JP2006019563A - 投影光学系、露光装置、および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 開口数とイメージフィールドとの組み合わせを使い分け可能な投影光学系。
【解決手段】 第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）に縮小投影する投影光学系。第２面側の最大開口数が少なくとも２つの異なる値に設定可能に構成されている。第２面側の最大開口数が少なくとも２つの異なる値のうちの一方の値に設定されたときの最大像高と、第２面側の最大開口数が少なくとも２つの異なる値のうちの他方の値に設定されたときの最大像高とが実質的に異なる。
【選択図】 図３

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ためのフォトリソグラフィ工程において、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、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等）上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。

そこで、投影光学系の解像力に対する要求を満足するために、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。具体的には、投影光学系の解像度は、ｋ・λ／ＮＡ（ｋはプロセス係数）で表される。また、像側開口数ＮＡは、投影光学系と感光性基板との間の媒質（通常は空気などの気体）の屈折率をｎとし、感光性基板への最大入射角をθとすると、ｎ・sinθで表される。

この場合、最大入射角θを大きくすることにより像側開口数の増大を図ろうとすると、感光性基板への入射角および投影光学系からの射出角が大きくなり、光学面での反射損失が増大して、大きな実効的な像側開口数を確保することはできない。そこで、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている。

ここで、たとえば液浸技術などを用いて大きな像側開口数と大きなイメージフィールド（収差が所望範囲に抑えられた有効結像領域）とを確保しようとすると、投影光学系を構成する光学部材の有効径を大きくする必要があり、有効径の大きな光学部材を形成するために高品質の光学材料を安定的に使用することができないという不都合が生じる。特に、像側開口数を大きく確保すると、必然的に物体側開口数も大きくなるため、物体面に近いレンズの有効径が大きくなる傾向にある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、開口数とイメージフィールドとの組み合わせを使い分け可能な投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、開口数とイメージフィールドとの組み合わせを使い分け可能な投影光学系を用いて、露光領域と解像度との組み合わせを使い分けることにより、高精度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面に縮小投影する投影光学系において、
前記第２面側の最大開口数が少なくとも２つの異なる値に設定可能に構成され、
前記第２面側の最大開口数が前記少なくとも２つの異なる値のうちの一方の値に設定されたときの最大像高と、前記第２面側の最大開口数が前記少なくとも２つの異なる値のうちの他方の値に設定されたときの最大像高とが実質的に異なることを特徴とする投影光学系を提供する。

本発明の第２形態では、第１面の像を第２面に縮小投影する投影光学系において、
前記第２面側の最大開口数をＮＡとし、前記第２面側の最大開口数がＮＡのときに各光学面に入射する光線の入射角および各光学面から射出する光線の射出角のうちの最大値をＡとするとき、
０．５２＜sinＡ／ＮＡ＜０．９５
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。

本発明の第３形態では、前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスク上のパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板に投影するための第１形態または第２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４形態では、前記第１面に設定されたマスクを照明する照明工程と、第１形態または第２形態の投影光学系を介して前記マスク上のパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。

本発明の投影光学系では、像側（第２面側）の最大開口数が２つの異なる値に設定可能に構成され、この２つの最大開口数にそれぞれ対応する最大像高が（ひいてはイメージフィールドが）互いに実質的に異なる。すなわち、本発明では、比較的大きな開口数と比較的小さなイメージフィールドとの組み合わせと、比較的小さな開口数と比較的大きなイメージフィールドとの組み合わせとの間で使い分け可能な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、開口数とイメージフィールドとの組み合わせを使い分け可能な投影光学系を用いて、比較的小さな露光領域に比較的大きな解像度で投影露光を行い、比較的大きな露光領域に比較的小さな解像度で投影露光を行うことができる。すなわち、本発明の露光装置および露光方法では、露光領域と解像度との組み合わせを使い分けることにより、高精度で良好な投影露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。

