JPH11352404A

JPH11352404A - 投影露光装置及びデバイス製造方法並びに反射屈折光学系

Info

Publication number: JPH11352404A
Application number: JP10159102A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Omura; 泰弘大村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線波長域で大きな開口数を有し、重力など
の影響を実質的に受けず、１／１０ミクロン程度の解像
度を達成する。【構成】マスク(R)を保持するマスクステージ(RS)と；
基板(W)を保持する基板ステージ(WS)と；第１の光軸(Ax
1)を持ち、マスクの中間像を形成する第１結像光学系(K
1)と；第２の光軸(Ax3)を有し、中間像の縮小像を基板
上に形成する第２結像光学系(K2)と；第１結像光学系か
ら第２結像光学系へ至る光路中に配置された第１光路偏
向部材(M2)と；該第１光路偏向部材と第２結像光学系と
の間に配置された第２光路偏向部材(M3)とを備える。そ
して、マスクのパターン面と縮小像とは互いに平行であ
り、かつそれらの法線が実質的に重力方向となり、第１
及び第２の光軸は、重力方向と実質的に平行である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバ
イスをフォトリソグラフィ工程中で製造する際に使用さ
れる投影露光装置の光学系に関し、特に光学系の要素と
して反射系を用いることにより、紫外線波長域で１／１
０ミクロン単位の解像度を有する反射屈折光学系に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトグ
ラフィ工程において、投影原版としてのフォトマスクま
たはレチクル（以下、まとめて「レチクル」という）の
パターン像を投影光学系を介して、フォトレジスト等の
感光性材料が塗布された基板（ウエハまたはガラスプレ
ート等）上に露光する投影露光装置が使用されている。

【０００３】近年、半導体素子等の集積度が向上するに
つれて、投影露光装置に使用されている投影光学系に要
求される解像力は益々高まっている。この要求を満足す
るために、照明光の波長を短く且つ投影光学系の開口数
（Ｎ．Ａ．）を大きくする必要が生じている。しかし、
照明光の波長が短くなり、特に波長が３００ｎｍ以下と
なると、光の吸収によって実用に耐える硝材の種類は数
種類に限られ、屈折光学素子だけで投影光学系を構成す
ると色収差の補正が困難となる。また、屈折光学系で
は、像面湾曲を補正するための指標となる、ペッツバー
ル和の補正が困難であり、この補正を目的として多数の
レンズを必要とする。

【０００４】これに対して反射光学系は色収差がなく、
凹面反射鏡を用いることで容易にペッツバール和の補正
も可能であるため、反射系と屈折系とを組み合わせた所
謂反射屈折光学系で投影光学系を構成する種々の技術が
例えば特開平６−３００９７３号公報、特開昭６３−１
６３３１９号公報、特開平４−２３４７２２号公報、米
国特許第４，７７９，９６６号公報などにおいて提案さ
れている。

【０００５】特開平６−３００９７３号公報には、レチ
クルから凹面反射鏡へ向かう光と、凹面反射鏡からウエ
ハへ向かう光とを光路分離するために、偏光ビームスプ
リッタを使用した反射屈折光学系が開示されている。特
開平６３−１６３３１９号公報には、２つの凹面反射
鏡、凸面反射鏡及びレンズを有しマスクの中間像を形成
する光学系と、凹面反射鏡及びレンズを有し中間像の像
をウエハ上に形成する光学系とからなる反射屈折光学系
が開示されている。

【０００６】特開平４−２３４７２２号公報には、ビー
ムスプリッタ、凹面反射鏡及びレンズを有しマスクの中
間像を形成する光学系と、レンズ及び光路折り曲げ鏡か
らなり中間像の像をウエハ上に形成する光学系とからな
る反射屈折光学系が開示されている。米国特許第４，７
７９，９６６号公報には、レンズ及び光路折り曲げ鏡か
らなりマスクの中間像を形成する光学系と、光路折り曲
げ鏡及びレンズからなり中間像の像をウエハ上に形成す
る光学系とからなる反射屈折光学系が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の技術
においては、凹面反射鏡の前後の光路を空間的に分離す
るためにビームスプリッタまたは光路折り曲げ鏡を使用
しているが、ビームスプリッタまたは光路折り曲げ鏡の
前後に配置されるレンズの光軸の方向が互いに平行とな
っていない。

【０００８】近年では、投影光学系の開口数及び露光領
域の増加が要請されており、これに伴い反射屈折光学系
を構成する光学部材が大口径化してきている。投影露光
装置搭載時において、このような大型な光学部材の重力
による変形は、要求される解像度を考慮すると無視する
ことはできない問題となる。従来の技術のように、光軸
の方向が同一でない光学部材で反射屈折光学系を構成す
ると、これら光学部材のうちのいくつかのパワーを持つ
光学部材が光軸に対して非対称に変形してしまうと、製
造時に補正することが困難である非対称収差を発生し、
十分な解像度を得ることが困難となる。

【０００９】そこで、本発明は、紫外線波長域で大きな
開口数を有し、重力などの影響が実質的になく、１／１
０ミクロン単位の解像度を有する反射屈折光学系を備え
た露光装置を提供することを第１の目的とする。また、
従来において提案されている反射屈折光学系において色
収差補正を行う場合、凹面反射鏡と石英ガラスとの組み
合わせでは、倍率色収差等の高次色収差の補正が十分で
きず、画面サイズの大型化に対応できない。そのため
に、反射屈折光学系中の屈折レンズ中の数枚のレンズを
蛍石で形成することにより、露光領域全域の良好な色収
差補正を実現することが試みられている。しかしなが
ら、蛍石レンズは温度などの環境が変化すると、体積及
び屈折率が石英ガラスや他の光学ガラスに比べて大きく
変化するため、従来の光学系では環境変動時の光学性能
の劣化が大きかった。

【００１０】そこで、本発明は、紫外線波長域で大きな
開口数及び大きな露光領域を達成し、光学系が実用的な
大きさで、露光領域全域で良好に色収差補正され、環境
変動時にも安定した光学性能を有し、１／１０ミクロン
単位の解像度を有する反射屈折光学系を提供することを
第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の第１の目的を達成
するために、本発明の一つの態様にかかる投影露光装置
は、例えば図１に示す如く、照明光学系（ＩＳ）により
所定のパターンが設けられたマスク（Ｒ）を照明し、投
影光学系（Ｃ）によりパターンの縮小像を基板（Ｗ）上
に転写する投影露光装置であって、マスクのパターン面
の法線が実質的に重力方向となるように、マスクを保持
するマスクステージ（ＲＳ）と；基板の法線が実質的に
重力方向となるように、基板を保持する基板ステージ
（ＷＳ）と；第１の光軸（Ａｘ１）に沿って配置された
凹面反射鏡（Ｍ１）及び屈折光学部材からなり、パター
ン面の中間像を形成する第１結像光学系（Ｋ１）と；第
２の光軸（Ａｘ３）を有し、中間像の縮小像を基板上に
形成する第２結像光学系（Ｋ２）と；第１結像光学系か
ら第２結像光学系へ至る光路中に配置されて、有効領域
全域が実質的に平面である反射面を備える第１光路偏向
部材（Ｍ２）と；該第１光路偏向部材と第２結像光学系
との間に配置されて、有効領域全域が実質的に平面であ
る反射面を備える第２光路偏向部材（Ｍ３）と；を備
え、第１及び第２結像光学系と第１及び第２光路偏向部
材とは、マスクのパターン面に対して縮小像が平行とな
るように位置決めされ、第１及び第２の光軸は、重力方
向と実質的に平行となるように位置決めされるものであ
る。

【００１２】上記構成において、例えば図３に示す如
く、第２結像光学系（Ｋ２）は、正の屈折力を有する第
２−１レンズ群（Ｇ２１）と、該第２−１レンズ群と縮
小像との間に配置される開口絞り（ＡＳ）と、該開口絞
りと縮小像との間に配置される第２−２レンズ群（Ｇ２
２）とを備えることが好ましく、第２−１レンズ群及び
第２−２レンズ群には、それぞれ少なくとも１面の非球
面（※）が設けられることが好ましい。

【００１３】また、第１結像光学系（Ｋ１）は、第１光
路偏向部材（Ｍ１）と第１結像光学系との間の光路中に
中間像を形成することが好ましく、中間像面と第１光路
偏向部材の有効領域との距離をＬ１、第１面の有効領域
の面積をＳ１とするとき、以下の条件式（１）を満足す
ることが好ましい。（１）Ｌ１²／Ｓ１＞０．００２また、第１結像光学系（Ｋ１）を構成する光学部材の有
効径のうちの最大有効径をＣ１、第２結像光学系（Ｋ
２）を構成する光学部材の有効径のうちの最大有効径を
Ｃ２、第１結像光学系の光軸（第１の光軸Ａｘ１）と第
２結像光学系の光軸（第２の光軸Ａｘ３）との距離をＬ
２とするとき、以下の条件式（２）を満足することが好
ましい。（２）Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＞０．７また、第２結像光学系が有する非球面のうち、近軸上で
負の屈折力を有する回転対称非球面の光軸を含む断面形
状は、近似球面に対して光軸からレンズ周辺に向かって
第１及び第２変曲点を持つ形状であることが好ましく、
このとき、第１変曲点は光軸上にあり、光軸から第２変
曲点までの断面形状は近似球面の曲率に対して減少した
曲率を持ち、かつ第２変曲点からレンズ周辺までの断面
形状は近似球面の曲率に対して増加した曲率を有するこ
とが好ましい。

