JP2003202494A - 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 両側テレセントリックとしながらも、使用す
る硝材の露光光の吸収による結像性能の悪化を抑え、か
つ十分大きな開口数と広い露光領域とを確保しつつ、諸
収差良好に補正し得る投影光学系を提供する。 【解決手段】 第１物体Ｒのパターンを第２物体Ｗ上に
投影する投影光学系において、前記投影光学系は、屈折
率１．５７以上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、前
記投影光学系を構成する最像側の負レンズＬ５１１が、
該最像側の負レンズの焦点距離をｆ、前記第１物体から
前記第２物体までの距離をＬ、前記最像側の負レンズの
屈折率をｎとするとき、|f/L|< 0.25、n≦1.55の条件式
を満たし、前記投影光学系内に少なくとも１面の非球面
（ＡＳＰ１〜ＡＳＰ４）を有することを特徴とする。
る硝材の露光光の吸収による結像性能の悪化を抑え、か
つ十分大きな開口数と広い露光領域とを確保しつつ、諸
収差良好に補正し得る投影光学系を提供する。 【解決手段】 第１物体Ｒのパターンを第２物体Ｗ上に
投影する投影光学系において、前記投影光学系は、屈折
率１．５７以上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、前
記投影光学系を構成する最像側の負レンズＬ５１１が、
該最像側の負レンズの焦点距離をｆ、前記第１物体から
前記第２物体までの距離をＬ、前記最像側の負レンズの
屈折率をｎとするとき、|f/L|< 0.25、n≦1.55の条件式
を満たし、前記投影光学系内に少なくとも１面の非球面
（ＡＳＰ１〜ＡＳＰ４）を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、１物体のパター
ンの像を第２物体上に投影するための投影光学系、この
投影光学系を備え、半導体素子、液晶表示素子等を製造
するためのリソグラフィ工程中でマスクのパターンを基
板上に転写する際に使用される露光装置、及びこの露光
装置を用いたデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表
示素子、薄膜磁気ヘッド等）の製造方法に関するもので
ある。
ンの像を第２物体上に投影するための投影光学系、この
投影光学系を備え、半導体素子、液晶表示素子等を製造
するためのリソグラフィ工程中でマスクのパターンを基
板上に転写する際に使用される露光装置、及びこの露光
装置を用いたデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表
示素子、薄膜磁気ヘッド等）の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等を製造する際に、マスクと
してのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、
レジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）
上に転写する一括露光型（ステッパー等）、ステップ・
アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装
置が使用されている。半導体集積回路等のパターンの微
細化が進むに従って、その種の露光装置に備えられてい
る投影光学系に対しては特に解像力の向上が望まれてい
る。投影光学系の解像力を向上させるには、露光波長を
より短くするか、あるいは開口数（Ｎ．Ａ．）を大きく
することが考えられる。
してのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、
レジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）
上に転写する一括露光型（ステッパー等）、ステップ・
アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装
置が使用されている。半導体集積回路等のパターンの微
細化が進むに従って、その種の露光装置に備えられてい
る投影光学系に対しては特に解像力の向上が望まれてい
る。投影光学系の解像力を向上させるには、露光波長を
より短くするか、あるいは開口数（Ｎ．Ａ．）を大きく
することが考えられる。
【０００３】そこで近年、露光光については、水銀ラン
プのｇ線（436nm）から、ｉ線（365nm）が主に用いられ
るようになってきており、更に最近ではより短波長へ露
光光は移行してきており、短波長の露光光のもとで使用
できる投影光学系が開発されている。また、投影光学系
においては、解像力の向上と共に、像歪の低減要求も一
段と厳しくなってきている。ここで、像歪とは、投影光
学系に起因するディストーション（歪曲収差）によるも
のの他、投影光学系の像側で焼き付けられるウエハの反
り等によるものと、投影光学系の物体側で回路パターン
等が描かれているレチクルの反りによるものがある。
プのｇ線（436nm）から、ｉ線（365nm）が主に用いられ
るようになってきており、更に最近ではより短波長へ露
光光は移行してきており、短波長の露光光のもとで使用
できる投影光学系が開発されている。また、投影光学系
においては、解像力の向上と共に、像歪の低減要求も一
段と厳しくなってきている。ここで、像歪とは、投影光
学系に起因するディストーション（歪曲収差）によるも
のの他、投影光学系の像側で焼き付けられるウエハの反
り等によるものと、投影光学系の物体側で回路パターン
等が描かれているレチクルの反りによるものがある。
【０００４】近年益々転写パターンの微細化が進み、像
歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。そこで、
ウエハの反りによる像歪への影響を少なくするために、
投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させる、
所謂像側テレセントリック光学系が従来より用いられて
きた。一方、レチクルの反りによる像歪の軽減について
も、投影光学系の入射瞳位置を物体面から遠くに位置さ
せる、所謂物体側テレセントリック光学系にすることが
考えられ、またそのように投影光学系の入射瞳位置を物
体面から比較的遠くに位置させる提案がなされている。
歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。そこで、
ウエハの反りによる像歪への影響を少なくするために、
投影光学系の像側での射出瞳位置を遠くに位置させる、
所謂像側テレセントリック光学系が従来より用いられて
きた。一方、レチクルの反りによる像歪の軽減について
も、投影光学系の入射瞳位置を物体面から遠くに位置さ
せる、所謂物体側テレセントリック光学系にすることが
考えられ、またそのように投影光学系の入射瞳位置を物
体面から比較的遠くに位置させる提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解像力を向上させるた
めに短波長の露光光を用いる場合には、投影光学系を構
成する硝材の透過率の低下が問題となり、高透過率を確
保するために使用できる硝材も限られたものになってき
ている。更に、透過率の低下は光量の損失になるばかり
でなく、損失の一部は硝材に吸収され、熱に変ることで
内部の屈折率の変化やレンズ面の変形となり、結果的に
は結像性能を低下させる要因となっていた。また、広フ
ィールドで高い解像力を得るには色収差の補正が必要で
あるが、限られた硝材において色収差を低減することは
極めて困難であった。
めに短波長の露光光を用いる場合には、投影光学系を構
成する硝材の透過率の低下が問題となり、高透過率を確
保するために使用できる硝材も限られたものになってき
ている。更に、透過率の低下は光量の損失になるばかり
でなく、損失の一部は硝材に吸収され、熱に変ることで
内部の屈折率の変化やレンズ面の変形となり、結果的に
は結像性能を低下させる要因となっていた。また、広フ
ィールドで高い解像力を得るには色収差の補正が必要で
あるが、限られた硝材において色収差を低減することは
極めて困難であった。
【０００６】この発明の課題は、両側テレセントリック
としながらも、使用する硝材の露光光の吸収による結像
性能の悪化を抑え、かつ十分大きな開口数と広い露光領
域とを確保しつつ、諸収差を極めて良好に補正し得る投
影光学系、それを備えた露光装置及びデバイス製造方法
を提供することである。
としながらも、使用する硝材の露光光の吸収による結像
性能の悪化を抑え、かつ十分大きな開口数と広い露光領
域とを確保しつつ、諸収差を極めて良好に補正し得る投
影光学系、それを備えた露光装置及びデバイス製造方法
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の投影光学
系は、第１物体のパターンを第２物体上に投影する投影
光学系において、前記投影光学系は、屈折率１．５７以
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、前記投影光学系
を構成する最像側の負レンズが、該最像側の負レンズの
焦点距離をｆ、前記第１物体から前記第２物体までの距
離をＬ、前記最像側の負レンズの屈折率をｎとすると
き、 |f/L|< 0.25、n≦1.55 の条件式を満たし、前記投影光学系内に少なくとも１面
の非球面を有することを特徴とする。ここで像側のレン
ズは、露光光のエネルギー密度が高い所に位置するレン
ズである。また硝材（光学硝子）においては、一般的に
低屈折率のものほど、短波長での透過率が高く、アッベ
数も大きい。
系は、第１物体のパターンを第２物体上に投影する投影
光学系において、前記投影光学系は、屈折率１．５７以
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、前記投影光学系
を構成する最像側の負レンズが、該最像側の負レンズの
焦点距離をｆ、前記第１物体から前記第２物体までの距
離をＬ、前記最像側の負レンズの屈折率をｎとすると
き、 |f/L|< 0.25、n≦1.55 の条件式を満たし、前記投影光学系内に少なくとも１面
の非球面を有することを特徴とする。ここで像側のレン
ズは、露光光のエネルギー密度が高い所に位置するレン
ズである。また硝材（光学硝子）においては、一般的に
低屈折率のものほど、短波長での透過率が高く、アッベ
数も大きい。
【０００８】この請求項１記載の投影光学系によれば、
投影光学系が屈折率１．５７以上の屈折率の高い硝材を
含んでいることから諸収差の補正を良好に行うことがで
きる。また最像側の負レンズ、即ち露光光のエネルギー
密度が高いところに位置する負レンズが、|f/L|< 0.2
5、n≦1.55の条件式を満たす。即ち最像側の負レンズが
適切な負のパワーを有し、かつ屈折率が低いため、露光
光のエネルギー密度が高い所に位置するレンズでありな
がら高い透過率を確保することができ、かつ色による像
面湾曲収差（波長が変化したときの像面湾曲収差の変
化）の補正を良好に行うことができる。
投影光学系が屈折率１．５７以上の屈折率の高い硝材を
含んでいることから諸収差の補正を良好に行うことがで
きる。また最像側の負レンズ、即ち露光光のエネルギー
密度が高いところに位置する負レンズが、|f/L|< 0.2
5、n≦1.55の条件式を満たす。即ち最像側の負レンズが
適切な負のパワーを有し、かつ屈折率が低いため、露光
光のエネルギー密度が高い所に位置するレンズでありな
がら高い透過率を確保することができ、かつ色による像
面湾曲収差（波長が変化したときの像面湾曲収差の変
化）の補正を良好に行うことができる。
【０００９】また、請求項２記載の投影光学系は、前記
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズのアッベ数を
νｇとするとき、 νg>50 の条件式を更に満たすことを特徴とする。この請求項２
記載の投影光学系によれば、最像側の負レンズがνg>50
の条件式を満たす。即ち、最像側の負レンズの硝材にア
ッベ数が高いものが用いられているため、色による像面
湾曲収差の補正を良好に行うことができる。
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズのアッベ数を
νｇとするとき、 νg>50 の条件式を更に満たすことを特徴とする。この請求項２
記載の投影光学系によれば、最像側の負レンズがνg>50
の条件式を満たす。即ち、最像側の負レンズの硝材にア
ッベ数が高いものが用いられているため、色による像面
湾曲収差の補正を良好に行うことができる。
【００１０】また、請求項３記載の投影光学系は、前記
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズのアッベ数を
νｇとするとき、 νg>60 の条件式を更に満たすことを特徴とする。この請求項３
記載の投影光学系によれば、最像側の負レンズがνg>60
の条件式を満たす。即ち、最像側の負レンズの硝材にア
ッベ数が更に高いものが用いられているため、色による
像面湾曲収差の補正を更に良好に行うことができる。
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズのアッベ数を
νｇとするとき、 νg>60 の条件式を更に満たすことを特徴とする。この請求項３
記載の投影光学系によれば、最像側の負レンズがνg>60
の条件式を満たす。即ち、最像側の負レンズの硝材にア
ッベ数が更に高いものが用いられているため、色による
像面湾曲収差の補正を更に良好に行うことができる。
【００１１】また、請求項４記載の投影光学系は、第１
物体のパターンを第２物体上に投影する投影光学系にお
