JP4235778B2

JP4235778B2 - Projection optical system, projection optical apparatus, scanning exposure apparatus, optical processing method, and exposure method

Info

Publication number: JP4235778B2
Application number: JP14160799A
Authority: JP
Inventors: 雅人熊澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: JP2000039557A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の物体（マスク、レチクル等）の像を第２の物体（基板等）上にほぼ等倍で形成するための反射屈折型の投影光学系に関する。また、本発明は、広帯域の紫外光に基づいて、感光材を塗布した基板上にマスクの像を形成する投影露光装置や、紫外光によるレーザアブレーション可能なポリマー樹脂上に紫外光を投射して加工を行うレーザ加工装置などの、デバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）製造に用いられる投影光学装置に関する。さらには、本発明は、上記デバイスを製造するための光加工方法、露光方法やデバイス製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長２４８．４ｎｍの紫外光を発するＫｒＦエキシマレーザを用いた露光装置用の等倍の投影光学系として、例えば米国特許第５，６９６，６３１号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の米国特許第５，６９６，６３１号に開示された投影光学系は、屈折型光学系であるために、光学系を構成するレンズ部材が反射屈折型に比べて多くなるという問題点がある。
また、レンズ部材が合成石英（Fused Silica）のみにより構成されているため、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長に対して１ｎｍ程度）を用いた光学装置に上述の投影光学系を用いたときには色収差が補正されていないため、良好な結像性能が得られないという問題点がある。このため、被露光体上での露光エネルギーを向上させるためにレーザ光源を広帯化する（狭帯化しない）ことができず、高スループットを得られない。
【０００４】
そこで、本発明は、比較的少ない光学部材でコンパクトに構成されているにもかかわらず、良好な光学性能（特に良好なる色収差補正）が達成された投影光学系を得ること、また簡素な構成でありながら、高スループットを達成できる投影光学装置、走査型露光装置を得ることを目的とする。さらに、本発明は、上記投影光学系、投影光学装置あるいは走査型露光装置等を用いて、良好なるデバイスを製造することができる光加工方法や露光方法を得ることも目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる投影光学系は、例えば図１に示す如く、第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体 (10) の像を前記第２の物体 (30) 上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する正レンズ群(G_1P) と、負の屈折力を有する負レンズ群(G_1N) と、凹面反射鏡(M₁)とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１物体からの光が前記正レンズ群及び前記負レンズ群を順に経て前記凹面反射鏡に達し、前記凹面反射鏡にて反射された光が前記負レンズ群及び正レンズ群を順に経て前記第２物体へ向かうように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むものである。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズ群(G_1N) は、凹面形状を有する第１凹屈折面と、該第１凹屈折面側に凹面を向けた形状の第２凹屈折面を有するものである。
この好ましい態様において、前記負レンズ群は、前記第１凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第１負レンズ(L_1N1)と、該第１負レンズと前記凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第１メニスカスレンズ(L_1N2)とを備えることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の１つの態様にかかる投影光学系は、前記凹面反射鏡の反射面に配置された開口絞りを有することが好ましい。
また、本発明の１つの態様にかかる投影光学系において、前記第１物体からの光を前記正レンズ群へ導き、前記正レンズ群を介した前記凹面反射鏡からの光を前記第２物体側へ導くための光路偏向部材(P₁)を有することが好ましい。
【０００８】
また、上述の目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる投影光学系は、例えば図１に示す通り、第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体 (10) の像を前記第２の物体 (30) 上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する第１正レンズ群(G_1P) と、負の屈折力を有する第１負レンズ群(G_1N) と、第１凹面反射鏡(M₁)とを備える第１結像光学系(S₁)と、
正の屈折力を有する第２正レンズ群(G_2P) と、負の屈折力を有する第２負レンズ群(G_2N) と、第２凹面反射鏡(M₂)とを備える第２結像光学系(S₂)とを備え、
前記第１及び第２結像光学系は、前記第１物体からの光が前記第１正レンズ群及び前記第１負レンズ群を順に経て前記第１凹面反射鏡に達し、前記第１凹面反射鏡にて反射された光が前記第１負レンズ群及び第１正レンズ群を順に経て１次像を形成し、該１次像からの光が前記第２正レンズ群及び前記第２負レンズ群を順に経て前記第２凹面反射鏡に達し、前記第２凹面反射鏡にて反射された光が前記第２負レンズ群及び第２正レンズ群を順に経て前記第２物体上に２次像を形成するように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記第１及び第２正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記第１及び第２負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むものである。
【０００９】
ここで、本発明の好ましい態様によれば、前記第１負レンズ群(G_1N) は、凹面形状を有する第１凹屈折面と、該第１凹屈折面側に凹面を向けた形状の第２凹屈折面を有し、前記第２負レンズ群(G_2N) は、凹面形状を有する第３凹屈折面と、該第３凹屈折面側に凹面を向けた形状の第４凹屈折面を有するものである。
この好ましい態様において、前記第１負レンズ群は、前記第１凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第１負レンズ(L_1N1)と、該第１負レンズと前記第１凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第１メニスカスレンズ(L_1N2)とを備え、前記第２負レンズ群は、前記第３凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第２負レンズ(L_2N1)と、該第２負レンズと前記第２凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第２メニスカスレンズ(L_2N2)とを備ることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記第１及び第２凹面反射鏡のうちの少なくとも一方の反射面に配置された開口絞りを有することが好ましい。
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記１次像の位置に配置された視野絞りを有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記第１物体からの光を前記第１正レンズ群へ導き、前記第１正レンズ群を介した前記第１凹面反射鏡からの光を前記１次像へ導くための第１光路偏向部材(P₁)と、前記１次像からの光を前記第２正レンズ群へ導き、前記第２正レンズ群を介した前記第２凹面反射鏡からの光を前記２次像へ導くための第２光路偏向部材(P₂)とを有することが好ましい。
【００１２】
そして、本発明にかかる投影光学装置は、例えば図１に示す通り、広帯域の紫外レーザ光を供給するレーザ光源(40)と、該レーザ光源からの光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明光学系(41)と、上述の投影光学系とを備え、該投影光学系により前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成するものである。
【００１３】
以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して光加工を行うことができる。この場合における光加工方法は、広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、前記投影光学系とを用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程とを有することが好ましい。
【００１４】
ところで、本発明は、以上に記載した各態様に限ることなく、以下に示すような各種態様としても良い。
上記の目的を達成するために、本発明のさらに別の態様にかかる投影光学系は、例えば、図１及び図１１に示す如く、所定波長を含む第１の物体 (10) からの光を第２の物体 (30) に結像して、前記第１の物体 (10) の像を前記第２の物体 (30) 上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する正レンズ群(G_1P,G_2P) と、負の屈折力を有する負レンズ群(G_1N,G_2N) と、凹面反射鏡(M₁,M₂) とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１物体からの光が前記正レンズ群及び前記負レンズ群を順に経て前記凹面反射鏡に達し、前記凹面反射鏡にて反射された光が前記負レンズ群及び前記正レンズ群を順に経て前記第２物体へ向かうように配置され、
前記負レンズ群(G_N1,G_N2) は、凹面形状の屈折力面を有する負レンズ(L_1N1,L_2N1) と、該負レンズ(L_1N1,L_2N1) と前記凹面反射鏡（M₁,M₂)との間に配置されたメニスカスレンズ(L1N2,L2N2) とを少なくとも含み、
前記正レンズ群と前記負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤとし、前記第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬとするとき、以下の関係を満足するように構成したものである。
【００１５】
０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．５
この場合における好ましい態様かかる投影光学系によれば、前記正レンズ群(G_1P,G_2P) は、図１１に示す如く、前記第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズ(L_1P1,L_2P1) と、負の屈折力を有する第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) と、正の屈折力を有する第２の正レンズ(L_1P3,L_2P3) とを少なくとも有し、
前記光束は、所定の第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁と、前記第１波長λ₁よりも短い第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂と、前記第２波長λ₂よりも短い第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃とを有し、
前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_n1（λ₁）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_n1（λ₂）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_n1（λ₃）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_m1（λ₁）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_m1（λ₂）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_m1（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することが好ましい。
【００１６】
ν_n＝（ｎ_n（λ₂）−１）／（ｎ_n（λ₃）−ｎ_n（λ₁））
ν_m＝（ｎ_m（λ₂）−１）／（ｎ_m（λ₃）−ｎ_m（λ₁））
ν_m1−ν_n1＞０
また、本発明の別の好ましい態様による投影光学系は、第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁に対する前記正レンズ群(G_1P,G_2P) のぺッツバール和をＰＳ_P（λ₁）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂に対する前記正レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_P（λ₂）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃に対する前記正レンズ群のペッツバール和をＰＳ_P（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することが望ましい。
【００１７】
０＜ＰＳ_P（λ₂）− ＰＳ_P（λ₁）＜０．００００１
０＜ＰＳ_P（λ₃）− ＰＳ_P（λ₁）＜０．００００１
また、本発明のさらに別の好ましい態様による投影光学系は、第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N（λ₁）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N（λ₂）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃に対する前記負レンズ群のペッツバール和をＰＳ_N（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することかより望ましい。
【００１８】
０＜ＰＳ_N（λ₁）−ＰＳ_N（λ₂）＜０．００００１
０＜ＰＳ_N（λ₁）−ＰＳ_N（λ₃）＜０．００００１
そして、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して光加工を行うことができる。この場合における光加工方法は、前記光束として広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、前記投影光学系を用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程を含むことが望ましい。
【００１９】
また、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して露光を行ってデバイスの製造することができる。この場合におけるデバイス製造方法は、前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明工程と、前記投影光学系とを用いて前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成する投影工程とを含むことが好ましい。
【００２０】
また、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系と、前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明光学系とを露光装置に設ければ、該投影光学系により前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成することができ、良好なるデバイスを製造することができる。
さらに、上記の目的を達成するために、さらにまた別の態様にかかる走査型露光装置は、例えば図１１に示す如く、所定のパターンが形成されたマスク(10)を照明する照明光学系(41)と、前記マスク (10) からの光を結像して前記マスクパターンの像を感光性基板 (30) に投影する投影光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させることにより前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光するものであって、
前記投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して１次像を形成する第１反射屈折光学系(K₁)と、前記１次像からの光を集光して２次像を形成する第２反射屈折光学系(K₂)とを含み、
前記第１反射屈折光学系(K₁)は、正の屈折力を有する第１の正レンズ群(G_1P) と、負の屈折力を有する第１の負レンズ群(G_1N) と、第１の凹面反射鏡(M₁)とを含み、
前記第１の正レンズ群、前記第１の負レンズ群及び前記第１の凹面反射鏡は、前記マスクからの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を順に経て第１の凹面反射鏡に達し、前記第１の凹面反射鏡にて反射された光が前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を順に経て前記１次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第２反射屈折光学系(K₂)は、正の屈折力を有する第２の正レンズ群(G_2P) と、負の屈折力を有する第２の負レンズ群(G_2N) と、第２の凹面反射鏡(M₂)と含み、
前記第２の正レンズ群、前記第２の負レンズ群及び前記第２の凹面反射鏡は、前記１次像からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を順に経て第２の凹面反射鏡に達し、前記第２の凹面反射鏡にて反射された光が前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を順に経て前記２次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第１の負レンズ群は、負の屈折力を有する第１のメニスカスレンズ(L_1N1)と、前記第１のメニスカスレンズ(L_1N1)と前記第１の凹面反射鏡(M1)の間に配置された第２のメニスカスレンズ(L_1N2)とを有し、
前記第２の負レンズ群は、負の屈折力を有する第３のメニスカスレンズ(L_2N1)と、前記第３のメニスカスレンズ(L_2N1)と前記第２の凹面反射鏡(M2)の間に配置された第４のメニスカスレンズ(L_2N2)とを有し、
前記第１の正レンズ群と前記第１の負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤ₁とし、前記第２の正レンズ群と前記第２の負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤ₂、前記第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬ₁、前記第３メニスカスレンズと第４メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬ₂とするとき、以下の関係を満足するように構成したものである。
【００２１】
０．０１＜Ｌ₁／Ｄ₁＜０．５
０．０１＜Ｌ₂／Ｄ₂＜０．５
この場合における好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、前記第１の正レンズ群は、前記マスク側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズと、負の屈折力を有する第１の負レンズと、正の屈折力を有する第２の正レンズとを少なくとも有し、
前記第２の正レンズ群は、前記１次像側から順に、正の屈折力を有する第３の正レンズと、負の屈折力を有する第２の負レンズと、正の屈折力を有する第４の正レンズとを少なくとも有し、
前記光は、所定の第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁と、前記第１波長λ₁よりも短い第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂と、前記第２波長λ₂よりも短い第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃とを有し、
前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_n1（λ₁）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_n1（λ₂）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_n1（λ₃）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_m1（λ₁）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_m1（λ₂）、前記第２の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_m1（λ₃）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_n2（λ₁）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_n2（λ₂）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_n2（λ₃）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_m3（λ₁）、前記第１の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_m3（λ₂）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_m3（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することをがより好ましい。
【００２２】
ν_n1＝（ｎ_n1（λ₂）−１）／（ｎ_n1（λ₃）−ｎ_n1（λ₁））
ν_m1＝（ｎ_m1（λ₂）−１）／（ｎ_m1（λ₃）−ｎ_m1（λ₁））
ν_m1−ν_n1＞０
ν_n2＝（ｎ_n2（λ₂）−１）／（ｎ_n2（λ₃）−ｎ_n2（λ₁））
ν_m3＝（ｎ_m3（λ₂）−１）／（ｎ_m3（λ₃）−ｎ_m3（λ₁））
ν_m3−ν_n2＞０
また、別の好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_P1（λ₁）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_P1（λ₂）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃に対する前記第１の正レンズ群のペッツバール和をＰＳ_P1（λ₃）、前記第１波長λ₁に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_P2（λ₁）とし、前記第２波長λ₂に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_P2（λ₂）、前記第３波長λ₃に対する前記第２の正レンズ群のペッツバール和をＰＳ_P2（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することが好ましい。
【００２３】
０＜ＰＳ_P1（λ₂）−ＰＳ_P1（λ₁）＜０．００００１
０＜ＰＳ_P1（λ₃）−ＰＳ_P1（λ₁）＜０．００００１
０＜ＰＳ_P2（λ₂）−ＰＳ_P2（λ₁）＜０．００００１
０＜ＰＳ_P2（λ₃）−ＰＳ_P2（λ₁）＜０．００００１
また、さらに別の好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、第１波長（ｇ線： 436nm) λ₁に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N1（λ₁）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ₂に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N1（λ₂）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ₃に対する前記第１の負レンズ群のペッツバール和をＰＳ_N1（λ₃）、前記第１波長λ₁に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N2（λ₁）とし、前記第２波長λ₂に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳ_N2（λ₂）、前記第３波長λ₃に対する前記第２の負レンズ群のペッツバール和をＰＳ_N2（λ₃）とするとき、以下の関係を満足することが望ましい。
【００２４】
０＜ＰＳ_N1（λ₁）− ＰＳ_N1（λ₂）＜０．００００１
０＜ＰＳ_N1（λ₁）− ＰＳ_N1（λ₃）＜０．００００１
０＜ＰＳ_N2（λ₁）− ＰＳ_N2（λ₂）＜０．００００１
０＜ＰＳ_N2（λ₁）− ＰＳ_N2（λ₃）＜０．００００１
また、以上の各態様及び好ましい態様における走査型露光装置を用いれば、感光性基板（第２物体）に対して露光を行って、良好なるデバイスの製造することができる。この場合におけるデバイスを製造する方法は、前記照明光学系を用いて前記マスクを照明する照明工程と、前記投影光学系を用いて前記マスクのパターン像を前記感光性基板へ形成する投影工程と、前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させる走査工程とを含むことが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以上の如き本発明の１つの形態においては、例えば狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長２４８．４ｎｍに対して１ｎｍ程度）からの紫外光を前記第１の物体を照明する光源として用いた場合においても、正の屈折力を有する正レンズ群（第１及び第２正レンズ群）が、少なくとも１つ以上の正の屈折力を有する螢石からなるレンズと、負の屈折力を有する合成石英からなるレンズとを含むことにより、色収差の補正が可能となる。
【００２６】
また、負レンズ群（第１及び第２の負レンズ群）は、少なくとも１つ以上の負の屈折力を有する螢石からなるレンズを含むことにより、狭帯化されていないレーザからの紫外光の波長の違いに基づく像面湾曲量の発生量の違いを小さくすることが可能としている。
なお、本発明においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザだけではなく、狭帯化されていないＡｒＦエキシマレーザなどのレーザ光源を適用できる。
【００２７】
さらに、正の屈折力を有する正レンズ群と負の屈折力を有する負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に凹面反射鏡を配置することにより、正レンズ群、負レンズ群及び凹面反射鏡からなる反射屈折型光学系を物体側と像側とにおいてテレセントリックな光学系とすることができる（第１正レンズ群と第１負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に第１凹面反射鏡を配置し、かつ第２正レンズ群と第２負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に第２凹面反射鏡を配置することにより、第１及び第２結像光学系を物体側と像側とにおいてテレセントリックな光学系とすることができる）。
【００２８】
また、負レンズ群（第１及び第２負レンズ群）中に、互いに凹面を向かい合わせてなる第１及び第２凹屈折面（第１乃至第４凹屈折面）を設けることにより、タンジェンシャル像面及びサジタル像面の平坦性を向上させることができる。
そして、凹面反射鏡（第１及び第２の凹面反射鏡の少なくとも一方）の反射面に開口絞りを配置することにより、ヴィグネッティング・フリー（あらゆる像高において口径食が無い状態）とすることが可能となる。また、この構成の場合、正レンズ群、負レンズ群及び凹面反射鏡からなる反射屈折型光学系の屈折力配置が凹面鏡に関して対称となるため、倍率色収差の発生を抑えることができ、正レンズ群及び負レンズ群では、実質的に軸上色収差のみを補正すれば良い。
【００２９】
また、本発明の別の形態としては、前述のように、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長２４８．４ｎｍに対して１ｎｍ程度）等からの紫外光を前記第１の物体を照明する光源として用いた場合、あるいはｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ) 等を含む光を供給する光源部から光を第１物体を照明する光として用いた場合に、色収差の補正の可能として、スループットの向上を大幅に改善し得るようにしたものである。
【００３０】
すなわち、この形態においては、投影光学系中の負レンズ群（Ｇ_1N、Ｇ_2N）は、第１の凹面形状の屈折力面を有する負レンズ（第１メニスカスレンズＬ_1N1又は第３メニスカスレンズＬ_2N1）と第２の凹面形状の屈折力面を有するメニスカスレンズ（第２メニスカスレンズＬ_1N2又は第４メニスカスレンズＬ_2N2）を少なくとも有する構成とし、投影光学系中の正レンズ群（Ｇ_1P、Ｇ_2P）と負レンズ群（Ｇ_1N、Ｇ_2N）との間に形成される空間（群間隔Ｄ：第１の正レンズ群G_1P と第１の負レンズ群G_1N との間に形成される空間の軸上距離Ｄ₁又は第２の正レンズ群G_2P と第２の負レンズ群G_2N との間に形成される空間の軸上距離Ｄ₂）に対して凹面状の屈折面を有する２つのレンズの間に形成される空間（レンズ間隔Ｌ：第１メニスカスレンズL_1N1と第２メニスカスレンズL_1N2との間に形成される空間の軸上距離Ｌ₁又は第３メニスカスレンズL_2N1と第４メニスカスレンズL_2N2との間に形成される空間の軸上距離Ｌ₂）を適切にすることによって、色収差の補正と光学系の小型化とを十分に両立させることができる。
【００３１】
具体的には、以下の（１）式、あるいは（２）式及び（３）式を満足することが望ましい。
【００３２】
【数１】
（１）０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．５
（２）０．０１＜Ｌ₁／Ｄ₁＜０．５
（３）０．０１＜Ｌ₂／Ｄ₂＜０．５
ここで、（１）式乃至（３）式の下限値を越えると、Ｄ（Ｄ₁又はＤ₂）の値が大きくなり、投影光学系中の反射屈折光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）の物理的な寸法が大きくなる。この結果、装置自体の大型化を招くため好ましくない。また、（１）式乃至（３）式の下限値を越えることにより、投影光学系中の正レンズ群(G_1P,G_2P) の焦点距離が長くなる場合には、色収差の補正が困難となる不都合が生じる。また、（１）式乃至（３）式の下限値を越えることにより、投影光学系中の負レンズ群(G_1N,G_2N) の焦点距離が長くなる場合には、球面収差が補正不足となるため好ましくない。
【００３３】
反対に、（１）式乃至（３）式の上限値を越えると、投影光学系中の負レンズ群(G_1N,G_2N) の焦点距離が短くなり、色収差の補正が困難となるばかりか、球面収差が補正過剰となるため好ましくない。なお、色収差や球面収差をより十分に補正するためには、上記（１）式乃至（３）式の上限値を０．２とすることがより一層好ましい。
【００３４】
また、以上の構成に基づいて、例えば、図１１及び図１２に示す如く、第１波長のｇ線、第２波長のｈ線及び第３波長のｉ線の３つの波長を含む光束を用いた場合に、正レンズ群中の第１の負レンズの分散ν_n（第１の正レンズ群の第１の負レンズL_1P2の分散ν_n1又は第２の正レンズ群の第２の負レンズL_2P2の分散ν_n2）は、負レンズ群中の最も正レンズ群側に配置された負レンズの分散ν_m（負レンズ群中の第１メニスカスレンズの分散ν_m1又は負レンズ群中の第３メニスカスレンズの分散ν_m3）よりも相対的に小さいことが好ましい。
【００３５】
具体的には、正レンズ群（G_1P,G_2P)は、正の屈折力を有する第１の正レンズ(L_1P1,L_2P1))と、負の屈折力を有する第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) と、正の屈折力を有する第２の正レンズ(L_1P3,L_2P3) とを少なくとも有する構成とし、正レンズ群（G_1P,G_2P)中の第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) の第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_n（λ₁）、正レンズ群（G_1P,G_2P)中の第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) の第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_n（λ₂）、正レンズ群（G_1P,G_2P)中の第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) の第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_n（λ₃）、負レンズ群（G_1N,G_2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L_1N1,L_2N1) の第１波長λ₁に対する屈折率をｎ_m（λ₁）、負レンズ群（G_1N,G_2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L_1N1,L_2N1) の第２波長λ₂に対する屈折率をｎ_m（λ₂）、負レンズ群（G_1N,G_2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L_1N1,L_2N1) の第３波長λ₃に対する屈折率をｎ_m（λ₃）とするとき、以下の（４）乃至（６）式の関係を満足することが好ましい。
【００３６】
【数２】
（４） ν_n＝（ｎ_n（λ₂）−１）／（ｎ_n（λ₃）−ｎ_n（λ₁））
（５） ν_m＝（ｎ_m（λ₂）−１）／（ｎ_m（λ₃）−ｎ_m（λ₁））
（６） ν_m−ν_n＞０
なお、正レンズ群中の第１の負レンズ(L_1P2,L_2P2) の分散ν_nは上記の（４）式に示すように定義され、負レンズ群中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L_1N1,L_2N1) の分散ν_mは上記の（５）式に示すように定義される。
【００３７】
以上の（４）式乃至（６）式を換言すれば、以下の（８）式乃至（１２）式に示すように表現することができる。
【００３８】
【数３】
（７） ν_n1＝（ｎ_n1（λ₂）−１）／（ｎ_n1（λ₃）−ｎ_n1（λ₁））
（８） ν_m1＝（ｎ_m1（λ₂）−１）／（ｎ_m1（λ₃）−ｎ_m1（λ₁））
（９） ν_m1−ν_n1＞０
（１０） ν_n2＝（ｎ_n2（λ₂）−１）／（ｎ_n2（λ₃）−ｎ_n2（λ₁））
（１１） ν_m3＝（ｎ_m3（λ₂）−１）／（ｎ_m3（λ₃）−ｎ_m3（λ₁））
（１２） ν_m3−ν_n2＞０
但し、ｎ_n1（λ₁）は第１の正レンズ群G_1P 中の第１の負レンズL_1P2の第１波長λ₁に対する屈折率、ｎ_n1（λ₂）は第１の正レンズ群G1P 中の第１の負レンズL_1P2の第２波長λ₂に対する屈折率、ｎ_n1（λ₃）は第１の正レンズ群G_1P 中の第１の負レンズL_1P2の第３波長λ₃に対する屈折率、ｎ_m1（λ₁）は第１の負レンズ群G_1N 中において最も第１の正レンズ群G_1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L_1N1の第１波長λ₁に対する屈折率、ｎ_m1（λ₂）は第１の負レンズ群G_1N 中において最も第１の正レンズ群G_1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L_1N1の第２波長λ₂に対する屈折率、ｎ_m1（λ₃）は第１の負レンズ群G_1N 中において最も第１の正レンズ群G_1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L_1N1の第３波長λ₃に対する屈折率、ｎ_n2（λ₁）は第２の正レンズ群G_2P 中の第２の負レンズL_2P2の第１波長λ₁に対する屈折率、ｎ_n2（λ₂）は第２の正レンズ群G_2P 中の第２の負レンズL_2P2の第２波長λ₂に対する屈折率、ｎ_n2（λ₃）は第２の正レンズ群G_2P 中の前記第２の負レンズL_2P2の第３波長λ₃に対する屈折率、ｎ_m3（λ₁）は第２の負レンズ群G_2N 中において最も第２の正レンズ群G_2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L_2N1の第１波長λ₁に対する屈折率、ｎ_m3（λ₂）は第２の負レンズ群G_2N 中において最も第２の正レンズ群G_2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L_2N1の第２波長λ₂に対する屈折率、ｎ_m3（λ₃）は第２の負レンズ群G_2N 中において最も第２の正レンズ群G_2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L_2N1の第３波長λ₃に対する屈折率である。
【００３９】
ここで、以上の（６）式、（９）式及び（１２）式の関係を満たさないと、第１波長λ₁、第２波長λ₂及び第３波長λ₃の各波長に対する像面湾曲量の差を小さくすることが困難となり好ましくない。
また、所定の複数波長に対する正レンズ群（第１及び第２の正レンズ群G_1P,G_2P)のぺッツバール和の差が所定の範囲となるように正レンズ群(G_1P,G_2P) を構成することが好ましい。
【００４０】
具体的には、第１波長λ₁に対する正レンズ群(G_1P,G_2P) のぺッツバール和をＰＳ_P（λ₁）とし、第２波長λ₂に対する正レンズ群(G_1P,G_2P) のぺッツバール和をＰＳ_P（λ₂）、第３波長λ₃に対する正レンズ群(G_1P,G_2P) のペッツバール和をＰＳ_P（λ₃）とするとき、以下の（１３）及び（１４）式の関係を満足することが好ましい。
【００４１】
【数４】
（１３）０＜ＰＳ_P（λ₂）−ＰＳ_P（λ₁）＜０．００００１
（１４）０＜ＰＳ_P（λ₃）−ＰＳ_P（λ₁）＜０．００００１
以上の（１３）式乃至（１４）式を換言すれば、以下の（１５）式乃至（１８）式に示すように表現することができる。
【００４２】
【数５】
（１５）０＜ＰＳ_P1（λ₂）−ＰＳ_P1（λ₁）＜０．００００１
（１６）０＜ＰＳ_P1（λ₃）−ＰＳ_P1（λ₁）＜０．００００１
（１７）０＜ＰＳ_P2（λ₂）−ＰＳ_P2（λ₁）＜０．００００１
（１８）０＜ＰＳ_P2（λ₃）−ＰＳ_P2（λ₁）＜０．００００１
但し、ＰＳ_P1（λ₁）は第１波長λ₁に対する第１の正レンズ群G_1P のぺッツバール和、ＰＳ_P1（λ₂）は第２波長λ₂に対する第１の正レンズ群G_1P のぺッツバール和、ＰＳ_P1（λ₃）は第３波長λ₃に対する第１の正レンズ群G_1P のペッツバール和、ＰＳ_P2（λ₁）は第１波長λ₁に対する第２の正レンズ群G_2P のぺッツバール和、ＰＳ_P2（λ₂）は第２波長λ₂に対する第２の正レンズ群G_2P のぺッツバール和、ＰＳ_P2（λ₃）は第３波長λ₃に対する第２の正レンズ群G_2P のペッツバール和である。
【００４３】
ここで、（１３）式乃至（１８）式の上限値を越えると、正レンズ群(G_1P,G_2P) において、第１波長λ₁による像面湾曲量に対して、第２波長λ₂及び第３波長λ₃による像面湾曲量の量的な差が大きくなり、良好な像を得ることが困難となり好ましくない。逆に（１３）式乃至（１８）式の下限値を越えると、正レンズ群(G_1P,G_2P) において、より短い波長（第１波長λ₁に対する第２波長λ₂及び第３波長λ₃）のぺッツバール和が小さくなり、ぺッツバール和に関して互いに逆作用を持つ正レンズ群(G_1P,G_2P) と負レンズ群(G_1N,G_2N) とによって、ぺッツバール和を補正することが困難となるため好ましくない。
【００４４】
さらに、また、所定の複数波長に対する負レンズ群（第１及び第２の負レンズ群G_1N,G_2N)のぺッツバール和の差が所定の範囲となるように負レンズ群(G_1N,G_2N) を構成することが好ましい。
具体的には、第１波長λ₁に対する負レンズ群(G_1N,G_2N) のぺッツバール和をＰＳ_N（λ₁）とし、第２波長λ₂に対する負レンズ群(G_1N,G_2N) のぺッツバール和をＰＳ_N（λ₂）、第３波長λ₃に対する負レンズ群(G_1N,G_2N) のペッツバール和をＰＳ_N（λ₃）とするとき、以下の（１９）式及び（２０）式の関係を満足することが好ましい。
【００４５】
【数６】
（１９）０＜ＰＳ_N（λ₁）−ＰＳ_N（λ₂）＜０．００００１
（２０）０＜ＰＳ_N（λ₁）−ＰＳ_N（λ₃）＜０．００００１
以上の（１９）式乃至（２０）式を換言すれば、以下の（１５）式乃至（２４）式に示すように表現することができる。
【００４６】
【数７】
（２１）０＜ＰＳ_N1（λ₁）−ＰＳ_N1（λ₂）＜０．００００１
（２２）０＜ＰＳ_N1（λ₁）−ＰＳ_N1（λ₃）＜０．００００１
（２３）０＜ＰＳ_N2（λ₁）−ＰＳ_N2（λ₂）＜０．００００１
（２４）０＜ＰＳ_N2（λ₁）−ＰＳ_N2（λ₃）＜０．００００１
但し、ＰＳ_N1（λ₁）は第１波長λ₁に対する第１の負レンズ群G_1N のぺッツバール和、ＰＳ_N1（λ₂）は第２波長λ₂に対する第１の負レンズ群G_1N のぺッツバール和、ＰＳ_N1（λ₃）は第３波長λ₃に対する第１の負レンズ群G_1N のペッツバール和、ＰＳ_N2（λ₁）は第１波長λ₁に対する第２の負レンズ群G_2N のぺッツバール和、ＰＳ_N2（λ₂）は第２波長λ₂に対する第２の負レンズ群G_2N のぺッツバール和、ＰＳ_N2（λ₃）は第３波長λ₃に対する第２の負レンズ群G_2N のペッツバール和である。
【００４７】
ここで、（１９）式乃至（２４）式の上限値を越えると、負レンズ群(G_1N,G_2N) において、第１波長λ₁による像面湾曲量に対して、第２波長λ₂及び第３波長λ₃による像面湾曲量の量的な差が大きくなり、良好な像を得ることが困難となり好ましくない。逆に（１９）式乃至（２４）式の下限値を越えると、負レンズ群(G_1N,G_2N) において、より短い波長（第１波長λ₁に対する第２波長λ₂及び第３波長λ₃）のぺッツバール和が大きくなり、ぺッツバール和に関して互いに逆作用を持つ負レンズ群(G_1N,G_2N) と正レンズ群(G_1P,G_2P) とによって、ぺッツバール和を補正することが困難となるため好ましくない。
【００４８】
さて、本発明の各実施の形態に係る実施例について添付図面に基づいて説明する。なお、後述する各実施例とも本発明を露光装置に応用した例を代表させて説明しているが、後述する基板ステージＫＳ上に穴あけ加工や凹凸の加工等が施されるべき被加工物を基板３０の代わりに配置するとともに、後述するマスクステージＭＳ上に露光用のマスク１０の代わりに被加工物に対して穴あけ加工や凹凸の加工等を施すべき開口等を持つ光加工用のマスクを配置すれば、各実施例に示す露光装置は、アブレーション作用を利用した光加工装置として用いることが可能となる。
【００４９】
図１は本発明の実施の形態にかかる投影光学系を走査型投影露光装置に適用した例を概略的に示す図である。図１では、所定のパターンが形成されたマスク１０と、レジストが塗布された基板３０とが搬送される方向（走査方向）をＸ軸、前記マスク１０の平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸、前記マスク１０の法線方向をＺ軸にとっている。
【００５０】
図１において、投影光学系は、前記マスク１０上の回路パターンの一次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁と、この一次像からの光に基づいて前記基板３０上に回路パターンの正立正像（二次像）を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂とを有する。前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁は、前記マスク１０の面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設された反射面Ｐ_1a、Ｐ_1bを持つ直角プリズムＰ₁と、正の屈折力を有する第１正レンズ群Ｇ_1Pと、負の屈折力を有する第１負レンズ群Ｇ_1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ１と、第１凹面反射鏡Ｍ₁とを有する。
【００５１】
ここで、前記第１正レンズ群Ｇ_1Pは、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_1P1と、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズＬ_1P2と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_1P3と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_1P ⁴とから構成され、前記第１負レンズ群Ｇ_1Nは、螢石からなり前記第１凹面反射鏡Ｍ₁側に凹面を向けた形状で負の屈折力を有する第１の負レンズＬ_1N1と、前記第１正レンズ群Ｇ_1P側に凹面を向けた第１のメニスカスレンズＬ_1N2とから構成される。
【００５２】
また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁の構成と全く同一であり、即ち、前記基板３０の面（ＸＹ平面）に対して45°で斜設された反射面Ｐ_2a、Ｐ_2bを持つ直角プリズムＰ₂と、正の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ_2Pと、負の屈折力を有する第２負レンズ群Ｇ_2Nとから構成される第２屈折光学系Ｓ₂と、前記第２凹面反射鏡Ｍ₂とを有する。
【００５３】
ここで、前記第２正レンズ群Ｇ_2Pは、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_2P1と、合成石英ガラスからなり負の屈折力を有するレンズＬ_2P2と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_2P3と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ_2P4とから構成され、前記第２負レンズ群Ｇ_2Nは、螢石からなり前記第２凹面反射鏡Ｍ₂側に凹面を向けた形状で負の屈折力を有する第２の負レンズＬ２Ｎ１と、前記第２の正レンズ群Ｇ_2P側に凹面を向けた第２のメニスカスレンズＬ_2N2とから構成される。
【００５４】
なお、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁により形成される回路パターンの一次像形成位置には、前記基板３０での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。
さて、発振器４０は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ光を発振し、この発振器４０からのレーザビームは、照明光学系４１を介してマスク１０上の回路パターンへ向かい，マスク１０上の所定の領域は、照明光学系４１からの照明光（露光光）によりほぼ均一の照度で照明される。なお、照明光学系４１としては、当該技術分野で一般的に使用されるものを用いることができる。
【００５５】
この回路パターンを介した光は、図１にて−Ｚ方向で表わされる方向に沿って進行し、前記直角プリズムＰ₁の反射面Ｐ_1aにより９０°偏向されて図中＋Ｘ方向へ向けて進行し、前記第１正レンズ群Ｇ_1P（Ｌ_1P1〜Ｌ_1P4）に入射する。前記第１正レンズ群Ｇ_1Pに入射した光は、前記第１負レンズ群Ｇ_1N（Ｌ_1N1〜Ｌ_1N2）を介して前記第１凹面反射鏡Ｍ₁に達する。ここで、前記第１凹面反射鏡Ｍ１は、前記第１屈折光学系Ｓ₁（Ｇ_1P、Ｇ_1N）の後側焦点位置の近傍に配置される。すなわち、前記第１凹面反射鏡Ｍ₁は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁の瞳面に位置している。なお、第１屈折光学系Ｓ₁の後側焦点位置とは、前記直角プリズムＰ₁側を前側とし、前記第１凹面反射鏡Ｍ₁側を後側とした際の後側焦点の位置である。
【００５６】
次に、前記第１凹面反射鏡Ｍ₁にて反射された光は、前記第１負レンズ群Ｇ_1N及び前記第１正レンズ群Ｇ_1Pを順に介して図中−Ｘ方向に沿って進行して前記直角プリズムＰ₁の反射面Ｐ_1bに向かう。
そして、前記直角プリズムＰ₁の反射面Ｐ_1bに達する光は、前記反射面Ｐ_1bにて略９０°偏向されて図中−Ｚ方向に沿って進行し、前記視野絞りＦＳの位置に回路パターンの一次像を形成する。この一次像においては、Ｘ方向における横倍率は略＋１倍であり、かつＹ方向おける横倍率が略−１倍である。一次像からの光は、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂を介して、前記基板３０上に回路パターンの二次像を形成する。ここで、この二次像のＸ方向及びＹ方向における横倍率は略＋１倍である。すなわち、上記基板３０上に形成される二次像は、正立正像である。なお、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂の有する機能は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁の機能と同等であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５７】
このように、上記基板３０上に形成される回路パターンの像が正立正像であるため、マスクステージＭＳに保持されている上記マスク１０と基板ステージＫＳに保持されている上記基板３０とを一体に（あるいは別体に同期させて）同一方向に移動させれば、走査露光を行うことができる。なお、マスクステージＭＳと基板ステージＫＳとを一体に移動させるときには、例えばマスクステージＭＳと基板ステージＫＳとをキャリッジの上に設け、当該キャリッジを移動させれば良い。
【００５８】
また、上述の第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁においては、前記第１屈折光学系Ｓ₁の後側焦点位置の近傍に前記第１凹面反射鏡Ｍ₁が配置されているため、上記マスク１０側及び上記視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂においても、第２屈折光学系Ｓ₂の後側焦点位置の近傍に前記第２凹面反射鏡Ｍ２が配置されているため、前記視野絞りＦＳ側及び上記基板３０側においてテレセントリックとなる。従って、上記投影光学系ＰＬは、両側（上記マスク１０側及び上記基板３０側）テレセントリック光学系である。
【００５９】
そして、以下の表１には、図１に示した第１及び第２反射屈折型投影光学系( Ｋ₁、Ｋ₂) の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) からの第１凹面反射鏡Ｍ₁( 又は第２凹面反射鏡Ｍ₂) までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔を示している。また、Ｄは正レンズ群（Ｇ_1P、Ｇ_2P）と負レンズ群（Ｇ_1N、Ｇ_2N）との間の軸上距離（群間隔）、Ｄ₁は第１正レンズ群Ｇ_1Pと第１負レンズ群Ｇ_1Nとの間の軸上距離（群間隔）、Ｄ₂は第２正レンズ群Ｇ２Ｐと第２負レンズ群Ｇ２Ｎとの間の軸上距離（群間隔）、Ｌは負レンズ群（Ｇ_1N、Ｇ_2N）中の２つのメニスカスレンズ（Ｌ_1N1とＬ_1N2、又はＬ_2N1とＬ_2N2）の間の軸上距離（レンズ間隔）、Ｌ₁は第１負レンズ群Ｇ_1Nにおける第１メニスカスレンズＬ_1N1と第２メニスカスレンズＬ_1N2との間の軸上距離（レンズ間隔）、Ｌ₂は第２負レンズ群Ｇ_2Nにおける第３メニスカスレンズＬ_2N1と第４メニスカスレンズＬ_2N2との間の軸上距離（レンズ間隔）である。
【００６０】
なお、合成石英及び螢石の屈折率は以下の通りである。
波長(nm) 螢石合成石英
247.9 1.46807 1.50867
248.4 1.46788 1.50839
248.9 1.46769 1.50811
【００６１】
【表１】

