JP3339592B2 - Catadioptric projection optical system, and exposure method and apparatus - Google Patents

Catadioptric projection optical system, and exposure method and apparatus

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JP3339592B2 JP05171893A JP5171893A JP3339592B2 JP 3339592 B2 JP3339592 B2 JP 3339592B2 JP 05171893 A JP05171893 A JP 05171893A JP 5171893 A JP5171893 A JP 5171893A JP 3339592 B2 JP3339592 B2 JP 3339592B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される投影露光装置の、等倍又は縮小投影用の投
影光学系に適用して好適な反射屈折投影光学系に関し、
特に、光学系の要素として反射系を用いることにより、
紫外線波長域でサブミクロン単位の解像度を有する反射
屈折投影光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a projection optical system for equal-size or reduced-size projection of a projection exposure apparatus used for manufacturing, for example, a semiconductor device or a liquid crystal display device in a photolithography process. Regarding a preferred catadioptric projection optical system,
In particular, by using a reflection system as an element of the optical system,
The present invention relates to a catadioptric projection optical system having a submicron resolution in an ultraviolet wavelength region.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレ
チクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターン像
を投影光学系を介して例えば1/5程度に縮小して、感
光材(フォトレジスト等)が塗布された基板(ウエハ、
ガラスプレート等)上に露光する投影露光装置が使用さ
れている。半導体素子等の集積度が向上するにつれて、
投影露光装置に使用されている投影光学系に要求される
解像力は益々高まっている。
2. Description of the Related Art When a semiconductor device or a liquid crystal display device is manufactured by a photolithography process, a pattern image of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a "reticle") is projected through a projection optical system to, for example, 1/5. Substrate (wafer, wafer) coated with photosensitive material (photoresist etc.)
A projection exposure apparatus for exposing on a glass plate or the like is used. As the degree of integration of semiconductor devices etc. improves,
The resolution required for a projection optical system used in a projection exposure apparatus is increasing more and more.

【0003】この要求を満足するためには、照明光の波
長を短波長化し且つ投影光学系の開口数(NA)を大き
くしなければならない。しかしながら、照明光の波長が
短くなると、光の吸収のため実用に耐える硝材の種類が
限られてくる。特に、波長が300nm以下になると実
用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとなる。両者のア
ッベ数は色収差を補正するのに十分な程離れていないの
で、波長が300nm以下になった場合には、屈折系だ
けで投影光学系を構成したのでは色収差補正が極めて困
難となる。また、蛍石は温度変化による屈折率の変化特
性、所謂温度特性が悪く、更にレンズ研磨の加工上で多
くの問題を持っているため、蛍石を多くの部分に使用す
ることはできない。従って、要求される解像力を有する
投影光学系を屈折系のみで形成することは非常に難し
い。
In order to satisfy this requirement, the wavelength of the illumination light must be shortened and the numerical aperture (NA) of the projection optical system must be increased. However, as the wavelength of the illumination light becomes shorter, the types of glass materials that can be practically used due to light absorption are limited. In particular, when the wavelength is 300 nm or less, practically usable glass materials are only synthetic quartz and fluorite. Since the Abbe numbers of the two are not sufficiently different from each other to correct chromatic aberration, when the wavelength becomes 300 nm or less, it is extremely difficult to correct chromatic aberration by constructing the projection optical system using only the refraction system. Further, fluorite has poor refractive index change characteristics due to temperature change, so-called temperature characteristics, and has many problems in lens polishing. Therefore, fluorite cannot be used in many parts. Therefore, it is very difficult to form a projection optical system having a required resolution only by a refraction system.

【0004】これに対して反射系は色収差が無いため、
反射系のみで投影光学系を構成することも試みられてい
るが、この場合、投影光学系が大型化し、且つ反射面の
非球面化が必要となる。即ち、反射系のみで投影光学系
を構成することも極めて困難である。そこで、反射系と
屈折系とを組み合わせた所謂反射屈折光学系で縮小投影
光学系を構成する技術が種々提案されている。その一例
として例えば特開昭63−163319号公報では、リ
ング視野光学系が提案されている。このリング視野光学
系では、入射光と反射光とが互いに干渉しないように軸
外光を用い、且つ軸外の輪帯部のみを露光するように構
成されている。
On the other hand, since the reflection system has no chromatic aberration,
Attempts have been made to construct a projection optical system using only a reflection system. However, in this case, the projection optical system is increased in size and an aspherical reflection surface is required. That is, it is extremely difficult to configure the projection optical system only with the reflection system. Therefore, various techniques have been proposed for configuring a reduction projection optical system by a so-called catadioptric system combining a reflection system and a refraction system. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-163319 proposes a ring field optical system. In this ring field optical system, off-axis light is used so that incident light and reflected light do not interfere with each other, and only the off-axis orbicular zone is exposed.

【0005】また、別の例として、例えば特公昭51−
27116号公報や特開平2−66510号公報におい
て、内部に半透鏡で構成されるビームスプリッターを配
置することにより、軸上付近の光束を使って一括してレ
チクルの像を投影する反射屈折光学系を備えた縮小投影
型露光装置が提案されている。
[0005] As another example, Japanese Patent Publication No.
No. 27116 and JP-A-2-66510, a catadioptric optical system for projecting an image of a reticle collectively using a light beam near an axis by disposing a beam splitter formed of a semi-transparent mirror inside. Has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
の内で、リング視野光学系では、入射光と反射光との干
渉を避けるため、多くのミラーを使って光束を何回も反
射させることが必要であり、そのため全体の光学系が複
雑になると共に、開口数を大きくすることが困難である
という不都合がある。
Among the conventional techniques described above, the ring field optical system reflects a light beam many times using many mirrors in order to avoid interference between incident light and reflected light. Is required, which makes the entire optical system complicated and makes it difficult to increase the numerical aperture.

【0007】しかも、露光エリアが狭くレチクルのパタ
ーンを一括で例えばウエハ上に露光することも出来ない
ので、レチクルとウエハとを投影光学系の縮小倍率に応
じて互いに異なる速度で移動しながら露光する、所謂ス
キャン露光を行う必要があった。このため、投影露光装
置の機構部の構成が複雑となり、製造コスト及び露光精
度の点で不利であった。即ち、スキャン露光方式では、
超微細パターンをウエハ上に高精度に露光するのが困難
であり、製造コストも非常に高いものとならざるを得な
かった。
Moreover, since the exposure area is narrow and the pattern of the reticle cannot be exposed collectively on, for example, a wafer, the reticle and the wafer are exposed while moving at different speeds according to the reduction magnification of the projection optical system. That is, it was necessary to perform so-called scan exposure. For this reason, the configuration of the mechanism of the projection exposure apparatus becomes complicated, which is disadvantageous in terms of manufacturing cost and exposure accuracy. That is, in the scan exposure method,
It is difficult to expose a superfine pattern onto a wafer with high precision, and the manufacturing cost must be very high.

【0008】一方、軸上付近の光束を使って一括してレ
チクルの像を投影する従来の反射屈折光学系では、ウエ
ハ面からの反射光による内面反射や、ビームスプリッタ
ー以降の光学系の屈折面での内面反射によるフレアーが
多いという不都合があった。更に、光束の入射角度の変
化によるビームスプリッターの反射特性の不均一性、反
射膜による光の吸収、反射膜における光の位相変化、及
び反射膜自体の不均一性等が結像特性を劣化させるとい
う不都合があり、投影光学系としての総合的な解像力が
劣化し、特に半導体製造用露光装置の投影光学系として
は解像力が十分では無かった。また、ビームスプリッタ
ーによる光量損失のため、光の利用効率が25%〜10
%程度の低いものとなり、実用的とは言えなかった。
On the other hand, in a conventional catadioptric optical system that projects an image of a reticle all at once using a light beam near the axis, internal reflection due to light reflected from the wafer surface, or a refraction surface of the optical system after the beam splitter. There is a disadvantage that there is a lot of flare due to internal reflection at the surface. Further, the non-uniformity of the reflection characteristics of the beam splitter due to the change in the incident angle of the light beam, the absorption of light by the reflection film, the change in the phase of light in the reflection film, and the non-uniformity of the reflection film itself deteriorate the imaging characteristics. Therefore, the overall resolving power of the projection optical system is deteriorated, and in particular, the resolving power is not sufficient for the projection optical system of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor. Further, the light use efficiency is 25% to 10% due to the light amount loss due to the beam splitter.
%, Which was not practical.

【0009】本発明は斯かる点に鑑み、半透鏡で構成さ
れるビームスプリッターを用いること無く、反射系と屈
折系とを用いて構成され、且つ軸外光束を用いて輪帯部
のみを露光するリング視野光学系とは異なり一括露光方
式を取ることが出来る、結像性能の優れた反射屈折投影
光学系を提供することを目的とする。また本発明は、そ
のような反射屈折投影光学系を使用する露光方法、及び
そのような反射屈折投影光学系を備えた露光装置を提供
することをも目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention employs a reflection system and a refraction system without using a beam splitter formed of a semi-transparent mirror, and exposes only an annular zone using an off-axis light beam. It is an object of the present invention to provide a catadioptric projection optical system having excellent image forming performance, which can adopt a collective exposure method unlike a ring field optical system. Also, the present invention
Exposure method using a catadioptric projection optical system such as
Providing an exposure apparatus equipped with such a catadioptric projection optical system
The purpose is also to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の反射
屈折投影光学系は、例えば図1に示すように、第1面
(1)上のパターンの像を第2面(2)上に投影する光
学系であって、第1面(1)上のパターンの中間像
(3)を結像する第1部分結像光学系と、中間像(3)
の像を第2面(2)上に再結像する第2部分結像光学系
とを配置し、それら2つの部分結像光学系の少なくとも
一方の部分結像光学系は、光軸に対して斜めに配置され
第1の領域の光を通過させてこの第1の領域とは異なる
第2の領域の光を反射すると共にそれら第1の領域又は
第2の領域に中間像(3)が結像される選択光学系M1
と、この選択光学系を介して導かれた光束を再びこの選
択光学系に戻す凹面反射鏡M2 と、第1面(1)と選択
光学系M1 との間又は選択光学系M1 と第2面(2)と
の間に配置されてその選択光学系及びその凹面反射鏡と
共にその中間像又はその第2面上の像を結像する収斂群
1 とを有するものである。
According to a first catadioptric projection optical system according to the present invention, an image of a pattern on a first surface (1) is placed on a second surface (2), for example, as shown in FIG. An optical system for projecting, a first partial imaging optical system for forming an intermediate image (3) of the pattern on the first surface (1), and an intermediate image (3)
And a second partial imaging optical system for re-imaging the image on the second surface (2), and at least one of the two partial imaging optical systems is arranged with respect to the optical axis. intermediate image thereof first region or the second region while reflecting light of different second regions are arranged obliquely passed through the light <br/> first region and the first region Te The selection optical system M 1 on which (3) is imaged.
When a concave reflector M 2 for returning the light beam guided through the selected optical system again to the selected optical system, the first surface (1) or between selected optical system M 1 of the selected optical system M 1 The selective optical system and the concave reflecting mirror disposed between the second surface and the second surface ;
Those having both a converging group G 1 for forming an image on the intermediate image or a second surface.

【0011】なお、図1の光学系は第1部分結像光学系
が凹面反射鏡M2 を有する例であるが、第2部分結像光
学系が凹面反射鏡M4 を有する例が図2の光学系であ
る。即ち、図1の光学系及び図2の光学系は共に、本発
明の第1の反射屈折投影光学系に属する。
The optical system shown in FIG. 1 is an example in which the first partial imaging optical system has a concave reflecting mirror M 2 , whereas the optical system in FIG. 1 has an example in which the second partial imaging optical system has a concave reflecting mirror M 4 . Optical system. That is, both the optical system of FIG. 1 and the optical system of FIG. 2 belong to the first catadioptric projection optical system of the present invention.

【0012】また、第2の反射屈折投影光学系は、例え
ば図3に示すように、第1面(1)上のパターンの像を
第2面(2)上に投影する光学系であって、第1面
(1)上のパターンの中間像(3)を結像する第1部分
結像光学系と、中間像(3)の像を第2面(2)上に結
像する第2部分結像光学系とを配置し、その第1部分結
像光学系は、光軸に対して斜めに配置され第1の領域の
光を通過させて該第1の領域とは異なる第2の領域の光
を反射する選択光学系M1 と、第1面(1)上のパター
ンからの光束を選択光学系M1 に導く第1収斂群G1
と、この第1収斂群で収束されて選択光学系M1 で反射
された光束を反射して選択光学系M1 のその第1の領域
又はその第2の領域内にそのパターンの中間像(3)を
結像する第1凹面反射鏡M2 とを有し、その第2部分結
像光学系は、選択光学系M1 内の中間像(3)からの光
束を再び選択光学系M1 に戻す第2凹面反射鏡M4 と、
この第2凹面反射鏡で収束されて選択光学系M1 で再び
反射された光束より中間像(3)の像を第2面(2)上
に結像する第2収斂群G5 とを有するものである。
The second catadioptric projection optical system projects an image of a pattern on the first surface (1) onto the second surface (2) as shown in FIG. 3, for example. A first partial imaging optical system for forming an intermediate image (3) of the pattern on the first surface (1), and a second partial imaging optical system for forming an image of the intermediate image (3) on the second surface (2). A first partial imaging optical system disposed at an angle with respect to the optical axis, the second partial imaging optical system passing light of the first region and different from the first region; and selecting optical system M 1 for reflecting light region, a first converging group guiding a light beam from the pattern on the first surface (1) to the selected optical system M 1 G 1
When an intermediate image of the pattern on the first region or the second region thereof selected optical system M 1 reflects the light beam reflected by the selected optical system M 1 is converged by the first converging group ( 3) having a first and a concave reflecting mirror M 2 which forms an, the second partial imaging optical system, again selecting optical system M 1 a light beam from the intermediate image in the selected optical system M 1 (3) a second concave reflecting mirror M 4 back to,
And a second converging group G 5 for forming again from the reflected light beam at the selected optical system M 1 is converged by the second concave reflection mirror image of the intermediate image (3) on the second surface (2) Things.

【0013】また、第3の反射屈折投影光学系は、例え
ば図4に示すように、第1面(1)上のパターンの像を
第2面(2)上に投影する光学系であって、第1面
(1)より順に、第1面(1)上のパターンからの光束
を収斂する焦点距離f1 の第1収斂群G1 と、第1の領
域の光を通過させて該第1の領域とは異なる第2の領域
の光を反射し、第1収斂群G1 からの光束を後続の光学
系に導く第1選択光学系M 1 と、第1凹面反射鏡M2
含み、第1選択光学系M1 からの光束を反射して第1選
択光学系M1 のその第1の領域又はその第2の領域内に
そのパターンの第1中間像(3)を結像する焦点距離f
2 の第2収斂群G2 と、第1中間像(3)からの光束を
収斂してそのパターンの第2中間像(4)を結像する焦
点距離f3 の第3収斂群G3 と、第1の領域の光を通過
させて該第1の領域とは異なる第2の領域の光を反射す
ると共に、該第1の領域又は該第2の領域内に第2中間
像(4)が結像される第2選択光学系M3 と、第2凹面
反射鏡M4 を含み、第2中間像(4)からの光束を第2
選択光学系M3 に戻す焦点距離f4 の第4収斂群G4
と、第2選択光学系M3 により導かれた光束を収斂し
て、第2面(2)上にそのパターンの第3中間像を結像
する焦点距離f5 の第5収斂群G5 と、を有するもので
ある。
The third catadioptric projection optical system is, for example,
For example, as shown in FIG. 4, the image of the pattern on the first surface (1) is
An optical system for projecting onto the second surface (2), wherein the first surface
Light flux from the pattern on the first surface (1) in order from (1)
Focal length f converging1 First convergent group G1 And the first area
A second region that is different from the first region by passing light of the region
The first convergent group G1 Luminous flux from subsequent optics
First optical system M leading to the system 1 And the first concave reflecting mirror MTwo To
Including the first selection optical system M1 First choice by reflecting the luminous flux from
Selective optical system M1 In its first region or its second region
Focal length f for forming a first intermediate image (3) of the pattern
Two Second convergent group GTwo And the luminous flux from the first intermediate image (3)
A focus that converges to form a second intermediate image (4) of the pattern;
Point distance fThree Third convergent group GThree And the light in the first area
And reflects light in a second region different from the first region.
And a second intermediate in the first region or the second region.
Second selection optical system M on which image (4) is formedThree And the second concave surface
Reflector MFour And the light flux from the second intermediate image (4) is
Selective optical system MThree Focal length fFour Fourth convergent group G ofFour 
And the second selection optical system MThree Converges the light flux guided by
To form a third intermediate image of the pattern on the second surface (2)
Focal length fFive Fifth convergent group GFive And having
is there.