【００１４】また、例えば図２に示す如く、照明光学系
は、投影光学系が像面上において第２結像光学系の光軸
（Ａｘ３）を含まないスリット形状または円弧形状の露
光領域（ＥＡ）を形成するようにマスクを照明し、マス
クステージと基板ステージとを走査させつつ露光を行う
ことが好ましい。さて、上述の第２の目的を達成するた
めに、本発明にかかる反射屈折光学系は、例えば図３に
示すように、第１面（Ｒ）の縮小像を第２面（Ｗ）に結
像させる反射屈折光学系であって、第１面の中間像を形
成する第１結像光学系（Ｋ１）と、中間像の縮小像を第
２面上に形成する第２結像光学系（Ｋ２）とを備え、第
１結像光学系は、凹面反射鏡（Ｍ１）と、第１面から凹
面反射鏡へ向かう光及び凹面反射鏡から中間像へ向かう
光の双方の光路中に配置される第１−２レンズ群（Ｇ１
２）とを含み、第２結像光学系は、正の屈折力を有する
第２−１レンズ群（Ｇ２１）と、該第２−１レンズ群と
縮小像との間の光路中に配置される開口絞り（ＡＳ）
と、該開口絞りと縮小像との間に配置されて正の屈折力
を有する第２−２レンズ群（Ｇ２２）とを有し、第１−
２レンズ群中の正レンズのうちの少なくとも１つの正レ
ンズは蛍石で形成され、第１面と凹面反射鏡との間に第
１結像光学系の瞳面が位置する場合には、第２−１レン
ズ群中の正レンズのうちの少なくとも１つの正レンズが
蛍石で形成され、凹面反射鏡と中間像との間に第１結像
光学系の瞳面が位置する場合には、第２−２レンズ群中
の正レンズのうちの少なくとも１つの正レンズは蛍石で
形成され、第１及び第２結像光学系を構成するレンズの
うち、蛍石で形成される正レンズを除くレンズは、合成
石英で形成されるものである。

【００１５】この構成において、第１結像光学系は、第
１面と凹面反射鏡との間の光路内に瞳面が位置するよう
に構成されることが好ましく、第２−１レンズ群中の少
なくとも１つの正レンズが蛍石で形成され、かつ第２結
像光学系を構成するレンズのうち、第２−１レンズ群中
の少なくとも１つの正レンズを除くレンズが合成石英で
形成されることが好ましい。

【００１６】また、反射屈折光学系は、第１及び第２面
側がテレセントリックな光学系であり、第１結像光学系
の瞳面と凹面反射鏡との距離をＬ３とし、凹面反射鏡の
有効半径をＤ１とするとき、以下の条件式（３）を満足
することが好ましい。（３）２．５０＞Ｌ３／Ｄ１＞０．１５また、第１−２レンズ群中の蛍石からなる正レンズの焦
点距離の和をｆ１２、第２−１レンズ群中の蛍石からな
る正レンズの焦点距離の和をｆ２１とするとき、以下の
条件式（４）を満足することが好ましい。（４）２．０＞ｆ１２／ｆ２１＞０．５また、上記本発明にかかる反射屈折光学系は、上記条件
式（２）を満足することが好ましい。

【００１７】また、第２結像光学系中の第２−１レンズ
群と第２−２レンズ群とには、少なくとも１面づつの非
球面（※）が設けられていることが好ましい。また、本
発明の別の態様にかかる投影露光装置は、例えば図１に
示す如く、上記本発明にかかる反射屈折系光学系（Ｃ）
に加えて、所定のパターンが形成されたマスク（Ｒ）を
第１面上に保持するマスクステージ（ＭＳ）と、反射屈
折光学系が像面上において第２結像光学系の光軸（Ａｘ
３）を含まないスリット形状または円弧形状の露光領域
を形成するように、マスクを照明する照明光学系（Ｉ
Ｓ）と、第２面上に基板（Ｗ）を保持する基板ステージ
（ＷＳ）とを備えるものである。このとき、反射屈折光
学系（Ｃ）は、第１結像光学系から第２結像光学系へ到
る光路中に配置されて、第１結像光学系からきた光を第
２結像光学系へ導くための第１光路偏向部材（Ｍ１）を
有し、マスクステージと基板ステージとを走査させつつ
露光を行うものである。

【００１８】この別の態様にかかる投影露光装置におい
ては、第１面と第２面とを互いに平行とするために、第
１光路偏向部材と第２結像光学系との間に配置された第
２光路偏向部材（Ｍ２）を有し、反射屈折光学系を構成
する光学部材の光軸（Ａｘ１，Ａｘ３）が互いに平行と
なるように構成されることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】上述の構成の如き本発明の一つの
態様にかかる投影露光装置においては、第１及び第２結
像光学系を構成する全ての光学部材、すなわち反射屈折
光学系中のパワーを持つ全ての光学部材を、これら全て
の光学部材の光軸が重力方向となるように位置決めして
いるため、この重力による光学部材への影響は、光学系
の調整により補正可能な光軸対称収差が支配的になり、
微細なパターン転写の妨げにならない。さらに、第１及
び第２結像光学系の間に第１及び第２光路偏向部材を配
置することによって、マスクとウエハとを互いに平行で
あってかつそれらの法線が重力方向となるように支持で
きるため、これらを支持するマスクステージ及びプレー
トステージへの負荷を軽減して、ステージの速度の低下
を招く恐れを少なくできる。なお、本発明において、マ
スク面または基板面の法線が重力方向と実質的に一致す
るとは、マスク面またはウエハ面の調整のために微小量
だけ傾斜した状態をも含むものである。

【００２０】また、本発明の一つの態様にかかる投影露
光装置では、第１結像光学系を反射屈折光学系とし、か
つ第２結像光学系を屈折光学系としており、反射屈折光
学系（第１結像光学系）では屈折型の第２結像光学系に
比べて小さい開口数の光束が通過することになる。従っ
て、反射屈折光学系における光路分離が容易となり、第
２結像光学系を反射屈折光学系とした場合に比べて開口
数を大きくすることができる。また、第１結像光学系を
小さい開口数の光束が通過することになるため、第１結
像光学系中の凹面反射鏡の口径を小さくすることもでき
る。

【００２１】また、本発明の一つの態様にかかる投影露
光装置では、光学系中に１つの中間像を形成して、この
中間像の近傍に第１光路偏向部材を配置している。中間
像の近傍では光束の径が小さくなっているため、第１光
路偏向部材による光路分離が容易に実現できる。また、
本発明の一つの態様にかかる投影露光装置では、光学系
中に１つの中間像しか形成しないため、複数の中間像を
形成する場合に比べて光学系の全長を短くできる利点が
ある。

【００２２】また、本発明の一つの態様にかかる投影露
光装置では、複数の凹面鏡ではなく１つの凹面鏡を使用
しているため、露光領域を光軸から大きく離さなくても
光路分離を行うことができ、光学系の大型化を招かない
利点がある。さて、上述の構成において、第１結像光学
系は、マスクと凹面反射鏡との間の光路中であって凹面
反射鏡から離れた位置にその瞳面が位置決めされること
が好ましい。第１結像光学系の瞳面には、照明光学系が
形成する光源像がリレーされるが、例えばレーザ光源な
どの高い出力の光源を用いる場合には、光源像の位置で
エネルギー集中が起こり、この瞳面が凹面反射鏡の反射
面と一致している場合には、反射面上の反射膜のダメー
ジを招く恐れがある。しかしながら、凹面反射鏡の反射
面から離れた位置に光源像が形成される場合には、この
ような反射膜のダメージを招かない。そして、瞳面をマ
スクと凹面反射鏡との間の光路中に位置させれば、第１
結像光学系の射出瞳を中間像よりも第２結像光学系側と
することができ、これにより、第２結像光学系を中間像
側テレセントリックな光学系とする必要がなくなる。こ
の場合、第１及び第２光路偏向部材間にフィールドレン
ズ相当のレンズを有しない本発明では、第２結像光学系
の小口径化を図ることができる利点がある。

【００２３】また、第２結像光学系が、正の屈折力を有
する第２−１レンズ群と、該第２−１レンズ群と縮小像
との間に配置される開口絞りと、該開口絞りと縮小像と
の間に配置される第２−２レンズ群とを備え、第２−１
レンズ群及び第２−２レンズ群にそれぞれ少なくとも１
面の非球面を設けることによって、球面収差及びコマ収
差をバランス良く良好に補正することが可能であり、光
学性能の向上を実現できる。あるいは、ほぼ同じ光学性
能であれば、光学系の大型化を伴うことなく大きな露光
領域を達成することが可能である。さらに、上記開口絞
りの口径を可変とすることで、露光パターンに最適な解
像力と焦点深度に調節することができる。

【００２４】以上の構成のいずれかにおいて、第１光路
偏向部材による光路分離を容易にするためには、第１結
像光学系が第１光路偏向部材と第１結像光学系との間の
光路中に中間像を形成することが好ましい。このとき、
中間像面と第１光路偏向部材の有効領域との距離をＬ
１、第１面の有効領域面積をＳ１とするとき、以下の条
件式（１）を満足することが好ましい。（１）Ｌ１²／Ｓ１＞０．００２この条件式（１）は、第１光路偏向部材の好適な位置を
規定するためのものであり、条件式（１）を満足しない
場合には、第１光路偏向部材の反射面の加工時の傷や反
射膜の欠陥、反射面上のゴミによる、照度ムラ等の光学
性能の劣化を防ぐことができず、露光領域全域で十分な
解像力を得ることはできない。ここで、第１光路偏向部
材による光路分離を容易とするためには、上記条件式
（１）の上限値を４とすることが好ましい。また、投影
光学系の量産性を向上させるためには、下限値を０．０
０５とすることが好ましい。

