JPH05249379A - 広フィールド露光光学系 - Google Patents
広フィールド露光光学系Info
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- JPH05249379A JPH05249379A JP4047342A JP4734292A JPH05249379A JP H05249379 A JPH05249379 A JP H05249379A JP 4047342 A JP4047342 A JP 4047342A JP 4734292 A JP4734292 A JP 4734292A JP H05249379 A JPH05249379 A JP H05249379A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- wide
- field exposure
- image
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広いフィールドを有し、高解像力で投影する
広フィールド露光光学系であって、反射面の加工精度・
保持精度に有利な屈折光学系を提供することである。 【構成】 被投影物を所定の走査幅で走査することによ
って投影する広フィールド露光光学系であって、被投影
物を円弧状領域に照明する照明部と、光軸上に中心を有
する円弧状領域の収差が補正され、上記照明部によって
円弧状に照明された被投影物の像を像面内に形成する反
射屈折光学系と、上記被投影物及び上記像面に配置され
た受光部材と、上記照明部及び上記反射屈折投影部とを
相対的に移動させる駆動装置とを有し、上記反射屈折光
学系は、2つの凸レンズ群と、1枚の凹面鏡より構成さ
れる。
広フィールド露光光学系であって、反射面の加工精度・
保持精度に有利な屈折光学系を提供することである。 【構成】 被投影物を所定の走査幅で走査することによ
って投影する広フィールド露光光学系であって、被投影
物を円弧状領域に照明する照明部と、光軸上に中心を有
する円弧状領域の収差が補正され、上記照明部によって
円弧状に照明された被投影物の像を像面内に形成する反
射屈折光学系と、上記被投影物及び上記像面に配置され
た受光部材と、上記照明部及び上記反射屈折投影部とを
相対的に移動させる駆動装置とを有し、上記反射屈折光
学系は、2つの凸レンズ群と、1枚の凹面鏡より構成さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広いフィールドを有
し、高解像力で投影する広フィールド露光光学系に関す
る。
し、高解像力で投影する広フィールド露光光学系に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の高解像力で投影する投影装置とし
て、レンズ光学系を使用して小分割された受光物体に順
次投影して露光するステッパーが知られている。該ステ
ッパーは、縮小・拡大が可能であり、また開口率NAを
大きくすることができる。しかし、この光学系において
広いフィールドを確保しようとすると、投影倍率が1倍
となり、また軸外収差が発生するが、これを補正するこ
とが困難であり、例えば15×15平方センチメートル
以上のフィールドの確保は困難である。
て、レンズ光学系を使用して小分割された受光物体に順
次投影して露光するステッパーが知られている。該ステ
ッパーは、縮小・拡大が可能であり、また開口率NAを
大きくすることができる。しかし、この光学系において
広いフィールドを確保しようとすると、投影倍率が1倍
となり、また軸外収差が発生するが、これを補正するこ
とが困難であり、例えば15×15平方センチメートル
以上のフィールドの確保は困難である。
【0003】従来の高解像力で投影する投影装置の他の
例として、特公昭57−51083号公報に開示されて
いるものであって、図5に示すように、凹面鏡100
と、凸面鏡102を対向して配置してなる走査型のもの
が知られている。この光学系においては、被投影物と結
像位置を光軸104を中心とする対称位置に配置し、光
軸104を中心とする環状部分に収差が補正された収差
補正領域106ができる。投影に使用する光束は、被投
影物と結像位置の近傍に配置されたマスク(図示せず)
によって限定された収差補正領域106を通過する光束
のみである。走査は、被投影物と結像位置に配置される
感光材料とを各矢印方向に同期させて移動させて行う。
例として、特公昭57−51083号公報に開示されて
いるものであって、図5に示すように、凹面鏡100
と、凸面鏡102を対向して配置してなる走査型のもの
が知られている。この光学系においては、被投影物と結
像位置を光軸104を中心とする対称位置に配置し、光
軸104を中心とする環状部分に収差が補正された収差
補正領域106ができる。投影に使用する光束は、被投
影物と結像位置の近傍に配置されたマスク(図示せず)
によって限定された収差補正領域106を通過する光束
のみである。走査は、被投影物と結像位置に配置される
感光材料とを各矢印方向に同期させて移動させて行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】広いフィールドを有す
る走査型投影装置の光学系は、レンズ光学系であっても