いて、前記投影光学系は、屈折率１．５７以上の硝材を
含む複数種類の硝材を有し、前記投影光学系を構成する
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズの焦点距離を
ｆ、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前
記最像側の負レンズのアッベ数をνｇとするとき、 |f/L|< 0.25、νg>60 の条件式を満たすことを特徴とする。
物体のパターンを第２物体上に投影する投影光学系にお
いて、前記投影光学系は、屈折率１．５７以上の硝材を
含む複数種類の硝材を有し、前記投影光学系を構成する
最像側の負レンズが、該最像側の負レンズの焦点距離を
ｆ、前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前
記最像側の負レンズのアッベ数をνｇとするとき、 |f/L|< 0.25、νg>60 の条件式を満たすことを特徴とする。
【００１２】この請求項４記載の投影光学系によれば、
投影光学系が屈折率１．５７以上の屈折率の高い硝材を
含んでいることから諸収差の補正を良好に行うことがで
きる。また最像側の負レンズ、即ち露光光のエネルギー
密度が高いところに位置する負レンズが、|f/L|< 0.2
5、νg>60の条件式を満たす。即ち最像側の負レンズが
適切な負のパワーを有し、かつアッベ数が高いため、露
光光のエネルギー密度が高い所に位置するレンズであり
ながら高い透過率を確保することができ、かつ色による
像面湾曲収差の補正を良好に行うことができる。
投影光学系が屈折率１．５７以上の屈折率の高い硝材を
含んでいることから諸収差の補正を良好に行うことがで
きる。また最像側の負レンズ、即ち露光光のエネルギー
密度が高いところに位置する負レンズが、|f/L|< 0.2
5、νg>60の条件式を満たす。即ち最像側の負レンズが
適切な負のパワーを有し、かつアッベ数が高いため、露
光光のエネルギー密度が高い所に位置するレンズであり
ながら高い透過率を確保することができ、かつ色による
像面湾曲収差の補正を良好に行うことができる。
【００１３】また、請求項５記載の投影光学系は、前記
投影光学系内に少なくとも１面の非球面を有することを
特徴とする。この請求項５記載の投影光学系によれば、
投影光学系内に少なくとも１面の非球面を有するため、
色による像面湾曲収差の補正の自由度を高めることがで
きる。
投影光学系内に少なくとも１面の非球面を有することを
特徴とする。この請求項５記載の投影光学系によれば、
投影光学系内に少なくとも１面の非球面を有するため、
色による像面湾曲収差の補正の自由度を高めることがで
きる。
【００１４】また、請求項６記載の投影光学系は、前記
第１物体側から、負レンズを１枚以上含む正レンズ群で
ある第１レンズ群と、負レンズを２枚以上含む負レンズ
群である第２レンズ群と、正レンズを３枚以上含む正レ
ンズ群である第３レンズ群と、負レンズを２枚以上含む
負レンズ群である第４レンズ群と、負レンズを２枚以上
含み、かつ正レンズを３枚以上含む正レンズ群である第
５レンズ群により構成されることを特徴とする。
第１物体側から、負レンズを１枚以上含む正レンズ群で
ある第１レンズ群と、負レンズを２枚以上含む負レンズ
群である第２レンズ群と、正レンズを３枚以上含む正レ
ンズ群である第３レンズ群と、負レンズを２枚以上含む
負レンズ群である第４レンズ群と、負レンズを２枚以上
含み、かつ正レンズを３枚以上含む正レンズ群である第
５レンズ群により構成されることを特徴とする。
【００１５】この請求項６記載の投影光学系によれば、
ディストーション、高次の像面湾曲、高次の球面収差や
コマ収差の発生を抑えながら、コンパクトな投影光学系
を実現することができる。
ディストーション、高次の像面湾曲、高次の球面収差や
コマ収差の発生を抑えながら、コンパクトな投影光学系
を実現することができる。
【００１６】また、請求項７記載の投影光学系は、前記
第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、
前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群の屈折力が、前
記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の
焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群
の焦点距離をｆ５、前記第１物体から前記第２物体まで
の距離をＬとするとき、 0.04＜f1/L＜0.4 0.015＜-f2/L＜0.15 0.02＜f3/L＜0.2 0.015＜-f4/L＜0.15 0.03＜f5/L＜0.3 の条件式を満たすことを特徴とする。
第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、
前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群の屈折力が、前
記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の
焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群
の焦点距離をｆ５、前記第１物体から前記第２物体まで
の距離をＬとするとき、 0.04＜f1/L＜0.4 0.015＜-f2/L＜0.15 0.02＜f3/L＜0.2 0.015＜-f4/L＜0.15 0.03＜f5/L＜0.3 の条件式を満たすことを特徴とする。
【００１７】ここで、0.04＜f1/L＜0.4の条件式は、第
１レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この
第１レンズ群が0.04＜f1/L＜0.4の条件式を満たすこと
により、投影光学系のディストーションを良好に補正す
ることができる。また、0.015＜-f2/L＜0.15の条件式
は、第２レンズ群の最適な屈折力を規定するものであ
る。この第２レンズ群が0.015＜-f2/L＜0.15の条件式を
満たすことにより、投影光学系の高次の像面湾曲を良好
に補正することができる。また、0.02＜f3/L＜0.2の条
件式は、第３レンズ群の最適な屈折力を規定するもので
ある。この第３レンズ群が0.02＜f3/L＜0.2の条件式を
満たすことにより、投影光学系の長大化を招くことなく
投影光学系の高次の球面収差やディストーションを良好
に補正することができる。
１レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この
第１レンズ群が0.04＜f1/L＜0.4の条件式を満たすこと
により、投影光学系のディストーションを良好に補正す
ることができる。また、0.015＜-f2/L＜0.15の条件式
は、第２レンズ群の最適な屈折力を規定するものであ
る。この第２レンズ群が0.015＜-f2/L＜0.15の条件式を
満たすことにより、投影光学系の高次の像面湾曲を良好
に補正することができる。また、0.02＜f3/L＜0.2の条
件式は、第３レンズ群の最適な屈折力を規定するもので
ある。この第３レンズ群が0.02＜f3/L＜0.2の条件式を
満たすことにより、投影光学系の長大化を招くことなく
投影光学系の高次の球面収差やディストーションを良好
に補正することができる。
【００１８】また、0.015＜-f4/L＜0.15の条件式は、第
４レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この
第４レンズ群が0.015＜-f4/L＜0.15の条件式を満たすこ
とにより、投影光学系に高次の球面収差やコマ収差を発
生させることなく、高次の像面湾曲を良好に補正するこ
とができる。更に、0.03＜f5/L＜0.3の条件式は、第５
レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この第
５レンズ群が0.03＜f5/L＜0.3の条件式を満たすことに
より、投影光学系に高次の球面収差を発生させることな
くコンパクトな投影光学系を実現することができる。
４レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この
第４レンズ群が0.015＜-f4/L＜0.15の条件式を満たすこ
とにより、投影光学系に高次の球面収差やコマ収差を発
生させることなく、高次の像面湾曲を良好に補正するこ
とができる。更に、0.03＜f5/L＜0.3の条件式は、第５
レンズ群の最適な屈折力を規定するものである。この第
５レンズ群が0.03＜f5/L＜0.3の条件式を満たすことに
より、投影光学系に高次の球面収差を発生させることな
くコンパクトな投影光学系を実現することができる。
【００１９】また、請求項８記載の露光装置は、請求項
１〜請求項７の何れか一項に記載の投影光学系と、前記
第１物体としてのマスク及び前記第２物体としての基板
を位置決めするステージ系と、前記マスクを照明する照
明光学系とを備え、前記照明光学系からの露光光により
前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前
記基板上に投影することを特徴とする。
１〜請求項７の何れか一項に記載の投影光学系と、前記
第１物体としてのマスク及び前記第２物体としての基板
を位置決めするステージ系と、前記マスクを照明する照
明光学系とを備え、前記照明光学系からの露光光により
前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前
記基板上に投影することを特徴とする。
【００２０】この請求項８記載の露光装置によれば、投
影光学系が大きい開口数で、かつ両側テレセントリック
に構成されているため、高い解像度が得られると共に、
マスクや基板に反りが生じても投影倍率が変化すること
を防止できる。また、広い露光領域が得られるため、大
きなチップパターンを一度に露光することができる。更
にエネルギー密度の高い所に位置するレンズに、低屈折
率で透過率の高い硝材を使用することで、硝材の吸収に
よって生じる結像性能の悪化を抑制し高い結像性能を得
ることができる。また像側の負レンズに、低屈折率硝材
を使用することで、広フィールドの投影光学系に発生し
がちな色による像面湾曲収差を補正でき高い結像性能を
得ることができる。
影光学系が大きい開口数で、かつ両側テレセントリック
に構成されているため、高い解像度が得られると共に、
マスクや基板に反りが生じても投影倍率が変化すること
を防止できる。また、広い露光領域が得られるため、大
きなチップパターンを一度に露光することができる。更
にエネルギー密度の高い所に位置するレンズに、低屈折
率で透過率の高い硝材を使用することで、硝材の吸収に
よって生じる結像性能の悪化を抑制し高い結像性能を得
ることができる。また像側の負レンズに、低屈折率硝材
を使用することで、広フィールドの投影光学系に発生し
がちな色による像面湾曲収差を補正でき高い結像性能を
得ることができる。
【００２１】また、請求項９記載のデバイスの製造方法
は、基板上に感光材料を塗布する第１工程と、請求項８
記載の露光装置の前記前記投影光学系を介して、前記基
板上に前記マスクのパターンの像を投影する第２工程
と、前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と、
該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の
回路パターンを形成する第４工程とを有することを特徴
とする。この請求項９記載のデバイスの製造方法によれ
ば、基板上において高い解像度でデバイス用の回路パタ
ーンを形成することができる。
は、基板上に感光材料を塗布する第１工程と、請求項８
記載の露光装置の前記前記投影光学系を介して、前記基
板上に前記マスクのパターンの像を投影する第２工程
と、前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と、
該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の
回路パターンを形成する第４工程とを有することを特徴
とする。この請求項９記載のデバイスの製造方法によれ
ば、基板上において高い解像度でデバイス用の回路パタ
ーンを形成することができる。
【００２２】
【発明の実施形態】以下、図面を参照して、この発明の
実施の形態について説明する。図１は、投影光学系を備
えた投影露光装置の構成を示す図である。
実施の形態について説明する。図１は、投影光学系を備
えた投影露光装置の構成を示す図である。
【００２３】図１に示すように、投影光学系ＰＬの物体
面には所定の回路パターンが形成された投影原版として
レチクルＲが配置され、投影光学系ＰＬの像面には、基
板としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷが配置
されている。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保
持され、ウエハＷはウエハステージＷＳ上に保持されて
いる。レチクルＲの上方には、レチクルＲを均一照明す
るための照明光学装置ＩＳが配置されている。
面には所定の回路パターンが形成された投影原版として
レチクルＲが配置され、投影光学系ＰＬの像面には、基
板としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷが配置
されている。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保
持され、ウエハＷはウエハステージＷＳ上に保持されて
いる。レチクルＲの上方には、レチクルＲを均一照明す
るための照明光学装置ＩＳが配置されている。