【0014】この場合、その第1選択光学系及びその第
2選択光学系の一例は、例えば図4に示すように、それ
ぞれ所定形状の開口(H1 ,H2 )を有し、これら開口
内にそれぞれそのパターンの中間像(3,4)が結像さ
れる反射鏡(M1 ,M3 )である。
In this case, one example of the first selection optical system and the second selection optical system respectively have openings (H 1 , H 2 ) of predetermined shapes as shown in FIG. Are reflecting mirrors (M 1 , M 3 ) on which intermediate images (3, 4) of the respective patterns are formed.

【0015】また、その第1選択光学系及びその第2選
択光学系の他の例は、例えば図5に示すように、それぞ
れ所定形状の反射部を有し、これら反射部内にそれぞれ
そのパターンの中間像(3,4)が結像される小型反射
鏡(M1 ′,M3 ′)である。従って、図4の光学系と
図5の光学系とは光学的に等価である。
Further, other examples of the first selection optical system and the second selection optical system have, for example, as shown in FIG. 5, reflection portions of a predetermined shape, respectively. These are small reflecting mirrors (M 1 ′, M 3 ′) on which intermediate images (3, 4) are formed. Therefore, the optical system of FIG. 4 and the optical system of FIG. 5 are optically equivalent.

【0016】この場合、図1の光学系は図4の光学系か
ら、第2選択光学系M3 〜第5収斂群G5 を省いたもの
と等価であり、図2の光学系は図4の光学系から、第1
収斂群G1 〜第1選択光学系M1 を省いたものと等価で
ある。また、図3の光学系は図4の光学系から第3収斂
群G3 を省いたものと等価である。従って、本発明によ
る第1及び第2の反射屈折投影光学系は、それぞれ本発
明による第3の反射屈折投影光学系から、収斂群G1
5 及び選択光学系M1,2 の中の何れかの要素を省い
たものと考えることができる。そして、このように省か
れた収斂群G1〜G5 のペッツバール和を0とみなすこ
とにより、以下の条件式(1)〜(10)において本発明
の第3の反射屈折投影光学系に対して課している条件
は、それぞれ本発明の第1及び第2の反射屈折投影光学
系にも適用されるものである。
In this case, the optical system of FIG. 1 is equivalent to the optical system of FIG. 4 except that the second selection optical system M 3 to the fifth converging group G 5 are omitted, and the optical system of FIG. From the optical system of
This is equivalent to omitting the convergent group G 1 to the first selection optical system M 1 . Further, the optical system of FIG. 3 is an equivalent to that omitting the third converging group G 3 from the optical system of FIG. Therefore, the first and second catadioptric projection optical systems according to the present invention are different from the third catadioptric projection optical system according to the present invention, respectively, in that the convergent groups G 1 -G 1 .
It can be thought of as omitted any of the elements in the G 5 and selecting optical system M 1, M 2. By regarding the Petzval sum of the convergent groups G 1 to G 5 thus eliminated as 0, the following conditional expressions (1) to (10) are satisfied with respect to the third catadioptric projection optical system of the present invention. The conditions imposed are also applied to the first and second catadioptric projection optical systems of the present invention, respectively.

【0017】即ち、先ず、第1収斂群G1 〜第5収斂群
5 の個別のペッツバール和をそれぞれp1 〜p5 とし
たとき、次の条件を満足することが望ましい。 p1+p3+p5 >0 且つ p2+p4 <0 (1)
That is, when the individual Petzval sums of the first to fifth convergent groups G 1 to G 5 are respectively p 1 to p 5 , it is desirable that the following conditions be satisfied. p 1 + p 3 + p 5 > 0 and p 2 + p 4 <0 (1)

【0018】また、第1収斂群G1 及び第2収斂群G2
による第1中間像(3)の結像倍率をβ12、全系の結像
倍率をβとしたとき、次の条件を満足することが望まし
い。 0.1≦|β12|≦2 (2) また、第3収斂群G3 による第1中間像(3)から第2
中間像(4)への結像倍率をβ3 としたとき、次の条件
を満足することが望ましい。
The first converging group G 1 and the second converging group G 2
When the imaging magnification of the first intermediate image (3) is β 12 and the imaging magnification of the entire system is β, it is desirable that the following condition be satisfied. 0.1 ≦ | β 12 | ≦ 2 (2) The second from the first intermediate image by the third converging group G 3 (3)
When the magnification of forming the intermediate image (4) is β 3 , it is desirable that the following condition be satisfied.

【0019】 0.1≦|β3 |≦2 (3)0.1 ≦ | β 3 | ≦ 2 (3)

【0020】更に、第4収斂群G4 及び第5収斂群G5
による第2中間像(3)から第3中間像(4)への結像
倍率をβ45としたとき、次の条件を満足することが望ま
しい。 0.1≦|β45|≦2 (4) また、第1選択光学系M1 内で中間像(3)が結像され
る領域H1 の周辺部と第3収斂群G3 の瞳面とを共役の
関係に設定し、第3収斂群G3 の瞳面と第2選択光学系
3 内で中間像(4)が結像される領域H2 の周辺部と
を共役の関係に設定することが望ましい。
Further, a fourth converging group G 4 and a fifth converging group G 5
When the imaging magnification from the second intermediate image (3) to the third intermediate image (4) is β 45 , it is desirable that the following condition be satisfied. 0.1 ≦ | β 45 | ≦ 2 (4) In the first selection optical system M 1 , the periphery of the region H 1 where the intermediate image (3) is formed and the pupil plane of the third converging group G 3 set in a conjugate relationship, setting the third intermediate image in the pupil plane of the converging group G 3 and within the second selecting optical system M 3 (4) the peripheral portion of the region H 2 imaged in conjugate relationship It is desirable.

【0021】更に、第1収斂群G1 の後側主点と第1選
択光学系M1 内で中間像(3)が結像される位置との間
隔を第1収斂群G1 の焦点距離f1 とほぼ等しく設定
し、第1面(1)側でほぼテレセントリック光学系とな
ることが望ましい。また、第5収斂群G5 の前側主点と
第2選択光学系M3 内で中間像(4)が結像される位置
との間隔を第5収斂群G5 の焦点距離f5 とほぼ等しく
設定し、第2面(2)側でほぼテレセントリック光学系
となることが望ましい。
Furthermore, spacing the first focal length of the converging group G 1 and the position where the intermediate image (3) is imaged by the rear principal point of the first converging group G 1 and the first inner selecting optical system M 1 It is desirable that the value is set to be substantially equal to f 1, and the first surface (1) becomes substantially a telecentric optical system. Further, substantially the distance between the position of the intermediate image in front principal point of the fifth converging group G 5 and within the second selecting optical system M 3 (4) is imaged to the focal length f 5 of the fifth converging group G 5 It is desirable that the distances are set to be equal, and the second surface (2) side becomes almost a telecentric optical system.

【0022】また、第1収斂群G1 の後側主点と第1選
択光学系M1 内で中間像(3)が結像される位置との間
隔を第1収斂群G1 の焦点距離f1 とほぼ等しく設定
し、第5収斂群G5 の前側主点と第2選択光学系M3
で中間像(4)が結像される位置との間隔を第5収斂群
5 の焦点距離f5 とほぼ等しく設定し、第1面(1)
側及び第2面(2)側でそれぞれほぼテレセントリック
光学系となることが望ましい。次に、本発明による露光
装置は、本発明の反射屈折投影光学系を備え、その第1
面にマスクを配置し、その第2面に基板を配置し、その
マスクのパターンをその反射屈折投影光学系を介してそ
の基板に露光するものである。 また、本発明による露光
方法は、その第1面にマスクを配置し、その第2面に基
板を配置し、本発明の反射屈折投影光学系を介してその
マスクのパターンをその基板に露光するものである。
Further, spacing the first focal length of the converging group G 1 and the position where the intermediate image (3) is imaged by the rear principal point of the first converging group G 1 and the first inner selecting optical system M 1 approximately equal to the f 1, the distance between the position the front principal point of the fifth converging group G 5 and the intermediate image with the second inner selecting optical system M 3 (4) is imaged in the fifth converging group G 5 approximately equal to the focal length f 5, a first surface (1)
It is desirable that each side and the second surface (2) be substantially a telecentric optical system. Next, exposure according to the present invention
The apparatus comprises a catadioptric projection optical system according to the invention, the
A mask on the surface, a substrate on the second surface,
The mask pattern is exposed through its catadioptric projection optics.
The substrate is exposed. Also, according to the present invention,
The method includes disposing a mask on a first surface and applying a mask on a second surface.
A plate is arranged, and the plate is placed through the catadioptric projection optical system of the present invention.
The pattern of the mask is exposed on the substrate.

【0023】[0023]

【作用】斯かる本発明の第1の反射屈折投影光学系によ
れば、第1部分結像光学系による第1面(1)上のパタ
ーンの中間像(3)が、第2部分結像光学系により第2
面(2)上にリレーされる。また、第1部分結像光学系
及び第2部分結像光学系の少なくとも一方に反射鏡2
が使用され、屈折系とその反射鏡2 との間の光路を折
り曲げる手段として、中央に開口を有する反射鏡(例え
ば図1のM1 )又は中央部だけで光を反射する小型反射
鏡(例えば図5のM1 ′)等の選択光学系M1 が使用さ
れており、この選択光学系M1 の中央部に中間像(3)
が結像されている。従って、従来のフレア等の原因にな
ると共に照明光の無駄が多いハーフミラー型のビームス
プリッターが使用されていないため、光束の大部分を有
効に使うことができる。なお、図1〜図5の光学系で
は、それぞれ第1面(1)は物体面、第2面(2)は像
面として表示されている。
According to the first catadioptric projection optical system of the present invention, the intermediate image (3) of the pattern on the first surface (1) by the first partial imaging optical system is converted into the second partial image. Second by optical system
Relayed on plane (2). Further, at least one of the first partial imaging optical system and the second partial imaging optical system has a reflecting mirror M 2.
There is used, a refraction system and a small reflecting mirror for reflecting as a means for bending the optical path, the light only or central portion (M 1 in example 1) reflection mirror having a central opening between the reflector M 2 ( for example, FIG M 1 5 ') are selected optical system M 1 is used, such as an intermediate image in the central portion of the selected optical system M 1 (3)
Is imaged. Therefore, since a half-mirror type beam splitter which causes a conventional flare and wastes illumination light is not used, most of the light beam can be effectively used. In the optical systems shown in FIGS. 1 to 5, the first surface (1) is displayed as an object surface, and the second surface (2) is displayed as an image surface.

【0024】勿論、選択光学系M1 の光軸付近の光束は
一部けられて結像に寄与しないため、輪帯状の瞳を持つ
光学系となり、そのときの遮蔽率により、結像特性は種
々に変化したものとなるという特徴を有する。しかしな
がら、最近では遮蔽部のない通常の屈折光学系を投影光
学系として使用する投影露光装置においても、わざわざ
照明光学系の光軸付近の光を遮蔽して解像力を上げる所
謂変形光源法が提案されているくらいであり、結像特性
の変化による像の変化は感光材の特性やレチクルの設計
により補うことが出来るものである。
Of course, the light flux near the optical axis of the selection optical system M 1 is partially cut off and does not contribute to the image formation, so that the optical system has an annular pupil. It has the characteristic that it changes in various ways. However, recently, even in a projection exposure apparatus using a normal refraction optical system without a shielding portion as a projection optical system, a so-called deformed light source method has been proposed in which the light near the optical axis of the illumination optical system is shielded to increase the resolving power. The change in the image due to the change in the imaging characteristics can be compensated by the characteristics of the photosensitive material and the design of the reticle.

【0025】それよりも、トータルの光量損失がハーフ
ミラーを使用するものに比べて少ないと共に、一括露光
が出来て複雑なスキャン露光を必要としないという利点
の方が大きい。また、本発明の第2の反射屈折投影光学
系によれば、例えば図3に示すように、第1凹面反射鏡
2 を有する第1部分結像光学系による第1面(1)上
のパターンの中間像(3)が、選択光学系M2 の光軸近
傍に結像され、この中間像(3)が第2凹面反射鏡M4
を有する第2部分結像光学系により第2面(2)上にリ
レーされる。従って、ハーフミラー型のビームスプリッ
ターが使用されていないため、光束の大部分を有効に使
うことができる。更に、凹面反射鏡(M2 ,M4)が2
個使用されているため、個々の凹面反射鏡の曲率半径
を、凹面反射鏡が1個使用されている場合に比べて2倍
にすることができ、諸収差が低減する。
On the other hand, there is a greater advantage that the total light quantity loss is smaller than that using a half mirror, and that batch exposure can be performed and complicated scan exposure is not required. Further, according to the second catadioptric projection optical system of the present invention, for example as shown in FIG. 3, the first surface of the first part imaging optical system having a first concave reflecting mirror M 2 (1) on the intermediate image of the pattern (3) is focused near the optical axis of the selected optical system M 2, the intermediate image (3) is a second concave reflecting mirror M 4
Is relayed on the second surface (2) by a second partial imaging optical system having Therefore, since a half mirror type beam splitter is not used, most of the light beam can be used effectively. Further, the concave reflecting mirrors (M2, M4) are 2
Since a single concave reflecting mirror is used, the radius of curvature of each concave reflecting mirror can be doubled as compared with the case where one concave reflecting mirror is used, and various aberrations are reduced.

【0026】また、本発明の第3の反射屈折投影光学系
によれば、例えば図4に示すように、第1収斂群G1
び主に第1凹面反射鏡M2 で構成される第2収斂群G2
による第1面(1)上のパターンの第1中間像(3)が
第1選択光学系M1 の光軸近傍に結像され、その第1中
間像(3)が第3収斂群G3 により第2選択光学系M3
の光軸近傍に第2中間像(4)としてリレーされ、その
第2中間像(4)が主に第2凹面反射鏡M4 で構成され
る第4収斂群G4 及び第5収斂群G5 により第2面
(2)上にリレーされる。従って、ハーフミラー型のビ
ームスプリッターが使用されていないため、光束の大部
分を有効に使うことができると共に、フレア等が減少す
る。
Further, according to the third catadioptric projection optical system of the present invention, as shown in FIG. 4, for example, the second convergence group G 1 and the second convergence mirror M 2 composed mainly of the first concave reflecting mirror M 2 Convergent group G 2
The first intermediate image of the pattern of the first surface (1) on the (3) is focused near the optical axis of the first selective optical system M 1, the first intermediate image (3) is the third converging group G 3 The second selection optical system M3
Of the relay as a second intermediate image (4) in the vicinity of the optical axis, the second intermediate image (4) fourth converging group G 4 and the fifth converging group consisting primarily of second concave reflecting mirror M 4 G 5 relays on the second surface (2). Therefore, since a half mirror type beam splitter is not used, most of the light beam can be used effectively, and flare and the like can be reduced.

