JPH103040A - 反射屈折光学系 - Google Patents
反射屈折光学系Info
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- JPH103040A JPH103040A JP8175922A JP17592296A JPH103040A JP H103040 A JPH103040 A JP H103040A JP 8175922 A JP8175922 A JP 8175922A JP 17592296 A JP17592296 A JP 17592296A JP H103040 A JPH103040 A JP H103040A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/7025—Size or form of projection system aperture, e.g. aperture stops, diaphragms or pupil obscuration; Control thereof
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 像側において十分大きな開口数および作動距
離を有し、物体面と像面とがほぼ平行で、良好な結像性
能を有する反射屈折光学系。 【解決手段】 物体面からの光は、正の屈折力を有する
第１レンズ群Ｇ１、光路を偏向するための平面を有する
光路偏向手段ＦＭ、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２、ビームスプリッターＢＳ、拡大倍率を有する凹面反
射鏡ＣＭ、ビームスプリッターＢＳ、および正の屈折力
を有する第３レンズ群Ｇ３を介して、物体面とほぼ平行
な像面上に物体面の縮小像を形成する。また、第３レン
ズ群Ｇ３の物体側の主点位置は、第３レンズ群Ｇ３の最
も物体側の面よりも像側に位置している。
離を有し、物体面と像面とがほぼ平行で、良好な結像性
能を有する反射屈折光学系。 【解決手段】 物体面からの光は、正の屈折力を有する
第１レンズ群Ｇ１、光路を偏向するための平面を有する
光路偏向手段ＦＭ、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２、ビームスプリッターＢＳ、拡大倍率を有する凹面反
射鏡ＣＭ、ビームスプリッターＢＳ、および正の屈折力
を有する第３レンズ群Ｇ３を介して、物体面とほぼ平行
な像面上に物体面の縮小像を形成する。また、第３レン
ズ群Ｇ３の物体側の主点位置は、第３レンズ群Ｇ３の最
も物体側の面よりも像側に位置している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反射面と屈折面とを
有する反射屈折光学系に関し、特に半導体素子や液晶表
示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用
される露光装置の投影光学系に好適な反射屈折光学系に
関するものである。
有する反射屈折光学系に関し、特に半導体素子や液晶表
示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用
される露光装置の投影光学系に好適な反射屈折光学系に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＬＳＩ集積回路等を製造する
ためのフォトリソグラフィ工程で使用される縮小露光装
置の投影光学系に好適な光学系として、反射系と屈折系
とを組み合わせた、いわゆる反射屈折光学系が種々提案
されている。近年、この種の縮小投影光学系では、より
微細なパターン加工を実現するために、露光光の短波長
化および開口数の増大化が要求されている。反射屈折光
学系は、これら２つの要求を同時に満たすために好適な
光学系の一つである。
ためのフォトリソグラフィ工程で使用される縮小露光装
置の投影光学系に好適な光学系として、反射系と屈折系
とを組み合わせた、いわゆる反射屈折光学系が種々提案
されている。近年、この種の縮小投影光学系では、より
微細なパターン加工を実現するために、露光光の短波長
化および開口数の増大化が要求されている。反射屈折光
学系は、これら２つの要求を同時に満たすために好適な
光学系の一つである。
【０００３】従来の反射屈折光学系のうち、反射系に対
する光束の入出力を行なうための光路変換用ビームスプ
リッターを有する反射屈折光学系として、例えば特開平
２−６６５１０号公報、特開平４−２３５５１６号公
報、および特開平５−７２４７８号公報等に開示の反射
屈折光学系が知られている。これらの公報に開示されて
いる反射屈折光学系では、反射系である凹面鏡が縮小倍
率を有する収斂鏡として構成されている。
する光束の入出力を行なうための光路変換用ビームスプ
リッターを有する反射屈折光学系として、例えば特開平
２−６６５１０号公報、特開平４−２３５５１６号公
報、および特開平５−７２４７８号公報等に開示の反射
屈折光学系が知られている。これらの公報に開示されて
いる反射屈折光学系では、反射系である凹面鏡が縮小倍
率を有する収斂鏡として構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光路変
換用ビームスプリッターを有する従来の反射屈折光学系
では、反射系である凹面鏡が縮小倍率を有するため、凹
面鏡よりも像側の光路中に配置されたレンズ系の結像倍
率が大きくなる。その結果、光学系の像側の開口数を大
きくすると、開口数の増大に応じてビームスプリッター
の口径が大きくなるという不都合があった。
換用ビームスプリッターを有する従来の反射屈折光学系
では、反射系である凹面鏡が縮小倍率を有するため、凹
面鏡よりも像側の光路中に配置されたレンズ系の結像倍
率が大きくなる。その結果、光学系の像側の開口数を大
きくすると、開口数の増大に応じてビームスプリッター
の口径が大きくなるという不都合があった。
【０００５】また、凹面鏡が縮小倍率を有するため、ビ
ームスプリッターから像面までの距離が短くなり、像側
の作動距離（光学系の最も像側の面と像面との軸上間
隔）を十分に確保することが難しいという不都合があっ
た。さらに、ビームスプリッターの方向変換面に入射す
る光束の光線の角度が各々違うので、方向変換面の角度
特性などに起因して結像性能が低下するという不都合が
あった。なお、露光装置の投影光学系に本発明の反射屈
折光学系を適用する場合、物体面であるマスク面と像面
であるウエハ面とがほぼ平行になるように構成すること
が、マスクステージやウエハステージの構成上および制
御上有利である。
ームスプリッターから像面までの距離が短くなり、像側
の作動距離（光学系の最も像側の面と像面との軸上間
隔）を十分に確保することが難しいという不都合があっ
た。さらに、ビームスプリッターの方向変換面に入射す
る光束の光線の角度が各々違うので、方向変換面の角度
特性などに起因して結像性能が低下するという不都合が
あった。なお、露光装置の投影光学系に本発明の反射屈
折光学系を適用する場合、物体面であるマスク面と像面
であるウエハ面とがほぼ平行になるように構成すること
が、マスクステージやウエハステージの構成上および制
御上有利である。
【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、ビームスプリッターを小型化し、像側におい
て十分大きな開口数および作動距離を有し、物体面と像
面とがほぼ平行で、良好な結像性能を有する反射屈折光
学系を提供することを目的とする。
のであり、ビームスプリッターを小型化し、像側におい
て十分大きな開口数および作動距離を有し、物体面と像
面とがほぼ平行で、良好な結像性能を有する反射屈折光
学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、正の屈折力を有する第１レンズ
群Ｇ１と、光路を偏向するための平面を有する光路偏向
手段ＦＭと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
光路を変換するためのビームスプリッターＢＳと、拡大
倍率を有する凹面反射鏡ＣＭと、正の屈折力を有する第
３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第１レンズ群Ｇ１、前記
光路偏向手段ＦＭ、前記第２レンズ群Ｇ２、前記ビーム
スプリッターＢＳ、前記凹面反射鏡ＣＭ、前記ビームス
プリッターＢＳ、および前記第３レンズ群Ｇ３の順に導
かれた物体面からの光が、前記物体面とほぼ平行な像面
上に前記物体面の縮小像を形成し、前記第３レンズ群Ｇ
３の物体側の主点位置は、前記第３レンズ群Ｇ３の最も
物体側の面よりも像側に位置し、前記第３レンズ群Ｇ３
の物体側の主点位置と前記第３レンズ群Ｇ３の最も物体
側の面との間の軸上距離をＬ１とし、前記第３レンズ群
Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、 １．５＜Ｌ１／ｆ３ の条件を満足することを特徴とする反射屈折光学系を提
供する。
に、本発明においては、正の屈折力を有する第１レンズ
群Ｇ１と、光路を偏向するための平面を有する光路偏向
手段ＦＭと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
光路を変換するためのビームスプリッターＢＳと、拡大
倍率を有する凹面反射鏡ＣＭと、正の屈折力を有する第
３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第１レンズ群Ｇ１、前記
光路偏向手段ＦＭ、前記第２レンズ群Ｇ２、前記ビーム
スプリッターＢＳ、前記凹面反射鏡ＣＭ、前記ビームス
プリッターＢＳ、および前記第３レンズ群Ｇ３の順に導
かれた物体面からの光が、前記物体面とほぼ平行な像面
上に前記物体面の縮小像を形成し、前記第３レンズ群Ｇ
３の物体側の主点位置は、前記第３レンズ群Ｇ３の最も
物体側の面よりも像側に位置し、前記第３レンズ群Ｇ３
の物体側の主点位置と前記第３レンズ群Ｇ３の最も物体
側の面との間の軸上距離をＬ１とし、前記第３レンズ群
Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、 １．５＜Ｌ１／ｆ３ の条件を満足することを特徴とする反射屈折光学系を提
供する。
【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記凹面
反射鏡ＣＭの結像倍率をβCMとし、前記第１レンズ群Ｇ
１と前記第２レンズ群Ｇ２との間の軸上間隔をＤ12と
し、反射屈折光学系全体の像側の開口数をＮＡi とし、
物体面上の最大物高をＹ０としたとき、 −１．０＜１／βCM＜０．５ ５．０＜Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＜５０．０ の条件を満足する。また、前記反射屈折光学系全体の結
像倍率をβとし、前記第１レンズ群Ｇ１の結像倍率をβ
１としたとき、 −２０．０＜β１／β＜−１．０ の条件を満足することが好ましい。さらに、前記反射屈
折光学系全体の結像倍率をβとし、前記第３レンズ群Ｇ
３の結像倍率をβ３としたとき、 −１．０＜β３／β＜１．０ の条件を満足することが好ましい。
反射鏡ＣＭの結像倍率をβCMとし、前記第１レンズ群Ｇ
１と前記第２レンズ群Ｇ２との間の軸上間隔をＤ12と
し、反射屈折光学系全体の像側の開口数をＮＡi とし、