【００２４】投影光学系ＰＬは、瞳位置近傍に可変の開
口絞りＡＳを有すると共に、レチクルＲ側及びウエハＷ
側において、実質的にテレセントリックとなっている。
照明光学装置ＩＳは、露光光の照度分布を均一化するた
めのフライアイレンズ、照明系開口絞り、可変視野絞り
（レチクルブラインド）、及びコンデンサレンズ系等か
ら構成されている。照明光学装置ＩＳから供給される露
光光は、レチクルＲを照明し、投影光学系ＰＬの瞳位置
には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成され、所謂ケ
ーラー照明が行われる。そして、ケーラー照明されたレ
チクルＲのパターンの像が、投影光学系ＰＬを介して投
影倍率で縮小されてウエハＷ上に露光（転写）される。
口絞りＡＳを有すると共に、レチクルＲ側及びウエハＷ
側において、実質的にテレセントリックとなっている。
照明光学装置ＩＳは、露光光の照度分布を均一化するた
めのフライアイレンズ、照明系開口絞り、可変視野絞り
（レチクルブラインド）、及びコンデンサレンズ系等か
ら構成されている。照明光学装置ＩＳから供給される露
光光は、レチクルＲを照明し、投影光学系ＰＬの瞳位置
には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成され、所謂ケ
ーラー照明が行われる。そして、ケーラー照明されたレ
チクルＲのパターンの像が、投影光学系ＰＬを介して投
影倍率で縮小されてウエハＷ上に露光（転写）される。
【００２５】図２は、第１の実施例にかかる投影光学系
のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第１物
体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及び正
レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成される
正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０１，
Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負レン
ズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ３０
２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５，Ｌ３０６により構
成される正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レンズＬ
４０１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レンズ
群（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０５，Ｌ５０
９，Ｌ５１１及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５０
３，Ｌ５０４，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０８，Ｌ５１
０，Ｌ５１２により構成される正レンズ群（第５レンズ
群）Ｇ５の５群によって構成されている。そして、レチ
クル（物体面）Ｒ側及び第２物体としてのウエハ（像
面）Ｗ側の両方でテレセントリックとなっている。
のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第１物
体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及び正
レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成される
正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０１，
Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負レン
ズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ３０
２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５，Ｌ３０６により構
成される正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レンズＬ
４０１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レンズ
群（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０５，Ｌ５０
９，Ｌ５１１及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５０
３，Ｌ５０４，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０８，Ｌ５１
０，Ｌ５１２により構成される正レンズ群（第５レンズ
群）Ｇ５の５群によって構成されている。そして、レチ
クル（物体面）Ｒ側及び第２物体としてのウエハ（像
面）Ｗ側の両方でテレセントリックとなっている。
【００２６】また、投影光学系ＰＬ内に非球面ＡＳＰ１
〜ＡＳＰ４を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の
負レンズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面Ａ
ＳＰ３として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レ
ンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されている。
〜ＡＳＰ４を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の
負レンズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面Ａ
ＳＰ３として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レ
ンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されている。
【００２７】この投影光学系ＰＬは、屈折率１．５７以
上の硝材を含む複数種類の硝材を有しており、最像側の
負レンズＬ５１１が、この最像側の負レンズＬ５１１の
焦点距離をｆ、レチクルＲからウエハＷまでの距離を
Ｌ、最像側の負レンズＬ５１１の屈折率をｎとすると
き、 |f/L|< 0.25 …（１） n≦1.55 …（２） の条件式を満たす。この条件式（１）、（２）を満たす
最像側の負レンズＬ５１１は適切な負のパワーを有して
いる。ここで硝材（光学硝子）においては、一般的に低
屈折率のものほど、短波長での透過率が高い。また最像
側のレンズ付近は、露光光のエネルギー密度が高くなっ
ている。更に硝材（光学硝子）においては、一般的に低
屈折率のものほど、アッベ数が大きい。従って、条件式
（１）、（２）を満たす最像側の負レンズＬ５１１によ
って、露光光のエネルギー密度が高い所に位置するレン
ズでありながら、高い透過率を確保することができ、か
つ色による像面湾曲収差の補正を良好に行うことができ
る。即ち、色の像面湾曲の曲がり又は色に関する高次収
差の補正を良好に行うことができる。
上の硝材を含む複数種類の硝材を有しており、最像側の
負レンズＬ５１１が、この最像側の負レンズＬ５１１の
焦点距離をｆ、レチクルＲからウエハＷまでの距離を
Ｌ、最像側の負レンズＬ５１１の屈折率をｎとすると
き、 |f/L|< 0.25 …（１） n≦1.55 …（２） の条件式を満たす。この条件式（１）、（２）を満たす
最像側の負レンズＬ５１１は適切な負のパワーを有して
いる。ここで硝材（光学硝子）においては、一般的に低
屈折率のものほど、短波長での透過率が高い。また最像
側のレンズ付近は、露光光のエネルギー密度が高くなっ
ている。更に硝材（光学硝子）においては、一般的に低
屈折率のものほど、アッベ数が大きい。従って、条件式
（１）、（２）を満たす最像側の負レンズＬ５１１によ
って、露光光のエネルギー密度が高い所に位置するレン
ズでありながら、高い透過率を確保することができ、か
つ色による像面湾曲収差の補正を良好に行うことができ
る。即ち、色の像面湾曲の曲がり又は色に関する高次収
差の補正を良好に行うことができる。
【００２８】更に、最像側の負レンズＬ５１１が、νｇ
>50 …（３）の条件式を満たすように、更に好まし
くは、νｇ>60 …（４）の条件式を満たすように構
成されている。ここで、νｇは最像側の負レンズのアッ
ベ数であり、アッベ数は、以下の数式で定義される。
>50 …（３）の条件式を満たすように、更に好まし
くは、νｇ>60 …（４）の条件式を満たすように構
成されている。ここで、νｇは最像側の負レンズのアッ
ベ数であり、アッベ数は、以下の数式で定義される。
【００２９】νg=(nd-1)/(ng-nd)
nd:d線(587.6nm)の屈折率
ng:g線(435.8nm)の屈折率
最像側の負レンズＬ５１１が条件式（３）、更には
（４）を満たすため、色による像面湾曲収差の補正を更
に良好に行うことができる。
（４）を満たすため、色による像面湾曲収差の補正を更
に良好に行うことができる。
【００３０】上述のように、この投影光学系ＰＬは、第
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群(第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５)の屈折力が以下の条件式を満たすように構成さ
れている。
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群(第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５)の屈折力が以下の条件式を満たすように構成さ
れている。
【００３１】
0.04＜f1/L＜0.4 …（５）
0.015＜-f2/L＜0.15 …（６）
0.02＜f3/L＜0.2 …（７）
0.015＜-f4/L＜0.15 …（８）
0.03＜f5/L＜0.3 …（９）
この条件式において、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距
離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、ｆ３は第３レ
ンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点
距離、ｆ５は第５レンズ群Ｇ５の焦点距離、Ｌはレチク
ルＲ（第１物体）からウエハＷ（第２物体）までの距離
を示す。
離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、ｆ３は第３レ
ンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点
距離、ｆ５は第５レンズ群Ｇ５の焦点距離、Ｌはレチク
ルＲ（第１物体）からウエハＷ（第２物体）までの距離
を示す。
【００３２】上述の条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
ＰＬのディストーションを良好に補正することができ
る。即ち、f1/Lの値が条件式（５）の上限を超えると、
第１レンズ群Ｇ１で発生する正のディストーションが、
第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群
Ｇ５で発生する負のディストーションを補正しきれなく
なるため好ましくない。一方、f1/Lの値が条件式（５）
の下限を超えると、高次の正のディストーションが発生
する要因となるため好ましくない。なお、第１レンズ群
Ｇ１に含まれる非球面（正レンズＬ１０４のウエハＷ側
のレンズ面）ＡＳＰ１は、投影光学系ＰＬのディストー
ションの良好な補正に寄与している。
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
ＰＬのディストーションを良好に補正することができ
る。即ち、f1/Lの値が条件式（５）の上限を超えると、
第１レンズ群Ｇ１で発生する正のディストーションが、
第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群
Ｇ５で発生する負のディストーションを補正しきれなく
なるため好ましくない。一方、f1/Lの値が条件式（５）
の下限を超えると、高次の正のディストーションが発生
する要因となるため好ましくない。なお、第１レンズ群
Ｇ１に含まれる非球面（正レンズＬ１０４のウエハＷ側
のレンズ面）ＡＳＰ１は、投影光学系ＰＬのディストー
ションの良好な補正に寄与している。
【００３３】また、上述の条件式（６）は、第２レンズ
群Ｇ２の最適な屈折力を規定するものである。この第２
レンズ群Ｇ２が条件式（６）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの高次の像面湾曲を良好に補正することがで
きる。即ち、-f2/Lの値が条件式（６）の上限を超える
と、高次の像面湾曲の補正が不十分となり、像面の平坦
化の達成が困難となるため好ましくない。一方、-f2/L
の値が条件式（６）の下限を超えると、負のディストー
ションの発生が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１、第３レ
ンズ群Ｇ３だけでは、この大きな負のディストーション