【００２５】なお、条件式（１）において、中間像面と
第１光路偏向部材との距離Ｌ１とは、第１光路偏向部材
の有効領域のうち最も中間像面に近い位置と中間像面と
の光軸に平行な方向に沿った距離である。上記構成の何
れかにおいて、第１結像光学系を構成する光学部材の有
効径のうちの最大有効径をＣ１、第２結像光学系を構成
する光学部材の有効径のうちの最大有効径をＣ２、第１
結像光学系の光軸と第２結像光学系の光軸との距離をＬ
２とするとき、以下の条件式（２）を満足することが好
ましい。（２）Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＞０．７この条件式（２）は、第１及び第２結像光学系の好適な
光軸間距離を規定するものであって、条件式（２）を満
足しない場合には、これら光学系を構成する光学部材を
安定して保持するための空間を確保することができず、
投影光学系として十分な光学性能を常に発揮することが
困難となる。ここで、第２光路偏向部材の大型化を防ぐ
ためには、条件式（２）の上限値を２．５とすることが
好ましい。また、光学系の調整等をさらに容易とするた
めには、条件式（２）の下限値を０．９とすることが好
ましい。

【００２６】さて、第２結像光学系が非球面を有する場
合には、第２結像光学系が有する非球面のうち、近軸上
で負の屈折力を有する回転対称非球面の光軸を含む断面
形状は、近似球面に対して光軸からレンズ周辺に向かっ
て第１及び第２変曲点を持つ形状であることが好まし
く、このとき、第１変曲点は光軸上にあり、第１変曲点
は光軸上にあり、光軸から第２変曲点までの断面形状は
近似球面の曲率に対して減少した曲率を持ち、かつ第２
変曲点からレンズ周辺までの断面形状は近似球面の曲率
に対して増加した曲率を有することが好ましい。この形
状の非球面により、コマ収差、特にサジタルコマ収差を
良好に補正する事ができ、露光領域全域で十分な解像力
を得ることができる。

【００２７】また、投影光学系（反射屈折光学系）が像
面上において第２結像光学系の光軸を含まないスリット
形状または円弧形状の露光領域を形成するようにマスク
を照明し、マスクステージと基板ステージとを走査させ
つつ露光を行う場合には、第１結像光学系を通過した光
を第２結像光学系へ向かって光を偏向させる第１光路分
割部材を、マスクから凹面鏡へ向かう光束と干渉しない
位置に配置することが容易となり、光路分離のために透
過反射面を持つビームスプリッタを用いる必要がなくな
る。

【００２８】ビームスプリッタを有する光学系では、ウ
エハ面からの反射光による内面反射や、ビームスプリッ
ター以降の光学系の屈折面での内面反射、ビームスプリ
ッターの透過反射面等において、フレアーや照明ムラの
原因となる迷光が発生し易く像質の劣化を招く恐れがあ
る。また、開口数を大きくしようとすると大型のビーム
スプリッターが必要となり、光量ロスによる露光時間の
長大化は半導体製造工程におけるスループットの低下を
招く。また、例えば特開平６−３００９７３号公報等に
も開示されているように、光量ロスを防ぐために偏光ビ
ームスプリッターを採用することも考えられるが、大型
の偏光ビームスプリッターを製造することは極めて難し
く、透過反射膜の不均一性、角度特性、吸収、位相変化
などが結像特性を劣化させる恐れがある。それに対し
て、上記構成の場合には、ビームスプリッタによる像質
劣化が生じない利点を有する。

【００２９】次に、上述の構成の如き本発明にかかる反
射屈折光学系について説明する。この反射屈折光学系に
おいては、第１結像光学系中の往復光路、すなわち第１
面から凹面鏡へ向かう光路及び凹面鏡から中間像へ向か
う光路中に配置される屈折光学部材のうちの少なくとも
１つの正レンズを蛍石で形成し、この蛍石による色収差
補正作用を往復光路の双方で作用させることにより、比
較的少ない枚数の蛍石での色収差補正を実現している。
ここで、反射屈折光学系の瞳面には、照明光学系が形成
する光源像がリレーされるが、このリレーされた光源像
によって凹面反射鏡の反射面上の反射膜のダメージを防
止するために瞳面を凹面反射鏡の反射面から外すように
構成した場合を考えると、温度などの環境変動による第
１結像光学系の光学性能の変動の方向は、瞳面と凹面反
射鏡との位置関係により変化する。すなわち、第１結像
光学系中の蛍石からなる正レンズを通過する光束の状態
が、往路（第１面から凹面反射鏡へ向かう光路）と復路
（凹面反射鏡から中間像へ向かう光路）とで対称となら
なくなり、瞳面が往路と復路との何れかに位置するのか
によって、光学性能の変動の方向が変化する。

【００３０】なお、蛍石の温度による体積変化は、温度
に比例して膨張するため、温度が高くなるとレンズの曲
率半径は大きくなる。また、蛍石の温度による屈折率変
化は、温度に反比例するために温度が高くなると屈折率
は下がる。上記はいずれも面の屈折力が下がる方向に働
くため、蛍石レンズは温度が上がることで焦点距離が大
きくなる。

【００３１】第１面と凹面反射鏡との間に第１結像光学
系の瞳面が位置する場合には、第１結像光学系中の蛍石
からなる正レンズの温度変化による光学性能変動は往路
での影響が強くなる。したがって、第２結像光学系の瞳
面よりも中間像よりの第２−１レンズ群に、蛍石からな
る正レンズを配置することで、第１結像光学系とは逆の
方向の光学性能変動を生むことができ、光学系全体の変
動量を小さくすることができる。

【００３２】また、凹面反射鏡と中間像との間に第１結
像光学系の瞳面が位置する場合には、第１結像光学系中
の蛍石からなる正レンズの温度変化による光学性能変動
は復路での影響が強くなる。したがって、第２結像光学
系の瞳面よりも２次像よりの第２−２レンズ群に、蛍石
からなる正レンズを配置することで、第１結像光学系と
は逆の方向の光学性能変動を生むことができ、光学系全
体の変動量を小さくすることができる。

【００３３】上述の温度変化による光学性能変動は、主
に倍率変動に代表される像高方向の変動であり、フォー
カス変動に代表される光軸方向の変動は含まれていな
い。しかしながら、光軸方向の変動についてはオートフ
ォーカス機構等で容易に補正できるため、実際の投影露
光においては問題が小さい。なお、像高方向及び光軸方
向の双方の変動を小さくするために、第２結像光学系の
瞳面よりも第２面よりの負レンズに蛍石を用いることも
考えられるが、初期状態での（環境変動が発生していな
い状態での）色収差補正の効率が悪く現実的な解とはな
り得ない。

【００３４】上述の如き本発明にかかる反射屈折光学系
において、第１結像光学系は、第１面と凹面反射鏡との
間の光路内に瞳面が位置するように構成されることが好
ましい。この場合、上述と同様に、第２結像光学系の中
間像側をテレセントリックな光学系とする必要がなくな
るため、第２結像光学系中にフィールドレンズ相当のレ
ンズを配置せずに済み、第２結像光学系の小口径化を図
ることができる。この場合には、第１及び第２結像光学
系中の全ての光学部材を、それらの光軸が互いに平行と
なるように配置することが可能であり、これら全ての光
学部材への重力の影響と一定にすることができる。

【００３５】以上の何れかの構成の反射屈折光学系にお
いて、第１及び第２面側がテレセントリックな光学系で
あることが好ましく、このとき、第１結像光学系の瞳面
と凹面反射鏡との距離をＬ３とし、凹面反射鏡の有効半
径をＤ１とするとき、以下の条件式（３）を満足するこ
とが好ましい。（３）２．５０＞Ｌ３／Ｄ１＞０．１５この条件式（３）は、反射膜のレーザダメージを避けつ
つ、良好な色収差補正を達成し、かつ反射屈折光学系を
構成する全ての光学部材の光軸を互いに平行とするため
に、瞳面と凹面反射鏡との間の好適な距離を規定したも
のである。条件式（３）の上限を越えた場合には、倍率
色収差等の高次色収差の補正が困難となる。また、条件
式（３）の下限を越えた場合には、反射膜のレーザダメ
ージを避けることができず、すべてのレンズの光軸を平
行にすることも困難となる。

【００３６】また、反射屈折光学系の瞳面が第１面と凹
面反射鏡との間に位置し、かつ第２結像光学系の瞳面よ
りも中間像側の第２−１レンズ群に、少なくとも１つの
蛍石からなる正レンズが配置される場合には、第１−２
レンズ群中の蛍石からなる正レンズの焦点距離の和をｆ
１２、第２−１レンズ群中の蛍石からなる正レンズの焦
点距離の和をｆ２１とするとき、以下の条件式（４）を
満足することが好ましい。（４）２．０＞ｆ１２／ｆ２１＞０．５この条件式（４）は、環境変化時の光学性能の変動を少
なくするために、蛍石からなる正レンズの焦点距離の好
適な範囲を規定したものである。この条件式（４）の上
限及び下限の何れを超えても、環境変化、特に温度変化
による光学性能の変動を大きくなり過ぎ、常に十分な解
像力を維持することができなくなる。なお、第１−２レ
ンズ群中あるいは第２−１レンズ群中に２つ以上の蛍石
からなる正レンズが配置されている場合には、各々の蛍
石からなる正レンズの焦点距離の和を考えれば良い。

