(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項２】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．８＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項３】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．４
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項４】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．８＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項５】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜２．４
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項６】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
２．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項７】
第１物体の像を第２物体上に投影するための投影光学系において、
前記第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズを持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズを持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズを持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とから構成され、
１．１＜｜β｜≦２．０
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
１．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
１．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜３．５
を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項８】
前記第１レンズ群は、前記第２物体側に凹面を向けた形状の負レンズを含み、前記第６レンズ群は、前記第１物体側に凹面を向けた形状の負レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項９】
前記第３レンズ群中の最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けた前記レンズは負レンズであり、前記第４レンズ群中の最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けた前記レンズは負レンズであり、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の投影光学系。
（ｒ2Rf＋ｒ2Fr）／（ｒ2Rf−ｒ2Fr） ＞０．０
−０．１＜（ｒ4Ff＋ｒ3Rr）／（ｒ4Ff−ｒ3Rr） ＜０．１
（ｒ5Rf＋ｒ5Fr）／（ｒ5Rf−ｒ5Fr） ＜０．０
但し、
ｒ2Rf：前記第２レンズ群中の一対の負レンズのうち前記第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ2Fr：前記第２レンズ群中の一対の負レンズのうち前記第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ3Ff：前記第３レンズ群中の最も前記第２物体側に配置された前記負レンズの前記第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ4Rr：前記第４レンズ群中の最も前記第１物体側に配置された前記負レンズの前記第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Fr：前記第５レンズ群中の一対の負レンズのうち前記第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Rf：前記第５レンズ群中の一対の負レンズのうち前記第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
である。
【請求項１０】
前記第３レンズ群中の最も前記第２物体側に配置されて前記第２物体側に凹面を向けたレンズは負レンズであり、
前記第４レンズ群中の最も前記第１物体側に配置されて前記第１物体側に凹面を向けたレンズは負レンズであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項１１】
前記第１レンズ群は、前記第１物体側から順に、負屈折力を持つ負サブレンズ群と、正屈折力を持つ正サブレンズ群とから構成され、
前記第６レンズ群は、前記第１物体側から順に、正屈折力を持つ正サブレンズ群と、負屈折力を持つ負サブレンズ群とから構成され、
前記第１レンズ群中の負サブレンズ群は、前記第２物体側に凹面を向けた負レンズを有し、
前記第６レンズ群中の負サブレンズ群は、前記第１物体側に凹面を向けた負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項１２】
前記第３レンズ群中の正レンズのうちの少なくとも２枚の正レンズは第１の硝材で構成され、
前記第４レンズ群中の正レンズのうちの少なくとも２枚の正レンズは第１の硝材で構成され、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項記載の投影光学系。
νｔ＞１２０
但し、
νｔ：前記第１の硝材の分散値、
であり、該分散値は、
波長λに対する屈折率をｎ（λ）とするとき、
ν＝｛ｎ(436)−１｝／｛ｎ(400)−ｎ(440)｝
で定義される。
【請求項１３】
前記第３レンズ群中の最も第２物体側に配置されたレンズは第２の硝材で構成され、
前記第４レンズ群中の最も第１物体側に配置されたレンズは第２の硝材で構成され、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１２記載の投影光学系。
νｃ＜１１０
但し、
νｃ：前記第２の硝材の分散値、
である。
【請求項１４】
前記第２レンズ群中の前記一対の負レンズのうちの少なくとも一方の負レンズに隣接して配置される正レンズと、
前記第５レンズ群中の前記一対の負レンズのうちの少なくとも一方の負レンズに隣接して配置される正レンズとをさらに有し、
前記第２レンズ群中の前記少なくとも一方の負レンズと前記第２レンズ群中の前記正レンズとは全体としてメニスカス形状であり、
前記第５レンズ群中の少なくとも一方の負レンズと前記第５レンズ群中の正レンズとは全体としてメニスカス形状であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項１５】
前記第２レンズ群中における全体としてメニスカス形状を形成する負レンズと正レンズとのうち、前記負レンズは第３の硝材で構成され、前記正レンズは前記第２の硝材で構成され、
前記第５レンズ群中における全体としてメニスカス形状を形成する負レンズと正レンズとのうち、前記負レンズは前記第３の硝材で構成され、前記正レンズは前記第２の硝材で構成され、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１４記載の投影光学系。
νｃ＜１１０
νｆ＜７５
但し、
νｃ：前記第２の硝材の分散値、
νｆ：前記第３の硝材の分散値、
である。
【請求項１６】
前記第１レンズ群中の前記正サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の正レンズは第３の硝材で構成され、
前記第１レンズ群中の前記負サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の負レンズは第２の硝材で構成され、
前記第６レンズ群中の前記正サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の正レンズは第３の硝材で構成され、