の良好な補正が困難となるため好ましくない。なお、第
２レンズ群Ｇ２に含まれる非球面（負レンズＬ２０３の
ウエハＷ側のレンズ面）ＡＳＰ２は、投影光学系ＰＬの
高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
群Ｇ２の最適な屈折力を規定するものである。この第２
レンズ群Ｇ２が条件式（６）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの高次の像面湾曲を良好に補正することがで
きる。即ち、-f2/Lの値が条件式（６）の上限を超える
と、高次の像面湾曲の補正が不十分となり、像面の平坦
化の達成が困難となるため好ましくない。一方、-f2/L
の値が条件式（６）の下限を超えると、負のディストー
ションの発生が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１、第３レ
ンズ群Ｇ３だけでは、この大きな負のディストーション
の良好な補正が困難となるため好ましくない。なお、第
２レンズ群Ｇ２に含まれる非球面（負レンズＬ２０３の
ウエハＷ側のレンズ面）ＡＳＰ２は、投影光学系ＰＬの
高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
【００３４】また、上述の条件式（７）は、第３レンズ
群Ｇ３の最適な屈折力を規定するものである。この第３
レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影光学系ＰＬの高
次の球面収差やディストーションを良好に補正すること
ができる。即ち、f3/Lの値が条件式（７）の上限を超え
ると、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とで形成す
る望遠系の望遠比（telehoto ratio）が大きくなり、投
影光学系ＰＬの長大化を招くと共に、第３レンズ群Ｇ３
で発生する正のディストーションの発生量が小さくな
り、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レン
ズ群Ｇ５で発生する負のディストーションを良好に補正
できなくなるため好ましくない。一方、f3/Lの値が条件
式（７）の下限を超えると、高次の球面収差が発生し良
好な結像性能をレチクルＲ（第２物体）上で得ることが
できなくなるため好ましくない。
群Ｇ３の最適な屈折力を規定するものである。この第３
レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影光学系ＰＬの高
次の球面収差やディストーションを良好に補正すること
ができる。即ち、f3/Lの値が条件式（７）の上限を超え
ると、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とで形成す
る望遠系の望遠比（telehoto ratio）が大きくなり、投
影光学系ＰＬの長大化を招くと共に、第３レンズ群Ｇ３
で発生する正のディストーションの発生量が小さくな
り、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レン
ズ群Ｇ５で発生する負のディストーションを良好に補正
できなくなるため好ましくない。一方、f3/Lの値が条件
式（７）の下限を超えると、高次の球面収差が発生し良
好な結像性能をレチクルＲ（第２物体）上で得ることが
できなくなるため好ましくない。
【００３５】また、上述の条件式（８）は、第４レンズ
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。即ち、-f4/Lの値が条件式（８）の上限を超える
と、高次の像面湾曲の補正が不十分となり、像面の平坦
化の悪化を招くため好ましくない。一方、-f4/Lの値が
条件式（８）の下限を超えると、高次の球面収差やコマ
収差の発生する要因となるため好ましくない。なお、第
４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レンズＬ４０２の
レチクルＲ側のレンズ面）ＡＳＰ３は、投影光学系ＰＬ
の高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。即ち、-f4/Lの値が条件式（８）の上限を超える
と、高次の像面湾曲の補正が不十分となり、像面の平坦
化の悪化を招くため好ましくない。一方、-f4/Lの値が
条件式（８）の下限を超えると、高次の球面収差やコマ
収差の発生する要因となるため好ましくない。なお、第
４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レンズＬ４０２の
レチクルＲ側のレンズ面）ＡＳＰ３は、投影光学系ＰＬ
の高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
【００３６】更に、上述の条件式（９）は、第５レンズ
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。即
ち、f5/Lの値が条件式（９）の上限を超えると、第５レ
ンズ群Ｇ５全体の屈折力が弱くなり過ぎ、結果的に投影
光学系ＰＬの長大化を招くため好ましくない。一方、f5
/Lの値が条件式（９）の下限を超えると、高次の球面収
差が発生し、レチクルＲ上の像のコントラストの悪化を
招くため好ましくない。なお、第５レンズ群Ｇ５に含ま
れる非球面（負レンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ
面）ＡＳＰ４は、投影光学系ＰＬの高次の球面収差の発
生の抑制に寄与している。
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。即
ち、f5/Lの値が条件式（９）の上限を超えると、第５レ
ンズ群Ｇ５全体の屈折力が弱くなり過ぎ、結果的に投影
光学系ＰＬの長大化を招くため好ましくない。一方、f5
/Lの値が条件式（９）の下限を超えると、高次の球面収
差が発生し、レチクルＲ上の像のコントラストの悪化を
招くため好ましくない。なお、第５レンズ群Ｇ５に含ま
れる非球面（負レンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ
面）ＡＳＰ４は、投影光学系ＰＬの高次の球面収差の発
生の抑制に寄与している。
【００３７】次に、第１の実施例にかかる投影光学系の
諸元値を表１、表２、表３に示す。ただし、表１におい
て、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群Ｇ
１の最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、
ＷＤは第５レンズ群Ｇ５の最もウエハＷ（第２物体）側
のレンズ面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距
離）、βは投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学
系のウエハＷ側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエ
ハＷ面における円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌ
は物像間（レチクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距
離である。
諸元値を表１、表２、表３に示す。ただし、表１におい
て、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群Ｇ
１の最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、
ＷＤは第５レンズ群Ｇ５の最もウエハＷ（第２物体）側
のレンズ面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距
離）、βは投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学
系のウエハＷ側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエ
ハＷ面における円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌ
は物像間（レチクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距
離である。
【００３８】
【表１】
また、表２において、Ｎｏ．はレチクルＲ（第１物体）
側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率半
径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上の
間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折率、
νｇはアッベ数をそれぞれ示している。
側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率半
径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上の
間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折率、
νｇはアッベ数をそれぞれ示している。
【００３９】
【表２】
また、表３において、非球面形状を表す係数を示す。こ
こで非球面形状を以下に示す数式１にて定義する。
こで非球面形状を以下に示す数式１にて定義する。
【００４０】
【数１】
ただし、Ｚはｓａｇ量、ｈは光軸からの距離、ｒは面頂
点の曲率半径、ｋは円錐係数（ｋ＝０の時は球面）であ
る。
点の曲率半径、ｋは円錐係数（ｋ＝０の時は球面）であ
る。
【００４１】
【表３】
また、表４において、第１の実施例にかかる上記条件式
（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
【００４２】
【表４】
図３は、第１の実施例にかかる投影光学系の縦収差及び
ディストーション（歪曲収差）を示し、図４は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系ＰＬのウエハＷ
側の開口数、field heightはウエハＷ側の像高を示して
おり、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジ
ェンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を
示している。なお、球面収差は実線が基準波長のｉ線(3
65.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一
点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示し
ている。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が
基準波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3n
m(368.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015
nm)の収差を示している。
ディストーション（歪曲収差）を示し、図４は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系ＰＬのウエハＷ
側の開口数、field heightはウエハＷ側の像高を示して
おり、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジ
ェンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を
示している。なお、球面収差は実線が基準波長のｉ線(3
65.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一
点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示し
ている。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が
基準波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3n
m(368.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015
nm)の収差を示している。
【００４３】この第１の実施例にかかる投影光学系は、
両側テレセントリックであるにも拘わらず、広い露光領
域の全てにおいて、特にディストーションが良好に補正
されていると共に、色も含めた収差もバランス良く補正
されていることが理解できる。
両側テレセントリックであるにも拘わらず、広い露光領
域の全てにおいて、特にディストーションが良好に補正
されていると共に、色も含めた収差もバランス良く補正
されていることが理解できる。
【００４４】次に、第２の実施例にかかる投影光学系の
構成を説明する。図５は、第２の実施例にかかる投影光
学系のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第
１物体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及
び正レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成さ
