(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光装置において、
前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成する両側テレセントリックな第１及び第２投影光学系を有し、
前記第１及び第２投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して一次像を形成する第１結像光学系と、前記一次像からの光を集光して二次像を形成する第２結像光学系とをそれぞれ有し、
前記各第１結像光学系は、正の屈折力を持つ第１の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を介して前記第１の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を介することにより前記一次像を形成する如く構成され、
前記各第２結像光学系は、正の屈折力を持つ第２の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を介して前記第２の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を介することにより前記二次像を形成する如く構成され、
前記第１結像光学系中の前記第１の正レンズ群の前記第１の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と前記第１の負レンズ群の前記第１の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離をＬGP-GNとし、前記第１の物体の物体面から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上での距離をＴＬとするとき、
０．３５＜ＬGP-GN／ＴＬ
を満足することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光装置において、
前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成する両側テレセントリックな第１及び第２投影光学系を有し、
前記第１及び第２投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して一次像を形成する第１結像光学系と、前記一次像からの光を集光して二次像を形成する第２結像光学系とをそれぞれ有し、
前記各第１結像光学系は、正の屈折力を持つ第１の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を介して前記第１の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を介することにより前記一次像を形成する如く構成され、
前記各第２結像光学系は、正の屈折力を持つ第２の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を介して前記第２の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を介することにより前記二次像を形成する如く構成され、
前記第２結像光学系中の前記第２の正レンズ群の前記第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と前記第２の負レンズ群の前記第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離をＬGP-GNとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上での距離をＴＬとするとき、
０．３５＜ＬGP-GN／ＴＬ
を満足することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記第２結像光学系中の前記第２の正レンズ群の前記第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と前記第２の負レンズ群の前記第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離をＬGP-GNとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上での距離をＴＬとするとき、
０．３５＜ＬGP-GN／ＴＬ
を満足することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光装置において、
前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成する両側テレセントリックな第１及び第２投影光学系を有し、
前記第１及び第２投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して一次像を形成する第１結像光学系と、前記一次像からの光を集光して二次像を形成する第２結像光学系とをそれぞれ有し、
前記各第１結像光学系は、正の屈折力を持つ第１の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を介して前記第１の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を介することにより前記一次像を形成する如く構成され、
前記各第２結像光学系は、正の屈折力を持つ第２の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を介して前記第２の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を介することにより前記二次像を形成する如く構成され、
前記第１結像光学系中の前記第１の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第１の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記第１物体の物体面から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光装置において、
前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成する両側テレセントリックな第１及び第２投影光学系を有し、
前記第１及び第２投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して一次像を形成する第１結像光学系と、前記一次像からの光を集光して二次像を形成する第２結像光学系とをそれぞれ有し、
前記各第１結像光学系は、正の屈折力を持つ第１の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を介して前記第１の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を介することにより前記一次像を形成する如く構成され、
前記各第２結像光学系は、正の屈折力を持つ第２の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡とを有し、前記第１の物体からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を介して前記第２の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を介することにより前記二次像を形成する如く構成され、
前記第２結像光学系中の前記第２の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第２の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記第２結像光学系中の前記第２の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第２の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１結像光学系中の前記第１の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第１の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記第１の物体から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第２結像光学系中の前記第２の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第２の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２結像光学系中の前記第２の凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記第２の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第１結像光学系中の前記第１の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記第１結像光学系中の前記第１の負レンズ群の焦点距離をｆGNとするとき、
３＜｜ｆGN／ｆGP｜
を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第２結像光学系中の前記第２の正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記第２結像光学系中の前記第２の負レンズ群の焦点距離をｆGNとするとき、
３＜｜ｆGN／ｆGP｜
を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１の負レンズ群は前記第１の正レンズ群側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含み、
該メニスカス形状の負レンズの前記第１の正レンズ群側のレンズ面の曲率半径をｒ1N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側のレンズ面の曲率半径をｒ2N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上の距離をＬNM、前記第１の物体の物体面から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上での距離をＴＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置。
−３０＜ｑ＜−３
−４＜ＬMN／ＴＬ＜０．２
ただし、ｑ＝（ｒ2N＋ｒ1N）／（ｒ2N−ｒ1N）である。
【請求項１３】
前記第２の負レンズ群は前記第２の正レンズ群側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含み、
該メニスカス形状の負レンズの前記第２の正レンズ群側のレンズ面の曲率半径をｒ1N、該メニスカス形状の負レンズの前記第２の凹面反射鏡側のレンズ面の曲率半径をｒ2N、該メニスカス形状の負レンズの前記第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上の距離をＬNM、前記一次像から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上での距離をＴＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。
−３０＜ｑ＜−３
−４＜ＬMN／ＴＬ＜０．２
ただし、ｑ＝（ｒ2N＋ｒ1N）／（ｒ2N−ｒ1N）である。
【請求項１４】
前記第１の負レンズ群は、前記第１の正レンズ群側から順に、正レンズと、前記第１の正レンズ群側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを有すると共に、
前記第２の負レンズ群は、前記第２の正レンズ群側から順に、正レンズと、前記第２の正レンズ群側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１の負レンズ群中の前記負メニスカスレンズは、前記第１の凹面反射鏡に接合されると共に、
