JP2005114881A - 投影光学系、露光装置、および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 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、大きな像側開口数を有し且つ諸収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系。
【解決手段】 第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）上に形成する投影光学系。投影光学系は、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％の条件を満足する。
【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際に、マスクとしてのレチクルのパターン像を、投影光学系を介して、レジストの塗布されたウェハ（またはガラスプレート等）上に転写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、露光光の波長をより短くするとともに、像側開口数をより大きくすることが考えられる。近年、露光光の短波長化のために、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光源（１９３ｎｍ）が用いられている。

しかしながら、投影光学系の解像力の向上のために像側開口数を大きく確保しようとすると、レンズの有効径や光学系の全長がある程度限られた条件下では、光線のレンズへの入射角が増大する。その結果、レンズの透過率が減少するという不都合や、収差の良好な補正が困難になるという不都合が発生する。

また、石英レンズでは、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や体積増大による局所的屈折率変化すなわちレアファ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を配置すると、コンパクションやレアファ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。そこで、光エネルギーの比較的大きい位置には、コンパクションやレアファクションの起こらない蛍石レンズを用いることが効果的である。

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を無制限に用いることは好ましくない。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、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などの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸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、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して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、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、
各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、前記投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、前記投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、
０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％
の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供する。

第１形態の好ましい態様によれば、前記第２面側から順に第１番目のレンズ成分乃至第５番目のレンズ成分には、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面が含まれている。また、前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズとが連続的に配置されていることが好ましい。この場合、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する前記負レンズの各々は、前記正レンズに向けた凹面を有することが好ましい。また、前記正レンズおよび前記負レンズは、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。

また、第１形態の好ましい態様によれば、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されている。また、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、この場合、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えていることが好ましい。

本発明の第２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、
前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、
前記正レンズの前記第１面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第１負レンズと、
前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第２負レンズとを備えていることを特徴とする投影光学系を提供する。この場合、前記正レンズ、前記第１負レンズおよび前記第２負レンズは、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。

第２形態の好ましい態様によれば、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されている。また、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、この場合、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えていることが好ましい。

本発明の第３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、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されていることを特徴とする投影光学系を提供する。

第３形態の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有する。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、第３形態の好ましい態様によれば、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えている。

本発明の第４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、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面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、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、第４形態の好ましい態様によれば、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えている。

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４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６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４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、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などの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸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、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して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。

前述したように、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光を用いる投影光学系において、蛍石には、石英において発生し易いコンパクションが起こらないという長所があるものの、固有複屈折性を有し、製造が困難で、且つフレアの原因になる可能性が高いという短所がある。したがって、投影光学系において蛍石光学部材（蛍石により形成されたレンズや平行平面板のような光学部材）の使用を適切な範囲に抑える必要がある。

そこで、本発明の投影光学系は、以下の条件式（１）を満足する。条件式（１）において、Ｖａは投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和であり、Ｖｃは投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和である。なお、「ディスク体積」は、各光学部材の有効径よりも１０ｍｍ（レンズ保持用のマージン）だけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積として定義される。
０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％ （１）

こうして、条件式（１）にしたがって蛍石光学部材の使用を制限することにより、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などの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を確保するとともに諸収差を良好に補正することができる。なお、蛍石光学部材をより効果的に使用するには、条件式（１）の下限値を１％に設定することが好ましい。

また、以下の各実施例に示すような０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する縮小投影光学系では、必然的に像面付近（露光装置に適用する場合にはウェハ付近）のレンズ（光学部材）の入射角が非常に大きくなり、結果として高次の球面収差やコマ収差などが発生し易くなる。そこで、本発明では、上述した高次の球面収差やコマ収差などを含む諸収差を良好に補正するために、像面側から順に第１番目のレンズ成分〜第５番目のレンズ成分までの５つのレンズ成分中に少なくとも２つの非球面を導入することが好ましい。

