(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長を含む第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影する投影光学系において、
正の屈折力を有する正レンズ群と、負の屈折力を有する負レンズ群と、凹面反射鏡とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１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経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経て前記第２物体へ向かうように配置され、
前記負レンズ群は、第１凹面形状の屈折力面を有する負レンズと、該負レンズと前記凹面反射鏡との間に配置されて第２凹面形状の屈折力面を有するメニスカスレンズとを少なくとも含み、
前記正レンズ群と前記負レンズ群との間に形成される空間の光軸に沿った距離をＤとし、前記負レンズ群における前記負レンズと前記メニスカスレンズとの間に形成される空間の光軸に沿った距離をＬとするとき、以下の関係を満足することを特徴とする投影光学系。
０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．５
【請求項２】
前記正レンズ群は、前記第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズと、負の屈折力を有する第１の負レンズと、正の屈折力を有する第２の正レンズとを少なくとも有し、
前記光束は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn （λ1 ）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn （λ2 ）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn （λ3 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm （λ1 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm （λ2 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm （λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
νn ＝（ｎn （λ2 ）−１）／（ｎn （λ3 ）−ｎn （λ1 ））
νm ＝（ｎm （λ2 ）−１）／（ｎm （λ3 ）−ｎm （λ1 ））
νm −νn ＞０
【請求項３】
前記光束は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記第１波長λ1 に対する前記正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP （λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP （λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記正レンズ群のペッツバール和をＰＳP （λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影光学系。
０＜ＰＳP （λ2 ）−ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP （λ3 ）−ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
【請求項４】
前記光束は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記第１波長λ1 に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN （λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN （λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記負レンズ群のペッツバール和をＰＳN （λ3 ）とするとき、以下の関係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投影光学系。
０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ3 ）＜０．００００１
【請求項５】
前記光束として広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、
請求項７に記載の投影光学系を用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程を含むことを光加工方法。
【請求項６】
前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明工程と、
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の投影光学系とを用いて前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成する投影工程とを含むことを露光方法。
【請求項７】
前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明光学系と、請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の投影光学系とを備え、
該投影光学系により前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成することを特徴とする投影光学装置。
【請求項８】
所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記マスクからの光を結像して前記マスクパターンの像を感光性基板に投影する投影光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させることにより前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する走査型露光装置において、
前記投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して１次像を形成する第１反射屈折光学系と、前記１次像からの光を集光して２次像を形成する第２反射屈折光学系とを含み、
前記第１反射屈折光学系は、正の屈折力を有する第１の正レンズ群と、負の屈折力を有する第１の負レンズ群と、第１の凹面反射鏡とを含み、
前記第１の正レンズ群、前記第１の負レンズ群及び前記第１の凹面反射鏡は、前記マスクからの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を順に経て第１の凹面反射鏡に達し、前記第１の凹面反射鏡にて反射された光が前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を順に経て前記１次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第２反射屈折光学系は、正の屈折力を有する第２の正レンズ群と、負の屈折力を有する第２の負レンズ群と、第２の凹面反射鏡と含み、
前記第２の正レンズ群、前記第２の負レンズ群及び前記第２の凹面反射鏡は、前記１次像からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を順に経て第２の凹面反射鏡に達し、前記第２の凹面反射鏡にて反射された光が前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を順に経て前記２次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第１の負レンズ群は、負の屈折力を有する第１のメニスカスレンズと、前記第１メニスカスレンズと前記第１の凹面反射鏡との間に配置された第２のメニスカスレンズとを有し、
前記第２の負レンズ群は、負の屈折力を有する第３のメニスカスレンズと、前記第３メニスカスレンズと前記第２の凹面反射鏡との間に配置された第４のメニスカスレンズとを有し、
前記第１の正レンズ群と前記第１の負レンズ群との間に形成される空間の光軸に沿った距離をＤ1 とし、前記第２の正レンズ群と前記第２の負レンズ群との間に形成される空間の光軸に沿った距離をＤ2 、前記第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとの間に形成される空間の光軸に沿った距離をＬ1 、前記第３メニスカスレンズと第４メニスカスレンズとの間に形成される空間の光軸に沿った距離をＬ2 とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする走査型露光装置。
０．０１＜Ｌ1 ／Ｄ1 ＜０．５
０．０１＜Ｌ2 ／Ｄ2 ＜０．５
【請求項９】
前記第１の正レンズ群は、前記マスク側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズと、負の屈折力を有する第１の負レンズと、正の屈折力を有する第２の正レンズとを少なくとも有し、
前記第２の正レンズ群は、前記１次像側から順に、正の屈折力を有する第３の正レンズと、負の屈折力を有する第２の負レンズと、正の屈折力を有する第４の正レンズとを少なくとも有し、
前記光は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn1（λ1 ）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn1（λ2 ）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn1（λ3 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm1（λ1 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm1（λ2 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm1（λ3 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn2（λ1 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn2（λ2 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn2（λ3 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm3（λ1 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm3（λ2 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm3（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする請求項８に記載の走査型露光装置。
νn1＝（ｎn1（λ2 ）−１）／（ｎn1（λ3 ）−ｎn1（λ1 ））
νm1＝（ｎm1（λ2 ）−１）／（ｎm1（λ3 ）−ｎm1（λ1 ））
νm1−νn1＞０
νn2＝（ｎn2（λ2 ）−１）／（ｎn2（λ3 ）−ｎn2（λ1 ））
νm3＝（ｎm3（λ2 ）−１）／（ｎm3（λ3 ）−ｎm3（λ1 ））
νm3−νn2＞０
【請求項１０】