前記第６レンズ群中の前記負サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の負レンズは第２の硝材で構成され、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項記載の投影光学系。
νｃ＜１１０
νｆ＜７５
但し、
νｃ：前記第２の硝材の分散値、
νｆ：前記第３の硝材の分散値、
である。
【請求項１７】
前記第２レンズ群中の前記一対の負レンズの間には、負レンズが配置され、
前記第５レンズ群中の前記一対の負レンズの間には、負レンズが配置されることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項１８】
前記第２レンズ群中の負レンズのうち前記第３の硝材で構成される前記負レンズとは異なる負レンズは前記第２の硝材で構成され、
前記第５レンズ群中の負レンズのうち前記第３の硝材で構成される前記負レンズとは異なる負レンズは前記第２の硝材で構成されることを特徴とする請求項１５２記載の投影光学系。
【請求項１９】
前記第２レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズと正レンズとは、前記第１物体側に凹面を向けて配置され、
前記第５レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズと正レンズとは、前記第２物体側に凹面を向けて配置されることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項２０】
前記第６レンズ群中の正サブレンズ群は、以下の条件を満足するレンズ面を有することを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか一項記載の投影光学系。
ＲG6／ＤG6＜２
但し、
ＲG6：前記第６レンズ群を構成する正レンズのレンズ面のうち前記第２物体側に凹面を向けたレンズ面の曲率半径、
ＤG6：前記レンズ面と前記第２物体との距離、
である。
【請求項２１】
前記第１物体を照明する照明光学系と、
前記第１物体を支持する第１支持部材と、
請求項１乃至２０のいずれか一項記載の投影光学系と、
前記第２物体を支持する第２支持部材とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２２】
前記投影光学系の投影倍率βが１．２５であることを特徴とする請求項２１記載の投影露光装置。
【請求項２３】
所定の回路パターンが描かれたマスクを紫外域の露光光で照明する工程と、
請求項１乃至２０のいずれか一項記載の投影光学系を用いて前記照明されたマスクの像を基板上に形成する工程とを含むデバイス製造方法。
【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（ＮＡ）を大きくする事が考えられる。
【０００３】
このような投影露光装置では、ｇ線(436nm)からｉ線(365nm)の露光光を供給する光源を用いて露光が行われている。
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、投影光学系においては、解像力の向上もさることながら、広い露光領域が要求されてきている。
そこで、本発明は、両側テレセントリックでありながら、広い露光領域にわたって諸収差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一つの目的としている。
【０００７】
また、短波長の露光光を用いる投影露光装置では、紫外線吸収による蛍光放射やソラリゼーションを起こしにくく、紫外域での透過率が高い硝材の使用が要求されるため、使用できる硝材の自由度が少なく、しかもこれらの硝材は、屈折率が低いため、収差補正を行うことが困難である。
この問題点を解決するために従来の露光装置では、光源からの光を波長選択フィルタを通過させて色収差を実質的に無視しうる程度の狭いスペクトル幅に限定し、色収差補正のための設計上の制約を軽減させ、他の諸収差を良好に補正させている。
【０００８】
しかしながら、露光光のスペクトル幅を狭めれば狭めるほどエネルギーロスが大きくなり、露光時間の短縮化を図ることが困難であった。
そこで、比較的広い露光領域において、広いスペクトル幅について色消しされた投影光学系を提供することを別の目的とする。
【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、本発明の一つの態様にかかる投影光学系は、第１物体の像を第２物体上に投影するものであって、
第１物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズ成分を持つ第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、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レンズ成分を持つ第３レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有し、最も第１物体側に配置されて第１物体側に凹面を向けたレンズ成分を持つ第４レンズ群と、
負の屈折力を有し、互いに向き合った凹面の組を形成する一対の負レンズ成分を持つ第５レンズ群と、
正の屈折力を持つ第６レンズ群とを有するように構成されるものである。
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足するように構成される。
（１）        ０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜３．０
（２）        ０．５＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
（３）      ０．２５＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：第６レンズ群の焦点距離、
である。
【００１１】
また、本発明の別の好ましい態様によれば、以下の条件を満足するように構成される。
（４）        ０．５≦｜β｜≦１．１
（５）        １．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜３．０
（６）        ０．５＜｜ｆ６／ｆ５｜＜２．０
（７）      ０．２５＜  ｆ３／ｆ４  ＜２．０
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【００１２】
また、本発明のさらに別の好ましい態様によれば、以下の条件を満足するように構成される。
（８）        １．１＜｜β｜≦２．０
（９）        ０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
（１０）      １．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
（１１）      １．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
但し、
β  ：前記投影光学系の横倍率、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離、
である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足するように構成される。
（１２）  （ｒ2Rf＋ｒ2Fr）／（ｒ2Rf−ｒ2Fr）  ＞０．０
（１３）  −０．１＜（ｒ4Ff＋ｒ3Rr）／（ｒ4Ff−ｒ3Rr）  ＜０．１
（１４）  （ｒ5Rf＋ｒ5Fr）／（ｒ5Rf−ｒ5Fr）  ＜０．０
但し、
ｒ2Rf：第２レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ2Fr：第２レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ3Ff：第３レンズ群中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ4Rr：第４レンズ群中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Fr：第５レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Rf：第５レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