前記第２の負レンズ群中の前記負メニスカスレンズは、前記第２の凹面反射鏡に接合されることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１結像光学系は、前記第１の物体からの光を前記第１の正レンズ群へ向けて偏向させると共に、前記第１の正レンズ群からの光を前記第２結像光学系へ向けて偏向させる第１反射部材を有し、
前記第２結像光学系は、前記第１結像光学系からの光を前記第２の正レンズ群へ向けて偏向させると共に、前記第２の正レンズ群からの光を前記第２の物体へ向けて偏向させる第２反射部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光方法において、
請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の露光装置を用いて、前記第１の物体と前記第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成することを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する液晶表示パネルの製造方法において、
請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の露光装置を用いて、前記第１の物体と前記第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１９】
物体の等倍像を形成する結像光学系において、
正の屈折力を持つ正レンズ群と、負の屈折力を持つ負レンズ群と、凹面反射鏡とを備え、
前記物体からの光が、前記正レンズ群及び前記負レンズ群を順に介して前記凹面反射鏡に達し、前記凹面反射鏡にて反射された光が前記負レンズ群及び前記正レンズ群を順に介して前記等倍像に達するように、前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡が位置決めされ、
前記結像光学系中の前記正レンズ群の前記凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と前記負レンズ群の前記凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離をＬGP-GNとし、物体面から前記凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．３５＜ＬGP-GN／ＴＬ
を満足することを特徴とする結像光学系。
【請求項２０】
物体の等倍像を形成する結像光学系において、
正の屈折力を持つ正レンズ群と、負の屈折力を持つ負レンズ群と、凹面反射鏡とを備え、
前記物体からの光が、前記正レンズ群及び前記負レンズ群を順に介して前記凹面反射鏡に達し、前記凹面反射鏡にて反射された光が前記負レンズ群及び前記正レンズ群を順に介して前記等倍像に達するように、前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡が位置決めされ、
前記結像光学系中の前記凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、物体面から前記凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする結像光学系。
【請求項２１】
前記結像光学系中の前記凹面反射鏡の曲率半径をｒMとし、前記正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、物体面から前記凹面反射鏡までの前記光軸上における距離をＴＬとするとき、
０．９５＜｜ｒM／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することを特徴とする請求項１９記載の結像光学系。
【請求項２２】
前記結像光学系中の前記正レンズ群の焦点距離をｆGPとし、前記結像光学系中の前記負レンズ群の焦点距離をｆGNとするとき、
３＜｜ｆGN／ｆGP｜
を満足することを特徴とする請求項１９乃至請求項２１の何れか一項に記載の結像光学系。
【請求項２３】
前記負レンズ群は前記正レンズ群側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含み、
該メニスカス形状の負レンズの前記正レンズ群側のレンズ面の曲率半径をｒ1N、該メニスカス形状の負レンズの前記凹面反射鏡側のレンズ面の曲率半径をｒ2N、該メニスカス形状の負レンズの前記凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記凹面反射鏡までの光軸上の距離をＬNM、物体面から前記凹面反射鏡までの光軸上における距離をＴＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の結像光学系。
−３０＜ｑ＜−３
−４＜ＬMN／ＴＬ＜０．２
ただし、ｑ＝（ｒ2N＋ｒ1N）／（ｒ2N−ｒ1N）である。
【請求項２４】
前記負レンズ群は、前記正レンズ群側から順に、正レンズと、前記正レンズ群側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを有することを特徴とする請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の結像光学系。
【請求項２５】
前記負レンズ群中の前記負メニスカスレンズは、前記凹面反射鏡に接合されることを特徴とする請求項２４記載の結像光学系。
【請求項２６】
前記物体からの光を前記正レンズ群へ向けて偏向させると共に、前記正レンズ群からの光を前記像側へ向けて偏向させる反射部材を有することを特徴とする請求項１９乃至請求項２５の何れか一項に記載の結像光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、第１の物体（マスク、レチクル等）と第２の物体（基板等）とを移動させつつ、露光を行う走査型の露光装置、該露光装置を用いた露光方法、該露光装置を用いた液晶パネルの製造方法及び該露光装置に用いられる結像光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ワープロ、パソコン、テレビ等に用いられる表示素子として、液晶表示パネルが多用されるようになった。このような液晶表示パネルの製造の際には、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターンニングすることが行われている。
【０００３】
このようなリソグラフィのための装置として、例えばミラープロジエクションタイプのアライナーが知られている。
そして、最近では、液晶表示パネルの大型化が要望されており、上述の如きアライナーにおいても、露光領域の拡大化が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如きアライナー型の投影露光装置においては、小さな露光領域を継ぐことによって、露光領域を拡大させていた。このような場合、大きな露光領域を得るためには、多数回の露光を行う必要があるため、スループット（単位時間当たりの露光できる基板の量）の低下を招いていた。さらに、隣合う露光領域間の継ぎ精度を高める必要があるため、投影光学系の倍率誤差やディストーションを０に近づける必要があると共に、アライメント精度の大幅な向上を図る必要があり、装置のコスト高を招く問題点がある。
【０００５】
また、露光領域を拡大させるためには、投影光学系を大型化して、大きな露光領域を一括して露光を行う手法が考えられる。しかしながら、この場合には、投影光学系を構成する大型の光学素子を非常に高精度に製作する必要があり、製造コストの増大と露光装置全体の大型化とを招く問題点がある。また、投影光学系の大型化により、光学的な収差も増大する問題点がある。
【０００６】
また、フォトリソグラフィーの手法によりマスク上に形成されているパターンを投影光学系を介して基板上に等倍で走査露光する露光装置の投影光学系として、ダイソン型光学系を用いたものが、例えば、特表昭５７−５０２０６７号にて開示されている。
しかしながら、特表昭５７−５０２０６７号にて開示されているダイソン型光学系では、物体（又は像）の位置から光学系までの距離、所謂作動距離を十分に大きくとることが困難であるため、マスクと基板とのなす角が鋭角であってマスクと基板とをほぼ平行とすることができず、走査範囲が著しく制限されてしまう。さらに、マスクや基板を保持するステージの配置上の制約を大きく受け、さらには、作動距離内の空間中に投影光学系の光学性能を調整する部材を挿入することが困難となる。
【０００７】
そこで、本発明は、十分に長い作動距離を確保しつつ優れた結像性能を有する小型の結像光学系を提供することを目的とする。また、これら複数の結像光学系によって、露光領域が大きな場合においても、スループットを低下させず、良好な光学性能のもとで投影露光を行うことのできる高性能なかつ小型な露光装置、該露光装置を用いた露光方法及び該露光装置を用いた液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、例えば、図１に示す如く、第１の物体と第２の物体とを移動させつつ、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影露光する露光装置において、前記第１の物体の等倍の正立正像を前記第２の物体上に形成する両側テレセントリックな第１及び第２投影光学系を有し、前記第１及び第２投影光学系は、前記第１物体からの光を集光して一次像を形成する第１結像光学系と、前記一次像からの光を集光して二次像を形成する第２結像光学系とをそれぞれ有し、前記各第１結像光学系は、正の屈折力を持つ第１の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを有し、前記第１物体からの光が前記第１の正レンズ群及び第１の負レンズ群を介して前記第１の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第１の負レンズ群及び第１の正レンズ群を介することにより前記一次像を形成する如く構成され、前記各第２結像光学系は、正の屈折力を持つ第２の正レンズ群と、負の屈折力を持つ第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡とを有し、前記第１物体からの光が前記第２の正レンズ群及び第２の負レンズ群を介して前記第２の凹面反射鏡にて反射された後、再び前記第２の負レンズ群及び第２の正レンズ群を介することにより前記二次像を形成する如く構成したものである。
【０００９】
また、投影光学系を構成する第１及び／又は第２結像光学系は、第１正レンズ群（及び／又は第２正レンズ群）の焦点距離をｆGP、第１負レンズ群（及び／又は第２負レンズ群）の焦点距離をｆGNとするとき、
３＜｜ｆGN／ｆGP｜
を満足することが好ましい。
【００１０】
以上の構成に基づいて、前記第１の負レンズ群は、前記第１の正レンズ群側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含むと共に、前記第２の負レンズ群は、前記第２の正レンズ群側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含むことが好ましい。
また、投影光学系を構成する第１及び／又は第２結像光学系は、前記第１の正レンズ群側（及び／又は第２の正レンズ群側）に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを含むように構成されることが好ましく、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の正レンズ群側（及び／又は第２の正レンズ群側）のレンズ面の曲率半径をｒ1N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側（及び／又は第２の凹面反射鏡側）のレンズ面の曲率半径をｒ2N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上の距離（及び／又は第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上の距離）をＬNMとするとき、
