(57)【要約】【課題】像側における作動距離を十分に確保したうえで高い開口数を実現でき、反射屈折光学系のコンパクト化をも達成する。【解決手段】第１面の像を第２面上に形成する反射屈折光学系であって、第１面と第２面との間の光路中に配置されて、凹面鏡を備え且つ第１面の中間像を形成する反射屈折型の第１結像光学系と；第１結像光学系と第２面との間の光路中に配置されて、中間像の像を最終像として第２面上に形成する屈折型の第２結像光学系と；第１結像光学系と第２結像光学系との間の光路中に配置された第１光路偏向部材と；第１面と第１光路偏向部材との間の光路中に配置されて、第１光路偏向部材の反射面と直交した反射面を有する第２光路偏向部材とを備える。第１光路偏向部材と第２偏向部材とにより第１面と第２面とを互いに平行としたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面の像を第２面上に形成する反射屈折光学系において、
前記第１面と前記第２面との間の光路中に配置されて、凹面鏡を備え且つ前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の第１結像光学系と；
前記第１結像光学系と前記第２面との間の光路中に配置されて、前記中間像の像を最終像として前記第２面上に形成する屈折型の第２結像光学系と；
前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間の光路中に配置された第１光路偏向部材と；
前記第１面と前記第１光路偏向部材との間の光路中に配置されて、前記第１光路偏向部材の反射面と直交した反射面を有する第２光路偏向部材とを備え、
前記第１光路偏向部材と前記第２偏向部材とにより前記第１面と前記第２面とを互いに平行としたことを特徴とする反射屈折光学系。
【請求項２】
前記第１光路偏向部材と前記第２光路偏向部材とは一体の部材で構成され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】
前記反射屈折型の第１結像光学系は、前記第１光路偏向部材と前記凹面鏡との間の光路中であって、且つ前記凹面鏡と前記第２光路偏向部材との光路中に配置された負レンズを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の反射屈折光学系。
【請求項４】
前記反射屈折型の第１結像光学系は、前記第１面と前記第１光路偏向部材との間の光路中に配置された正レンズを備えていることを特徴とする請求項３記載の反射屈折光学系。
【請求項５】
前記反射屈折光学系の前記第１面上の視野は、光軸から所定距離だけ離されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の反射屈折光学系。
【請求項６】
前記第１面及び前記第２面は、重力方向に対して水平方向に位置決めされることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の反射屈折光学系。
【請求項７】
前記第１光路偏向部材は表面反射鏡であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の反射屈折光学系。
【請求項８】
前記第１光路偏向部材は裏面反射鏡であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の反射屈折光学系。
【請求項９】
レチクルに形成されたパターンを投影光学系を介して感光物が塗布された基板上に投影露光する投影露光装置において、
前記投影光学系は、請求項１乃至８の何れか一項に記載の反射屈折光学系であり、前記第１面としての前記レチクルのパターン像を前記第２面としての前記基板上に形成することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１０】
前記第１面及び前記第２面をそれぞれ保持し、且つそれぞれ走査させる機構をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用されるステッパー等の投影露光装置の投影光学系に関する。特に、本発明は、光学系の要素として反射系を用いた反射屈折投影光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、レチクル（又はフォトマスク等）のパターン像を投影光学系を介して例えば１／４〜１／５程度に縮小して、フォトレジスト等が塗布されたウェハ（又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。投影露光装置としては、従来は主にステッパーのような一括露光方式が使用されていた。
【０００３】
最近、半導体素子等の集積度が一層向上するにつれて、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も益々高まっている。この要求に応えるためには、露光用の照明光の波長（露光波長）を短波長化するか、又は投影光学系の開口数ＮＡを大きくしなければならない。しかしながら、露光波長が短くなると照明光の吸収のため実用に耐える光学ガラスが限られており、屈折系のみで投影光学系を構成することは困難である。
【０００４】
一方、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、且つ反射面の非球面化が必要となる。ところが、大型の高精度の非球面を製作するのは極めて困難である。
【０００５】
そこで、反射系と使用される露光波長に耐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で縮小投影光学系を構成する技術が種々提案されている。その一例として、凹面鏡を含む光学系と、屈折光学系とを組み合わせて所定の縮小倍率のもとでレチクルの像を投影する反射屈折光学系が、例えば米国特許第４，７７９，９６６号公報、特開平４−２３４７２２号公報に開示されている。
【０００６】
上記米国特許第４，７７９，９６６号公報に開示される反射屈折光学系は、物体側から順に、屈折光学系と、この屈折光学系による中間像を再結像させる反射屈折光学系とから構成されている。
【０００７】
また、特開平４−２３４７２２号公報に開示される光学系は、物体側から順に、完全対称型の反射屈折光学系と、この反射屈折光学系による中間像を縮小倍率のもとで再結像させる屈折光学系とから構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記米国特許第４，７７９，９６６号公報及び特開平４−２３４７２２号公報に開示される反射屈折光学系では、物体面と像面とを互いに平行にするために、屈折型の結像光学系の内部に光路折曲げ鏡が配置されていた。
【０００９】
上述の問題点に加えて、特に上記米国特許第４，７７９，９６６号公報に開示される反射屈折光学系において、像側の開口数を上げることを考えると、像側に近い光学系の開口数を上げざるを得ない。このときには、像側に配置される反射屈折光学系中の凹面鏡に入射させる光束の径を拡大させる必要があるため、この凹面鏡の口径が大型化する問題点がある。さらに、米国特許第４，７７９，９６６号公報に開示される反射屈折光学系では、縮小倍率の関係から凹面反射鏡Ｍ2からウェハ（像面５）に到る光路が長く取れないため、この光路中に配置される屈折レンズのレンズ枚数を多くすることができず、十分な結像性能が得られにくいという不都合があった。また、このため、最もウェハ側の光学素子の端面とウェハとの距離、即ちウェハ側の作動距離（ワーキングディスタンス）が長く取れないという不都合がある。
【００１０】
そこで、本発明は、像側における作動距離を十分に確保したもとで高い開口数を実現でき、反射屈折光学系自体のコンパクト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明による反射屈折光学系は、例えば図２に示す如く、第１面の像を第２面上に形成する反射屈折光学系であって、前記第１面と前記第２面との間の光路中に配置されて、凹面鏡（Ｍ1 ）を備え且つ前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の第１結像光学系と；前記第１結像光学系と前記第２面との間の光路中に配置されて、前記中間像の像を最終像として前記第２面上に形成する屈折型の第２結像光学系（Ｇ2 ）と；前記第１結像光学系と前記第２結像光学系との間の光路中に配置された第１光路偏向部材（Ｍ2 ）と；前記第１面と前記第１光路偏向部材との間の光路中に配置されて、前記第１光路偏向部材の反射面と直交した反射面を有する第２光路偏向部材（Ｍ0 ）とを備え、前記第１光路偏向部材と前記第２偏向部材とにより前記第１面と前記第２面とを互いに平行としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上の通り本発明によれば、像側における作動距離を十分に確保したうえで高い開口数を実現でき、反射屈折光学系のコンパクト化をも達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述の構成の如き本発明によれば、第１結像光学系及び第１光路偏向部材を介した光束が第１面からの光束の進行方向と同方向となるため、第１面と第２面とを平行な配置とすることができる。この構成により、第１面及び第２面をそれぞれ保持し、かつそれぞれ走査させるための機構の構成が容易となる利点がある。
【００１４】
更に、本発明では、中間像を結像させ、第１光学系中に凹面鏡と負レンズ成分とを有する構成のため、色収差を大幅に低減することが可能である。特に、本発明を発振波長の幅が広い弗化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザーや弗化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザーを光源として適用した場合、色収差軽減に関し大きな利点となる。
【００１５】