【0027】また、第1中間像(3)を第2中間像
(4)にリレーする第3収斂群G3 が設けられているた
め、投影倍率又は諸収差等の制御範囲が広がる。なお、
その第1選択光学系及びその第2選択光学系として、例
えば図4に示すように、それぞれ所定形状の開口(H
1 ,H2 )を有し、これら開口内にそれぞれそのパター
ンの中間像(3,4)が結像される反射鏡(M1 ,M
3 )を使用した場合と、例えば図5に示すように、それ
ぞれ所定形状の反射部を有し、これら反射部内にそれぞ
れそのパターンの中間像(3,4)が結像される小型反
射鏡(M1 ′,M3 ′)を使用した場合とは、光学的に
等価である。
Further, since the first intermediate image (3) is the third converging group G 3 to relay the second intermediate image (4) is provided, spread control range, such as the projection magnification or aberrations. In addition,
As the first selection optical system and the second selection optical system, for example, as shown in FIG.
1 , H 2 ), and reflecting mirrors (M 1 , M 2 ) in which intermediate images (3, 4) of the pattern are formed in these openings, respectively.
In the case where 3 ) is used, for example, as shown in FIG. 5, a small reflecting mirror (which has a reflecting portion of a predetermined shape and in which an intermediate image (3, 4) of the pattern is formed in each of these reflecting portions). M 1 ′ and M 3 ′) are optically equivalent.

【0028】次に、この第3の反射屈折投影光学系にお
いて、結像性能を向上、且つ像面をより平坦にするため
には、先ず光学系全体のペッツバール和を0付近にしな
ければならない。仮にペッツバール和が0付近にないと
投影像面は平坦なものとならず、湾曲したものとなる。
このため、第1収斂群G1 〜第5収斂群G5 の焦点距離
をそれぞれf1,f2,f3,f4 及びf5 とし、各群のペッ
ツバール和をそれぞれp1,p2,p3,p4 及びp5 とし、
各群のみかけの屈折率(各群の焦点距離をそれら各群の
ペッツバール和で割った値)をそれぞれn1,n2,n3,n
4 及びn5 とすると、次の関係が成立することが望まし
い。
Next, in this third catadioptric projection optical system, in order to improve the imaging performance and to make the image plane flatter, the Petzval sum of the entire optical system must be set to near zero. If the Petzval sum is not close to 0, the projected image plane will not be flat, but will be curved.
Therefore, the focal lengths of the first to fifth converging groups G 1 to G 5 are f 1 , f 2 , f 3 , f 4 and f 5 , respectively, and the Petzval sum of each group is p 1 , p 2 , respectively. p 3 , p 4 and p 5 ,
The apparent refractive index of each group (the value obtained by dividing the focal length of each group by the Petzval sum of each group) is n 1 , n 2 , n 3 , n
When 4 and n 5, it is desirable that the following relationship is established.

【0029】 −0.01<p1+p2+p3+p4+p5 <0.01 (5)−0.01 <p 1 + p 2 + p 3 + p 4 + p 5 <0.01 (5)

【0030】この式を満足しないと像面は十分に平坦と
ならず、仮に下限を越えると像面は第1面(1)に対し
て凹の湾曲をし、仮に上限を越えると像面は第1面
(1)に対し凸の湾曲をする。本発明ではその(5)式
の条件を満足するために、全系のペッツバール和を第1
の部分和(p1+p3+p5 )と第2の部分和(p2+p4
とに分け、それぞれの部分和が(1)式の条件で示すよ
うに逆符号になるようにしている。
If this expression is not satisfied, the image surface will not be sufficiently flat. If the lower limit is exceeded, the image surface will be concavely curved with respect to the first surface (1). It curves convexly with respect to the first surface (1). In the present invention, the Petzval sum of the entire system is calculated as
(P 1 + p 3 + p 5 ) and the second partial sum (p 2 + p 4 )
And the respective partial sums have the opposite signs as indicated by the condition of equation (1).

【0031】この場合、それぞれの群のペッツバール和
の内のp1,p3 及びp5 は、それぞれ次のように表され
る。 p1 =1/(f11 ) (6) p3 =1/(f33 ) (7) p5 =1/(f55 ) (8)
In this case, p 1 , p 3 and p 5 in the Petzval sum of each group are represented as follows. p 1 = 1 / (f 1 n 1) (6) p 3 = 1 / (f 3 n 3) (7) p 5 = 1 / (f 5 n 5) (8)

【0032】特に、2群及び4群のペッツバール和p2
及びp4 については、次の条件を満たすことが望まし
い。 0≦n2 2 ≦2/|R2 | (9) 0≦n4 4 ≦2/|R4 | (10)
In particular, Petzval sum p 2 of groups 2 and 4
And for p 4, it is desirable that the following condition is satisfied. 0 ≦ n 2 p 2 ≦ 2 // R 2 | (9) 0 ≦ n 4 p 4 ≦ 2 // R 4 | (10)

【0033】これら(9)式及び(10)式において、
2 は第2収斂群G2 の一部を構成する第1凹面反射鏡
2 の曲率半径であり、n2 は第2収斂群G2 のみかけ
の屈折率であり、同様にR4 は第4収斂群G4 の一部を
構成する第2凹面反射鏡M4の曲率半径であり、n4
第4収斂群G4 のみかけの屈折率である。(9)式及び
(10)式において、それぞれ下限を越えると、全系の
ペッツバール和は正になり過ぎ、上限を越えると負にな
り過ぎる。
In these equations (9) and (10),
R 2 is the radius of curvature of the first concave reflecting mirror M 2 constituting a part of the second converging group G 2 , n 2 is the apparent refractive index of the second converging group G 2 , and similarly, R 4 is a curvature of the second concave reflecting mirror M 4 radius constituting a part of the fourth converging group G 4, n 4 is the refractive index of the apparent fourth converging group G 4. In equations (9) and (10), the Petzval sum of the entire system becomes too positive when the value exceeds the lower limit, and becomes too negative when the value exceeds the upper limit.

【0034】また、光学系の第1収斂群G1 と第2収斂
群G2 とによる第1次結像の結像倍率をβ12とし、全系
の結像倍率をβとすると、(2)式の条件を満足するこ
とが望ましく、仮に(2)式の下限を越えると、第1選
択光学系M1 上の第1中間像の結像領域H1 を大きく取
らなければならなくなり、遮蔽率が増えて、光量の損失
が大きくなり、結像性能が悪くなる。仮に(2)式の上
限を越えると、第1収斂群G1 と第2収斂群G2 とによ
る第1次結像における収差が大きくなり、やはり結像性
能が悪くなる。
If the image forming magnification of the primary image formed by the first and second converging groups G 1 and G 2 of the optical system is β 12 and the image forming magnification of the entire system is β, then (2) ) expression it is desirable to satisfy the condition, no longer have if (2) If the lower limit of the expression, to take a large imaging area H 1 of the first intermediate image of the first on the selected optical system M 1, shielding The ratio increases, the loss of light amount increases, and the imaging performance deteriorates. If above the upper limit of the expression (2), the aberration is increased in the primary imaging by the first converging group G 1 and the second converging group G 2, also imaging performance deteriorates.

【0035】また、第3収斂群G3 による第2次結像の
結像倍率をβ3 とすると、(3)式の条件を満足するこ
とが望ましく、仮に(3)式の下限を越えると、第2選
択光学系M3 上の第2中間像の結像領域H2 を大きく取
らなければならなくなり、仮に上限を越えると、遮蔽率
が増えて、光量の損失量が増えるのみならず、結像性能
が悪くなる。仮に(3)式の上限を越えると、第3収斂
群G3 による第2次結像における収差が大きくなり、や
はり結像性能が悪くなる。
Assuming that the imaging magnification of the secondary imaging by the third converging group G 3 is β 3 , it is desirable to satisfy the condition of the expression (3). If the lower limit of the expression (3) is exceeded, no longer have to take a large imaging area of H 2 second intermediate image on the second selective optical system M3, Supposing exceeds the upper limit, it is increasing shielding ratio, not only the loss of the light amount is increased, sintering Image performance deteriorates. If (3) exceeds the upper limit of the expression, the aberration is increased in the second image formation according to the third converging group G 3, also imaging performance deteriorates.

【0036】また、第4収斂群G4 と第5収斂群G5
よる第3次結像の結像倍率をβ45とすると、(3)式の
条件を満足することが望ましく、仮に(4)式の下限を
越えると、第4収斂群G4 と第5収斂群G5 による第3
次結像における収差が大きくなり結像性能が悪くなる。
仮に(4)式の上限を越えると、第2選択光学系M3
で第2中間像(4)が結像される領域H2 を大きく取ら
なければならなくなり、遮蔽率が増えて、光量の損失量
が増して、結像性能が悪くなる。
If the imaging magnification of the tertiary imaging by the fourth and fifth converging groups G 4 and G 5 is β 45 , it is desirable that the condition of the formula (3) is satisfied. If the lower limit of the expression is exceeded, the third convergent group G 4 and the fifth convergent group G 5
Aberration in the next image formation increases, and the image formation performance deteriorates.
If (4) exceeds the upper limit of the expression, the second intermediate image on the second selective optical system M 3 (4) is no longer have to take a large area H 2 to be imaged, an increasing number of shielding ratio, the amount of light And the imaging performance deteriorates.

【0037】また、第3収斂群G3 の中にある開口絞り
の位置(ここでは実際に光束が絞られることはなく、主
光線が光軸と交わる位置を言う)を瞳面sとすれば、第
1選択光学系M1 の領域H1 の周辺部から第2収斂群G
2 で反射して、再び領域H1を通って第3収斂群G3
中の瞳面sに到達する光路は、物体と像の関係にある。
つまり、領域H1 の周辺部と瞳面sとは共役の関係にあ
ることが望ましい。更に、瞳面sから第2選択光学系M
3 の領域H2 を経て第収斂群G4 で反射されて、再び領
域H2 の周辺部に到達する光路も、物体と像の関係にあ
り、瞳面sと領域H2 の周辺部とは共役の関係にあるこ
とが望ましい。
If the position of the aperture stop in the third convergent group G 3 (here, the position where the light beam is not actually stopped and the principal ray intersects the optical axis) is defined as the pupil plane s. second converging group from the first peripheral portion of the region H 1 of the selective optical system M 1 G
Is reflected by the second, third optical path reaching the pupil plane s in the converging group G 3 through the area H 1 again, a relationship of object and image.
In other words, it is desirable that the peripheral portion and the pupil plane s region H 1 are located in an optically conjugate relationship. Further, from the pupil plane s, the second selection optical system M
Through 3 of region H 2 is reflected by the converging group G 4, also the optical path that reaches the periphery of the region H 2 again, have a relationship of the object and the image, the peripheral portion of the pupil plane s and region H 2 It is desirable to have a conjugate relationship.

【0038】また、例えば図3に示すような、第3収斂
群G3 が省略された光学系においては、第1選択光学系
1 の領域H1 の周辺部を経て第2収斂群G2 で反射し
て、再び領域H1 を通り、その後第4収斂群G4 で反射
されて、再び領域H1 の周辺部に到達する光路も、物体
と像の関係にある。つまり、領域H1 の一方の面の周辺
部と領域H1 の他方の面の周辺部とは共役の関係にある
ことが望ましい。
In an optical system in which the third converging group G 3 is omitted, as shown in FIG. 3, for example, the second converging group G 2 passes through the periphery of the region H 1 of the first selection optical system M 1. The light path which passes through the region H 1 again, and then is reflected by the fourth convergent group G 4 and reaches the periphery of the region H 1 again has an object-image relationship. In other words, it is desirable that the other peripheral portion of the surface of the peripheral portion and the area H 1 of one surface region H 1 are located in an optically conjugate relationship.

【0039】また、例えば図1に示すような、第4収斂
群G4 及び第5収斂群G5 が省略された光学系において
は、第1選択光学系M1 の領域H1 の周辺部を経て第2
収斂群G2 で反射された後、再び領域H1 を通り、第3
収斂群G3 の中の瞳面sに到達する光路は、物体と像の
関係にある。つまり、領域H1 の周辺部と瞳面sとは共
役の関係にあることが望ましい。
In an optical system in which the fourth converging group G 4 and the fifth converging group G 5 are omitted as shown in FIG. 1, for example, the peripheral portion of the region H 1 of the first selection optical system M 1 is removed. Second
After being reflected by the converging group G 2, through the area H 1 again, the third
Optical path reaching the pupil plane s in the converging group G 3 have a relationship of object and image. In other words, it is desirable that the peripheral portion and the pupil plane s region H 1 are located in an optically conjugate relationship.

【0040】また、例えば図2に示すような、第1収斂
群G1 及び第2収斂群G2 が省略された光学系において
は、第3収斂群G3 の中の瞳面sからでて、第2選択光
学系M3 の領域H2 を経て第4収斂群G4 で反射された
後、再び領域H2 に到達する光路も、物体と像の関係に
ある。つまり、瞳面sと領域H2 の周辺部とは共役の関
係にあることが望ましい。
In an optical system in which the first converging group G 1 and the second converging group G 2 are omitted, as shown in FIG. 2, for example, the light exits from the pupil plane s in the third converging group G 3. after being reflected by the fourth converging group G 4 through the region of H 2 second selected optical system M 3, also the optical path reaching the region H 2 again, a relationship of object and image. In other words, it is desirable that the peripheral portion of the pupil plane s and region H 2 are in conjugate relationship.

【0041】仮に以上に述べたような共役関係が崩れる
と、領域H1 又は領域H2 による瞳面sの遮蔽部分が瞳
の中央から、像高に対応してずれてくるため、像高によ
って光学系の結像特性が変化してしまうという不都合が
生じる。また、第1面(1)側において、略々テレセン
トリック光学系であると、照明系の光学系が大きくなら
ず、都合が良い。そして、第2面(2)側において、略
々テレセントリック光学系であると、第2面(2)上の
感光基板までの距離が多少変化しても、倍率の変化はな
く、幾重もの重ね焼きを行っても寸法のずれがなくなり
都合が良い。
If the conjugate relationship as described above is broken, the occluded portion of the pupil plane s by the region H 1 or H 2 shifts from the center of the pupil in accordance with the image height. There is a disadvantage that the imaging characteristics of the optical system change. If the first surface (1) is substantially a telecentric optical system, the optical system of the illumination system does not become large, which is convenient. When the second surface (2) is substantially a telecentric optical system, even if the distance to the photosensitive substrate on the second surface (2) slightly changes, there is no change in magnification, and multiple overprints are performed. Is carried out, there is no dimensional deviation, which is convenient.

【0042】更に、第1面(1)側及び第2面(2)側
において、それぞれ略々テレセントリック光学系である
と、照明光学系が大きくならず、且つ第2面(2)上の
感光基板までの距離が多少変化しても、倍率の変化はな
く、幾重もの重ね焼きを行っても寸法のずれがなくなり
都合が良い。
Furthermore, if the first surface (1) side and the second surface (2) side are substantially telecentric optical systems, respectively, the illumination optical system will not be large, and the light on the second surface (2) will not be large. Even if the distance to the substrate slightly changes, there is no change in the magnification, and even if multiple overprints are performed, there is no dimensional deviation, which is convenient.