である。
【００１４】
また、上述の如き本発明の別の目的を達成するためには、第３レンズ群中の正レンズ成分のうちの少なくとも２枚の正レンズ成分は第１の硝材で構成され、第４レンズ群中の正レンズ成分のうちの少なくとも２枚の正レンズ成分は第１の硝材で構成され、以下の条件を満足することが好ましい。
（１５）      νｔ＞１２０
但し、
νｔ：第１の硝材の分散値、
であり、この分散値は、
波長λに対する屈折率をｎ（λ）とするとき、
ν＝｛ｎ(436)−１｝／｛ｎ(400)−ｎ(440)｝
で定義される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述の構成の如き本発明の一つの態様にかかる投影光学系では、正・負・正・開口絞り・正・負・正の屈折力配置を採用しており、開口絞りに関して極力対称性を持たせているため、非対称収差、特にコマ収差、歪曲収差を極めて良好に補正することができる。
【００１６】
次に、このような投影光学系における各レンズ群の機能について説明する。
まず、正の屈折力を持つ第１レンズ群は、第１物体側のテレセントリック性を維持させながら主に歪曲収差の補正に寄与している。また、正の屈折力を持つ第６レンズ群も、第２物体側のテレセントリック性を維持しながら主に歪曲収差の補正に寄与している。具体的には、これらの第１および第６レンズ群は、正の歪曲収差を発生させて、第２〜第５レンズ群から発生する負の歪曲収差をバランス良く補正している。
【００１７】
負の屈折力を持つ第２レンズ群および第５レンズ群は、主に全系のペッツバール和を補正する機能を有し、広い露光領域にわたる像面の平坦化を図っている。正の屈折力を持つ第３レンズ群は、主に球面収差の補正に寄与するとともに、下側コマ収差の補正に寄与している。ここで、第３レンズ群中の最も開口絞り側に配置されて開口絞り側に凹面を向けたレンズ成分は、この凹面によって正のペッツバール和を発生させて、第３レンズ群中の正レンズ成分および第４レンズ群中の正レンズ成分から発生する負のペッツバール和を補正するとともに、正屈折力の第４レンズ群から発生する負の球面収差を補正する機能を有している。
【００１８】
また、正の屈折力を持つ第４レンズ群は、主に球面収差の補正に寄与するとともに、上側コマ収差の補正に寄与している。ここで、第４レンズ群中の最も開口絞り側に配置されて開口絞り側に凹面を向けたレンズ成分は、この凹面によって正のペッツバール和を発生させて、第３レンズ群中の正レンズ成分および第４レンズ群中の正レンズ成分から発生する負のペッツバール和を補正するとともに、正屈折力の第４レンズ群から発生する負の球面収差を補正する機能を有している。
【００１９】
さて、上述の如き投影光学系においては、以下の条件（１）〜（３）を満足することが好ましい。
（１）        ０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜３．０
（２）        ０．５＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
（３）      ０．２５＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離、
ｆ６：第６レンズ群の焦点距離、
である。
【００２０】
上記条件（１）は正屈折力の第１レンズ群の焦点距離ｆ１と負屈折力の第２レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定している。この条件（１）は、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するためのものである。
条件（１）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。ここで、正の歪曲収差並びに正のペッツバール和をさらに良好に補正するためには、条件（１）の下限を０．８にすることが好ましい。
【００２１】
一方、条件（１）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。ここで、さらに負の歪曲収差並びに負のペッツバール和を良好に補正するためには、条件（１）の上限を１．４にすることが好ましい。
【００２２】
上記条件（２）では、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するために、正屈折力の第６レンズ群の焦点距離ｆ６と負屈折力の第５レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定している。
この条件（２）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。ここで、正の歪曲収差と正のペッツバール和とをさらに良好に補正するためには、条件（２）の下限を１．８にすることが好ましい。
【００２３】
逆に、条件（２）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。ここで、さらに負の歪曲収差と負のペッツバール和とを良好に補正するためには、条件（２）の上限を２．４とすることが好ましい。
【００２４】
条件（３）は、正の屈折力の第３レンズ群の焦点距離ｆ３と正の屈折力の第４レンズ群の焦点距離ｆ４との最適な比率を規定して、主に球面収差とコマ収差とをバランス良く補正するためのものである。
条件（３）の下限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ正の球面収差が発生し、さらにコマ収差も悪化するため好ましくない。ここで、正の球面収差とコマ収差とをさらに良好に補正するためには、条件（３）の下限を２．０とすることが好ましい。
【００２５】
条件（３）の上限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ負の球面収差が発生し、さらにはコマ収差も悪化するため好ましくない。ここで、さらに負の球面収差とコマ収差とを良好に補正するためには、条件（３）の上限を３．５とすることが好ましい。
また、上述の如き投影光学系において、この投影光学系の横倍率が以下の条件（４）を満足するときには、条件（５）〜（７）を満足することが好ましい。
（４）        ０．５≦｜β｜≦１．１
（５）        １．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜３．０
（６）        ０．５＜｜ｆ６／ｆ５｜＜２．０
（７）      ０．２５＜  ｆ３／ｆ４  ＜２．０
上記条件（５）は、投影光学系の横倍率が条件（４）の範囲内にある場合において、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するために、正屈折力の第１レンズ群の焦点距離ｆ１と負屈折力の第２レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定するものである。
【００２６】
条件（５）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。一方、条件（５）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。
【００２７】
上記条件（６）では、投影光学系の横倍率が条件（４）の範囲内にある場合において、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するために、正屈折力の第６レンズ群の焦点距離ｆ６と負屈折力の第５レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定している。
この条件（６）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。逆に、条件（６）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。
【００２８】