れる正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０
１，Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負
レンズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ
３０２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５，Ｌ３０６によ
り構成される正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レン
ズＬ４０１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レ
ンズ群（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０４，Ｌ５
０８，Ｌ５１０及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５
０３，Ｌ５０５，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０９，Ｌ５
１１により構成される正レンズ群（第５レンズ群）Ｇ５
の５群によって構成されている。
構成を説明する。図５は、第２の実施例にかかる投影光
学系のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第
１物体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及
び正レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成さ
れる正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０
１，Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負
レンズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ
３０２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５，Ｌ３０６によ
り構成される正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レン
ズＬ４０１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レ
ンズ群（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０４，Ｌ５
０８，Ｌ５１０及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５
０３，Ｌ５０５，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０９，Ｌ５
１１により構成される正レンズ群（第５レンズ群）Ｇ５
の５群によって構成されている。
【００４５】また、投影光学系ＰＬ内に非球面ＡＳＰ１
〜ＡＳＰ４を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の
負レンズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面Ａ
ＳＰ３として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レ
ンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されている。
〜ＡＳＰ４を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の
負レンズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面Ａ
ＳＰ３として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レ
ンズＬ５０８のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されている。
【００４６】この投影光学系ＰＬは、屈折率１．５７以
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、最像側の負レン
ズＬ５１０が、上述の条件式（１）、（２）を満たして
いる。従って、この条件式（１）、（２）を満たす最像
側の負レンズＬ５１０によって、露光光のエネルギー密
度が高い所に位置するレンズでありながら高い透過率を
確保し、かつ良好に色収差の補正を行うことができる。
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、最像側の負レン
ズＬ５１０が、上述の条件式（１）、（２）を満たして
いる。従って、この条件式（１）、（２）を満たす最像
側の負レンズＬ５１０によって、露光光のエネルギー密
度が高い所に位置するレンズでありながら高い透過率を
確保し、かつ良好に色収差の補正を行うことができる。
【００４７】更に、最像側の負レンズＬ５１０が、上述
の条件式（３）、好ましくは（４）を満たすように構成
されている。この条件式（３）、更には（４）を満たす
最像側の負レンズＬ５１０において、色による像面湾曲
収差の補正を良好に行うことができる。
の条件式（３）、好ましくは（４）を満たすように構成
されている。この条件式（３）、更には（４）を満たす
最像側の負レンズＬ５１０において、色による像面湾曲
収差の補正を良好に行うことができる。
【００４８】上述のように、この投影光学系ＰＬは、第
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群（第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５）の屈折力が、上述の条件式（５）〜（９）を満
たすように構成されている。
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群（第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５）の屈折力が、上述の条件式（５）〜（９）を満
たすように構成されている。
【００４９】上述の条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
ＰＬのディストーションを良好に補正することができ
る。なお、第１レンズ群Ｇ１に含まれる非球面（正レン
ズＬ１０４のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ１はディスト
ーションの良好な補正に寄与している。また、上述の条
件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２の最適な屈折力を規定
するものである。この第２レンズ群Ｇ２が条件式（６）
を満たすことにより、投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲
を良好に補正することができる。なお、第２レンズ群Ｇ
２に含まれる非球面（負レンズＬ２０３のウエハＷ側レ
ンズ面）ＡＳＰ２は投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲の
良好な補正に寄与している。また、上述の条件式（７）
は、第３レンズ群Ｇ３の最適な屈折力を規定するもので
ある。この第３レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすこ
とにより、投影光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影
光学系ＰＬの高次の球面収差やディストーションを良好
に補正することができる。
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
ＰＬのディストーションを良好に補正することができ
る。なお、第１レンズ群Ｇ１に含まれる非球面（正レン
ズＬ１０４のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ１はディスト
ーションの良好な補正に寄与している。また、上述の条
件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２の最適な屈折力を規定
するものである。この第２レンズ群Ｇ２が条件式（６）
を満たすことにより、投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲
を良好に補正することができる。なお、第２レンズ群Ｇ
２に含まれる非球面（負レンズＬ２０３のウエハＷ側レ
ンズ面）ＡＳＰ２は投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲の
良好な補正に寄与している。また、上述の条件式（７）
は、第３レンズ群Ｇ３の最適な屈折力を規定するもので
ある。この第３レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすこ
とにより、投影光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影
光学系ＰＬの高次の球面収差やディストーションを良好
に補正することができる。
【００５０】また、上述の条件式（８）は、第４レンズ
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。なお、第４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側レンズ面）ＡＳＰ３は、投影
光学系ＰＬの高次の像面湾曲の良好な補正に寄与してい
る。
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。なお、第４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側レンズ面）ＡＳＰ３は、投影
光学系ＰＬの高次の像面湾曲の良好な補正に寄与してい
る。
【００５１】更に、上述の条件式（９）は、第５レンズ
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。な
お、第５レンズ群Ｇ５に含まれる非球面（正レンズＬ５
０６のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ４は、投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差の発生の抑制に寄与している。
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。な
お、第５レンズ群Ｇ５に含まれる非球面（正レンズＬ５
０６のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ４は、投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差の発生の抑制に寄与している。
【００５２】次に、第２の実施例にかかる投影光学系の
諸元値を表５、表６、表７に示す。ただし、表５におい
て、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群の
最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、ＷＤ
は第５レンズ群の最もウエハＷ（第２物体）側のレンズ
面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距離）、βは
投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハ
W側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエハW面におけ
る円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌは物像間（レ
チクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距離である。
諸元値を表５、表６、表７に示す。ただし、表５におい
て、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群の
最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、ＷＤ
は第５レンズ群の最もウエハＷ（第２物体）側のレンズ
面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距離）、βは
投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハ
W側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエハW面におけ
る円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌは物像間（レ
チクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距離である。
【００５３】
【表５】
また，表６において、Ｎｏ．はレチクルＲ（第１物体）
側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率半
径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上の
