JPH0588090A

JPH0588090A - 反射屈折縮小投影光学系

Info

Publication number: JPH0588090A
Application number: JP3276595A
Authority: JP
Inventors: Sumio Hashimoto; 純夫橋本; Hideo Mizutani; 英夫水谷; Yutaka Ichihara; 裕市原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-09-28
Filing date: 1991-09-28
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】反射屈折系で軸上の光束を用いる構成であっ
て、解像力が劣化することがないようにする。【構成】正の屈折力を持ちレチクル１からの光束を略
々平行光束にする第１レンズ群Ｇ₁ と、この第１レンズ
群Ｇ₁ からの光束を透過するハーフミラー３と、その第
１レンズ群Ｇ₁ とそのハーフミラー３との間に光軸に対
して斜めに配置された平行平面板２と、負の屈折力を持
ちそのハーフミラー３を透過する光束を広げる第２レン
ズ群Ｇ₂ と、この第２レンズ群Ｇ₂ から射出される光束
を集束しつつこの第２レンズ群Ｇ₂ を介してそのハーフ
ミラー３に戻す凹面反射鏡５と、正の屈折力を持ちその
ハーフミラー３に戻されてそのハーフミラー３で反射さ
れた光束をウェハ８上に集束する第３レンズ群Ｇ₃ とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子製造
用の露光装置に用いられる、実素子のパターンよりも拡
大されたパターンを縮小投影するための光学系に適用し
て好適な反射屈折縮小投影光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路はますます微細化し、そ
のパターンを焼き付ける露光装置はより解像力の高いも
のが要求されている。この要求を満たすためには光源の
波長を短波長化し且つ光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）を大
きくしなければならない。しかしながら、波長が短くな
ると光の吸収のために実用に耐える硝材が限られて来
る。波長が３００ｎｍ以下になると実用上使えるのは合
成石英と蛍石（弗化カルシウム）だけとなる。また、蛍
石は温度特性が悪く多量に使うことはできない。そのた
め屈折系だけで投影レンズを作ることはきわめて困難で
ある。更に、収差補正の困難性のために、反射系だけで
開口数の大きい投影光学系を作ることも困難である。

【０００３】そこで、反射系と屈折系とを組み合わせて
投影光学系を構成する技術が種々提案されている。その
一例が、特開昭６３−１６３３１９号公報に開示される
如きリング視野光学系である。この光学系では入射光と
反射光とが互いに干渉しないように軸外の光束が用いら
れ、且つ軸外の輪帯部のみを露光するように構成されて
いる。

【０００４】また、他の例として、投影光学系中にビー
ムスプリッターを配置することによって、軸上の光束に
より一括でレチクル（マスク）の像を投影する反射屈折
系からなる投影露光装置が、例えば特公昭５１−２７１
１６号公報及び特開平２−６６５１０号公報で開示され
ている。

【０００５】図５は特開平２−６６５１０号公報に開示
された光学系を模式的に示したものである。この図５に
おいて、縮小転写しようとするパターンが描かれたレチ
クル２１からの光束は、正の屈折力を有するレンズ群２
２により略々平行光束に変換されてプリズム型のビーム
スプリッター（ビームスプリッターキューブ）２３に照
射される。このビームスプリッター２３の接合面２３ａ
を透過した光束は負の屈折力を有する補正レンズ群２４
により拡散されて凹面反射鏡２５で反射される。凹面反
射鏡２５で反射された光束は、再度補正レンズ群２４を
通り、ビームスプリッター２３の接合面２３ａで反射さ
れた後、正の屈折力を有するレンズ群２６によってウェ
ハ２７上に集束され、そのウェハ２７上にレチクルパタ
ーンの縮小像が結像される。プリズム型のビームスプリ
ッター２３の代わりに平行平面板よりなるハーフミラー
を用いた例も開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の内でリング視野光学系では開口数を大きくすることが
困難である。しかも一括で露光することもできないので
レチクルとウェハとを光学系の縮小比に対応して互いに
異なる速度で移動しながら露光する必要があり、このた
め機械系の構成が複雑になるという不都合があった。