条件（７）は、投影光学系の横倍率が条件（４）の範囲内にある場合において、主に球面収差とコマ収差とをバランス良く補正するために、正の屈折力の第３レンズ群の焦点距離ｆ３と正の屈折力の第４レンズ群の焦点距離ｆ４との最適な比率を規定するものである。
条件（７）の下限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ正の球面収差が発生し、さらにコマ収差も悪化するため好ましくない。条件（７）の上限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ負の球面収差が発生し、さらにはコマ収差も悪化するため好ましくない。
【００２９】
また、上述の如き投影光学系において、この投影光学系の横倍率が以下の条件（８）を満足するときには、条件（９）〜（１１）を満足することが好ましい。（８）      １．１＜｜β｜≦２．０
（９）        ０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
（１０）      １．０＜｜ｆ６／ｆ５｜＜３．０
（１１）      １．０＜  ｆ３／ｆ４  ＜４．０
上記条件（９）は、投影光学系の横倍率が条件（８）の範囲内にある場合において、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するために、正屈折力の第１レンズ群の焦点距離ｆ１と負屈折力の第２レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定するものである。
【００３０】
条件（９）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。一方、条件（９）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。
【００３１】
上記条件（１０）では、投影光学系の横倍率が条件（８）の範囲内にある場合において、主に歪曲収差をバランス良く補正し、かつペッツバール和を良好に補正するために、正屈折力の第６レンズ群の焦点距離ｆ６と負屈折力の第５レンズ群の焦点距離との最適な比率を規定している。
この条件（１０）の下限を超える場合には、正の歪曲収差が大きく発生し、また、正のペッツバール和が発生して像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。逆に、条件（１０）の上限を超える場合には、負の歪曲収差が大きく発生し、また、負のペッツバール和が発生するため像面湾曲補正が困難になり、さらには、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。
【００３２】
条件（１１）は、投影光学系の横倍率が条件（８）の範囲内にある場合において、主に球面収差とコマ収差とをバランス良く補正するために、正の屈折力の第３レンズ群の焦点距離ｆ３と正の屈折力の第４レンズ群の焦点距離ｆ４との最適な比率を規定するものである。
条件（１１）の下限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ正の球面収差が発生し、さらにコマ収差も悪化するため好ましくない。条件（１１）の上限を超える場合には、球面収差のバランスがくずれ負の球面収差が発生し、さらにはコマ収差も悪化するため好ましくない。
【００３３】
また、本発明の一つの態様にかかる投影光学系においては、以下の条件（１２）〜（１４）を満足することが好ましい。
（１２）  （ｒ2Rf＋ｒ2Fr）／（ｒ2Rf−ｒ2Fr）  ＞０．０
（１３）  −０．１＜（ｒ4Ff＋ｒ3Rr）／（ｒ4Ff−ｒ3Rr）  ＜０．１
（１４）  （ｒ5Rf＋ｒ5Fr）／（ｒ5Rf−ｒ5Fr）  ＜０．０
但し、
ｒ2Rf：第２レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ2Fr：第２レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ3Ff：第３レンズ群中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ4Rr：第４レンズ群中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Fr：第５レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、
ｒ5Rf：第５レンズ群中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、
である。
上記条件（１２）は、第２レンズ群における互いに向かい合った凹面の最適な形状を規定するものである。ここで、軸外主光線を考えると、この軸外主光線は正の第１レンズ群で屈折されて負の第２レンズ群へ所定の角度で入射し、第２レンズ群中の互いに向かい合った凹面のうち第１物体側に位置する凹面（第２物体側へ向けられた凹面）ではね上げられるように屈折する。条件（１２）の範囲を満足しない場合には、第２レンズ群中の第２物体側へ向けられた凹面の曲率が緩くなり過ぎ、第１レンズ群で屈折された軸外主光線を十分にはね上げることが出来なくなる。この場合には、第３レンズ群での軸外主光線の屈折状態を一定に保とうとすると、第１レンズ群の厚みを十分にする必要が生じ、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。また、この条件（１２）の範囲から外れる場合には、ペッツバール和を十分に補正できなくなるため好ましくない。
【００３４】
条件（１３）は、開口絞りに隣接する向かい合った凹面が形成する気体レンズの好適な形状を規定するものである。ここで、条件（１３）の範囲から外れる場合には、この気体レンズの形状の対称性がくずれコマ収差の発生を招き、それに加えて球面収差、ペッツバール和の補正が困難となるため好ましくない。
条件（１４）は、第５レンズ群における互いに向かい合った凹面の最適な形状を規定するものである。ここで、軸外主光線を考えると、この軸外主光線は第４レンズ群から所定の角度で第５レンズ群に入射し、第５レンズ群中の互いに向かい合った凹面のうち第２物体側に位置する凹面（第１物体側へ向けられた凹面）ではね上げられるように屈折した後、第６レンズ群で屈折される。条件（１４）の範囲を満足しない場合には、第５レンズ群中の第１物体側へ向けられた凹面の曲率が緩くなり過ぎ、軸外主光線を十分にはね上げることが出来なくなる。このときには、第６レンズ群の厚みを十分にする必要が生じ、投影光学系の全長が長くなるため好ましくない。また、この条件（１４）の範囲から外れる場合には、ペッツバール和を十分に補正できなくなるため好ましくない。
【００３５】
また、第３レンズ群中の最も開口絞り側に配置されて第２物体側に凹面を向けたレンズ成分は負レンズ成分であり、第４レンズ群中の最も開口絞り側に配置されて第１物体側に凹面を向けたレンズ成分は負レンズ成分であることが好ましい。
また、第１レンズ群は、第１物体側から順に、負屈折力を持つ負サブレンズ群と、正屈折力を持つ正サブレンズ群とを有し、第６レンズ群は、第１物体側から順に、正屈折力を持つ正サブレンズ群と、負屈折力を持つ負サブレンズ群とを有し、第１レンズ群中の負サブレンズ群は、第２物体側に凹面を向けた負レンズ成分を有し、第６レンズ群中の負サブレンズ群は、第１物体側に凹面を向けた負レンズ成分を有することが好ましい。
【００３６】
このように、最も第１物体側の第１レンズ群と最も第２物体側の第６レンズ群とを構成すると、フレアーによるレジスト像の悪化を抑えることができる。この点について以下に詳述する。
投影光学系に要求される性能としては、ザイデルの五収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲および歪曲収差）および色収差（軸上色収差および倍率色収差）が良好に補正されていることの他に、フレアーが発生しないことがある。このフレアーの発生原因としては、投影光学系のレンズ面で露光光が反射されることや、第２物体としての基板の表面で反射された露光光が投影光学系のレンズ面で反射されることなどがあげられる。このフレアーの量が増加すると、レジスト像（投影光学系によって基板上のレジストに形成される像に基づいて形成されるレジストパターン）の線幅などのばらつきが発生するため、良好なレジスト像を得るためには、結像収差が良好に補正されるのみならず、フレアーを抑えることが望まれる。
【００３７】