〔第１実施例の条件対応値〕
Ｄ＝Ｄ₁＝Ｄ₂＝２７５
Ｌ＝Ｌ₁＝Ｌ₂＝１４．８
Ｌ／Ｄ＝Ｌ₁／Ｄ₁＝Ｌ₂／Ｄ₂＝０．０５３８
なお、表１において、像高Ｙは４６ｍｍであり、物体面側での開口数Ｎ．Ａ．は０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００６２】
ここで、表１に示した光学系では、第１屈折光学系Ｓ₁の第１正レンズ群Ｇ_1P（Ｌ_1P1〜Ｌ_1P4）の中で正の屈折力を有するレンズＬ_1P1( 焦点距離352.1mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ_1P3( 焦点距離328.5mm)とは蛍石から、また、負の屈折力を有するレンズレンズＬ_1P2( 焦点距離-212.7mm) は合成石英から、さらに、第１負レンズ群Ｇ_1N（Ｌ_1N1〜Ｌ_1N2）の中で負の屈折力を有するレンズＬ_1N1( 焦点距離-1688.8mm)は螢石から構成されていることがわかる。
【００６３】
図２、図３及び図４は、それぞれタンジェンシャル面内及びサジタル面内のコマ収差図である。ここで、図２は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍにおけるコマ収差図、図３は半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍにおけるコマ収差図、図４は半値幅の長波長側λ＝２４８．９ｎｍにおけるコマ収差図である。なお、図２、図３及び図４において、点線で示す曲線はタンジェンシャル面内のコマ収差を、実線で示す曲線はサジタル面内のコマ収差を表わす。また、図５は、上記各波長における非点収差図であり、図中点線で示す曲線はタンジェンシャル面内の焦点位置を、実線で示す曲線はサジタル面内の焦点位置を示している。
【００６４】
これら図２乃至図５においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍをＷＬＣとし、半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍの波長をＷＬＳとし、長波長側λ＝２４８．９ｎｍの波長をＷＬＬとしている。
これらの収差図から、本発明における第１の実施例は、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振波長域内において良好な光学性能を有していることがわかる。
【００６５】
次に、図６を参照しながら投影光学系を構成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁( 又は第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂) の第２の実施例について説明する。図６には第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁のみのレンズ構成図を示し、第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂は、第１反射屈折型結像光学系と同じ構成であるので、説明を省略している。また、説明を簡略化にするために、図６においては、前記第１屈折光学系Ｓ₁( 又は第２屈折光学系Ｓ₂) の左側に配置されている光路偏向部材としての直角プリズムＰ₁( 又は直角プリズムＰ₂) の図示を省略している。第２の実施例では、これらの第１及び第２反射屈折型結像光学系を図１に示すように直列に配置して投影光学系を構成する。
【００６６】
図６に示す如く、第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁( 又は第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂) は、第１正レンズ群Ｇ_1P( 又は第２正レンズ群Ｇ_2P）及び第１負レンズ群Ｇ_1N（又は第２負レンズ群Ｇ_2N）との２群から構成される第１屈折光学系Ｓ₁( 又は第２屈折光学系Ｓ₂) と第１凹面反射鏡Ｍ₁( 又は第２凹面反射鏡Ｍ₂) とを有する。
【００６７】
前記第１正レンズ群Ｇ_1P( 又は前記第２正レンズ群Ｇ_2P）は、レンズＬ_1P1〜Ｌ_1P5( 又はレンズＬ_2P1〜Ｌ_2P5）から構成され、前記第１負レンズ群Ｇ_1N（又は前記第２負レンズ群Ｇ_2N）は、レンズＬ_1N1〜Ｌ_1N2( 又はレンズＬ_2N1〜Ｌ_2N2）から構成される。
そして、以下の表２には、図６に示した投影光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) からの第１凹面反射鏡Ｍ₁( 又は第２凹面反射鏡Ｍ₂) までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔を示している。
【００６８】
【表２】

〔第２実施例の条件対応値〕
Ｄ＝Ｄ₁＝Ｄ₂＝２４１．６
Ｌ＝Ｌ₁＝Ｌ₂＝１０
Ｌ／Ｄ＝Ｌ₁／Ｄ₁＝Ｌ₂／Ｄ₂＝０．０４１４
なお、表２において、像高Ｙは４６ｍｍであり、物体面側での開口数Ｎ．Ａ．は０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００６９】
ここで、表２に示した光学系では、第１屈折光学系Ｓ₁の第１正レンズ群Ｇ_1P（Ｌ_1P1〜Ｌ_1P5）の中で正の屈折力を有するレンズＬ_1P1( 焦点距離307.2mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ_1P4( 焦点距離335.9mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ_1P5( 焦点距離755.2mm)とは蛍石から、また、負の屈折力を有するレンズレンズＬ_1P2( 焦点距離-596.9mm) と、負の屈折力を有するレンズレンズＬ_1P3( 焦点距離-382.8mm) とは合成石英から、さらに、第１負レンズ群Ｇ_1N（Ｌ_1N1〜Ｌ_1N2）の中で負の屈折力を有するレンズＬ_1N1( 焦点距離-1217.3mm)は螢石から構成されていることがわかる。
【００７０】
図７、図８及び図９は、それぞれタンジェンシャル面内及びサジタル面内のコマ収差図である。ここで、図７は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍにおけるコマ収差図、図８は半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍにおけるコマ収差図、図９は半値幅の長波長側λ＝２４８．９ｎｍにおけるコマ収差図である。なお、図７、図８及び図９において、点線で示す曲線はタンジェンシャル面内のコマ収差を、実線で示す曲線はサジタル面内のコマ収差を表わす。
【００７１】
また、図１０は、上記各波長における非点収差図であり、図中点線で示す曲線はタンジェンシャル面内の焦点位置を、実線で示す曲線はサジタル面内の焦点位置を示している。
これら図７乃至図１０においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍをＷＬＣとし、半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍの波長をＷＬＳとし、長波長側λ＝２４８．９ｎｍの波長をＷＬＬとしている。
【００７２】
これらの収差図から、本発明における第２の実施例は、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振波長域内において良好な光学性能を有していることがわかる。
次に、図１１及び図１２を参照しながら本発明の別の実施の形態にかかる投影光学系を走査型投影露光装置に適用した第３の実施例について説明する。図１１及び図１２において、図１に示した部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付してある。
【００７３】
図１１に示す走査型投影露光装置において、図１に示した走査型投影露光装置と異なる所は、狭幅化されていない自然発振のエキシマレーザ光を供給するエキシマレーザ光源を含む発振器４０の代わりに、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束を供給する光源部４２を設けた点、および投影光学系ＰＬ中の主に各屈折光学系（Ｓ₁、Ｓ₂）の構成を変更した点である。なお、以上の相違点以外は、図１１に示す走査型投影露光装置と図１に示すものと同じあるため重複部分については説明を省略する。
【００７４】
さて、図１１に示すように、光源部４２は、例えば、所定の複数の波長、すなわちｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束を発する水銀アークランプと、この水銀アークランプからの光を集光する楕円鏡等の集光鏡と、この集光鏡を介した光束を所定の状態の光束（ほぼ平行光束等）に変換する集光光学系（コリメート系等）等を含んでいる。
【００７５】
従って、光源部４２から供給される光束、即ちｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束は適切な光束状態のもとで照明光学系４１へ導かれる。
このように、光源部４２にて供給される所定の複数の波長の光を有する光束（露光光）は、照明光学系４１を介してマスク１０上の回路パターンへ向かい、マスク１０上の所定の領域は、照明光学系４１からの照明光（露光光）によりほぼ均一の照度で照明される。そして、均一照明されたマスク１０のパターンからの光は、投影光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）を介して感光性基板３０に結像され、感光性基板３０上には、マスク１０のパターン像が形成される。このとき、マスクステージＭＳにて保持されているマスク１０と基板ステージＫＳにて保持されている基板３０とを一体的に移動させれば、マスク１０の全面パターン像が感光性基板３０上に露光することができる。
【００７６】
ここで、図１１に示す投影光学系は、露光光としている所定の複数の波長（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の光に対して色収差補正が施されている。
図１１において、投影光学系は、前記マスク１０上の回路パターンの一次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁と、この一次像からの光に基づいて前記基板３０上に回路パターンの正立正像（二次像）を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂とを有する。図１２では、各反射屈折型結像光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）のを拡大した様子を示している。
【００７７】
前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁は、前記マスク１０の面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設された反射面Ｐ_1a、Ｐ_1bを持つ直角プリズムＰ₁と、正の屈折力を有する第１正レンズ群Ｇ_1Pと、負の屈折力を有する第１負レンズ群Ｇ_1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ₁と、第１凹面反射鏡Ｍ₁とを有する。ここで、前記第１正レンズ群Ｇ_1Pは、両凸形状の正レンズ（第１の正レンズ）Ｌ_1P1と、第１凹面反射鏡Ｍ₁側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１の負レンズ）Ｌ_1P2と、両凸形状の正レンズ（第２の正レンズ）Ｌ_1P3とから構成され、前記第１負レンズ群Ｇ_1Nは、第１凹面反射鏡Ｍ₁側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１のメニスカスレンズ）Ｌ_1N1と、第１凹面反射鏡Ｍ₁側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ（第２のメニスカスレンズ）Ｌ_1N2とから構成される。
【００７８】
また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁の構成と全く同一であり、即ち、前記基板３０の面（ＸＹ平面）に対して45°で斜設された反射面Ｐ_2a、Ｐ_2bを持つ直角プリズムＰ２と、正の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ_2Pと、負の屈折力を有する第２負レンズ群Ｇ_2Nとから構成される第２屈折光学系Ｓ₂と、前記第２凹面反射鏡Ｍ２とを有する。
【００７９】
ここで、前記第２正レンズ群Ｇ_2Pは、両凸形状の正レンズ（第３の正レンズ）Ｌ_2P1と、第２凹面反射鏡Ｍ₂側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第２の負レンズ）Ｌ_2P2と、両凸形状の正レンズ（第４の正レンズ）Ｌ_2P3とから構成され、前記第２負レンズ群Ｇ_2Nは、第２凹面反射鏡Ｍ₂側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第３のメニスカスレンズ）Ｌ_2N1と、第２凹面反射鏡Ｍ₂側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ（第４のメニスカスレンズ）Ｌ_2N2とから構成される。
【００８０】
なお、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁により形成される回路パターンの一次像形成位置には、前記基板３０での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。また、上述の第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁においては、前記第１屈折光学系Ｓ₁の略後側焦点位置に前記第１凹面反射鏡Ｍ₁が配置されているため、上記マスク10側及び上記視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。さらに、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂においても、第２屈折光学系Ｓ₂の略後側焦点位置に前記第２凹面反射鏡Ｍ₂が配置されているため、前記視野絞りＦＳ側及び上記基板３０側においてテレセントリックとなる。従って、上記投影光学系ＰＬは、両側（上記マスク１０側及び上記基板３０側）テレセントリック光学系である。
【００８１】
さて、以下の表３には、図１１に示した第１及び第２反射屈折光学系（Ｋ₁、Ｋ₂)の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) からの第１凹面反射鏡Ｍ₁(又は第２凹面反射鏡Ｍ₂)までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎ_gは露光波長の光（ｇ線：４３６ｎｍ）に対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎ_hは露光波長の光（ｈ線：４０６ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎ_iは露光波長の光（ｉ線：３６５ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率を示している。
【００８２】
【表３】