前記光は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記第１波長λ1 に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP1（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP1（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第１の正レンズ群のペッツバール和をＰＳP1（λ3 ）、前記第１波長λ1 に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP2（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP2（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第２の正レンズ群のペッツバール和をＰＳP2（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の走査型露光装置。
０＜ＰＳP1（λ2 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP1（λ3 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP2（λ2 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP2（λ3 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
【請求項１１】
前記光は、所定の第１波長λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長λ3 とを有し、
前記第１波長λ1 に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN1（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN1（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第１の負レンズ群のペッツバール和をＰＳN1（λ3 ）、前記第１波長λ1 に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN2（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN2（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第２の負レンズ群のペッツバール和をＰＳN2（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れか一項に記載の走査型露光装置。
０＜ＰＳN1（λ1 ）−ＰＳN1（λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN1（λ1 ）−ＰＳN1（λ3 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN2（λ1 ）−ＰＳN2（λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN2（λ1 ）−ＰＳN2（λ3 ）＜０．００００１
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１の何れか一項に記載の走査型露光装置を用いてデバイスを製造するための露光方法において、
前記照明光学系を用いて前記マスクを照明する照明工程と、
前記投影光学系を用いて前記マスクのパターン像を前記感光性基板へ形成する投影工程と、
前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させる走査工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１３】
第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体の像を前記第２の物体上へ投影する投影光学系において、
正の屈折力を有する正レンズ群と、負の屈折力を有する負レンズ群と、凹面反射鏡とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１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経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経て前記第２物体へ向かうように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むことを特徴とする投影光学系。
【請求項１４】
前記負レンズ群は、凹面形状を有する第１凹屈折面と、該第１凹屈折面側に凹面を向けた形状の第２凹屈折面を有することを特徴とする請求項１３記載の投影光学系。
【請求項１５】
前記負レンズ群は、前記第１凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第１負レンズと、該第１負レンズと前記凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第１メニスカスレンズとを備えることを特徴とする請求項１４記載の投影光学系。
【請求項１６】
第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体の像を第２の物体上へ投影する投影光学系において、
正の屈折力を有する第１正レンズ群と、負の屈折力を有する第１負レンズ群と、第１凹面反射鏡とを備える第１結像光学系と、
正の屈折力を有する第２正レンズ群と、負の屈折力を有する第２負レンズ群と、第２凹面反射鏡とを備える第２結像光学系とを備え、
前記第１及び第２結像光学系は、前記第１物体からの光が前記第１正レンズ群及び前記第１負レンズ群を順に経て前記第１凹面反射鏡に達し、前記第１凹面反射鏡にて反射された光が前記第１負レンズ群及び第１正レンズ群を順に経て１次像を形成し、該１次像からの光が前記第２正レンズ群及び前記第２負レンズ群を順に経て前記第２凹面反射鏡に達し、前記第２凹面反射鏡にて反射された光が前記第２負レンズ群及び第２正レンズ群を順に経て前記第２物体上に２次像を形成するように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記第１及び第２正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記第１及び第２負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むことを特徴とする投影光学系。
【請求項１７】
広帯域の紫外レーザ光を供給するレーザ光源と、
該レーザ光源からの光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明光学系と、
請求項１３乃至１６の何れか一項記載の投影光学系とを備え、
該投影光学系により前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成することを特徴とする投影光学装置。
【請求項１８】
広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、
請求項１３乃至１６の何れか一項記載の投影光学系とを用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程とを有することを光加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の物体（マスク、レチクル等）の像を第２の物体（基板等）上にほぼ等倍で形成するための反射屈折型の投影光学系に関する。また、本発明は、広帯域の紫外光に基づいて、感光材を塗布した基板上にマスクの像を形成する投影露光装置や、紫外光によるレーザアブレーション可能なポリマー樹脂上に紫外光を投射して加工を行うレーザ加工装置などの、デバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）製造に用いられる投影光学装置に関する。さらには、本発明は、上記デバイスを製造するための光加工方法、露光方法やデバイス製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長２４８．４ｎｍの紫外光を発するＫｒＦエキシマレーザを用いた露光装置用の等倍の投影光学系として、例えば米国特許第５，６９６，６３１号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の米国特許第５，６９６，６３１号に開示された投影光学系は、屈折型光学系であるために、光学系を構成するレンズ部材が反射屈折型に比べて多くなるという問題点がある。
また、レンズ部材が合成石英（Fused Silica）のみにより構成されているため、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長に対して１ｎｍ程度）を用いた光学装置に上述の投影光学系を用いたときには色収差が補正されていないため、良好な結像性能が得られないという問題点がある。このため、被露光体上での露光エネルギーを向上させるためにレーザ光源を広帯化する（狭帯化しない）ことができず、高スループットを得られない。
【０００４】
そこで、本発明は、比較的少ない光学部材でコンパクトに構成されているにもかかわらず、良好な光学性能（特に良好なる色収差補正）が達成された投影光学系を得ること、また簡素な構成でありながら、高スループットを達成できる投影光学装置、走査型露光装置を得ることを目的とする。さらに、本発明は、上記投影光学系、投影光学装置あるいは走査型露光装置等を用いて、良好なるデバイスを製造することができる光加工方法や露光方法を得ることも目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる投影光学系は、例えば図１に示す如く、第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体(10)の像を前記第２の物体(30)上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する正レンズ群(G1P) と、負の屈折力を有する負レンズ群(G1N) と、凹面反射鏡(M1)とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１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経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正レンズ群を順に経て前記第２物体へ向かうように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むものである。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズ群(G1N) は、凹面形状を有する第１凹屈折面と、該第１凹屈折面側に凹面を向けた形状の第２凹屈折面を有するものである。
この好ましい態様において、前記負レンズ群は、前記第１凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第１負レンズ(L1N1)と、該第１負レンズと前記凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第１メニスカスレンズ(L1N2)とを備えることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の１つの態様にかかる投影光学系は、前記凹面反射鏡の反射面に配置された開口絞りを有することが好ましい。
また、本発明の１つの態様にかかる投影光学系において、前記第１物体からの光を前記正レンズ群へ導き、前記正レンズ群を介した前記凹面反射鏡からの光を前記第２物体側へ導くための光路偏向部材(P1)を有することが好ましい。
【０００８】