また、本発明によれば、第１結像光学系Ｇ1 から第２結像光学系Ｇ2 へ到る光路中では、第１結像光学系Ｇ1 によって光束の径が絞り込まれるため、この光路中に配置される光路偏向部材Ｍ2 自体の小型化を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明では、この光路偏向部材Ｍ2 は、単に光路を折り曲げる機能のみを有する部材とすることが好ましい。この様な部材とすると、ビームスプリッタの如く光束を分離する機能を持たせる必要がないため、光量損失をほぼ０％に抑えることが可能となり、フレアーの発生も極めて少なくできる利点がある。ここで、ビームスプリッタを用いる場合において発生するビームスプリッタの光分割面の特性の不均一性による収差の発生や、熱吸収により光分割面の特性が変化することによる収差の発生は、本発明では生じない。
【００１７】
ここで、光路偏向部材Ｍ2 を第１結像光学系Ｇ1 が形成する中間像の近傍に配置することがさらに好ましい。この構成により、光路を折り曲げる際の偏心誤差の影響を非常に少なくできる。例えば、光路偏向部材Ｍ2 に角度誤差が生じている場合には、第１結像光学系Ｇ1 に対する第２結像光学系Ｇ2 の偏心を招くことになるが、この結果としては、第２面Ｗ上に形成される像が第１面Ｒに対してシフトするだけになり、結像性能に対する影響はほとんど生じない。
【００１８】
また、本発明では、第１結像光学系Ｇ1 から第２結像光学系Ｇ2 へ到る光路中に、視野絞りを配置することが可能である。このとき、光路偏向部材と一体に視野絞りを構成することが好ましい。
【００１９】
本発明では、第２結像光学系Ｇ2 中に凹面鏡Ｍ1 を持たない構成であるため、高い開口数のもとでも、像側の作動距離を十分に確保することができる。
また、本発明においては、第２結像光学系Ｇ2 は、正屈折力のレンズ群Ｇ21と、正屈折力のレンズ群Ｇ22とを有する構成が好ましい。そして、本発明においては、これらのレンズ群Ｇ21とレンズ群Ｇ22との間の光路中に開口絞りを配置する構成をとることができるため、この開口絞りを可変開口絞りとすれば、コヒーレンスファクタ（σ値）を調整できる。
【００２０】
ここで、焦点深度を深くするためには、第２結像光学系Ｇ2 中のフーリエ変換面に特殊フィルターを挿入することが可能である。
また、焦点深度を深くして且つ解像力を上げる一つの手法として、例えば特公昭６２−５０８１１号公報において、レチクルのパターン中の所定部分の位相を他の部分からずらす位相シフト法が提案されている。本発明においては、コヒーレンスファクタ（σ値）を調整することが可能であるため、この位相シフト法の効果をさらに向上できる利点がある。
【００２１】
本発明においては、第１結像光学系Ｇ1 は、第１面Ｒと第１群Ｇ11との間の光路中に配置されたレンズ群Ｇ13を有するように構成されることが好ましい。このレンズ群Ｇ13は、第１結像光学系Ｇ1 に対して倍率をかける機能を有すると共に、第１面Ｒ近傍に位置して第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及び第２結像光学系Ｇ2 では補正しきれない非対称収差、特に歪曲収差、倍率色収差を良好に補正する機能を有する。そして、このレンズ群Ｇ13は、第１面Ｒ側から順に、正屈折力の前群Ｇ13F と、負屈折力の後群Ｇ13R とを有するように構成されることが好ましい。この構成により、レンズ群Ｇ13全体としては小径化を達成しつつ、テレセントリック性を良好に維持できる。
【００２２】
また、本発明においては、第１及び第２結像光学系Ｇ1,Ｇ2 は、第１結像光学系Ｇ1 の結像倍率をβ1 とし、第２結像光学系Ｇ2 の結像倍率をβ2 とするとき、
【００２３】
（数１）
０．４＜｜β1 ｜＜１．２            …（１）
０．２＜｜β2 ｜＜０．７            …（２）
１／１０＜｜β1 ・β2 ｜＜１／２        …（３）
を満足することが好ましい。
【００２４】
上記（１）乃至（３）式は、本発明における各結像光学系の適切な倍率の範囲を規定して、良好な結像性能を得るためのものである。
ここで、第１結像光学系Ｇ1 が上記（１）式の下限を越える場合には、第１面Ｒ上の所定の物体高における中間像が第１結像光学系Ｇ1 の光軸付近に形成されるため、光路偏向部材Ｍ2 の配置に制約が生じ、また、第１面Ｒから第１結像光学系Ｇ1 へ向かう光束と光路偏向部材Ｍ2 とが干渉する恐れがあるため好ましくない。
【００２５】
また、第１結像光学系Ｇ1 が上記（１）式の上限を越える場合には、第１結像光学系Ｇ1 の径、特に第１群Ｇ11のレンズ径の拡大化を招き、第２結像光学系Ｇ2 での収差補正に負担がかかるため好ましくない。なお、上記（１）式の上限は１．０であることがさらに好ましい。
【００２６】
次に、第２結像光学系Ｇ2 が上記（２）式の下限を越える場合には、第２結像光学系Ｇ2 自体で発生する収差の増大を招き、また、中間像の形成される位置の近傍に存在するレンズの径の拡大化を招くため好ましくない。
【００２７】
一方、第２結像光学系Ｇ2 が上記（２）式の上限を越える場合には、所望の縮小倍率を得るためには、第１結像光学系Ｇ1 における倍率を非常に縮小倍率とする必要がある。このときには、第１結像光学系Ｇ1 からの収差が甚大となり、かつ光路偏向部材Ｍ2 の配置の制約が増すため好ましくない。なお、上記（２）式の上限を０．５とすることがさらに好ましい。
【００２８】
そして、第１及び第２結像光学系Ｇ1,Ｇ2 が上記（３）式の下限を越える場合には、良好な光学性能のもとで広範囲の露光を達成できないため好ましくない。また、第１及び第２結像光学系Ｇ1,Ｇ2 が上記（３）式の上限を越える場合には、像側の開口数を高めることが困難となるため好ましくない。
【００２９】
また、本発明において、さらに光学性能を向上させるためには、まず全系のペッツバール和を０に近づけることが望ましい。この観点に立てば、本発明による反射屈折光学系においては、以下の条件を満足するように構成することが好ましい。
【００３０】
（数２）
｜ＰG1＋ＰG2｜＜０．１            …（４）
ＰG11 ＋ＰG21 ＋ＰG22 ＞０            …（５）
ＰG12 ＜０                  …（６）
但し、ＰG1  ：第１結像光学系Ｇ1 のペッツバール値、
ＰG2  ：第２結像光学系Ｇ2 のペッツバール値、
ＰG11 ：第１群Ｇ11のペッツバール値、
ＰG12 ：第２群Ｇ12のペッツバール値、
ＰG21 ：第２結像光学系Ｇ2 中のレンズ群Ｇ21のペッツバール値、
ＰG22 ：第２結像光学系Ｇ2 中のレンズ群Ｇ22のペッツバール値、である。
【００３１】
同様に、第１面Ｒと第１群Ｇ11との間の光路中にレンズ群Ｇ13が配置される場
合には、本発明による反射屈折光学系は、上記（５）式の代わりに、以下の（７）式を満足するように構成されることが好ましい。
【００３２】
（数３）
ＰG11 ＋ＰG12 ＋ＰG22 ＋ＰG13 ＞０          …（７）
但し、
ＰG11 ：前記第１群Ｇ11のペッツバール値、
ＰG12 ：前記第２群Ｇ12のペッツバール値、
ＰG21 ：前記第２結像光学系Ｇ2 中の前記レンズ群Ｇ21のペッツバール値、
ＰG22 ：前記第２結像光学系Ｇ2 中の前記レンズ群Ｇ22のペッツバール値、
ＰG13 ：前記第１結像光学系Ｇ1 中の前記レンズ群Ｇ13のペッツバール値、である。
【００３３】
なお、この場合には、第１結像光学系Ｇ1 のペッツバール値は、第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及び第５群Ｇ13のペッツバール値の和を含むものとなる。
上記各条件式は、正屈折力の群によるペッツバール和の増大を凹面鏡Ｍ1 を含む第２群Ｇ12にて減少させることと、第１結像光学系Ｇ1 と第２結像光学系Ｇ2とにおいてペッツバール和の補正を互いに行うことを意味している。ここで、上記各条件式を満足しない場合には、第２面Ｗ上における像面の平坦性が悪くなるため好ましくない。
【００３４】
ただし、所定の像高の近傍を露光領域とする輪帯領域を用いる場合には、所定の像高の近傍のみにおける像面の平坦性が問題となるため上記各条件を満足する必要はない。
本発明において、第２結像光学系Ｇ2 を構成する光学材料は、互いに分散値の異なる少なくとも二種類の光学材料であることが好ましい。これにより、色収差の補正効果を向上できる。
【００３５】
また、本発明において、第２結像光学系Ｇ2 中の前記レンズ群Ｇ21は、高分散ガラスから構成される負レンズ成分と、低分散ガラスから構成される正レンズ成分とを含むように構成され、第２結像光学系Ｇ2 中の前記レンズ群Ｇ22は、低分散ガラスから構成される正レンズ成分を含むように構成されることが好ましい。この構成により、色収差の補正効果をさらに向上できる利点がある。
【００３６】
本発明による反射屈折光学系の第１結像光学系Ｇ1 においては、第２群Ｇ12中のメニスカスレンズ成分の第１群Ｇ11側の凹面と向き合う凹面を有することが好ましい。そして、これらの凹面は、以下の（８）式を満足する構成であることが望ましい。
【００３７】
（数４）
０．５＜｜ｒA ｜／ｒB ＜２            …（８）
ただし、ｒA ：第２群Ｇ12中のメニスカスレンズ成分の第１群側の凹面の曲率半径、
ｒB ：前記凹面と向き合う凹面の曲率半径、である。
【００３８】
この条件（８）は、コマ収差の対称性を良好にするための条件である。第１結像光学系Ｇ1 が条件（８）の上限を越える場合には、上方コマ収差が悪化するため好ましくなく、条件（８）の下限を越える場合には、下方コマ収差が悪化するため好ましくない。なお、第１結像光学系Ｇ1 中において、これらの向き合う凹面の間にレンズ成分が存在していても良い。
【００３９】
また、本発明においては、第１結像光学系Ｇ1 中の第１群Ｇ11の焦点距離をｆ11とし、第２群Ｇ12の焦点距離をｆ12とするとき、
【００４０】
（数５）
１．５＜ｆ11／ｆ12＜３．５          …（９）
を満足することが好ましい。
【００４１】