【０００７】また、上記の特公昭５１−２７１１６号公
報に開示された構成では、ビームスプリッター以降の光
学系の屈折面での反射によるフレアが多い不都合があ
る。更に、ビームスプリッターの反射率むら、吸収及び
位相変化等の特性が何ら考慮されていないため解像力が
低いと共に全系の倍率が等倍であり、より高解像力が要
求される次世代の半導体製造用露光装置としては到底使
用に耐えるものではない。

【０００８】更に、特開平２−６６５１０号公報に開示
された投影光学系の内で図５の光学系では、ビームスプ
リッター２３用の大型のプリズム材料の不均一により解
像力が劣化する不都合がある。また、３００ｎｍ程度以
下の波長域では使用に耐える接着剤が無く、２個のブロ
ックを貼り合わせてビームスプリッターを構成すること
が困難であるという不都合がある。また、図５の光学系
のビームスプリッター２３の代わりにハーフミラーを用
いた例では、ハーフミラーに起因する収差により全体と
して解像力が劣化する不都合があった。本発明は斯かる
点に鑑み、反射屈折系で軸上の光束を用いる構成であっ
て、解像力が劣化することがない縮小投影光学系を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による反射屈折縮
小投影光学系は、例えば図１に示す如く、第１面（１）
のパターンを第２面（８）上に縮小投影するための光学
系であって、正の屈折力を持ちその第１面（１）からの
光束を略々平行光束にする第１レンズ群Ｇ₁ と、この第
１レンズ群Ｇ₁ からの光束を透過するハーフミラー
（３）と、その第１レンズ群Ｇ₁ とそのハーフミラー
（３）との間に光軸に対して斜めに配置されそのハーフ
ミラー（３）に起因する収差を補正する平行平面板
（２）と、負の屈折力を持ちそのハーフミラー（３）を
透過する光束を広げる第２レンズ群Ｇ₂ と、この第２レ
ンズ群Ｇ₂ から射出される光束を集束しつつこの第２レ
ンズ群Ｇ₂ を介してそのハーフミラー（３）に戻す凹面
反射鏡（５）と、正の屈折力を持ちそのハーフミラー
（３）に戻されてそのハーフミラー（３）で反射された
光束を集束してその第２面（８）上にその第１面（１）
のパターンの縮小像を形成する第３レンズ群Ｇ₃ とを有
するものである。

【００１０】この場合、その凹面反射鏡（５）の曲率半
径は、その第２面（８）上の露光領域（イメージサーク
ル）の直径の１７倍から２５倍の範囲内に設定する事が
好ましい。また、そのハーフミラー（３）に入射する軸
上物点からの周縁光線の光軸に対する傾きは０．２度以
下であることが好ましい。更に、その凹面反射鏡（５）
に入射する軸外主光線の光軸に対する傾きは５度以下で
ある事が好ましい。

【００１１】また、本発明では、そのハーフミラー
（３）とその凹面反射鏡（５）との間に４分の１波長板
（４）を配置することが好ましい。その４分の１波長板
（４）は、厚さが１００μｍ以下の１軸性結晶（例えば
水晶）より形成するとよい。

【００１２】

【作用】斯かる本発明によれば、反射系と屈折系とを組
み合わせた構成で、一括で広い領域を露光するために軸
上の光束が使用される。また、反射系には色収差がない
ため、全系の屈折力の大部分を凹面反射鏡（５）に持た
せて色収差の発生を抑える。そして、入射光と反射光と
の分離はハーフミラー（３）で行う。ハーフミラーを用
いるのは、プリズム型ビームスプリッターに比較して大
きな硝材が不要であること、単体であり接着剤が不要で
あること及び面精度が屈折率分だけ悪くてもよいことに
よる。