−３０＜ｑ＜−３
−４＜ＬMN／ＴＬ＜０．２
を満足することが好ましい。
ただし、形状因子ｑはｑ＝（ｒ2N＋ｒ1N）／（ｒ2N−ｒ1N）で表される。
【００１１】
また、投影光学系を構成する第１及び／又は第２結像光学系は、第１の正レンズ群の第１凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と第１の負レンズ群の第１凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離（及び／又は第２の正レンズ群の第２凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点と第２負レンズ群の第２凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点との距離）をＬGP-GN とし、物体面Ｏから第１凹面反射鏡（及び／又は第２凹面反射鏡）までの光軸Ax上での距離（全長）をＴＬとするとき、
０．３５＜ＬGP-GN ／ＴＬ
を満足することが好ましい。
【００１２】
また、投影光学系を構成する第１及び／又は第２結像光学系は、第１正レンズ群（及び／又は第２正レンズ群）の焦点距離をｆGP、物体面Ｏから第１凹面反射鏡（及び／又は第２凹面反射鏡）までの光軸上での距離（全長）をＴＬ、第１凹面反射鏡（及び／又は第２凹面反射鏡）の曲率半径をｒM とするとき、
０．９５＜｜ｒM ／ＴＬ｜＜１．０８
０．３＜  ｆGP／ＴＬ  ＜１．０
を満足することが好ましい。
【００１３】
また、前記第１の負レンズ群は、前記第１の正レンズ群側から順に、正レンズと、前記第１の正レンズ群側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを有すると共に、前記第２の負レンズ群は、前記第２の正レンズ群側から順に、正レンズと、前記第２の正レンズ群側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを有しても良い。この場合、前記第１の負レンズ群中の負メニスカスレンズは、前記第１の凹面反射鏡に接合されると共に、前記第２の負レンズ群中の負メニスカスレンズは、前記第２の凹面反射鏡に接合されることがより好ましい。
【００１４】
【作  用】
以上の構成によって、高いスループットを確保しながら、投影光学系の良好なる光学性能のもとで第１物体（マスク、レチクル等）及び第２物体（基板等）を広い範囲にわたって走査露光することができる。特に本発明においては、第１及び第２結像光学系における負レンズ群が、正レンズ群と凹面反射鏡との間の光路中に設けられているため、十分なる差動距離を確保することが可能となっている。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明による実施例を説明する。図１は、本発明による露光装置の投影光学系を概略的に示す図である。図１では、所定の回路パターンが形成されたマスク１０と、レジストが塗布されたガラス基板であるプレート３０とが搬送される方向（走査方向）をＸ軸、マスク１０の平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸、マスク１０の法線方向をＺ軸にとっている。なお、図１においては、第１投影光学系３５ａのみを図示している。
【００１６】
図１において、第１投影光学系３５ａは、マスク１０上の回路パターンの１次像を形成する第１結像光学系Ｋ1 と、この１次像からの光に基づいてプレート３０上に回路パターンの正立正像（２次像）を形成する第２結像光学系Ｋ2 とを有する。第１結像光学系Ｋ1 は、マスク１０の面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設された反射面Ｐ1a，Ｐ1bを持つ直角プリズムＰ1 （第１反射部材）と、第１正レンズ群Ｇ1Pと第１負レンズ群Ｇ1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ1 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 とを有する。
【００１７】
ここで、第１正レンズ群Ｇ1Pは、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスＬ1P1 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ1P2 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P3 と、両凸形状の正レンズＬ1P4 とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 のみから構成される。
【００１８】
また、第２結像光学系Ｋ2 は、上記第１結像光学系Ｋ1 の構成と全く同一であり、即ち、プレート３０の面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設された反射面Ｐ2a，Ｐ2bを持つ直角プリズムＰ2 （第２反射部材）と、第２正レンズ群Ｇ2Pと第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ2 と、第２凹面反射鏡Ｍ2 とを有する。
【００１９】
ここで、第２正レンズ群Ｇ2Pは、上記第１正レンズ群Ｇ1Pの構成と同様に、第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ2P1 と、第２凹面反射鏡Ｍ2 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ2P2 と、第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2P3 と、両凸形状の正レンズＬ2P4 とから構成され、第２負レンズ群Ｇ2Nは、第２正レンズ群Ｇ2P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2N1 のみから構成される。
【００２０】
なお、第１結像光学系Ｋ1 により形成される回路パターンの１次像形成位置には、プレート３０上での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。
さて、マスク１０上の回路パターンは、照明光学系４０からの照明光（露光光）により、ほぼ均一の照度で照明されている。この回路パターンを介した光は、図１にて−Ｚ方向で表される方向に沿って進行し、直角プリズムＰ1 の反射面Ｐ1aにより９０°偏向されて図中＋Ｘ方向へ向けて進行し、第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1 〜Ｌ1P4 ）に入射する。この第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1 〜Ｌ1P4 ）に入射した光は、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1 ）を介して第１凹面反射鏡Ｍ1 に達する。ここで、第１凹面反射鏡Ｍ1 は、第１屈折光学系Ｓ1 （Ｇ1P，Ｇ1N）のほぼ後側焦点位置に配置される。すなわち、第１凹面反射鏡Ｍ1 は、第１結像光学系Ｋ1 の瞳面に位置している。なお、第１屈折光学系Ｓ1 の後側焦点位置とは、直角プリズムＰ1 側を前側とし、第１凹面反射鏡Ｍ1 側を後側とした際の後側焦点の位置である。
【００２１】
次に、第１凹面反射鏡Ｍ1 にて反射された光は、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1 ）及び第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1 〜Ｌ1P4 ）を順に介して図中−Ｘ方向に沿って進行して直角プリズムＰ1 の反射面Ｐ1bへ向かう。ここで、正メニスカスＬ1P1 側から入射して第１凹面反射鏡Ｍ1 へ向かう光束が受ける屈折力と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側から入射して、正メニスカスＬ1P1 から射出される光束が受ける屈折力とは、ほぼ同じである。
【００２２】
そして、直角プリズムＰ1 の反射面Ｐ1bに達する光は、この反射面Ｐ1bにてほぼ９０°偏向されて図中−Ｚ方向に沿って進行し、視野絞りＦＳの位置に回路パターンの１次像を形成する。この１次像においては、Ｘ方向における横倍率はほぼ＋１倍であり、かつＹ方向における横倍率がほぼ−１倍である。
１次像からの光は、第２結像光学系Ｋ2 を介して、プレート３０上に回路パターンの２次像を形成する。ここで、この２次像のＸ方向及びＹ方向における横倍率はほぼ＋１倍である。すなわち、プレート３０上に形成される２次像は、正立正像である。なお、第２結像光学系Ｋ2 の有する機能は、第１結像光学系Ｋ1 の機能と同等であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２３】
従って、プレート３０上に形成される回路パターンの像が正立正像であるため、マスクステージＭＳに保持されているマスク１０とプレートステージＰＳに保持されているプレート３０とを一体に同一方向に移動させれば、走査露光を行うことができる。
なお、上述の第１結像光学系Ｋ1 においては、第１屈折光学系Ｓ1 の後側焦点位置に第１凹面反射鏡Ｍ1 が配置されているため、マスク１０側及び視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。また、第２結像光学系Ｋ2 においても、第２屈折光学系Ｓ2 の後側焦点位置に第２凹面反射鏡Ｍ2 が配置されているため、視野絞りＦＳ側及びプレート３０側においてテレセントリックとなる。従って、第１投影光学系３５ａは、両側（マスク１０側及びプレート３０側）テレセントリック光学系である。
【００２４】
次に、図１の第１投影光学系３５ａの露光領域について、図２を参照して説明する。図２(a) は、マスク１０上のＸＹ平面内における第１投影光学系３５ａの有効視野領域と視野との関係を示す平面図であり、図２(b) は、視野絞りＦＳの平面図であり、図２(c) は、第１投影光学系３５ａの有効露光領域と露光領域との関係を示す平面図である。
【００２５】
図２(a) において、第１投影光学系３５ａの取り得る最大の視野領域である有効視野領域は、マスク１０上において、破線で囲まれる半円状の領域である。ここで、図２(b) に示す如く、視野絞りＦＳの開口部ＦＳａの形状が台形状である場合には、マスク１０上における第１投影光学系３５ａの視野領域１０ａは、開口部ＦＳａの形状と相似形の台形状となる。言うまでもなく、この視野領域１０ａは、有効視野領域内に含まれるものである。
【００２６】
また、図２(c) に示す如く、プレート３０上における第１投影光学系３５ａと取り得る最大の露光領域である有効露光領域は、破線で囲まれる半円状の領域となる。ここで、視野絞りＦＳの開口部ＦＳａにより、プレート３０上での露光領域３０ａは、開口部ＦＳａと相似形の台形状に規定される。この露光領域３０ａも有効露光領域の内に含まれる。このとき、台形状の露光領域３０ａにおいては、Ｘ方向における台形の高さがスリット巾となり、Ｙ方向の端部における斜辺の部分（Ｘ方向の高さが変化している部分）がオーバーラップ領域（隣合う露光領域とＹ方向において重なる領域）となる。
【００２７】
次に、図３を参照して、本発明による露光装置の全体的な構成について説明する。図３は、本発明による露光装置の一例を模式的に示す図である。なお、図３においては、図１に示す照明光学系４０と、マスク１０を支持するマスクステージと、プレート３０を支持するプレートステージとは、図示省略している。
図３において、マスク１０とプレート３０との間には、Ｙ方向に沿って４本の投影光学系３５ａ〜３５ｄと、３本の投影光学系３５ｅ〜３５ｇが配列されている。ここで、投影光学系３５ａ〜３５ｄと、投影光学系３５ｅ〜３５ｇとは、Ｘ方向において異なる位置で配列されている。なお、各投影光学系３５ａ〜３５ｇの構成は、図１で説明した第１投影光学系３５ａの構成と同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
