伝導率が高い物質が配置されていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In the fourth aspect of the present invention, in the projection optical system for forming the image of the first surface on the second surface,
Comprising at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, forming an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. When the first region is the wider region through which
A projection optical system is provided, wherein a substance having a higher thermal conductivity than a gas is disposed between the surface of the refractive optical element in the first region and the heat conducting member.

本発明の第5形態では、第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記第1面と前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第1光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、
前記第2光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて複数の屈折光学素子を有する第3光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2光学ユニットとの間の光路中に配置されて、三角柱状の基材の第1側面に形成された第1反射面と、
前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中に配置されて、前記三角柱状の基材の第2側面に形成された第2反射面と、
前記基材の第3側面に近接してあるいは接触して配置されて、前記基材よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材とを備えていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In the fifth aspect of the present invention, in the projection optical system that projects the image of the first surface onto the second surface,
A first optical unit having at least one refractive optical element disposed in an optical path between the first surface and the second surface;
A second optical unit disposed in an optical path between the first optical unit and the second surface and including at least one concave reflecting mirror;
A third optical unit having a plurality of refractive optical elements disposed in an optical path between the second optical unit and the second surface;
A first reflecting surface disposed on the first side surface of the triangular prism-shaped base material, disposed in the optical path between the first optical unit and the second optical unit;
A second reflecting surface that is disposed in the optical path between the second optical unit and the third optical unit, and is formed on a second side surface of the triangular prism-shaped substrate;
A projection optical device comprising: a heat conducting member disposed near or in contact with the third side surface of the base material and formed of a material having a higher thermal conductivity than the base material. Provide the system.

本発明の第6形態では、第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記第1面と前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第1光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、
前記第2光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて複数の屈折光学素子を有する第3光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2光学ユニットとの間の光路中に配置されて、三角柱状の基材の第1側面に形成された第1反射面と、
前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中に配置されて、前記三角柱状の基材の第2側面に形成された第2反射面とを備え、
前記三角柱状の基材には一方の端面から他方の端面に向かって延びる貫通穴または非貫通穴が形成され、
前記貫通穴の内側面または前記非貫通穴の内側面に近接してあるいは接触して配置されて、前記基材よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材をさらに備えていることを特徴とする投影光学系を提供する。
In the sixth aspect of the present invention, in the projection optical system that projects the image of the first surface onto the second surface,
A first optical unit having at least one refractive optical element disposed in an optical path between the first surface and the second surface;
A second optical unit disposed in an optical path between the first optical unit and the second surface and including at least one concave reflecting mirror;
A third optical unit having a plurality of refractive optical elements disposed in an optical path between the second optical unit and the second surface;
A first reflecting surface disposed on the first side surface of the triangular prism-shaped base material, disposed in the optical path between the first optical unit and the second optical unit;
A second reflecting surface that is disposed in the optical path between the second optical unit and the third optical unit, and is formed on a second side surface of the triangular prism-shaped base material;
A through hole or a non-through hole extending from one end face toward the other end face is formed in the triangular prism-shaped base material,
It further includes a heat conducting member that is disposed close to or in contact with the inner side surface of the through hole or the inner side surface of the non-through hole and is formed of a material having a higher thermal conductivity than the base material. A projection optical system is provided.

本発明の第7形態では、前記第1面に設定された所定のパターンからの照明光に基づいて、前記パターンの像を前記第2面に設定された感光性基板上に投影するための第1形態〜第6形態の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。   In a seventh aspect of the present invention, a first image for projecting an image of the pattern onto a photosensitive substrate set on the second surface based on illumination light from a predetermined pattern set on the first surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system according to any one of the first to sixth embodiments is provided.

本発明の第8形態では、所定のパターンを前記第1面に設定する設定工程と、
前記所定のパターンからの照明光に基づいて、第1形態〜第6形態の投影光学系を介して前記パターンの像を前記第2面に設定された感光性基板上に投影露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。
In an eighth aspect of the present invention, a setting step for setting a predetermined pattern on the first surface;
An exposure step of projecting and exposing an image of the pattern onto the photosensitive substrate set on the second surface via the projection optical systems of the first to sixth modes based on illumination light from the predetermined pattern; The exposure method characterized by including these is provided.

本発明では、たとえば軸外視野型の反射屈折投影光学系において、光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい特定の屈折光学素子の近傍に、高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材を、光照射領域の光軸からの偏心方向に沿って光照射領域に近い側との距離が光照射領域から遠い側との距離よりも小さくなるように配置している。その結果、熱伝導部材の熱伝導作用により、光照射領域の光軸からの偏心に起因する屈折光学素子内の温度変化の非対称性が緩和され、ひいては照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化が小さく抑えられる。   In the present invention, for example, in an off-axis field-type catadioptric projection optical system, the light irradiation region is formed of a material having high thermal conductivity in the vicinity of a specific refractive optical element having a relatively large deviation from the optical axis. The heat conducting member is arranged so that the distance from the side closer to the light irradiation region along the eccentric direction from the optical axis of the light irradiation region is smaller than the distance from the side far from the light irradiation region. As a result, the thermal conduction action of the heat conducting member alleviates the asymmetry of the temperature change in the refractive optical element due to the eccentricity from the optical axis of the light irradiation region, and consequently the shape change and refraction of the refractive optical element due to the irradiation heat. The rate change is kept small.

こうして、本発明では、たとえば軸外視野型の光学系であって照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられた反射屈折投影光学系を実現することができる。また、本発明の露光装置および露光方法では、たとえば軸外視野型の光学系であって照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられた反射屈折投影光学系を用いて、微細なパターンを忠実に且つ高精度に投影露光することができ、ひいては良好なマイクロデバイスを高精度に製造することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to realize a catadioptric projection optical system that is an off-axis visual field optical system, for example, in which aberration fluctuations caused by changes in the shape and refractive index of the refractive optical element due to heat of irradiation are kept small. it can. Further, in the exposure apparatus and exposure method of the present invention, for example, an off-axis visual field optical system, which is a catadioptric projection optical in which aberration fluctuations caused by changes in the shape and refractive index of the refractive optical element due to irradiation heat are suppressed to a small level. By using the system, a fine pattern can be projected and exposed with high accuracy with high accuracy, and a good microdevice can be manufactured with high accuracy.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1では、X軸およびY軸がウェハWに対して平行な方向に設定され、Z軸がウェハWに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、XY平面が水平面に平行に設定され、+Z軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the X axis and the Y axis are set in a direction parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. More specifically, the XY plane is set parallel to the horizontal plane, and the + Z axis is set upward along the vertical direction.

本実施形態の露光装置は、図1に示すように、たとえば露光光源であるArFエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ(ホモジナイザー)、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系1を備えている。光源から射出された波長193nmの紫外パルス光からなる露光光(露光ビーム)ILは、照明光学系1を通過し、レチクル(マスク)Rを照明する。レチクルRには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちX方向に沿って長辺を有し且つY方向に沿って短辺を有する矩形状(スリット状)のパターン領域が照明される。   As shown in FIG. 1, the exposure apparatus of this embodiment includes, for example, an ArF excimer laser light source that is an exposure light source, and includes an illumination optical system 1 that includes an optical integrator (homogenizer), a field stop, a condenser lens, and the like. ing. Exposure light (exposure beam) IL composed of ultraviolet pulsed light having a wavelength of 193 nm emitted from the light source passes through the illumination optical system 1 and illuminates the reticle (mask) R. A pattern to be transferred is formed on the reticle R, and a rectangular (slit-like) pattern region having a long side along the X direction and a short side along the Y direction is illuminated in the entire pattern region. Is done.

レチクルRを通過した光は、液浸型の投影光学系PLを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ(感光性基板)W上の露光領域に所定の縮小投影倍率でレチクルパターンを形成する。すなわち、レチクルR上での矩形状の照明領域(有効視野)に光学的に対応するように、ウェハW上ではX方向に沿って長辺を有し且つY方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域(有効投影領域:実効露光領域)にパターン像が形成される。   The light that has passed through the reticle R forms a reticle pattern at a predetermined reduction projection magnification in an exposure area on a wafer (photosensitive substrate) W coated with a photoresist via an immersion type projection optical system PL. That is, a rectangular shape having a long side along the X direction and a short side along the Y direction on the wafer W so as to optically correspond to a rectangular illumination region (effective field of view) on the reticle R. A pattern image is formed in the static exposure area (effective projection area: effective exposure area) of the shape.

図2は、本実施形態においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域(すなわち実効露光領域)と基準光軸との位置関係を示す図である。本実施形態では、図2に示すように、基準光軸AXを中心とした半径Bを有する円形状の領域(イメージサークル)IF内において、基準光軸AXからY方向に軸外し量Aだけ離れた位置に所望の大きさを有する矩形状の実効露光領域ERが設定されている。ここで、実効露光領域ERのX方向の長さはLXであり、そのY方向の長さはLYである。   FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a rectangular still exposure region (that is, an effective exposure region) formed on the wafer in this embodiment and a reference optical axis. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, within a circular area (image circle) IF having a radius B centered on the reference optical axis AX, the reference optical axis AX is separated from the reference optical axis AX by an off-axis amount A. A rectangular effective exposure region ER having a desired size is set at a predetermined position. Here, the length in the X direction of the effective exposure region ER is LX, and the length in the Y direction is LY.

したがって、図示を省略したが、レチクルR上では、矩形状の実効露光領域ERに対応して、基準光軸AXからY方向に軸外し量Aに対応する距離だけ離れた位置に実効露光領域ERに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域(すなわち実効照明領域)が形成されていることになる。換言すれば、ウェハW上の有効投影領域(実効露光領域ER)はY方向に沿って基準光軸AXから偏心しており、これに対応するように、レチクルR上の有効視野(実効照明領域)もY方向に沿って基準光軸AXから偏心している。   Therefore, although not shown, on the reticle R, the effective exposure region ER is located at a position that is away from the reference optical axis AX in the Y direction by a distance corresponding to the off-axis amount A, corresponding to the rectangular effective exposure region ER. A rectangular illumination area (that is, an effective illumination area) having a size and shape corresponding to is formed. In other words, the effective projection area (effective exposure area ER) on the wafer W is decentered from the reference optical axis AX along the Y direction, and the effective field of view (effective illumination area) on the reticle R is corresponding to this. Is also decentered from the reference optical axis AX along the Y direction.

レチクルRはレチクルステージRST上においてXY平面に平行に保持され、レチクルステージRSTにはレチクルRをX方向、Y方向および回転方向に微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージRSTは、レチクルレーザ干渉計(不図示)によってX方向、Y方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。ウェハWは、ウェハホルダ(不図示)を介してZステージ9上においてXY平面に平行に固定されている。   The reticle R is held parallel to the XY plane on the reticle stage RST, and a mechanism for finely moving the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction is incorporated in the reticle stage RST. In reticle stage RST, positions in the X direction, Y direction, and rotational direction are measured and controlled in real time by a reticle laser interferometer (not shown). The wafer W is fixed parallel to the XY plane on the Z stage 9 via a wafer holder (not shown).

また、Zステージ9は、投影光学系PLの像面と実質的に平行なXY平面に沿って移動するXYステージ10上に固定されており、ウェハWのフォーカス位置(Z方向の位置)および傾斜角を制御する。Zステージ9は、Zステージ9上に設けられた移動鏡12を用いるウェハレーザ干渉計13によってX方向、Y方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。   The Z stage 9 is fixed on an XY stage 10 that moves along an XY plane substantially parallel to the image plane of the projection optical system PL, and the focus position (position in the Z direction) and tilt of the wafer W are fixed. Control the corners. The Z stage 9 is measured and controlled in real time by the wafer laser interferometer 13 using the moving mirror 12 provided on the Z stage 9 in the X direction, the Y direction, and the rotational direction.

また、XYステージ10は、ベース11上に載置されており、ウェハWのX方向、Y方向および回転方向を制御する。一方、本実施形態の露光装置に設けられた主制御系14は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルRのX方向、Y方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系14は、レチクルステージRSTに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージRSTを微動させることによりレチクルRの位置調整を行う。   The XY stage 10 is placed on the base 11 and controls the X direction, Y direction, and rotation direction of the wafer W. On the other hand, the main control system 14 provided in the exposure apparatus of the present embodiment adjusts the position of the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotational direction based on the measurement values measured by the reticle laser interferometer. That is, the main control system 14 adjusts the position of the reticle R by transmitting a control signal to a mechanism incorporated in the reticle stage RST and finely moving the reticle stage RST.

また、主制御系14は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウェハW上の表面を投影光学系PLの像面に合わせ込むため、ウェハWのフォーカス位置(Z方向の位置)および傾斜角の調整を行う。即ち、主制御系14は、ウェハステージ駆動系15に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系15によりZステージ9を駆動させることによりウェハWのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。   The main control system 14 adjusts the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W in order to adjust the surface on the wafer W to the image plane of the projection optical system PL by the auto focus method and the auto leveling method. I do. That is, the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15 and drives the Z stage 9 by the wafer stage drive system 15 to adjust the focus position and tilt angle of the wafer W.

更に、主制御系14は、ウェハレーザ干渉計13により計測された計測値に基づいてウェハWのX方向、Y方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系14は、ウェハステージ駆動系15に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりウェハWのX方向、Y方向および回転方向の位置調整を行う。   Further, the main control system 14 adjusts the position of the wafer W in the X direction, the Y direction, and the rotation direction based on the measurement values measured by the wafer laser interferometer 13. That is, the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15 and drives the XY stage 10 by the wafer stage drive system 15 to adjust the position of the wafer W in the X direction, the Y direction, and the rotation direction. .

露光時には、主制御系14は、レチクルステージRSTに組み込まれている機構に制御信号を送信すると共に、ウェハステージ駆動系15に制御信号を送信し、投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージRSTおよびXYステージ10を駆動させつつ、レチクルRのパターン像をウェハW上の所定のショット領域内に投影露光する。その後、主制御系14は、ウェハステージ駆動系15に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりウェハW上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。   At the time of exposure, the main control system 14 transmits a control signal to a mechanism incorporated in the reticle stage RST and also transmits a control signal to the wafer stage drive system 15, and a speed ratio corresponding to the projection magnification of the projection optical system PL. Then, the reticle stage RST and the XY stage 10 are driven to project and expose the pattern image of the reticle R into a predetermined shot area on the wafer W. Thereafter, the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15, and drives the XY stage 10 by the wafer stage drive system 15, thereby step-moving another shot area on the wafer W to the exposure position.

このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルRのパターン像をウェハW上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ウェハステージ駆動系15およびウェハレーザ干渉計13などを用いてレチクルRおよびウェハWの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および静止照明領域の短辺方向すなわちY方向に沿ってレチクルステージRSTとXYステージ10とを、ひいてはレチクルRとウェハWとを同期的に移動(走査)させることにより、ウェハW上には静止露光領域の長辺LXに等しい幅を有し且つウェハWの走査量(移動量)に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。   In this way, the operation of scanning and exposing the pattern image of the reticle R on the wafer W by the step-and-scan method is repeated. That is, in the present embodiment, the position of the reticle R and the wafer W is controlled using the wafer stage drive system 15 and the wafer laser interferometer 13, and the short side direction of the rectangular stationary exposure region and the stationary illumination region, that is, the Y direction. The wafer stage W has a width equal to the long side LX of the stationary exposure region by moving (scanning) the reticle stage RST and the XY stage 10 along with the reticle R and the wafer W synchronously. In addition, the reticle pattern is scanned and exposed to an area having a length corresponding to the scanning amount (movement amount) of the wafer W.

図3は、本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。図3を参照すると、本実施形態の各実施例にかかる投影光学系PLでは、レチクルR側(物体側)の面が第2液体Lm2に接し且つウェハW側(像側)の面が第1液体Lm1に接する液中平行平面板Lpが最もウェハ側に配置されている。そして、この液中平行平面板Lpに隣接して、レチクルR側の面が気体に接し且つウェハW側の面が第2液体Lm2に接する境界レンズLbが配置されている。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration between the boundary lens and the wafer in each example of the present embodiment. Referring to FIG. 3, in the projection optical system PL according to each example of the present embodiment, the reticle R side (object side) surface is in contact with the second liquid Lm2, and the wafer W side (image side) surface is the first. An in-liquid parallel flat plate Lp that is in contact with the liquid Lm1 is disposed closest to the wafer. A boundary lens Lb is disposed adjacent to the in-liquid parallel flat plate Lp so that the reticle R side surface is in contact with the gas and the wafer W side surface is in contact with the second liquid Lm2.

本実施形態の各実施例において、例えば1.1よりも大きい屈折率を有する第1液体Lm1および第2液体Lm2として、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水(脱イオン水)を用いている。また、境界レンズLbは、レチクルR側に凸面を向け且つウェハW側に平面を向けた正レンズである。さらに、境界レンズLbおよび液中平行平面板Lpはともに、石英により形成されている。これは、境界レンズLbや液中平行平面板Lpを蛍石により形成すると、蛍石は水に溶ける性質(可溶性)があるため、投影光学系の結像性能を安定的に維持することが困難になるからである。   In each example of the present embodiment, for example, pure water (deionized water) that can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like as the first liquid Lm1 and the second liquid Lm2 having a refractive index greater than 1.1. Used. The boundary lens Lb is a positive lens having a convex surface on the reticle R side and a flat surface on the wafer W side. Further, the boundary lens Lb and the liquid parallel plane plate Lp are both made of quartz. This is because it is difficult to stably maintain the imaging performance of the projection optical system because the fluorite is soluble in water when the boundary lens Lb and the liquid parallel plane plate Lp are formed of fluorite. Because it becomes.