【００１３】しかしながら、ハーフミラー（３）を用い
ることにより非点収差とコマ収差とが発生する。それを
防ぐためには、ハーフミラー（３）を透過する光束を完
全に平行光にする必要がある。しかし、完全な平行光束
を全ての像高に対して実現することは不可能である。そ
こで先ず、正屈折力の第１レンズ群Ｇ₁ によりできるだ
け平行光束に近づけた光束をハーフミラー（３）に入射
させる。これによりコマ収差が十分に小さくなる。次
に、ハーフミラー（３）による非点収差を補正するため
に、平行平面板（２）を第１レンズ群Ｇ₁ とハーフミラ
ー（３）との間に光軸に対して傾けて挿入する。この場
合、ハーフミラー（３）と等しい厚さの平行平面板
（３）を光軸に対して４５度傾けて配置し、且つ平行平
面板（２）の方位をハーフミラー（３）の方位に対して
９０度回転させておくことにより、非点収差は良好に補
正される。

【００１４】つまり、ハーフミラー（３）と平行平面板
（２）との傾きの方位が９０度ずれることにより、非点
収差は補正される。コマ収差は逆に増加するが、非点収
差の方が影響が大きく、ハーフミラー（３）の透過光を
十分平行にすることでコマ収差の影響はほとんで目立た
なくなる。

【００１５】更に本発明では、ハーフミラー（３）と凹
面反射鏡（５）との間に負の屈折力を持つ第２レンズ群
Ｇ₂ を配置している。これにより、正の屈折力の第３レ
ンズ群Ｇ₃ の色収差を補正できると共に、凹面反射鏡
（５）の球面収差をより良好に補正することができる。

【００１６】次に、凹面反射鏡（５）の曲率半径は第２
面（８）上の露光領域（イメージサークル）の直径の１
７倍から２５倍が好ましい理由について説明する。凹面
反射鏡においては、その収斂作用によってある程度の縮
小倍率を達成できると共に、ペッツバール和、非点収差
及び歪曲収差に影響を与えるので、第１レンズ群Ｇ₁、
第２レンズ群Ｇ₂ 及び第３レンズ群Ｇ₃からなる屈折系
との収差バランスを良好に維持することが可能となる。
即ち、凹面反射鏡（５）の曲率半径が、第２面（８）の
イメージサークルの直径の１７倍を下回る場合には、色
収差の補正には有利となるが、ペッツバール和が正方向
に増大して非点収差及び歪曲収差も増加する。

【００１７】その理由は、凹面反射鏡の曲率半径が小さ
くなり屈折力が大きくなると、凹面反射鏡（５）による
球面収差が大きくなるが、球面収差の補正のためには第
３レンズ群Ｇ₃ の正の屈折力を大きくすることが必要と
なる。しかしながら、第３レンズ群Ｇ₃ は像面としての
第２面（８）に近い位置に配置されるため、収差補正の
ためには大きな正の屈折力が必要となり、ペッツバール
和が著しく増大することとなってしまう。従って、諸収
差を更に良好に補正するためには、凹面反射鏡（５）の
曲率半径は縮小像のイメージサークルの直径の１９倍程
度以上であることが望ましい。

【００１８】逆に、凹面反射鏡（５）の曲率半径が縮小
像のイメージサークルの直径の２５倍を超えて大きくな
る場合には、非点収差及び歪曲収差の補正には有利とな
るが、所望の縮小倍率を得ることが困難になり、色収差
の補正が不十分となるため余り実用的ではない。また、
ハーフミラー（３）に入射する軸上物点からの周縁光線
（所謂ランド光線）の光軸に対する傾きは０．２度以下
であることが好ましいが、これは傾きが０．２度以下で
あれば、ほぼ平行光束とみなすことができ、コマ収差が
十分に小さくなることを示す。