物体面上の最大物高をＹ０としたとき、 −１．０＜１／βCM＜０．５ ５．０＜Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＜５０．０ の条件を満足する。また、前記反射屈折光学系全体の結
像倍率をβとし、前記第１レンズ群Ｇ１の結像倍率をβ
１としたとき、 −２０．０＜β１／β＜−１．０ の条件を満足することが好ましい。さらに、前記反射屈
折光学系全体の結像倍率をβとし、前記第３レンズ群Ｇ
３の結像倍率をβ３としたとき、 −１．０＜β３／β＜１．０ の条件を満足することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の反射屈折光学系では、物
体面と凹面反射鏡ＣＭとの間の光路中に、さらに特定す
れば第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の光路
中に、光路偏向手段ＦＭを配置している。したがって、
光路偏向手段ＦＭの方向変換面とビームスプリッターＢ
Ｓの方向変換面との協働により、物体面と像面とをほぼ
平行に構成することができる。
体面と凹面反射鏡ＣＭとの間の光路中に、さらに特定す
れば第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の光路
中に、光路偏向手段ＦＭを配置している。したがって、
光路偏向手段ＦＭの方向変換面とビームスプリッターＢ
Ｓの方向変換面との協働により、物体面と像面とをほぼ
平行に構成することができる。
【００１０】ところで、たとえば平面折り曲げ鏡のよう
な光路偏向手段ＦＭを介在させるには、第１レンズ群Ｇ
１と第２レンズ群Ｇ２との間に大きな物理的空間が必要
となる。これは、平面折り曲げ鏡の前後に配置された光
学要素（第１レンズ群Ｇ１や第２レンズ群Ｇ２）と平面
折り曲げ鏡を保持するための機械系とが互いに物理的に
干渉しないために必要な空間である。一般に、上述のよ
うな構成を採ると、ビームスプリッターや凹面反射鏡が
大きくなってしまう。そこで、本発明では、所定の条件
式を満足するように構成することにより、ビームスプリ
ッターや凹面反射鏡の大型化を回避し、像側の開口数お
よび像側の作動距離を十分に確保するとともに、優れた
光学性能を実現している。
な光路偏向手段ＦＭを介在させるには、第１レンズ群Ｇ
１と第２レンズ群Ｇ２との間に大きな物理的空間が必要
となる。これは、平面折り曲げ鏡の前後に配置された光
学要素（第１レンズ群Ｇ１や第２レンズ群Ｇ２）と平面
折り曲げ鏡を保持するための機械系とが互いに物理的に
干渉しないために必要な空間である。一般に、上述のよ
うな構成を採ると、ビームスプリッターや凹面反射鏡が
大きくなってしまう。そこで、本発明では、所定の条件
式を満足するように構成することにより、ビームスプリ
ッターや凹面反射鏡の大型化を回避し、像側の開口数お
よび像側の作動距離を十分に確保するとともに、優れた
光学性能を実現している。
【００１１】以下、本発明の条件式について説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）を満足する。 １．５＜Ｌ１／ｆ３ （１） ここで、 Ｌ１：第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置と第３レン
ズ群Ｇ３の最も物体側の面との間の軸上距離 ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
本発明においては、以下の条件式（１）を満足する。 １．５＜Ｌ１／ｆ３ （１） ここで、 Ｌ１：第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置と第３レン
ズ群Ｇ３の最も物体側の面との間の軸上距離 ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
【００１２】条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の構成
についての条件式である。条件式（１）の下限値を下回
ると、ビームスプリッターＢＳの大型化を招いてしま
う。また、像側の作動距離を十分に確保することが困難
となってしまう。なお、大きな開口数を確保しつつ、ビ
ームスプリッターＢＳの小型化をさらに図るには、条件
式（１）の下限値を２．０とすることが好ましい。
についての条件式である。条件式（１）の下限値を下回
ると、ビームスプリッターＢＳの大型化を招いてしま
う。また、像側の作動距離を十分に確保することが困難
となってしまう。なお、大きな開口数を確保しつつ、ビ
ームスプリッターＢＳの小型化をさらに図るには、条件
式（１）の下限値を２．０とすることが好ましい。
【００１３】また、本発明においては、以下の条件式
（２）および（３）を満足することが望ましい。 −１．０＜１／βCM＜０．５ （２） ５．０＜Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＜５０．０ （３）
（２）および（３）を満足することが望ましい。 −１．０＜１／βCM＜０．５ （２） ５．０＜Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＜５０．０ （３）
【００１４】ここで、 βCM：凹面反射鏡ＣＭの結像倍率 Ｄ12：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の軸
上間隔 ＮＡi ：反射屈折光学系全体の像側の開口数 Ｙ０：物体面上の最大物高
上間隔 ＮＡi ：反射屈折光学系全体の像側の開口数 Ｙ０：物体面上の最大物高
【００１５】条件式（２）は、凹面反射鏡ＣＭの結像倍
率について適切な範囲を規定している。条件式（２）の
下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３が担うべき屈折力
が小さくなりすぎて、大きな開口数を達成しようとする
とビームスプリッターＢＳの大型化を招いてしまう。ま
た、像側の作動距離を十分に確保することが困難となっ
てしまう。さらに、ビームスプリッターＢＳの方向変換
面に入射する光束の光線の角度が各々違ってくるため、
方向変換面の角度特性などに起因する結像性能の低下を
避けることができなくなってしまう。なお、条件式
（２）の下限値を−０．５とすることがさらに好まし
い。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、凹面反射
鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくなり、その分の正屈折力
をレンズ系（屈折系）で補うことになる。その結果、ペ
ッツバール和の補正を含めた基準波長の収差の補正のみ
ならず、色収差の補正も困難になってしまう。なお、条
件式（２）の上限値を０．２とすることがさらに好まし
い。
率について適切な範囲を規定している。条件式（２）の
下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３が担うべき屈折力
が小さくなりすぎて、大きな開口数を達成しようとする
とビームスプリッターＢＳの大型化を招いてしまう。ま
た、像側の作動距離を十分に確保することが困難となっ
てしまう。さらに、ビームスプリッターＢＳの方向変換
面に入射する光束の光線の角度が各々違ってくるため、
方向変換面の角度特性などに起因する結像性能の低下を
避けることができなくなってしまう。なお、条件式
（２）の下限値を−０．５とすることがさらに好まし
い。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、凹面反射
鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくなり、その分の正屈折力
をレンズ系（屈折系）で補うことになる。その結果、ペ
ッツバール和の補正を含めた基準波長の収差の補正のみ
ならず、色収差の補正も困難になってしまう。なお、条
件式（２）の上限値を０．２とすることがさらに好まし
い。
【００１６】条件式（３）は、物体面と像面とをほぼ平
行に構成するための条件式である。平面折り曲げ鏡ＦＭ
の前後に配置された第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ
群Ｇ２と平面折り曲げ鏡ＦＭを保持する機械系とが互い
に物理的に干渉しないために必要な空間は、光学系の仕
様のうちでフィールドサイズ（照明フィールドのサイ
ズ）および開口数に大きく依存する。条件式（３）の下
限値を下回ると、平面折り曲げ鏡ＦＭのまわりに十分な
空間を確保することが困難となり、物体面と像面とをほ
ぼ平行に構成することが困難となってしまう。なお、条
件式（３）の下限値を１０．０とすることがさらに好ま
しい。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、ビーム
スプリッターＢＳの大型化を招いてしまう。なお、条件
式（３）の上限値を３０．０とすることがさらに好まし
い。
行に構成するための条件式である。平面折り曲げ鏡ＦＭ
の前後に配置された第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ
群Ｇ２と平面折り曲げ鏡ＦＭを保持する機械系とが互い
に物理的に干渉しないために必要な空間は、光学系の仕
様のうちでフィールドサイズ（照明フィールドのサイ
ズ）および開口数に大きく依存する。条件式（３）の下
限値を下回ると、平面折り曲げ鏡ＦＭのまわりに十分な
空間を確保することが困難となり、物体面と像面とをほ
ぼ平行に構成することが困難となってしまう。なお、条
件式（３）の下限値を１０．０とすることがさらに好ま
しい。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、ビーム
スプリッターＢＳの大型化を招いてしまう。なお、条件
式（３）の上限値を３０．０とすることがさらに好まし
い。
【００１７】また、本発明におけるビームスプリッター
ＢＳは、光の偏光方向にしたがって光を分離する偏光ビ
ームスプリッターであることが好ましい。この場合、偏
光ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間の光
路中には、１／４波長板が配置される。偏光ビームスプ
リッターＢＳを用いる構成により、光量損失を回避して
スループットの向上を図るともに、フレアーの低減を図
ることができる。
ＢＳは、光の偏光方向にしたがって光を分離する偏光ビ
ームスプリッターであることが好ましい。この場合、偏
光ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間の光
路中には、１／４波長板が配置される。偏光ビームスプ
リッターＢＳを用いる構成により、光量損失を回避して
スループットの向上を図るともに、フレアーの低減を図
ることができる。
【００１８】また、本発明においては、次の条件式
（４）を満足することが望ましい。 −２０．０＜β１／β＜−１．０ （４） ここで、 β ：反射屈折光学系全体の結像倍率 β１：第１レンズ群Ｇ１の結像倍率
（４）を満足することが望ましい。 −２０．０＜β１／β＜−１．０ （４） ここで、 β ：反射屈折光学系全体の結像倍率 β１：第１レンズ群Ｇ１の結像倍率
【００１９】条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１の結像
倍率について適切な範囲を規定している。条件式（４）
の下限値を下回ると、凹面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が
