(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面の一次像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記第１面の二次像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第１結像光学系は、第１面側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、
前記第２結像光学系は、凹面状に形成された表面反射面を有し且つ中央に第１の光通過部を有する主鏡と、中央に第２の光通過部を有する反射面を備えた副鏡と、該副鏡の前記主鏡側に隣接して配置されて負の屈折力を有するレンズ成分とを有し、
前記一次像からの光が前記主鏡の前記第１の光通過部および前記レンズ成分を介して前記副鏡で反射され、前記副鏡で反射された光が前記レンズ成分を介して前記主鏡で反射され、前記主鏡で反射された光が前記レンズ成分および前記副鏡の前記第２の光通過部を介して前記第２面上に前記二次像を形成し、
前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材は同じ屈折率を有する光学材料により形成され、
前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．７＜｜β１／β２｜＜３．５
の条件を満足することを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項２】
第１面の一次像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記第１面の二次像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第１結像光学系は、第１面側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、
前記第２結像光学系は、凹面状に形成された表面反射面を有し且つ中央に第１の光通過部を有する主鏡と、中央に第２の光通過部を有する反射面を備えた副鏡と、該副鏡の前記主鏡側に隣接して配置されたレンズ成分とを有し、
前記一次像からの光が前記主鏡の前記第１の光通過部および前記レンズ成分を介して前記副鏡で反射され、前記副鏡で反射された光が前記レンズ成分を介して前記主鏡で反射され、前記主鏡で反射された光が前記レンズ成分および前記副鏡の前記第２の光通過部を介して前記第２面上に前記二次像を形成し、
前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面は非球面形状に形成され、
前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．７＜｜β１／β２｜＜３．５
の条件を満足することを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項３】
前記副鏡の前記反射面は、前記副鏡に隣接して配置された前記レンズ成分の屈折面上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項４】
前記副鏡の前記反射面は、前記主鏡側に凹面を向けた形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項５】
前記副鏡に隣接して配置された前記レンズ成分の前記主鏡側の屈折面は、前記主鏡側に凹面を向けた形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項６】
前記副鏡に隣接して配置された前記レンズ成分の前記主鏡側の屈折面の曲率半径をＲとし、前記副鏡の有効径をＤとするとき、
０．０３＜Ｄ／｜Ｒ｜＜１．０
の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項７】
前記主鏡と前記副鏡との間の光路中に配置される屈折光学部材は、前記副鏡に隣接して配置された前記レンズ成分のみであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項８】
前記第２結像光学系を構成するすべての屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項９】
前記第１結像光学系を構成するすべての屈折面のうちの少なくとも１つの面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１０】
前記第２結像光学系中の屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面は非球面形状に形成され、
前記第１結像光学系中の前記第１レンズ群および前記第２レンズ群の各々は、少なくとも１つの非球面形状の屈折面を有することを特徴とする請求項２に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１１】
前記反射屈折結像光学系を構成するすべてのレンズのうちの少なくとも８０％の数のレンズは、一方の屈折面が非球面形状に形成され且つ他方の屈折面が球面形状に形成されていることを特徴とする請求項２及び８乃至１０のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１２】
前記第１結像光学系中の前記開口絞りは、前記第１レンズ群の後側焦点位置の近傍に配置され、
前記反射屈折結像光学系は、前記第１面側および前記第２面側にテレセントリックな光学系を構成していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１３】
第１面の中間像を形成するための第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有する凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を備える第２反射面を備える副鏡とを有し、
前記主鏡及び前記副鏡は、前記第１光通過部へ向かう光が前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を通過するように位置決めされ、
前記反射屈折結像光学系は、前記第１及び第２反射面で反射されずに前記第２面へ向かう光を遮蔽するための中心遮蔽部材と、開口径が可変に構成された可変開口絞りとを備え、
前記中心遮蔽部材と前記可変開口絞りとは、前記反射屈折結像光学系の光軸方向で互いに異なる位置に配置されることを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項１４】
前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、前記可変開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを備え、
前記第２結像光学系は、前記主鏡及び前記副鏡とを備え、
前記中心遮蔽部材は、前記第１結像光学系中に配置されることを特徴とする請求項１３記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１５】
第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、
前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有する凹面状の第１反射面からなる主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面からなる副鏡と、前記第１反射面及び前記第２反射面から離間されている屈折部材とを有し、
前記第１結像光学系からの光が前記主鏡の前記第１光通過部と前記屈折部材とを介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記屈折部材を介して前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記屈折部材と前記副鏡の前記第２光通過部とを介して前記第２面上に最終像を形成し、
前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．６＜｜β１／β２｜＜３．５
の条件を満足することを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項１６】
前記屈折部材は負の屈折力を有し、
前記屈折部材の焦点距離をｆ１とし、前記副鏡と前記屈折部材との光軸に沿った間隔をｄ１とするとき、
−８５＜ｆ１／ｄ１＜−１０
の条件を満足することを特徴とする請求項１５に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１７】
前記屈折部材は、前記第２面側に凹面を向けた屈折面を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１８】
前記第２反射面は表面反射鏡であることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項１９】
第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中問像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、
前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有し且つ凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面を備える副鏡とを有し、
前記第２結像光学系へ入射する光が前記主鏡の前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を介して前記第２面上に前記最終像を形成し、
前記反射屈折結像光学系が有する屈折部材は、前記第１面と前記第２面との間の光路のうち、前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた部分にのみ配置され、
前記中間像と前記第１反射面との間の光路中であって、かつ前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた光路に配置された色収差補正負レンズをさらに備え、
前記中間像と前記第１反射面と間に配置された前記色収差補正負レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第１反射面と前記第２反射面との距離をｄ２とするとき、
−０．７０＜ｆ２／｜ｄ２｜＜−０．２５
の条件を満足することを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項２０】
前記第１レンズ群の後側焦点位置近傍に、前記第２結像光学系の中心に入射する光を遮断する中心遮蔽部材が配置されることを特徴とする請求項１９に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２１】
前記第１レンズ群は、瞳の像面湾曲を有し、前記中心遮蔽部材と前記開口絞りとは、前記第１結像光学系の光軸方向で離れた位置に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２２】
前記第１面側及び前記第２面側ともにテレセントリック光学系であること特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２３】
１０以上の屈折面を有し、当該屈折面のうち、少なくとも５面が非球面形状を有すること特徴とする請求項１９に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２４】
前記反射屈折結像光学系の全系の結像倍率をβとし、前記第１反射面の結像倍率をβ３とし、前記第２反射面の結像倍率をβ４とするとき、
０．１５＜｜β／β３｜＜０．９５
０．１０＜｜β／β４｜＜０．５０
の条件式を満足する請求項１９乃至２３のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２５】
前記反射屈折結像光学系を構成する屈折部材が、前記第１面と前記第１光透過部との間の光路中にのみ配置されることを特徴とする請求項１９乃至２４のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２６】
前記第１反射面と前記第２反射面との距離をｄ２とし、前記第２反射面と前記第２面との距離をｄ３とするとき、
０．０４＜｜ｄ３／ｄ２｜＜０．０８
の条件式を満足する請求項１９乃至２５のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２７】
第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中問像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、
前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、
前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有し且つ凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面を備える副鏡とを有し、
前記第２結像光学系へ入射する光が前記主鏡の前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を介して前記第２面上に前記最終像を形成し、
前記反射屈折結像光学系が有する屈折部材は、前記第１面と前記第２面との間の光路のうち、前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた部分にのみ配置され、
前記第１反射面と前記第２反射面との距離をｄ２とし、前記第２反射面と前記第２面との距離をｄ３とするとき、
０．０４＜｜ｄ３／ｄ２｜＜０．０８
の条件式を満足することを特徴とする反射屈折結像光学系。
【請求項２８】
前記第２結像光学系は、前記第１結像光学系による中間像の像を前記第２面上に前記最終像として形成することを特徴とする請求項１９乃至２７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項２９】
前記主鏡の前記第１光通過部と前記副鏡の前記第２光通過部とは、前記反射屈折結像光学系の光軸を含む位置に配置されることを特徴とする請求項１９乃至２８のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３０】
前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材は、蛍石から形成されていることを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３１】
前記第１結像光学系中の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の光路中には、入射光束のうち光軸を中心とする一部の光束を遮るための中心遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１２、及び１５乃至３０のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３２】
前記中心遮蔽部材は、前記光軸の方向において前記開口絞りとは異なる位置に配置されることを特徴とする請求項３１に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３３】
前記一次像の形成位置の近傍に配置された視野絞りをさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３４】
前記反射屈折結像光学系は、前記第２面上に直径１０ｍｍ以上のイメージサークルを有することを特徴とする請求項１乃至３３のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３５】
前記第２結像光学系中の前記主鏡は、線膨張係数３ｐｐｍ／℃以下の物質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３４のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３６】
前記第１結像光学系中の前記第１レンズ群の後側焦点位置の近傍には、光束断面内における第１の領域を通過する光束と、前記光束断面内における前記第１の領域とは異なる第２の領域を通過する光束とに対して相対的に強度差、位相差および偏光状態の差のうちの少なくとも１つを与えるための光学素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３５のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３７】
前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材、前記主鏡および前記副鏡は、単一の光軸に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至３６のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３８】
前記反射屈折結像光学系を構成するすべてのレンズ成分の枚数は、１０枚以下であることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項３９】
前記反射屈折結像光学系の結像倍率は、０．１２〜０．３３の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３８のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
【請求項４０】
紫外領域の照明光により所定のパターンが形成されたマスクを照明するための照明光学系と、
前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を感光性基板上に投影するための請求項１乃至３９のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系とを備えていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項４１】
前記マスクを所定の走査方向に沿って可動となるように支持する第１ステージと、前記感光性基板を所定の走査方向に沿って可動となるように保持する第２ステージとをさらに備え、
前記第１及び第２ステージを前記反射屈折結像光学系に対して移動させつつ露光を行うことを特徴とする請求項４０に記載の投影露光装置。
【請求項４２】
前記露光を行う際に前記第１及び第２ステージは同方向へ移動することを特徴とする請求項４１に記載の投影露光装置。
【請求項４３】
紫外領域の照明光を生成する工程と、
前記照明光により所定のパターンが形成されたマスクを照明する工程と、
請求項１乃至３９のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系を用いて、前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上へ投影する工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項４４】
前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折結像光学系に対して移動させつつ露光を行うことを特徴とする請求項４３に記載の投影露光方法。
【請求項４５】
前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折結像光学系に対して同方向へ移動させつつ露光を行うことを特徴とする請求項４４に記載の投影露光方法。
【請求項４６】
請求項４０乃至４２のいずれか１項に記載の投影露光装置を用いたデバイスの製造方法であって、
基板上に感光性材料を塗布することによって前記感光性基板を準備する工程と、
前記感光性基板上に前記反射屈折結像光学系を介して前記マスクの最終像を形成する工程と、
前記基板上の前記感光性材料を現像する工程と、
前記現像された前記感光性材料に対応したパターンを前記基板上に形成する工程と
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば半導体素子や液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する投影露光の際に好適に使用される反射屈折結像光学系、並びに該反射屈折結像光学系を備えた投影露光装置及び露光方法に関し、特に反射屈折結像光学系内の結像光学系の一要素として反射系を用いることにより、紫外線波長域で０．１μｍ以下の解像度を有する反射屈折結像光学系等に関する。
背景技術
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、フォトマスク又はレチクル（以下、総称して「レチクル」という）上に形成されたパターン像を投影光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート上などに投影露光する投影露光装置が使用されている。そして、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影露光装置に使用されている投影光学系に要求される解像力は益々高まっている。この要求を満足するためには、照明光（露光光）の波長を短くすること及び投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることが必要となる。例えば、照明光の波長が１８０ｎｍ以下の場合は、０．１μｍ以下の高解像を達成できる。
しかし、照明光の波長が短くなると、光の吸収が大きくなり、実用に耐える硝材の種類は限られてしまい、特に波長が１８０ｎｍ以下になると実用上使える硝材は蛍石だけに限定される。このため、屈折レンズ系のみ、即ち屈折力を有する反射鏡（凹面反射鏡又は凸面反射鏡）を含まないレンズ成分のみで構成された投影光学系では、色収差の補正が不可能となる。
また、投影光学系に求められる光学性能は極めて高いため、諸収差をほぼ無収差にまで補正することが必要となる。しかし、屈折型投影光学系で所望の光学性能を達成するためには多数レンズ成分が必要となり、透過率の低減や製造コストの増大を避けることはできない。
これに対して、凹面反射鏡等のパワー（屈折力）を利用する反射型の光学系、すなわちレンズ成分を含むことなく屈折力を有する反射鏡を含む光学系は、色収差を生じることがなく、ペッツバール和に関してレンズ成分とは符号が逆の寄与を示す。従って、反射光学系と屈折光学系とを組み合わせた光学系、いわゆる反射屈折型の光学系（以下、「反射屈折結像光学系」という）は、レンズ枚数の増加を招くことなく、色収差をはじめ各諸収差をほぼ無収差にまで良好に補正することができる。ここで、反射屈折結像光学系とは、少なくとも１つのレンズ成分と、屈折力を有する少なくとも１つの反射鏡とを含む光学系である。なお、屈折型の光学系や反射型の光学系において、必要に応じて平行平面板や光路偏向用の平面反射鏡などが設けられることは言うまでもない。
しかしながら、投影露光装置の投影光学系の光路中に凹面反射鏡を用いると、レチクル側からこの凹面反射鏡に入射した光が反射されて再び元のレチクル側へ逆進してしまう。このため、凹面反射鏡に入射する光の光路と凹面反射鏡で反射される光の光路とを分離するとともに凹面反射鏡からの反射光をウエハ方向へ導くための技術が、すなわち反射屈折結像光学系により投影光学系を構成する種々の技術が、従来より多く提案されている。
代表的な光路分離の方法として、特公平７−１１７６４８号公報には、ハーフミラーや偏光ビームスプリッター等の透過反射面を用いて光路分離を行う方法が提案されている。また、米国特許第４，７７９，９６６号公報には、光軸外の光路を用いて中間像を形成し、中間像の形成位置の近傍に光路折り曲げ用の平面鏡を配置して光路分離を行なう方法が提案されている。さらに、米国特許第５，０３１，９７６号公報には、中央に開口部を有する２枚の反射鏡を用い、光学系の瞳の近くで光束断面の大きいときに光束が反射され、且つ像面の近くで光束断面の小さいときに光束が中央開口部を通過するように２枚の反射鏡を配置することにより光路分離を行なう方法が提案されている。
しかしながら、特公平７−１１４６４８号公報及び米国特許第４，７７９，９６６号公報に開示された光路分離方法では、光路分離のために光軸に対して斜設された平面鏡を用いるため、光学系が複数の光軸を有することになる。高精度な光学部品の調整を必要とする投影光学系においては、複数の光軸の位置合わせを高精度に行なうとともに各光軸に対して所望の位置に光学部品をミクロンオーダーで配置することは非常に難しい技術を必要とするため、結果として光学系を製造するためのコストの増大を避けることはできない。
一方、米国特許第５，０３１，９７６号公報に開示された光路分離方法を用いると、光学系を構成するすべての光学要素を単一の光軸に沿って配置することができる。その結果、投影光学系において従来から用いられている光学部品の調整方法に従って高精度に光学系を製造することが可能である。この光路分離方法を用いた光学系が、米国特許第５，０３１，９７６号公報の他にも、米国特許第５，４８８，２２９号公報、米国特許５，６５０，８７７号公報、米国特許第５，７１７，５１８号公報等に開示されている。
しかしながら、米国特許第５，０３１，９７６号公報などに開示された光学系では、２つの反射鏡で全く反射されることなくその中央開口部を通過して像面に達する迷光の発生を回避するために、結像光束のうち光軸を中心とした一部の光束を遮る必要がある。その結果、この結像光束の中心遮蔽に起因して、光学系の結像特性が低下する。従って、米国特許第５，０３１，９７６号公報に開示された光路分離方法を投影光学系に適用するには、十分な光学性能を得るため、結像光束の中心遮蔽率（以下、単に「中心遮蔽率」という）を小さく抑えることが重要である。