上記条件（９）は、第２群Ｇ12中の凹面鏡Ｍ1 のさらなる小型化を図るための条件である。ここで、上記条件（９）の上限を越える場合には、第１群Ｇ11から第２群Ｇ12中の凹面鏡Ｍ1 へ向かう光束の径が拡大し、凹面鏡Ｍ1 の口径の大型化を招くため好ましくない。また、上記条件（９）の下限を越える場合には、第１結像光学系Ｇ1 にて発生する色収差量が甚大となり、第２結像光学系Ｇ2 での色収差補正の負担が増すため好ましくない。
【００４２】
本発明による反射屈折光学系において、第２結像光学系Ｇ2 中のレンズ群Ｇ21とレンズ群Ｇ22とは、以下の条件を満足することが好ましい。
【００４３】
（数６）
２＜｜ｆ21｜／ｆ22＜６              …（10）
ただし、ｆ21：レンズ群Ｇ21の焦点距離、
ｆ22：レンズ群Ｇ22の焦点距離、
である。
【００４４】
この条件（10）の上限を越える場合には、反射屈折光学系全系としての倍率を所定に維持するために第１結像光学系Ｇ1 の結像倍率をあげなくてはならず、この結果、第２結像光学系Ｇ2 中のレンズ群Ｇ21のレンズ径の大口径化を招くため好ましくない。
【００４５】
また、条件（10）の下限を越える場合には、反射屈折光学系全系としての倍率を所定に維持するために第１結像光学系Ｇ1 の結像倍率を非常に縮小倍率としなくてはならず、これにより、光路偏向部材Ｍ2 の配置の制約が増すため好ましくない。
【００４６】
本発明において、第１結像光学系Ｇ1 の第１群Ｇ11と第１面Ｒとの間に、正屈折力の前群Ｇ13F と、負屈折力の後群Ｇ13R とを有するレンズ群Ｇ13が配置される場合には、前群Ｇ13F と後群Ｇ13R とは、以下の条件を満足することが好ましい。
【００４７】
（数７）
−２＜ｆ13F ／ｆ13R ＜−０．５          …（11）
ただし、ｆ13F ：前群Ｇ13F の焦点距離、
ｆ13R ：後群Ｇ13R の焦点距離、である。
【００４８】
上記条件（11）は、第１面Ｒ側におけるテレセントリック性の維持と、歪曲収差の補正とに関する条件である。条件（11）の上限を越える場合には、良好な結像性能を維持しようとすると、第１結像光学系Ｇ1 全体の倍率が等倍付近に制約され、さらには歪曲収差の補正が困難となるため好ましくない。
【００４９】
また、条件（11）の下限を越える場合には、歪曲収差が過剰補正されると共に、光路偏向部材Ｍ2 によってレンズ群Ｇ13から第１群Ｇ11へ向かう光束がけられる恐れがあるため好ましくない。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明による反射屈折光学系の実施例を図面を参照して説明する。以下に説明する各実施例は、レチクル上に形成されたパターンの像をレジストが塗布されたウェハ上に転写する露光装置の投影光学系に本発明を適用したものである。
【００５１】
まず、図１を参照して、本発明による反射屈折光学系の概略的な構成を説明する。図１において、第１面上のレチクルＲからの光束は、前群Ｇ13F と後群Ｇ13 R とから構成されるレンズ群Ｇ13を通過した後に、第１群Ｇ11を通過し、第２群Ｇ12に達する。第２群Ｇ12は第１群Ｇ11側に凹面を向けた凹面鏡Ｍ1 を有するように構成されている。この第２群Ｇ12に達した第１群Ｇ11からの光束は、この凹面鏡Ｍ1 にて反射され、再び第２群Ｇ12を通過して、光路偏向部材としての光路折曲げミラーＭ2 へ向かう。この光路折曲げミラーＭ2 は、第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及びレンズ群Ｇ13の光軸に対して４５°で斜設されている。そして、第２群Ｇ12からの光束は、収斂光束となり、光路折曲げミラーＭ2 の近傍にレチクルＲの中間像を形成する。次に、光路折曲げミラーＭ2 にて反射された光束は、レンズ群Ｇ21及びレンズ群Ｇ22を順に介して、第２面上のウェハＷにレチクルＲの２次像（中間像の像）を形成する。
【００５２】
ここで、以下の実施例においては、レチクルＲの中間像を形成する光学系を第１結像光学系Ｇ1 と称し、この中間像を再結像させる光学系を第２結像光学系Ｇ2 と称する。ここで、図１に示す例では、第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及びレンズ群Ｇ13が第１結像光学系Ｇ1 となり、レンズ群Ｇ21及びレンズ群Ｇ22が第２結像光学系Ｇ2 となる。なお、後述の第４実施例のように、レンズ群Ｇ13は必須のものではない。
【００５３】
また、図２は、本発明による反射屈折光学系の別の配置を示す図である。尚、図２においては、図１と同様の機能を有する部材には同一の符号を付してある。
図２において、図１の例とは異なる点は、レンズ群Ｇ13と第１群Ｇ11との間の光路中に、光路偏向部材としての光路折曲げミラーＭ0 を配置した点である。ここで、光路折曲げミラーＭ0 は第１群Ｇ11及び第２群Ｇ12の光軸に対して４５°で斜設されており、光路折曲げミラーＭ2 に対して直交して設けられている。この構成により、第１結像光学系Ｇ1 及び光路折曲げミラーＭ2 を介した光束が第１面からの光束の進行方向と同方向となるため、第１面と第２面とを平行な配置とすることができる。この構成により、第１面及び第２面をそれぞれ保持し、かつそれぞれ走査させるための機構の構成が容易となる利点がある。
【００５４】
なお、図２において、光路折曲げミラーＭ0 と光路折曲げミラーＭ2 とを一体の部材で構成しても良い。この構成の場合には、互いに直交する光路折曲げミラーＭ0 の反射面と光路折曲げミラーＭ2 の反射面との加工が容易となり、この角度の維持が容易となる利点がある。また、一体に構成する場合には、光路折曲げミラーＭ0 ，Ｍ2 の小型化を図ることができ、レンズの配置の自由度を向上させることができる利点がある。
【００５５】
また、図３は、本発明による反射屈折光学系のさらに別の配置を示す図である。なお、図３においては、図１と同様の機能を有する部材には同一の符号を付してある。
図３において、図１の例とは異なる点は、第２結像光学系中のレンズ群Ｇ21とレンズ群Ｇ22との間に、レンズ群Ｇ21の光軸に対して（レンズ群Ｇ22の光軸に対して）４５°で斜設された光路偏向部材としての光路折曲げミラーＭ3 を配置した点である。この構成により、レンズ群Ｇ22から射出されて第２面に到る光束の進行方向が、第１面から第１結像光学系へ入射する光束の進行方向と同方向となるため、第１面と第２面とを互いに平行な配置とすることができる。この構成により、第１面及び第２面をそれぞれ保持し、かつそれぞれ走査させるための機構の構成が容易となる利点がある。
【００５６】
また、図３の例では、第１結像光学系Ｇ1 のレンズ群Ｇ11から光路折曲げミラーＭ2 へ向かう光束の進行方向と、第２結像光学系Ｇ2 中の光路折曲げミラーＭ3 からレンズ群Ｇ22へ向かう光束の進行方向とを互いに逆方向とするように、光路折曲げミラーＭ2 ，Ｍ3 を配置しているため、反射屈折光学系自体をコンパクトに構成することができる。特に、この構成によれば、第１面と第２面との間隔を短くすることができる利点があり、露光装置全体のコンパクト化を図ることができる。さらに、図３の例では、光路折曲げミラーＭ2 を第１結像光学系が形成する中間像の近傍に配置することができるため、光路折曲げミラーＭ2 の小型化を実現でき、光学系の配置の自由度を増すことができる。
【００５７】
更に、図２及び図３に示す実施例においては、第１面及び第２面が水平方向となるように光学系を配置すると、重力によって非対称な変形を受ける光学素子が少なくなる。それ故、第１面及び第２面が水平方向で、第１面を第２面よりも上方となるように配置することが好ましい。特に、図３に示す実施例では、第２結像光学系中のレンズ群Ｇ21以外は非対称な変形を受けないため、この様な配置とすると、光学性能上非常に有利である。ここで、凹面鏡Ｍ1 が水平に配置されているということは、殊更有効である。
【００５８】
また、上記各実施例では、第２光学系中に開口絞りを配置することが可能である。このとき、開口絞りは、シグマ（σ）可変絞りとなる。シグマ（σ）可変絞りとは、照明光学系の開口数ＮＡと投影光学系の開口数ＮＡとの比であるシグマ（σ）値を、可変にするものである。第２光学系中に開口絞りを配置する場合は、投影光学系の開口数ＮＡが可変となる。本実施例中では、機械的干渉が起こりにくい第２光学系に配置することが特に好ましい。
【００５９】
また、開口絞り（σ可変絞り）を配置する代わりに、様々な特殊フィルターを配置することによって、焦点深度を深くすることが可能である。特殊フィルターの一例の図を示した図１２を参照しながら説明する。
【００６０】
下記の各数値実施例は、物体側及び像側がテレンセントリックな光学系となっていて、物体側の各点からの主光線はある光軸の一点で交わるようになっている。この様な状況で主光線が光軸と交わる一点を含む平面を、フーリエ変換面と呼び、特殊フィルターは、このフーリエ変換面に配置する。フーリエ変換面では、光軸から放れた特定の位置によって回折光の次数が決まる。光軸から離れるほど次数は高くなる。一般的な投影露光光学系は、０次及び１次の回折光を取り入れている。これより、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す様に、０次光の成分が存在する半径ｒ1 の光軸付近の領域ＦＡと、半径ｒ1 から半径ｒ2 までの１次光（及びそれ以上の次数の回折光）が存在する開口部周辺付近の領域ＦＢとに、フィルターの領域を分割する。
【００６１】
図１２（ｃ）に示す通り、同心円状に分割したフィルターは、中心部領域ＦＡがＳ偏光のみを透過し、周辺部領域ＦＢがＰ偏光のみを透過するように偏光膜を形成する。当然のことながら、中心部領域ＦＡがＰ偏光、周辺部領域ＦＢがＳ偏光のみを透過するようにしても構わない。また、このとき、中心部領域ＦＡの屈折率が、周辺部領域ＦＢの屈折率より低くなるようにする。
【００６２】
上記に示した構成により、特殊フィルターの周辺部領域ＦＢを透過した光束は、焦点面で通常の結像を行う。一方、特殊フィルターの中心部領域ＦＡを透過した光束は、屈折率が低いために、通常の焦点面よりレンズから遠ざかる位置に焦点を結ぶ。ここで、周辺部領域ＦＢを透過した光束と中心部領域ＦＡを透過した光束とは偏光状態が違うため、それぞれの光束が干渉することは無い。これにより、焦点深度を深くすることが可能となる。また、焦点深度を深くする技術としては、特開昭６１−９１６６２号公報、特開平５−２３４８５０号公報、特開平６−１２０１１０号公報、特開平６−１２４８７０号公報、特開平７−５７９９２号公報及び特開平７−５７９９３号公報等に開示された技術があり、それぞれ本発明に適用可能である。特に、この様な技術は、孤立パターンを形成するときに有効である。