【００３７】また、上記構成の何れかにかかる反射屈折
光学系は、反射屈折光学系を構成する光学部材を安定し
て保持するために、上記条件式（２）を満足することが
好ましい。また、球面収差及びコマ収差をバランス良く
良好に補正して、光学性能の向上を図るか、光学系の大
型化を伴うことなく大きな露光領域を達成するために
は、第２結像光学系中の第２−１レンズ群と第２−２レ
ンズ群とには、少なくとも１面づつの非球面を設けるこ
とが好ましい。

【００３８】また、上記の構成の何れかにかかる反射屈
折光学系は、所定のパターンが形成されたマスクを第１
面上に保持するマスクステージと、この反射屈折光学系
が像面上において第２結像光学系の光軸を含まないスリ
ット形状または円弧形状の露光領域を形成するように、
マスクを照明する照明光学系と、第２面上に基板を保持
する基板ステージとを組み合わせた投影露光装置に適用
できる。このとき、反射屈折光学系は、第１結像光学系
から第２結像光学系へ到る光路中に配置されて、第１結
像光学系からきた光を第２結像光学系へ導くための第１
光路偏向部材を有し、マスクステージと基板ステージと
を走査させつつ露光を行うものである。

【００３９】この投影露光装置においては、第１面と第
２面とを互いに平行とするために、第１光路偏向部材と
第２結像光学系との間に配置された第２光路偏向部材を
有し、反射屈折光学系を構成する光学部材の光軸が互い
に平行となるように構成されることが好ましい。以下、
図面を参照して、本発明の反射屈折光学系を備えた投影
露光装置について説明する。図１は、本発明の一つの実
施形態にかかる投影露光装置を概略的に示す図である。
なお、図１ではＸＹＺ座標系を採用している。

【００４０】図１において、反射屈折光学系Ｃの物体面
には、所定の回路パターンが形成された投影原版として
のレチクルＲが配置され、反射屈折光学系Ｃの像面に
は、フォトレジストなどの感光性材料が塗布されたウエ
ハＷ（基板）が配置されている。レチクルＲは、そのパ
ターン面の法線が重力方向（図１ではＺ方向）となるよ
うにレチクルステージＲＳによって保持されている。ウ
エハＷは、その表面の法線が重力方向（Ｚ方向）と実質
的に平行となるようにウエハステージにより保持されて
いる。このレチクルステージＲＳは、走査露光のために
±Ｙ方向に沿って可動となるように構成されている。ま
た、ウエハステージＷＳは、ＸＹ平面内で移動可能であ
ると共に、ウエハＷのＺ方向の位置及びＺ方向に対する
傾きを調整可能であるように構成されている。

【００４１】レチクルＲの上方（＋Ｚ方向側）には、レ
チクルＲ上のスリット状（矩形状、長方形状）領域を均
一に照明するための照明光学装置ＩＳが配置されてい
る。本例では、このスリット状領域（照明領域）の長手
方向が図中Ｘ方向となるように設定されている。なお、
スリット形状の照明領域ではなく、輪帯状の照明領域を
用いても良い。

【００４２】本例の反射屈折光学系Ｃは、その瞳位置に
開口径可変の開口絞りＡＳを有すると共に、レチクルＲ
側及びウエハＷ側において、実質的にテレセントリック
となっている。なお、開口絞りＡＳの位置に例えば特開
平６−３４９６９８号公報などに開示されている瞳フィ
ルタを配置しても良い。そして、照明光学装置ＩＳは、
ＡｒＦエキシマレーザ光源よりなる露光光源、この光源
からの波長１９３．３ｎｍの露光光の照度分布を均一化
するためのオプティカルインテグレータ、照明系開口絞
り、可変視野絞り（レチクルブラインド）、及びコンデ
ンサレンズ系等から構成されている。なお、露光光とし
ては、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光、波長
１５７ｎｍのＦ₂エキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高
調波、又は３００ｎｍ以下の紫外光を供給する水銀ラン
プ等を使用することもできる。

【００４３】照明光学装置ＩＳから供給される露光光
は、図中−Ｚ方向に沿ってレチクルＲへ向かい、このレ
チクルＲを照明する。レチクルＲからの光は、凹面反射
鏡Ｍ１と屈折光学部材（レンズ）とが光軸Ａｘ１に沿っ
て配列されている反射屈折型の第１結像光学系Ｋ１に入
射し、この第１結像光学系Ｋ１の射出側にレチクルＲ上
の照明領域内のパターンの中間像を形成する。第１結像
光学系Ｋ１から射出される光は、ほぼ＋Ｚ方向に沿って
進行し、第１光路偏向部材としての平面鏡Ｍ２にて反射
され、その進行方向がほぼ９０度偏向されて、ほぼ−Ｙ
方向に沿って（軸Ａｘ２に沿って）第２光路偏向部材と
しての平面鏡Ｍ３へ向かう。ミラーＭ３にて反射された
光は、その進行方向がほぼ９０度偏向されてほぼ−Ｚ方
向に沿って進行し、光軸Ａｘ１と平行な光軸Ａｘ３に沿
って配列された屈折光学部材からなる屈折型の第２結像
光学系Ｋ２に入射する。反射屈折光学系Ｃの瞳位置（開
口絞りＡＳの位置）には、照明光学装置ＩＳ中の光源の
像が形成される。すなわち、レチクルＲはケーラー照明
されている。そして、ケーラー照明されたレチクルＲの
パターンの像は、反射屈折光学系Ｃを介して投影倍率β
（｜β｜は本例では１／４であるが、１／５，１／６な
どの別の投影倍率であっても良い）で縮小されて、反射
屈折光学系Ｃの像面（第２面）上に形成される。

【００４４】図２は、像面上における露光領域を示す図
であり、本例の反射屈折光学系Ｃは、光軸Ａｘ３を中心
とする半径１７．１ｍｍの円形状領域ＣＡ内で収差補正
されており、この収差補正領域ＣＡ内であって、かつ光
軸Ａｘ３を中心とする半径５ｍｍの遮光領域ＳＨＡの外
側に、２５×６ｍｍのスリット状の露光領域ＥＡを設定
している。なお、本例の反射屈折光学系Ｃでは、収差補
正領域ＣＡ内であって、かつ光軸Ａｘ３を中心とする半
径５ｍｍの遮光領域ＳＨＡの外側の位置であれば、ほぼ
自由に露光領域を設定でき、例えば輪帯の一部の形状を
有する円弧状露光領域を設定しても良い。

【００４５】図１に戻って、反射屈折光学系Ｃの鏡筒の
側方には、ウエハＷ上のショット領域のＺ方向の位置、
Ｚ方向に対する傾きを検出するためのオートフォーカス
／レベリングセンサＡＦが設けられており、図示なき制
御部は、このオートフォーカス／レベリングセンサＡＦ
からの出力に基づいて、ウエハＷ上のショット領域（あ
るいは露光領域）が反射屈折光学系Ｃの像面とほぼ一致
するように、ウエハステージＷＳの駆動を制御する。

【００４６】実際の露光動作に先立って、レチクルステ
ージＲＳは、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向にレチクルＲの
位置決めを行い、ウエハステージＷＳは、ウエハＷの表
面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むと共に、Ｘ方
向、Ｙ方向へのウエハＷの位置決めを行う。その後、照
明光学系ＩＳによりレチクルＲ上の照明領域を照明しつ
つ、レチクルＲとウエハＷとを反射屈折光学系に対して
投影倍率βを速度比としてＹ方向に沿って同期走査す
る。そして、ウエハＷ上の１つのショット領域へのレチ
クルＲのパターン像の露光が終わった後、ウエハステー
ジＷＳをステッピング駆動することによって、ウエハＷ
上の次のショット領域に対して走査露光を動作がステッ
プ・アンド・スキャン方式で繰り返される。このような
ステップ・アンド・スキャン方式では、スリット状の露
光領域内で良好な結像特性が得られれば良いため、反射
屈折光学系ＰＬを大型化することなく、ウエハＷ上のよ
り広いショット領域を得ることができる。

【００４７】本例では、図１に示す通り、第１結像光学
系Ｋ１を構成する各光学部材（レンズ、凹面反射鏡）が
重力方向と平行な光軸Ａｘ１に沿って配列され、かつ第
２結像光学系Ｋ２を構成する各光学部材（レンズ、開口
絞り）が重力方向と平行な光軸Ａｘ３に沿って配列され
ており、重力方向に対して横切る方向の光軸Ａｘ２に沿
ったレンズを設けていないため、これら各光学部材への
重力の影響による非対称収差の発生を抑えることができ
る。さらに、第１結像光学系Ｋ１及び第２結像光学系Ｋ
２内の光学部材に関しては、従来の直筒型の屈折型投影
光学系の鏡筒で実績のある保持技術をそのまま適用する
ことができるため、反射屈折光学系Ｃの製造が容易であ
り、かつ装置搭載後の性能安定性を向上できるという利
点がある。

【００４８】

【実施例】次に、数値実施例について説明する。図３及
び図７は、それぞれ第１及び第２実施例にかかる反射屈
折光学系の光路図であり、これら図３及び図７では図１
と同様のＸＹＺ座標系を採用している。図３及び図７に
おいて、第１及び第２実施例の反射屈折光学系Ｃは、反
射屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、屈折型の第２結像光
学系Ｋ２と、これら第１及び第２結像光学系Ｋ１，Ｋ２
の間に配置された第１光路偏向部材としての平面鏡Ｍ２
及び第２光路偏向部材としての平面鏡Ｍ３とから構成さ
れている。