米国特許５，６５０，８７７号公報に開示された光学系では、中間像を形成することなく、物体面（マスク面に対応する面）寄りにハーフミラーを配置し、像面（ウエハ面に対応する面）寄りに中央に開口部を有する反射鏡を配置することによって、中心遮蔽率をある程度小さく抑えている。すなわち、この光学系では、ハーフミラーの採用が必須となる。しかしながら、たとえば波長が１８０ｎｍ以下の露光光を用いる投影光学系に対してこの光学系を適用した場合、半透過薄膜の形成に使用可能な物質が限定されるので、十分な性能のハーフミラーを製造することは困難である。また、ウエハ面に到達する光は１／４以下となってしまうため、スループットの低下は避けられない。
米国特許第５，０３１，９７６号公報、米国特許第５，４８８，２２９号公報、及び米国特許第５，７１７，５１８号公報に開示された光学系では、いずれも第１結像光学系を介して中間像を形成し、その形成位置の近傍に中央開口部を有する第１の反射鏡を配置し、さらに像面の近傍に中央開口部を有する第２の反射鏡を配置することによって、中心遮蔽率をある程度小さく抑えている。
しかしながら、これらの公報に開示された光学系は、以下のような不都合を有する。
一般に、投影光学系が０．１μｍ以下の高解像を得るには、露光光としてＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）を用いたとしても、０．７以上の像側ＮＡが必要となる。また、半導体チップのサイズおよびスループットを考えると、像側のイメージサークルが直径１０ｍｍを切ることは現在のところ考えられない。さらに、像側のＷＤ（ワークディスタンス：投影光学系の最もウエハ側のレンズ面とウエハとの間の軸上空気間隔）も、露光時のレジスト（ウエハに塗布された）からのアウトガスの影響やウエハステージの駆動の影響を考えると、大幅に小さくすることはできない。
米国特許第５，６５０，８７７号公報に開示された光学系では、中間像の形成位置の近傍に厚肉レンズを配置するとともに第２の反射鏡である裏面反射鏡の屈折部に厚肉レンズを採用し、従来から知られている厚肉レンズの色収差補正を利用して、第１結像光学系で発生する色収差の補正を行っている。しかしながら、この光学系では、投影光学系に求められる上述の要件（像側ＮＡ、イメージサークル径、像側のＷＤなど）を満たそうとすると、裏面反射鏡の屈折部の厚さが大きくなり、この屈折部の厚さに比例して裏面反射鏡の径が著しく大きくなる。その結果、製造が困難になるばかりでなく、製造コストが飛躍的に増大してしまう。
また、この光学系では物体側（像側）が無限遠に近いことを想定しているので第１結像光学系の屈折力が小さく、第１結像光学系における色収差の発生もあまり大きくないため、厚肉レンズによりある程度良好な色収差補正を達成している。しかしながら、全系として０．１５〜０．４程度の縮小倍率が要求される投影光学系に適用する場合、第１結像光学系の屈折力が増大させざるを得ず、第１結像光学系における色収差の発生の増大を避けることはできない。その結果、この光学系において、特に２つの反射鏡の径および厚さを現実的な大きさに保ったまま、色収差を良好に補正することは困難である。
米国特許第５，４８８，２２９号公報に開示された光学系は、米国特許第５，０３１，９７６号公報に開示された光学系の変形であり、光源としてＡｒＦエキシマレーザ（発振波長１９３ｎｍ）を用いるレーザリペア装置（レーザ加工により半導体回路の修正を行う装置）のための光学系を想定してその最適化を行なったものである。この光学系では、厚肉レンズを用いることなく、２枚の裏面反射鏡を用いることにより色収差補正を行なっている。しかしながら、中間像の形成位置の近傍に配置される凹面鏡が色収差補正の目的から裏面反射鏡であるため、０．７以上の像側ＮＡを達成するとともに像側において所要の大きさのイメージサークルを達成するには、凹面鏡の径が著しく大きくなり、半導体露光装置等の投影光学系としては実現可能な光学解とはなり得ない。
米国特許第５，７１７，５１８号公報に開示された光学系では、０．８の像側ＮＡを達成している。しかしながら、米国特許第５，４８８，２２９号公報に開示された光学系と同様に、中間像の形成位置の近傍に配置される凹面鏡が色収差補正の目的から裏面反射鏡であるため、像側において所要の大きさのイメージサークルを達成するには、凹面鏡の径が著しく大きくなり現実的ではない。また、この従来技術では、良好な色収差補正を行なうために、石英ガラスや螢石等の複数の硝材を用いて光学系を構成している。このため、この光学系では、波長が１８０ｎｍ以下の露光光を用いることはできず、実質的にはＡｒＦエキシマレーザ光が使用可能な最短の波長光である。
また、１８０ｎｍ以下の波長の露光光を用いる光学系においては、十分な屈折率を得るという観点から屈折部材として蛍石を用いることになるが、裏面反射コートを施した蛍石レンズを用いた場合、以下のような不都合を生じる可能性がある。すなわち、このような波長域の光を反射するコートはその膜材料が限定され光吸収が比較的大きくなることから、コートに吸収された大きな光エネルギーが熱として蛍石レンズに伝播する。その結果、熱膨張率が大きい蛍石は、露光中にそのレンズ面形状が変化し、結像性能を劣化させるという傾向が生じ易い。
発明の開示
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、例えば波長が１８０ｎｍ以下の紫外領域の照明光を用いた場合にも、少ないレンズ枚数で、反射鏡の大型化を招くことなく、所要の大きさの像側ＮＡ及びイメージサークルを得ることができ、例えば０．１μｍ以下の高解像を達成することのできる反射屈折結像光学系及び該光学系を備えた投影露光装置等を提供することを目的とする。
第１発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の一次像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記第１面の二次像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第１結像光学系は、第１面側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、前記第２結像光学系は、凹面状に形成された表面反射面を有し且つ中央に第１の光通過部を有する主鏡と、中央に第２の光通過部を有する反射面を備えた副鏡と、該副鏡の前記主鏡側に隣接して配置されて負の屈折力を有するレンズ成分とを有し、前記一次像からの光が前記主鏡の前記第１の光通過部および前記レンズ成分を介して前記副鏡で反射され、前記副鏡で反射された光が前記レンズ成分を介して前記主鏡で反射され、前記主鏡で反射された光が前記レンズ成分および前記副鏡の前記第２の光通過部を介して前記第２面上に前記二次像を形成し、前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材は同じ屈折率を有する光学材料により形成され、前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．７＜｜β１／β２｜＜３．５・・・（２）
の条件を満足する。
上記反射屈折結像光学系では、第１結像光学系を介して、第１面（物体面）の一次像すなわち中間像を形成する。そして、中間像の形成位置の近傍に、凹面状に形成された表面反射面を有し且つ中央に第１の光通過部（中央開口部）を有する主鏡を配置して、この主鏡の中央開口部の径を小さく抑えることにより、中心遮蔽率を小さく抑えて結像性能の低下を回避している。さらに、第２面（像面）の近傍に、中央に第２の光通過部（中央開口部）を有する反射面を備えた副鏡と、その主鏡側に隣接して配置されたレンズ成分とを配置して、この副鏡の中央開口部を第２面に近づけることのできる構成を採用することにより、中心遮蔽率を小さく抑えて結像性能の低下を回避している。
前述したように、本発明の光学系を投影露光装置の投影光学系に適用する場合、０．１μｍ以下の高解像を得るには、波長が１８０ｎｍ以下の露光光を使用する必要がある。したがって、第１発明では、反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材を、同じ屈折率を有する光学材料によって、例えばＦ２レーザ光を十分な透過率で透過させることのできる単一の硝材によって形成している。また、副鏡の主鏡側に隣接して配置されるレンズ成分の屈折力を負屈折力にすることにより、１次の色収差補正を良好に行なうことができる。
第２発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の一次像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記一次像からの光に基づいて前記第１面の二次像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第１結像光学系は、第１面側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、前記第２結像光学系は、凹面状に形成された表面反射面を有し且つ中央に第１の光通過部を有する主鏡と、中央に第２の光通過部を有する反射面を備えた副鏡と、該副鏡の前記主鏡側に隣接して配置されたレンズ成分とを有し、前記一次像からの光が前記主鏡の前記第１の光通過部および前記レンズ成分を介して前記副鏡で反射され、前記副鏡で反射された光が前記レンズ成分を介して前記主鏡で反射され、前記主鏡で反射された光が前記レンズ成分および前記副鏡の前記第２の光通過部を介して前記第２面上に前記二次像を形成し、前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面は非球面形状に形成され、前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．７＜｜β１／β２｜＜３．５・・・（２）
の条件を満足する。
上記反射屈折結像光学系では、反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折面および反射面のうち少なくとも１つの面を非球面形状に形成している。この構成により、主鏡や副鏡を実現可能な大きさに抑えつつ、十分な結像性能を有する光学系を達成している。
以上説明した第１及び第２発明の反射屈折結像光学系によれば、たとえばＦ２レーザ光のように波長が１８０ｎｍ以下の光を用いた場合にも、特に主鏡の大型化を招くことなく、所要の大きさの像側ＮＡおよびイメージサークルを確保することができ、たとえば０．１μｍ以下の高解像を達成することのできる反射屈折結像光学系を少ないレンズ枚数で実現することができる。
なお、本発明（第１発明および第２発明）の光学系において、副鏡に隣接して配置されたレンズ成分の屈折面上に副鏡の反射面を設けて、副鏡とレンズ成分とで裏面反射鏡を構成することが好ましい。この構成により、副鏡の保持機構を第２面側へ突出させることなく、副鏡を、ひいてはその中央開口部をさらに第２面に近づけることができる。その結果、副鏡の中央開口部の径を、ひいては中心遮蔽率をさらに小さく抑えて、結像性能の低下をさらに良好に回避することができる。
また、本発明の光学系においては、副鏡の反射面が主鏡側に凹面を向けた形状に形成されていることが好ましい。この構成により、主鏡の径を大きくすることなく、中心遮蔽率をさらに小さく抑えることができる。
また、本発明の光学系においては、副鏡に隣接して配置されたレンズ成分の主鏡側の屈折面が主鏡側に凹面を向けた形状に形成されていることが好ましい。この構成により、良好な色収差補正を達成することができる。
また、良好な色収差補正を達成するためには、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．０３＜Ｄ／｜Ｒ｜＜１．０…（１）
ここで、Ｒは、副鏡に隣接して配置されたレンズ成分の主鏡側の屈折面の曲率半径である。また、Ｄは、副鏡の有効径である。
条件式（１）の上限値を上回ると、コマ収差および球面収差の高次収差が発生し、大きな開口数を実現することができなくなるので好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、副鏡を実現可能な大きさに保ったまま色収差を良好に補正することができなくなるので好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を０．５とし、下限値を０．０７とすることにより、色収差と他の諸収差とを同時にさらに良好に補正することが可能となる。
ところで、露光波長が１８０ｎｍ以下になると、レンズ成分の表面に施される反射防止コート用の膜材料は限られる。その結果、反射防止コートとして十分な性能を得ることができなくなるため、レンズ面のような透過面の数を極力少なくする必要がある。そこで、本発明においては、主鏡と副鏡との間の光路中に配置される屈折光学部材が副鏡に隣接して配置されたレンズ成分のみであることが好ましい。この構成により、レンズ枚数（ひいては透過面の数）の削減を達成し、光学系の透過率を向上させることができる。ただし、この構成は、副鏡と第２面との間の光路中に平行平面板などを配置することを妨げるものではない。
また、本発明の光学系では、第２結像光学系中の屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面を非球面形状に形成することにより、主鏡および副鏡の大型化、並びに中心遮蔽率の増大を避けることが可能となり、結果として十分な結像性能を有し且つ実現可能な光学解を提供することができる。
また、本発明の光学系では、第１結像光学系中の屈折面のうちの少なくとも１つの面を非球面形状に形成することにより、０．１μｍ以下の高解像を実現しつつ、レンズ枚数の削減を達成して光学系の透過率をさらに向上させることができる。
さらに、第２発明の光学系では、第２結像光学系中の屈折面および反射面のうちの少なくとも１つの面が非球面形状に形成され、第１レンズ群および第２レンズ群の各々が少なくとも１つの非球面形状の屈折面を有することが好ましい。この構成により、反射屈折結像光学系を構成するレンズ枚数を削減することができ、波長が１８０ｎｍ以下の光を露光光として用いることが可能となる。
また、本発明の光学系では、反射屈折結像光学系を構成するすべてのレンズのうちの少なくとも８０％の数のレンズは、一方の屈折面が非球面形状に形成され且つ他方の屈折面が球面形状に形成された片側非球面レンズであることが望ましい。この構成により、光学系の大きさ、結像性能、透過率、照射熱による収差変動等を考慮した上で、０．１μｍ以下の高解像を有する理想的な光学系を実現することができる。また、いわゆる片側非球面レンズを用いることにより、球面形状のレンズ面を基準として非面状のレンズ面との偏芯を容易に調整することが可能である。
さらに、本発明の光学系では、反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材を螢石で形成することにより、例えばＦ２レーザ光（１５７ｎｍ）のような波長が１８０ｎｍ以下の露光光を使用することが可能となり、０．１μｍ以下の高解像を実現することができる。
また、本発明の光学系では、反射屈折結像光学系を第１面側および第２面側にテレセントリックな光学系に構成することが好ましい。このように、反射屈折結像光学系を両側テレセントリックに構成することにより、第１面に配置されるマスクや第２面に配置されるウエハなどの光軸方向のずれによる像歪みを無視することのできる微小量に抑えることができる。加えて、第１レンズ群の後側焦点位置の近傍に開口絞りを配置することにより、各視野の開口数が互いに同一となる理想的な両側テレセントリック光学系を実現することができる。
条件式（２）は、第１結像光学系の結像倍率β１と第２結像光学系の結像倍率β２との比β１／β２について適切な範囲を規定している。条件式（２）を満足することにより、第１結像光学系のレンズ成分によって発生する収差と、第２結像光学系の反射鏡等で発生する収差とをバランス良く相殺（キャンセル）することができ、０．１μｍ以下の高解像を実現することができる。但し、中間像が屈折光学部材中に形成される場合、その屈折光学部材は第１結像光学系に属するものとする。
条件式（２）の上限値を上回ると、第２結像光学系で発生する収差が大きくなり、特に球面収差、コマ収差、色収差の良好な補正が困難となるので好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第１結像光学系で発生する収差が大きくなり、全長の大型化を避けることができなくなるので好ましくない。なお、光学系のさらなる小型化と十分な結像性能の達成とを考慮すると、条件式（２）の上限値を２．５とし、下限値を０．８５とすることが望ましい。また、投影露光装置の投影光学系に適用する場合には、全系の結像倍率（β１×β２）を０．１２〜０．３３の範囲に設定することにより、マスクの大きさや精度を実現可能な範囲に設定することができる。
第３発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有する凹面状の第１反射面からなる主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面からなる副鏡と、前記第１反射面及び前記第２反射面から離間されている屈折部材とを有し、前記第１結像光学系からの光が前記主鏡の前記第１光通過部と前記屈折部材とを介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記屈折部材を介して前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記屈折部材と前記副鏡の前記第２光通過部とを介して前記第２面上に最終像を形成し、前記第１結像光学系の結像倍率をβ１とし、前記第２結像光学系の結像倍率をβ２とするとき、
０．６＜｜β１／β２｜＜３．５・・・（４）
の条件を満足する。
上記反射屈折結像光学系では、第１結像光学系の第１レンズ群と第２レンズ群とを介して、第１面の中間像（１次像）を形成する。そして、中間像の形成位置の近傍に、中央に第１光通過部（中央開口部）を有し、且つ負屈折力（すなわち凹面状）の第１反射面を有する主鏡を配置して、この主鏡の中央開口部の径を小さく抑えることにより、中心遮蔽率を小さく抑えて結像性能の低下を回避している。さらに、第２面（ウエハ面、即ち最終像面）近傍に、第２光通過部（中央開口部）を有する副鏡とその主鏡側に離間して屈折部材とを配置して、この副鏡の中央開口部を第２面に近づけることができる構成を採用し、副鏡を出来る限り光軸方向に薄い構成とすることで、中心遮蔽率を小さく抑えて結像性能の低下を回避している。
上記第３発明の反射屈折結像光学系によれば、たとえばＦ２レーザ光のように波長が１８０ｎｍ以下の光を用いた場合にも、特に主鏡の大型化を招くことなく、所要の大きさの像側ＮＡおよびイメージサークルを確保することができ、たとえば０．１μｍ以下の高解像を達成することのできる反射屈折結像光学系を少ないレンズ枚数で実現することができる。
また、第３発明の光学系では、前記屈折部材は負の屈折力を有し、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−８５＜ｆ１／ｄ１＜−１０…（３）
ここで、ｆ１は前記屈折部材の焦点距離、ｄ１は前記副鏡と前記屈折部材との光軸に沿った間隔をそれぞれ表している。条件式（３）は色収差を良好に補正するための条件を規定している。条件式（３）の上限値を上回ると、各波長ごとの像面湾曲のズレが大きくなり良好な色収差補正ができなくなる。また、色コマ収差等の高次収差も発生してしまうので好ましくない。逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、１次の色収差が補正不足となり好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を−７５とし、上限値を−２０とすることにより、広い波長域に対してさらに良好に色収差補正を行なうことができる。
また、第３本発明の光学系では、前記屈折部材は、前記第２面側に凹面を向けた屈折面を有することが好ましい。さらに好ましくは、前記屈折部材はメニスカス形状であることが望ましい。この場合、屈折部材の第１面側の屈折面及び第２面側の屈折面においては、主鏡で反射された後に第２面へ向う光束の入射角及び射出角を比較的小さくでき、大きな開口数の光束を第２面上へ導く場合であっても、これらの屈折面での高次収差発生を抑えることが可能となる。また、前記屈折部材は、前記第２面側の屈折面が前記第１面側の屈折面よりも大きな負の屈折力を有することが好ましい。この場合、光線レンズヘの入射角及び射出角を小さくすることができ、高次収差の発生を防ぐことができる。
条件式（４）は第１結像光学系の結像倍率と第２結像光学系の結像倍率との適切な比を規定している。条件式（４）を満足することで、第１結像光学系のレンズ成分により発生する収差と、第２結像光学系の反射鏡等で発生する収差とをバランス良く相殺（キャンセル）することができ、０．１μｍ以下の高解像を実現できる。但し、中間像が屈折光学部材中に形成される場合、その屈折光学部材は第１結像光学系に属するものとする。
条件式（４）の上限値を上回ると、第２結像光学系で発生する収差が大きくなり、特に球面収差、コマ収差、色収差の良好な補正が困難となるので好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、第１結像光学系で発生する収差が大きくなり、全長の大型化を避けることができなくなるので好ましくない。なお、光学系のさらなる小型化と十分な結像性能の達成とを考慮すると、条件式（４）の上限値を２．５とし、下限値を０．８５とすることが望ましい。また、投影露光装置の投影光学系に適用する場合には、全系の結像倍率（β１×β２）を０．１２〜０．３３の範囲に設定することにより、マスクの大きさや精度を実現可能な範囲に設定することができる。
また、第４発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の中間像を形成するための第１結像光学系と、前記中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有する凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を備える第２反射面を備える副鏡とを有し、前記主鏡及び前記副鏡は、前記第１光通過部へ向かう光が前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を通過するように位置決めされ、前記反射屈折結像光学系は、前記第１及び第２反射面で反射されずに前記第２面へ向かう光を遮蔽するための中心遮蔽部材と、開口径が可変に構成された可変開口絞りとを備え、前記中心遮蔽部材と前記可変開口絞りとは、前記反射屈折結像光学系の光軸方向で互いに異なる位置に配置される。
第４発明の光学系では、近軸瞳位置（近軸主光線が光軸と交差する位置）の近傍に中心遮蔽部材を配置することによって、全ての像高（物体高）の光束に関する不要光を効果的に遮光することができる。そして、中心遮蔽部材とは異なる光軸方向の位置に可変開口絞りを配置することにより、可変開口絞りの機械構造と中心遮蔽部材を保持する機構との機械的干渉を避けやすくすると共に、可変開口絞りの開口径を変化させた場合に全ての像高（物体高）における口径食の影響、即ちあらゆる像高（物体高）における光束間の開口数の差を実用上十分に抑えることができる。
ここで、可変開口絞りと中心遮蔽部材とを同じ位置に配置した場合には、可変開口絞りと中心遮蔽部材との機械的な干渉を招くばかりか、可変開口絞りの開口径を変化させた際に像高（物体高）の違いによる開口数の差を生じるため好ましくない。このとき、像高（物体高）の違いによる開口数の差を防ぐためには、瞳の像面湾曲を完全に補正することが考えられるが、この場合には全長の長大化やレンズ枚数の増加などの反射屈折結像光学系の複雑化を招くため好ましくない。
また、第４発明の光学系において、前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に正屈折力の第１レンズ群と前記可変開口絞りと正屈折力の第２レンズ群とを備え、前記第２結像光学系は、前記主鏡及び前記副鏡とを備え、前記中心遮蔽部材は、前記第１結像光学系中に配置されるものとできる。
上記光学系でも、第１結像光学系において、主鏡及び副鏡を含む第２結像光学系に供給される全ての像高の光束に関する不要光を効果的に遮光することができ、可変開口絞りの機械構造と中心遮蔽部材を保持する機構との機械的干渉を避けやすくすると共に、可変開口絞りの開口径を変化させた場合に全ての像高（物体高）における口径食の影響を実用上十分に抑えることができる。なお、上記構成において、可変開口絞りは、中心遮蔽部材と第１レンズ群との間に配置されることが好ましい。これにより、可変開口絞りの開口径を変化させた際の開口数の差をあらゆる像高（物体高）においてほぼ一様にできる。
また、第５発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中問像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有し且つ凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面を備える副鏡とを有し、前記第２結像光学系へ入射する光が前記主鏡の前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を介して前記第２面上に前記最終像を形成し、前記反射屈折結像光学系が有する屈折部材は、前記第１面と前記第２面との間の光路のうち、前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた部分にのみ配置され、前記中間像と前記第１反射面との間の光路中であって、かつ前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた光路に配置された色収差補正レンズをさらに備え、前記中間像と前記第１反射面と間に配置された前記色収差補正負レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第１反射面と前記第２反射面との距離をｄ２とするとき、
−０．７０＜ｆ２／｜ｄ２｜＜−０．２５…（５）
の条件を満足する。
