DE69522422T2

DE69522422T2 - Belichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69522422T2
Application number: DE69522422T
Authority: DE
Inventors: Mikihiko Ishii; Hitoshi Matsuzawa; Issey Tanaka
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2015-02-08
Also published as: KR960024688A; DE69522422T3; US6104544A; KR100378921B1; JP3500745B2; EP0717299B2; JPH08166540A; EP0717299A1; KR100387148B1; EP0717299B1; DE69522422D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung mit einem optischen Projektionssystem zum Projizieren eines Musters eines ersten Objekts auf ein photoempfindliches Substrat etc. als ein zweites Objekt und ist auf ein optisches Projektionssystem anwendbar, das auf geeignete Weise auf eine Projektionsbelichtung eines Musters für einen Halbleiter oder ein Flüssigkristall anwendbar ist, das an einem Fadenkreuz (einer Maske) als das erste Objekt auf dem Substrat (einem Halbleiterwafer, einer (Leiter-)Platte, etc.) als das zweite Objekt ausgebildet wird.
US-A-3,955,883 beschreibt ein optisches Projektionssystem, das zwischen ersten und zweiten Objekten angeordnet ist, zum Projizieren eines Bildes des ersten Objekts auf das zweite Objekt, wobei das optische Projektionssystem eine erste · Linsengruppe mit positiver Brechzahl hat, wobei die erste Linsengruppe zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechzahl, wobei die zweite Linsengruppe zwischen der ersten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die dritte Linsengruppe zwischen der zweiten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine vierte Linsengruppe mit negativer Brechzahl, wobei die vierte Linsengruppe zwischen der dritten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine fünfte Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die fünfte Linsengruppe zwischen der vierten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; und eine sechste Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die sechste Linsengruppe zwischen der fünften Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet angeordnet ist. Wenn die Muster integrierter Schaltungen feiner und feiner werden, wird auch die Auflösungsleistung, die für die Belichtungsvorrichtung erforderlich ist, die beim Drucken eines Wafers verwendet wird, höher und höher. Zusätzlich zur Verbesserung in bezug auf eine Auflösungsleistung ist es für die optischen Projektionssysteme der Belichtungsvorrichtung erforderlich, eine Bildspannung zu verringern.
Hier enthält die Bildspannung diejenigen aufgrund eines Biegens etc. des gedruckten Wafers auf der Bildseite eines optischen Projektionssystems und diejenigen aufgrund eines Biegens etc. des Fadenkreuzes mit einem Schaltungsmuster etc., das darin geschrieben ist, auf der Objektseite eines optischen Projektionssystems, sowie eine Verzerrung, die durch das optische Projektionssystem verursacht wird.
Mit einem weiteren Fortschreiten einer Tendenz zu einer Feinheit von Übertragungsmustern in letzter Zeit werden auch Anforderungen zum Erniedrigen der Bildspannung härter.
Dann hat die herkömmliche Technologie zum Verringern von Effekten des Biegens eines Wafers aufgrund der Bildspannung das sogenannte telezentrische optische System auf der Bildseite verwendet, das die Austrittspupillenposition bei einer entfernteren Stelle auf der Bildseite eines optischen Projektionssystems angeordnet hat.
Andererseits kann die Bildspannung aufgrund des Biegens eines Fadenkreuzes auch durch Verwenden eines sogenannten telezentrischen optischen Systems auf der Objektseite reduziert werden, das die Eintrittspupillenposition eines optischen Projektionssystems bei einer entfernteren Stelle gegenüber der Objektebene anordnet, und es gibt Vorschläge zum Anordnen der Eintrittspupillenposition eines optischen Projektionssystems bei einer relativ weit entfernten Position gegenüber der Objektebene, wie es beschrieben ist. Beispiele dieser Vorschläge sind beispielsweise in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen NR. 63-118115 und Nr. 5- 173065 und im US-Patent Nr. 5,260,832 beschrieben.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung mit einem optischen Projektionssystem hoher Leistungsfähigkeit zu schaffen, das die Aberrationen, insbesondere die Verzerrung, selbst bei der bitelezentrischen Anordnung sehr gut korrigieren kann, während ein relativ weites Belichtungsgebiet und eine große numerische Apertur beibehalten werden.
Gemäß der Erfindung ist ein optisches Projektionssystem geschaffen, das zwischen ersten und zweiten Objekten angeordnet ist, zum Projizieren eines Bildes des ersten Objekts auf das zweite Objekt, wobei das optische Projektionssystem folgendes aufweist: eine erste Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die erste Linsengruppe zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechzahl, wobei die zweite Linsengruppe zwischen der ersten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die dritte Linsengruppe zwischen der zweiten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine vierte Linsengruppe mit negativer Brechzahl, wobei die vierte Linsengruppe zwischen der dritten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; eine fünfte Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die fünfte Linsengruppe zwischen der vierten Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; und eine sechste Linsengruppe mit positiver Brechzahl, wobei die sechste Linsengruppe zwischen der fünften Linsengruppe und dem zweiten Objekt angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsengruppe wenigstens zwei positive Linsen enthält, die dritte Linsengruppe wenigstens drei positive Linsen enthält, die vierte Linsengruppe wenigstens drei negative Linsen enthält, die fünfte Linsengruppe wenigstens fünf positive Linsen und wenigstens eine negative Linse enthält und die sechste Linsengruppe wenigstens eine positive Linse enthält; und die fünfte Linsengruppe weiterhin eine negative Linse und eine positive Linse, die benachbart zur negativen Linse angeordnet ist, enthält.
Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden werden, welche nur anhand einer Darstellung angegeben sind und somit nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend anzusehen sind.

In den Zeichnungen gilt:

