JP4245286B2 - 反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置に関し、特に半導体素子などをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に最適な高解像の反射屈折型の投影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の製造や半導体チップ実装基板の製造では、微細化がますます進んでおり、パターンを焼き付ける露光装置ではより解像力の高い投影光学系が要求されてきている。この高解像の要求を満足するには、露光光を短波長化し、且つＮＡ（投影光学系の開口数）を大きくしなければならない。しかしながら、露光光の波長が短くなると、光の吸収のため実用に耐える光学ガラスの種類が限られてくる。たとえば、波長が１８０ｎｍ以下になると、実用上使える硝材は蛍石だけとなる。
【０００３】
この場合、屈折光学部材（レンズ、平行平面板など）だけで投影光学系を構成すると、形成された屈折型の投影光学系では色収差の補正が全く不可能となる。換言すると、要求される解像力を有する投影光学系を屈折光学部材だけで構成することは非常に難しいものとなる。これに対して、反射光学部材すなわち反射鏡のみで投影光学系を構成することも試みられている。
【０００４】
しかしながら、この場合、形成される反射型の投影光学系は大型化し、且つ反射面の非球面化が必要となる。なお、反射面を高精度に非球面化することは、製作の面で極めて困難である。そこで、短波長光の使用に耐える光学ガラスからなる屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた、いわゆる反射屈折型の縮小光学系が種々提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
その中で、凹面反射鏡を１枚だけ用いて中間像を１回だけ形成するタイプの反射屈折光学系が知られている。このタイプの反射屈折光学系では、凹面反射鏡を含む往復兼用光学系部分が負レンズだけを含み、正のパワーを有する屈折光学部材を含んでいない。その結果、光束が広がった状態で凹面反射鏡に入射するため、凹面反射鏡の径が大きくなりがちであった。
【０００６】
特に、凹面反射鏡を含む往復兼用光学系部分が完全対称型の構成を有する場合、この往復兼用光学系部分での収差の発生を極力抑えて後続の屈折光学系部分の収差補正負担を軽くしている。しかしながら、対称型の往復兼用光学系を採用しているため、第１面付近でのワーキングディスタンスを十分に確保しにくく、また光路分岐のためにハーフプリズムを使用しなければならなかった。
【０００７】
また、中間像の形成位置よりも後方に配置される２次結像光学系に凹面反射鏡を使用する場合、光学系の必要な明るさを確保するためには、光束が広がった状態で凹面反射鏡に入射することになる。その結果、凹面反射鏡の径が大きくなりがちであり、その小型化が困難であった。
【０００８】
一方、複数枚の反射鏡を用いて中間像を１回だけ形成するタイプの反射屈折光学系も知られている。このタイプの反射屈折光学系では、屈折光学系部分のレンズ枚数を削減できる可能性がある。しかしながら、このタイプの反射屈折光学系では、以下の不都合があった。
【０００９】
上述のような構成の往復兼用光学系部分を縮小側である第２面側に配置するタイプの反射屈折光学系では、縮小倍率の関係から、反射鏡で反射された後の第２面（ウェハ面）までの距離を十分に長く確保することができない。このため、この光路中にあまり多くの枚数のレンズを挿入することができず、得られる光学系の明るさが限られた値にならざるを得なかった。また、高い開口数を有する光学系をたとえ実現することができたとしても、限られた長さの光路中に多くの屈折光学部材が配置されるため、第２面であるウェハ面と最も第２面側のレンズ面との距離、いわゆるワーキングディスタンスＷＤを十分に長く確保することができなかった。
【００１０】
従来の反射屈折光学系においては、光路を折り曲げる必要があり、必然的に複数の光軸（光学系を構成する屈折曲面または反射曲面の曲率中心を連ねる直線のことをいう）を有することになる。その結果、光学系を形成するために複数の鏡筒を要し、光軸相互の調整作業が非常に困難になり、高精度の光学系を実現することができなかった。なお、中央に開口部（光透過部）を有する一対の反射鏡を用いることにより、すべての光学部材を単一の直線状光軸に沿って配置したタイプの反射屈折光学系も可能である。しかしながら、このタイプの反射屈折光学系では、反射鏡で反射されることなく光軸に沿って進行する不要光を遮るために、中心光束の遮蔽すなわち中心遮蔽が必要になる。その結果、中心遮蔽に起因して特定の周波数のパターンでコントラストの低下が起こるという不都合があった。
【００１１】
また、従来の反射屈折光学系では、有効な視野絞りおよび開口絞りを設置すべき位置を確保することができなかった。さらに、上述したように、従来の反射屈折光学系では、ワーキングディスタンスを十分に長く確保することができなかった。また、上述したように、従来の反射屈折光学系では、凹面反射鏡が大型化し易く、光学系の小型化を図ることができなかった。
【００１２】
さらに、ＥＰ１０６９４４８Ａ１に開示された反射屈折光学系では、第２面側（ウェハ側）のワーキングディスタンスが確保され、単一光軸に沿って構成されているという利点があるが、第１面側（マスク側）のワーキングディスタンス（第１面であるマスク面と最も第１面側のレンズ面との距離）を十分に長く確保することができないという不都合があった。また、ＷＯ０１／５１９７９Ａ２に開示された反射屈折光学系では、反射鏡の径が大きくなり過ぎるため、十分に大きな開口数を達成することができないという不都合があった。同様に、特開２００１−２２８４０１号公報に開示された反射屈折光学系においても、反射鏡の径が大きくなり過ぎるため、十分に大きな開口数を達成することができないという不都合があった。
【００１３】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、調整が容易で高精度に光学系を製造することができ、高解像を達成することのできる反射屈折光学系を提供することを目的とする。
【００１８】
さらに、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として使用し、０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明の露光装置を用いて、たとえば０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことにより、高精度なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、少なくとも２つの反射鏡を有し、第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学系と、
少なくとも２つの反射鏡を有し、前記第１結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成するための第２結像光学系と、
前記第２結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上に形成するための屈折型の第３結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系、前記第２結像光学系および前記第３結像光学系を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。
【００２１】
第１発明の好ましい態様によれば、前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間の光路中にはフィールドレンズが配置されている。また、前記第１結像光学系は、前記２つの反射鏡と、少なくとも１つのレンズ成分とを有することが好ましい。さらに、前記第１結像光学系と前記フィールドレンズとの合成光学系は、第１面側および第２面側にテレセントリックな光学系を構成していることが好ましい。
【００２２】
また、第１発明の好ましい態様によれば、前記第１結像光学系は、前記２つの反射鏡の間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有する。また、前記第２結像光学系は、前記２つの反射鏡の間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有することが好ましい。
【００２３】
本発明の第２発明では、第１面と第２面との間の光路中に前記第１面の中間像を２回形成し、前記第１面の第３回目の中間像を最終像として前記第２面上に形成する反射屈折光学系であって、すべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。この場合、前記中間像は、前記光軸から離れた位置に形成されることが好ましい。
【００２４】
本発明の第３発明では、単一の直線状光軸に沿って配置された複数の反射鏡を有する反射屈折光学系であって、第１面上において前記光軸から離れた矩形状の領域の像を第２面上に形成することを特徴とする反射屈折光学系を提供する。この場合、前記反射屈折光学系は、該反射屈折光学系で形成される像領域を規定する視野絞りと、該反射屈折光学系の開口数を規定する開口絞りとを備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の第４発明では、少なくとも第１反射鏡と第２反射鏡とを有し、第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学系と、
少なくとも第３反射鏡と第４反射鏡とを有し、前記第１結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成するための第２結像光学系と、
前記第２結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上に形成するための屈折型の第３結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系、前記第２結像光学系および前記第３結像光学系を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置され、
前記第１反射鏡、前記第２反射鏡、前記第３反射鏡および前記第４反射鏡のうちの２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。
【００２６】
第４発明の好ましい態様によれば、前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより倍率の色収差の補正が行われ、倍率色収差係数ＬＡＴは、｜ＬＡＴ｜＜５×１０-6の条件を満足する。また、前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより軸上の色収差の補正が行われ、軸上色収差係数ＡＸは、｜ＡＸ｜＜２×１０-4の条件を満足することが好ましい。
【００２７】
本発明の第４発明では、前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に形成するための第１発明〜第３発明の反射屈折光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。この場合、前記反射屈折光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクパターンを前記感光性基板上に走査露光することが好ましい。
【００２８】
本発明の第５発明では、第４発明の露光装置により前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の反射屈折光学系の基本的な構成を説明するための図である。なお、図１では、本発明の反射屈折光学系が走査露光型の露光装置の投影光学系に適用されている。図１に示すように、本発明の反射屈折光学系は、第１面に配置された投影原版としてのレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための第１結像光学系Ｇ１を備えている。なお、第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも２つの反射鏡、すなわち第１反射鏡および第２反射鏡を有する。
【００３０】
第１結像光学系Ｇ１を介した光は、少なくとも２つの反射鏡、すなわち第３反射鏡および第４反射鏡を有する第２結像光学系Ｇ２を介して、レチクルＲのパターンの第２中間像を形成する。第２結像光学系Ｇ２を介した光は、反射鏡を含むことなく屈折光学部材を有する屈折型の第３結像光学系Ｇ３を介して、レチクルＲのパターンの最終像を第２面に配置された感光性基板としてのウェハＷ上に形成する。第１結像光学系Ｇ１、第２結像光学系Ｇ２および第３結像光学系Ｇ３を構成するすべての光学部材が、単一の直線状光軸ＡＸに沿って配置されている。
【００３１】
さらに具体的な態様によれば、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中に、フィールドレンズＦＬが配置されている。ここで、フィールドレンズＦＬは、第１中間像の形成に関して積極的に寄与することなく、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とを整合接続する機能を有する。また、第１結像光学系Ｇ１は、２つの反射鏡に加えて、少なくとも１つのレンズ成分を有する。こうして、第１結像光学系Ｇ１とフィールドレンズＦＬとの合成光学系は、レチクル側（第１面側）およびウェハ側（第２面側）にテレセントリックな光学系を構成する。なお、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中にも、必要に応じて、フィールドレンズが配置される。
【００３２】
また、具体的な態様によれば、第１結像光学系Ｇ１および第２結像光学系Ｇ２のうち少なくとも一方の光学系では、２つの反射鏡の間の光路中に、少なくとも１つの負レンズ成分（Ｌ１３、Ｌ２１）が配置されていることが好ましい。この構成により、屈折光学部材（レンズ成分）を単一種の光学材料で形成しても、色収差の良好な補正が可能となる。
【００３３】
また、反射屈折光学系で形成される像領域を規定する視野絞りＦＳを、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間のフィールドレンズＦＬの近傍、または第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間のフィールドレンズの近傍に配置することができる。この場合、照明光学系に視野絞りを設けなくてもよい構成とすることができる。さらに、第３結像光学系Ｇ３の光路中に、開口絞りＡＳを配置することができる。
【００３４】
以上のように、本発明の反射屈折光学系では、複数の光軸を有する従来の反射屈折光学系とは異なり、すべての光学部材が単一の光軸ＡＸに沿って配置されている。したがって、光学系を形成するために複数の鏡筒を要することなく、光軸相互の調整作業も不要となり、単一光軸ＡＸに沿った各光学部材の傾きや位置ずれなどを光学的に検知し易くなるので、高精度の光学系を製造することができる。また、この構成により、単一光軸ＡＸを重力方向（鉛直方向）に一致させると、重力によるレンズのたわみが回転対称になるように設定することが可能になり、光学調整により結像性能の劣化を小さく抑えることが可能となる。
【００３５】
特に、露光装置の投影光学系に適用された場合、単一光軸ＡＸに沿って直立姿勢で使用することにより、レチクルＲおよびウェハＷを重力方向に直交する面（すなわち水平面）に沿って互いに平行に配置するとともに、投影光学系を構成するすべてのレンズを重力方向の単一光軸ＡＸに沿って水平に配置することができる。その結果、レチクルＲ、ウェハＷ、および投影光学系を構成するすべてのレンズが水平に保持され、自重による非対称な変形を受けることなく、光学調整や機械設計や高解像度の確保などにおいて非常に有利である。
【００３６】
また、本発明では、第３結像光学系Ｇ３の屈折光学系部分が正の屈折力（パワー）を有するために正になりがちなペッツバール和を、第１結像光学系Ｇ１および第２結像光学系Ｇ２における凹面反射鏡部分の負のペッツバール和により相殺し、全体のペッツバール和を完全に０に抑えることができる。
【００３７】
なお、反射鏡を含むすべての光学部材を単一の光軸に沿って配置する構成では、反射鏡に対してどのように光路を設定するかが、大きな問題となる。１つの解決策として、前述したように、反射鏡の中央に開口部（光透過部）を形成し、その中央開口部を介して光路を設定する技術が考えられる。しかしながら、この従来技術では、必然的に入射瞳部分において中心遮蔽を形成せざるを得ず、この中心遮蔽に起因して光学結像性能の低下を招くことになる。
【００３８】
これに対し、本発明では、第１結像光学系Ｇ１において、レチクルパターンからの光束が第１反射鏡の外側を廻り込んで第２反射鏡に入射する。そして、第２反射鏡で反射された光束は、第１反射鏡で反射された後、第２反射鏡の外側を廻り込んで第１中間像を形成する。さらに、第２結像光学系Ｇ２において、第１中間像からの光束は、第３反射鏡の外側を廻り込んで第４反射鏡に入射する。そして、第４反射鏡で反射された光束は、第３反射鏡で反射された後、第４反射鏡の外側を廻り込んで第２中間像を形成する。本発明では、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とが、第１中間像の形成位置に関してほぼ対称に構成されている。その結果、レチクル側のワーキングディスタンス（最もレチクル側の光学面とレチクルとの間の光軸に沿った距離）を大きく確保することができる。つまり、第２結像光学系Ｇ２を介して形成される第２中間像の位置を第３反射鏡から遠ざけるように設定することにより、レチクル側のワーキングディスタンスを大きく確保することができる。シャップマンの色消しの原理「An achromat of the Schupmann (Refer R. Kingstake, “Lens Design Fundamentals”, Academic Press, 1978, Page 89)」によれば、負レンズからの共役像（レチクルＲ、中間像）までの距離差（図１では、レチクルＲから第２反射鏡までの距離をｃとし、第２反射鏡から第１反射鏡までの距離をｂとし、第１反射鏡から中間像までの距離をａとすると、ａ＋ｂ−ｃ）が大きいと、色補正が困難である。本発明では、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とが第１中間像の形成位置に関してほぼ対称に構成されているため、第１結像光学系Ｇ１の負レンズからの共役像までの距離差（ａ＋ｂ−ｃ）を第２結像光学系Ｇ２で相殺（キャンセル）することができ、色収差補正の観点においても有利である。
【００３９】
以上のような構成を採ることにより、入射瞳での中心遮蔽を回避することができ、ひいては中心遮蔽に起因する光学結像特性の低下を回避することができる。なお、反射屈折光学系全体の結像倍率を適宜選択することにより、各反射鏡の外側を廻り込む光路の設定が容易になる。その結果、図１に示すように、レチクルフィールドにおいて光軸ＡＸから偏心した比較的大きな矩形状の照明領域ＩＲに形成されたレチクルパターンの最終像を、ウェハフィールドにおいて光軸ＡＸから偏心した比較的大きな矩形状の実効露光領域ＥＲ上に形成することができる。これに対応して、レチクルパターンの第１中間像および第２中間像は、光軸ＡＸから離れた位置に形成されることになる。
【００４０】
このように、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として搭載した露光装置では、レチクルＲおよびウェハＷを所定の方向（スキャン方向）に沿って移動させながら、矩形状の照明領域ＩＲおよび実効露光領域ＥＲに基づく走査露光を行うことができる。これに対し、すべての光学部材が単一光軸に沿って配置された反射屈折光学系を投影光学系として搭載した従来の露光装置では、比較的大きな矩形状の照明領域および実効露光領域を確保することができず、細長い円弧状の照明領域および実効露光領域に基づく走査露光を行っていた。
【００４１】
この場合、従来の露光装置では、実効露光領域の形状が細長い円弧状であるため、走査露光に際して実効露光領域が投影光学系の焦点深度内に常に納まるようにウェハステージの傾きを調整することが困難であった。また、従来の露光装置では、実効露光領域の形状が細長い円弧状であるため、スキャン方向に沿ったレチクルＲおよびウェハＷの所要移動量、すなわちスキャン幅が大きくなってしまう。本発明では、実効露光領域の形状が比較的大きい矩形状であるため、走査露光に際して実効露光領域が投影光学系の焦点深度内に常に納まるようにウェハステージの傾きを調整することが容易であり、スキャン幅も小さくなる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の各実施例にかかる反射屈折光学系を投影光学系として備えた露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図２において、投影光学系ＰＬを構成する反射屈折光学系の基準光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図２の紙面に平行にＹ軸を、紙面に垂直にＸ軸を設定している。
【００４３】
図示の露光装置は、紫外領域の照明光を供給するための光源１００として、Ｆ2レーザー光源（発振中心波長１５７．６ｎｍ）を備えている。光源１００から射出された光は、照明光学系ＩＬを介して、所定のパターンが形成されたレチクル（マスク）Ｒを均一に照明する。なお、光源１００と照明光学系ＩＬとの間の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１００から照明光学系ＩＬ中の最もレチクル側の光学部材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００４４】
レチクルＲは、レチクルホルダＲＨを介して、レチクルステージＲＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状のパターン領域が照明される。レチクルステージＲＳは、図示を省略した駆動系の作用により、レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡ＲＭを用いた干渉計ＲＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００４５】
レチクルＲに形成されたパターンからの光は、反射屈折型の投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にレチクルパターン像を形成する。ウェハＷは、ウェハテーブル（ウェハホルダ）ＷＴを介して、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成される。ウェハステージＷＳは、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡ＷＭを用いた干渉計ＷＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００４６】
図３は、ウェハ上に形成される矩形状の露光領域（すなわち実効露光領域）と基準光軸との位置関係を示す図である。図３に示すように、各実施例（ただし第６実施例を除く）では、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ａ（最大像高に対応）を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する矩形状の実効露光領域ＥＲが設定されている。ここで、実効露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸであり、そのＹ方向の長さはＬＹである。
【００４７】
したがって、図１に示すように、レチクルＲ上では、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に実効露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域ＩＲが形成されていることになる。すなわち、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ｂ（最大物体高に対応）を有する円形状の領域内において、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する矩形状の照明領域ＩＲが設定されている。