第５発明の光学系では、第１結像光学系により中間像を形成し、中間像の形成位置の近傍に、中央部に第１光通過部（中央開口部）を有し且つ負屈折力の第１反射面を備える主鏡を配置することで、この主鏡の中央開口部を小さくし、中心遮蔽率が大きくなって結像性能が劣化することを回避できる。さらに、第２面（像面）近傍に、中央部に第２光通過部（中央開口部）を有する第２反射面を備えた副鏡を配置して、光軸方向に薄い構造をとすることで、上記同様に中心遮蔽率が大きくなって結像性能が劣化することを回避できる。この際、主鏡側の中央開口部と副鏡側の中央開口部との間を除いた部分にのみ屈折部材を配置する。つまり、主鏡や副鏡が屈折部材の裏面反射を利用したものでなくなるので、裏面反射による比較的大きな照射熱の吸収によって屈折部材の面形状が変化して結像性能が劣化することを簡易かつ効果的に防止できる。また、主鏡と副鏡との間に屈折部材を配置する必要がなくなり、遮光率を小さくするために比較的直径が大きくならざるを得ない主鏡や副鏡にともなって屈折部材が大型化することを簡易に防止できる。さらに、主鏡と副鏡との間に配置された屈折部材の屈折面で透過できずに反射する光が迷光となって、コントラスト低下、ゴーストの発生等、結像性能を悪化させることを簡易に回避することができる。
以上説明した第５発明の反射屈折結像光学系によれば、たとえばＦ２レーザ光のように波長が１８０ｎｍ以下の光を用いた場合にも、特に主鏡の大型化を招くことなく、所要の大きさの像側ＮＡおよびイメージサークルを確保することができ、たとえば０．１μｍ以下の高解像を達成することのできる反射屈折結像光学系を少ないレンズ枚数で実現することができる。
条件式（５）の下限値を下回ると色収差補正負レンズのパワーが小さくなり良好な色収差補正を実現することが困難となる。逆に、条件式（５）の上限値を上回ると他の収差を発生させることになり、色収差補正負レンズ自体の製造が困難となる。なお、条件式（５）の上限値を−０．２５とし、下限値を−０．７０とすることにより、光学系を大きくすることなく、イメージフィールド全域で良好な色収差補正を実現することができる。
また、第５発明の光学系では、前記第１レンズ群の後側焦点位置近傍に、前記第２結像光学系の中心に入射する光を遮断する中心遮蔽部材が配置されることも可能である。
上記光学系では、第１結像光学系に設けた中心遮蔽部材によって、主鏡及び副鏡を含む第２結像光学系に供給される全ての像高の光束に関する不要光を効果的に遮光することができる。
また、第５発明の光学系では、前記第１レンズ群は瞳の像面湾曲を有し、前記中心遮蔽部材と前記開口絞りとは前記第１結像光学系の光軸方向で離れた位置に配置されることも可能である。
上記光学系では、可変開口絞りの機械構造と中心遮蔽部材を保持する機構との機械的干渉を避けやすくすることができる。さらに、第１レンズ群の後側焦点位置に中心遮蔽部材、そこから瞳の像面湾曲分離れた位置に開口絞りを配置することで、結像性能をイメージフィールド全域で均一なものとすることができる。すなわち、全ての画角に対して遮蔽部分の面積及び位置を同一にすることができ、可変開口絞りの開口径を変化させた場合にも、全ての像高における中心遮蔽部材による口径食の影響を十分に低減することができる。
また、第５発明の光学系では、前記第１面側及び前記第２面側ともにテレセントリック光学系であることも可能である。
上記光学系では、第１面及び第２面の移動やたわみなど、光軸方向の微少なずれに起因する像歪みの影響を無視できる程度の量に低減できる。
また、第５発明の光学系は、１０以上の屈折面を有し、当該屈折面のうち、少なくとも５面が非球面形状を有するものとできる。
上記光学系では、屈折レンズの数を少なくでき、明るく、損失が少なく、発熱によって収差変動が生じにくい。すなわち、露光波長が１８０ｎｍ以下となると、屈折レンズの表面に施される反射防止コート用の膜材料は限られ、反射防止コートとして十分な性能が得られない。このため透過面は極力少なくする必要がある。上記のように１０以上の屈折面のうち少なくとも５面を非球面形状とすることで、０．１μｍ以下の解像を実現しつつ、屈折レンズの数を極端に少なくすることができる。
また、第５発明の光学系は以下の条件式（６）、（７）を満足することが好ましい。
０．１５＜｜β／β３｜＜０．９５…（６）
０．１０＜｜β／β４｜＜０．５０…（７）
ここで、βは前記反射屈折結像光学系の全系の結像倍率、β３は前記第１反射面の結像倍率、β４は前記第２反射面の結像倍率を表す。
条件式（６）、（７）の下限値を下回ると、第１結像光学系で倍率を負担する割合が増大し、第１結像光学系を構成するレンズ径が大きくなってしまう。一方、条件式（６）、（７）の上限値を下回ると、中間像が大きくなって、中心遮蔽が大きくなるという問題や第２面側の動作距離を十分にとれないという問題が生じ、さらに良好な結像性能も得られなくなる。なお、条件式（６）の上限値を０．８とし下限値を０．３とし、条件式（７）の上限値を０．２８とし下限値を０．１３とすることにより、より良好な結像性能で動作距離が十分に大きな光学系を実現できる。
また、第５発明の光学系は、前記反射屈折結像光学系を構成する屈折部材が、前記第１面と前記第１光透過部との間の光路中にのみ配置されるものとできる。
上記光学系では、第１反射面から第２面に至る光路中に屈折部材が存在しないので、主鏡と副鏡との間、さらに副鏡と第２面と間に屈折部材を配置する必要がなくなり、屈折部材の屈折面で反射する光が迷光となって結像性能を悪化させることを、より確実に回避することができる。
また、第５発明の光学系は以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．０４＜｜ｄ３／ｄ２｜＜０．０８…（８）
ここで、ｄ２は前記第１反射面と前記第２反射面との距離、ｄ３は前記第２反射面と前記第２面との距離を表す。
条件式（８）の下限値を下回ると、副鏡を大きくすることなく第２面側の動作距離を十分に大きくとることができなくなる。一方、条件式（８）の上限値を下回ると、中心遮蔽が大きくなって良好な結像性能を持った光学系が達成できなくなる。なお、条件式（８）の上限値を０．０６５を−０．３とし、条件式（８）の下限値を０．０４３とすることが望ましい。
また、第６発明に係る反射屈折結像光学系は、第１面の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系と、前記中問像からの光に基づいて前記第１面の最終像を縮小倍率で第２面上に形成するための第２結像光学系とを備えた反射屈折結像光学系であって、前記第１結像光学系は、前記第１面側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正屈折力の第２レンズ群とを有し、前記第２結像光学系は、中央部に第１光通過部を有し且つ凹面状の第１反射面を備える主鏡と、中央部に第２光通過部を有する第２反射面を備える副鏡とを有し、前記第２結像光学系へ入射する光が前記主鏡の前記第１光通過部を介して前記第２反射面で反射され、前記第２反射面で反射された光が前記第１反射面で反射され、前記第１反射面で反射された光が前記副鏡の前記第２光通過部を介して前記第２面上に前記最終像を形成し、前記反射屈折結像光学系が有する屈折部材は、前記第１面と前記第２面との間の光路のうち、前記第１光通過部と前記第２光通過部との間を除いた部分にのみ配置され、
前記第１反射面と前記第２反射面との距離をｄ２とし、前記第２反射面と前記第２面との距離をｄ３とするとき、
０．０４＜｜ｄ３／ｄ２｜＜０．０８・・・（８）
の条件式を満足する。
また、第５、および第６発明の光学系は、前記第２結像光学系が、前記第１結像光学系による中間像の像を前記第２面上に前記最終像として形成するものとできる。
また、第５、および第６発明の光学系は、前記主鏡の前記第１光通過部と前記副鏡の前記第２光通過部とが、前記反射屈折結像光学系の光軸を含む位置に配置されるものとできる。
また、以上説明した第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材は、蛍石から形成されているものとできる。これにより、例えばＦ２レーザ光（１５７ｎｍ）のような波長が１８０ｎｍ以下の露光光を使用することが可能となり、０．１μｍ以下の高解像を実現することができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記第１結像光学系中の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の光路中には、入射光束のうち光軸を中心とする一部の光束を遮るための中心遮蔽部材が配置されているものとできる。第１〜５発明の光学系においては、中央に開口部を有する２つの反射面（主鏡の反射面および副鏡の反射面）が設けられているので、第１面から光軸上を進む光は、この２つの反射面で反射されることなく、中央開口部を介して直接第２面に到達する迷光となってしまう。そこで、第１結像光学系中の第１レンズ群と第２レンズ群との間の光路中に（たとえば開口絞りの近傍に）、入射光束のうち光軸を中心とした一部の光束を遮るための中心遮蔽部材を配置することにより、上述の迷光を除去することができる。また、この構成により、各視野で光束の中心遮蔽部分を同一とすることができ、視野内で結像性能が変化するのを有効に回避することができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記一次像の形成位置の近傍に配置された視野絞りをさらに備えているものとできる。これにより、露光領域以外の領域に向かう不要光が第２面上に到達するのを防ぐとともに、第１結像光学系中で発生したフレアー等の迷光が第２面上に到達するのを防ぐことができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記反射屈折結像光学系は、前記第２面上に直径１０ｍｍ以上のイメージサークルを有するものとできる。これにより、投影露光装置の投影光学系に適用した場合、大きな露光領域に対して一括露光をすることが可能となり、スループットの向上にもつながる。なお、本発明において、反射屈折結像光学系のイメージサークルとは、当該反射屈折結像光学系の像面上において収差が補正されている領域を指している。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記第２結像光学系中の前記主鏡は、線膨張係数３ｐｐｍ／℃以下の物質で形成されているものとできる。第１〜５発明の光学系においては、主鏡の有効径が大きくなり屈折力も大きくなるため、露光光の照射熱による主鏡の反射面（具体的には、第１、２発明の光光学系の表面反射面、或いは第３、４の第１反射面）の面変化が結像性能に大きく影響する。そこで、主鏡の反射面を支持する基盤を、線膨張係数３ｐｐｍ／℃以下の物質で形成することにより、主鏡の反射面の面変化に起因する露光中の結像性能の劣化を防ぐことができる。なお、３ｐｐｍ／℃以下の線膨張係数を有する物質として、たとえばコーニング社から市販されているＵＬＥ（登録商標）と称する物質を使用することができる。ＵＬＥ（Ultra Low Expansion Titanium Silicate Glass ：超低膨張チタニウム珪酸ガラス）は、α＝５×１０−８／℃＝０．０５ｐｐｍ／℃の線膨張係数を有する（Applied Optics, Vol.24, p3330 (1985); Vol.23, p2852, p3014 (1984) を参照）。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記第１結像光学系中の前記第１レンズ群の後側焦点位置の近傍に、光束断面内における第１の領域を通過する光束と、前記光束断面内における前記第１の領域とは異なる第２の領域を通過する光束とに対して相対的に強度差、位相差および偏光状態の差のうちの少なくとも１つを与えるための光学素子が配置されているものとできる。これにより、反射屈折結像光学系の焦点深度を深くすることができる。ここで、光束に強度差を付与するための光学素子（遮光フィルター）では、たとえば中心の光束を遮光または減光し且つ周辺の光束を透過させる。また、光束に位相差を付与するための光学素子（位相フィルター）では、たとえば中心の光束と周辺の光束との間で位相差をつける。さらに、光束に偏光状態の差を付与するための光学素子（偏光フィルター）では、たとえば中心の光束の偏光方向と周辺の光束の偏光方向とを直交させる。なお、投影露光装置の投影光学系の瞳位置に遮光フィルターを配置した例が、特開平５−２３４８４６号公報および特開平５−２３４８４７号公報に開示されている。また、投影露光装置の投影光学系の瞳位置に位相フィルターを配置した例が、特開平６−２１５９９９号公報および特開平６−２４４０８２号公報に開示されている。さらに、投影露光装置の投影光学系の瞳位置に偏光フィルターを配置した例が、特開平６−１２０１１０号公報に開示されている。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記反射屈折結像光学系を構成するすべての屈折光学部材、前記主鏡および前記副鏡は、単一の光軸に沿って配置されているものとできる。これにより、従来の直筒型の屈折系の延長線上の技術により鏡筒設計および製造を行うことが可能になり、製造の困難性を伴うことなく高精度化を図ることができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記反射屈折結像光学系を構成するすべてのレンズ成分の枚数は、１０枚以下とできる。これにより、たとえば波長が１８０ｎｍ以下の露光光を用いて感光性基板上に極微細なパターンを投影する際に、透過率の低下を抑えて、光量損失を低減することができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系では、前記中心遮蔽部材は、前記光軸の方向において前記開口絞りとは異なる位置に配置される。これにより、光軸に沿って直進する上記迷光を除去することができる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系を組み込んだ投影露光装置は、紫外領域の照明光により所定のパターンが形成されたマスクを照明するための照明光学系と、前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を感光性基板上に投影するための上記反射屈折結像光学系とを備えている。この投影露光装置によれば、波長が例えば１８０ｎｍ以下の露光光を用いて感光性基板上に極微細なパターンを投影することができ、高精度の露光が可能になる。また、露光光源として比較的簡単な狭帯域化を施したＦ２レーザを使用することができるので、大きな露光パワーを得ることができる。さらに、レーザ光源のメンテナンスコストも安くなるので、レーザ光源に掛かるコストが低く且つ高い生産性を有する投影露光装置を実現することができる。
上記投影露光装置は、前記マスクを所定の走査方向に沿って可動となるように支持する第１ステージと、前記感光性基板を所定の走査方向に沿って可動となるように保持する第２ステージとをさらに備え、前記第１及び第２ステージを前記反射屈折結像光学系に対して移動させつつ露光を行うものとできる。この投影露光装置では、屈折結像光学系に対してマスクと感光性基板を同期して移動させる走査型の露光が可能になる。
上記投影露光装置は、前記露光を行う際に前記第１及び第２ステージが同方向へ移動するものとできる。
また、第１〜６発明の反射屈折結像光学系を組み込んだ露光方法は、紫外領域の照明光を生成する工程と、前記照明光により所定のパターンが形成されたマスクを照明する工程と、上記反射屈折結像光学系を用いて、前記第１面上に配置された前記マスクの前記所定のパターンの像を前記第２面上に配置された感光性基板上へ投影する工程とを含む。この露光方法によれば、波長が例えば１８０ｎｍ以下の露光光を用いて感光性基板上に極微細なパターンを投影することができ、高精度の露光が可能になる。また、露光光源として比較的簡単な狭帯域化を施したＦ２レーザを使用することができるので、大きな露光パワーを得ることができる。
上記露光方法は、前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折結像光学系に対して移動させつつ露光を行うものとできる。この露光方法では、屈折結像光学系に対してマスクと感光性基板を同期して移動させる走査型の露光が可能になる。
上記投影露光装置は、前記マスクと前記感光性基板とを前記反射屈折結像光学系に対して同方向へ移動させつつ露光を行うものとできる。
上記投影露光装置を用いたデバイスの製造方法は、基板上に感光性材料を塗布することによって前記感光性基板を準備する工程と、前記感光性基板上に前記反射屈折結像光学系を介して前記マスクの最終像を形成する工程と、前記基板上の前記感光性材料を現像する工程と、前記現像された前記感光性材料に対応したパターンを前記基板上に形成する工程とを有する。このデバイス製造方法によれば、極微細なパターンからなる高密度かつ高精度の電子デバイス等を提供できる。
発明の好ましい実施形態
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる反射屈折結像光学系を備えた投影露光装置の全体構成を概略的に示す。なお、図１において、投影光学系を構成する反射屈折結像光学系８の光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＸ軸を、紙面に垂直にＹ軸を設定している。
図示の投影露光装置は、紫外領域の照明光を供給するための光源として、たとえばＦ２レーザ（発振中心波長１５７．６ｎｍ）を備えている。光源１から射出された光は、照明光学系２を介して、所定のパターンが形成されたマスク３を均一に照明する。
なお、光源１から照明光学系２までの光路には、必要に応じて光路を偏向するための１つまたは複数の折り曲げミラーが配置される。また、光源１と投影露光装置本体とが別体である場合には、光源１からのＦ２レーザ光の向きを常に投影露光装置本体へ向ける自動追尾ユニットや、光源１からのＦ２レーザ光の光束断面形状を所定のサイズ・形状に整形するための整形光学系、光量調整部などの光学系が配置される。また、照明光学系２は、例えばフライアイレンズや内面反射型インテグレータからなり所定のサイズ・形状の面光源を形成するオプティカルインテグレータや、マスク３上での照明領域のサイズ・形状を規定するための視野絞り、この視野絞りの像をマスク上へ投影する視野絞り結像光学系などの光学系を有する。さらに、光源１と照明光学系２との間の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１から照明光学系２中の最もマスク側の光学部材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されている。
マスク３は、マスクホルダ４を介して、マスクステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されている。マスク３には転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。
マスクステージ５は、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移動鏡６を用いた干渉計７によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
マスク３に形成されたパターンからの光は、反射屈折型の投影光学系８を介して、感光性基板であるウエハ９上にマスクパターン像を形成する。ウエハ９は、ウエハホルダ１０を介して、ウエハステージ１１上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、マスク３上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウエハ９上ではＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成される。
ウエハステージ１１は、図示を省略した駆動系の作用によりウエハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウエハ移動鏡１２を用いた干渉計１３によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
また、図示の投影露光装置では、投影光学系８を構成する光学部材のうち最もマスク側に配置された光学部材（各実施例ではレンズＬ11）と最もウエハ側に配置された光学部材（各実施例では副鏡）との間で投影光学系８の内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系８の内部の気体はヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されている。
さらに、照明光学系２と投影光学系８との間の狭い光路には、マスク３およびマスクステージ５などが配置されているが、マスク３およびマスクステージ５などを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている。
また、投影光学系８とウエハ９との間の狭い光路には、ウエハ９およびウエハステージ１１などが配置されているが、ウエハ９およびウエハステージ１１などを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている。
このように、光源１からウエハ９までの光路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。
上述したように、投影光学系８によって規定されるマスク３上の視野領域（照明領域）およびウエハ９上の投影領域（露光領域）は、Ｘ方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系および干渉計（７、１３）などを用いてマスク３およびウエハ９の位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明領域の短辺方向すなわちＸ方向に沿ってマスクステージ５とウエハステージ１１とを、ひいてはマスク３とウエハ９とを同期的に移動（走査）させることにより、ウエハ９上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウエハ９の走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してマスクパターンが走査露光される。
本実施形態の反射屈折結像光学系からなる投影光学系８は、以下で具体的に説明する実施例に対応する図２、４、６、８を参照して説明すると、マスク３のパターンの一次像（中間像）Ｉを形成するための第１結像光学系Ｋ１と、一次像Ｉからの光に基づいてマスクパターンの二次像を縮小倍率で感光性基板であるウエハ９上に形成するための第２結像光学系Ｋ２とから構成されている。
第１結像光学系Ｋ１は、マスク側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。
第２結像光学系Ｋ２は、マスク側から順に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ中央に開口部を有する主鏡Ｍ１と、レンズ成分Ｌ２と、そのウエハ側のレンズ面上に設けられ且つ中央に開口部を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されている。すなわち、別の観点によれば、副鏡Ｍ２とレンズ成分Ｌ２とは裏面反射鏡を構成し、レンズ成分Ｌ２は裏面反射鏡の屈折部（屈折部材）を構成している。
なお、投影光学系８を構成するすべての光学要素（Ｇ１、Ｇ２、Ｍ１、Ｍ２）は単一の光軸ＡＸに沿って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像Ｉの形成位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接して配置されている。
こうして、本実施形態では、マスク３のパターンからの光が、第１結像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの一次像（中間像）Ｉを形成する。一次像Ｉからの光は、主鏡Ｍ１の中央開口部およびレンズ成分Ｌ２を介して副鏡Ｍ２で反射され、副鏡Ｍ２で反射された光はレンズ成分Ｌ２を介して主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射された光は、レンズ成分Ｌ２および副鏡Ｍ２の中央開口部を介してウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮小倍率で形成する。
本実施形態において、投影光学系８を構成するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（ＣａＦ２結晶）を使用している。また、露光光であるＦ２レーザ光の発振中心波長は１５７．６ｎｍであり、１５７．６ｎｍ付近ではＣａＦ２の屈折率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２．４×１０−６の割合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２．４×１０−６の割合で変化する。
したがって、中心波長１５７．６ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５６０００００である。そして、以下に説明する第１実施例および第２実施例において、１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５５９９７６０であり、１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５６００２４０である。また、以下の第３実施例および第４実施例において、１５７．６ｎｍ＋２ｐｍ＝１５７．６０２ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５５９９９５２であり、１５７．６ｎｍ−２ｐｍ＝１５７．５９８ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５６０００４８である。
また、以下に説明する各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ａ）で表される。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ２／ｒ２｝１／２〕
＋Ｃ４・ｙ４＋Ｃ６・ｙ６＋Ｃ８・ｙ８＋Ｃ１０・ｙ１０
＋Ｃ１２・ｙ１２＋Ｃ１４・ｙ１４  …（ａ）
各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
〔第１実施例〕