Fig. 1 ist eine Zeichnung zum Zeigen von Parametern, die bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung definiert sind;
Fig. 2 ist eine Zeichnung zum Zeigen einer schematischen Struktur einer Belichtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim fünften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist ein Linsen-Aufmachungsdiagramm beim sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim fünften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 14 zeigt verschiedene Aberrationsdiagramme beim sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein weiterer Umfang einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich werden. Jedoch sollte verstanden werden, daß die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, nur anhand einer Darstellung angegeben sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und Schutzumfangs der Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung klar werden.
Das folgende beschreibt eine Belichtungsvorrichtung mit einem optischen Projektionssystem hoher Leistungsfähigkeit, das eine Bühne aufweist, die zuläßt, daß ein photoempfindliches Substrat (beispielsweise ein Halbleiterwafer, der mit einem photoempfindlichen Material überzogen ist, wie beispielsweise Photoresist) auf einer Hauptfläche von ihr gehalten wird, wobei ein optisches Beleuchtungssystem eine Lichtquelle zum Emittieren von Belichtungslicht einer vorbestimmten Wellenlänge und zum Übertragen eines vorbestimmten Musters auf eine Maske auf das Substrat hat, und einem optischen Projektionssystem zum Projizieren eines Bildes der Maske auf die Substratoberfläche. Das obige optische Projektionssystem dient zum Projizieren eines Bildes eines ersten Objekts (beispielsweise einer Maske mit einem Muster, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung) auf ein zweites Objekt (beispielsweise ein photoempfindliches Substrat).
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, hat das optische Projektionssystem eine erste Linsengruppe G&sub1; mit positiver Brechzahl, eine zweite Linsengruppe G&sub2; mit negativer Brechzahl, eine dritte Linsengruppe G&sub3; mit positiver Brechzahl, eine vierte Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl, eine fünfte Linsengruppe G&sub5; mit positiver Brechzahl und eine sechste Linsengruppe G&sub6; mit positiver Brechzahl in der angegebenen Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts R aus, und die zweite Linsengruppe G&sub2; weist weiterhin eine vordere Linse L2F auf, die möglichst nahe zum ersten Objekt R angeordnet ist und eine negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt W, eine hintere Linse L2R, die so nahe wie möglich zum zweiten Objekt angeordnet ist und eine negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt R, und eine mittlere Linsengruppe G2M, die zwischen der vorderen Linse L2F in der zweiten Linsengruppe G&sub2; und der hinteren Linse L2R in der zweiten Linsengruppe G&sub2; angeordnet ist. Die mittlere Linsengruppe G2M hat eine erste Linse LM1 mit positiver Brechzahl, eine zweite Linse LM2 mit negativer Brechzahl, eine dritte Linse LM3 mit negativer Brechzahl und eine vierte Linse LM4 mit negativer Brechzahl in der angegebenen Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts R aus.
Zuerst trägt die erste Linsengruppe G&sub1; mit positiver Brechzahl hauptsächlich zu einer Korrektur einer Verzerrung bei, während sie eine Telezentrizität beibehält, und, genauer gesagt, ist die erste Linsengruppe G&sub1; angeordnet, um eine positive Verzerrung zu erzeugen, um in einem guten Ausgleich negative Verzerrungen zu korrigieren, die durch die Vielzahl von Linsengruppen verursacht werden, die auf der zweiten Objektseite hinter der ersten Linsengruppe G&sub1; angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe G&sub2; mit negativer Brechzahl und die vierte Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl tragen hauptsächlich zu einer Korrektur einer Petzval-Summe bei, um die Bildebene flach zu machen. Die zwei Linsengruppen der zweiten Linsengruppe G&sub2; mit negativer Brechzahl und die dritte Linsengruppe G&sub3; mit positiver Brechzahl bilden ein inverses Teleskopsystem, um dazu beizutragen, eine Rückfokussierung (einen Abstand von einer optischen Oberfläche, wie beispielsweise einer Linsenoberfläche, die dem zweiten Objekt W im optischen Projektionssystem am nächsten ist, zum zweiten Objekt W) im optischen Projektionssystem zu garantieren. Die fünfte Linsengruppe G&sub5; mit positiver Brechzahl und die sechste Linsengruppe G&sub6;, gleichermaßen mit positiver Brechzahl, tragen hauptsächlich zum Unterdrücken einer Erzeugung einer Verzerrung und zum Unterdrücken einer Erzeugung von insbesondere einer sphärischen Aberration so stark wie möglich bei, um eine Struktur hoher NA auf der zweiten Objektseite vollständig zu unterstützen.
Basierend auf der obigen Struktur trägt die vordere Linse L2F, die als nächste zum ersten Objekt R in der zweiten Linsengruppe G&sub2; angeordnet ist und eine negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt W zu Korrekturen einer Feldkrümmung und eines Asymmetriefehlers bzw. einer Leuchtfleckverzerrung bzw. eines Comas bei, und die hintere Linse L2R, die als nächste zum zweiten Objekt W in der zweiten Linsengruppe G&sub2; angeordnet ist und eine negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt R zu Korrekturen einer Feldkrümmung, eines Comas und eines Astigmatismus. In der mittleren Linsengruppe G2M, die zwischen der vorderen Linse L2F und der hinteren Linse L2R angeordnet ist, trägt die erste Linse LM1 mit positiver Brechzahl zu einer Korrektur negativer Verzerrungen bei, die durch die zweiten bis vierten Linsen LM2 - LM4 mit negativer Brechzahl verursacht werden, die einen starken Beitrag zur Korrektur einer Feldkrümmung liefern.
Insbesondere werden bei dem obigen optischen Projektionssystem die folgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt, wenn eine Brennweite der ersten Linsengruppe G&sub1; f&sub1; ist, eine Brennweite der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2; ist, eine Brennweite der dritten Linsengruppe G&sub3; f&sub3; ist, eine Brennweite der vierten Linsengruppe G&sub4; f&sub4; ist, eine Brennweite der fünften Linsengruppe G&sub5; f&sub5; ist, eine Brennweite der sechsten Linsengruppe G&sub6; f&sub6; ist, eine gesamte Brennweite der zweiten bis vierten Linsen LM2 - LM4 in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; fn ist und ein Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist:
(1) 0,1 < f&sub1;/f&sub3; < 17
(2) 0,1 < f&sub2;/f&sub4; < 14
(3) 0,01 < f&sub5;/L < 0,9
(4) 0,02 < f&sub6;/L < 1,6
(5) 0,01 < fn/f&sub2; < 2,0.
Die Bedingung (1) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der Brennweite f&sub1; der ersten Linsengruppe G&sub1; mit positiver Brechzahl und der Brennweite f&sub3; der dritten Linsengruppe G&sub3; mit positiver Brechzahl, was ein optimales Brechzahlen- (Zahlen-)Gleichgewicht zwischen der ersten Linsengruppe G&sub1; und der dritten Linsengruppe G&sub3; ist. Diese Bedingung (1) dient hauptsächlich zum Korrigieren der Verzerrung in einem guten Gleichgewicht. Unter der unteren Grenze dieser Bedingung (1) wird eine große negative Verzerrung erzeugt, weil die Brechzahl der dritten Linsengruppe G&sub3; relativ schwach gegenüber der Brechzahl der ersten Linsengruppe G&sub1; wird. Oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (1) wird eine große negative Verzerrung erzeugt, weil die Brechzahl der ersten Linsengruppe G&sub1; relativ schwach gegenüber der Brechzahl der dritten Linsengruppe G&sub3; wird.
Die Bedingung (2) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der Brennweite f&sub2; der zweiten Linsengruppe G&sub2; mit negativer Brechzahl und der Brennweite f&sub4; der vierten Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl, was ein optimales Brechzahlen- (Zahlen- bzw. Leistungs-)Gleichgewicht zwischen der zweiten Linsengruppe G&sub2; und der vierten Linsengruppe G&sub4; ist. Diese Bedingung (2) dient hauptsächlich zum Kleinhalten der Petzval-Summe, um die Feldkrümmung gut zu korrigieren, während ein weites Belichtungsfeld sichergestellt wird. Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (2) erscheint eine große positive Petzval-Summe, weil die Brechzahl der vierten Linsengruppe G&sub4; relativ schwach gegenüber der Brechzahl der zweiten Linsengruppe G&sub2; wird. Oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (2) erscheint eine große positive Petzval-Summe, weil die Brechzahl der zweiten Linsengruppe G&sub2; relativ schwach gegenüber der Brechzahl der vierten Linsengruppe G&sub4; wird. Zum Korrigieren der Petzval-Summe in einem besseren Gleichgewicht unter einem breiten Belichtungsfeld durch Starkmachen der Brechzahl der vierten Linsengruppe G&sub4; relativ zur Brechzahl der zweiten Linsengruppe G&sub2;, wird die untere Grenze der obigen Bedingung (2) vorzugsweise auf 0,8 eingestellt, d. h. 0,8 < f&sub2;/f&sub4;.
Die Bedingung (3) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der Brennweite f&sub5; der fünften Linsengruppe G&sub5; mit positiver Brechzahl und dem Abstand (einem Objekt-Bild-Abstand) L vom ersten Objekt R (Fadenkreuz etc.) und dem zweiten Objekt W (Wafer etc.). Diese Bedingung (3) dient zum Korrigieren der sphärischen Aberration, der Verzerrung und der Petzval-Sunime in einem guten Gleichgewicht, während eine große numerische Apertur beibehalten wird. Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (3) ist die Brechzahl der fünften Linsengruppe G&sub5; zu stark, so daß diese fünfte Linsengruppe G&sub5; nicht nur eine negative Verzerrung erzeugt, sondern auch eine große negative sphärische Aberration. Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (3) ist die Brechzahl der fünften Linsengruppe G&sub5; zu schwach, so daß die Brechzahl der vierten Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl damit unvermeidbar auch schwach wird, um dadurch in einem Ausfallen eines guten Korrigierens der Petzval-Summe zu resultieren.
Die Bedingung (4) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der Brennweite f&sub6; der sechsten Linsengruppe G&sub6; mit positiver Brechzahl und dem Abstand (Objekt-Bild-Abstand) L vom ersten Objekt R (Fadenkreuz etc.) zum zweiten Objekt W (Wafer etc.). Diese Bedingung (4) dient zum Unterdrücken einer Erzeugung sphärischer Aberrationen höherer Ordnung und einer negativen Verzerrung, während eine große numerische Apertur beibehalten wird. Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (4) erzeugt die sechste Linsengruppe G&sub6; selbst eine große negative Verzerrung; oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (4) erscheinen sphärische Aberrationen höherer Ordnung.
Die Bedingung (5) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der gesamten Brennweite fn der zweiten Linse LM2 mit negativer Brechzahl zur vierten Linsen LM4 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; und der Brennweite f&sub2; der zweiten Linsengruppe G&sub2;. Es sollte beachtet werden, daß die gesamte Brennweite fn, die hierin angegeben ist, von der zweiten Linse Lx2 mit negativer Brechzahl bis zur vierten Linse LM4 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; nicht nur eine gesamte Brennweite von drei Linsen bedeutet, d. h. von der zweiten Linse LM2 bis zur vierten Linse LM4, sondern auch eine gesamte Brennweite von drei oder mehreren Linsen zwischen der zweiten Linse LM2 und der vierten Linse LM4, wo es eine Vielzahl von Linsen zwischen der zweiten Linse und der vierten Linse gibt.
Diese Bedingung (5) dient zum Kleinhalten der Petzval-Summe, während eine Erzeugung einer Verzerrung unterdrückt wird. Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (5) erscheint eine große negative Verzerrung, weil die gesamte Brechzahl zu stark wird, und zwar von der negativen Unterlinsengruppe, die wenigstens drei negative Linsen von der zweiten negative Linse LM2 bis zur vierten negativen Linse LM4 in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; enthält. Zum ausreichenden Korrigieren der Verzerrung und des Comas wird die untere Grenze der obigen Bedingung (5) vorzugsweise auf 0,1 eingestellt, d. h. 0,1 < fn/f&sub2;.
Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (5) resultiert eine große positive Petzval-Summe, weil die Brechzahl der negativen Unterlinsengruppe, die wenigstens drei negative Linsen von der zweiten negativen Linse LM2 bis zur vierten negativen Linse LM4 in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; enthält, zu schwach wird. Zusätzlich wird auch die Brechzahl der dritten Linsengruppe G&sub3; schwach. Somit wird es schwierig, das optische Projektionssystem in einer kompakten Anordnung aufzubauen. Zum Erreichen eines ausreichend kompakten Entwurfs, während die Petzval-Summe gut korrigiert wird, wird die obere Grenze der obigen Bedingung (5) vorzugsweise auf 1,3 eingestellt, d. h. fn/f&sub2; < 1,3.
Weiterhin wird die folgende Bedingung (6) vorzugsweise dann erfüllt, wenn der axiale Abstand vom ersten Objekt R zur Brennweitenstelle der ersten Objektseite F des gesamten optischen Projektionssystems I ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(6) 1,0 < I/L
Die Bedingung (6) definiert ein optimales Verhältnis zwischen dem axialen Abstand I vom ersten Objekt R zur Brennweitenstelle bzw. zum Brennpunkt der ersten Objektseite F des gesamten optischen Projektionssystems und dem Abstand (Objekt-Bild-Abstand) L vom ersten Objekt R (Fadenkreuz etc.) zum zweiten Objekt W (Wafer etc.). Hier bedeutet die Brennweitenstelle der ersten Objektseite F des gesamten optischen Projektionssystems eine Schnittstelle von nach außen gehendem Licht vom optischen Projektionssystem mit der optischen Achse, nachdem parallel gerichtete Lichtstrahlen in das optische Projektionssystem auf der zweiten Objektseite im paraxialen bzw. achsennahen Bereich in bezug auf die optische Achse des optischen Projektionssystems eintreten gelassen sind, und wenn die Lichtstrahlen im paraxialen Bereich vom optischen Projektionssystem nach außen gehen.
Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (6) wird die Telezentrizität der ersten Objektseite des optischen Projektionssystems merklich zerstört werden, so daß Änderungen einer Vergrößerung und einer Verzerrung aufgrund einer axialen Abweichung des ersten Objekts R groß werden. Als Ergebnis wird es schwierig, ein Bild des ersten Objekts R mit einer erwünschten Vergrößerung auf das zweite Objekt W genau zu projizieren. Zum vollständigen Unterdrücken der Änderung einer Vergrößerung und einer Verzerrung aufgrund der axialen Abweichung des ersten Objekts R wird die untere Grenze der obigen Bedingung (6) vorzugsweise auf 1,7 eingestellt, d. h. 1,7 < I/L. Weiterhin wird zum Korrigieren einer sphärischen Aberration und einer Verzerrung der Pupille, und zwar beide in einem guten Gleichgewichtszustand, während der kompakte Aufbau des optischen Projektionssystems beibehalten wird, die obere Grenze der obigen Bedingung (6) vorzugsweise auf 6,8 eingestellt, d. h. I/L < 6,8.