【００４８】
また、図示の露光装置では、投影光学系ＰＬを構成する光学部材のうち最もレチクル側に配置された光学部材（各実施例ではレンズＬ１１）と最もウェハ側に配置された光学部材（第１および第２実施例ではレンズＬ３８，第３実施例ではレンズＬ３１２，第４実施例ではレンズＬ３９，第５、第６および第９実施例ではレンズＬ３１５，第７および第８実施例ではレンズＬ３１７）との間で投影光学系ＰＬの内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系ＰＬの内部の気体はヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００４９】
さらに、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとの間の狭い光路には、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどが配置されているが、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００５０】
また、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間の狭い光路には、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなどが配置されているが、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。このように、光源１００からウェハＷまでの光路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。
【００５１】
上述したように、投影光学系ＰＬによって規定されるレチクルＲ上の照明領域およびウェハＷ上の露光領域（すなわち実効露光領域ＥＲ）は、Ｙ方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系および干渉計（ＲＩＦ、ＷＩＦ）などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳとウェハステージＷＳとを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを反対の方向へ（すなわち反対の向きへ）同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
【００５２】
各実施例において、本発明の反射屈折光学系からなる投影光学系ＰＬは、第１面に配置されたレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、第１結像光学系Ｇ１を介した光に基づいてレチクルＲのパターンの第２中間像を形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｇ２と、第２結像光学系Ｇ２を介した光に基づいて第２面に配置されたウェハＷ上にレチクルパターンの最終像（レチクルパターンの縮小像）を形成するための屈折型の第３結像光学系Ｇ３とを備えている。
【００５３】
なお、各実施例において、第１結像光学系Ｇ１、第２結像光学系Ｇ２および第３結像光学系Ｇ３を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸ＡＸに沿って配置されている。また、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、第１フィールドレンズが配置されている。さらに、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、第２フィールドレンズが配置されている。なお、基準光軸ＡＸは、重力方向（すなわち鉛直方向）に沿って位置決めされている。その結果、レチクルＲおよびウェハＷは、重力方向と直交する面すなわち水平面に沿って互いに平行に配置されている。加えて、投影光学系ＰＬを構成するすべての光学部材（レンズおよび反射鏡）も、基準光軸ＡＸ上において水平面に沿って配置されている。
【００５４】
各実施例において、投影光学系ＰＬを構成するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（ＣａＦ2結晶）を使用している。また、露光光であるＦ2 レーザー光の発振中心波長は１５７．６ｎｍであり、１５７．６ｎｍ付近においてＣａＦ2の屈折率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２×１０-6の割合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２×１０-6の割合で変化する。換言すると、１５７．６ｎｍ付近において、ＣａＦ2の屈折率の分散（ｄｎ／ｄλ）は、２×１０-6／ｐｍである。
【００５５】
したがって、各実施例において、中心波長１５７．６ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００である。そして、第１実施例、第２実施例および第４実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．５ｐｍ＝１５７．６００５ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９であり、１５７．６ｎｍ−０．５ｐｍ＝１５７．５９９５ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６０００１である。また、第３実施例、第５実施例および第６実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．３ｐｍ＝１５７．６００３ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９４であり、１５７．６ｎｍ−０．３ｐｍ＝１５７．５９９７ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００６である。さらに、第７実施例〜第９実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．４ｐｍ＝１５７．６００４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９２であり、１５７．６ｎｍ−０．４ｐｍ＝１５７．５９９６ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００８である。
【００５６】
また、各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ａ）で表される。
【００５７】
【数１】
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2〕
＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10 （ａ）
各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
【００５８】
〔第１実施例〕
図４は、第１実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図４の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００５９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００６０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８とから構成されている。
【００６１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００６２】
したがって、第１実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１、正メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００６３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズＬ５１の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズＬ５１の近傍に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３８を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００６４】
次の表（１）に、第１実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００６５】
また、表（１）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００６６】
【表１】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．７０
Ａ＝１７ｍｍ
Ｂ＝６８ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
（非球面データ）
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２９１６５３×１０-6 Ｃ6＝０．６８８３６１×１０-11
Ｃ8＝−０．１７３８８３×１０-15 Ｃ10＝０．１１４６４４×１０-18
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２４５５６２×１０-6 Ｃ6＝０．９３７５２０×１０-11
Ｃ8＝−０．１２１３８０×１０-14 Ｃ10＝０．６１９７６８×１０-19
１１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．３１７８９０×１０-7 Ｃ6＝−０．３５０３４９×１０-11
Ｃ8＝０．５４９４４１×１０-15 Ｃ10＝−０．１８５２３６×１０-19
１３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２７４８０７×１０-7 Ｃ6＝−０．２８０７１０×１０-11
Ｃ8＝−０．９９０８３１×１０-16 Ｃ10＝−０．７６４６２７×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５０７３８０×１０-7 Ｃ6＝−０．７９７１６６×１０-11
Ｃ8＝−０．６９３６８４×１０-16 Ｃ10＝０．７６１１９２×１０-20
２３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１２４６１６×１０-6 Ｃ6＝０．２４５３７６×１０-10
Ｃ8＝−０．４３６３６３×１０-14 Ｃ10＝０．１６５５９９×１０-18
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．６５２９７２×１０-7 Ｃ6＝０．１１７６５３×１０-10
Ｃ8＝−０．１０７０２８×１０-14 Ｃ10＝０．６１３９４６×１０-19
２７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２７２３１３×１０-7 Ｃ6＝−０．５１７３４４×１０-11
Ｃ8＝−０．９０４０５１×１０-15 Ｃ10＝−０．６０１５４１×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３０３０９９×１０-6 Ｃ6＝０．１５７６７４×１０-10
Ｃ8＝０．１３６８００×１０-14 Ｃ10＝０．２３１６７１×１０-18
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１６１００６×１０-6 Ｃ6＝０．１１８７２４×１０-10
Ｃ8＝０．７９０６８７×１０-15 Ｃ10＝０．２７１０５１×１０-19
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．８９４４４５×１０-7 Ｃ6＝０．７２８１８２×１０-10
Ｃ8＝−０．８８６０２１×１０-14 Ｃ10＝０．１０８８７７×１０-17
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．６７７６３３×１０-6 Ｃ6＝−０．３７７３２１×１０-9
Ｃ8＝０．１０３５４９×１０-12 Ｃ10＝０．２２７７９５×１０-16
【００６７】
図５は、第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第１実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００６８】
〔第２実施例〕
図６は、第２実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図６の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００６９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００７０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８とから構成されている。
【００７１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００７２】
したがって、第２実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１、正メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００７３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズＬ５１の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズＬ５１の近傍に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３８を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００７４】
次の表（２）に、第２実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（２）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００７５】
また、表（２）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００７６】
【表２】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝２１ｍｍ
Ｂ＝１０５ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
（非球面データ）
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２６４４０７×１０-7 Ｃ6＝−０．４７６６７８×１０-12
Ｃ8＝０．１５５７２９×１０-15 Ｃ10＝−０．５１７６９８×１０-20
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２８０７３１×１０-7 Ｃ6＝０．５７１９０６×１０-12
Ｃ8＝０．４６９８２８×１０-17 Ｃ10＝０．９８８０５０×１０-21
１１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２７５４８６×１０-7 Ｃ6＝−０．５７９８１２×１０-11
Ｃ8＝０．１８８０１４×１０-15 Ｃ10＝−０．３２７７０３×１０-20
１３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．３０５６４５×１０-7 Ｃ6＝−０．１００９２４×１０-11
Ｃ8＝０．１８５９６２×１０-16 Ｃ10＝−０．３８０３１４×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４７６７４６×１０-7 Ｃ6＝−０．５１５５１７×１０-11
Ｃ8＝−０．５３６５４３×１０-16 Ｃ10＝０．８３３０６３×１０-20
２３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．９１６６４６×１０-7 Ｃ6＝０．１２５０８８×１０-11
Ｃ8＝−０．３６７７２１×１０-16 Ｃ10＝−０．１０８９７５×１０-20
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．６９６２４１×１０-7 Ｃ6＝０．２６９１３６×１０-10
Ｃ8＝−０．３０５３９８×１０-14 Ｃ10＝０．１１２６０６×１０-18
２７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２１６５９２×１０-7 Ｃ6＝０．５９０６７４×１０-11
Ｃ8＝０．８３２６０９×１０-16 Ｃ10＝−０．３３３５９８×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１８０７７２×１０-6 Ｃ6＝０．１０５７５４×１０-10
Ｃ8＝０．６９１５００×１０-15 Ｃ10＝０．１８９３７７×１０-19
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１７３９０９×１０-7 Ｃ6＝０．５０７４３０×１０-11
Ｃ8＝−０．９８９６１９×１０-16 Ｃ10＝−０．１８２６３２×１０-19
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７６４００４×１０-7 Ｃ6＝０．８７３７７３×１０-11
Ｃ8＝−０．２８５１５０×１０-15 Ｃ10＝０．４８１１０４×１０-19
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１４５７１５×１０-6 Ｃ6＝−０．１２４９８１×１０-9
Ｃ8＝０．７０４７５５×１０-13 Ｃ10＝−０．１１４８５３×１０-16
【００７７】
図７は、第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第２実施例においても第１実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００７８】
〔第３実施例〕
図８は、第３実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図８の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００７９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００８０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、両凸レンズＬ３５と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１０と、両凹レンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２とから構成されている。
【００８１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２ととから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００８２】
したがって、第３実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介してレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００８３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介して形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１２を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００８４】
次の表（３）に、第３実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（３）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００８５】
また、表（３）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００８６】
【表３】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ＝２０ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
（非球面データ）
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２０１３４×１０-7 Ｃ6＝−０．１４１０７５×１０-12
Ｃ8＝０．１９１８３７×１０-17 Ｃ10＝−０．１６９４３６×１０-22
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１５３５５８×１０-7 Ｃ6＝−０．７５００５７×１０-13
Ｃ8＝−０．１１０８８４×１０-16 Ｃ10＝０．３２５１９６×１０-22
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４９４４２５×１０-7 Ｃ6＝０．７０７１１４×１０-12
Ｃ8＝０．１７６４７４×１０-16 Ｃ10＝０．６１５５２３×１０-21
２９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．７５５４９９×１０-8 Ｃ6＝０．３２１９４７×１０-11
Ｃ8＝−０．５９６６９７×１０-17 Ｃ10＝０．４５７５９１×１０-20
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．５０９７０７×１０-7 Ｃ6＝−０．４２６７６４×１０-11
Ｃ8＝０．５７６１３１×１０-17 Ｃ10＝−０．６９１２５５×１０-20
３５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２８３１４０×１０-9 Ｃ6＝０．９１５２６２×１０-12
Ｃ8＝０．２６６５２３×１０-16 Ｃ10＝０．１１２７０７×１０-21
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４４３６４８×１０-7 Ｃ6＝０．３５４４２３×１０-11
Ｃ8＝０．３５１８６１×１０-16 Ｃ10＝−０．２０６４０７×１０-19
【００８７】
図９は、第３実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第３実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００８８】
〔第４実施例〕
図１０は、第４実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１０の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００８９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００９０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３９とから構成されている。
【００９１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００９２】
したがって、第４実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１、負メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００９３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）中にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）中に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３９を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００９４】