ここで、各投影光学系３５ａ〜３５ｇによる視野領域１０ａ〜１０ｇは、それぞれ台形状であり、投影光学系３５ａ〜３５ｄによる視野領域１０ａ〜１０ｄと、投影光学系３５ｅ〜３５ｇによる視野領域１０ｅ〜１０ｇとは、それぞれ短辺側が対向している。従って、各投影光学系３５ａ〜３５ｇによりプレート３０上に形成される露光領域３０ａ〜３０ｇは、各々台形状となる。ここで、各露光領域３０ａ〜３０ｇは、走査方向（Ｘ方向）の長さの和が走査直交方向（Ｙ方向）のどの位置においても常に一定となっている。具体的には、露光領域３０ａ〜３０ｇのそれぞれのオーバーラップ領域がＹ方向において重なるように、各投影光学系を配置している。
【００２９】
露光領域３０ａ〜３０ｇには、視野領域１０ａ〜１０ｇの正立正像がそれぞれ形成されるため、マスク１０とプレート３０とを走査方向に沿って走査することにより、プレート３０上には、マスク１０の像が順次形成される。
なお、図３では、７本の投影光学系３５ａ〜３５ｇを用いているが、本発明による露光装置では、投影光学系の本数は７本に限られず、２本（第１投影光学系及び第２投影光学系）以上の投影光学系が設けられれば良い。
【００３０】
また、重力の影響によるマスク１０及びプレート３０の撓みを低減させるためには、走査直交方向（Ｙ方向）を鉛直方向とすることが好ましい。なお、走査方向（Ｘ方向）を鉛直方向とすることも考えられるが、このときには、重力に逆らって走査を行うことになるため、マスクステージ及びプレートステージにかかる負荷が増大するため好ましくない。
【００３１】
以上においては、本実施例における全体構成について説明したが、次に、図１に示す本実施例の投影光学系の好ましい一例を示す。
図４には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図４のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００３２】
ここで、図４に示す実施例において、第１結像光学系Ｋ1 の作動距離をＷＤとし、第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）をＤ1 、直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離をＤ2 、物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOIとするとき、以下の関係が成立する。
【００３３】
（Ｉ）    ＷＤ＝Ｄ1 ＋Ｄ2 
（II）    ＤOI＝２Ｄ1 
このため、投影光学系を構成する第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）にて十分に長い作動距離を確保するためには、第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径をφmax とするとき、以下の（１）式の関係を満足することが望ましい。
【００３４】
（１）    ２（ＷＤ−Ｄ2 ）／φmax ＞１
この（１）式の関係を満足すれば、マスク１０、プレート３０及び第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）のＺ方向において空間的に十分な余裕が得られる。従って、マスク１０と第１直角プリズムＰ1 との間、第１直角プリズムＰ1 と第２直角プリズムＰ2 との間または第２直角プリズムＰ2 とプレート３０との間に、投影光学系全体の倍率等の光学性能を調整するための補正光学部材等を配置することが可能となる。また、マスク１０及びプレート３０をそれぞれ保持するステージの配置上での空間的な制約が大幅に解消される。
【００３５】
また、投影光学系を構成する第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離をｆGP、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離をｆGNとするとき、
（２）          ３＜｜ｆGN／ｆGP｜
を満足することが好ましい。
【００３６】
上記（２）式は、十分な作動距離を確保した際に球面収差を良好に補正するための条件であり、この（２）式の下限を下回る場合には、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の屈折力が強くなり過ぎ、球面収差が補正過剰となるため好ましくない。なお、本実施例において収差を議論する上では光線の進行方向を正の方向としている。
【００３７】
また、投影光学系を構成する第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）中の第１及び第２の負レンズ群はメニスカス形状の負レンズから構成されることが好ましく、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の正レンズ群側（又は第２の正レンズ群側）のレンズ面の曲率半径をｒ1N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側（又は第２の凹面反射鏡側）のレンズ面の曲率半径をｒ2N、該メニスカス形状の負レンズの前記第１の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第１の凹面反射鏡までの光軸上の距離（又は第２の凹面反射鏡側を像側としたときの像側主点から前記第２の凹面反射鏡までの光軸上の距離）をＬNMとするとき、
（３）      −３０＜ｑ＜−３
（４）      −４＜ＬMN／ＴＬ＜０．２
を満足することが好ましい。
ただし、形状因子ｑはｑ＝（ｒ2N＋ｒ1N）／（ｒ2N−ｒ1N）で表される。
【００３８】
上記（３）式及び（４）式は、十分な作動距離を確保したもとで球面収差を良好に補正するための条件式である。ここで（３）式の下限を下回る場合には、球面収差が補正過剰となるため好ましくなく、（３）式の上限を上回る場合には、球面収差が補正不足となるため好ましくない。
一方、（４）式の下限を下回る場合には、像面が正の方向に湾曲し、球面収差が補正過剰となるため好ましくない。また、（４）式の上限を上回る場合には、像面が負の方向に湾曲し、かつ球面収差が補正不足となるため好ましくない。
【００３９】
また、十分なる作動距離を確保した際に球面収差を抑えつつ像面を平坦に保つためには、投影光学系を構成する第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離（又は第２正レンズ群Ｇ2Pの第２凹面反射鏡Ｍ2 側を像側としたときの像側主点と第２負レンズ群Ｇ2Nの第２凹面反射鏡Ｍ2 側を像側としたときの像側主点との距離）をＬGP-GN とし、物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）をＴＬとするとき、
（５）      ０．３５＜ＬGP-GN ／ＴＬ
を満足することが好ましい。
【００４０】
ここで、（５）式の下限を下回る場合には、球面収差が補正不足となり、かつ像面が負の方向へ湾曲するため好ましくない。
また、投影光学系を構成する第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離をｆGP、物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）をＴＬ、第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径をｒM とするとき、
（６）      ０．９５＜｜ｒM ／ＴＬ｜＜１．０８
（７）      ０．３＜ｆGP／ＴＬ＜１．０
を満足することが好ましい。
【００４１】
（６）式及び（７）式は、十分なる作動距離を確保したうえで非点収差及び像面湾曲の発生を抑制するための条件である。ここで、（６）式の下限を越える場合には、非点収差が発生し、像面が負の方向に湾曲するため好ましくない。また、（６）式の上限を越える場合には、非点収差が発生し、像面が正の方向に湾曲するため好ましくない。なお、非点収差及び像面湾曲の発生に加えて、補正不足な球面収差の発生を抑制するためには、上記（６）式の上限を１．０５として、｜ｒM ／ＴＬ｜＜１．０５とすることが好ましい。
【００４２】
また、（７）式の下限を越える場合には、上記（６）式を満足した場合においても、非点収差が発生し、像面が負の方向に湾曲するため好ましくない。ここで、非点収差、像面湾曲並びに補正不足な球面収差を抑制して良好な結像性能を得るためには、（７）式の下限を０．５とし、０．５＜ｆGP／ＴＬとすることが好ましい。一方、（７）式の上限を越える場合には、非点収差が発生し、像面が正の方向に湾曲するため好ましくない。なお、非点収差及び像面湾曲の良好なる補正に加えて補正過剰な球面収差の発生を抑制して良好な結像性能を得るためには、上記（７）式の上限を０．８として、ｆGP／ＴＬ＜０．８とすることが好ましい。
【００４３】
さて、以下の表１に図４に示した光学系の諸元の値並びに条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００４４】
【表１】
0003724517.tif 000002
なお、表１において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００４５】
ここで、表１に示した光学系では、上記の如く（１）式の関係を満足しており、十分なる作動距離を確保されていることが理解される。
また、図５には、図４に示した実施例の露光波長の光（ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているが、各像高でのコマ収差図のスケールは共に±0.014 μm である。図５に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００４６】
次に、図４に示した実施例のものはダイソン光学系の発展型であるものと見ることができる。このため、図４に示した実施例の比較例として、図６には厚肉の平凸レンズＬp と凹面反射鏡Ｍを有するダイソン光学系を示している。
図６に示す如く、物体面Ａ（物平面）上に平凸レンズＬp の平面ｒP1が一致するように配置され、その平凸レンズＬp のレンズ面ｒP2の曲率中心Ｃが物体面Ａとダイソン光学系の光軸ＡＸとの交点と一致するように配置されいる。そして、凹面反射鏡Ｍは平凸レンズＬp の後側焦点位置に配置されており、凹面反射鏡Ｍの反射面の曲率中心は、平凸レンズＬp のレンズ面ｒP2の曲率中心Ｃと一致するように配置されている。
【００４７】
この構成により、図６に示す如く、物体面Ａ上の物点ＹO から光軸ＡＸとほほ平行で平凸レンズＬp を入射した光は、その平凸レンズＬp の屈折面ｒp2にて屈折した後、凹面反射鏡Ｍに達する。そして、その凹面反射鏡Ｍにて反射した光は、再び平凸レンズＬp の屈折面ｒp2にて屈折して、光軸ＡＸとほほ平行になり、物体面Ａ上の像点ＹI に達し、この像点ＹI には物点ＹO の像が形成される。
【００４８】
ここで、表１に示した本実施例の光学系と同程度の性能を有する図６のダイソン光学系の諸元の値を表２として掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側からの凹面反射鏡Ｍまでの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。
【００４９】
【表２】
0003724517.tif 000003
ここで、物体面（物平面）又は像面（像平面）から凹面反射鏡までの距離を光学系の全長ＴＬとすると、表１に示す本実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは9.66であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、図６のダイソン光学系では図４に示す本実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）に比べて約６倍も大きくなっており、これに伴いダイソン光学系中の平凸レンズＬp 及び凹面反射鏡Ｍの外径も大幅に大きくなっていることが理解される。
【００５０】
よって、図６に示すダイソン光学系では、この光学系を２つ組み合わせて投影光学系を構成しても、装置の巨大化及び製造コストの増大を招き不都合であることが分かる。
