JP2005109286A - 投影光学系、露光装置、および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 石英レンズと蛍石レンズとの適切な組み合わせにより、蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションを良好に抑えつつ、色収差を良好に補正する。
【解決手段】 複数のレンズ（Ｌ１１〜Ｌ４１０）を備え、第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）上に形成する投影光学系。最も第１面側に配置された正レンズ（Ｌ１１）と、正レンズの第２面側に隣接して配置された第１負レンズ（Ｌ１２）と、第１負レンズの第２面側に隣接して配置された第２負レンズ（Ｌ１３）と、第２負レンズの第２面側に隣接して配置された第３負レンズ（Ｌ１４）とを備えている。４つのレンズ（Ｌ１１〜Ｌ１４）のうち２つのレンズ（Ｌ１２，Ｌ１３）は、非球面形状に形成された１つの光学面をそれぞれ有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、投影光学系、露光装置、および露光方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィー工程で製造する際に使用される露光装置に好適な投影光学系に関するものである。

半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィー工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウェハ（またはガラスプレート等）上に露光する露光装置が使用されている。この種の露光装置では、半導体集積回路等のパターンの微細化が進むに従って、投影光学系に対する解像度（解像力）の向上が望まれている。

周知のように、投影光学系の解像度は、照明光（露光光）の波長をλとし、投影光学系の像側開口数をＮＡとするとき、ｋ・λ／ＮＡ（ｋはプロセス係数）で表される。したがって、露光装置に搭載される投影光学系の解像度を向上させるには、照明光（露光光）の波長λを短くするとともに、投影光学系の像側開口数ＮＡを大きくする必要がある。

しかしながら、大きな像側開口数ＮＡを有する投影光学系では、物体側の開口数も大きくなるため、有効結像領域（有効露光領域）の全体に亘って球面収差やコマ収差のような単色収差を良好に補正しつつ、ペッツバール和をほぼ０に抑えて像面湾曲を良好に補正することが困難であるという不都合があった。

また、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光源では、狭帯域化が進められているものの、依然として数分の１ｐｍ程度の半値幅がある。したがって、すべての光学部材が石英で形成されている投影光学系に対してＡｒＦエキシマレーザー光源を用いると、無視することのできない量の色収差が発生する。その結果、投影光学系を介して形成される像のコントラストが低下し、像の劣化の原因となる。

そこで、ＡｒＦエキシマレーザー光源のさらなる狭帯域化が望まれるが、狭帯域化にも限界がありその改善も困難であるため、石英からなる光学部材（以下、単に「石英レンズ成分」という）と蛍石からなる光学部材（以下、単に「蛍石レンズ成分」という）とを組み合わせて色収差を補正する方法が考えられる。しかしながら、蛍石は、固有複屈折性を有し、また均質性の良いレンズ成分を製造することが難しく、さらにフレアなどの原因になる可能性があるとされている。したがって、投影光学系において蛍石レンズ成分を無制限に用いることは好ましくない。

一方、石英レンズ成分では、ＡｒＦエキシマレーザー光の影響により、体積収縮による局所的屈折率変化すなわちコンパクションが起こると考えられている。換言すれば、光エネルギーの比較的大きい位置に石英レンズ成分を配置すると、コンパクションが起こり易く、投影光学系の結像性能が低下する可能性がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、比較的大きな像側開口数および比較的大きな有効結像領域を確保しつつ、球面収差やコマ収差に加えて像面湾曲も良好に補正された結像性能の高い投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、石英レンズ成分と蛍石レンズ成分との適切な組み合わせにより、蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、色収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、高い結像性能を有する投影光学系を用いて、高い解像力で良好な投影露光を行うことのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系は、蛍石により形成された光学部材と、石英により形成された光学部材とから構成され、
最も第１面側に配置されたレンズは、蛍石により形成され且つ正の屈折力を有することを特徴とする投影光学系を提供する。この場合、最も第２面側に配置されたレンズは、蛍石により形成されていることが好ましい。

本発明の第２形態では、複数のレンズを備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記複数のレンズのうち最も前記第１面側に配置された正レンズと、
前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置された第１負レンズと、
前記第１負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第２負レンズと、
前記第２負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第３負レンズとを備え、
前記４つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズは、非球面形状に形成された少なくとも１つの光学面をそれぞれ有することを特徴とする投影光学系を提供する。

本発明の第３形態では、複数のレンズを備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記複数のレンズのうち最も前記第１面側に配置された正レンズと、
前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、正の屈折力および負の屈折力を有するメニスカスレンズと、
前記メニスカスレンズの前記第２面側に隣接して配置された第１負レンズと、
前記第１負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第２負レンズとを備え、
前記４つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズは、非球面形状に形成された少なくとも１つの光学面をそれぞれ有することを特徴とする投影光学系を提供する。