また、蛍石では内部の屈折率分布が高周波成分を有することが知られており、この高周波成分を含む屈折率のばらつきがフレアの発生を招く恐れがあり、投影光学系の結像性能を低下させ易い。さらに、蛍石は固有複屈折性を有することが知られており、投影光学系の結像性能を良好に維持するためには、この固有複屈折性の影響を補正する必要がある。したがって、蛍石の可溶性、屈折率分布の高周波成分および固有複屈折性の観点から、境界レンズLbや液中平行平面板Lpを石英により形成することが好ましい。   In addition, it is known that the internal refractive index distribution of fluorite has a high-frequency component, and variations in the refractive index including this high-frequency component may cause flare, which degrades the imaging performance of the projection optical system. Easy to do. Furthermore, fluorite is known to have intrinsic birefringence, and in order to maintain good imaging performance of the projection optical system, it is necessary to correct the influence of this intrinsic birefringence. Therefore, from the viewpoint of the solubility of fluorite, the high frequency component of the refractive index distribution, and the intrinsic birefringence, it is preferable to form the boundary lens Lb and the liquid parallel plane plate Lp from quartz.

なお、投影光学系PLに対してウェハWを相対移動させつつ走査露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、走査露光の開始から終了まで投影光学系PLの境界レンズLbとウェハWとの間の光路中に液体(Lm1,Lm2)を満たし続けるには、たとえば国際公開番号WO99/49504号公報に開示された技術や、特開平10−303114号公報に開示された技術などを用いることができる。   In the step-and-scan type exposure apparatus that performs scanning exposure while moving the wafer W relative to the projection optical system PL, the boundary lens Lb of the projection optical system PL and the wafer W In order to continue filling the liquid (Lm1, Lm2) in the optical path between, for example, the technique disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114, or the like is used. Can do.

国際公開番号WO99/49504号公報に開示された技術では、液体供給装置から供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体を境界レンズLbとウェハWとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノズルを介してウェハW上から液体を回収する。一方、特開平10−303114号公報に開示された技術では、液体を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容器状に構成し、その内底部の中央において(液体中において)ウェハWを真空吸着により位置決め保持する。また、投影光学系PLの鏡筒先端部が液体中に達し、ひいては境界レンズLbのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。   In the technique disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, the liquid adjusted to a predetermined temperature from the liquid supply device via the supply pipe and the discharge nozzle is filled with the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W. The liquid is recovered from the wafer W via the recovery pipe and the inflow nozzle by the liquid supply device. On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303114, the wafer holder table is configured in a container shape so that the liquid can be accommodated, and the wafer W is evacuated at the center of the inner bottom (in the liquid). It is positioned and held by suction. Further, the lens barrel tip of the projection optical system PL reaches the liquid, and the optical surface on the wafer side of the boundary lens Lb reaches the liquid.

本実施形態では、図1に示すように、第1給排水機構21を用いて、液中平行平面板LpとウェハWとの間の光路中において第1液体Lm1としての純水を循環させている。また、第2給排水機構22を用いて、境界レンズLbと液中平行平面板Lpとの間の光路中において第2液体Lm2としての純水を循環させている。このように、浸液としての純水を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質を防ぐことができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, pure water as the first liquid Lm1 is circulated in the optical path between the liquid parallel flat plate Lp and the wafer W using the first water supply / drainage mechanism 21. . In addition, the second water supply / drainage mechanism 22 is used to circulate pure water as the second liquid Lm2 in the optical path between the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp. In this way, by circulating pure water as the immersion liquid at a minute flow rate, it is possible to prevent deterioration of the liquid due to antiseptic, fungicidal and other effects.

本実施形態の各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離(サグ量)をzとし、頂点曲率半径をrとし、円錐係数をκとし、n次の非球面係数をCnとしたとき、以下の数式(a)で表される。後述の表(1)および(2)において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に*印を付している。 In each example of the present embodiment, the aspherical surface is along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspherical surface to the position on the aspherical surface at the height y, where y is the height in the direction perpendicular to the optical axis. When the distance (sag amount) is z, the apex radius of curvature is r, the cone coefficient is κ, and the n-th aspherical coefficient is C n , the following equation (a) is expressed. In Tables (1) and (2), which will be described later, an aspherical lens surface is marked with an asterisk (*) on the right side of the surface number.

z=(y2/r)/[1+{1−(1+κ)・y2/r21/2
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10
+C12・y12+C14・y14+・・・ (a)
z = (y 2 / r) / [1+ {1− (1 + κ) · y 2 / r 2 } 1/2 ]
+ C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 + C 10 · y 10
+ C 12 · y 12 + C 14 · y 14 + ... (a)

また、本実施形態の各実施例において、投影光学系PLは、物体面(第1面)に配置されたレチクルRのパターンの第1中間像を形成するための第1結像光学系(第1光学ユニット)G1と、第1中間像からの光に基づいてレチクルパターンの第2中間像(第1中間像の像であってレチクルパターンの2次像)を形成するための第2結像光学系(第2光学ユニット)G2と、第2中間像からの光に基づいて像面(第2面)に配置されたウェハW上にレチクルパターンの最終像(レチクルパターンの縮小像)を形成するための第3結像光学系(第3光学ユニット)G3とを備えている。ここで、第1結像光学系G1および第3結像光学系G3はともに屈折光学系であり、第2結像光学系G2は凹面反射鏡CMを含む反射屈折光学系である。   In each example of the present embodiment, the projection optical system PL is a first imaging optical system (first optical system) for forming a first intermediate image of the pattern of the reticle R disposed on the object surface (first surface). 1 optical unit) G1 and a second image formation for forming a second intermediate image of the reticle pattern (an image of the first intermediate image and a secondary image of the reticle pattern) based on the light from the first intermediate image Based on light from the optical system (second optical unit) G2 and the second intermediate image, a final image of the reticle pattern (a reduced image of the reticle pattern) is formed on the wafer W arranged on the image surface (second surface). And a third imaging optical system (third optical unit) G3. Here, both the first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 are refractive optical systems, and the second imaging optical system G2 is a catadioptric optical system including a concave reflecting mirror CM.

また、第1結像光学系G1と第2結像光学系G2との間の光路中には第1平面反射鏡(第1偏向鏡)M1が配置され、第2結像光学系G2と第3結像光学系G3との間の光路中には第2平面反射鏡(第2偏向鏡)M2が配置されている。こうして、各実施例の投影光学系PLでは、レチクルRからの光が、第1結像光学系G1を介して、第1平面反射鏡M1の近傍にレチクルパターンの第1中間像を形成する。次いで、第1中間像からの光が、第2結像光学系G2を介して、第2平面反射鏡M2の近傍にレチクルパターンの第2中間像を形成する。さらに、第2中間像からの光が、第3結像光学系G3を介して、レチクルパターンの最終像をウェハW上に形成する。   A first planar reflecting mirror (first deflecting mirror) M1 is disposed in the optical path between the first imaging optical system G1 and the second imaging optical system G2, and the second imaging optical system G2 and the second imaging optical system G2 A second planar reflecting mirror (second deflecting mirror) M2 is disposed in the optical path between the three imaging optical systems G3. Thus, in the projection optical system PL of each embodiment, the light from the reticle R forms a first intermediate image of the reticle pattern in the vicinity of the first planar reflecting mirror M1 via the first imaging optical system G1. Next, the light from the first intermediate image forms a second intermediate image of the reticle pattern in the vicinity of the second planar reflecting mirror M2 via the second imaging optical system G2. Further, the light from the second intermediate image forms a final image of the reticle pattern on the wafer W via the third imaging optical system G3.

また、各実施例の投影光学系PLでは、第1結像光学系G1および第3結像光学系G3が鉛直方向に沿って直線状に延びる光軸AX1および光軸AX3を有し、光軸AX1および光軸AX3は基準光軸AXと一致している。一方、第2結像光学系G2は水平方向に沿って直線状に延びる(基準光軸AXに垂直な)光軸AX2を有する。こうして、レチクルR、ウェハW、第1結像光学系G1を構成するすべての光学部材および第3結像光学系G3を構成するすべての光学部材は、重力方向と直交する面すなわち水平面に沿って互いに平行に配置されている。さらに、第1平面反射鏡M1および第2平面反射鏡M2は、レチクル面に対して45度の角度をなすように設定された反射面をそれぞれ有し、第1平面反射鏡M1と第2平面反射鏡M2とは1つの光学部材として一体的に構成されている。また、各実施例において、投影光学系PLは、物体側および像側の双方にほぼテレセントリックに構成されている。   In the projection optical system PL of each embodiment, the first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 have an optical axis AX1 and an optical axis AX3 extending linearly along the vertical direction, and the optical axis AX1 and the optical axis AX3 coincide with the reference optical axis AX. On the other hand, the second imaging optical system G2 has an optical axis AX2 that extends linearly along the horizontal direction (perpendicular to the reference optical axis AX). Thus, the reticle R, the wafer W, all the optical members constituting the first imaging optical system G1 and all the optical members constituting the third imaging optical system G3 are along a plane perpendicular to the direction of gravity, that is, a horizontal plane. They are arranged parallel to each other. Further, the first planar reflecting mirror M1 and the second planar reflecting mirror M2 each have a reflecting surface set so as to form an angle of 45 degrees with respect to the reticle surface. The reflecting mirror M2 is integrally configured as one optical member. In each embodiment, the projection optical system PL is substantially telecentric on both the object side and the image side.

[第1実施例]
図4は、本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。図4を参照すると、第1実施例にかかる投影光学系PLにおいて第1結像光学系G1は、レチクル側から順に、平行平面板P1と、両凸レンズL11と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸レンズL13と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズL14と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL16と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL17と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL18と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL19と、両凸レンズL110と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL111とにより構成されている。
[First embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of the projection optical system according to the first example of the present embodiment. Referring to FIG. 4, in the projection optical system PL according to the first example, the first imaging optical system G1 includes, in order from the reticle side, a plane parallel plate P1, a biconvex lens L11, and a positive surface with a convex surface facing the reticle side. A meniscus lens L12, a biconvex lens L13, a biconcave lens L14 having an aspheric concave surface facing the reticle side, a positive meniscus lens L15 having a convex surface facing the reticle side, and a positive meniscus lens L16 having a concave surface facing the reticle side A negative meniscus lens L17 having a concave surface facing the reticle, a positive meniscus lens L18 having an aspheric concave surface facing the reticle, a positive meniscus lens L19 having a concave surface facing the reticle, a biconvex lens L110, A positive meniscus lens L111 having an aspherical concave surface facing the wafer side.

また、第2結像光学系G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側(すなわち入射側)から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL21と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡CMとから構成されている。また、第3結像光学系G3は、レチクル側(すなわち入射側)から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL31と、両凸レンズL32と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL34と、両凹レンズL35と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズL36と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL37と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL38と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズL39と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL310と、両凸レンズL311と、開口絞りASと、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL312と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL313と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL314と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL315(境界レンズLb)と、平行平面板Lpとにより構成されている。   The second imaging optical system G2 includes a negative meniscus lens L21 having a concave surface on the reticle side and a negative meniscus having a concave surface on the reticle side in order from the reticle side (that is, the incident side) along the light traveling path. The lens L22 includes a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the reticle. Further, the third imaging optical system G3 includes, in order from the reticle side (that is, the incident side), a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, and a positive meniscus lens L33 having a convex surface facing the reticle side. A positive meniscus lens L34 having an aspherical concave surface facing the wafer, a biconcave lens L35, a biconcave lens L36 having an aspherical concave surface facing the wafer, and an aspherical concave surface facing the reticle. A positive meniscus lens L37, a positive meniscus lens L38 having an aspheric concave surface facing the wafer, a negative meniscus lens L39 having an aspheric concave surface facing the wafer, and an aspheric concave surface on the reticle side. A positive meniscus lens L310, a biconvex lens L311, an aperture stop AS, a planoconvex lens L312 with a plane facing the wafer side, a wafer A positive meniscus lens L313 with an aspherical concave surface facing the side, a positive meniscus lens L314 with an aspherical concave surface facing the wafer, a planoconvex lens L315 (boundary lens Lb) with a flat surface facing the wafer, It is comprised by the parallel plane board Lp.

第1実施例では、境界レンズLbと平行平面板Lpとの間の光路および平行平面板LpとウェハWとの間の光路に、使用光(露光光)であるArFエキシマレーザ光(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する純水(Lm1,Lm2)が満たされている。また、境界レンズLbおよび平行平面板Lpを含むすべての光透過部材が、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する石英(SiO2)により形成されている。 In the first embodiment, ArF excimer laser light (center wavelength λ) is used light (exposure light) on the optical path between the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp and on the optical path between the plane parallel plate Lp and the wafer W. = 193.306 nm) is filled with pure water (Lm1, Lm2) having a refractive index of 1.435876. Further, all the light transmitting members including the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp are formed of quartz (SiO 2 ) having a refractive index of 1.5603261 with respect to the center wavelength of the used light.

次の表(1)に、第1実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。表(1)において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率(全系の結像倍率)の大きさを、NAは像側(ウェハ側)開口数を、BはウェハW上でのイメージサークルIFの半径を、Aは実効露光領域ERの軸外し量を、LXは実効露光領域ERのX方向に沿った寸法(長辺の寸法)を、LYは実効露光領域ERのY方向に沿った寸法(短辺の寸法)をそれぞれ表している。   In the following table (1), values of specifications of the projection optical system PL according to the first example are listed. In Table (1), λ is the center wavelength of the exposure light, β is the projection magnification (imaging magnification of the entire system), NA is the image side (wafer side) numerical aperture, and B is on the wafer W. , A is the off-axis amount of the effective exposure area ER, LX is the dimension along the X direction of the effective exposure area ER (long side dimension), and LY is the Y direction of the effective exposure area ER. The dimensions along the lines (dimensions on the short side) are respectively shown.

また、面番号は物体面(第1面)であるレチクル面から像面(第2面)であるウェハ面への光線の進行する経路に沿ったレチクル側からの面の順序を、rは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半径:mm)を、dは各面の軸上間隔すなわち面間隔(mm)を、nは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔dは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔dの符号は、第1平面反射鏡M1の反射面から凹面反射鏡CMまでの光路中および第2平面反射鏡M2から像面までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。   The surface number is the order of the surface from the reticle side along the path of the light beam from the reticle surface that is the object surface (first surface) to the wafer surface that is the image surface (second surface). The radius of curvature of the surface (vertex radius of curvature: mm in the case of an aspherical surface), d represents the on-axis interval of each surface, that is, the surface interval (mm), and n represents the refractive index with respect to the center wavelength. Note that the surface distance d changes its sign each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface interval d is negative in the optical path from the reflecting surface of the first flat reflecting mirror M1 to the concave reflecting mirror CM and in the optical path from the second flat reflecting mirror M2 to the image plane, and in the other optical paths. It is positive.

そして、第1結像光学系G1では、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。第2結像光学系G2では、光の進行往路に沿って入射側(レチクル側)に向かって凹面の曲率半径を正とし、入射側に向かって凸面の曲率半径を負としている。第3結像光学系G3では、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を負としている。なお、表(1)における表記は、以降の表(2)においても同様である。   In the first imaging optical system G1, the radius of curvature of the convex surface toward the reticle side is positive, and the radius of curvature of the concave surface toward the reticle side is negative. In the second imaging optical system G2, the radius of curvature of the concave surface is made positive toward the incident side (reticle side) along the light traveling path, and the radius of curvature of the convex surface is made negative toward the incident side. In the third imaging optical system G3, the radius of curvature of the concave surface toward the reticle side is positive, and the radius of curvature of the convex surface toward the reticle side is negative. The notation in Table (1) is the same in the following Table (2).