反射光学系であっても、大型になる。一方、光学部材
は、大型化すると自重や保持手段によって精度の低下は
避けられない。光学部材の歪みの最大値をPvとすると
き、このPvによって発生する収差への影響は、 反射光学系の反射面の歪みにおいては、2×Pv レンズ光学系の屈折面の歪みに於いては、(n−1)×
Pv となる。ここで、nはレンズ光学系のレンズの屈折率で
あり、一般的にn=1.5であるから、屈折レンズ光学系
の上記値は、(0.5×Pv)となる。従って、光学部材
の歪みによる収差に対する影響が同一となるようにする
と、反射面の加工精度・保持精度は、屈折面のそれの4
倍高くしなければならないこととなる。この理由によっ
て、広いフィールドを有する走査型投影装置の光学系
は、屈折レンズ光学系であることが望ましい。
る走査型投影装置の光学系は、レンズ光学系であっても
反射光学系であっても、大型になる。一方、光学部材
は、大型化すると自重や保持手段によって精度の低下は
避けられない。光学部材の歪みの最大値をPvとすると
き、このPvによって発生する収差への影響は、 反射光学系の反射面の歪みにおいては、2×Pv レンズ光学系の屈折面の歪みに於いては、(n−1)×
Pv となる。ここで、nはレンズ光学系のレンズの屈折率で
あり、一般的にn=1.5であるから、屈折レンズ光学系
の上記値は、(0.5×Pv)となる。従って、光学部材
の歪みによる収差に対する影響が同一となるようにする
と、反射面の加工精度・保持精度は、屈折面のそれの4
倍高くしなければならないこととなる。この理由によっ
て、広いフィールドを有する走査型投影装置の光学系
は、屈折レンズ光学系であることが望ましい。
【0005】また、広いフィールドを有する走査型投影
装置をLCD(液晶表示器)の露光装置として使用する
場合、使用するマスクは、製造コストの高いものであ
り、小さいものであることが望ましい。さらに、装置型
投影装置の光学系の解像力を考える場合、開口率NAを
大きくすることが望ましい。図4に示す従来の光学系に
おいては、凸面鏡102の周囲を通過する光束と凸面鏡
102に入射して反射される光束とが干渉して開口率N
Aを大きくすることができない。
装置をLCD(液晶表示器)の露光装置として使用する
場合、使用するマスクは、製造コストの高いものであ
り、小さいものであることが望ましい。さらに、装置型
投影装置の光学系の解像力を考える場合、開口率NAを
大きくすることが望ましい。図4に示す従来の光学系に
おいては、凸面鏡102の周囲を通過する光束と凸面鏡
102に入射して反射される光束とが干渉して開口率N
Aを大きくすることができない。
【0006】
【発明の構成】上記課題を解決する本発明の広フィール
ド露光光学系の構成は、被投影物を所定の走査幅で走査
することによって投影する広フィールド露光光学系にお
いて、被投影物を円弧状領域に照明する照明部と、光軸
上に中心を有する円弧状領域の収差が補正され、上記照
明部によって円弧状に照明された被投影物の像を像面内
に形成する反射屈折光学系と、上記被投影物及び上記像
面に配置された受光部材と、上記照明部及び上記反射屈
折投影部とを相対的に移動させる駆動装置とを有し、上
記反射屈折光学系は、2つの凸レンズ群と、1枚の凹面
鏡より構成されていることである。
ド露光光学系の構成は、被投影物を所定の走査幅で走査
することによって投影する広フィールド露光光学系にお
いて、被投影物を円弧状領域に照明する照明部と、光軸
上に中心を有する円弧状領域の収差が補正され、上記照
明部によって円弧状に照明された被投影物の像を像面内
に形成する反射屈折光学系と、上記被投影物及び上記像
面に配置された受光部材と、上記照明部及び上記反射屈
折投影部とを相対的に移動させる駆動装置とを有し、上
記反射屈折光学系は、2つの凸レンズ群と、1枚の凹面
鏡より構成されていることである。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の実施例による反射屈折投影
光学系型を説明する。本発明は、図1に示すように、4
群、すなわちレンズ群3枚の屈折系及び凹面鏡1枚より
構成され、凹面鏡の位置が 位置となる対称系の両テレ
セントリックな光学系を成している。被投影物は光軸を
中心とする円弧状領域が照明され、結像位置では実質上
光軸を中心とする円弧状領域だけが投影光束として使用
される。
光学系型を説明する。本発明は、図1に示すように、4
群、すなわちレンズ群3枚の屈折系及び凹面鏡1枚より
構成され、凹面鏡の位置が 位置となる対称系の両テレ
セントリックな光学系を成している。被投影物は光軸を
中心とする円弧状領域が照明され、結像位置では実質上
光軸を中心とする円弧状領域だけが投影光束として使用
される。
【0008】物・像に近い側より順次光学的作用を説明
することにする。まず第一レンズ群は光束をテレセント
リックにするレンズ群であり、テレセントリックな条件
が不要であればこの光学群は不必要になる。第2、第3
レンズ群は球面収差、色収差を補正するためのものであ
って、凸のパワーと凹のパワーを有するレンズ群より構
成されている。最後の凹面鏡よりなるレンズ群はペッツ
バール和を小さくする作用を行っている。全系の焦点距
離をf、第1レンズ群、第2、3レンズ群、第3レンズ