【００４９】図３及び図７において、第１及び第２実施
例の第１結像光学系Ｋ１は、第１−２レンズ群Ｇ１１
と、第１−２レンズ群Ｇ１２と、凹面反射鏡Ｍ１とから
構成され、これらの各レンズ群Ｇ１１，Ｇ１２及び凹面
反射鏡Ｍ１は、第１面（レチクルＲ）からの光が第１−
１レンズ群Ｇ１１及び第１−２レンズＧ１２を順に通過
して凹面反射鏡Ｍ１に達し、凹面反射鏡Ｍ１にて反射さ
れた光が第１−２レンズ群Ｇ１２レンズ群から射出され
るように、それぞれ共軸に配置されている。この第１結
像光学系Ｋ１は、第１−１レンズ群Ｇ１１及び第１−２
レンズ群Ｇ１２の間の光路中であって光軸から外れた位
置に、レチクルＲの中間像を形成する。第１及び第２実
施例の第１結像光学系Ｋ１は、やや縮小倍率を有してい
る。

【００５０】また、第１及び第２実施例の第２結像光学
系は、正屈折力の第２−１レンズ群Ｇ２１と、開口絞り
ＡＳと、正屈折力の第２−２レンズ群Ｇ２２とから構成
され、これらの各レンズ群Ｇ２１，Ｇ２２及び開口絞り
ＡＳは、平面鏡Ｍ２，Ｍ３を介した中間像からの光が、
第２−１レンズ群、開口絞りＡＳ、第２−２レンズ群の
順に通過するように、それぞれ共軸に配置されている。

【００５１】［第１実施例］図３に示す第１実施例にお
いて、第１結像光学系Ｋ１中の第１−１レンズ群Ｇ１１
は、レチクルＲ側に凹面を向けたメニスカス形状の２枚
の負レンズＬ１１１，Ｌ１１２から構成されている。こ
れら２枚のレンズＬ１１１，Ｌ１１２は共に合成石英か
ら形成されている。

【００５２】また、第１結像光学系Ｋ１中の第１−２レ
ンズ群Ｇ１２は、レチクルＲ側から順に、両凸形状の正
レンズＬ１２１、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカ
ス形状の正レンズＬ１２２、両凹形状の負レンズＬ１２
３、両凸形状の正レンズＬ１２４、レチクルＲ側に凸面
を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２５、及びレチ
クルＲ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１
２６から構成されている。ここで、両凸形状の正レンズ
Ｌ１２４が蛍石から形成されており、第１−２レンズ群
Ｇ１２中の他のレンズＬ１２１〜Ｌ１２３，Ｌ１２５〜
Ｌ１２６が合成石英から形成されている。

【００５３】また、第１光路偏向部材としての平面鏡Ｍ
２の反射面は、長方形状の有効領域を有し、この有効領
域の全域が平面である。そして、この反射面は、有効領
域の長手方向がＸ方向となり、かつ短手方向がＺ方向に
対して４５度の傾きとなるように、第１−１レンズ群Ｇ
１１及び第１−２レンズ群Ｇ１２の間に設けられてい
る。

【００５４】第２光路偏向部材としての平面鏡Ｍ３の反
射面は、略楕円形状の有効領域を有し、この有効領域の
全域が平面である。そして、この平面鏡Ｍ３の反射面
は、楕円形状の有効領域の短径がＸ方向となり、かつ楕
円形状の有効領域の長径がＺ方向に対して４５度の傾き
となるように設けられている。つまり、本例において
は、平面鏡Ｍ２の反射面と平面鏡Ｍ３の反射面とが互い
に直交するように配置されている。

【００５５】第２結像光学系Ｋ２中の第２−１レンズ群
Ｇ２１は、平面鏡Ｍ３側（光の入射側）から順に、両凸
形状の正レンズＬ２１１、ウエハＷ側に凸面を向けたメ
ニスカス形状の負レンズＬ２１２、ウエハＷ側に凹面を
向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１３、及び両凸形
状の正レンズＬ２１４から構成されている。ここで、メ
ニスカス形状の負レンズＬ２１３のウエハＷ側の凹面
（※）は非球面に形成されている。また、両凸形状の正
レンズＬ２１４は蛍石で形成されており、第２−１レン
ズ群中の他のレンズＬ２１１〜Ｌ２１３は合成石英で形
成されている。

【００５６】第２結像光学系Ｋ２中の第２−２レンズＧ
２２群は、第２−１レンズ群Ｇ２１側（光の入射側）か
ら順に、両凹形状の負レンズＬ２２１、両凸形状の正レ
ンズＬ２２２、ウエハＷ側に凹面を向けたメニスカス形
状の２枚の正レンズＬ２２３，Ｌ２２４、両凹形状の負
レンズＬ２２５、及び２枚の両凸形状の正レンズＬ２２
６，Ｌ２２７から構成されている。ここで、両凹形状の
負レンズＬ２２５のウエハＷ側の凹面（※）は非球面に
形成されている。また。第２−２レンズ群Ｇ２２を構成
する全てのレンズＬ２２１〜Ｌ２２７は合成石英で形成
されている。

【００５７】［第２実施例］図７に示す第２実施例にお
いて、第１結像光学系Ｋ１中の第１−１レンズ群Ｇ１１
は、レチクルＲ側から順に、レチクルＲ側に平面を向け
た平凹形状の負レンズＬ１１１、レチクルＲ側に凹面を
向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１２、及びレチク
ルＲ側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１１
３から構成される。この第１−１レンズ群Ｇ１１を構成
する全てのレンズＬ１１１〜Ｌ１１３は合成石英で形成
されている。

【００５８】第１結像光学系Ｋ１中の第１−２レンズ群
Ｇ１２は、レチクルＲ側から順に、両凸形状の正レンズ
Ｌ１２１、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状
の正レンズＬ１２２、両凹形状の負レンズＬ１２３、両
凸形状の正レンズＬ１２４、レチクルＲ側に凸面を向け
たメニスカス形状の正レンズＬ１２５、及びレチクルＲ
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２６か
ら構成される。第１−２レンズ群においては、両凸形状
の正レンズＬ１２４が蛍石で形成されており、その他の
レンズＬ１２１〜Ｌ１２３，Ｌ１２５〜Ｌ１２６が合成
石英で形成されている。

【００５９】また、第１光路偏向部材としての平面鏡Ｍ
２の反射面は、長方形状の有効領域を有し、この有効領
域の全域が平面である。そして、この反射面は、有効領
域の長手方向がＸ方向となり、かつ短手方向がＺ方向に
対して４５度の傾きとなるように、第１−１レンズ群Ｇ
１１及び第１−２レンズ群Ｇ１２の間に設けられてい
る。

【００６０】第２光路偏向部材としての平面鏡Ｍ３の反
射面は、略楕円形状の有効領域を有し、この有効領域の
全域が平面である。そして、この平面鏡Ｍ３の反射面
は、楕円形状の有効領域の短径がＸ方向となり、かつ楕
円形状の有効領域の長径がＺ方向に対して４５度の傾き
となるように設けられている。つまり、本例において
も、平面鏡Ｍ２の反射面と平面鏡Ｍ３の反射面とが互い
に直交するように配置されている。

【００６１】第２結像光学系Ｋ２中の第２−１レンズ群
Ｇ２１は、平面鏡Ｍ３側（光の入射側）から順に、両凸
形状の正レンズＬ２１１、ウエハＷ側に凸面を向けたメ
ニスカス形状の負レンズＬ２１２、ウエハＷ側に凹面を
向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１３、及び両凸形
状の正レンズＬ２１４から構成される。第２−１レンズ
群Ｇ２１においては、両凸形状の正レンズＬ２１４が蛍
石で形成されており、他のレンズＬ１２１〜Ｌ１２３が
合成石英から形成されている。また、メニスカス形状の
負レンズＬ２１３のウエハ側の凹面（※）は非球面に形
成されている。

【００６２】第２結像光学系Ｋ２中の第２−２レンズ群
Ｇ２２は、第２−１レンズ群Ｇ２１側（光の入射側）か
ら順に、ウエハＷ側に凸面を向けたメニスカス形状の負
レンズＬ２２１、ウエハＷ側に凸面を向けたメニスカス
形状の正レンズＬ２２２、両凸形状の正レンズＬ２２
３、ウエハＷ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レン
ズＬ２２４、両凹形状の負レンズＬ２２５、ウエハＷ側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２６及び
両凸形状の正レンズＬ２２７から構成されている。ここ
で、両凹形状の負レンズＬ２２５のウエハＷ側の凹面は
非球面（※）に形成されている。また。第２−２レンズ
群Ｇ２２を構成する全てのレンズＬ２２１〜Ｌ２２７は
合成石英で形成されている。

【００６３】さて、以下の表に第１及び第２実施例の諸
元の値を掲げる。表１及び表３はそれぞれ第１及び第２
実施例にかかる反射屈折光学系のレンズデータであり、
表１及び表３において、左端の欄（第１カラム）には各
光学面（レンズ面、反射面）の面番号を示し、その右隣
の欄（第２カラム）には各光学面の曲率半径、その右隣
の欄（第３カラム）には各光学面間の面間隔を示してい
る。そして、第３カラムの右隣の欄（第４カラム）には
各光学面の有効半径を示し、その右隣の欄（第５）カラ
ムには光学部材を形成する材料名を示している。また、
表１及び表３中、ｄ０は物体面（レチクル面）から最も
レチクル側の光学面までの距離、ＷＤは最もウエハ側の
光学面からウエハ面（像面）までの距離、βはレチクル
側から投影系へ光が入射するときの投影系の横倍率、Ｎ
Ａはウエハ側の開口数をそれぞれ表している。なお、表
１及び表３において、曲率半径及び面間隔は反射面の前
後で符号の正負が反転するものとしている。