【0043】[0043]

【実施例】以下、本発明の種々の実施例につき図面を参
照して説明する。本例は、レチクルのパターンの像をフ
ォトレジストが塗布されたウエハ上に所定倍率(等倍を
含む)で投影する投影露光装置の投影光学系に本発明を
適用したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this example, the present invention is applied to a projection optical system of a projection exposure apparatus that projects an image of a reticle pattern onto a wafer coated with a photoresist at a predetermined magnification (including equal magnification).

【0044】以下の実施例ではレンズ配置を例えば図6
に示すように、展開光路図で表す。展開光路図において
は、反射面は透過面として表され、レチクル10からの
光が通過する順に各光学要素が配列される。また、凹面
反射鏡の部分(例えばr9 )では、平面の仮想面(例え
ばr10)が使用される。そして、レンズの形状及び間隔
を表すために、例えば図6に示すように、レチクル10
のパターン面を第0面として、レチクル10から射出さ
れた光がウェハ11に達するまでに通過する面を順次第
i面(i=1,2,‥‥)として、第i面の曲率半径r
i の符号は、展開光路図の中でレチクル10に対して凸
の場合を正にとる。また、第i面と第(i+1)面との
面間隔をdi とする。また、硝材として、CaF2 は蛍
石、SiO2 は石英ガラスをそれぞれ表す。石英ガラス
及び蛍石の使用基準波長(248nm)に対する屈折率
は次のとおりである。 石英ガラス: 1.508327 蛍 石 : 1.467845
In the following embodiment, the lens arrangement is, for example, shown in FIG.
As shown in FIG. In the developed optical path diagram, the reflection surface is represented as a transmission surface, and each optical element is arranged in the order in which light from the reticle 10 passes. In addition, a plane virtual surface (for example, r 10 ) is used in the portion of the concave reflecting mirror (for example, r 9 ). Then, in order to represent the shape and interval of the lens, for example, as shown in FIG.
Is defined as a zeroth surface, and a surface through which light emitted from the reticle 10 passes before reaching the wafer 11 is sequentially defined as an i-th surface (i = 1, 2,...).
The sign of i is positive when it is convex with respect to the reticle 10 in the developed optical path diagram. Also, the surface interval between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and d i. As glass materials, CaF 2 represents fluorite and SiO 2 represents quartz glass. The refractive indexes of quartz glass and fluorite with respect to the reference wavelength for use (248 nm) are as follows. Quartz glass: 1.508327 Fluorite: 1.467845

【0045】また、使用基準波長が193nmでは石英
ガラスの屈折率は次のようになる。 石英ガラス: 1.56100
When the reference wavelength used is 193 nm, the refractive index of quartz glass is as follows. Quartz glass: 1.56100

【0046】[第1実施例]この第1実施例は等倍の投
影光学系である。この第1実施例から以下の第3実施例
までは、図4の光学系に対応する実施例である。図6は
第1実施例の投影光学系の展開光路図であり、この図6
に示すように、レチクル10上のパターンからの光が、
第1収斂群G1 を経て、中央に開口を持ち光軸に対して
45°で斜設された第1平面鏡M1 の周辺部で反射され
た後、第1凹面反射鏡M2 よりなる第2収斂群G2 に至
り、第2収斂群G2 で反射された光が第1平面鏡M1
開口内にそのパターンの第1中間像を結像する。そし
て、この第1中間像からの光が、凹面反射鏡M31を有す
る第3収斂群G3 を経て、中央に開口を持ち光軸に対し
て45°で斜設された第2平面鏡M3 の開口内にそのパ
ターンの第2中間像を結像し、この第2中間像からの光
が第2凹面反射鏡M4 よりなる第4収斂群G4 に至り、
第4収斂群G4 で反射された光が第2平面鏡M3 の周辺
で反射される。このように反射された光が、第5収斂群
5 を経てウエハ11の表面にそのパターンの第3中間
像を結像する。
[First Embodiment] The first embodiment is an equal-magnification projection optical system. The first embodiment to the following third embodiment correspond to the optical system shown in FIG. FIG. 6 is a developed optical path diagram of the projection optical system of the first embodiment.
As shown in the figure, the light from the pattern on the reticle 10 is
After passing through the first converging group G 1 , the light is reflected at the periphery of the first plane mirror M 1 having an opening at the center and inclined at 45 ° with respect to the optical axis, and thereafter is formed of the first concave reflecting mirror M 2 . reaches the second converging group G 2, the light reflected by the second converging group G 2 is imaged a first intermediate image of the pattern in the first opening of the plane mirror M 1. Light from the first intermediate image, through the third converging group G 3 having a concave reflection mirror M 31, second plane mirror M 3, which is obliquely disposed at 45 ° to have optical axis central opening of the second intermediate image of the pattern imaged on the opening reaches the fourth converging group G 4 which light from the second intermediate image is formed of the second concave reflecting mirror M 4,
The light reflected by the fourth converging group G 4 is reflected by the periphery of the second plane mirror M 3. Thus reflected light, images the third intermediate image of the pattern on the surface of the wafer 11 through the fifth converging group G 5.

【0047】また、図7は図6中の第1収斂群G1 の詳
細な構成を示し、この図7に示すように、第1収斂群G
1 はレチクル10側から順に、レチクル10に凸面を向
けた正メニスカスレンズL11、両凸レンズ(以下、単に
「凸レンズ」という)L12、レチクル10に凹面を向け
た正メニスカスレンズL13及びレチクル10に凸面を向
けた正メニスカスレンズL14より構成されている。ま
た、図6に示すように、第3収斂群G3 は、レチクル1
0に凹面を向けた正メニスカスレンズL31、凹面反射鏡
31及びレチクル10に凹面を向けた正メニスカスレン
ズL32より構成され、第5収斂群G5 は、第1収斂群G
1 と対称に構成されている。
Further, FIG. 7 shows a first detailed configuration of the converging group G 1 in FIG. 6, as shown in FIG. 7, the first converging group G
Reference numeral 1 denotes a positive meniscus lens L 11 having a convex surface facing the reticle 10, a biconvex lens (hereinafter simply referred to as a “convex lens”) L 12 , a positive meniscus lens L 13 having a concave surface facing the reticle 10, and the reticle 10 in order from the reticle 10 side. It is composed of a positive meniscus lens L 14 having a convex surface directed toward the. In addition, as shown in FIG. 6, the third converging group G 3 includes the reticle 1
A positive meniscus lens L 31 having a concave surface directed to 0, a concave reflecting mirror M 31 and a positive meniscus lens L 32 having a concave surface directed to the reticle 10, and the fifth converging group G 5 is the first converging group G
It is configured symmetrically with 1 .

【0048】即ち、本例は、光軸近傍に開口を有する2
枚の平面鏡、3枚の凹面反射鏡及び10枚の屈折レンズ
よりなる対称型の光学系となっており、開口数は0.4
5、像高は10mm、最大ミラー半径は486mmであ
る。但し、ほとんど無収差に近い光学性能となっている
ので、光学系の比例拡大により、像高を2倍〜3倍に拡
大することが出来ることは明らかである。
That is, in the present embodiment, the light emitting device having the aperture near the optical axis is used.
It has a symmetrical optical system composed of three plane mirrors, three concave reflecting mirrors, and ten refractive lenses, and has a numerical aperture of 0.4.
5. The image height is 10 mm and the maximum mirror radius is 486 mm. However, since the optical performance has almost no aberration, it is obvious that the image height can be increased to 2 to 3 times by proportional enlargement of the optical system.

【0049】屈折レンズは全て溶融石英よりなる一種類
の光学ガラスを使っているが、紫外線エキシマレーザー
光の193nmの波長における、1nmの波長幅に対し
て、軸上及び軸外の色消しがなされている。また球面収
差、コマ収差、非点収差、歪曲収差も良好に補正されて
いる。図6の第1実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表1に示す。以下の表において、第
10面、第14面及び第18面はそれぞれ凹面反射鏡を
展開光路図で表すための仮想面である。
All the refractive lenses use one kind of optical glass made of fused silica, but on-axis and off-axis achromatization is performed for a wavelength of 1 nm at a wavelength of 193 nm of ultraviolet excimer laser light. ing. Also, spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected. The radius of curvature r i of the first embodiment of FIG. 6, the surface spacing d i and glass materials shown in Table 1 below. In the following tables, the tenth, fourteenth, and eighteenth surfaces are virtual surfaces for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】また、図8(a)〜(c)は第1実施例の
縦収差図、図8(c)は第1実施例の倍率色収差図、図
8(e)は第1実施例の横収差図を示す。これらの収差
図において、符号J、P及びQは使用波長がそれぞれ2
48.4nm、247.9nm及び248.9nmであ
ることを示す。これら収差図より、本例においては開口
数が0.45と大きいにも拘らず、広いイメージサーク
ルの領域内で諸収差が良好に補正されていることが分か
る。また、色収差も良好に補正されている。
8 (a) to 8 (c) are longitudinal aberration diagrams of the first embodiment, FIG. 8 (c) is chromatic aberration of magnification of the first embodiment, and FIG. 8 (e) is a diagram of the first embodiment. FIG. In these aberration diagrams, symbols J, P and Q indicate that the wavelengths used are 2 respectively.
48.4 nm, 247.9 nm and 248.9 nm. From these aberration diagrams, it can be seen that in the present example, despite the large numerical aperture of 0.45, various aberrations are satisfactorily corrected within a wide image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0052】なお、図6において、開口を有する平面鏡
1,3 の代わりにそれぞれ図5に示すような小型平面
鏡M1,3 ′を使用しても、等価な光学系が実現でき
ることは既に説明した通りである。更に、平面鏡M1,
3 の代わりに、開口を有する凹面鏡又は凸面鏡を使用し
ても良く、更に小型凹面鏡や小型凸面鏡を使用しても良
い。
In FIG. 6, an equivalent optical system can be realized by using small plane mirrors M 1and M 3 ′ as shown in FIG. 5 instead of the plane mirrors M 1 and M 3 having openings. Is as described above. Further, the plane mirrors M 1 and M
Instead of 3 , a concave mirror or a convex mirror having an opening may be used, and further, a small concave mirror or a small convex mirror may be used.

【0053】[第2実施例]この第2実施例も等倍の投
影光学系の例である。図9は第2実施例の投影光学系の
展開光路図であり、この図9に示すように、レチクル1
0上のパターンからの光が、第1収斂群G1 を経て、中
央に開口を持ち光軸に対して45°で斜設された第1平
面鏡M1 の周辺部で反射された後、第1凹面反射鏡M2
を含む第2収斂群G2 に至り、第2収斂群G2 で反射さ
れた光が第1平面鏡M1 の開口内にそのパターンの第1
中間像を結像する。そして、この第1中間像からの光
が、第3収斂群G3 を経て、中央に開口を持ち光軸に対
して45°で斜設された第2平面鏡M3 の開口内にその
パターンの第2中間像を結像し、この第2中間像からの
光が第2凹面反射鏡M4 を含む第4収斂群G4 に至り、
第4収斂群G4 で反射された光が第2平面鏡M3 の周辺
で反射される。このように反射された光が、第5収斂群
5 を経てウエハ11の表面にそのパターンの第3中間
像を結像する。
[Second Embodiment] The second embodiment is also an example of a 1 × projection optical system. FIG. 9 is a development optical path diagram of the projection optical system of the second embodiment. As shown in FIG.
After the light from the pattern on 0 passes through the first converging group G 1 and is reflected at the periphery of the first plane mirror M 1 having an opening at the center and inclined at 45 ° with respect to the optical axis, the first 1 concave reflector M 2
Reaches the second converging group G 2 including a first light reflected by the second converging group G 2 is the pattern in the first opening of the plane mirror M 1
An intermediate image is formed. Light from the first intermediate image, through the third converging group G 3, the second plane mirror M 3, which is obliquely disposed at 45 ° to have the optical axis an opening in the center of the pattern in the opening A second intermediate image is formed, and light from the second intermediate image reaches a fourth converging group G 4 including a second concave reflecting mirror M 4 ,
The light reflected by the fourth converging group G 4 is reflected by the periphery of the second plane mirror M 3. Thus reflected light, images the third intermediate image of the pattern on the surface of the wafer 11 through the fifth converging group G 5.

【0054】また、図9に示すように、第1収斂群G1
はレチクル10側から順に、凸レンズL11、両凹レンズ
(以下、単に「凹レンズ」という)L12、レチクル10
に凹面を向けた正メニスカスレンズL13及びレチクル1
0に凸面を向けた負メニスカスレンズL14より構成さ
れ、第2収斂群G3 は、レチクル10に凹面を向けた負
メニスカスレンズL21及び凹面反射鏡M2 よりなるマン
ジンミラーである。また、第3収斂群G3 は、凹レンズ
31、凸レンズL32、凹レンズL33、レチクル10に凹
面を向けた正メニスカスレンズL34、レチクル10に凸
面を向けた負メニスカスレンズL35、レチクル10に凹
面を向けた正メニスカスレンズL36、凸レンズL37、レ
チクル10に凸面を向けた負メニスカスレンズL38、凸
レンズL39及びこれらのレンズL31〜L39と対称なレン
ズL3A〜L3Iより構成されている。
As shown in FIG. 9, the first convergent group G 1
Denotes a convex lens L 11 , a biconcave lens (hereinafter simply referred to as “concave lens”) L 12 , and a reticle 10 in this order from the reticle 10 side.
Positive meniscus with its concave surface facing the lens L 13 and the reticle 1
0 convex is composed of a negative meniscus lens L 14 with its, the second converging group G 3 is a man-Jin mirror formed of a negative meniscus lens L 21 and the concave reflector M 2 having a concave surface facing the reticle 10. The third converging group G 3 includes a concave lens L 31 , a convex lens L 32 , a concave lens L 33 , a positive meniscus lens L 34 having a concave surface facing the reticle 10, a negative meniscus lens L 35 having a convex surface facing the reticle 10, and a reticle 10 Meniscus lens L 36 , convex lens L 37 having a concave surface facing the lens, negative meniscus lens L 38 , convex lens L 39 having a convex surface facing reticle 10, and lenses L 3A to L 3I symmetrical to these lenses L 31 to L 39. It is configured.

【0055】そして、第4収斂群G4 は、レチクル10
に凹面を向けた負メニスカスレンズL41及び第2凹面反
射鏡M4 よりなるマンジンミラーであり、第5収斂群G
5 は、第1収斂群G1 と対称に構成されている。即ち、
本例は、中央に開口を持つ2枚の平面鏡、2枚の凹面反
射鏡及び28枚の屈折レンズよりなる対称型の光学系と
なっており、開口数は0.45、像高は5mm、最大ミ
ラー半径は75mmである。但し、本例もほとんど無収
差に近い光学性能が得られているので、光学系の比例拡
大により、像高を2倍〜3倍と更に大きくすることが出
来ることは明らかである。
The fourth convergence group G 4 includes the reticle 10
Is a mangin mirror composed of a negative meniscus lens L 41 having a concave surface facing the lens and a second concave reflecting mirror M 4 , and a fifth converging group G
5 is configured to first converging group G 1 and symmetrically. That is,
This example is a symmetrical optical system including two plane mirrors having an opening at the center, two concave reflecting mirrors, and 28 refractive lenses. The numerical aperture is 0.45, the image height is 5 mm, The maximum mirror radius is 75 mm. However, since the optical performance in this example is also almost no aberration, it is clear that the image height can be further increased to 2 to 3 times by proportional enlargement of the optical system.