群の焦点距離をそれぞれf1、f23、f4とすると 0.2<|f1/f|<0.5 (1) 10<|f23/f|<50 (2) 0.1<|f4/f|<0.4 (3) を満足する場合、収差上最適な解を得ることが出来る。
することにする。まず第一レンズ群は光束をテレセント
リックにするレンズ群であり、テレセントリックな条件
が不要であればこの光学群は不必要になる。第2、第3
レンズ群は球面収差、色収差を補正するためのものであ
って、凸のパワーと凹のパワーを有するレンズ群より構
成されている。最後の凹面鏡よりなるレンズ群はペッツ
バール和を小さくする作用を行っている。全系の焦点距
離をf、第1レンズ群、第2、3レンズ群、第3レンズ
群の焦点距離をそれぞれf1、f23、f4とすると 0.2<|f1/f|<0.5 (1) 10<|f23/f|<50 (2) 0.1<|f4/f|<0.4 (3) を満足する場合、収差上最適な解を得ることが出来る。
【0009】以下に示す実施例のように、第2、第3レ
ンズ群を凸レンズ群、凹レンズ群とした場合において
は、その焦点距離をそれぞれ、f2、f3とすると、 |f2|〜|f3| (4) を満足する場合、収差上最適な解を得ることが出来る。
(1) 式が満足されない場合は、テレセン条件が満されな
い状態が生じる。厳密なテレセン条件を必要としない光
学系においては、(1) 式をはずすことによりパワー配置
が可能となる。
ンズ群を凸レンズ群、凹レンズ群とした場合において
は、その焦点距離をそれぞれ、f2、f3とすると、 |f2|〜|f3| (4) を満足する場合、収差上最適な解を得ることが出来る。
(1) 式が満足されない場合は、テレセン条件が満されな
い状態が生じる。厳密なテレセン条件を必要としない光
学系においては、(1) 式をはずすことによりパワー配置
が可能となる。
【0010】(3) 式は、ペッツバール和を小さくする条
件であり、この条件をはずれる解においては、像の良好
な領域が少くなる。なお、本発明が適用される露光光学
系において、像面の平坦性は、通常の光学系のように軸
上から軸外までと云う訳ではなく、軸外のある領域がで
きるだけ広く平坦であることを要求される。(2) 式は、
特に第2レンズ群を凸レンズ、凹レンズで構成する場合
において、(4) 式に示すように、凸レンズ、凹レンズの
焦点距離の絶対値関係をほぼ同じにとるとよい。この条
件をはずれる場合においては、球面収差、色収差が発生
する。
件であり、この条件をはずれる解においては、像の良好
な領域が少くなる。なお、本発明が適用される露光光学
系において、像面の平坦性は、通常の光学系のように軸
上から軸外までと云う訳ではなく、軸外のある領域がで
きるだけ広く平坦であることを要求される。(2) 式は、
特に第2レンズ群を凸レンズ、凹レンズで構成する場合
において、(4) 式に示すように、凸レンズ、凹レンズの
焦点距離の絶対値関係をほぼ同じにとるとよい。この条
件をはずれる場合においては、球面収差、色収差が発生
する。
【0011】次に上記(1) 〜(4) を満足する実施例を記
す。波長はg線、倍率;1倍NA;0.12、円弧半径;
220mmとする。以下の表示は、 r1〜r7;曲率半径(mm) d1〜d6;レンズ厚、レンズ間隔(mm) n1〜n3;レンズのg線における屈折率 f=−5043.2mm r1=−4013.12 d1=90 n1=1.52
6214 r2=−665.92 d2=700 r3=−14455.47 d3=70 n1=1.72
9443 r4=−1406.74 d4=100 r5=−895.39 d5=40 n1=1.59
9644 r6=−3079.84 d6=380 r7=−2365.56 本実施例の収差図を図2、図3に示す。図4のAは、横
軸に円弧状の幅をとって、縦軸に波面収差量(RMSで
表示)を示し、Bが従来方式による(反射系)による同
様の波面収差量を示す。従来方式としては、図5に示す
ような2枚のミラーより構成され、曲率半径が2000
mmの凹面鏡を用いた。これは本発明と同一の全長を占め
るものという理由から選んだ。図4より本発明が従来方
式に比べて像の良好な領域が広く、すぐれているかが分
る。従来方式において本発明と同様の像の良好な領域を
得るためには、凹面鏡の曲率半径を3000mm〜400
0mmにすることが必要となり、スペース的に大きなもの
となり、本発明の広フィールド露光光学系がコンパクト
であるということが理解できる。
す。波長はg線、倍率;1倍NA;0.12、円弧半径;
220mmとする。以下の表示は、 r1〜r7;曲率半径(mm) d1〜d6;レンズ厚、レンズ間隔(mm) n1〜n3;レンズのg線における屈折率 f=−5043.2mm r1=−4013.12 d1=90 n1=1.52
6214 r2=−665.92 d2=700 r3=−14455.47 d3=70 n1=1.72
9443 r4=−1406.74 d4=100 r5=−895.39 d5=40 n1=1.59
9644 r6=−3079.84 d6=380 r7=−2365.56 本実施例の収差図を図2、図3に示す。図4のAは、横
軸に円弧状の幅をとって、縦軸に波面収差量(RMSで
表示)を示し、Bが従来方式による(反射系)による同
様の波面収差量を示す。従来方式としては、図5に示す
ような2枚のミラーより構成され、曲率半径が2000