第２形態または第３形態の好ましい態様によれば、前記正レンズは、蛍石により形成されている。また、前記第１面から順に、少なくとも２つの負レンズ成分を含む負屈折力の第１レンズ群と、少なくとも５つの正レンズ成分を含む正屈折力の第２レンズ群と、少なくとも３つの負レンズ成分を含む負屈折力の第３レンズ群と、少なくとも６つの正レンズ成分を含む正屈折力の第４レンズ群とを備えていることが好ましい。また、第１形態〜第３形態の好ましい態様によれば、前記第１面と前記第２面との間の距離をＴ１とし、前記第１面の最大高さ位置からの主光線が光軸を横切る位置と前記第２面との間の距離をＴ２とするとき、２．５＜Ｔ１／Ｔ２の条件を満足することが好ましい。

本発明の第４形態では、前記第１面に配置されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に配置された感光性基板上に形成するための第１形態〜第３形態の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。

本発明の第５形態では、前記第１面に配置されたマスクを照明し、前記マスクに形成されたパターンを第１形態〜第３形態の投影光学系を介して前記第２面に配置された感光性基板上に投影露光することを特徴とする露光方法を提供する。

本発明では、比較的大きな像側開口数および比較的大きな有効結像領域を確保しつつ、球面収差やコマ収差に加えて像面湾曲も良好に補正された結像性能の高い投影光学系を実現することができる。また、本発明では、石英レンズ成分と蛍石レンズ成分との適切な組み合わせにより、蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、色収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系を実現することができる。したがって、本発明の露光装置および露光方法では、高い結像性能を有する投影光学系を用いて、高い解像力で良好な投影露光を行うことができ、ひいては高い解像力で良好なマイクロデバイスを製造することができる。

ペッツバール和をほぼ０に抑えて像面湾曲を良好に補正するには、投影光学系を構成する各レンズのパワー配分（屈折力配分）が重要である。特に、比較的大きな像側開口数を有する投影光学系では、光学系全体として強い正の屈折力を有するため、とりわけ負の屈折力を有するレンズすなわち負レンズを効果的に配置することが重要である。通常、投影光学系において有効径の比較的小さい位置に負レンズを使用することが、収差補正の点で有利である。

具体的には、物体面の近傍、像面の近傍、およびウエスト部（中間部分において光束がくびれている位置）に負レンズを配置することにより、収差補正を効果的に行うことができる。このとき、収差補正の観点から、１枚の負レンズに強い屈折力を付与するよりも、負レンズの枚数を増やして個々の負レンズの屈折力を小さく抑える方が望ましい。その一方で、負レンズの枚数を増やしすぎると、収差の発生原因となるレンズが増えることになるため、光学系全体としての収差補正が困難になってしまう。

そこで、本発明の第２形態または第３形態にしたがう投影光学系では、最も物体面側（最も第１面側：露光装置の場合には最もレチクル側）から順に、正レンズ、負レンズ（またはメニスカスレンズ）、負レンズおよび負レンズが隣接配置される構成を採用し、これらの４つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズに非球面を導入している。このように、物体面近傍における負レンズの枚数と物体面近傍のレンズ群に導入する非球面の数とをバランス良く設定することにより、比較的大きな像側開口数および比較的大きな有効結像領域を確保しつつ、球面収差やコマ収差に加えて像面湾曲も無理なく良好に補正することができる。なお、最も物体面側に正レンズを配置することにより、歪曲収差を効果的に補正することができる。

さらに具体的には、物体面側から順に、少なくとも２つの負レンズ成分を含む負屈折力の第１レンズ群と、少なくとも５つの正レンズ成分を含む正屈折力の第２レンズ群と、少なくとも３つの負レンズ成分を含む負屈折力の第３レンズ群と、少なくとも６つの正レンズ成分を含む正屈折力の第４レンズ群とを備えた構成を採用することが好ましい。このように、比較的大きな像側開口数を確保しつつ収差を十分に補正するには、負・正・負・正の屈折力配置を有する４群構成において各レンズ群にこの程度の枚数のレンズを配分することが必要である。

ところで、前述したように、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光源を用いる投影光学系では色収差が存在する。色収差とは、光が波長幅を有するために発生する収差であり、軸上色収差と倍率色収差とに分別される。フォトリソグラフィーの観点から言えば、投影光学系において倍率色収差が良好に補正されていることがとりわけ重要である。石英レンズと蛍石レンズとの組み合わせにより倍率色収差を効果的に補正するには、物体面の近傍において光線の入射角度および有効径の小さい位置に蛍石レンズを配置し、且つこの蛍石レンズに正屈折力を付与することが望ましい。また、前述したように、石英レンズは例えばＡｒＦエキシマレーザー光の照射を受けてコンパクションを起こし易いので、物体面の近傍や像面（第２面：露光装置の場合にはウェハ）の近傍のように光束密度の比較的高い位置には蛍石レンズを配置することが効果的である。