次の表（４）に、第４実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（４）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００９５】
また、表（４）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００９６】
【表４】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．６
Ａ＝２１ｍｍ
Ｂ＝１０５ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝６ｍｍ
（非球面データ）
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８１５６４３×１０-7 Ｃ6＝０．４１３２５８×１０-11
Ｃ8＝−０．１１３５６９×１０-15 Ｃ10＝０．１４７８９８×１０-20
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１４７３２×１０-6 Ｃ6＝−０．２１９８６７×１０-11
Ｃ8＝０．６１７６０２×１０-16 Ｃ10＝−０．３２２３６６×１０-21
１４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１７２７８×１０-6 Ｃ6＝０．１９９６８８×１０-11
Ｃ8＝０．６８８４２５×１０-16 Ｃ10＝−０．１２７２９１×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１９１４６０×１０-6 Ｃ6＝０．１７２７２９×１０-11
Ｃ8＝−０．４１７９３８×１０-15 Ｃ10＝０．１２２８９２×１０-19
２４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１０１００６×１０-6 Ｃ6＝−０．６０１７３１×１０-11
Ｃ8＝０．３３６０９８×１０-15 Ｃ10＝−０．１１３２５５×１０-19
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２５９４０９×１０-6 Ｃ6＝０．２００４５５×１０-10
Ｃ8＝−０．８８６５１０×１０-15 Ｃ10＝０．２０３３１２×１０-19
２８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２５４７２０×１０-6 Ｃ6＝−０．４９９６１２×１０-11
Ｃ8＝−０．１０１２３５×１０-15 Ｃ10＝０．４７５８２７×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１２２９８６×１０-6 Ｃ6＝−０．２９７４１７×１０-10
Ｃ8＝−０．２８６９９９×１０-14 Ｃ10＝−０．３１４８７７×１０-18
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２６０７６３×１０-6 Ｃ6＝０．２７８２２３×１０-10
Ｃ8＝０．３１１１６８×１０-14 Ｃ10＝０．４０９１４０×１０-18
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２４６９６６×１０-7 Ｃ6＝−０．３２８８００×１０-11
Ｃ8＝０．１５５１１９×１０-14 Ｃ10＝０．４８１９１７×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３６３５１７×１０-6 Ｃ6＝０．６８８３８７×１０-12
Ｃ8＝０．２６３０８２×１０-14 Ｃ10＝０．４０１９３７×１０-18
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７１１６６×１０-6 Ｃ6＝−０．１１０９８８×１０-10
Ｃ8＝０．９８９０９５×１０-15 Ｃ10＝０．２３８０４０×１０-18
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１３０４６９×１０-6 Ｃ6＝０．１３２４５２×１０-9
Ｃ8＝−０．２４６５４０×１０-13 Ｃ10＝０．４０４３１１×１０-17
４４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７３６３６８×１０-6 Ｃ6＝０．５５４１２４×１０-10
Ｃ8＝０．１１１９８８×１０-13 Ｃ10＝０．４９８５９５×１０-17
【００９７】
図１１は、第４実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第４実施例においても第１実施例および第２実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００９８】
〔第５実施例〕
図１２は、第５実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１２の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００９９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１００】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凹レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３９と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１０と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１４と、両凸レンズＬ３１５とから構成されている。
【０１０１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１０２】
したがって、第５実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１および負メニスカスレンズＬ１２を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１２を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１０３】
第１中間像からの光は、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介して、凹面反射鏡Ｍ２２および凹面反射鏡Ｍ２１で順次反射された後、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１０４】
次の表（５）に、第５実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（５）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１０５】
また、表（５）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【０１０６】
【表５】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ＝２０ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
（非球面データ）
１２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１８１３１３×１０-7 Ｃ6＝０．１４５７１８×１０-12
Ｃ8＝−０．１７８３４１×１０-17 Ｃ10＝０．２６５１４８×１０-21
１５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．５８８７０７×１０-7 Ｃ6＝−０．８４４２２６×１０-12
Ｃ8＝−０．７４３８２３×１０-16 Ｃ10＝−０．１９７１１４×１０-21
２２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２９４８２９×１０-7 Ｃ6＝０．３８４４３２×１０-11
Ｃ8＝−０．３９３７５６×１０-16 Ｃ10＝−０．３４５６０３×１０-21
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１００８０９×１０-6 Ｃ6＝０．６６９５２６×１０-12
Ｃ8＝−０．６０９３２７×１０-17 Ｃ10＝０．８３００４２×１０-21
３６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１３７８５０×１０-6 Ｃ6＝−０．５０８８０３×１０-11
Ｃ8＝−０．２７２９２４×１０-15 Ｃ10＝−０．２０２９５３×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１１５３０×１０-6 Ｃ6＝０．６５００７９×１０-11
Ｃ8＝０．１５７５６０×１０-15 Ｃ10＝−０．１７２３３６×１０-19
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７０１１１×１０-6 Ｃ6＝−０．２５８２９６×１０-11
Ｃ8＝０．６０８２３２×１０-15 Ｃ10＝０．２３２１６０×１０-19
【０１０７】
図１３は、第５実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第５実施例においても第３実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１０８】
〔第６実施例〕
図１４は、第６実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１４の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１０９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１１０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凹レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凹レンズＬ３４と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１０と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、両凸レンズＬ３１５とから構成されている。
【０１１１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１１２】
したがって、第６実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１１３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１１４】
なお、上述の第１実施例〜第５実施例ではウェハＷ上に矩形状の実効露光領域ＥＲが形成されるが、第６実施例では円弧状の実効露光領域ＥＲが形成される。図１５は、第６実施例においてウェハ上に形成される円弧状の実効露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。図１５に示すように、第６実施例では、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ａ（最大像高に対応）を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する円弧状の実効露光領域ＥＲが設定されている。ここで、円弧状の実効露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸ’であり、そのＹ方向の長さはＬＹ’である。したがって、レチクルＲ上では、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に円弧状の実効露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する円弧状の照明領域ＩＲが形成されていることになる。すなわち、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ｂ（最大物体高に対応）を有する円形状の領域内において、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する円弧状の照明領域ＩＲが設定されている。
【０１１５】
次の表（６）に、第６実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（６）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸ’は円弧状の実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法を、ＬＹ’は円弧状の実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法をそれぞれ表している。
【０１１６】
また、表（６）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【０１１７】
【表６】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ’＝２０ｍｍ
ＬＹ’＝３ｍｍ
（非球面データ）
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５５４２００×１０-8 Ｃ6＝−０．２８０９６７×１０-13
Ｃ8＝０．７７８９７２×１０-18 Ｃ10＝−０．１７７５００×１０-22
１５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１０９２２８×１０-7 Ｃ6＝−０．３６４２８５×１０-12
Ｃ8＝０．１４２７６２×１０-16 Ｃ10＝−０．３６２７３９×１０-21
２２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２２５６２６×１０-7 Ｃ6＝−０．１５４５２４×１０-12
Ｃ8＝０．１６４７６６×１０-16 Ｃ10＝０．１６４８８５×１０-20
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３７９４２８×１０-7 Ｃ6＝０．１６３０１７×１０-11
Ｃ8＝０．６８４６６７×１０-16 Ｃ10＝−０．１１５８４９×１０-20
３６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１４６１０６×１０-6 Ｃ6＝−０．５０２９１９×１０-11
Ｃ8＝−０．２７０４６１×１０-15 Ｃ10＝−０．１８６８７７×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１５９２２５×１０-6 Ｃ6＝０．８４４３６７×１０-11
Ｃ8＝０．１２０６４９×１０-15 Ｃ10＝−０．１７３０４１×１０-19
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２０４３０２×１０-6 Ｃ6＝−０．４２２９２８×１０-11
Ｃ8＝０．８２４４６３×１０-15 Ｃ10＝０．７１９０３４×１０-20
【０１１８】
図１６は、第６実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第６実施例においても第３実施例および第５実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１１９】
〔第７実施例〕
図１７は、第７実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１７の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１２０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１２１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、両凸レンズＬ３８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１０と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１７とから構成されている。
【０１２２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１２３】
したがって、第７実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１２４】
第１中間像からの光は、負メニスカスレンズＬ２２を介して凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２２および負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１７を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１２５】
次の表（７）に、第７実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（７）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１２６】
また、表（７）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（７）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１２７】
【表７】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
（非球面データ）
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１８３３２×１０-7 Ｃ6＝−０．９０１４７７×１０-13
Ｃ8＝０．４５６５７９×１０-18 Ｃ10＝０．５００１０７×１０-23
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３６２５２６×１０-7 Ｃ6＝−０．３２５４２５×１０-12
Ｃ8＝−０．７１５９４２×１０-17 Ｃ10＝０．９３８２３３×１０-22
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７８４５１６×１０-7 Ｃ6＝０．１３２１８１×１０-11
Ｃ8＝０．３９０５４６×１０-16 Ｃ10＝０．１９４８６２×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７７０７４０×１０-7 Ｃ6＝０．１０８４５４×１０-11
Ｃ8＝−０．１４１３８４×１０-16 Ｃ10＝−０．１５４３２７×１０-20
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１１１６８×１０-6 Ｃ6＝−０．４５９１６４×１０-11
Ｃ8＝−０．１７９３９１×１０-15 Ｃ10＝−０．６２７７５３×１０-20
４６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８０６１８１×１０-7 Ｃ6＝０．９７９３６３×１０-11
Ｃ8＝−０．４３２１２２×１０-15 Ｃ10＝０．３５３４３８×１０-20
５０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７１５５０×１０-6 Ｃ6＝−０．５０６９４１×１０-11
Ｃ8＝０．１７２６１２×１０-14 Ｃ10＝−０．９０７２４７×１０-19
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝−３．９×１０-7
ＡＸ＝−５．２×１０-5
【０１２８】
図１８および図１９は、第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第７実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１２９】
〔第８実施例〕
図２０は、第８実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図２０の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１３０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１３１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３４と、両凹レンズＬ３５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、両凸レンズＬ３８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１０と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１７とから構成されている。
【０１３２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１３３】
したがって、第８実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１３４】
第１中間像からの光は、負メニスカスレンズＬ２２を介して凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２２および負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１７を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１３５】
次の表（８）に、第８実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（８）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１３６】
また、表（８）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（８）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１３７】
【表８】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
（非球面データ）
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１５６１４×１０-7 Ｃ6＝−０．８９８０５４×１０-13
Ｃ8＝０．５８６８１３×１０-18 Ｃ10＝０．１８９８６７×１０-23
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２８９９９×１０-7 Ｃ6＝−０．４４５７４７×１０-12
Ｃ8＝０．５４２６７７×１０-17 Ｃ10＝−０．３０２４９４×１０-22
２８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５３５０５９×１０-7 Ｃ6＝０．１３２９７３×１０-11
Ｃ8＝０．７５０６９１×１０-16 Ｃ10＝０．６２９４５４×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．８８７０４８×１０-7 Ｃ6＝０．１１７２０９×１０-11
Ｃ8＝−０．４１６１２５×１０-16 Ｃ10＝−０．３８２５３０×１０-20
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１３８５６×１０-6 Ｃ6＝−０．５１６３５５×１０-11
Ｃ8＝−０．２２１９０２×１０-15 Ｃ10＝−０．９２８１８３×１０-20
４６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８２４２８０×１０-7 Ｃ6＝０．９９８８３８×１０-11
Ｃ8＝−０．４２６７１３×１０-15 Ｃ10＝０．１７００１５×１０-20