また、上述の目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる投影光学系は、例えば図１に示す通り、第１の物体からの光を第２の物体に結像して、前記第１の物体(10)の像を前記第２の物体(30)上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する第１正レンズ群(G1P) と、負の屈折力を有する第１負レンズ群(G1N) と、第１凹面反射鏡(M1)とを備える第１結像光学系(S1)と、
正の屈折力を有する第２正レンズ群(G2P) と、負の屈折力を有する第２負レンズ群(G2N) と、第２凹面反射鏡(M2)とを備える第２結像光学系(S2)とを備え、
前記第１及び第２結像光学系は、前記第１物体からの光が前記第１正レンズ群及び前記第１負レンズ群を順に経て前記第１凹面反射鏡に達し、前記第１凹面反射鏡にて反射された光が前記第１負レンズ群及び第１正レンズ群を順に経て１次像を形成し、該１次像からの光が前記第２正レンズ群及び前記第２負レンズ群を順に経て前記第２凹面反射鏡に達し、前記第２凹面反射鏡にて反射された光が前記第２負レンズ群及び第２正レンズ群を順に経て前記第２物体上に２次像を形成するように、かつ前記第１及び第２物体側がテレセントリックとなるように位置決めされ、
前記第１及び第２正レンズ群は、螢石からなり正の屈折力を有するレンズと、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズとを少なくとも含み、
前記第１及び第２負レンズ群は、螢石からなり負屈折力を有するレンズを含むものである。
【０００９】
ここで、本発明の好ましい態様によれば、前記第１負レンズ群(G1N) は、凹面形状を有する第１凹屈折面と、該第１凹屈折面側に凹面を向けた形状の第２凹屈折面を有し、前記第２負レンズ群(G2N) は、凹面形状を有する第３凹屈折面と、該第３凹屈折面側に凹面を向けた形状の第４凹屈折面を有するものである。
この好ましい態様において、前記第１負レンズ群は、前記第１凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第１負レンズ(L1N1)と、該第１負レンズと前記第１凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第１メニスカスレンズ(L1N2)とを備え、前記第２負レンズ群は、前記第３凹屈折面を有しかつ負の屈折力を有する第２負レンズ(L2N1)と、該第２負レンズと前記第２凹面反射鏡との間に配置されて前記第２凹屈折面を有する第２メニスカスレンズ(L2N2)とを備ることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記第１及び第２凹面反射鏡のうちの少なくとも一方の反射面に配置された開口絞りを有することが好ましい。
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記１次像の位置に配置された視野絞りを有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の別の態様にかかる投影光学系において、前記第１物体からの光を前記第１正レンズ群へ導き、前記第１正レンズ群を介した前記第１凹面反射鏡からの光を前記１次像へ導くための第１光路偏向部材(P1)と、前記１次像からの光を前記第２正レンズ群へ導き、前記第２正レンズ群を介した前記第２凹面反射鏡からの光を前記２次像へ導くための第２光路偏向部材(P2)とを有することが好ましい。
【００１２】
そして、本発明にかかる投影光学装置は、例えば図１に示す通り、広帯域の紫外レーザ光を供給するレーザ光源(40)と、該レーザ光源からの光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明光学系(41)と、上述の投影光学系とを備え、該投影光学系により前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成するものである。
【００１３】
以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して光加工を行うことができる。この場合における光加工方法は、広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、前記投影光学系とを用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程とを有することが好ましい。
【００１４】
ところで、本発明は、以上に記載した各態様に限ることなく、以下に示すような各種態様としても良い。
上記の目的を達成するために、本発明のさらに別の態様にかかる投影光学系は、例えば、図１及び図１１に示す如く、所定波長を含む第１の物体(10)からの光を第２の物体(30)に結像して、前記第１の物体(10)の像を前記第２の物体(30)上へ投影する投影光学系であって、
正の屈折力を有する正レンズ群(G1P,G2P) と、負の屈折力を有する負レンズ群(G1N,G2N) と、凹面反射鏡(M1,M2) とを備え、
前記正レンズ群、前記負レンズ群及び前記凹面反射鏡は、前記第１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経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経て前記第２物体へ向かうように配置され、
前記負レンズ群(GN1,GN2) は、凹面形状の屈折力面を有する負レンズ(L1N1,L2N1) と、該負レンズ(L1N1,L2N1) と前記凹面反射鏡（M1,M2)との間に配置されたメニスカスレンズ(L1N2,L2N2) とを少なくとも含み、
前記正レンズ群と前記負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤとし、前記第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬとするとき、以下の関係を満足するように構成したものである。
【００１５】
０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．５
この場合における好ましい態様かかる投影光学系によれば、前記正レンズ群(G1P,G2P) は、図１１に示す如く、前記第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズ(L1P1,L2P1) と、負の屈折力を有する第１の負レンズ(L1P2,L2P2) と、正の屈折力を有する第２の正レンズ(L1P3,L2P3) とを少なくとも有し、
前記光束は、所定の第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 とを有し、
前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn1（λ1 ）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn1（λ2 ）、前記正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn1（λ3 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm1（λ1 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm1（λ2 ）、前記負レンズ群中の前記負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm1（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することが好ましい。
【００１６】
νn ＝（ｎn （λ2 ）−１）／（ｎn （λ3 ）−ｎn （λ1 ））
νm ＝（ｎm （λ2 ）−１）／（ｎm （λ3 ）−ｎm （λ1 ））
νm1−νn1＞０
また、本発明の別の好ましい態様による投影光学系は、第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 に対する前記正レンズ群(G1P,G2P) のぺッツバール和をＰＳP （λ1 ）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 に対する前記正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP （λ2 ）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 に対する前記正レンズ群のペッツバール和をＰＳP （λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することが望ましい。
【００１７】
０＜ＰＳP （λ2 ）−  ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP （λ3 ）−  ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
また、本発明のさらに別の好ましい態様による投影光学系は、第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN （λ1 ）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 に対する前記負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN （λ2 ）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 に対する前記負レンズ群のペッツバール和をＰＳN （λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することかより望ましい。
【００１８】
０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ3 ）＜０．００００１
そして、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して光加工を行うことができる。この場合における光加工方法は、前記光束として広帯域の紫外レーザ光を前記第１物体上の所定の領域へ導く照明工程と、前記投影光学系を用いて前記第１物体上の前記所定の領域内の像を前記第２物体上へ形成する投影工程を含むことが望ましい。
【００１９】
また、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系を用いれば、第２物体（被加工物）に対して露光を行ってデバイスの製造することができる。この場合におけるデバイス製造方法は、前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明工程と、前記投影光学系とを用いて前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成する投影工程とを含むことが好ましい。
【００２０】
また、以上の各態様及び好ましい態様における投影光学系と、前記光束を前記第１物体としてのマスクへ導く照明光学系とを露光装置に設ければ、該投影光学系により前記マスクのパターン像を前記第２物体としての感光性基板へ形成することができ、良好なるデバイスを製造することができる。
さらに、上記の目的を達成するために、さらにまた別の態様にかかる走査型露光装置は、例えば図１１に示す如く、所定のパターンが形成されたマスク(10)を照明する照明光学系(41)と、前記マスク(10)からの光を結像して前記マスクパターンの像を感光性基板(30)に投影する投影光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させることにより前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光するものであって、
前記投影光学系は、前記第１の物体からの光を集光して１次像を形成する第１反射屈折光学系(K1)と、前記１次像からの光を集光して２次像を形成する第２反射屈折光学系(K2)とを含み、
前記第１反射屈折光学系(K1)は、正の屈折力を有する第１の正レンズ群(G1P) と、負の屈折力を有する第１の負レンズ群(G1N) と、第１の凹面反射鏡(M1)とを含み、