なお、表３において、像高Ｙは４７ｍｍであり、物体面側での開口数Ｎ．Ａ．は０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００８３】
ここで、以下の表４に第３実施例の像高毎の波面収差のｒ．ｍ．ｓ．値をｇ線、ｈ線、ｉ線に対して、Ｗｒｍｓ（ｇ）、Ｗｒｍｓ（ｈ）、Ｗｒｍｓ（ｉ）として掲げる。
【００８４】
【表４】

表３に示すように第３実施例の投影光学系は各条件を満足しているため、上記表４に示す如く、本発明における第３の実施例の投影光学系は良好な光学性能を有していることが分かる。
【００８５】
次に、図１３を参照しながら図１１に示す投影光学系を構成する各反射屈折光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）の第４の実施例について説明する。図１３には第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁のみのレンズ構成図を示し、第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂は、第１反射屈折型結像光学系と同じ構成であるので、説明を省略している。また、説明を簡略化にするために、図１３においては、前記第１屈折光学系Ｓ₁( 又は第２屈折光学系Ｓ₂) の左側に配置されている光路偏向部材としての直角プリズムＰ₁( 又は直角プリズムＰ₂) の図示を省略している。第４の実施例では、これらの第１及び第２反射屈折型結像光学系を図１１に示すように直列に配置して投影光学系を構成する。
【００８６】
図１３に示す如く、第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁( 又は第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂) は、第１正レンズ群Ｇ_1P( 又は第２正レンズ群Ｇ_2P）及び第１負レンズ群Ｇ_1N（又は第２負レンズ群Ｇ_2N）との２群から構成される第１屈折光学系Ｓ₁( 又は第２屈折光学系Ｓ₂) と第１凹面反射鏡Ｍ₁( 又は第２凹面反射鏡Ｍ２)とを有する。
【００８７】
図１３に示す第４の実施例の反射屈折型結像光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）において、図１１に示す第３の実施例と異なる所は、正レンズ群（Ｇ_1P、Ｇ_2P）中の第２の正レンズの凹面反射鏡（Ｍ₁、Ｍ₂）側に負のメニスカスレンズ（Ｌ_1P4、Ｌ_2P4）を新たに配置した点である
前記第１正レンズ群Ｇ_1P( 又は前記第２正レンズ群Ｇ_2P）は、レンズＬ_1P1〜Ｌ_1P4( 又はレンズＬ_2P1〜Ｌ_2P4）から構成され、前記第１負レンズ群Ｇ_1N（又は前記第２負レンズ群Ｇ_2N）は、レンズＬ_1N1〜Ｌ_1N2( 又はレンズＬ_2N1〜Ｌ_2N2）から構成される。
【００８８】
そして、以下の表５には、図１３に示した投影光学系の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) からの第１凹面反射鏡Ｍ₁(又は第２凹面反射鏡Ｍ₂)までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎ_gは露光波長の光（ｇ線：４３６ｎｍ）に対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎ_hは露光波長の光（ｈ線：４０６ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎ_iは露光波長の光（ｉ線：３６５ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率を示している。
【００８９】
【表５】

なお、表５において、像高Ｙは４７ｍｍであり、物体面側での開口数Ｎ．Ａ．は０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００９０】
ここで、以下の表６に第４実施例の像高毎の波面収差のｒ．ｍ．ｓ．値をｇ線、ｈ線、ｉ線に対して、Ｗｒｍｓ（ｇ）、Ｗｒｍｓ（ｈ）、Ｗｒｍｓ（ｉ）として掲げる。
【００９１】
【表６】