Ebenso ist es bevorzugter, daß die folgende Bedingung (7) erfüllt wird, wenn die Brennweite der dritten Linse LM3 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2;&sub3; ist und die Brennweite der vierten Linse LM4 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2;&sub4; ist.
(7) 0,07 < f&sub2;&sub4;/f&sub2;&sub3; < 7.
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (7) wird die Brechzahl der vierten negativen Linse LM4 relativ zur Brechzahl der dritten negativen Linse LM3 stark, so daß die vierte negative Linse LM4 ein großes Coma bzw. eine große Leuchtfleckverzerrung und eine große negative Verzerrung erzeugt. Zum besseren Korrigieren der Leuchtfleckverzerrung, während die negative Verzerrung korrigiert wird, wird die untere Grenze der obigen Bedingung (7) vorzugsweise auf 0,14 eingestellt, d. h. 0,14 < f&sub2;&sub4;/f&sub2;&sub3;. Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (7) wird die Brechzahl der dritten negativen Linse LM3 relativ zur Brechzahl der vierten negativen Linse LM4 relativ stark, so daß die dritte negative Linse LM3 eine große Leuchtfleckverzerrung bzw. ein großes Coma und eine große negative Verzerrung erzeugt. Zum besseren Korrigieren der negativen Verzerrung, während die Leuchtfleckverzerrung bzw. das Coma korrigiert wird, wird die obere Grenze der obigen Bedingung (7) vorzugsweise auf 3,5 eingestellt, d. h. f&sub2;&sub4;/f&sub2;&sub3; < 3,5.
Weiterhin ist es bevorzugter, daß die folgende Bedingung (8) erfüllt wird, wenn die Brennweite der zweiten Linse LM2 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2;&sub2; ist und die Brennweite der dritten Linsengruppe LM3 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2;&sub3; ist.
(8) 0,1 < f&sub2;&sub2;/f&sub2;&sub3; < 10
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (8) wird die Brechzahl der zweiten negativen Linse LM2 relativ zur Brechzahl der dritten negativen Linse LM3 stark, so daß die zweite negative Linse LM2 eine große Leuchtfleckverzerrung und eine große negative Verzerrung erzeugt. Zum Korrigieren der negativen Verzerrung in einem besseren Gleichgewicht wird die untere Grenze der obigen Bedingung (8) vorzugsweise auf 0,2 eingestellt, d. h. 0,2 < f&sub2;&sub2;/f&sub2;&sub3;. Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (8) wird die Brechzahl der dritten negativen Linse LM3 relativ zur Brechzahl der zweiten negativen Linse LM2 stark, so daß die dritte negative Linse LM3 eine große Leuchtfleckverzerrung und eine große negative Verzerrung erzeugt. Zum Korrigieren der negativen Verzerrung in einem besseren Gleichgewicht, während die Leuchtfleckverzerrung gut korrigiert wird, wird die obere Grenze der obigen Bedingung (8) vorzugsweise auf 5 eingestellt, d. h. f&sub2;&sub2;/f&sub2;&sub3; < 5.
Ebenso ist es wünschenswerter, daß die folgende Bedingung (9) erfüllt wird, wenn der axiale Abstand von der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der vierten Linse LM4 mit negativer Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; zur Linsenoberfläche der ersten Objektseite der hinteren Linse L2R in der zweiten Linsengruppe G&sub2; D ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist:
(9) 0,05 < D/L < 0,4.
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (9) wird es schwierig, nicht nur eine ausreichende Rückfokussierung auf der zweiten Objektseite sicherzustellen, sondern auch die Petzval-Summe gut zu korrigieren. Oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (9) erscheinen eine große Leuchtfleckverzerrung und eine große negative Verzerrung. Weiterhin gibt es beispielsweise zum Vermeiden einer mechanischen Interferenz zwischen einer Fadenkreuzbühne zum Halten des Fadenkreuzes als das erste Objekt R und der ersten Linsengruppe G&sub1; Fälle, daß es vorzuziehen ist, einen ausreichenden Raum zwischen dem ersten Objekt R und der ersten Linsengruppe G&sub1; sicherzustellen, aber es gibt ein Problem, daß ein Sicherstellen des ausreichenden Raums oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (9) schwierig wird.
Ebenso erfüllt die vierte Linsengruppe G&sub4; vorzugsweise die folgende Bedingung, wenn die Brennweite der vierten Linsengruppe G&sub4; f&sub4; ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(10) -0,098 < f&sub4;/L < -0,005
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (10) wird die Korrektur einer sphärischen Aberration schwierig, was nicht vorzuziehen ist. Ebenso erscheint oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (10) die Leuchtfleckverzerrung, was nicht vorzuziehen ist. Zum guten Korrigieren der sphärischen Aberration und der Petzval-Summe wird die untere Grenze der Bedingung (10) vorzugsweise auf -0,078 eingestellt, d. h. -0,078 < f&sub4;/L, und weiterhin wird zum Unterdrücken einer Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung die obere Grenze der Bedingung (10) vorzugsweise auf -0,047 eingestellt, d. h. f&sub4;/L < -0,047.
Weiterhin erfüllt die zweite Linsengruppe G&sub2; vorzugsweise die folgende Bedingung, wenn die Brennweite der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2; ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(11) -0,8 < f&sub2;/L < -0,50.
Hier ergibt sich unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (11) eine positive Petzval-Summe, was nicht bevorzugt ist. Ebenso erscheint oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (11) eine negative Verzerrung, was nicht bevorzugt ist. Zum besseren Korrigieren der Petzval-Summe wird die untere Grenze der Bedingung (11) vorzugsweise auf -0,16 eingestellt, d. h. -0,16 < f&sub2;/L, und zum besseren Korrigieren der negativen Verzerrung und Lichtfleckverzerrung wir die obere Grenze der Bedingung (11) vorzugsweise auf -0,0710 eingestellt, d. h. f&sub2;/L < 0,0710.
Um hauptsächlich die sphärische Aberration dritter Ordnung gut zu korrigieren, ist es wünschenswerter, daß die fünfte Linsengruppe G&sub5; mit positiver Brechzahl die negative Meniskuslinse L&sub5;&sub4; hat, und die positive Linse L&sub5;&sub3;, die benachbart zu konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; angeordnet ist und eine konvexe Oberfläche gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; hat, und daß die folgende Bedingung (12) erfüllt wird, wenn der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche in der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; in der fünften Linsengruppe G&sub5; r5n ist und der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; in der positiven Linse L&sub5;&sub3;, die benachbart zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; in der fünften Linsengruppe G&sub5; eingestellt ist, r5p ist.
(12) 0 < (r5p - r5n)/(r5p + r5n) < 1
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (12) wird eine Korrektur der sphärischen Aberration dritter Ordnung unzureichend; gegensätzlich dazu wird oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (12) die Korrektur der sphärischen Aberration dritter Ordnung zu groß, was nicht bevorzugt ist. Hier wird zum besseren Korrigieren der, sphärischen Aberration dritter Ordnung die untere Grenze der Bedingung (12) bevorzugter auf 0,01 eingestellt, d. h. 0,01 < (r5p - r5n)/(r5p + r5n), und wird die obere Grenze der Bedingung (12) bevorzugter auf 0,7 eingestellt, d. h. (r5p - r5n)/(r5p + r5n) < 0,7.
Hier ist bevorzugt, daß die negative Meniskuslinse und die positive Linse benachbart zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse zwischen der wenigstens einen positiven Linse in der fünften Linsengruppe G&sub5; und der wenigstens einen positiven Linse in der fünften Linsengruppe G&sub5; eingestellt wird. Beispielsweise wird eine Gruppe der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; und der positiven Linse L&sub5;&sub3; zwischen den positiven Linsen L&sub5;&sub2; und L&sub5;&sub5; angeordnet. Diese Anordnung kann eine Erzeugung der sphärischen Aberration höherer Ordnung unterdrücken, die dazu neigen, mit einem Erhöhen von NA zu erscheinen.
Ebenso ist es wünschenswerter, daß die vierte Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl die vordere Linse L&sub4;&sub1;, die am nächsten zum ersten Objekt R angeordnet ist und die negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt W hat, die hintere Linse L&sub4;&sub4;, die am nächsten zum zweiten Objekt W angeordnet ist und die negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt R und wenigstens eine negative Linse, die zwischen der vorderen Linse L&sub4;&sub1; in der vierten Linsengruppe G&sub4; und der hinteren Linse L&sub4;&sub1; in der vierten Linsengruppe G&sub4; angeordnet ist, und daß die folgende Bedingung (13) erfüllt wird, wenn ein Krümmungsradius der ersten Objektseite in der hinteren Linse L&sub4;&sub4;, die am nächsten zum zweiten Objekt W angeordnet ist, in der vierten Linsengruppe G&sub4; r4F ist und ein Krümmungsradius auf der zweiten Objektseite in der hinteren Linse L&sub4;&sub4;, die am nächsten zum zweiten Objekt W angeordnet ist, in der vierten Linsengruppe G&sub4; r4R ist.
(13) -1,00 ≤ (r4F - r4R)/(r4F + r4R) < 0
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (13) wird die hintere negative Linse L&sub4;&sub4;, die am nächsten zum zweiten Objekt W angeordnet ist, in der vierten Linsengruppe G&sub4; von einer doppelt konkaven Form, was sphärische Aberrationen höherer Ordnung erzeugt; gegensätzlich dazu wird oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (13) die hintere negative Linse L&sub4;&sub4;, die am nächsten zum zweiten Objekt W angeordnet ist, in der vierten Linsengruppe G&sub4; eine positive Brechzahl haben, was die Korrektur einer Petzval-Summe schwieriger machen wird.
Weiterhin ist es wünschenswert, daß die fünfte Linsengruppe G&sub5; die negative Linse L&sub5;&sub8; mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt W an ihrer der dem zweiten Objekt nächstliegenden Seite hat. Dies ermöglicht, daß die dem zweiten Objekt W am nächsten angeordnete negative Linse L&sub5;&sub8; in der fünften Linsengruppe G&sub5; eine positive Verzerrung und eine negative Petzval-Summe erzeugt, was eine negative Verzerrung und eine positive Petzval-Summe auslöschen kann, die durch die positiven Linsen in der fünften Linsengruppe G&sub5; erzeugt werden.
In diesem Fall ist es zum Unterdrücken der negativen Verzerrung ohne Erzeugen der sphärischen Aberrationen höherer Ordnung in der dem ersten Objekt R am nächsten angeordneten Linse L&sub6;&sub1; in der sechsten Linsengruppe G&sub6; wünschenswert, daß die dem ersten Objekt R nächstliegende Linsenoberfläche eine Form mit einer konvexen Oberfläche zum ersten Objekt R hat, und daß die folgende Bedingung erfüllt wird, wenn ein Krümmungsradius auf der zweiten Objektseite der als nächste zum zweiten Objekt W angeordneten negativen Linse L&sub5;&sub8; in der fünften Linsengruppe G&sub5; r5R ist und ein Krümmungsradius auf der ersten Objektseite der als nächste zum ersten Objekt R angeordneten Linse L&sub6;&sub1; in der sechsten Linsengruppe G&sub6; r6F ist.
(14) - 0,90 < (r5R - r6F)/(r5R + r6F) < -0,001
Diese Bedingung (14) definiert eine optimale Form einer Gaslinse, die zwischen der fünften Linsengruppe G&sub5; und der sechsten Linsengruppe G&sub6; ausgebildet ist. Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (14) wird eine Krümmung der konkaven Oberfläche der zweiten Objektseite der zum zweiten Objekt W am nächsten angeordneten negativen Linse L&sub5;&sub8; in der fünften Linsengruppe G&sub5; zu stark, wodurch Leuchtfleckverzerrungen höherer Ordnung erzeugt werden. Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (14) wird eine Brechzahl der Gaslinse selbst, die zwischen der fünften Linsengruppe G&sub5; und der sechsten Linsengruppe G&sub6; ausgebildet ist, schwach, so daß eine Größe der durch diese Gaslinse erzeugten positiven Verzerrung klein wird, was es schwierig macht, eine durch die positiven Linsen in der fünften Linsengruppe G&sub5; erzeugten negativen Verzerrung gut zu korrigieren. Zum vollständigen Unterdrücken der Erzeugung von Leuchtfleckverzerrungen höherer Ordnung wird die untere Grenze der obigen Bedingung (14) vorzugsweise auf -0,30 eingestellt, d. h. -0,30 < (r5R - r6F)/(r5R + r6F).
Ebenso wird weiterhin bevorzugt, daß die folgende Bedingung erfüllt wird, wenn eine Linsengruppentrennung zwischen der fünften Linsengruppe G&sub5; und der sechsten Linsengruppe G&sub6; d&sub5;&sub6; ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(15) d&sub5;&sub6;/L < 0,017
Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (15) wird die Linsengruppen-Trennung bzw. Linsengruppen-Separation zwischen der fünften Linsengruppe G&sub5; und der sechsten Linsengruppe G&sub6; zu groß, so daß eine Menge an erzeugter positiver Verzerrung klein wird. Als Ergebnis wird es schwierig, die durch die positive Linse in der fünften Linsengruppe G&sub5; erzeugte negative Verzerrung in einem guten Gleichgewicht zu korrigieren.
Ebenso ist es bevorzugter, daß die folgende Bedingung erfüllt wird, wenn ein Krümmungsradius der dem ersten Objekt R nächstliegenden Linsenoberfläche in der sechsten Linsengruppe G&sub6; r6F ist und ein axialer Abstand von der dem ersten Objekt R nächstliegenden Linsenoberfläche in der sechsten Linsengruppe G&sub6; zum zweiten Objekt W d&sub6; ist.
(16) 0,50 < d&sub6;/r6F < 1,50
Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (16) wird die positive Brechzahl der dem ersten Objekt R nächstliegenden Linsenoberfläche in der sechsten Linsengruppe G&sub6; zu stark, so daß eine große negative Verzerrung und eine große Leuchtfleckverzerrung erzeugt werden. Oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (16) wird die positive Brechzahl der dem ersten Objekt R nächstliegenden Linsenoberfläche in der sechsten Linsengruppe G&sub6; zu schwach, wodurch eine große Leuchtfleckverzerrung erzeugt wird. Zum weiteren Unterdrücken der Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung wird die untere Grenze der Bedingung (16) vorzugsweise auf 0,84 eingestellt, d. h. 0,84 < d&sub6;/r6F.
Es ist wünschenswert, daß die folgende Bedingung (17) erfüllt wird, wenn der Krümmungsradius auf der ersten Objektseite in der dem zweiten Objekt W am nächsten angeordneten negativen Linse L&sub5;&sub8; in der fünften Linsengruppe G&sub5; r5F ist und der Krümmungsradius auf der zweiten Objektseite in der dem zweiten Objekt W am nächsten angeordneten negativen Linse L&sub5;&sub8; in der fünften Linsengruppe G&sub5; r5R ist.
(17) 0,30 < (r5F - r5R)/(r5F + r5R) < 1,28
Unterhalb der unteren Grenze dieser Bedingung (17) wird es schwierig, sowohl die Petzval-Summe als auch die Leuchtfleckverzerrung zu korrigieren; oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (17) erscheinen große Leuchtfleckverzerrungen höherer Ordnung, was nicht bevorzugt ist. Zum weiteren Verhindern der Erzeugung von Leuchtfleckverzerrungen höherer Ordnung wird die obere Grenze der Bedingung (17) vorzugsweise auf 0,93 eingestellt, d. h. (r5F - r5R)/(r5F + r5R) < 0,93.