表(1)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=1.32
B=15.3mm
A=2.8mm
LX=26mm
LY=5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
(レチクル面) 113.7542
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 6.0000
3 961.49971 52.0000 1.5603261 (L11)
4 -260.97642 1.0000
5 165.65618 35.7731 1.5603261 (L12)
6 329.41285 15.7479
7 144.73700 56.4880 1.5603261 (L13)
8 -651.17229 4.1450
9* -678.61021 18.2979 1.5603261 (L14)
10 173.73534 1.0000
11 82.85141 28.4319 1.5603261 (L15)
12 122.17403 24.6508
13 -632.23083 15.8135 1.5603261 (L16)
14 -283.76586 22.9854
15 -95.83749 44.8780 1.5603261 (L17)
16 -480.25701 49.9532
17* -327.24655 37.6724 1.5603261 (L18)
18 -152.74838 1.0000
19 -645.51205 47.0083 1.5603261 (L19)
20 -172.70890 1.0000
21 1482.42136 32.7478 1.5603261 (L110)
22 -361.68453 1.0000
23 185.06735 36.2895 1.5603261 (L111)
24* 1499.92500 72.0000
25 ∞ -204.3065 (M1)
26 115.50235 -15.0000 1.5603261 (L21)
27 181.35110 -28.1819
28 107.57500 -18.0000 1.5603261 (L22)
29 327.79447 -34.9832
30 165.18700 34.9832 (CM)
31 327.79446 18.0000 1.5603261 (L22)
32 107.57500 28.1819
33 181.35110 15.0000 1.5603261 (L21)
34 115.50235 204.3065
35 ∞ -72.0000 (M2)
36 552.89298 -24.4934 1.5603261 (L31)
37 211.40931 -1.0000
38 -964.15750 -27.5799 1.5603261 (L32)
39 451.41200 -1.0000
40 -239.74429 -35.7714 1.5603261 (L33)
41 -171769.23040 -1.0000
42 -206.94777 -50.0000 1.5603261 (L34)
43* -698.47035 -43.1987
44 560.33453 -10.0000 1.5603261 (L35)
45 -116.92245 -46.5360
46 209.32811 -10.0000 1.5603261 (L36)
47* -189.99848 -23.6644
48* 1878.63986 -31.5066 1.5603261 (L37)
49 211.85278 -1.0000
50 -322.20466 -33.1856 1.5603261 (L38)
51* -1160.22740 -10.0172
52 -2715.10365 -22.0000 1.5603261 (L39)
53* -959.87714 -42.0799
54* 727.37853 -62.0255 1.5603261 (L310)
55 240.59248 -1.0000
56 -16276.86134 -62.1328 1.5603261 (L311)
57 333.64919 -1.0000
58 ∞ -1.0000 (AS)
59 -303.09919 -68.2244 1.5603261 (L312)
60 ∞ -1.0000
61 -182.25869 -77.6122 1.5603261 (L313)
62* -472.72383 -1.0000
63 -131.14200 -49.9999 1.5603261 (L314)
64* -414.78286 -1.0000
65 -75.90800 -43.3351 1.5603261 (L315:Lb)
66 ∞ -1.0000 1.435876 (Lm2)
67 ∞ -13.0000 1.5603261 (Lp)
68 ∞ -2.9999 1.435876 (Lm1)
(ウェハ面)

(非球面データ)
9面
κ=0
4=−7.9031×10-8 6=8.6709×10-12
8=−6.5472×10-1610=1.5504×10-20
12=2.6800×10-2414=−2.6032×10-28
16=7.3308×10-3318=0

17面
κ=0
4=4.7672×10-9 6=−8.7145×10-13
8=−2.8591×10-1710=3.9981×10-21
12=−1.9927×10-2514=2.8410×10-30
16=6.5538×10-3518=0

24面
κ=0
4=2.7118×10-8 6=−4.0362×10-13
8=8.5346×10-1810=−1.7653×10-22
12=−1.1856×10-2714=5.2597×10-31
16=−2.0897×10-3518=0

43面
κ=0
4=−1.8839×10-8 6=5.6009×10-13
8=−1.8306×10-1710=2.2177×10-21
12=−2.3512×10-2514=1.7766×10-29
16=−6.5390×10-3418=0

47面
κ=0
4=9.0773×10-8 6=−5.4651×10-12
8=4.4000×10-1610=−2.7426×10-20
12=3.2149×10-2514=2.3641×10-28
16=−1.3953×10-3218=0

48面
κ=0
4=3.0443×10-8 6=−1.6528×10-12
8=2.3949×10-1710=−4.4953×10-21
12=3.0165×10-2514=−1.2463×10-28
16=1.0783×10-3218=0

51面
κ=0
4=1.8357×10-8 6=−4.3103×10-13
8=−9.4499×10-1710=4.3247×10-21
12=−1.6979×10-2514=8.6892×10-30
16=−1.5935×10-3418=0

53面
κ=0
4=−3.9000×10-8 6=−7.2737×10-13
8=1.1921×10-1610=−2.6393×10-21
12=−3.1544×10-2614=1.8774×10-30
16=−2.3545×10-3518=0

54面
κ=0
4=1.9116×10-8 6=−6.7783×10-13
8=1.5688×10-1710=−6.0850×10-22
12=1.8575×10-2614=−4.2147×10-31
16=7.3240×10-3618=0

62面
κ=0
4=3.0649×10-8 6=−2.3613×10-12
8=1.5604×10-1610=−7.3591×10-21
12=2.1593×10-2514=−3.5918×10-30
16=2.5879×10-3518=0

64面
κ=0
4=−6.0849×10-8 6=−8.7021×10-13
8=−1.5623×10-1610=1.5681×10-20
12=−1.6989×10-2414=7.9711×10-29
16=−2.7075×10-3318=0
Table (1)
(Main specifications)
λ = 193.306 nm
β = 1/4
NA = 1.32
B = 15.3mm
A = 2.8mm
LX = 26mm
LY = 5mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn optical member (reticle surface) 113.7542
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 6.0000
3 961.49971 52.0000 1.5603261 (L11)
4 -260.97642 1.0000
5 165.65618 35.7731 1.5603261 (L12)
6 329.41285 15.7479
7 144.73700 56.4880 1.5603261 (L13)
8 -651.17229 4.1450
9 * -678.61021 18.2979 1.5603261 (L14)
10 173.73534 1.0000
11 82.85141 28.4319 1.5603261 (L15)
12 122.17403 24.6508
13 -632.23083 15.8135 1.5603261 (L16)
14 -283.76586 22.9854
15 -95.83749 44.8780 1.5603261 (L17)
16 -480.25701 49.9532
17 * -327.24655 37.6724 1.5603261 (L18)
18 -152.74838 1.0000
19 -645.51205 47.0083 1.5603261 (L19)
20 -172.70890 1.0000
21 1482.42136 32.7478 1.5603261 (L110)
22 -361.68453 1.0000
23 185.06735 36.2895 1.5603261 (L111)
24 * 1499.92500 72.0000
25 ∞ -204.3065 (M1)
26 115.50235 -15.0000 1.5603261 (L21)
27 181.35110 -28.1819
28 107.57500 -18.0000 1.5603261 (L22)
29 327.79447 -34.9832
30 165.18700 34.9832 (CM)
31 327.79446 18.0000 1.5603261 (L22)
32 107.57500 28.1819
33 181.35110 15.0000 1.5603261 (L21)
34 115.50235 204.3065
35 ∞ -72.0000 (M2)
36 552.89298 -24.4934 1.5603261 (L31)
37 211.40931 -1.0000
38 -964.15750 -27.5799 1.5603261 (L32)
39 451.41200 -1.0000
40 -239.74429 -35.7714 1.5603261 (L33)
41 -171769.23040 -1.0000
42 -206.94777 -50.0000 1.5603261 (L34)
43 * -698.47035 -43.1987
44 560.33453 -10.0000 1.5603261 (L35)
45 -116.92245 -46.5360
46 209.32811 -10.0000 1.5603261 (L36)
47 * -189.99848 -23.6644
48 * 1878.63986 -31.5066 1.5603261 (L37)
49 211.85278 -1.0000
50 -322.20466 -33.1856 1.5603261 (L38)
51 * -1160.22740 -10.0172
52 -2715.10365 -22.0000 1.5603261 (L39)
53 * -959.87714 -42.0799
54 * 727.37853 -62.0255 1.5603261 (L310)
55 240.59248 -1.0000
56 -16276.86134 -62.1328 1.5603261 (L311)
57 333.64919 -1.0000
58 ∞ -1.0000 (AS)
59 -303.09919 -68.2244 1.5603261 (L312)
60 ∞ -1.0000
61 -182.25869 -77.6122 1.5603261 (L313)
62 * -472.72383 -1.0000
63 -131.14200 -49.9999 1.5603261 (L314)
64 * -414.78286 -1.0000
65 -75.90800 -43.3351 1.5603261 (L315: Lb)
66 ∞ -1.0000 1.435876 (Lm2)
67 ∞ -13.0000 1.5603261 (Lp)
68 ∞ -2.9999 1.435876 (Lm1)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
9 faces κ = 0
C 4 = −7.99031 × 10 −8 C 6 = 8.6709 × 10 −12
C 8 = −6.5472 × 10 −16 C 10 = 1.5504 × 10 −20
C 12 = 2.6800 × 10 −24 C 14 = −2.66032 × 10 −28
C 16 = 7.3308 × 10 −33 C 18 = 0

17 faces κ = 0
C 4 = 4.7672 × 10 −9 C 6 = −8.7145 × 10 −13
C 8 = −2.88591 × 10 −17 C 10 = 3.99981 × 10 −21
C 12 = −1.9927 × 10 −25 C 14 = 2.8410 × 10 −30
C 16 = 6.5538 × 10 −35 C 18 = 0

24 surfaces κ = 0
C 4 = 2.7118 × 10 −8 C 6 = −4.0362 × 10 −13
C 8 = 8.5346 × 10 −18 C 10 = −1.7653 × 10 −22
C 12 = −1.856 × 10 −27 C 14 = 5.2597 × 10 −31
C 16 = −2.0897 × 10 −35 C 18 = 0

43 planes κ = 0
C 4 = −1.88839 × 10 −8 C 6 = 5.609 × 10 −13
C 8 = −1.8306 × 10 −17 C 10 = 2.2177 × 10 −21
C 12 = -2.3512 × 10 -25 C 14 = 1.7766 × 10 -29
C 16 = −6.5390 × 10 −34 C 18 = 0

47 faces κ = 0
C 4 = 9.0773 × 10 −8 C 6 = −5.4651 × 10 −12
C 8 = 4.4000 × 10 −16 C 10 = −2.7426 × 10 −20
C 12 = 3.2149 × 10 −25 C 14 = 2.3641 × 10 −28
C 16 = −1.33953 × 10 −32 C 18 = 0

48 faces κ = 0
C 4 = 3.0443 × 10 −8 C 6 = −1.6528 × 10 −12
C 8 = 2.3949 × 10 −17 C 10 = −4.4953 × 10 −21
C 12 = 3.0165 × 10 −25 C 14 = −1.2463 × 10 −28
C 16 = 1.0783 × 10 −32 C 18 = 0

51 plane κ = 0
C 4 = 1.8357 × 10 −8 C 6 = −4.3103 × 10 −13
C 8 = −9.4499 × 10 −17 C 10 = 4.3247 × 10 −21
C 12 = −1.6979 × 10 −25 C 14 = 8.6892 × 10 −30
C 16 = −1.5935 × 10 −34 C 18 = 0

53 plane κ = 0
C 4 = -3.9000 × 10 -8 C 6 = -7.2737 × 10 -13
C 8 = 1.1921 × 10 −16 C 10 = −2.6393 × 10 −21
C 12 = −3.1544 × 10 −26 C 14 = 1.8774 × 10 −30
C 16 = −2.3545 × 10 −35 C 18 = 0

54 faces κ = 0
C 4 = 1.9116 × 10 −8 C 6 = −6.77783 × 10 −13
C 8 = 1.5688 × 10 −17 C 10 = −6.0850 × 10 −22
C 12 = 1.8575 × 10 −26 C 14 = −4.2147 × 10 −31
C 16 = 7.3240 × 10 −36 C 18 = 0

62 plane κ = 0
C 4 = 3.0649 × 10 −8 C 6 = −2.3613 × 10 −12
C 8 = 1.5604 × 10 −16 C 10 = −7.3591 × 10 −21
C 12 = 2.1593 × 10 −25 C 14 = −3.5918 × 10 −30
C 16 = 2.5879 × 10 −35 C 18 = 0

64 faces κ = 0
C 4 = −6.0849 × 10 −8 C 6 = −8.7021 × 10 −13
C 8 = −1.5623 × 10 −16 C 10 = 1.5681 × 10 −20
C 12 = −1.6989 × 10 −24 C 14 = 7.9711 × 10 −29
C 16 = −2.77075 × 10 −33 C 18 = 0

図5は、第1実施例の投影光学系における横収差を示す図である。収差図において、Yは像高を、実線は中心波長193.3060nmを、破線は193.306nm+0.2pm=193.3062nmを、一点鎖線は193.306nm−0.2pm=193.3058nmをそれぞれ示している。なお、図5における表記は、以降の図7においても同様である。図5の収差図から明らかなように、第1実施例では、非常に大きな像側開口数(NA=1.32)および比較的大きな実効露光領域ER(26mm×5mm)を確保しているにもかかわらず、波長幅が193.306nm±0.2pmの露光光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。   FIG. 5 is a diagram showing lateral aberration in the projection optical system of the first example. In the aberration diagrams, Y represents the image height, the solid line represents the center wavelength of 193.3060 nm, the broken line represents 193.306 nm + 0.2 pm = 193.3062 nm, and the alternate long and short dash line represents 193.306 nm−0.2 pm = 193.3058 nm. Yes. Note that the notation in FIG. 5 is the same in FIG. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 5, in the first embodiment, a very large image-side numerical aperture (NA = 1.32) and a relatively large effective exposure area ER (26 mm × 5 mm) are secured. Nevertheless, it can be seen that the aberration is well corrected for exposure light having a wavelength width of 193.306 nm ± 0.2 pm.

[第2実施例]
図6は、本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。図6を参照すると、第2実施例にかかる投影光学系PLにおいて第1結像光学系G1は、レチクル側から順に、平行平面板P1と、両凸レンズL11と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズL14と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL16と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL17と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL18と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL19と、両凸レンズL110と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL111とにより構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing a lens configuration of the projection optical system according to the second example of the present embodiment. Referring to FIG. 6, in the projection optical system PL according to the second example, the first imaging optical system G1 is arranged in order from the reticle side, with a plane parallel plate P1, a biconvex lens L11, and a positive surface with a convex surface facing the reticle side. A meniscus lens L12, a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the reticle, a biconcave lens L14 having an aspheric concave surface facing the reticle, a positive meniscus lens L15 having a convex surface facing the reticle, and a reticle side A positive meniscus lens L16 having a concave surface, a negative meniscus lens L17 having a concave surface facing the reticle side, a positive meniscus lens L18 having an aspheric concave surface facing the reticle side, and a positive meniscus lens having a concave surface facing the reticle side L19, a biconvex lens L110, and a positive meniscus lens L111 having an aspheric concave surface facing the wafer side. To have.

また、第2結像光学系G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側(すなわち入射側)から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL21と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡CMとから構成されている。また、第3結像光学系G3は、レチクル側(すなわち入射側)から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL31と、両凸レンズL32と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL34と、両凹レンズL35と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズL36と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL37と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL38と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズL39と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL310と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズL311と、開口絞りASと、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL312と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL313と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズL314と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL315(境界レンズLb)と、平行平面板Lpとにより構成されている。   The second imaging optical system G2 includes a negative meniscus lens L21 having a concave surface on the reticle side and a negative meniscus having a concave surface on the reticle side in order from the reticle side (that is, the incident side) along the light traveling path. The lens L22 includes a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the reticle. Further, the third imaging optical system G3 includes, in order from the reticle side (that is, the incident side), a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, and a positive meniscus lens L33 having a convex surface facing the reticle side. A positive meniscus lens L34 having an aspherical concave surface facing the wafer, a biconcave lens L35, a biconcave lens L36 having an aspherical concave surface facing the wafer, and an aspherical concave surface facing the reticle. A positive meniscus lens L37, a positive meniscus lens L38 having an aspheric concave surface facing the wafer, a plano-concave lens L39 having an aspheric concave surface facing the wafer, and an aspheric concave surface facing the reticle. Positive meniscus lens L310, positive meniscus lens L311 having a concave surface facing the reticle, aperture stop AS, and flat surface facing the wafer side A lens L312; a positive meniscus lens L313 with an aspherical concave surface facing the wafer; a positive meniscus lens L314 with an aspherical concave surface facing the wafer; and a planoconvex lens L315 (boundary) facing the wafer side The lens Lb) and a plane parallel plate Lp.

第2実施例においても第1実施例と同様に、境界レンズLbと平行平面板Lpとの間の光路および平行平面板LpとウェハWとの間の光路に、使用光(露光光)であるArFエキシマレーザ光(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する純水(Lm1,Lm2)が満たされている。また、境界レンズLbおよび平行平面板Lpを含むすべての光透過部材が、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する石英により形成されている。次の表(2)に、第2実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, use light (exposure light) is used in the optical path between the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp and in the optical path between the plane parallel plate Lp and the wafer W. Pure water (Lm1, Lm2) having a refractive index of 1.435876 with respect to ArF excimer laser light (center wavelength λ = 193.306 nm) is filled. Further, all the light transmitting members including the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp are made of quartz having a refractive index of 1.5603261 with respect to the center wavelength of the used light. The following table (2) lists the values of the specifications of the projection optical system PL according to the second example.