図２は、第１実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第１実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図２の反射屈折結像光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ11と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ12と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ13とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凹レンズＬ21と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ22と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ23と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ24とから構成されている。
さらに、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズ状に形成されている。また、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凹面を向けた形状に形成されている。
次の表１に、第１実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表１において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、裏面反射面Ｒ２から表面反射面Ｒ１までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。なお、以下の第２〜第４実施例においても、第１実施例と同様の符号を用いる。
【表１】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝１６．４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号        ｒ            ｄ            ｎ
（マスク面）   201.4588
1*      199.4801       23.6189      1.5600000（レンズＬ11）
2      1933.2675      269.2901
3*      248.9462       38.4449      1.5600000（レンズＬ12）
4      1002.9474       19.1120
5       109.3351       28.6306      1.5600000（レンズＬ13）
6*      143.4010       21.0000
7          ∞          35.4787               （開口絞りＳ）
8*    -1979.6477       27.8589      1.5600000（レンズＬ21）
9       215.9777       13.6424
10*      838.3980       20.3225      1.5600000（レンズＬ22）
11      -252.7298      143.5573
12      -475.0282       25.5347      1.5600000（レンズＬ23）
13*      -98.4914       12.5880
14       174.9476       50.0000      1.5600000（レンズＬ24）
15*      249.0942      370.2800
16*     -965.4479       42.8265      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
17     -8820.5445      -42.8265      1.5600000（裏面反射面Ｒ２）
18*     -965.4479     -223.7172
19       346.8643      223.7172      1.5600000（表面反射面Ｒ１）
20*     -965.4479       42.8265      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
21     -8820.5445       10.0000
（ウエハ面）
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面     199.4801        0.00000          -9.61173×10-9
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
-2.14569×10-13    7.59160×10-18   -5.90665×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     248.9462        0.00000          -1.55615×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-4.68023×10-12    3.66473×10-18    2.76851×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
4.46701×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     143.4010        0.00000          -1.49247×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.48237×10-12    1.10343×10-15   -6.65598×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.15738×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
８面   -1979.6477        0.00000          -9.40388×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-4.01544×10-12   -6.89483×10-17   1.70469×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-6.15241×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面     838.3980        0.00000           1.88036×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.59516×10-12   -3.15148×10-16  -2.20945×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１３面     -98.4914        0.00000           1.67077×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.42295×10-12    1.58927×10-15   -1.11815×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
1.37831×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１５面     249.0942        0.00000          -1.42562×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.11000×10-11   -3.82147×10-15   2.44894×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１６面    -965.4479       17.065794          7.65400×10-9
１８面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２０面  -7.96595×10-15   -8.95740×10-19   6.26276×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.26805×10-27    1.50073×10-32
（条件式対応値）
Ｄ＝３００．０００ｍｍ
Ｒ＝−９６５．４４８ｍｍ
β１＝０．６２４９
β２＝０．４０００
（１）Ｄ／｜Ｒ｜＝０．３１０７
（２）｜β１／β２｜＝１．５６２２
図３は、第１実施例における横収差を示す図である。
収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍをそれぞれ示している。
収差図から明らかなように、第１実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第１実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。したがって、第１実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第１実施例では、露光領域を直径１６．４ｍｍのイメージサークル内で１５ｍｍ×６ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３０ｍｍ×４０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
〔第２実施例〕
図４は、第２実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第２実施例では第１実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図４の反射屈折結像光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ11と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ12と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ13とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凹レンズＬ21と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ22と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ23と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ24とから構成されている。
さらに、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズ状に形成されている。また、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凹面を向けた形状に形成されている。
次の表２に、第２実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表２において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、裏面反射面Ｒ２から表面反射面Ｒ１までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。
【表２】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝０．１６６７
ＮＡ＝０．７５
φ＝１６．４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号        ｒ            ｄ            ｎ
（マスク面）     242.1618
1*      348.3645       20.3520      1.5600000（レンズＬ11）
2     -3554.8348      467.3225
3*      239.8908       34.8496      1.5600000（レンズＬ12）
4      1352.4428       15.8591
5       102.0339       25.6961      1.5600000（レンズＬ13）
6*      135.8731       15.0000
7          ∞          33.0010               （開口絞りＳ）
8*    -1646.0094       15.0000      1.5600000（レンズＬ21）
9       162.8326       12.6590
10*     3782.8629       28.4575      1.5600000（レンズＬ22）
11      -167.4700      138.8995
12      -667.4486       23.1320      1.5600000（レンズＬ23）
13*      -98.3804       12.2947
14       238.6417       40.0000      1.5600000（レンズＬ24）
15*      450.8009      367.0741
16*    -1060.8317       35.7201      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
17    -12438.4006      -35.7201      1.5600000（裏面反射面Ｒ２）
18*    -1060.8317     -225.9787
19       345.5693      225.9787      1.5600000（表面反射面Ｒ１）
20*    -1060.8317       35.7201      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
21    -12438.4006       10.3738
（ウエハ面）
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面     348.3645        0.00000          -1.99908×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.61608×10-14    1.74287×10-18   -8.67060×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     239.8908        0.00000          -1.46594×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-3.72404×10-12    7.48186×10-17    7.76854×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-9.84338×10-26     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     135.8731        0.00000          -1.31223×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
4.10629×10-12    1.24814×10-15   -6.18827×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.87148×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
８面   -1646.0094        0.00000          -9.95674×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.74464×10-12    4.69373×10-16   -1.31864×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-5.68871×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面    3782.8629        0.00000           1.43307×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.22504×10-13   -4.09091×10-16  -1.15700×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１３面     -98.3804        0.00000           1.88420×10-7
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
-6.07613×10-12    2.32619×10-15   -2.09690×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
2.06538×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１５面     450.8009        0.00000          -1.45913×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.29629×10-11   -4.70746×10-15   3.43229×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１６面   -1060.8317       18.256260          7.10920×10-9
１８面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２０面  -2.92379×10-14   -4.67533×10-19   4.87403×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.11194×10-27    1.25627×10-32
（条件式対応値）
Ｄ＝２９１．０６７ｍｍ
Ｒ＝−１０６０．８３２ｍｍ
β１＝０．４２２９
β２＝０．３９４１
（１）Ｄ／｜Ｒ｜＝０．２７４４
（２）｜β１／β２｜＝１．０７３１
図５は、第２実施例における横収差を示す図である。
収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍをそれぞれ示している。
収差図から明らかなように、第２実施例においても第１実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第２実施例の反射屈折結像光学系においても第１実施例と同様に、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。したがって、第２実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第１実施例と同様に第２実施例では、露光領域を直径１６．４ｍｍのイメージサークル内で１５ｍｍ×６ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３０ｍｍ×４０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
〔第３実施例〕
図６は、第３実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第３実施例では、第１実施例および第２実施例とは異なり、波長幅が１５７．６ｎｍ±２ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図６の反射屈折結像光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ11と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ12と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ13とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側の面が非球面形状に形成された両凹レンズＬ21と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ22と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ23と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ24と、ウエハ側の面が非球面形状に形成された両凹レンズＬ25とから構成されている。
さらに、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズ状に形成されている。また、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凹面を向けた形状に形成されている。
次の表３に、第３実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表３において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、裏面反射面Ｒ２から表面反射面Ｒ１までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。
【表３】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝２６．４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号        ｒ            ｄ            ｎ
（マスク面）     212.4984
1*      271.1840       55.1190      1.5600000（レンズＬ11）
2     -1813.8535      292.8580
3*      311.8049       27.9307      1.5600000（レンズＬ12）
4     -5255.1075        1.0000
5       152.8546       25.0365      1.5600000（レンズＬ13）
6*      216.9976       40.6000
7        ∞            11.5638               （開口絞りＳ）
8*    -6722.7061       18.6098      1.5600000（レンズＬ21）
9       161.3409       42.0666
10*      423.2188       60.0000      1.5600000（レンズＬ22）
11      -178.2896      146.6461
12      -744.0670       54.2587      1.5600000（レンズＬ23）
13*     -142.1914       16.5488
14       278.3048       50.6377      1.5600000（レンズＬ24）
15*     2290.2523       63.5676
16     -4911.6877       35.3230      1.5600000（レンズＬ25）
17*     7183.0248      266.3990
18*     -951.7953       30.2109      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
19     -4911.6877      -30.2109      1.5600000（裏面反射面Ｒ２）
20*     -951.7953     -226.3990
21       344.7892      226.3990      1.5600000（表面反射面Ｒ１）
22*     -951.7953       30.2109      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
23     -4911.6877       10.0000
（ウエハ面）
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面     271.1840        0.00000          -4.13100×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-4.86836×10-14    5.18033×10-19   -2.34891×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     311.8049        0.00000          -1.61517×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.25518×10-12    1.97882×10-16    5.26274×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-6.29521×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     216.9976        0.00000          -1.23619×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