間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折率、
νgをそれぞれ示している。
側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率半
径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上の
間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折率、
νgをそれぞれ示している。
【００５４】
【表６】
また，表７において、非球面形状を表す係数を示してい
る。非球面形状を定義する数式は上記第１の実施例にか
かる非球面形状定義する数式１と同一である。
る。非球面形状を定義する数式は上記第１の実施例にか
かる非球面形状定義する数式１と同一である。
【００５５】
【表７】
また、表８において、第２の実施例にかかる条件式
（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
【００５６】
【表８】
図６は、第２の実施例にかかる投影光学系の縦収差及び
ディストーション（歪曲収差）を示し、図７は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハＷ側の
開口数、field heightはウエハW側の像高を示してお
り、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジェ
ンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を示
している。なお、球面収差は実線が基準波長のｉ線(36
5.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一
点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示し
ている。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が
基準波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3n
m(368.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015
nm)の収差を示している。
ディストーション（歪曲収差）を示し、図７は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハＷ側の
開口数、field heightはウエハW側の像高を示してお
り、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジェ
ンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を示
している。なお、球面収差は実線が基準波長のｉ線(36
5.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一
点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示し
ている。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が
基準波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3n
m(368.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015
nm)の収差を示している。
【００５７】この第２の実施例にかかる投影光学系にお
いても、両側テレセントリックであるにも拘わらず、広
い露光領域の全てにおいて、特にディストーションが良
好に補正されていると共に、色も含めた収差もバランス
良く補正されていることが理解できる。
いても、両側テレセントリックであるにも拘わらず、広
い露光領域の全てにおいて、特にディストーションが良
好に補正されていると共に、色も含めた収差もバランス
良く補正されていることが理解できる。
【００５８】次に、第３の実施例にかかる投影光学系の
構成を説明する。図８は、第３の実施例にかかる投影光
学系のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第
１物体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及
び正レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成さ
れる正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０
１，Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負
レンズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ
３０２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５により構成され
る正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レンズＬ４０
１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レンズ群
（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０４，Ｌ５０８，
Ｌ５１０及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５０３，
Ｌ５０５，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０９，Ｌ５１１に
より構成される正レンズ群（第５レンズ群）Ｇ５の５群
によって構成されている。そして、レチクル（物体面）
Ｒ側及び第２物体としてのウエハ（像面）Ｗ側の両方で
テレセントリックとなっている。
構成を説明する。図８は、第３の実施例にかかる投影光
学系のレンズ断面図である。この投影光学系ＰＬは、第
１物体としてのレチクルＲ側から、負レンズＬ１０１及
び正レンズＬ１０２，Ｌ１０３，Ｌ１０４により構成さ
れる正レンズ群（第１レンズ群）Ｇ１、負レンズＬ２０
１，Ｌ２０２，Ｌ２０３，Ｌ２０４により構成される負
レンズ群（第２レンズ群）Ｇ２、正レンズＬ３０１，Ｌ
３０２，Ｌ３０３，Ｌ３０４，Ｌ３０５により構成され
る正レンズ群（第３レンズ群）Ｇ３、負レンズＬ４０
１，Ｌ４０２，Ｌ４０３により構成される負レンズ群
（第４レンズ群）Ｇ４、負レンズＬ５０４，Ｌ５０８，
Ｌ５１０及び正レンズＬ５０１，Ｌ５０２，Ｌ５０３，
Ｌ５０５，Ｌ５０６，Ｌ５０７，Ｌ５０９，Ｌ５１１に
より構成される正レンズ群（第５レンズ群）Ｇ５の５群
によって構成されている。そして、レチクル（物体面）
Ｒ側及び第２物体としてのウエハ（像面）Ｗ側の両方で
テレセントリックとなっている。
【００５９】また、投影光学系ＰＬ内に非球面ＡＳＰ１
〜ＡＳＰ５を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第３レンズ群Ｇ３の
正レンズＬ３０５のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳ
Ｐ３として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レンズＬ
５０７のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ５として
構成されている。
〜ＡＳＰ５を有するように構成されている。即ち第１レ
ンズ群Ｇ１の正レンズＬ１０４のウエハＷ側のレンズ面
が非球面ＡＳＰ１として構成されており、第２レンズ群
Ｇ２の負レンズＬ２０３のウエハＷ側のレンズ面が非球
面ＡＳＰ２として構成されており、第３レンズ群Ｇ３の
正レンズＬ３０５のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳ
Ｐ３として構成されており、第４レンズ群Ｇ４の負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ４
として構成されており、第５レンズ群Ｇ５の正レンズＬ
５０７のウエハＷ側のレンズ面が非球面ＡＳＰ５として
構成されている。
【００６０】この投影光学系ＰＬは、屈折率１．５７以
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、最像側の負レン
ズＬ５１０が、上述の条件式（１）、（２）を満たして
いる。従って、この条件式（１）、（２）を満たす最像
側の負レンズＬ５１０によって、露光光のエネルギー密
度が高い所に位置するレンズでありながら高い透過率を
確保し、かつ色による像面湾曲収差の補正を良好に行う
ことができる。
上の硝材を含む複数種類の硝材を有し、最像側の負レン
ズＬ５１０が、上述の条件式（１）、（２）を満たして
いる。従って、この条件式（１）、（２）を満たす最像
側の負レンズＬ５１０によって、露光光のエネルギー密
度が高い所に位置するレンズでありながら高い透過率を
確保し、かつ色による像面湾曲収差の補正を良好に行う
ことができる。
【００６１】更に、最像側の負レンズＬ５１０が、上述
の条件式（３）、好ましくは（４）を満たすように構成
されている。この条件式（３）、更には（４）を満たす
最像側の負レンズＬ５１０において、色による像面湾曲
収差の補正を更に良好に行うことができる。
の条件式（３）、好ましくは（４）を満たすように構成
されている。この条件式（３）、更には（４）を満たす
最像側の負レンズＬ５１０において、色による像面湾曲
収差の補正を更に良好に行うことができる。
【００６２】上述のように、この投影光学系ＰＬは、第
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群（第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５）の屈折力が、上述の条件式（５）〜（９）を満
たすように構成されている。
１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の５群により構成さ
れており、各レンズ群（第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ
群Ｇ５）の屈折力が、上述の条件式（５）〜（９）を満
たすように構成されている。
【００６３】上述の条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
のディストーションを良好に補正することができる。な
お、第１レンズ群Ｇ１に含まれる非球面（正レンズＬ１
０４のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ１はディストーショ
ンの良好な補正に寄与している。また、上述の条件式
（６）は、第２レンズ群Ｇ２の最適な屈折力を規定する
ものである。この第２レンズ群Ｇ２が条件式（６）を満
たすことにより、投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲を良
好に補正することができる。なお、第２レンズ群Ｇ２に
含まれる非球面（負レンズＬ２０３のウエハＷ側レンズ
面）ＡＳＰ２は投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲の良好
な補正に寄与している。
の最適な屈折力を規定するものである。この第１レンズ
群Ｇ１が条件式（５）を満たすことにより、投影光学系
のディストーションを良好に補正することができる。な
お、第１レンズ群Ｇ１に含まれる非球面（正レンズＬ１
０４のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ１はディストーショ
ンの良好な補正に寄与している。また、上述の条件式
（６）は、第２レンズ群Ｇ２の最適な屈折力を規定する
ものである。この第２レンズ群Ｇ２が条件式（６）を満
たすことにより、投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲を良
好に補正することができる。なお、第２レンズ群Ｇ２に
含まれる非球面（負レンズＬ２０３のウエハＷ側レンズ
面）ＡＳＰ２は投影光学系ＰＬの高次の像面湾曲の良好
な補正に寄与している。
【００６４】また、上述の条件式（７）は、第３レンズ
群Ｇ３の最適な屈折力を規定するものである。この第３
レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影光学系ＰＬの高
次の球面収差やディストーションを良好に補正すること
ができる。なお、第３レンズ群Ｇ３に含まれる非球面
（正レンズＬ３０５のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ３
は、投影光学系ＰＬの長大化を抑制しつつ投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差やディストーションの良好な補正に
寄与している。
群Ｇ３の最適な屈折力を規定するものである。この第３
レンズ群Ｇ３が条件式（７）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬの長大化を招くことなく投影光学系ＰＬの高
次の球面収差やディストーションを良好に補正すること
ができる。なお、第３レンズ群Ｇ３に含まれる非球面
（正レンズＬ３０５のウエハＷ側レンズ面）ＡＳＰ３