前記第１の正レンズ群、前記第１の負レンズ群及び前記第１の凹面反射鏡は、前記マスクからの光が前記第１の正レンズ群及び前記第１の負レンズ群を順に経て第１の凹面反射鏡に達し、前記第１の凹面反射鏡にて反射された光が前記第１の負レンズ群及び前記第１の正レンズ群を順に経て前記１次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第２反射屈折光学系(K2)は、正の屈折力を有する第２の正レンズ群(G2P) と、負の屈折力を有する第２の負レンズ群(G2N) と、第２の凹面反射鏡(M2)と含み、
前記第２の正レンズ群、前記第２の負レンズ群及び前記第２の凹面反射鏡は、前記１次像からの光が前記第２の正レンズ群及び前記第２の負レンズ群を順に経て第２の凹面反射鏡に達し、前記第２の凹面反射鏡にて反射された光が前記第２の負レンズ群及び前記第２の正レンズ群を順に経て前記２次像を形成するようにそれぞれ配置され、
前記第１の負レンズ群は、負の屈折力を有する第１のメニスカスレンズ(L1N1)と、前記第１のメニスカスレンズ(L1N1)と前記第１の凹面反射鏡(M1)の間に配置された第２のメニスカスレンズ(L1N2)とを有し、
前記第２の負レンズ群は、負の屈折力を有する第３のメニスカスレンズ(L2N1)と、前記第３のメニスカスレンズ(L2N1)と前記第２の凹面反射鏡(M2)の間に配置された第４のメニスカスレンズ(L2N2)とを有し、
前記第１の正レンズ群と前記第１の負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤ1 とし、前記第２の正レンズ群と前記第２の負レンズ群との間の光軸に沿った距離をＤ2 、前記第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬ1 、前記第３メニスカスレンズと第４メニスカスレンズとの間の光軸に沿った距離をＬ2 とするとき、以下の関係を満足するように構成したものである。
【００２１】
０．０１＜Ｌ1 ／Ｄ1 ＜０．５
０．０１＜Ｌ2 ／Ｄ2 ＜０．５
この場合における好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、前記第１の正レンズ群は、前記マスク側から順に、正の屈折力を有する第１の正レンズと、負の屈折力を有する第１の負レンズと、正の屈折力を有する第２の正レンズとを少なくとも有し、
前記第２の正レンズ群は、前記１次像側から順に、正の屈折力を有する第３の正レンズと、負の屈折力を有する第２の負レンズと、正の屈折力を有する第４の正レンズとを少なくとも有し、
前記光は、所定の第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 と、前記第１波長λ1 よりも短い第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 と、前記第２波長λ2 よりも短い第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 とを有し、
前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn1（λ1 ）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn1（λ2 ）、前記第１の正レンズ群中の前記第１の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn1（λ3 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm1（λ1 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm1（λ2 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第１メニスカスレンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm1（λ3 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎn2（λ1 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎn2（λ2 ）、前記第２の正レンズ群中の前記第２の負レンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎn2（λ3 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第１波長λ1 に対する屈折率をｎm3（λ1 ）、前記第１の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第２波長λ2 に対する屈折率をｎm3（λ2 ）、前記第２の負レンズ群中の前記第３メニスカスレンズの第３波長λ3 に対する屈折率をｎm3（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することをがより好ましい。
【００２２】
νn1＝（ｎn1（λ2 ）−１）／（ｎn1（λ3 ）−ｎn1（λ1 ））
νm1＝（ｎm1（λ2 ）−１）／（ｎm1（λ3 ）−ｎm1（λ1 ））
νm1−νn1＞０
νn2＝（ｎn2（λ2 ）−１）／（ｎn2（λ3 ）−ｎn2（λ1 ））
νm3＝（ｎm3（λ2 ）−１）／（ｎm3（λ3 ）−ｎm3（λ1 ））
νm3−νn2＞０
また、別の好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP1（λ1 ）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 に対する前記第１の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP1（λ2 ）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 に対する前記第１の正レンズ群のペッツバール和をＰＳP1（λ3 ）、前記第１波長λ1 に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP2（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第２の正レンズ群のぺッツバール和をＰＳP2（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第２の正レンズ群のペッツバール和をＰＳP2（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することが好ましい。
【００２３】
０＜ＰＳP1（λ2 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP1（λ3 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP2（λ2 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
０＜ＰＳP2（λ3 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
また、さらに別の好ましい態様かかる走査型露光装置によれば、第１波長（ｇ線： 436nm) λ1 に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN1（λ1 ）とし、第２波長（ｈ線： 406nm) λ2 に対する前記第１の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN1（λ2 ）、第３波長（ｉ線： 365nm) λ3 に対する前記第１の負レンズ群のペッツバール和をＰＳN1（λ3 ）、前記第１波長λ1 に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN2（λ1 ）とし、前記第２波長λ2 に対する前記第２の負レンズ群のぺッツバール和をＰＳN2（λ2 ）、前記第３波長λ3 に対する前記第２の負レンズ群のペッツバール和をＰＳN2（λ3 ）とするとき、以下の関係を満足することが望ましい。
【００２４】
０＜ＰＳN1（λ1 ）−  ＰＳN1（λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN1（λ1 ）−  ＰＳN1（λ3 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN2（λ1 ）−  ＰＳN2（λ2 ）＜０．００００１
０＜ＰＳN2（λ1 ）−  ＰＳN2（λ3 ）＜０．００００１
また、以上の各態様及び好ましい態様における走査型露光装置を用いれば、感光性基板（第２物体）に対して露光を行って、良好なるデバイスの製造することができる。この場合におけるデバイスを製造する方法は、前記照明光学系を用いて前記マスクを照明する照明工程と、前記投影光学系を用いて前記マスクのパターン像を前記感光性基板へ形成する投影工程と、前記投影光学系に対して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に移動させる走査工程とを含むことが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以上の如き本発明の１つの形態においては、例えば狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長２４８．４ｎｍに対して１ｎｍ程度）からの紫外光を前記第１の物体を照明する光源として用いた場合においても、正の屈折力を有する正レンズ群（第１及び第２正レンズ群）が、少なくとも１つ以上の正の屈折力を有する螢石からなるレンズと、負の屈折力を有する合成石英からなるレンズとを含むことにより、色収差の補正が可能となる。
【００２６】
また、負レンズ群（第１及び第２の負レンズ群）は、少なくとも１つ以上の負の屈折力を有する螢石からなるレンズを含むことにより、狭帯化されていないレーザからの紫外光の波長の違いに基づく像面湾曲量の発生量の違いを小さくすることが可能としている。
なお、本発明においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザだけではなく、狭帯化されていないＡｒＦエキシマレーザなどのレーザ光源を適用できる。
【００２７】
さらに、正の屈折力を有する正レンズ群と負の屈折力を有する負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に凹面反射鏡を配置することにより、正レンズ群、負レンズ群及び凹面反射鏡からなる反射屈折型光学系を物体側と像側とにおいてテレセントリックな光学系とすることができる（第１正レンズ群と第１負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に第１凹面反射鏡を配置し、かつ第２正レンズ群と第２負レンズ群とからなる合成光学系の後側焦点位置近傍に第２凹面反射鏡を配置することにより、第１及び第２結像光学系を物体側と像側とにおいてテレセントリックな光学系とすることができる）。
【００２８】
また、負レンズ群（第１及び第２負レンズ群）中に、互いに凹面を向かい合わせてなる第１及び第２凹屈折面（第１乃至第４凹屈折面）を設けることにより、タンジェンシャル像面及びサジタル像面の平坦性を向上させることができる。
そして、凹面反射鏡（第１及び第２の凹面反射鏡の少なくとも一方）の反射面に開口絞りを配置することにより、ヴィグネッティング・フリー（あらゆる像高において口径食が無い状態）とすることが可能となる。また、この構成の場合、正レンズ群、負レンズ群及び凹面反射鏡からなる反射屈折型光学系の屈折力配置が凹面鏡に関して対称となるため、倍率色収差の発生を抑えることができ、正レンズ群及び負レンズ群では、実質的に軸上色収差のみを補正すれば良い。
【００２９】