５０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１５９０８５×１０-6 Ｃ6＝−０．４７８７８７×１０-11
Ｃ8＝０．１６６３０５×１０-14 Ｃ10＝−０．８２４５０９×１０-19
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝−５．７×１０-8
ＡＸ＝−３．９×１０-5
【０１３８】
図２１および図２２は、第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第８実施例において第７実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１３９】
〔第９実施例〕
図２３は、第９実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図２３の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１４０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１４１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凹レンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた両凹レンズＬ３９と、両凸レンズＬ３１０と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５とから構成されている。
【０１４２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１４３】
したがって、第９実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１および負メニスカスレンズＬ１２を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１４４】
第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１４５】
次の表（９）に、第９実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（９）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１４６】
また、表（９）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（９）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１４７】
【表９】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
（非球面データ）
１２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２６９９９１×１０-7 Ｃ6＝−０．５１０７０６×１０-12
Ｃ8＝０．１１０１７７×１０-16 Ｃ10＝−０．１２３７１３×１０-21
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２１４３０×１０-7 Ｃ6＝−０．１４６７２８×１０-12
Ｃ8＝０．１２６２７２×１０-18 Ｃ10＝０．８９４１３４×１０-23
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．６９１９０３×１０-7 Ｃ6＝０．１０２０７５×１０-11
Ｃ8＝０．９８３４７３×１０-16 Ｃ10＝０．１１７３０６×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．９９３２７５×１０-7 Ｃ6＝０．２４０３８０×１０-11
Ｃ8＝０．３０１０５１×１０-16 Ｃ10＝−０．２１５１５４×１０-20
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１４０２５６×１０-6 Ｃ6＝−０．７８５１７８×１０-11
Ｃ8＝−０．３２３９６８×１０-15 Ｃ10＝−０．１５０６７９×１０-19
４４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１００３００×１０-6 Ｃ6＝０．１１４８３４×１０-10
Ｃ8＝−０．３８４２８５×１０-15 Ｃ10＝−０．１３９８８７×１０-20
４８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２００３８２×１０-6 Ｃ6＝−０．７９４７７７×１０-11
Ｃ8＝０．３６１０７３×１０-14 Ｃ10＝−０．１３８７１７×１０-18
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝＋９．７×１０-7
ＡＸ＝−４．５×１０-5
【０１４８】
図２４および図２５は、第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第９実施例において第７実施例および第８実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１４９】
以上のように、第１実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．７の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１７ｍｍのイメージサークルを確保することができる。一方、第２実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が２１ｍｍのイメージサークルを確保することができる。さらに、第３実施例、第５実施例および第６実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１８ｍｍのイメージサークルを確保することができる。また、第４実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．６の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が２１ｍｍのイメージサークルを確保することができる。さらに、第７実施例〜第９実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８４５の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１８ｍｍのイメージサークルを確保することができる。
【０１５０】
したがって、第１実施例および第２実施例では２２ｍｍ×５ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、第４実施例では２２ｍｍ×約６ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２２ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。また、第３実施例および第５実施例では２０ｍｍ×５ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２０ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。さらに、第６実施例では２０ｍｍ×３ｍｍの十分に大きな円弧状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２０ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。また、第７実施例〜第９実施例では２２ｍｍ×４ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２２ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。なお、上述の各実施例では、約６ｍｍの十分に長いウェハ側ワーキングディスタンスを確保することができる。また、各実施例では、約６０ｍｍ〜１１５ｍｍの十分に長いマスク側ワーキングディスタンスを確保することができる。
【０１５１】
また、第１実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２４０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。一方、第２実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１の有効径が約２６８ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第３実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。また、第４実施例では、レンズＬ１１の有効径が約２３５ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第５実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。また、第６実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第７実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２８０ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１９０ｍｍ以下である。また、第７実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２７７ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１７９ｍｍ以下である。さらに、第９実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２１７ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２８０ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１７６ｍｍ以下である。このように、各実施例において、凹面反射鏡やレンズの大型化を抑えて、光学系の小型化が図られている。
【０１５２】
さらに、上述の各実施例では、３回結像方式の光学系でありながら、レンズ枚数が非常に少ない構成（第１実施例および第２実施例では１６枚であり、第３実施例および第４実施例では１８枚であり、第５実施例および第６実施例では２１枚であり、第７実施例および第８実施例では２３枚であり、第９実施例では２１枚）となっている。Ｆ2レーザー光を用いる光学系では、良好な反射防止コートが得られないため、レンズ枚数が多いとレンズ面において光量損失を招きやすい。この観点から、上述の各実施例では、レンズ枚数が少なく、レンズ面における光量損失を抑える構成になっている。また、上述の各実施例では、導入された非球面の数も非常に少ない構成（第１実施例および第２実施例では１２枚であり、第３実施例、第４実施例では１４枚であり、第５実施例および第６実施例では７枚であり、第７実施例〜第９実施例では７枚）となっている。
【０１５３】
ところで、第７実施例〜第９実施例では、第１結像光学系Ｇ１に含まれる２つの反射鏡Ｍ１１およびＭ１２と第２結像光学系Ｇ２に含まれる２つの反射鏡Ｍ２１およびＭ２２とのうち、２つの反射鏡の直前にそれぞれ１つの負レンズが配置されている。具体的には、第７実施例および第８実施例において、凹面反射鏡Ｍ２１の直前に負メニスカスレンズＬ２１が配置され、凹面反射鏡Ｍ２２の直前に負メニスカスレンズＬ２２が配置されている。一方、第９実施例では、凹面反射鏡Ｍ１２の直前に負メニスカスレンズＬ１２が配置され、凹面反射鏡Ｍ２１の直前に負メニスカスレンズＬ２１が配置されている。こうして、第７実施例〜第９実施例では、２つの反射鏡の直前に１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより、倍率の色収差および軸上の色収差の補正が行われている。
【０１５４】
ここで、表（７）〜（９）の条件式対応値を参照すると、第７実施例〜第９実施例では、倍率色収差係数ＬＡＴおよび軸上色収差係数ＡＸが、以下の条件式（１）および（２）を満足している。
｜ＬＡＴ｜＜５×１０-6 （１）
｜ＡＸ｜＜２×１０-4 （２）
なお、倍率の色収差および軸上の色収差をさらに良好に補正するには、条件式（１）の上限値を２．５×１０-6に、条件式（２）の上限値を１．０×１０-4にそれぞれ設定することが好ましい。
【０１５５】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてレチクルに形成された転写用のパターンを感光性基板に走査露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図２６のフローチャートを参照して説明する。
【０１５６】
先ず、図２６のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、レチクル上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、レチクル上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【０１５７】
また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２７のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２７において、パターン形成工程４０１では、各実施形態の露光装置を用いてレチクルのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【０１５８】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１５９】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１６０】
なお、上述の実施形態では、波長が１５７．６ｎｍの光を供給するＦ2レーザーを用いているが、これに限定されることなく、たとえば波長２４８ｎｍの光を供給するＫｒＦエキシマレーザーや波長１９３ｎｍの光を供給するＡｒＦエキシマレーザーや波長１２６ｎｍの光を供給するＡｒ2レーザーなどを用いることもできる。
【０１６１】
また、上述の実施形態では、走査露光型の露光装置の投影光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一括露光型の露光装置の投影光学系に本発明を適用したり、露光装置の投影光学系以外の一般的な結像光学系に本発明を適用したりすることもできる。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反射屈折光学系では、すべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されているので、調整が容易で高精度に光学系を製造することができ、高解像を達成することができる。
【０１６３】
さらに、本発明の反射屈折光学系を露光装置の投影光学系に適用することにより、０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことができる。また、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として搭載した露光装置を用いて、たとえば０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことにより、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射屈折光学系の基本的な構成を説明するための図である。
【図２】本発明の各実施例にかかる反射屈折光学系を投影光学系として備えた露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図３】ウェハ上に形成される矩形状の露光領域（すなわち実効露光領域）と基準光軸との位置関係を示す図である。
【図４】第１実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図５】第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図６】第２実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図７】第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図８】第３実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図９】第３実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１０】第４実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１１】第４実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１２】第５実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１３】第５実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１４】第６実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１５】第６実施例においてウェハ上に形成される円弧状の実効露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。
【図１６】第６実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１７】第７実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１８】第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１９】第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２０】第８実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２１】第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２２】第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２３】第９実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２４】第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２５】第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２６】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図２７】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１結像光学系
Ｇ２ 第２結像光学系
Ｇ３ 第３結像光学系
Ｍ 各凹面反射鏡
Ｌ 各レンズ
１００ レーザー光源
ＩＬ 照明光学系
Ｒ レチクル
ＲＳ レチクルステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｗ ウェハ
ＷＳ ウェハステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置に関し、特に半導体素子などをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に最適な高解像の反射屈折型の投影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の製造や半導体チップ実装基板の製造では、微細化がますます進んでおり、パターンを焼き付ける露光装置ではより解像力の高い投影光学系が要求されてきている。この高解像の要求を満足するには、露光光を短波長化し、且つＮＡ（投影光学系の開口数）を大きくしなければならない。しかしながら、露光光の波長が短くなると、光の吸収のため実用に耐える光学ガラスの種類が限られてくる。たとえば、波長が１８０ｎｍ以下になると、実用上使える硝材は蛍石だけとなる。
【０００３】
この場合、屈折光学部材（レンズ、平行平面板など）だけで投影光学系を構成すると、形成された屈折型の投影光学系では色収差の補正が全く不可能となる。換言すると、要求される解像力を有する投影光学系を屈折光学部材だけで構成することは非常に難しいものとなる。これに対して、反射光学部材すなわち反射鏡のみで投影光学系を構成することも試みられている。
【０００４】
しかしながら、この場合、形成される反射型の投影光学系は大型化し、且つ反射面の非球面化が必要となる。なお、反射面を高精度に非球面化することは、製作の面で極めて困難である。そこで、短波長光の使用に耐える光学ガラスからなる屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた、いわゆる反射屈折型の縮小光学系が種々提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
その中で、凹面反射鏡を１枚だけ用いて中間像を１回だけ形成するタイプの反射屈折光学系が知られている。このタイプの反射屈折光学系では、凹面反射鏡を含む往復兼用光学系部分が負レンズだけを含み、正のパワーを有する屈折光学部材を含んでいない。その結果、光束が広がった状態で凹面反射鏡に入射するため、凹面反射鏡の径が大きくなりがちであった。
【０００６】
特に、凹面反射鏡を含む往復兼用光学系部分が完全対称型の構成を有する場合、この往復兼用光学系部分での収差の発生を極力抑えて後続の屈折光学系部分の収差補正負担を軽くしている。しかしながら、対称型の往復兼用光学系を採用しているため、第１面付近でのワーキングディスタンスを十分に確保しにくく、また光路分岐のためにハーフプリズムを使用しなければならなかった。
【０００７】
また、中間像の形成位置よりも後方に配置される２次結像光学系に凹面反射鏡を使用する場合、光学系の必要な明るさを確保するためには、光束が広がった状態で凹面反射鏡に入射することになる。その結果、凹面反射鏡の径が大きくなりがちであり、その小型化が困難であった。
【０００８】
一方、複数枚の反射鏡を用いて中間像を１回だけ形成するタイプの反射屈折光学系も知られている。このタイプの反射屈折光学系では、屈折光学系部分のレンズ枚数を削減できる可能性がある。しかしながら、このタイプの反射屈折光学系では、以下の不都合があった。
【０００９】
上述のような構成の往復兼用光学系部分を縮小側である第２面側に配置するタイプの反射屈折光学系では、縮小倍率の関係から、反射鏡で反射された後の第２面（ウェハ面）までの距離を十分に長く確保することができない。このため、この光路中にあまり多くの枚数のレンズを挿入することができず、得られる光学系の明るさが限られた値にならざるを得なかった。また、高い開口数を有する光学系をたとえ実現することができたとしても、限られた長さの光路中に多くの屈折光学部材が配置されるため、第２面であるウェハ面と最も第２面側のレンズ面との距離、いわゆるワーキングディスタンスＷＤを十分に長く確保することができなかった。
【００１０】
従来の反射屈折光学系においては、光路を折り曲げる必要があり、必然的に複数の光軸（光学系を構成する屈折曲面または反射曲面の曲率中心を連ねる直線のことをいう）を有することになる。その結果、光学系を形成するために複数の鏡筒を要し、光軸相互の調整作業が非常に困難になり、高精度の光学系を実現することができなかった。なお、中央に開口部（光透過部）を有する一対の反射鏡を用いることにより、すべての光学部材を単一の直線状光軸に沿って配置したタイプの反射屈折光学系も可能である。しかしながら、このタイプの反射屈折光学系では、反射鏡で反射されることなく光軸に沿って進行する不要光を遮るために、中心光束の遮蔽すなわち中心遮蔽が必要になる。その結果、中心遮蔽に起因して特定の周波数のパターンでコントラストの低下が起こるという不都合があった。
【００１１】