また、たとえば０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する投影光学系においてペッツバール和をほぼ０に抑えて像面を平坦に維持するには、光束が細くくびれたウエスト部すなわち光学部材の有効径が小さくなっている位置に、屈折力の強い負レンズ群を配置する必要がある。たとえば本発明の投影光学系を、物体面側（露光装置に適用する場合にはレチクル側）から順に、負屈折力の第１レンズ群と正屈折力の第２レンズ群と負屈折力の第３レンズ群と正屈折力の第４レンズ群とにより構成すると、第３レンズ群が上述の「屈折力の強い負レンズ群」に相当する。

この場合、第３レンズ群が強い負屈折力を有するため、第３レンズ群中の負レンズによる収差が大きく発生する。そこで、本発明では、第３レンズ群中に正レンズを配置して負レンズによる収差の影響を緩和することによって、十分に良好な収差補正を達成している。更に、強い負屈折力を有する第３レンズ群中のレンズに非球面を用いることが収差補正上効果的であり、本発明では少なくとも３つの非球面を導入することにより、高次収差を含む諸収差を良好に補正することができる。

また、上述したように、本発明では、光束が細くくびれたウエスト部、たとえば最大有効径の６０％以下の有効径を有する位置に、負レンズと正レンズと負レンズとを連続的に配置することにより、像面湾曲を良好に補正することができる。この場合、ペッツバール和を効率良く補正するために、２つの負レンズの各々が正レンズに凹面を向けるように構成することが好ましい。また、諸収差をさらに良好に補正するために、上述の正レンズおよび２つの負レンズに少なくとも２つの非球面を導入することが好ましい。

また、たとえば０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する投影光学系において、レンズの有効径がある程度限られた条件下では、最大入射角が６０度を超えるような高入射角面を発生させないような設計は非常に困難である。この場合、通常の反射防止膜のみでは、光の入射角が例えば５０度を超えると反射率が急激に大きくなり、透過率ムラやフレアなどが大きく発生してしまう。

そこで、本発明では、上述した負・正・負・正の屈折力配置を有する４群構成の投影光学系中の第３レンズ群および第４レンズ群において、５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面に、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜（以下、単に「ナノ膜」という）を形成する。この構成により、光学面における反射率の急激な上昇を抑えて、透過率ムラやフレアなどの発生による悪影響を実質的に回避することができる。なお、「ナノ膜」の詳細については、特開２００２−２９６４０３号公報、ＷＯ０１／２３９１４号公報、ＷＯ０２／１８９８２号公報などを参照することができる。

以上のように、本発明では、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などの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸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、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して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。

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）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ＡＳ（図１では不図示）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。各実施例において、投影光学系ＰＬを構成する光学部材（レンズ成分および平行平面板）は石英（ＳｉＯ₂）または蛍石（ＣａＦ₂）で形成されている。また、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１．５０１４５５であり、石英の屈折率は１．５６０３２６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−（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、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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、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、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両凹レンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３５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Ｌ３６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、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３と、開口絞りＡＳ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、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ４１０と、平行平面板Ｐ２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２６個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２３個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。