また、本発明の別の形態としては、前述のように、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ（発振波長の半値幅が中心発振波長２４８．４ｎｍに対して１ｎｍ程度）等からの紫外光を前記第１の物体を照明する光源として用いた場合、あるいはｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ) 等を含む光を供給する光源部から光を第１物体を照明する光として用いた場合に、色収差の補正の可能として、スループットの向上を大幅に改善し得るようにしたものである。
【００３０】
すなわち、この形態においては、投影光学系中の負レンズ群（Ｇ1N、Ｇ2N）は、第１の凹面形状の屈折力面を有する負レンズ（第１メニスカスレンズＬ1N1又は第３メニスカスレンズＬ2N1）と第２の凹面形状の屈折力面を有するメニスカスレンズ（第２メニスカスレンズＬ1N2又は第４メニスカスレンズＬ2N2）を少なくとも有する構成とし、投影光学系中の正レンズ群（Ｇ1P、Ｇ2P）と負レンズ群（Ｇ1N、Ｇ2N）との間に形成される空間（群間隔Ｄ：第１の正レンズ群G1P と第１の負レンズ群G1N との間に形成される空間の軸上距離Ｄ1 又は第２の正レンズ群G2P と第２の負レンズ群G2N との間に形成される空間の軸上距離Ｄ2 ）に対して凹面状の屈折面を有する２つのレンズの間に形成される空間（レンズ間隔Ｌ：第１メニスカスレンズL1N1と第２メニスカスレンズL1N2との間に形成される空間の軸上距離Ｌ1 又は第３メニスカスレンズL2N1と第４メニスカスレンズL2N2との間に形成される空間の軸上距離Ｌ2 ）を適切にすることによって、色収差の補正と光学系の小型化とを十分に両立させることができる。
【００３１】
具体的には、以下の（１）式、あるいは（２）式及び（３）式を満足することが望ましい。
【００３２】
【数１】
（１）                  ０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．５
（２）                ０．０１＜Ｌ1 ／Ｄ1 ＜０．５
（３）                ０．０１＜Ｌ2 ／Ｄ2 ＜０．５
ここで、（１）式乃至（３）式の下限値を越えると、Ｄ（Ｄ1 又はＤ2 ）の値が大きくなり、投影光学系中の反射屈折光学系（Ｋ1、Ｋ2）の物理的な寸法が大きくなる。この結果、装置自体の大型化を招くため好ましくない。また、（１）式乃至（３）式の下限値を越えることにより、投影光学系中の正レンズ群(G1P,G2P) の焦点距離が長くなる場合には、色収差の補正が困難となる不都合が生じる。また、（１）式乃至（３）式の下限値を越えることにより、投影光学系中の負レンズ群(G1N,G2N) の焦点距離が長くなる場合には、球面収差が補正不足となるため好ましくない。
【００３３】
反対に、（１）式乃至（３）式の上限値を越えると、投影光学系中の負レンズ群(G1N,G2N) の焦点距離が短くなり、色収差の補正が困難となるばかりか、球面収差が補正過剰となるため好ましくない。なお、色収差や球面収差をより十分に補正するためには、上記（１）式乃至（３）式の上限値を０．２とすることがより一層好ましい。
【００３４】
また、以上の構成に基づいて、例えば、図１１及び図１２に示す如く、第１波長のｇ線、第２波長のｈ線及び第３波長のｉ線の３つの波長を含む光束を用いた場合に、正レンズ群中の第１の負レンズの分散νn （第１の正レンズ群の第１の負レンズL1P2の分散νn1又は第２の正レンズ群の第２の負レンズL2P2の分散νn2）は、負レンズ群中の最も正レンズ群側に配置された負レンズの分散νm （負レンズ群中の第１メニスカスレンズの分散νm1又は負レンズ群中の第３メニスカスレンズの分散νm3）よりも相対的に小さいことが好ましい。
【００３５】
具体的には、正レンズ群（G1P,G2P)は、正の屈折力を有する第１の正レンズ(L1P1,L2P1))と、負の屈折力を有する第１の負レンズ(L1P2,L2P2) と、正の屈折力を有する第２の正レンズ(L1P3,L2P3) とを少なくとも有する構成とし、正レンズ群（G1P,G2P)中の第１の負レンズ(L1P2,L2P2) の第１波長λ1 に対する屈折率をｎn （λ1 ）、正レンズ群（G1P,G2P)中の第１の負レンズ(L1P2,L2P2) の第２波長λ2 に対する屈折率をｎn （λ2 ）、正レンズ群（G1P,G2P)中の第１の負レンズ(L1P2,L2P2) の第３波長λ3 に対する屈折率をｎn （λ3 ）、負レンズ群（G1N,G2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L1N1,L2N1) の第１波長λ1 に対する屈折率をｎm （λ1 ）、負レンズ群（G1N,G2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L1N1,L2N1) の第２波長λ2 に対する屈折率をｎm （λ2 ）、負レンズ群（G1N,G2N)中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L1N1,L2N1) の第３波長λ3 に対する屈折率をｎm （λ3 ）とするとき、以下の（４）乃至（６）式の関係を満足することが好ましい。
【００３６】
【数２】
（４）      νn ＝（ｎn （λ2 ）−１）／（ｎn （λ3 ）−ｎn （λ1 ））
（５）      νm ＝（ｎm （λ2 ）−１）／（ｎm （λ3 ）−ｎm （λ1 ））
（６）                      νm −νn ＞０
なお、正レンズ群中の第１の負レンズ(L1P2,L2P2) の分散νn は上記の（４）式に示すように定義され、負レンズ群中の最も正レンズ群側に配置された負レンズ(L1N1,L2N1) の分散νm は上記の（５）式に示すように定義される。
【００３７】
以上の（４）式乃至（６）式を換言すれば、以下の（８）式乃至（１２）式に示すように表現することができる。
【００３８】
【数３】
（７）    νn1＝（ｎn1（λ2 ）−１）／（ｎn1（λ3 ）−ｎn1（λ1 ））
（８）    νm1＝（ｎm1（λ2 ）−１）／（ｎm1（λ3 ）−ｎm1（λ1 ））
（９）                      νm1−νn1＞０
（１０）  νn2＝（ｎn2（λ2 ）−１）／（ｎn2（λ3 ）−ｎn2（λ1 ））
（１１）  νm3＝（ｎm3（λ2 ）−１）／（ｎm3（λ3 ）−ｎm3（λ1 ））
（１２）                    νm3−νn2＞０
但し、ｎn1（λ1 ）は第１の正レンズ群G1P 中の第１の負レンズL1P2の第１波長λ1 に対する屈折率、ｎn1（λ2 ）は第１の正レンズ群G1P 中の第１の負レンズL1P2の第２波長λ2 に対する屈折率、ｎn1（λ3 ）は第１の正レンズ群G1P 中の第１の負レンズL1P2の第３波長λ3 に対する屈折率、ｎm1（λ1 ）は第１の負レンズ群G1N 中において最も第１の正レンズ群G1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L1N1の第１波長λ1 に対する屈折率、ｎm1（λ2 ）は第１の負レンズ群G1N 中において最も第１の正レンズ群G1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L1N1の第２波長λ2 に対する屈折率、ｎm1（λ3 ）は第１の負レンズ群G1N 中において最も第１の正レンズ群G1P 側に配置された負レンズ（第１メニスカスレンズ）L1N1の第３波長λ3 に対する屈折率、ｎn2（λ1 ）は第２の正レンズ群G2P 中の第２の負レンズL2P2の第１波長λ1 に対する屈折率、ｎn2（λ2 ）は第２の正レンズ群G2P 中の第２の負レンズL2P2の第２波長λ2 に対する屈折率、ｎn2（λ3 ）は第２の正レンズ群G2P 中の前記第２の負レンズL2P2の第３波長λ3 に対する屈折率、ｎm3（λ1 ）は第２の負レンズ群G2N 中において最も第２の正レンズ群G2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L2N1の第１波長λ1 に対する屈折率、ｎm3（λ2 ）は第２の負レンズ群G2N 中において最も第２の正レンズ群G2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L2N1の第２波長λ2 に対する屈折率、ｎm3（λ3 ）は第２の負レンズ群G2N 中において最も第２の正レンズ群G2P 側に配置された負レンズ（第３メニスカスレンズ）L2N1の第３波長λ3 に対する屈折率である。
【００３９】
ここで、以上の（６）式、（９）式及び（１２）式の関係を満たさないと、第１波長λ1 、第２波長λ2 及び第３波長λ3 の各波長に対する像面湾曲量の差を小さくすることが困難となり好ましくない。
また、所定の複数波長に対する正レンズ群（第１及び第２の正レンズ群G1P,G2P)のぺッツバール和の差が所定の範囲となるように正レンズ群(G1P,G2P) を構成することが好ましい。
【００４０】
具体的には、第１波長λ1 に対する正レンズ群(G1P,G2P) のぺッツバール和をＰＳP （λ1 ）とし、第２波長λ2 に対する正レンズ群(G1P,G2P) のぺッツバール和をＰＳP （λ2 ）、第３波長λ3 に対する正レンズ群(G1P,G2P) のペッツバール和をＰＳP （λ3 ）とするとき、以下の（１３）及び（１４）式の関係を満足することが好ましい。
【００４１】
【数４】
（１３）    ０＜ＰＳP （λ2 ）−ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
（１４）    ０＜ＰＳP （λ3 ）−ＰＳP （λ1 ）＜０．００００１
以上の（１３）式乃至（１４）式を換言すれば、以下の（１５）式乃至（１８）式に示すように表現することができる。
【００４２】
【数５】
（１５）    ０＜ＰＳP1（λ2 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
（１６）    ０＜ＰＳP1（λ3 ）−ＰＳP1（λ1 ）＜０．００００１
（１７）    ０＜ＰＳP2（λ2 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
（１８）    ０＜ＰＳP2（λ3 ）−ＰＳP2（λ1 ）＜０．００００１
但し、ＰＳP1（λ1 ）は第１波長λ1 に対する第１の正レンズ群G1P のぺッツバール和、ＰＳP1（λ2 ）は第２波長λ2 に対する第１の正レンズ群G1P のぺッツバール和、ＰＳP1（λ3 ）は第３波長λ3 に対する第１の正レンズ群G1P のペッツバール和、ＰＳP2（λ1 ）は第１波長λ1 に対する第２の正レンズ群G2P のぺッツバール和、ＰＳP2（λ2 ）は第２波長λ2 に対する第２の正レンズ群G2P のぺッツバール和、ＰＳP2（λ3 ）は第３波長λ3 に対する第２の正レンズ群G2P のペッツバール和である。
【００４３】
ここで、（１３）式乃至（１８）式の上限値を越えると、正レンズ群(G1P,G2P) において、第１波長λ1 による像面湾曲量に対して、第２波長λ2 及び第３波長λ3 による像面湾曲量の量的な差が大きくなり、良好な像を得ることが困難となり好ましくない。逆に（１３）式乃至（１８）式の下限値を越えると、正レンズ群(G1P,G2P) において、より短い波長（第１波長λ1 に対する第２波長λ2 及び第３波長λ3 ）のぺッツバール和が小さくなり、ぺッツバール和に関して互いに逆作用を持つ正レンズ群(G1P,G2P) と負レンズ群(G1N,G2N) とによって、ぺッツバール和を補正することが困難となるため好ましくない。
【００４４】
さらに、また、所定の複数波長に対する負レンズ群（第１及び第２の負レンズ群G1N,G2N)のぺッツバール和の差が所定の範囲となるように負レンズ群(G1N,G2N) を構成することが好ましい。
具体的には、第１波長λ1 に対する負レンズ群(G1N,G2N) のぺッツバール和をＰＳN （λ1 ）とし、第２波長λ2 に対する負レンズ群(G1N,G2N) のぺッツバール和をＰＳN （λ2 ）、第３波長λ3 に対する負レンズ群(G1N,G2N) のペッツバール和をＰＳN （λ3 ）とするとき、以下の（１９）式及び（２０）式の関係を満足することが好ましい。
【００４５】
【数６】
（１９）    ０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ2 ）＜０．００００１