表(2)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=1.3
B=15.4mm
A=3mm
LX=26mm
LY=5mm

(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
(レチクル面) 128.0298
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 3.0000
3 708.58305 50.0000 1.5603261 (L11)
4 -240.96139 1.0000
5 159.28256 55.0000 1.5603261 (L12)
6 1030.42583 15.3309
7 175.91680 33.4262 1.5603261 (L13)
8 1901.42936 13.4484
9* -313.76486 11.8818 1.5603261 (L14)
10 235.56199 1.0000
11 90.40801 53.3442 1.5603261 (L15)
12 109.36394 12.8872
13 -1337.13410 20.2385 1.5603261 (L16)
14 -314.47144 10.2263
15 -106.13528 42.5002 1.5603261 (L17)
16 -334.97792 56.0608
17* -1619.43320 46.3634 1.5603261 (L18)
18 -167.00000 1.0000
19 -568.04127 48.4966 1.5603261 (L19)
20 -172.67366 1.0000
21 637.03167 27.8478 1.5603261 (L110)
22 -838.93167 1.0000
23 264.56403 30.7549 1.5603261 (L111)
24* 3443.52617 72.0000
25 ∞ -237.1956 (M1)
26 134.07939 -15.0000 1.5603261 (L21)
27 218.66017 -33.2263
28 111.51192 -18.0000 1.5603261 (L22)
29 334.92606 -28.5215
30 170.92067 28.5215 (CM)
31 334.92606 18.0000 1.5603261 (L22)
32 111.51192 33.2263
33 218.66017 15.0000 1.5603261 (L21)
34 134.07939 237.1956
35 ∞ -72.0000 (M2)
36 1133.17643 -25.2553 1.5603261 (L31)
37 247.47802 -1.0000
38 -480.60890 -29.6988 1.5603261 (L32)
39 626.43077 -1.0000
40 -208.29831 -36.2604 1.5603261 (L33)
41 -2556.24930 -1.0000
42 -173.46230 -50.0000 1.5603261 (L34)
43* -294.18687 -26.4318
44 699.54032 -11.5000 1.5603261 (L35)
45 -106.38847 -47.9520
46 158.19938 -11.5000 1.5603261 (L36)
47* -189.99848 -27.6024
48* 487.32943 -34.3282 1.5603261 (L37)
49 153.21216 -1.0000
50 -280.33475 -39.4036 1.5603261 (L38)
51* -1666.66667 -17.3862
52 ∞ -22.0000 1.5603261 (L39)
53* -1511.71580 -40.3150
54* 655.86673 -62.2198 1.5603261 (L310)
55 242.88510 -1.0000
56 843.73059 -49.2538 1.5603261 (L311)
57 280.00000 -1.0000
58 ∞ -1.0000 (AS)
59 -291.92686 -61.1038 1.5603261 (L312)
60 ∞ -1.0000
61 -179.32463 -67.4474 1.5603261 (L313)
62* -438.34656 -1.0000
63 -128.42402 -52.4156 1.5603261 (L314)
64* -401.88080 -1.0000
65 -75.86112 -41.5893 1.5603261 (L315:Lb)
66 ∞ -1.0000 1.435876 (Lm2)
67 ∞ -16.5000 1.5603261 (Lp)
68 ∞ -3.0000 1.435876 (Lm1)
(ウェハ面)

(非球面データ)
9面
κ=0
4=−3.1753×10-8 6=9.0461×10-12
8=−1.0355×10-1510=1.2398×10-19
12=−1.1221×10-2314=5.7476×10-28
16=−1.1800×10-3218=0

17面
κ=0
4=−2.8399×10-8 6=−3.0401×10-13
8=1.1462×10-1710=4.0639×10-22
12=−8.6125×10-2614=4.4202×10-30
16=−9.9158×10-3518=0

24面
κ=0
4=2.1499×10-8 6=−3.8861×10-13
8=5.4812×10-1810=−2.1623×10-23
12=−2.5636×10-2614=2.1879×10-30
16=−6.5039×10-3518=0

43面
κ=0
4=−2.0533×10-8 6=7.8051×10-13
8=9.4002×10-1810=−2.1043×10-21
12=7.8182×10-2514=−9.2007×10-29
16=3.6742×10-3318=0

47面
κ=0
4=9.8639×10-8 6=−6.7359×10-12
8=6.8579×10-1610=−6.1604×10-20
12=5.1722×10-2414=−2.9412×10-28
16=8.6688×10-3318=0

48面
κ=0
4=4.3101×10-8 6=−3.2805×10-12
8=5.6432×10-1710=−9.2345×10-22
12=1.0713×10-2514=−9.9944×10-30
16=1.8148×10-3318=0

51面
κ=0
4=2.5839×10-8 6=−1.8848×10-12
8=−4.9271×10-1710=4.4946×10-21
12=−7.2550×10-2614=4.9237×10-31
16=−2.4260×10-3518=6.2565×10-40

53面
κ=0
4=−4.7449×10-8 6=−2.3075×10-13
8=1.0475×10-1610=−2.1805×10-21
12=−9.0530×10-2614=4.6274×10-30
16=−6.4961×10-3518=3.4402×10-41

54面
κ=0
4=2.0328×10-8 6=−7.7439×10-13
8=1.6217×10-1710=−3.5531×10-22
12=8.2634×10-2714=2.6232×10-31
16=−2.0989×10-3518=4.0888×10-40

62面
κ=0
4=2.5121×10-8 6=−2.0342×10-12
8=1.2906×10-1610=−5.4455×10-21
12=1.2885×10-2514=−1.4600×10-30
16=3.2850×10-3618=0

64面
κ=0
4=−2.8098×10-8 6=−3.9565×10-12
8=3.1966×10-1610=−2.7246×10-20
12=1.8266×10-2414=−8.6244×10-29
16=2.1570×10-3318=0
Table (2)
(Main specifications)
λ = 193.306 nm
β = 1/4
NA = 1.3
B = 15.4mm
A = 3mm
LX = 26mm
LY = 5mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn optical member (reticle surface) 128.0298
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 3.0000
3 708.58305 50.0000 1.5603261 (L11)
4 -240.96139 1.0000
5 159.28256 55.0000 1.5603261 (L12)
6 1030.42583 15.3309
7 175.91680 33.4262 1.5603261 (L13)
8 1901.42936 13.4484
9 * -313.76486 11.8818 1.5603261 (L14)
10 235.56199 1.0000
11 90.40801 53.3442 1.5603261 (L15)
12 109.36394 12.8872
13 -1337.13410 20.2385 1.5603261 (L16)
14 -314.47144 10.2263
15 -106.13528 42.5002 1.5603261 (L17)
16 -334.97792 56.0608
17 * -1619.43320 46.3634 1.5603261 (L18)
18 -167.00000 1.0000
19 -568.04127 48.4966 1.5603261 (L19)
20 -172.67366 1.0000
21 637.03167 27.8478 1.5603261 (L110)
22 -838.93167 1.0000
23 264.56403 30.7549 1.5603261 (L111)
24 * 3443.52617 72.0000
25 ∞ -237.1956 (M1)
26 134.07939 -15.0000 1.5603261 (L21)
27 218.66017 -33.2263
28 111.51192 -18.0000 1.5603261 (L22)
29 334.92606 -28.5215
30 170.92067 28.5215 (CM)
31 334.92606 18.0000 1.5603261 (L22)
32 111.51192 33.2263
33 218.66017 15.0000 1.5603261 (L21)
34 134.07939 237.1956
35 ∞ -72.0000 (M2)
36 1133.17643 -25.2553 1.5603261 (L31)
37 247.47802 -1.0000
38 -480.60890 -29.6988 1.5603261 (L32)
39 626.43077 -1.0000
40 -208.29831 -36.2604 1.5603261 (L33)
41 -2556.24930 -1.0000
42 -173.46230 -50.0000 1.5603261 (L34)
43 * -294.18687 -26.4318
44 699.54032 -11.5000 1.5603261 (L35)
45 -106.38847 -47.9520
46 158.19938 -11.5000 1.5603261 (L36)
47 * -189.99848 -27.6024
48 * 487.32943 -34.3282 1.5603261 (L37)
49 153.21216 -1.0000
50 -280.33475 -39.4036 1.5603261 (L38)
51 * -1666.66667 -17.3862
52 ∞ -22.0000 1.5603261 (L39)
53 * -1511.71580 -40.3150
54 * 655.86673 -62.2198 1.5603261 (L310)
55 242.88510 -1.0000
56 843.73059 -49.2538 1.5603261 (L311)
57 280.00000 -1.0000
58 ∞ -1.0000 (AS)
59 -291.92686 -61.1038 1.5603261 (L312)
60 ∞ -1.0000
61 -179.32463 -67.4474 1.5603261 (L313)
62 * -438.34656 -1.0000
63 -128.42402 -52.4156 1.5603261 (L314)
64 * -401.88080 -1.0000
65 -75.86112 -41.5893 1.5603261 (L315: Lb)
66 ∞ -1.0000 1.435876 (Lm2)
67 ∞ -16.5000 1.5603261 (Lp)
68 ∞ -3.0000 1.435876 (Lm1)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
9 faces κ = 0
C 4 = −3.1753 × 10 −8 C 6 = 9.0461 × 10 −12
C 8 = −1.0355 × 10 −15 C 10 = 1.2398 × 10 −19
C 12 = -1.1221 × 10 -23 C 14 = 5.7476 × 10 -28
C 16 = −1.1800 × 10 −32 C 18 = 0

17 faces κ = 0
C 4 = −2.8399 × 10 −8 C 6 = −3.0401 × 10 −13
C 8 = 1.1462 × 10 −17 C 10 = 4.0639 × 10 −22
C 12 = −8.6125 × 10 −26 C 14 = 4.4202 × 10 −30
C 16 = −9.9158 × 10 −35 C 18 = 0

24 surfaces κ = 0
C 4 = 2.1499 × 10 −8 C 6 = −3.8886 × 10 −13
C 8 = 5.4812 × 10 −18 C 10 = −2.1623 × 10 −23
C 12 = −2.5636 × 10 −26 C 14 = 2.1879 × 10 −30
C 16 = −6.5039 × 10 −35 C 18 = 0

43 planes κ = 0
C 4 = -2.0533 × 10 -8 C 6 = 7.8051 × 10 -13
C 8 = 9.4002 × 10 −18 C 10 = −2.01043 × 10 −21
C 12 = 7.8182 × 10 −25 C 14 = −9.2007 × 10 −29
C 16 = 3.6742 × 10 −33 C 18 = 0

47 faces κ = 0
C 4 = 9.8639 × 10 −8 C 6 = −6.7359 × 10 −12
C 8 = 6.8579 × 10 −16 C 10 = −6.1604 × 10 −20
C 12 = 5.1722 × 10 −24 C 14 = −2.9412 × 10 −28
C 16 = 8.6688 × 10 −33 C 18 = 0

48 faces κ = 0
C 4 = 4.3101 × 10 −8 C 6 = −3.2805 × 10 −12
C 8 = 5.6432 × 10 −17 C 10 = −9.2345 × 10 −22
C 12 = 1.0713 × 10 -25 C 14 = -9.9944 × 10 -30
C 16 = 1.8148 × 10 −33 C 18 = 0

51 plane κ = 0
C 4 = 2.5839 × 10 −8 C 6 = −1.8848 × 10 −12
C 8 = −4.9271 × 10 −17 C 10 = 4.4946 × 10 −21
C 12 = −7.2550 × 10 −26 C 14 = 4.9237 × 10 −31
C 16 = −2.4260 × 10 −35 C 18 = 6.2565 × 10 −40

53 plane κ = 0
C 4 = −4.7449 × 10 −8 C 6 = −2.33075 × 10 −13
C 8 = 1.0475 × 10 −16 C 10 = −2.1805 × 10 −21
C 12 = −9.0530 × 10 −26 C 14 = 4.6274 × 10 −30
C 16 = −6.4961 × 10 −35 C 18 = 3.4402 × 10 −41

54 faces κ = 0
C 4 = 2.0328 × 10 −8 C 6 = −7.7439 × 10 −13
C 8 = 1.6217 × 10 −17 C 10 = −3.5531 × 10 −22
C 12 = 8.2634 × 10 −27 C 14 = 2.6232 × 10 −31
C 16 = −2.0989 × 10 −35 C 18 = 4.0888 × 10 −40

62 plane κ = 0
C 4 = 2.5121 × 10 −8 C 6 = −2.0342 × 10 −12
C 8 = 1.2906 × 10 −16 C 10 = −5.4455 × 10 −21
C 12 = 1.2885 × 10 −25 C 14 = −1.4600 × 10 −30
C 16 = 3.2850 × 10 -36 C 18 = 0

64 faces κ = 0
C 4 = −2.8098 × 10 −8 C 6 = −3.9565 × 10 −12
C 8 = 3.1966 × 10 −16 C 10 = −2.7246 × 10 −20
C 12 = 1.8266 × 10 −24 C 14 = −8.6244 × 10 −29
C 16 = 2.1570 × 10 −33 C 18 = 0

図7は、第2実施例の投影光学系における横収差を示す図である。図7の収差図から明らかなように、第2実施例においても第1実施例と同様に、非常に大きな像側開口数(NA=1.3)および比較的大きな実効露光領域ER(26mm×5mm)を確保しているにもかかわらず、波長幅が193.306nm±0.2pmの露光光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。   FIG. 7 is a diagram showing transverse aberration in the projection optical system of the second example. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 7, in the second embodiment as well, as in the first embodiment, a very large image-side numerical aperture (NA = 1.3) and a relatively large effective exposure area ER (26 mm × 5 mm), the aberration is well corrected for the exposure light having a wavelength width of 193.306 nm ± 0.2 pm.

このように、本実施形態の投影光学系PLでは、境界レンズLbとウェハWとの間の光路中に大きな屈折率を有する純水(Lm1,Lm2)を介在させることにより、大きな実効的な像側開口数を確保しつつ、比較的大きな有効結像領域を確保することができる。すなわち、各実施例では、中心波長が193.306nmのArFエキシマレーザ光に対して、約1.3の高い像側開口数を確保するとともに、26mm×5mmの矩形形状の実効露光領域(静止露光領域)ERを確保することができ、たとえば26mm×33mmの矩形状の露光領域内に回路パターンを高解像度で走査露光することができる。   Thus, in the projection optical system PL of the present embodiment, a large effective image is obtained by interposing pure water (Lm1, Lm2) having a large refractive index in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W. A relatively large effective imaging area can be secured while securing the side numerical aperture. That is, in each embodiment, a high image-side numerical aperture of about 1.3 is secured for an ArF excimer laser beam having a center wavelength of 193.306 nm, and an effective exposure area (stationary exposure) of 26 mm × 5 mm is obtained. Area) ER can be ensured, and for example, a circuit pattern can be scanned and exposed at a high resolution in a rectangular exposure area of 26 mm × 33 mm.

また、本実施形態の液浸投影光学系PLでは、反射屈折型の結像光学系を採用しているので、大きな像側開口数にもかかわらずペッツバール条件をほぼ成立させて像の平坦性を得ることができるとともに、有効視野(実効照明領域)および有効投影領域(実効露光領域ER)が光軸を含まない軸外視野型の結像光学系を採用しているので、あらゆるパターンへの対応力を確保することができる。   In addition, since the immersion projection optical system PL of the present embodiment employs a catadioptric imaging optical system, the Petzval condition is almost satisfied regardless of a large image-side numerical aperture, thereby improving the flatness of the image. It can be obtained, and the effective field (effective illumination area) and effective projection area (effective exposure area ER) adopt an off-axis field-type imaging optical system that does not include the optical axis, so it can handle any pattern Power can be secured.

ただし、前述したように、軸外視野型の投影光学系では、特に物体や像に近い屈折光学素子(平行平面板、レンズなど)において光照射領域(有効な結像光束が通過する領域:照射エリア)の光軸からの偏りが比較的大きい。具体的に、本実施形態の投影光学系PLでは、特にレチクルRの近傍の屈折光学素子や、レチクルRと光学的に共役な面またはその近傍(すなわち第1平面反射鏡M1の近傍、第2平面反射鏡M2の近傍、ウェハWの近傍)の屈折光学素子において、光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい。   However, as described above, in the off-axis visual field projection optical system, a light irradiation region (a region through which an effective imaging light beam passes: irradiation) particularly in a refractive optical element (parallel plane plate, lens, etc.) close to an object or an image. Area) is relatively large from the optical axis. Specifically, in the projection optical system PL of the present embodiment, in particular, a refractive optical element in the vicinity of the reticle R, a surface optically conjugate with the reticle R or its vicinity (that is, the vicinity of the first planar reflecting mirror M1, the second In the refractive optical element in the vicinity of the plane reflecting mirror M2 and in the vicinity of the wafer W), the deviation of the light irradiation region from the optical axis is relatively large.

光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きいと、光照射を受けた屈折光学素子内の温度変化に非対称性が生じ易く、ひいては形状変化や屈折率変化に伴う収差変動が発生し易い。この照射熱による形状変化や屈折率変化に伴う収差変動は、たとえば屈折光学素子を上下駆動するレンズコントロールシステムなどにより補正することが困難である。   If the deviation of the light irradiation region from the optical axis is relatively large, asymmetry is likely to occur in the temperature change in the refractive optical element that has been irradiated with light, and as a result, aberration fluctuations due to shape changes and refractive index changes are likely to occur. It is difficult to correct the aberration variation accompanying the change in shape and refractive index due to the irradiation heat by, for example, a lens control system that drives the refractive optical element up and down.