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、ＴＬ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、φｍは各面に入射する光の最大入射角（度）を、膜適用は各面にナノ膜が適用（形成）されているか否か（形成されている場合にのみ○印が付されている）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＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ φｍ 膜適用
（レチクル面） 50
1 ∞ 8 1.560326 13.3 （Ｐ１）
2 ∞ 5 13.3
3 ∞ 14 1.560326 13.3 （Ｌ１１）
4* 199.6841 42.372947 33.1
5 -111.15945 34.847053 1.560326 25.7 （Ｌ１２）
6 -1078.43932 1 37.9
7 -1244.78598 44.720571 1.560326 38.6 （Ｌ２１）
8 -240.89499 1 11.1
9* -2000 36.421443 1.560326 20.7 （Ｌ２２）
10 -296.34141 1 12.6
11 3612.75892 50 1.560326 18.9 （Ｌ２３）
12 -322.16331 1 28.4
13 250 41.255618 1.560326 35.0 （Ｌ２４）
14 327.59433 1 17.3
15 201.54333 50 1.560326 34.8 （Ｌ２５）
16 549.20855 1 12.2
17 206.7791 40.342313 1.560326 12.1 （Ｌ２６）
18 370.08695 1 18.8
19 272.89199 30 1.560326 13.9 （Ｌ３１）
20 145.42964 48.870612 15.0
21* -233.66136 14 1.560326 45.5 （Ｌ３２）
22 114.26206 27.705554 45.4
23 170.83121 26.806797 1.560326 33.8 （Ｌ３３）
24 1465.55722 27.559416 18.6
25 -127.18426 14 1.560326 40.2 （Ｌ３４）
26* 246.18419 29.981953 46.9
27 -612.68172 15 1.560326 30.5 （Ｌ３５）
28* 366.7332 8.372435 65.9 ○
29 535.57445 28.444407 1.560326 63.9 ○ （Ｌ３６）
30* 1187.81658 11.264387 66.2 ○
31 1761.90599 43.010256 1.560326 60.0 ○ （Ｌ４１）
32 -316.68456 1 12.3
33 891.74755 54 1.560326 43.9 （Ｌ４２）
34 -440.82267 1 9.8
35 -11985.56498 41.754944 1.560326 14.7 （Ｌ４３）
36 -436.99653 21.576467 23.3
37 ∞ 2.378637 （ＡＳ）
38 569.28944 33.652247 1.560326 20.4 （Ｌ４４）
39 250 22.689351 65.9 ○
40 365.01759 61 1.560326 52.4 ○ （Ｌ４５）
41 -1203.5382 1 12.0
42 391.91064 59.361072 1.560326 27.2 （Ｌ４６）
43 -1171.10168 1 29.7
44 194.91323 49.748559 1.560326 29.2 （Ｌ４７）
45* 543.75132 1 19.1
46 187.62273 53 1.560326 7.8 （Ｌ４８）
47* 521.50812 1 44.5
48 399.65111 47.122631 1.501455 41.3 （Ｌ４９）
49 1240.66692 7.218467 60.1 ○
50 746.19765 30 1.501455 59.7 ○ （Ｌ４１０）
51 ∞ 0.9 66.9 ○
52 ∞ 4 1.560326 66.9 ○ （Ｐ２）
53 ∞ 9 66.9 ○
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．５２２８２×１０^-7 Ｃ₆＝５．７３８１３×１０^-12
Ｃ₈＝−３．０３０５６×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．４７４６×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．１３９０８×１０^-24 Ｃ₁₄＝６．９１９０４×１０^-29

９面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．０４６６×１０^-8 Ｃ₆＝１．２１７７１×１０^-13
Ｃ₈＝−４．９０６８２×１０^-19 Ｃ₁₀＝６．２０４３５×１０^-23
Ｃ₁₂＝−２．５９１２４×１０^-28 Ｃ₁₄＝１．２６４９５×１０^-33

２１面
κ＝０
Ｃ₄＝２．６３５２５×１０^-8 Ｃ₆＝１．１１３１９×１０^-13
Ｃ₈＝１．０２２９６×１０^-16 Ｃ₁₀＝−６．６４１６１×１０^-23
Ｃ₁₂＝−７．２２１８４×１０^-25 Ｃ₁₄＝２．６３５０４×１０^-29

２６面
κ＝０
Ｃ₄＝２．２７６８４×１０^-8 Ｃ₆＝−５．７６９３６×１０^-12
Ｃ₈＝３．０４２２×１０^-16 Ｃ₁₀＝−４．６９４０９×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．１１０７６×１０^-25 Ｃ₁₄＝−３．２７３６１×１０^-29

２８面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．０２４８３×１０^-8 Ｃ₆＝１．３８１０１×１０^-12
Ｃ₈＝−１．１３６９９×１０^-16 Ｃ₁₀＝−３．３０９４８×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．４０８０２×１０^-25 Ｃ₁₄＝３．１５２０２×１０^-30

