(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系において、
前記投影光学系は、前記第１物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、正の屈折力を持つ第６レンズ群との６群構成であって、
前記第２レンズ群は、最も前記第１物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けた負屈折力の前方レンズと、最も前記第２物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けた負屈折力の後方レンズと、前記前方レンズと前記後方レンズとの間に配置される中間レンズ群とのみからなり、
前記中間レンズ群は、前記第１物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズと、負の屈折力を持つ第２レンズと、負の屈折力を持つ第３レンズとのみからなり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ1、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ2、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ3、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ4、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ5、前記第６レンズ群の焦点距離をｆ6、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前記前方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Ff、前記前方レンズの第２物体側の面の曲率半径をｒ2Fr前記後方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Rf、前記後方レンズの第２物体側の面の曲率半径をr2Rrとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
（１）                   ｆ1 ／Ｌ＜０．８
（２）       −０．１０＜ｆ2 ／Ｌ
（３）         ０．０１＜ｆ3 ／Ｌ＜１．０
（４）                   ｆ4 ／Ｌ＜−０．００５
（５）          ０．０１＜ｆ5／Ｌ＜０．９
（６）         ０．０２＜ｆ6 ／Ｌ＜１．６
（７）   １．００≦（ｒ2Ff −ｒ2Fr ）／（ｒ2Ff ＋ｒ2Fr ）＜５．０
（８） −１０．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）≦−１．００
【請求項２】
前記条件式（１）に代えて、
ｆ1 ／Ｌ＜０．１４
の条件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。
【請求項３】
０．０２＜ｆ1 ／Ｌ
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系。
【請求項４】
前記条件式（２）に代えて、
−０．０３２＜ｆ2 ／Ｌ
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項５】
ｆ2 ／Ｌ＜−０．００５
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項６】
前記条件式（４）に代えて、
ｆ4 ／Ｌ＜−０．０４７
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項７】
−０．０９８＜ｆ4 ／Ｌ
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項８】
前記条件式（８）に代えて、
−５．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）≦−１．００
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項９】
前記条件式（８）に代えて、
−２．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）≦−１．００
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記第１物体から前記投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離をＩとし、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の投影光学系。
（９）              １．０＜Ｉ／Ｌ
【請求項１１】
前記第１物体から前記投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離をＩとし、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の投影光学系。
１．７＜Ｉ／Ｌ
【請求項１２】
以下の条件をさらに満足することを特徴とする請求項１０または１１に記載の投影光学系。
Ｉ／Ｌ＜６．８
【請求項１３】
前記第５レンズ群は、少なくとも７枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項１４】
前記第５レンズ群は、さらに、少なくとも１枚の負レンズ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】
前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第２レンズの焦点距離をｆ22とし、前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第３レンズの焦点距離をｆ23とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れか一項記載の投影光学系。
（１０）          ０．１＜ｆ22／ｆ23＜１０
【請求項１６】
前記条件式（１０）に代えて、
０．１＜ｆ22／ｆ23＜１．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１５に記載の投影光学系。
【請求項１７】
前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第２レンズの焦点距離をｆ22とし、前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第３レンズの焦点距離をｆ23とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れか一項記載の投影光学系。
０．７＜ｆ22／ｆ23＜１０
【請求項１８】
前記条件式（１０）に代えて、
０．７＜ｆ22／ｆ23＜１．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１７に記載の投影光学系。
【請求項１９】
前記第５レンズ群は、最も第２物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負レンズを有し、第６レンズ群は、最も第１物体側に配置されて第１物体側に凸面を向けたレンズを有し、
前記第５レンズ群の最も第２物体側に配置される負レンズの第２物体側の曲率半径をｒ5Rとし、前記第６レンズ群の最も第１物体側に配置されるレンズの第１物体側の曲率半径をｒ6Fとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１８の何れか一項記載の投影光学系。
（１１）  −０．９０＜（ｒ5R−ｒ6F）／（ｒ5R＋ｒ6F）＜−０．００１
【請求項２０】
前記条件式（１１）に代えて、
−０．３０＜（ｒ5R−ｒ6F）／（ｒ5R＋ｒ6F）＜−０．００１
の条件を満足することを特徴とする請求項１９に記載の投影光学系。
【請求項２１】
前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間のレンズ群間隔をｄ56とし、前記第１物体と前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２０の何れか一項記載の投影光学系。