は、投影光学系ＰＬの長大化を抑制しつつ投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差やディストーションの良好な補正に
寄与している。
【００６５】また、上述の条件式（８）は、第４レンズ
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。なお、第４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側レンズ面）ＡＳＰ４は、投影
光学系の高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
群Ｇ４の最適な屈折力を規定するものである。この第４
レンズ群Ｇ４が条件式（８）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差やコマ収差を発生させるこ
となく、高次の像面湾曲を良好に補正することができ
る。なお、第４レンズ群Ｇ４に含まれる非球面（負レン
ズＬ４０２のレチクルＲ側レンズ面）ＡＳＰ４は、投影
光学系の高次の像面湾曲の良好な補正に寄与している。
【００６６】更に、上述の条件式（９）は、第５レンズ
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。な
お、第５レンズ群Ｇ５に含まれる（正レンズＬ５０７の
ウエハＷ側レンズ面）非球面ＡＳＰ５は、投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差の発生の抑制に寄与している。
群Ｇ５の最適な屈折力を規定するものである。この第５
レンズ群Ｇ５が条件式（９）を満たすことにより、投影
光学系ＰＬに高次の球面収差を発生させることなくコン
パクトな投影光学系ＰＬを実現することができる。な
お、第５レンズ群Ｇ５に含まれる（正レンズＬ５０７の
ウエハＷ側レンズ面）非球面ＡＳＰ５は、投影光学系Ｐ
Ｌの高次の球面収差の発生の抑制に寄与している。
【００６７】この第３の実施例にかかる投影光学系の諸
元値を表９、表１０、表１１に示す。ただし、表９にお
いて、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群
の最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、Ｗ
Ｄは第５レンズ群の最もウエハＷ（第２物体）側のレン
ズ面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距離）、β
は投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエ
ハＷ側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエハＷ面に
おける円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌは物像間
（レチクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距離であ
る。
元値を表９、表１０、表１１に示す。ただし、表９にお
いて、Ｄ０はレチクルＲ（第１物体）から第１レンズ群
の最もレチクルＲ側のレンズ面までの光軸上の距離、Ｗ
Ｄは第５レンズ群の最もウエハＷ（第２物体）側のレン
ズ面からウエハＷまでの光軸上の距離（作動距離）、β
は投影光学系の投影倍率、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエ
ハＷ側の開口数、Φｅｘｐは投影光学系のウエハＷ面に
おける円形の露光領域（投影領域）の直径、Ｌは物像間
（レチクルＲとウエハＷとの間）の光軸上の距離であ
る。
【００６８】
【表９】
また、表１０において、Ｎｏ．はレチクルＲ（第１物
体）側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率
半径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上
の間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折
率、νgをそれぞれ示している。
体）側からのレンズ面の順序、ｒは該当レンズ面の曲率
半径、ｄは該当レンズ面から次のレンズ面までの光軸上
の間隔、ｎはｉ線（λ=365.015nm）における硝材屈折
率、νgをそれぞれ示している。
【００６９】
【表１０】
また、表１１において、非球面形状を表す係数を示して
いる。非球面形状を定義する数式は第１の実施例にかか
る非球面形状を定義する数式１と同一である。
いる。非球面形状を定義する数式は第１の実施例にかか
る非球面形状を定義する数式１と同一である。
【００７０】
【表１１】
また、表１２において、第３の実施例にかかる上記条件
式（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
式（１）〜（９）に対応する値（条件対応値）を示す。
【００７１】
【表１２】
図９は、第３の実施例にかかる投影光学系の縦収差及び
ディストーション(歪曲収差)を示し、図１０は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハＷ側の
開口数、field heightはウエハＷ側の像高を示してお
り、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジェ
ンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を示
している。球面収差は実線が基準波長のｉ線(365.015n
m)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一点鎖線
が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示してい
る。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が基準
波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(36
8.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)
の収差を示している。
ディストーション(歪曲収差)を示し、図１０は、その子
午方向（タンジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタ
ル方向）における横収差（コマ収差）を示している。各
収差図において、Ｎ．Ａ．は投影光学系のウエハＷ側の
開口数、field heightはウエハＷ側の像高を示してお
り、非点収差図中において、点線は子午像面（タンジェ
ンシャル像面）、実線は球欠像面（サジタル像面）を示
している。球面収差は実線が基準波長のｉ線(365.015n
m)、破線が基準波長に対し+3nm(368.015nm)、一点鎖線
が基準波長に対し-3nm(362.015nm)の収差を示してい
る。横収差（コマ収差）についても同様に、実線が基準
波長のｉ線(365.015nm)、破線が基準波長に対し+3nm(36
8.015nm)、一点鎖線が基準波長に対し-3nm(362.015nm)
の収差を示している。
【００７２】この第３の実施例にかかる投影光学系にお
いても、両側テレセントリックであるにも拘わらず、広
い露光領域の全てにおいて、特にディストーションが良
好に補正されていると共に、色も含めた収差もバランス
良く補正されていることが理解できる。
いても、両側テレセントリックであるにも拘わらず、広
い露光領域の全てにおいて、特にディストーションが良
好に補正されていると共に、色も含めた収差もバランス
良く補正されていることが理解できる。
【００７３】なお、上記の実施の形態では、露光光とし
てｉ線（λ=365.015nm）の光を用いた例を示したが、本
発明はこれに限定されることなく、エキシマレーザ光等
の極紫外光や、水銀ランプのｇ線（波長435.8nm）等、
更にはそれ以外の紫外領域の光を使用する場合にも適用
できることは言うまでもない。
てｉ線（λ=365.015nm）の光を用いた例を示したが、本
発明はこれに限定されることなく、エキシマレーザ光等
の極紫外光や、水銀ランプのｇ線（波長435.8nm）等、
更にはそれ以外の紫外領域の光を使用する場合にも適用
できることは言うまでもない。
【００７４】次に、図１１に示すフローチャートを参照
して、上述の各実施例にかかる投影光学系を有する投影
露光装置を用いてウエハＷ上に所定の回路パターンを形
成する際の動作の説明を行う。
して、上述の各実施例にかかる投影光学系を有する投影
露光装置を用いてウエハＷ上に所定の回路パターンを形
成する際の動作の説明を行う。
【００７５】先ず、図１１のステップＳ１において、１
ロットのウエハＷ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プＳ２において、その１ロットのウエハＷ上の金属膜状
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３
において、上記実施例の投影光学系ＰＬ（図２，５又は
図８）を備えた図１の投影露光装置を用いて、レチクル
Ｒ上のパターンの像がその投影光学系ＰＬを介して、そ
の１ロットのウエハＷ上の各ショット領域に順次露光転
写される。その後、ステップＳ４において、その１ロッ
トのウエハＷ上のフォトレジストの現像が行われた後、
ステップＳ５において、その１ロットのウエハＷ上でレ
ジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことに
よって、レチクルＲ上のパターンに対応する回路パター
ンが、各ウエハＷ上の各ショット領域に形成される。そ
の後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うこ
とによって、半導体素子等のデバイスが製造される。
ロットのウエハＷ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プＳ２において、その１ロットのウエハＷ上の金属膜状
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３
において、上記実施例の投影光学系ＰＬ（図２，５又は
図８）を備えた図１の投影露光装置を用いて、レチクル
Ｒ上のパターンの像がその投影光学系ＰＬを介して、そ
の１ロットのウエハＷ上の各ショット領域に順次露光転
写される。その後、ステップＳ４において、その１ロッ
トのウエハＷ上のフォトレジストの現像が行われた後、
ステップＳ５において、その１ロットのウエハＷ上でレ
ジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことに
よって、レチクルＲ上のパターンに対応する回路パター
ンが、各ウエハＷ上の各ショット領域に形成される。そ
の後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うこ
とによって、半導体素子等のデバイスが製造される。
【００７６】この際に、この投影光学系は、両側テレセ
ントリックであるが、使用する硝材の吸収による結像性
能の悪化を抑え、開口数Ｎ．Ａ．が大きくできるため、
レチクルＲの反りや露光対象の各ウエハＷに反りがあっ
ても、各ウエハＷ上に微細な回路パターンを高い解像度
で安定して形成できる。また、投影光学系ＰＬの露光領
域が広いため、大きなデバイスを高いスループットで製
造できる。
ントリックであるが、使用する硝材の吸収による結像性
能の悪化を抑え、開口数Ｎ．Ａ．が大きくできるため、
レチクルＲの反りや露光対象の各ウエハＷに反りがあっ
ても、各ウエハＷ上に微細な回路パターンを高い解像度
で安定して形成できる。また、投影光学系ＰＬの露光領
域が広いため、大きなデバイスを高いスループットで製
造できる。
【００７７】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
【００７８】
【発明の効果】この発明の投影光学系によれば、両側テ
レセントリックとしながらも、使用する硝材の露光光の
吸収による結像性能の悪化を抑えることができ、大きな
開口数と広い露光領域とを確保しつつ、諸収差、特にデ
ィストーションを極めて良好に補正することができる。
また、投影光学系をコンパクトで高性能なものとするこ
とができる。
レセントリックとしながらも、使用する硝材の露光光の
吸収による結像性能の悪化を抑えることができ、大きな
開口数と広い露光領域とを確保しつつ、諸収差、特にデ
ィストーションを極めて良好に補正することができる。
また、投影光学系をコンパクトで高性能なものとするこ
とができる。
【００７９】また、この発明の露光装置によれば、両側
テレセントリックとしながらも、使用する硝材の露光光
の吸収による結像性能の悪化を抑え、大きな開口数と広
い露光領域が得られる投影光学系を備えているため、マ
スクや基板に反りがあっても基板上に高い解像度でマス
クパターン像を転写できる。また、投影光学系の露光領
域が広いため、極めて微細な回路パターンを基板上の広
い露光領域に形成することができる。更に、この発明の
デバイスの製造方法によれば、マスクや基板に反りがあ
る場合でも高性能なデバイスをスループット良く製造す
ることができる。
テレセントリックとしながらも、使用する硝材の露光光
の吸収による結像性能の悪化を抑え、大きな開口数と広
い露光領域が得られる投影光学系を備えているため、マ
スクや基板に反りがあっても基板上に高い解像度でマス
クパターン像を転写できる。また、投影光学系の露光領
域が広いため、極めて微細な回路パターンを基板上の広