また、図６に示すダイソン光学系では、物体面（物平面）及び像面（像平面）と平凸レンズＬp の平面ｒP1とが一致しているため、物体面（物平面）上に例えばマスク、像面（像平面）上に例えばプレートをそれぞれ配置したとしても、走査露光することが極めて困難である。
【００５１】
そこで、図６に示すダイソン光学系中の平凸レンズＬp の厚さを薄くして、その薄くした分の空気の換算長だけの作動距離ＷＤを得ることが考えられる。しかしながら、この手法によると、球面収差、色収差が甚大に発生して、これらを十分に補正することが収差補正上の自由度からしても困難となる。従って、図６に示すダイソン光学系では、十分なる作動距離を確保することができない。
【００５２】
これに対し、図４に示す本実施例では、第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬ（投影光学系の全長）を十分に小さくするために、凹面反射鏡（Ｍ1 ，Ｍ2 ）の曲率半径を小さくしている。すると、第１正レンズ群Ｇ1P及び第２正レンズ群Ｇ2Pに対して光軸よりある高さで入射する光はその第１正レンズ群Ｇ1P及び第２正レンズ群Ｇ2Pにて大きく屈折される必要があるため、諸収差が大きく発生する。このため、この諸収差に補正に対する自由度を確保するために、第１正レンズ群Ｇ1P及び第２正レンズ群Ｇ2Pを４枚程度のレンズで構成している。なお、光学系のコンパクト化を図るためには、第１正レンズ群Ｇ1P及び第２正レンズ群Ｇ2Pは３枚〜７枚程度のレンズで構成されることが好ましい。
また、図４に示した本実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）では、第１正レンズ群Ｇ1P及び第２正レンズ群Ｇ2Pにて補正過剰な球面収差が発生する傾向がある。本実施例では、その補正過剰な球面収差を良好に補正するために、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）との光路間に負の屈折力を持つ第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）を配置している。特に、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）にて発生する補正過剰な球面収差の補正に対して、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）が有効に作用するためには、第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）により近い位置に配置された負メニスカスレンズを含む構成とすることが好ましく、図４に示した本実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）でも第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）が第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）により近い位置に配置された負メニスカスレンズを含む構成となっている。
【００５３】
以上にて述べた如く、図４に示した本実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）によれば、十分なる作動距離ＷＤを確保しつつ、小型でかつ良好なる結像性能を有する投影光学系が低コストのもとで実現できるため、比較的小型でしかも大きな露光領域での露光を可能とし得る高性能な走査型の露光装置が達成できることが分かる。
【００５４】
以上においては、図４に基づいて第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の一例を示したが、次に、図７を参照しながら投影光学系の第２の実施例について説明する。
図７には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第２実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図７のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００５５】
まず、図７に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図７においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 ）の図示を省略している。
【００５６】
図７に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）は、第１凹面反射鏡Ｍ1 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ1P1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ2P1 ）と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P2 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2P2 ）と、両凸形状の正レンズＬ1P3 （又は両凸形状の正レンズＬ2P3 ）と、負レンズＬ1P4 （又は負レンズＬ2P4 ）とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）は、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1(又は第２正レンズ群Ｇ2P側に凸面向けた負メニスカスレンズＬ2N1)のみから構成される。
【００５７】
そして、以下の表３には、図７に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００５８】
【表３】
0003724517.tif 000004
なお、表３において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００５９】
ここで、表３に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表３に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは10.54 であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表３に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／６倍も小さくなっている。
【００６０】
また、図８には、図７に示した実施例の露光波長の光（ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているが、各像高でのコマ収差図のスケールは共に±0.014 μm である。図８に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００６１】
次に、図９を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第３の実施例について説明する。
図９には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第２実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図９のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００６２】
まず、図９に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図９においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 ）の図示を省略している。
【００６３】
図９に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）は、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ2P1)と、同じく第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P2(又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ2P2)と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負ニスカスレンズＬ1P3(又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた負メニスカスンズＬ2P3)とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）、両凸形状の正レンズＬ1N1(又は両凸形状の正レンズＬ2N1)と、第１凹面反射鏡Ｍ1 と接合されかつ第１正レンズ群Ｇ1P側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ1N2(又は第２凹面反射鏡Ｍ2 と接合されかつ第２正レンズ群Ｇ2P側に凹面を向た負メニスカスレンズＬ2N2)から構成される。
【００６４】
そして、以下の表４には、図９に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００６５】
【表４】
0003724517.tif 000005
なお、表４において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００６６】
ここで、表４に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表４に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは12.26 であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表４に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／５倍も小さくなっている。
【００６７】
また、図１０には、図９に示した実施例の露光波長の光（ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているが、各像高でのコマ収差図のスケールは共に±0.014 μm である。図１０に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００６８】
次に、図１１を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第４の実施例について説明する。
図１１には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第４実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図１１のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００６９】
まず、図１１に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図１１においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 ）の図示を省略している。
【００７０】
図１１に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）は、第１凹面反射鏡Ｍ1 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ1P1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ2P1)と、両凹形状の負レンＬ1P2(又は両凹形状の負レンズＬ2P2)と、両凸形状の正レンズＬ1P3(又は状の正レンズＬ2P3)と、同じく両凸形状の正レンズＬ1P4(又は両凸形状の正レンズＬ2P4)とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）は第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1(又は第２正レンズ群Ｇ2P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2N1)から構成される。