【0056】また、第2収斂群G2 及び第4収斂群G4
は、それぞれ一枚の負メニスカスレンズを含み、屈折レ
ンズと凹面反射鏡とが分離されたタイプのマンジンミラ
ーの構成をとっている。このように、第2凹面反射鏡M
2 を含む第2収斂群G2 が、負メニスカスレンズL21
含むマンジンミラーであると、少ない種類の光学ガラス
でも軸上の色収差を容易に除去することが出来る。同様
に、第2凹面反射鏡M 4 を含む第4収斂群G4 が、負メ
ニスカスレンズL41を含むマンジンミラーである場合
も、少ない種類の光学ガラスで軸上の色収差を容易に除
去することが出来る。
The second convergent group GTwo And the fourth convergent group GFour 
Include one negative meniscus lens,
Mangin Mira with separate lens and concave reflector
-It has a configuration. Thus, the second concave reflecting mirror M
Two A second convergent group G containingTwo Is the negative meniscus lens Ltwenty oneTo
Including mangin mirrors, fewer types of optical glass
However, axial chromatic aberration can be easily removed. As well
The second concave reflecting mirror M Four Fourth convergent group G containingFour But the negative
Niscus lens L41If it is a mangin mirror containing
Easily removes axial chromatic aberration with a few types of optical glass.
You can leave.

【0057】従って、この第2実施例のように、第2収
斂群G2 が、負メニスカスレンズを含むマンジンミラー
であり、且つ第4収斂群G4 も、負メニスカスレンズを
含むマンジンミラーである場合には、全体として少ない
種類の光学ガラスで軸上の色収差を容易に除去すること
が出来る。本例の光学系も、屈折レンズは全て溶融石英
よりなる一種類の光学ガラスを使っているが、紫外線エ
キシマレーザー光の248nmの波長における、1nm
の波長幅に対して、軸上及び軸外の色消しがなされてい
る。また球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲収差も
良好に補正された結像性能の優れた光学系となってい
る。
Therefore, as in the second embodiment, the second converging group G 2 is a mangin mirror including a negative meniscus lens, and the fourth converging group G 4 is also a mangin mirror including a negative meniscus lens. In this case, axial chromatic aberration can be easily removed with a small number of types of optical glass as a whole. Also in the optical system of this example, the refractive lens uses one kind of optical glass made of fused silica, but it is 1 nm in the wavelength of 248 nm of the ultraviolet excimer laser light.
On-axis and off-axis achromatism are performed for the wavelength width of. In addition, the optical system is excellent in image forming performance, in which spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected.

【0058】第2実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表2に示す。以下の表において、第
12面及び第53面はそれぞれ凹面反射鏡を展開光路図
で表すための仮想面である。
[0058] indicates the radius of curvature r i, the surface distance d i and glass materials in the following Table 2 in the second embodiment. In the following tables, the twelfth surface and the fifty-third surface are virtual surfaces for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram, respectively.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】また、図10(a)〜(c)は第2実施例
の縦収差図、図10(c)は第2実施例の倍率色収差
図、図10(e)は第2実施例の横収差図を示す。これ
ら収差図より、本例においても開口数が0.45と大き
いにも拘らず、広いイメージサークルの領域内で諸収差
が良好に補正されていることが分かる。また、色収差も
良好に補正されている。
10 (a) to 10 (c) are longitudinal aberration diagrams of the second embodiment, FIG. 10 (c) is chromatic aberration of magnification of the second embodiment, and FIG. 10 (e) is a diagram of the second embodiment. FIG. From these aberration diagrams, it can be seen that in the present example as well, despite the large numerical aperture of 0.45, various aberrations are favorably corrected within a wide image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0061】[第3実施例]この第3実施例は縮小投影
を行う投影光学系の例である。図11は第3実施例の投
影光学系の展開光路図であり、この図11に示すよう
に、レチクル10上のパターンからの光が、第1収斂群
1 を経て、中央に開口を持ち光軸に対して45°で斜
設された第1平面鏡M1 の周辺部で反射された後、第1
凹面反射鏡M2を含む第2収斂群G2 に至り、第2収斂
群G2 で反射された光が第1平面鏡M1の開口内にその
パターンの第1中間像を結像する。そして、この第1中
間像からの光が、第3収斂群G3 を経て、中央に開口を
持ち光軸に対して45°で斜設された第2平面鏡M3
開口内にそのパターンの第2中間像を結像し、この第2
中間像からの光が第2凹面反射鏡M4 を含む第4収斂群
4 に至り、第4収斂群G 4 で反射された光が第2平面
鏡M3 の周辺で反射される。このように反射された光
が、第5収斂群G5 を経てウエハ11の表面にそのパタ
ーンの第3中間像を結像する。
[Third Embodiment] The third embodiment is directed to reduction projection.
Is an example of a projection optical system that performs the following. FIG. 11 shows the third embodiment.
FIG. 12 is a developed optical path diagram of the shadow optical system, as shown in FIG.
The light from the pattern on the reticle 10 is
G1 Through the center, with an opening at the center and inclined at 45 ° to the optical axis.
First plane mirror M provided1 After being reflected at the periphery of
Concave reflector MTwoA second convergent group G containingTwo And the second convergence
Group GTwo Is reflected by the first plane mirror M1In the opening of the
Forming a first intermediate image of the pattern; And during this first
The light from the intermediate image is in the third convergent group GThree Through the opening in the center
Second plane mirror M inclined at 45 ° to the holding optical axisThree of
Forming a second intermediate image of the pattern in the aperture;
Light from the intermediate image is reflected by the second concave mirror MFour Fourth convergent group containing
GFour And the fourth convergent group G Four Light reflected by the second plane
Mirror MThree Is reflected around. Light reflected in this way
Is the fifth convergent group GFive Through the pattern on the surface of the wafer 11
A third intermediate image of the image.

【0062】また、図11に示すように、第1収斂群G
1 はレチクル10側から順に、レチクル10に凹面を向
けた正メニスカスレンズL11、レチクル10に凸面を向
けた負メニスカスレンズL12、凸レンズL13及びレチク
ル10に凸面を向けた負メニスカスレンズL14より構成
され、第2収斂群G3 は、レチクル10に凹面を向けた
負メニスカスレンズL21及び凹面反射鏡M2 よりなるマ
ンジンミラーである。また、第3収斂群G3 は、レチク
ル10に凹面を向けた負メニスカスレンズL31、レチク
ル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL32、レチク
ル10に凹面を向けた負メニスカスレンズL33、レチク
ル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL34、レチク
ル10に凸面を向けた負メニスカスレンズL35、レチク
ル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL36、レチク
ル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL37、凸レン
ズL38、凸レンズL39、凸レンズL3A、レチクル10に
凸面を向けた正メニスカスレンズL3B、レチクル10に
凹面を向けた負メニスカスレンズL3C、レチクル10に
凸面を向けた正メニスカスレンズL3D、凹レンズL 3E
凸レンズL3F及びレチクル10に凸面を向けた正メニス
カスレンズL3Gより構成されている。
As shown in FIG. 11, the first convergence group G
1 Indicates a concave surface on the reticle 10 in order from the reticle 10 side.
Positive meniscus lens L11Facing the reticle 10
Sign negative meniscus lens L12, Convex lens L13And reticks
Negative meniscus lens L with convex surface facing lens 1014More composed
And the second convergent group GThree Turned concave surface to reticle 10
Negative meniscus lens Ltwenty oneAnd concave mirror MTwo Ma
It is a engine mirror. Also, the third convergent group GThree Is a retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1031, Retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1032, Retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1033, Retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1034, Retic
Negative meniscus lens L with convex surface facing lens 1035, Retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1036, Retic
Meniscus lens L with concave surface facing lens 1037, Convex len
Z L38, Convex lens L39, Convex lens L3ATo the reticle 10
Positive meniscus lens L with convex surface3BTo the reticle 10
Negative meniscus lens L with concave surface3CTo the reticle 10
Positive meniscus lens L with convex surface3D, Concave lens L 3E,
Convex lens L3FMeniscus with convex surface facing reticle 10
Cas lens L3GIt is composed of

【0063】そして、第4収斂群G4 は、レチクル10
に凹面を向けた負メニスカスレンズL41及び第2凹面反
射鏡M4 よりなるマンジンミラーであり、第5収斂群G
5 は、レチクル10に凸面を向けた正メニスカスレンズ
51、レチクル10に凸面を向けた負メニスカスレンズ
52、レチクル10に凸面を向けた正メニスカスレンズ
53、レチクル10に凹面を向けた負メニスカスレンズ
54及びレチクル10に凸面を向けた正メニスカスレン
ズL55より構成されている。
The fourth convergence group G 4 includes the reticle 10
Is a mangin mirror composed of a negative meniscus lens L 41 having a concave surface facing the lens and a second concave reflecting mirror M 4 , and a fifth converging group G
Reference numeral 5 denotes a positive meniscus lens L 51 having a convex surface facing the reticle 10, a negative meniscus lens L 52 having a convex surface facing the reticle 10, a positive meniscus lens L 53 having a convex surface facing the reticle 10, and a negative meniscus lens L 53 having a concave surface facing the reticle 10. It is composed of a positive meniscus lens L 55 having a convex surface directed toward the meniscus lens L 54 and the reticle 10.

【0064】即ち、本例は、中央に開口を持つ2枚の平
面鏡、2枚の凹面反射鏡及び27枚の屈折レンズより構
成されており、結像倍率は0.25倍、開口数は0.4
5、物体高は20mm、最大ミラー半径は75mmであ
る。本例も、ほとんど無収差に近い光学性能となってい
るので、光学系の比例拡大により、像高を2倍〜3倍と
更に大きくすることが出来ることは明らかである。ま
た、第2収斂群G2 及び第4収斂群G4 は、それぞれ1
枚の負メニスカスレンズを含み、屈折レンズと反射鏡と
が分離されたタイプのマンジンミラーの構成をとってい
る。
That is, this embodiment is composed of two plane mirrors having an opening at the center, two concave reflecting mirrors, and 27 refractive lenses, and has an imaging magnification of 0.25 times and a numerical aperture of 0. .4
5. The object height is 20 mm and the maximum mirror radius is 75 mm. Also in this example, since the optical performance is almost an aberration-free, it is apparent that the image height can be further increased to 2 to 3 times by proportionally enlarging the optical system. The second and fourth convergent groups G 2 and G 4 are each 1
It includes a negative meniscus lens and has a configuration of a mangin mirror of a type in which a refraction lens and a reflection mirror are separated.

【0065】本例の光学系も、屈折レンズは全て溶融石
英よりなる一種類の光学ガラスを使っているが、紫外線
エキシマレーザー光の193nmの波長における、1n
mの波長幅に対して、軸上及び軸外の色消しがなされて
いる。また、球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲収
差も良好に補正された結像性能の優れた光学系となって
いる。
The optical system of this embodiment also uses one kind of optical glass made of fused silica for the refraction lens, but uses 1n at the wavelength of 193 nm of the ultraviolet excimer laser light.
On-axis and off-axis achromatism is performed for a wavelength width of m. In addition, the optical system is excellent in image forming performance, in which spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected.

【0066】第3実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表3に示す。以下の表において、第
12面及び第49面はそれぞれ凹面反射鏡を展開光路図
で表すための仮想面である。
[0066] indicates the radius of curvature r i, the surface distance d i and glass materials in the following Table 3 in the third embodiment. In the following tables, the twelfth surface and the forty-ninth surface are imaginary surfaces for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram, respectively.

【0067】[0067]

【表3】 [Table 3]

【0068】また、図12(a)〜(c)は第3実施例
の縦収差図、図12(c)は第3実施例の倍率色収差
図、図12(e)は第3実施例の横収差図を示す。これ
ら収差図より、本例においても開口数が0.45と大き
いにも拘らず、広いイメージサークルの領域内で諸収差
が良好に補正されていることが分かる。また、色収差も
良好に補正されている。
FIGS. 12A to 12C are longitudinal aberration diagrams of the third embodiment, FIG. 12C is a chromatic aberration of magnification of the third embodiment, and FIG. 12E is a diagram of the third embodiment. FIG. From these aberration diagrams, it can be seen that in the present example as well, despite the large numerical aperture of 0.45, various aberrations are favorably corrected within a wide image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0069】[第4実施例]この第4実施例は、縮小投
影を行うと共に第3収斂群G3 を省略したタイプの投影
光学系である。即ち、本例は図3の光学系に対応する実
施例である。図13は第4実施例の投影光学系の展開光
路図であり、この図13に示すように、レチクル10上
のパターンからの光が、第1収斂群G1 を経て、中央に
開口を持ち光軸に対して45°で斜設された平面鏡M1
の表面の周辺部で反射された後、第1凹面反射鏡M2
含む第2収斂群G2 に至り、第2収斂群G2 で反射され
た光が平面鏡M1 の開口内にそのパターンの中間像を結
像する。そして、この中間像からの光が第2凹面反射鏡
4 を含む第4収斂群G4 に至り、第4収斂群G4 で反
射された光が平面鏡M1 の裏面の周辺で反射される。こ
のように反射された光が、第5収斂群G5 を経てウエハ
11の表面にそのパターンの像を結像する。本例の平面
鏡M1 は、例えば図6の第1平面鏡M1 と第2平面鏡M
3 とを貼り合わせたものと等価である。
[0069] [Fourth Embodiment] The fourth embodiment is a third type of projection optical system is omitted converging group G 3 performs reduction projection. That is, this embodiment is an embodiment corresponding to the optical system of FIG. Figure 13 is a development optical path diagram of a projection optical system of the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the light from the pattern on the reticle 10, through the first converging group G 1, having a central opening Plane mirror M 1 inclined at 45 ° to the optical axis
After being reflected at the peripheral portion of the surface, the light reaches the second converging group G 2 including the first concave reflecting mirror M 2 , and the light reflected by the second converging group G 2 enters the pattern in the opening of the plane mirror M 1. Is formed. Light from the intermediate image reaches the fourth converging group G 4 including a second concave reflecting mirror M 4, the light reflected by the fourth converging group G 4 is reflected by the periphery of the rear surface of the plane mirror M 1 . Thus reflected light, images the image of the pattern on the surface of the wafer 11 through the fifth converging group G 5. The plane mirror M 1 of the present example is, for example, a first plane mirror M 1 and a second plane mirror M of FIG.
This is equivalent to bonding 3

【0070】また、図13に示すように、第1収斂群G
1 はレチクル10側から順に、レチクル10に凸面を向
けた負メニスカスレンズL11、凸レンズL12、レチクル
10に凸面を向けた負メニスカスレンズL13、レチクル
10に凸面を向けた正メニスカスレンズL14、レチクル
10に凸面を向けた負メニスカスレンズL15、レチクル
10に凹面を向けた正メニスカスレンズL16、凸レンズ
17、レチクル10に凹面を向けた負メニスカスレンズ
18及びレチクル10に凸面を向けた正メニスカスレン
ズL19より構成され、第2収斂群G3 は、レチクル10
に凹面を向けた負メニスカスレンズL21及び凹面反射鏡
2 よりなるマンジンミラーである。
As shown in FIG. 13, the first convergence group G
Reference numeral 1 denotes a negative meniscus lens L 11 having a convex surface facing the reticle 10, a convex lens L 12 , a negative meniscus lens L 13 having a convex surface facing the reticle 10, and a positive meniscus lens L 14 having a convex surface facing the reticle 10. A negative meniscus lens L 15 having a convex surface facing the reticle 10, a positive meniscus lens L 16 having a concave surface facing the reticle 10, a convex lens L 17 , a negative meniscus lens L 18 having a concave surface facing the reticle 10, and a convex surface facing the reticle 10. is composed of a positive meniscus lens L 19 with a second converging group G 3 includes a reticle 10
To a man Jin mirror formed of a negative meniscus lens L 21 and the concave reflector M 2 having a concave surface.