【００６３】
また、中間像を形成する場所に絞りを置けば、この絞りは、視野絞りとすることができる。実施例の場合、第１結像光学系と第２結像光学系の間に、視野絞りを設けることが可能である。上記実施例では、図１から図３までに示すように、中間像のできる位置がミラーの付近となっている。このため、ミラーの付近に絞りを配置すればよい。絞りを配置する構成としては、例えば、図１３に示す例がある。
【００６４】
視野絞りを設ける場合は、図１３に示す例のごとく、光路折り曲げミラーＭ2をなるべく第１結像光学系Ｇ1 のレンズ群Ｇ11の近傍となるように配置する。これにより、中間像が形成される面が、光路折り曲げミラーＭ2 近傍から第２結像光学系中のレンズ群Ｇ21よりとなる。この様な配置とすることにより、光路折り曲げミラーＭ2 と第１結像光学系Ｇ1 のレンズ群Ｇ11と視野絞り機能とが機械的干渉が起こりにくくなる。そして、中間像を形成する面に、視野絞りＳを配置する。視野絞りＳが動くことにより、中間像のできる範囲が変化する。これにより、最終的に第２面上で像の形成される範囲が変化するとになる。
【００６５】
また、視野の大きさを変化させるものとして、特開昭５７−１９２０２４号公報、特開昭６０−３０１３２号公報、特開昭６０−４５２５２号公報、実開昭６２−１２４８４５号公報、米国特許第４，４７３，２９３号公報及び米国特許第４，４７４，４６３号公報等に開示された技術があり、それぞれ応用可能である。
【００６６】
上記のように、可動な遮光部材を場合に応じて動かすことにより視野絞りを達成する方法以外に、大きさの異なるミラー自体を交換することにより、視野絞りの代わりとすることができる。
【００６７】
なお、図１３に示す開口可変な視野絞りの形状は、四角形のみならず、円弧状及び四角以上の多角形状にも適用できることは言うまもない。
次に、本発明の反射屈折光学系の数値実施例を説明する。以下の数値実施例においては、レンズ配置を例えば図４に示すように、展開光路図で表す。展開光路図においては、反射面は透過面として表され、レチクルＲからの光が通過する順に各光学要素が配列される。また、凹面反射鏡の反射面（例えばｒ18）では、平面の仮想面（例えばｒ17）が使用される。そして、レンズの形状及び間隔を表すために、例えば図４に示すように、レチクルＲのパターン面を第０面として、レチクルＲから射出された光がウェハＷに達するまでに通過する面を順次第ｉ面（ｉ＝１，２，‥‥）としている。ここで、第ｉ面の曲率半径ｒi の符号は展開光路図の中でレチクルＲに対して凸面を向ける場合を正にとる。また、第ｉ面と第（ｉ＋１）面との面間隔をｄi とする。また、硝材として、ＳｉＯ2 は合成石英を表し、ＣａＦ2 は蛍石を表す。合成石英及び蛍石の使用基準波長（１９３．０ｎｍ）に対する屈折率は次のとおりである。
合成石英：  １．５６０１９
蛍石    ：  １．５０１３８
また、分散値１／νは、次の通りである。
合成石英：  １７８０
蛍石    ：  ２５５０
但し、実施例中での分散値は、使用基準波長（１９３．０ｎｍ）に対する±０．１ｎｍの分散値である。
〔第１実施例〕
図４を参照して本発明による第１実施例を説明する。図４(a) は第１実施例による反射屈折光学系の展開光路図であり、図４(b) は、第１実施例の反射屈折光学系のレチクルＲ上の視野を表す平面図である。
【００６８】
図４(a) に示す各レンズ群のレンズ構成について説明すると、前群Ｇ13F は、レチクルＲ側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ131 と両凸形状の正レンズ成分Ｌ132 とから構成される。前群Ｇ13F に続いて配置される後群Ｇ13R は、第１群Ｇ11側に強い凹面を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ133 から構成される。第１群Ｇ11は、レチクルＲ側から順に、両凸形状のレンズ成分Ｌ111 と、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ112 と、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成分Ｌ113 とから構成される。第２群Ｇ12は、レチクルＲ側から順に、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成分Ｌ121 と、レチクルＲ側に凹面を向けた凹面鏡Ｍ1 とから構成される。
【００６９】
ここで、レチクルＲからの光束は、前群Ｇ13F 、後群Ｇ13R 、第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及び第１群Ｇ11を順に経由して、後群Ｇ13R と第１群Ｇ11との間にレチクルＲの中間像を形成する。
【００７０】
レンズ群Ｇ21は、この中間像側から順に、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ211 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ212 と、中間像側に強い凹面を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ213 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ21 4 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ215 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ216 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ217 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ218 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ219 とから構成される。
【００７１】
また、このレンズ群Ｇ21に続いて配置されるレンズ群Ｇ22は、中間像側から順に、両凸形状の正レンズ成分Ｌ221 と、中間像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ222 と、ほぼ平凸形状の正レンズ成分Ｌ223 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ224 と、同じく中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ225 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ226 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ227 と、同じく中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ228 と、同じく中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ22 9 とから構成される。
【００７２】
以下の表１に本実施例の諸元の値を掲げる。本実施例において、全系の倍率は１／４倍（縮小）であり、ウェハＷ側の開口数ＮＡは０．６である。そして、図４(b) に示す如く、本実施例の反射屈折光学系は、レチクルＲ上における光軸Axからの物体高の範囲が８０から１０４までの輪帯状の視野を有するものである。
【００７３】
なお、表１に示す本実施例においては、光路折曲げミラーＭ2 は、第７面と第２８面とに位置する。また、表１では、凹面鏡Ｍ1 は第１８面となり、その仮想面は第１７面となる。
【００７４】
（表１）
ｄ0 ＝ 36.439 
ｒ          ｄ      硝材
1      -235.081    57.193    ＳｉＯ2 
2      -296.984     0.114
3       980.895    57.193    ＳｉＯ2 
4      -404.213   256.367
5    -44202.409    46.898    ＳｉＯ2 
6       304.521    11.439
7         0.000   108.321
8       565.855    57.193    ＣａＦ2 
9      -441.237    46.855
10       403.722    14.231    ＳｉＯ2 
11       168.569     0.355
12       169.260    41.945    ＣａＦ2 
13       297.659   256.120
14         0.000   104.439
15      -288.956    17.618    ＳｉＯ2 
16     -1362.463    11.696
17         0.000     0.000    仮想面
18       379.633    11.696
19      1362.463    17.618    ＳｉＯ2 
20       288.956   104.439
21         0.000   256.120
22      -297.659    41.945    ＣａＦ2 
23      -169.260     0.355
24      -168.569    14.231    ＳｉＯ2 
25      -403.722    46.855
26       441.237    57.193    ＣａＦ2 
27      -565.855   108.321