そこで、本発明の第１形態にしたがう投影光学系では、最も物体面側に配置されるレンズとして正の屈折力を有する蛍石レンズを用いる構成を採用している。この構成により、石英レンズ成分と蛍石レンズ成分との適切な組み合わせにより、蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、色収差を良好に補正することができる。また、石英のコンパクションの影響をさらに良好に抑えるには、最も像面側に配置されるレンズとして蛍石レンズを用いることが好ましい。

また、本発明では、次の条件式（１）を満足することが好ましい。条件式（１）において、Ｔ１は投影光学系の全長（物体面と像面との間の距離）であり、Ｔ２は物体面の最大高さ位置からの主光線が光軸を横切る位置（露光装置の場合には開口絞りが配置される位置）と像面との間の距離である。
２．５＜Ｔ１／Ｔ２ （１）

条件式（１）を満足することにより、像側開口数を比較的大きく確保しても、光学系を径方向に大型化させることなく、球面収差やコマ収差のような開口依存性のある収差を良好に補正することができる。換言すれば、条件式（１）の下限値を下回ると、像側開口数を比較的大きく確保しつつ球面収差やコマ収差を良好に補正しようとすると、光学系が径方向に大型化するので好ましくない。なお、本発明の効果をさらに良好に発揮するには、条件式（１）の下限値を３に設定し、条件式（１）の上限値を５に設定することが好ましい。この場合、条件式（１）の上限値を上回ると、個々のレンズ面の曲率が大きくなりすぎてレンズを精度良く製造することが困難になるので好ましくない。

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。なお、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＹ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に垂直にＸ軸を設定している。

図１に示す露光装置は、照明光を供給するための光源ＬＳとして、ＡｒＦエキシマレーザー光源（波長１９３．３ｎｍ）またはＫｒＦエキシマレーザー光源（波長２４８．４ｎｍ）を備えている。光源ＬＳから射出された光は、照明光学系ＩＬを介して、所定のパターンが形成された投影原版としてのレチクル（マスク）Ｒを照明する。照明光学系ＩＬ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、照明開口絞り、可変視野絞り（レチクルブラインド）、コンデンサレンズ系等から構成されている。

レチクルＲは、レチクルホルダＲＨを介して、レチクルステージＲＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルステージＲＳは、図示を省略した駆動系の作用により、レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡ＲＭを用いた干渉計ＲＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。レチクルＲに形成されたパターンからの光は、投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストの塗布されたウェハＷ（感光性基板）上にレチクルパターン像を形成する。

投影光学系ＰＬは、その瞳位置の近傍に配置された可変の開口絞り（不図示）を有し、レチクルＲ側およびウェハＷ側の双方において実質的にテレセントリックに構成されている。そして、投影光学系ＰＬの瞳位置には照明光学系の照明瞳面における二次光源の像が形成され、投影光学系ＰＬを介した光によってウェハＷがケーラー照明される。ウェハＷは、ウェハテーブル（ウェハホルダ）ＷＴを介して、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。

ウェハステージＷＳは、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡ＷＭを用いた干渉計ＷＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。こうして、本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しながら各露光領域に対してレチクルＲのパターンを一括的に露光する動作を繰り返すことにより、すなわちステップ・アンド・リピート方式により、ウェハＷの各露光領域にはレチクルＲのパターンが逐次露光される。

以下、具体的な数値例に基づいて、本実施形態の投影光学系ＰＬの各実施例を説明する。第１実施例および第２実施例において、投影光学系ＰＬを構成するレンズ成分は石英（ＳｉＯ₂）または蛍石（ＣａＦ₂）により形成されている。また、第１実施例および第２実施例において、光源ＬＳから供給されるＡｒＦエキシマレーザー光の中心波長は１９３．３０６ｎｍであり、この中心波長に対する蛍石の屈折率は１．５０１４５４８であり、石英の屈折率は１．５６０３２６１である。

一方、第３実施例では、投影光学系ＰＬを構成するすべてのレンズ成分は石英により形成されている。また、第３実施例において、光源ＬＳから供給されるＫｒＦエキシマレーザー光の中心波長は２４８．４ｎｍであり、この中心波長に対する石英の屈折率は１．５０８３９である。また、各実施例において、投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とにより構成されている。

また、各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_nとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。後述の表（１）〜表（３）において、非球面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に＊印を付している。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｙ²／ｒ²）^1/2｝
＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋・・・ （ａ）

［第１実施例］
図２は、第１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。図２を参照すると、第１実施例の投影光学系ＰＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４とにより構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、両凸レンズＬ２３と、両凸レンズＬ２４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３５とにより構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、両凸レンズＬ４３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、両凸レンズＬ４６と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４７と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１０とにより構成されている。