小さくなりすぎて、その分の正屈折力をレンズ系（屈折
系）で補うことになる。その結果、ペッツバール和の補
正を含めた基準波長の収差の補正のみならず、色収差の
補正も困難となるので好ましくない一方、条件式（４）
の上限値を上回ると、ビームスプリッターＢＳの大型化
を招くので好ましくない。さらに、平面折り曲げ鏡ＦＭ
の有効径が大きくなり、物理的な干渉を招き易くなるの
で好ましくない。
倍率について適切な範囲を規定している。条件式（４）
の下限値を下回ると、凹面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が
小さくなりすぎて、その分の正屈折力をレンズ系（屈折
系）で補うことになる。その結果、ペッツバール和の補
正を含めた基準波長の収差の補正のみならず、色収差の
補正も困難となるので好ましくない一方、条件式（４）
の上限値を上回ると、ビームスプリッターＢＳの大型化
を招くので好ましくない。さらに、平面折り曲げ鏡ＦＭ
の有効径が大きくなり、物理的な干渉を招き易くなるの
で好ましくない。
【００２０】また、本発明においては、次の条件式
（５）を満足することが望ましい。 −１．０＜β３／β＜１．０ （５） ここで、 β３：第３レンズ群Ｇ３の結像倍率
（５）を満足することが望ましい。 −１．０＜β３／β＜１．０ （５） ここで、 β３：第３レンズ群Ｇ３の結像倍率
【００２１】条件式（５）は、第３レンズ群Ｇ３の結像
倍率について適切な範囲を規定している。条件式（５）
の下限値を下回ると、ビームスプリッターＢＳの大型化
を招くので好ましくない。一方、条件式（５）の上限値
を上回ると、凹面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくな
りすぎて、その分の正屈折力をレンズ系（屈折系）で補
うことになる。その結果、ペッツバール和の補正を含め
た基準波長の収差の補正のみならず、色収差の補正も困
難となるので好ましくない
倍率について適切な範囲を規定している。条件式（５）
の下限値を下回ると、ビームスプリッターＢＳの大型化
を招くので好ましくない。一方、条件式（５）の上限値
を上回ると、凹面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくな
りすぎて、その分の正屈折力をレンズ系（屈折系）で補
うことになる。その結果、ペッツバール和の補正を含め
た基準波長の収差の補正のみならず、色収差の補正も困
難となるので好ましくない
【００２２】また、本発明においては、非点収差やコマ
収差の発生を回避するために、ビームスプリッターＢＳ
をプリズム型ビームスプリッターで構成することが好ま
しい。この場合、プリズム型ビームスプリッターＢＳの
像側の面と像面との間の光路中に開口絞りＡＳを設け、
次の条件式（６）を満足することが望ましい。 ０．２６＜Ｔ１／ｆCM＜１．０ （６）
収差の発生を回避するために、ビームスプリッターＢＳ
をプリズム型ビームスプリッターで構成することが好ま
しい。この場合、プリズム型ビームスプリッターＢＳの
像側の面と像面との間の光路中に開口絞りＡＳを設け、
次の条件式（６）を満足することが望ましい。 ０．２６＜Ｔ１／ｆCM＜１．０ （６）
【００２３】ここで、 Ｔ１：凹面反射鏡ＣＭと開口絞りＡＳとの間の空気換算
距離 ｆCM：凹面反射鏡ＣＭの焦点距離 ここで、空気換算距離ｄｔは、各媒体の軸上厚をｄｉと
し、各媒体の屈折率をｎｉとするとき、次式（ａ）で表
される。 ｄｔ＝Σ（ｄｉ／ｎｉ） （ａ）
距離 ｆCM：凹面反射鏡ＣＭの焦点距離 ここで、空気換算距離ｄｔは、各媒体の軸上厚をｄｉと
し、各媒体の屈折率をｎｉとするとき、次式（ａ）で表
される。 ｄｔ＝Σ（ｄｉ／ｎｉ） （ａ）
【００２４】条件式（６）は、開口絞りＡＳの配置につ
いて規定する条件式である。条件式（６）の下限値を下
回ると、開口絞りＡＳが凹面反射鏡ＣＭに近づきすぎる
か、あるいは凹面反射鏡ＣＭの焦点距離が長くなりすぎ
る。その結果、プリズム型ビームスプリッターＢＳの小
型化を図ることが困難となるので好ましくない。一方、
条件式（６）の上限値を上回ると、軸外光束の収差、特
にコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。
いて規定する条件式である。条件式（６）の下限値を下
回ると、開口絞りＡＳが凹面反射鏡ＣＭに近づきすぎる
か、あるいは凹面反射鏡ＣＭの焦点距離が長くなりすぎ
る。その結果、プリズム型ビームスプリッターＢＳの小
型化を図ることが困難となるので好ましくない。一方、
条件式（６）の上限値を上回ると、軸外光束の収差、特
にコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。
【００２５】また、本発明においては、次の条件式
（７）を満足することが望ましい。 ０．７＜（Ｔ２・ＮＡi ）／ｆ３ （７） ここで、 Ｔ２：プリズム型ビームスプリッターＢＳの像側の面と
像面との間の空気換算距離
（７）を満足することが望ましい。 ０．７＜（Ｔ２・ＮＡi ）／ｆ３ （７） ここで、 Ｔ２：プリズム型ビームスプリッターＢＳの像側の面と
像面との間の空気換算距離
【００２６】条件式（７）は、プリズム型ビームスプリ
ッターＢＳの像側の面と像面との間隔について適切な範
囲を規定している。条件式（７）の下限値を下回ると、
像側の作動距離を実用上十分な大きさに保つことが難し
くなるか、あるいは第３レンズ群Ｇ３の構成レンズ枚数
が限られて収差補正が困難となるため、好ましくない。
なお、像側において大きな開口数および作動距離を確保
しつつ、プリズム型ビームスプリッターＢＳの小型化を
さらに図るには、条件式（７）の上限値を３．５とする
ことが好ましい。
ッターＢＳの像側の面と像面との間隔について適切な範
囲を規定している。条件式（７）の下限値を下回ると、
像側の作動距離を実用上十分な大きさに保つことが難し
くなるか、あるいは第３レンズ群Ｇ３の構成レンズ枚数
が限られて収差補正が困難となるため、好ましくない。
なお、像側において大きな開口数および作動距離を確保
しつつ、プリズム型ビームスプリッターＢＳの小型化を
さらに図るには、条件式（７）の上限値を３．５とする
ことが好ましい。
【００２７】また、本発明においては、次の条件式
（８）を満足することが望ましい。 （φB 1/2 −４・ｄW ・ＮＡi ）／（ｆ３・ＮＡi2）＜４．０ （８） ここで、 φB ：プリズム型ビームスプリッターＢＳの像側の面に
対するプリズム型ビームスプリッターＢＳの方向変換面
の正射影の面積 ｄW ：第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面と像面との軸上
間隔（像側の作動距離）
（８）を満足することが望ましい。 （φB 1/2 −４・ｄW ・ＮＡi ）／（ｆ３・ＮＡi2）＜４．０ （８） ここで、 φB ：プリズム型ビームスプリッターＢＳの像側の面に
対するプリズム型ビームスプリッターＢＳの方向変換面
の正射影の面積 ｄW ：第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面と像面との軸上
間隔（像側の作動距離）
【００２８】条件式（８）は、像側の開口数、像側の作
動距離およびプリズム型ビームスプリッターＢＳの口径
に対する第３レンズ群Ｇ３の焦点距離の適切な範囲につ
いて規定している。条件式（８）の上限値を上回ると、
第３レンズ群Ｇ３の正屈折力が強くなりすぎるため、凹
面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくなる。その結果、
ペッツバール和の補正を含めた基準波長の収差の補正の
みならず、色収差の補正も困難となるので好ましくな
い。なお、製造をさらに容易にし、且つ結像性能の向上
をさらに図るには、条件式（８）の上限値を３．５とす
ることが好ましい。
動距離およびプリズム型ビームスプリッターＢＳの口径
に対する第３レンズ群Ｇ３の焦点距離の適切な範囲につ
いて規定している。条件式（８）の上限値を上回ると、
第３レンズ群Ｇ３の正屈折力が強くなりすぎるため、凹
面反射鏡ＣＭの担う正屈折力が小さくなる。その結果、
ペッツバール和の補正を含めた基準波長の収差の補正の
みならず、色収差の補正も困難となるので好ましくな
い。なお、製造をさらに容易にし、且つ結像性能の向上
をさらに図るには、条件式（８）の上限値を３．５とす
ることが好ましい。
【００２９】なお、露光装置の投影光学系に本発明の反
射屈折光学系を適用する場合、３００ｎｍ以下の波長に
おいてある程度の半値幅の広がりを有する露光光を用い
ることがある。この場合、少なくとも２種類の異なる光
学材料からなる屈折要素で第１レンズ群Ｇ１および第３
レンズ群Ｇ３を構成することが望ましい。特に、第１レ
ンズ群Ｇ１は蛍石からなる負レンズ成分を有し、第３レ
ンズ群Ｇ３は蛍石からなる正レンズ成分を有するように
構成することが望ましい。この構成により、軸上色収差
と軸外の倍率色収差とを同時に補正し、より広帯域の光
源を用いることが可能となる。
射屈折光学系を適用する場合、３００ｎｍ以下の波長に
おいてある程度の半値幅の広がりを有する露光光を用い
ることがある。この場合、少なくとも２種類の異なる光
学材料からなる屈折要素で第１レンズ群Ｇ１および第３
レンズ群Ｇ３を構成することが望ましい。特に、第１レ
ンズ群Ｇ１は蛍石からなる負レンズ成分を有し、第３レ
ンズ群Ｇ３は蛍石からなる正レンズ成分を有するように
構成することが望ましい。この構成により、軸上色収差
と軸外の倍率色収差とを同時に補正し、より広帯域の光
源を用いることが可能となる。
【００３０】また、一般に、第１レンズ群Ｇ１の正屈折
力を大きくすると、凹面反射鏡ＣＭの正屈折力が小さく
なる傾向がある。その一方で、ペッツバール和が正の方
向に大きくなり、反射系の利点の一つが失われる傾向が
ある。したがって、平面折り曲げ鏡ＦＭの回りに十分な
物理的空間を確保しつつ、反射系の利点を十分に活用し
た上で、優れた結像性能を確保するには、次の条件式
（９）を満足することが望ましい。 −２．０＜ｆ２／ｆ１＜−０．２ （９） ここで、 ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
力を大きくすると、凹面反射鏡ＣＭの正屈折力が小さく
なる傾向がある。その一方で、ペッツバール和が正の方
向に大きくなり、反射系の利点の一つが失われる傾向が
ある。したがって、平面折り曲げ鏡ＦＭの回りに十分な
物理的空間を確保しつつ、反射系の利点を十分に活用し
た上で、優れた結像性能を確保するには、次の条件式
（９）を満足することが望ましい。 −２．０＜ｆ２／ｆ１＜−０．２ （９） ここで、 ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
【００３１】条件式（９）の下限値を下回ると、プリズ
ム型ビームスプリッターＢＳの小型化を図ることが困難
となる。加えて、第２レンズ群Ｇ２の負屈折力が強くな
ることに対して、凹面反射鏡ＣＭの正屈折力または第３
レンズ群Ｇ３の正屈折力を大きくする必要が生じる。そ
の結果、コマ収差等が過大に発生し、この収差補正が難
しくなるので好ましくない。一方、条件式（９）の上限
値を上回ると、相対的にペッツバール和が正となり、良
好な収差補正が難しくなるので好ましくない。
ム型ビームスプリッターＢＳの小型化を図ることが困難
となる。加えて、第２レンズ群Ｇ２の負屈折力が強くな
ることに対して、凹面反射鏡ＣＭの正屈折力または第３
レンズ群Ｇ３の正屈折力を大きくする必要が生じる。そ