特に本発明のように露光領域が大きな投影光学系では、露光領域が小さなものと比べて、基板（第２物体）の表面で反射される露光光が増すため、この反射によるフレアーが増加しやすい傾向がある。
また、投影光学系の投影倍率が低倍になると、このフレアー量の低減が困難になる。低倍になればなるほど、投影光学系の開口数が小さくなり結像に寄与する露光量の照度は低下する。このため、わずかなフレアーが存在してもレジスト像の悪化につながりやすい傾向がある。
【００３８】
このようなフレアーは、フィールドレンズ群としての第１および第６レンズ群において発生しやすい。これら第１および第６レンズ群は、正レンズ成分を有するように構成される。これら正レンズ成分のうち、第１レンズ群においては第１物体側に凹を向けたレンズ面、第６レンズ群においては第２物体側に凹を向けたレンズ面から発生するフレアーは、第１物体または第２物体上において投影光学系の光軸近傍に集まりやすく、露光領域内でのレジスト像の線幅のばらつきを発生させる恐れがある。
【００３９】
そこで、第６レンズ群において、正レンズ成分中の第２物体側に凹を向けたレンズ面の曲率をフレアーが光軸近傍に集光しないように最適化することが望ましい。しかしながら、フレアー低減のための最適な曲率が必ずしも結像性能において最適なものとは限らないため、この第６レンズ群を、第１物体側から順に、正屈折力を持つ正サブレンズ群と、負屈折力を持つ負サブレンズ群とを有するように構成して、この負サブレンズ群によって正サブレンズ群の屈折力を結像性能において最適となるように制御することが好ましい。
【００４０】
このような構成をとれば、フレアーが光軸近傍に集光することなく、結像性能、特に歪曲収差、像面湾曲およびテレセントリック性を良好に補正することができる。
同様に、第１レンズ群において、第１物体側から順に、負屈折力を持つ負サブレンズ群と、正屈折力を持つ正サブレンズ群とを有するように構成すれば、結像性能。特に歪曲収差、像面湾曲およびテレセントリック性を良好に維持しながらも、第１レンズ群中の正レンズ成分中の第１物体側に凹を向けたレンズ面の曲率をフレアーが光軸近傍に集光しないように最適化することが可能となる。
【００４１】
さて、本発明の好ましい態様においては、第３レンズ群中の正レンズ成分のうちの少なくとも２枚の正レンズ成分は第１の硝材で構成され、前記第４レンズ群中の正レンズ成分のうちの少なくとも２枚の正レンズ成分は第１の硝材で構成されることが良い。
ここで、第１の硝材は、第１の硝材の分散値をνｔとするとき、以下の条件で表される。
（１５）      νｔ＞１２０
但し、分散値は、波長λに対する屈折率をｎ（λ）とするとき、
ν＝｛ｎ(436)−１｝／｛ｎ(400)−ｎ(440)｝
で定義される。
【００４２】
前述の通り、第３および第４レンズ群では球面収差を補正する機能を有しているが、上述のように第３および第４レンズ群中の複数の正レンズ成分のうちの少なくとも２枚の正レンズ成分を条件（１５）で表される分散値の大きな第１の硝材を用いることで、投影光学系全体の軸上の色消しを良好に行うことができる。上述の構成において、第３レンズ群中の最も第２物体側に配置されたレンズ成分を第２の硝材で構成し、第４レンズ群中の最も第１物体側に配置されたレンズ成分を第２の硝材で構成することが好ましい。
【００４３】
ここで、第２の硝材は、この第２の硝材の分散値をνｃとするとき、
（１６）      νｃ＜１１０
で表される。
このように、第３および第４レンズ群において、最も開口絞り側に配置されて開口絞り側に凹面を向けたレンズ成分として条件（１６）で表される第２の硝材を用いることで、さらに良好な軸上の色消しを達成できる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態においては、第２レンズ群中の一対の負レンズ成分のうちの少なくとも一方の負レンズ成分に隣接して配置される正レンズ成分と、第５レンズ群中の一対の負レンズ成分のうちの少なくとも一方の負レンズ成分に隣接して配置される正レンズ成分とを有する構成であることが好ましい。
この構成において、第２レンズ群中の少なくとも一方の負レンズ成分と、これに隣接する正レンズ成分とは全体としてメニスカス形状であり、第５レンズ群中の少なくとも一方の負レンズ成分とこれに隣接する正レンズ成分とは全体としてメニスカス形状であることが好ましい。
【００４５】
ここで、第２レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズ成分と正レンズ成分とのうち、負レンズ成分は第３の硝材で構成され、正レンズ成分は前記第２の硝材で構成され、第５レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズ成分と正レンズ成分とのうち、負レンズ成分は第３の硝材で構成され、正レンズ成分は第２の硝材で構成されることが好ましい。
【００４６】
但し、第３の硝材は、この第３の硝材の分散値をνｆとするとき、以下の条件で表される。
（１７）      νｆ＜７５
上述のように、第２レンズ群中の全体としてメニスカス形状のサブレンズ群を構成する負レンズ成分に条件（１７）で表される第３の硝材を用い、正レンズ成分に条件（１６）で表される第２の硝材を用い、第５レンズ群中の全体としてメニスカス形状のサブレンズ群を構成する負レンズ成分に条件（１７）で表される第３の硝材を用い、正レンズ成分に条件（１６）で表される第２の硝材を用いることで、これらのサブレンズ群から色の球面収差をオーバーに発生させている。これにより、第３および第４レンズ群のみではアンダーになりがちな色の球面収差を打ち消すことができ、投影光学系全体として良好な色の球面収差を達成できる。
【００４７】
また、第１レンズ群中の正サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の正レンズ成分を第３の硝材で構成し、第１レンズ群中の負サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の負レンズ成分を第２の硝材で構成し、第６レンズ群中の正サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の正レンズ成分を第３の硝材で構成し、第６レンズ群中の負サブレンズ群のうちの少なくとも１枚の負レンズ成分を第２の硝材で構成することが好ましい。
【００４８】
この構成により、第１および第６レンズ群において、色の像面湾曲をアンダーにすることができ、これにより第２乃至第５レンズ群でオーバーになりがちな色の像面湾曲を打ち消すことができる。これにより、投影光学系全体の色の像面湾曲を良好に補正することができる。
また、第２レンズ群中の負レンズ成分のうち第３の硝材で構成される負レンズ成分とは異なる負レンズ成分を前記第２の硝材で構成し、第５レンズ群中の負レンズ成分のうち第３の硝材で構成される負レンズ成分とは異なる負レンズ成分を第２の硝材で構成することが好ましい。
【００４９】
第２および第５レンズ群における負レンズ成分のうち、上記条件（１６）で表される第２の硝材によって、軸上の色の２次分散を抑えることが可能となり、さらには色の像面湾曲をも良好に補正することが可能となる。
なお、上述の第２レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズ成分と正レンズ成分とは、前記第１物体側に凹面を向けて配置され、第５レンズ群中における全体としてメニスカス形状の負レンズ成分と正レンズ成分とは、第２物体側に凹面を向けて配置されることが好ましい。
【００５０】
以上の構成では、硝材の配置がほぼ対称的になるため、倍率の色収差および色コマ収差の発生を低減できる効果がある。
さて、第６レンズ群中の正サブレンズ群は、下記の条件（１８）を満足するレンズ面を有することが好ましい。
（１８）        ＲG6／ＤG6＜２
但し、
ＲG6：第６レンズ群中の正サブレンズ群を構成する正レンズ成分のレンズ面のうち、第１物体側に凸面を向けたレンズ面の曲率半径、
ＤG6：このレンズ面と第２物体との距離、
である。
【００５１】
上記条件（１８）は、第２物体上におけるフレアー防止のためのものである。この条件（１８）の範囲から外れると、第６レンズ群の正サブレンズ群における正レンズ成分中の第２物体側に凹を向けたレンズ面で反射されて第２物体へ向かうフレアー光が、第２物体上において光軸近傍に集光してしまうため好ましくない。
【００５２】