28         0.000    47.180
29       390.727    29.649    ＳｉＯ2 
30       216.684    14.478
31       483.472    40.264    ＣａＦ2 
32      -373.018    14.083
33      -212.500    18.668    ＳｉＯ2 
34       752.410    11.954
35       447.892    57.193    ＣａＦ2 
36      -305.822   333.558
37      2215.659    29.691    ＳｉＯ2 
38       355.135    21.084
39       397.251    47.749    ＣａＦ2 
40      -917.284     0.060
41       585.100    29.886    ＳｉＯ2 
42       416.841    29.423
43       700.440    33.483    ＣａＦ2 
44     -3715.651     0.060
45       436.109    43.924    ＣａＦ2 
46      1705.824   177.385
47         0.000   154.230
48       355.478    49.014    ＳｉＯ2 
49      -563.952     4.328
50      -395.497    25.883    ＳｉＯ2 
51      -682.185     0.392
52       587.031    34.883    ＳｉＯ2 
53     20495.280     0.281
54       119.424    53.761    ＣａＦ2 
55        94.335     4.064
56       104.283    20.589    ＳｉＯ2 
57        88.144     9.801
58        86.532    33.024    ＣａＦ2 
59       102.692     1.790
60       146.044    17.140    ＳｉＯ2 
61       173.630     1.467
62       152.784    23.238    ＳｉＯ2 
63       416.705     1.721
64       378.175    16.255    ＳｉＯ2 
65      3716.296     9.676
条件対応値を以下に示す。
（１）｜β1 ｜＝ 0.69219
（２）｜β2 ｜＝ 0.36298
（３）｜β1 ・β2 ｜＝ 0.25 
（４）｜ＰG1＋ＰG2｜＝ 0.00002
（６）ＰG12 ＝ -0.00625 
（７）ＰG11 ＋ＰG21 ＋ＰG22 ＋ＰG13 ＝ 6.29 ×10-3
（８）｜ｒA ｜／ｒB ＝  0.969 
（９）ｆ11／ｆ12＝  2.46
（10）｜ｆ21｜／ｆ22＝  2.69
（11）ｆ13F ／ｆ13R ＝ -1.041 
図５(a) は第１実施例の縦収差図であり、図５(b) は第１実施例の倍率色収差図、図５(c) は第１実施例の横収差図である。各収差図中において、ＮＡは開口数を表し、Ｙは像高を表す。また、符号Ｊ、Ｐ及びＱは、波長がそれぞれ１９３．０ｎｍ、１９２．９ｎｍ及び１９３．１ｎｍであることを示す。そして、図５(a) において、球面収差中において、破線は正弦条件違反量を表し、非点収差中においては、破線はメリジオナル像面、実線はサジタル像面をそれぞれ表す。図５(c) に示す横収差図において、各コマ収差図中の上部に記載される数字は、物体高を表す。
【００７５】
図５(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、０．６という大きな開口数ＮＡでありながら、広い領域において諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図５(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、波長幅０．１ｎｍの範囲において軸上及び倍率の色収差も良好に補正されていることが分かる。なお、図５(c) の横収差図において収差曲線が傾斜しているが、これはディフォーカスした箇所で最良の性能になっていることを表している。
〔第２実施例〕
図６を参照して本発明による第２実施例を説明する。図６(a) は第２実施例による反射屈折光学系の展開光路図であり、図６(b) は、第２実施例の反射屈折光学系のレチクルＲ上での視野を表す平面図である。
【００７６】
図６(a) に示す各レンズ群のレンズ構成について説明すると、前群Ｇ13F は、両凸形状の正レンズ成分Ｌ131 から構成され、後群Ｇ13R は、両凹形状の負レンズ成分Ｌ132 から構成される。そして、第１群Ｇ11は、レチクルＲ側から順に、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ111 と、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成分Ｌ112 と、ほぼ平凸形状の正レンズ成分Ｌ113 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ114 とから構成される。第２群Ｇ12は、レチクルＲ側から順に、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ121 と、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成分Ｌ122 と、レチクルＲ側に凹面を向けた凹面反射鏡Ｍ1 とから構成される。
【００７７】
ここで、本実施例による第１結像光学系Ｇ1 は、第１群Ｇ11、第２群Ｇ12及び前群Ｇ13F ，Ｇ13R から構成されており、第１群Ｇ11と後群Ｇ13R との間の光路中に中間像を形成する。
【００７８】
さて、レンズ群Ｇ21は、中間像側から順に、ウェハ側に強い凹面を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ211 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ212 と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ213 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ214 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ215 と、ほぼ平凸形状の正レンズ成分Ｌ216と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ217 とから構成される。
【００７９】
また、レンズ群Ｇ22は、中間像側から順に、中間像側に強い凸面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ221 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ222 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ223と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ224 と、中間像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ225 と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ226 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ227 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ228 とから構成される。
【００８０】
以下の表２に本実施例の諸元の値を掲げる。本実施例において、全系の倍率は１／４倍（縮小）であり、ウェハＷ側の開口数ＮＡは０．６である。そして、図６(b) に示す如く、本実施例の視野は、レチクルＲ上における光軸からの物体高が１６から７２までの範囲の矩形状のものであり、この視野で走査露光を行うことができる。
【００８１】
なお、表２に示す本実施例においては、光路折曲げミラーＭ2 は、第５面と第３５面とに位置する。また、表２では、凹面鏡Ｍ1 は第２１面となり、その仮想面は第２０面となる。
【００８２】
（表２）
〔第２実施例〕
ｄ0 ＝70.000
ｒ          ｄ      ｎ
1       290.273    35.000    ＣａＦ2 
2      -674.162    39.352
3      -506.467    20.000    ＳｉＯ2 
4       498.954    58.525
5         0.000     0.000
6         0.000    60.913
7       271.026    30.000    ＳｉＯ2 
8       229.361    50.000
9      -180,066    27.020    ＳｉＯ2 
10      -202.182    39.804
11     19092.913    32.234    ＳｉＯ2 
12      -896.703    24.223
13       430.839    46.073    ＣａＦ2 
14     -2665.159     8.252
15       616.588    40.000    ＳｉＯ2 
16       280.652   476.053
17         0.000   156.162
18      -304.614    20.000    ＳｉＯ2 