【0071】また、第4収斂群G4 は、レチクル10に
凹面を向けた負メニスカスレンズL 41及び第2凹面反射
鏡M4 よりなるマンジンミラーであり、第5収斂群G5
は、凸レンズL51、レチクル10に凹面を向けた負メニ
スカスレンズL52、レチクル10に凸面を向けた正メニ
スカスレンズL53、レチクル10に凸面を向けた正メニ
スカスレンズL54、レチクル10に凸面を向けた負メニ
スカスレンズL55、凸レンズL56、レチクル10に凹面
を向けた負メニスカスレンズL57、凸レンズL 58及び凹
レンズL59より構成されている。
The fourth convergent group GFour On the reticle 10
Negative meniscus lens L with concave surface 41And second concave reflection
Mirror MFour The fifth convergent group GFive 
Is a convex lens L51, A negative menu with a concave surface facing the reticle 10
Sukas lens L52, Positive lens with convex surface facing reticle 10
Sukas lens L53, Positive lens with convex surface facing reticle 10
Sukas lens L54, A negative lens with a convex surface facing the reticle 10
Sukas lens L55, Convex lens L56, Concave on reticle 10
Negative meniscus lens L57, Convex lens L 58And concave
Lens L59It is composed of

【0072】即ち、本例は、中央に開口を持つ1枚の平
面鏡(正確には2枚の平面鏡を貼り合わせた平面鏡)、
2枚の凹面反射鏡及び20枚の屈折レンズより構成さ
れ、結像倍率は0.2倍、開口数は0.5、物体高は2
5mm、最大ミラー半径は115mmである。但し、本
例もほとんど無収差に近い光学性能となっているので、
光学系の比例拡大により、像高を2倍〜3倍と更に大き
くすることが出来ることは明らかである。また、第2収
斂群G2 及び第4収斂群G4 はそれぞれ、1枚の負メニ
スカスレンズを含み、屈折レンズと反射鏡とが分離され
たタイプのマンジンミラーの構成をとっている。
That is, in this example, one plane mirror having an opening in the center (more precisely, a plane mirror in which two plane mirrors are bonded together)
Consisting of two concave reflecting mirrors and 20 refractive lenses, the imaging magnification is 0.2 times, the numerical aperture is 0.5, and the object height is 2
5 mm, the maximum mirror radius is 115 mm. However, since the optical performance of this example is also almost aberration-free,
It is clear that the image height can be further increased to 2 to 3 times by proportional enlargement of the optical system. Further, each of the second converging group G 2 and the fourth converging group G 4 includes one negative meniscus lens, the refractive lens and the reflector are taking the configuration of the man-Jin mirrors separated type.

【0073】本例の光学系において、屈折レンズは溶融
石英及び蛍石の2種類の光学ガラスを使っているが、紫
外線エキシマレーザー光の248nmの波長における、
1nmの波長幅に対して、軸上及び軸外の色消しがなさ
れている。また球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲
収差も良好に補正された結像性能の優れた光学系となっ
ている。
In the optical system of this embodiment, the refractive lens uses two types of optical glass, namely fused silica and fluorite.
On-axis and off-axis achromats are provided for a 1 nm wavelength width. In addition, the optical system is excellent in image forming performance, in which spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected.

【0074】第4実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表4に示す。以下の表において、第
21面及び第27面はそれぞれ凹面反射鏡を展開光路図
で表すための仮想面である。
Table 4 below shows the radius of curvature r i , the spacing d i, and the glass material in the fourth embodiment. In the following table, the twenty-first surface and the twenty-seventh surface are imaginary surfaces for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram.

【0075】[0075]

【表4】 [Table 4]

【0076】また、図14(a)〜(c)は第4実施例
の縦収差図、図14(c)は第4実施例の倍率色収差
図、図14(e)は第4実施例の横収差図を示す。これ
ら収差図より、本例においても開口数が0.45と大き
いにも拘らず、広いイメージサークルの領域内で諸収差
が良好に補正されていることが分かる。また、色収差も
良好に補正されている。
FIGS. 14A to 14C are longitudinal aberration diagrams of the fourth embodiment, FIG. 14C is a chromatic aberration diagram of magnification of the fourth embodiment, and FIG. 14E is a diagram of the fourth embodiment. FIG. From these aberration diagrams, it can be seen that in the present example as well, despite the large numerical aperture of 0.45, various aberrations are favorably corrected within a wide image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0077】[第5実施例]この第5実施例は、縮小投
影を行うと共に第4収斂群G4 及び第5収斂群G5を省
略したタイプの投影光学系である。即ち、本例は図1の
光学系に対応する実施例である。図15はこの第5実施
例の投影光学系の展開光路図であり、この図15に示す
ように、レチクル10上のパターンからの光が、第1収
斂群G1 を経て、中央に開口を持ち光軸に対して45°
で斜設された平面鏡M1 の周辺部で反射された後、凹面
反射鏡M2 を含む第2収斂群G2 に至り、第2収斂群G
2 で反射された光が平面鏡M1 の開口内にそのパターン
の中間像を結像する。そして、この中間像からの光が、
第3収斂群G3 を経て、ウエハ11の表面にそのパター
ンの像を結像する。
[0077] [Fifth Embodiment] The fifth embodiment is the fourth converging group G 4 and the type of a projection optical system 5 is omitted converging group G 5 performs reduction projection. That is, the present embodiment is an embodiment corresponding to the optical system of FIG. Figure 15 is a development optical path diagram of a projection optical system of the fifth embodiment, as shown in FIG. 15, light from a pattern on the reticle 10, through the first converging group G 1, the central opening 45 ° to the holding optical axis
In after being reflected by the periphery of obliquely to the plane mirror M 1, reaches the second converging group G 2 including a concave reflecting mirror M 2, the second converging group G
The light reflected by the 2 images the intermediate image of the pattern in the opening of the plane mirror M 1. And the light from this intermediate image
After passing through the third converging group G 3 , an image of the pattern is formed on the surface of the wafer 11.

【0078】また、図15に示すように、第1収斂群G
1 はレチクル10側から順に、レチクル10に凸面を向
けた正メニスカスレンズL11、レチクル10に凸面を向
けた負メニスカスレンズL12、凸レンズL13及び凹レン
ズL14より構成され、第2収斂群G3 は、レチクル10
に凹面を向けた負メニスカスレンズL21及び凹面反射鏡
2 よりなるマンジンミラーである。また、第3収斂群
3 は、レチクル10に凹面を向けた正メニスカスレン
ズL31、レチクル10に凹面を向けた正メニスカスレン
ズL32、凸レンズL33、レチクル10に凸面を向けた負
メニスカスレンズL34、凸レンズL35、凸レンズL36
レチクル10に凹面を向けた負メニスカスレンズL37
凸レンズL38、レチクル10に凸面を向けた正メニスカ
スレンズL39、レチクル10に凹面を向けた負メニスカ
スレンズL3A、凸レンズL3B、レチクル10に凸面を向
けた負メニスカスレンズL3C、レチクル10に凸面を向
けた正メニスカスレンズL3D及びレチクル10に凸面を
向けた負メニスカスレンズL3Eより構成されている。
As shown in FIG. 15, the first convergence group G
1 includes, in order from the reticle 10 side, a positive meniscus lens L 11 with a convex surface on the reticle 10, a negative meniscus lens L 12 with a convex surface to the reticle 10, is composed of a convex lens L 13 and a concave lens L 14, a second converging group G 3 is reticle 10
To a man Jin mirror formed of a negative meniscus lens L 21 and the concave reflector M 2 having a concave surface. The third converging group G 3 includes a positive meniscus lens L 31 having a concave surface facing the reticle 10, a positive meniscus lens L 32 having a concave surface facing the reticle 10, a convex lens L 33 , and a negative meniscus lens having a convex surface facing the reticle 10. L 34, a convex lens L 35, a convex lens L 36,
A negative meniscus lens L 37 having a concave surface facing the reticle 10,
The convex lens L 38 , the positive meniscus lens L 39 with the convex surface facing the reticle 10, the negative meniscus lens L 3A with the concave surface facing the reticle 10, the convex lens L 3B , the negative meniscus lens L 3C with the convex surface facing the reticle 10, and the reticle 10 It comprises a positive meniscus lens L 3D with a convex surface and a negative meniscus lens L 3E with a convex surface facing the reticle 10.

【0079】即ち、本例は、中央に開口を持つ1枚の平
面鏡、1枚の凹面反射鏡及び19枚の屈折レンズより構
成され、結像倍率は0.25倍、開口数は0.45、像
高は5mm、最大ミラー直径は75mmである。但し、
本例もほとんど無収差に近い光学性能となっているの
で、光学系の比例拡大により、像高を2倍〜3倍と更に
大きくすることが出来ることは明らかである。また、第
2収斂群G2 は、1枚の負メニスカスレンズを含み、屈
折レンズと反射鏡とが分離されたタイプのマンジンミラ
ーの構成をとっている。
That is, this example is composed of one plane mirror having an opening at the center, one concave reflecting mirror and 19 refractive lenses, and has an imaging magnification of 0.25 and a numerical aperture of 0.45. , The image height is 5 mm and the maximum mirror diameter is 75 mm. However,
Since the optical performance of this example is also almost an aberration-free, it is clear that the image height can be further increased to 2 to 3 times by proportional enlargement of the optical system. The second converging group G 2 comprises one negative meniscus lens, the refractive lens and the reflector are taking the configuration of the man-Jin mirrors separated type.

【0080】本例の光学系も、屈折レンズは全て溶融石
英よりなる一種類の光学ガラスを使っているが、紫外線
エキシマレーザー光の193nmの波長における、1n
mの波長幅に対して、軸上及び軸外の色消しがなされて
いる。また、球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲収
差も良好に補正された結像性能の優れた光学系となって
いる。
The optical system of this embodiment also uses one kind of optical glass made of fused silica for the refractive lens.
On-axis and off-axis achromatism is performed for a wavelength width of m. In addition, the optical system is excellent in image forming performance, in which spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected.

【0081】第5実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表5に示す。以下の表において、第
12面は凹面反射鏡を展開光路図で表すための仮想面で
ある。
Table 5 below shows the radius of curvature r i , the spacing d i and the glass material in the fifth embodiment. In the table below, the twelfth surface is a virtual surface for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram.

【0082】[0082]

【表5】 [Table 5]

【0083】また、図16(a)〜(c)は第5実施例
の縦収差図、図16(c)は第5実施例の倍率色収差
図、図16(e)は第5実施例の横収差図を示す。これ
ら収差図より、本例においても開口数が0.45と大き
いにも拘らず、広いイメージサークルの領域内で諸収差
が良好に補正されていることが分かる。また、色収差も
良好に補正されている。
FIGS. 16A to 16C are longitudinal aberration diagrams of the fifth embodiment, FIG. 16C is a chromatic aberration of magnification of the fifth embodiment, and FIG. 16E is a diagram of the fifth embodiment. FIG. From these aberration diagrams, it can be seen that in the present example as well, despite the large numerical aperture of 0.45, various aberrations are favorably corrected within a wide image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0084】[第6実施例]この第6実施例は縮小投影
を行うと共に、第1収斂群G1 及び第2収斂群G2を省
略した投影光学系である。即ち、本例は図2の光学系に
対応するものである。図17は第6実施例の投影光学系
の展開光路図であり、この図17に示すように、レチク
ル10上のパターンからの光が、第3収斂群G3 を経
て、中央に開口を持ち光軸に対して45°で斜設された
平面鏡M3 の開口内にそのパターンの中間像を結像し、
この第2中間像からの光が凹面反射鏡M4 を含む第4収
斂群G4に至り、第4収斂群G4 で反射された光が平面
鏡M3 の周辺で反射される。このように反射された光
が、第5収斂群G5 を経てウエハ11の表面にそのパタ
ーンの像を結像する。
[0084] [Sixth Embodiment] The sixth embodiment performs reduction projection, a first converging group G 1 and the second projection optical system is omitted converging group G 2. That is, this example corresponds to the optical system of FIG. Figure 17 is a development optical path diagram of a projection optical system of the sixth embodiment, as shown in FIG. 17, light from a pattern on the reticle 10, through the third converging group G 3, has a central opening forms an intermediate image of the pattern on the obliquely been the opening of the plane mirror M 3 in 45 ° with respect to the optical axis,
The second light from the intermediate image reaches the fourth converging group G 4 including a concave reflecting mirror M 4, the light reflected by the fourth converging group G 4 is reflected at the periphery of the plane mirror M 3. Thus reflected light, images the image of the pattern on the surface of the wafer 11 through the fifth converging group G 5.

【0085】また、図17に示すように、第3収斂群G
3 はレチクル10から順に、レチクル10に凸面を向け
た負メニスカスレンズL31、レチクル10に凸面を向け
た負メニスカスレンズL32、レチクル10に凹面を向け
た負メニスカスレンズL33、レチクル10に凸面を向け
た負メニスカスレンズL34、レチクル10に凹面を向け
た正メニスカスレンズL35、凸レンズL36、レチクル1
0に凹面を向けた正メニスカスレンズL37、凸レンズL
38、レチクル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL
39、凸レンズL3A、凸レンズL3B、レチクル10に凹面
を向けた負メニスカスレンズL3C、レチクル10に凸面
を向けた負メニスカスレンズL3D、凹レンズL3E、凸レ
ンズL3F及び凸レンズL3Gより構成されている。
As shown in FIG. 17, the third convergent group G
Reference numeral 3 denotes a negative meniscus lens L 31 having a convex surface facing the reticle 10, a negative meniscus lens L 32 having a convex surface facing the reticle 10, a negative meniscus lens L 33 having a concave surface facing the reticle 10, and a convex surface facing the reticle 10. a negative meniscus lens L 34 with its positive meniscus lens L 35 with its concave surface facing the reticle 10, a convex lens L 36, a reticle 1
Positive meniscus lens L 37 with concave surface facing 0, convex lens L
38 , positive meniscus lens L with concave surface facing reticle 10
39 , a convex lens L 3A , a convex lens L 3B , a negative meniscus lens L 3C having a concave surface facing the reticle 10, a negative meniscus lens L 3D having a convex surface facing the reticle 10, a concave lens L 3E , a convex lens L 3F and a convex lens L 3G. ing.