【００１９】次に、その凹面反射鏡（５）に入射する軸
外主光線の光軸に対する傾きが５度以下であることが好
ましい理由について説明するに、このように軸外主光線
の傾きを制限しないと、その凹面反射鏡（５）での非点
収差等が大きくなり過ぎる。そこで、軸外主光線の光軸
に対する傾きを制限することにより、全体として結像性
能を向上させている。

【００２０】また、４分の１波長板（４）をハーフミラ
ー（３）と凹面反射鏡（５）との間に配置した場合の作
用効果につき説明する。一般にハーフミラーの半透面と
して用いられる例えば誘電体膜には強い偏光特性があ
り、ハーフミラー（３）の半透面（３ａ）では例えば図
１の紙面に平行に偏光した光束（ｐ偏光）が透過し易
く、図１の紙面に垂直に偏光した光束（ｓ偏光）が反射
され易いとする。この場合、その半透面（３ａ）を透過
したｐ偏光成分は４分の１波長板（４）を透過して円偏
光となり、この円偏光の光束は凹面反射鏡（４）で反射
されて逆回りの円偏光となる。逆回りの円偏光の反射光
は、１／４波長板（４）を透過することによりｓ偏光と
なり、このｓ偏光の光束は大部分がハーフミラー（３）
の半透面（３ａ）で反射されて第２面（８）に向かう。
従って、その４分の１波長板（３）によりハーフミラー
（３）における光量の損失を減らすことができるのみな
らず、余分な反射光が第２面（８）に戻りにくくなるの
で、フレアーを減らすことができる。

【００２１】更に、４分の１波長板（４）としては、厚
さの薄い１軸性結晶（例えば水晶）を用いることが望ま
しい。その理由は、４分の１波長板を透過する光束が平
行光束からずれると、異常光線に対して非点収差が生じ
るためである。この非点収差は、通常波長板で行われて
いるように、２枚の結晶を互いに９０度光学軸を回転さ
せて張り合わせる方法では補正できない。即ち、常光
線、異常光線とも非点収差が生じてしまう。

【００２２】この非点収差量を波面収差Ｗで表すものと
して、（ｎ_o−ｎ_e）を常光線と異常光線との屈折率の
差、ｄを結晶の厚さ、θを平行光からのずれ、即ち光束
の発散（又は集束）角とすると、波面収差Ｗは次式で表
される。Ｗ＝（ｎ_o−ｎ_e）ｄθ²／２例えば４分の１波長板を水晶で構成する場合には、（ｎ
_o−ｎ_e）＝０．０１であり、光束の発散（集束）状態を
θ＝１４度とする。使用波長をλとすると、十分良好な
結像性能を維持するためには波面収差Ｗを４分の１波
長、即ちλ／４以下に維持することが好ましい。そのた
めには、波長λを例えば２４８ｎｍとして、上記の式よ
り、ｄ＜１００μｍでなければならない。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による反射屈折縮小投影光学系
の実施例につき図１〜図４を参照して説明しよう。本例
は、半導体製造用の使用波長が２４８ｎｍで縮小倍率が
１／５の露光装置の光学系に本発明を適用したものであ
る。図１は本例の光学系の概略の構成を示し、この図１
において、１は集積回路用のパターンが形成されたレチ
クルである。このレチクル１に垂直な光軸上に順に、正
の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ₁ 、平行平面板２、ハー
フミラー３、１／４波長板４、負の屈折力を持つ第２レ
ンズ群Ｇ₂ 及び凹面反射鏡５を配置し、凹面反射鏡５に
よる反射光をハーフミラー３の半透面３ａで反射した方
向に順に、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ 及びウェ
ハ８を配置する。

【００２４】平行平面板２及びハーフミラー３はそれぞ
れ光軸に対して４５゜傾け、平行平面板２の厚さはハー
フミラー３の厚さと等しくする。更に、平行平面板２の
方位をハーフミラー３の方位から９０゜だけ回転させ
る。この平行平面板２により、ハーフミラー３による非
点収差が良好に補正される。