（１２）          ｄ56／Ｌ＜０．０１７
【請求項２２】
前記第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面の曲率半径をｒ6Fとし、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面から第２物体までの軸上距離をｄ6とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２１の何れか一項記載の投影光学系。
（１３）        ０．５０＜ｄ6／ｒ6F＜１．５０
【請求項２３】
前記条件式（１３）に代えて、
０．８４＜ｄ6／ｒ6F＜１．５０
の条件を満足することを特徴とする請求項２２に記載の投影光学系。
【請求項２４】
前記第５レンズ群は、最も第２物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負レンズを有し、前記第５レンズ群中の最も第２物体側に設けられた負レンズにおける第１物体側の曲率半径をｒ5F、前記第５レンズ群中の最も第２物体側に設けられた負レンズにおける第２物体側の曲率半径をｒ5Rとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２３の何れか一項記載の投影光学系。
（１４）    ０．３０＜（ｒ5F−ｒ5R）／（ｒ5F＋ｒ5R）＜１．２８
【請求項２５】
前記条件式（１４）に代えて、
０．３０＜（ｒ5F−ｒ5R）／（ｒ5F＋ｒ5R）＜０．９３
の条件を満足することを特徴とする請求項２４に記載の投影光学系。
【請求項２６】
前記第２レンズ群中の中間レンズ群における正の屈折力の第１レンズの焦点距離をｆ21とし、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２５の何れか一項記載の投影光学系。
（１５）    ０．２３０＜ｆ21／Ｌ＜０．４０
【請求項２７】
前記第２レンズ群中の最も第１物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ前方レンズの焦点距離をｆ2F、前記第２レンズ群中の最も第２物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ後方レンズの焦点距離をｆ2Rとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２６の何れか一項記載の投影光学系。
（１６）              ０≦ｆ2F／ｆ2R＜１８
【請求項２８】
前記第２レンズ群中の中間レンズ群は、負の屈折力を持つことを特徴とする請求項１乃至請求項２７の何れか一項記載の投影光学系。
【請求項２９】
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、前記第３レンズ群は、少なくとも３枚の正レンズを有し、前記第４レンズ群は、少なくとも３枚の負レンズを有し、前記第６レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項２８の何れか一項記載の投影光学系。
【請求項３０】
前記第６レンズ群は、以下の条件を満足するレンズ面を少なくとも一面有する３枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至請求項２９の何れか一項記載の投影光学系。
（１７）          １／｜φＬ｜＜２０
但し、φ：前記レンズ面の屈折力、
Ｌ：前記第１物体から前記第２物体までの物像間距離、
である。
【請求項３１】
前記投影光学系を構成するすべてのレンズが非貼合せであることを特徴とする請求項１乃至請求項３０の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項３２】
前記投影光学系を構成するレンズを複数の光学材料により形成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３１の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項３３】
第１物体を照明するための照明光学装置と、
前記第１物体上に形成された所定のパターンの像を第２物体上に形成するための請求項１乃至請求項３２の何れか一項に記載の投影光学系とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項３４】
前記第１物体を保持する第１のステージと、前記第２物体を保持する第２のステージとを備え、
前記投影光学系の投影倍率を１／Ｍとするとき、露光時において前記第１のステージと前記第２のステージとは、Ｍ：１の速度比のもとで移動することを特徴とする請求項３３に記載の投影露光装置。
【請求項３５】
第１物体上の所定のパターンを第２物体に露光する投影露光方法において、
前記第１物体を照明する工程と、
請求項１乃至請求項３２の何れか一項に記載の投影光学系を用いて前記所定のパターンの像を前記第２物体上に形成する工程とを備えていることを特徴とする投影露光方法。
【請求項３６】
第１のステージによって前記第１物体を保持する工程と、第２のステージによって前記第２物体を保持する工程とをさらに備え、
前記投影光学系の投影倍率を１／Ｍとするとき、露光時において前記第１のステージと前記第２のステージとを、Ｍ：１の速度比のもとで移動させることを特徴とする請求項３５に記載の投影露光方法。
【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物体のパターンを第２物体としての基板等に投影するための投影光学系に関するものであり、特に、第１物体としてのレチクル（マスク）上に形成された半導体用または液晶用のパターンを第２物体としての基板（ウェハ、プレート等）上に投影露光するのに好適な投影光学系に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路のパターンの微細化が進むに従って、ウェハの焼付けに用いられる投影光学系に対し要求される性能もますます厳しくなってきている。このような状況の中で、投影光学系の解像力の向上については、露光波長λをより短くするか、あるいは投影光学系の開口数（N.A.）を大きくする事が考えられる。
【０００３】
近年においては、転写パターンの微細化に対応するために、露光用の光源は、ｇ線(436nm) の露光波長の光を発するものからｉ線(365nm) の露光波長の光を発するものが主として用いられるようになってきており、さらには、より短波長の光を発する光源、例えばエキシマレーザ（KrF:248nm,ArF:193nm)が用いられようとしている。
【０００４】
そして、以上の各種の露光波長の光によってレチクル上のパターンをウェハ上に投影露光するための投影光学系が提案されている。
投影光学系においては、解像力の向上と共に要求されるのは、像歪を少なくすることである。ここで、像歪とは、投影光学系に起因するディストーション（歪曲収差）によるものの他、投影光学系の像側で焼き付けられるウェハの反り等によるものと、投影光学系の物体側で回路パターン等が描かれているレチクルの反り等によるものがある。
【０００５】
近年ますます転写パターンの微細化が進み、像歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。
そこで、ウェハの反りによる像歪への影響を少なくするためには、投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させる、所謂像側テレセントリック光学系が従来より用いられてきた。
【０００６】
一方、レチクルの反りによる像歪の軽減についても、投影光学系の入射瞳位置を物体面から遠くに位置させる、所謂物体側テレセントリック光学系にすることが考えられ、またそのように投影光学系の入射瞳位置を物体面から比較的遠くに位置させる提案がなされている。それらの例としては、特開昭63-118115 号、特開平4-157412号、特開平5-173065号等のものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の各特許公報にて提案された光学系の中には、物体側と像側とが共にテレセントリックである、所謂両側テレセントリック投影光学系が開示されている。しかしながら、以上の各特許公報にて提案されている両側テレセントリック投影光学系では、解像力に寄与する開口数（N.A.）が十分に大きくなく、さらには各収差、特にディストーションの補正が十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト化を図った上で広い露光領域と大きな開口数とを確保しつつ両側テレセントリックとしながらも、諸収差、特にディストーションを極めて良好に補正し得る高性能な投影光学系を提供することを目的としている。