Weiterhin ist es wünschenswert, daß die Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten Linse LM1 mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; eine Linsenform mit einer konvexen Oberfläche zum zweiten Objekt W hat, und in diesem Fall ist es bevorzugter, daß die folgende Bedingung (18) erfüllt wird, wenn die Brechzahl an der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten positiven Linse LM1 in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; Φ&sub2;&sub1; ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(18) 0,54 < 1/(Φ&sub2;&sub1;·L) < 10
Die Brechzahl der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite, die hierin angegeben ist, der ersten Linse LM1 mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M ist durch die folgende Formel gegeben, wenn ein Brechungsindex eines Mediums für die erste Linse LM1 n&sub1; ist, ein Brechungsindex eines Mediums in Kontakt mit der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten Linse LM1 n&sub2; ist und ein Krümmungsradius der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten Linse r&sub2;&sub1; ist.
Φ&sub2;&sub1; = (n&sub2; - n&sub1;)/r&sub2;&sub1;
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (18) erscheinen Verzerrungen höherer Ordnung; gegensätzlich dazu wird es oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (18) nötig, die Verzerrung durch die erste Linsengruppe G&sub1; exzessiver zu korrigieren, was die sphärische Aberration der Pupille erzeugt, was nicht bevorzugt ist.
Weiterhin ist es bevorzugter, daß die folgende Bedingung (19) erfüllt wird, wenn die Brennweite der ersten Linse LM1 mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; f&sub2;&sub1; ist und der Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W L ist.
(19) 0,230 < f&sub2;&sub1;/L < 0,40
Unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (19) erscheint eine positive Verzerrung; oberhalb der oberen Grenze der Bedingung (19) erscheint eine negative Verzerrung; was somit nicht bevorzugt ist.
Ebenso erfüllen die vordere Linse L2F und die hintere Linse L2R in der zweiten Linsengruppe G&sub2; vorzugsweise die folgende Bedingung, wenn die Brennweite der vorderen Linse L2F, die als nächste zum ersten Objekt R angeordnet ist, in der zweiten Linsengruppe G&sub2;, und die die negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt W f2F ist und die Brennweite der hinteren Linse L2R, die als nächste zum zweiten Objekt W angeordnet ist, in der zweiten Linsengruppe G&sub2;, und die die negative Brechzahl hat, mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt R f2R ist.
(20) 0 ≤ f2F/f2R < 18
Die Bedingung (20) definiert ein optimales Verhältnis zwischen der Brennweite f2R der hinteren Linse L2R in der zweiten Linsengruppe G&sub2; und der Brennweite f2F der vorderen Linse L2F in der zweiten Linsengruppe G&sub2;. Unterhalb der unteren Grenze und oberhalb der oberen Grenze dieser Bedingung (20) wird ein Gleichgewicht für eine Brechzahl der ersten Linsengruppe G&sub1; oder der dritten Linsengruppe G&sub3; gestört, was es schwierig macht, die Verzerrung gut zu korrigieren oder die Petzval-Summe und den Astigmatismus gleichzeitig gut zu korrigieren.
Die folgenden spezifischen Anordnungen sind wünschenswert, um die obigen jeweiligen Linsengruppen mit ausreichenden Aberrations-Steuerfunktionen zu versehen.
Zuerst hat, um die erste Linsengruppe G&sub1; mit einer Funktion zum Unterdrücken einer Erzeugung von Verzerrungen höherer Ordnung und einer sphärischen Aberration der Pupille zu versehen, die erste Linsengruppe G&sub1; vorzugsweise wenigstens zwei positive Linsen; zum Versehen der dritten Linsengruppe G&sub3; mit einer Funktion zum Unterdrücken einer Verschlechterung der sphärischen Aberration und der Petzval-Summe hat die dritte Linsengruppe G&sub3; vorzugsweise wenigstens drei positive Linsen; weiterhin hat die vierte Linsengruppe G&sub4; zum Versehen der vierten Linsengruppe G&sub4; mit einer Funktion zum Unterdrücken der Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung, während die Petzval-Summe korrigiert wird, vorzugsweise wenigstens drei negative Linsen. Weiterhin hat die fünfte Linsengruppe G&sub5; zum Versehen der fünften Linsengruppe G&sub5; mit einer Funktion zum Unterdrücken einer Erzeugung der negativen Verzerrung und der sphärischen Aberration vorzugsweise wenigstens fünf positive Linsen; weiterhin hat die fünfte Linsengruppe G&sub5; zum Versehen der fünften Linsengruppe G&sub5; mit einer Funktion zum Korrigieren der negativen Verzerrung und der Petzval-Summe vorzugsweise wenigstens eine negative Linse. Ebenso hat die sechste Linsengruppe G&sub6; zum Versehen der sechsten Linsengruppe G&sub6; mit einer Funktion zum Konvergieren von Licht am zweiten Objekt W ohne Erzeugung einer großen sphärischen Aberration vorzugsweise wenigstens eine positive Linse.
Zusätzlich hat die mittlere Linsengruppe G2M in der zweiten Linsengruppe G&sub2; zum besseren Korrigieren der Petzval-Summe vorzugsweise eine negative Brechzahl.
Zum Versehen der sechsten Linsengruppe G&sub6; mit einer Funktion zum weiteren Unterdrücken der Erzeugung der negativen Verzerrung ist die sechste Linsengruppe G&sub6; vorzugsweise aus drei oder weniger Linsen mit wenigstens einer Oberfläche aufgebaut, die die folgende Bedingung (21) erfüllt.
(21) 1/ ΦL < 20
wobei Φ: Brechzahl der Linsenoberfläche;
L: Objekt-Bild-Abstand vom ersten Objekt R zum zweiten Objekt W.
Die Brechzahl der hierin angegebenen Linsenoberfläche ist durch die folgende Formel gegeben, wenn der Krümmungsradius der Linsenoberfläche r ist, ein Brechungsindex eines Mediums auf der ersten Objektseite der Linsenoberfläche n&sub1; ist und eines Mediums auf der zweiten Objektseite der Linsenoberfläche n&sub2; ist.
Φ = (n&sub2; - n&sub1;)/r
Hier wird dann, wenn es vier oder mehrere Linsen mit der Linsenoberfläche gibt, die diese Bedingung (21) erfüllt, die Anzahl von Linsenoberflächen mit einer gewissen Krümmung, die nahe dem zweiten Objekt W angeordnet sind, erhöht, was die Verzerrung erzeugt, was nicht bevorzugt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden werden die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Eine Belichtungsvorrichtung der Erfindung weist ein optisches Projektionssystem auf, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Zuerst wird gemäß einer kurzen Beschreibung von Fig. 2 ein Fadenkreuz R (erstes Objekt) als eine Maske, auf welcher ein vorbestimmtes Schaltungsmuster 101 ausgebildet ist, auf der Objektebene eines optischen Proejektionssystems PL angeordnet, und ein Wafer W (zweites Objekt) als photoempfindliches Substrat auf der Bildebene des optischen Projektionssystems PL, wie es gezeigt ist. Das Fadenkreuz R wird auf einer Fadenkreuzbühne RS gehalten, während der Wafer W auf einer Waferbühne WS gehalten wird. Das photoempfindliche Substrat weist den Wafer W und eine aus einem Material, wie einem Photowiderstand bzw. -resist, hergestellte photoempfindliche Schicht 100 auf. Weiterhin ist ein optisches Belichtungssystem IS, das eine Lichtquelle 102 zum Emittieren von Belichtungslicht einer vorbestimmten Wellenlänge hat, zum einheitlichen Belichten des Fadenkreuzes R oberhalb des Fadenkreuzes R eingestellt.
Bei der obigen Anordnung belichtet vom optischen Belichtungssystem IS zugeführtes Licht das Fadenkreuz R, um ein Bild einer Lichtquelle in der optischen Belichtungsvorrichtung IS bei der Pupillenposition (oder einer Position eines Aperturstopps AS) des optischen Projektionssystems PL auszubilden, um dadurch die sogenannte Köhler-Belichtung zu erreichen. Dann wird durch das optische Projektionssystem PL ein Musterbild des so einer Köhler- Belichtung unterzogenen Fadenkreuzes R durch die photoempfindliche Schicht durch das optische Projektionssystem PL auf den Wafer W projiziert (oder transferiert). Die Techniken in bezug auf eine Belichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise in den US-Patenten Nr. 5,194,893, Nr. 5,097,291 und Nr. 5,245,384 und den US-Patentanmeldungen Nr. 299,305, Nr. 255,927 und Nr. 226,327 beschrieben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt ein Beispiel eines optischen Projektionssystems, wobei die Lichtquelle 102 innerhalb des optischen Belichtungssystems IS ein Excimer- Laser ist, der Licht mit einer Belichtungswellenlänge λ von 248,4 nm zuführt, und die Fig. 3 bis 8 sind Linsen- Aufbaudiagramme bzw. -Aufmachungsdiagramme von optischen Projektionssystemen bei den ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie es in den Fig. 3 bis 8 gezeigt ist, hat ein optisches Projektionssystem bei jedem Ausführungsbeispiel eine erste Linsengruppe G&sub1; mit positiver Brechzahl, eine zweite Linsengruppe G&sub2; mit negativer Brechzahl, eine dritte Linsengruppe G&sub3; mit positiver Brechzahl, eine vierte Linsengruppe G&sub4; mit negativer Brechzahl, eine fünfte Linsengruppe G&sub5; mit positiver Brechzahl und eine sechste Linsengruppe G&sub6; mit positiver Brechzahl in der angegebenen Reihenfolge von der Seite des Fadenkreuzes R als das erste Objekt, das nahezu telezentrisch auf der Objektseite (oder auf der Seite des Fadenkreuzes R) und auf der Bildseite (oder auf der Seite des Wafers W) ist und das eine Verkleinerung/Vergrößerung aufweist.
Die optischen Projektionssysteme der jeweiligen Ausführungsbeispiele, die in den Fig. 3 bis 8 gezeigt sind, sind so angeordnet, daß der Objekt-Bild-Abstand (ein Abstand von der Objektebene zur Bildebene oder ein Abstand vom Fadenkreuz R zum Wafer W) L 1200 ist, die numerische Apertur der Bildseite NA 0,55 ist, die Projektionsvergrößerung B 5 : 1 ist und ein Durchmesser des Belichtungsbereichs auf dem Wafer W 31,2 ist. Bei der Erklärung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung bedeutet die Bildebene eine Hauptoberfläche des Wafers W und bedeutet die Objektebene eine Oberfläche des Fadenkreuzes R.
Beschreibt man zuerst spezifisch den Linsenaufbau des ersten Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, hat die erste Linsengruppe G&sub1; eine positive Linse L&sub1;&sub1; mit einer konvexen Oberfläche zum Bild (eine positive Meniskuslinse), eine negative Linse L&sub1;&sub2; einer Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt und zwei positive Linsen (L&sub1;&sub3;, L&sub1;&sub4;) einer doppelt konvexen Form in der angegebenen Reihenfolge von der Objektseite aus.
Als nächstes ist die zweite Linsengruppe G&sub2; zusammengesetzt aus einer negativen Meniskuslinse (einer vorderen Linse) L2F, die am nächsten zum Objekt angeordnet ist, mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Meniskuslinse (einer hinteren Linse) L2R, die am nächsten zum Bild angeordnet ist, mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt und einer mittleren Linsengruppe G2M, die zwischen der negativen Meniskuslinse L2F, die in der zweiten Linsengruppe G&sub2; am nächsten zum Objekt angeordnet ist, und der negativen Meniskuslinse L2R, die in der zweiten Linsengruppe G&sub2; am nächsten zum Bild angeordnet ist, und die eine negative Brechzahl hat.
Die mittlere Linsengruppe G2M ist zusammengesetzt aus einer positiven Linse (einer ersten Linse) LM1 einer doppelt konvexen Form, einer negativen Linse (einer zweiten Linse) LM2 mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild, einer negativen Linse (einer dritten Linse) LM3 einer doppelt konkaven Form, einer negativen Linse (einer vierten Linse) LM4 mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt und einer positiven Linse (einer fünften Linse) LM5 mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild in der angegeben Reihenfolge von der Objektseite aus.
Weiterhin ist die dritte Linsengruppe G&sub3; zusammengesetzt aus einer positiven Linse (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub1; mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild, einer positiven Linse L&sub3;&sub2; einer doppelt konvexen Form, einer positiven Linse (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub3;&sub3; mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt und einer positiven Linse L&sub3;&sub4; mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt, und ist die vierte Linsengruppe G&sub4; zusammengesetzt aus einer negativen Linse (einer negativen Meniskuslinse) L&sub4;&sub1; mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub2; mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Linse L&sub4;&sub3; einer doppelt konkaven Oberfläche und einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt.
Hier ist ein Aperturstopp AS in einem optischen Pfad zwischen der konkaven Oberfläche der Bildseite der negativen Linse L&sub4;&sub1; in der vierten Linsengruppe G&sub4; und der konkaven Oberfläche der Objektseite der negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; eingestellt.
Die fünfte Linsengruppe G&sub5; ist zusammengesetzt aus einer positiven Meniskuslinse L&sub5;&sub1; mit einer konvexen Oberfläche zum Bild, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub5;&sub2;, einer positiven Linse L&sub5;&sub3; einer doppelt konvexen Form, einer negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt, einer positiven Linse L&sub5;&sub5; mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt, einer positiven Meniskuslinse L&sub5;&sub6; mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub5;&sub7; und einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Meniskuslinse) L&sub5;&sub8;, und die sechste Linsengruppe G&sub6; ist nur aus einer positiven Linse mit einer dicken Wand L&sub6;&sub1; mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt zusammengesetzt.
Hier korrigieren deshalb, weil die erste Linsengruppe G&sub1; beim ersten Ausführungsbeispiel so angeordnet ist, daß die Linsenoberfläche der Bildseite der negativen Linse L&sub1;&sub2; der Meniskusform mit ihrer konvexen Oberfläche zum Objekt und die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub1;&sub3; der doppelt konvexen Form nahezu gleiche Krümmungen haben und relativ nahe zueinander angeordnet sind, diese zwei Linsenoberflächen die Verzerrungen höherer Ordnung.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann deshalb, weil die vordere Linse L2F mit negativer Brechzahl, die in der zweiten Linsengruppe G&sub2; am nächsten zum Objekt angeordnet ist, die Meniskusform mit einer konkaven Oberfläche zum Bild hat, die Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung reduziert werden; weil die erste Linse LM1 mit positiver Brechzahl in der zweiten Linsengruppe G2M die doppelt konvexe Form mit einer konvexen Oberfläche zum Bild und einer weiteren konvexen Oberfläche zum Objekt hat, kann die Erzeugung einer sphärischen Aberration der Pupille unterdrückt werden. Weiterhin kann deshalb, weil die fünfte Linse LM5 mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G2M die konvexe Oberfläche gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der hinteren Linse L2R mit negativer Brechzahl, die auf der Bildseite davon angeordnet ist, hat, der Astigmatismus korrigiert werden.
