JPH11109244A

JPH11109244A - 反射屈折光学系

Info

Publication number: JPH11109244A
Application number: JP9290357A
Authority: JP
Inventors: Yuutou Takahashi; 友刀高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な結像性能を維持しながら光学系の小型化
とレンズ枚数の削減を実現することができる反射屈折光
学系を提供する。【解決手段】凹面鏡Ｍ_Cを含む第１結像光学系Ａによっ
て第１面Ｒの中間像を形成し、開口絞りＡＳを含む第２
結像光学系Ｂによって中間像の再結像を第２面Ｗ上に形
成し、第１結像光学系Ａからの光束を第２結像光学系Ｂ
へ導くように反射面Ｍ_P1を設けた反射屈折光学系におい
て、第１面Ｒ上の光軸ｚ上の点から発すると仮定した最
大開口数の光線が各光学面を通過する高さをｈとし、開
口絞りＡＳの絞り半径をφとしたとき、ｈ／φ＜０．８
５となる光学面のうちの少なくとも１つの光学面と、
０．８５＜ｈ／φ＜１．２となる光学面のうちの少なく
とも１つの光学面と、をそれぞれ非球面に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として半導体の製
造に用いられるステッパーなどの縮小露光装置の光学系
に関し、特に光学系に反射屈折光学系を用いることによ
り、紫外線波長域でのサブミクロン単位の分解能を有す
る１／４×〜１／５×の走査型反射屈折縮小光学系に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体の回路パターンはますます
微細化しており、このパターンを焼き付ける露光装置に
はより解像力の高いものが要求されてきている。この要
求を満足するためには、光源の波長を短波長化しかつＮ
Ａ（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、波長が短くなると光の吸収のため実用に耐
える光学ガラスが限られてくる。波長が３００ｎｍ以下
となると、実用上使える硝材は合成石英と蛍石だけとな
る。しかるに合成石英と蛍石のアッベ数は、色収差を補
正するのに十分なほどは離れていない。したがって波長
が３００ｎｍ以下の場合には、屈折光学系だけで投影光
学系を構成したのでは色収差補正が極めて困難となる。
また蛍石は温度変化による屈折率の変化、いわゆる温度
特性が悪く、またレンズ研磨の加工上多くの問題を持っ
ているので、多くの部分に使用することはできない。し
たがって必要な解像力を有する投影光学系を屈折系のみ
で構成することは非常に難しいものとなる。

【０００３】これに対して、反射系のみで投影光学系を
構成することも試みられているが、この場合、投影光学
系が大型化し、かつ反射面の非球面化が必要となる。し
かるに高精度の非球面は製作の面で極めて困難である。
そこで反射系と使用波長に使える光学ガラスからなる屈
折系とを組み合わせたいわゆる反射屈折光学系によっ
て、縮小投影光学系を構成する技術が色々提案されてい
る。その中で、光学系の途中で１回以上の中間結像を行
うタイプは、これまで種々のものが提案されているが、
中間像を１回だけ結像するものに限定すると、特公平５
−２５１７０、特開昭６３−１６３３１９、特開平４−
２３４７２２、ＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示され
た技術が挙げられる。

【０００４】上記従来技術の中で、凹面ミラーを１枚だ
け使用しているものは、特開平４−２３４７２２とＵＳ
Ｐ−４，７７９，９６６に開示された光学系である。こ
れらの光学系は、凹面ミラーで構成される往復兼用光学
系において、凹レンズのみが採用されており、凸のパワ
ーの光学系が使われていない。そのため、光束が広がっ
て凹面ミラーに入射するため、凹面ミラーの径が大きく
なりがちであった。また特に特開平４−２３４７２２に
開示された往復兼用光学系は完全対称型であり、この光
学系での収差発生を極力抑えて後続の屈折光学系の収差
補正負担を軽くしているが、対称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がとりに
くく、またハーフプリズムを使用しなければならなかっ
た。またＵＳＰ−４，７７９，９６６に開示された光学
系では、中間像よりも後方の２次結像光学系にミラーを
使用している。したがって光学系の必要な明るさを確保
するためには、光束が広がって凹面ミラーに入射するこ
とになり、ミラーの小型化が困難なものであった。