【００２５】そして、レチクル１を図示省略した照明光
学系により照明し、レチクル１から射出される光束を、
第１レンズ群Ｇ1 により略平行光束にして平行平面板２
を介してハーフミラー３に入射させる。このハーフミラ
ー３の半透面３ａを透過した光束を１／４波長板４及び
第２レンズ群Ｇ₂ を介して凹面反射鏡５に入射させる。
凹面反射鏡５の曲率半径は約４００ｍｍである。凹面反
射鏡５により反射された光束は、集束しつつ第２レンズ
群Ｇ₂ 及び１／４波長板４を通って再度ハーフミラー３
に向い、このハーフミラー３の半透面３ａで反射された
光束を正屈折力の第３レンズ群Ｇ₃ によりウェハ８上に
集束する。これによりウェハ８上にレチクル１上のパタ
ーンの縮小像が結像される。

【００２６】また、照明光として図１の紙面に平行に偏
光した光束（ｐ偏光）を用いるのが効率的であるが、通
常のランダム偏光の照明光でもよい。何れの場合でも、
照明光中のｐ偏光成分の大部分はハーフミラー３の偏光
特性により半透面３ａを透過し、この透過光は更に１／
４波長板４を透過することにより円偏光となる。この円
偏光の光束は凹面反射鏡５で反射されて逆回りの円偏光
となるが、逆回りの円偏光の光束が再び１／４波長板４
を透過すると、偏光状態は図１の紙面に垂直な直線偏光
となる。ハーフミラー３の偏光特性により、図１の紙面
に垂直な方向に偏光した光束は大部分が半透面３ａで反
射されてウェハ８の方向に向かう。これによりハーフミ
ラー３における光の減少が防止され、レチクル１への戻
り光が減少するので、光束の有効利用及びフレアの減少
が達成される。

【００２７】更に、１／４波長板４としては、厚さの薄
い１軸性結晶（例えば水晶）を用いることにより、非点
収差の発生を防止する。具体的に、水晶を用いるとし
て、使用波長λが２４８ｎｍで、その１／４波長板６に
よる波面収差をλ／４以下に抑えるには、その１／４波
長板６の厚さは１００μｍ以下にする必要がある。

【００２８】なお、ハーフミラー３の半透面３ａに偏光
ビームスプリッターのような偏光特性を積極的に持たせ
ると、１／４波長板４との組合せにより、反射率及び透
過率を更に改善することができる。ただし、通常のハー
フミラーであっても、例えば誘電体膜は強い偏光特性を
有するため、１／４波長板４との組合せにより反射率及
び透過率を改善することができる。

【００２９】以下、図１の光学系の具体的な構成例につ
き説明する。以下の実施例におけるレンズの形状及び間
隔を表すために、レチクル１を第１面として、レチクル
１から射出された光がウェハ８に達するまでに通過する
面を順次第ｉ面（ｉ＝２，３，‥‥）とする。そして、
第ｉ面の曲率半径ｒ_i の符号は、レチクル１と凹面反射
鏡５との間ではレチクル１に対して凸の場合を正にと
り、ハーフミラー３の半透面３ａとウェハ８との間では
その半透面に対して凸の場合を正にとる。また、第ｉ面
と第（ｉ＋１）面との面間隔ｄ_i の符号は、凹面反射鏡
５からの反射光がハーフミラー３の半透面３ａまで通過
する領域では負にとり、他の領域では正にとる。また、
硝材として、ＣａＦ₂ は蛍石、ＳｉＯ₂ は石英ガラスを
それぞれ表す。石英ガラス及び蛍石の使用基準波長（２
４８ｎｍ）に対する屈折率は次のとおりである。石英ガラス：１．５０８５５蛍石：１．４６７９９