の結果、コマ収差等が過大に発生し、この収差補正が難
しくなるので好ましくない。一方、条件式（９）の上限
値を上回ると、相対的にペッツバール和が正となり、良
好な収差補正が難しくなるので好ましくない。
【００３２】なお、本発明においては、ビームスプリッ
ターＢＳの方向変換面における角度特性に起因する結像
特性の低下を抑えるために、ビームスプリッターＢＳと
第３レンズ群Ｇ３との間の光束をほぼアフォーカルにす
ることが望ましい。また、走査型露光装置における投影
光学系として本発明の反射屈折光学系を使用する場合、
マスクの照明フィールドとして走査方向よりも走査直交
方向に長いフィールド形状を選ぶのが一般的である。こ
の場合、ビームスプリッターＢＳの小型化を図るととも
に、平面折り曲げ鏡ＦＭの回りの所要空間を比較的小さ
くするために、マスクの照明フィールドの長手方向に平
行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡ＦＭ
およびビームスプリッターＢＳを配置することが望まし
い。
ターＢＳの方向変換面における角度特性に起因する結像
特性の低下を抑えるために、ビームスプリッターＢＳと
第３レンズ群Ｇ３との間の光束をほぼアフォーカルにす
ることが望ましい。また、走査型露光装置における投影
光学系として本発明の反射屈折光学系を使用する場合、
マスクの照明フィールドとして走査方向よりも走査直交
方向に長いフィールド形状を選ぶのが一般的である。こ
の場合、ビームスプリッターＢＳの小型化を図るととも
に、平面折り曲げ鏡ＦＭの回りの所要空間を比較的小さ
くするために、マスクの照明フィールドの長手方向に平
行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡ＦＭ
およびビームスプリッターＢＳを配置することが望まし
い。
【００３３】さらに、本発明では、ビームスプリッター
ＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間は屈折力が零であることが
好ましい。これは、ビームスプリッターＢＳと凹面反射
鏡ＣＭとの間の空間が、何も存在しない空間か、あるい
は平行平面板のような屈折力が零の光学素子が存在する
空間であることを意味する。従来例では、ビームスプリ
ッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間に負レンズが配置さ
れていた。しかしながら、従来例の構成では、ビームス
プリッターＢＳが大型化してしまう。そこで、本発明で
は、ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間は
屈折力が零である構成を採ることにより、光束が発散光
になることがなく、ビームスプリッターＢＳの小型化を
図ることができる。しかしながら、本発明において、ビ
ームスプリッターＢＳの多少の大型化が許されるなら
ば、ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間の
光路中に、収差補正のためのレンズ群を付設してもよい
ことはいうまでもない。
ＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間は屈折力が零であることが
好ましい。これは、ビームスプリッターＢＳと凹面反射
鏡ＣＭとの間の空間が、何も存在しない空間か、あるい
は平行平面板のような屈折力が零の光学素子が存在する
空間であることを意味する。従来例では、ビームスプリ
ッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間に負レンズが配置さ
れていた。しかしながら、従来例の構成では、ビームス
プリッターＢＳが大型化してしまう。そこで、本発明で
は、ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間は
屈折力が零である構成を採ることにより、光束が発散光
になることがなく、ビームスプリッターＢＳの小型化を
図ることができる。しかしながら、本発明において、ビ
ームスプリッターＢＳの多少の大型化が許されるなら
ば、ビームスプリッターＢＳと凹面反射鏡ＣＭとの間の
光路中に、収差補正のためのレンズ群を付設してもよい
ことはいうまでもない。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。本発明の各実施例にかかる反射屈折光学
系は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、光路を
偏向するための平面を有する光路偏向手段ＦＭと、負の
屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、ビームスプリッタ
ーＢＳと、拡大倍率を有する凹面反射鏡ＣＭと、正の屈
折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備えている。そし
て、物体面からの光は、第１レンズ群Ｇ１、光路偏向手
段としての平面折り曲げ鏡ＦＭ、第２レンズ群Ｇ２、ビ
ームスプリッターＢＳ、凹面反射鏡ＣＭ、ビームスプリ
ッターＢＳ、および第３レンズ群Ｇ３の順に導かれた
後、物体面とほぼ平行な像面上に物体面の縮小像を形成
する。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置は、
第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面よりも像側に位置し
ている。
いて説明する。本発明の各実施例にかかる反射屈折光学
系は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、光路を
偏向するための平面を有する光路偏向手段ＦＭと、負の
屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、ビームスプリッタ
ーＢＳと、拡大倍率を有する凹面反射鏡ＣＭと、正の屈
折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備えている。そし
て、物体面からの光は、第１レンズ群Ｇ１、光路偏向手
段としての平面折り曲げ鏡ＦＭ、第２レンズ群Ｇ２、ビ
ームスプリッターＢＳ、凹面反射鏡ＣＭ、ビームスプリ
ッターＢＳ、および第３レンズ群Ｇ３の順に導かれた
後、物体面とほぼ平行な像面上に物体面の縮小像を形成
する。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置は、
第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面よりも像側に位置し
ている。
【００３５】〔第１実施例〕図１は、本発明の第１実施
例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を概略的に示す
図である。図１において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
11、両凹レンズＬ12、両凸レンズＬ13、両凸レンズＬ1
4、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ15、お
よび両凸レンズＬ16から構成されている。また、第２レ
ンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズＬ21、および物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズＬ22から構成されている。
例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を概略的に示す
図である。図１において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
11、両凹レンズＬ12、両凸レンズＬ13、両凸レンズＬ1
4、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ15、お
よび両凸レンズＬ16から構成されている。また、第２レ
ンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズＬ21、および物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズＬ22から構成されている。
【００３６】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、両凹レンズＬ31、両凸レンズＬ32、両凹レンズＬ
33、両凸レンズＬ34、両凸レンズＬ35、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ36、物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズＬ37、物体側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズＬ38、物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズＬ39、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ310 、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ31
1 、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ
312 から構成されている。
順に、両凹レンズＬ31、両凸レンズＬ32、両凹レンズＬ
33、両凸レンズＬ34、両凸レンズＬ35、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ36、物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズＬ37、物体側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズＬ38、物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズＬ39、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ310 、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ31
1 、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ
312 から構成されている。
【００３７】なお、ビームスプリッターＢＳと凹面反射
鏡ＣＭとの間の光路中には、平行平面板ＰＰ１が設けら
れている。ビームスプリッターＢＳを偏光ビームスプリ
ッターで構成する場合には、平行平面板ＰＰ１を１／４
波長板あるいはその支持基板にすることができる。ま
た、ビームスプリッターＢＳと第３レンズ群Ｇ３との間
の光路中には平行平面板ＰＰ２が、第３レンズ群Ｇ３と
像面との間の光路中には一対の平行平面板ＰＰ３および
ＰＰ４がそれぞれ設けられている。これらの平行平面板
ＰＰ２〜ＰＰ４は、製造工程において光学系の収差調整
に使用される。
鏡ＣＭとの間の光路中には、平行平面板ＰＰ１が設けら
れている。ビームスプリッターＢＳを偏光ビームスプリ
ッターで構成する場合には、平行平面板ＰＰ１を１／４