また、本実施の形態における投影光学系は、以下の条件（１９）を満足することが好ましい。
（１９）        ０．５≦｜β｜≦２．０
但し、
β：投影光学系の投影倍率、
である。
【００５３】
この条件（１９）の前提となる構成は、正・負・正・開口絞り・正・負・正の屈折力配置であり、この条件（１９）の範囲から外れる場合には、上記の屈折力配置では諸収差、特に軸外収差を補正することが困難になるため好ましくない。次に図面を参照して本発明の実施の形態にかかる投影光学系を投影露光装置に適用した例を示す。図１は本発明の実施の形態にかかる投影光学系を逐次露光型の投影露光装置に適用した例を示す斜視図であり、図２は本発明の実施の形態にかかる投影光学系を走査型露光装置に適用した例を示す斜視図である。
【００５４】
これら図１および図２の投影露光装置は、ともに集積回路素子や液晶パネルなどのデバイスの回路パターンを形成する際の露光工程に用いられる。
まず、図１の例では、投影光学系ＰＬの物体面には、所定の回路パターンが描かれた投影原板としてのマスクＭ（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プレートＰ（第２物体）が配置されている。ここで、マスクＭはマスクステージに保持されており、図中ＸＹ方向に可動なプレートＰはプレートステージＰＳに保持されている。また、マスクＭの上方（Ｚ方向側）には、紫外域の露光光によってマスクＭの照明領域ＩＡを均一に照明するための照明光学装置ＩＬが配置されている。この実施の形態において、照明光学装置ＩＬは、ｇ線(435.8nm)からｈ線(404.7nm)までの紫外域の光を供給するものである。
【００５５】
以上の構成により、照明光学装置ＩＬから供給される紫外域の露光光は、マスクＭ上の照明領域ＩＡを均一に照明し、このマスクＭからの露光光は、投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置に光源像を形成する。すなわち、マスクＭは照明光学装置ＩＬによってケーラー照明される。そして、プレートＰ上の露光領域ＥＡには、マスクＭの照明領域ＩＡ内の像が形成され、これにより、プレートＰにはマスクＭの回路パターンが転写される。
【００５６】
次に、図２の例では、マスクＭを保持するマスクステージＭＳと、プレートＰを保持するプレートステージＰＳとが、露光中において互いに逆方向へ走査する点が図１の例とは異なっている。これにより、プレートＰには、マスクＭの像が走査露光される。
以上の図１および図２の実施の形態では、投影光学系ＰＬは、第１物体側（マスクＭ）側および第２物体側（プレートＰ側）において、実質的にテレセントリックとなっており、拡大倍率を有するものである。
【００５７】
【実施例】
次に、図３乃至図６を参照して、本発明にかかる投影光学系の数値実施例について説明する。ここで、図３および図４は、第１および第２実施例の投影光学系のレンズ構成図であり、図５および図６は、第１および第２実施例の投影光学系の諸収差図である。
【００５８】
［第１実施例］
図３において、第１実施例の投影光学系は、第１物体（マスクＭ）側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＡＳと、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、正屈折力の第６レンズ群Ｇ６とから構成される。
【００５９】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は、第１物体としてのマスクＭ側から順に、負屈折力の負サブレンズ群Ｇ１Ｎと、正屈折力の正サブレンズ群Ｇ１Ｐとから構成されており、負サブレンズ群Ｇ１Ｎは、第１物体側から順に、第２物体（プレートＰ）側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ成分（第２物体側に凹面を向けた負レンズ成分）Ｌ１１と、第１物体側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ成分Ｌ１２とを有し、正サブレンズ群Ｇ１Ｐは、第１物体側から順に、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の２枚の正レンズ成分Ｌ１３，Ｌ１４と、第１物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成分Ｌ１５とを有する。
【００６０】
ここで、負サブレンズ群Ｇ１Ｎを構成する負レンズ成分Ｌ１１，Ｌ１２は、ともに条件（１６）を満足する第２の硝材で構成されており、正サブレンズ群Ｇ１Ｐを構成する正レンズ成分Ｌ１３〜Ｌ１５は、条件（１７）を満足する第３の硝材から構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、第１物体側から順に、第２物体側に凹面を向けた形状の正メニスカスレンズ成分Ｌ２１および第２物体側に凹面を向けた形状の負メニスカスレンズ成分Ｌ２２からなる接合レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ２３と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ２４および両凸形状の正レンズ成分Ｌ２５からなり全体として第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズ成分とを有する。
【００６１】
ここで、負メニスカスレンズ成分Ｌ２２と両凹形状の負レンズ成分Ｌ２４とが第２レンズ群中の互いに向かい合った凹面の組を形成している。そして、全体として第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状のサブレンズ群を構成している接合レンズ成分Ｌ２４，Ｌ２５においては、負レンズ成分Ｌ２４が第３の硝材で構成されており、正レンズ成分Ｌ２５が第２の硝材で構成されている。また、第２レンズ群中の負レンズ成分Ｌ２４以外の負レンズ成分Ｌ２２，Ｌ２３は、第２の硝材で構成されている。
【００６２】
第３レンズ群Ｇ３は、第１物体側から順に、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ３１と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の２枚の正レンズ成分Ｌ３２，Ｌ３３と、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凹形状の負レンズ成分（第２物体側に凹面を向けたレンズ成分）Ｌ３４とを有する。第３レンズ群Ｇ３においては、正レンズ成分Ｌ３１〜Ｌ３３が条件（１５）を満たす第１の硝材で構成されており、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成分Ｌ３４が第２の硝材で構成されている。
【００６３】
第４レンズ群は、第１物体側から順に、第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分（第１物体側に凹面を向けたレンズ成分）Ｌ４１と、第１物体側に凹面を向けた形状の正メニスカスレンズ成分Ｌ４２と、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ４３と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ４４と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ４５とを有する。第４レンズ群Ｇ４においては、最も第１物体側に配置されて第１物体側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ４１が第２の硝材で構成されており、正レンズ成分Ｌ４３〜Ｌ４５が第１の硝材で構成されている。
【００６４】
第５レンズ成分は、第１物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分Ｌ５１および両凹形状の負レンズ成分Ｌ５２からなり全体として第２物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ５３と、第１物体側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ成分Ｌ５４および第２物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成分Ｌ５５からなる接合レンズ成分と、第１物体側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ成分Ｌ５６と、第２物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成分Ｌ５７とを有する。