第１実施例では、投影光学系ＰＬを構成する２５個のレンズ成分のうち、５つのレンズＬ１１，Ｌ２１，Ｌ２６，Ｌ４９およびＬ４１０が蛍石で形成され、その他の２０個のレンズ成分は石英で形成されている。また、第１実施例では、最もレチクル側に両凸レンズＬ１１が配置され、両凸レンズＬ１１のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１２が配置され、負メニスカスレンズＬ１２のウェハ側に隣接して両凹レンズＬ１３が配置され、両凹レンズＬ１３のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１４が配置されている。そして、これらの４つのレンズＬ１１〜Ｌ１４のうち、負メニスカスレンズＬ１２および両凹レンズＬ１３は、非球面形状に形成された光学面をそれぞれ有する。

次の表（１）に、第１実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｙ₀は最大像高（イメージフィールド半径）を、Ｔ１は全長（レチクルＲとウェハＷとの距離）をそれぞれ表している。また、表（１）の光学部材諸元において、面番号はレチクル側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは露光光の中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。上述の表記は、以降の表（２）および表（３）においても同様である。

表（１）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ₀＝１３．７３ｍｍ
Ｔ１＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ
（レチクル面） 56.295
1 292.145 29.378 1.5014548 （Ｌ１１）
2 -266.284 1.000
3 252.046 18.829 1.5603261 （Ｌ１２）
4* 140.000 27.119
5 -225.626 16.179 1.5603261 （Ｌ１３）
6* 175.742 41.207
7 -116.098 22.390 1.5603261 （Ｌ１４）
8 -1146.382 1.017
9 -21978.545 56.893 1.5014548 （Ｌ２１）
10 -182.719 1.000
11* -711.688 36.932 1.5603261 （Ｌ２２）
12 -313.300 1.537
13 955.894 57.000 1.5603261 （Ｌ２３）
14 -392.443 1.243
15 329.278 55.548 1.5603261 （Ｌ２４）
16 -6043.643 1.462
17 215.912 43.056 1.5603261 （Ｌ２５）
18 280.000 1.412
19 181.071 56.886 1.5014548 （Ｌ２６）
20 2057.450 2.481
21 4055.897 14.000 1.5603261 （Ｌ３１）
22 108.189 29.327
23 368.363 14.049 1.5603261 （Ｌ３２）
24 215.859 33.849
25 -166.619 14.000 1.5603261 （Ｌ３３）
26* 163.029 36.948
27 -203.218 16.329 1.5603261 （Ｌ３４）
28* 525.967 2.077
29 499.310 20.298 1.5603261 （Ｌ３５）
30* 1091.024 9.930
31 1271.530 39.887 1.5603261 （Ｌ４１）
32 -332.490 1.000
33* -485.192 39.413 1.5603261 （Ｌ４２）
34 -221.896 1.000
35 365.560 55.328 1.5603261 （Ｌ４３）
36 -2533.640 18.893
37 503.642 30.000 1.5603261 （Ｌ４４）
38 243.313 26.821
39 405.214 59.124 1.5603261 （Ｌ４５）
40 -853.183 1.000
41 336.190 59.131 1.5603261 （Ｌ４６）
42 -2312.901 1.023
43 187.611 60.000 1.5603261 （Ｌ４７）
44* 456.634 1.967
45 155.950 47.044 1.5603261 （Ｌ４８）
46* 261.108 1.424
47 222.092 30.410 1.5014548 （Ｌ４９）
48 546.904 15.665
49 451.077 30.421 1.5014548 （Ｌ４１０）
50 1167.627 10.782
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．３９８７０×１０^-8 Ｃ₆＝−２．０１７１６×１０^-12
Ｃ₈＝−１．１２７５８×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．１５６７９×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．７１２１４×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．９６１６５×１０^-31

６面
κ＝１
Ｃ₄＝−６．６５１６５×１０^-8 Ｃ₆＝８．２７５３５×１０^-13
Ｃ₈＝４．７１８９７×１０^-17 Ｃ₁₀＝−６．６９２８７×１０^-21
Ｃ₁₂＝１．００５３２×１０^-24 Ｃ₁₄＝−３．２８９６３×１０^-29

１１面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．５６９４８×１０^-9 Ｃ₆＝−９．４６９４４×１０^-14
Ｃ₈＝−１．０１７６８×１０^-18 Ｃ₁₀＝−３．４５２１９×１０^-23
Ｃ₁₂＝−２．４７７５５×１０^-28 Ｃ₁₄＝−２．０２２１６×１０^-32

２６面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．０５７６５×１０^-8 Ｃ₆＝−２．５５０８３×１０^-12
Ｃ₈＝５．９９６１９×１０^-17 Ｃ₁₀＝−３．０６８１８×１０^-22
Ｃ₁₂＝−９．７４３１９×１０^-26 Ｃ₁₄＝−２．６８７６９×１０^-29