表５に示すように第４実施例の投影光学系は各条件を満足しているため、上記表６に示す如く、本発明における第４の実施例の投影光学系は良好な光学性能を有していることが分かる。
【００９２】
なお、上述の実施例においては、本発明のよる投影光学系を第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁と第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂とに適応したが、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁の前記反射面Ｐ_1a、Ｐ_1bを持つ直角プリズムＰ₁の前記反射面Ｐ_1a又はＰ_1bのどちらか一方の反射面をダハ面を有するものとして、第１反射屈折型結像光学系を構成することにより等倍の正立正像を形成することも可能である。なお、このようなダハ面を有する光路偏向部材としては例えば特開平4-251812号に開示されている。
【００９３】
また、上述の各実施例においては、反射屈折型結像光学系（Ｋ₁、Ｋ₂）の負レンズ群（Ｇ_1N、Ｇ_2N）中の最も正レンズ群（Ｇ_1P、Ｇ_2P）側に配置された負レンズ（Ｌ_1N1、Ｌ_2N1）をメニスカス形状としたが、このレンズ（Ｌ_1N1、Ｌ_2N1）において負の屈折力を有していればどの様な形状とすることもできる。この場合、負レンズ（Ｌ_1N1、Ｌ_2N1）は凹面を有していることが好ましく、この負レンズ（Ｌ_1N1、Ｌ_2N1）と反射鏡（Ｍ₁、Ｍ₂）との間に配置されるメニスカスレンズ（Ｌ_1N2、Ｌ_2N2）は、負レンズ（Ｌ_1N1、Ｌ_2N1）に形成される凹面と対向した凹面を有していることがより望ましい。
【００９４】
また、上述の実施例において、走査型露光装置に適応される投影光学系を第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁と第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂とにより構成されるものとしたが、走査方向と直交する方向に複数の投影光学系（第１反射屈折型結像光学系Ｋ₁と第２反射屈折型結像光学系Ｋ₂とにより構成されるもの）を配置することにより、より広い露光領域を形成することも可能である。このような複数の投影光学系を千鳥配置するものとしては、例えば特開平8-211294号に開示されている。
【００９５】
このように、上述の実施の形態に係る各実施例によれば、本発明による投影光学系を適応したとき、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザやｇ線〜ｉ線等を含む広い波長域の紫外光等を用いた光学装置（投影露光装置、レーザ加工装置など）に対して良好な光学性能を付与することが可能となる。これにより、上記光学装置では、比較的広い波長域の遠紫外光を利用して被露光体上での露光エネルギーを高めることができ、高スループットを達成できる。
【００９６】
特に、上述の実施の形態に係る各実施例に記載の装置又は投影光学系を用いて基板に穴を形成する等の光加工を行う光加工方法（又は投影方法）や基板に所定のパターンを転写する露光方法を実行することにより良好なるデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。この場合における投影方法や露光方法としては、照明光学系４１を用いて第１物体（マスク１０）の所定領域（パターン領域）に紫外光（加工光）を導く工程（照明工程）と、投影光学系を用いて第１物体の所定領域の像（マスク１０のパターン像）を第２物体（感光性基板３０）に形成する工程（投影工程）を有することが好ましく、さらに、投影光学系に対して第１物体と第２物体とを移動させる工程（走査工程）を有することがより好ましい。
【００９７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、比較的広い波長域の遠紫外光を利用する光学装置に、良好な光学性能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図３】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図４】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図５】本発明による第１実施例の非点収差図である。
【図６】本発明による第２実施例を示すレンズ構成図である。
【図７】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図８】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図９】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図１０】本発明による第２実施例の非点収差図である。
【図１１】本発明による第３実施例の構成を示す図である。
【図１２】本発明による第３実施例を示すレンズ構成図である。
【図１３】本発明による第４実施例を示すレンズ構成図である。
【符号の説明】
Ｋ₁‥‥‥第１反射屈折型結像光学系
Ｋ₂‥‥‥第２反射屈折型結像光学系
Ｇ_1P‥‥第１正レンズ群
Ｇ_1N‥‥第１負レンズ群
Ｇ_2P‥‥第２正レンズ群
Ｇ_2N‥‥第２負レンズ群
Ｍ₁‥‥‥第１凹面反射鏡
Ｍ₂‥‥‥第２凹面反射鏡
Ｓ₁‥‥‥第１屈折光学系
Ｓ₂‥‥‥第２屈折光学系
１０‥‥‥マスク
３０‥‥‥基板
４１‥‥‥照明光学系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catadioptric projection optical system for forming an image of a first object (mask, reticle, etc.) on a second object (substrate, etc.) at substantially the same magnification. The present invention also provides a projection exposure apparatus that forms a mask image on a substrate coated with a photosensitive material based on broadband ultraviolet light, and projects ultraviolet light onto a polymer resin that can be laser ablated by ultraviolet light. The present invention relates to a projection optical apparatus used for manufacturing a device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) such as a laser processing apparatus for processing. Furthermore, the present invention also relates to an optical processing method, an exposure method, and a device manufacturing method for manufacturing the device.
[0002]
[Prior art]
For example, U.S. Pat. No. 5,696,631 discloses a projection optical system of equal magnification for an exposure apparatus using a KrF excimer laser emitting ultraviolet light having a wavelength of 248.4 nm.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the projection optical system disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,696,631 is a refractive optical system, there is a problem that the number of lens members constituting the optical system is larger than that of the catadioptric type. .
In addition, since the lens member is composed only of synthetic silica, an optical device using a non-narrowed KrF excimer laser (the half width of the oscillation wavelength is about 1 nm with respect to the central oscillation wavelength). When the projection optical system described above is used, there is a problem that good imaging performance cannot be obtained because chromatic aberration is not corrected. Therefore, the laser light source cannot be widened (not narrowed) in order to improve the exposure energy on the object to be exposed, and high throughput cannot be obtained.
[0004]
Therefore, the present invention provides a projection optical system that achieves good optical performance (particularly good chromatic aberration correction) despite a compact configuration with relatively few optical members, and has a simple configuration. It is an object of the present invention to obtain a projection optical apparatus and a scanning exposure apparatus that can achieve high throughput. Furthermore, another object of the present invention is to obtain an optical processing method and an exposure method capable of manufacturing a good device using the projection optical system, the projection optical apparatus, the scanning exposure apparatus, or the like.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a projection optical system according to one aspect of the present invention includes, for example, as shown in FIG.The light from the first object is imaged on the second object, and the first object (Ten) Image of the second object (30) A projection optical system for projecting upward,
  Positive lens group (G_1P) And a negative lens group having negative refractive power (G_1N) And concave reflector (M₁)
  In the positive lens group, the negative lens group, and the concave reflecting mirror, light from the first object reaches the concave reflecting mirror in order through the positive lens group and the negative lens group, and is reflected by the concave reflecting mirror. Positioned so that the emitted light is directed to the second object through the negative lens group and the positive lens group in order, and the first and second object sides are telecentric,
  The positive lens group includes at least a lens made of meteorite and having a positive refractive power, and a lens made of synthetic quartz and having a negative refractive power,
  The negative lens group includes a lens made of meteorite and having negative refractive power.
[0006]
According to a preferred aspect of the present invention, the negative lens group (G_1N) Has a first concave refracting surface having a concave shape and a second concave refracting surface having a concave surface facing the first concave refracting surface.
In this preferred embodiment, the negative lens group includes a first negative lens (L having the first concave refractive surface and negative refractive power)._1N1) And a first meniscus lens (L) having the second concave refracting surface disposed between the first negative lens and the concave reflecting mirror._1N2).
[0007]
Moreover, it is preferable that the projection optical system concerning one aspect of this invention has an aperture stop arrange | positioned at the reflective surface of the said concave reflecting mirror.
In the projection optical system according to one aspect of the present invention, light from the first object is guided to the positive lens group, and light from the concave reflecting mirror via the positive lens group is guided to the second object side. Optical path deflecting member (P₁).
[0008]
  In order to achieve the above object, a projection optical system according to another aspect of the present invention includes, for example, as shown in FIG.The light from the first object is imaged on the second object, and the first object (Ten) Image of the second object (30) A projection optical system for projecting upward,
  First positive lens group having positive refractive power (G_1P) And the first negative lens group (G_1N) And the first concave reflector (M₁) First imaging optical system (S)₁)When,
  Second positive lens group having positive refractive power (G_2P) And a second negative lens group having negative refractive power (G_2N) And the second concave reflector (M₂) Second imaging optical system (S)₂)
  In the first and second imaging optical systems, light from the first object reaches the first concave reflecting mirror through the first positive lens group and the first negative lens group in order, and the first concave reflection is performed. The light reflected by the mirror sequentially passes through the first negative lens group and the first positive lens group to form a primary image, and the light from the primary image forms the second positive lens group and the second negative lens. The light reaches the second concave reflecting mirror sequentially through the group, and the light reflected by the second concave reflecting mirror sequentially passes through the second negative lens group and the second positive lens group to form a secondary image on the second object. And so that the first and second object sides are telecentric,
  The first and second positive lens groups include at least a lens made of meteorite and having a positive refractive power, and a lens made of synthetic quartz and having a negative refractive power,
  The first and second negative lens groups include lenses made of meteorite and having negative refractive power.
[0009]
Here, according to a preferred aspect of the present invention, the first negative lens group (G_1N) Has a first concave refracting surface having a concave shape, and a second concave refracting surface having a concave surface facing the first concave refracting surface, and the second negative lens group (G_2N) Has a third concave refracting surface having a concave shape and a fourth concave refracting surface having a concave surface facing the third concave refracting surface.
In this preferred embodiment, the first negative lens group includes a first negative lens (L) having the first concave refractive surface and negative refractive power._1N1), And a first meniscus lens (L) having the second concave refracting surface and disposed between the first negative lens and the first concave reflecting mirror._1N2And the second negative lens group includes a second negative lens (L) having the third concave refracting surface and having a negative refractive power._2N1), And a second meniscus lens (L) having the second concave refracting surface disposed between the second negative lens and the second concave reflecting mirror._2N2).
[0010]
In the projection optical system according to another aspect of the present invention, it is preferable that the projection optical system includes an aperture stop disposed on at least one of the first and second concave reflecting mirrors.
In the projection optical system according to another aspect of the present invention, it is preferable that a field stop is disposed at the position of the primary image.
[0011]
In the projection optical system according to another aspect of the present invention, the light from the first object is guided to the first positive lens group, and the light from the first concave reflecting mirror passes through the first positive lens group. A first optical path deflecting member (P₁), And a second optical path for guiding light from the primary image to the second positive lens group and guiding light from the second concave reflecting mirror via the second positive lens group to the secondary image. Deflection member (P₂).
[0012]
The projection optical apparatus according to the present invention includes, as shown in FIG. 1, for example, a laser light source (40) that supplies a broadband ultraviolet laser beam and light from the laser light source to a predetermined region on the first object. An illumination optical system (41) for guiding and the projection optical system described above are provided, and an image in the predetermined area on the first object is formed on the second object by the projection optical system.
[0013]
If the projection optical system in each of the above aspects and preferred aspects is used, optical processing can be performed on the second object (workpiece). In this case, the optical processing method uses an illumination process for guiding broadband ultraviolet laser light to a predetermined area on the first object, and an image in the predetermined area on the first object using the projection optical system. Projecting on the second object.
[0014]
  By the way, this invention is not restricted to each aspect described above, It is good also as various aspects as shown below.
  In order to achieve the above object, a projection optical system according to still another aspect of the present invention includes, for example, as shown in FIGS.First object including a predetermined wavelength (Ten) Light from the second object (30) Imaged on the first object (Ten) Image of the second object (30) A projection optical system for projecting upward,
  Positive lens group (G_1P, G_2P) And a negative lens group having negative refractive power (G_1N, G_2N) And concave reflector (M₁, M₂)
  In the positive lens group, the negative lens group, and the concave reflecting mirror, light from the first object reaches the concave reflecting mirror in order through the positive lens group and the negative lens group, and is reflected by the concave reflecting mirror. Arranged so that the emitted light goes to the second object through the negative lens group and the positive lens group in order,
  The negative lens group (G_N1, G_N2) Is a negative lens (L_1N1, L_2N1) And the negative lens (L_1N1, L_2N1) And the concave reflector (M₁, M₂At least a meniscus lens (L1N2, L2N2) disposed between
  When the distance along the optical axis between the positive lens group and the negative lens group is D and the distance along the optical axis between the first meniscus lens and the second meniscus lens is L, It is configured to satisfy the relationship.
[0015]
0.01 <L / D <0.5
A preferred embodiment in this case According to such a projection optical system, the positive lens group (G_1P, G_2P) Is a first positive lens (L) having a positive refractive power in order from the first object side, as shown in FIG._1P1, L_2P1) And a first negative lens (L_1P2, L_2P2) And a second positive lens (L_1P3, L_2P3) And at least
The luminous flux has a predetermined first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁And the first wavelength λ₁Shorter second wavelength (h line: 406nm) λ₂And the second wavelength λ₂Shorter third wavelength (i-line: 365nm) λ_ThreeAnd
The first wavelength λ of the first negative lens in the positive lens group.₁The refractive index for n_n1(Λ₁), The second wavelength λ of the first negative lens in the positive lens group.₂The refractive index for n_n1(Λ₂), The third wavelength λ of the first negative lens in the positive lens group_ThreeThe refractive index for n_n1(Λ_Three), The first wavelength λ of the negative lens in the negative lens group₁The refractive index for n_m1(Λ₁), The second wavelength λ of the negative lens in the negative lens group₂The refractive index for n_m1(Λ₂), The third wavelength λ of the negative lens in the negative lens group_ThreeThe refractive index for n_m1(Λ_Three), It is preferable to satisfy the following relationship.
[0016]
ν_n= (N_n(Λ₂) -1) / (n_n(Λ_Three-N_n(Λ₁))
ν_m= (N_m(Λ₂) -1) / (n_m(Λ_Three-N_m(Λ₁))
ν_m1−ν_n1> 0
The projection optical system according to another preferred embodiment of the present invention has a first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁The positive lens group (G_1P, G_2P) PS Petzval sum_P(Λ₁) And the second wavelength (h-line: 406 nm) λ₂PS for Petzval sum of the positive lens group_P(Λ₂), Third wavelength (i-line: 365 nm) λ_ThreePS for the Petzval sum of the positive lens group_P(Λ_Three), It is desirable to satisfy the following relationship.
[0017]
0 <PS_P(Λ₂-PS_P(Λ₁) <0.00001
0 <PS_P(Λ_Three-PS_P(Λ₁) <0.00001
A projection optical system according to still another preferred embodiment of the present invention has a first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁PS for the Petzval sum of the negative lens group_N(Λ₁) And the second wavelength (h-line: 406 nm) λ₂PS for the Petzval sum of the negative lens group_N(Λ₂), Third wavelength (i-line: 365 nm) λ_ThreePS for the Petzval sum of the negative lens group_N(Λ_Three), It is more desirable to satisfy the following relationship.
[0018]
0 <PS_N(Λ₁) -PS_N(Λ₂) <0.00001
0 <PS_N(Λ₁) -PS_N(Λ_Three) <0.00001
If the projection optical system in each of the above aspects and preferred aspects is used, optical processing can be performed on the second object (workpiece). In this case, the optical processing method includes an illumination step for guiding a broadband ultraviolet laser beam as the light flux to a predetermined region on the first object, and the inside of the predetermined region on the first object using the projection optical system. Preferably, the method includes a projection step of forming an image of the second image on the second object.
[0019]
If the projection optical system in each of the above aspects and preferred aspects is used, a device can be manufactured by exposing the second object (workpiece). In this case, the device manufacturing method forms a pattern image of the mask on the photosensitive substrate as the second object by using the illumination process for guiding the light flux to the mask as the first object and the projection optical system. A projection step.
[0020]
  If the projection optical system in each of the above aspects and preferred aspects and an illumination optical system for guiding the light beam to the mask as the first object are provided in the exposure apparatus, the pattern image of the mask is generated by the projection optical system. It can be formed on a photosensitive substrate as the second object, and a good device can be manufactured.
  Furthermore, in order to achieve the above object, a scanning exposure apparatus according to still another aspect includes an illumination optical system (41) that illuminates a mask (10) on which a predetermined pattern is formed, as shown in FIG. )When,The mask (Ten) An image of the mask pattern is formed by imaging light from the photosensitive substrate (30) Project toA projection optical system, and exposing the photosensitive substrate with a pattern of the mask by moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system,
  The projection optical system condenses light from the first object to form a primary image (K₁), And a second catadioptric optical system (K) that collects light from the primary image to form a secondary image.₂) And
  The first catadioptric optical system (K₁) Is a first positive lens group (G_1P) And the first negative lens group (G_1N) And the first concave reflector (M₁) And
  In the first positive lens group, the first negative lens group, and the first concave reflecting mirror, light from the mask passes through the first positive lens group and the first negative lens group in order. 1 so that the light reflected by the first concave reflecting mirror sequentially passes through the first negative lens group and the first positive lens group to form the primary image. Arranged,
  The second catadioptric optical system (K₂) Is a second positive lens group (G_2P) And a second negative lens group (G_2N) And the second concave reflector (M₂)
  In the second positive lens group, the second negative lens group, and the second concave reflecting mirror, light from the primary image sequentially passes through the second positive lens group and the second negative lens group. Then, the light reaches the second concave reflecting mirror, and the light reflected by the second concave reflecting mirror sequentially passes through the second negative lens group and the second positive lens group to form the secondary image. Each placed in
  The first negative lens group includes a first meniscus lens (L_1N1) And the first meniscus lens (L_1N1) And the second concave reflecting mirror (M1), the second meniscus lens (L_1N2)
  The second negative lens group includes a third meniscus lens (L_2N1) And the third meniscus lens (L_2N1) And the second concave reflecting mirror (M2) and a fourth meniscus lens (L_2N2)
  The distance along the optical axis between the first positive lens group and the first negative lens group is D₁And D is the distance along the optical axis between the second positive lens group and the second negative lens group.₂, L is a distance along the optical axis between the first meniscus lens and the second meniscus lens.₁, The distance along the optical axis between the third meniscus lens and the fourth meniscus lens is L₂In this case, the following relationship is satisfied.
[0021]
0.01 <L₁/ D₁<0.5
0.01 <L₂/ D₂<0.5
In this case, according to the scanning exposure apparatus, the first positive lens group includes, in order from the mask side, the first positive lens having a positive refractive power and the first positive lens having a negative refractive power. And at least a second positive lens having a positive refractive power,
The second positive lens group includes, in order from the primary image side, a third positive lens having a positive refractive power, a second negative lens having a negative refractive power, and a first positive lens having a positive refractive power. 4 positive lenses,
The light has a predetermined first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁And the first wavelength λ₁Shorter second wavelength (h line: 406nm) λ₂And the second wavelength λ₂Shorter third wavelength (i-line: 365nm) λ_ThreeAnd
The first wavelength λ of the first negative lens in the first positive lens group₁The refractive index for n_n1(Λ₁), The second wavelength λ of the first negative lens in the first positive lens group.₂The refractive index for n_n1(Λ₂), The third wavelength λ of the first negative lens in the first positive lens group._ThreeThe refractive index for n_n1(Λ_Three), A first wavelength λ of the first meniscus lens in the first negative lens group.₁The refractive index for n_m1(Λ₁), The second wavelength λ of the first meniscus lens in the first negative lens group.₂The refractive index for n_m1(Λ₂), The third wavelength λ of the first meniscus lens in the second negative lens group._ThreeThe refractive index for n_m1(Λ_Three), The first wavelength λ of the second negative lens in the second positive lens group.₁The refractive index for n_n2(Λ₁), The second wavelength λ of the second negative lens in the second positive lens group.₂The refractive index for n_n2(Λ₂), The third wavelength λ of the second negative lens in the second positive lens group._ThreeThe refractive index for n_n2(Λ_Three), The first wavelength λ of the third meniscus lens in the second negative lens group.₁The refractive index for n_m3(Λ₁), The second wavelength λ of the third meniscus lens in the first negative lens group.₂The refractive index for n_m3(Λ₂), The third wavelength λ of the third meniscus lens in the second negative lens group._ThreeThe refractive index for n_m3(Λ_Three), It is more preferable to satisfy the following relationship.
[0022]
ν_n1= (N_n1(Λ₂) -1) / (n_n1(Λ_Three-N_n1(Λ₁))
ν_m1= (N_m1(Λ₂) -1) / (n_m1(Λ_Three-N_m1(Λ₁))
ν_m1−ν_n1> 0
ν_n2= (N_n2(Λ₂) -1) / (n_n2(Λ_Three-N_n2(Λ₁))
ν_m3= (N_m3(Λ₂) -1) / (n_m3(Λ_Three-N_m3(Λ₁))
ν_m3−ν_n2> 0
According to another preferred aspect of the scanning exposure apparatus, the first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁PS for the Petzval sum of the first positive lens group with respect to_P1(Λ₁) And the second wavelength (h-line: 406 nm) λ₂PS for the Petzval sum of the first positive lens group with respect to_P1(Λ₂), Third wavelength (i-line: 365 nm) λ_ThreePS for the Petzval sum of the first positive lens group with respect to_P1(Λ_Three), The first wavelength λ₁PS for the Petzval sum of the second positive lens group with respect to_P2(Λ₁) And the second wavelength λ₂PS for the Petzval sum of the second positive lens group with respect to_P2(Λ₂), The third wavelength λ_ThreePS is the Petzval sum of the second positive lens group_P2(Λ_Three), It is preferable to satisfy the following relationship.
[0023]
0 <PS_P1(Λ₂) -PS_P1(Λ₁) <0.00001
0 <PS_P1(Λ_Three) -PS_P1(Λ₁) <0.00001
0 <PS_P2(Λ₂) -PS_P2(Λ₁) <0.00001
0 <PS_P2(Λ_Three) -PS_P2(Λ₁) <0.00001
According to still another preferred aspect of the scanning exposure apparatus, the first wavelength (g-line: 436 nm) λ₁PS for the Petzval sum of the first negative lens group with respect to_N1(Λ₁) And the second wavelength (h-line: 406 nm) λ₂PS for the Petzval sum of the first negative lens group with respect to_N1(Λ₂), Third wavelength (i-line: 365 nm) λ_ThreePS for the Petzval sum of the first negative lens group for PS_N1(Λ_Three), The first wavelength λ₁PS for the Petzval sum of the second negative lens group with respect to_N2(Λ₁) And the second wavelength λ₂PS for the Petzval sum of the second negative lens group with respect to_N2(Λ₂), The third wavelength λ_ThreePS for the Petzval sum of the second negative lens group with respect to_N2(Λ_Three), It is desirable to satisfy the following relationship.