３０面
κ＝０
Ｃ₄＝３．３１２１２×１０^-8 Ｃ₆＝−９．１１０４５×１０^-13
Ｃ₈＝８．７１８７１×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．９２４３２×１０^-21
Ｃ₁₂＝−８．９００５６×１０^-26 Ｃ₁₄＝８．３２４０７×１０^-31

４５面
κ＝０
Ｃ₄＝１．４１６１８×１０^-8 Ｃ₆＝１．３９１６２×１０^-14
Ｃ₈＝−４．０８８８２×１０^-19 Ｃ₁₀＝−２．８２４５８×１０^-23
Ｃ₁₂＝−２．３９６０４×１０^-27 Ｃ₁₄＝−６．９０８６８×１０^-32

４７面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．１５４２×１０^-8 Ｃ₆＝１．９４９１３×１０^-12
Ｃ₈＝−８．３６３０９×１０^-17 Ｃ₁₀＝３．０１３１２×１０^-21
Ｃ₁₂＝−４．２４６１４×１０^-26 Ｃ₁₄＝−１．１９８２×１０^-31

（条件式対応値）
Ｖｃ＝２１７５ｃｍ³
Ｖａ＝７１６９７ｃｍ³
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝３．０３％

図３は、第１実施例における横収差を示す図である。また、図４は、第１実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。各収差図において、ＮＡは像側の開口数を、Ｙは像高（ｍｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。上述の表記は、以降の図６，図７，図９および図１０においても同様である。各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１３．８５ｍｍ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５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５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、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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、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、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両凹レンズＬ３２と、両凸レンズ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負メニスカスレンズＬ３５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Ｌ３６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、レチクル側に凸面を向けた両凸レンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と、両凸レンズＬ４３と、開口絞りＡＳ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、平行平面板Ｐ２とにより構成されている。

第２実施例においても第１実施例と同様に、投影光学系ＰＬを構成する２６個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２３個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。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＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ φｍ 膜適用
（レチクル面） 50
1 ∞ 8 1.560326 13.3 （Ｐ１）
2 ∞ 5 13.3
3 ∞ 14 1.560326 13.3 （Ｌ１１）
4* 192.87797 44.008385 34.6
5 -109.04136 35 1.560326 25.8 （Ｌ１２）
6 -1516.88879 1 42.3
7 -23785.95343 45 1.560326 46.1 （Ｌ２１）
8 -228.54484 1 12.1
9* -1779.31516 36.291314 1.560326 16.7 （Ｌ２２）
10 -293.85453 1 13.2
11 105599.9042 45.416144 1.560326 14.9 （Ｌ２３）
12 -347.21829 1 25.2
13 256.89832 50 1.560326 35.2 （Ｌ２４）
14 595.99869 1.211792 9.5
15 204.26622 49.081764 1.560326 28.1 （Ｌ２５）
16 597.46266 1 17.8
17 267.32059 41.107906 1.560326 11.6 （Ｌ２６）
18 347.10321 1 18.1
19 272.02343 30 1.560326 14.5 （Ｌ３１）
20 127.63004 46.002344 17.7
21* -206.02271 14 1.560326 47.2 （Ｌ３２）
22 125.43697 38.4247 45.4
23 396.65231 33 1.560326 27.7 （Ｌ３３）
24 -251.44882 23.42883 23.3
25 -126.18974 14 1.560326 42.2 （Ｌ３４）
26* 185.82887 24.882847 52.8 ○
27 8607.09531 15 1.560326 39.4 （Ｌ３５）
28* 417.95321 10.465457 65.2 ○
29 842.54365 18 1.560326 59.0 ○ （Ｌ３６）
30* 583.84203 9.721933 67.1 ○
31 2428.93942 37.61612 1.560326 60.9 ○ （Ｌ４１）
32 -345.76882 1 19.5
33 771.93433 58 1.560326 49.2 （Ｌ４２）
34 -400.90979 1 10.3
35 1948.28502 43.896028 1.560326 21.5 （Ｌ４３）
36 -516.96516 8.847731 19.6
37 ∞ 12.310386 （ＡＳ）
38 562.74377 33.699492 1.560326 20.8 （Ｌ４４）
39 250 21.402072 66.1 ○
40 354.54777 61 1.560326 53.4 ○ （Ｌ４５）
41 -1347.09101 1 11.1
42 335.75466 59.529735 1.560326 31.6 （Ｌ４６）
43 -2804.16305 1 25.2
44 192.57764 51.853535 1.560326 30.1 （Ｌ４７）
45* 515.16342 1 19.0
46 172.98138 53 1.560326 10.0 （Ｌ４８）
47* 1334.35509 1.834581 55.0 ○
48 1169.01574 42.034446 1.501455 55.4 ○ （Ｌ４９）
49 1409.65294 8.832321 59.9 ○
50 656.79524 30 1.501455 58.9 ○ （Ｌ４１０）
51 7800.05842 1.099637 66.8 ○
52 ∞ 4 1.560326 66.9 ○ （Ｐ２）
53 ∞ 9 66.9 ○
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．４８８０６×１０^-7 Ｃ₆＝５．１６６０８×１０^-12
Ｃ₈＝−２．６２８３３×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．６５７０４×１０^-20
Ｃ₁₂＝−３．３３５９３×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．８７６５８×１０^-29