（２０）    ０＜ＰＳN （λ1 ）−ＰＳN （λ3 ）＜０．００００１
以上の（１９）式乃至（２０）式を換言すれば、以下の（１５）式乃至（２４）式に示すように表現することができる。
【００４６】
【数７】
（２１）    ０＜ＰＳN1（λ1 ）−ＰＳN1（λ2 ）＜０．００００１
（２２）    ０＜ＰＳN1（λ1 ）−ＰＳN1（λ3 ）＜０．００００１
（２３）    ０＜ＰＳN2（λ1 ）−ＰＳN2（λ2 ）＜０．００００１
（２４）    ０＜ＰＳN2（λ1 ）−ＰＳN2（λ3 ）＜０．００００１
但し、ＰＳN1（λ1 ）は第１波長λ1 に対する第１の負レンズ群G1N のぺッツバール和、ＰＳN1（λ2 ）は第２波長λ2 に対する第１の負レンズ群G1N のぺッツバール和、ＰＳN1（λ3 ）は第３波長λ3 に対する第１の負レンズ群G1N のペッツバール和、ＰＳN2（λ1 ）は第１波長λ1 に対する第２の負レンズ群G2N のぺッツバール和、ＰＳN2（λ2 ）は第２波長λ2 に対する第２の負レンズ群G2N のぺッツバール和、ＰＳN2（λ3 ）は第３波長λ3 に対する第２の負レンズ群G2N のペッツバール和である。
【００４７】
ここで、（１９）式乃至（２４）式の上限値を越えると、負レンズ群(G1N,G2N) において、第１波長λ1 による像面湾曲量に対して、第２波長λ2 及び第３波長λ3 による像面湾曲量の量的な差が大きくなり、良好な像を得ることが困難となり好ましくない。逆に（１９）式乃至（２４）式の下限値を越えると、負レンズ群(G1N,G2N) において、より短い波長（第１波長λ1 に対する第２波長λ2 及び第３波長λ3 ）のぺッツバール和が大きくなり、ぺッツバール和に関して互いに逆作用を持つ負レンズ群(G1N,G2N) と正レンズ群(G1P,G2P) とによって、ぺッツバール和を補正することが困難となるため好ましくない。
【００４８】
さて、本発明の各実施の形態に係る実施例について添付図面に基づいて説明する。なお、後述する各実施例とも本発明を露光装置に応用した例を代表させて説明しているが、後述する基板ステージＫＳ上に穴あけ加工や凹凸の加工等が施されるべき被加工物を基板３０の代わりに配置するとともに、後述するマスクステージＭＳ上に露光用のマスク１０の代わりに被加工物に対して穴あけ加工や凹凸の加工等を施すべき開口等を持つ光加工用のマスクを配置すれば、各実施例に示す露光装置は、アブレーション作用を利用した光加工装置として用いることが可能となる。
【００４９】
図１は本発明の実施の形態にかかる投影光学系を走査型投影露光装置に適用した例を概略的に示す図である。図１では、所定の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基板３０とが搬送される方向（走査方向）をＸ軸、前記マスク１０の平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸、前記マスク１０の法線方向をＺ軸にとっている。
【００５０】
図１において、投影光学系は、前記マスク１０上の回路パターンの一次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と、この一次像からの光に基づいて前記基板３０上に回路パターンの正立正像（二次像）を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ2とを有する。前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1は、前記マスク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と、正の屈折力を有する第１正レンズ群Ｇ1Pと、負の屈折力を有する第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。
【００５１】
ここで、前記第１正レンズ群Ｇ1Pは、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ1P1と、合成石英からなり負の屈折力を有するレンズＬ1P2と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ1P3と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ1P4とから構成され、前記第１負レンズ群Ｇ1Nは、螢石からなり前記第１凹面反射鏡Ｍ1側に凹面を向けた形状で負の屈折力を有する第１の負レンズＬ1N1と、前記第１正レンズ群Ｇ1P側に凹面を向けた第１のメニスカスレンズＬ1N2とから構成される。
【００５２】
また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1の構成と全く同一であり、即ち、前記基板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と、正の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ2Pと、負の屈折力を有する第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第２屈折光学系Ｓ2と、前記第２凹面反射鏡Ｍ2とを有する。
【００５３】
ここで、前記第２正レンズ群Ｇ2Pは、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ2P1と、合成石英ガラスからなり負の屈折力を有するレンズＬ2P2と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ2P3と、螢石からなり正の屈折力を有するレンズＬ2P4とから構成され、前記第２負レンズ群Ｇ2Nは、螢石からなり前記第２凹面反射鏡Ｍ2側に凹面を向けた形状で負の屈折力を有する第２の負レンズＬ２Ｎ１と、前記第２の正レンズ群Ｇ2P側に凹面を向けた第２のメニスカスレンズＬ2N2とから構成される。
【００５４】
なお、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1により形成される回路パターンの一次像形成位置には、前記基板３０での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。
さて、発振器４０は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザ光を発振し、この発振器４０からのレーザビームは、照明光学系４１を介してマスク１０上の回路パターンへ向かい，マスク１０上の所定の領域は、照明光学系４１からの照明光（露光光）によりほぼ均一の照度で照明される。なお、照明光学系４１としては、当該技術分野で一般的に使用されるものを用いることができる。
【００５５】
この回路パターンを介した光は、図１にて−Ｚ方向で表わされる方向に沿って進行し、前記直角プリズム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、前記第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1〜Ｌ1P4）に入射する。前記第１正レンズ群Ｇ1Pに入射した光は、前記第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1〜Ｌ1N2）を介して前記第１凹面反射鏡Ｍ1に達する。ここで、前記第１凹面反射鏡Ｍ１は、前記第１屈折光学系Ｓ1（Ｇ1P、Ｇ1N）の後側焦点位置の近傍に配置される。すなわち、前記第１凹面反射鏡Ｍ1は、前記第１反射屈折型結像光学系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、前記直角プリズムＰ1側を前側とし、前記第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。
【００５６】
次に、前記第１凹面反射鏡Ｍ1にて反射された光は、前記第１負レンズ群Ｇ1N及び前記第１正レンズ群Ｇ1Pを順に介して図中−Ｘ方向に沿って進行して前記直角プリズムＰ1の反射面Ｐ1bに向かう。
そして、前記直角プリズムＰ1の反射面Ｐ1bに達する光は、前記反射面Ｐ1bにて略９０°偏向されて図中−Ｚ方向に沿って進行し、前記視野絞りＦＳの位置に回路パターンの一次像を形成する。この一次像においては、Ｘ方向における横倍率は略＋１倍であり、かつＹ方向おける横倍率が略−１倍である。一次像からの光は、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2を介して、前記基板３０上に回路パターンの二次像を形成する。ここで、この二次像のＸ方向及びＹ方向における横倍率は略＋１倍である。すなわち、上記基板３０上に形成される二次像は、正立正像である。なお、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2の有する機能は、前記第１反射屈折型結像光学系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。
【００５７】
このように、上記基板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に保持されている上記マスク１０と基板ステージＫＳに保持されている上記基板３０とを一体に（あるいは別体に同期させて）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、マスクステージＭＳと基板ステージＫＳとを一体に移動させるときには、例えばマスクステージＭＳと基板ステージＫＳとをキャリッジの上に設け、当該キャリッジを移動させれば良い。
【００５８】
また、上述の第１反射屈折型結像光学系Ｋ1においては、前記第１屈折光学系Ｓ1の後側焦点位置の近傍に前記第１凹面反射鏡Ｍ1が配置されているため、上記マスク１０側及び上記視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2においても、第２屈折光学系Ｓ2の後側焦点位置の近傍に前記第２凹面反射鏡Ｍ２が配置されているため、前記視野絞りＦＳ側及び上記基板３０側においてテレセントリックとなる。従って、上記投影光学系ＰＬは、両側（上記マスク１０側及び上記基板３０側）テレセントリック光学系である。
【００５９】
そして、以下の表１には、図１に示した第１及び第２反射屈折型投影光学系( Ｋ1、Ｋ2) の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) 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はレンズ面間隔を示している。また、Ｄは正レンズ群（Ｇ1P、Ｇ2P）と負レンズ群（Ｇ1N、Ｇ2N）との間の軸上距離（群間隔）、Ｄ1 は第１正レンズ群Ｇ1Pと第１負レンズ群Ｇ1Nとの間の軸上距離（群間隔）、Ｄ2 は第２正レンズ群Ｇ２Ｐと第２負レンズ群Ｇ２Ｎとの間の軸上距離（群間隔）、Ｌは負レンズ群（Ｇ1N、Ｇ2N）中の２つのメニスカスレンズ（Ｌ1N1とＬ1N2、又はＬ2N1とＬ2N2）の間の軸上距離（レンズ間隔）、Ｌ1 は第１負レンズ群Ｇ1Nにおける第１メニスカスレンズＬ1N1と第２メニスカスレンズＬ1N2との間の軸上距離（レンズ間隔）、Ｌ2 は第２負レンズ群Ｇ2Nにおける第３メニスカスレンズＬ2N1と第４メニスカスレンズＬ2N2との間の軸上距離（レンズ間隔）である。
【００６０】
なお、合成石英及び螢石の屈折率は以下の通りである。
波長(nm)    螢石        合成石英
247.9       1.46807       1.50867
248.4       1.46788       1.50839
248.9       1.46769       1.50811
【００６１】
【表１】
0004235778.tif 000002
〔第１実施例の条件対応値〕
Ｄ＝Ｄ1 ＝Ｄ2 ＝２７５
Ｌ＝Ｌ1 ＝Ｌ2 ＝１４．８
Ｌ／Ｄ＝Ｌ1 ／Ｄ1 ＝Ｌ2 ／Ｄ2 ＝０．０５３８
なお、表１において、像高Ｙは４６ｍｍであり、物体面側での開口数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。