２８面
κ＝１
Ｃ₄＝１．８９７６２×１０^-8 Ｃ₆＝−３．３６４２５×１０^-14
Ｃ₈＝−１．３１１９０×１０^-16 Ｃ₁₀＝６．１４９６２×１０^-21
Ｃ₁₂＝−２．２３７９７×１０^-26 Ｃ₁₄＝２．１０５２４×１０^-30

３０面
κ＝１
Ｃ₄＝３．３４３８０×１０^-8 Ｃ₆＝−８．０８５０１×１０^-13
Ｃ₈＝５．６６７７８×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．１７４２３×１０^-21
Ｃ₁₂＝−８．３８９７４×１０^-26 Ｃ₁₄＝２．３９９４８×１０^-30

３３面
κ＝１
Ｃ₄＝−７．７７２６８×１０^-10 Ｃ₆＝−９．４７７１９×１０^-15
Ｃ₈＝１．７２９１９×１０^-19 Ｃ₁₀＝−１．９４２２９×１０^-23
Ｃ₁₂＝−５．２５４６６×１０^-27 Ｃ₁₄＝０

４４面
κ＝１
Ｃ₄＝３．３５３５６×１０^-9 Ｃ₆＝４．９２３７７×１０^-13
Ｃ₈＝−１．８１６８３×１０^-17 Ｃ₁₀＝４．６４８０８×１０^-22
Ｃ₁₂＝−１．２１２９８×１０^-26 Ｃ₁₄＝２．４０４７７×１０^-32

４６面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．２７１３７×１０^-9 Ｃ₆＝１．７２２４５×１０^-13
Ｃ₈＝６．６２１１２×１０^-17 Ｃ₁₀＝−５．０４６５５×１０^-21
Ｃ₁₂＝２．９１９８７×１０^-25 Ｃ₁₄＝−５．５０６０９×１０^-30

（条件式対応値）
Ｔ２＝３７４．８ｍｍ
（１）Ｔ１／Ｔ２＝３．３

図３は、第１実施例における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。図３の収差図から明らかなように、第１実施例では、０．９２という大きな開口数および１３．７３ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍの露光光に対して横収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。

［第２実施例］
図４は、第２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。図４を参照すると、第２実施例の投影光学系ＰＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４とにより構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、レチクル側から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、両凸レンズＬ２３と、両凸レンズＬ２４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３５とにより構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と、両凸レンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４６と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４７と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４９とにより構成されている。

第２実施例では、投影光学系ＰＬを構成する２４個のレンズ成分のうち、５つのレンズＬ１１，Ｌ２１，Ｌ２６，Ｌ４８およびＬ４９が蛍石で形成され、その他の１９個のレンズ成分は石英で形成されている。また、第２実施例においても第１実施例と同様に、最もレチクル側に両凸レンズＬ１１が配置され、両凸レンズＬ１１のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１２が配置され、負メニスカスレンズＬ１２のウェハ側に隣接して両凹レンズＬ１３が配置され、両凹レンズＬ１３のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１４が配置されている。そして、これらの４つのレンズＬ１１〜Ｌ１４のうち、負メニスカスレンズＬ１２および両凹レンズＬ１３は、非球面形状に形成された光学面をそれぞれ有する。次の表（２）に、第２実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（２）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ₀＝１３．７３ｍｍ
Ｔ１＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ
（レチクル面） 57.356
1 289.194 30.350 1.5014548 （Ｌ１１）
2 -250.675 1.000
3 263.727 18.529 1.5603261 （Ｌ１２）
4* 135.000 28.911
5 -199.600 14.000 1.5603261 （Ｌ１３）
6* 191.758 42.157
7 -111.355 23.574 1.5603261 （Ｌ１４）
8 -702.914 1.621
9 -1587.661 54.780 1.5014548 （Ｌ２１）
10 -165.612 1.000
11* -530.352 38.568 1.5603261 （Ｌ２２）
12 -270.699 3.396
13 635.457 57.000 1.5603261 （Ｌ２３）
14 -525.558 3.357
15 335.353 57.000 1.5603261 （Ｌ２４）
16 -2648.591 2.219
17 242.808 40.240 1.5603261 （Ｌ２５）
18 264.490 2.034
19 168.267 55.301 1.5014548 （Ｌ２６）
20 1192.148 1.690
21 1209.549 17.921 1.5603261 （Ｌ３１）
22 106.001 48.111
23* -350.000 14.000 1.5603261 （Ｌ３２）
24 -506.749 13.985
25 -182.369 14.000 1.5603261 （Ｌ３３）
26* 152.960 40.499
27 -175.942 27.081 1.5603261 （Ｌ３４）
28* 716.230 1.208
29 500.000 24.070 1.5603261 （Ｌ３５）
30* 969.838 11.570
31 2678.529 56.457 1.5603261 （Ｌ４１）
32 -199.149 2.056
33 362.888 54.375 1.5603261 （Ｌ４２）
34 -1787.819 16.000
35 410.444 31.392 1.5603261 （Ｌ４３）
36 244.305 29.435
37 437.384 57.551 1.5603261 （Ｌ４４）
38 -773.543 1.528
39 381.875 60.000 1.5603261 （Ｌ４５）
40 -1040.341 3.750
41 180.975 51.653 1.5603261 （Ｌ４６）
42* 422.610 2.055
43 155.475 49.501 1.5603261 （Ｌ４７）
44* 387.286 4.356
45 380.540 30.497 1.5014548 （Ｌ４８）
46 638.839 11.547
47 566.478 30.698 1.5014548 （Ｌ４９）
48 1796.510 10.622
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．７４７４６×１０^-8 Ｃ₆＝−１．７１１１０×１０^-12
Ｃ₈＝−８．８１１１６×１０^-17 Ｃ₁₀＝−５．１７２２３×１０^-21
Ｃ₁₂＝１．９２２５０×１０^-24 Ｃ₁₄＝−４．７２６３３×１０^-28