【０００９】
【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、本発明による投影光学系は、以下の構成を有する。本発明による投影光学系は、第１物体の像を第２物体上に投影する投影光学系であって、第１物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、正の屈折力を持つ第６レンズ群とを有し、
前記第２レンズ群は、最も前記第１物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けた負屈折力の前方レンズと、最も前記第２物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けた負屈折力の後方レンズと、前記前方レンズと前記後方レンズとの間に配置される中間レンズ群を含み、
前記中間レンズ群は、前記第１物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズと、負の屈折力を持つ第２レンズと、負の屈折力を持つ第３レンズとを少なくとも有し、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ1 、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ2 、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ3 、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ4 、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ5 、前記第６レンズ群の焦点距離をｆ6 、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前記前方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Ff 、前記前方レンズの第２物体側の面の曲率半径をｒ2Fr 前記後方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Rf 、前記後方レンズの第２物体側の面の曲率半径をｒ2Rr するとき、以下の条件（１）〜（８）を満足するように構成したものである。
（１）                    ｆ1 ／Ｌ＜０．８
（２）        −０．１０＜ｆ2 ／Ｌ
（３）          ０．０１＜ｆ3 ／Ｌ＜１．０
（４）                    ｆ4 ／Ｌ＜−０．００５
（５）          ０．０１＜ｆ5 ／Ｌ＜０．９
（６）          ０．０２＜ｆ6 ／Ｌ＜１．６
（７）    １．００≦（ｒ2Ff −ｒ2Fr ）／（ｒ2Ff ＋ｒ2Fr ）＜５．０
（８）  −１０．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）≦−１．００
本発明の投影光学系は、以上の構成に基づいて、前記第１物体から前記投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離をＩとし、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足するように構成されることが好ましい。
（９）              １．０＜Ｉ／Ｌ
また、前記第５レンズ群は、少なくとも７枚の正レンズを有することが望ましい。この場合、前記第５レンズ群は、さらに、少なくとも１枚の負レンズを有することがより望ましい。
【００１０】
また、前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第２レンズの焦点距離をｆ22とし、前記第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第３レンズの焦点距離をｆ23とするとき、以下の条件を満足することがより好ましい。
（１０）          ０．１＜ｆ22／ｆ23＜１０
また、前記第５レンズ群は、最も第２物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負レンズを有し、第６レンズ群は、最も第１物体側に配置されて第１物体側に凸面を向けたレンズを有し、前記第５レンズ群の最も第２物体側に配置される負レンズの第２物体側の曲率半径をｒ5Rとし、前記第６レンズ群の最も第１物体側に配置されるレンズの第１物体側の曲率半径をｒ6Fとするとき、以下の条件を満足することが望ましい。
（１１）  −０．９０＜（ｒ5R−ｒ6F）／（ｒ5R＋ｒ6F）＜−０．００１
さらに、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間のレンズ群間隔をｄ56とし、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することがより好ましい。
（１２）          ｄ56／Ｌ＜０．０１７
また、前記第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面の曲率半径をｒ6Fとし、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面から第２物体までの軸上距離をｄ6 とするとき、以下の条件を満足することが望ましい。
（１３）        ０．５０＜ｄ6 ／ｒ6F＜１．５０
また、前記第５レンズ群は、最も第２物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負レンズを有し、前記第５レンズ群中の最も第２物体側に設けられた負レンズにおける第１物体側の曲率半径をｒ5F、前記第５レンズ群中の最も第２物体側に設けられた負レンズにおける第２物体側の曲率半径をｒ5Rとするとき、以下の条件を満足することがより望ましい。
（１４）    ０．３０＜（ｒ5F−ｒ5R）／（ｒ5F＋ｒ5R）＜１．２８
また、前記第２レンズ群中の中間レンズ群における正の屈折力の第１レンズの焦点距離をｆ21とし、第１物体から第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件を満足することがより望ましい。
（１５）    ０．２３０＜ｆ21／Ｌ＜０．４０
また、前記第２レンズ群中の最も第１物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ前方レンズの焦点距離をｆ2F、前記第２レンズ群中の最も第２物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ後方レンズの焦点距離をｆ2Rとするとき、以下の条件を満足することが好ましい。
（１６）              ０≦ｆ2F／ｆ2R＜１８
また、前記第２レンズ群中の中間レンズ群は、負の屈折力を持つことがより好ましい。
【００１１】
また、前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、前記第３レンズ群は、少なくとも３枚の正レンズを有し、前記第４レンズ群は、少なくとも３枚の負レンズを有し、前記第６レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有することが望ましい。
また、前記第６レンズ群は、以下の条件を満足するレンズ面を少なくとも一面有する３枚以下のレンズからなることが好ましい。
（１７）          １／｜φＬ｜＜２０
但し、φ：前記レンズ面の屈折力、
Ｌ：前記第１物体と前記第２物体までの物像間距離、
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施例を説明する前に、本発明の作用並びに条件について詳述する。