【０００５】また複数のミラーを使用するものでは、屈
折光学系のレンズ枚数を削減できる可能性があるが、こ
れらのタイプでは以下の問題があった。すなわち、最
近、焦点深度を稼ぎながら解像力を上げるため、マスク
の選択部分の位相をずらす位相シフト法が考え出されて
いるが、さらに、効果を上げるために、照明光学系のＮ
Ａと結像光学系のＮＡの比σを可変にすることが行われ
る。このとき照明光学系には開口絞りを設置することが
できるが、前記に挙げた反射屈折光学系を対物レンズと
する場合は、有効な絞り設置部分がどこにも採れないこ
とになる。

【０００６】さらにこのような配置の往復光学系を縮小
側の第２面側に採用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ミラーで反射した後ウエハまで
の距離が長く採れないため、この光路中に挿入される対
物レンズのレンズ枚数がそう多く採れず、そのため得ら
れる光学系の明るさは限られたものとならざるを得なか
った。たとえ高ＮＡの光学系が実現できても、限られた
長さに多くの光学部材が挿入されるため、ウエハと対物
レンズの端面との距離、いわゆるワーキングディスタン
スＷＤが長く採れない光学系となっていた。またこのよ
うな従来の反射屈折光学系においては、光路の光軸を必
ず途中で偏心させる必要があり、そのいわゆる偏心光学
系の偏心部分の調整作業が困難で、なかなか高精度の系
を実現することができなかった。

【０００７】そこで本出願人は、第１結像光学系によっ
て第１面の中間像を形成し、第２結像光学系によって中
間像の再結像を第２面上に形成し、第１結像光学系から
の光束を第２結像光学系へ導くように反射面を設け、第
１結像光学系を、凹面鏡と該凹面鏡への入射光と反射光
との双方が透過するレンズ群とからなる往復光学系を有
するように形成した２回結像光学系を提案した。この２
回結像光学系によれば、凹面鏡の径を縮小させることが
でき、位相シフト法のための照明光学系のＮＡと結像光
学系のＮＡの比σを可変にすることができるように、有
効な絞り設置部分を採ることができ、さらに光学系の明
るさを十分とりながら、なおウエハと対物レンズの端面
との距離、いわゆるワーキングディスタンスＷＤを長く
採ることができる光学系を実現することができる。また
いわゆる偏心光学系の偏心部分の調整作業が容易で、高
精度の光学系を実現するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
この２回結像光学系は優れた点が多いが、良好な結像性
能を達成しようとすると、光学系が大型化するおそれが
ある。すなわち光学系の配置が対称形から外れているの
で、どうしても歪曲収差が発生するおそれがあり、特に
高次数の歪曲収差は、屈折レンズの曲率や面間隔のみで
は補正が不可能であり、系を大型化せざるを得ないこと
になりかねない。したがって本発明は、良好な結像性能
を維持しながら光学系の小型化とレンズ枚数の削減を実
現することができる反射屈折光学系を提供することを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、凹面鏡を含
む第１結像光学系によって第１面（物体面）の中間像を
形成し、開口絞りを含む第２結像光学系によって中間像
の再結像を第２面（像面）上に形成し、第１結像光学系
からの光束を第２結像光学系へ導くように反射面を設け
た反射屈折光学系において、第１面上の光軸上の点から
発すると仮定した最大開口数の光線が各光学面を通過す
る高さをｈとし、開口絞りの絞り半径をφとしたとき、ｈ／φ＜０．８５ ‥‥（１）となる光学面のうちの少なくとも１つの光学面と、０．８５＜ｈ／φ＜１．２ ‥‥（２）となる光学面のうちの少なくとも１つの光学面と、をそ
れぞれ非球面に形成したことを特徴とする反射屈折光学
系である。