６面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．１２８８３×１０^-8 Ｃ₆＝−６．５０１４１×１０^-13
Ｃ₈＝８．１９２９８×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．１９８４４×１０^-20
Ｃ₁₂＝１．０４８７１×１０^-24 Ｃ₁₄＝３．５４４９２×１０^-29

１１面
κ＝１
Ｃ₄＝−５．４５０５５×１０^-9 Ｃ₆＝−１．１５７５６×１０^-13
Ｃ₈＝−１．９１３９６×１０^-18 Ｃ₁₀＝−９．５７８５４×１０^-23
Ｃ₁₂＝１．０２８０４×１０^-27 Ｃ₁₄＝−１．３７４６６×１０^-31

２３面
κ＝１
Ｃ₄＝２．９３４９６×１０^-8 Ｃ₆＝−１．６１９８７×１０^-12
Ｃ₈＝６．５３２１３×１０^-17 Ｃ₁₀＝−６．８４５６６×１０^-22
Ｃ₁₂＝２．６５０６０×１０^-25 Ｃ₁₄＝−３．１７５６７×１０^-29

２６面
κ＝１
Ｃ₄＝−６．５７０５９×１０^-8 Ｃ₆＝−２．６９８４６×１０^-12
Ｃ₈＝６．０７６３１×１０^-17 Ｃ₁₀＝２．２５７７３×１０^-21
Ｃ₁₂＝８．０２７９５×１０^-25 Ｃ₁₄＝−１．６１３６１×１０^-28

２８面
κ＝１
Ｃ₄＝３．６９４８４×１０^-8 Ｃ₆＝３．１４４２９×１０^-14
Ｃ₈＝−７．９４９９２×１０^-17 Ｃ₁₀＝−２．２６０５１×１０^-21
Ｃ₁₂＝２．８５４２２×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．０７６９２×１０^-30

３０面
κ＝１
Ｃ₄＝３．３８４２１×１０^-8 Ｃ₆＝−１．１２８５４×１０^-12
Ｃ₈＝３．３２５３４×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．５６９５０×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．０２７９６×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．２５８７８×１０^-31

４２面
κ＝１
Ｃ₄＝−３．０２２３５×１０^-9 Ｃ₆＝６．１４０５０×１０^-13
Ｃ₈＝−１．３５７２２×１０^-17 Ｃ₁₀＝８．５０８５７×１０^-23
Ｃ₁₂＝６．６８５１０×１０^-27 Ｃ₁₄＝−３．６４８１７×１０^-31

４４面
κ＝１
Ｃ₄＝２．１４６６５×１０^-9 Ｃ₆＝−１．７５９７７×１０^-13
Ｃ₈＝５．８７３１３×１０^-17 Ｃ₁₀＝−４．８６１５１×１０^-21
Ｃ₁₂＝２．７０１４３×１０^-25 Ｃ₁₄＝−５．００３２６×１０^-30

（条件式対応値）
Ｔ２＝３７４．６ｍｍ
（１）Ｔ１／Ｔ２＝３．３

図５は、第２実施例における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。図５の収差図から明らかなように、第２実施例においても第１実施例と同様に、０．９２という大きな開口数および１３．７３ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍの露光光に対して横収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。

［第３実施例］
図６は、第３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。図６を参照すると、第３実施例の投影光学系ＰＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４とにより構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、レチクル側から順に、レチクル側に平面を向けた平凸レンズＬ２１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、レチクル側から順に、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ３４とにより構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、両凸レンズＬ４３と、両凸レンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４７と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４８と、両凹レンズＬ４９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１０とにより構成されている。