本発明の投影光学系では、第１物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群と、正の屈折力を第６レンズ群とを少なくとも有する構成としている。
【００１３】
まず、正の屈折力を持つ第１レンズ群はテレセントリック性を維持しながら主にディストーションの補正に寄与しており、具体的には、第１レンズ群にて正のディストーションを発生させて、この第１レンズ群よりも第２物体側に位置する複数のレンズ群にて発生する負のディストーションをバランス良く補正している。負の屈折力を持つ第２レンズ群及び負の屈折力を持つ第４レンズ群は、主にペッツバール和の補正に寄与し、像面の平坦化を図っている。負の屈折力を持つ第２レンズ群及び正の屈折力を持つ第３レンズ群では、この２つのレンズ群において逆望遠系を形成しており、投影光学系のバックフォーカス（投影光学系の最も第２物体側のレンズ面等の光学面から第２物体までの距離）の確保に寄与している。正の屈折力を持つ第５レンズ群及び同じく正の屈折力を第６レンズ群は、ディストーションの発生を抑えることと、第２物体側での高ＮＡ化に十分対応するために特に球面収差の発生を極力抑えることとに主に寄与している。
【００１４】
以上の構成に基づいて、第２レンズ群における最も第１物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ前方レンズは、像面湾曲、コマ収差の補正に寄与し、第２レンズ群における最も第２物体側に配置されて第１物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ後方レンズは、主にコマ収差の補正に寄与している。なお、後方レンズはまた像面湾曲の補正にも寄与している。また、前方レンズと後方レンズとの間に配置された中間レンズ群において、正の屈折力を持つ第１レンズは、像面湾曲の補正に大きく寄与している負の屈折力の第２及び第３レンズにて発生する負のディストーションの補正に寄与している。
【００１５】
条件（１）では、正の屈折力の第１レンズ群の焦点距離ｆ1 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（１）は、主にディストーションをバランス良く補正するためのものである。
条件（１）の上限を越える場合には、負のディストーションが大きく発生する。縮小倍率及び広い露光領域を確保しつつコンパクト化を図り、さらにディストーションを良好に補正するには、条件（１）の上限を０．１４とし、ｆ1 ／Ｌ＜０．１４とすることが好ましい。なお、瞳の球面収差の発生を抑えるためには、条件（１）の下限を０．０２として、０．０２＜ｆ1 ／Ｌとすることが好ましい。
【００１６】
条件（２）では、負の屈折力の第２レンズ群の焦点距離ｆ2 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（２）は、広い露光領域を確保しつつコンパクト化を図り、かつペッツバール和を良好に補正するための条件である。
ここで、条件（２）の下限を越えると、広い露光領域を確保しつつコンパクト化を達成することが困難となり、さらには正のペッツバール和が発生するため好ましくない。なお、さらなるコンパクト化の達成、或いはペッツバール和の良好なる補正のためには、条件（２）の下限値を−０．０３２として、−０．０３２＜ｆ2 ／Ｌとすることが好ましい。なお、負のディストーションの発生を抑えるためには、条件（２）の上限値を−０．００５として、ｆ2 ／Ｌ＜−０．００５とすることが好ましい。
【００１７】
条件（３）では、正の屈折力の第３レンズ群の焦点距離ｆ3 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。ここで、条件（３）の下限を越えると、第２或いは第４レンズ群の屈折力が強くなり、第２レンズ群においては負のディストーション及びコマ収差の発生を招き、第４レンズ群においてはコマ収差の発生を招く。一方、条件（３）の上限を越えると、第２或いは第４レンズ群の屈折力が弱くなり、ペッツバール和を良好に補正することができない。
【００１８】
条件（４）では、負の屈折力の第４レンズ群の焦点距離ｆ4 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。
ここで、条件（４）の上限を越えると、コマ収差が発生するため好ましくない。さらにコマ収差の発生を抑えるためには条件（４）の上限値を−０．０４７として、ｆ4 ／Ｌ＜−０．０４７とすることが好ましい。
【００１９】
なお、球面収差を良好に補正するためには、条件（４）の下限値を−０．０９８として、−０．０９８＜ｆ4 ／Ｌとすることが好ましい。
条件（５）では、正の屈折力の第５レンズ群の焦点距離ｆ5 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（５）は、大きな開口数を保ちながら球面収差、ディストーション及びペッツバール和をバランス良く補正するためのものである。この条件（５）の下限を越えると、第５レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、この第５レンズ群にて負のディストーションのみならず負の球面収差が甚大に発生する。この条件（５）の上限を越えると、第５レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、これに伴って負の屈折力の第４レンズ群の屈折力も必然的に弱くなり、この結果、ペッツバール和を良好に補正することができない。
【００２０】
条件（６）では、正の屈折力の第６レンズ群の焦点距離ｆ6 と、第１物体（レチクル等）から第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（６）は、大きな開口数を保ちながら高次の球面収差及び負のディストーションの発生を抑えるためのものである。この条件（６）の下限を越えると、第６レンズ群自身にて負のディストーションが大きく発生し、この条件（６）の上限を越えると、高次の球面収差が発生する。
【００２１】
条件（７）では、第２レンズ群中の前方レンズは、前方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Ff とし、前方レンズの第２物体側の面の曲率半径をｒ2Fr とした時の最適な形状を規定している。この条件（７）の下限を越えると、瞳の球面収差の補正を十分に行うことができなくなるため好ましくない。一方、この条件（７）の上限を越えると、コマ収差が発生するため好ましくない。
【００２２】
条件（８）では、第２レンズ群中の後方レンズは、後方レンズの第１物体側の面の曲率半径をｒ2Rf とし、後方レンズの第２物体側の面の曲率半径をｒ2Rr とした時の最適な形状を規定している。この条件（８）の上限及び下限を越えると、高次の球面収差及び高次のコマ収差が発生すると共に、像面湾曲が発生するため好ましくない。
【００２３】
なお、高次の球面収差及び高次のコマ収差をバランス良く補正するためには、条件（８）の下限値を−５．０として、−５．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）とすることが好ましい。さらに、高次の球面収差及び高次のコマ収差をより一層良好に補正しつつ像面湾曲をバランス良く補正するには、条件（８）の下限値を−２．０として、−２．０＜（ｒ2Rf −ｒ2Rr ）／（ｒ2Rf ＋ｒ2Rr ）とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、第１物体から投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離をＩとし、第１物体から第２物体までの距離をＬとするとき、
以下の条件（９）を満足することが好ましい。
（９）              １．０＜Ｉ／Ｌ
条件（９）では、第１物体から投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離Ｉと、第１物体（レチクル等）から第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。ここで、投影光学系全体の第１物体側焦点とは、投影光学系の光軸に対して近軸領域での平行光を投影光学系の第２物体側から入射させ、その近軸領域の光が投影光学系を射出する時に、その射出光が光軸と交わる点を意味するものである。
【００２５】