【００１０】この構成により、少なくとも２面の非球面
が最適な場所に採用されるから、良好な結像性能を維持
しながら光学系の小型化とレンズ枚数の削減を実現する
ことができる。なお前記の反射面は、凹面鏡に至る往路
の光束と凹面鏡からの復路の光束とを分離するものであ
る。したがってこの反射面によって両光束が分離される
ためには、物体面及び像面での使用領域は一定の光線高
を持った領域となり、物体高及び像高がゼロの領域は使
用領域とはならない。「第１面上の光軸上の点から発す
ると仮定した最大開口数の光線」とは、実際にはそのよ
うな光線は本光学系では使用されない、という意味であ
る。

【００１１】一般的にいって、光学系の非球面の効果と
いうものは、単能的であり、また適用場所の選択も非常
に重要である。つまり、単能的であることから、１種類
の収差の補正には有効であるが、それ以外の収差の補正
にはほとんど役に立たず、また適用する場合、使い方を
誤ったりその適用場所の選択を誤ると、効果が半減した
り逆にかえって障害となることが多い。

【００１２】そこで先ず、軸外収差、特に軸外の基本的
収差である歪曲収差の補正については、物体面または像
面付近に、歪曲収差を補正する効果のある非球面を配置
するこで、他の収差、例えば球面収差やコマ収差にはほ
とんど影響を与えずに、歪曲収差だけを補正することが
できる。これは、物体面や像面付近では光束が収斂して
いるために、その付近に非球面を配置しても、球面収差
やコマ収差は非球面の影響を受けにくいことからも言え
ることである。ただし非点収差に関しては、像面からの
ずれに関する収差であるため、歪曲収差ほどではないに
しても、部分的に一部影響を受ける。通常の光学系で
は、物体面および像面の付近には、このような軸外収差
の補正を目的とした非球面を配置することは困難であ
る。そこで軸外収差の補正を目的とした非球面は、でき
うる限り物体面または像面に近く、かつ開口絞り付近か
らは遠い場所に配置されることが多い。しかるに本発明
の反射屈折光学系では、中間像があるために、軸上収差
の補正を目的とした非球面を中間像付近に配置すること
ができる。したがって、非常に効果的に非球面の効果を
引き出すことができるのである。前記の条件式（１）
は、軸外収差の補正を目的とした非球面の最も適切な配
置位置を規定するものである。条件式（１）の上限を越
えると、物体を発する光線の高さと、その光線が非球面
を通過するときの高さとの対応関係が希薄になるから、
軸外の収差だけを良好に補正することが困難になる。

【００１３】次に、軸上収差、特に軸上の基本的収差で
ある球面収差の補正については、開口絞り付近に、球面
収差だけを補正する効果のある形状の非球面を配置する
ことで、他の軸外収差、例えば非点収差や歪曲収差には
ほとんど影響を与えずに、球面収差だけを補正すること
ができる。これは、開口絞り付近では光束の主光線は光
軸付近を通るから、開口絞り付近に非球面を配置して
も、非点収差や歪曲収差は非球面の影響を受けにくいこ
とからも言えることである。ただしコマ収差に関して
は、レンズの開口の大きさに関係する収差であるため、
球面収差ほどではないにしても部分的に一部影響を受け
る。本発明の反射屈折光学系では、開口絞りを第２結像
光学系に配置しているため、開口絞りの付近に軸上収差
の補正を目的とした非球面を置くことができ、非常に効
果的に非球面の効果を引き出すことができる。但し、軸
上収差の補正を目的とした非球面は、第１結像光学系の
凹面鏡付近に配置しても、同じような効果がある。そこ
で、開口絞りなどの機械的制約等により、開口絞り付近
に非球面を置きたくない場合には、第１結像光学系の凹
面鏡付近に、軸上収差の補正を目的とした非球面を配置
しても良い。このように、凹面鏡付近に軸上収差の補正
を目的とした非球面を置く場合には、光束はこの非球面
を往復２回通過するから、非球面の効果はその面形状の
変化に対して２倍の影響を与えることに注意しておかな
ければならない。前記の条件式（２）は、軸上収差の補
正を目的とした非球面の最も適切な配置位置を規定する
ものである。条件式（２）の下限を越えると、物体を発
する光線の角度、すなわち開口数と、その光線が非球面
を通過するときの高さとの対応関係が希薄になるから、
軸上の収差だけを良好に補正することが困難になる。逆
に条件式（２）の上限を越えると、レンズ径が過大に大
きくなるから、本発明の目的に反することとなる。