第３実施例では、投影光学系ＰＬを構成するすべて（２４個）のレンズ成分が石英で形成されている。また、第３実施例においても第１実施例および第２実施例と同様に、最もレチクル側に両凸レンズＬ１１が配置され、両凸レンズＬ１１のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１２が配置され、負メニスカスレンズＬ１２のウェハ側に隣接して両凹レンズＬ１３が配置され、両凹レンズＬ１３のウェハ側に隣接して負メニスカスレンズＬ１４が配置されている。そして、これらの４つのレンズＬ１１〜Ｌ１４のうち、負メニスカスレンズＬ１２および両凹レンズＬ１３は、非球面形状に形成された光学面をそれぞれ有する。次の表（３）に、第３実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。

表（３）
（主要諸元）
λ＝２４８．４ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．７９
Ｙ₀＝２０．１ｍｍ
Ｔ１＝１３９３．６ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ
（レチクル面） 58.862
1 279.485 40.000 1.50839 （Ｌ１１）
2 -481.199 2.000
3 352.136 25.790 1.50839 （Ｌ１２）
4* 160.000 39.855
5 -258.145 14.000 1.50839 （Ｌ１３）
6* 225.509 56.237
7 -139.941 14.149 1.50839 （Ｌ１４）
8 -567.661 1.125
9 ∞ 38.258 1.50839 （Ｌ２１）
10 -367.660 1.000
11 -1538.711 49.955 1.50839 （Ｌ２２）
12 -276.682 1.000
13 -2505.300 49.933 1.50839 （Ｌ２３）
14 -331.467 1.000
15 265.000 45.450 1.50839 （Ｌ２４）
16 572.401 1.000
17 240.138 49.840 1.50839 （Ｌ２５）
18 544.654 1.000
19 200.247 48.675 1.50839 （Ｌ２６）
20* 561.728 45.277
21 -588.747 14.000 1.50839 （Ｌ３１）
22* 150.000 48.351
23 -235.819 14.000 1.50839 （Ｌ３２）
24* 159.991 51.654
25* -135.669 27.536 1.50839 （Ｌ３３）
26 -3593.733 1.000
27 ∞ 20.000 1.50839 （Ｌ３４）
28* 2763.423 4.722
29 1827.262 53.401 1.50839 （Ｌ４１）
30 -261.684 1.000
31 -10505.739 44.914 1.50839 （Ｌ４２）
32 -364.269 1.000
33 1333.049 47.674 1.50839 （Ｌ４３）
34 -532.202 23.708
35 879.824 50.000 1.50839 （Ｌ４４）
36 -7014.182 106.638
37 392.060 49.017 1.50839 （Ｌ４５）
38 -10081.640 1.000
39 224.015 49.820 1.50839 （Ｌ４６）
40 563.928 1.111
41 186.724 49.932 1.50839 （Ｌ４７）
42 476.241 1.013
43 265.344 49.973 1.50839 （Ｌ４８）
44* 643.675 8.381
45 -2653.381 26.622 1.50839 （Ｌ４９）
46 89.313 1.000
47 78.797 50.000 1.50839 （Ｌ４１０）
48 1031.947 11.702
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝１
Ｃ₄＝−３．８７９２３×１０^-8 Ｃ₆＝−１．１１７９８×１０^-12
Ｃ₈＝−１．４４５８６×１０^-17 Ｃ₁₀＝２．３５８２６×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．９９３５５×１０^-25 Ｃ₁₄＝６．８４０６３×１０^-30

６面
κ＝１
Ｃ₄＝−３．８２２８５×１０^-8 Ｃ₆＝１．９４４４０×１０^-12
Ｃ₈＝−４．５１４３３×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．１８２００×１０^-21
Ｃ₁₂＝−２．８６９２７×１０^-25 Ｃ₁₄＝９．２３９６５×１０^-30

２０面
κ＝１
Ｃ₄＝−２．２８２４９×１０^-9 Ｃ₆＝１．２５５４６×１０^-13
Ｃ₈＝−１．４２９７５×１０^-17 Ｃ₁₀＝６．８９５２６×１０^-23
Ｃ₁₂＝５．９３０３１×１０^-27 Ｃ₁₄＝−１．３３４９４×１０^-31

２２面
κ＝１
Ｃ₄＝１．０５２９７×１０^-7 Ｃ₆＝１．６０８９５×１０^-12
Ｃ₈＝２．１１９６９×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．２４７６２×１０^-20
Ｃ₁₂＝４．１２６４９×１０^-25 Ｃ₁₄＝８．５８０４４×１０^-29

２４面
κ＝１
Ｃ₄＝−７．７１３２２×１０^-8 Ｃ₆＝−５．４０５７８×１０^-13
Ｃ₈＝−１．０５４９７×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．８５６７６×１０^-21
Ｃ₁₂＝−３．２２３０２×１０^-25 Ｃ₁₄＝２．６４２２０×１０^-29

２５面
κ＝１
Ｃ₄＝−４．５３５５４×１０^-9 Ｃ₆＝−４．１６１７５×１０^-13
Ｃ₈＝−３．１３１７５×１０^-17 Ｃ₁₀＝−４．２２５３７×１０^-21
Ｃ₁₂＝１．４１３３５×１０^-25 Ｃ₁₄＝−５．３４３７０×１０^-29