また、従来の反射屈折光学系では、有効な視野絞りおよび開口絞りを設置すべき位置を確保することができなかった。さらに、上述したように、従来の反射屈折光学系では、ワーキングディスタンスを十分に長く確保することができなかった。また、上述したように、従来の反射屈折光学系では、凹面反射鏡が大型化し易く、光学系の小型化を図ることができなかった。
【００１２】
さらに、ＥＰ１０６９４４８Ａ１に開示された反射屈折光学系では、第２面側（ウェハ側）のワーキングディスタンスが確保され、単一光軸に沿って構成されているという利点があるが、第１面側（マスク側）のワーキングディスタンス（第１面であるマスク面と最も第１面側のレンズ面との距離）を十分に長く確保することができないという不都合があった。また、ＷＯ０１／５１９７９Ａ２に開示された反射屈折光学系では、反射鏡の径が大きくなり過ぎるため、十分に大きな開口数を達成することができないという不都合があった。同様に、特開２００１−２２８４０１号公報に開示された反射屈折光学系においても、反射鏡の径が大きくなり過ぎるため、十分に大きな開口数を達成することができないという不都合があった。
【００１３】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、調整が容易で高精度に光学系を製造することができ、高解像を達成することのできる反射屈折光学系を提供することを目的とする。
【００１８】
さらに、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として使用し、０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明の露光装置を用いて、たとえば０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことにより、高精度なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、少なくとも２つの反射鏡を有し、第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学系と、
少なくとも２つの反射鏡を有し、前記第１結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成するための第２結像光学系と、
前記第２結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上に形成するための屈折型の第３結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系、前記第２結像光学系および前記第３結像光学系を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。
【００２１】
第１発明の好ましい態様によれば、前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間の光路中にはフィールドレンズが配置されている。また、前記第１結像光学系は、前記２つの反射鏡と、少なくとも１つのレンズ成分とを有することが好ましい。さらに、前記第１結像光学系と前記フィールドレンズとの合成光学系は、第１面側および第２面側にテレセントリックな光学系を構成していることが好ましい。
【００２２】
また、第１発明の好ましい態様によれば、前記第１結像光学系は、前記２つの反射鏡の間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有する。また、前記第２結像光学系は、前記２つの反射鏡の間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有することが好ましい。
【００２３】
本発明の第２発明では、第１面と第２面との間の光路中に前記第１面の中間像を２回形成し、前記第１面の第３回目の中間像を最終像として前記第２面上に形成する反射屈折光学系であって、すべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。この場合、前記中間像は、前記光軸から離れた位置に形成されることが好ましい。
【００２４】
本発明の第３発明では、単一の直線状光軸に沿って配置された複数の反射鏡を有する反射屈折光学系であって、第１面上において前記光軸から離れた矩形状の領域の像を第２面上に形成することを特徴とする反射屈折光学系を提供する。この場合、前記反射屈折光学系は、該反射屈折光学系で形成される像領域を規定する視野絞りと、該反射屈折光学系の開口数を規定する開口絞りとを備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の第４発明では、少なくとも第１反射鏡と第２反射鏡とを有し、第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学系と、
少なくとも第３反射鏡と第４反射鏡とを有し、前記第１結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成するための第２結像光学系と、
前記第２結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上に形成するための屈折型の第３結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系、前記第２結像光学系および前記第３結像光学系を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置され、
前記第１反射鏡、前記第２反射鏡、前記第３反射鏡および前記第４反射鏡のうちの２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることを特徴とする反射屈折光学系を提供する。
【００２６】
第４発明の好ましい態様によれば、前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより倍率の色収差の補正が行われ、倍率色収差係数ＬＡＴは、｜ＬＡＴ｜＜５×１０-6の条件を満足する。また、前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより軸上の色収差の補正が行われ、軸上色収差係数ＡＸは、｜ＡＸ｜＜２×１０-4の条件を満足することが好ましい。
【００２７】
本発明の第４発明では、前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に形成するための第１発明〜第３発明の反射屈折光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。この場合、前記反射屈折光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクパターンを前記感光性基板上に走査露光することが好ましい。
【００２８】
本発明の第５発明では、第４発明の露光装置により前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の反射屈折光学系の基本的な構成を説明するための図である。なお、図１では、本発明の反射屈折光学系が走査露光型の露光装置の投影光学系に適用されている。図１に示すように、本発明の反射屈折光学系は、第１面に配置された投影原版としてのレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための第１結像光学系Ｇ１を備えている。なお、第１結像光学系Ｇ１は、少なくとも２つの反射鏡、すなわち第１反射鏡および第２反射鏡を有する。
【００３０】
第１結像光学系Ｇ１を介した光は、少なくとも２つの反射鏡、すなわち第３反射鏡および第４反射鏡を有する第２結像光学系Ｇ２を介して、レチクルＲのパターンの第２中間像を形成する。第２結像光学系Ｇ２を介した光は、反射鏡を含むことなく屈折光学部材を有する屈折型の第３結像光学系Ｇ３を介して、レチクルＲのパターンの最終像を第２面に配置された感光性基板としてのウェハＷ上に形成する。第１結像光学系Ｇ１、第２結像光学系Ｇ２および第３結像光学系Ｇ３を構成するすべての光学部材が、単一の直線状光軸ＡＸに沿って配置されている。
【００３１】
さらに具体的な態様によれば、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中に、フィールドレンズＦＬが配置されている。ここで、フィールドレンズＦＬは、第１中間像の形成に関して積極的に寄与することなく、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とを整合接続する機能を有する。また、第１結像光学系Ｇ１は、２つの反射鏡に加えて、少なくとも１つのレンズ成分を有する。こうして、第１結像光学系Ｇ１とフィールドレンズＦＬとの合成光学系は、レチクル側（第１面側）およびウェハ側（第２面側）にテレセントリックな光学系を構成する。なお、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中にも、必要に応じて、フィールドレンズが配置される。
【００３２】
また、具体的な態様によれば、第１結像光学系Ｇ１および第２結像光学系Ｇ２のうち少なくとも一方の光学系では、２つの反射鏡の間の光路中に、少なくとも１つの負レンズ成分（Ｌ１３、Ｌ２１）が配置されていることが好ましい。この構成により、屈折光学部材（レンズ成分）を単一種の光学材料で形成しても、色収差の良好な補正が可能となる。
【００３３】
また、反射屈折光学系で形成される像領域を規定する視野絞りＦＳを、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間のフィールドレンズＦＬの近傍、または第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間のフィールドレンズの近傍に配置することができる。この場合、照明光学系に視野絞りを設けなくてもよい構成とすることができる。さらに、第３結像光学系Ｇ３の光路中に、開口絞りＡＳを配置することができる。
【００３４】
以上のように、本発明の反射屈折光学系では、複数の光軸を有する従来の反射屈折光学系とは異なり、すべての光学部材が単一の光軸ＡＸに沿って配置されている。したがって、光学系を形成するために複数の鏡筒を要することなく、光軸相互の調整作業も不要となり、単一光軸ＡＸに沿った各光学部材の傾きや位置ずれなどを光学的に検知し易くなるので、高精度の光学系を製造することができる。また、この構成により、単一光軸ＡＸを重力方向（鉛直方向）に一致させると、重力によるレンズのたわみが回転対称になるように設定することが可能になり、光学調整により結像性能の劣化を小さく抑えることが可能となる。
【００３５】
特に、露光装置の投影光学系に適用された場合、単一光軸ＡＸに沿って直立姿勢で使用することにより、レチクルＲおよびウェハＷを重力方向に直交する面（すなわち水平面）に沿って互いに平行に配置するとともに、投影光学系を構成するすべてのレンズを重力方向の単一光軸ＡＸに沿って水平に配置することができる。その結果、レチクルＲ、ウェハＷ、および投影光学系を構成するすべてのレンズが水平に保持され、自重による非対称な変形を受けることなく、光学調整や機械設計や高解像度の確保などにおいて非常に有利である。
【００３６】
また、本発明では、第３結像光学系Ｇ３の屈折光学系部分が正の屈折力（パワー）を有するために正になりがちなペッツバール和を、第１結像光学系Ｇ１および第２結像光学系Ｇ２における凹面反射鏡部分の負のペッツバール和により相殺し、全体のペッツバール和を完全に０に抑えることができる。
【００３７】
なお、反射鏡を含むすべての光学部材を単一の光軸に沿って配置する構成では、反射鏡に対してどのように光路を設定するかが、大きな問題となる。１つの解決策として、前述したように、反射鏡の中央に開口部（光透過部）を形成し、その中央開口部を介して光路を設定する技術が考えられる。しかしながら、この従来技術では、必然的に入射瞳部分において中心遮蔽を形成せざるを得ず、この中心遮蔽に起因して光学結像性能の低下を招くことになる。
【００３８】
これに対し、本発明では、第１結像光学系Ｇ１において、レチクルパターンからの光束が第１反射鏡の外側を廻り込んで第２反射鏡に入射する。そして、第２反射鏡で反射された光束は、第１反射鏡で反射された後、第２反射鏡の外側を廻り込んで第１中間像を形成する。さらに、第２結像光学系Ｇ２において、第１中間像からの光束は、第３反射鏡の外側を廻り込んで第４反射鏡に入射する。そして、第４反射鏡で反射された光束は、第３反射鏡で反射された後、第４反射鏡の外側を廻り込んで第２中間像を形成する。本発明では、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とが、第１中間像の形成位置に関してほぼ対称に構成されている。その結果、レチクル側のワーキングディスタンス（最もレチクル側の光学面とレチクルとの間の光軸に沿った距離）を大きく確保することができる。つまり、第２結像光学系Ｇ２を介して形成される第２中間像の位置を第３反射鏡から遠ざけるように設定することにより、レチクル側のワーキングディスタンスを大きく確保することができる。シャップマンの色消しの原理「An achromat of the Schupmann (Refer R. Kingstake, “Lens Design Fundamentals”, Academic Press, 1978, Page 89)」によれば、負レンズからの共役像（レチクルＲ、中間像）までの距離差（図１では、レチクルＲから第２反射鏡までの距離をｃとし、第２反射鏡から第１反射鏡までの距離をｂとし、第１反射鏡から中間像までの距離をａとすると、ａ＋ｂ−ｃ）が大きいと、色補正が困難である。本発明では、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２とが第１中間像の形成位置に関してほぼ対称に構成されているため、第１結像光学系Ｇ１の負レンズからの共役像までの距離差（ａ＋ｂ−ｃ）を第２結像光学系Ｇ２で相殺（キャンセル）することができ、色収差補正の観点においても有利である。
【００３９】
以上のような構成を採ることにより、入射瞳での中心遮蔽を回避することができ、ひいては中心遮蔽に起因する光学結像特性の低下を回避することができる。なお、反射屈折光学系全体の結像倍率を適宜選択することにより、各反射鏡の外側を廻り込む光路の設定が容易になる。その結果、図１に示すように、レチクルフィールドにおいて光軸ＡＸから偏心した比較的大きな矩形状の照明領域ＩＲに形成されたレチクルパターンの最終像を、ウェハフィールドにおいて光軸ＡＸから偏心した比較的大きな矩形状の実効露光領域ＥＲ上に形成することができる。これに対応して、レチクルパターンの第１中間像および第２中間像は、光軸ＡＸから離れた位置に形成されることになる。
【００４０】
このように、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として搭載した露光装置では、レチクルＲおよびウェハＷを所定の方向（スキャン方向）に沿って移動させながら、矩形状の照明領域ＩＲおよび実効露光領域ＥＲに基づく走査露光を行うことができる。これに対し、すべての光学部材が単一光軸に沿って配置された反射屈折光学系を投影光学系として搭載した従来の露光装置では、比較的大きな矩形状の照明領域および実効露光領域を確保することができず、細長い円弧状の照明領域および実効露光領域に基づく走査露光を行っていた。
【００４１】
この場合、従来の露光装置では、実効露光領域の形状が細長い円弧状であるため、走査露光に際して実効露光領域が投影光学系の焦点深度内に常に納まるようにウェハステージの傾きを調整することが困難であった。また、従来の露光装置では、実効露光領域の形状が細長い円弧状であるため、スキャン方向に沿ったレチクルＲおよびウェハＷの所要移動量、すなわちスキャン幅が大きくなってしまう。本発明では、実効露光領域の形状が比較的大きい矩形状であるため、走査露光に際して実効露光領域が投影光学系の焦点深度内に常に納まるようにウェハステージの傾きを調整することが容易であり、スキャン幅も小さくなる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の各実施例にかかる反射屈折光学系を投影光学系として備えた露光装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図２において、投影光学系ＰＬを構成する反射屈折光学系の基準光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図２の紙面に平行にＹ軸を、紙面に垂直にＸ軸を設定している。
【００４３】
図示の露光装置は、紫外領域の照明光を供給するための光源１００として、Ｆ2レーザー光源（発振中心波長１５７．６ｎｍ）を備えている。光源１００から射出された光は、照明光学系ＩＬを介して、所定のパターンが形成されたレチクル（マスク）Ｒを均一に照明する。なお、光源１００と照明光学系ＩＬとの間の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１００から照明光学系ＩＬ中の最もレチクル側の光学部材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００４４】
レチクルＲは、レチクルホルダＲＨを介して、レチクルステージＲＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状のパターン領域が照明される。レチクルステージＲＳは、図示を省略した駆動系の作用により、レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡ＲＭを用いた干渉計ＲＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００４５】
レチクルＲに形成されたパターンからの光は、反射屈折型の投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にレチクルパターン像を形成する。ウェハＷは、ウェハテーブル（ウェハホルダ）ＷＴを介して、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成される。ウェハステージＷＳは、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡ＷＭを用いた干渉計ＷＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００４６】
図３は、ウェハ上に形成される矩形状の露光領域（すなわち実効露光領域）と基準光軸との位置関係を示す図である。図３に示すように、各実施例（ただし第６実施例を除く）では、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ａ（最大像高に対応）を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する矩形状の実効露光領域ＥＲが設定されている。ここで、実効露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸであり、そのＹ方向の長さはＬＹである。
【００４７】
したがって、図１に示すように、レチクルＲ上では、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に実効露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域ＩＲが形成されていることになる。すなわち、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ｂ（最大物体高に対応）を有する円形状の領域内において、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する矩形状の照明領域ＩＲが設定されている。
【００４８】
また、図示の露光装置では、投影光学系ＰＬを構成する光学部材のうち最もレチクル側に配置された光学部材（各実施例ではレンズＬ１１）と最もウェハ側に配置された光学部材（第１および第２実施例ではレンズＬ３８，第３実施例ではレンズＬ３１２，第４実施例ではレンズＬ３９，第５、第６および第９実施例ではレンズＬ３１５，第７および第８実施例ではレンズＬ３１７）との間で投影光学系ＰＬの内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系ＰＬの内部の気体はヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００４９】
さらに、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとの間の狭い光路には、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどが配置されているが、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００５０】
また、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間の狭い光路には、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなどが配置されているが、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。このように、光源１００からウェハＷまでの光路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。
【００５１】
上述したように、投影光学系ＰＬによって規定されるレチクルＲ上の照明領域およびウェハＷ上の露光領域（すなわち実効露光領域ＥＲ）は、Ｙ方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系および干渉計（ＲＩＦ、ＷＩＦ）などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳとウェハステージＷＳとを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを反対の方向へ（すなわち反対の向きへ）同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
【００５２】
各実施例において、本発明の反射屈折光学系からなる投影光学系ＰＬは、第１面に配置されたレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための反射屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、第１結像光学系Ｇ１を介した光に基づいてレチクルＲのパターンの第２中間像を形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｇ２と、第２結像光学系Ｇ２を介した光に基づいて第２面に配置されたウェハＷ上にレチクルパターンの最終像（レチクルパターンの縮小像）を形成するための屈折型の第３結像光学系Ｇ３とを備えている。
【００５３】
なお、各実施例において、第１結像光学系Ｇ１、第２結像光学系Ｇ２および第３結像光学系Ｇ３を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸ＡＸに沿って配置されている。また、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、第１フィールドレンズが配置されている。さらに、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、第２フィールドレンズが配置されている。なお、基準光軸ＡＸは、重力方向（すなわち鉛直方向）に沿って位置決めされている。その結果、レチクルＲおよびウェハＷは、重力方向と直交する面すなわち水平面に沿って互いに平行に配置されている。加えて、投影光学系ＰＬを構成するすべての光学部材（レンズおよび反射鏡）も、基準光軸ＡＸ上において水平面に沿って配置されている。
【００５４】
各実施例において、投影光学系ＰＬを構成するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（ＣａＦ2結晶）を使用している。また、露光光であるＦ2 レーザー光の発振中心波長は１５７．６ｎｍであり、１５７．６ｎｍ付近においてＣａＦ2の屈折率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２×１０-6の割合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２×１０-6の割合で変化する。換言すると、１５７．６ｎｍ付近において、ＣａＦ2の屈折率の分散（ｄｎ／ｄλ）は、２×１０-6／ｐｍである。