【００１４】以上のように本発明では、それぞれの目的
に合った場所の少なくとも２箇所に、それぞれの目的に
合った形状の非球面を配置することにより、軸外収差の
代表とも言うべき歪曲収差と、軸上収差の代表とも言う
べき球面収差の両者について、同時に補正することがで
きることとなる。しかもそれらの非球面は、通常の非球
面結像光学系にありがちな他の収差への影響を与えず
に、必要な収差のみを補正し、他の収差補正への悪影響
をほとんど及ぼさないのである。その結果、以下の実施
例にも示されるように、レンズ枚数が大幅に削減され、
劇的に小型の光学系を得ることができる。すなわち本発
明によれば、最小の面数の非球面要素を使いながら、最
大の効果を得ることができるのである。

【００１５】もちろん、さらに追加非球面を適用し、他
のコマ収差や非点収差のような残存収差を補正すること
も有効である。この場合、既に軸外と軸上に関する主要
な収差が補正されているから、他の収差は比較的簡単に
補正することができる。また、さらに非球面を追加して
使用することにより、さらに小型で、レンズ枚数の少な
い光学系を達成することも可能である。なお、軸外収差
の補正を目的とした非球面と、軸上収差の補正を目的と
した非球面は、独立した１個の非球面レンズや非球面凹
面鏡であっても良く、また付近に配置したプリズムの端
面や反射面、平面鏡の反射面、あるいは平行平面板の面
を非球面に加工したものでも良い。また、非球面の形状
は、回転対称非球面、トーリック非球面、完全非対称非
球面などのいずれでも良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は本発明による反射屈折光学系の概略
の構成を示し、この光学系は、第１面であるレチクルＲ
上の回路パターンを、第２面である半導体ウエハＷ上に
縮小転写する投影光学系に本発明を適用したものであ
る。この投影光学系は、レチクルＲ上のパターンの中間
像を形成する第１結像光学系Ａと、中間像の再結像をウ
エハＷ上に形成する第２結像光学系Ｂとからなる。第１
結像光学系Ａは凹面鏡Ｍ_Cを有し、第２結像光学系Ｂは
開口絞りＡＳを有する。中間像の近傍には、第１結像光
学系Ａからの光束を第２結像光学系Ｂへ導くように、光
軸ｚを９０°折り曲げる第１の反射面Ｍ_P1が設けられて
いる。また、第１の反射面Ｍ_P1と開口絞りＡＳとの間に
は、レチクルＲ上での光軸ｚとウエハＷ上での光軸ｚが
平行となるように、光軸ｚを更に９０°折り曲げる第２
の反射面Ｍ_P2が設けられている。但し、第２の反射面Ｍ
_P2は設けなくとも良い。

【００１７】この投影光学系は、凹面鏡Ｍ_Cに至る光束
と凹面鏡Ｍ_Cからの光束とを第１の反射面Ｍ_P1によって
分離しており、したがってレチクルＲ上及びウエハＷ上
で光軸ｚを含む領域は使用領域とはならない。すなわ
ち、光軸ｚを含まないスリット状の領域がレチクルＲの
照明領域Ｒ₀となり、且つウエハＷの露光領域Ｗ₀となっ
ている。そしてスリット状の使用領域をスリットの短手
ｗ方向に走査することにより、走査方向に長い範囲のレ
チクルパターンの像をウエハＷ上に転写するものであ
る。なお、スリットの形状は、必ずしも長さｄ、幅ｗの
長方形である必要はなく、任意の直線又は曲線、例えば
円弧を、走査方向に幅ｗだけ移動したときに塗りつぶさ
れる領域の形状とすることができる。