【0086】そして、第4収斂群G4 は、レチクル10
に凹面を向けた負メニスカスレンズL41及び凹面反射鏡
4 よりなるマンジンミラーであり、第5収斂群G5
は、レチクル10に凸面を向けた正メニスカスレンズL
51、レチクル10に凸面を向けた負メニスカスレンズL
52、レチクル10に凸面を向けた正メニスカスレンズL
53、レチクル10に凹面を向けた正メニスカスレンズL
54及びレチクル10に凸面を向けた負メニスカスレンズ
55より構成されている。
Then, the fourth convergent group GFour Is the reticle 10
Meniscus lens L with concave surface facing41And concave reflector
MFour The fifth convergent group GFive 
Is a positive meniscus lens L having a convex surface facing the reticle 10
51Meniscus lens L having a convex surface facing reticle 10
52Meniscus lens L having a convex surface facing reticle 10
53Meniscus lens L having a concave surface facing reticle 10
54Meniscus lens with convex surface facing reticle 10
L55It is composed of

【0087】即ち、本例は、中央に開口を持つ1枚の平
面鏡、1枚の凹面反射鏡及び22枚の屈折レンズより構
成され、結像倍率は0.25倍、開口数は0.3、像高
は3mm、最大ミラー直径は41mmである。但し、本
例もほとんど無収差に近い光学性能となっているので、
光学系の比例拡大により、像高を2倍〜3倍と更に大き
くすることが出来ることは明らかである。また、第4収
斂群G4 は、1枚の負メニスカスレンズを含み、屈折レ
ンズと反射鏡とが分離されたタイプのマンジンミラーの
構成をとっている。
That is, this embodiment is composed of one plane mirror having an opening at the center, one concave reflecting mirror and 22 refractive lenses, and has an imaging magnification of 0.25 times and a numerical aperture of 0.3. The image height is 3 mm and the maximum mirror diameter is 41 mm. However, since the optical performance of this example is also almost aberration-free,
It is clear that the image height can be further increased to 2 to 3 times by proportional enlargement of the optical system. The fourth converging group G 4 includes one negative meniscus lens, the refractive lens and the reflector are taking the configuration of the man-Jin mirror type separated.

【0088】本例の光学系も、屈折レンズは全て溶融石
英よりなる一種類の光学ガラスを使っているが、紫外線
エキシマレーザー光の193nmの波長における、1n
mの波長幅に対して、軸上及び軸外の色消しがなされて
いる。また、球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲収
差も良好に補正された結像性能の優れた光学系となって
いる。
The optical system of this embodiment also uses one kind of optical glass made of fused silica for the refraction lens. However, the refractive index of 1 n at the wavelength of 193 nm of the ultraviolet excimer laser light is used.
On-axis and off-axis achromatism is performed for a wavelength width of m. In addition, the optical system is excellent in image forming performance, in which spherical aberration, coma, astigmatism, and distortion are well corrected.

【0089】第6実施例における曲率半径ri 、面間隔
i 及び硝材を次の表6に示す。以下の表において、第
35面は凹面反射鏡を展開光路図で表すための仮想面で
ある。
Table 6 below shows the radius of curvature r i , spacing d i and glass material in the sixth embodiment. In the table below, the thirty-fifth surface is a virtual surface for expressing the concave reflecting mirror in a developed optical path diagram.

【0090】[0090]

【表6】 [Table 6]

【0091】また、図18(a)〜(c)は第6実施例
の縦収差図、図18(c)は第6実施例の倍率色収差
図、図18(e)は第6実施例の横収差図を示す。これ
ら収差図より、本例においても開口数が0.3でありイ
メージサークルの領域内で諸収差が良好に補正されてい
ることが分かる。また、色収差も良好に補正されてい
る。
18 (a) to 18 (c) are longitudinal aberration diagrams of the sixth embodiment, FIG. 18 (c) is chromatic aberration of magnification of the sixth embodiment, and FIG. 18 (e) is a diagram of the sixth embodiment. FIG. From these aberration diagrams, it can be seen that also in this example, the numerical aperture is 0.3 and various aberrations are favorably corrected within the image circle area. In addition, chromatic aberration is well corrected.

【0092】次に、本発明では(1)式〜(4)式の条
件を満足することが望ましいとされているが、以下に、
上述の各実施例とそれらの条件との対応につき説明す
る。先ず、上述の各実施例における第1収斂群G1 〜第
5収斂群G5 のそれぞれの焦点距離をfi(i=1〜
5)、それぞれのペッツバール和をpi(i=1〜5)、
それぞれの見かけの屈折率をni(i=1〜5)、それぞ
れの結像倍率をβi(i=1〜5)とする。また、第2収
斂群G2 中の第1凹面反射鏡M2 及び第4収斂群G4
の第2凹面反射鏡M4 の曲率半径をそれぞれRi(i=
2,4)として、第1収斂群G1 及び第2収斂群G2
合成の結像倍率をβ12、第4収斂群G4 及び第5収斂群
5 の合成の結像倍率をβ45として、これらの結像倍率
β12及びβ45をβ ijで表す。上述の第1実施例〜第6実
施例の諸元をそれぞれ以下の表7〜表12にまとめる。
但し、全系をGT で表し、全系GT に対応するペッツバ
ール和pi及び結像倍率をβi の欄にはそれぞれ全系の
ペッツバール和及び結像倍率を示す。
Next, in the present invention, the formulas (1) to (4)
It is said that it is desirable to satisfy
The correspondence between the above embodiments and their conditions will be described.
You. First, the first convergent group G in each of the above-described embodiments.1 ~ No.
5 convergent group GFive Let f be the focal length of eachi(i = 1 ~
5), each Petzval sum is pi(i = 1-5),
Let n be the apparent refractive index of eachi(i = 1-5), each
The imaging magnification is βi(i = 1 to 5). In addition, the second
Convergent group GTwo First concave reflector M insideTwo And the fourth convergent group GFourDuring ~
Second concave reflecting mirror MFour Radius of curvature of Ri(i =
2, 4), the first convergent group G1 And the second convergent group GTwo of
The composite imaging magnification is β12, Fourth convergent group GFour And the fifth convergent group
GFive Β is the composite imaging magnification of45As these imaging magnification
β12And β45To β ijExpressed by First to Sixth Embodiments
The specifications of the examples are summarized in Tables 7 to 12 below.
However, the whole system is GT And the whole system GT Petzba corresponding to
RU sum piAnd the imaging magnification is βi Column of the whole system
The Petzval sum and the imaging magnification are shown.

【0093】[0093]

【表7】 [Table 7]

【0094】[0094]

【表8】 [Table 8]

【0095】[0095]

【表9】 [Table 9]

【0096】[0096]

【表10】 [Table 10]

【0097】[0097]

【表11】 [Table 11]

【0098】[0098]

【表12】 [Table 12]

【0099】次に、上記の表7〜表12に基づいて、条
件式(1)〜(4)のパラメータの値が各実施例でどの
ような値になっているのかを、次の表にまとめて示す。
Next, based on the above Tables 7 to 12, the following table shows what values of the parameters of the conditional expressions (1) to (4) are in each embodiment. Shown together.

【0100】[0100]

【表13】 [Table 13]

【0101】また、本発明では、条件式(9)及び(1
0)を満足することも望ましいとされているが、それら
条件式(9)及び(10)に現れる第2収斂群G2 及び
第4収斂群G4 の各パラメータR2,2,2,4,4,
4 の値が各実施例でどのような値となっているかを、次
の表に示す。
In the present invention, conditional expressions (9) and (1)
0) but there is a also desirable to satisfy the respective parameters R 2 thereof conditional expression (9) and (second converging group appearing in 10) G 2 and the fourth converging group G 4, p 2, n 2 , R 4, p 4, n
The following table shows what the value of 4 is in each example.

【0102】[0102]

【表14】 [Table 14]

【0103】また、表14より、各実施例において、条
件式(9)及び(10)の諸量n22,2/|R2 |,
4 4,2/|R4 |はそれぞれ次のようになってい
る。
[0103] From Table 14, in each example, quantities n 2 p 2 of the condition (9) and (10), 2 / | R 2 |,
n 4 p 4, 2 / | R 4 | is as follows.

【0104】[0104]

【表15】 [Table 15]

【0105】これらの各表より、上述の各実施例では何
れも(1)式〜(4)式の条件と、(9)式及び(1
0)式の条件とが満足されていることが分かる。なお、
上述の各実施例においては、屈折光学系を構成する硝材
として石英、蛍石等の光学ガラスが使用されているが、
石英、蛍石等の光学ガラスは紫外線を通すことができる
ので、好都合である。
From these tables, in each of the above embodiments, the conditions of the expressions (1) to (4), the expressions (9) and (1)
It can be seen that the condition of the expression (0) is satisfied. In addition,
In each of the above embodiments, optical glass such as quartz or fluorite is used as a glass material constituting the refractive optical system.
An optical glass such as quartz or fluorite is convenient because it can transmit ultraviolet light.

【0106】但し、使用する照明光が赤外線である場合
には、屈折光学系を構成する硝材として、シリコン(S
i)、ゲルマニウム(Ge)、硫化亜鉛(ZnS)又は
セレン化亜鉛(ZnSe)等の光学ガラスを使用するこ
ともできる。これらの硝材は赤外線に対する透過率が大
きいからである。また、屈折光学系を構成する材料とし
て、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの
プラスチック光学材を使用するようにしてもよい。これ
により、量産性のある、低コストの光学系を実現でき
る。
However, when the illumination light to be used is infrared light, silicon (S) is used as the glass material constituting the refractive optical system.
Optical glass such as i), germanium (Ge), zinc sulfide (ZnS) or zinc selenide (ZnSe) can also be used. This is because these glass materials have high transmittance to infrared rays. Further, as a material constituting the refractive optical system, a plastic optical material such as acryl, polystyrene, or polycarbonate may be used. As a result, a mass-productive, low-cost optical system can be realized.

【0107】更に、有限の距離にあるレチクル10の代
わりに、無限遠距離の物体の像を所定の観察面上に結像
する所謂一般の撮像レンズに本発明を適用することもで
きる。また、上述の各実施例の光学系を、軸外光束のみ
を用いて、軸外輪帯状物体を投影し、レチクル10とウ
エハ11とを投影光学系の倍率に対応して異なる速度で
移動しながら露光する、所謂スキャン露光用の露光装置
に適用することも可能である。これにより、投影光学系
を小型化できる。
Further, instead of the reticle 10 at a finite distance, the present invention can be applied to a so-called general imaging lens for forming an image of an object at an infinite distance on a predetermined observation surface. Further, the optical system of each of the above-described embodiments projects an off-axis orbicular object using only the off-axis light beam, and moves the reticle 10 and the wafer 11 at different speeds corresponding to the magnification of the projection optical system. It is also possible to apply to an exposure apparatus for so-called scanning exposure for exposing. As a result, the size of the projection optical system can be reduced.

【0108】また、上述実施例は、等倍又は縮小投影光
学系の例であるが、レチクル10とウエハ11との関係
を逆にすることにより拡大投影光学系としても使えるこ
とは明らかである。このような拡大光学系の用途として
は、紫外線顕微鏡等が有力である。このように、本発明
は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の構成を取り得る。
Although the above-described embodiment is an example of the same-size or reduced-size projection optical system, it is apparent that the relationship between the reticle 10 and the wafer 11 can be reversed to be used as an enlarged projection optical system. As an application of such a magnifying optical system, an ultraviolet microscope or the like is promising. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0109】[0109]

【発明の効果】本発明の第1の反射屈折投影光学系によ
れば、選択光学系により光束の光路を折り曲げると共
に、凹面反射鏡からの光束でその選択光学系の光軸近傍
に中間像を結像するか、又はその選択光学系の光軸近傍
の中間像からの光を凹面反射鏡に導いている。従って、
ペッツバール和及び軸上色収差を良好に補正できる。ま
た、非対称光学系にありがちな歪曲収差及び倍率色収差
も、一部の屈折光学系との組み合わせにより良好に補正
することができ、球面収差及びコマ収差をも良好に補正
することができる。従って、ビームスプリッターを用い
ること無く、且つ一括露光方式を取ることが出来る結像
性能の優れた反射屈折投影光学系が提供できる利点があ
る。
According to the first catadioptric projection optical system of the present invention, the optical path of the light beam is bent by the selection optical system, and the intermediate image is formed near the optical axis of the selection optical system by the light beam from the concave reflecting mirror. An image is formed or light from an intermediate image near the optical axis of the selected optical system is guided to the concave reflecting mirror. Therefore,
Petzval sum and axial chromatic aberration can be corrected well. Also, distortion and chromatic aberration of magnification, which are common in asymmetric optical systems, can be satisfactorily corrected by combination with some refracting optical systems, and spherical aberration and coma can also be satisfactorily corrected. Therefore, there is an advantage that it is possible to provide a catadioptric projection optical system having excellent image forming performance and capable of adopting a batch exposure method without using a beam splitter.

【0110】また、本発明の第2の反射屈折投影光学系
によれば、ビームスプリッターを用いる必要が無く結像
性能が優れていると共に、一括露光方式を取ることが出
来る。更に、2枚の凹面反射鏡を用いることにより、各
凹面反射鏡の曲率半径を大きくでき収差を小さくできる
利点がある。また、本発明の第3の反射屈折投影光学系
によれば、ビームスプリッターを用いることが無く結像
性能が優れていると共に、一括露光方式を取ることが出
来る。更に、2枚の凹面反射鏡を用いることにより、各
凹面反射鏡の曲率半径を大きくでき収差を小さくできる
利点がある。更に、第1選択光学系と第2選択光学系と
の間に第3収斂群が設けられているため、結像倍率や諸
収差を広い範囲で制御できる利点がある。また、本発明
の露光方法又は露光装置によれば、本発明の反射屈折投
影光学系を介して露光を行うため、光束の大部分を有効
に使い、かつ優れた結像性能で露光を行うことができる
と共に、一括露光方式を取ることが出来る。
Further, according to the second catadioptric projection optical system of the present invention, it is not necessary to use a beam splitter, the image forming performance is excellent, and a batch exposure method can be adopted. Further, by using two concave reflecting mirrors, there is an advantage that the radius of curvature of each concave reflecting mirror can be increased and aberration can be reduced. Further, according to the third catadioptric projection optical system of the present invention, the imaging performance is excellent without using a beam splitter, and a batch exposure method can be adopted. Further, by using two concave reflecting mirrors, there is an advantage that the radius of curvature of each concave reflecting mirror can be increased and aberration can be reduced. Furthermore, since the third converging group is provided between the first selection optical system and the second selection optical system, there is an advantage that the imaging magnification and various aberrations can be controlled in a wide range. In addition, the present invention
According to the exposure method or the exposure apparatus of the present invention, the catadioptric projection of the present invention is used.
Exposure is performed through shadow optics, so most of the light beam is effective
Exposure with excellent imaging performance
At the same time, a batch exposure method can be adopted.

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

【図1】本発明による反射屈折投影光学系の第1の基本
構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first basic configuration of a catadioptric projection optical system according to the present invention.

【図2】図1の基本構成の変形例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a modification of the basic configuration of FIG. 1;

【図3】本発明による反射屈折投影光学系の第2の基本
構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second basic configuration of the catadioptric projection optical system according to the present invention.

【図4】本発明による反射屈折投影光学系の第3の基本
構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a third basic configuration of the catadioptric projection optical system according to the present invention.

【図5】図4の基本構成の変形例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a modification of the basic configuration of FIG. 4;

【図6】本発明の第1実施例の投影光学系を示す展開光
路図である。
FIG. 6 is a developed optical path diagram showing the projection optical system according to the first embodiment of the present invention.

【図7】第1実施例中の第1収斂群G1 の詳細な構成を
示す光路図である。
7 is an optical path diagram showing a first detailed configuration of the converging group G 1 in the first embodiment.

【図8】第1実施例の収差図である。FIG. 8 is an aberration diagram of the first example.

【図9】本発明の第2実施例の投影光学系を示す展開光
路図である。
FIG. 9 is a developed optical path diagram showing a projection optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図10】第2実施例の収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of the second example.

【図11】本発明の第3実施例の投影光学系を示す展開
光路図である。
FIG. 11 is a developed optical path diagram showing a projection optical system according to a third embodiment of the present invention.