3.70374×10-12    6.92531×10-16   -5.14929×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
9.15839×10-26     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
８面   -6722.7061        0.00000          -7.87222×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-5.25993×10-12    6.65324×10-17   -2.77521×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.07292×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面     423.2188        0.00000           2.83109×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.39256×10-12   -1.14067×10-16   1.60286×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１３面    -142.1914        0.00000           6.81342×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-4.96671×10-13    2.11714×10-16   -9.23870×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
7.74512×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１５面    2290.2523        0.00000          -3.65549×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
3.60552×10-12   -3.34833×10-16  -5.30167×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１７面    7183.0248        0.00000          -2.46580×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.69228×10-12    1.62175×10-16   -2.27785×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
5.70974×10-35     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１８面    -951.7953       16.818076          8.20688×10-9
２０面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２２面  -2.48038×10-14   -8.45982×10-19   8.17477×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.96463×10-27    2.43799×10-32
（条件式対応値）
Ｄ＝２９２．０１９ｍｍ
Ｒ＝−９５１．７９５ｍｍ
β１＝０．６０８３
β２＝０．４１１０
（１）Ｄ／｜Ｒ｜＝０．３０６８
（２）｜β１／β２｜＝１．４７９９
図７は、第３実施例における横収差を示す図である。
収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋２ｐｍ＝１５７．６０２ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−２ｐｍ＝１５７．５９８ｎｍをそれぞれ示している。
収差図から明らかなように、第３実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±２ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第３実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で２６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。したがって、第３実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、露光領域をたとえば２５ｍｍ×８ｍｍの矩形状に設定し、１回のスキャン露光により２５ｍｍ×３３ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。なお、第１及び第２実施例と同様に複数回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行っても良い。
〔第４実施例〕
図８は、第４実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第４実施例では、第３実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±２ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図８の反射屈折結像光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ11と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ12と、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ13と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ14とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ21と、マスク側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ22と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ23と、ウエハ側の面が非球面形状に形成された両凸レンズＬ24とから構成されている。
さらに、裏面反射鏡（Ｍ２、Ｌ２）の屈折部を構成するレンズ成分Ｌ２は、マスク側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズ状に形成されている。また、副鏡Ｍ２の反射面Ｒ２は、マスク側に凸面を向けた形状に形成されている。
次の表４に、第４実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表４において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。
なお、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、裏面反射面Ｒ２から表面反射面Ｒ１までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。
【表４】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝２６．４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号        ｒ            ｄ            ｎ
（マスク面）      90.0000
1*    -1040.1889       16.8787      1.5600000（レンズＬ11）
2      -284.5252      441.0860
3*      248.9993       31.6042      1.5600000（レンズＬ12）
4      1868.1161       86.0264
5*     -256.4757       15.0000      1.5600000（レンズＬ13）
6     -1079.5886        1.0001
7*      160.4237       39.0505      1.5600000（レンズＬ14）
8      1268.4783        3.7000
9          ∞          70.0471               （開口絞りＳ）
10*     -129.2757       15.0000      1.5600000（レンズＬ21）
11      -277.5549       78.6066
12*    -1494.7189       45.0000      1.5600000（レンズＬ22）
13      -238.2212       91.8347
14*      365.9254       18.9298      1.5600000（レンズＬ23）
15      -701.6534      129.1513
16      4243.7172       16.9695      1.5600000（レンズＬ24）
17*     -216.4772      290.1728
18*    -2125.3388       59.9425      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
19      5996.9618      -59.9425      1.5600000（裏面反射面Ｒ２）
20*    -2125.3388     -230.3293
21       350.1412      230.3293      1.5600000（表面反射面Ｒ１）
22*    -2125.3388       59.9425      1.5600000（レンズ成分Ｌ２）
23      5996.9618       10.0000
（ウエハ面）
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面   -1040.1889        0.00000           8.50114×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
9.40854×10-14    3.85092×10-18  -5.46679×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     248.9993        0.00000          -1.42904×10-10
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
6.60616×10-14    3.65786×10-18   -1.09842×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
4.97484×10-27     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
５面    -256.4757        0.00000           5.80903×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.21604×10-13    1.20391×10-17    1.45440×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
6.87071×10-27     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
７面     160.4237        0.00000          -6.83384×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
5.93636×10-13    6.46685×10-18    5.93586×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
9.08641×10-26     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面    -129.2757        0.00000          -1.19158×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
5.20234×10-12    1.68410×10-16    6.16591×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-3.28458×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１２面   -1494.7189        0.00000           3.04547×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.21766×10-12    1.10527×10-16  -3.25713×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
1.29445×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１４面     365.9254        0.00000          -3.76800×10-8
Ｃ６           Ｃ８               Ｃ１０
1.05958×10-13   -2.08225×10-17   1.53887×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.62147×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１７面    -216.4772        0.00000           1.07160×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.20868×10-13   -2.81385×10-18   2.81683×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１８面   -2125.3388       91.723346          5.77862×10-10
２０面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２２面  -2.56941×10-14    1.81191×10-18   -4.17947×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
1.10317×10-27   -1.11337×10-32
（条件式対応値）
Ｄ＝２９０．３００ｍｍ
Ｒ＝−２１２５．３３９ｍｍ
β１＝０．５３５０
β２＝０．４６７３
（１）Ｄ／｜Ｒ｜＝０．１３６６
（２）｜β１／β２｜＝１．１４４９
図９は、第４実施例における横収差を示す図である。
収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋２ｐｍ＝１５７．６０２ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−２ｐｍ＝１５７．５９８ｎｍをそれぞれ示している。
収差図から明らかなように、第４実施例では第３実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±２ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第４実施例の反射屈折結像光学系においても第３実施例と同様に、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で２６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。したがって、第４実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第３実施例と同様に、露光領域をたとえば２５ｍｍ×８ｍｍの矩形状に設定し、１回のスキャン露光により２５ｍｍ×３３ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。なお、第１及び第２実施例と同様に複数回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行っても良い。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係る反射屈折結像光学系を説明する。
第２実施形態に係る反射屈折結像光学系を備えた投影露光装置の全体構成については、図１と同様であり第１実施形態の説明をそのまま引用できる。よって、ここでは重複する説明を省略する。
本実施形態の反射屈折結像光学系からなる投影光学系８は、以下で具体的に説明する実施例に対応する図１０、１２を参照して説明すると、マスク３のパターンの一次像（中間像）を形成するための第１結像光学系Ｋ１と、一次像からの光に基づいてマスクパターンの二次像（最終像）を縮小倍率で感光性基板であるウエハ９上に形成するための第２結像光学系Ｋ２とから構成されている。第１結像光学系Ｋ１は、マスク側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。
第２結像光学系Ｋ２は、マスク側から順に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ中央に開口部（光透過部）を有する主鏡Ｍ１と、レンズ成分Ｌ２と、中央に開口部（光透過部）を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されている。
なお、投影光学系８を構成するすべての光学要素（Ｇ１，Ｇ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｌ２）は単一の光軸ＡＸに沿って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像の形成位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接して配置されている。
こうして、本実施形態では、マスク３のパターンからの光が、第１結像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの一次像（中問像）を形成する。一次像からの光は、主鏡Ｍ１の中央開口部及びレンズ成分Ｌ２を介して副鏡Ｍ２で反射され、副鏡Ｍ２で反射された光はレンズ成分Ｌ２を介して主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射された光は、レンズ成分Ｌ２及び副鏡Ｍ２の中央開口部を介してウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮小倍率で形成する。
本実施形態において、投影光学系８を構成するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（ＣａＦ２結晶）を使用している。また、露光光であるＦ２レーザ光の発振中心波長は１５７．６ｎｍであり、１５７．６ｎｍ付近ではＣａＦ２の屈折率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２．４×１０-6の割合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２．４×１０-6の割合で変化する。
従って、中心波長１５７．６ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５６０００００である。そして、各実施例において、１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５５９９７６０であり、１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍに対するＣａＦ２の屈折率は１．５６００２４０である。
また、以下に説明する各実施例において、非球面は、第１実施形態で既に説明した数式（ａ）にて表される。なお、以下の各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
〔第５実施例〕
図１０は、第５実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第５実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。図１０の反射屈折結像光学系は、マスク３の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、前記中間像からの光に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第２結像光学系Ｋ２は、中央部に第１光通過部ＡＰ１を有する負屈折力の第１反射面Ｒ１からなる主鏡Ｍ１と、中央部に第２光通過部ＡＰ２を有する第２反射面Ｒ２からなる副鏡Ｍ２と、第１反射面Ｒ１及び第２反射面Ｒ２から離間されているウエハ側に凹面を向けた屈折面を有するレンズ成分Ｌ２とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１１と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ１２と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１４とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２１と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２２と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２３とから構成されている。
さらに、第２結像光学系Ｋ２は、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２を含んでいる。
また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸ＡＸの方向において開口絞りＳとは異なる位置に配置されて光軸ＡＸ近傍の光を遮光する中心遮蔽部材Ｂを有する。
かかる構成において、第１結像光学系Ｋ１からの光が主鏡Ｍ１の第１光透過部ＡＰ１とレンズ成分Ｌ２とを介して第２反射面Ｒ２で反射され、第２反射面Ｒ２で反射された光がレンズ成分Ｌ２を介して第１反射面Ｒ１で反射され、第１反射面Ｒ１で反射された光がレンズ成分Ｌ２と副鏡Ｍ２の第２光通過部ＡＰ２とを介してウエハ面９上に最終像を形成する。
以下の表５に、第５実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表５において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側開口数を、φはウエハ上でのイメージサークルの直径をそれぞれ表している。また、面番号は物体面であるマスク面から像面であるウエハ面への光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上問隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長（λ＝１５７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
また、面間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。従って、面間隔ｄの符号は、反射面Ｒ２から反射面Ｒ１までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、光線の入射方向にかかわらずマスク側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。なお、以下の第６実施例において、第５実施例と同様の符号を用いる。
【表５】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ±１０ｐｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝１６．４ｍｍ
Δｎ／Δλ＝２．４×１０-6(Δλ＝１ｐｍ)
面番号     r          d            n
1＊   169.7986      25.120     1.5600000
2     828.2434     248.638
3＊   419.3057      17.377     1.5600000
4    -358.6668       1.000
5      99.9661      38.596     1.5600000
6＊   141.0006      11.462
7＊ 64162.6646      15.000     1.5600000
8     156.1861      10.033
9       0.0000     115.356   （開口絞り）
10＊   126.7181      39.667     1.5600000
11     140.6882      48.857
12     360.0217      32.301     1.5600000
13＊  -111.1630      60.049