19     -1074.964    20.000
20         0.000     0.000    仮想面
21       471.586    20.000
22      1074.964    20.000    ＳｉＯ2 
23       304.614   156.162
24         0.000   476.053
25      -280.652    40.000    ＳｉＯ2 
26      -616.588     8.252
27      2665.159    46.073    ＣａＦ2 
28      -430.839    24.223
29       896.703    32.234    ＳｉＯ2 
30    -19092.913    39.804
31       202.182    27.020    ＳｉＯ2 
32       180.066    50.000
33      -229.361    30.000    ＳｉＯ2 
34      -271.026    60.913
35         0.000     0.000
36         0.000    58.525
37     -5741.394    20.000    ＳｉＯ2 
38       313.761     0.100
39       263.813    55.000    ＣａＦ2 
40      -199.509     5.000
41      -198.081    20.000    ＳｉＯ2 
42       298.298     5.000
43       359.536    50.000    ＣａＦ2 
44      -518.415     0.090
45       334.348    40.000    ＳｉＯ2 
46       357.165   204.354
47     37330.828    50.416    ＳｉＯ2 
48      -854.546     0.090
49      1110.031    50.000    ＳｉＯ2 
50     -2829.652   675.723
51         0.000   100.510
52       540.067    50.000    ＳｉＯ2 
53     -7370.455     1.000
54       235.150    50.000    ＳｉＯ2 
55      1899.379     1.000
56       502.120    40.000    ＳｉＯ2 
57       564.992     1.000
58       207.430    60.000    ＣａＦ2 
59       734.637    10.000
60     -2305.405    30.000    ＳｉＯ2 
61     -1231.005     5.000
62      -972.253    20.000    ＳｉＯ2 
63       343.658     0.100
64       175.595    40.000    ＳｉＯ2 
65        80.950     7.000
66        77.660    50.000    ＣａＦ2 
67     -1440.669    15.000
68         0.000     0.000
条件対応値を以下に示す。
（１）｜β1 ｜＝ 0.79407
（２）｜β2 ｜＝ 0.30650
（３）｜β1 ・β2 ｜＝ 0.25 
（４）｜ＰG1＋ＰG2｜＝ 0.00000
（６）ＰG12 ＝ -0.00578 
（７）ＰG11 ＋ＰG21 ＋ＰG22 ＋ＰG13 ＝ 4.985×10-3
（８）｜ｒA ｜／ｒB ＝  1.085 
（９）ｆ11／ｆ12＝ 2.57 
（10）｜ｆ21｜／ｆ22＝ 2.98 
（11）ｆ13F ／ｆ13R ＝ -0.919 
図７(a) は第２実施例の縦収差図であり、図７(b) は第２実施例の倍率色収差図、図７(c) は第２実施例の横収差図である。各収差図中において、ＮＡは開口数を表し、Ｙは像高を表す。また、符号Ｊ、Ｐ及びＱは、波長がそれぞれ１９３．０ｎｍ、１９２．９ｎｍ及び１９３．１ｎｍであることを示す。そして、図７(a) において、球面収差中において、破線は正弦条件違反量を表し、非点収差中においては、破線はメリジオナル像面、実線はサジタル像面をそれぞれ表す。図７(c) に示す横収差図において、各コマ収差図中の上部に記載される数字は、物体高を表す。
【００８３】
図７(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、０．６という大きな開口数ＮＡでありながら、広い領域において諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図７(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、波長幅０．１ｎｍの範囲において軸上及び倍率の色収差も良好に補正されていることが分かる。
〔第３実施例〕
図８を参照して本発明による第３実施例を説明する。図８(a) は第３実施例による反射屈折光学系の展開光路図であり、図８(b) は第３実施例の反射屈折光学系のレチクルＲ上での視野を表す平面図である。
【００８４】
図８(a) に示す各レンズ群のレンズ構成について説明すると、前群Ｇ13F は、両凸形状の正レンズ成分Ｌ131 から構成され、後群Ｇ13R は、両凹形状の負レンズ成分Ｌ132 から構成される。そして、第１群Ｇ11は、両凸形状の正レンズ成分Ｌ111 から構成される。第２群Ｇ12は、レチクルＲ側から順に、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ121 と、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成分Ｌ122 と、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成分Ｌ123 と、レチクルＲ側に凹面を向けた凹面鏡Ｍ1 とから構成される。
【００８５】
ここで、これらの第１群Ｇ11、第２群Ｇ12、前群Ｇ13F 及び後群Ｇ13R から第１結像光学系Ｇ1 が構成されている。この第１結像光学系Ｇ1 は、第１群Ｇ11と後群Ｇ13R との間の光路中にレチクルＲの中間像を形成する。
【００８６】
レンズ群Ｇ21は、上記中間像側から順に、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ211 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ212 と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ213 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ214 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ215 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ216 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ217 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ218 と、同じく中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ219 とから構成される。
【００８７】
また、レンズ群Ｇ22は、中間像側から順に、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ221 と、中間像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ222 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ22 3 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ224 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ225 と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ226 と、平凸形状の正レンズ成分Ｌ227 とから構成される。
【００８８】
以下の表３に本実施例の諸元の値を掲げる。本実施例において、全系の倍率は１／４倍（縮小）であり、ウェハＷ側の開口数ＮＡは０．６である。そして、図８(b) に示す如く、本実施例の視野は、レチクルＲ上における光軸からの物体高が１６から７２までの範囲の矩形状のものであり、この視野で走査露光を行うことができる。
【００８９】
なお、表３に示す本実施例においては、光路折曲げミラーＭ2 は、第７面と第３０面とに位置する。また、表３では、凹面鏡Ｍ1 は第２０面となり、その仮想面は第１９面となる。
【００９０】
（表３）
〔第３実施例〕
ｄ0 ＝70.000
ｒ          ｄ      ｎ
1       287.144    40.000    ＣａＦ2 
2      -654.578    37.388
3      -468.588     0.000
4         0.000     0.000
5         0.000    30.000    ＳｉＯ2 
6       287.602     0.000
7         0.000     0.000
8         0.000     0.000
9         0.000   142.483
10       857.263    40.000    ＣａＦ2 
11      -432.301   180.698