【００６４】また、表１及び表３において面番号に※を
付した光学面は非球面を表し、表１及び表３では非球面
についての曲率半径は頂点曲率半径を示している。この
非球面形状は、非球面頂点での接平面を考え、該接平面
上で光軸が通過する位置を原点、光線の進行方向を正と
したとき接平面上での高さｙの位置における非球面の光
軸方向の変位を非球面頂点を基準としてｚ（ｙ）とする
とき、以下の式（ａ）で表される。

【００６５】

【数１】

【００６６】ただし、（ａ）式において、ｒは頂点曲率
半径、κは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは非球面
係数を示している。表２及び表４に、第１及び第２実施
例における円錐係数κ、非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆを非球面データとして示した。なお、第１及び第
２実施例では、屈折光学部材を合成石英（ＳｉＯ₂）及
び蛍石（ＣａＦ₂）で形成しているが、これらの使用基
準波長（１９３．３ｎｍ）での屈折率ｎと、基準波長±
１ｐｍでの分散値の逆数νは以下の通りである。合成石英：ｎ＝１．５６０３３ ν＝１７６２×１０² 蛍石：ｎ＝１．５０１４６ ν＝２５５８×１０² ただし、分散値１／νは、使用基準波長での屈折率をｎ
（ｏ）とし、基準波長＋１ｐｍでの屈折率をｎ（Ｌ）と
し、基準波長−１ｐｍでの屈折率をｎ（Ｓ）とすると
き、以下の式（ｂ）で表される。

【００６７】

【数２】

【００６８】また、各光学面の有効半径を示す第４カラ
ムにおいて、長方形状の有効領域を持つ平面鏡Ｍ２につ
いてはその長辺及び短辺の長さを、楕円形状の有効領域
を持つ平面鏡Ｍ３については楕円の長軸及び短軸の長さ
を示してある。

【００６９】

【表１】［第１実施例］ｄ０＝ 66.2181 ＷＤ＝ 12.0000 ｜β｜＝１／４ＮＡ＝０．７５面番号曲率半径面間隔レンズ有効半径材料 1 -173.2198 59.9763 77.54 合成石英Ｌ１１１ 2 -199.3558 2.4684 93.84 3 -1413.5392 42.7237 97.79 合成石英Ｌ１１２ 4 -60064.7315 87.0000 104.07 5 1092.1574 26.0439 124.31 合成石英Ｌ１２１ 6 -832.9175 3.1990 125.18 7 245.6137 35.0000 128.10 合成石英Ｌ１２２ 8 565.3602 304.9236 125.79 9 -220.6579 20.4061 85.82 合成石英Ｌ１２３ 10 391.9184 5.7049 88.75 11 594.4147 29.9442 89.29 蛍石Ｌ１２４ 12 -412.6301 72.7628 90.63 13 410.4514 26.1344 94.43 合成石英Ｌ１２５ 14 669.5983 138.8597 93.16 15 -238.4760 25.0000 113.89 合成石英Ｌ１２６ 16 -837.0357 16.6526 129.65 17 -356.5760 -16.6526 130.61 凹面反射鏡Ｍ１ 18 -837.0357 -25.0000 129.99 合成石英Ｌ１２６ 19 -238.4760 -138.8597 118.38 20 669.5983 -26.1344 110.10 合成石英Ｌ１２５ 21 410.4514 -72.7628 110.23 22 -412.6301 -29.9442 95.29 蛍石Ｌ１２４ 23 594.4147 -5.7049 93.24 24 391.9484 -20.4061 92.49 合成石英Ｌ１２３ 25 -220.6579 -304.9236 86.06 26 565.3602 -35.0000 94.14 合成石英Ｌ１２２ 27 245.6137 -3.1990 95.98 28 -832.9175 -26.0439 92.73 合成石英Ｌ１２１ 29 1092.1574 -1.0000 90.76 30 ∞ 530.0000 134×53（長方形）平面鏡Ｍ２ 31 ∞ -129.6727 260×220（楕円）平面鏡Ｍ３ 32 -416.5064 -43.6858 130.51 合成石英Ｌ２１１ 33 1614.8553 -19.8749 129.15 34 375.6187 -40.1637 128.76 合成石英Ｌ２１２ 35 992.3735 -154.0322 130.25 36 -540.0532 -30.6056 124.67 合成石英Ｌ２１３ 37* -280.2053 -4.7489 119.84 38 -269.7063 -59.8107 120.36 蛍石Ｌ２１４ 39 1000.1381 -18.8527 118.99 40 ∞ -20.0376 114.42（可変）開口絞りＡＳ 41 638.2931 -25.0000 113.74 合成石英Ｌ２２１ 42 -6260.2239 -10.3928 116.87 43 -337.6474 -45.2717 122.52 合成石英Ｌ２２２ 44 2063.2498 -33.0583 121.91 45 -239.6600 -45.1169 116.23 合成石英Ｌ２２３ 46 -4631.0389 -1.0027 112.20 47 -167.6364 -40.2179 99.72 合成石英Ｌ２２４ 48 -1732.6245 -6.1992 94.74 49 2730.6200 -25.0000 92.94 合成石英Ｌ２２５ 50* -306.7043 -1.8667 75.85 51 -254.0551 -24.4188 74.92 合成石英Ｌ２２６ 52 4420.0238 -1.2986 69.49 53 -316.0614 -65.0000 62.88 合成石英Ｌ２２７ 54 12272.4820 (WD) 30.79

【００７０】

【表２】［第１実施例の非球面データ］（第３７面） κ＝ 0.0000 Ａ＝ -1.3249×10^-08 Ｂ＝ -1.2617×10^-13 Ｃ＝ 1.4089×10^-18 Ｄ＝ -6.4967×10^-23 Ｅ＝ 3.4235×10^-27 Ｆ＝ -1.5167×10^-31 （第５０面） κ＝ 0.0000 Ａ＝ -5.0678×10^-08 Ｂ＝ -3.8316×10^-13 Ｃ＝ -5.6799×10^-17 Ｄ＝ -6.9166×10^-22 Ｅ＝ 0.0000 Ｆ＝ 0.0000

【００７１】

【表３】ｄ０＝ 50.0980 ＷＤ＝ 12.3836 ｜β｜＝１／４ＮＡ＝０．７５［第２実施例］面番号曲率半径面間隔レンズ有効半径材料 ∞ 1 ∞ 30.8769 77.96 合成石英Ｌ１１１ 2 1358.1393 25.6596 82.00 3 -173.9366 29.5956 82.54 合成石英Ｌ１１２ 4 -262.5027 3.9549 93.62 5 -243.7585 32.1846 94.30 合成石英Ｌ１１３ 6 -198.6141 78.6305 102.23 7 705.6754 29.6916 128.29 合成石英Ｌ１２１ 8 -853.6854 7.1157 128.85 9 243.8837 35.0000 130.00 合成石英Ｌ１２２ 10 393.9524 334.9670 126.27 11 -228.4608 20.5261 87.25 合成石英Ｌ１２３ 12 324.6767 7.3561 90.62 13 359.7325 40.5663 92.51 蛍石Ｌ１２４ 14 -554.2952 58.0131 94.34 15 588.9791 33.3872 97.95 合成石英Ｌ１２５ 16 3573.1266 113.1955 97.48 17 -249.4612 25.0000 111.74 合成石英Ｌ１２６ 18 -1326.9703 25.8354 126.13 19 -367.4917 -25.8354 129.94 凹面反射鏡Ｍ１ 20 -1326.9703 -25.0000 127.54 合成石英Ｌ１２６ 21 -249.4612 -113.1955 117.01 22 3573.1266 -33.3872 112.48 合成石英Ｌ１２５ 23 588.9791 -58.0131 111.89 24 -554.2952 -40.5663 100.25 蛍石Ｌ１２４ 25 359.7325 -7.3561 97.36 26 324.6767 -20.5261 94.44 合成石英Ｌ１２３ 27 -228.4608 -334.9670 87.51 28 393.9524 -35.0000 93.84 合成石英Ｌ１２２ 29 243.8837 -7.1157 96.50 30 -853.6854 -29.6916 93.81 合成石英Ｌ１２１ 31 705.6754 -1.6203 92.09 32 ∞ 530.0000 135×53（長方形）平面鏡Ｍ２ 33 ∞ -100.0000 260×220（楕円）平面鏡Ｍ３ 34 -473.4614 -50.8662 130.00 合成石英Ｌ２１１ 35 1218.5628 -18.9785 128.42 36 357.1688 -31.0635 128.11 合成石英Ｌ２１２ 37 818.7536 -209.4034 129.93 38 -571.9096 -31.2079 123.89 合成石英Ｌ２１３ 39* -295.8211 -4.7127 119.48 40 -291.2028 -53.9868 119.84 蛍石Ｌ２１４ 41 858.6769 -19.1416 119.00 42 ∞ -24.0577 115.27 開口絞りＡＳ 43 719.7751 -25.0000 113.83 合成石英Ｌ２２１ 44 6715.0030 -22.3498 117.19 45 -314.9647 -45.0000 124.79 合成石英Ｌ２２２ 46 -5036.3103 -16.5385 123.55 47 -265.1907 -45.0000 120.07 合成石英Ｌ２２３ 48 9375.9412 -1.1109 116.54 49 -177.9561 -50.1531 103.37 合成石英Ｌ２２４ 50 -18823.9455 -4.9217 94.91 51 1624.4953 -25.0000 93.03 合成石英Ｌ２２５ 52* -247.3912 -1.0000 74.54 53 -210.5206 -24.3364 73.99 合成石英Ｌ２２６ 54 -35247.2125 -1.0621 69.21 55 -293.7588 -65.0000 63.01 合成石英Ｌ２２７ 56 56893.1197 (WD) 31.15