波長板あるいはその支持基板にすることができる。ま
た、ビームスプリッターＢＳと第３レンズ群Ｇ３との間
の光路中には平行平面板ＰＰ２が、第３レンズ群Ｇ３と
像面との間の光路中には一対の平行平面板ＰＰ３および
ＰＰ４がそれぞれ設けられている。これらの平行平面板
ＰＰ２〜ＰＰ４は、製造工程において光学系の収差調整
に使用される。
【００３８】さらに、ビームスプリッターＢＳは、互い
に接合された２つの直角プリズムから構成された、いわ
ゆるプリズム型ビームスプリッターである。図１では、
ビームスプリッターＢＳの方向変換面が、第２レンズ群
Ｇ２からの光を透過させ且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を
反射する特性を有する。しかしながら、方向変換面の特
性は、この面に蒸着される薄膜の特性に依存して規定さ
れる。したがって、第２レンズ群Ｇ２からの光を反射し
且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を透過させるように、ビー
ムスプリッターＢＳの方向変換面を構成することもでき
る。この場合、凹面反射鏡ＣＭおよび平行平面板ＰＰ１
は、ビームスプリッターＢＳの図中右側に配置される。
に接合された２つの直角プリズムから構成された、いわ
ゆるプリズム型ビームスプリッターである。図１では、
ビームスプリッターＢＳの方向変換面が、第２レンズ群
Ｇ２からの光を透過させ且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を
反射する特性を有する。しかしながら、方向変換面の特
性は、この面に蒸着される薄膜の特性に依存して規定さ
れる。したがって、第２レンズ群Ｇ２からの光を反射し
且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を透過させるように、ビー
ムスプリッターＢＳの方向変換面を構成することもでき
る。この場合、凹面反射鏡ＣＭおよび平行平面板ＰＰ１
は、ビームスプリッターＢＳの図中右側に配置される。
【００３９】第１実施例では、物体面において３０×６
の矩形状の照明フィールド（照明領域）からの光に基づ
いて縮小像が形成される。ここで、矩形状の照明フィー
ルドの長手方向は図１の紙面に垂直な方向であり、矩形
状の照明領域の短手方向は図１の紙面内において水平方
向である。この場合、ビームスプリッターＢＳは、１８
０×１８０×２０４の直方体状となり、図１の紙面内に
おいて１８０×１８０の正方形断面を有する。図１に示
すように、第１実施例では、照明フィールドの長手方向
に平行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡
ＦＭおよびビームスプリッターＢＳが配置されている。
の矩形状の照明フィールド（照明領域）からの光に基づ
いて縮小像が形成される。ここで、矩形状の照明フィー
ルドの長手方向は図１の紙面に垂直な方向であり、矩形
状の照明領域の短手方向は図１の紙面内において水平方
向である。この場合、ビームスプリッターＢＳは、１８
０×１８０×２０４の直方体状となり、図１の紙面内に
おいて１８０×１８０の正方形断面を有する。図１に示
すように、第１実施例では、照明フィールドの長手方向
に平行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡
ＦＭおよびビームスプリッターＢＳが配置されている。
【００４０】次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸
元の値を掲げる。表（１）において、βは光学系全体の
縮小倍率を、ＮＡi は像側の開口数を、ｄ０は物体面と
光学系の最も物体側の面（第１レンズ群Ｇ１の最も物体
側の面）との軸上距離をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面から像面へ光線の進行する方向に沿った物
体側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各
面の軸上間隔をそれぞれ示している。
元の値を掲げる。表（１）において、βは光学系全体の
縮小倍率を、ＮＡi は像側の開口数を、ｄ０は物体面と
光学系の最も物体側の面（第１レンズ群Ｇ１の最も物体
側の面）との軸上距離をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面から像面へ光線の進行する方向に沿った物
体側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各
面の軸上間隔をそれぞれ示している。
【００４１】なお、各面の曲率半径ｒの符号は、物体面
と平面折り曲げ鏡ＦＭとの間では物体側に凸面を向ける
場合を正とし、平面折り曲げ鏡ＦＭと凹面反射鏡ＣＭと
の間では凹面反射鏡ＣＭに凸面を向ける場合を正とし、
ビームスプリッタＢＳと像面との間では像側に凸面を向
ける場合を正としている。また、面間隔ｄの符号は、平
面折り曲げ鏡ＦＭから凹面反射鏡ＣＭまでの光路中では
負とし、ビームスプリッタＢＳの方向変換面から像面ま
での光路中では負とし、その他の光路中では正としてい
る。第１実施例では、光学材料として、蛍石および石英
を使用している。基準波長λ＝１９３．４ｎｍ（ＡｒＦ
エキシマレーザの波長）に対する蛍石の屈折率ｎｃ、基
準波長に対する石英の屈折率ｎｓ、蛍石の基準波長に対
する±０．１ｎｍの分散値１／νc 、および石英の基準
波長に対する±０．１ｎｍの分散値１／νs は、表
（１）に示すとおりである。
と平面折り曲げ鏡ＦＭとの間では物体側に凸面を向ける
場合を正とし、平面折り曲げ鏡ＦＭと凹面反射鏡ＣＭと
の間では凹面反射鏡ＣＭに凸面を向ける場合を正とし、
ビームスプリッタＢＳと像面との間では像側に凸面を向
ける場合を正としている。また、面間隔ｄの符号は、平
面折り曲げ鏡ＦＭから凹面反射鏡ＣＭまでの光路中では
負とし、ビームスプリッタＢＳの方向変換面から像面ま
での光路中では負とし、その他の光路中では正としてい
る。第１実施例では、光学材料として、蛍石および石英
を使用している。基準波長λ＝１９３．４ｎｍ（ＡｒＦ
エキシマレーザの波長）に対する蛍石の屈折率ｎｃ、基
準波長に対する石英の屈折率ｎｓ、蛍石の基準波長に対
する±０．１ｎｍの分散値１／νc 、および石英の基準
波長に対する±０．１ｎｍの分散値１／νs は、表
（１）に示すとおりである。
【００４２】
【表１】 β＝−０．２５ ＮＡi ＝０．６ ｄ０＝６９．３１７ ｎｓ＝１．５６０１９（石英） ｎｃ＝１．５０１３８（蛍石） １／νs ＝１７８０（石英） １／νc ＝２５５０（蛍石） 面番号 ｒ ｄ 光学材料 １ -241.215 30.210 石英（Ｌ１１） ２ -192.915 0.992 ３ -203.766 18.190 蛍石（Ｌ１２） ４ 888.211 44.298 ５ 1065.344 33.409 石英（Ｌ１３） ６ -432.641 0.500 ７ 2789.031 25.000 石英（Ｌ１４） ８ -473.262 0.500 ９ 475.495 22.000 石英（Ｌ１５） １０ 301.189 8.463 １１ 412.538 27.926 石英（Ｌ１６） １２ -861.774 130.000 １３ ∞ -50.075 平面折り曲げ鏡（ＦＭ） １４ -838.940 -17.871 蛍石（Ｌ２１） １５ -214.860 -11.842 １６ -2242.134 -20.000 石英（Ｌ２２） １７ -208.410 -25.000 １８ ∞ -180.000 ビームスプリッタＢＳ １９ ∞ -2.000 ２０ ∞ -12.000 石英（平行平面板ＰＰ１） ２１ ∞ -10.000 ２２ 699.953 10.000 凹面反射鏡ＣＭ ２３ ∞ 12.000 石英（平行平面板ＰＰ１） ２４ ∞ 2.000 ２５ ∞ 90.000 ビームスプリッタＢＳ ２６ ∞ -90.000 ビームスプリッタＢＳ（方向変換面） ２７ ∞ -2.000 ２８ ∞ -10.000 石英（平行平面板ＰＰ２） ２９ ∞ -25.000 ３０ ∞ -25.000 開口絞り（ＡＳ） ３１ 294.701 -15.000 石英（Ｌ３１） ３２ -617.167 -0.500 ３３ -610.392 -40.411 蛍石（Ｌ３２） ３４ 177.447 -0.850 ３５ 175.279 -17.000 石英（Ｌ３３） ３６ -432.375 -2.395 ３７ -515.718 -41.031 蛍石（Ｌ３４） ３８ 249.959 -0.500 ３９ -540.929 -25.465 蛍石（Ｌ３５） ４０ 1034.968 -0.500 ４１ -225.345 -30.014 蛍石（Ｌ３６） ４２ -870.019 -0.503 ４３ -157.845 -44.222 蛍石（Ｌ３７） ４４ -1273.530 -0.500 ４５ -1267.133 -18.000 石英（Ｌ３８） ４６ -342.866 -0.500 ４７ -128.815 -36.728 蛍石（Ｌ３９） ４８ -1917.391 -0.728 ４９ -2288.628 -15.129 石英（Ｌ３１０） ５０ -74.280 -6.241 ５１ -94.414 -35.270 蛍石（Ｌ３１１） ５２ -332.716 -5.000 ５３ -197.634 -27.127 石英（Ｌ３１２） ５４ -560.290 -1.000 ５５ ∞ -3.000 石英（平行平面板ＰＰ３） ５６ ∞ -1.000 ５７ ∞ -3.000 石英（平行平面板ＰＰ４） ５８ ∞ -16.000 （条件対応値） （１）Ｌ１／ｆ３＝２．２６３ （２）１／βCM＝−０．０１２ （３）Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＝１９．６２０ （４）β１／β＝−１２．６６５ （５）β３／β＝−０．０１８ （６）Ｔ１／ｆCM＝０．４８１ （７）（Ｔ２・ＮＡi ）／ｆ３＝１．４５２ （８）（φB 1/2 −４・ｄW ・ＮＡi ）／（ｆ３・ＮＡi2）＝３．２０２ （９）ｆ２／ｆ１＝−０．７０４
【００４３】図２は、第１実施例の横収差図であって、
（ａ）は最大像高Ｙ＝１５．３における横収差図であ
り、（ｂ）は光軸上すなわち像高Ｙ＝０における横収差
図である。なお、各横収差図において、実線は基準波長
λ＝１９３．４ｎｍに対する収差曲線を、破線は波長λ
＝１９３．５ｎｍに対する収差曲線を、一点鎖線は波長
λ＝１９３．３ｎｍに対する収差曲線をそれぞれ表して
いる。図２の各横収差図を参照すると、第１実施例で
は、像側において大きな開口数（ＮＡi ＝０．６）およ
び作動距離を確保しているにもかかわらず、収差が良好
に補正されていることがわかる。特に、１９３．４±
０．１ｎｍにおいて色収差が良好に補正されている。こ
のように、第１実施例の反射屈折光学系は、大きな開口
数、広い照明フィールド、および広い波長域で収差が良
好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
（ａ）は最大像高Ｙ＝１５．３における横収差図であ
り、（ｂ）は光軸上すなわち像高Ｙ＝０における横収差
図である。なお、各横収差図において、実線は基準波長
λ＝１９３．４ｎｍに対する収差曲線を、破線は波長λ
＝１９３．５ｎｍに対する収差曲線を、一点鎖線は波長
λ＝１９３．３ｎｍに対する収差曲線をそれぞれ表して
いる。図２の各横収差図を参照すると、第１実施例で
は、像側において大きな開口数（ＮＡi ＝０．６）およ
び作動距離を確保しているにもかかわらず、収差が良好