【００１８】図２、図５及び図８は、それぞれ第１、第
２及び第３実施例の反射屈折光学系を示す。各図におい
て、＊印が非球面を表す。各実施例とも、第１結像光学
系Ａは、７枚のレンズＬ₁〜Ｌ₇と凹面鏡Ｍ_Cからなり、
レンズＬ₁とレンズＬ₂の間に第１の反射面Ｍ_P1が設けら
れており、したがってレンズＬ₂〜Ｌ₇が往復光学系とな
っている。また第２結像光学系Ｂは、第１実施例と第２
実施例では７枚のレンズＬ₈〜Ｌ₁₄からなり、第３実施
例では６枚のレンズＬ₈〜Ｌ₁₃からなる。すなわちいず
れの実施例も、使用レンズも枚数が極めて少ない。各実
施例に共通の主要諸元は次の通りである。最大物体高：５２．８照明領域：ｄ＝４５、ｗ＝１６の矩形結像倍率：１／４像側最大開口数：０．６

【００１９】第１実施例では、第２の反射面Ｍ_P2を構成
するプリズムの入射端面ｒ₃₁と、レンズＬ₉の入射側レ
ンズ面ｒ₃₆が非球面であり、前者ｒ₃₁が軸外収差の補正
を目的とした非球面であり、後者ｒ₃₆が軸上収差の補正
を目的とした非球面である。第２実施例では、レンズＬ
₈の入射側レンズ面ｒ₃₀と、レンズＬ₁₁の入射側レンズ
面ｒ₃₇が非球面であり、前者ｒ₃₀が軸外収差の補正を目
的とした非球面であり、後者ｒ₃₇が軸上収差の補正を目
的とした非球面である。第３実施例では、レンズＬ₁の
入射側レンズ面ｒ₁と、レンズＬ₁₀の射出側レンズ面ｒ
₄₀が非球面であり、前者ｒ₁が軸外収差の補正を目的と
した非球面であり、後者ｒ₄₀が軸上収差の補正を目的と
した非球面である。

【００２０】以下の表１〜表３に、それぞれ第１〜第３
実施例の諸元を示す。各表の［光学部材諸元］中、第１
欄ＮｏはレチクルＲ側からの各光学面の番号、第２欄ｒ
は各光学面の曲率半径、第３欄ｄは各光学面から次の光
学面までの光軸上の間隔、第４欄は各光学面又は光学部
材の番号を示す。なお第３欄ｄは、１回反射するたびに
符号を反転して表示している。各実施例とも、すべての
レンズとすべてのプリズムの硝材は合成石英（Ｓｉ
Ｏ₂）である。

【００２１】また第１欄中＊印を付した光学面は非球面
を示し、非球面についての第２欄ｒは、頂点曲率半径で
ある。非球面の形状は、ｙ：光軸からの高さｚ：接平面から非球面までの光軸方向の距離ｒ：頂点曲率半径 κ：円錐係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：非球面係数によって表わしており、［非球面データ］に円錐係数κ
と非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを示した。また、各表の
［条件式対応値］に、各実施例について、条件式
（１）、（２）中のパラメータｈ／φの値を示す。