[0024]
0 <PS_N1(Λ₁-PS_N1(Λ₂) <0.00001
0 <PS_N1(Λ₁-PS_N1(Λ_Three) <0.00001
0 <PS_N2(Λ₁-PS_N2(Λ₂) <0.00001
0 <PS_N2(Λ₁-PS_N2(Λ_Three) <0.00001
Moreover, if the scanning exposure apparatus in each of the above aspects and preferred aspects is used, a photosensitive device (second object) can be exposed to produce a good device. The device manufacturing method in this case includes an illumination step of illuminating the mask using the illumination optical system, a projection step of forming a pattern image of the mask on the photosensitive substrate using the projection optical system, Preferably, the method includes a scanning step of moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In one embodiment of the present invention as described above, for example, ultraviolet light from a KrF excimer laser that is not narrowed (the half width of the oscillation wavelength is about 1 nm with respect to the central oscillation wavelength of 248.4 nm) is used. Even when used as a light source for illuminating an object, the positive lens group (first and second positive lens groups) having a positive refractive power is a lens made of at least one meteorite having a positive refractive power; By including a lens made of synthetic quartz having negative refractive power, chromatic aberration can be corrected.
[0026]
Further, the negative lens group (first and second negative lens groups) includes at least one lens made of meteorite having negative refractive power, so that the ultraviolet light from the laser that is not narrowed. It is possible to reduce the difference in the amount of field curvature generated based on the difference in wavelength.
In the present invention, not only a KrF excimer laser that is not narrowed but also a laser light source such as an ArF excimer laser that is not narrowed can be applied.
[0027]
Further, by arranging a concave reflecting mirror in the vicinity of the rear focal position of the composite optical system composed of a positive lens group having a positive refractive power and a negative lens group having a negative refractive power, a positive lens group and a negative lens group And a catadioptric optical system composed of a concave reflecting mirror can be a telecentric optical system on the object side and the image side (the back focal point of the composite optical system composed of the first positive lens group and the first negative lens group). The first concave reflecting mirror is disposed in the vicinity of the position, and the second concave reflecting mirror is disposed in the vicinity of the rear focal position of the combining optical system including the second positive lens group and the second negative lens group. And the second imaging optical system can be a telecentric optical system on the object side and the image side).
[0028]
Further, by providing first and second concave refracting surfaces (first to fourth concave refracting surfaces) with the concave surfaces facing each other in the negative lens group (first and second negative lens groups), tangential. The flatness of the image plane and the sagittal image plane can be improved.
Then, by arranging an aperture stop on the reflecting surface of the concave reflecting mirror (at least one of the first and second concave reflecting mirrors), it is possible to make the vignetting free (a state in which there is no vignetting at any image height). It becomes possible. In this configuration, since the refractive power arrangement of the catadioptric optical system including the positive lens group, the negative lens group, and the concave reflecting mirror is symmetric with respect to the concave mirror, the occurrence of lateral chromatic aberration can be suppressed, and the positive lens group In the negative lens group, it is only necessary to correct only the longitudinal chromatic aberration.
[0029]
As another embodiment of the present invention, as described above, ultraviolet light from a non-narrowed KrF excimer laser (the half width of the oscillation wavelength is about 1 nm with respect to the central oscillation wavelength of 248.4 nm) is used. When used as a light source for illuminating the first object, or illuminates the first object with light from a light source unit that supplies light including g-line (436 nm), h-line (406 nm), i-line (365 nm), etc. When used as light, correction of chromatic aberration is possible, and the improvement in throughput can be greatly improved.
[0030]
That is, in this embodiment, the negative lens group (G_1N, G_2N) Is a negative lens (first meniscus lens L) having a first concave refractive surface._1N1Or the third meniscus lens L_2N1) And a second concave meniscus lens (second meniscus lens L)_1N2Or 4th meniscus lens L_2N2) And a positive lens group (G in the projection optical system)_1P, G_2P) And negative lens group (G_1N, G_2N) (Group interval D: first positive lens group G)_1P And the first negative lens group G_1N The axial distance D of the space formed between₁Or the second positive lens group G_2P And the second negative lens group G_2N The axial distance D of the space formed between₂), A space formed between two lenses having a concave refractive surface (lens spacing L: first meniscus lens L)_1N1And second meniscus lens L_1N2The axial distance L of the space formed between₁Or 3rd meniscus lens L_2N1And 4th meniscus lens L_2N2The axial distance L of the space formed between₂) Is made appropriate, both the correction of chromatic aberration and the miniaturization of the optical system can be made sufficiently compatible.
[0031]
Specifically, it is desirable to satisfy the following expression (1), or (2) and (3).
[0032]
[Expression 1]
(1) 0.01 <L / D <0.5
(2) 0.01 <L₁/ D₁<0.5
(3) 0.01 <L₂/ D₂<0.5
Here, if the lower limit value of the equations (1) to (3) is exceeded, D (D₁Or D₂) Increases, and the catadioptric optical system (K₁, K₂) Physical dimensions will increase. As a result, the apparatus itself is undesirably increased in size. Further, when the lower limit value of the expressions (1) to (3) is exceeded, the positive lens group (G_1P, G_2PWhen the focal length is long, there is a disadvantage that it is difficult to correct chromatic aberration. Further, when the lower limit value of the expressions (1) to (3) is exceeded, the negative lens group (G_1N, G_2N) Is not preferable because the spherical aberration is insufficiently corrected.
[0033]
On the contrary, if the upper limit value of the expressions (1) to (3) is exceeded, the negative lens group (G_1N, G_2N) Becomes short, which makes correction of chromatic aberration difficult, and spherical aberration becomes overcorrected. In order to sufficiently correct chromatic aberration and spherical aberration, it is more preferable to set the upper limit of the above equations (1) to (3) to 0.2.
[0034]
Further, based on the above configuration, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, a light beam including three wavelengths of a first wavelength g-line, a second wavelength h-line, and a third wavelength i-line is used. The dispersion ν of the first negative lens in the positive lens group_n(First negative lens L of the first positive lens group_1P2Variance ν_n1Or the second negative lens L of the second positive lens group_2P2Variance ν_n2) Is the dispersion ν of the negative lens arranged closest to the positive lens group in the negative lens group._m(Dispersion ν of the first meniscus lens in the negative lens group_m1Or the dispersion ν of the third meniscus lens in the negative lens group_m3) Is preferably relatively smaller.
[0035]
Specifically, the positive lens group (G_1P, G_2P) Is a first positive lens (L_1P1, L_2P1)) And a first negative lens (L_1P2, L_2P2) And a second positive lens (L_1P3, L_2P3) And a positive lens group (G_1P, G_2P) In the first negative lens (L_1P2, L_2P2) First wavelength λ₁The refractive index for n_n(Λ₁), Positive lens group (G_1P, G_2P) In the first negative lens (L_1P2, L_2P2) Second wavelength λ₂The refractive index for n_n(Λ₂), Positive lens group (G_1P, G_2P) In the first negative lens (L_1P2, L_2P2) Third wavelength λ_ThreeThe refractive index for n_n(Λ_Three), Negative lens group (G_1N, G_2N) Negative lens (L_1N1, L_2N1) First wavelength λ₁The refractive index for n_m(Λ₁), Negative lens group (G_1N, G_2N) Negative lens (L_1N1, L_2N1) Second wavelength λ₂The refractive index for n_m(Λ₂), Negative lens group (G_1N, G_2N) Negative lens (L_1N1, L_2N1) Third wavelength λ_ThreeThe refractive index for n_m(Λ_Three), It is preferable to satisfy the following relationships (4) to (6).
[0036]
[Expression 2]
(4) ν_n= (N_n(Λ₂) -1) / (n_n(Λ_Three-N_n(Λ₁))
(5) ν_m= (N_m(Λ₂) -1) / (n_m(Λ_Three-N_m(Λ₁))
(6) ν_m−ν_n> 0
The first negative lens in the positive lens group (L_1P2, L_2P2) Variance ν_nIs defined as shown in the above equation (4), and the negative lens (L_1N1, L_2N1) Variance ν_mIs defined as shown in equation (5) above.
[0037]
In other words, the above expressions (4) to (6) can be expressed as the following expressions (8) to (12).
[0038]
[Equation 3]
(7) ν_n1= (N_n1(Λ₂) -1) / (n_n1(Λ_Three-N_n1(Λ₁))
(8) ν_m1= (N_m1(Λ₂) -1) / (n_m1(Λ_Three-N_m1(Λ₁))
(9) ν_m1−ν_n1> 0
(10) ν_n2= (N_n2(Λ₂) -1) / (n_n2(Λ_Three-N_n2(Λ₁))
(11) ν_m3= (N_m3(Λ₂) -1) / (n_m3(Λ_Three-N_m3(Λ₁))
(12) ν_m3−ν_n2> 0
However, n_n1(Λ₁) Is the first positive lens group G_1P Inside first negative lens L_1P2First wavelength λ₁Refractive index for n_n1(Λ₂) Is the first negative lens L in the first positive lens group G1P_1P2Second wavelength λ₂Refractive index for n_n1(Λ_Three) Is the first positive lens group G_1P Inside first negative lens L_1P2Third wavelength λ_ThreeRefractive index for n_m1(Λ₁) Is the first negative lens group G_1N The first positive lens group G_1P Negative lens (first meniscus lens) L_1N1First wavelength λ₁Refractive index for n_m1(Λ₂) Is the first negative lens group G_1N The first positive lens group G_1P Negative lens (first meniscus lens) L_1N1Second wavelength λ₂Refractive index for n_m1(Λ_Three) Is the first negative lens group G_1N The first positive lens group G_1P Negative lens (first meniscus lens) L_1N1Third wavelength λ_ThreeRefractive index for n_n2(Λ₁) Is the second positive lens group G_2P Second negative lens L in_2P2First wavelength λ₁Refractive index for n_n2(Λ₂) Is the second positive lens group G_2P Second negative lens L in_2P2Second wavelength λ₂Refractive index for n_n2(Λ_Three) Is the second positive lens group G_2P Inside the second negative lens L_2P2Third wavelength λ_ThreeRefractive index for n_m3(Λ₁) Is the second negative lens group G_2N Second most positive lens group G_2P Negative lens (third meniscus lens) L_2N1First wavelength λ₁Refractive index for n_m3(Λ₂) Is the second negative lens group G_2N Second most positive lens group G_2P Negative lens (third meniscus lens) L_2N1Second wavelength λ₂Refractive index for n_m3(Λ_Three) Is the second negative lens group G_2N Second most positive lens group G_2P Negative lens (third meniscus lens) L_2N1Third wavelength λ_ThreeIs the refractive index.
[0039]
Here, if the relationship of the above formulas (6), (9), and (12) is not satisfied, the first wavelength λ₁, Second wavelength λ₂And the third wavelength λ_ThreeIt is difficult to reduce the difference in curvature of field with respect to each wavelength.
Further, a positive lens group (first and second positive lens groups G for a plurality of predetermined wavelengths)._1P, G_2P) So that the difference in Petzval sum of_1P, G_2P) Is preferable.
[0040]
Specifically, the first wavelength λ₁Positive lens group (G_1P, G_2P) PS Petzval sum_P(Λ₁) And the second wavelength λ₂Positive lens group (G_1P, G_2P) PS Petzval sum_P(Λ₂), Third wavelength λ_ThreePositive lens group (G_1P, G_2P) PS Petzval sum_P(Λ_Three), It is preferable to satisfy the relationship of the following expressions (13) and (14).
[0041]
[Expression 4]
(13) 0 <PS_P(Λ₂) -PS_P(Λ₁) <0.00001
(14) 0 <PS_P(Λ_Three) -PS_P(Λ₁) <0.00001
In other words, the above expressions (13) to (14) can be expressed as the following expressions (15) to (18).
[0042]
[Equation 5]
(15) 0 <PS_P1(Λ₂) -PS_P1(Λ₁) <0.00001
(16) 0 <PS_P1(Λ_Three) -PS_P1(Λ₁) <0.00001
(17) 0 <PS_P2(Λ₂) -PS_P2(Λ₁) <0.00001
(18) 0 <PS_P2(Λ_Three) -PS_P2(Λ₁) <0.00001
However, PS_P1(Λ₁) Is the first wavelength λ₁First positive lens group G against_1P Petzval sum, PS_P1(Λ₂) Is the second wavelength λ₂First positive lens group G against_1P Petzval sum, PS_P1(Λ_Three) Is the third wavelength λ_ThreeFirst positive lens group G against_1P Petzval sum, PS_P2(Λ₁) Is the first wavelength λ₁Second positive lens group G for_2P Petzval sum, PS_P2(Λ₂) Is the second wavelength λ₂Second positive lens group G for_2P Petzval sum, PS_P2(Λ_Three) Is the third wavelength λ_ThreeSecond positive lens group G for_2P The Petzval sum.
[0043]
Here, if the upper limit value of the expressions (13) to (18) is exceeded, the positive lens group (G_1P, G_2P) At the first wavelength λ₁The second wavelength λ with respect to the curvature of field due to₂And the third wavelength λ_ThreeThis is not preferable because the difference in the amount of curvature of field due to the image becomes large, making it difficult to obtain a good image. On the contrary, if the lower limit of the expressions (13) to (18) is exceeded, the positive lens group (G_1P, G_2P) At a shorter wavelength (first wavelength λ₁The second wavelength λ₂And the third wavelength λ_Three) Petzval sum is small, and positive lens group (G_1P, G_2P) And negative lens group (G_1N, G_2N), It is difficult to correct the Petzval sum.
[0044]
Furthermore, a negative lens group (first and second negative lens groups G for a plurality of predetermined wavelengths)._1N, G_2N) So that the difference in Petzval sum of_1N, G_2N) Is preferable.
Specifically, the first wavelength λ₁Negative lens group (G_1N, G_2N) PS Petzval sum_N(Λ₁) And the second wavelength λ₂Negative lens group (G_1N, G_2N) PS Petzval sum_N(Λ₂), Third wavelength λ_ThreeNegative lens group (G_1N, G_2N) PS Petzval sum_N(Λ_Three), It is preferable to satisfy the relationship of the following formulas (19) and (20).
[0045]
[Formula 6]
(19) 0 <PS_N(Λ₁) -PS_N(Λ₂) <0.00001
(20) 0 <PS_N(Λ₁) -PS_N(Λ_Three) <0.00001
In other words, the above expressions (19) to (20) can be expressed as the following expressions (15) to (24).
[0046]
[Expression 7]
(21) 0 <PS_N1(Λ₁) -PS_N1(Λ₂) <0.00001
(22) 0 <PS_N1(Λ₁) -PS_N1(Λ_Three) <0.00001
(23) 0 <PS_N2(Λ₁) -PS_N2(Λ₂) <0.00001
(24) 0 <PS_N2(Λ₁) -PS_N2(Λ_Three) <0.00001
However, PS_N1(Λ₁) Is the first wavelength λ₁Negative lens group G for_1N Petzval sum, PS_N1(Λ₂) Is the second wavelength λ₂Negative lens group G for_1N Petzval sum, PS_N1(Λ_Three) Is the third wavelength λ_ThreeNegative lens group G for_1N Petzval sum, PS_N2(Λ₁) Is the first wavelength λ₁Second negative lens group G for_2N Petzval sum, PS_N2(Λ₂) Is the second wavelength λ₂Second negative lens group G for_2N Petzval sum, PS_N2(Λ_Three) Is the third wavelength λ_ThreeSecond negative lens group G for_2N The Petzval sum.
[0047]
Here, if the upper limit value of the equations (19) to (24) is exceeded, the negative lens group (G_1N, G_2N) At the first wavelength λ₁The second wavelength λ with respect to the curvature of field due to₂And the third wavelength λ_ThreeThis is not preferable because the difference in the amount of curvature of field due to the image becomes large, making it difficult to obtain a good image. Conversely, if the lower limit value of the equations (19) to (24) is exceeded, the negative lens group (G_1N, G_2N) At a shorter wavelength (first wavelength λ₁The second wavelength λ₂And the third wavelength λ_Three) Of Petzval sum, and negative lens group (G_1N, G_2N) And positive lens group (G_1P, G_2P), It is difficult to correct the Petzval sum.
[0048]
Now, examples according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the embodiments described later, an example in which the present invention is applied to an exposure apparatus is described as a representative. However, a workpiece to be subjected to drilling or uneven processing on a substrate stage KS to be described later is described. An optical processing mask having an opening or the like to be drilled or processed on the workpiece instead of the exposure mask 10 on the mask stage MS (described later) is arranged instead of the substrate 30. If it arrange | positions, it will become possible to use the exposure apparatus shown in each Example as an optical processing apparatus using an ablation action.
[0049]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example in which a projection optical system according to an embodiment of the present invention is applied to a scanning projection exposure apparatus. In FIG. 1, the direction (scanning direction) in which the mask 10 on which a predetermined pattern is formed and the substrate 30 coated with a resist are transported is the X axis, and the direction orthogonal to the X axis is in the plane of the mask 10. The Y axis and the normal direction of the mask 10 are set to the Z axis.
[0050]
In FIG. 1, the projection optical system is a first catadioptric imaging optical system K that forms a primary image of a circuit pattern on the mask 10.₁And a second catadioptric imaging optical system K that forms an erect image (secondary image) of the circuit pattern on the substrate 30 based on the light from the primary image.₂And have. The first catadioptric imaging optical system K₁Is a reflecting surface P inclined at 45 ° to the surface (XY plane) of the mask 10_1a, P_1bRight-angle prism P with₁And a first positive lens group G having a positive refractive power_1PAnd a first negative lens group G having negative refractive power_1NA first refractive optical system S1 and a first concave reflecting mirror M.₁And have.
[0051]
Here, the first positive lens group G_1PIs a lens L made of meteorite and having positive refractive power_1P1And a lens L made of synthetic quartz and having a negative refractive power_1P2And a lens L made of meteorite and having a positive refractive power_1P3And a lens L made of meteorite and having a positive refractive power_1P ^FourThe first negative lens group G_1NIs made of meteorite, said first concave reflector M₁First negative lens L having a negative refractive power in a shape with a concave surface facing the side_1N1And the first positive lens group G_1PThe first meniscus lens L with the concave surface facing the side_1N2It consists of.
[0052]
The second catadioptric imaging optical system K₂Is the first catadioptric imaging optical system K₁In other words, the reflection surface P is inclined at 45 ° with respect to the surface (XY plane) of the substrate 30._2a, P_2bRight-angle prism P with₂And a second positive lens group G having a positive refractive power_2PAnd a second negative lens group G having negative refractive power_2NThe second refractive optical system S composed of₂And the second concave reflecting mirror M₂And have.
[0053]
Here, the second positive lens group G_2PIs a lens L made of meteorite and having positive refractive power_2P1And a lens L made of synthetic quartz glass and having negative refractive power_2P2And a lens L made of meteorite and having a positive refractive power_2P3And a lens L made of meteorite and having a positive refractive power_2P4The second negative lens group G_2NIs made of meteorite, said second concave reflector M₂A second negative lens L2N1 having a negative refractive power in a shape with a concave surface facing the side, and the second positive lens group G_2PSecond meniscus lens L with concave surface facing side_2N2It consists of.
[0054]
The first catadioptric imaging optical system K₁A field stop FS that defines a projection area on the substrate 30 is provided at a primary image formation position of the circuit pattern formed by the above.
Now, the oscillator 40 oscillates a KrF excimer laser beam that is not narrowed, and the laser beam from the oscillator 40 travels toward the circuit pattern on the mask 10 via the illumination optical system 41, and passes through a predetermined pattern on the mask 10. The area is illuminated with substantially uniform illuminance by illumination light (exposure light) from the illumination optical system 41. In addition, as the illumination optical system 41, what is generally used in the said technical field can be used.
[0055]
The light passing through this circuit pattern travels along the direction represented by the −Z direction in FIG.₁Reflective surface P_1aThe first positive lens group G is deflected by 90 ° and travels in the + X direction in the figure._1P(L_1P1~ L_1P4). The first positive lens group G_1PThe light incident on the first negative lens group G_1N(L_1N1~ L_1N2) Through the first concave reflecting mirror M₁To reach. Here, the first concave reflecting mirror M1 includes the first refractive optical system S.₁(G_1P, G_1N) Near the rear focal position. That is, the first concave reflecting mirror M₁Is the first catadioptric imaging optical system K₁Located on the pupil plane. The first refractive optical system S₁The rear focal position is the right-angle prism P₁The first concave reflecting mirror M with the side as the front side₁This is the position of the rear focal point when the side is the rear side.
[0056]
Next, the first concave reflecting mirror M₁The light reflected by the first negative lens group G_1NAnd the first positive lens group G_1PAnd proceeding along the -X direction in the figure through₁Reflective surface P_1bHead for.
And the right angle prism P₁Reflective surface P_1bThe light reaching the reflecting surface P_1bIs deflected by approximately 90 ° and travels in the −Z direction in the figure to form a primary image of the circuit pattern at the position of the field stop FS. In this primary image, the lateral magnification in the X direction is about +1 times, and the lateral magnification in the Y direction is about -1. The light from the primary image is emitted from the second catadioptric imaging optical system K.₂Then, a secondary image of the circuit pattern is formed on the substrate 30. Here, the lateral magnification of the secondary image in the X and Y directions is approximately +1 times. That is, the secondary image formed on the substrate 30 is an erect image. The second catadioptric imaging optical system K₂The function of the first catadioptric imaging optical system K is₁Since this is equivalent to the function of, detailed explanation is omitted here.
[0057]
Thus, since the image of the circuit pattern formed on the substrate 30 is an erect image, the mask 10 held on the mask stage MS and the substrate 30 held on the substrate stage KS are integrated. If they are moved in the same direction (or synchronized with another), scanning exposure can be performed. When the mask stage MS and the substrate stage KS are moved together, for example, the mask stage MS and the substrate stage KS may be provided on the carriage and the carriage may be moved.
[0058]
In addition, the first catadioptric imaging optical system K described above.₁In the first refractive optical system S₁In the vicinity of the rear focal position of the first concave reflecting mirror M₁Therefore, telecentricity is provided on the mask 10 side and the field stop FS side. The second catadioptric imaging optical system K₂In the second refractive optical system S₂Since the second concave reflecting mirror M2 is disposed in the vicinity of the rear focal position, telecentricity is achieved on the field stop FS side and the substrate 30 side. Therefore, the projection optical system PL is a telecentric optical system on both sides (the mask 10 side and the substrate 30 side).
[0059]
Table 1 below shows the first and second catadioptric projection optical systems (K₁, K₂) The values of specifications and the corresponding values are listed. However, the leftmost number is the first concave reflecting mirror M from the object side (or primary image).₁(Or second concave reflector M₂), R is the radius of curvature of the lens surface or reflecting surface, and d is the lens surface interval. D is a positive lens group (G_1P, G_2P) And negative lens group (G_1N, G_2N) On-axis distance (group spacing) to D)₁Is the first positive lens group G_1PAnd first negative lens group G_1NOn-axis distance between groups (group spacing), D₂Is the axial distance (group spacing) between the second positive lens group G2P and the second negative lens group G2N, and L is the negative lens group (G_1N, G_2N) Two meniscus lenses (L_1N1And L_1N2Or L_2N1And L_2N2) On-axis distance (lens spacing), L₁Is the first negative lens group G_1NThe first meniscus lens L_1N1And the second meniscus lens L_1N2On-axis distance between lens (lens spacing), L₂Is the second negative lens group G_2N3rd meniscus lens L_2N1And 4th meniscus lens L_2N2Is the on-axis distance (lens interval).
[0060]
The refractive indexes of synthetic quartz and meteorite are as follows.
Wavelength (nm) Meteorite Synthetic quartz
247.9 1.46807 1.50867
248.4 1.46788 1.50839
248.9 1.46769 1.50811
[0061]
[Table 1]