２８面
κ＝１
Ｃ₄＝１．６９２２１×１０^-8 Ｃ₆＝−１．９１３２１×１０^-13
Ｃ₈＝−１．９３４３９×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．１８５８７×１０^-22
Ｃ₁₂＝−８．３２３６４×１０^-28 Ｃ₁₄＝−４．８１４９５×１０^-32

４４面
κ＝１
Ｃ₄＝１．３６３６２×１０^-8 Ｃ₆＝−２．７７１８１×１０^-13
Ｃ₈＝−１．９０５９６×１０^-17 Ｃ₁₀＝−５．５４８２７×１０^-22
Ｃ₁₂＝７．３８９６７×１０^-26 Ｃ₁₄＝−６．５６１０９×１０^-30

（条件式対応値）
Ｔ２＝４５６．２ｍｍ
（１）Ｔ１／Ｔ２＝３．１

図７は、第３実施例における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高（ｍｍ）を示している。図７の収差図から明らかなように、第３実施例では、０．７９という大きな開口数および２０．１ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が２４８．４ｎｍの露光光に対して横収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。

上述の実施形態の露光装置では、照明系によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図８のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図８のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ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３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ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。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図９のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図９において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。

次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。

セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。

なお、上述の実施形態では、ウェハＷの各露光領域に対してレチクルＲのパターンを一括的に露光するステップ・アンド・リピート方式の露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ウェハＷとレチクルＲとを投影光学系ＰＬに対して相対移動させつつウェハＷの各露光領域に対してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に本発明を適用することもできる。

また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。

なお、液体としては、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることが好ましく、たとえばＫｒＦエキシマレーザー光やＡｒＦエキシマレーザー光を露光光とする場合には、液体として純水、脱イオン水を用いることができる。また、露光光としてＦ₂レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ₂レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。

また、上述の実施形態では、１９３．３ｎｍの波長光を供給するＡｒＦエキシマレーザー光源または２４８．４ｎｍの波長光を供給するＫｒＦエキシマレーザー光源を用いているが、これに限定されることなく、他の適当な光源に対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の一般的な投影光学系に対して本発明を適用することもできる。

本発明の実施形態にかかる投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。 第１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。 第１実施例における横収差を示す図である。 第２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。 第２実施例における横収差を示す図である。 第３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。 第３実施例における横収差を示す図である。 マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。 マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。

符号の説明

ＬＳ 光源
ＩＬ 照明光学系
Ｒ レチクル
ＲＳ レチクルステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｗ ウェハ
ＷＳ ウェハステージ
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
Ｌｉ レンズ成分

Claims (9)

1. 第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
   前記投影光学系は、蛍石により形成された光学部材と、石英により形成された光学部材とから構成され、
   最も第１面側に配置されたレンズは、蛍石により形成され且つ正の屈折力を有することを特徴とする投影光学系。
2. 最も第２面側に配置されたレンズは、蛍石により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
3. 複数のレンズを備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
   前記複数のレンズのうち最も前記第１面側に配置された正レンズと、
   前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置された第１負レンズと、
   前記第１負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第２負レンズと、
   前記第２負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第３負レンズとを備え、
   前記４つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズは、非球面形状に形成された少なくとも１つの光学面をそれぞれ有することを特徴とする投影光学系。
4. 複数のレンズを備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
   前記複数のレンズのうち最も前記第１面側に配置された正レンズと、
   前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、正の屈折力および負の屈折力を有するメニスカスレンズと、
   前記メニスカスレンズの前記第２面側に隣接して配置された第１負レンズと、
   前記第１負レンズの前記第２面側に隣接して配置された第２負レンズとを備え、
   前記４つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズは、非球面形状に形成された少なくとも１つの光学面をそれぞれ有することを特徴とする投影光学系。
5. 前記正レンズは、蛍石により形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の投影光学系。
6. 前記第１面から順に、少なくとも２つの負レンズ成分を含む負屈折力の第１レンズ群と、少なくとも５つの正レンズ成分を含む正屈折力の第２レンズ群と、少なくとも３つの負レンズ成分を含む負屈折力の第３レンズ群と、少なくとも６つの正レンズ成分を含む正屈折力の第４レンズ群とを備えていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の投影光学系。
7. 前記第１面と前記第２面との間の距離をＴ１とし、前記第１面の最大高さ位置からの主光線が光軸を横切る位置と前記第２面との間の距離をＴ２とするとき、
   ２．５＜Ｔ１／Ｔ２
   の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投影光学系。
8. 前記第１面に配置されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第２面に配置された感光性基板上に形成するための請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
9. 前記第１面に配置されたマスクを照明し、前記マスクに形成されたパターンを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系を介して前記第２面に配置された感光性基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。

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