そこで、本実施形態では、図8に示すように、たとえばレチクルRの近傍やレチクルRと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されて光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい特定の屈折光学素子(以下、単に「特定屈折光学素子」という)80の近傍に、特定屈折光学素子80を形成する材料(本実施形態では石英)よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材81を配置している。熱伝導部材81を形成するための高熱伝導率の材料として、たとえばチタンやステンレス鋼のような金属、セラミクスなどを用いることができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, for example, a specification in which the deviation from the optical axis of the light irradiation region is relatively large by being arranged in the vicinity of the reticle R, or at a position optically conjugate with the reticle R or in the vicinity thereof. Near the refractive optical element (hereinafter, simply referred to as “specific refractive optical element”) 80, a material having a higher thermal conductivity than the material forming the specific refractive optical element 80 (quartz in this embodiment). A heat conducting member 81 is disposed. As a material having high thermal conductivity for forming the heat conducting member 81, for example, a metal such as titanium or stainless steel, ceramics, or the like can be used.

なお、説明の単純化および明瞭化のために、図8では、特定屈折光学素子80としてウェハWの近傍に配置された屈折光学素子(たとえば平行平面板Lp,境界レンズLb,レンズL314など)を想定している。特定屈折光学素子80は、基準光軸AX(すなわち光軸AX3)を中心とする円に対応する外周形状を有し、その外周上の3点において所定の保持機構82により保持されている。また、特定屈折光学素子80上での光照射領域80aは、ウェハW上の実効露光領域ERの光軸AXからの偏心方向(Y方向;図2を参照)に対応するように、光軸AXからY方向に沿って偏心している。   In order to simplify and clarify the description, in FIG. 8, refractive optical elements (for example, a parallel plane plate Lp, a boundary lens Lb, a lens L314, etc.) disposed in the vicinity of the wafer W are used as the specific refractive optical element 80. Assumed. The specific refractive optical element 80 has an outer peripheral shape corresponding to a circle centered on the reference optical axis AX (that is, the optical axis AX3), and is held by a predetermined holding mechanism 82 at three points on the outer periphery. Further, the light irradiation area 80a on the specific refractive optical element 80 corresponds to the decentering direction (Y direction; see FIG. 2) of the effective exposure area ER on the wafer W from the optical axis AX. Is eccentric along the Y direction.

熱伝導部材81は、光照射領域80aの光軸AXからの偏心方向であるY方向に関して、特定屈折光学素子80の光照射領域80aに近い側(図中右側:−Y方向側)との距離が光照射領域80aから遠い側(図中左側:+Y方向側)との距離よりも実質的に小さくなるように配置されている。こうして、特定屈折光学素子80では、光照射領域80aの光軸AXからの偏心に起因して初期的には特定屈折光学素子80の図中右側の温度が上昇し易いが、高い熱伝導率を有する熱伝導部材81が特定屈折光学素子80の温度上昇し易い側(図中右側:−Y方向側)に近接し且つ温度上昇し難い側(図中左側:+Y方向側)から相対的に離れている、すなわち特定屈折光学素子80の温度上昇し易い側から熱伝導部材81へ移動する熱量が温度上昇し難い側のそれよりも大きくなる空間(熱輸送手段)を形成しているため、光照射領域80aの光軸AXからの偏心に起因する特定屈折光学素子80内の温度変化の非対称性が熱伝導部材81の熱伝導作用により緩和され、ひいては照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化が小さく抑えられる。   The heat conducting member 81 is a distance from the side close to the light irradiation region 80a of the specific refractive optical element 80 (the right side in the figure: -Y direction side) with respect to the Y direction which is an eccentric direction from the optical axis AX of the light irradiation region 80a. Is arranged to be substantially smaller than the distance from the side far from the light irradiation region 80a (left side in the figure: + Y direction side). Thus, in the specific refractive optical element 80, the temperature on the right side of the specific refractive optical element 80 in the drawing tends to rise initially due to the eccentricity of the light irradiation region 80a from the optical axis AX, but high thermal conductivity is achieved. The heat-conducting member 81 has a temperature that is close to the side of the specific refractive optical element 80 where the temperature is likely to rise (right side in the figure: -Y direction side) and is relatively far from the side where the temperature rise is difficult (left side in the figure: + Y direction side). That is, a space (heat transporting means) is formed in which the amount of heat transferred from the side where the temperature of the specific refractive optical element 80 is likely to rise to the heat conducting member 81 is larger than that on the side where the temperature is difficult to rise. The asymmetry of the temperature change in the specific refractive optical element 80 due to the eccentricity of the irradiation region 80a from the optical axis AX is alleviated by the heat conduction action of the heat conducting member 81, and as a result, the shape change and refraction of the refractive optical element due to the heat of irradiation. Small rate change It is suppressed.

こうして、本実施形態の軸外視野型の反射屈折投影光学系PLでは、照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられ、ひいては露光中も良好な光学性能を維持することができる。したがって、本実施形態の露光装置では、照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動が小さく抑えられた軸外視野型の反射屈折投影光学系PLを用いて、微細なパターンを忠実に且つ高精度に投影露光することができる。   In this way, in the off-axis field-type catadioptric projection optical system PL of this embodiment, aberration fluctuations due to changes in the shape and refractive index of the refractive optical element due to irradiation heat can be suppressed to a small extent, and thus good optical performance can be obtained even during exposure. Can be maintained. Therefore, in the exposure apparatus of this embodiment, the off-axis visual field type catadioptric projection optical system PL in which the aberration variation due to the change in the shape and refractive index of the refractive optical element due to the irradiation heat is suppressed to be small is used. The pattern can be projected and exposed faithfully and with high accuracy.

なお、図8を参照した上述の説明では、特定屈折光学素子80として、ウェハWの近傍に配置されて光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい屈折光学素子を想定している。しかしながら、これに限定されることなく、たとえばレチクルRの近傍に配置されて光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい屈折光学素子(たとえば平行平面板P1,レンズL11,レンズL12など)や、第1平面反射鏡M1の近傍に配置されて光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい屈折光学素子(たとえばレンズL111,レンズL110,レンズL19など)や、第2平面反射鏡M2の近傍に配置されて光照射領域の光軸からの偏りが比較的大きい屈折光学素子(たとえばレンズL31,レンズL32,レンズL33など)に対しても同様に図8に示すような熱伝導部材を設け、この熱伝導部材の熱伝導作用により屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動を小さく抑えることができる。   In the above description with reference to FIG. 8, it is assumed that the specific refractive optical element 80 is a refractive optical element that is disposed near the wafer W and has a relatively large deviation from the optical axis of the light irradiation region. However, the present invention is not limited to this, for example, a refractive optical element (for example, a plane parallel plate P1, a lens L11, a lens L12, etc.) disposed near the reticle R and having a relatively large deviation from the optical axis of the light irradiation region, Refracting optical elements (for example, the lens L111, the lens L110, the lens L19, etc.) that are arranged in the vicinity of the first flat reflecting mirror M1 and have a relatively large deviation from the optical axis of the light irradiation region, and the second flat reflecting mirror M2. Similarly, a heat conducting member as shown in FIG. 8 is provided for a refractive optical element (for example, lens L31, lens L32, lens L33, etc.) disposed in the vicinity and having a relatively large deviation from the optical axis of the light irradiation region. The heat fluctuation effect of the heat conducting member can suppress the aberration fluctuation caused by the shape change and refractive index change of the refractive optical element.

また、各実施例に示すような3回結像型で軸外視野型の反射屈折光学系では、より光軸AXの近傍に実効露光領域ERを設定することができるので、レチクルRの近傍やレチクルRと光学的に共役な面またはその近傍に配置される屈折光学素子における光照射領域の光軸からの偏りを比較的小さく抑え、ひいては温度分布の非対称性を緩和することが可能となる。   Further, in the three-fold imaging type off-axis visual field type catadioptric optical system as shown in each embodiment, the effective exposure region ER can be set closer to the optical axis AX. It is possible to suppress the deviation from the optical axis of the light irradiation region in the refractive optical element disposed on the optically conjugate surface with the reticle R or in the vicinity thereof, and thereby reduce the asymmetry of the temperature distribution.

上述の実施形態では、一対の偏向鏡(M1,M2)を一体構造にすることにより、すなわち第1平面反射鏡M1と第2平面反射鏡M2とを1つの光学部材として一体的に形成することにより単純な構成を実現している。この場合、これらの反射面にアルミニウム等の金属膜を形成すると、相当量の光エネルギーの吸収が見込まれ、吸収熱による反射面形状の変形や、反射面周りの気体(空気)やレンズの温度上昇による収差変動などが懸念される。このため、反射基材に熱伝導率の高い材料を使用して温度上昇を防ぐ施策をすべきところであるが、たとえば100nm以下の高い解像力が要求される投影光学系において面成形が容易で且つ熱伝導率の高い材料は現存しない。   In the above-described embodiment, the pair of deflecting mirrors (M1, M2) is formed into an integral structure, that is, the first planar reflecting mirror M1 and the second planar reflecting mirror M2 are integrally formed as one optical member. A simple configuration is realized. In this case, if a metal film such as aluminum is formed on these reflecting surfaces, a considerable amount of light energy is expected to be absorbed, and the shape of the reflecting surface is deformed by absorbed heat, and the gas (air) around the reflecting surface and the temperature of the lens There is concern about fluctuations in aberrations due to the rise. Therefore, measures should be taken to prevent temperature rise by using a material with high thermal conductivity for the reflective substrate. For example, in a projection optical system that requires a high resolving power of 100 nm or less, surface molding is easy and thermal There is no material with high conductivity.

そこで、本実施形態では、たとえば低熱膨張ガラスを用いて反射基材を形成することにより、吸収熱に起因する反射面形状の変化の抑制を図っている。そして、反射基材の表面積の例えば20%以上(現在商業的に入手可能な低熱膨張ガラスを採用する場合には好ましくは表面積の30%以上)の表面部分に近接または接触するように、反射基材よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材を配置して、吸収熱を逃がすことにより反射面及び周囲の気体やレンズの温度上昇を緩和し、ひいては温度上昇に起因する収差変動を抑えている。   Therefore, in the present embodiment, for example, a reflective base material is formed using low thermal expansion glass, thereby suppressing changes in the shape of the reflecting surface due to absorbed heat. Further, the reflective group is arranged so as to be close to or in contact with a surface portion of, for example, 20% or more of the surface area of the reflective substrate (preferably 30% or more of the surface area when a commercially available low thermal expansion glass is used). A heat conduction member made of a material having a higher thermal conductivity than the material is arranged to relieve the temperature rise of the reflecting surface and surrounding gas and lens by releasing the absorbed heat, and as a result aberration caused by the temperature rise Fluctuation is suppressed.

具体的に、本実施形態では、図9に示すように、たとえば低熱膨張ガラスにより形成された三角柱状の基材83の第1側面83aに第1平面反射鏡M1の反射面(第1反射面)M1aが形成され、三角柱状の基材83の第2側面83bに第2平面反射鏡M2の反射面(第2反射面)M2aが形成されている。三角柱状の基材83は、第3側面83cに当接する保持部材84を介して、光路中の所定位置に保持されている。また、三角柱状の基材83の第3側面83cに近接または接触して、基材83よりも高い熱伝導率を有する材料(たとえばチタンやステンレス鋼のような金属、セラミクスなど)により形成された熱伝導部材85が配置されている。   Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, for example, a reflecting surface (first reflecting surface) of the first planar reflecting mirror M <b> 1 is formed on a first side surface 83 a of a triangular prism-shaped base 83 formed of low thermal expansion glass. ) M1a is formed, and the reflecting surface (second reflecting surface) M2a of the second planar reflecting mirror M2 is formed on the second side surface 83b of the triangular prism-shaped base 83. The triangular prism base 83 is held at a predetermined position in the optical path via a holding member 84 that contacts the third side surface 83c. Further, it is formed of a material having a thermal conductivity higher than that of the base material 83 (for example, a metal such as titanium or stainless steel, ceramics, or the like) in proximity to or in contact with the third side surface 83c of the triangular prism base material 83. A heat conducting member 85 is disposed.

こうして、本実施形態では、三角柱状の基材83が低熱膨張ガラスにより形成されているので、吸収熱に起因する反射面形状の変化を抑制することができる。また、三角柱状の基材83の第3側面83cに近接または接触するように配置された熱伝導部材85の熱伝導作用により、吸収熱を逃がして反射面(M1a,M2a)及び周囲の気体やレンズの温度上昇を緩和し、ひいては温度上昇に起因する収差変動を抑えることができる。   Thus, in this embodiment, since the triangular prism-shaped base material 83 is formed of the low thermal expansion glass, it is possible to suppress the change in the shape of the reflecting surface due to the absorbed heat. Further, due to the heat conduction action of the heat conduction member 85 arranged so as to be close to or in contact with the third side surface 83c of the triangular prism-shaped base material 83, the absorbed heat is released and the reflecting surfaces (M1a, M2a) and the surrounding gas, It is possible to mitigate the temperature rise of the lens and to suppress aberration fluctuations due to the temperature rise.

なお、図9を参照した上述の説明では、三角柱状の基材83の第3側面83cに近接または接触するように熱伝導部材85を配置しているが、図9(b)に示すように、熱伝導部材85に加えて、三角柱状基材83の双方の端面83d,83eに近接または接触して(あるいは少なくとも一方の端面に近接または接触して)、熱伝導部材85と同様の機能を有する熱伝導部材86を配置することが好ましい。この構成により、吸収熱に起因する反射面形状の変化や温度上昇に起因する収差変動をさらに良好に抑えることができる。   In the above description with reference to FIG. 9, the heat conducting member 85 is disposed so as to be close to or in contact with the third side surface 83 c of the triangular prism-shaped base 83, but as shown in FIG. 9B. In addition to the heat conducting member 85, the end face 83d and 83e of both sides of the triangular prism-like base material 83 are close to or in contact with each other (or close to or in contact with at least one of the end faces), and the same function as the heat conducting member 85 is achieved. It is preferable to arrange the heat conducting member 86 having the same. With this configuration, it is possible to more satisfactorily suppress changes in the shape of the reflecting surface due to absorbed heat and aberration variations due to temperature rise.

また、熱伝導部材85に代えて、あるいは熱伝導部材85に加えて、図10に示すように、熱伝導部材85と同様の機能を有する熱伝導部材87を配置する構成も可能である。図10に示す構成では、三角柱状基材83の一方の端面(たとえば83d)から他方の端面(たとえば83e)に向かって延びる貫通穴(または非貫通穴)88が形成され、この貫通穴(または非貫通穴)88の内側面に近接または接触して、熱伝導部材87が配置されている。この場合も、熱伝導部材87の熱伝導作用により、吸収熱を逃がして反射面(M1a,M2a)及び周囲の気体やレンズの温度上昇を緩和し、ひいては温度上昇に起因する収差変動を抑えることができる。図10の構成は、三角柱状の基材83の利用可能な本来の表面積(側面83cおよび端面83d,83e)が比較的小さい場合に特に有利である。   Further, instead of the heat conduction member 85 or in addition to the heat conduction member 85, as shown in FIG. 10, it is possible to arrange a heat conduction member 87 having the same function as the heat conduction member 85. In the configuration shown in FIG. 10, a through hole (or non-through hole) 88 extending from one end face (for example, 83d) of the triangular prism-shaped base material 83 toward the other end face (for example, 83e) is formed. A heat conducting member 87 is disposed in proximity to or in contact with the inner surface of the non-through hole 88. Also in this case, the heat conduction action of the heat conducting member 87 allows the absorbed heat to escape to relieve the temperature rise of the reflecting surfaces (M1a, M2a) and the surrounding gas and lens, thereby suppressing aberration fluctuations due to the temperature rise. Can do. The configuration of FIG. 10 is particularly advantageous when the original usable surface area (side surface 83c and end surfaces 83d and 83e) of the triangular prism-shaped substrate 83 is relatively small.

また、図11に示すように、特定屈折光学素子80の光学面に近接して別の熱伝導部材89を配置しても良い。この熱伝導部材89を形成するための高熱伝導率の材料としては、熱伝導部材81と同様に、たとえばチタンやステンレス鋼のような金属、セラミクスなどを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 11, another heat conducting member 89 may be disposed in the vicinity of the optical surface of the specific refractive optical element 80. As a material having high thermal conductivity for forming the heat conductive member 89, for example, a metal such as titanium or stainless steel, ceramics, or the like can be used in the same manner as the heat conductive member 81.

なお、説明の単純化および明瞭化のために、図11では、特定屈折光学素子80としてレチクルと共役な面の近傍に配置された屈折光学素子(たとえばレンズL111,レンズL31など)を想定している。特定屈折光学素子80は、基準光軸AX(光軸AX1またはAX3)を中心とする円に対応する外周形状を有し、その外周上の3点において所定の保持機構82により保持されている。また、特定屈折光学素子80上での光照射領域80aは、ウェハW上の実効露光領域ERの光軸AXからの偏心方向(Y方向;図2を参照)またはレチクル上の有効視野領域の光軸AXからの偏心方向に対応するように、光軸AXからY方向に沿って偏心している。   In order to simplify and clarify the description, FIG. 11 assumes a refractive optical element (for example, a lens L111, a lens L31, etc.) disposed in the vicinity of a surface conjugate with the reticle as the specific refractive optical element 80. Yes. The specific refractive optical element 80 has an outer peripheral shape corresponding to a circle centered on the reference optical axis AX (optical axis AX1 or AX3), and is held by a predetermined holding mechanism 82 at three points on the outer periphery. In addition, the light irradiation region 80a on the specific refractive optical element 80 is light in an eccentric direction (Y direction; see FIG. 2) from the optical axis AX of the effective exposure region ER on the wafer W or light in an effective field region on the reticle. The optical axis AX is eccentric along the Y direction so as to correspond to the eccentric direction from the axis AX.