[Values corresponding to conditions of the first embodiment]
D = D₁= D₂= 275
L = L₁= L₂= 14.8
L / D = L₁/ D₁= L₂/ D₂= 0.0538
In Table 1, the image height Y is 46 mm, and the numerical aperture N.I. A. Is 0.1. The 0th surface indicates the object surface or the image surface.
[0062]
Here, in the optical system shown in Table 1, the first refractive optical system S is used.₁First positive lens group G_1P(L_1P1~ L_1P4) Lens L having positive refractive power_1P1(Focal length 352.1mm) and lens L with positive refractive power_1P3(Focal distance 328.5mm) is from fluorite and lens lens L with negative refractive power_1P2(Focal length -212.7mm) is made of synthetic quartz, and the first negative lens group G_1N(L_1N1~ L_1N2) Lens L having negative refractive power_1N1It can be seen that (focal length -1688.8mm) is composed of meteorites.
[0063]
2, 3 and 4 are coma aberration diagrams in the tangential plane and in the sagittal plane, respectively. Here, FIG. 2 is a coma aberration diagram at an oscillation center wavelength λ = 248.4 nm of a non-narrowed KrF excimer laser, FIG. 3 is a coma aberration diagram at a short wavelength side λ = 247.9 nm of a half-value width, FIG. Is a coma aberration diagram at the long wavelength side λ = 248.9 nm of the half width. 2, 3, and 4, the curve indicated by the dotted line represents the coma aberration in the tangential plane, and the curve indicated by the solid line represents the coma aberration in the sagittal plane. FIG. 5 is an astigmatism diagram at each wavelength. In the figure, a curve indicated by a dotted line indicates a focal position in the tangential plane, and a curve indicated by a solid line indicates a focal position in the sagittal plane.
[0064]
In these FIGS. 2 to 5, the oscillation center wavelength λ = 248.4 nm of the non-narrowed KrF excimer laser is WLC, the half wavelength half wavelength λ = 247.9 nm is WLS, and the long wavelength The wavelength of the side λ = 248.9 nm is WLL.
From these aberration diagrams, it can be seen that the first example of the present invention has good optical performance in the oscillation wavelength range of the KrF excimer laser which is not narrowed.
[0065]
Next, a first catadioptric imaging optical system K constituting the projection optical system with reference to FIG.₁(Or second catadioptric imaging optical system K₂The second embodiment will be described. FIG. 6 shows the first catadioptric imaging optical system K.₁2 shows a lens configuration diagram of the second catadioptric imaging optical system K₂Since this is the same configuration as the first catadioptric imaging optical system, description thereof is omitted. In order to simplify the description, the first refractive optical system S is shown in FIG.₁(Or second refractive optical system S₂Right angle prism P as an optical path deflecting member disposed on the left side of₁(Or right-angle prism P₂) Is omitted. In the second embodiment, these first and second catadioptric imaging optical systems are arranged in series as shown in FIG. 1 to form a projection optical system.
[0066]
As shown in FIG. 6, the first catadioptric imaging optical system K₁(Or second catadioptric imaging optical system K₂) Is the first positive lens group G_1P(Or the second positive lens group G_2P) And the first negative lens group G_1N(Or second negative lens group G_2N) And the first refractive optical system S composed of two groups₁(Or second refractive optical system S₂) And the first concave reflector M₁(Or second concave reflector M₂)
[0067]
The first positive lens group G_1P(Or the second positive lens group G_2P) Is the lens L_1P1~ L_1P5(Or lens L_2P1~ L_2P5), And the first negative lens group G_1N(Or the second negative lens group G_2N) Is the lens L_1N1~ L_1N2(Or lens L_2N1~ L_2N2).
In Table 2 below, values of specifications of the projection optical system shown in FIG. 6 are listed. However, the leftmost number is the first concave reflecting mirror M from the object side (or primary image).₁(Or second concave reflector M₂), R is the radius of curvature of the lens surface or reflecting surface, and d is the lens surface interval.
[0068]
[Table 2]