12       435.998    15.054    ＳｉＯ2 
13       189.589     0.582
14       190.208    44.370    ＣａＦ2 
15       332.634   330.473
16         0.000   143.018
17      -260.582    18.637    ＳｉＯ2 
18      -871.619    12.373
19         0.000     0.000    仮想面
20       403.741    12.373
21       871.619    18.637    ＳｉＯ2 
22       260.582   143.018
23         0.000   330.473
24      -332.634    44.370    ＣａＦ2 
25      -190.208     0.582
26      -189.589    15.054    ＳｉＯ2 
27      -435.998   180.698
28       432.301    40.000    ＣａＦ2 
29      -857.263   142.483
30         0.000     0.000
31         0.000    70.000
32       629.618    31.363    ＳｉＯ2 
33       233.002     2.276
34       287.383    42.592    ＣａＦ2 
35      -463.496     4.510
36      -270.938    19.747    ＳｉＯ2 
37       412.821     0.100
38       330.735    40.000    ＣａＦ2 
39      -472.146   318.760
40      2677.458    31.408    ＳｉＯ2 
41       688.500    25.291
42      4988.430    50.510    ＳｉＯ2 
43     -1637.698    28.900
44      1228.746    31.614    ＳｉＯ2 
45     -7885.189    90.532
46       758.557    35.419    ＳｉＯ2 
47      7544.784   165.679
48       529.077    46.464    ＳｉＯ2 
49      1873.024    72.938
50         0.000    94.928
51       244.291    52.000    ＳｉＯ2 
52      1787.759    30.111
53      -550.963    27.000    ＳｉＯ2 
54     -1507.410     1.000
55       333.138    37.000    ＳｉＯ2 
56     14215.066     1.000
57       159.422    69.511    ＳｉＯ2 
58       111.897     6.929
59       124.699    40.000    ＣａＦ2 
60       526.178     6.431
61     -1849.537    18.000    ＳｉＯ2 
62      1103.833     0.100
63       243.096    30.000    ＳｉＯ2 
64         0.000    15.000
条件対応値を以下に示す。
（１）｜β1 ｜＝ 0.84828
（２）｜β2 ｜＝ 0.30454
（３）｜β1 ・β2 ｜＝ 0.25 
（４）｜ＰG1＋ＰG2｜＝ 0.00000
（６）ＰG12 ＝ -0.624 
（７）ＰG11 ＋ＰG21 ＋ＰG22 ＋ＰG13 ＝ 6.36 ×10-3
（８）｜ｒA ｜／ｒB ＝ 0.784
（９）ｆ11／ｆ12＝ 2.29 
（10）｜ｆ21｜／ｆ22＝ 3.01 
（11）ｆ13F ／ｆ13R ＝ -1.287 
図９(a) は第３実施例の縦収差図であり、図９(b) は第３実施例の倍率色収差図、図９(c) は第３実施例の横収差図である。各収差図中において、ＮＡは開口数を表し、Ｙは像高を表す。また、符号Ｊ、Ｐ及びＱは、波長がそれぞれ１９３．０ｎｍ、１９２．９ｎｍ及び１９３．１ｎｍであることを示す。そして、図９(a) において、球面収差中において、破線は正弦条件違反量を表し、非点収差中においては、破線はメリジオナル像面、実線はサジタル像面をそれぞれ表す。図９(c) に示す横収差図において、各コマ収差図中の上部に記載される数字は、物体高を表す。
【００９１】
図９(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、０．６という大きな開口数ＮＡでありながら、広い領域において諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図９(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、波長幅０．１ｎｍの範囲において軸上及び倍率の色収差も良好に補正されていることが分かる。
〔第４実施例〕
図１０を参照して本発明による第４実施例を説明する。図１０(a) は第４実施例による反射屈折光学系の展開光路図であり、図１０(b) は第４実施例の反射屈折光学系のレチクルＲ上の視野を表す平面図である。
【００９２】
図１０の第４実施例では、上述の第１〜第３実施例の反射屈折光学系とは異なり、第１結像光学系Ｇ1 が第１群Ｇ11及び第２Ｇ12から構成されている。次に、図１０(a) を参照して各レンズ群のレンズ構成について説明すると、第１群Ｇ11は、両凸形状の正レンズ成分Ｌ111 から構成される。第２群Ｇ12は、レチクルＲ側から順に、レチクルＲ側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ121と、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成分Ｌ122 と、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成分Ｌ123 と、レチクルＲ側に凹面を向けた凹面鏡Ｍ1 とから構成される。
【００９３】
ここで、本実施例では、上記第１群Ｇ11及び第２群Ｇ12がレチクルＲの中間像を形成する第１結像光学系Ｇ1 を構成し、後述のレンズ群Ｇ21及びレンズ群Ｇ22が上記中間像を再結像させる第２結像光学系Ｇ2 を構成する。
【００９４】
レンズ群Ｇ21は、中間像側から順に、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ211 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ212 と、中間像側に強い凹面を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ213 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ214 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ215 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ216 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ217 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ218 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ219 とから構成される。
【００９５】
レンズ群Ｇ22は、中間像側から順に、両凸形状の正レンズ成分Ｌ221 と、中間像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ222 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ223 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分Ｌ224 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ225 と、中間像側に強い凸面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ22 6 と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ227 と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ228 と、中間像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ229 とから構成される。
【００９６】
以下の表４に本実施例の諸元の値を掲げる。本実施例において、全系の倍率は１／４倍（縮小）であり、ウェハＷ側の開口数ＮＡは０．６である。そして、図８(b) に示す如く、本実施例の視野は、レチクルＲ上における光軸からの物体高が１６から７２までの範囲の矩形状のものであり、この視野で走査露光を行うことができる。
【００９７】
なお、表４に示す本実施例においては、光路折曲げミラーＭ2 は、第２面乃至第６面と第２７面乃至第３２面とに位置する。また、表４では、凹面鏡Ｍ1 は第１７面となり、その仮想面は第１６面となる。
【００９８】
（表４）
〔第４実施例〕
ｄ0 ＝70.000
ｒ          ｄ      ｎ
1         0.000     0.000
2         0.000    30.000
3         0.000     0.000