Da die vierte Linsengruppe G&sub4; so angeordnet ist, daß die negative Linse L&sub4;&sub1; mit ihrer konkaven Oberfläche zum Bild auf der Objektseite der negativen Linse (der negativen Linse mit doppelt konkaver Form) L&sub4;&sub3; angeordnet ist und daß die negative Meniskuslinse L&sub4;&sub4; mit ihrer konkaven Oberfläche zum Objekt auf der Bildseite der negativen Linse (der negativen Linse mit doppelt konkaver Form) L&sub4;&sub3; angeordnet ist, kann die Petzval-Summe korrigiert werden, während die Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung korrigiert wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist so angeordnet, daß der Aperturstopp AS zwischen der konkaven Oberfläche der Bildseite der negativen Linse L&sub4;&sub1; und der konkaven Oberfläche der Objektseite der negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; in der vierten Linsengruppe G&sub4; angeordnet ist, wodurch die Linsengruppen von der dritten Linsengruppe G&sub3; bis zur sechsten Linsengruppe G&sub6; auf jeder Seite des Aperturstopps AS mit einer gewissen Verkleinerung/Vergrößerung und ohne die Symmetrie zu sehr zu zerstören angeordnet werden können, was eine Erzeugung asymmetrischer Aberrationen unterdrücken kann, und zwar insbesondere einer Erzeugung einer Leuchtfleckverzerrung oder einer Verzerrung.
Da die positive Linse L&sub5;&sub3; in der fünften Linsengruppe G&sub5; die doppelt konvexe Form hat, wo ihre konvexe Oberfläche der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; gegenüberliegend ist, und die andere Linsenoberfläche, die der negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; gegenüberliegt, auch eine konvexe Oberfläche ist, kann die Erzeugung sphärischer Aberrationen höherer Ordnung mit einem Erhöhen von NA unterdrückt werden.
Der spezifische Linsenaufbau des optischen Projektionssystems beim zweiten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist gleich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 3 gezeigt ist und oben beschrieben ist, ist aber diesbezüglich unterschiedlich, daß die vierte Linsengruppe G&sub4; zusammengesetzt ist aus einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Linse einer plano-konkaven Form) L&sub4;&sub1;, einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub2; mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Linse L&sub4;&sub3; einer doppelt konkaven Form und einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt, und diesbezüglich, daß die sechste Linsengruppe G&sub6; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub6;&sub1; und einer positiven Linse mit einer konkexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub6;&sub2;.
Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel korrigieren die Linsenoberfläche der Bildseite der negativen Meniskuslinse L&sub1;&sub2; mit ihrer konvexen Oberfläche zum Objekt und die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub1;&sub3; der doppelt konvexen Form die Verzerrungen höherer Ordnung, was gleich wie beim obigen ersten Ausführungsbeispiel ist. Weiterhin ist die sechste Linsengruppe G&sub6; vorzugsweise zusammengesetzt aus einer kleineren Anzahl von Einzellinsen, um eine Verzerrung zu unterdrücken, die durch die sechste Linsengruppe G&sub6; erzeugt wird, kann aber dann, wenn es schwierig wird, eine dicke Linse in der sechsten Linsengruppe G&sub6; zu erzeugen, aus zwei Linsen zusammengesetzt sein, wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel. Bezüglich der anderen Linsengruppen (der zweiten Linsengruppe G&sub1; bis zur fünften Linsengruppe G&sub5;) beim zweiten Ausführungsbeispiel werden dieselben Funktionen wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch sie erreicht.
Der spezifische Linsenaufbau des optischen Projektionssystems des dritten Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, ist gleich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 3 gezeigt und zuvor beschrieben ist, ist aber diesbezüglich unterschiedlich, daß die erste Linsengruppe G&sub1; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Bild (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub1;&sub1;, einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Bild (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub1;&sub2;, einer negativen Meniskuslinse L&sub1;&sub3; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt und einer positiven Linse L&sub1;&sub4; einer doppelt konvexen Form in der angegebenen Reihenfolge von der Objektseite aus, und diesbezüglich, daß die dritte Linsengruppe G&sub3; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub1; einer positiven Linse L&sub3;&sub2; einer doppelt konvexen Form, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub3;&sub3; und einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub4;.
Beim dritten Ausführungsbeispiel korrigieren die Linsenoberfläche der Bildseite der positiven Linse L&sub1;&sub2; mit ihrer konvexen Oberfläche zum Bild und die Linsenoberfläche der Objektseite der negativen Meniskuslinse L&sub1;&sub3; mit ihrer konkaven Oberfläche zum Objekt die Verzerrungen höherer Ordnung. Bezüglich der anderen Linsengruppen (der zweiten Linsengruppe G&sub2; und der vierten Linsengruppe G&sub4; bis zur sechsten Linsengruppe G&sub6;) werden beim dritten Ausführungsbeispiel dieselben Funktionen wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch sie erreicht.
Der spezifische Linsenaufbau des optischen Projektionssystems des vierten Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, ist gleich demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 5 gezeigt und oben beschrieben ist, ist aber diesbezüglich unterschiedlich, daß die dritte Linsengruppe G&sub3; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zur Bildseite (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub1;, einer positiven Linse L&sub3;&sub2; einer doppelt konvexen Form, einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub3;&sub3; und einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub3;&sub4;, und diesbezüglich, daß die vierte Linsengruppe G&sub4; zusammengesetzt ist aus einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Linse einer doppelt konkaven Form) L&sub4;&sub1;, einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub2; mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Linse L&sub4;&sub3; einer doppelt konkaven Form und einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist auch diesbezüglich unterschiedlich, daß die sechste Linsengruppe G&sub6; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub6;&sub1; und einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub6;&sub2;.
Die erste Linsengruppe G&sub1; beim vierten Ausführungsbeispiel erreicht dieselben Funktionen wie beim zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel, die zweite Linsengruppe G&sub2; bis zur fünften Linsengruppe G&sub5; führen dieselben Funktionen wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch, und die sechste Linsengruppe G&sub6; führt dieselben. Funktionen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel durch.
Der spezifische Linsenaufbau des optischen Projektionssystems des in Fig. 7 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel ist gleich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 3 gezeigt und zuvor beschrieben ist, ist aber diesbezüglich unterschiedlich, daß die erste Linsengruppe G&sub1; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Bild (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub1;&sub1;, einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Linse einer doppelt konkaven Form) L&sub1;&sub2; und zwei positiven Linsen (L&sub1;&sub3;, L&sub1;&sub4;) einer doppelt konvexen Form in der angegebenen Reihenfolge von der Objektseite aus. Er ist auch diesbezüglich unterschiedlich, daß die dritte Linsengruppe G&sub3; zusammengesetzt ist aus einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub1;, einer positiven Linse L&sub3;&sub2; einer doppelt konvexen Form, einer positiven Linse mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub3;&sub3; und einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Linse einer doppelt konvexen Form) L&sub3;&sub4;. Er ist auch vom Linsenaufbau des ersten Ausführungsbeispiels diesbezüglich unterschiedlich, daß die vierte Linsengruppe G&sub4; zusammengesetzt ist aus einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Linse einer doppelt konkaven Form) L&sub4;&sub1;, einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub2; mit einer konkaven Oberfläche zum Bild, einer negativen Linse L&sub4;&sub3; einer doppelt konkaven Form und einer negativen Meniskuslinse L&sub4;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt. Er ist weiterhin diesbezüglich unterschiedlich, daß die fünfte Linsengruppe G&sub5; zusammengesetzt ist aus einer positiven Meniskuslinse L&sub5;&sub1; mit einer konvexen Oberfläche zum Bild, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Bild (einer positiven Meniskuslinse) L&sub5;&sub2;, einer positiven Linse L&sub5;&sub3; einer doppelt konvexen Form, einer negativen Meniskuslinse L&sub5;&sub4; mit einer konkaven Oberfläche zum Objekt, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub5;&sub5;, einer positiven Meniskuslinse L&sub5;&sub6; mit einer konvexen Oberfläche zum Objekt, einer positiven Linse mit einer Oberfläche einer größeren Krümmung zum Objekt (einer positiven Meniskuslinse) L&sub5;&sub7; und einer negativen Linse mit einer konkaven Oberfläche zum Bild (einer negativen Meniskuslinse) L&sub5;&sub8;.
Beim fünften Ausführungsbeispiel werden die Verzerrungen höherer Ordnung durch ein Paar der konvexen Oberfläche der Bildseite der positiven Linse L&sub1;&sub1; und der konkaven Oberfläche der Objektseite der negativen Linse L&sub1;&sub2; und ein Paar der konkaven Oberfläche der Bildseite der negativen Linse L&sub1;&sub2; und der konvexen Oberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub1;&sub3; korrigiert. Bezüglich der anderen Linsengruppen (der zweiten bis fünften Linsengruppe G&sub2; bis G&sub5;) werden beim fünften Ausführungsbeispiel dieselben Funktionen wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch sie erreicht.
Das in Fig. 8 gezeigte sechste Ausführungsbeispiel hat denselben Linsenaufbau wie denjenigen des fünften Ausführungsbeispiels, wie es oben beschrieben ist, und erreicht die im wesentlichen selben Funktionen wie beim fünften Ausführungsbeispiel.
Nun zeigen die nachfolgend aufgelisteten Tabellen 1 bis 12 Werte von Spezifikationen und numerische Werte entsprechend den Bedingungen bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den Tabellen stellen Zahlen auf der linken Seite Linsenoberflächen dar, die in der angegeben Reihenfolge von der Objektseite (der Fadenkreuzseite) aus angeordnet sind, r Krümmungsradien der Linsenoberflächen, d Linsenoberflächen- Separationen, n Brechungsindizes von synthetischem Quarz SiO&sub2; für die Belichtungswellenlänge λ von 248,4 nm, d0 einen Abstand vom ersten Objekt (Fadenkreuz) zur Linsenoberfläche (zur ersten Linsenoberfläche), die dem Objekt (dem Fadenkreuz) in der ersten Linsengruppe G&sub1; am nächsten ist, Bf einen Abstand von der Linsenoberfläche, die dem Bild (dem Wafer) in der sechsten Linsengruppe G&sub6; zur Bildebene (Waferoberfläche) am nächsten ist, B eine Projektionsvergrößerung des optischen Projektionssystems, NA die numerische Apertur der Bildseite des optischen Projektionssystems, L den Objekt-Bild-Abstand von der Objektebene (der Fadenkreuzoberfläche) zur Bildebene (Waferoberfläche), I den axialen Abstand vom ersten Objekt (Fadenkreuz) zum Brennpunkt der ersten Objektseite des gesamten optischen Projektionssystems (wobei der Brennpunkt der ersten Objektseite des gesamten optischen Projektionssystems eine Schnittstelle eines Austrittslichts mit der optischen Achse bedeutet, nachdem parallel gerichtete Lichtstrahlen im paraxialen Bereich in bezug auf die optische Achse des optischen Projektionssystems in das optische Projektionssystem auf der zweiten Objektseite eintreten gelassen werden, und wenn die Lichtstrahlen im paraxialen Bereich vom optischen Projektionssystem nach außen gehen), f&sub1; die Brennweite der ersten Linsengruppe G&sub1;, f&sub2; die Brennweite der zweiten Linsengruppe G&sub2;, f&sub3; die Brennweite der dritten Linsengruppe G&sub3;, f&sub4; die Brennweite der vierten Linsengruppe G&sub4;, f&sub5; die Brennweite der fünften Linsengruppe G&sub5;, f&sub6; die Brennweite der sechsten Linsengruppe G&sub6;, fn die gesamte Brennweite von der zweiten Linse bis zur vierten Linse, f2F die Brennweite der vorderen Linse, die dem ersten Objekt in der zweiten Linsengruppe am nächsten angeordnet ist und eine negative Brechzahl hat, mit ihrer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt, f2R die Brennweite der hinteren Linse, die dem zweiten Objekt in der zweiten Linsengruppe am nächsten angeordnet ist und die eine negative Brechzahl hat, mit ihrer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt, f&sub2;&sub1; die Brennweite der ersten Linse mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe in der zweiten Linsengruppe, f&sub2;&sub2; die Brennweite der zweiten Linse mit negativer Brechzahl in der zweiten Linsengruppe, f&sub2;&sub3; die Brennweite der dritten Linse mit negativer Brechzahl in der zweiten Linsengruppe, f&sub2;&sub4; die Brenweite der vierten Linse mit negativer Brechzahl in der zweiten Linsengruppe, Φ&sub2;&sub1; die Brechzahl der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten Linse mit positiver Brechzahl in der mittleren Linsengruppe G&sub2;&sub1; in der zweiten Linsengruppe, D der axiale Abstand von der Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der vierten Linse in der mittleren Linsengruppe in der zweiten Linsengruppe zur Linsenoberfläche der ersten Objektseite der hinteren Linse in der zweiten Linsengruppe, r5n der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche in der negativen Meniskuslinse in der fünften Linsengruppe, r5p der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche, die gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse ist, in der positiven Linse, die benachbart zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse in der fünften Linsengruppe angeordnet ist, r4F den Krümmungsradius der ersten Objektseite in der hinteren Linse, die dem zweiten Objekt in der vierten Linsengruppe am nächsten angeordnet ist, r4R den Krümmungsradius der zweiten Objektseite in der hinteren Linse, die dem zweiten Objekt in der vierten Linsengruppe am nächsten angeordnet ist, r5F den Krümmungsradius der ersten Objektseite in der zweiten Linse, die dem zweiten Objekt in der fünften Linsengruppe am nächsten angeordnet ist, r5R den Krümmungsradius der zweiten Objektseite der negativen Linse, die dem zweiten Objekt in der fünften Linsengruppe am nächsten angeordnet ist, r6F den Krümmungsradius der ersten Objektseite der Linse, die dem ersten Objekt in der sechsten Linsengruppe am nächsten angeordnet ist, d&sub5;&sub6; die Linsengruppen-Separation zwischen der fünften Linsengruppe und der sechsten Linsengruppe, d&sub6; den axialen Abstand von der Linsenoberfläche, die dem ersten Objekt in der sechsten Linsengruppe am nächsten ist, zum zweiten Objekt, und Φ, die Brechzahl der Linsengruppe der Linse oder der Linsen, die die sechste Linsengruppe bilden.