【００６５】
ここで、両凹形状の負レンズ成分Ｌ５２と平凹形状の負レンズ成分Ｌ５６とが第５レンズ群中の互いに向かい合った凹面の組を形成している。そして、全体として第２物体側に凹面を向けたメニスカス形状のサブレンズ群を構成している接合レンズ成分Ｌ５１，Ｌ５２においては、正レンズ成分Ｌ５１が第２の硝材で構成されており、負レンズ成分Ｌ５２が第３の硝材で構成されている。また、第５レンズ群中の負レンズ成分Ｌ５２以外の負レンズ成分Ｌ５３，Ｌ５４，Ｌ５６は、第２の硝材で構成されている。
【００６６】
そして、第６レンズ群Ｇ６は、第１物体側から順に、正屈折力の正サブレンズ群Ｇ６Ｐと、負屈折力の負サブレンズ群Ｇ６Ｎとから構成されており、正サブレンズ群Ｇ６Ｐは、第１物体側から順に、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ６１と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ６２と、第１物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ成分Ｌ６３とを有し、負サブレンズ群Ｇ６Ｎは、第１物体側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ成分（第１物体側に凹面を向けた負レンズ成分）Ｌ６４を有する。
【００６７】
ここで、正サブレンズ群を構成する正レンズ成分Ｌ６１〜Ｌ６３は、第３の硝材で構成されており、負サブレンズ群を構成する負レンズ成分Ｌ６４は、第２の硝材で構成されている。
［第２実施例］
図４において、第２実施例の投影光学系は、第１物体（マスクＭ）側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＡＳと、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、正屈折力の第６レンズ群Ｇ６とから構成される。
【００６８】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は、第１物体としてのマスクＭ側から順に、負屈折力の負サブレンズ群Ｇ１Ｎと、正屈折力の正サブレンズ群Ｇ１Ｐとから構成されており、負サブレンズ群Ｇ１Ｎは、第２物体としてのプレートＰ側に両凹形状の負レンズ成分（第２物体側に凹面を向けた負レンズ成分）Ｌ１１を有し、正サブレンズ群Ｇ１Ｐは、第１物体側から順に、第２物体側に曲率の強い面を向けた２枚の正レンズ成分Ｌ１２，Ｌ１３と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ１４とを有する。
【００６９】
ここで、負サブレンズ群Ｇ１Ｎを構成する負レンズ成分Ｌ１１は、条件（１６）を満足する第２の硝材で構成されており、正サブレンズ群Ｇ１Ｐを構成する正レンズ成分Ｌ１２〜Ｌ１４は、条件（１７）を満足する第３の硝材から構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、第１物体側から順に、第２物体側に凹面を向けた形状の正メニスカスレンズ成分Ｌ２１および第２物体側に凹面を向けた形状の負メニスカスレンズ成分Ｌ２２からなる接合レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ２３と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ２４および両凸形状の正レンズ成分Ｌ２５からなり全体として第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズ成分とを有する。
【００７０】
ここで、負メニスカスレンズ成分Ｌ２２と両凹形状の負レンズ成分Ｌ２４とが第２レンズ群中の互いに向かい合った凹面の組を形成している。そして、全体として第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状のサブレンズ群を構成している接合レンズ成分Ｌ２４，Ｌ２５においては、負レンズ成分Ｌ２４が第３の硝材で構成されており、正レンズ成分Ｌ２５が第２の硝材で構成されている。また、第２レンズ群中の負レンズ成分Ｌ２４以外の負レンズ成分Ｌ２２，Ｌ２３は、第２の硝材で構成されている。
【００７１】
第３レンズ群Ｇ３は、第１物体側から順に、両凸形状の３枚の正レンズ成分Ｌ３１〜Ｌ３３と、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凹形状の負レンズ成分（第２物体側に凹面を向けたレンズ成分）Ｌ３４とを有する。第３レンズ群Ｇ３においては、正レンズ成分Ｌ３１〜Ｌ３３が条件（１５）を満たす第１の硝材で構成されており、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成分Ｌ３４が第２の硝材で構成されている。
【００７２】
第４レンズ群は、第１物体側から順に、第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分（第１物体側に凹面を向けたレンズ成分）Ｌ４１と、第１物体側に凹面を向けた形状の正メニスカスレンズ成分Ｌ４２と、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ４３と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ４４と、第１物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ成分Ｌ４５とを有する。第４レンズ群Ｇ４においては、最も第１物体側に配置されて第１物体側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ４１が第２の硝材で構成されており、正レンズ成分Ｌ４３〜Ｌ４５が第１の硝材で構成されている。
【００７３】
第５レンズ成分は、第１物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分Ｌ５１および両凹形状の負レンズ成分Ｌ５２からなり全体として第２物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ５３と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凹形状の負レンズ成分Ｌ５４および第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ５５からなる接合レンズ成分とを有する。
【００７４】
ここで、両凹形状の負レンズ成分Ｌ５２と両凹形状の負レンズ成分Ｌ５４とが第５レンズ群中の互いに向かい合った凹面の組を形成している。そして、全体として第２物体側に凹面を向けたメニスカス形状のサブレンズ群を構成している接合レンズ成分Ｌ５１，Ｌ５２においては、正レンズ成分Ｌ５１が第２の硝材で構成されており、負レンズ成分Ｌ５２が第３の硝材で構成されている。また、第５レンズ群中の負レンズ成分Ｌ５２以外の負レンズ成分Ｌ５３，Ｌ５４は、第２の硝材で構成されている。
【００７５】
そして、第６レンズ群Ｇ６は、第１物体側から順に、正屈折力の正サブレンズ群Ｇ６Ｐと、負屈折力の負サブレンズ群Ｇ６Ｎとから構成されており、正サブレンズ群Ｇ６Ｐは、第１物体側から順に、第２物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ６１と、第１物体側に曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分Ｌ６２とを有し、負サブレンズ群Ｇ６Ｎは、第１物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分（第１物体側に凹面を向けた負レンズ成分）Ｌ６３を有する。
【００７６】
ここで、正サブレンズ群を構成する正レンズ成分Ｌ６１，Ｌ６２は、第３の硝材で構成されており、負サブレンズ群を構成する負レンズ成分Ｌ６３は、第２の硝材で構成されている。