4         0.000    30.000
5         0.000     0.000
6         0.000   100.790
7       346.864    52.255    ＣａＦ2 
8      -843.918    65.415
9       842.334    14.930    ＳｉＯ2 
10       171.613     7.187
11       180.001    44.004    ＣａＦ2 
12       273.777   507.678
13         0.000    37.538
14      -264.911     8.883    ＳｉＯ2 
15      -741.422     6.271
16         0.000     0.000    仮想面
17       399.167     6.271
18       741.422     8.883    ＳｉＯ2 
19       264.911    37.538
20         0.000   507.678
21      -273.777    44.004    ＣａＦ2 
22      -180.001     7.187
23      -171.613    14.930    ＳｉＯ2 
24      -842.334    65.415
25       843.918    52.255    ＣａＦ2 
26      -346.864   100.790
27         0.000     0.000
28         0.000    30.000
29         0.000     0.000
30         0.000    30.000
31         0.000     0.000
32         0.000    37.709
33       327.889    42.768    ＳｉＯ2 
34       248.377    20.885
35       475.811    58.080    ＣａＦ2 
36      -645.067    19.800
37      -221.930    39.600    ＳｉＯ2 
38       935.365     1.320
39       689.913    55.440    ＣａＦ2 
40      -261.883   593.356
41      1021.854    42.829    ＳｉＯ2 
42       496.092    30.413
43      1373.015    68.878    ＳｉＯ2 
44     -3437.700     0.086
45       618.452    43.110    ＳｉＯ2 
46       439.905    42.443
47       733.511    48.299    ＳｉＯ2 
48     10489.054     0.086
49       484.197    55.000    ＳｉＯ2 
50      1248.088   206.685
51         0.000   187.633
52       523.727    56.562    ＣａＦ2 
53      -625.607    11.000
54      -440.960    29.869    ＳｉＯ2 
55      -566.474     0.452
56       368.348    40.255    ＣａＦ2 
57      1061.563     0.324
58       129.430    62.684    ＳｉＯ2 
59        92.503     4.689
60        98.755    24.414    ＣａＦ2 
61        99.189    11.310
62       107.296    38.110    ＣａＦ2 
63     -8859.947     2.066
64      -462.724    19.779    ＳｉＯ2 
65       206.121     1.693
66       137.000    26.816    ＣａＦ2 
67      -579.493     1.986
68       448.260    18.758    ＣａＦ2 
69      4288.596    15.000
70         0.000     0.000
条件対応値を以下に示す。
（１）｜β1 ｜＝ -0.96537 
（２）｜β2 ｜＝ -0.24387 
（３）｜β1 ・β2 ｜＝ 0.25 
（４）｜ＰG1＋ＰG2｜＝ 0.00000
（５）ＰG11 ＋ＰG21 ＋ＰG22 ＝ 7.45 ×10-3
（６）ＰG12 ＝ -0.00691 
（８）｜ｒA ｜／ｒB ＝ 0.967
（９）ｆ11／ｆ12＝ 2.77 
（10）｜ｆ21｜／ｆ22＝ 4.3
図１１(a) は第４実施例の縦収差図であり、図１１(b) は第４実施例の倍率色収差図、図１１(c) は第４実施例の横収差図である。各収差図中において、ＮＡは開口数を表し、Ｙは像高を表す。また、符号Ｊ、Ｐ及びＱは、波長がそれぞれ１９３．０ｎｍ、１９２．９ｎｍ及び１９３．１ｎｍであることを示す。そして、図１１(a) において、球面収差中において、破線は正弦条件違反量を表し、非点収差中においては、破線はメリジオナル像面、実線はサジタル像面をそれぞれ表す。図１１(c) に示す横収差図において、各コマ収差図中の上部に記載される数字は、物体高を表す。
【００９９】
図１１(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、０．６という大きな開口数ＮＡでありながら、広い領域において諸収差が良好に補正されていることが分かる。また、図１１(a) 〜(c) に示す諸収差図より、本実施例では、波長幅０．１ｎｍの範囲において軸上及び倍率の色収差も良好に補正されていることが分かる。
【０１００】
以上の通り、本発明による各実施例によれば、非常に大きな開口数でありながら、広い露光領域において諸収差が良好に補正された反射屈折光学系を提供できる。
更に、各実施例では、凹面鏡Ｍ1 の直径が２５０〜３００程度となっており、かなり凹面鏡の小型化が達成されている。また、各実施例における数値より、作動距離が十分に確保されていることが分かる。
【０１０１】
また、上述の各実施例では、光路偏向手段としての光路折曲げミラーＭ2 が第１結像光学系Ｇ1 が形成する中間像の近傍に配置される構成であるため、光路折曲げミラーＭ2 に対する第１及び第２結像光学系Ｇ1 ，ＯＰ2 の偏心誤差の影響を少なくできる。また、上記各実施例では、光路折曲げミラーＭ2 の反射面に達する光束の径が小さくなるため、光路折曲げミラーＭ2 自体の小型化を図ることができる。従って、光路折曲げミラーＭ2 による光束の遮蔽を少なくできるため、露光領域の拡大化を達成できる利点もある。
【０１０２】
なお、上述の各実施例においては、光路折曲げミラーＭ2 を表面反射鏡としているが、その代わりに裏面反射鏡を用いても良い。
さらに、各実施例では、光路折曲げミラーＭ2 によって、第１結像光学系Ｇ1からの光束を９０°偏向させた後に第２結像光学系Ｇ2 へ導く構成としているため、第１結像光学系Ｇ1 と第２結像光学系Ｇ2 との偏心調整が容易に行なえる利点がある。
【０１０３】
また、各実施例においては、第２結像光学系Ｇ2 中のレンズ群Ｇ21とレンズ群Ｇ22との間に開口絞りを配置できるため、この開口絞りを開口径可変となるように構成すれば、σ可変による露光をも達成できる。
【０１０４】
なお、上述の第１実施例による反射屈折光学系では、輪帯状の視野であるため、所定の像高における収差のみ補正されていれば良い。
尚、上述の第２乃至第４実施例の光路折曲げミラーＭ2 の代わりに、ビームスプリッタを用いる構成をとる場合には、レチクルＲ上の光軸Axからの物体高が０〜７２の範囲内を用いる一括露光を行うこともできることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の基本的な構成の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の別の態様の構成の概略を示す平面図である。
【図３】本発明の別の態様の構成の概略を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施例による反射屈折光学系の展開光路図である。
【図５】第１実施例による反射屈折光学系の諸収差図である。
【図６】本発明の第２実施例による反射屈折光学系の展開光路図である。
【図７】第２実施例による反射屈折光学系の諸収差図である。
【図８】本発明の第３実施例による反射屈折光学系の展開光路図である。
【図９】第３実施例による反射屈折光学系の諸収差図である。
【図１０】本発明の第４実施例による反射屈折光学系の展開光路図である。
【図１１】第４実施例による反射屈折光学系の諸収差図である。
【図１２】実施例における特殊フィルターの一例を示した図である。
【図１３】実施例における視野絞りの一例を示した図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｇ1   …  第１結像光学系、Ｇ2   …  第２結像光学系、Ｇ11  …  第１群、Ｇ12  …  第２群、Ｇ13F …  前群、Ｇ13R …  後群、Ｍ1   …  凹面鏡、Ｍ2   …  光路折曲げミラー（光路偏向部材）、Ｍ3   …  光路折曲げミラー（光路偏向部材）、Ｍ0   …  光路折曲げミラー（光路偏向部材）、Ｒ    …  レチクル（第１面）、Ｗ    …  ウェハ（第２面）
【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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