【００５５】
したがって、各実施例において、中心波長１５７．６ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００である。そして、第１実施例、第２実施例および第４実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．５ｐｍ＝１５７．６００５ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９であり、１５７．６ｎｍ−０．５ｐｍ＝１５７．５９９５ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６０００１である。また、第３実施例、第５実施例および第６実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．３ｐｍ＝１５７．６００３ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９４であり、１５７．６ｎｍ−０．３ｐｍ＝１５７．５９９７ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００６である。さらに、第７実施例〜第９実施例では、１５７．６ｎｍ＋０．４ｐｍ＝１５７．６００４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５５９９９９２であり、１５７．６ｎｍ−０．４ｐｍ＝１５７．５９９６ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．５６００００８である。
【００５６】
また、各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ａ）で表される。
【００５７】
【数１】
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2〕
＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10 （ａ）
各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
【００５８】
〔第１実施例〕
図４は、第１実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図４の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００５９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００６０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８とから構成されている。
【００６１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００６２】
したがって、第１実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１、正メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００６３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズＬ５１の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズＬ５１の近傍に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３８を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００６４】
次の表（１）に、第１実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００６５】
また、表（１）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００６６】
【表１】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．７０
Ａ＝１７ｍｍ
Ｂ＝６８ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２９１６５３×１０-6 Ｃ6＝０．６８８３６１×１０-11
Ｃ8＝−０．１７３８８３×１０-15 Ｃ10＝０．１１４６４４×１０-18
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２４５５６２×１０-6 Ｃ6＝０．９３７５２０×１０-11
Ｃ8＝−０．１２１３８０×１０-14 Ｃ10＝０．６１９７６８×１０-19
１１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．３１７８９０×１０-7 Ｃ6＝−０．３５０３４９×１０-11
Ｃ8＝０．５４９４４１×１０-15 Ｃ10＝−０．１８５２３６×１０-19
１３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２７４８０７×１０-7 Ｃ6＝−０．２８０７１０×１０-11
Ｃ8＝−０．９９０８３１×１０-16 Ｃ10＝−０．７６４６２７×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５０７３８０×１０-7 Ｃ6＝−０．７９７１６６×１０-11
Ｃ8＝−０．６９３６８４×１０-16 Ｃ10＝０．７６１１９２×１０-20
２３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１２４６１６×１０-6 Ｃ6＝０．２４５３７６×１０-10
Ｃ8＝−０．４３６３６３×１０-14 Ｃ10＝０．１６５５９９×１０-18
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．６５２９７２×１０-7 Ｃ6＝０．１１７６５３×１０-10
Ｃ8＝−０．１０７０２８×１０-14 Ｃ10＝０．６１３９４６×１０-19
２７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２７２３１３×１０-7 Ｃ6＝−０．５１７３４４×１０-11
Ｃ8＝−０．９０４０５１×１０-15 Ｃ10＝−０．６０１５４１×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３０３０９９×１０-6 Ｃ6＝０．１５７６７４×１０-10
Ｃ8＝０．１３６８００×１０-14 Ｃ10＝０．２３１６７１×１０-18
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１６１００６×１０-6 Ｃ6＝０．１１８７２４×１０-10
Ｃ8＝０．７９０６８７×１０-15 Ｃ10＝０．２７１０５１×１０-19
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．８９４４４５×１０-7 Ｃ6＝０．７２８１８２×１０-10
Ｃ8＝−０．８８６０２１×１０-14 Ｃ10＝０．１０８８７７×１０-17
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．６７７６３３×１０-6 Ｃ6＝−０．３７７３２１×１０-9
Ｃ8＝０．１０３５４９×１０-12 Ｃ10＝０．２２７７９５×１０-16
【００６７】
図５は、第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第１実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００６８】
〔第２実施例〕
図６は、第２実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図６の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００６９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００７０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８とから構成されている。
【００７１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００７２】
したがって、第２実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１、正メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００７３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズＬ５１の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズＬ５１の近傍に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３８を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００７４】
次の表（２）に、第２実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（２）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００７５】
また、表（２）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００７６】
【表２】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝２１ｍｍ
Ｂ＝１０５ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２６４４０７×１０-7 Ｃ6＝−０．４７６６７８×１０-12
Ｃ8＝０．１５５７２９×１０-15 Ｃ10＝−０．５１７６９８×１０-20
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２８０７３１×１０-7 Ｃ6＝０．５７１９０６×１０-12
Ｃ8＝０．４６９８２８×１０-17 Ｃ10＝０．９８８０５０×１０-21
１１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２７５４８６×１０-7 Ｃ6＝−０．５７９８１２×１０-11
Ｃ8＝０．１８８０１４×１０-15 Ｃ10＝−０．３２７７０３×１０-20
１３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．３０５６４５×１０-7 Ｃ6＝−０．１００９２４×１０-11
Ｃ8＝０．１８５９６２×１０-16 Ｃ10＝−０．３８０３１４×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４７６７４６×１０-7 Ｃ6＝−０．５１５５１７×１０-11
Ｃ8＝−０．５３６５４３×１０-16 Ｃ10＝０．８３３０６３×１０-20
２３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．９１６６４６×１０-7 Ｃ6＝０．１２５０８８×１０-11
Ｃ8＝−０．３６７７２１×１０-16 Ｃ10＝−０．１０８９７５×１０-20
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．６９６２４１×１０-7 Ｃ6＝０．２６９１３６×１０-10
Ｃ8＝−０．３０５３９８×１０-14 Ｃ10＝０．１１２６０６×１０-18
２７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２１６５９２×１０-7 Ｃ6＝０．５９０６７４×１０-11
Ｃ8＝０．８３２６０９×１０-16 Ｃ10＝−０．３３３５９８×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１８０７７２×１０-6 Ｃ6＝０．１０５７５４×１０-10
Ｃ8＝０．６９１５００×１０-15 Ｃ10＝０．１８９３７７×１０-19
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１７３９０９×１０-7 Ｃ6＝０．５０７４３０×１０-11
Ｃ8＝−０．９８９６１９×１０-16 Ｃ10＝−０．１８２６３２×１０-19
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７６４００４×１０-7 Ｃ6＝０．８７３７７３×１０-11
Ｃ8＝−０．２８５１５０×１０-15 Ｃ10＝０．４８１１０４×１０-19
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１４５７１５×１０-6 Ｃ6＝−０．１２４９８１×１０-9
Ｃ8＝０．７０４７５５×１０-13 Ｃ10＝−０．１１４８５３×１０-16
【００７７】
図７は、第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第２実施例においても第１実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００７８】
〔第３実施例〕
図８は、第３実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図８の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００７９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００８０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、両凸レンズＬ３５と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３８と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１０と、両凹レンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２とから構成されている。
【００８１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２ととから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００８２】
したがって、第３実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介してレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００８３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介して形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１２を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００８４】
次の表（３）に、第３実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（３）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００８５】
また、表（３）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００８６】
【表３】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ＝２０ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２０１３４×１０-7 Ｃ6＝−０．１４１０７５×１０-12
Ｃ8＝０．１９１８３７×１０-17 Ｃ10＝−０．１６９４３６×１０-22
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１５３５５８×１０-7 Ｃ6＝−０．７５００５７×１０-13
Ｃ8＝−０．１１０８８４×１０-16 Ｃ10＝０．３２５１９６×１０-22
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４９４４２５×１０-7 Ｃ6＝０．７０７１１４×１０-12
Ｃ8＝０．１７６４７４×１０-16 Ｃ10＝０．６１５５２３×１０-21
２９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．７５５４９９×１０-8 Ｃ6＝０．３２１９４７×１０-11
Ｃ8＝−０．５９６６９７×１０-17 Ｃ10＝０．４５７５９１×１０-20
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．５０９７０７×１０-7 Ｃ6＝−０．４２６７６４×１０-11
Ｃ8＝０．５７６１３１×１０-17 Ｃ10＝−０．６９１２５５×１０-20
３５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２８３１４０×１０-9 Ｃ6＝０．９１５２６２×１０-12
Ｃ8＝０．２６６５２３×１０-16 Ｃ10＝０．１１２７０７×１０-21
３７面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．４４３６４８×１０-7 Ｃ6＝０．３５４４２３×１０-11
Ｃ8＝０．３５１８６１×１０-16 Ｃ10＝−０．２０６４０７×１０-19
【００８７】
図９は、第３実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第３実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００８８】
〔第４実施例〕
図１０は、第４実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１０の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００８９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【００９０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３７と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に非球面状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３９とから構成されている。
【００９１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【００９２】
したがって、第４実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１、負メニスカスレンズＬ１２および負メニスカスレンズＬ１３を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１３を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【００９３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１〜Ｌ４３）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）中にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）中に形成された第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３９を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【００９４】
次の表（４）に、第４実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（４）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【００９５】
また、表（４）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００９６】
【表４】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．６
Ａ＝２１ｍｍ
Ｂ＝１０５ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝６ｍｍ
２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８１５６４３×１０-7 Ｃ6＝０．４１３２５８×１０-11
Ｃ8＝−０．１１３５６９×１０-15 Ｃ10＝０．１４７８９８×１０-20
４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１４７３２×１０-6 Ｃ6＝−０．２１９８６７×１０-11
Ｃ8＝０．６１７６０２×１０-16 Ｃ10＝−０．３２２３６６×１０-21
１４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１７２７８×１０-6 Ｃ6＝０．１９９６８８×１０-11
Ｃ8＝０．６８８４２５×１０-16 Ｃ10＝−０．１２７２９１×１０-20
１６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１９１４６０×１０-6 Ｃ6＝０．１７２７２９×１０-11
Ｃ8＝−０．４１７９３８×１０-15 Ｃ10＝０．１２２８９２×１０-19
２４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１０１００６×１０-6 Ｃ6＝−０．６０１７３１×１０-11
Ｃ8＝０．３３６０９８×１０-15 Ｃ10＝−０．１１３２５５×１０-19
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２５９４０９×１０-6 Ｃ6＝０．２００４５５×１０-10
Ｃ8＝−０．８８６５１０×１０-15 Ｃ10＝０．２０３３１２×１０-19
２８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２５４７２０×１０-6 Ｃ6＝−０．４９９６１２×１０-11
Ｃ8＝−０．１０１２３５×１０-15 Ｃ10＝０．４７５８２７×１０-19
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１２２９８６×１０-6 Ｃ6＝−０．２９７４１７×１０-10
Ｃ8＝−０．２８６９９９×１０-14 Ｃ10＝−０．３１４８７７×１０-18
３２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２６０７６３×１０-6 Ｃ6＝０．２７８２２３×１０-10
Ｃ8＝０．３１１１６８×１０-14 Ｃ10＝０．４０９１４０×１０-18
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２４６９６６×１０-7 Ｃ6＝−０．３２８８００×１０-11
Ｃ8＝０．１５５１１９×１０-14 Ｃ10＝０．４８１９１７×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３６３５１７×１０-6 Ｃ6＝０．６８８３８７×１０-12
Ｃ8＝０．２６３０８２×１０-14 Ｃ10＝０．４０１９３７×１０-18
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７１１６６×１０-6 Ｃ6＝−０．１１０９８８×１０-10
Ｃ8＝０．９８９０９５×１０-15 Ｃ10＝０．２３８０４０×１０-18
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１３０４６９×１０-6 Ｃ6＝０．１３２４５２×１０-9
Ｃ8＝−０．２４６５４０×１０-13 Ｃ10＝０．４０４３１１×１０-17
４４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７３６３６８×１０-6 Ｃ6＝０．５５４１２４×１０-10