さて、以下に示す表１および表２に数値実施例の諸元の値並びに条件対応数値を掲げる。
【００７７】
但し、左端の数字は第１物体側（マスクＭ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(G)は露光波長λが435.8nmにおける屈折率、ｎ(H)は露光波長λが404.7nmにおける屈折率、ｎ(400)は露光波長λが400nmにおける屈折率、ｎ(440)は露光波長λが440nmにおける屈折率、ｄ0は第１物体（マスクＭ）から第１レンズ群Ｇ１の最も第１物体側（マスクＭ側）のレンズ面（第１レンズ面）までの距離、ＷＤは第６レンズ群Ｇ６の最も第２物体側（プレートＰ側）のレンズ面から第２物体面（プレートＰ面）までの距離、βは投影光学系の投影倍率、ＮＡは投影光学系の第２物体側での開口数、φEXは第２物体面（プレートＰ面）における露光領域の半径、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、ｒ2Rfは第２レンズ群Ｇ２中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、ｒ2Frは第２レンズ群Ｇ２中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、ｒ3Ffは第３レンズ群Ｇ３中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、ｒ4Rrは第４レンズ群Ｇ４中の最も開口絞り側に配置された負レンズ成分の第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、ｒ5Frは第５レンズ群Ｇ５中の一対の負レンズ成分のうち第２物体側に向けられた凹面の曲率半径、ｒ5Rfは第５レンズ群Ｇ５中の一対の負レンズ成分のうち第１物体側に向けられた凹面の曲率半径、ＲG6は第６レンズ群Ｇ６を構成する正レンズ成分のレンズ面のうち第２物体側に凹面を向けたレンズ面の曲率半径、ＤG6は第６レンズ群Ｇ６を構成する正レンズ成分のレンズ面のうち第２物体側に凹面を向けたレンズ面と第２物体との距離を表している。
【００７８】
【表１】
0003864399.tif 000002
0003864399.tif 000003
0003864399.tif 000004
【００７９】
【表２】
0003864399.tif 000005
0003864399.tif 000006
0003864399.tif 000007
以上の各実施例の諸元の値より、第１および第２実施例の投影光学系は、広い露光領域を確保しながら、第１物体側（マスクＭ側）および第２物体側（プレートＰ側）においてテレセントリックが達成されている事が理解できる。
【００８０】
また、図５および図６はそれぞれ本発明による第１および第２実施例の投影光学系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、Ｇはｇ線（λ＝435.8nm）、Ｈはｈ線（λ＝404.7nm）を示しており、また、各非点収差図中において、点線は子午的像面（メリジオナル像面）、実線は球欠的像面（サジタル像面）を示している。
【００８１】
各収差図の比較より、各実施例とも諸収差がバランス良く補正され、特に極めて広い露光領域の全てにおいて諸収差が良好に補正されており、かつｇ線およびｈ線についての色収差が良好になされていることが理解される。
これにより、各実施例の投影光学系を図１または図２に示す投影露光装置に適用した場合には、ｇ線からｈ線までの広い波長域ので露光光を用いて露光を実現でき、露光時間の短縮化を達成することができる。
【００８２】
また、各実施例の投影光学系では、極めて広い露光領域において良好な像を形成できるため、これら各実施例の投影光学系を用いて露光を行えば、良好なパターン像を広い範囲にわたって短時間で得ることができ、集積回路素子や液晶パネルなどのデバイス製造時のスループットを向上させることができる。
さて、上述の第１および第２実施例では、投影光学系がβ＝１．２５の拡大倍率を持つものとして説明したが、本発明は拡大倍率を有するものには限定されない。これら第１および第２実施例による投影光学系では、投影光学系における第１物体側（マスクＭ側）と第２物体側（プレートＰ側）とを逆転させた状態で使用して縮小倍率を得ることもできる。
【００８３】
このとき、各実施例の投影光学系を逆転したものの条件対応数値は以下の表３の通りである。なお、この状態におけるレンズ構成図は、図３および図４における左右が反転するだけであるので図示省略し、諸収差図は、図５および図６の収差図のスケールを０．８倍したものと実質的に同一であるため図示省略する。このとき、図３および図４に示す第１レンズ群Ｇ１は第６レンズ群、第２レンズ群Ｇ２は第５レンズ群、第３レンズ群Ｇ３は第４レンズ群、第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群、第５レンズ群Ｇ５は第２レンズ群、そして第６レンズ群Ｇ６は第１レンズ群となる。
【００８４】
【表３】
［第１実施例の投影光学系を逆転させたものの条件対応数値］
（１）｜ｆ１／ｆ２｜＝2.15
（２）｜ｆ６／ｆ５｜＝1.17
（３）ｆ３／ｆ４＝0.42
（４）｜β｜＝0.8
（５）｜ｆ１／ｆ２｜＝2.15
（６）｜ｆ６／ｆ５｜＝1.17
（７）ｆ３／ｆ４＝0.42
（１２）（ｒ2Rf＋ｒ2Fr）／（ｒ2Rf−ｒ2Fr）＝0.08
（１３）（ｒ4Ff＋ｒ3Rr）／（ｒ4Ff−ｒ3Rr）＝-0.01
（１４）（ｒ5Rf＋ｒ5Fr）／（ｒ5Rf−ｒ5Fr）＝-0.22
（１９）｜β｜＝0.8
［第２実施例の投影光学系を逆転させたものの条件対応数値］
（１）｜ｆ１／ｆ２｜＝2.03
（２）｜ｆ６／ｆ５｜＝1.06
（３）ｆ３／ｆ４＝0.33
（４）｜β｜＝0.8
（５）｜ｆ１／ｆ２｜＝2.03
（６）｜ｆ６／ｆ５｜＝1.06
（７）ｆ３／ｆ４＝0.33
（１２）（ｒ2Rf＋ｒ2Fr）／（ｒ2Rf−ｒ2Fr）＝0.16
（１３）（ｒ4Ff＋ｒ3Rr）／（ｒ4Ff−ｒ3Rr）＝0.002
（１４）（ｒ5Rf＋ｒ5Fr）／（ｒ5Rf−ｒ5Fr）＝-0.33
（１９）｜β｜＝0.8
なお、以上の各実施例では、光源としてｇ線からｈ線までの光を供給するものを用いた例を示したがこれに限ることなく、193nm,248.8nm の光を供給するエキシマレーザ等の極紫外光源や、ｉ線（365nm)の光を供給する水銀アークランプ、さらにはそれ以外の紫外領域の光を供給する光源を用いたものにも応用し得ることは言うまでもない。
【００８５】
また、各実施例では、投影光学系に複数の接合レンズ成分が含まれているが、レンズ成分を接合する代わりに、光学密着（オプチカル・コンタクト）で接合レンズ成分を構成しても良い。また、接合レンズ成分を構成する複数のレンズ成分を微少な間隔を開けて配置して、接合レンズ成分と等価に構成しても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、両側テレセントリックでありながら、広い露光領域にわたって諸収差を極めて良好に補正し得る高性能な投影光学系が実現できる。また、本発明の好ましい態様によれば、極めて広い露光領域において、広いスペクトル幅について良好に色収差補正がなされた投影光学系実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる投影光学系を一括露光型の投影露光装置に適用した例を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる投影光学系を走査露光型の投影露光装置に適用した例を概略的に示す斜視図である。
【図３】第１実施例の投影光学系のレンズ構成図である。
【図４】第２実施例の投影光学系のレンズ構成図である。
【図５】第１実施例の投影光学系の諸収差図である。
【図６】第２実施例の投影光学系の諸収差図である。
【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、
ＡＳ：開口絞り、
【図１】
0003864399.tif 000008
【図２】
0003864399.tif 000009
【図３】
0003864399.tif 000010
【図４】
0003864399.tif 000011
【図５】
0003864399.tif 000012
【図６】
0003864399.tif 000013