に補正されていることがわかる。特に、１９３．４±
０．１ｎｍにおいて色収差が良好に補正されている。こ
のように、第１実施例の反射屈折光学系は、大きな開口
数、広い照明フィールド、および広い波長域で収差が良
好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
【００４４】〔第２実施例〕図３は、本発明の第２実施
例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を概略的に示す
図である。図３において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、両凹レンズＬ11、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズＬ12、物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズＬ13、および両凸レンズＬ14から構成されてい
る。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ21、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ22、および両凹レンズ
Ｌ23から構成されている。
例にかかる反射屈折光学系のレンズ構成を概略的に示す
図である。図３において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、両凹レンズＬ11、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズＬ12、物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズＬ13、および両凸レンズＬ14から構成されてい
る。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ21、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ22、および両凹レンズ
Ｌ23から構成されている。
【００４５】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ31、
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ32、両凹レ
ンズＬ33、両凸レンズＬ34、両凸レンズＬ35、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ36、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ37、両凹レンズＬ38、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ39、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ310 、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ311 、および物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ312 から構成されてい
る。
順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ31、
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ32、両凹レ
ンズＬ33、両凸レンズＬ34、両凸レンズＬ35、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ36、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ37、両凹レンズＬ38、物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ39、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ310 、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ311 、および物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ312 から構成されてい
る。
【００４６】なお、ビームスプリッターＢＳと凹面反射
鏡ＣＭとの間の光路中には、平行平面板ＰＰ１が設けら
れている。ビームスプリッターＢＳを偏光ビームスプリ
ッターで構成する場合には、平行平面板ＰＰ１を１／４
波長板あるいはその支持基板にすることができる。ま
た、ビームスプリッターＢＳと第３レンズ群Ｇ３との間
の光路中には平行平面板ＰＰ２が設けられている。この
平行平面板ＰＰ２は、製造工程において光学系の収差調
整に使用される。
鏡ＣＭとの間の光路中には、平行平面板ＰＰ１が設けら
れている。ビームスプリッターＢＳを偏光ビームスプリ
ッターで構成する場合には、平行平面板ＰＰ１を１／４
波長板あるいはその支持基板にすることができる。ま
た、ビームスプリッターＢＳと第３レンズ群Ｇ３との間
の光路中には平行平面板ＰＰ２が設けられている。この
平行平面板ＰＰ２は、製造工程において光学系の収差調
整に使用される。
【００４７】さらに、ビームスプリッターＢＳは、互い
に接合された２つの直角プリズムから構成された、いわ
ゆるプリズム型ビームスプリッターである。図３では、
ビームスプリッターＢＳの方向変換面が、第２レンズ群
Ｇ２からの光を反射し且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を透
過させる特性を有する。しかしながら、方向変換面の特
性は、この面に蒸着される薄膜の特性に依存して規定さ
れる。したがって、第２レンズ群Ｇ２からの光を透過さ
せ且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を反射するように、ビー
ムスプリッターＢＳの方向変換面を構成することもでき
る。この場合、凹面反射鏡ＣＭおよび平行平面板ＰＰ１
は、ビームスプリッターＢＳの図中下側に配置される。
に接合された２つの直角プリズムから構成された、いわ
ゆるプリズム型ビームスプリッターである。図３では、
ビームスプリッターＢＳの方向変換面が、第２レンズ群
Ｇ２からの光を反射し且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を透
過させる特性を有する。しかしながら、方向変換面の特
性は、この面に蒸着される薄膜の特性に依存して規定さ
れる。したがって、第２レンズ群Ｇ２からの光を透過さ
せ且つ凹面反射鏡ＣＭからの光を反射するように、ビー
ムスプリッターＢＳの方向変換面を構成することもでき
る。この場合、凹面反射鏡ＣＭおよび平行平面板ＰＰ１
は、ビームスプリッターＢＳの図中下側に配置される。
【００４８】第２実施例では、物体面において３０×６
の矩形状の照明フィールド（照明領域）からの光に基づ
いて縮小像が形成される。ここで、矩形状の照明フィー
ルドの長手方向は図３の紙面に垂直な方向であり、矩形
状の照明領域の短手方向は図３の紙面内において水平方
向である。この場合、ビームスプリッターＢＳは、１７
０×１７０×２０４の直方体状となり、図３の紙面内に
おいて１７０×１７０の正方形断面を有する。図３に示
すように、第２実施例では、照明フィールドの長手方向
に平行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡
ＦＭおよびビームスプリッターＢＳが配置されている。
の矩形状の照明フィールド（照明領域）からの光に基づ
いて縮小像が形成される。ここで、矩形状の照明フィー
ルドの長手方向は図３の紙面に垂直な方向であり、矩形
状の照明領域の短手方向は図３の紙面内において水平方
向である。この場合、ビームスプリッターＢＳは、１７
０×１７０×２０４の直方体状となり、図３の紙面内に
おいて１７０×１７０の正方形断面を有する。図３に示
すように、第２実施例では、照明フィールドの長手方向
に平行な平面で光束を折り曲げるように平面折り曲げ鏡
ＦＭおよびビームスプリッターＢＳが配置されている。
【００４９】次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸
元の値を掲げる。表（２）において、βは光学系全体の
縮小倍率を、ＮＡi は像側の開口数を、ｄ０は物体面と
光学系の最も物体側の面（第１レンズ群Ｇ１の最も物体
側の面）との軸上距離をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面から像面へ光線の進行する方向に沿った物
体側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各
面の軸上間隔をそれぞれ示している。
元の値を掲げる。表（２）において、βは光学系全体の
縮小倍率を、ＮＡi は像側の開口数を、ｄ０は物体面と
光学系の最も物体側の面（第１レンズ群Ｇ１の最も物体
側の面）との軸上距離をそれぞれ表している。また、面
番号は物体面から像面へ光線の進行する方向に沿った物
体側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各
面の軸上間隔をそれぞれ示している。
【００５０】なお、各面の曲率半径ｒの符号は、物体面
と平面折り曲げ鏡ＦＭとの間では物体側に凸面を向ける
場合を正とし、平面折り曲げ鏡ＦＭと凹面反射鏡ＣＭと
の間では凹面反射鏡ＣＭに凸面を向ける場合を正とし、
ビームスプリッタＢＳと像面との間では像側に凸面を向
ける場合を正としている。また、面間隔ｄの符号は、平
面折り曲げ鏡ＦＭから凹面反射鏡ＣＭまでの光路中では
負とし、ビームスプリッタＢＳの方向変換面から像面ま
での光路中では負とし、その他の光路中では正としてい
る。第２実施例では、光学材料として、蛍石および石英
を使用している。基準波長λ＝１９３．４ｎｍ（ＡｒＦ
エキシマレーザの波長）に対する蛍石の屈折率ｎｃ、基
準波長に対する石英の屈折率ｎｓ、蛍石の基準波長に対
する±０．１ｎｍの分散値１／νc 、および石英の基準
波長に対する±０．１ｎｍの分散値１／νs は、表
（２）に示すとおりである。
と平面折り曲げ鏡ＦＭとの間では物体側に凸面を向ける
場合を正とし、平面折り曲げ鏡ＦＭと凹面反射鏡ＣＭと
の間では凹面反射鏡ＣＭに凸面を向ける場合を正とし、
ビームスプリッタＢＳと像面との間では像側に凸面を向
ける場合を正としている。また、面間隔ｄの符号は、平
面折り曲げ鏡ＦＭから凹面反射鏡ＣＭまでの光路中では
負とし、ビームスプリッタＢＳの方向変換面から像面ま
での光路中では負とし、その他の光路中では正としてい
る。第２実施例では、光学材料として、蛍石および石英
を使用している。基準波長λ＝１９３．４ｎｍ（ＡｒＦ
エキシマレーザの波長）に対する蛍石の屈折率ｎｃ、基
準波長に対する石英の屈折率ｎｓ、蛍石の基準波長に対
する±０．１ｎｍの分散値１／νc 、および石英の基準
波長に対する±０．１ｎｍの分散値１／νs は、表
（２）に示すとおりである。
【００５１】