[Values corresponding to conditions of the second embodiment]
D = D₁= D₂= 241.6
L = L₁= L₂= 10
L / D = L₁/ D₁= L₂/ D₂= 0.0414
In Table 2, the image height Y is 46 mm, and the numerical aperture N.I. A. Is 0.1. The 0th surface indicates the object surface or the image surface.
[0069]
Here, in the optical system shown in Table 2, the first refractive optical system S is used.₁First positive lens group G_1P(L_1P1~ L_1P5) Lens L having positive refractive power_1P1(Focal length 307.2mm) and lens L with positive refractive power_1P4(Focal length 335.9mm) and lens L with positive refractive power_1P5(Focal distance 755.2mm) is a lens lens L made of fluorite and having negative refractive power_1P2(Focal length -596.9mm) and lens lens L with negative refractive power_1P3(Focal distance -382.8mm) means synthetic quartz, and the first negative lens group G_1N(L_1N1~ L_1N2) Lens L having negative refractive power_1N1It can be seen that (focal length -1217.3mm) is composed of meteorites.
[0070]
7, 8 and 9 are coma aberration diagrams in the tangential plane and in the sagittal plane, respectively. 7 is a coma aberration diagram at an oscillation center wavelength λ = 248.4 nm of a non-narrowed KrF excimer laser, FIG. 8 is a coma aberration diagram at the short wavelength side λ = 247.9 nm of the half width, FIG. Is a coma aberration diagram at the long wavelength side λ = 248.9 nm of the half width. In FIGS. 7, 8, and 9, the curve indicated by the dotted line represents the coma aberration in the tangential plane, and the curve indicated by the solid line represents the coma aberration in the sagittal plane.
[0071]
FIG. 10 is an astigmatism diagram at each wavelength. In the figure, a curve indicated by a dotted line indicates a focal position in the tangential plane, and a curve indicated by a solid line indicates a focal position in the sagittal plane.
In these FIGS. 7 to 10, the oscillation center wavelength λ = 248.4 nm of the non-narrowed KrF excimer laser is WLC, the half wavelength half wavelength λ = 247.9 nm is WLS, and the long wavelength The wavelength of the side λ = 248.9 nm is WLL.
[0072]
From these aberration diagrams, it can be seen that the second embodiment of the present invention has good optical performance within the oscillation wavelength range of the KrF excimer laser that is not narrowed.
Next, a third example in which the projection optical system according to another embodiment of the present invention is applied to a scanning projection exposure apparatus will be described with reference to FIGS. 11 and 12, members having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0073]
The scanning projection exposure apparatus shown in FIG. 11 differs from the scanning projection exposure apparatus shown in FIG. 1 in place of an oscillator 40 including an excimer laser light source for supplying a naturally oscillated excimer laser light that is not narrowed. Are provided with a light source unit 42 for supplying a light beam including g-line (436 nm), h-line (405 nm) and i-line (365 nm), and each refractive optical system (S₁, S₂) Is changed. Except for the above differences, the scanning projection exposure apparatus shown in FIG. 11 is the same as that shown in FIG.
[0074]
As shown in FIG. 11, the light source unit 42 includes, for example, a mercury arc lamp that emits a light beam including a plurality of predetermined wavelengths, that is, g-line (436 nm), h-line (405 nm), and i-line (365 nm), A condensing mirror such as an elliptical mirror that condenses the light from this mercury arc lamp, and a condensing optical system (collimating system) that converts the light beam that passes through this condensing mirror into a light beam in a predetermined state (substantially parallel light beam, etc.) Etc.).
[0075]
Therefore, a light beam supplied from the light source unit 42, that is, a light beam including g-line (436 nm), h-line (405 nm) and i-line (365 nm) is guided to the illumination optical system 41 under an appropriate light beam state.
In this way, the light beam (exposure light) having light of a plurality of predetermined wavelengths supplied by the light source unit 42 travels toward the circuit pattern on the mask 10 via the illumination optical system 41 and passes through the predetermined pattern on the mask 10. The area is illuminated with substantially uniform illuminance by illumination light (exposure light) from the illumination optical system 41. Then, the light from the pattern of the mask 10 that is uniformly illuminated is projected into the projection optical system (K₁, K₂) To form a pattern image of the mask 10 on the photosensitive substrate 30. At this time, if the mask 10 held by the mask stage MS and the substrate 30 held by the substrate stage KS are moved together, the entire pattern image of the mask 10 is exposed on the photosensitive substrate 30. can do.
[0076]
Here, in the projection optical system shown in FIG. 11, chromatic aberration correction is performed on light having a plurality of predetermined wavelengths (g-line, h-line, i-line) as exposure light.
In FIG. 11, the projection optical system is a first catadioptric imaging optical system K that forms a primary image of a circuit pattern on the mask 10.₁And a second catadioptric imaging optical system K that forms an erect image (secondary image) of the circuit pattern on the substrate 30 based on the light from the primary image.₂And have. In FIG. 12, each catadioptric imaging optical system (K₁, K₂) Is enlarged.
[0077]
The first catadioptric imaging optical system K₁Is a reflecting surface P inclined at 45 ° to the surface (XY plane) of the mask 10_1a, P_1bRight-angle prism P with₁And a first positive lens group G having a positive refractive power_1PAnd a first negative lens group G having negative refractive power_1NThe first refractive optical system S composed of₁And the first concave reflecting mirror M₁And have. Here, the first positive lens group G_1PIs a biconvex positive lens (first positive lens) L_1P1And the first concave reflecting mirror M₁Meniscus negative lens (first negative lens) L with convex surface facing to the side_1P2And a biconvex positive lens (second positive lens) L_1P3The first negative lens group G_1NIs the first concave reflector M₁Meniscus negative lens (first meniscus lens) L with the concave surface facing side_1N1And the first concave reflecting mirror M₁Meniscus-shaped positive lens (second meniscus lens) L with a convex surface facing the side_1N2It consists of.
[0078]
The second catadioptric imaging optical system K₂Is the first catadioptric imaging optical system K₁In other words, the reflection surface P is inclined at 45 ° with respect to the surface (XY plane) of the substrate 30._2a, P_2bAnd a second positive lens group G having positive refractive power_2PAnd a second negative lens group G having negative refractive power_2NThe second refractive optical system S composed of₂And the second concave reflecting mirror M2.
[0079]
Here, the second positive lens group G_2PIs a biconvex positive lens (third positive lens) L_2P1And the second concave reflecting mirror M₂Meniscus negative lens (second negative lens) L with the convex surface facing the side_2P2And a biconvex positive lens (fourth positive lens) L_2P3The second negative lens group G_2NIs the second concave reflecting mirror M₂Meniscus negative lens (third meniscus lens) L with the concave surface facing side_2N1And the second concave reflecting mirror M₂Meniscus-shaped positive lens (fourth meniscus lens) L with the convex surface facing the side_2N2It consists of.
[0080]
The first catadioptric imaging optical system K₁A field stop FS that defines a projection area on the substrate 30 is provided at a primary image formation position of the circuit pattern formed by the above. In addition, the first catadioptric imaging optical system K described above.₁In the first refractive optical system S₁Of the first concave reflecting mirror M at a substantially rear focal position of₁Therefore, telecentricity is provided on the mask 10 side and the field stop FS side. Further, the second catadioptric imaging optical system K₂In the second refractive optical system S₂The second concave reflecting mirror M at a substantially rear focal position of₂Therefore, telecentricity is provided on the field stop FS side and the substrate 30 side. Therefore, the projection optical system PL is a telecentric optical system on both sides (the mask 10 side and the substrate 30 side).
[0081]
Table 3 below shows the first and second catadioptric optical systems (K) shown in FIG.₁, K₂) Values of specifications and values corresponding to conditions. However, the leftmost number is the first concave reflecting mirror M from the object side (or primary image).₁(Or second concave reflector M₂), R is the radius of curvature of the lens surface or reflecting surface, d is the lens surface interval, n_gIs the refractive index of the medium (optical material) for light of exposure wavelength (g-line: 436 nm), n_hIs the refractive index of the medium (optical material) with respect to light of exposure wavelength (h line: 406 nm), n_iIndicates the refractive index of the medium (optical material) with respect to light of the exposure wavelength (i-line: 365 nm).
[0082]
[Table 3]

In Table 3, the image height Y is 47 mm, and the numerical aperture N.I. A. Is 0.1. The 0th surface indicates the object surface or the image surface.
[0083]
Here, in Table 4 below, r.e. of wavefront aberration for each image height in the third example is shown. m. s. Values are listed as Wrms (g), Wrms (h), and Wrms (i) for g line, h line, and i line.
[0084]
[Table 4]

As shown in Table 3, since the projection optical system of the third example satisfies each condition, the projection optical system of the third example of the present invention has good optical performance as shown in Table 4 above. You can see that
[0085]
Next, referring to FIG. 13, each catadioptric optical system (K) constituting the projection optical system shown in FIG.₁, K₂The fourth embodiment will be described. FIG. 13 shows the first catadioptric imaging optical system K.₁2 shows a lens configuration diagram of the second catadioptric imaging optical system K₂Since this is the same configuration as the first catadioptric imaging optical system, description thereof is omitted. In order to simplify the description, the first refractive optical system S is shown in FIG.₁(Or second refractive optical system S₂Right angle prism P as an optical path deflecting member disposed on the left side of₁(Or right-angle prism P₂) Is omitted. In the fourth embodiment, the first and second catadioptric imaging optical systems are arranged in series as shown in FIG. 11 to form a projection optical system.
[0086]
As shown in FIG. 13, the first catadioptric imaging optical system K₁(Or second catadioptric imaging optical system K₂) Is the first positive lens group G_1P(Or the second positive lens group G_2P) And the first negative lens group G_1N(Or second negative lens group G_2N) And the first refractive optical system S composed of two groups₁(Or second refractive optical system S₂) And the first concave reflector M₁(Or the second concave reflecting mirror M2).
[0087]
The catadioptric imaging optical system (K) of the fourth embodiment shown in FIG.₁, K₂) Is different from the third embodiment shown in FIG. 11 in that the positive lens group (G_1P, G_2P) Second positive lens concave reflector (M)₁, M₂) Side negative meniscus lens (L_1P4, L_2P4) Is a newly placed point
The first positive lens group G_1P(Or the second positive lens group G_2P) Is the lens L_1P1~ L_1P4(Or lens L_2P1~ L_2P4), And the first negative lens group G_1N(Or the second negative lens group G_2N) Is the lens L_1N1~ L_1N2(Or lens L_2N1~ L_2N2).
[0088]
Table 5 below lists values and condition corresponding values of the projection optical system shown in FIG. However, the leftmost number is the first concave reflecting mirror M from the object side (or primary image).₁(Or second concave reflector M₂), R is the radius of curvature of the lens surface or reflecting surface, d is the lens surface interval, n_gIs the refractive index of the medium (optical material) for light of exposure wavelength (g-line: 436 nm), n_hIs the refractive index of the medium (optical material) with respect to light of exposure wavelength (h line: 406 nm), n_iIndicates the refractive index of the medium (optical material) with respect to light of the exposure wavelength (i-line: 365 nm).
[0089]
[Table 5]

In Table 5, the image height Y is 47 mm, and the numerical aperture N.I. A. Is 0.1. The 0th surface indicates the object surface or the image surface.
[0090]
Here, in Table 6 below, r.e. of wavefront aberration for each image height in the fourth example is shown. m. s. Values are listed as Wrms (g), Wrms (h), and Wrms (i) for g line, h line, and i line.
[0091]
[Table 6]