９面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．０６９６８×１０^-8 Ｃ₆＝７．１２４５４×１０^-14
Ｃ₈＝−４．４０９８６×１０^-19 Ｃ₁₀＝２．８７２２９×１０^-23
Ｃ₁₂＝５．３７１７１×１０^-28 Ｃ₁₄＝−７．１７２５８×１０^-33

２１面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．１６２４６×１０^-8 Ｃ₆＝４．６６９６×１０^-12
Ｃ₈＝−１．４０７７２×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．２３４７×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．２３２８５×１０^-24 Ｃ₁₄＝３．３３６１９×１０^-29

２６面
κ＝０
Ｃ₄＝−８．１１２９３×１０^-8 Ｃ₆＝１．３２４６３×１０^-12
Ｃ₈＝−９．１９８８７×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．３９０３７×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．２１３９３×１０^-24 Ｃ₁₄＝２．６１１×１０^-29

２８面
κ＝０
Ｃ₄＝２．６７９７７×１０^-8 Ｃ₆＝−９．２０４６７×１０^-13
Ｃ₈＝−５．６８４５９×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．５７５７８×１０^-21
Ｃ₁₂＝３．３５１４６×１０^-25 Ｃ₁₄＝−６．６３３２５×１０^-30

３０面
κ＝０
Ｃ₄＝−８．１８５９５×１０^-9 Ｃ₆＝５．０８１３５×１０^-15
Ｃ₈＝２．４９３３×１０^-17 Ｃ₁₀＝−８．３９６４４×１０^-23
Ｃ₁₂＝−４．８９４９６×１０^-27 Ｃ₁₄＝−２．４３０７４×１０^-31

４５面
κ＝０
Ｃ₄＝１．３３１６７×１０^-8 Ｃ₆＝８．９０６０７×１０^-15
Ｃ₈＝−１．７０１１８×１０^-18 Ｃ₁₀＝−２．４３０５４×１０^-23
Ｃ₁₂＝−１．２８８３４×１０^-27 Ｃ₁₄＝−２．０５４９１×１０^-31

４７面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．０３３６６×１０^-9 Ｃ₆＝１．３９６８７×１０^-12
Ｃ₈＝−９．０６０８３×１０^-17 Ｃ₁₀＝４．９５０８１×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．５０７８４×１０^-25 Ｃ₁₄＝２．４５７７８×１０^-30

（条件式対応値）
Ｖｃ＝２１６０ｃｍ³
Ｖａ＝７０２０１ｃｍ³
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝３．０８％