【００７２】

【表４】［第２実施例の非球面データ］（第３９面） κ＝ 0.0000 Ａ＝ -1.3500×10^-08 Ｂ＝ -1.2494×10^-13 Ｃ＝ -1.3519×10^-18 Ｄ＝ -9.1832×10^-23 Ｅ＝ 3.6355×10^-27 Ｆ＝ -1.6744×10^-31 （第５２面） κ＝ 0.0000 Ａ＝ -4.8204×10^-08 Ｂ＝ -1.1379×10^-12 Ｃ＝ -6.8704×10^-17 Ｄ＝ -2.8172×10^-21 Ｅ＝ 0.0000 Ｆ＝ 0.0000 以下の表５に第１及び第２実施例の条件対応数値を示
す。

【００７３】

【表５】［第１実施例の条件対応数値］Ｌ１＝ 11.55 Ｓ１＝ 2400 Ｌ２＝ 530 Ｃ１＝ 261.22 Ｃ２＝ 259.88 Ｌ３＝ 118.11 Ｄ１＝ 130.61 ｆ１２＝ 490.57 ｆ２２＝ 430.38 （１）Ｌ１²／Ｓ１＝ 0.0556 （２）Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＝ 1.0171 （３）Ｌ３／Ｄ１＝ 0.904 （４）ｆ１２／ｆ２１＝ 1.0171 ［第２実施例の条件対応数値］Ｌ１＝ 6.07 Ｓ１＝ 2400 Ｌ２＝ 530 Ｃ１＝ 261.02 Ｃ２＝ 261.22 Ｌ３＝ 100.93 Ｄ１＝ 129.99 ｆ１２＝ 441.59 ｆ２２＝ 440.56 （１）Ｌ１²／Ｓ１＝ 0.0154 （２）Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＝ 1.0149 （３）Ｌ３／Ｄ１＝ 0.776 （４）ｆ１２／ｆ２１＝1.002 図４には、第１実施例の反射屈折光学系中のメニスカス
形状の負レンズＬ２１３のウエハＷ側の凹面に形成され
ている回転対称非球面の近似球面からの変位量（deviat
ion)を示し、図５には、第１実施例の反射屈折光学系中
の両凹形状の負レンズＬ２２５のウエハＷ側の凹面に形
成されている回転対称非球面の近似球面からの変位量
（deviation)を示す。また、図８には、第２実施例の反
射屈折光学系中のメニスカス形状の負レンズＬ２１３の
ウエハＷ側の凹面に形成されている回転対称非球面の近
似球面からの変位量（deviation)を示し、図９には、第
２実施例の反射屈折光学系中の両凹形状の負レンズＬ２
２５のウエハＷ側の凹面に形成されている回転対称非球
面の近似球面からの変位量（deviation)を示す。各図に
おいて、横軸として各非球面における光軸からの距離を
とり、縦軸として近似球面（頂点曲率半径を持つ球面）
からの光軸方向に沿った変移量をとっている。

【００７４】これら図４、図５、図８及び図９からも理
解できるように、第１及び第２実施例の反射屈折光学系
における第２結像光学系Ｋ２が有する非球面のうち、近
軸上で負の屈折力を有する回転対称非球面の光軸を含む
断面形状は、近似球面に対して光軸からレンズ周辺に向
かって第１及び第２変曲点を持つ形状であり、第１変曲
点は光軸上にあり、光軸から第２変曲点までの断面形状
は近似球面の曲率に対して減少した曲率を持ち、かつ第
２変曲点からレンズ周辺までの断面形状は近似球面の曲
率に対して増加した曲率を有していることがわかる。

【００７５】図６及び図１０は、それぞれ第１及び第２
実施例の反射屈折光学系のウエハＷ上での横収差図を示
す。ここで、図６（ａ）及び図１０（ａ）は像高Ｙ＝１
７．１ｍｍにおけるメリジオナル方向の横収差図、図６
（ｂ）及び図１０（ｂ）は像高Ｙ＝１１ｍｍにおけるメ
リジオナル方向の横収差図、図６（ｃ）及び図１０
（ｃ）は像高Ｙ＝５ｍｍにおけるメリジオナル方向の横
収差図、図６（ｄ）及び図１０（ｄ）は像高Ｙ＝１７．
１ｍｍにおけるサジタル方向の横収差図、図６（ｅ）及
び図１０（ｅ）は像高Ｙ＝１１ｍｍにおけるサジタル方
向の横収差図、図６（ｆ）及び図１０（ｆ）は像高Ｙ＝
５ｍｍにおけるサジタル方向の横収差図である。また、
図６（ａ）〜図６（ｆ）及び図１０（ａ）〜図１０
（ｆ）の各横収差図において、実線は波長λ＝１９３．
３ｎｍによる収差曲線、破線は波長λ＝１９３ｎｍ＋１
ｐｍによる収差曲線、一点鎖線は波長λ＝１９３．３ｎ
ｍ−１ｐｍによる収差曲線を表している。

【００７６】各収差図からも明らかな通り、第１及び第
２実施例にかかる反射屈折光学系は、広い露光領域にお
いて良好な収差補正が達成されている。従って、第１及
び第２実施例の反射屈折光学系を例えば図１に示す投影
露光装置に組み込むことにより、極めて微細なパターン
をウエハ上に転写することが可能となる。また、上述の
各実施例においては、第１結像光学系Ｋ１において瞳面
が凹面反射鏡Ｍ１と第１光路偏向部材Ｍ２との間に位置
するため、第１−２レンズ群Ｇ１２中の正レンズＬ１２
４及び第２−１レンズ群Ｇ２１中の正レンズＬ２１４の
みが蛍石で構成されており、他の全てのレンズは合成石
英で構成されている。この構成により、温度などの環境
が変動しても反射屈折光学系Ｃの像面上での光学性能の
像高方向への変動は実用上無視できる。なお、第１−２
レンズ群Ｇ１２中の蛍石レンズは、正レンズＬ１２４に
限られず他の正レンズを蛍石で形成しても良く、その枚
数は１枚には限られない。また、第２−１レンズ群Ｇ２
１中の蛍石レンズも、正レンズＬ２１４には限られず他
のレンズを蛍石で形成しても良く、その枚数も１枚には
限られない。

【００７７】また、第１面（レチクルＲ）と凹面反射鏡
との間に第１結像光学系Ｋ１の瞳面が位置する場合に
は、第２−１レンズ群Ｇ２１を構成する全てのレンズを
合成石英で形成し、第２−２レンズ群Ｇ２２中の正レン
ズのうちの少なくとも何れか１つの正レンズを蛍石で形
成すれば良い。この構成によっても、温度などの環境が
変動しても反射屈折光学系Ｃの像面上での光学性能の像
高方向への変動は実用上無視できる。

【００７８】また、各実施例では、開口絞りＡＳを挟ん
だ２つの負屈折力のレンズ面を非球面としているが、さ
らに光学性能を向上させるか、さらに小型化、レンズ枚
数の削減を図るために、２面以上のレンズ面を非球面形
状に形成しても良い。また、各実施例において、第１−
１レンズ群Ｇ１１、第１−２レンズ群Ｇ１２、第２−１
レンズ群Ｇ２１及び第２−２レンズ群Ｇ２２のうちの少
なくともいずれか１つのレンズ群中のレンズの光軸方向
の位置、光軸直交方向の位置、光軸を中心とする回転方
向の位置、あるいは光軸直交方向を軸とする回転方向の
位置を調整することによって、反射屈折光学系Ｃの結像
性能の微調整を行うことができる。

【００７９】また、本例の反射屈折光学系Ｃにおいて
は、その鏡筒内の雰囲気を空気以外の気体（例えば窒
素、ヘリウム等）で置換しても良い。次に、上記の実施
の形態の投影露光装置を用いてウエハ上に所定の回路パ
ターンを形成する際の動作の一例につき図１１のフロー
チャートを参照して説明する。

【００８０】先ず、図１１のステップ１０１において、
１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プ１０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ１０
３において、第１または第２実施例（図３または図７）
の反射屈折光学系Ｃを備えた図１の投影露光装置を用い
て、レチクルＲ上のパターンの像がその反射屈折光学系
Ｃを介して、その１ロットのウエ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１０４におい
て、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が
行われた後、ステップ１０５において、その１ロットの
ウエ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Ｒ上のパターンに対応す
る回路パターンが、各ウエ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、極めて微細な回路を有する半導
体素子等のデバイスが製造される。

【００８１】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
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。

【００８２】

【発明の効果】上述の通り本発明かかる１つの態様によ
る投影露光装置によれば、紫外線波長域で大きな開口数
を有し、重力などの影響が実質的になく、１／１０ミク
ロン単位の解像度を有する反射屈折光学系を備えた露光
装置を提供できる。また、本発明にかかる反射屈折光学
系によれば、紫外線波長域で大きな開口数、大きな露光
領域を達成し、光学系が実用的な大きさで、露光領域全
域で良好に色収差補正され、環境変動時にも安定した光
学性能を有し、１／１０ミクロン単位の解像度を達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる投影露光装置の実施の形態の一
例を示す概略構成図である。