【００７１】
そして、以下の表５には、図１１に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００７２】
【表５】
0003724517.tif 000006
なお、表５において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００７３】
ここで、表５に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表５に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは11.06 であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表５に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／５倍も小さくなっている。
【００７４】
また、図１２には、図１１に示した実施例の露光波長の光（ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているが、各像高でのコマ収差図のスケールは共に±0.014 μm である。図１２に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００７５】
次に、図１３を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第５の実施例について説明する。
図１３には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第４実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図１３のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００７６】
まず、図１３に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図１３においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 ）の図示を省略している。
【００７７】
図１３に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）は、弱い屈折力を持つ両凹形状の負レンズＬ1P1(又は弱い屈折力を持つ両凹形状の負レズＬ2P1)と、両凸形状の正レンズＬ1P2(又は両凸形状の正レンズＬ2P2)と凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P3(又は第２凹面反射Ｍ2 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2P3)と、両凸形状の正レンズＬ1P又は両凸形状の正レンズＬ2P4)と、両凸形状の正レンズＬ1P4 の側により強率の面を向けた負レンズＬ1P5(又は両凸形状の正レンズＬ2P4 の側により強率の面を向けた負レンズＬ2P5)とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1N（又は第負レンズ群Ｇ2N）は、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1(又は第２正レンズ群Ｇ2P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2N1)構成される。
【００７８】
そして、以下の表６には、図１３に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光（ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００７９】
【表６】
0003724517.tif 000007
なお、表６において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１５である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００８０】
ここで、表６に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表６に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは10.59 であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表６に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／５倍も小さくなっている。
【００８１】
また、図１４には、図１３に示した実施例の露光波長の光（ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているが、各像高でのコマ収差図のスケールは共に±0.014 μm である。図１４に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
次に、図１５を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第６の実施例について説明する。
【００８２】
図１５には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第６実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図１５のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
まず、図１５に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1M（又は第２負レンズ群Ｇ2M）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図１５においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 ）の図示を省略している。
【００８３】
図１５に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1Pは、物体側から第１凹面反射鏡Ｍ1 側の順に、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 と、この正メニスカスレンズＬ1P1 に接合されて第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P2 と、両凸形状の正レンズＬ1P3 と、この両凸形状の正レンズＬ1P3 に接合されて第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P4 とから構成される。また、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 から構成される。
【００８４】
本実施例においては、第１正レンズ群Ｇ1Pが貼合せレンズ成分（正メニスカスレンズＬ1P1 及び負メニスカスレンズＬ1P2 からなる接合レンズ成分、または正レンズＬ1P3 及び負メニスカスレンズＬ1P4 からなる接合レンズ成分）から構成されているため、第１正レンズ群Ｇ1P自体の構成枚数の削減が達成されている。この構成により、第１正レンズ群Ｇ1Pにおける偏心公差をゆるくすることができ、投影光学系の製造が容易となる利点がある。
【００８５】
さて、以下の表７には、図１５に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光 (ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００８６】
【表７】
0003724517.tif 000008
なお、表７において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００８７】
ここで、表７に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表７に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは11.99 であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表７に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／５倍も小さくなっている。
【００８８】
また、図１６には、図１５に示した実施例の露光波長の光 (ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているか、各像高のコマ収差図のスケールは共に±0.014 μｍである。図１６に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００８９】
次に、図１７を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第７の実施例について説明する。
図１７には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第７実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図１７のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００９０】
まず、図１７に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1M（又は第２負レンズ群Ｇ2M）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図１７においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 の図示を省略している。
【００９１】
図１７に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1Pは、物体側から第１凹面反射鏡Ｍ1 側の順に、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P2 と、この正メニスカスレンズＬ1P2 に接合されて第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスＬ1P3 と、この負メニスカスレンズＬ1P3 側により強い曲率の面を向けた両凸形状の正レンズＬ1P4 とから構成される。また、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 から構成される。
【００９２】
本実施例においては、第１正レンズ群Ｇ1P中の正メニスカスレンズＬ1P2 と負メニスカスＬ1P3 とが接合レンズ成分で構成されているため、これら２つのレンズにおける偏心公差を緩く設定でき、さらには第１正レンズ群Ｇ1P自体の構成枚数の削減も達成される。この構成により、投影光学系の製造が容易となる利点がある。
【００９３】
さて、以下の表８には、図１７に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光 (ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【００９４】
【表８】
0003724517.tif 000009
なお、表８において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【００９５】
ここで、表８に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表８に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは9.92であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表８に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／６倍も小さくなっている。