(Tabelle 1) Erstes Ausführungsbeispiel

d0 = 105.33208
B = 1/5
NA = 0, 55
Bf = 28.62263
L = 1200

(Tabelle 2) Werte, die den Bedingungen beim ersten Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,47
(2) f2/f4 = 1,31
(3) f5/L = 0,0988
(4) f6/L = 0,154
(5) fn/f2 = 0,589
(6) I/L = 2,33
(7) f24/f23 = 0,990
(8) f22/f23 = 1,31
(9) D/L = 0,0852
(10) f4/L = -0,0638
(11) f2/L = -0,0834
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,207
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,660
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0613
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,10
(17) (r5F-r5R)/(r5F + r5R) = 0,733
(18) 1/(φ21·L) = 0, 895
(19) f21/L = 0,260
(20) f2F f2R = 0,604

(Tabelle 3) Zweites Ausführungsbeispiel

d0 = 103.54346
B = 1/5
NA = 0,55
Bf = 29.06029
L = 1200

(Tabelle 4) Werte, die den Bedingungen beim zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,50
(2) f2/f4 = 1,39
(3) f5/L = 0,0971
(4) f6/L = 0,158
(5) fn/f2 = 0,568
(6) I/L = 2,21
(7) f24/f23 = 1,01
(8) f22/f23 = 1,21
(9) D/L = 0,0858
(10) f4/L = -0,0621
(11) f2/L = -0,0861
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,202
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,731
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0637
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,08
(17) (r5F - r5R)/(r5F + r5R) = 0,739
(18) 1/(φ21·L) = 0,719
(19) f21/L = 0,239
(20) f2F f2R = 0,533

(Tabelle 5) Drittes Ausführungsbeispiel

d0 = 104.69561
B = 1/5
NA = 0,55
Bf = 29.13809
L = 1200

(Tabelle 6) Werte, die den Bedingungen beim dritten Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,46
(2) f2/f4 = 1,27
(3) f5/L = 0,0977
(4) f6/L = 0,156
(5) fn/f2 = 0,591
(6) I/L = 2,93
(7) f24/f23 = 0,816
(8) f22/f23 = 1,04
(9) D/L = 0,0848
(10) f4/L = -0,0645
(11) f2/L = -0,0816
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,184
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,698
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0636
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,10
(17) (r5F - r5R)/(r5F + r5R) = 0,725
(18) 1/(φ21·L) = 0,590
(19) f21/L = 0,234
(20) f2F f2R = 0,611

(Tabelle 7) Viertes Ausführungsbeispiel

d0 = 104.71662
B = 1/5
NA = 0,55
Bf = 29.76320
L = 1200

(Tabelle 8) Werte, die den Bedingungen beim vierten Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,55
(2) f2/f4 = 1,39
(3) f5/L = 0,0975
(4) f6/L = 0,158
(5) fn/f2 = 0,576
(6) I/L = 3,05
(7) f24/f23 = 0,787
(8) f22/f23 = 0,974
(9) D/L = 0,0851
(10) f4/L = -0,0606
(11) f2/L = -0,0843
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,169
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,738
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0695
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,07
(17) (r5F - r5R)/(r5F + r5R) = 0,725
(18) 1/(φ21·L) = 0,672
(19) f21/L = 0,244
(20) f2F f2R = 0,642

(Tabelle 9) Fünftes Ausführungsbeispiel

d0 = 105.99385
B = 1/5
NA = 0,55
Bf = 28.96856
L = 1200

(Tabelle 10) Werte, die den Bedingungen beim fünften Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,58
(2) f2/f4 = 1,63
(3) f&sub5;/L = 0,0923
(4) f6/L = 0,161
(5) fn/f2 = 0,554
(6) I/L = 2,27
(7) f24/f23 = 1,04
(8) f22/f23 = 1,17
(9) D/L = 0,0853
(10) f4/L = -0,0564
(11) f2/L = -0,0919
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,219
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,912
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0715
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,07
(17) (r5F - r5R)/(r5F + r5R) = 0,757
(18) 1/(φ21·L) = 0,650
(19) f21/L = 0,242
(20) f2F f2R = 0,541

(Tabelle 11) Sechstes Ausführungsbeispiel

d0 = 105.91377
B = 1/5
NA = 0,55
Bf = 28.96856
L = 1200

(Tabelle 12) Werte, die den Bedingungen beim sechsten Ausführungsbeispiel entsprechen