【００３０】図２は本例のレンズ構成図を示し、この図
２に示すように、第１レンズ群Ｇ₁はレチクル１の側か
ら順に、両凹レンズＬ₁₁、両凸レンズＬ₁₂、両凹レンズ
Ｌ₁₃、レチクル１に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
₁₄及び両凸レンズＬ₁₅を配置して構成する。また、第２
レンズ群Ｇ₂ はレチクル１側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズＬ₂₀のみより構成する。更に、第３レンズ群Ｇ
₃ はハーフミラー３の側から順に、両凸レンズＬ₃₁、両
凹レンズＬ₃₂、ハーフミラー３側に凹面を向けた正メニ
スカスレンズＬ₃₃、ハーフミラー３側に凸面を向けた負
メニスカスレンズＬ₃₄及びハーフミラー３側に凸面を向
けた正メニスカスレンズＬ₃₅を配置して構成する。ただ
し、図１中の１／４波長板４は厚さが薄く無視できるの
で、図２では省略してある。図２の第１実施例における
曲率半径ｒ_i 、面間隔ｄ_i 及び硝材を次の表１に示す。

【００３１】

【表１】ｉｒ_i ｄ_i 硝材ｉｒ_i ｄ_i 硝材 1 ∞ 85.910 21 ∞ 80.126 2 -694.027 23.000 ＳｉＯ₂ 22 81.237 17.000 ＣａＦ₂ 3 184.154 7.000 23 -4495.256 4.000 4 200.697 29.000 ＣａＦ₂ 24 -168.107 12.000 ＳｉＯ₂ 5 -164.649 170.247 25 511.018 5.000 6 -613.671 16.000 ＣａＦ₂ 26 -2867.360 14.000 ＣａＦ₂ 7 177.239 33.000 27 -147.910 1.300 8 -91.491 28.000 ＣａＦ₂ 28 45.917 24.096 ＳｉＯ₂ 9 -104.633 154.707 29 30.175 3.000 10 852.687 30.000 ＳｉＯ₂ 30 36.392 18.000 ＣａＦ₂ 11 -282.186 80.000 31 369.346 14.381 12 ∞ 20.000 ＳｉＯ₂ 13 ∞ 125.000 14 ∞ 20.000 ＳｉＯ₂ 15 ∞ 86.000 16 -219.923 20.000 ＳｉＯ₂ 17 -706.690 5.000 18 -377.539 -5.000 19 -706.690 -20.000 ＳｉＯ₂ 20 -219.923 -86.000

【００３２】図２の実施例では、縮小倍率は１／５、開
口数は０．４５、ウェハ８上の有効な露光領域（イメー
ジサークル）の直径ｄは２０ｍｍである。また、凹面反
射鏡５の曲率半径ｒは３７７．５３９ｍｍであり、曲率
半径ｒはその直径ｄの約１８．９倍である。更に、凹面
反射鏡５に入射する軸上物点からの周縁光線（ランド光
線）の光軸に対する傾きの最大値は０．００４゜、凹面
反射鏡５に入射する軸外主光線の光軸に対する傾きの最
大値は４．７６゜である。因に、凹面反射鏡５から射出
されるランド光線の光軸に対する傾きの最大値は７．９
７゜である。更に、ハーフミラー３を透過するランド光
線の光軸に対する傾きは０．００１゜以下であり、コマ
収差及び非点収差はほぼ完全に補正されている。

【００３３】図２の第１実施例の縦収差図を図３に示
し、横収差図を図４に示す。これらの収差図において、
曲線Ｊ、曲線Ｐ及び曲線Ｑは使用波長がそれぞれ２４
８．４ｎｍ、２４７．９ｎｍ及び２４８．９ｎｍである
ことを示す。これら収差図より、本例においては開口数
が０．４５と大きいにも拘らず、広いイメージサークル
の領域内で諸収差が良好に補正されていることが分か
る。また、色収差も波長λが２４８ｎｍ〜２４９ｎｍの
間で良好に補正されている。なお、本発明は上述実施例
に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構
成を取り得ることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ハーフミラーを使用し
ているため、大型のプリズム材料の不均一による解像力
の劣化は生じない。また、ハーフミラーに平行光束に近
い光を入射させると共に、平行平面板を第１レンズ群と
ハーフミラーとの間に配置しているので、そのハーフミ
ラーによる非点収差及びコマ収差を良好に補正できる。
従って、全体として、解像力の劣化が少ない利点があ
る。