【００９６】
また、図１８には、図１７に示した実施例の露光波長の光 (ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているか、各像高のコマ収差図のスケールは共に±0.014 μｍである。図１８に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
【００９７】
次に、図１９を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第８の実施例について説明する。
図１９には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第８実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図１９のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
【００９８】
まず、図１９に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1M（又は第２負レンズ群Ｇ2M）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図１９においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 の図示を省略している。
【００９９】
図１９に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1Pは、物体側から第１凹面反射鏡Ｍ1 側の順に、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P2 と、この正メニスカスレンズＬ1P2 に接合されて第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスＬ1P3 と、この負メニスカスレンズＬ1P3 側により強い曲率の面を向けた両凸形状の正レンズＬ1P4 とから構成される。また、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 から構成される。
【０１００】
本実施例においては、第１正レンズ群Ｇ1P中の正メニスカスレンズＬ1P2 と負メニスカスＬ1P3 とが接合レンズ成分で構成されているため、これら２つのレンズにおける偏心公差を緩く設定でき、さらには第１正レンズ群Ｇ1P自体の構成枚数の削減も達成される。この構成により、投影光学系の製造が容易となる利点がある。
【０１０１】
さて、以下の表９には、図１９に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光 (ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【０１０２】
【表９】
0003724517.tif 000010
なお、表９において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【０１０３】
ここで、表９に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表９に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは9.83であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表９に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／６倍も小さくなっている。
【０１０４】
また、図２０には、図１９に示した実施例の露光波長の光 (ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているか、各像高のコマ収差図のスケールは共に±0.014 μｍである。図２０に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
次に、図２１を参照しながら投影光学系を構成する第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第９の実施例について説明する。
【０１０５】
図２１には図１に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）の第９実施例のレンズ構成図を示しており、説明を簡単にするために図２１のレンズ構成図を第１結像光学系Ｋ1 のレンズ構成図であるものとする。
まず、図２１に示す如く、第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）は、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）及び第１負レンズ群Ｇ1M（又は第２負レンズ群Ｇ2M）との二群から構成される第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）と第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）とを有する。なお、説明を簡略化するために、図２１においては、第１屈折光学系Ｓ1 （又は第２屈折光学系Ｓ2 ）の左側に配置されている第１直角プリズムＰ1 （又は第２直角プリズムＰ2 の図示を省略している。
【０１０６】
図２１に示す如く、第１正レンズ群Ｇ1Pは、物体側から第１凹面反射鏡Ｍ1 側の順に、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 と、この正メニスカスレンズＬ1P1 に接合されて第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P2 と、両凸形状の正レンズＬ1P3 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P4 とから構成される。また、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 から構成される。
【０１０７】
本実施例においては、第１正レンズ群Ｇ1P中の正メニスカスレンズＬ1P1 と負メニスカスＬ1P2 とが接合レンズ成分で構成されているため、これら２つのレンズにおける偏心公差を緩く設定でき、さらには第１正レンズ群Ｇ1P自体の構成枚数の削減も達成される。この構成により、投影光学系の製造が容易となる利点がある。
【０１０８】
さて、以下の表１０には、図２１に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光 (ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【０１０９】
【表１０】
0003724517.tif 000011
なお、表１０において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。
【０１１０】
ここで、表１０に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表１０に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは9.16であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表１０に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／６倍も小さくなっている。
【０１１１】
また、図２２には、図２１に示した実施例の露光波長の光 (ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているか、各像高のコマ収差図のスケールは共に±0.014 μｍである。図２２に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
さて、上述の第１乃至第９実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）では、第１及び第２反射部材として、反射面が互いに９０°をなす反射鏡である直角プリズムＰ1,Ｐ2 を適用したが、その代わりに、反射面が互いに９０°をなす全反射面を持つプリズム部材を用いても良い。
【０１１２】
以下、図２３を参照して、第１及び第２反射部材としてプリズム部材を適用した例である第１０実施例を説明する。
図２３は、本発明の第１０実施例による露光装置の投影光学系を概略的に示す図である。なお、図２３では、図１と共通のＸＹＺ座標系を採用しており、同様の機能を達成する部材には、同一の符号を付してある。
【０１１３】
図２３において、第１投影光学系３５ａは、マスク１０上の回路パターンの１次像を形成する第１結像光学系Ｋ1 と、この１次像からの光に基づいてプレート３０上に回路パターンの正立正像（２次像）を形成する第２結像光学系Ｋ2 とを有する。第１結像光学系Ｋ1 は、マスク１０の面（ＸＹ平面）に対して４５°をなす全反射面Ｐ1a，Ｐ1bを持つプリズム部材Ｐ1 （第１反射部材）と、第１正レンズ群Ｇ1Pと第１負レンズ群Ｇ1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ1 と、第１凹面反射鏡Ｍ1 とを有する。
【０１１４】
ここで、第１正レンズ群Ｇ1Pは、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1P1 と第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1P2 とからなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ1P3 とから構成され、第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１正レンズ群Ｇ1P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ1N1 のみから構成される。
【０１１５】
また、第２結像光学系Ｋ2 は上記第１結像光学系Ｋ1 の構成と全く同一であり、すなわち、プレート３０の面（ＸＹ平面）に対して４５°をなす全反射面Ｐ2a，Ｐ2bを持つプリズム部材Ｐ2 （第２反射部材）と、第２正レンズ群Ｇ2Pと、第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第２屈折光学系Ｓ2 と、第２凹面反射鏡Ｍ2 とを有する。
【０１１６】
ここで、第２正レンズ群Ｇ2Pは、上記第１正レンズ群Ｇ1Pの構成と同様に、第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ2P1 と第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2P2 とからなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ2P3 とから構成され、第２負レンズ群Ｇ2Nは、第２正レンズ群Ｇ2P側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2N1 のみから構成される。
【０１１７】
なお、第１結像光学系Ｋ1 により形成される回路パターンの１次像形成位置には、プレート３０上での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。この視野絞りＦＳの構成は、図１，２に示す実施例と同様であるため、ここでは説明を省略する。