14     168.2754      60.000     1.5600000
15＊   188.7785      14.271
16       0.0000     253.659
17    1763.6223      39.730     1.5600000
18＊   604.2607      12.936
19       0.0000     -12.936
20＊   604.2607     -39.730     1.5600000
21    1763.6223    -213.659
22     341.6710     213.659
23    1763.6226      39.730     1.5600000
24＊   604.2607      25.936
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面     169.7986        0.00000          -1.77640×10-8
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
-3.15876×10-13   -4.58542×10-18  -4.33089×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     419.3057        0.00000          -2.26166×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
6.74494×10-13    2.78902×10-16    -8.28386×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.96187×10-26     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     141.0006        0.00000          -1.79523×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
3.36890×10-11    2.84625×10-15   -3.81299×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
4.94390×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
７面   64162.6646        0.00000          1.11972×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-5.67876×10-12  4.12815×10-16   5.65399×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.14735×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面     126.7181        0.00000           -5.63527×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
3.24172×10-13  -5.77177×10-17  5.45422×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１３面     -111.1630        0.00000           1.28904×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.37711×10-12    3.46806×10-16    -1.34551×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
2.44040×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１５面     188.7785        0.00000          -5.43671×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
4.63484×10-12   1.53536×10-14   -1.26491×10-17
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１８面    604.2607       0.00000          -9.80093×10-9
２０面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２４面  1.49653×10-14   9.52668×10-18   -5.35859×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
1.52780×10-26    -1.91921×10-31
（条件式対応値）
（３）  ｆ１／ｄ１＝−６４．０７６０
（４）  ｜β１／β２｜＝１．５２７１
図１１は、第５実施例における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍをそれぞれ示している。収差図から明らかなように、第５実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第５実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。従って、第５実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第５実施例では、露光領域を直径１６．４ｍｍイメージサークル内で１５ｍｍ×６ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３０ｍｍ×４０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
〔第６実施例〕
図１２は、第６実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第６実施例では第５実施例と同様に、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図１２の反射屈折結像光学系は、マスク３の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、前記中間像からの光に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第２結像光学系Ｋ２は、中央部に第１光通過部ＡＰ１を有する負屈折力の第１反射面Ｒ１からなる主鏡Ｍ１と、中央部に第２光通過部ＡＰ２を有する第２反射面Ｒ２からなる副鏡Ｍ２と、第１反射面Ｒ１及び第２反射面Ｒ２から離間されているウエハ側に凹面を向けた屈折面を有するレンズ成分Ｌ２とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１１と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ１２と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１４とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２１と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２２と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２３と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２４とから構成されている。さらに、第２結像光学系Ｋ２は、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２を含んでいる。
また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸ＡＸの方向において開口絞りＳとは異なる位置に配置されて光軸ＡＸ近傍の光を遮光する中心遮蔽部材Ｂを有する。
かかる構成において、第１結像光学系Ｋ１からの光が主鏡Ｍ１の第１光透過部ＡＰ１とレンズ成分Ｌ２とを介して第２反射面Ｒ２で反射され、第２反射面Ｒ２で反射された光がレンズ成分Ｌ２を介して第１反射面Ｒ１で反射され、第１反射面Ｒ１で反射された光がレンズ成分Ｌ２と副鏡Ｍ２の第２光通過部ＡＰ２とを介してウエハ面９上に最終像を形成する。
以下の表６に、第６実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。
【表６】
（主要諸元）
λ＝１５７．６ｎｍ±１０ｐｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝１６．４ｍｍ
Δｎ／Δλ＝２．４×１０-6(Δλ＝１ｐｍ)
面番号     r           d            n
1＊   412.2670      55.000     1.5600000
2     278.2710       4.037
3＊   351.6360      55.000     1.5600000
4    -196.4722     128.641
5    1852.9256      55.000     1.5600000
6＊   737.1318      64.319
7＊   115.3693      20.000     1.5600000
8     195.0739       9.315
9       0.0000      47.118    (開口絞り)
10＊   176.4495      49.110     1.5600000
11     471.5455      87.737
12     962.6665      52.276     1.5600000
13＊  -200.4321       2.246
14   -2276.0089      35.813     1.5600000
15＊  -117.9540       1.000
16      95.8649      52.621
17＊    59.4260      21.926     1.5600000
18       0.000      249.860
19    4745.5417      35.000
20＊  1103.5766      13.736     1.5600000
21   -1937.5263     -13.736
22＊  1103.5766     -35.000     1.5600000
23    4745.5417    -209.860
24     353.9951     209.860
25    4745.5417      35.000     1.5600000
26＊  1103.5766      23.736
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
１面     412.2670        0.00000          3.27122×10-8
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
-1.25498×10-12   1.61545×10-18  9.57506×10-22
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
３面     351.6360        0.00000          -5.65486×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
5.36737×10-13    2.99175×10-17    -1.10610×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
5.74319×10-26     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     737.1318        0.00000          1.01578×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-3.89894×10-12    1.30511×10-16   3.97806×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.68419×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
７面   115.3693        0.00000          -4.36213×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-9.63479×10-12  -3.88721×10-16   2.56221×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-8.85379×10-24     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面     176.4495        0.00000           -1.13559×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-3.09916×10-12  -2.68461×10-16  -4.57597×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１３面     -200.4321        0.00000           -1.82574×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.23744×10-11    2.29903×10-15    1.45553×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.80396×10-23    -2.73373×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
１５面     -117.9540        0.00000          5.37993×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-3.74964×10-11   1.14000×10-14   -2.61321×10-18
Ｃ１２            Ｃ１４
2.78112×10-22    0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１７面     59.4260        0.00000          -1.04755×10-6
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.86438×10-10   -7.77809×10-14   -7.29218×10-17
Ｃ１２            Ｃ１４
0.00000          0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
２０面    1103.5766       0.00000          -2.23719×10-9
２２面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
２６面  -5.41768×10-17   -5.34948×10-21   1.98586×10-23
Ｃ１２            Ｃ１４
-8.17492×10-28    1.14608×10-32
（条件式対応値）
（３）  ｆ１／ｄ１＝−１０８．５５７０
（４）  ｜β１／β２｜＝１．０５２１
図１３は、第６実施例における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６ｎｍを、破線は１５７．６ｎｍ＋１０ｐｍ＝１５７．６１ｎｍを、一点鎖線は１５７．６ｎｍ−１０ｐｍ＝１５７．５９ｎｍをそれぞれ示している。収差図から明らかなように、第６実施例では、波長幅が１５７．６ｎｍ±１０ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第６実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。従って、第６実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第６実施例では、露光領域を直径１６．４ｍｍのイメージサークル内で１５ｍｍ×６ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３０ｍｍ×４０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態に係る反射屈折結像光学系を説明する。なお、第３実施形態に係る反射屈折結像光学系を備えた投影露光装置の全体構成については、図１と同様であり第１実施形態の説明をそのまま引用できる。よって、ここでは重複する説明を省略する。
本実施形態の反射屈折結像光学系からなる投影光学系８は、以下で具体的に説明する実施例に対応する図１４、１６、１８を参照して説明すると、マスク３のパターンの一次像（中間像）を形成するための第１結像光学系Ｋ１と、一次像からの光に基づいてマスクパターンの二次像（最終像）を縮小倍率で感光性基板であるウエハ９上に形成するための第２結像光学系Ｋ２と、両光学系Ｋ１、Ｋ２に挟まれて色収差を補正する色収差補正レンズＬ３とから構成されている。第１結像光学系Ｋ１は、マスク側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。
第２結像光学系Ｋ２は、マスク側から順に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ中央に開口部（光透過部）を有する主鏡Ｍ１と、レンズ成分Ｌ２と、中央に開口部（光透過部）を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されている。
なお、投影光学系８を構成するすべての光学要素（Ｇ１，Ｇ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｌ２）は単一の光軸ＡＸに沿って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像の形成位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接して配置されている。
こうして、本実施形態では、マスク３のパターンからの光が、第１結像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの一次像（中問像）を形成する。一次像からの光は、色収差補正レンズＬ３を通過した後、主鏡Ｍ１の中央開口部を介して副鏡Ｍ２で反射され、副鏡Ｍ２で反射された光は主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射された光は、副鏡Ｍ２の中央開口部を介してウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮小倍率で形成する。
本実施形態において、投影光学系８を構成するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（ＣａＦ２結晶）を使用している。また、露光光であるＦ２レーザ光の発振中心波長は１５７．６ｎｍである。１５７．６ｎｍ付近におけるＣａＦ２の屈折率やその変化は、上記実施形態で説明した通りである。
また、以下に説明する各実施例において、非球面は、第１実施形態で既に説明した数式（ａ）にて表される。なお、以下の各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
〔第７実施例〕
図１４は、第７実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第７実施例では、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。図１４の反射屈折結像光学系は、マスク３の中間像ＩＩを形成するための屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、中間像ＩＩからの光に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２と、両光学系Ｋ１、Ｋ２に挟まれた色収差補正レンズＬ３とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第２結像光学系Ｋ２は、中央部に第１光通過部ＡＰ１を有する負屈折力の第１反射面Ｒ１からなる主鏡Ｍ１と、中央部に第２光通過部ＡＰ２を有する第２反射面Ｒ２からなる副鏡Ｍ２とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１１と、ウエハ側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ１２と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、マスク側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４と、球面形状の両凸レンズＬ１５とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２１と、ウエハ側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ２２と、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２３と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２４と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２５と、球面形状の両凸レンズＬ２６と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２７と、球面形状の両凸レンズＬ２８とから構成されている。
さらに、第２レンズ群Ｇ２の後方の中間像ＩＩが形成される位置の後側であって、主鏡Ｍ１に設けた第１光透過部ＡＰ１の手前には、球面形状の両凹レンズである色収差補正レンズＬ３が配置されている。
また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸ＡＸの方向において開口絞りＳとは異なる位置に配置されて光軸ＡＸ近傍の光を遮光する中心遮蔽部材Ｂを有する。
かかる構成において、第１結像光学系Ｋ１からの光は、色収差補正レンズＬ３を通過し、主鏡Ｍ１の第１光透過部ＡＰ１を経て第２反射面Ｒ２で反射される。第２反射面Ｒ２で反射された光は、第１反射面Ｒ１で反射され、第１反射面Ｒ１で反射された光が副鏡Ｍ２の第２光通過部ＡＰ２を介してウエハ面９上に最終像を形成する。
以下の表７に、第７実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。表７において、λ、β、ＮＡ、φは、それぞれ上記表１等において説明したと同様の符号である。また、面番号、ｒ、ｄ、ｎも、上記表１等において説明したと同様のものである。なお、以下の第８、９実施例において、第７実施例と同様の符号を用いる。
【表７】
（主要諸元）
λ＝１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝１６．４ｍｍ
Δｎ／Δλ＝−２．４×１０-6(Δλ＝１ｐｍ)
面番号     r           d            n
(マスク面)   97.4647
1     -133.8316     35.0000     1.559238     (レンズＬ１１)
2＊   -116.4714      1.0000
3     -554.1774     20.5256     1.559238     (レンズＬ１２)
4     -213.7250     25.1023
5     -261.9616     20.0289     1.559238     (レンズＬ１３)
6＊   -168.6391     20.3246
7＊    -96.4098     25.0000     1.559238     (レンズＬ１４)
8     -163.9518      5.8731
9      782.1145     40.0000     1.559238     (レンズＬ１５)
10     -194.0414      1.1373
11       ∞          20.6498                  (開口絞りＳ)
12＊    104.9826     24.2585     1.559238     (レンズＬ２１)
13    -1294.5816     10.7993
14     -152.5389     20.0000     1.559238     (レンズＬ２２)
15     -858.7147     38.4039
16＊    798.2520     20.1464     1.559238     (レンズＬ２３)
17      198.7615      4.1296
18＊    261.7539     29.0815     1.559238     (レンズＬ２４)
19     -501.0834     63.3677
20     3299.4456     30.0000     1.559238     (レンズＬ２５)
21＊    360.6533     39.6971
22     1401.8392     34.4568     1.559238     (レンズＬ２６)