図11の変形例では、熱伝導部材81は、特定屈折光学素子80からの距離がほぼ等しくなるように配置されている。そして、特定屈折光学素子80の光軸AXとX軸とを含む面によって特定屈折光学素子80を二分して、光照射領域80aのある側を第1領域91とし、その反対側の領域を第2領域92とすると、特定屈折光学素子80の第1領域91側の光学面を覆うように別の熱伝導部材89が配置されている。特定屈折光学素子80では、光照射領域80aの光軸AXからの偏心に起因して初期的には特定屈折光学素子80の図中右側の温度が上昇し易いが、熱輸送手段としての高い熱伝導率を有する別の熱伝導部材89が特定屈折光学素子80の温度上昇し易い側(図中右側:−Y方向側)に近接しているため、特定屈折光学素子80の第1領域91から熱伝導部材81,89へ移動する熱量が、第2領域92のそれよりも大きくなっている。   In the modification of FIG. 11, the heat conducting member 81 is disposed so that the distance from the specific refractive optical element 80 is substantially equal. Then, the specific refractive optical element 80 is divided into two parts by the surface including the optical axis AX and the X axis of the specific refractive optical element 80, and the side where the light irradiation region 80a is located is defined as the first region 91, and the opposite region is defined as the first region 91. Assuming that the second region 92 is provided, another heat conducting member 89 is disposed so as to cover the optical surface of the specific refractive optical element 80 on the first region 91 side. In the specific refractive optical element 80, the temperature on the right side of the specific refractive optical element 80 in the drawing tends to rise initially due to the eccentricity of the light irradiation region 80a from the optical axis AX, but high heat as a heat transporting means. Since another heat conducting member 89 having conductivity is close to the side where the temperature of the specific refractive optical element 80 is likely to rise in temperature (right side in the figure: -Y direction side), the first refractive index optical element 80 has a first region 91. The amount of heat transferred to the heat conducting members 81 and 89 is larger than that in the second region 92.

そして、この熱伝導部材89は、特定屈折光学素子80を形成する光学材料とは異なる熱膨張率を有しており、この特定屈折光学素子80と接触していない。すなわち、熱伝導部材89と特定屈折光学素子80との間に気体が介在しており、特定屈折光学素子80からの熱が気体を経由して熱伝導部材89へ伝導される。この構成により、光照射領域80aの光軸AXからの偏心に起因する特定屈折光学素子80内の温度変化の非対称性が熱伝導部材81,89の熱伝導作用により緩和され、ひいては照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化が小さく抑えられる。すなわち、特定屈折光学素子80にストレスを与えない状態で特定屈折光学素子80の温度分布の偏りを低減でき、ひいては収差変動を防止できる。   The heat conducting member 89 has a coefficient of thermal expansion different from that of the optical material forming the specific refractive optical element 80 and is not in contact with the specific refractive optical element 80. That is, a gas is interposed between the heat conducting member 89 and the specific refractive optical element 80, and heat from the specific refractive optical element 80 is conducted to the heat conducting member 89 via the gas. With this configuration, the asymmetry of the temperature change in the specific refractive optical element 80 due to the eccentricity of the light irradiation region 80a from the optical axis AX is relieved by the heat conduction action of the heat conducting members 81 and 89, and as a result, the refraction due to the irradiation heat is reduced. Changes in the shape and refractive index of the optical element can be kept small. That is, it is possible to reduce the bias of the temperature distribution of the specific refractive optical element 80 in a state where no stress is applied to the specific refractive optical element 80, and thus it is possible to prevent aberration variation.

ここで、特定屈折光学素子80の第1領域において熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第1部分領域の面積をSaとし、特定屈折光学素子80の第2領域において熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第2部分領域の面積をSbとし、第1面上の有効視野の中心と光軸との距離をOとし、第2面上での最大像高をYとするとき、
0.75<Sa(Y−O)/Sb(Y+O)<7.5 (1)
の条件を満足することが好ましい。
Here, in the first region of the specific refractive optical element 80, the area of the first partial region where the distance from the heat conductive member is 200 μm or less is Sa, and the distance from the heat conductive member in the second region of the specific refractive optical element 80 is Where Sb is the area of the second partial region with an area of 200 μm or less, the distance between the center of the effective field on the first surface and the optical axis is O, and the maximum image height on the second surface is Y.
0.75 <Sa (YO) / Sb (Y + O) <7.5 (1)
It is preferable to satisfy the following conditions.

この条件式(1)は、光学系の光軸に対する軸外し度合い(すなわち、第1面上の有効視野または第2面上の実効露光領域が光軸AXからどの程度外れているのかを表す度合い)に応じて、熱伝導部材89の特定屈折光学素子80と近接している部分の面積を、第1領域と第2領域とでどちらにどれだけ偏らせるかを表している条件である。   Conditional expression (1) indicates the degree of off-axis with respect to the optical axis of the optical system (that is, the degree representing how far the effective field of view on the first surface or the effective exposure area on the second surface deviates from the optical axis AX). ), The condition indicating how much the area of the portion close to the specific refractive optical element 80 of the heat conducting member 89 is biased between the first region and the second region.

条件式(1)の下限値を下回ると、光照射を受けた特定屈折光学素子80内の温度分布の偏り(非対称性)を低減させる効果が少なくなり、形状変化や屈折率変化に伴う収差変動が発生し易くなるため好ましくない。このような照射熱による形状変化や屈折率変化に伴う収差変動は、例えば屈折光学素子を上下動・傾斜駆動させるレンズコントロールシステムなどにより補正することが困難である。さらに好ましい条件式(1)の下限値は1である。   If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the effect of reducing the bias (asymmetry) of the temperature distribution in the specific refractive optical element 80 that has been irradiated with light is reduced, and aberration fluctuations accompanying changes in shape and refractive index. Is not preferred because it tends to occur. It is difficult to correct such aberration variation due to change in shape and refractive index due to irradiation heat, for example, by a lens control system that moves the refractive optical element up and down and tilts. Further, the lower limit value of conditional expression (1) is 1.

一方、条件式(1)の上限値を上回ると、特定屈折光学素子80の第2領域の熱が熱伝導部材89を通じて逃げにくくなり、特定屈折光学素子80全体の温度上昇量が大きくなりすぎるため好ましくない。さらに好ましい条件式(1)の上限値は5である。図11に示した例では、光照射領域80aが第1領域のみに存在しているが、この光照射領域80aが第1領域および第2領域にまたがって存在している場合においても、条件式(1)は同様に成立する。   On the other hand, if the upper limit value of the conditional expression (1) is exceeded, the heat of the second region of the specific refractive optical element 80 becomes difficult to escape through the heat conducting member 89, and the temperature increase amount of the specific refractive optical element 80 as a whole becomes too large. It is not preferable. Further, the upper limit value of conditional expression (1) is preferably 5. In the example shown in FIG. 11, the light irradiation region 80a exists only in the first region. However, even when the light irradiation region 80a exists across the first region and the second region, the conditional expression is used. (1) is similarly established.

以下、図11に示した変形例の具体的な数値例を掲げる。
特定屈折光学素子80の直径:240mmφ
第2領域において熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第2部分領域の面積(図11の変形例では特定屈折光学素子80の側面が熱伝導部材81と間隔200μm以下で近接しており、その幅は5mmである):
Sb=240π×5/2=1884mm2
Hereinafter, specific numerical examples of the modification shown in FIG. 11 will be given.
Diameter of specific refractive optical element 80: 240 mmφ
The area of the second partial region in which the distance from the heat conductive member in the second region is 200 μm or less (in the modification of FIG. 11, the side surface of the specific refractive optical element 80 is close to the heat conductive member 81 with a distance of 200 μm or less, Its width is 5mm):
Sb = 240π × 5/2 = 1888 mm 2

第1領域において熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第1部分領域の面積(図11の変形例では特定屈折光学素子80の側面が熱伝導部材81と間隔200μm以下で近接しており、その幅は5mmである。また熱伝導部材89は第1領域および第2領域の境界線から84.85mmだけ外側に位置している):
Sa=1884mm2+4101mm2=5988mm2
第1面上での光軸と有効視野領域の中心との距離:O=6mm
第2面上での最大像高:Y=16mm
Sa(Y−O)/Sb(Y+O)=1.44
The area of the first partial region where the distance from the heat conducting member in the first region is 200 μm or less (in the modification of FIG. 11, the side surface of the specific refractive optical element 80 is close to the heat conducting member 81 at a distance of 200 μm or less, The width is 5 mm, and the heat conducting member 89 is located 84.85 mm outside the boundary between the first region and the second region):
Sa = 1888 mm 2 +4101 mm 2 = 5988 mm 2
Distance between optical axis on first surface and center of effective visual field area: O = 6 mm
Maximum image height on the second surface: Y = 16 mm
Sa (YO) / Sb (Y + O) = 1.44

次に、図12〜14を参照して、比較例との比較を行う。図12は、比較例にかかる特定屈折光学素子の近傍に配置される熱伝導部材の構成を概略的に示す図である。図12の比較例では、熱伝導部材81は、特定屈折光学素子80からの距離がほぼ等しくなるように配置されている。この比較例では、第1部分領域の面積Saと第2部分領域の面積Sbとが等しく、第1面上での光軸と有効視野領域の中心との距離Oおよび第2面上での最大像高Yは図11の変形例と同じ値である。
この比較例における条件対応値は、
Sa(Y−O)/Sb(Y+O)=Sa(16−6)/Sb(16+6)=0.455
となっている。
Next, referring to FIGS. 12 to 14, a comparison with a comparative example is performed. FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of a heat conducting member arranged in the vicinity of the specific refractive optical element according to the comparative example. In the comparative example of FIG. 12, the heat conducting member 81 is arranged so that the distance from the specific refractive optical element 80 is substantially equal. In this comparative example, the area Sa of the first partial region is equal to the area Sb of the second partial region, the distance O between the optical axis on the first surface and the center of the effective visual field region, and the maximum on the second surface. The image height Y is the same value as that of the modification of FIG.
The condition corresponding value in this comparative example is
Sa (YO) / Sb (Y + O) = Sa (16-6) / Sb (16 + 6) = 0.455
It has become.

図13は、図12の比較例において、所定時間だけ特定屈折光学素子80の光照射領域80aに光を照射した場合の特定屈折光学素子80の温度分布を示す等高線図である。また、図14は、図11の変形例において、上記所定時間だけ特定屈折光学素子80の光照射領域80aに光を照射した場合の特定屈折光学素子80の温度分布を示す等高線図である。図13および図14において等高線の間隔は等しい。これらの温度分布図を比較すると、図12の比較例では、温度分布がY方向に沿って偏っており、かつ最高温度も22mKと高くなっている。一方、図11の変形例では、温度分布はほぼ光軸対称であり、且つ最高温度も15mKと低くなっている。これらの比較より、条件式(1)を満足することによって、特定屈折光学素子の温度分布を光軸対称(回転対称)に近づけることができることが明らかである。なお、図11の変形例と図8の実施形態とを組み合わせてもよい。   FIG. 13 is a contour diagram showing the temperature distribution of the specific refractive optical element 80 when the light irradiation region 80a of the specific refractive optical element 80 is irradiated with light for a predetermined time in the comparative example of FIG. FIG. 14 is a contour diagram showing a temperature distribution of the specific refractive optical element 80 when the light irradiation region 80a of the specific refractive optical element 80 is irradiated with light for the predetermined time in the modification of FIG. In FIG. 13 and FIG. 14, the intervals between the contour lines are equal. Comparing these temperature distribution diagrams, in the comparative example of FIG. 12, the temperature distribution is biased along the Y direction, and the maximum temperature is as high as 22 mK. On the other hand, in the modified example of FIG. 11, the temperature distribution is substantially symmetric with respect to the optical axis, and the maximum temperature is as low as 15 mK. From these comparisons, it is clear that the temperature distribution of the specific refractive optical element can be made close to optical axis symmetry (rotation symmetry) by satisfying conditional expression (1). Note that the modification of FIG. 11 and the embodiment of FIG. 8 may be combined.

また、図15に示すように、特定屈折光学素子80と熱伝導部材81との間に、熱輸送手段として気体よりも熱伝導率の高い物質93を介在させても良い。このような気体よりも熱伝導率の高い物質としては、NOKクリューバー株式会社のバリエルタ、デュポン株式会社のクライトックス、アウジモント株式会社のフォンブリン、ダイキン工業株式会社のデムナムなどのフッ素系グリースを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 15, a substance 93 having a higher thermal conductivity than gas may be interposed as a heat transport means between the specific refractive optical element 80 and the heat conducting member 81. Fluorine greases such as VARIELTA from NOK CRUBER Co., Ltd., Krytox from DuPont, Fomblin from Augmont, and DEMNUM from Daikin Industries, Ltd. are used as materials having higher thermal conductivity than gas. be able to.

なお、説明の単純化および明瞭化のために、図15では、特定屈折光学素子80としてレチクルと共役な面の近傍に配置された屈折光学素子(たとえばレンズL111,レンズL31など)を想定している。特定屈折光学素子80は、基準光軸AX(光軸AX1またはAX3)を中心とする円に対応する外周形状を有し、その外周上の3点において所定の保持機構82により保持されている。また、特定屈折光学素子80上での光照射領域80aは、ウェハW上の実効露光領域ERの光軸AXからの偏心方向(Y方向;図2を参照)またはレチクル上の有効視野領域の光軸AXからの偏心方向に対応するように、光軸AXからY方向に沿って偏心している。   For simplification and clarification of explanation, FIG. 15 assumes that the specific refractive optical element 80 is a refractive optical element (for example, a lens L111, a lens L31, etc.) disposed in the vicinity of a plane conjugate with the reticle. Yes. The specific refractive optical element 80 has an outer peripheral shape corresponding to a circle centered on the reference optical axis AX (optical axis AX1 or AX3), and is held by a predetermined holding mechanism 82 at three points on the outer periphery. In addition, the light irradiation region 80a on the specific refractive optical element 80 is light in an eccentric direction (Y direction; see FIG. 2) from the optical axis AX of the effective exposure region ER on the wafer W or light in an effective field region on the reticle. The optical axis AX is eccentric along the Y direction so as to correspond to the eccentric direction from the axis AX.

図15の変形例においても、熱伝導部材81は、特定屈折光学素子80からの距離がほぼ等しくなるように配置されている。そして、特定屈折光学素子80の光軸AXとX軸とを含む面によって特定屈折光学素子80を二分して、光照射領域80aのある側を第1領域91とし、その反対側の領域を第2領域92とすると、特定屈折光学素子80の第1領域91側の側面に気体よりも熱伝導率の高い物質93としてバリエルタが封入されている。この構成により、特定屈折光学素子80の第1領域91から熱伝導部材81へ移動する熱量が、第2領域92のそれよりも大きくなるようになっている。この構成により、光照射領域80aの光軸AXからの偏心に起因する特定屈折光学素子80内の温度変化の非対称性が気体よりも熱伝導率の高い物質93の熱伝導作用により緩和され、ひいては照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化が小さく抑えられる。   Also in the modification of FIG. 15, the heat conducting member 81 is arranged so that the distance from the specific refractive optical element 80 is substantially equal. Then, the specific refractive optical element 80 is divided into two parts by the surface including the optical axis AX and the X axis of the specific refractive optical element 80, and the side where the light irradiation region 80a is located is defined as the first region 91, and the opposite region is defined as the first region 91. Assuming that the two regions 92 are used, a variel is encapsulated as a substance 93 having a higher thermal conductivity than gas on the side surface of the specific refractive optical element 80 on the first region 91 side. With this configuration, the amount of heat transferred from the first region 91 of the specific refractive optical element 80 to the heat conducting member 81 is larger than that of the second region 92. With this configuration, the asymmetry of the temperature change in the specific refractive optical element 80 due to the eccentricity from the optical axis AX of the light irradiation region 80a is alleviated by the thermal conduction action of the substance 93 having a higher thermal conductivity than that of the gas. Changes in the shape and refractive index of the refractive optical element due to irradiation heat can be kept small.