【００６２】
ここで、表１に示した光学系では、第１屈折光学系Ｓ1の第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1〜Ｌ1P4）の中で正の屈折力を有するレンズＬ1P1( 焦点距離352.1mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ1P3( 焦点距離328.5mm)とは蛍石から、また、負の屈折力を有するレンズレンズＬ1P2( 焦点距離-212.7mm) は合成石英から、さらに、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1〜Ｌ1N2）の中で負の屈折力を有するレンズＬ1N1( 焦点距離-1688.8mm)は螢石から構成されていることがわかる。
【００６３】
図２、図３及び図４は、それぞれタンジェンシャル面内及びサジタル面内のコマ収差図である。ここで、図２は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍにおけるコマ収差図、図３は半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍにおけるコマ収差図、図４は半値幅の長波長側λ＝２４８．９ｎｍにおけるコマ収差図である。なお、図２、図３及び図４において、点線で示す曲線はタンジェンシャル面内のコマ収差を、実線で示す曲線はサジタル面内のコマ収差を表わす。  また、図５は、上記各波長における非点収差図であり、図中点線で示す曲線はタンジェンシャル面内の焦点位置を、実線で示す曲線はサジタル面内の焦点位置を示している。
【００６４】
これら図２乃至図５においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍをＷＬＣとし、半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍの波長をＷＬＳとし、長波長側λ＝２４８．９ｎｍの波長をＷＬＬとしている。
これらの収差図から、本発明における第１の実施例は、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振波長域内において良好な光学性能を有していることがわかる。
【００６５】
次に、図６を参照しながら投影光学系を構成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ1( 又は第２反射屈折型結像光学系Ｋ2) の第２の実施例について説明する。図６には第１反射屈折型結像光学系Ｋ1のみのレンズ構成図を示し、第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、第１反射屈折型結像光学系と同じ構成であるので、説明を省略している。また、説明を簡略化にするために、図６においては、前記第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光路偏向部材としての直角プリズムＰ1( 又は直角プリズムＰ2) の図示を省略している。第２の実施例では、これらの第１及び第２反射屈折型結像光学系を図１に示すように直列に配置して投影光学系を構成する。
【００６６】
図６に示す如く、第１反射屈折型結像光学系Ｋ1( 又は第２反射屈折型結像光学系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２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。
【００６７】
前記第１正レンズ群Ｇ1P( 又は前記第２正レンズ群Ｇ2P）は、レンズＬ1P1〜Ｌ1P5( 又はレンズＬ2P1〜Ｌ2P5）から構成され、前記第１負レンズ群Ｇ1N（又は前記第２負レンズ群Ｇ2N）は、レンズＬ1N1〜Ｌ1N2( 又はレンズＬ2N1〜Ｌ2N2）から構成される。
そして、以下の表２には、図６に示した投影光学系の諸元の値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) 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はレンズ面間隔を示している。
【００６８】
【表２】
0004235778.tif 000003
〔第２実施例の条件対応値〕
Ｄ＝Ｄ1 ＝Ｄ2 ＝２４１．６
Ｌ＝Ｌ1 ＝Ｌ2 ＝１０
Ｌ／Ｄ＝Ｌ1 ／Ｄ1 ＝Ｌ2 ／Ｄ2 ＝０．０４１４
なお、表２において、像高Ｙは４６ｍｍであり、物体面側での開口数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。
【００６９】
ここで、表２に示した光学系では、第１屈折光学系Ｓ1の第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1〜Ｌ1P5）の中で正の屈折力を有するレンズＬ1P1( 焦点距離307.2mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ1P4( 焦点距離335.9mm)と、正の屈折力を有するレンズＬ1P5( 焦点距離755.2mm)とは蛍石から、また、負の屈折力を有するレンズレンズＬ1P2( 焦点距離-596.9mm) と、負の屈折力を有するレンズレンズＬ1P3( 焦点距離-382.8mm) とは合成石英から、さらに、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1〜Ｌ1N2）の中で負の屈折力を有するレンズＬ1N1( 焦点距離-1217.3mm)は螢石から構成されていることがわかる。
【００７０】
図７、図８及び図９は、それぞれタンジェンシャル面内及びサジタル面内のコマ収差図である。ここで、図７は狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍにおけるコマ収差図、図８は半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍにおけるコマ収差図、図９は半値幅の長波長側λ＝２４８．９ｎｍにおけるコマ収差図である。なお、図７、図８及び図９において、点線で示す曲線はタンジェンシャル面内のコマ収差を、実線で示す曲線はサジタル面内のコマ収差を表わす。
【００７１】
また、図１０は、上記各波長における非点収差図であり、図中点線で示す曲線はタンジェンシャル面内の焦点位置を、実線で示す曲線はサジタル面内の焦点位置を示している。
これら図７乃至図１０においては、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振中心波長λ＝２４８．４ｎｍをＷＬＣとし、半値幅の短波長側λ＝２４７．９ｎｍの波長をＷＬＳとし、長波長側λ＝２４８．９ｎｍの波長をＷＬＬとしている。
【００７２】
これらの収差図から、本発明における第２の実施例は、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザの発振波長域内において良好な光学性能を有していることがわかる。
次に、図１１及び図１２を参照しながら本発明の別の実施の形態にかかる投影光学系を走査型投影露光装置に適用した第３の実施例について説明する。図１１及び図１２において、図１に示した部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付してある。
【００７３】
図１１に示す走査型投影露光装置において、図１に示した走査型投影露光装置と異なる所は、狭幅化されていない自然発振のエキシマレーザ光を供給するエキシマレーザ光源を含む発振器４０の代わりに、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束を供給する光源部４２を設けた点、および投影光学系ＰＬ中の主に各屈折光学系（Ｓ1、Ｓ2）の構成を変更した点である。なお、以上の相違点以外は、図１１に示す走査型投影露光装置と図１に示すものと同じあるため重複部分については説明を省略する。
【００７４】
さて、図１１に示すように、光源部４２は、例えば、所定の複数の波長、すなわちｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束を発する水銀アークランプと、この水銀アークランプからの光を集光する楕円鏡等の集光鏡と、この集光鏡を介した光束を所定の状態の光束（ほぼ平行光束等）に変換する集光光学系（コリメート系等）等を含んでいる。
【００７５】
従って、光源部４２から供給される光束、即ちｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を含む光束は適切な光束状態のもとで照明光学系４１へ導かれる。
このように、光源部４２にて供給される所定の複数の波長の光を有する光束（露光光）は、照明光学系４１を介してマスク１０上の回路パターンへ向かい、マスク１０上の所定の領域は、照明光学系４１からの照明光（露光光）によりほぼ均一の照度で照明される。そして、均一照明されたマスク１０のパターンからの光は、投影光学系（Ｋ1、Ｋ2）を介して感光性基板３０に結像され、感光性基板３０上には、マスク１０のパターン像が形成される。このとき、マスクステージＭＳにて保持されているマスク１０と基板ステージＫＳにて保持されている基板３０とを一体的に移動させれば、マスク１０の全面パターン像が感光性基板３０上に露光することができる。
【００７６】
ここで、図１１に示す投影光学系は、露光光としている所定の複数の波長（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の光に対して色収差補正が施されている。
図１１において、投影光学系は、前記マスク１０上の回路パターンの一次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と、この一次像からの光に基づいて前記基板３０上に回路パターンの正立正像（二次像）を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ2とを有する。図１２では、各反射屈折型結像光学系（Ｋ1、Ｋ2）のを拡大した様子を示している。
【００７７】
前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1は、前記マスク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と、正の屈折力を有する第１正レンズ群Ｇ1Pと、負の屈折力を有する第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。  ここで、前記第１正レンズ群Ｇ1Pは、両凸形状の正レンズ（第１の正レンズ）Ｌ1P1と、第１凹面反射鏡Ｍ1側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１の負レンズ）Ｌ1P2と、両凸形状の正レンズ（第２の正レンズ）Ｌ1P3とから構成され、前記第１負レンズ群Ｇ1Nは、第１凹面反射鏡Ｍ1側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１のメニスカスレンズ）Ｌ1N1と、第１凹面反射鏡Ｍ1側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ（第２のメニスカスレンズ）Ｌ1N2とから構成される。
【００７８】
また、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1の構成と全く同一であり、即ち、前記基板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と、正の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ2Pと、負の屈折力を有する第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第２屈折光学系Ｓ2と、前記第２凹面反射鏡Ｍ２とを有する。
【００７９】