この条件（９）の下限を越えると、投影光学系の第１物体側でのテレセントリック性が大幅に崩れて、第１物体の光軸方向のずれに起因する倍率の変動並びにディストーションの変動が大きくなり、その結果、第１物体の像を所望の倍率のもとで忠実に第２物体上に投影することが困難となる。なお、第１物体の光軸方向のずれに起因する倍率の変動並びにディストーションの変動をより十分に抑えるためには、上記条件（９）の下限値を１．７として、１．７＜Ｉ／Ｌとすることが好ましい。さらに、投影光学系のコンパクト化を維持しながら、瞳の球面収差及びディストーションを共にバランス良く補正するためには、上記条件（９）の上限値を６．８として、Ｉ／Ｌ＜６．８とすることが好ましい。
【００２６】
また、第５レンズ群は、少なくとも７枚の正レンズを有することが望ましい。すなわち、第５レンズ群が少なくとも７枚の正レンズを有することにより、第５レンズ群自信が担う屈折力を各正レンズにバランス良く分担させることができまため、高開口数（高ＮＡ化）に伴って第５レンズ群にて発生しがちな負の球面収差を良好に抑えることができる。従って、第５レンズ群が少なくとも７枚の正レンズを有する構成とすることにより、投影光学系の高解像力が保証される。
【００２７】
また、この場合、第５レンズ群において、負のディストーションとペッツバール和とを補正する機能を十分に持たせるには、この第５レンズ群は、少なくとも７枚の正レンズを有する構成に加えて、少なくとも１枚の負レンズとを有することが好ましい。
また、第２レンズ群中の中間レンズ群における負の屈折力を持つ第２レンズの焦点距離をｆ22とし、第２レンズ群中の中間レンズ群における負の屈折力を持つ第３レンズの焦点距離をｆ23とするとき、以下の条件（１０）を満足することがより望ましい。
（１０）          ０．１＜ｆ22／ｆ23＜１０
条件（１０）の下限を越えると、負の第２レンズの屈折力が負の第３レンズの屈折力に対して相対的に強くなり、負の第２レンズにて、コマ収差と負のディストーションが大きく発生する。より負のディストーションをバランス良く補正するためには、上記条件（１０）の下限値を０．７として、０．７＜ｆ22／ｆ23とすることが好ましい。この条件（１０）の上限を越えると、負の第３レンズの屈折力が負の第２レンズの屈折力に対して相対的に強くなり、負の第３レンズにてコマ収差と負のディストーションが大きく発生する。コマ収差を良好に補正しながら、より負のディストーションをバランス良く補正するためには、上記条件（１０）の上限値を１．５として、ｆ24／ｆ23＜１．５とすることが好ましい。
【００２８】
また、第５レンズ群は、この最も第２物体側において、第２物体側に凹面を向けた負レンズを有することが望ましい。これによって、第５レンズ群中の最も第２物体側に位置する負レンズにて、正のディストーション並びに負のペッツバール和を発生させることが可能となるため、第５レンズ群中の正レンズにて発生する負のディストーション並びに正のペッツバール和を相殺することが可能となる。
【００２９】
このとき、第６レンズ群の最も第１物体側に位置するレンズにおいて、高次の球面収差を発生させずに負のディストーションを抑えるためには、最も第１物体側のレンズ面は第１物体側に凸面を向けた形状を有することが望ましく、第５レンズ群の最も第２物体側に配置される負レンズの第２物体側の曲率半径をｒ5Rとし、第６レンズ群の最も第１物体側に位置するレンズの第１物体側（第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面）の曲率半径をｒ6Fとするとき、以下の条件を満足することがより望ましい。
（１１）  −０．９０＜（ｒ5R−ｒ6F）／（ｒ5R＋ｒ6F）＜−０．００１
この条件（１１）は、第５レンズ群と第６レンズ群との間に形成される気体レンズの最適な形状を規定するものであり、この条件（１１）の下限を越えると、第５レンズ群の最も第２物体側に配置される負レンズの第２物体側の凹面の曲率が強くなり、高次のコマ収差が発生する。この条件（１１）の上限を越えると、第５レンズ群と第６レンズ群との間に形成される気体レンズ自体の屈折力が弱くなり、この気体レンズでの正のディストーションの発生量が小さくなり、第５レンズ群中の正レンズにて発生する負のディストーションを良好に補正することが困難となる。なお、高次のコマ収差の発生をより十分に抑えるためには、上記条件（１１）の下限値を−０．３０として、−０．３０＜（ｒ5R−ｒ6F）／（ｒ5R＋ｒ6F）とすることが好ましい。
【００３０】
また、第５レンズ群と第６レンズ群との間のレンズ群間隔（第５レンズ群中の最も第２物体側に位置する負レンズにおける第２物体側のレンズ面から、第６レンズ群の最も第１物体側に位置するレンズにおける第１物体側のレンズ面までの軸上距離）をｄ56とし、第１物体（レチクル等）から第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）をＬとするとき、以下の条件（１２）を満足することがさらに好ましい。
（１２）          ｄ56／Ｌ＜０．０１７
この条件（１２）の上限を越えると、第５レンズ群と第６レンズ群との間のレンズ群間隔が大きくなり、正のディストーションの発生量が小さくなる。この結果、第５レンズ群中の正レンズにて発生する負のディストーションをバランス良く補正することが困難となる。
【００３１】
また、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面の曲率半径をｒ6Fとし、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面から第２物体までの軸上距離をｄ6 とするとき、以下の条件を満足することがより好ましい。
（１３）        ０．５０＜ｄ6 ／ｒ6F＜１．５０
この条件（１３）の下限を越えると、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面の正の屈折力が強くなり過ぎるため、負のディストーション及びコマ収差が大きく発生する。この条件（１３）の上限を越えると、第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面の正の屈折力が弱くなり過ぎるため、コマ収差が大きく発生する。なお、よりコマ収差の発生を抑えるためには条件（１３）の下限値を０．８４として、０．８４＜ｄ6 ／ｒ6Fとすることが望ましい。
【００３２】
また、第５レンズ群中の最も第２物体側に位置する負レンズにおける第１物体側の曲率半径をｒ5F、第５レンズ群中の最も第２物体側に位置する負レンズにおける第２物体側の曲率半径をｒ5Rとするとき、以下の条件（１４）を満足することが望ましい。
（１４）    ０．３０＜（ｒ5F−ｒ5R）／（ｒ5F＋ｒ5R）＜１．２８
この条件（１４）の下限を越えると、ペッツバール和及びコマ収差を共に補正することが困難となり、この条件（１４）の上限を越えると、高次のコマ収差が大きく発生するため好ましくない。より高次のコマ収差の発生を防ぐためには、条件（１４）の上限値を０．９３とし、（ｒ5F−ｒ5R）／（ｒ5F＋ｒ5R）＜０．９３とすることが好ましい。
【００３３】
また、第２レンズ群中の中間レンズ群中の正の屈折力の第１レンズの焦点距離をｆ21とし、第１物体から第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条件（１５）を満足することがより好ましい。
（１５）    ０．２３０＜ｆ21／Ｌ＜０．４０
条件（１５）の下限を越えると、正のディストーションが発生し、条件（１５）の上限を越えると、負のディストーションが発生するため好ましくない。さらに負のディストーションを補正するためには、第１レンズの第２物体側のレンズ面は第２物体側に凸面を向けたレンズ形状にすることが望ましい。
【００３４】
また、第２レンズ群中の前方レンズ及び後方レンズは、第２レンズ群中の最も第１物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ前方レンズの焦点距離をｆ2F、第２レンズ群中の最も第２物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ後方レンズの焦点距離をｆ2Rとするとき、以下の条件を満足することが好ましい。
（１６）              ０≦ｆ2F／ｆ2R＜１８
条件（１６）では、第２レンズ群中の後方レンズの焦点距離ｆ2Rと第２レンズ群中の前方レンズの焦点距離をｆ2Fとの最適な比率を規定している。この条件（１６）の下限及び上限を越えると、第１レンズ群或いは第３レンズ群の屈折力のバランスが崩れ、ディストーションを良好に補正すること或いはペッツバール和と非点収差とを同時に良好に補正することが困難となる。