図６は、第２実施例における横収差を示す図である。また、図７は、第２実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。各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１３．８５ｍｍ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８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８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、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２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両凹レンズＬ３２と、両凸レンズ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両凹レンズＬ３５と、両凸レンズＬ３６と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ３７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、開口絞りＡＳ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、レチクル側に凸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、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、 ウェハ側に凹面を向けた平凹レンズ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、平行平面板Ｐ２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２７個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２４個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。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＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ₀＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ φｍ 膜適用
（レチクル面） 50
1 ∞ 8 1.560326 13.4 （Ｐ１）
2 ∞ 5 13.4
3 ∞ 14 1.560326 13.4 （Ｌ１１）
4* 201.47276 42.039006 33.6
5 -113.47518 32.758258 1.560326 24.0 （Ｌ１２）
6 -644.04877 1 30.7
7 -755.76055 34.080017 1.560326 31.9 （Ｌ２１）
8 -291.70054 1 9.5
9* -600.01909 36.99607 1.560326 16.9 （Ｌ２２）
10 -248.10161 1 12.3
11 2956.39873 48.944646 1.560326 23.5 （Ｌ２３）
12 -339.00025 1 20.0
13 522.3846 39.485406 1.560326 21.1 （Ｌ２４）
14 -2006.75285 1.000268 11.1
15 209.86776 47.597575 1.560326 34.4 （Ｌ２５）
16 445.92789 1.033476 10.6
17 210.95052 44.986856 1.560326 14.5 （Ｌ２６）
18 743.06149 1 28.6
19 324.23725 35.394112 1.560326 18.0 （Ｌ３１）
20 134.68714 48.123631 16.0
21* -203.24959 14.320515 1.560326 45.6 （Ｌ３２）
22 117.82 17.186477 47.4
23 177.15999 34.975328 1.560326 34.5 （Ｌ３３）
24 -1555.26146 35.701877 15.5
25 -129.34212 14.042609 1.560326 38.9 （Ｌ３４）
26* 208.66305 34.793374 48.2
27 -377.04311 15.982945 1.560326 26.7 （Ｌ３５）
28* 625.64567 11.55357 67.4 ○
29 1410.63127 28.803086 1.560326 60.7 ○ （Ｌ３６）
30 -449.34889 1.004591 28.4
31 ∞ 20.997973 1.560326 41.0 （Ｌ３７）
32* 1608.63705 1.00027 51.3 ○
33 941.72565 46.641828 1.560326 53.8 ○ （Ｌ４１）
34 -435.62561 1 9.0
35 -2961.03705 39.490371 1.560326 24.0 （Ｌ４２）
36 -382.9774 1 13.2
37 1309.23937 40.095271 1.560326 22.2 （Ｌ４３）
38 -705.85355 7.056201 14.6
39 ∞ 26.10241 （ＡＳ）
40 490.84533 25.044938 1.560326 23.3 （Ｌ４４）
41 245.59019 19.967847 65.2 ○
42 333.21243 61.688255 1.560326 53.6 ○ （Ｌ４５）
43 -1843.61375 1.2878 10.6
44 275.73897 60.880111 1.560326 36.6 （Ｌ４６）
45 2984.20155 1.045262 20.8
46 193.62129 52.066853 1.560326 26.5 （Ｌ４７）
47* 533.0201 1.070139 21.9
48 164.04299 58.168522 1.560326 8.2 （Ｌ４８）
49* 1622.71217 5.095113 61.2 ○
50 ∞ 24.968471 1.501455 64.6 ○ （Ｌ４９）
51 1398.92503 8.237496 59.1 ○
52 528.10795 29.926428 1.501455 57.3 ○ （Ｌ４１０）
53 2219.77622 1.364843 66.6 ○
54 ∞ 4 1.560326 66.9 ○ （Ｐ２）
55 ∞ 9 66.9 ○
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．３８３０３×１０^-7 Ｃ₆＝４．５４６５３×１０^-12
Ｃ₈＝−２．０１８６０×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．５５５３６×１０^-20
Ｃ₁₂＝−５．３７７２７×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．８５７８８×１０^-29

９面
κ＝０
Ｃ₄＝−８．２２６９８×１０^-9 Ｃ₆＝４．２１６２４×１０^-14
Ｃ₈＝１．１９４６９×１０^-18 Ｃ₁₀＝７．２９０４９×１０^-23
Ｃ₁₂＝１．１０２６９×１０^-27 Ｃ₁₄＝６．５７７９４×１０^-32