そして、図15の変形例においては、熱伝導率の高い物質93として液体を用いているため、特定屈折光学素子80にストレスをかけることなく、特定屈折光学素子80内の熱を、液体93を介して熱伝導部材81へ伝導することができる。すなわち、特定屈折光学素子80にストレスを与えない状態で特定屈折光学素子80の温度分布の偏りを低減でき、ひいては収差変動を防止できる。なお、熱伝導率の高い物質93としてのバリエルタの熱伝導率は、0.11[W/(K・m)]、空気の熱伝導率は0.02637[W/(K・m)]、窒素の熱伝導率は0.0260[W/(K・m)]である。   In the modification of FIG. 15, since the liquid is used as the substance 93 having a high thermal conductivity, the heat in the specific refractive optical element 80 is transferred to the liquid 93 without applying stress to the specific refractive optical element 80. It is possible to conduct to the heat conducting member 81 through. That is, it is possible to reduce the bias of the temperature distribution of the specific refractive optical element 80 in a state where no stress is applied to the specific refractive optical element 80, and thus it is possible to prevent aberration variation. Note that the thermal conductivity of the varielta as the material 93 having high thermal conductivity is 0.11 [W / (K · m)], the thermal conductivity of air is 0.02637 [W / (K · m)], The thermal conductivity of nitrogen is 0.0260 [W / (K · m)].

次に、図15および16を参照して、図12および13に示した比較例との比較を行う。図16は、図15の変形例において、所定時間だけ特定屈折光学素子80の光照射領域80aに光を照射した場合の特定屈折光学素子80の温度分布を示す等高線図である。ここで、図16と図13とにおいて等高線の間隔は等しい。図13および図16に示した温度分布図を比較すると、図12の比較例では、温度分布がY方向に沿って偏っているのに対し、図15の変形例では、温度分布はほぼ光軸対称である。これらの比較より、特定屈折光学素子80と熱伝導部材81との間に、気体よりも熱伝導率の高い物質93を介在させることによって、特定屈折光学素子の温度分布を光軸対称(回転対称)に近づけることができることが明らかである。なお、この図15の変形例を、図8の実施形態および/または図11の変形例とを組み合わせてもよい。   Next, referring to FIGS. 15 and 16, a comparison with the comparative example shown in FIGS. 12 and 13 is performed. FIG. 16 is a contour diagram showing the temperature distribution of the specific refractive optical element 80 when the light irradiation region 80a of the specific refractive optical element 80 is irradiated with light for a predetermined time in the modification of FIG. Here, in FIG. 16 and FIG. 13, the interval between the contour lines is equal. Comparing the temperature distribution diagrams shown in FIG. 13 and FIG. 16, in the comparative example of FIG. 12, the temperature distribution is biased along the Y direction, whereas in the modified example of FIG. Symmetric. From these comparisons, the temperature distribution of the specific refractive optical element is symmetric with respect to the optical axis (rotationally symmetric) by interposing a substance 93 having higher thermal conductivity than gas between the specific refractive optical element 80 and the heat conducting member 81. It is clear that 15 may be combined with the embodiment of FIG. 8 and / or the modification of FIG.

なお、上述の実施形態では、各実施例に示すような3回結像型で軸外視野型の反射屈折光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え且つ有効視野および有効投影領域が光軸から偏心した形態を有する反射屈折投影光学系に対しても本発明を適用することができる。具体的には、たとえば、レチクルR(物体面)とウェハW(像面)との間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第1光学ユニットと、第1光学ユニットとウェハWとの間の光路中に配置されて少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、第2光学ユニットとウェハWとの間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第3光学ユニットと、第1光学ユニットと第2光学ユニットとの間の光路中に配置された第1偏向鏡(第1反射面)と、第2光学ユニットと第3光学ユニットとの間の光路中に配置された第2偏向鏡(第2反射面)とを備え、第2光学ユニットと第3光学ユニットとの間の光路中にはレチクルR(物体)の中間像が形成される2回結像型の反射屈折光学系にも本発明を適用することができる。この場合、たとえば第1光学ユニットと第3光学ユニットとのうちの少なくとも一方の光学ユニット中の特定屈折光学素子に熱伝導部材81を設けることにより、本発明の上述の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the three-fold imaging type off-axis visual field type catadioptric optical system as shown in each example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a catadioptric projection optical system that includes at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements and has an effective field of view and an effective projection area decentered from the optical axis. Specifically, for example, a first optical unit having at least one refractive optical element disposed in an optical path between the reticle R (object plane) and the wafer W (image plane), the first optical unit, and the wafer A second optical unit disposed in the optical path between the second optical unit and including at least one concave reflecting mirror; and at least one refractive optical element disposed in the optical path between the second optical unit and the wafer W. A third optical unit, a first deflecting mirror (first reflecting surface) disposed in an optical path between the first optical unit and the second optical unit, and between the second optical unit and the third optical unit. A second deflecting mirror (second reflecting surface) disposed in the optical path, and an intermediate image of the reticle R (object) is formed in the optical path between the second optical unit and the third optical unit 2. The present invention is also applicable to a catadioptric optical system of a refocusing type. It can be. In this case, for example, the above-described effect of the present invention can be obtained by providing the heat conducting member 81 in the specific refractive optical element in at least one of the first optical unit and the third optical unit.

また、上述の図8の実施形態、図11の変形例、並びに図15の変形例は、複数の光軸を備えた軸外視野型の反射屈折光学系だけではなく、たとえば1本の光軸と;当該光軸に沿って配置された、少なくとも1つの凹面反射鏡を含む偶数個の曲面鏡と;該光軸に沿って配置された複数の屈折光学素子と;を備えた軸外視野型の共軸反射屈折光学系にも適用することができる。軸外視野型の共軸反射屈折光学系のレンズ構成を示す図17を参照して具体的に説明する。   Further, the embodiment of FIG. 8, the modified example of FIG. 11, and the modified example of FIG. 15 are not limited to the off-axis visual field type catadioptric optical system having a plurality of optical axes, for example, one optical axis. An off-axis visual field type comprising: an even number of curved mirrors including at least one concave reflecting mirror disposed along the optical axis; and a plurality of refractive optical elements disposed along the optical axis. This can also be applied to the coaxial catadioptric optical system. A specific description will be given with reference to FIG. 17 showing the lens configuration of the off-axis visual field type coaxial catadioptric optical system.

図17を参照すると、軸外視野型の共軸反射屈折光学系である投影光学系PLは、物体面(第1面)に配置されたレチクルRのパターンの第1中間像IM1を形成するための第1結像光学系(第1光学ユニット)G1と、第1中間像IM1からの光に基づいてレチクルパターンの第2中間像IM2(第1中間像IM1の像であってレチクルパターンの2次像)を形成する第2結像光学系(第2光学ユニット)G2と、第2中間像IM2からの光に基づいて像面(第2面)に配置されたウェハW上にレチクルパターンの最終像(レチクルパターンの縮小像)を形成するための第3結像光学系(第3光学ユニット)G3とを備えている。この図17の例では、第1結像光学系G1および第2結像光学系G2はともに凹面反射鏡(CM1,CM3,CM4)を含む反射屈折光学系であり、第3結像光学系G3は屈折光学系である。   Referring to FIG. 17, the projection optical system PL, which is an off-axis visual field type coaxial reflection / refraction optical system, forms a first intermediate image IM1 of the pattern of the reticle R arranged on the object surface (first surface). Based on the light from the first imaging optical system (first optical unit) G1 and the first intermediate image IM1, the second intermediate image IM2 of the reticle pattern (the image of the first intermediate image IM1 and the reticle pattern 2) A second image forming optical system (second optical unit) G2 for forming a next image) and a reticle pattern on a wafer W arranged on the image surface (second surface) based on light from the second intermediate image IM2. And a third imaging optical system (third optical unit) G3 for forming a final image (a reduced image of the reticle pattern). In the example of FIG. 17, both the first imaging optical system G1 and the second imaging optical system G2 are catadioptric optical systems including concave reflecting mirrors (CM1, CM3, CM4), and the third imaging optical system G3. Is a refractive optical system.

そして、第1結像光学系G1は、最もレチクル側に配置されるフィールドレンズ群としてのレンズL11と、凹面反射鏡CM1と、凸面反射鏡CM2と、第1中間像IM1の近傍に配置される中間像フィールドレンズ群としてのレンズL12,L13とを備えている。これらの光学素子L11〜L13,CM1,CM2は、投影光学系PLの光軸AXに沿って配置されている。ここで、凸面反射鏡CM2は、平面鏡であってもよく、また凹面反射鏡であってもよい。また、第1中間像IM1は、中間像フィールドレンズ群の射出側に形成される必要はなく、中間像フィールドレンズ群の入射側または中間像フィールドレンズ群中に形成されていてもよい。   The first imaging optical system G1 is disposed in the vicinity of the lens L11 as a field lens group disposed on the most reticle side, the concave reflecting mirror CM1, the convex reflecting mirror CM2, and the first intermediate image IM1. Lenses L12 and L13 are provided as intermediate image field lens groups. These optical elements L11 to L13, CM1, and CM2 are disposed along the optical axis AX of the projection optical system PL. Here, the convex reflecting mirror CM2 may be a plane mirror or a concave reflecting mirror. Further, the first intermediate image IM1 does not need to be formed on the exit side of the intermediate image field lens group, and may be formed on the incident side of the intermediate image field lens group or in the intermediate image field lens group.

第2結像光学系G2は、2つの凹面反射鏡CM3,CM4と、各々の凹面反射鏡の近傍に設けられた負レンズL21,L23と、2つの凹面反射鏡CM3,CM4の間(2つの負レンズL21,L23の間)の光路中に配置されたレンズL22とを有する。ここで、2つの負レンズL21,L23は往復光路中に配置されるレンズであり、レンズL22は3重光路中に配置されるレンズである。ここで、第2結像光学系G2を構成する光学素子L21〜L23,CM3,CM4も、投影光学系PLの光軸AXに沿って配置されている。また、第3結像光学系G3は、投影光学系PLの光軸AXに沿って配置された複数のレンズL31〜L313と、開口絞りASとを備えている。   The second imaging optical system G2 includes two concave reflecting mirrors CM3 and CM4, negative lenses L21 and L23 provided in the vicinity of each concave reflecting mirror, and two concave reflecting mirrors CM3 and CM4 (two And a lens L22 disposed in the optical path between the negative lenses L21 and L23. Here, the two negative lenses L21 and L23 are lenses arranged in the reciprocating optical path, and the lens L22 is a lens arranged in the triple optical path. Here, the optical elements L21 to L23, CM3 and CM4 constituting the second imaging optical system G2 are also arranged along the optical axis AX of the projection optical system PL. The third imaging optical system G3 includes a plurality of lenses L31 to L313 disposed along the optical axis AX of the projection optical system PL, and an aperture stop AS.

この図17の変形例において、物体(レチクルR)に近い光学素子(レンズL11)や、像に近い光学素子(レンズL313)、または中間像IM1,IM2に近い(物体と共役な位置に近い)光学素子(レンズL12,L13,L31〜L36)において、光照射領域の光軸AXからの偏りが比較的大きい。ここで、これらの光学素子に、図8の実施形態、図11の変形例、並びに図15の変形例を適用することにより、照射熱による屈折光学素子の形状変化や屈折率変化に起因する収差変動を小さく抑えることができる。なお、図17の変形例では、図4、図6に示した実施形態とは異なり、最もレチクル側に配置された平行平面板や最も像側に配置された平行平面板を有していないが、これらの平行平面板を設けてもよい。   In the modification of FIG. 17, the optical element (lens L11) close to the object (reticle R), the optical element close to the image (lens L313), or close to the intermediate images IM1 and IM2 (close to a position conjugate with the object). In the optical element (lenses L12, L13, L31 to L36), the deviation of the light irradiation region from the optical axis AX is relatively large. Here, by applying the embodiment of FIG. 8, the modified example of FIG. 11, and the modified example of FIG. 15 to these optical elements, the aberration caused by the shape change or refractive index change of the refractive optical element due to irradiation heat. Variations can be kept small. In the modification of FIG. 17, unlike the embodiments shown in FIGS. 4 and 6, the parallel flat plate arranged on the most reticle side and the parallel flat plate arranged on the most image side are not provided. These plane parallel plates may be provided.

ところで、上述の実施形態では、境界レンズLbとウェハWとの間の光路中に平行平面板(一般にはほぼ無屈折力の光学部材)Lpが配置されているので、浸液としての純水がウェハWに塗布されたフォトレジストからのアウトガス等による汚染を受けても、境界レンズLbとウェハWとの間に介在する平行平面板Lpの作用により、汚染された純水による境界レンズLbの像側光学面の汚染を有効に防ぐことができる。さらに、液体(純水:Lm1,Lm2)と平行平面板Lpとの屈折率差が小さいため、平行平面板Lpに要求される姿勢や位置精度が大幅に緩和されるので、平行平面板Lpが汚染されても部材交換を随時行うことにより光学性能を容易に復元することができる。また、液中平行平面板Lpの作用により、境界レンズLbに接する液体Lm2のスキャン露光時の圧力変動やステップ移動時の圧力変動が小さく抑えられるので、比較的小さなスペースで液体を保持することが可能になる。しかしながら、上述の実施形態の構成に限定されることなく、平行平面板Lpの設置を省略した構成も可能である。   By the way, in the above-described embodiment, since the plane parallel plate (generally an optical member having almost no refractive power) Lp is disposed in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W, pure water as immersion liquid is used. Even if it is contaminated by outgas or the like from the photoresist applied to the wafer W, the image of the boundary lens Lb due to the contaminated pure water is caused by the action of the parallel flat plate Lp interposed between the boundary lens Lb and the wafer W. Contamination of the side optical surface can be effectively prevented. Furthermore, since the difference in refractive index between the liquid (pure water: Lm1, Lm2) and the plane parallel plate Lp is small, the posture and position accuracy required for the plane parallel plate Lp are greatly relaxed. Even if it is contaminated, the optical performance can be easily restored by replacing the member as needed. Further, the action of the parallel flat plate Lp in the liquid suppresses the pressure fluctuation at the time of scan exposure of the liquid Lm2 in contact with the boundary lens Lb and the pressure fluctuation at the time of step movement, so that the liquid can be held in a relatively small space. It becomes possible. However, it is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and a configuration in which the installation of the plane parallel plate Lp is omitted is also possible.

また、上述の実施形態では、液浸型の投影光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、像面との間の光路中に液体が介在しない乾燥型の投影光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the immersion type projection optical system. However, the present invention is not limited to this, and a dry type in which no liquid is interposed in the optical path between the image plane and the image plane. The present invention can be similarly applied to the projection optical system.

上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル(マスク)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図18のフローチャートを参照して説明する。   In the exposure apparatus of the above-described embodiment, the reticle (mask) is illuminated by the illumination device (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask is exposed to the photosensitive substrate using the projection optical system (exposure process). Thus, a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 18 for an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of this embodiment. I will explain.

先ず、図18のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、その1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。   First, in step 301 of FIG. 18, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ301〜ステップ305では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。   Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In steps 301 to 305, a metal is deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

また、本実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図19のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図19において、パターン形成工程401では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程402へ移行する。   In the exposure apparatus of this embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 19, in a pattern forming process 401, a so-called photolithography process is performed in which a mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

次に、カラーフィルター形成工程402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程402の後に、セル組み立て工程403が実行される。セル組み立て工程403では、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。   Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.

セル組み立て工程403では、例えば、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、モジュール組み立て工程404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。   In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

なお、上述の実施形態では、ArFエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばF2 レーザ光源のような他の適当な光源を用いることもできる。ただし、露光光としてF2レーザ光を用いる場合は、液体としてはF2レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル(PFPE)等のフッ素系の液体を用いることになる。 In the above-described embodiment, the ArF excimer laser light source is used. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate light sources such as an F 2 laser light source can also be used. However, when F 2 laser light is used as exposure light, a fluorine-based liquid such as fluorine-based oil or perfluorinated polyether (PFPE) that can transmit the F 2 laser light is used as the liquid.

また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の一般的な反射屈折投影光学系に対して本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection optical system mounted on the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and other general catadioptric projection optical systems are used. The present invention can be applied.

なお、上述の実施形態では、境界レンズLbおよび液中平行平面板Lpを石英で形成したが、境界レンズLbおよび液中平行平面板Lpを形成する材料としては石英には限定されず、たとえば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなどの結晶材料を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the boundary lens Lb and the liquid parallel flat plate Lp are formed of quartz. However, the material forming the boundary lens Lb and the liquid parallel flat plate Lp is not limited to quartz. Crystal materials such as magnesium, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide may be used.

また、上述の実施形態では、第1液体および第2液体として純水を用いたが、第1および第2液体としては純水には限定されず、たとえばH+,Cs+,K+、Cl-,SO4 2-,PO4 2-を入れた水、イソプロパノール,グリセロール、ヘキサン、ヘプタン、デカンなどを用いることができる。 In the above-described embodiment, pure water is used as the first liquid and the second liquid. However, the first and second liquids are not limited to pure water. For example, H + , Cs + , K + , Cl -, SO 4 2-, can be used water put PO 4 2-a, isopropanol, glycerol, hexane, heptane, decane and the like.