【００２２】

【表１】［主要諸元］最大レンズ径：２００設計波長：１９３．３ｎｍ（ＡｒＦレーザー光）ＳｉＯ₂屈折率：１．５６０３３［光学部材諸元］Ｎｏｒｄ 0 ∞ 60.294148 Ｒ 1 -1535.67795 20.000000 Ｌ₁ 2 1449.97750 62.130010 3 280.00112 30.000000 Ｌ₂ 4 -446.77307 0.081000 5 230.54021 30.000000 Ｌ₃ 6 550.13665 58.696803 7 -203.01616 30.000000 Ｌ₄ 8 -214.14255 12.248489 9 -955.77641 11.809800 Ｌ₅ 10 133.34638 270.558687 11 403.87615 40.000000 Ｌ₆ 12 -437.12875 101.737925 13 -215.39528 12.000000 Ｌ₇ 14 639.98880 31.071393 15 -318.25906 -31.071393 Ｍ_c 16 639.98880 -12.000000 Ｌ₇ 17 -215.39528 -101.737925 18 -437.12875 -40.000000 Ｌ₆ 19 403.87615 -270.558687 20 133.34638 -11.809800 Ｌ₅ 21 -955.77641 -12.248489 22 -214.14255 -30.000000 Ｌ₄ 23 -203.01616 -58.696803 24 550.13665 -30.000000 Ｌ₃ 25 230.54021 -0.081000 26 -446.77307 -30.000000 Ｌ₂ 27 280.00112 -2.000000 28 ∞ 0.000000 Ｐ₁ 29 ∞ 75.000000 Ｐ₁ Ｍ_P1 30 ∞ 100.000000 ＊31 ∞ 80.000000 Ｐ₂ 32 ∞ -30.000000 Ｐ₂ Ｍ_P2 33 ∞ -124.150437 34 438.80649 -20.000000 Ｌ₈ 35 263.16854 -396.697269 ＊36 -230.13518 -40.000000 Ｌ₉ 37 814.05788 -3.000000 38 ∞ -7.000000 Ｌ₁₀ 39 ∞ -5.000000 40 − -5.000000 ＡＳ 41 -219.51520 -25.000000 Ｌ₁₁ 42 -379.76247 -92.397952 43 -151.54127 -35.000000 Ｌ₁₂ 44 1059.58854 -0.100000 45 -295.55283 -15.000000 Ｌ₁₃ 46 -91.33043 -3.000000 47 -80.70974 -53.946695 Ｌ₁₄ 48 772.99694 -15.000000 49 ∞ Ｗ［非球面データ］Ｎｏ＝31 κ＝0.0 Ａ＝-0.145731×10^-7 Ｂ＝-0.199536×10^-12 Ｃ＝-0.410879×10^-17 Ｄ＝-0.893412×10^-22 Ｎｏ＝36 κ＝0.0 Ａ＝ 0.923179×10^-8 Ｂ＝ 0.137515×10^-12 Ｃ＝ 0.105395×10^-17 Ｄ＝-0.577786×10^-23 ［条件式対応値］Ｎｏ＝31：ｈ／φ＝0.247 Ｎｏ＝36：ｈ／φ＝1.06