Ｃ8＝０．１１１９８８×１０-13 Ｃ10＝０．４９８５９５×１０-17
【００９７】
図１１は、第４実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第４実施例においても第１実施例および第２実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．５ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【００９８】
〔第５実施例〕
図１２は、第５実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１２の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【００９９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１００】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凹レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３９と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１０と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１４と、両凸レンズＬ３１５とから構成されている。
【０１０１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１０２】
したがって、第５実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１および負メニスカスレンズＬ１２を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、負メニスカスレンズＬ１２を介して凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１０３】
第１中間像からの光は、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）を介して、凹面反射鏡Ｍ２２および凹面反射鏡Ｍ２１で順次反射された後、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１０４】
次の表（５）に、第５実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（５）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１０５】
また、表（５）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【０１０６】
【表５】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ＝２０ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ
１２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１８１３１３×１０-7 Ｃ6＝０．１４５７１８×１０-12
Ｃ8＝−０．１７８３４１×１０-17 Ｃ10＝０．２６５１４８×１０-21
１５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．５８８７０７×１０-7 Ｃ6＝−０．８４４２２６×１０-12
Ｃ8＝−０．７４３８２３×１０-16 Ｃ10＝−０．１９７１１４×１０-21
２２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．２９４８２９×１０-7 Ｃ6＝０．３８４４３２×１０-11
Ｃ8＝−０．３９３７５６×１０-16 Ｃ10＝−０．３４５６０３×１０-21
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１００８０９×１０-6 Ｃ6＝０．６６９５２６×１０-12
Ｃ8＝−０．６０９３２７×１０-17 Ｃ10＝０．８３００４２×１０-21
３６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１３７８５０×１０-6 Ｃ6＝−０．５０８８０３×１０-11
Ｃ8＝−０．２７２９２４×１０-15 Ｃ10＝−０．２０２９５３×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１１５３０×１０-6 Ｃ6＝０．６５００７９×１０-11
Ｃ8＝０．１５７５６０×１０-15 Ｃ10＝−０．１７２３３６×１０-19
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７０１１１×１０-6 Ｃ6＝−０．２５８２９６×１０-11
Ｃ8＝０．６０８２３２×１０-15 Ｃ10＝０．２３２１６０×１０-19
【０１０７】
図１３は、第５実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第５実施例においても第３実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１０８】
〔第６実施例〕
図１４は、第６実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１４の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１０９】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１１０】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凹レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凹レンズＬ３４と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、開口絞りＡＳと、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１０と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、両凸レンズＬ３１５とから構成されている。
【０１１１】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側から順に、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１と、両凸レンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１１２】
したがって、第６実施例では、レチクルＲからの光が、正メニスカスレンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凹面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）中にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１１３】
第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）中に形成された第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射され、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）、および第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１１４】
なお、上述の第１実施例〜第５実施例ではウェハＷ上に矩形状の実効露光領域ＥＲが形成されるが、第６実施例では円弧状の実効露光領域ＥＲが形成される。図１５は、第６実施例においてウェハ上に形成される円弧状の実効露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。図１５に示すように、第６実施例では、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ａ（最大像高に対応）を有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、基準光軸ＡＸから＋Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する円弧状の実効露光領域ＥＲが設定されている。ここで、円弧状の実効露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸ’であり、そのＹ方向の長さはＬＹ’である。したがって、レチクルＲ上では、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に円弧状の実効露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する円弧状の照明領域ＩＲが形成されていることになる。すなわち、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ｂ（最大物体高に対応）を有する円形状の領域内において、基準光軸ＡＸから−Ｙ方向に偏心した位置に所望の大きさを有する円弧状の照明領域ＩＲが設定されている。
【０１１５】
次の表（６）に、第６実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（６）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸ’は円弧状の実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法を、ＬＹ’は円弧状の実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法をそれぞれ表している。
【０１１６】
また、表（６）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【０１１７】
【表６】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／５
ＮＡ＝０．８
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝９０ｍｍ
ＬＸ’＝２０ｍｍ
ＬＹ’＝３ｍｍ
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５５４２００×１０-8 Ｃ6＝−０．２８０９６７×１０-13
Ｃ8＝０．７７８９７２×１０-18 Ｃ10＝−０．１７７５００×１０-22
１５面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１０９２２８×１０-7 Ｃ6＝−０．３６４２８５×１０-12
Ｃ8＝０．１４２７６２×１０-16 Ｃ10＝−０．３６２７３９×１０-21
２２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２２５６２６×１０-7 Ｃ6＝−０．１５４５２４×１０-12
Ｃ8＝０．１６４７６６×１０-16 Ｃ10＝０．１６４８８５×１０-20
３０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３７９４２８×１０-7 Ｃ6＝０．１６３０１７×１０-11
Ｃ8＝０．６８４６６７×１０-16 Ｃ10＝−０．１１５８４９×１０-20
３６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１４６１０６×１０-6 Ｃ6＝−０．５０２９１９×１０-11
Ｃ8＝−０．２７０４６１×１０-15 Ｃ10＝−０．１８６８７７×１０-19
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１５９２２５×１０-6 Ｃ6＝０．８４４３６７×１０-11
Ｃ8＝０．１２０６４９×１０-15 Ｃ10＝−０．１７３０４１×１０-19
４３面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２０４３０２×１０-6 Ｃ6＝−０．４２２９２８×１０-11
Ｃ8＝０．８２４４６３×１０-15 Ｃ10＝０．７１９０３４×１０-20
【０１１８】
図１６は、第６実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第６実施例においても第３実施例および第５実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．３ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１１９】
〔第７実施例〕
図１７は、第７実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図１７の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１２０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１２１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、両凸レンズＬ３８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１０と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１７とから構成されている。
【０１２２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１２３】
したがって、第７実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１２４】
第１中間像からの光は、負メニスカスレンズＬ２２を介して凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２２および負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１７を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１２５】
次の表（７）に、第７実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（７）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１２６】
また、表（７）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（７）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１２７】
【表７】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１８３３２×１０-7 Ｃ6＝−０．９０１４７７×１０-13
Ｃ8＝０．４５６５７９×１０-18 Ｃ10＝０．５００１０７×１０-23
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．３６２５２６×１０-7 Ｃ6＝−０．３２５４２５×１０-12
Ｃ8＝−０．７１５９４２×１０-17 Ｃ10＝０．９３８２３３×１０-22
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７８４５１６×１０-7 Ｃ6＝０．１３２１８１×１０-11
Ｃ8＝０．３９０５４６×１０-16 Ｃ10＝０．１９４８６２×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．７７０７４０×１０-7 Ｃ6＝０．１０８４５４×１０-11
Ｃ8＝−０．１４１３８４×１０-16 Ｃ10＝−０．１５４３２７×１０-20
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１１１６８×１０-6 Ｃ6＝−０．４５９１６４×１０-11
Ｃ8＝−０．１７９３９１×１０-15 Ｃ10＝−０．６２７７５３×１０-20
４６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８０６１８１×１０-7 Ｃ6＝０．９７９３６３×１０-11
Ｃ8＝−０．４３２１２２×１０-15 Ｃ10＝０．３５３４３８×１０-20
５０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１７１５５０×１０-6 Ｃ6＝−０．５０６９４１×１０-11
Ｃ8＝０．１７２６１２×１０-14 Ｃ10＝−０．９０７２４７×１０-19
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝−３．９×１０-7
ＡＸ＝−５．２×１０-5
【０１２８】
図１８および図１９は、第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第７実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１２９】
〔第８実施例〕
図２０は、第８実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図２０の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１３０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１３１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３４と、両凹レンズＬ３５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、両凸レンズＬ３８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１０と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１４と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１７とから構成されている。
【０１３２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１から構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１３３】
したがって、第８実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１３４】
第１中間像からの光は、負メニスカスレンズＬ２２を介して凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２２および負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１７を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１３５】
次の表（８）に、第８実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（８）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１３６】
また、表（８）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（８）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１３７】
【表８】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１１５６１４×１０-7 Ｃ6＝−０．８９８０５４×１０-13
Ｃ8＝０．５８６８１３×１０-18 Ｃ10＝０．１８９８６７×１０-23
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２８９９９×１０-7 Ｃ6＝−０．４４５７４７×１０-12
Ｃ8＝０．５４２６７７×１０-17 Ｃ10＝−０．３０２４９４×１０-22
２８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．５３５０５９×１０-7 Ｃ6＝０．１３２９７３×１０-11
Ｃ8＝０．７５０６９１×１０-16 Ｃ10＝０．６２９４５４×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．８８７０４８×１０-7 Ｃ6＝０．１１７２０９×１０-11
Ｃ8＝−０．４１６１２５×１０-16 Ｃ10＝−０．３８２５３０×１０-20
４１面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１１３８５６×１０-6 Ｃ6＝−０．５１６３５５×１０-11
Ｃ8＝−０．２２１９０２×１０-15 Ｃ10＝−０．９２８１８３×１０-20
４６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．８２４２８０×１０-7 Ｃ6＝０．９９８８３８×１０-11
Ｃ8＝−０．４２６７１３×１０-15 Ｃ10＝０．１７００１５×１０-20
５０面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１５９０８５×１０-6 Ｃ6＝−０．４７８７８７×１０-11
Ｃ8＝０．１６６３０５×１０-14 Ｃ10＝−０．８２４５０９×１０-19
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝−５．７×１０-8
ＡＸ＝−３．９×１０-5
【０１３８】
図２１および図２２は、第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第８実施例において第７実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１３９】
〔第９実施例〕
図２３は、第９実施例にかかる反射屈折光学系（投影光学系ＰＬ）のレンズ構成を示す図である。図２３の反射屈折光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に平面に近い凸面を向けた凸面反射鏡Ｍ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ１２とから構成されている。
【０１４０】
また、第２結像光学系Ｇ２は、レチクル側から順に、ウェハ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に平面に近い凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ２２とから構成されている。
【０１４１】
さらに、第３結像光学系Ｇ３は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凹レンズＬ３４と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、ウェハ側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に非球面状の凹面を向けた両凹レンズＬ３９と、両凸レンズＬ３１０と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ３１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側の非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１５とから構成されている。
【０１４２】
なお、第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、ウェハ側に非球面状の凸面を向けた両凸レンズＬ４２とから構成された第１フィールドレンズが配置されている。また、第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、レチクル側に非球面状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５２とから構成された第２フィールドレンズが配置されている。