さて、マスク１０上の回路パターンは、照明光学系４０からの照明光（露光光）によりほぼ均一の照度で照明されている。この回路パターンからの光は、図２３における−Ｚ方向に沿って進行し、プリズム部材Ｐ1 に入射した後、このプリズム部材Ｐ1 の全反射面Ｐ1aにて９０°偏向されて図中＋Ｘ方向へ向けて進行し、プリズム部材Ｐ1 から射出される。プリズム部材Ｐ1 からの光は、第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1 〜Ｌ1P3 ）に入射し、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1 ）を介した後に第１凹面反射鏡Ｍ1 に達する。ここで、第１凹面反射鏡Ｍ1 は、第１屈折光学系Ｓ1 （Ｇ1P，Ｇ1N）のほぼ後側焦点位置に配置される。すなわち、第１凹面反射鏡Ｍ1 は第１結像光学系Ｋ1 の瞳面に位置している。なお、第１屈折光学系Ｓ1 の後側焦点位置とは、プリズム部材Ｐ1 側を前側とし、第１凹面反射鏡Ｍ1 側を後側とした際の後側焦点の位置である。
【０１１８】
次に、第１凹面反射鏡Ｍ1 にて反射された光は、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1 ）及び第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1 〜Ｌ1P3 ）を順に介して図中−Ｘ方向に沿って進行して直角プリズムＰ1 に入射する。直角プリズムＰ1 に入射した光は、直角プリズムＰ1 内に設けられた全反射面Ｐ1bにて９０°偏向されて図中−Ｚ方向に沿って進行して、視野絞りＦＳの位置に回路パターンの１次像を形成する。この１次像においては、Ｘ方向における横倍率がほぼ＋１倍であり、かつＹ方向における横倍率がほぼ−１倍である。
【０１１９】
１次像からの光は、第２結像光学系Ｋ2 を介した後、プレート３０上に回路パターンの２次像を形成する。ここで、この２次像のＸ方向及びＹ方向における横倍率はほぼ＋１倍である。すなわち、プレート３０上に形成される２次像は、正立正像である。なお、第２結像光学系Ｋ2 の有する機能は、第１結像光学系Ｋ1 の機能と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２０】
本実施例においても、プレート３０上に形成される回路パターンの像が正立正像であるため、マスクステージＭＳに保持されているマスク１０とプレートステージＰＳに保持されているプレート３０とを一体に同一方向に移動させつつ露光を行えば、走査露光を達成できる。
なお、上述の第１結像光学系Ｋ1 においては、第１屈折光学系Ｓ1 の後側焦点位置に第１凹面反射鏡が配置されているため、マスク１０側及び視野絞りＦＳ側においてテレセントリックが達成されている。さらに、第２結像光学系Ｋ2 においても、第２屈折光学系Ｓ2 の後側焦点位置に第２凹面反射鏡が配置されているため、視野絞りＦＳ側及びプレート３０側においてテレセントリックが達成されている。すなわち、第１投影光学系３５ａは、両側（マスク１０側及びプレート３０側）テレセントリック光学系である。
【０１２１】
本実施例においては、上記第１投影光学系３５ａと同様の構成を持つ複数の投影光学系が前述の図３に示す如く設けられている。この投影光学系の配置については、図３の例と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図２４は、図２３に示した第１結像光学系Ｋ1 （又は第２結像光学系Ｋ2 ）のレンズ構成図であり、ここでは、プリズム部材Ｐ1 （又はプリズム部材Ｐ2 ）を平行平面板として図示している。
【０１２２】
図２４に示す如く、本実施例においては、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）中に、接合レンズＬ1P1,Ｌ1P2 （又はＬ2P1,Ｌ2P2 ）を設けているため、第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）自体の構成枚数を削減でき、かつ第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）における偏心公差を緩く設定できるため、投影光学系の製造が容易となる利点がある。
【０１２３】
また、図２４に示す実施例において、プリズム部材Ｐ1 （又はプリズム部材Ｐ2 ）に相当する平行平面板は、分割して構成することも可能である。具体的には、図２５（ａ）に示す如き平行平面板からなるプリズム部材Ｐ1 は、図２５（ｂ）に示すように、全反射面Ｐ1a，Ｐ1bを持つ直角プリズムＰ11，Ｐ13と、平行平面板Ｐ10，Ｐ12，Ｐ14とに分割できる。この図２５（ｂ）の例においては、平行平面板Ｐ12には、２つの直角プリズムＰ11，Ｐ13に接合されてこれらを支持する機能を持たせており、平行平面板Ｐ10，Ｐ14には、光軸と直交する方向を軸として回転可能に設けられて視野又は像を光軸と直交する面内で移動させる機能、所謂ハービングガラスの機能を持たせている。
【０１２４】
さて、以下の表１１には、図２４に示した光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体Ｏ側（又は一次像側）からの第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの順序を示し、ｒはレンズ面又は反射面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長の光 (ｇ線：436nm)に対する媒質（光学材料）の屈折率、φは媒質（光学材料）の外径を示している。また、表中において、ＷＤは第１結像光学系Ｋ1 の作動距離、Ｄ1 は第１結像光学系Ｋ1 の物体面Ｏから直角プリズムＰ1 の頂点（互いに直交した２つの反射面により形成される稜線上の点）までの距離（物体面Ｏから第１結像光学系Ｋ1 の光軸ＡＸまでの距離）、Ｄ2 は直角プリズムＰ1 の頂点から正メニスカスレンズＬ1P1 のプリズムＰ1 側のレンズ頂点までの距離、ＤOIは物体面Ｏ（マスク）から像面Ｉ（一次像面）までの距離をＤOI、φmax は第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の最大外径、ｆGPは第１正レンズ群Ｇ1P（又は第２正レンズ群Ｇ2P）の焦点距離、ｆGNは第１負レンズ群Ｇ1N（又は第２負レンズ群Ｇ2N）の焦点距離、ＴＬは物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離（全長）、ｒM は第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）の曲率半径、ｒ1Nは第１負レンズ群Ｇ1Nのメニスカス形状の負レンズの第１正レンズ群Ｇ1P側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Nは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側のレンズ面の曲率半径、ＬNMは該メニスカス形状の負レンズの前記第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点から第１の凹面反射鏡Ｍ1 までの光軸上の距離、ＬGP-GN は第１正レンズ群Ｇ1Pの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点と第１負レンズ群Ｇ1Nの第１凹面反射鏡Ｍ1 側を像側としたときの像側主点との距離を表している。
【０１２５】
【表１１】
0003724517.tif 000012
なお、表１１において、像高Ｙは１．０であり、像側での開口数Ｎ．Ａは０．１である。また、第０番目の面は物体面又は像面を示している。また、表１１において、物体面Ｏから第１凹面反射鏡Ｍ1 （又は第２凹面反射鏡Ｍ2 ）までの光軸Ax上での距離ＴＬは、プリズム部材Ｐ1 （又はプリズム部材Ｐ2 ）を空気換算長にしたときのものを示す。
【０１２６】
ここで、表１１に示した光学系では、上記（１）の関係を満足しており、十分なる作動距離が確保されていることが理解される。
また、表１１に示す実施例の第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）の全長ＴＬは9.70であり、表２に示すダイソン光学系の全長ＴＬは58.22 である。従って、表１１に示す実施例では図６のダイソン光学系よりも約１／６倍も小さくなっている。
【０１２７】
また、図２６には、図２４に示した実施例の露光波長の光 (ｇ線：436nm)の光による諸収差図を示している。但し、諸収差図中のコマ収差は像高が１、0.75、0.5 における収差曲線を示しているか、各像高のコマ収差図のスケールは共に±0.014 μｍである。図２６に示す諸収差図から明らかな如く、諸収差がバランス良く補正されていることが理解できる。
以上においては、図４、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１及び図２４にて第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）を構成する最適な光学系の８つの例を示したが、第１及び第２結像光学系（Ｋ1 ，Ｋ2 ）を全く同一な光学系とせずに、例えば、図４、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１及び図２４にて示した１０の光学系の１つを第１結像光学系Ｋ1 とし、残る１０の光学系のうちの何れか１つを第２結像光学系Ｋ2 とすることが可能であることは言うまでもない。
【０１２８】
このように、上述の実施例によれば、複数の投影光学系によって、走査方向と直交する方向において幅の広い露光領域を形成できるため、個々の投影光学系の大型化を図ることなく、露光領域の大画面化に対応できる。さらに、上記実施例では、投影光学系が小型化されるため、光学系の大型化に伴う収差の増大を低減できる利点がある。また、上記実施例では、露光領域を継ぐことなく、一回の走査露光で大画面に対する露光ができるため、スループットの向上を達成でき、かつ画面の継ぎ目を無くすことができる利点がある。
【０１２９】
以上の通り、本発明によれば、十分に長い作動距離を確保しつつ優れた結像性能を有する小型の結像光学系を提供することができる。また、これら小型の複数の結像光学系によって、露光領域が大きな場合においても、スループットを低下させず、良好なる光学性能のもとで投影露光を行うことのできる高性能なかつ小型な露光装置、該露光装置を用いた露光方法及び該露光装置を用いた液晶パネルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例の投影光学系の構成を示す図である。
【図２】投影光学系の露光領域と視野絞りとの関係を示す平面図である。
【図３】本発明による露光装置の一例を概略的に示す図である。
【図４】投影光学系の第１実施例を示すレンズ構成図である。
【図５】図４に示す投影光学系の諸収差図である。
【図６】投影光学系をダイソン型光学系とした時のレンズ構成図である。
【図７】投影光学系の第２実施例を示すレンズ構成図である。
【図８】図７に示す投影光学系の諸収差図である。
【図９】投影光学系の第３実施例を示すレンズ構成図である。
【図１０】図９に示す投影光学系の諸収差図である。
【図１１】投影光学系の第４実施例を示すレンズ構成図である。
【図１２】図１１に示す投影光学系の諸収差図である。
【図１３】投影光学系の第５実施例を示すレンズ構成図である。
【図１４】図１３に示す投影光学系の諸収差図である。
【図１５】投影光学系の第６実施例を示すレンズ構成図である。
【図１６】図１５に示す投影光学系の諸収差図である。
【図１７】投影光学系の第７実施例を示すレンズ構成図である。
【図１８】図１７に示す投影光学系の諸収差図である。
【図１９】投影光学系の第８実施例を示すレンズ構成図である。
【図２０】図１９に示す投影光学系の諸収差図である。
【図２１】投影光学系の第９実施例を示すレンズ構成図である。
【図２２】図２１に示す投影光学系の諸収差図である。
【図２３】第１０実施例の投影光学系を用いたときの構成を示す図である。
【図２４】投影光学系の第１０実施例を示すレンズ構成図である。
【図２５】第１０実施例におけるプリズム部材の変形例を示す図である。
【図２６】図２４に示す投影光学系の諸収差図である。
【符号の説明】
Ｋ1   …  第１結像光学系、
Ｋ2   …  第２結像光学系、
Ｐ1 ，Ｐ2   …  直角プリズム、
Ｍ1 ，Ｍ2   …  凹面反射鏡、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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