い露光領域に形成することができる。更に、この発明の
デバイスの製造方法によれば、マスクや基板に反りがあ
る場合でも高性能なデバイスをスループット良く製造す
ることができる。
【図１】この発明の実施の形態にかかる投影光学系を備
えた投影露光装置の構成を示す図である。
えた投影露光装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の第１の実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
レンズ構成を示す図である。
【図３】この発明の第１の実施例にかかる投影光学系の
縦収差を示す図である。
縦収差を示す図である。
【図４】この発明の第１の実施例にかかる投影光学系の
横収差を示す図である。
横収差を示す図である。
【図５】この発明の第２の実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
レンズ構成を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施例にかかる投影光学系の
縦収差を示す図である。
縦収差を示す図である。
【図７】この発明の第２の実施例にかかる投影光学系の
横収差を示す図である。
横収差を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
レンズ構成を示す図である。
【図９】この発明の第３の実施例にかかる投影光学系の
縦収差を示す図である。
縦収差を示す図である。
【図１０】この発明の第３の実施例にかかる投影光学系
の横収差を示す図である。
の横収差を示す図である。
【図１１】この発明の各実施例にかかる投影光学系を用
いた半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートで
ある。
いた半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートで
ある。
ＩＳ…照明光学装置、Ｒ…レチクル、ＲＳ…レチクルス
テージ、ＰＬ…投影光学系、ＡＳ…開口絞り、Ｗ…ウエ
ハ、ＷＳ…ウエハステージ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２
…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レン
ズ群、Ｇ５…第５レンズ群。
テージ、ＰＬ…投影光学系、ＡＳ…開口絞り、Ｗ…ウエ
ハ、ＷＳ…ウエハステージ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２
…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レン
ズ群、Ｇ５…第５レンズ群。
Claims (9)
- 【請求項１】 第１物体のパターンを第２物体上に投影
する投影光学系において、 前記投影光学系は、屈折率１．５７以上の硝材を含む複
数種類の硝材を有し、 前記投影光学系を構成する最像側の負レンズが、該最像
側の負レンズの焦点距離をｆ、前記第１物体から前記第
２物体までの距離をＬ、前記最像側の負レンズの屈折率
をｎとするとき、下記の条件式を満たし、 前記投影光学系内に少なくとも１面の非球面を有するこ
とを特徴とする投影光学系。 |f/L|< 0.25 n≦1.55 - 【請求項２】 前記最像側の負レンズが、該最像側の負
レンズのアッベ数をνgとするとき、下記の条件式を更
に満たすことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。 νg>50 - 【請求項３】 前記最像側の負レンズが、該最像側の負
レンズのアッベ数をνgとするとき、下記の条件式を更
に満たすことを特徴とする請求項１記載の投影光学系。 νg>60 - 【請求項４】 第１物体のパターンを第２物体上に投影
する投影光学系において、 前記投影光学系は、屈折率１．５７以上の硝材を含む複
数種類の硝材を有し、 前記投影光学系を構成する最像側の負レンズが、該最像
側の負レンズの焦点距離をｆ、前記第１物体から前記第
２物体までの距離をＬ、前記最像側の負レンズのアッベ
数をνｇとするとき、下記の条件式を満たすことを特徴
とする投影光学系。 |f/L|< 0.25 νg>60 - 【請求項５】 前記投影光学系内に少なくとも１面の非
球面を有することを特徴とする請求項４記載の投影光学
系。 - 【請求項６】 前記第１物体側から、 負レンズを１枚以上含む正レンズ群である第１レンズ群
と、 負レンズを２枚以上含む負レンズ群である第２レンズ群
と、 正レンズを３枚以上含む正レンズ群である第３レンズ群
と、 負レンズを２枚以上含む負レンズ群である第４レンズ群
と、 負レンズを２枚以上含み、かつ正レンズを３枚以上含む
正レンズ群である第５レンズ群により構成されることを
特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の投
影光学系。 - 【請求項７】 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、
前記第３レンズ群、前記第４レンズ群及び前記第５レン
ズ群の屈折力が、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群
の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ
４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、前記第１物体
から前記第２物体までの距離をＬとするとき、以下の条
件式を満たすことを特徴とする請求項６記載の投影光学
系。 0.04＜f1/L＜0.4 0.015＜-f2/L＜0.15 0.02＜f3/L＜0.2 0.015＜-f4/L＜0.15 0.03＜f5/L＜0.3 - 【請求項８】 請求項１〜請求項７の何れか一項に記載
の投影光学系と、 前記第１物体としてのマスク及び前記第２物体としての
基板を位置決めするステージ系と、 前記マスクを照明する照明光学系とを備え、 前記照明光学系からの露光光により前記マスクのパター
ンの像を前記投影光学系を介して前記基板上に投影する
ことを特徴とする露光装置。 - 【請求項９】 基板上に感光材料を塗布する第１工程
と、 請求項８記載の露光装置の前記投影光学系を介して、前
記基板上に前記マスクのパターンの像を投影する第２工
程と、 前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と、 該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の
回路パターンを形成する第４工程とを有することを特徴
とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002200695A JP4228130B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-07-10 | 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 |
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| CNB021466696A CN100483172C (zh) | 2001-11-05 | 2002-11-01 | 投影光学系统，曝光装置以及设备的制造方法 |
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-339424 | 2001-11-05 | ||
| JP2001339424 | 2001-11-05 | ||
| JP2002200695A JP4228130B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-07-10 | 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003202494A true JP2003202494A (ja) | 2003-07-18 |
| JP2003202494A5 JP2003202494A5 (ja) | 2008-03-21 |
| JP4228130B2 JP4228130B2 (ja) | 2009-02-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002200695A Expired - Fee Related JP4228130B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-07-10 | 投影光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR20030038427A (ja) |
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| TW (1) | TW588223B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006267383A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nikon Corp | 投影光学系、露光装置、および露光方法 |
| US8208125B2 (en) | 2008-10-07 | 2012-06-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical system and exposure apparatus |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005017734A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Nikon Corp | 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
| CN102486569B (zh) * | 2010-12-01 | 2014-06-18 | 上海微电子装备有限公司 | 一种投影物镜系统 |
| CN103105666B (zh) * | 2011-11-10 | 2015-04-15 | 上海微电子装备有限公司 | 一种曝光投影物镜 |
| CN103364928B (zh) * | 2012-03-31 | 2015-09-30 | 上海微电子装备有限公司 | 一种投影物镜光学系统 |
| CN107664809B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-11-26 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种投影物镜 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3819048B2 (ja) * | 1995-03-15 | 2006-09-06 | 株式会社ニコン | 投影光学系及びそれを備えた露光装置並びに露光方法 |
| JP3864399B2 (ja) * | 1996-08-08 | 2006-12-27 | 株式会社ニコン | 投影露光装置及び該投影露光装置に用いられる投影光学系並びにデバイス製造方法 |
| JP2000056219A (ja) * | 1998-08-11 | 2000-02-25 | Nikon Corp | 投影光学系 |
| JP2001051193A (en) * | 1999-06-03 | 2001-02-23 | Nikon Corp | Projection optical system projection exposing device provided with the system and manufacture of device |
-
2002
- 2002-07-10 JP JP2002200695A patent/JP4228130B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-22 TW TW091124319A patent/TW588223B/zh active
- 2002-11-01 CN CNB021466696A patent/CN100483172C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-05 KR KR1020020068092A patent/KR20030038427A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006267383A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nikon Corp | 投影光学系、露光装置、および露光方法 |
| US8208125B2 (en) | 2008-10-07 | 2012-06-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical system and exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20030038427A (ko) | 2003-05-16 |
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| CN1417610A (zh) | 2003-05-14 |
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