23     -170.8148      5.9831
24＊    266.5085     24.4029     1.559238     (レンズＬ２７)
25     -370.3218     38.2791
26      255.6101     39.9997     1.559238     (レンズＬ２８)
27    -1343.1549     49.5384
28     -142.9084     21.2041     1.559238     (レンズＬ３)
29      112.3957     14.2675
30      427.9297    284.4437
31    -3734.1426   -284.4437                  (反射面Ｒ１)
32      427.9297    284.4437                  (反射面Ｒ２)
33    -3734.1426     13.3911
(ウエハ面)      0.0000
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
２面     -116.4714        0.00000          7.4338×10-8
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
1.4821×10-12   2.8340×10-16  1.0465×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
2.3982×10-24      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     -168.6391        0.00000          -3.1895×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.5252×10-12    -1.5642×10-16    1.0493×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-7.2790×10-25     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
７面     -96.4098        0.00000          -1.8862×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.5593×10-12    -1.2889×10-15     1.3308×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
2.2662×10-23    0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１２面     104.9826        0.00000          -1.7279×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.6931×10-11  -2.7058×10-15   -2.7673×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
-8.2067×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１６面     798.2520        0.00000           -7.8055×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.4611×10-11  -3.3373×10-15  -5.8685×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
6.5684×10-23      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１８面     261.7539        0.00000           1.4844×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.7927×10-11    3.0001×10-15    3.4128×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
-7.3746×10-23     0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
２１面     360.6533        0.00000          9.0882×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.6366×10-12   1.4369×10-16   -9.1173×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
4.3321×10-24      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
２４面     266.5085        0.00000          1.3982×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.9315×10-13   8.0049×10-17   -2.5823×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
1.2241×10-24      0.00000
（条件式対応値）
ｆ２＝−１０９．２
ｄ２＝２４８．４
ｄ３＝１３．４
β＝０．２５
β３＝０．３９２
β４＝−１．２５５
（５）  ｆ２／｜ｄ２｜＝−０．４３９６
（６）  ｜β／β３｜＝０．６３７８
（７）  ｜β／β４｜＝−０．１９９２
（８）  ｜ｄ３／ｄ２｜＝０．０５３９
図１５は、第７実施例における横収差を示す図である。収差図において、ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６２４ｎｍを、破線は１５７．６２４ｎｍ＋１ｐｍ＝１５７．６６２５ｎｍを、一点鎖線は１５７．６２４ｎｍ−１ｐｍ＝１５７．６２３ｎｍをそれぞれ示している。収差図から明らかなように、第７実施例では、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第７実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６２４ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。従って、第７実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第７実施例では、露光領域を直径１６．４ｍｍのイメージサークル内で１５ｍｍ×６ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３０ｍｍ×４０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
〔第８実施例〕
図１６は、第８実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第８実施例では、第７実施例と同様に、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図１６の反射屈折結像光学系は、マスク３の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、前記中間像からの光に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２と、両光学系Ｋ１、Ｋ２に挟まれた色収差補正レンズＬ３とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第２結像光学系Ｋ２は、中央部に第１光通過部ＡＰ１を有する負屈折力の第１反射面Ｒ１からなる主鏡Ｍ１と、中央部に第２光通過部ＡＰ２を有する第２反射面Ｒ２からなる副鏡Ｍ２とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１１と、ウエハ側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ１２と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ１３と、マスク側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１５とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２１と、マスク側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２２と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２３と、マスク側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ２４と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２５と、ウエハ側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ２６と、マスク側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２７と、マスク側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ２８とから構成されている。
さらに、第２レンズ群Ｇ２の後方の中間像が形成される位置の後側であって、主鏡Ｍ１に設けた第１光透過部ＡＰ１の手前には、球面形状の両凹レンズである色収差補正レンズＬ３が配置されている。
また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸ＡＸの方向において開口絞りＳとは異なる位置に配置されて光軸ＡＸ近傍の光を遮光する中心遮蔽部材Ｂを有する。
かかる構成において、第１結像光学系Ｋ１からの光は、色収差補正レンズＬ３を通過し、主鏡Ｍ１の第１光透過部ＡＰ１を経て第２反射面Ｒ２で反射される。第２反射面Ｒ２で反射された光は、第１反射面Ｒ１で反射され、第１反射面Ｒ１で反射された光が副鏡Ｍ２の第２光通過部ＡＰ２を介してウエハ面９上に最終像を形成する。
以下の表８に、第８実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。
【表８】
（主要諸元）
λ＝１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝１９．５ｍｍ
Δｎ／Δλ＝−２．４×１０-6(Δλ＝１ｐｍ)
面番号     r           d            n
(マスク面)   74.6950
1     -122.0212     20.0000     1.559238     (レンズＬ１１)
2＊   -426.3504     11.7819
3     -170.7647     31.8207     1.559238     (レンズＬ１２)
4     -112.7426      1.0000
5      677.6138     30.9654     1.559238     (レンズＬ１３)
6＊   -267.5441    312.5891
7＊   -457.1505     25.0000     1.559238     (レンズＬ１４)
8     -136.1132      1.0000
9      371.1954     40.0000     1.559238     (レンズＬ１５)
10＊     90.1479     33.3921
11       ∞          14.7189                  (開口絞りＳ)
12＊     81.7494     31.6956     1.559238     (レンズＬ２１)
13     -183.7422     11.6085
14＊    -78.5623     20.0000     1.559238     (レンズＬ２２)
15     -139.7036     16.2402
16＊    164.6923     27.8376     1.559238     (レンズＬ２３)
17     -179.3500      4.8040
18＊   -126.8087     20.0000     1.559238     (レンズＬ２４)
19      835.6533      1.0142
20      527.3214     30.0000     1.559238     (レンズＬ２５)
21＊    471.2666     68.6599
22     -393.2785     39.0529     1.559238     (レンズＬ２６)
23     -162.7512      5.1881
24＊   -371.2256     39.8874     1.559238     (レンズＬ２７)
25     -127.4034      1.0000
26      124.0028     20.0000     1.559238     (レンズＬ２８)
27     6784.0168     72.8779
28     -236.1546     20.0000     1.559238     (レンズＬ３)
29       90.5253     10.0000
30      425.4284    280.1707
31    -3000.0000   -280.1707                  (反射面Ｒ１)
32      425.4284    280.1707                  (反射面Ｒ２)
33    -3000.0000     13.0000
(ウエハ面)      0.0000
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
２面     -426.3504        0.00000          9.6251×10-8
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
4.0983×10-12     -1.1849×10-16      -6.65×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
4.8020×10-24      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
６面     -267.5441        0.00000          -3.3841×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.4196×10-12      -3.0000×10-17        3.63×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-9.7759×10-26      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
７面    -457.1505        0.00000          -6.0739×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.1163×10-11      -2.1261×10-15       -2.42×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
6.4066×10-25      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１０面      90.1479        0.00000          -8.5414×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
7.9335×10-12      1.2430×10-15       -5.82×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.3671×10-23      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１２面      81.7494        0.00000          -4.7617×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.5968×10-11    -4.8510×10-15       -5.94×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
-7.0871×10-23        0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１４面     78.5623        0.00000           1.9520×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
4.6563×10-11      7.8448×10-15      -1.83×10-18
Ｃ１２            Ｃ１４
2.1847×10-22      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１６面     164.6923        0.00000           1.1464×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.5979×10-11    -9.7522×10-15      1.03×10-18
Ｃ１２            Ｃ１４
-4.2695×10-22      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
１８面    -126.8087        0.00000           -1.0844×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
7.1372×10-12      1.7680×10-14        -4.12×10-18
Ｃ１２            Ｃ１４
3.4001×10-22       0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
２１面     471.2666        0.00000          1.3727×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
2.1789×10-12     3.8522×10-15       -3.43×10-18
Ｃ１２            Ｃ１４
5.1822×10-22      0.00000
ｒ              κ                Ｃ４
２４面    -371.2256        0.00000          -6.8599×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-8.4200×10-13     -1.4460×10-16       1.80×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
1.3348×10-24      0.00000
（条件式対応値）
ｆ２＝−１１４．５
ｄ２＝２８０．２
ｄ３＝１３．０
β＝０．２０
β３＝０．３７８
β４＝−１．３３０
（５）  ｆ２／｜ｄ２｜＝−０．４０８７
（６）  ｜β／β３｜＝０．５２８８
（７）  ｜β／β４｜＝−０．１５０４
（８）  ｜ｄ３／ｄ２｜＝０．０４６４
図１７は、第８実施例における横収差を示す図である。収差図において、ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６２４ｎｍを、破線は１５７．６２４ｎｍ＋１ｐｍ＝１５７．６６２５ｎｍを、一点鎖線は１５７．６２４ｎｍ−１ｐｍ＝１５７．６２３ｎｍをそれぞれ示している。収差図から明らかなように、第８実施例では、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第８実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６２４ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で１９．５ｍｍのイメージサークルを確保することができる。従って、第８実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第８実施例では、露光領域を直径１９．５ｍｍのイメージサークル内で１８ｍｍ×７．５ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、１回のスキャン露光により、例えば１８ｍｍ×３３ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。また、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば３６ｍｍ×５０ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
〔第９実施例〕
図１８は、第９実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。第９実施例では、第７実施例と同様に、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差を含む諸収差が補正された投影光学系に本発明を適用している。
図１８の反射屈折結像光学系は、マスク３の中間像を形成するための屈折型の第１結像光学系Ｋ１と、前記中間像からの光に基づいてマスク３の最終像を縮小倍率でウエハ９上に形成するための反射屈折型の第２結像光学系Ｋ２と、両光学系Ｋ１、Ｋ２に挟まれた色収差補正レンズＬ３とを備えている。そして、第１結像光学系Ｋ１は、マスク３側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有し、第２結像光学系Ｋ２は、中央部に第１光通過部ＡＰ１を有する負屈折力の第１反射面Ｒ１からなる主鏡Ｍ１と、中央部に第２光通過部ＡＰ２を有する第２反射面Ｒ２からなる副鏡Ｍ２とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順に、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１１と、ウエハ側に凸面を向けた両球面形状のメニスカスレンズＬ１２と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ１３と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１４と、マスク側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ１５と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ１６とから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から順に、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２１と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２２と、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２３と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２４と、ウエハ側に非球面形状の凹面を向けたメニスカスレンズＬ２５と、マスク側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２６と、球面形状の両凸レンズＬ２７と、マスク側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ２８と、ウエハ側に非球面形状の凸面を向けたメニスカスレンズＬ２９と、ウエハ側に凸面を向けた球面形状のメニスカスレンズＬ２０とから構成されている。
さらに、第２レンズ群Ｇ２の後方の中間像が形成される位置の後側であって、主鏡Ｍ１に設けた第１光透過部ＡＰ１の手前には、球面形状の両凹レンズである色収差補正レンズＬ３が配置されている。
また、第１結像光学系Ｋ１は、光軸ＡＸの方向において開口絞りＳとは異なる位置に配置されて光軸ＡＸ近傍の光を遮光する中心遮蔽部材Ｂを有する。
かかる構成において、第１結像光学系Ｋ１からの光は、色収差補正レンズＬ３を通過し、主鏡Ｍ１の第１光透過部ＡＰ１を経て第２反射面Ｒ２で反射される。第２反射面Ｒ２で反射された光は、第１反射面Ｒ１で反射され、第１反射面Ｒ１で反射された光が副鏡Ｍ２の第２光通過部ＡＰ２を介してウエハ面９上に最終像を形成する。
以下の表９に、第９実施例の反射屈折結像光学系の諸元の値を掲げる。
【表９】
（主要諸元）
λ＝１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍ
β＝０．２５００
ＮＡ＝０．７５
φ＝２６．４ｍｍ
Δｎ／Δλ＝−２．４×１０-6(Δλ＝１ｐｍ)
面番号     r           d            n
(マスク面)   75.8647
1     -138.8650     40.0000     1.559238     (レンズＬ１１)