【００３５】また、凹面反射鏡の曲率半径が第２面の露
光領域の直径の１７倍から２５倍であるときには、非点
収差及び歪曲収差を容易に補正できると共に、所定の縮
小倍率を得易い利点がある。また、ハーフミラーに入射
する軸上物点からの周縁光線の光軸に対する傾きを０．
２度以下に制限した場合には、そのハーフミラーによる
コマ収差及び非点収差が十分に小さくなる。更に、凹面
反射鏡に入射する軸外主光線の光軸に対する傾きを５度
以下に制限した場合には、非点収差等の収差量を所定範
囲内に抑えることができ、全体としての解像力をより高
めることができる。

【００３６】また、ハーフミラーと凹面反射鏡との間に
４分の１波長板を配置した場合には、ハーフミラーにお
ける反射率を高めることができ、フレアを減少すること
ができる。特にその４分の１波長板を厚さが１００μｍ
以下の１軸性結晶より形成すると、非点収差の劣化が無
視できる程度になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による反射屈折縮小投影光学系の実施例
の基本的な構成を示す断面図である。

【図２】図１の光学系の具体的な構成例を示すレンズ構
成図である。

【図３】図２の実施例の縦収差図である。

【図４】図２の実施例の横収差図である。

【図５】従来の反射屈折縮小投影光学系の基本的な構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１レチクルＧ₁ 第１レンズ群２平行平面板３ハーフミラー４１／４波長板Ｇ₂ 第２レンズ群５凹面反射鏡Ｇ₃ 第３レンズ群８ウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１面のパターンを第２面上に縮小投影
するための光学系であって、正の屈折力を持ち前記第１面からの光束を略々平行光束
にする第１レンズ群と、該第１レンズ群からの光束を透
過するハーフミラーと、前記第１レンズ群と前記ハーフ
ミラーとの間に光軸に対して斜めに配置され前記ハーフ
ミラーに起因する収差を補正する平行平面板と、負の屈
折力を持ち前記ハーフミラーを透過する光束を広げる第
２レンズ群と、該第２レンズ群から射出される光束を集
束しつつ該第２レンズ群を介して前記ハーフミラーに戻
す凹面反射鏡と、正の屈折力を持ち前記ハーフミラーに
戻されて前記ハーフミラーで反射された光束を集束して
前記第２面上に前記第１面のパターンの縮小像を形成す
る第３レンズ群とを有する事を特徴とする反射屈折縮小
投影光学系。
【請求項２】前記凹面反射鏡の曲率半径は、前記第２
面上の露光領域の直径の１７倍から２５倍である事を特
徴とする請求項１記載の反射屈折縮小投影光学系。
【請求項３】前記ハーフミラーに入射する軸上物点か
らの周縁光線の光軸に対する傾きは０．２度以下である
事を特徴とする請求項１記載の反射屈折縮小投影光学
系。
【請求項４】前記凹面反射鏡に入射する軸外主光線の
光軸に対する傾きは５度以下である事を特徴とする請求
項１記載の反射屈折縮小投影光学系。
【請求項５】前記ハーフミラーと前記凹面反射鏡との
間に４分の１波長板を配置した事を特徴とする請求項１
記載の反射屈折縮小投影光学系。
【請求項６】前記４分の１波長板を厚さが１００μｍ
以下の１軸性結晶より形成した事を特徴とする請求項５
記載の反射屈折縮小投影光学系。