(1) f1/f3 = 1,58
(2) f2/f4 = 1,63
(3) f5/L = 0,0924
(4) f6/L = 0,161
(5) fn/f2 = 0,554
(6) I/L = 2,25
(7) f24/f23 = 1,04
(8) f22/f23 = 1,17
(9) D/L = 0,0853
(10) f4/L = -0,0564
(11) f2/L = -0,0919
(12) (r5p - r5n)/(r5p + r5n) = 0,218
(13) (r4F - r4R)/(r4F + r4R) = -0,911
(14) (r5R - r6F)/(r5R + r6F) = -0,0715
(15) d56/L = 0,00587
(16) d6/r6F = 1,07
(17) (r5F - r5R)/(r5F + r5R) = 0,757
(18) 1/(φ21·L) = -0,650
(19) f21/L = 0,242
(20) f2F f2R = 0,541
Beim oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,149 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,152 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1; und 1/ ΦL = 0,709 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub2;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Beim dritten Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,149 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Beim vierten Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,153 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1; und 1/ ΦL = 1,36 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub2;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Beim fünften Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,153 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Beim sechsten Ausführungsbeispiel gilt 1/ ΦL = 0,154 für die Linsenoberfläche der Objektseite der positiven Linse L&sub6;&sub1;, wodurch die Bedingung (21) erfüllt wird. Daher ist die sechste Linsengruppe G&sub6; bei jedem Ausführungsbeispiel aus drei oder weniger Linsen mit der Linsenoberfläche (den Linsenoberflächen), die die Bedingung (21) erfüllt (erfüllen), zusammengesetzt.
Aus den obigen Werten von Spezifikationen für die jeweiligen Ausführungsbeispiele wird verstanden, daß die Telezentrizität auf der Objektseite (auf der Fadenkreuzseite) und auf der Bildseite (auf der Waferseite) erreicht wird, während ein relativ breiter Belichtungsbereich und eine große numerische Apertur bei jedem Ausführungsbeispiel beibehalten wird.
Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14 zeigen Aberrationsdiagramme verschiedener Aberrationen bei den ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hier stellt bei jedem Aberrationsdiagramm NA die numerische Apertur des optischen Projektsionssystem dar, und Y die Bildhöhe. Bei jedem Aberrationsdiagramm eines Astigmatismus stellt die gestrichelte Linie eine mittlere Bildoberfläche (eine mittlere Bildoberfläche) und stellt die durchgezogene Linie eine sagitale Bildoberfläche (eine sagitale Bildoberfläche) dar.
Aus einem Vergleich der Aberrationsdiagramme wird gesehen, daß die verschiedenen Aberrationen bei jedem Ausführungsbeispiel in einem guten Gleichgewicht korrigiert werden, und insbesondere wird die Verzerrung über das gesamte Bild bis zu nahezu einem Nullzustand korrigiert, und das optische Projektionssystem hoher Auflösungsleistung wird mit einer großen numerischen Apertur erreicht.
Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Beispiele zeigten, bei welchen der Excimer-Laser zum Zuführen des Lichts von 248,4 nm als Lichtquelle verwendet wurde, muß nicht erwähnt werden, daß, ohne eine Notwendigkeit, daß die Beispiele beschränkt werden, die vorliegende Erfindung auf Systeme angewendet werden kann, die Quellen extremen ultravioletten Lichts verwenden, wie beispielsweise einen Excimer-Laser zum Zuführen des Lichts von 193 nm, Mercurybogenlampen zum Zuführen des Lichts der g-Linie (436 nm) oder der i-Linie (365 nm) oder Lichtquellen zum Zuführen des Lichts im ultravioletten Bereich, der ein anderer als diese ist.
Bei den Ausführungsbeispielen ist keine der Linsen, die das optische Projektionssystem bilden, eine zusammengesetzte Linse, und jede von ihnen ist aus einem einzelnen optischen Material hergestellt, d. h. aus Quarz (SiO&sub2;). Hier kann eine Kostenreduzierung erreicht werden, weil bei den obigen Ausführungsbeispielen ein einziges optisches Material eine jeweilige Linse bildet. Jedoch kann dann, wenn das Belichtungslicht eine bestimmte halbe Breite hat, eine chromatische Aberration durch eine Kombination aus Quarz (SiO&sub2;) und Fluorid (CaF&sub2;) oder durch eine Kombination anderer optischer Materialien korrigiert werden. Weiterhin kann dann, wenn die Belichtungs-Lichtquelle das Belichtungslicht in einem breiten Band zuführt, die chromatische Aberration durch eine Kombination mehrerer Typen von optischen Materialien korrigiert werden.
Wie es oben beschrieben ist, hat die Belichtungsvorrichtung, die zur vorliegenden Erfindung gehört, die optischen Projektionssysteme erreicht, die bi-telezentrische optische Systeme sind, wobei ein relativ breiter Belichtungsbereich beibehalten wird, und die optische Projektionssysteme mit hoher Auflösungsleistung sind, bei welchen die verschiedenen Aberrationen in einem guten Gleichgewicht korrigiert werden, und die eine große numerische Apertur haben. Insbesondere wird die Verzerrung in den optischen Projektionssystemen der vorliegenden Erfindung sehr gut korrigiert. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung eine extreme Reduzierung einer Bildspannung genießen, weil zusätzlich zu dem Erreichen der Bi-Telezentrizität auch die Verzerrung sehr gut korrigiert wird.
Aus der so beschriebenen Erfindung wird es offensichtlich, daß die Erfindung auf viele Arten variiert werden kann. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Sinngehalt und Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein würden, sollen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche enthalten sein.
Die japanische Basisanmeldung Nr. 6-311050 (311050/1994), eingereicht am 14. Dezember 1994, ist hierdurch durch Bezugnahme enthalten.

Claims

1. Optisches Projektionssystem, das zwischen ersten und zweiten Objekten (R, W) angeordnet ist, zum Projizieren eines Bildes des ersten Objekts (R) auf das zweite Objekt (W), wobei das optische Projektionssystem folgendes aufweist:

eine erste Linsengruppe (G&sub1;) mit positiver Brechkraft, wobei die erste Linsengruppe zwischen den ersten und zweiten Objekten angeordnet ist;

eine zweite Linsengruppe (G&sub2;) mit negativer, Brechkraft, wobei die zweite Linsengruppe zwischen der ersten Linsengruppe (G&sub1;) und dem zweiten Objekt (W) angeordnet ist;

eine dritte Linsengruppe (G&sub3;) mit positiver Brechkraft, wobei die dritte Linsengruppe zwischen der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) und dem zweiten Objekt (W) angeordnet ist;

eine vierte Linsengruppe (G&sub4;) mit negativer Brechkraft, wobei die vierte Linsengruppe zwischen der dritten Linsengruppe (G&sub3;) und dem zweiten Objekt (W) angeordnet ist;

eine fünfte Linsengruppe (G&sub5;) mit positiver Brechkraft, wobei die fünfte Linsengruppe zwischen der vierten Linsengruppe (G&sub4;) und dem zweiten Objekt (W) angeordnet ist; und

eine sechste Linsengruppe (G&sub6;) mit positiver Brechkraft, wobei die sechste Linsengruppe zwischen der fünften Linsengruppe (G&sub5;) und dem zweiten Objekt (W) angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Linsengruppe (G&sub1;) wenigstens zwei positive Linsen (L&sub1;&sub1;, L&sub1;&sub3;, L&sub1;&sub4;) enthält, die dritte Linsengruppe (G&sub3;) wenigstens drei positive Linsen (L&sub3;&sub1;, L&sub3;&sub2;, L&sub3;&sub3;, L&sub3;&sub4;) enthält, die vierte Linsengruppe (G&sub4;) wenigstens drei negative Linsen (L&sub4;&sub1;, L&sub4;&sub3;, L&sub4;&sub4;) enthält, die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) wenigstens fünf positive Linsen (L&sub5;&sub1;, L&sub5;&sub2;, L&sub5;&sub5;, L&sub5;&sub6;, L&sub5;&sub7;) und wenigstens eine negative Linse (L&sub5;&sub8;) enthält und die sechste Linsengruppe (G&sub6;) wenigstens eine positive Linse (L&sub6;&sub1;) enthält; und

die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) weiterhin eine negative Linse (L&sub5;&sub4;) und eine positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zu der negativen Linse angeordnet ist, enthält.

2. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei:

die negative Linse (L&sub5;&sub4;), die benachbart zur positiven Linse (L&sub5;&sub3;) angeordnet ist, in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) eine konkave Oberfläche hat; und

wobei die positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zur negativen Linse (L&sub5;&sub4;) ist, in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) eine konkave Oberfläche hat, die entgegengesetzt zur konkaven Oberfläche der negativen Linse (L&sub5;&sub4;) ist.

3. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Linsengruppe eine vordere Linse (L2F) aufweist, die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe zum ersten Objekt angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, eine hintere Linse (L2R), die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe zum zweiten Objekt angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt (R) hat, und eine mittlere Linsengruppe (G2M), die zwischen der vorderen und der hinteren Linse in der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, und

wobei die mittlere Linsengruppe (G2M) eine erste Linse (LM1) mit positiver Brechkraft hat, eine zweite Linse (LM2) mit negativer Brechkraft, eine dritte Linse (LM3) mit negativer Brechkraft und eine vierte Linse (LM4) mit negativer Brechkraft in der genannten Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts (R).

4. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 3, wobei die erste Linse (LM1) mit positiver Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) eine Linsenform mit einer konvexen Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat.

5. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die vierte Linsengruppe (G&sub4;) eine vordere Linse (L&sub4;&sub1;) aufweist, die als nächstes der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche gegenüberliegend zum zweiten Objekt (W) hat, eine hintere Linse (L&sub4;&sub4;), die als nächstes der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche gegenüberliegend zum ersten Objekt (R) hat, und wenigstens eine negative Linse (L&sub4;&sub2;, L&sub4;&sub3;), die zwischen der vorderen Linse (L&sub4;&sub1;) in der vierten Linsengruppe (G&sub4;) und der hinteren Linse (L&sub4;&sub4;) in der vierten Linsengruppe (G&sub4;) angeordnet ist.

6. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die negative Linse (L&sub5;&sub4;), die als nächstes zur positiven Linse (L&sub5;&sub3;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet ist, eine negative Meniskuslinse mit einer konkaven Oberfläche ist; und

wobei die positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zur negativen Linse (L&sub5;&sub4;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet ist, eine konvexe Oberfläche entgegengesetzt zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) hat.

7. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) eine negative Linse (L&sub5;&sub8;) aufweist, die als nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine konkave Oberfläche gegenüberliegend zum zweiten Objekt (W) hat.

8. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische Projektionssystem ein Bild eines Musters, das auf einer Maske ausgebildet ist, als das erste Objekt auf ein fotoempfindliches Substrat als das zweite Objekt projiziert.

9. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 8, wobei die sechste Linsengruppe (G&sub6;) eine Linse (L&sub6;&sub1;) aufweist, die als nächstes der Linsen der sechsten Gruppe (G&sub6;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine konvexe Oberfläche gegenüberliegend zum ersten Objekt (R) hat.

10. Optisches Projektionssystem, das zwischen ersten und zweiten Objekten (R, W) angeordnet ist, zum Projizieren eines Bilds des ersten Objekts (R) auf das zweite Objekt (W) , wobei das optische Projektionssystem eine erste Linsengruppe (G&sub1;) mit positiver Brechkraft hat, eine zweite Linsengruppe (G&sub2;), eine dritte Linsengruppe (G&sub3;) mit positiver Brechkraft, eine vierte Linsengruppe (G&sub4;) mit negativer Brechkraft, eine fünfte Linsengruppe (G&sub5;) mit positiver Brechkraft und eine sechste Linsengruppe (G&sub6;) mit positiver Brechkraft in der genannten Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts aus;

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Linsengruppe (G&sub2;) eine vordere Linse (L2F) aufweist, die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe zum ersten Objekt angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, eine hintere Linse (L2R), die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt (R) hat, und eine mittlere Linsengruppe (G2M), die zwischen der vorderen und der hinteren Linse in der zweiten Linsengruppe angeordnet ist;

die mittlere Linsengruppe (G2M) eine erste Linse (LM1) mit positiver Brechkraft hat, eine zweite Linse (LM2) mit negativer Brechkraft, eine dritte Linse (LM3) mit negativer Brechkraft und eine vierte Linse (LM4) mit negativer Brechkraft in der genannten Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts (R) aus; und

die folgenden Bedingungen erfüllt sind, wenn eine Brennweite der ersten Linsengruppe (G&sub1;) f&sub1; ist, eine Brennweite der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2; ist, eine Brennweite der dritten Linsengruppe (G&sub3;) f&sub3; ist, eine Brennweite der vierten Linsengruppe (G&sub4;) f&sub4; ist, eine Brennweite der fünften Linsengruppe (G&sub5;) f&sub5; ist, eine Brennweite der sechsten Linsengruppe (G&sub6;) f&sub6; ist, eine gesamte Brennweite der zweiten Linse bis zur vierten Linse in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) fn ist und ein Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

0.1 < f&sub1;/f&sub3; < 17

0.2 < f&sub2;/f&sub4; < 14

0.01 < f&sub5;/L < 0.9

0.02 < f&sub6;/L < 1.6

0.01 < fn/f&sub2; < 2.0.

11. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein axialer Abstand vom ersten Objekt (R) zum Brennpunkt der ersten Objektseite des gesamten des optischen Projektionssystems I ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

1,0 < I/L.

12. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die erste Linsengruppe (G&sub1;) wenigstens zwei positive Linsen (L&sub1;&sub1;, L&sub1;&sub3;, L&sub1;&sub4;) enthält, die dritte Linsengruppe (G&sub3;) wenigstens drei positive Linsen (L&sub3;&sub1;, L&sub3;&sub2;, L&sub3;&sub3;, L&sub3;&sub4;) enthält, die vierte Linsengruppe (G&sub4;) wenigstens drei negative Linsen (L&sub4;&sub1;, L&sub4;&sub2;, L&sub4;&sub3;, L&sub4;&sub4;) enthält, die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) wenigstens fünf positive Linsen (L&sub5;&sub1;, L&sub5;&sub2;, L&sub5;&sub3;, L&sub5;&sub5;, L&sub5;&sub6;, L&sub5;&sub7;) und wenigstens eine negative Linse (L&sub5;&sub4;, L&sub5;&sub8;) enthält und die sechste Linsengruppe (G&sub6;) wenigstens eine positive Linse (L&sub6;&sub1;) enthält.

13. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die mittlere Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) eine negative Brechkraft hat.

14. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn die Brennweite der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2; ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

-0.8 < f&sub2;/L < -0.050.

15. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn eine Brennweite der vorderen Linse (L2F), die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe (G&sub2;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, f2F ist, und eine Brennweite der hinteren Linse (L2R), die als nächste der Linsen in der zweiten Gruppe (G&sub2;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt (R) hat, f2R ist:

0 ≤ f2F/ f&sub2;R < 18.

16. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn eine Brennweite der dritten Linse (LM3) mit negativer Brechkraft in der zweiten mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2;&sub3; ist und eine Brennweite der vierten Linse (LM4) mit negativer Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2;&sub4; ist:

0.07 < f&sub2;&sub4;/f&sub2;&sub3; < 7

17. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn eine Brennweite der zweiten Binse (LM2) mit negativer Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2;&sub2; ist und eine Brennweite der dritten Linse (LM3) mit negativer Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2;&sub3; ist:

0.1 < f&sub2;&sub2;/f&sub2;&sub3; < 10.

18. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein axialer Abstand von einer Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der vierten Linse (LM4) mit einer negativen Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G&sub2;) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) zu einer Linsenoberfläche der ersten Objektseite der hinteren Linse (L2R) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) D ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

0.05 < D/L < 0.4.

19. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die erste Linse (LM1) mit positiver Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) eine Linsenform mit einer konvexen Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, und

wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn die Brechkraft einer Linsenoberfläche der zweiten Objektseite der ersten Linse (LM1) mit positiver Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) φ&sub2;&sub1; ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

0.54 < 1/(φ&sub2;&sub1;·L) < 10.

20. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn eine Brennweite der ersten Linse (LM1) mit positiver Brechkraft in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2;&sub1; ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

0.230 < f&sub2;&sub1;/L < 0.40.

21. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn die Brennweite der vierten Linsengruppe (G&sub4;) f&sub4; ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

-0.098 < f&sub4;/L < -0.005.

22. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die vierte Linsengruppe (G&sub4;) eine vordere Linse (L&sub4;&sub1;) aufweist, die als nächste der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, eine hintere Linse (L&sub4;&sub4;), die als nächste der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt (R) hat, und wenigstens eine negative Linse (L&sub4;&sub3;, L&sub4;&sub4;), die zwischen der vorderen Linse (L&sub4;&sub1;) in der vierten Linsengruppe (G&sub4;) in der vierten Linsengruppe (G&sub4;) und der hinteren Linse (L&sub4;&sub4;) in der vierten Linsengruppe (G&sub4;) angeordnet ist, und

wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein Krümmungsradius auf der ersten Objektseite in der hinteren Linse (L&sub4;&sub4;), die als nächste der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist, r4f ist und ein Krümmungsradius auf der zweiten Objektseite in der hinteren Linse (L&sub4;&sub4;), die als nächste der Linsen der vierten Gruppe (G&sub4;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist, r4R ist:

-1.00 ≤ (r4B - r4R)/(r4F + r4R) < 0.

23. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) eine negative Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) aufweist, und eine positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zu einer konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse angeordnet ist und eine konvexe Oberfläche hat, die gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) ist, und

wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein Krümmungsradius der konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) r5n ist und ein Krümmungsradius der konvexen Oberfläche gegenüberliegend zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse in der positiven Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) ist, r5p ist:

0 < (r5p - rsn)/(r5p + r5n) < 1.

24. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 23, wobei die negative Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) und die positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zur konkaven Oberfläche der negativen Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) ist, zwischen wenigstens einer positiven Linse (L&sub5;&sub2;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) und wenigstens einer weiteren positiven Linse (L&sub5;&sub5;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet sind.

25. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) eine negative Linse (L&sub5;&sub8;) aufweist, die als nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine konkave Oberfläche gegenüberliegend zum zweiten Objekt (W) hat, und

wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein Krümmungsradius auf der ersten Objektseite in der negativen Linse (L&sub5;&sub8;), die die nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) ist, r5f ist und ein Krümmungsradius auf der zweiten Objektseite in der negativen Linse (L&sub5;&sub8;), die die nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) ist, r5R ist:

0.30 < (r5F - r5R)/(r5F + r5R) < 1.28.

26. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die fünfte Linsengruppe (G&sub5;) eine negative Linse (L&sub5;&sub8;) aufweist, die als nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine konkave Oberfläche gegenüberliegend zum zweiten Objekt (W) hat, und die sechste Linsengruppe (G&sub6;) eine Linse (L&sub6;&sub1;) aufweist, die als nächste der Linsen der sechsten Gruppe (G&sub6;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine konvexe Oberfläche gegenüberliegend zum ersten Objekt (R) hat, und

wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein Krümmungsradius der zweiten Objektseite der negativen Linse (L&sub5;&sub8;), die als nächste der Linsen der fünften Gruppe (G&sub5;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist, r5R ist und ein Krümmungsradius auf der ersten Objektseite der Linse (L&sub6;&sub1;), die als nächste der Linsen der sechsten Gruppe (G&sub6;) zum ersten Objekt angeordnet ist, r6F ist:

-0.90 < (r5R - r6F)/(r5R + r6F) < -0.001.

27. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn eine Linsengruppentrennung zwischen der fünften Linsengruppe (G&sub5;) und der sechsten Linsengruppe (G&sub6;) d&sub5;&sub6; ist und der Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

d&sub5;&sub5;/L < 0.017.

28. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die folgende Bedingung erfüllt ist, wenn ein Krümmungsradius einer Linsenoberfläche, die dem ersten Objekt (R) in der sechsten Linsengruppe (G&sub6;) am nächsten ist, r6F ist und ein axialer Abstand von der Linsenoberfläche, die dem ersten Objekt (R) in der sechsten Linsengruppe (G&sub6;) am nächsten ist, zum zweiten Objekt (W) d&sub6; ist:

0.50 < d&sub6;/r6F < 1.50.

29. Optisches Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die sechste Linsengruppe (G&sub6;) drei oder weniger Linsen mit wenigstens einer Oberfläche aufweist, die die folgende Bedingung erfüllt:

1/ φ < 20

wobei φ: Brechkraft der Linsenoberfläche;

L: Objekt-Bild-Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W).

30. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei das optische Projektionssystem eine vorbestimmte Reduktionsvergrößerung hat.

31. Belichtungsvorrichtung, die folgendes aufweist:

ein optisches Projektionssystem nach Anspruch 1;

eine Bühne (WS), die zuläßt, daß ein fotoempfindliches Substrat (W) auf ihrer Hauptoberfläche gehalten wird; und

ein optisches Beleuchtungssystem (IS) zum Aussenden von Belichtungslicht einer vorbestimmten Wellenlänge und zum Übertragen eines vorbestimmten Musters (101), das auf einer Maske (R) ausgebildet ist, auf das Substrat;

wobei das optische Projektionssystem zum Projizieren eines Bilds des auf der Maske (R) ausgebildeten vorbestimmten Musters auf die Substratoberfläche eingerichtet ist.

32. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 31, wobei die zweite Linsengruppe (G&sub2;) eine vordere Linse (L2F) aufweist, die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe (G&sub2;) zum ersten Objekt (R) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum zweiten Objekt (W) hat, eine hintere Linse (L2R), die als nächste der Linsen der zweiten Gruppe (G&sub2;) zum zweiten Objekt (W) angeordnet ist und eine negative Brechkraft mit einer konkaven Oberfläche zum ersten Objekt (R) hat, und eine mittlere Linsengruppe (G2M), die zwischen der vorderen Linse (L2F) und der hinteren Linse (L2R) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) angeordnet ist,

wobei die mittlere Linsengruppe (G2M) eine erste Linse (LM1) mit positiver Brechkraft hat, eine zweite Linse(LM2) mit negativer Brechkraft, eine dritte Linse (LM3) mit negativer Brechkraft und eine vierte Linse (LM4) mit negativer Brechkraft in der angegebenen Reihenfolge von der Seite des ersten Objekts (R) aus, und

wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sind, wenn eine Brennweite der ersten Linsengruppe (G&sub1;) f&sub1; ist, eine Brennweite der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) f&sub2; ist, eine Brennweite der dritten Linsengruppe (G&sub3;) f&sub3; ist, eine Brennweite der vierten Linsengruppe (G&sub4;) f&sub4; ist, eine Brennweite der fünften Linsengruppe (G&sub5;) f&sub5; ist, eine Brennweite der sechsten Linsengruppe (G&sub6;) f&sub6; ist, eine gesamte Brennweite der zweiten Linse (LM2) bis zur vierten Linse (LM4) in der mittleren Linsengruppe (G2M) in der zweiten Linsengruppe (G&sub2;) fn ist, und ein Abstand vom ersten Objekt (R) zum zweiten Objekt (W) L ist:

0.1 < f&sub1;/f&sub3; < 17

0.1 < f&sub2;/f&sub4; < 14

0.01 < f&sub5;/L < 0.9

0.02 < f&sub6;/L < 1.6

0.01 < fn/f&sub2; < 2.0.

33. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 31, wobei die negative Linse (L&sub5;&sub4;), die benachbart zur positiven Linse (L&sub5;&sub3;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet ist, eine konkave Oberfläche hat, und

wobei die positive Linse (L&sub5;&sub3;), die benachbart zur negativen Linse (L&sub5;&sub4;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet ist, eine konvexe Oberfläche hat, die der konkaven Oberfläche der negativen Linse (L&sub5;&sub4;) gegenübersteht.

34. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 31, wobei die negative Linse (L&sub5;&sub4;) benachbart zur positiven Linse (L&sub5;&sub3;) in der fünften Linsengruppe (G&sub5;) angeordnet ist, eine negative Meniskuslinse (L&sub5;&sub4;) ist.

35. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 30, wobei das optische Projektionssystem ein Bild eines auf einer Maske ausgebildeten Musters als das erste Objekt auf ein fotoempfindliches Substrat als das zweite Objekt projiziert.

36. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 30, wobei eine numerische Apertur NA auf der Bildseite des optischen Projektionssystems 0.55 enthält.

37. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei das optische Projektionssystem nahezu telezentrisch auf der Objektseite und auf der Bildseite ist.

38. Optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei jede der Linsen, die das optische Projektionssystem bilden, eine nicht verklebte bzw. zusammengeklebte einzelne Linse ist.