【００２３】

【表２】［主要諸元］最大レンズ径：２０３設計波長：１９３．３ｎｍ（ＡｒＦレーザー光）ＳｉＯ₂屈折率：１．５６０３３［光学部材諸元］Ｎｏｒｄ 0 ∞ 60.000000 Ｒ 1 -135.08483 20.000000 Ｌ₁ 2 -144.69488 19.177067 3 2682.45981 30.000000 Ｌ₂ 4 -672.01329 0.081000 5 212.44717 30.000000 Ｌ₃ 6 490.44519 259.743260 7 -219.62863 30.000000 Ｌ₄ 8 -131.45211 0.999335 9 -129.09721 11.809800 Ｌ₅ 10 6031.32857 122.360511 11 475.14499 40.000000 Ｌ₆ 12 -1424.45865 65.677735 13 -233.33359 12.000000 Ｌ₇ 14 8563.54526 44.093181 15 -323.42545 -44.093181 Ｍ_c 16 8563.54521 -12.000000 Ｌ₇ 17 -233.33359 -65.677735 18 -1424.45865 -40.000000 Ｌ₆ 19 475.14499 -122.360511 20 6031.32857 -11.809800 Ｌ₅ 21 -129.09721 -0.999335 22 -131.45211 -30.000000 Ｌ₄ 23 -219.62863 -259.743260 24 490.44519 -30.000000 Ｌ₃ 25 212.44717 -0.081000 26 -672.01329 -30.000000 Ｌ₂ 27 2682.45981 -2.000000 28 ∞ 350.000000 Ｍ_P1 29 ∞ -127.144770 Ｍ_P2 ＊30 1265.63351 -20.000000 Ｌ₈ 31 408.37355 -345.780841 32 -252.73915 -39.460139 Ｌ₉ 33 624.67553 -3.000000 34 ∞ -7.000000 Ｌ₁₀ 35 ∞ -5.000000 36 − -5.000000 ＡＳ＊37 -395.20617 -25.000000 Ｌ₁₁ 38 -961.87755 -104.427799 39 -213.90964 -35.000000 Ｌ₁₂ 40 525.59659 -0.100000 41 -191.38031 -15.000000 Ｌ₁₃ 42 -55.73158 -3.000000 43 -56.54191 -63.949341 Ｌ₁₄ 44 772.99694 -15.000000 45 ∞ Ｗ［非球面データ］Ｎｏ＝30 κ＝0.0 Ａ＝ 0.835943×10^-8 Ｂ＝ 0.991936×10^-14 Ｃ＝ 0.122218×10^-18 Ｄ＝ 0.113066×10^-22 Ｎｏ＝37 κ＝0.0 Ａ＝ 0.285566×10^-7 Ｂ＝ 0.752392×10^-12 Ｃ＝ 0.850071×10^-17 Ｄ＝-0.988694×10^-22 ［条件式対応値］Ｎｏ＝30：ｈ／φ＝0.806 Ｎｏ＝37：ｈ／φ＝0.988

【００２４】

【表３】［主要諸元］最大レンズ径：１８６設計波長：２４８．４ｎｍ（ＫｒＦレーザー光）ＳｉＯ₂屈折率：１．５０８３９［レンズ諸元］Ｎｏｒｄ 0 ∞ 61.584337 Ｒ＊1 226.39961 10.935000 Ｌ₁ 2 133.58099 65.542159 3 1169.30409 30.000000 Ｌ₂ 4 -551.89220 0.081000 5 361.25428 30.000000 Ｌ₃ 6 -5943.81418 0.100000 7 225.16771 30.000000 Ｌ₄ 8 682.33656 61.389241 9 -507.86321 11.809800 Ｌ₅ 10 183.65506 185.393182 11 301.09677 40.000000 Ｌ₆ 12 -378.84696 203.117577 13 -110.24174 12.000000 Ｌ₇ 14 -747.82409 20.000000 15 -267.35110 -20.000000 Ｍ_c 16 -747.82409 -12.000000 Ｌ₇ 17 -110.24174 -203.117577 18 -378.84696 -40.000000 Ｌ₆ 19 301.09677 -185.393182 20 183.65506 -11.809800 Ｌ₅ 21 -507.86321 -61.389241 22 682.33656 -30.000000 Ｌ₄ 23 225.16771 -0.100000 24 -5943.81418 -30.000000 Ｌ₃ 25 361.25428 -0.081000 26 -551.89220 -30.000000 Ｌ₂ 27 1169.30409 -2.000000 28 ∞ 0.000000 Ｐ₁ 29 ∞ 75.000000 Ｐ₁ Ｍ_P1 30 ∞ 100.000000 31 ∞ 75.000000 Ｐ₂ 32 ∞ -20.000000 Ｐ₂ Ｍ_P2 33 ∞ -315.366289 34 -231.46059 -30.000000 Ｌ₈ 35 1966.65571 -84.633711 36 ∞ -7.000000 Ｌ₉ 37 ∞ -5.000000 38 − -5.000000 ＡＳ 39 -139.80277 -25.000000 Ｌ₁₀ ＊40 -262.46968 -80.730669 41 -109.21668 -35.000000 Ｌ₁₁ 42 1305.58094 -0.100000 43 -105.84460 -15.000000 Ｌ₁₂ 44 -80.65665 -3.000000 45 -100.21210 -58.387047 Ｌ₁₃ 46 772.99694 -15.000000 47 ∞ Ｗ［非球面データ］Ｎｏ＝1 κ＝0.0 Ａ＝ 0.115668×10^-6 Ｂ＝-0.122080×10^-11 Ｃ＝ 0.111312×10^-15 Ｄ＝-0.863596×10^-20 Ｎｏ＝40 κ＝0.0 Ａ＝-0.568027×10^-7 Ｂ＝-0.120518×10^-11 Ｃ＝-0.559783×10^-16 Ｄ＝-0.842298×10^-21 ［条件式対応値］Ｎｏ＝1 ：ｈ／φ＝0.131 Ｎｏ＝40：ｈ／φ＝0.928