【００３５】
なお、ペッツバール和をさらに良好に補正するためには、第２レンズ群中の中間レンズ群は、負の屈折力を有することが好ましい。
また、以上の各レンズ群において、十分なる収差機能を果たさせるには、具体的には、以下の構成とすることが望ましい。
まず、第１レンズ群において高次のディストーション並びに瞳の球面収差の発生を抑える機能を持たせるには、この第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有することが好ましく、第３レンズ群において球面収差及びペッツバール和の悪化を抑える機能を持たせるには、この第３レンズ群は、少なくとも３枚の正レンズを有することが好ましく、さらには、第４レンズ群においてペッツバール和を補正しつつコマ収差の発生を抑える機能を持たせるには、この第４レンズ群は、少なくとも３枚の負レンズを有することが好ましい。また、第６レンズ群において球面収差を大きく発生しないように第２物体上に集光させるには、この第６レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有することが好ましい。
【００３６】
また、コンパクト化を図る上では、第２レンズ群中の中間レンズ群の負レンズを２枚のみから構成することが望ましい。
第６レンズ群において、さらに負のディストーションの発生を抑える機能を持たせるには、この第６レンズ群は、以下の条件（１７）を満足するレンズ面を少なくとも１面有する３枚以下のレンズから構成されることが好ましい。
（１７）          １／｜φＬ｜＜２０
但し、φ：レンズ面の屈折力、
Ｌ：第１物体から第２物体までの距離（物像間距離）、
である。尚、ここで言う、レンズ面の屈折力とは、そのレンズ面の曲率半径をｒとし、そのレンズ面の第１物体側の媒質の屈折率をｎ1 とし、そのレンズ面の第２物体側の媒質をｎ2 とするとき、次式にて与えられるものである。
【００３７】
φ＝（ｎ2 −ｎ1 ）／ｒ
ここで、この条件（１７）を満足するレンズ面を有するレンズが４枚以上となる場合には、第２物体の近傍に配置されるある程度の曲率を持つレンズ面が増すことになり、ディストーションの発生を招くため好ましくない。
次に、本発明による実施例について詳述する。本実施例における投影光学系は、図１に示すスキャン型の露光装置に応用したものである。
【００３８】
まず、図１について簡単に説明すると、図示の如く、投影光学系ＰＬの物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてのレチクルＲ（第１物体）が配置されており、投影光学系ＰＬの像面には、基板としてのウェハＷ（第２物体）が配置されている。レチクルＲは露光時においてＸ方向へ移動するレチクルステージＲＳに保持され、ウェハＷは露光時においてレチクルステージＲＳとは反対の−Ｘ方向へ移動するウェハステージＷＳに保持されている。また、レチクルＲの上方には、図１に示す如く、Ｙ方向に長手方向を持ちＸ方向に短手方向を持つスリット状（長方形状）の照明領域ＩＦ1 をレチクルＲ上に形成し、そのレチクルＲを均一照明するための照明光学装置ＩＳが配置されている。
【００３９】
以上の構成により、照明光学装置ＩＳから供給される光は、レチクルＲをスリット状に照明し、投影光学系ＰＬの瞳位置（開口絞りＡＳ位置）には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成され、所謂ケーラー照明がされる。そして、投影光学系ＰＬによって、ケーラー照明されたレチクルＲのパターン像が、投影光学系ＰＬによりウェハＷ上に露光（転写）される。
【００４０】
このとき、ウェハＷ上に露光されるレチクルＲのパターン像の領域ＥＦ1 は、図１に示す如く、Ｙ方向に長手方向を持ちＸ方向に短手方向を持つスリット状（長方形状）となっている。このため、投影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍ倍とすると、レチクルステージＲＳとウェハステージＷＳとは、Ｍ：１の速度比のもとで、Ｘ方向において互いに反対方向へ移動することにより、レチクルＲ全面のパターン像がウェハＷ上に転写される。
【００４１】
さて、本実施例では、照明光学装置ＩＳ内部に配置される光源として、ｉ線（365nm ）の露光波長λを持つ光を供給する超高圧水銀灯を用いたときの投影光学系の例を示しており、図２〜図４には本発明による第１〜第３実施例の投影光学系のレンズ構成図を示している。
図２〜図４に示す如く、各実施例の投影光学系は、第１物体としてのレチクルＲ側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第３レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第４レンズ群G4と、正の屈折力を持つ第５レンズ群G5と、正の屈折力を持つ第６レンズ群G6とを有し、物体側（レチクルＲ側）及び像側（ウェハＷ側）においてほぼテレセントリックとなっており、縮小倍率を有するものである。
【００４２】
図２〜図４に示す各実施例の投影光学系は、それぞれ物像間距離（物体面から像面までの距離、またはレチクルＲからウェハＷまでの距離）Ｌが1000、像側の開口数ＮＡが0.6 、投影倍率Ｂが１／４、投影光学系ＰＬのウェハＷ上における露光領域の直径又はウェハＷ上におけるスリット状の露光領域の対角長が26.7である。
【００４３】
次に、第１実施例の具体的なレンズ構成を説明すると、図２に示す如く、まず、第１レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ11と、像側に凸面を向けた形状の正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ12と、物体側に凸面を向けた形状の２枚の正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ13，Ｌ14とを有している。
【００４４】
そして、第２レンズ群Ｇ2 は、最も物体側に配置されて像側に凹面を向けた形状の負レンズ（両凹形状の負レンズ：前方レンズ）Ｌ2Fと、最も像側に配置されて物体側に凹面を向けた形状の負レンズ（平凹形状の負レンズ：後方レンズ）Ｌ2Rと、これらの負レンズＬ2Fと負レンズＬ2Rとの間に配置されて負の屈折力を持つ中間レンズ群Ｇ2Mとを有している。この中間レンズ群Ｇ2Mは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正レンズ（両凸形状の正レンズ：第１レンズ）ＬM1と、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ：第２レンズ）ＬM2と、物体側に凹面を向けた負レンズ（両凹形状の負レンズ：第３レンズ）ＬM3とを有している。
【００４５】
また、第３レンズ群Ｇ3 は、物体側から順に、像側に凸面向けた２枚の正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ31，Ｌ32と、同じく像側に凸面向けた正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ33と、物体側に凸面を向けた正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ34と、同じく物体側に凸面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ35とを有している。
【００４６】
第４レンズ群Ｇ4 は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ41と、両凹形状の負レンズＬ42と、物体側に凹面を向けた形状の負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ43とを有している。
第５レンズ群Ｇ5 は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ51と、像側に凸面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ52と、同じく像側に凸面を向けた２枚の正レンズ（両凸形状の正レンズ）Ｌ53，Ｌ54と、物体側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ55と、物体側に凸面を向けた３枚の正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ56，Ｌ57，Ｌ58と、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ59とを有している。