ここで、前記第２正レンズ群Ｇ2Pは、両凸形状の正レンズ（第３の正レンズ）Ｌ2P1と、第２凹面反射鏡Ｍ2側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第２の負レンズ）Ｌ2P2と、両凸形状の正レンズ（第４の正レンズ）Ｌ2P3とから構成され、前記第２負レンズ群Ｇ2Nは、第２凹面反射鏡Ｍ2側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第３のメニスカスレンズ）Ｌ2N1と、第２凹面反射鏡Ｍ2側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ（第４のメニスカスレンズ）Ｌ2N2とから構成される。
【００８０】
なお、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1により形成される回路パターンの一次像形成位置には、前記基板３０での投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられる。また、上述の第１反射屈折型結像光学系Ｋ1 においては、前記第１屈折光学系Ｓ1 の略後側焦点位置に前記第１凹面反射鏡Ｍ1 が配置されているため、上記マスク10側及び上記視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。さらに、前記第２反射屈折型結像光学系Ｋ2 においても、第２屈折光学系Ｓ2 の略後側焦点位置に前記第２凹面反射鏡Ｍ2 が配置されているため、前記視野絞りＦＳ側及び上記基板３０側においてテレセントリックとなる。従って、上記投影光学系ＰＬは、両側（上記マスク１０側及び上記基板３０側）テレセントリック光学系である。
【００８１】
さて、以下の表３には、図１１に示した第１及び第２反射屈折光学系（Ｋ1 、Ｋ2)の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) 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、ｎg は露光波長の光（ｇ線：４３６ｎｍ）に対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎh は露光波長の光（ｈ線：４０６ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎi は露光波長の光（ｉ線：３６５ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率を示している。
【００８２】
【表３】
0004235778.tif 000004
0004235778.tif 000005
なお、表３において、像高Ｙは４７ｍｍであり、物体面側での開口数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。
【００８３】
ここで、以下の表４に第３実施例の像高毎の波面収差のｒ．ｍ．ｓ．値をｇ線、ｈ線、ｉ線に対して、Ｗｒｍｓ（ｇ）、Ｗｒｍｓ（ｈ）、Ｗｒｍｓ（ｉ）として掲げる。
【００８４】
【表４】
0004235778.tif 000006
表３に示すように第３実施例の投影光学系は各条件を満足しているため、上記表４に示す如く、本発明における第３の実施例の投影光学系は良好な光学性能を有していることが分かる。
【００８５】
次に、図１３を参照しながら図１１に示す投影光学系を構成する各反射屈折光学系（Ｋ1、Ｋ2）の第４の実施例について説明する。図１３には第１反射屈折型結像光学系Ｋ1のみのレンズ構成図を示し、第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、第１反射屈折型結像光学系と同じ構成であるので、説明を省略している。また、説明を簡略化にするために、図１３においては、前記第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光路偏向部材としての直角プリズムＰ1( 又は直角プリズムＰ2) の図示を省略している。第４の実施例では、これらの第１及び第２反射屈折型結像光学系を図１１に示すように直列に配置して投影光学系を構成する。
【００８６】
図１３に示す如く、第１反射屈折型結像光学系Ｋ1( 又は第２反射屈折型結像光学系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２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。
【００８７】
図１３に示す第４の実施例の反射屈折型結像光学系（Ｋ1、Ｋ2）において、図１１に示す第３の実施例と異なる所は、正レンズ群（Ｇ1P、Ｇ2P）中の第２の正レンズの凹面反射鏡（Ｍ1、Ｍ2）側に負のメニスカスレンズ（Ｌ1P4、Ｌ2P4）を新たに配置した点である
前記第１正レンズ群Ｇ1P( 又は前記第２正レンズ群Ｇ2P）は、レンズＬ1P1〜Ｌ1P4( 又はレンズＬ2P1〜Ｌ2P4）から構成され、前記第１負レンズ群Ｇ1N（又は前記第２負レンズ群Ｇ2N）は、レンズＬ1N1〜Ｌ1N2( 又はレンズＬ2N1〜Ｌ2N2）から構成される。
【００８８】
そして、以下の表５には、図１３に示した投影光学系の諸元の値及び条件対応値を掲げる。但し、左端の数字は物体側( 又は一次像) 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、ｎg は露光波長の光（ｇ線：４３６ｎｍ）に対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎh は露光波長の光（ｈ線：４０６ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率、ｎi は露光波長の光（ｉ線：３６５ｎｍ）対する媒質（光学材料）の屈折率を示している。
【００８９】
【表５】
0004235778.tif 000007
0004235778.tif 000008
なお、表５において、像高Ｙは４７ｍｍであり、物体面側での開口数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。
【００９０】
ここで、以下の表６に第４実施例の像高毎の波面収差のｒ．ｍ．ｓ．値をｇ線、ｈ線、ｉ線に対して、Ｗｒｍｓ（ｇ）、Ｗｒｍｓ（ｈ）、Ｗｒｍｓ（ｉ）として掲げる。
【００９１】
【表６】
0004235778.tif 000009
表５に示すように第４実施例の投影光学系は各条件を満足しているため、上記表６に示す如く、本発明における第４の実施例の投影光学系は良好な光学性能を有していることが分かる。
【００９２】
なお、上述の実施例においては、本発明のよる投影光学系を第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と第２反射屈折型結像光学系Ｋ2とに適応したが、前記第１反射屈折型結像光学系Ｋ1の前記反射面Ｐ1a、Ｐ1bを持つ直角プリズムＰ1の前記反射面Ｐ1a又はＰ1bのどちらか一方の反射面をダハ面を有するものとして、第１反射屈折型結像光学系を構成することにより等倍の正立正像を形成することも可能である。なお、このようなダハ面を有する光路偏向部材としては例えば特開平4-251812号に開示されている。
【００９３】
また、上述の各実施例においては、反射屈折型結像光学系（Ｋ1、Ｋ2）の負レンズ群（Ｇ1N、Ｇ2N）中の最も正レンズ群（Ｇ1P、Ｇ2P）側に配置された負レンズ（Ｌ1N1、Ｌ2N1）をメニスカス形状としたが、このレンズ（Ｌ1N1、Ｌ2N1）において負の屈折力を有していればどの様な形状とすることもできる。この場合、負レンズ（Ｌ1N1、Ｌ2N1）は凹面を有していることが好ましく、この負レンズ（Ｌ1N1、Ｌ2N1）と反射鏡（Ｍ1、Ｍ2）との間に配置されるメニスカスレンズ（Ｌ1N2、Ｌ2N2）は、負レンズ（Ｌ1N1、Ｌ2N1）に形成される凹面と対向した凹面を有していることがより望ましい。
【００９４】
また、上述の実施例において、走査型露光装置に適応される投影光学系を第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と第２反射屈折型結像光学系Ｋ2とにより構成されるものとしたが、走査方向と直交する方向に複数の投影光学系（第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と第２反射屈折型結像光学系Ｋ2とにより構成されるもの）を配置することにより、より広い露光領域を形成することも可能である。このような複数の投影光学系を千鳥配置するものとしては、例えば特開平8-211294号に開示されている。
【００９５】
このように、上述の実施の形態に係る各実施例によれば、本発明による投影光学系を適応したとき、狭帯化されていないＫｒＦエキシマレーザやｇ線〜ｉ線等を含む広い波長域の紫外光等を用いた光学装置（投影露光装置、レーザ加工装置など）に対して良好な光学性能を付与することが可能となる。これにより、上記光学装置では、比較的広い波長域の遠紫外光を利用して被露光体上での露光エネルギーを高めることができ、高スループットを達成できる。
【００９６】
特に、上述の実施の形態に係る各実施例に記載の装置又は投影光学系を用いて基板に穴を形成する等の光加工を行う光加工方法（又は投影方法）や基板に所定のパターンを転写する露光方法を実行することにより良好なるデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。この場合における投影方法や露光方法としては、照明光学系４１を用いて第１物体（マスク１０）の所定領域（パターン領域）に紫外光（加工光）を導く工程（照明工程）と、投影光学系を用いて第１物体の所定領域の像（マスク１０のパターン像）を第２物体（感光性基板３０）に形成する工程（投影工程）を有することが好ましく、さらに、投影光学系に対して第１物体と第２物体とを移動させる工程（走査工程）を有することがより好ましい。
【００９７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、比較的広い波長域の遠紫外光を利用する光学装置に、良好な光学性能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図３】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図４】本発明による第１実施例のコマ収差図である。
【図５】本発明による第１実施例の非点収差図である。
【図６】本発明による第２実施例を示すレンズ構成図である。
【図７】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図８】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図９】本発明による第２実施例のコマ収差図である。
【図１０】本発明による第２実施例の非点収差図である。
【図１１】本発明による第３実施例の構成を示す図である。
【図１２】本発明による第３実施例を示すレンズ構成図である。
【図１３】本発明による第４実施例を示すレンズ構成図である。
【符号の説明】
Ｋ1‥‥‥第１反射屈折型結像光学系
Ｋ2‥‥‥第２反射屈折型結像光学系
Ｇ1P‥‥第１正レンズ群
Ｇ1N‥‥第１負レンズ群
Ｇ2P‥‥第２正レンズ群
Ｇ2N‥‥第２負レンズ群
Ｍ1‥‥‥第１凹面反射鏡
Ｍ2‥‥‥第２凹面反射鏡
Ｓ1‥‥‥第１屈折光学系
Ｓ2‥‥‥第２屈折光学系
１０‥‥‥マスク
３０‥‥‥基板
４１‥‥‥照明光学系
【図１】
0004235778.tif 000010
【図２】
0004235778.tif 000011
【図３】
0004235778.tif 000012
【図４】
0004235778.tif 000013
【図５】
0004235778.tif 000014
【図６】
0004235778.tif 000015
【図７】
0004235778.tif 000016
【図８】
0004235778.tif 000017
【図９】
0004235778.tif 000018
【図１０】
0004235778.tif 000019
【図１１】
0004235778.tif 000020
【図１２】
0004235778.tif 000021
【図１３】
0004235778.tif 000022