【図２】ウエハＷ上の露光領域ＥＡの一例を示す平面図
である。

【図３】第１実施例にかかる反射屈折光学系の光路図で
ある。

【図４】第１実施例の反射屈折光学系中に設けられる非
球面形状を示す図である。

【図５】第１実施例の反射屈折光学系中に設けられる非
球面形状を示す図である。

【図６】第１実施例にかかる反射屈折光学系の収差図で
ある。

【図７】第２実施例にかかる反射屈折光学系の光路図で
ある。

【図８】第２実施例の反射屈折光学系中に設けられる非
球面形状を示す図である。

【図９】第２実施例の反射屈折光学系中に設けられる非
球面形状を示す図である。

【図１０】第２実施例にかかる反射屈折光学系の収差図
である。

【図１１】本発明にかかるデバイス製造方法の実施の形
態の一例を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

ＩＳ：照明光学装置ＲＳ：レチクルステージＲ：レチクルＷ：ウエハＷＳ：ウエハステージＣ：反射屈折光学系Ｋ１：第１結像光学系Ｋ２：第２結像光学系Ｍ１：凹面反射鏡Ｍ２：平面鏡（第１光路偏向部材）Ｍ３：平面鏡（第２光路偏向部材）ＡＳ：開口絞りＡｘ１：第１結像光学系の光軸Ａｘ３：第２結像光学系の光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明光学系により所定のパターンが設けら
れたマスクを照明し、投影光学系により前記パターンの
縮小像を基板上に転写する投影露光装置において、前記マスクのパターン面の法線が実質的に重力方向とな
るように前記マスクを保持するマスクステージと；前記
基板の法線が実質的に前記重力方向となるように前記基
板を保持する基板ステージと；第１の光軸に沿って配置
された凹面反射鏡及び屈折光学部材からなり、前記パタ
ーン面の中間像を形成する第１結像光学系と；第２の光
軸を有し、前記中間像の縮小像を前記基板上に形成する
第２結像光学系と；前記第１結像光学系から前記第２結
像光学系へ至る光路中に配置されて、有効領域全域が実
質的に平面である反射面を備える第１光路偏向部材と；
該第１光路偏向部材と前記第２結像光学系との間に配置
されて、有効領域全域が実質的に平面である反射面を備
える第２光路偏向部材と；を備え、前記第１及び第２結像光学系と前記第１及び第２光路偏
向部材とは、前記マスクのパターン面に対して前記縮小
像が平行となるように位置決めされ、前記第１及び第２の光軸は、前記重力方向と実質的に平
行となるように位置決めされることを特徴とする投影露
光装置。
【請求項２】前記第２結像光学系は、正の屈折力を有す
る第２−１レンズ群と、該第２−１レンズ群と前記縮小
像との間に配置される開口絞りと、該開口絞りと前記縮
小像との間に配置される第２−２レンズ群とを備え、前記第２−１レンズ群及び前記第２−２レンズ群には、
それぞれ少なくとも１面の非球面が設けられることを特
徴とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項３】前記第１結像光学系は、前記第１光路偏向
部材と前記第１結像光学系との間の光路中に前記中間像
を形成し、中間像面と第１光路偏向部材の有効領域との距離をＬ
１、第１面の有効領域面積をＳ１とするとき、以下の条
件式を満足することを特徴とする請求項１または２記載
の投影露光装置。Ｌ１²／Ｓ１＞０．００２
【請求項４】前記第１結像光学系を構成する光学部材の
有効径のうちの最大有効径をＣ１、前記第２結像光学系
を構成する光学部材の有効径のうちの最大有効径をＣ
２、前記第１の光軸と前記第２の光軸との距離をＬ２と
するとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請
求項１、２または３記載の投影露光装置。Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＞０．７
【請求項５】前記第２結像光学系が有する非球面のう
ち、近軸上で負の屈折力を有する回転対称非球面の光軸
を含む断面形状は、近似球面に対して光軸からレンズ周
辺に向かって第１及び第２変曲点を持つ形状であり、前記第１変曲点は光軸上にあり、前記光軸から前記第２変曲点までの前記断面形状は前記
近似球面の曲率に対して減少した曲率を持ち、かつ前記
第２変曲点からレンズ周辺までの前記断面形状は前記近
似球面の曲率に対して増加した曲率を有することを特徴
とする請求項２、３または４記載の投影露光装置。
【請求項６】前記照明光学系は、前記投影光学系が像面
上において前記第２結像光学系の光軸を含まないスリッ
ト形状または円弧形状の露光領域を形成するように、前
記マスクを照明し、前記マスクステージと前記基板ステ
ージとを走査させつつ露光を行うことを特徴とする請求
項１、２、３、４または５記載の投影露光装置。
【請求項７】第１面の縮小像を第２面に結像させる反射
屈折光学系において、前記第１面の中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像の縮小像を前記第２面上に形成する第２結像
光学系とを備え、前記第１結像光学系は、凹面反射鏡と、前記第１面から
前記凹面反射鏡へ向かう光及び前記凹面反射鏡から前記
中間像へ向かう光の双方の光路中に配置される第１−２
レンズ群とを含み、前記第２結像光学系は、正の屈折力を有する第２−１レ
ンズ群と、該第２−１レンズ群と前記縮小像との間の光
路中に配置される開口絞りと、該開口絞りと前記縮小像
との間に配置されて正の屈折力を有する第２−２レンズ
群とを有し、前記第１−２レンズ群中の正レンズのうちの少なくとも
１つの正レンズは蛍石で形成され、前記第１面と前記凹面反射鏡との間に前記第１結像光学
系の瞳面が位置する場合には、前記第２−１レンズ群中
の正レンズのうちの少なくとも１つの正レンズが蛍石で
形成され、前記凹面反射鏡と前記中間像との間に前記第１結像光学
系の瞳面が位置する場合には、前記第２−２レンズ群中
の正レンズのうちの少なくとも１つの正レンズは蛍石で
形成され、前記第１及び第２結像光学系を構成するレンズのうち、
前記蛍石で形成される前記正レンズを除くレンズは、合
成石英で形成されることを特徴とする反射屈折光学系。
【請求項８】前記第１結像光学系は、前記第１面と前記
凹面反射鏡との間の光路内に瞳面が位置するように構成
され、前記第２−１レンズ群中の少なくとも１つの正レンズが
蛍石で形成され、かつ前記第２結像光学系を構成するレ
ンズのうち、前記前記第２−１レンズ群中の少なくとも
１つの正レンズを除くレンズが合成石英で形成されるこ
とを特徴とする請求項７記載の反射屈折光学系。
【請求項９】前記反射屈折光学系は、前記第１及び第２
面側がテレセントリックな光学系であり、前記第１結像光学系の前記瞳面と前記凹面反射鏡との距
離をＬ３とし、前記凹面反射鏡の有効半径をＤ１とする
とき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項
８記載の反射屈折光学系。２．５０＞Ｌ３／Ｄ１＞０．１５
【請求項１０】前記第１−２レンズ群中の前記蛍石から
なる正レンズの焦点距離の和をｆ１２、前記第２−１レ
ンズ群中の前記蛍石からなる正レンズの焦点距離の和を
ｆ２１とするとき、以下の条件式を満足することを特徴
とする請求項７、８または９記載の反射屈折光学系。２．０＞ｆ１２／ｆ２１＞０．５
【請求項１１】前記第１結像光学系を構成する光学部材
の有効径のうちの最大有効径をＣ１、前記第２結像光学
系を構成する光学部材の有効径のうちの最大有効径をＣ
２、前記第１結像光学系の光軸と前記第２結像光学系の
光軸との距離をＬ２とするとき、以下の条件式を満足す
ることを特徴とする請求項７、８、９または１０記載の
反射屈折光学系。Ｌ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＞０．７
【請求項１２】前記第２結像光学系中の前記第２−１レ
ンズ群と前記第２−２レンズ群とには、少なくとも１面
づつの非球面が設けられていることを特徴とする請求項
７、８、９、１０または１１記載の反射屈折光学系。
【請求項１３】所定のパターンが形成されたマスクを前
記第１面上に保持するマスクステージと、請求項７、８、９、１０、１１または１２記載の反射屈
折光学系と、前記反射屈折光学系が像面上において前記第２結像光学
系の光軸を含まないスリット形状または円弧形状の露光
領域を形成するように、前記マスクを照明する照明光学
系と、前記第２面上に基板を保持する基板ステージと、を備
え、前記反射屈折光学系は、前記第１結像光学系から前記第
２結像光学系へ到る光路中に配置されて、第１結像光学
系からきた光を第２結像光学系へ導くための第１光路偏
向部材を有し、前記マスクステージと前記基板ステージとを走査させつ
つ露光を行うことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１４】前記第１面と前記第２面とを互いに平行
とするために、前記第１光路偏向部材と前記第２結像光
学系との間に配置された第２光路偏向部材を有し、前記反射屈折光学系を構成する光学部材の光軸が互いに
平行となるように構成されることを特徴とする請求項１
２記載の投影露光装置。
【請求項１５】請求項１、２、３、４、５、６、１３
または１４記載の投影露光装置を用いたデバイスの製造
方法であって、前記基板上に感光材料を塗布する第１工程と；前記基板
上に前記投影光学系を介して前記マスクのパターンの像
を投影する第２工程と；前記基板上の前記感光材料を現
像する第３工程と；該現像後の感光材料をマスクとして
前記基板上に所定の回路パターンを形成する第４工程
と；を有することを特徴とするデバイス製造方法。