【０１４３】
したがって、第９実施例では、レチクルＲからの光が、両凸レンズＬ１１および負メニスカスレンズＬ１２を介して、凹面反射鏡Ｍ１２に入射する。凹面反射鏡Ｍ１２で反射された光は、凸面反射鏡Ｍ１１で反射された後、第１フィールドレンズ（Ｌ４１およびＬ４２）の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。
【０１４４】
第１中間像からの光は、凹面反射鏡Ｍ２２で反射された後、負メニスカスレンズＬ２１を介して凹面反射鏡Ｍ２１に入射する。凹面反射鏡Ｍ２１で反射された光は、負メニスカスレンズＬ２１を介して、第２フィールドレンズ（Ｌ５１およびＬ５２）の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像光学系Ｇ３を構成する各レンズＬ３１〜Ｌ３１５を介して、ウェハＷ上にレチクルパターンの最終像を形成する。
【０１４５】
次の表（９）に、第９実施例の反射屈折光学系の諸元の値を掲げる。表（９）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＡはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径すなわち最大像高を、Ｂは最大像高Ａに対応する最大物体高を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。
【０１４６】
また、表（９）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡Ｍ１２から凹面反射鏡Ｍ１１への光路中および凹面反射鏡Ｍ２２から凹面反射鏡Ｍ２１への光路中では負とし、その他の光路中では正としている。また、光の入射方向に関わらず、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。さらに、表（９）の条件式対応値において、ＬＡＴは倍率色収差係数を、ＡＸは軸上色収差係数をそれぞれ示している。
【０１４７】
【表９】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝０．８４５
Ａ＝１８ｍｍ
Ｂ＝７２ｍｍ
ＬＸ＝２２ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
１２面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２６９９９１×１０-7 Ｃ6＝−０．５１０７０６×１０-12
Ｃ8＝０．１１０１７７×１０-16 Ｃ10＝−０．１２３７１３×１０-21
１９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．１２１４３０×１０-7 Ｃ6＝−０．１４６７２８×１０-12
Ｃ8＝０．１２６２７２×１０-18 Ｃ10＝０．８９４１３４×１０-23
２６面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．６９１９０３×１０-7 Ｃ6＝０．１０２０７５×１０-11
Ｃ8＝０．９８３４７３×１０-16 Ｃ10＝０．１１７３０６×１０-20
３４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．９９３２７５×１０-7 Ｃ6＝０．２４０３８０×１０-11
Ｃ8＝０．３０１０５１×１０-16 Ｃ10＝−０．２１５１５４×１０-20
３９面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１４０２５６×１０-6 Ｃ6＝−０．７８５１７８×１０-11
Ｃ8＝−０．３２３９６８×１０-15 Ｃ10＝−０．１５０６７９×１０-19
４４面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝−０．１００３００×１０-6 Ｃ6＝０．１１４８３４×１０-10
Ｃ8＝−０．３８４２８５×１０-15 Ｃ10＝−０．１３９８８７×１０-20
４８面
κ＝０．００００００
Ｃ4＝０．２００３８２×１０-6 Ｃ6＝−０．７９４７７７×１０-11
Ｃ8＝０．３６１０７３×１０-14 Ｃ10＝−０．１３８７１７×１０-18
（条件式対応値）
ＬＡＴ＝＋９．７×１０-7
ＡＸ＝−４．５×１０-5
【０１４８】
図２４および図２５は、第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。収差図から明らかなように、第９実施例において第７実施例および第８実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±０．４ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、球面収差、コマ収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）がほぼ無収差に近い状態まで良好に補正され、優れた結像性能を有することを確認している。
【０１４９】
以上のように、第１実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．７の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１７ｍｍのイメージサークルを確保することができる。一方、第２実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が２１ｍｍのイメージサークルを確保することができる。さらに、第３実施例、第５実施例および第６実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１８ｍｍのイメージサークルを確保することができる。また、第４実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．６の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が２１ｍｍのイメージサークルを確保することができる。さらに、第７実施例〜第９実施例では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．８４５の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上において色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された半径が１８ｍｍのイメージサークルを確保することができる。
【０１５０】
したがって、第１実施例および第２実施例では２２ｍｍ×５ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、第４実施例では２２ｍｍ×約６ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２２ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。また、第３実施例および第５実施例では２０ｍｍ×５ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２０ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。さらに、第６実施例では２０ｍｍ×３ｍｍの十分に大きな円弧状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２０ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。また、第７実施例〜第９実施例では２２ｍｍ×４ｍｍの十分に大きな矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。そして、ウェハＷにおいて、たとえば２２ｍｍ×３３ｍｍの大きさを有する各露光領域に、レチクルＲのパターンを走査露光により高精度に転写することができる。なお、上述の各実施例では、約６ｍｍの十分に長いウェハ側ワーキングディスタンスを確保することができる。また、各実施例では、約６０ｍｍ〜１１５ｍｍの十分に長いマスク側ワーキングディスタンスを確保することができる。
【０１５１】
また、第１実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２４０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。一方、第２実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１の有効径が約２６８ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第３実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。また、第４実施例では、レンズＬ１１の有効径が約２３５ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第５実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。また、第６実施例では、レンズＬ４１の有効径が約２５０ｍｍで最大であり、その他の大部分のレンズの有効径は２００ｍｍ以下である。さらに、第７実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２８０ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１９０ｍｍ以下である。また、第７実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２６０ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２７７ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１７９ｍｍ以下である。さらに、第９実施例では、凹面反射鏡Ｍ２１の有効径が約２１７ｍｍで最大であり、レンズＬ４１およびＬ４２の有効径が約２８０ｍｍで最大である。そして、その他の大部分のレンズの有効径は１７６ｍｍ以下である。このように、各実施例において、凹面反射鏡やレンズの大型化を抑えて、光学系の小型化が図られている。
【０１５２】
さらに、上述の各実施例では、３回結像方式の光学系でありながら、レンズ枚数が非常に少ない構成（第１実施例および第２実施例では１６枚であり、第３実施例および第４実施例では１８枚であり、第５実施例および第６実施例では２１枚であり、第７実施例および第８実施例では２３枚であり、第９実施例では２１枚）となっている。Ｆ2レーザー光を用いる光学系では、良好な反射防止コートが得られないため、レンズ枚数が多いとレンズ面において光量損失を招きやすい。この観点から、上述の各実施例では、レンズ枚数が少なく、レンズ面における光量損失を抑える構成になっている。また、上述の各実施例では、導入された非球面の数も非常に少ない構成（第１実施例および第２実施例では１２枚であり、第３実施例、第４実施例では１４枚であり、第５実施例および第６実施例では７枚であり、第７実施例〜第９実施例では７枚）となっている。
【０１５３】
ところで、第７実施例〜第９実施例では、第１結像光学系Ｇ１に含まれる２つの反射鏡Ｍ１１およびＭ１２と第２結像光学系Ｇ２に含まれる２つの反射鏡Ｍ２１およびＭ２２とのうち、２つの反射鏡の直前にそれぞれ１つの負レンズが配置されている。具体的には、第７実施例および第８実施例において、凹面反射鏡Ｍ２１の直前に負メニスカスレンズＬ２１が配置され、凹面反射鏡Ｍ２２の直前に負メニスカスレンズＬ２２が配置されている。一方、第９実施例では、凹面反射鏡Ｍ１２の直前に負メニスカスレンズＬ１２が配置され、凹面反射鏡Ｍ２１の直前に負メニスカスレンズＬ２１が配置されている。こうして、第７実施例〜第９実施例では、２つの反射鏡の直前に１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより、倍率の色収差および軸上の色収差の補正が行われている。
【０１５４】
ここで、表（７）〜（９）の条件式対応値を参照すると、第７実施例〜第９実施例では、倍率色収差係数ＬＡＴおよび軸上色収差係数ＡＸが、以下の条件式（１）および（２）を満足している。
｜ＬＡＴ｜＜５×１０-6 （１）
｜ＡＸ｜＜２×１０-4 （２）
なお、倍率の色収差および軸上の色収差をさらに良好に補正するには、条件式（１）の上限値を２．５×１０-6に、条件式（２）の上限値を１．０×１０-4にそれぞれ設定することが好ましい。
【０１５５】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてレチクルに形成された転写用のパターンを感光性基板に走査露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図２６のフローチャートを参照して説明する。
【０１５６】
先ず、図２６のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、レチクル上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、レチクル上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【０１５７】
また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２７のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２７において、パターン形成工程４０１では、各実施形態の露光装置を用いてレチクルのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【０１５８】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１５９】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１６０】
なお、上述の実施形態では、波長が１５７．６ｎｍの光を供給するＦ2レーザーを用いているが、これに限定されることなく、たとえば波長２４８ｎｍの光を供給するＫｒＦエキシマレーザーや波長１９３ｎｍの光を供給するＡｒＦエキシマレーザーや波長１２６ｎｍの光を供給するＡｒ2レーザーなどを用いることもできる。
【０１６１】
また、上述の実施形態では、走査露光型の露光装置の投影光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一括露光型の露光装置の投影光学系に本発明を適用したり、露光装置の投影光学系以外の一般的な結像光学系に本発明を適用したりすることもできる。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反射屈折光学系では、すべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置されているので、調整が容易で高精度に光学系を製造することができ、高解像を達成することができる。
【０１６３】
さらに、本発明の反射屈折光学系を露光装置の投影光学系に適用することにより、０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことができる。また、本発明の反射屈折光学系を投影光学系として搭載した露光装置を用いて、たとえば０．１μｍ以下の高解像で良好な投影露光を行うことにより、高精度なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射屈折光学系の基本的な構成を説明するための図である。
【図２】本発明の各実施例にかかる反射屈折光学系を投影光学系として備えた露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図３】ウェハ上に形成される矩形状の露光領域（すなわち実効露光領域）と基準光軸との位置関係を示す図である。
【図４】第１実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図５】第１実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図６】第２実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図７】第２実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図８】第３実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図９】第３実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１０】第４実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１１】第４実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１２】第５実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１３】第５実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１４】第６実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１５】第６実施例においてウェハ上に形成される円弧状の実効露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。
【図１６】第６実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１７】第７実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１８】第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図１９】第７実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２０】第８実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２１】第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２２】第８実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２３】第９実施例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２４】第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２５】第９実施例にかかる反射屈折光学系の横収差を示す図である。
【図２６】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図２７】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１結像光学系
Ｇ２ 第２結像光学系
Ｇ３ 第３結像光学系
Ｍ 各凹面反射鏡
Ｌ 各レンズ
１００ レーザー光源
ＩＬ 照明光学系
Ｒ レチクル
ＲＳ レチクルステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｗ ウェハ
ＷＳ ウェハステージ
Claims (16)
- 第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学系と、
前記第１結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成するための第２結像光学系と、
前記第２結像光学系を介した光に基づいて前記第１面の最終像を第２面上に形成するための屈折型の第３結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系は、光の入射順に、少なくとも１つのレンズ成分と、第２反射鏡と、第１反射鏡とを備え、
前記第２結像光学系は、光の入射順に、第４反射鏡と、第３反射鏡とを備え、
前記第１結像光学系、前記第２結像光学系および前記第３結像光学系を構成するすべての光学部材が単一の直線状光軸に沿って配置され、
前記レンズ成分を通過した前記第１面からの光は、前記第１反射鏡の反射面の側方を通過して前記第２反射鏡で反射された後、前記第１反射鏡で反射されて前記第２反射鏡の反射面の側方を通過した後、前記第３反射鏡の反射面の側方を通過して前記第４反射鏡へ導かれ、
前記第４反射鏡で反射された前記第１結像光学系からの光は、前記第３反射鏡で反射されて前記第４反射鏡の反射面の側方を通過した後、前記第３結像光学系へ導かれることを特徴とする反射屈折光学系。 - 前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間の光路中にはフィールドレンズが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１結像光学系と前記フィールドレンズとの合成光学系は、第１面側および第２面側にテレセントリックな光学系を構成していることを特徴とする請求項２に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１結像光学系は、前記第２反射鏡と前記第１反射鏡との間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記第２結像光学系は、前記第４反射鏡と前記第３反射鏡との間の光路中に配置された少なくとも１つの負レンズ成分を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記反射屈折光学系中の全てのレンズ成分は単一種の光学材料で形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１結像光学系は、前記第１面と前記第２反射鏡との間の光路中に配置された正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１および第２中間像は、前記光軸から離れた位置のみに形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記反射屈折光学系は、該反射屈折光学系で形成される像領域を規定する視野絞りと、該反射屈折光学系の開口数を規定する開口絞りとを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１反射鏡、前記第２反射鏡、前記第３反射鏡および前記第４反射鏡のうちの２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより倍率の色収差の補正が行われ、倍率色収差係数ＬＡＴは、
｜ＬＡＴ｜＜５×１０-6
の条件を満足することを特徴とする請求項１０に記載の反射屈折光学系。 - 前記２つの反射鏡の反射面側の直前に少なくとも１つの負レンズがそれぞれ配置されていることにより軸上の色収差の補正が行われ、軸上色収差係数ＡＸは、
｜ＡＸ｜＜２×１０-4
の条件を満足することを特徴とする請求項１０または１１に記載の反射屈折光学系。 - 前記反射屈折光学系の入射瞳は中心遮蔽を有しないことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
- 前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に形成するための請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の反射屈折光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
- 前記反射屈折光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を相対移動させて、前記マスクパターンを前記感光性基板上に走査露光することを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
- 請求項１４または１５に記載の露光装置により前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
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