【表２】 β＝−０．２５ ＮＡi ＝０．６ ｄ０＝９０．０００ ｎｓ＝１．５６０１９（石英） ｎｃ＝１．５０１３８（蛍石） １／νs ＝１７８０（石英） １／νc ＝２５５０（蛍石） 面番号 ｒ ｄ 光学材料 １ -411.733 27.000 石英（Ｌ１１） ２ 656.617 31.742 ３ -3741.142 32.000 石英（Ｌ１２） ４ -354.176 0.503 ５ -764.495 25.000 蛍石（Ｌ１３） ６ -984.019 16.283 ７ 944.330 35.000 石英（Ｌ１４） ８ -311.518 130.000 ９ ∞ 70.051 平面折り曲げ鏡（ＦＭ） １０ -220.080 -30.000 石英（Ｌ２１） １１ -12028.477 -6.273 １２ -792.911 -25.000 蛍石（Ｌ２２） １３ -182.584 -21.779 １４ 637.333 -15.000 石英（Ｌ２３） １５ -192.509 -30.000 １６ ∞ -85.000 ビームスプリッタＢＳ（方向変換面） １７ ∞ 85.000 ビームスプリッタＢＳ １８ ∞ 2.000 １９ ∞ 12.000 石英（平行平面板ＰＰ１） ２０ ∞ 10.000 ２１ -667.900 -10.000 凹面反射鏡ＣＭ ２２ ∞ -12.000 石英（平行平面板ＰＰ１） ２３ ∞ -2.000 ２４ ∞ -170.000 ビームスプリッタＢＳ ２５ ∞ -2.000 ２６ ∞ -12.000 石英（平行平面板ＰＰ２） ２７ ∞ -20.000 ２８ ∞ -30.000 開口絞り（ＡＳ） ２９ 212.978 -15.000 石英（Ｌ３１） ３０ 1823.089 -0.500 ３１ 1971.531 -31.131 蛍石（Ｌ３２） ３２ 154.948 -0.651 ３３ 154.191 -15.000 石英（Ｌ３３） ３４ -570.342 -1.857 ３５ -683.896 -35.283 蛍石（Ｌ３４） ３６ 240.387 -0.500 ３７ -3549.019 -23.137 蛍石（Ｌ３５） ３８ 372.821 -0.500 ３９ -250.881 -28.475 蛍石（Ｌ３６） ４０ -5813.500 -0.500 ４１ -143.799 -42.816 蛍石（Ｌ３７） ４２ -18731.560 -1.471 ４３ 5653.732 -15.000 石英（Ｌ３８） ４４ -212.945 -0.500 ４５ -120.884 -37.292 蛍石（Ｌ３９） ４６ -353.658 -0.500 ４７ -266.801 -15.140 石英（Ｌ３１０） ４８ -72.574 -5.818 ４９ -90.591 -34.587 蛍石（Ｌ３１１） ５０ -278.105 -0.500 ５１ -186.822 -36.761 石英（Ｌ３１２） ５２ -635.651 -15.000 （条件対応値） （１）Ｌ１／ｆ３＝２．２１３ （２）１／βCM＝−０．１１４ （３）Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＝２１．７９６ （４）β１／β＝−８．９１９ （５）β３／β＝−０．１６６ （６）Ｔ１／ｆCM＝０．４７４ （７）（Ｔ２・ＮＡi ）／ｆ３＝１．４１７ （８）（φB 1/2 −４・ｄW ・ＮＡi ）／（ｆ３・ＮＡi2）＝３．２４４ （９）ｆ２／ｆ１＝−０．７８９
【００５２】図４は、第２実施例の横収差図であって、
（ａ）は最大像高Ｙ＝１５．３における横収差図であ
り、（ｂ）は光軸上すなわち像高Ｙ＝０における横収差
図である。なお、各横収差図において、実線は基準波長
λ＝１９３．４ｎｍに対する収差曲線を、破線は波長λ
＝１９３．５ｎｍに対する収差曲線を、一点鎖線は波長
λ＝１９３．３ｎｍに対する収差曲線をそれぞれ表して
いる。図４の各横収差図を参照すると、第２実施例で
は、像側において大きな開口数（ＮＡi ＝０．６）およ
び作動距離を確保しているにもかかわらず、収差が良好
に補正されていることがわかる。特に、１９３．４±
０．１ｎｍにおいて色収差が良好に補正されている。こ
のように、第２実施例の反射屈折光学系は、大きな開口
数、広い照明フィールド、および広い波長域で収差が良
好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
（ａ）は最大像高Ｙ＝１５．３における横収差図であ
り、（ｂ）は光軸上すなわち像高Ｙ＝０における横収差
図である。なお、各横収差図において、実線は基準波長
λ＝１９３．４ｎｍに対する収差曲線を、破線は波長λ
＝１９３．５ｎｍに対する収差曲線を、一点鎖線は波長
λ＝１９３．３ｎｍに対する収差曲線をそれぞれ表して
いる。図４の各横収差図を参照すると、第２実施例で
は、像側において大きな開口数（ＮＡi ＝０．６）およ
び作動距離を確保しているにもかかわらず、収差が良好
に補正されていることがわかる。特に、１９３．４±
０．１ｎｍにおいて色収差が良好に補正されている。こ
のように、第２実施例の反射屈折光学系は、大きな開口
数、広い照明フィールド、および広い波長域で収差が良
好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
【００５３】ところで、開口絞りＡＳを配置する代わり
に、様々な特殊フィルターを配置することによって、焦
点深度を深くすることが可能である。特殊フィルターの
一例の図を示した図５を参照しながら説明する。上記の
各実施例は、物体側および像側がテレセントリックな光
学系となっていて、物体側の各点からの主光線はある光
軸の一点で交わるようになっている。この様な状況で主
光線が光軸と交わる一点を含む平面を、フーリエ変換面
と呼び、特殊フィルターは、このフーリエ変換面に配置
する。フーリエ変換面では、光軸から離れた特定の位置
によって回折光の次数が決まる。光軸から離れるほど次
数は高くなる。一般的な投影露光光学系は、０次および
１次の回折光を取り入れている。これにより、図５
（ａ）および（ｂ）に示すような、０次光の成分が存在
する半径ｒ1 の光軸付近の領域ＦＡと、半径ｒ1 から半
径ｒ2 までの１次光（およびそれ以上の次数の回折光）
が存在する開口部周辺付近の領域ＦＢとに、フィルター
の領域を分割する。
に、様々な特殊フィルターを配置することによって、焦
点深度を深くすることが可能である。特殊フィルターの
一例の図を示した図５を参照しながら説明する。上記の
各実施例は、物体側および像側がテレセントリックな光
学系となっていて、物体側の各点からの主光線はある光
軸の一点で交わるようになっている。この様な状況で主
光線が光軸と交わる一点を含む平面を、フーリエ変換面
と呼び、特殊フィルターは、このフーリエ変換面に配置
する。フーリエ変換面では、光軸から離れた特定の位置
によって回折光の次数が決まる。光軸から離れるほど次
数は高くなる。一般的な投影露光光学系は、０次および
１次の回折光を取り入れている。これにより、図５
（ａ）および（ｂ）に示すような、０次光の成分が存在
する半径ｒ1 の光軸付近の領域ＦＡと、半径ｒ1 から半
径ｒ2 までの１次光（およびそれ以上の次数の回折光）
が存在する開口部周辺付近の領域ＦＢとに、フィルター
の領域を分割する。
【００５４】図５（ｃ）に示す通り、同心円状に分割し
たフィルターは、中心部領域ＦＡがＳ偏光のみを透過
し、周辺部領域ＦＢがＰ偏光のみを透過するように偏光
膜を形成する。当然のことながら、中心部領域ＦＡがＰ
偏光、周辺部領域ＦＢがＳ偏光のみを透過するようにし
ても構わない。また、このとき、中心部領域ＦＡの屈折
率が、周辺部領域ＦＢの屈折率より低くなるようにす
る。
たフィルターは、中心部領域ＦＡがＳ偏光のみを透過
し、周辺部領域ＦＢがＰ偏光のみを透過するように偏光
膜を形成する。当然のことながら、中心部領域ＦＡがＰ
偏光、周辺部領域ＦＢがＳ偏光のみを透過するようにし
ても構わない。また、このとき、中心部領域ＦＡの屈折
率が、周辺部領域ＦＢの屈折率より低くなるようにす
る。
【００５５】上記に示した構成により、特殊フィルター
の周辺部領域ＦＢを透過した光束は、焦点面で通常の結
像を行う。一方、特殊フィルターの中心部領域ＦＡを透
過した光束は、屈折率が低いために、通常の焦点面より
レンズから遠ざかる位置に焦点を結ぶ。ここで、周辺部
領域ＦＢを透過した光束と中心部領域ＦＡを透過した光
束とは偏光状態が違うため、それぞれの光束が干渉する
ことは無い。これにより、焦点深度を深くすることが可
能となる。また、焦点深度を深くする技術としては、特
開昭６１−９１６６２号公報、特開平５−２３４８５０
号公報、特開平６−１２０１１０号公報、特開平６−１
２４８７０号公報、特開平７−５７９９２号公報および
特開平７−５７９９３号公報等に開示された技術があ
り、それぞれ本発明に適用可能である。特に、この様な
技術は、孤立パターンを形成するときに有効である。
の周辺部領域ＦＢを透過した光束は、焦点面で通常の結
像を行う。一方、特殊フィルターの中心部領域ＦＡを透
過した光束は、屈折率が低いために、通常の焦点面より
レンズから遠ざかる位置に焦点を結ぶ。ここで、周辺部
領域ＦＢを透過した光束と中心部領域ＦＡを透過した光
束とは偏光状態が違うため、それぞれの光束が干渉する
ことは無い。これにより、焦点深度を深くすることが可
能となる。また、焦点深度を深くする技術としては、特
開昭６１−９１６６２号公報、特開平５−２３４８５０
号公報、特開平６−１２０１１０号公報、特開平６−１
２４８７０号公報、特開平７−５７９９２号公報および
特開平７−５７９９３号公報等に開示された技術があ
り、それぞれ本発明に適用可能である。特に、この様な
技術は、孤立パターンを形成するときに有効である。
【００５６】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、像側に
おいて十分大きな開口数を有し、像側および物体側にお
いて大きな作動距離を有し、ビームスプリッターが小型
で、物体面と像面とがほぼ平行で、良好な結像性能を有
する反射屈折光学系を実現することができる。
おいて十分大きな開口数を有し、像側および物体側にお
いて大きな作動距離を有し、ビームスプリッターが小型
で、物体面と像面とがほぼ平行で、良好な結像性能を有
する反射屈折光学系を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる反射屈折光学系の
レンズ構成を概略的に示す図である。
レンズ構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例の横収差図であって、（ａ）は最大
像高における横収差図であり、（ｂ）は光軸上における
横収差図である。
像高における横収差図であり、（ｂ）は光軸上における
横収差図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかる反射屈折光学系の
レンズ構成を概略的に示す図である。
レンズ構成を概略的に示す図である。
【図４】第２実施例の横収差図であって、（ａ）は最大
像高における横収差図であり、（ｂ）は光軸上における
横収差図である。
像高における横収差図であり、（ｂ）は光軸上における
横収差図である。
【図５】特殊フィルターの一例を示す図である。
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 ＦＭ 平面折り曲げ鏡（光路偏向手段） ＣＭ 凹面反射鏡 ＢＳ ビームスプリッター ＡＳ 開口絞り ＰＰ１〜ＰＰ４ 平行平面板
Claims (11)
- 【請求項１】 正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１
と、光路を偏向するための平面を有する光路偏向手段Ｆ
Ｍと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、光路を
変換するためのビームスプリッターＢＳと、拡大倍率を