2＊   -178.8588     12.1586
3     -391.5927     40.0000     1.559238     (レンズＬ１２)
4     -130.5445     12.6974
5    -1084.4149     40.0000     1.559238     (レンズＬ１３)
6＊   -200.0000      1.0000
7    17587.7644     20.5646     1.559238     (レンズＬ１４)
8＊    288.1756    170.5608
9＊  -1672.9950     40.0000     1.559238     (レンズＬ１５)
10     -281.6585     53.0696
11＊   2601.8744     20.0000
12     -882.4457      6.8108
13       ∞           8.2949                  (開口絞りＳ)
14＊    862.4100     40.0000     1.559238     (レンズＬ２１)
15      279.7040      1.0000
16＊    200.9038     37.7536     1.559238     (レンズＬ２２)
17   -24029.7696     33.4585
18＊   1180.0586     40.0000     1.559238     (レンズＬ２３)
19      182.3363      1.0000
20＊    147.6961     39.7606     1.559238     (レンズＬ２４)
21   -23525.3704     16.8400
22     1074.5932     39.6090     1.559238     (レンズＬ２５)
23＊   3065.3181      3.6505
24＊   1780.4798     20.0000     1.559238     (レンズＬ２６)
25      867.2991     43.1760
26      488.6712     29.7592     1.559238     (レンズＬ２７)
27     -250.0000      1.0000
28＊    652.1667     24.0002     1.559238     (レンズＬ２８)
29     -250.0000      1.0000
30     -508.1135     40.0000     1.559238     (レンズＬ２９)
31＊   -195.7954      1.0000
32     -662.4741     20.0000     1.559238     (レンズＬ２０)
33     -258.5729     72.4163
34     -143.5452     20.0000     1.559238     (レンズＬ３)
35      114.3829     15.0000
36      436.0719    290.6011
37＊  -2770.8948   -290.6011                  (反射面Ｒ１)
38      436.0719    290.6011                  (反射面Ｒ２)
39＊  -2770.8948     13.0000
(ウエハ面)      0.0000
（非球面データ）
ｒ              κ                Ｃ４
２面     -178.8588       0.00000          1.3991×10-7
Ｃ６            Ｃ８              Ｃ１０
4.0015×10-12     3.5814×10-16      2.6293×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-7.5676×10-24    3.1558×10-28
ｒ              κ                Ｃ４
６面     -200.0000       0.00000          5.1509×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-5.6993×10-12      7.4009×10-17        -1.0761×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
1.2317×10-24      -3.9961×10-29
ｒ              κ                Ｃ４
８面     288.1756        0.00000          -1.1026×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.4610×10-12      2.9376×10-16       -9.3449×10-21
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.8853×10-25     1.7087×10-30
ｒ              κ                Ｃ４
９面    -1672.9950       0.00000          -1.5740×10-7
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-2.5860×10-11      -1.4744×10-15       -2.5569×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
3.1809×10-24      -6.7776×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
１１面    2601.8744       0.00000          2.1540×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
5.9335×10-11      1.1166×10-16       -4.9143×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
4.7574×10-23      7.5819×10-28
ｒ              κ                Ｃ４
１４面     862.4100        0.00000          -6.8114×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-4.9305×10-11    8.9448×10-16       -5.2007×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-6.9020×10-23      3.8255×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
１６面     200.9038        0.00000           -5.7478×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-8.1295×10-12      -3.5513×10-15      -6.3355×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
7.6282×10-23      -3.7090×10-26
ｒ              κ                Ｃ４
１８面    1180.0586        0.00000           -6.5369×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
9.5726×10-12    5.8529×10-15      5.9762×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
6.1398×10-24      -9.6136×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
２０面     147.6961        0.00000           -1.6135×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.2448×10-11      -2.7569×10-15        2.1810×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
1.2477×10-24       -4.7232×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
２３面    3065.3181        0.00000          7.8083×10-9
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
1.2104×10-11     2.9461×10-15       -2.1647×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
3.1859×10-23      3.7037×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
２４面    1780.4798       0.00000          -6.1057×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-1.3001×10-11     1.7148×10-15       -1.9337×10-19
Ｃ１２            Ｃ１４
1.5140×10-23      7.5042×10-28
ｒ              κ                Ｃ４
２８面     652.1667       0.00000          -7.1641×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
9.5614×10-12     7.2067×10-16       3.0907×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-7.4253×10-24      1.4707×10-28
ｒ              κ                Ｃ４
３１面    -195.7954        0.00000          3.0509×10-8
Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
8.0986×10-12     4.9520×10-16       9.3365×10-20
Ｃ１２            Ｃ１４
-1.6508×10-23      2.8405×10-27
ｒ              κ                Ｃ４
３７面    -2770.8948       0.00000          1.2052×10-9
３９面        Ｃ６             Ｃ８               Ｃ１０
-3.9716×10-16     -7 0721×10-20       6.5028×10-25
Ｃ１２            Ｃ１４
-2.3785×10-30      1.6673×10-35
（条件式対応値）
ｆ２＝−１１０．７
ｄ２＝２９０．６
ｄ３＝１３．０
β＝０．２５
β３＝０．３９２
β４＝−１．３４９
（５）  ｆ２／｜ｄ２｜＝−０．３８１１
（６）  ｜β／β３｜＝０．６３７８
（７）  ｜β／β４｜＝−０．１８５４
（８）  ｜ｄ３／ｄ２｜＝０．０４４７
図１９は、第９実施例における横収差を示す図である。収差図において、ｙは像高を、実線は中心波長１５７．６２４ｎｍを、破線は１５７．６２４ｎｍ＋１ｐｍ＝１５７．６６２５ｎｍを、一点鎖線は１５７．６２４ｎｍ−１ｐｍ＝１５７．６２３ｎｍをそれぞれ示している。収差図から明らかなように、第９実施例では、波長幅が１５７．６２４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差が良好に補正されていることがわかる。また、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
以上のように、第９実施例の反射屈折結像光学系では、中心波長が１５７．６２４ｎｍのＦ２レーザ光に対して、少ないレンズ枚数で、主鏡Ｍ１を大型化することなく、０．７５の像側ＮＡを確保するとともに、ウエハ上で２６．４ｍｍのイメージサークルを確保することができる。従って、第８実施例の反射屈折結像光学系を投影露光装置に適用した場合、０．１μｍ以下の高解像を達成することができる。また、第９実施例では、露光領域を直径２６．４ｍｍのイメージサークル内で２５ｍｍ×８．５ｍｍの矩形状に設定することができる。ここで、１回のスキャン露光により、例えば２５ｍｍ×３３ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。また、２回のスキャン露光を用いた継ぎ露光を行うことにより、例えば５０ｍｍ×６５ｍｍの領域にマスクパターンを転写することができる。
（第４実施形態）
図２０は、本発明の第４実施形態にかかる光学装置のウエハ近傍部分を拡大して説明する図である。反射屈折結像光学系の基本構成は上記第２及び第３実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、図２０では、第２実施形態の反射屈折結像光学系８に対応させてレンズ成分Ｌ２を描いているが、第３実施形態の反射屈折結像光学系８の場合、レンズ成分Ｌ２に相当するものが存在しない。
本実施形態では、ウエハの位置を検出するためのウエハ位置検出系を有している点が上記第２実施形態等と異なる。ウエハ位置検出系は、送光系２０と、受光系２２と、光電変換部２４とから構成されている。送光系２０からのウエハ位置検出用光束（以下、「ＡＦ光」という。）は、副鏡Ｍ２の母材の側面Ｓ１から入射し、副鏡Ｍ２のマスク側の面とウエハ側の面との間で反射されるように副鏡の母材の内部を進行した後、母材の側面Ｓ２から射出して、第２光透過部ＡＰ２をウエハ９に投影した領域内でウエハ９の表面に到達する。次に、ウエハ９で反射されたＡＦ光は、副鏡Ｍ２の母材の側面Ｓ３から入射し、副鏡Ｍ２のマスク側の面とウエハ側の面との間で反射されるように副鏡の母材の内部を進行した後、母材の側面Ｓ４から射出する。そして、集光光学系２２にて光電変換部２４の受光面に集光される。演算処理部２６は、光電変換部２４からの信号に基づいてウエハ９の位置検出、即ち、焦点検出及びウエハ面の傾き検出の少なくとも一方を行う。ウエハ９はウエハホルダ１０上に保持されており、ウエハホルダ１０はウエハステージ１１に搭載されている。ウエハステージ１１は演算処理部２６による検出結果に基づいて駆動を制御され、これによりウエハ９は光軸ＡＸ方向の位置、又は光軸ＡＸに対する傾きを変えられて、最終的にマスク３の像がウエハ９上の最適位置に投影されるようにオートフォーカス及びレベリング調整が制御される。
このような焦点検出及びウエハ面の傾き検出については、本願と同一出願人による上述の特開平６−６６５４３号公報、特開平８−２１９７１８号公報、特開平９−３０４０１６号公報又は特開平１０−８２６１１号公報に開示されている装置が好適である。
また、図２１に示すように、副鏡Ｍ２の側面Ｓ１〜Ｓ４をＡＦ光に対してほぼ垂直な平面とすることでさらに正確に焦点検出を行うことが出来る。さらに、副鏡Ｍ２は円筒形状であるためＡＦ光に非点収差が生じてしまう。このため、図２２に示すように、副鏡Ｍ２に対してＡＦ光が入射する部分Ｓ１〜Ｓ４を直線状に形成することで、かかる非点収差の発生を回避し、高精度に焦点検出を行うことができる。
さて、上述の各実施形態の投影露光装置は、以下の手法により製造することができる。
まず、１８０ｎｍよりも短い中心波長の照明光によってマスク上のパターンを照明するための照明光学系を準備する。具体的には、中心波長が１５７．６ｎｍのＦ２レーザ光を用いてマスクパターンを照明する照明光学系を準備する。このとき、照明光学系は、所定の半値全幅以内のスペクトル幅の照明光を供給するように構成される。
次いで、マスク上のパターンの像を感光性基板上の感光面に結像するための投影光学系を準備する。投影光学系を準備することは、複数の屈折性光学素子や反射鏡などを準備して、これら複数の屈折性光学素子などを組上げることを含むものである。そして、これらの照明光学系および投影光学系を前述の機能を達成するように電気的、機械的または光学的に連結することにより、各実施形態にかかる投影露光装置を製造することができる。
また、上述の各実施例では、投影光学系を構成する屈折性の光学部材の材料としてＣａＦ２（フッ化カルシウム）を使用しているが、このＣａＦ２に加えて、あるいはＣａＦ２に代えて、例えばフッ化バリウム、フッ化リチウム、およびフッ化マグネシウムなどのフッ化物の結晶材料やフッ素がドープされた石英を使用しても良い。但し、マスクを照明する照明光において十分な狭帯化が可能であるならば、投影光学系は単一種類の光学材料で構成することが好ましい。さらに、投影光学系の製造のし易さや製造コストを考えると、投影光学系はＣａＦ２のみで構成されることが好ましい。
また、上述の第１実施形態では、副鏡に隣接するレンズ成分に反射面を設けることにより副鏡を裏面反射面としたが、副鏡を表面反射面として副鏡に隣接するレンズ成分と分離させてもよい。この場合、副鏡の反射面形状が副鏡に隣接するレンズ成分の熱吸収等による表面形状変化の影響を受けずに済む利点がある。
なお、上述の各実施形態では、光源からウエハへ至る光路をヘリウムガスで置換しているが、光路の一部あるいは全部を窒素（Ｎ２）ガスで置換しても良い。
さらに、上述の各実施形態では、光源としてＦ２レーザを用い、狭帯化装置によりそのスペクトル幅を狭帯化しているが、その代わりに、１５７ｎｍに発振スペクトルを持つＹＡＧレーザなどの固体レーザの高調波を用いるようにしても良い。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバーレーザから発振される赤外域または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（またはエルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙｂ）との両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
例えば、単一波長レーザ光の発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。特に発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、すなわちＦ２レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍの範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、すなわちＦ２レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。なお、単一波長発振レーザとしては、イッテルビウム（Ｙｂ）・ドープ・ファイバーレーザを用いる。
このように、レーザ光源からの高調波を使用する場合には、この高調波自体が十分に狭帯化されたスペクトル幅（例えば０．３ｐｍ以下）であるので、上述の各実施形態の光源１の代わりに用いることができる。
さて、本発明は、ウエハ上の１つのショット領域へマスクパターン像を一括的に転写した後に、投影光学系の光軸と直交する面内でウエハを逐次二次元的に移動させて次のショット領域にマスクパターン像を一括的に転写する工程を繰り返すステップ・アンド・リピート方式（一括露光方式）や、ウエハの各ショット領域への露光時にマスクとウエハとを投影光学系に対して投影倍率βを速度比として同期走査するステップ・アンド・スキャン方式（走査露光方式）の双方に適用することができる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式では、スリット状（細長い矩形状）の露光領域内で良好な結像特性が得られればよいため、投影光学系を大型化することなく、ウエハ上のより広いショット領域に露光を行うことができる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式における露光領域の形状としては、長方形状に限られず、例えば等脚台形状、不等脚台形状、菱形状、六角形状、円弧形状等の様々な形状とすることができる。
次に、上記実施形態の投影露光装置を用いてステップ・アンド・スキャン方式でウェハ上に所定の回路パターンを形成する際の動作の一例につき図２３のフローチヤートを参照して説明する。先ず、図２３のステップＳ１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。ステップＳ２において、その１ロットのウェハ９上の金属膜状にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３において、第１〜第３実施形態の投影光学系８（図２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８）を備えた図１の投影露光装置を用いて、レチクル３上のパターンの像がその投影光学系８を介して、その１ロットのウェハ９上の各ショット領域に順次露光転写される。そして、ステップＳ４において、その１ロットのウェハ９上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ５において、その１ロットのウェハ９上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、レチクルＲ上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。
ところで、上述の各実施形態では、半導体素子の製造に用いられる投影露光装置に本発明を適用している。しかしながら、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。また、レチクルまたはマスクを製造するためにガラス基板またはシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の各実施形態にかかる反射屈折結像光学系を備えた投影露光装置の全体構成を概略的に示す。
図２は、第１実施形態の反射屈折結像光学系（投影光学系）を具体化した第１実施例のレンズ構成を示す。
図３は、第１実施例における横収差を示す。
図４は、第２実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図５は、第２実施例における横収差を示す図である。
図６は、第３実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図７は、第３実施例における横収差を示す図である。
図８は、第４実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図９は、第４実施例における横収差を示す図である。
図１０は、第２実施形態の反射屈折結像光学系（投影光学系）を具体化した第５実施例にかかるレンズ構成を示す図である。
図１１は、第５実施例における横収差を示す図である。
図１２は、第５実施例を変形した第６実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図１３は、第６実施例における横収差を示す図である。
図１４は、第３実施形態の反射屈折結像光学系（投影光学系）を具体化した第７実施例にかかるレンズ構成を示す図である。
図１５は、第７実施例における横収差を示す図である。
図１６は、第７実施例を変形した第８実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図１７は、第８実施例における横収差を示す図である。
図１８は、第９実施例にかかる反射屈折結像光学系（投影光学系）のレンズ構成を示す図である。
図１９は、第９実施例における横収差を示す図である。
図２０は、第４実施形態にかかる光学装置のウエハ近傍の構成を示す図である。
図２１は、図１８の光学装置の変形例を示す図である。
図２２は、図１８の光学装置の他の変形例を示す図である。
図２３は、本発明の実施形態にかかる投影露光装置を用いて所定の回路パターンを形成する場合の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１】
0004345232.tif 000002
【図２】
0004345232.tif 000003
【図３】
0004345232.tif 000004
【図４】
0004345232.tif 000005
【図５】
0004345232.tif 000006
【図６】
0004345232.tif 000007
【図７】
0004345232.tif 000008
【図８】
0004345232.tif 000009
【図９】
0004345232.tif 000010
【図１０】
0004345232.tif 000011
【図１１】
0004345232.tif 000012
【図１２】
0004345232.tif 000013
【図１３】
0004345232.tif 000014
【図１４】
0004345232.tif 000015
【図１５】
0004345232.tif 000016
【図１６】
0004345232.tif 000017
【図１７】
0004345232.tif 000018
【図１８】
0004345232.tif 000019
【図１９】
0004345232.tif 000020
【図２０】
0004345232.tif 000021
【図２１】
0004345232.tif 000022
【図２２】
0004345232.tif 000023
【図２３】
0004345232.tif 000024