【００４７】
そして、第６レンズ群Ｇ6 は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ61と、像側に凹面を向けた形状の負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ62と、物体側に凸面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ63とから構成される。
ここで、第１実施例の第１レンズ群G1においては、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ11の像側のレンズ面と、両凸形状の正レンズＬ12の物体側のレンズ面とが、同程度の曲率を有しかつ比較的近接しているため、これらの２つのレンズ面が高次のディストーションを補正している。
【００４８】
第１実施例の第２レンズ群Ｇ2Mでは、正の屈折力を持つ第１レンズＬM1が像側に凸面を向けた形状のみならず物体側にも凸面を向けた両凸形状で構成されているため、瞳の球面収差の発生を抑えることができる。
第１実施例の第４レンズ群Ｇ4 では、負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ42の物体側に凹面を像側に向けた負メニスカスレンズＬ41を配置し、負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ42の像側に凹面を物体側に向けた負レンズＬ43を配置する構成であるため、コマ収差の発生を抑えつつペッツバール和を補正することができる。
【００４９】
また、第５レンズ群Ｇ5 中の正レンズＬ54が、負メニスカスレンズＬ55に対向する凸面を有し、かつ負メニスカスレンズＬ55と反対側のレンズ面も凸面である両凸形状であるため、高ＮＡ化に伴う高次の球面収差の発生を抑えることができる。
次に、図３を参照しながら、第２実施例の投影光学系のレンズ構成について説明する。図３に示す第２実施例の投影光学系の具体的なレンズ構成は、先に述べた図２に示す第１実施例と類似したレンズ構成を有するが、第１レンズ群G1、第２レンズ群G2、第３レンズ群G3及び第４レンズ群G4での構成が若干異なる。
【００５０】
まず、第１レンズ群G1において、物体側から第３及び第４番目の２枚の正レンズ（Ｌ13，Ｌ14）を、第１実施例では両凸形状の正レンズで構成していたが、第２実施例では、これらの２枚の正レンズ（Ｌ13，Ｌ14）を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成している。
また、第２レンズ群G2の中間レンズ群G2M において、物体側から第２番目の負レンズＬM2を、第１実施例では負メニスカスレンズで構成していたが、第２実施例では、この負レンズＬM2を両凹形状のレンズで構成している。そして、第２レンズ群G2の後方レンズＬ2Rを、第１実施例では平凹形状の負レンズで構成していたが、第２実施例では、この負レンズＬ2Rを両凹形状のレンズで構成している。
【００５１】
また、第３レンズ群G3において、物体側から第１及び第５番目の正レンズ（Ｌ31，Ｌ35）を、第１実施例ではそれぞれ正メニスカスレンズで構成していたが、第２実施例では、これらの正レンズ（Ｌ31，Ｌ35）を共に両凸形状のレンズで構成している。さらに、第３レンズ群G3における物体側から第３番目の正レンズＬ33を、第１実施例では両凸形状のレンズで構成していたが、第２実施例では、この正レンズＬ33を正メニスカスレンズで構成している。
【００５２】
また、第２実施例の第４レンズ群G4は、第１実施例と比べて負レンズが１枚増えて、４枚の負レンズで構成されており、具体的には、物体側から順に、像側に凹面を向けた２枚の負レンズ（２枚の負メニスカスレンズ）Ｌ41，Ｌ42と、両凹形状の負レンズＬ43と、物体側に凹面を向けた形状の負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ44とから構成されている。
【００５３】
図４に示す第３実施例の具体的なレンズ構成は、先に述べた図２に示す第１実施例と類似したレンズ構成を有するが、各レンズ群での構成が若干異なる。
まず、第１レンズ群G1において、物体側から第４番目の正レンズＬ14を、第１実施例では両凸形状の正レンズで構成していたが、第３実施例では、この正レンズＬ14を物体側に凸面を向けた平凸レンズで構成している。
【００５４】
また、第２レンズ群G2の中間レンズ群G2M において、第２レンズ群G2の後方レンズＬ2Rを、第１実施例では平凹形状の負レンズで構成していたが、第３実施例では、この負レンズＬ2Rを両凹形状のレンズで構成している。
また、第３レンズ群G3において、物体側から第１番目の正レンズＬ31を、第１実施例では正メニスカスレンズで構成していたが、第３実施例では、この正レンズＬ31を両凸形状のレンズで構成している。さらに、第３レンズ群G3における物体側から第３番目の正レンズＬ33を、第１実施例では両凸形状のレンズで構成していたが、第３実施例では、この正レンズＬ33を像側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成している。
【００５５】
また、第３実施例の第４レンズ群G4は、第１実施例と比べて負レンズが１枚増えて、４枚の負レンズで構成されており、具体的には、物体側から順に、像側に凹面を向けた２枚の負レンズ（２枚の負メニスカスレンズ）Ｌ41，Ｌ42と、両凹形状の負レンズＬ43と、物体側に凹面を向けた形状の負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ44とから構成されている。
【００５６】
また、第５レンズ群G5において、物体側から第６番目の正レンズＬ56を、第１実施例では正メニスカスレンズで構成していたが、第３実施例では、この正レンズＬ56を両凸形状のレンズで構成している。
また、第６レンズ群G6において、物体側から第１番目の正レンズＬ61を、第１実施例では正メニスカスレンズで構成していたが、第３実施例では、この正レンズＬ61を両凸形状のレンズで構成している。
【００５７】
なお、各実施例とも、第５レンズ群Ｇ5 における第１番目の正レンズＬ51と、第２番目の正レンズＬ52との間に開口絞りＡＳが配置される。
但し、この開口絞りＡＳは、第５レンズ群G5中の物体側に位置する２枚の正レンズ（Ｌ51、Ｌ52）間に配置されているが、この配置に限ることなく、基本的には、第５レンズ群G5中の最も物体側に位置する正レンズＬ51よりも像側に配置されていれば良い。このような開口絞りＡＳの配置によって、高ＮＡ化に伴い第５レンズ群G5で発生しがちな高次の球面収差を抑えることができる。
【００５８】
以下の表１乃至表６において、それぞれ本実施例における各実施例の諸元の値並びに条件対応値を掲げる。
但し、表中において、左端の数字は物体側（レチクルＲ側）からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長λが365nm の場合における硝材の屈折率、ｄ0 は第１物体（レチクルＲ）から第１レンズ群Ｇ1 の最も物体側（レチクルＲ側）のレンズ面（第１レンズ面）までの光軸に沿った距離、βは投影光学系の投影倍率、Ｂｆは第６レンズ群Ｇ6 の最も像側（ウェハＷ側）のレンズ面から像面（ウェハＷ面）までの光軸に沿った距離、ＮＡは投影光学系の像側（ウェハＷ側）における開口数、Ｌは物体面（レチクルＲ面）から像面（ウェハＷ面）までの物像間距離を表している。