有する凹面反射鏡ＣＭと、正の屈折力を有する第３レン
ズ群Ｇ３とを備え、 前記第１レンズ群Ｇ１、前記光路偏向手段ＦＭ、前記第
２レンズ群Ｇ２、前記ビームスプリッターＢＳ、前記凹
面反射鏡ＣＭ、前記ビームスプリッターＢＳ、および前
記第３レンズ群Ｇ３の順に導かれた物体面からの光が、
前記物体面とほぼ平行な像面上に前記物体面の縮小像を
形成し、 前記第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置は、前記第３
レンズ群Ｇ３の最も物体側の面よりも像側に位置し、 前記第３レンズ群Ｇ３の物体側の主点位置と前記第３レ
ンズ群Ｇ３の最も物体側の面との間の軸上距離をＬ１と
し、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたと
き、 １．５＜Ｌ１／ｆ３ の条件を満足することを特徴とする反射屈折光学系。 - 【請求項２】 前記凹面反射鏡ＣＭの結像倍率をβCMと
し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との
間の軸上間隔をＤ12とし、反射屈折光学系全体の像側の
開口数をＮＡi とし、物体面上の最大物高をＹ０とした
とき、 −１．０＜１／βCM＜０．５ ５．０＜Ｄ12／（ＮＡi ・Ｙ0 ）＜５０．０ の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の反
射屈折光学系。 - 【請求項３】 前記反射屈折光学系全体の結像倍率をβ
とし、前記第１レンズ群Ｇ１の結像倍率をβ１としたと
き、 −２０．０＜β１／β＜−１．０ の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に
記載の反射屈折光学系。 - 【請求項４】 前記反射屈折光学系全体の結像倍率をβ
とし、前記第３レンズ群Ｇ３の結像倍率をβ３としたと
き、 −１．０＜β３／β＜１．０ の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項５】 前記ビームスプリッターＢＳは、プリズ
ム型ビームスプリッターであることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項６】 前記プリズム型ビームスプリッターＢＳ
の像側の面と前記像面との間の光路中には開口絞りＡＳ
が設けられ、 前記凹面反射鏡ＣＭと前記開口絞りＡＳとの間の空気換
算距離をＴ１とし、前記凹面反射鏡ＣＭの焦点距離をｆ
CMとしたとき、 ０．２６＜Ｔ１／ｆCM＜１．０ の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載の反
射屈折光学系。 - 【請求項７】 前記プリズム型ビームスプリッターＢＳ
の像側の面と前記像面との間の空気換算距離をＴ２と
し、前記反射屈折光学系全体の像側の開口数をＮＡi と
し、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたと
き、 ０．７＜（Ｔ２・ＮＡi ）／ｆ３ の条件を満足することを特徴とする請求項５または６に
記載の反射屈折光学系。 - 【請求項８】 前記プリズム型ビームスプリッターＢＳ
の像側の面に対する前記プリズム型ビームスプリッター
ＢＳの方向変換面の正射影の面積をφB とし、前記第３
レンズ群Ｇ３の最も像側の面と前記像面との軸上間隔を
ｄW とし、前記反射屈折光学系全体の像側の開口数をＮ
Ａi とし、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とし
たとき、 （φB 1/2 −４・ｄW ・ＮＡi ）／（ｆ３・ＮＡi2）＜
４．０ の条件を満足することを特徴とする請求項５乃至７のい
ずれか１項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項９】 前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１
とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたと
き、 −２．０＜ｆ２／ｆ１＜−０．２ の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項に記載の反射屈折光学系。 - 【請求項１０】 前記ビームスプリッターＢＳと前記凹
面反射鏡ＣＭとの間は屈折力が零であることを特徴とす
る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射屈折光学
系。 - 【請求項１１】 フーリエ変換面に特殊フィルターを配
置したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１
項に記載の反射屈折光学系。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175922A JPH103040A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 反射屈折光学系 |
| KR1019970021292A KR980005326A (ko) | 1996-06-14 | 1997-05-28 | 반사 굴절 광학계 |
| US08/874,920 US5771125A (en) | 1996-06-14 | 1997-06-13 | Catadioptric system for photolithography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175922A JPH103040A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 反射屈折光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH103040A true JPH103040A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=16004602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8175922A Pending JPH103040A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 反射屈折光学系 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5771125A (ja) |
| JP (1) | JPH103040A (ja) |
| KR (1) | KR980005326A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004084281A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Nikon Corporation | 投影光学系、露光装置、および露光方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| AU7716700A (en) | 1999-09-28 | 2001-04-30 | Tropel Corporation | Double mirror catadioptric objective lens system with three optical surface multifunction component |
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| DE10104177A1 (de) | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Zeiss Carl | Katadioptrisches Reduktionsobjektiv |
| DE10117481A1 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-10 | Zeiss Carl | Katadioptrisches Projektionsobjektiv |
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| DE10225265A1 (de) * | 2002-06-07 | 2003-12-18 | Zeiss Carl Smt Ag | Objektiv, insbesondere Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie |
| WO2004019105A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-03-04 | Carl Zeiss Smt Ag | Catadioptric reduction lens having a polarization beamsplitter |
| DE102007040593A1 (de) * | 2007-08-27 | 2009-03-05 | Carl Zeiss Ag | Optisches System |
| JP2010237356A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | 投射型画像表示装置および投射光学系 |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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| DE4417489A1 (de) * | 1994-05-19 | 1995-11-23 | Zeiss Carl Fa | Höchstaperturiges katadioptrisches Reduktionsobjektiv für die Miktrolithographie |
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-
1996
- 1996-06-14 JP JP8175922A patent/JPH103040A/ja active Pending
-
1997
- 1997-05-28 KR KR1019970021292A patent/KR980005326A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-06-13 US US08/874,920 patent/US5771125A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004084281A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Nikon Corporation | 投影光学系、露光装置、および露光方法 |
| US7457042B2 (en) | 2003-03-17 | 2008-11-25 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR980005326A (ko) | 1998-03-30 |
| US5771125A (en) | 1998-06-23 |
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