As shown in Table 5, since the projection optical system of the fourth example satisfies each condition, the projection optical system of the fourth example of the present invention has good optical performance as shown in Table 6 above. You can see that
[0092]
In the above-described embodiments, the projection optical system according to the present invention is the first catadioptric imaging optical system K.₁And second catadioptric imaging optical system K₂The first catadioptric imaging optical system K₁The reflective surface P of_1a, P_1bRight-angle prism P with₁The reflective surface P of_1aOr P_1bIt is also possible to form an equal-magnification erect image by constructing the first catadioptric imaging optical system with either one of the reflecting surfaces having a roof surface. An optical path deflecting member having such a roof surface is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-251812.
[0093]
In each of the above-described embodiments, the catadioptric imaging optical system (K₁, K₂) Negative lens group (G_1N, G_2N) Most positive lens group (G_1P, G_2P) Side negative lens (L_1N1, L_2N1) Has a meniscus shape, but this lens (L_1N1, L_2N1) Can have any shape as long as it has a negative refractive power. In this case, the negative lens (L_1N1, L_2N1) Preferably has a concave surface, and this negative lens (L_1N1, L_2N1) And reflector (M₁, M₂Meniscus lens (L)_1N2, L_2N2) Is the negative lens (L_1N1, L_2N1It is more desirable to have a concave surface opposite to the concave surface formed in (1).
[0094]
In the above-described embodiment, the projection optical system adapted to the scanning exposure apparatus is the first catadioptric imaging optical system K.₁And second catadioptric imaging optical system K₂However, a plurality of projection optical systems (first catadioptric imaging optical system K in the direction perpendicular to the scanning direction).₁And second catadioptric imaging optical system K₂It is also possible to form a wider exposure area. An arrangement in which a plurality of such projection optical systems are arranged in a staggered manner is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-211294.
[0095]
As described above, according to each example according to the above-described embodiment, when the projection optical system according to the present invention is applied, a wide wavelength range including a KrF excimer laser and g-line to i-line that are not narrowed. Good optical performance can be imparted to an optical apparatus (such as a projection exposure apparatus or a laser processing apparatus) using ultraviolet light. Thereby, in the said optical apparatus, the exposure energy on a to-be-exposed body can be raised using the far ultraviolet light of a comparatively wide wavelength range, and high throughput can be achieved.
[0096]
In particular, an optical processing method (or projection method) for performing optical processing such as forming a hole in the substrate using the apparatus or projection optical system described in each example according to the above-described embodiment, or a predetermined pattern on the substrate. By executing the exposure method for transferring, a good device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. In this case, the projection method and the exposure method include a step (illumination step) of guiding ultraviolet light (processing light) to a predetermined region (pattern region) of the first object (mask 10) using the illumination optical system 41, and projection optics. It is preferable to include a step (projection step) of forming an image of a predetermined area of the first object (pattern image of the mask 10) on the second object (photosensitive substrate 30) using the system, and further to the projection optical system. It is more preferable to have a step (scanning step) of moving the first object and the second object.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide good optical performance to an optical device that uses far ultraviolet light in a relatively wide wavelength range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a coma aberration diagram of the first example according to the present invention.
FIG. 3 is a coma aberration diagram of the first example according to the present invention.
FIG. 4 is a coma aberration diagram of the first example according to the present invention.
FIG. 5 is an astigmatism diagram of the first example according to the present invention.
FIG. 6 is a lens configuration diagram showing a second example according to the present invention.
FIG. 7 is a coma aberration diagram of a second example according to the present invention.
FIG. 8 is a coma aberration diagram of a second example according to the present invention.
FIG. 9 is a coma aberration diagram of the second example according to the present invention.
FIG. 10 is an astigmatism diagram of the second embodiment according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment according to the present invention.
FIG. 12 is a lens configuration diagram showing a third example according to the present invention.
FIG. 13 is a lens configuration diagram showing a fourth example according to the present invention.
[Explanation of symbols]
K₁1st catadioptric imaging optical system
K₂2nd catadioptric imaging optical system
G_1PFirst positive lens group
G_1NFirst negative lens group
G_2P2nd positive lens group
G_2N2nd negative lens group
M₁... 1st concave reflector
M₂2nd concave reflector
S₁1st refractive optical system
S₂2nd refractive optical system
10 ... Mask
30 ... Substrate
41 Illumination optics

Claims

In a projection optical system that images light from a first object including a predetermined wavelength onto a second object and projects an image of the first object onto the second object,
A positive lens group having a positive refractive power, a negative lens group having a negative refractive power, and a concave reflecting mirror,
In the positive lens group, the negative lens group, and the concave reflecting mirror, light from the first object reaches the concave reflecting mirror in order through the positive lens group and the negative lens group, and is reflected by the concave reflecting mirror. Arranged so that the emitted light goes to the second object through the negative lens group and the positive lens group in order,
The negative lens group includes at least a negative lens having a first concave refracting power surface, and a meniscus lens having a second concave refracting power surface disposed between the negative lens and the concave reflecting mirror. Including
The distance along the optical axis of the space formed between the positive lens group and the negative lens group is D, and the light in the space formed between the negative lens and the meniscus lens in the negative lens group A projection optical system satisfying the following relationship, where L is a distance along the axis.
0.01 <L / D <0.5

The positive lens group includes, in order from the first object side, a first positive lens having positive refractive power, a first negative lens having negative refractive power, and a second positive lens having positive refractive power. And at least a lens,
The luminous flux has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The refractive index for the first wavelength λ ₁ of the first negative lens in the positive lens group is n _n (λ ₁ ), and the refractive index for the second wavelength λ ₂ of the first negative lens in the positive lens group. N _n (λ ₂ ), the refractive index of the first negative lens in the positive lens group with respect to the third wavelength λ ₃ , n _n (λ ₃ ), the first wavelength of the negative lens in the negative lens group lambda refractive index n _m for the _₁ (λ _1), first of the refractive index with respect to the second wavelength lambda ₂ of the negative lens in the negative lens group n _m (λ _2), the negative lens in the negative lens group The projection optical system according to claim 1 , wherein the following relationship is satisfied when the refractive index for the three wavelengths λ ₃ is n _m (λ ₃ ).
ν _n = (n _n (λ ₂ ) −1) / (n _n (λ ₃ ) −n _n (λ ₁ ))
ν _m = (n _m (λ ₂ ) −1) / (n _m (λ ₃ ) −n _m (λ ₁ ))
ν _m −ν _n > 0

The luminous flux has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The Petzval sum of the positive lens group for the first wavelength λ ₁ is PS _P (λ ₁ ), the Petzval sum of the positive lens group for the second wavelength λ ₂ is PS _P (λ ₂ ), and the third _3. The projection optical system according to claim 1 , wherein the following relationship is satisfied when the Petzval sum of the positive lens group with respect to the wavelength λ ₃ is PS _P (λ ₃ ).
0 <PS _P (λ ₂ ) −PS _P (λ ₁ ) <0.00001
0 <PS _P (λ ₃ ) −PS _P (λ ₁ ) <0.00001

The luminous flux has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The Petzval sum of the negative lens group for the first wavelength λ ₁ is PS _N (λ ₁ ), the Petzval sum of the negative lens group for the second wavelength λ ₂ is PS _N (λ ₂ ), and the third 4. The projection optical according to claim 1 , wherein the following relation is satisfied when the Petzval sum of the negative lens group with respect to the wavelength λ ₃ is PS _N (λ ₃ ): system.
0 <PS _N (λ ₁ ) −PS _N (λ ₂ ) <0.00001
0 <PS _N (λ ₁ ) −PS _N (λ ₃ ) <0.00001

An illumination step for guiding a broadband ultraviolet laser beam as the luminous flux to a predetermined area on the first object;
An optical processing method comprising: a projection step of forming an image in the predetermined area on the first object on the second object using the projection optical system according to claim 7.

An illumination process for guiding the luminous flux to a mask as the first object;
An exposure method comprising: a projection step of forming a pattern image of the mask on a photosensitive substrate as the second object using the projection optical system according to any one of claims 1 to 4 .

An illumination optical system that guides the luminous flux to a mask as the first object, and a projection optical system according to any one of claims 1 to 4 ,
A projection optical apparatus, wherein the pattern image of the mask is formed on the photosensitive substrate as the second object by the projection optical system.

An illumination optical system that illuminates a mask on which a predetermined pattern is formed, and a projection optical system that forms an image of light from the mask and projects an image of the mask pattern onto a photosensitive substrate, the projection optical system including In the scanning type exposure apparatus for exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate by relatively moving the mask and the photosensitive substrate,
The projection optical system condenses light from the first object to form a primary image, and condenses light from the primary image to form a secondary image. A second catadioptric optical system,
The first catadioptric optical system includes a first positive lens group having a positive refractive power, a first negative lens group having a negative refractive power, and a first concave reflecting mirror,
In the first positive lens group, the first negative lens group, and the first concave reflecting mirror, light from the mask passes through the first positive lens group and the first negative lens group in order. 1 so that the light reflected by the first concave reflecting mirror sequentially passes through the first negative lens group and the first positive lens group to form the primary image. Arranged,
The second catadioptric optical system includes a second positive lens group having a positive refractive power, a second negative lens group having a negative refractive power, and a second concave reflecting mirror,
In the second positive lens group, the second negative lens group, and the second concave reflecting mirror, light from the primary image sequentially passes through the second positive lens group and the second negative lens group. Then, the light reaches the second concave reflecting mirror, and the light reflected by the second concave reflecting mirror sequentially passes through the second negative lens group and the second positive lens group to form the secondary image. Each placed in
The first negative lens group includes a first meniscus lens having a negative refractive power, and a second meniscus lens disposed between the first meniscus lens and the first concave reflecting mirror. And
The second negative lens group includes a third meniscus lens having a negative refractive power, and a fourth meniscus lens disposed between the third meniscus lens and the second concave reflecting mirror. And
The distance along the optical axis of the space formed between the first positive lens of the first negative lens group and group and D _1, the second of said second negative lens group and a positive lens group L _1, the distance along the optical axis of the space formed between the distance along the optical axis of the space formed between D _2, the first meniscus lens and the second meniscus lens between the first A scanning exposure apparatus characterized by satisfying the following relationship, where L ₂ is a distance along the optical axis of a space formed between the 3 meniscus lens and the fourth meniscus lens.
0.01 <L ₁ / D ₁ <0.5
0.01 <L ₂ / D ₂ <0.5

The first positive lens group includes, in order from the mask side, a first positive lens having a positive refractive power, a first negative lens having a negative refractive power, and a second positive lens having a positive refractive power. And at least a positive lens,
The second positive lens group includes, in order from the primary image side, a third positive lens having a positive refractive power, a second negative lens having a negative refractive power, and a first positive lens having a positive refractive power. 4 positive lenses,
The light has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The refractive index of the first negative lens in the first positive lens group with respect to the first wavelength λ ₁ is n _n1 (λ ₁ ), and the second of the first negative lens in the first positive lens group. The refractive index for the wavelength λ ₂ is n _n1 (λ ₂ ), the refractive index for the third wavelength λ ₃ of the first negative lens in the first positive lens group is n _n1 (λ ₃ ), and the first the refractive index for the first wavelength lambda ₁ of the first meniscus lens in the negative lens group n _m1 (λ _1), the refractive index with respect to the second wavelength lambda ₂ of the first of said first meniscus lens in the negative lens group N _m1 (λ ₂ ), and the refractive index of the first meniscus lens in the first negative lens group with respect to the third wavelength λ ₃ is n _m1 (λ ₃ ), and the first positive lens group in the second positive lens group. the first refractive index for the wavelength lambda ₁ of the second negative lens n _n2 (λ _1), the second wavelength of the second of said second negative lens in the positive lens group lambda ₂ N _n2 (λ ₂₎ the refraction index against, the second refractive index with respect to the third wavelength lambda ₃ of the second negative lens in the positive lens group n _n2 (λ _3), said second negative lens group n _m3 (lambda ₁₎ the refractive index for the first wavelength lambda ₁ of the third meniscus lens in the second refractive index to the wavelength lambda ₂ of the third meniscus lens in the second negative lens group n _m3 (Λ ₂ ), where the refractive index with respect to the third wavelength λ ₃ of the third meniscus lens in the second negative lens group is nm ₃ (λ ₃ ), the following relationship is satisfied: The scanning exposure apparatus according to claim 8 .
ν _n1 = (n _n1 (λ ₂ ) −1) / (n _n1 (λ ₃ ) −n _n1 (λ ₁ ))
ν _m1 = (n _m1 (λ ₂ ) −1) / (n _m1 (λ ₃ ) −n _m1 (λ ₁ ))
ν _m1 −ν _n1 > 0
ν _n2 = (n _n2 (λ ₂ ) −1) / (n _n2 (λ ₃ ) −n _n2 (λ ₁ ))
ν _m3 = (n _m3 (λ ₂ ) -1) / (n _m3 (λ ₃ ) −n _m3 (λ ₁ ))
ν _m3 −ν _n2 > 0

The light has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The Petzval sum of the first positive lens group for the first wavelength λ ₁ is PS _P1 (λ ₁ ), and the Petzval sum of the first positive lens group for the second wavelength λ ₂ is PS _P1 (λ _2), the third the Petzval sum of the first positive lens group with respect to the wavelength lambda ₃ PS _P1 (lambda _3), the Petzval sum of the second positive lens group with respect to the first wavelength lambda ₁ PS _P2 ( lambda ₁₎ and then, the second wavelength lambda said second Petzval sum of the positive lens group for ₂ PS _P2 (lambda _2), the Petzval sum of the second positive lens group with respect to the third wavelength lambda ₃ PS The scanning exposure apparatus according to claim 8 or 9 , wherein when _P2 (λ ₃ ) is satisfied, the following relationship is satisfied.
0 <PS _P1 (λ ₂ ) −PS _P1 (λ ₁ ) <0.00001
0 <PS _P1 (λ ₃ ) −PS _P1 (λ ₁ ) <0.00001
0 <PS _P2 (λ ₂ ) −PS _P2 (λ ₁ ) <0.00001
0 <PS _P2 (λ ₃ ) −PS _P2 (λ ₁ ) <0.00001

The light has a predetermined first wavelength λ ₁ , a second wavelength λ ₂ shorter than the first wavelength λ _1, and a third wavelength λ ₃ shorter than the second wavelength λ ₂ .
The Petzval sum of the first negative lens group for the first wavelength λ ₁ is PS _N1 (λ ₁ ), and the Petzval sum of the first negative lens group for the second wavelength λ ₂ is PS _N1 (λ _2), the third the Petzval sum of the first negative lens unit with respect to the wavelength lambda ₃ PS _N1 (lambda _3), the Petzval sum of the second negative lens group with respect to the first wavelength lambda ₁ PS _N2 ( lambda ₁₎ and then, the second wavelength Petzval sum of the second negative lens group with respect to _{_{_{λ 2 PS N2 (λ 2)}}} , the Petzval sum of the second negative lens group with respect to the third wavelength lambda ₃ PS _11. The scanning exposure apparatus according to claim 8, wherein _{N 2} (λ ₃ ) satisfies the following relationship.
0 <PS _N1 (λ ₁ ) −PS _N1 (λ ₂ ) <0.00001
0 <PS _N1 (λ ₁ ) −PS _N1 (λ ₃ ) <0.00001
0 <PS _N2 (λ ₁ ) −PS _N2 (λ ₂ ) <0.00001
0 <PS _N2 (λ ₁ ) −PS _N2 (λ ₃ ) <0.00001

In the exposure method for manufacturing a device using the scanning exposure apparatus according to any one of claims 8 to 11 ,
An illumination step of illuminating the mask using the illumination optical system;
A projection step of forming a pattern image of the mask on the photosensitive substrate using the projection optical system;
An exposure method comprising: a scanning step of moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system.

In a projection optical system that images light from a first object onto a second object and projects an image of the first object onto the second object,
A positive lens group having a positive refractive power, a negative lens group having a negative refractive power, and a concave reflecting mirror,
In the positive lens group, the negative lens group, and the concave reflecting mirror, light from the first object reaches the concave reflecting mirror in order through the positive lens group and the negative lens group, and is reflected by the concave reflecting mirror. Positioned so that the emitted light travels through the negative lens group and the positive lens group in turn toward the second object, and the first and second object sides are telecentric,
The positive lens group includes at least a lens made of meteorite and having a positive refractive power, and a lens made of synthetic quartz and having a negative refractive power,
The projection optical system, wherein the negative lens group includes a lens made of meteorite and having negative refractive power.

The projection optical system according to claim 13 , wherein the negative lens group includes a first concave refractive surface having a concave shape and a second concave refractive surface having a concave surface directed toward the first concave refractive surface. system.

The negative lens group is disposed between the first negative lens having the first concave refracting surface and having negative refracting power, and the first negative lens and the concave reflecting mirror. The projection optical system according to claim 14 , further comprising a first meniscus lens having a surface.

In a projection optical system that images light from a first object onto a second object and projects an image of the first object onto the second object,
A first imaging optical system including a first positive lens group having a positive refractive power, a first negative lens group having a negative refractive power, and a first concave reflecting mirror;
A second imaging optical system comprising a second positive lens group having a positive refractive power, a second negative lens group having a negative refractive power, and a second concave reflecting mirror;
In the first and second imaging optical systems, light from the first object reaches the first concave reflecting mirror through the first positive lens group and the first negative lens group in order, and the first concave reflection is performed. The light reflected by the mirror sequentially passes through the first negative lens group and the first positive lens group to form a primary image, and the light from the primary image forms the second positive lens group and the second negative lens. The light reaches the second concave reflecting mirror sequentially through the group, and the light reflected by the second concave reflecting mirror sequentially passes through the second negative lens group and the second positive lens group to form a secondary image on the second object. And so that the first and second object sides are telecentric,
The first and second positive lens groups include at least a lens made of meteorite and having a positive refractive power, and a lens made of synthetic quartz and having a negative refractive power,
The projection optical system according to claim 1, wherein the first and second negative lens groups include lenses made of meteorite and having negative refractive power.

A laser light source for supplying broadband ultraviolet laser light;
An illumination optical system for guiding light from the laser light source to a predetermined area on the first object;
A projection optical system according to any one of claims 13 to 16 ,
A projection optical apparatus, wherein the projection optical system forms an image in the predetermined area on the first object on the second object.

An illumination process for guiding broadband ultraviolet laser light to a predetermined area on the first object;
A projection step of forming an image in the predetermined region on the first object on the second object using the projection optical system according to any one of claims 13 to 16. Method.