また、表中において、ｆ1 は第１レンズ群Ｇ1 の焦点距離、ｆ2 は第２レンズ群Ｇ2 の焦点距離、ｆ3 は第３レンズ群Ｇ3 の焦点距離、ｆ4 は第４レンズ群Ｇ4 の焦点距離、ｆ5 は第５レンズ群Ｇ5 の焦点距離、ｆ6 は  第６レンズ群Ｇ6 の焦点距離、Ｌは物体面（レチクル面）から像面（ウェハ面）までの距離（物像間距離）、Ｉは第１物体（レチクル）から投影光学系全体の第１物体側焦点までの軸上距離（但し、投影光学系全体の第１物体側焦点とは、投影光学系の光軸に関する近軸領域での平行光を投影光学系の第２物体側から入射させ、その近軸領域の光が投影光学系を射出する時に、その射出光が光軸と交わる点を意味する）、ｒ2Ff は第２レンズ群Ｇ2 中の前方レンズＬ2Fの第１物体側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Fr は第２レンズ群Ｇ2 中の前方レンズＬ2Fの第２物体側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Rf は第２レンズ群Ｇ2 中の後方レンズＬ2Rの第１物体側のレンズ面の曲率半径、ｒ2Rr は第２レンズ群Ｇ2 中の後方レンズＬ2Rの第２物体側のレンズ面の曲率半径、ｆ22は第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第２レンズの焦点距離、ｆ23は第２レンズ群中の負の屈折力を持つ第３レンズの焦点距離、ｒ5Rは第５レンズ群の最も第２物体側に配置される負レンズの第２物体側の曲率半径、ｒ6Fは第６レンズ群の最も第１物体側に配置されるレンズの第１物体側の曲率半径、ｄ56は第５レンズ群と第６レンズ群との間のレンズ群間隔、ｄ6 は第６レンズ群の最も第１物体側のレンズ面から第２物体までの軸上距離、ｒ5Fは第５レンズ群中の最も第２物体側に設けられた負レンズにおける第１物体側の曲率半径、ｆ21は第２レンズ群内の中間レンズ群における正の屈折力の第１レンズの焦点距離、ｆ2Fは第２レンズ群中の最も第１物体側に配置されて第２物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ前方レンズの焦点距離、ｆ2Rは第２レンズ群中の最も第２物体側に配置されて第１物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ後方レンズの焦点距離を表している。
【００５９】
【表１】
0003750123.tif 000002
0003750123.tif 000003
0003750123.tif 000004
【００６０】
【表２】
0003750123.tif 000005
【００６１】
【表３】
0003750123.tif 000006
0003750123.tif 000007
0003750123.tif 000008
【００６２】
【表４】
0003750123.tif 000009
【００６３】
【表５】
0003750123.tif 000010
0003750123.tif 000011
0003750123.tif 000012
【００６４】
【表６】
0003750123.tif 000013
なお、Ｌを物体面（レチクル面）から像面（ウェハ面）までの距離（物像間距離）とし、φを第６レンズ群Ｇ6 中のレンズ面の屈折力とするとき、上述の第１実施例において、正レンズＬ61の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝0.196 、負レンズＬ62の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝ 0.239、正レンズＬ63の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝0.139 であり、各レンズ面とも条件（１７）を満足している。第２実施例において、正レンズＬ61の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝ 0.193であり、負レンズＬ62の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝ 0.402、正レンズＬ63の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝0.150 であり、各レンズ面とも条件（１７）を満足している。第３実施例において、正レンズＬ61の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝ 0.179であり、負レンズＬ62の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝ 0.849、正レンズＬ63の物体側のレンズ面では１／｜φＬ｜＝0.129 であり、各レンズ面とも条件（１７）を満足している。
【００６５】
このように、各実施例の第６レンズ群Ｇ6 は、条件（１７）を満足するレンズ面を持つ３枚以下のレンズから構成されている。
以上の各実施例の諸元の値より、各実施例のものは、大きな開口数と広い露光領域とを確保しながら、物体側（レチクルＲ側）及び像側（ウェハＷ側）において良好なテレセントリック性が実現されていることが理解できる。
【００６６】
また、図５乃至図７は、それぞれ本実施例による第１乃至第３実施例における諸収差図を示している。
ここで、各収差図において、ＮＡは投影光学系の開口数、Ｙは像高を示しており、また、各非点収差図において、破線は子午的像面（メリジオナル像面）を表し、実線は球欠的像面（サジタル像面）を表している。
【００６７】
各収差図の比較より、各実施例とも大きな開口数及び広い露光領域（像高）を持つにもかかわらず、諸収差がバランス良く補正され、特にディストーションが像全体にわたり殆ど零に近い状態まで極めて良好に補正され、広い露光領域において高解像力を持つ投影光学系が達成されていることが理解される。
なお、上述の各実施例では、ｉ線(365nm) の露光光を供給する水銀ランプを光源として用いた例を示したが、これに限ることなく例えばｇ線(435nm) の露光光を供給する水銀ランプ、193nm,248nm の光を供給するエキシマレーザ等の極紫外光源を用いたものに適用しうることは言うまでもない。
【００６８】
また、以上の各実施例では、投影光学系を構成するレンズが非貼合せであることにより、貼合せ面が経時変化するという問題点を回避することができる。そして、上述の各実施例において、投影光学系を構成するレンズを複数の光学材料から構成しているが、光源の波長域が広帯域でない場合には、単一硝材、例えば石英（ＳｉＯ2 ）から構成しても良い。
【００６９】
さらに、第１〜第３実施例の投影光学系は、図１に示す如く、スキャン型の露光装置に用いられるものとして示したが、本発明の投影光学系は、これに限ることなく、例えば、図８に示す如く、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に一括露光する一括露光方式の露光装置に適用できることは言うまでもない。
【００７０】
【効  果】
以上のように、本発明による投影光学系によれば、比較的広い露光領域を確保して、両側テレセントリックな光学系としながら、諸収差がバランス良く補正され、特にディストーションが極めて良好に補正されている。さらには、投影光学系に大きな開口数を持たせながら、高次の球面収差及び高次のコマ収差をも十分に補正されるため、極めて良好なる解像力を持つ投影光学系が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による投影光学系をスキャン型露光装置に適用した際の概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明による第１実施例のレンズ構成図である。
【図３】本発明による第２実施例のレンズ構成図である。
【図４】本発明による第３実施例のレンズ構成図である。
【図５】本発明による第１実施例の諸収差図である。
【図６】本発明による第２実施例の諸収差図である。
【図７】本発明による第３実施例の諸収差図である。
【図８】本発明による投影光学系を一括露光方式の露光装置に適用した際の概略的な構成を示す図である。
【符号の説明】
G1  …  第１レンズ群、
G2  …  第２レンズ群、
G3  …  第３レンズ群、
G4  …  第４レンズ群、
G5  …  第５レンズ群、
G6  …  第６レンズ群、
Ｌ2F  …  第２レンズ群中の前方レンズ、
Ｌ2R  …  第２レンズ群中の後方レンズ、
Ｇ2M  …  第２レンズ群中の中間レンズ群
【図１】
0003750123.tif 000014
【図２】
0003750123.tif 000015
【図３】
0003750123.tif 000016
【図４】
0003750123.tif 000017
【図５】
0003750123.tif 000018
【図６】
0003750123.tif 000019
【図７】
0003750123.tif 000020
【図８】
0003750123.tif 000021