mmの凹面鏡を用いた。これは本発明と同一の全長を占め
るものという理由から選んだ。図4より本発明が従来方
式に比べて像の良好な領域が広く、すぐれているかが分
る。従来方式において本発明と同様の像の良好な領域を
得るためには、凹面鏡の曲率半径を3000mm〜400
0mmにすることが必要となり、スペース的に大きなもの
となり、本発明の広フィールド露光光学系がコンパクト
であるということが理解できる。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、走査型投影装置に包含
される光学系は、反射光学系ではなく、屈折光学系であ
るレンズ光学系であり、屈折面の加工精度、保持精度を
低くしても高い投影精度をえることができる利点を有す
る。また、投影倍率を容易に1以上に高くすることがで
きるから、製造コストの高い照明部のマスクを小型にす
ることができる利点を有する。さらに、開口率NAを大
きくし、走査型投影装置の光学系の解像力を高くするこ
とができる利点を有する。
される光学系は、反射光学系ではなく、屈折光学系であ
るレンズ光学系であり、屈折面の加工精度、保持精度を
低くしても高い投影精度をえることができる利点を有す
る。また、投影倍率を容易に1以上に高くすることがで
きるから、製造コストの高い照明部のマスクを小型にす
ることができる利点を有する。さらに、開口率NAを大
きくし、走査型投影装置の光学系の解像力を高くするこ
とができる利点を有する。
【図1】本発明の実施例の広フィールド露光光学系の光
学図である。
学図である。
【図2】上記実施例の収差図である。
【図3】上記実施例の収差図である。
【図4】上記実施例と従来のフィールド露光光学系の波
面収差の比較図である。
面収差の比較図である。
【図5】従来の反射型走査投影装置の光学図である。
f1 第1レンズ群 f2 第2レンズ群 f3 第3レンズ群 f4 凹面鏡
Claims (3)
- 【請求項1】 被投影物を所定の走査幅で走査すること
によって投影する広フィールド露光光学系において、 被投影物を円弧状領域に照明する照明部と、 光軸上に中心を有する円弧状領域の収差が補正され、上
記照明部によって円弧状に照明された被投影物の像を像
面内に形成する反射屈折光学系と、 上記被投影物及び上記像面に配置された受光部材と、上
記照明部及び上記反射屈折投影部とを相対的に移動させ
る駆動装置とを有し、 上記反射屈折光学系は、2つの凸レンズ群と、1枚の凹
面鏡より構成されていることを特徴とする広フィールド
露光光学系。 - 【請求項2】 上記反射屈折光学系は、全系の焦点距離
をf、第1、第2レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、
f23、または最終凹面鏡の焦点距離をf4とすると、 0.2<|f1/f|<0.5 10<|f23/f|<50 0.1<|f4/f|<0.4 の関係が満足されることを特徴とする請求項1記載の広
フィールド露光光学系。 - 【請求項3】 上記第2レンズ群は、凸レンズと凹レン
ズより成り、全系の焦点距離をf、第2レンズ、第3レ
ンズの焦点距離をそれぞれf2、f3とすると、 |f2|〜|f3| の関係が満足されることを特徴とする請求項2記載の広
フィールド露光光学系。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4047342A JPH05249379A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 広フィールド露光光学系 |
US08/025,340 US5448416A (en) | 1992-03-04 | 1993-03-03 | Wide-field exposure optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4047342A JPH05249379A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 広フィールド露光光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05249379A true JPH05249379A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12772504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4047342A Pending JPH05249379A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 広フィールド露光光学系 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5448416A (ja) |
JP (1) | JPH05249379A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5729331A (en) * | 1993-06-30 | 1998-03-17 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus |
US6157497A (en) * | 1993-06-30 | 2000-12-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
JP2006225181A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Konica Minolta Opto Inc | ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0756090A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-03-03 | Topcon Corp | 走査型投影光学系 |
US5798523A (en) * | 1996-07-19 | 1998-08-25 | Theratechnologies Inc. | Irradiating apparatus using a scanning light source for photodynamic treatment |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3748015A (en) * | 1971-06-21 | 1973-07-24 | Perkin Elmer Corp | Unit power imaging catoptric anastigmat |
US4711535A (en) * | 1985-05-10 | 1987-12-08 | The Perkin-Elmer Corporation | Ring field projection system |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4047342A patent/JPH05249379A/ja active Pending
-
1993
- 1993-03-03 US US08/025,340 patent/US5448416A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5729331A (en) * | 1993-06-30 | 1998-03-17 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus |
US6157497A (en) * | 1993-06-30 | 2000-12-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
US6351305B1 (en) | 1993-06-30 | 2002-02-26 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and exposure method for transferring pattern onto a substrate |
US6480262B1 (en) | 1993-06-30 | 2002-11-12 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus for illuminating a mask, method of manufacturing and using same, and field stop used therein |
US6509954B1 (en) | 1993-06-30 | 2003-01-21 | Nikon Corporation | Aperture stop having central aperture region defined by a circular ARC and peripheral region with decreased width, and exposure apparatus and method |
US6556278B1 (en) | 1993-06-30 | 2003-04-29 | Nikon Corporation | Exposure/imaging apparatus and method in which imaging characteristics of a projection optical system are adjusted |
US6795169B2 (en) | 1993-06-30 | 2004-09-21 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus |
US7023527B2 (en) | 1993-06-30 | 2006-04-04 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus |
JP2006225181A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Konica Minolta Opto Inc | ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5448416A (en) | 1995-09-05 |
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