２１面
κ＝０
Ｃ₄＝４．６３５００×１０^-8 Ｃ₆＝−７．２８２５６×１０^-13
Ｃ₈＝１．６０６１０×１０^-16 Ｃ₁₀＝−７．５００８２×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．５２９３６×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．３７０９７×１０^-29

２６面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．１３３５２×１０^-9 Ｃ₆＝−５．４０９３９×１０^-12
Ｃ₈＝３．１５１１１×１０^-16 Ｃ₁₀＝−１．０２３３６×１０^-20
Ｃ₁₂＝２．１６５１４×１０^-25 Ｃ₁₄＝−２．６４１９９×１０^-29

２８面
κ＝０
Ｃ₄＝３．８３４８３×１０^-8 Ｃ₆＝−７．０７２４３×１０^-13
Ｃ₈＝−４．３９１２０×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．３０５９０×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．０８７１７×１０^-25 Ｃ₁₄＝０

３２面
κ＝０
Ｃ₄＝１．４８５５１×１０^-11 Ｃ₆＝１．２００３６×１０^-14
Ｃ₈＝４．４５０９４×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．３７３０６×１０^-23
Ｃ₁₂＝−３．９９４２７×１０^-28 Ｃ₁₄＝−３．７９８８６×１０^-32

４７面
κ＝０
Ｃ₄＝１．３４５８１×１０^-8 Ｃ₆＝−２．０５４４２×１０^-14
Ｃ₈＝−４．８００８２×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．０１８８４×１０^-22
Ｃ₁₂＝−８．７４３４８×１０^-27 Ｃ₁₄＝０

４９面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．１８６６３×１０^-9 Ｃ₆＝１．２９７９８×１０^-12
Ｃ₈＝−１．０８５５２×１０^-16 Ｃ₁₀＝６．９９１１８×１０^-21
Ｃ₁₂＝−２．５５０５３×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．３７４６１×１０^-30

（条件式対応値）
Ｖｃ＝１３１９ｃｍ³
Ｖａ＝６９３８５ｃｍ³
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝１．９０％

図９は、第３実施例における横収差を示す図である。また、図１０は、第３実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。各収差図から明らかなように、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、０．９２という大きな開口数および１３．８５ｍｍ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の露光光に対して諸収差が良好に補正されていることがわかる。

なお、上述の第１実施例において、両凹レンズＬ３２およびＬ３４が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応し、正メニスカスレンズＬ３３が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応している。また、上述の第２実施例および第３実施例において、両凹レンズＬ３２およびＬ３４が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応し、両凸レンズＬ３３が最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズに対応している。

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１１のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図１１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１２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１２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、上述の実施形態では、１９３ｎｍの波長光を供給するＡｒＦ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１実施例における球面収差、非点収差および歪曲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２実施例における球面収差、非点収差および歪曲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。 第３実施例における球面収差、非点収差および歪曲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
ＡＳ 開口絞り
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 (17)

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、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、
   各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、前記投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、前記投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、
   ０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％
   の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
2. 前記第２面側から順に第１番目のレンズ成分乃至第５番目のレンズ成分には、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面が含ま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. 前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
   前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズとが連続的に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系。
4. 前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
   前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投影光学系。
5. 前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
   前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投影光学系。
6. 前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項５に記載の投影光学系。
7. 第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
   前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
   前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、
   前記正レンズの前記第１面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第１負レンズと、
   前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第２負レンズとを備えていることを特徴とする投影光学系。
8. 前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
   前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
9. 前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
   前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする請求項７または８に記載の投影光学系。
10. 前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項９に記載の投影光学系。
11. 第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
    前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
    前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されていることを特徴とする投影光学系。
12. 前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする請求項１１に記載の投影光学系。
13. 前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項１２に記載の投影光学系。
14. 第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
    前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
    前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする投影光学系。
15. 前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項１４に記載の投影光学系。
16. 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１５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。
17. 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１５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。

Images