【００２５】図３に第１実施例の球面収差、非点収差及
び歪曲収差を示し、図４に第１実施例の横収差を示す。
同様に図６と図７に第２実施例の諸収差を示し、図９と
図１０に第３実施例の諸収差を示す。各収差図において
ＮＡは像側開口数を表し、Ｙは像高を表す。また非点収
差図中、実線はサジタル像面を表し、点線はメリジオナ
ル像面を表す。各図より明らかなように、各実施例とも
優れた結像性能を有することが分かる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明では、物体から発す
る光線の高さと、その光線が光学面を通過するときの高
さとの対応関係が比較的高い光学面を非球面としている
から、球面収差等の軸上収差に影響を与えることなく、
歪曲収差等の軸外収差を補正することができる。また、
物体から発する光線の開口数と、その光線が光学面を通
過するときの高さとの対応関係が比較的高い光学面を非
球面としているから、歪曲収差等の軸外収差に影響を与
えることなく、球面収差等の軸上収差を補正することが
できる。したがって本発明により、従来の反射屈折光学
系の欠点を解消して、レンズ枚数の少ない、小型で結像
性能に優れた光学系を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示す構成図である。

【図２】第１実施例を示す構成図である。

【図３】第１実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差
を示す図である。

【図４】第１実施例の横収差を示す図である。

【図５】第２実施例を示す構成図である。

【図６】第２実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差
を示す図である。

【図７】第２実施例の横収差を示す図である。

【図８】第３実施例を示す構成図である。

【図９】第３実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差
を示す図である。

【図１０】第３実施例の横収差を示す図である。

【符号の説明】

Ａ…第１結像光学系Ｂ…第２結像光学系Ｌ₁〜Ｌ₁₄…レンズＭ_C…凹面鏡Ｐ₁、Ｐ₂…プリズムＭ_P1、Ｍ_P2…反射面ＡＳ…開口絞り＊…非球面Ｒ₀…照明領域Ｗ₀…露光領域Ｒ…レチクルＷ…ウエハｚ…光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡を含む第１結像光学系によって第１
面の中間像を形成し、開口絞りを含む第２結像光学系に
よって前記中間像の再結像を第２面上に形成し、前記第
１結像光学系からの光束を前記第２結像光学系へ導くよ
うに反射面を設けた反射屈折光学系において、前記第１面上の光軸上の点から発すると仮定した最大開
口数の光線が各光学面を通過する高さをｈとし、前記開
口絞りの絞り半径をφとしたとき、ｈ／φ＜０．８５ ‥‥（１）となる光学面のうちの少なくとも１つの光学面と、０．８５＜ｈ／φ＜１．２ ‥‥（２）となる光学面のうちの少なくとも１つの光学面と、をそ
れぞれ非球面に形成したことを特徴とする反射屈折光学
系。
【請求項２】前記反射面と前記凹面鏡との間に、該凹面
鏡に至る往路の光束と凹面鏡からの復路の光束が共に透
過する１又は複数枚のレンズが配置されていることを特
徴とする、請求項１記載の反射屈折光学系。
【請求項３】前記反射面と開口絞りとの間に第２の反射
面を設けて、前記第１面上での光軸と第２面上での光軸
とが平行となるように形成した、請求項１又は２記載の
反射屈折光学系。