【図12】第3実施例の収差図である。FIG. 12 is an aberration diagram of the third example.

【図13】本発明の第4実施例の投影光学系を示す展開
光路図である。
FIG. 13 is a developed optical path diagram showing a projection optical system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】第4実施例の収差図である。FIG. 14 is an aberration diagram of the fourth example.

【図15】本発明の第5実施例の投影光学系を示す展開
光路図である。
FIG. 15 is a developed optical path diagram showing a projection optical system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】第5実施例の収差図である。FIG. 16 is an aberration diagram of the fifth embodiment.

【図17】本発明の第6実施例の投影光学系を示す展開
光路図である。
FIG. 17 is a developed optical path diagram showing a projection optical system according to a sixth embodiment of the present invention.

【図18】第6実施例の収差図である。FIG. 18 is an aberration diagram of the sixth example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 物体面 2 像面 10 レチクル 11 ウエハ G1 第1収斂群 G2 第2収斂群 G3 第3収斂群 G4 第4収斂群 G5 第5収斂群 M1,M3 開口を有する平面鏡 H1,H2 開口 M2,M4 凹面反射鏡 M1′,M3′微小平面鏡1 the object plane 2 image plane 10 reticle 11 wafer G 1 first converging group G 2 second converging group G 3 third converging group G 4 fourth converging group G 5 5 converging group M 1, M 3 plane mirrors H having an opening 1 , H 2 aperture M 2 , M 4 concave reflecting mirror M 1 ′, M 3 ′ minute plane mirror

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1面上のパターンの像を第2面上に投
影する光学系であって、 前記第1面上のパターンの中間像を結像する第1部分結
像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に再結像す
る第2部分結像光学系とを配置し、 前記2つの部分結像光学系の少なくとも一方の部分結像
光学系は、光軸に対して斜めに配置され第1の領域の光
を通過させて該第1の領域とは異なる第2の領域の光を
反射すると共に前記第1の領域又は第2の領域に前記中
間像が結像される選択光学系と、該選択光学系を介して
導かれた光束を再び該選択光学系に戻す凹面反射鏡と、
前記第1面と前記選択光学系との間又は前記選択光学系
と前記第2面との間に配置されて前記選択光学系及び前
記凹面反射鏡と共に前記中間像又は前記第2面上の像を
結像する収斂群とを有することを特徴とする反射屈折投
影光学系。
1. An optical system for projecting an image of a pattern on a first surface onto a second surface, wherein the first partial imaging optical system forms an intermediate image of the pattern on the first surface. A second partial imaging optical system for re-imaging the image of the intermediate image on the second surface; and at least one of the two partial imaging optical systems is located on the optical axis. The light of the first area is disposed obliquely with respect to the first area and reflects the light of the second area different from the first area, and the intermediate image is formed on the first area or the second area. A selection optical system to be imaged, a concave reflecting mirror that returns the light beam guided through the selection optical system to the selection optical system again,
The selective optical system and the front optical system are disposed between the first surface and the selective optical system or between the selective optical system and the second surface.
The intermediate image or the image on the second surface together with the concave reflecting mirror;
A catadioptric projection optical system comprising: a converging group that forms an image .
【請求項2】 第1面上のパターンの像を第2面上に投
影する光学系であって、 前記第1面上のパターンの中間像を結像する第1部分結
像光学系と、前記中間像の像を前記第2面上に結像する
第2部分結像光学系とを配置し、 前記第1部分結像光学系は、光軸に対して斜めに配置さ
れ第1の領域の光を通過させて該第1の領域とは異なる
第2の領域の光を反射する選択光学系と、前記第1面上
のパターンからの光束を前記選択光学系に導く第1収斂
群と、該第1収斂群で収束されて前記選択光学系で反射
された光束を反射して前記選択光学系の前記第1の領域
又は前記第2の領域内に前記パターンの中間像を結像す
る第1凹面反射鏡とを有し、 前記第2部分結像光学系は、前記選択光学系内の前記中
間像からの光束を再び前記選択光学系に戻す第2凹面反
射鏡と、該第2凹面反射鏡で収束されて前記選択光学系
で再び反射された光束より前記中間像の像を前記第2面
上に結像する第2収斂群とを有することを特徴とする反
射屈折投影光学系。
2. An optical system for projecting an image of a pattern on a first surface onto a second surface, wherein the first partial imaging optical system forms an intermediate image of the pattern on the first surface. A second partial imaging optical system that forms an image of the intermediate image on the second surface; and the first partial imaging optical system is disposed obliquely with respect to an optical axis in a first region. And a first converging group that guides a light beam from a pattern on the first surface to the selection optical system by passing light of the second region and reflecting light in a second region different from the first region. Reflecting the light flux converged by the first converging group and reflected by the selection optical system to form an intermediate image of the pattern in the first region or the second region of the selection optical system. A first concave reflecting mirror, wherein the second partial imaging optical system returns a light beam from the intermediate image in the selection optical system to the selection optical system again. A second concave reflecting mirror, and a second converging group that forms an image of the intermediate image on the second surface from a light beam converged by the second concave reflecting mirror and reflected again by the selection optical system. A catadioptric projection optical system, comprising:
【請求項3】 第1面上のパターンの像を第2面上に投
影する光学系であって、前記第1面より順に、 前記第1面上のパターンからの光束を収斂する焦点距離
1 の第1収斂群と、 第1の領域の光を通過させて該第1の領域とは異なる第
2の領域の光を反射し、前記第1収斂群からの光束を後
続の光学系に導く第1選択光学系と、 第1凹面反射鏡を含み、前記第1選択光学系からの光束
を反射して前記第1選択光学系の前記第1の領域又は前
記第2の領域内に前記パターンの第1中間像を結像する
焦点距離f2 の第2収斂群と、 前記第1中間像からの光束を収斂して前記パターンの第
2中間像を結像する焦点距離f3 の第3収斂群と、 第1の領域の光を通過させて該第1の領域とは異なる第
2の領域の光を反射すると共に、該第1の領域又は該第
2の領域内に前記第2中間像が結像される第2選択光学
系と、 第2凹面反射鏡を含み、前記第2中間像からの光束を前
記第2選択光学系に戻す焦点距離f4 の第4収斂群と、 前記第2選択光学系により導かれた光束を収斂して、前
記第2面上に前記パターンの第3中間像を結像する焦点
距離f5 の第5収斂群と、 を有することを特徴とする反射屈折投影光学系。
3. An optical system for projecting an image of a pattern on a first surface onto a second surface, wherein the focal length f converges light beams from the pattern on the first surface in order from the first surface. 1) a first converging group, and passing light of a first area and reflecting light of a second area different from the first area, and transmitting a light beam from the first converging group to a subsequent optical system. A first selection optical system for guiding the light, a first concave reflecting mirror, and reflecting the light beam from the first selection optical system to be in the first area or the second area of the first selection optical system. a second converging group of focal length f 2 for imaging the first intermediate image of the pattern, the focal length f 3 which converge the light flux from the first intermediate image to image the second intermediate image of the pattern first 3 convergent groups, while transmitting light in the first area and reflecting light in a second area different from the first area, A second selection optical system in which the second intermediate image is formed in a second area; and a focal length that includes a second concave reflecting mirror and returns a light beam from the second intermediate image to the second selection optical system. a fourth converging group f 4, and converging the light beam guided by said second selecting optical system, a fifth convergence of the focal length f 5 which forms a third intermediate image of the pattern on the second surface A catadioptric projection optical system, comprising:
【請求項4】 前記第1選択光学系及び前記第2選択光
学系は、それぞれ所定形状の開口を有し、該開口内にそ
れぞれ前記パターンの中間像が結像される反射鏡である
ことを特徴とする請求項3記載の反射屈折投影光学系。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the first selection optical system and the second selection optical system each have an opening having a predetermined shape, and each of the first and second selection optical systems is a reflecting mirror on which an intermediate image of the pattern is formed. 4. A catadioptric projection optical system according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記第1選択光学系及び前記第2選択光
学系は、それぞれ所定形状の反射部を有し、該反射部内
にそれぞれ前記パターンの中間像が結像される小型反射
鏡であることを特徴とする請求項3記載の反射屈折投影
光学系。
5. The small-sized reflecting mirror, wherein each of the first selection optical system and the second selection optical system has a reflecting portion having a predetermined shape, and an intermediate image of the pattern is formed in each of the reflecting portions. 4. The catadioptric projection optical system according to claim 3, wherein:
【請求項6】 前記第1収斂群〜前記第5収斂群の個別
のペッツバール和をそれぞれp1 〜p5 としたとき、 p1+p3+p5 >0 且つ p2+p4 <0 の条件を満足することを特徴とする請求項3、4又は5
記載の反射屈折投影光学系。
6. When the individual Petzval sums of the first to fifth convergent groups are p 1 to p 5 , respectively, p 1 + p 3 + p 5 > 0 and p 2 + p 4 <0. The condition of (3), (4) or (5) is satisfied.
A catadioptric projection optical system as described.
【請求項7】 前記第1収斂群及び第2収斂群による前
記第1中間像の結像倍率をβ12としたとき、 0.1≦|β12|≦2 の条件を満足することを特徴とする請求項3、4、5又
は6記載の反射屈折投影光学系。
7. When the imaging magnification of the first intermediate image by the first converging group and the second converging group is β 12 , the condition 0.1 ≦ | β 12 | ≦ 2 is satisfied. A catadioptric projection optical system according to claim 3, 4, 5, or 6.
【請求項8】 前記第3収斂群による前記第1中間像か
ら前記第2中間像への結像倍率をβ3 としたとき、 0.1≦|β3 |≦2 の条件を満足することを特徴とする請求項3〜7記載の
反射屈折投影光学系。
8. When the imaging magnification of the first intermediate image to the second intermediate image by the third converging group is β 3 , the condition 0.1 ≦ | β 3 | ≦ 2 is satisfied. 8. A catadioptric projection optical system according to claim 3, wherein:
【請求項9】 前記第4収斂群及び第5収斂群による前
記第2中間像から前記第3中間像への結像倍率をβ45
したとき、 0.1≦|β45|≦2 の条件を満足することを特徴とする請求項3〜8記載の
反射屈折投影光学系。
9. The condition of 0.1 ≦ | β 45 | ≦ 2, where β 45 is the imaging magnification of the second intermediate image to the third intermediate image by the fourth and fifth converging groups. 9. The catadioptric projection optical system according to claim 3, wherein the optical system satisfies the following conditions.
【請求項10】 前記第1選択光学系内で前記第1中間
像が結像される領域の周辺部と前記第3収斂群の瞳面と
を共役の関係に設定し、前記第3収斂群の瞳面と前記第
2選択光学系内で前記第2中間像が結像される領域の周
辺部とを共役の関係に設定したことを特徴とする請求項
3〜9記載の反射屈折投影光学系。
10. The third converging group, wherein a peripheral portion of an area where the first intermediate image is formed in the first selection optical system and a pupil plane of the third converging group are set to have a conjugate relationship. 10. The catadioptric projection optical system according to claim 3, wherein a pupil plane of the second selective optical system and a peripheral portion of a region where the second intermediate image is formed in the second selection optical system are set to have a conjugate relationship. system.
【請求項11】 前記第1収斂群の後側主点と前記第1
選択光学系内で前記第1中間像が結像される位置との間
隔を前記第1収斂群の焦点距離f1 とほぼ等しく設定
し、前記第1面側でほぼテレセントリック光学系となる
ようにしたことを特徴とする請求項3〜10記載の反射
屈折投影光学系。
11. The first convergent group having a rear principal point and the first convergent group and
Approximately equal to the focal length f 1 of the first converging group the distance between the position where the first intermediate image in the selection optical system is imaged, so that the telecentric optical system substantially at the first surface side The catadioptric projection optical system according to any one of claims 3 to 10, wherein:
【請求項12】 前記第5収斂群の前側主点と前記第2
選択光学系内で前記第2中間像が結像される位置との間
隔を前記第5収斂群の焦点距離f5 とほぼ等しく設定
し、前記第2面側でほぼテレセントリック光学系となる
ようにしたことを特徴とする請求項3〜11記載の反射
屈折投影光学系。
12. The front principal point of the fifth convergent group and the second principal point
Approximately equal to the focal length f 5 of the fifth converging group the distance between the position where the second intermediate image in the selection optical system is imaged, so that the telecentric optical system substantially in the second surface side The catadioptric projection optical system according to any one of claims 3 to 11, wherein:
【請求項13】 前記第1収斂群の後側主点と前記第1
選択光学系内で前記第1中間像が結像される位置との間
隔を前記第1収斂群の焦点距離f1 とほぼ等しく設定
し、前記第5収斂群の前側主点と前記第2選択光学系内
で前記第2中間像が結像される位置との間隔を前記第5
収斂群の焦点距離f5 とほぼ等しく設定し、前記第1面
側及び前記第2面側でそれぞれほぼテレセントリック光
学系となるようにしたことを特徴とする請求項3〜12
記載の反射屈折投影光学系。
13. The method according to claim 13, wherein a rear principal point of the first converging group and the first
Substantially equal sets, the second selection with the front principal point of the fifth converging group to the focal length f 1 of the first converging group the distance between the position where the first intermediate image in the selection optical system is imaged In the optical system, the distance from the position where the second intermediate image is formed is set to the fifth position.
Claim 3-12 substantially equal to the focal length f 5 of the converging group, characterized in that set to be substantially telecentric optical system, respectively the first surface side and the second surface side
A catadioptric projection optical system as described.
【請求項14】 請求項1〜13の何れか一項記載の反
射屈折投影光学系を備え、 前記第1面にマスクを配置し、前記第2面に基板を配置
し、前記マスクのパターンを前記反射屈折投影光学系を
介して前記基板に露光することを特徴とする露光装置。
14. A catadioptric projection optical system according to claim 1, wherein a mask is arranged on the first surface, a substrate is arranged on the second surface, and the pattern of the mask is changed. An exposure apparatus for exposing the substrate via the catadioptric projection optical system.
【請求項15】 第1面にマスクを配置し、第2面に基
板を配置し、請求項1〜13の何れか一項記載の反射屈
折投影光学系を介して、前記マスクのパターンを前記基
板に露光することを特徴とする露光方法。
15. A mask is arranged on a first surface, and a substrate is arranged on a second surface, and the pattern of the mask is changed via the catadioptric projection optical system according to any one of claims 1 to 13. An exposure method comprising exposing a substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512631B2 (en) * 1996-07-22 2003-01-28 Kla-Tencor Corporation Broad-band deep ultraviolet/vacuum ultraviolet catadioptric imaging system
US6600608B1 (en) * 1999-11-05 2003-07-29 Carl-Zeiss-Stiftung Catadioptric objective comprising two intermediate images
US7301605B2 (en) 2000-03-03 2007-11-27 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method, catadioptric optical system and manufacturing method of devices
JP4245286B2 (en) * 2000-10-23 2009-03-25 株式会社ニコン Catadioptric optical system and exposure apparatus provided with the optical system
JP4780364B2 (en) * 2001-06-14 2011-09-28 株式会社ニコン Catadioptric optical system and exposure apparatus provided with the optical system
DE102005024290A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Carl Zeiss Smt Ag Imaging system, in particular for a microlithographic projection exposure apparatus
US8064148B2 (en) * 2008-04-15 2011-11-22 Asml Holding N.V. High numerical aperture catadioptric objectives without obscuration and applications thereof
JP5654735B2 (en) * 2008-05-15 2015-01-14 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Imaging optical instrument and projection exposure apparatus including the imaging optical instrument

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