本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. 本実施形態においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the rectangular-shaped still exposure area | region formed on a wafer in this embodiment, and a reference | standard optical axis. 本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure between the boundary lens and wafer in each Example of this embodiment. 本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of the projection optical system concerning the 1st Example of this embodiment. 第1実施例の投影光学系における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in the projection optical system of 1st Example. 本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of the projection optical system concerning 2nd Example of this embodiment. 第2実施例の投影光学系における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in the projection optical system of 2nd Example. 特定屈折光学素子の近傍に配置される熱伝導部材の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the heat conductive member arrange | positioned in the vicinity of a specific refractive optical element. 三角柱状基材の側面および端面に近接または接触して配置される熱伝導部材の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the heat conductive member arrange | positioned in the vicinity or contact of the side surface and end surface of a triangular prism base material. 三角柱状基材の一方の端面から他方の端面に向かって延びる穴の内側面に近接または接触して配置される熱伝導部材の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the heat conductive member arrange | positioned in the proximity | contact or contact of the inner surface of the hole extended toward the other end surface from one end surface of a triangular prism base material. 特定屈折光学素子の光学面に近接して別の熱伝導部材を配置した変形例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the modification which has arrange | positioned another heat conductive member adjacent to the optical surface of a specific refractive optical element. 比較例にかかる特定屈折光学素子の近傍に配置される熱伝導部材の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the heat conductive member arrange | positioned in the vicinity of the specific refractive optical element concerning a comparative example. 図12の比較例において所定時間だけ特定屈折光学素子の光照射領域に光を照射した場合の特定屈折光学素子の温度分布を示す等高線図である。FIG. 13 is a contour diagram showing a temperature distribution of a specific refractive optical element when light is irradiated on a light irradiation region of the specific refractive optical element for a predetermined time in the comparative example of FIG. 図11の変形例において所定時間だけ特定屈折光学素子の光照射領域に光を照射した場合の特定屈折光学素子の温度分布を示す等高線図である。FIG. 12 is a contour diagram showing a temperature distribution of a specific refractive optical element when light is irradiated on a light irradiation region of the specific refractive optical element for a predetermined time in the modification of FIG. 11. 特定屈折光学素子と熱伝導部材との間に、熱輸送手段として気体よりも熱伝導率の高い物質を介在させる変形例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the modification which interposes the substance whose heat conductivity is higher than gas as a heat transport means between a specific refractive optical element and a heat conductive member. 図15の変形例において所定時間だけ特定屈折光学素子の光照射領域に光を照射した場合の特定屈折光学素子の温度分布を示す等高線図である。FIG. 16 is a contour diagram showing a temperature distribution of a specific refractive optical element when light is irradiated on a light irradiation region of the specific refractive optical element for a predetermined time in the modification of FIG. 15. 本発明が適用可能な軸外視野型の共軸反射屈折光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the lens structure of the off-axis visual field type | mold coaxial reflection / refraction optical system which can apply this invention. マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the semiconductor device as a microdevice. マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the liquid crystal display element as a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

R レチクル
RST レチクルステージ
PL 投影光学系
Lb 境界レンズ
Lp 液中平行平面板
Lm1,Lm2 純水(液体)
W ウェハ
1 照明光学系
9 Zステージ
10 XYステージ
12 移動鏡
13 ウェハレーザ干渉計
14 主制御系
15 ウェハステージ駆動系
21 第1給排水機構
22 第2給排水機
81,85,87 熱伝導部材
R reticle RST reticle stage PL projection optical system Lb boundary lens Lp parallel flat plates Lm1, Lm2 pure water (liquid)
W Wafer 1 Illumination optical system 9 Z stage 10 XY stage 12 Moving mirror 13 Wafer laser interferometer 14 Main control system 15 Wafer stage drive system 21 First water supply / drainage mechanism 22 Second water supply / drainage machine 81, 85, 87 Thermal conduction member

Claims (20)

第1面の有効視野内の像を第2面上の有効投影領域内に形成する投影光学系において、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記投影光学系は、少なくとも1つの特定屈折光学素子と、該特定屈折光学素子の近傍に配置されて該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材とを備え、
前記特定屈折光学素子上の光照射領域は、前記特定屈折光学素子の位置での前記一方の軸線方向に対応する方向に沿って前記特定屈折光学素子の光軸から偏心しており、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、前記特定屈折光学素子の前記第1領域から前記熱伝導部材へ移動する熱量を特定屈折光学素子の前記第2領域から前記熱伝導部材へ移動する熱量よりも大きくする熱輸送手段をさらに備えていることを特徴とする投影光学系。
In a projection optical system for forming an image in the effective field of view of the first surface in an effective projection area on the second surface,
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
The projection optical system includes at least one specific refractive optical element and a heat conduction formed by a material having a higher thermal conductivity than a material that is disposed in the vicinity of the specific refractive optical element and forms the specific refractive optical element. With members,
The light irradiation area on the specific refractive optical element is decentered from the optical axis of the specific refractive optical element along a direction corresponding to the one axial direction at the position of the specific refractive optical element,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. Is the first region, the amount of heat transferred from the first region of the specific refractive optical element to the heat conducting member is transferred from the second region of the specific refractive optical element to the heat conducting member. A projection optical system, further comprising heat transport means for making the amount of heat to move larger.
前記熱輸送手段は、前記特定屈折光学素子と前記熱伝導部材との間の空間を備え、
該空間は、前記特定屈折光学素子の位置での前記一方の軸線方向に対応する方向に関して、前記第1領域側における前記熱伝導部材と前記特定屈折光学素子との距離が前記第2領域側における距離よりも小さい形状であることを特徴とする請求項1に記載の投影光学系。
The heat transport means includes a space between the specific refractive optical element and the heat conducting member,
The space has a distance between the heat conducting member on the first region side and the specific refractive optical element on the second region side in a direction corresponding to the one axial direction at the position of the specific refractive optical element. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system has a shape smaller than the distance.
前記熱輸送手段は、前記特定屈折光学素子の前記第1領域側の光学面に対向した熱伝導部材を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の投影光学系。 3. The projection optical system according to claim 1, wherein the heat transporting unit includes a heat conducting member facing an optical surface on the first region side of the specific refractive optical element. 前記熱輸送手段は、前記第1領域における前記特定屈折光学素子の表面と前記熱伝導部材との間に配置されて、気体よりも熱伝導率が高い物質を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投影光学系。 The heat transporting means is disposed between the surface of the specific refractive optical element in the first region and the heat conducting member, and has a substance having a higher thermal conductivity than gas. 4. The projection optical system according to any one of items 1 to 3. 前記気体よりも熱伝導率が高い物質はグリースであることを特徴とする請求項4に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 4, wherein the substance having a higher thermal conductivity than the gas is grease. 第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記投影光学系は、少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記第2面上の前記有効投影領域は、前記一方の軸線方向に対応する前記第2面上の軸線方向に沿って前記光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記熱伝導部材は、前記特定屈折光学素子の位置での前記一方の軸線方向に対応する方向に関して、前記特定屈折光学素子の光照射領域に近い側との距離が前記光照射領域から遠い側との距離よりも小さくなるように配置されることを特徴とする投影光学系。
In a projection optical system that projects an image of a first surface onto a second surface,
The projection optical system includes at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, and forms an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
The effective projection area on the second surface is eccentric from the optical axis along an axial direction on the second surface corresponding to the one axial direction;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
The heat conducting member has a distance from a side closer to the light irradiation region of the specific refractive optical element with respect to a direction corresponding to the one axial direction at the position of the specific refractive optical element. A projection optical system, wherein the projection optical system is arranged so as to be smaller than the distance.
第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、前記特定屈折光学素子の前記第1領域において前記熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第1部分領域の面積をSa、前記特定屈折光学素子の前記第2領域において前記熱伝導部材との間隔が200μm以下となる第2部分領域の面積をSb、前記第1面上の前記有効視野の中心と光軸との距離をO、前記第2面上での最大像高をYとするとき、
0.75<Sa(Y−O)/Sb(Y+O)<7.5
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
In the projection optical system for forming an image of the first surface on the second surface,
Comprising at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, forming an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. Is the first region, the area of the first partial region in the first region of the specific refractive optical element in which the distance from the heat conducting member is 200 μm or less is Sa, and the specific refraction In the second region of the optical element, the area of the second partial region in which the distance from the heat conducting member is 200 μm or less is Sb, the distance between the center of the effective field on the first surface and the optical axis is O, When the maximum image height on the second surface is Y,
0.75 <Sa (YO) / Sb (Y + O) <7.5
A projection optical system characterized by satisfying the following conditions.
第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
少なくとも1つの凹面反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記第1面上の有効視野内の像を前記第2面上の有効投影領域内に形成し、
前記第1面上の前記有効視野は、前記第1面上において直交する2つの軸線方向のうちの一方の軸線方向に沿って前記投影光学系の光軸から偏心しており、
前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つの特定屈折光学素子の近傍には、該特定屈折光学素子を形成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材が配置され、
前記特定屈折光学素子の光軸と前記直交する2つの軸線方向のうちの他方の軸線とを含む面で前記特定屈折光学素子を第1領域とその反対側の第2領域とに二分し、光束が通過する領域が広い方を第1領域とするとき、
前記第1領域の屈折光学素子の表面と前記熱伝導部材との間に気体よりも熱伝導率が高い物質が配置されていることを特徴とする投影光学系。
In the projection optical system for forming an image of the first surface on the second surface,
Comprising at least one concave reflecting mirror and a plurality of refractive optical elements, forming an image in an effective field on the first surface in an effective projection area on the second surface;
The effective field of view on the first surface is decentered from the optical axis of the projection optical system along one of the two axial directions orthogonal to each other on the first surface;
In the vicinity of at least one specific refractive optical element among the plurality of refractive optical elements, a heat conductive member formed of a material having a higher thermal conductivity than a material forming the specific refractive optical element is disposed,
Dividing the specific refractive optical element into a first region and a second region opposite to the first refractive index optical element by a plane including the optical axis of the specific refractive optical element and the other of the two orthogonal axes. When the first region is the wider region through which
A projection optical system, wherein a substance having a thermal conductivity higher than that of a gas is disposed between the surface of the refractive optical element in the first region and the heat conducting member.
前記投影光学系は、
前記第1面と前記第2面との間の光路中に配置されて前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つを有する第1光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて前記少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、
前記第2光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて前記複数の屈折光学素子のうちの少なくとも1つを有する第3光学ユニットとをさらに備え、
前記第1光学ユニットと前記第3光学ユニットとのうちの少なくとも一方の光学ユニットは、前記特定屈折光学素子を含んでいることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の投影光学系。
The projection optical system is
A first optical unit disposed in an optical path between the first surface and the second surface and having at least one of the plurality of refractive optical elements;
A second optical unit disposed in an optical path between the first optical unit and the second surface and including the at least one concave reflecting mirror;
A third optical unit disposed in an optical path between the second optical unit and the second surface and having at least one of the plurality of refractive optical elements;
The projection according to any one of claims 6 to 8, wherein at least one of the first optical unit and the third optical unit includes the specific refractive optical element. Optical system.
前記投影光学系は、
前記第1光学ユニットと前記第2光学ユニットとの間の光路中に配置された第1偏向鏡と、
前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中に配置された第2偏向鏡とをさらに備えていることを特徴とする請求項9に記載の投影光学系。
The projection optical system is
A first deflecting mirror disposed in an optical path between the first optical unit and the second optical unit;
The projection optical system according to claim 9, further comprising a second deflecting mirror disposed in an optical path between the second optical unit and the third optical unit.
前記特定屈折光学素子は、前記第1面の近傍の位置、前記第2面の近傍の位置、および前記第1面と光学的に共役な位置の近傍の位置のうちのいずれか1つの位置に位置決めされることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の投影光学系。 The specific refractive optical element is at any one of a position in the vicinity of the first surface, a position in the vicinity of the second surface, and a position in the vicinity of a position optically conjugate with the first surface. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is positioned. 第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記第1面と前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第1光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、
前記第2光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて複数の屈折光学素子を有する第3光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2光学ユニットとの間の光路中に配置されて、三角柱状の基材の第1側面に形成された第1反射面と、
前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中に配置されて、前記三角柱状の基材の第2側面に形成された第2反射面と、
前記基材の第3側面に近接してあるいは接触して配置されて、前記基材よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材とを備えていることを特徴とする投影光学系。
In a projection optical system that projects an image of a first surface onto a second surface,
A first optical unit having at least one refractive optical element disposed in an optical path between the first surface and the second surface;
A second optical unit disposed in an optical path between the first optical unit and the second surface and including at least one concave reflecting mirror;
A third optical unit having a plurality of refractive optical elements disposed in an optical path between the second optical unit and the second surface;
A first reflecting surface disposed on the first side surface of the triangular prism-shaped base material, disposed in the optical path between the first optical unit and the second optical unit;
A second reflecting surface that is disposed in the optical path between the second optical unit and the third optical unit, and is formed on a second side surface of the triangular prism-shaped substrate;
A projection optical device comprising: a heat conducting member disposed near or in contact with the third side surface of the base material and formed of a material having a higher thermal conductivity than the base material. system.
前記熱伝導部材は、前記三角柱状の基材の少なくとも一方の端面に近接してあるいは接触して配置されていることを特徴とする請求項12に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 12, wherein the heat conducting member is disposed in proximity to or in contact with at least one end face of the triangular prism base. 第1面の像を第2面に投影する投影光学系において、
前記第1面と前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの屈折光学素子を有する第1光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて少なくとも1つの凹面反射鏡を含む第2光学ユニットと、
前記第2光学ユニットと前記第2面との間の光路中に配置されて複数の屈折光学素子を有する第3光学ユニットと、
前記第1光学ユニットと前記第2光学ユニットとの間の光路中に配置されて、三角柱状の基材の第1側面に形成された第1反射面と、
前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中に配置されて、前記三角柱状の基材の第2側面に形成された第2反射面とを備え、
前記三角柱状の基材には一方の端面から他方の端面に向かって延びる貫通穴または非貫通穴が形成され、
前記貫通穴の内側面または前記非貫通穴の内側面に近接してあるいは接触して配置されて、前記基材よりも高い熱伝導率を有する材料により形成された熱伝導部材をさらに備えていることを特徴とする投影光学系。
In a projection optical system that projects an image of a first surface onto a second surface,
A first optical unit having at least one refractive optical element disposed in an optical path between the first surface and the second surface;
A second optical unit disposed in an optical path between the first optical unit and the second surface and including at least one concave reflecting mirror;
A third optical unit having a plurality of refractive optical elements disposed in an optical path between the second optical unit and the second surface;
A first reflecting surface disposed on the first side surface of the triangular prism-shaped base material, disposed in the optical path between the first optical unit and the second optical unit;
A second reflecting surface that is disposed in the optical path between the second optical unit and the third optical unit, and is formed on a second side surface of the triangular prism-shaped base material;
A through hole or a non-through hole extending from one end face toward the other end face is formed in the triangular prism-shaped base material,
It further includes a heat conducting member that is disposed close to or in contact with the inner side surface of the through hole or the inner side surface of the non-through hole and is formed of a material having a higher thermal conductivity than the base material. A projection optical system characterized by that.
前記三角柱状の基材は低熱膨張ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の投影光学系。 15. The projection optical system according to claim 12, wherein the triangular prism base is made of low thermal expansion glass. 前記第2光学ユニットと前記第3光学ユニットとの間の光路中には前記第1面の中間像が形成されることを特徴とする請求項9乃至15のいずれか1項に記載の投影光学系。 The projection optical system according to claim 9, wherein an intermediate image of the first surface is formed in an optical path between the second optical unit and the third optical unit. system. 前記第1光学ユニットは、前記第1面からの光に基づいて第1中間像を形成するための第1結像光学系を有し、
前記第2光学ユニットは、前記第1中間像からの光に基づいて第2中間像を形成するための第2結像光学系を有し、
前記第3光学ユニットは、前記第2中間像からの光に基づいて第3中間像を形成するための屈折型の第3結像光学系を有することを特徴とする請求項9乃至16のいずれか1項に記載の投影光学系。
The first optical unit has a first imaging optical system for forming a first intermediate image based on light from the first surface,
The second optical unit has a second imaging optical system for forming a second intermediate image based on light from the first intermediate image,
17. The third optical unit has a refractive third imaging optical system for forming a third intermediate image based on light from the second intermediate image. The projection optical system according to claim 1.
前記投影光学系の光路中の気体の屈折率を1とするとき、前記投影光学系と前記第2面との間の光路は1.1よりも大きい屈折率を有する液体で満たされていることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の投影光学系。 When the refractive index of the gas in the optical path of the projection optical system is 1, the optical path between the projection optical system and the second surface is filled with a liquid having a refractive index greater than 1.1. The projection optical system according to claim 1, wherein: 前記第1面に設定された所定のパターンからの照明光に基づいて、前記パターンの像を前記第2面に設定された感光性基板上に投影するための請求項1乃至18のいずれか1項に記載の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置。 19. The method according to claim 1, wherein an image of the pattern is projected onto a photosensitive substrate set on the second surface based on illumination light from a predetermined pattern set on the first surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system according to the item. 所定のパターンを前記第1面に設定する設定工程と、
前記所定のパターンからの照明光に基づいて、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の投影光学系を介して前記パターンの像を前記第2面に設定された感光性基板上に投影露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
A setting step of setting a predetermined pattern on the first surface;
Based on illumination light from the predetermined pattern, an image of the pattern is projected onto the photosensitive substrate set on the second surface via the projection optical system according to any one of claims 1 to 18. An exposure method comprising exposing an exposure step.
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