本発明の投影光学系は、第１面（露光装置に適用した場合にはマスク）の像を第２面（露光装置に適用した場合には感光性基板）に縮小投影する光学系であって、像側（第２面側）の最大開口数が例えば２つの異なる値に設定可能に構成されている。そして、像側の最大開口数が一方の値に設定されたときの最大像高と他方の値に設定されたときの最大像高とが実質的に異なる。

したがって、本発明の投影光学系では、比較的大きな開口数と比較的小さなイメージフィールドとの組み合わせと、比較的小さな開口数と比較的大きなイメージフィールドとの組み合わせとの間で使い分けすることができる。また、本発明の投影光学系を露光装置または露光方法に適用した場合、比較的小さな露光領域に比較的大きな解像度で投影露光を行い、比較的大きな露光領域に比較的小さな解像度で投影露光を行うことができる。以下、本発明の各条件式に基づいて、本発明の構成をさらに詳細に説明する。

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、ＮＡ１は最も大きな像側の第１最大開口数であり、Ｙ１は像側の最大開口数がＮＡ１のときの最大像高である。また、ＮＡ２は最も小さな像側の第２最大開口数であり、Ｙ２は像側の最大開口数がＮＡ２のときの最大像高である。また、ＴＬは、第１面と第２面との距離、すなわち物像点間距離である。
３５＜（ＮＡ１−ＮＡ２）・ＴＬ／（Ｙ２−Ｙ１）＜１５０ （１）

条件式（１）の上限値は設計的な制約により決定される値であり、この上限値を上回ると収差の補正が困難になるので好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、最も大きな第１最大開口数ＮＡ１と最も小さな第２最大開口数ＮＡ２との差が小さくなり過ぎて、露光装置に適用した場合に露光領域と解像度との組み合わせを使い分ける優位性がなくなるので好ましくない。なお、本発明の効果をさらに高めるには、条件式（１）の上限値を１００に設定し、下限値を４０に設定することが好ましい。

また、本発明では、次の条件式（２）および（３）を満足することが好ましい。
１．０３＜Ｙ２／Ｙ１＜１．５ （２）
０．０２＜（ＮＡ１−ＮＡ２）＜０．２ （３）

条件式（２）の上限値を上回ると、最も大きな第１最大開口数ＮＡ１に対応する最大像高Ｙ１が、ひいてはイメージフィールドが小さくなる。その結果、露光装置に適用した場合には、露光領域が小さくなり過ぎて、スループットが低下し、チップコストが上昇し易いので好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、最も大きな第１最大開口数ＮＡ１に対応する最大像高Ｙ１が大きくなり過ぎて、そのイメージフィールドの全体に亘ってコマ収差などの補正が困難になるので好ましくない。なお、本発明の効果をさらに高めるには、条件式（２）の上限値を１．３に設定し、下限値を１．１に設定することが好ましい。

条件式（３）の上限値を上回ると、最も大きな第１最大開口数ＮＡ１と最も小さな第２最大開口数ＮＡ２との差が１つの投影光学系で実現するには大きくなり過ぎて、光学系の製造コストが著しく高くなるので好ましくない。一方、条件式（３）の下限値を下回ると、最も大きな第１最大開口数ＮＡ１と最も小さな第２最大開口数ＮＡ２との差が小さくなり過ぎて、露光装置に適用した場合に露光領域と解像度との組み合わせを使い分ける優位性がなくなり、ひいては解像力の向上が見込めなくなるので好ましくない。なお、本発明の効果をさらに高めるには、条件式（３）の上限値を０．１５に設定し、下限値を０．０４に設定することが好ましい。

また、本発明では、投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を１とするとき、投影光学系と像面（第２面）との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満たされていることが好ましい。このように、液浸光学系の構成を採用して、たとえば感光性基板と投影光学系との間の光路中に１．１よりも大きい屈折率を有する媒質を介在させることにより、投影光学系の像側開口数の増大を図ることができる。

また、別の局面によれば、第２発明の投影光学系は、第１面（露光装置に適用した場合にはマスク）の像を第２面（露光装置に適用した場合には感光性基板）に縮小投影する光学系であって、次の条件式（４）を満足する。条件式（４）において、ＮＡは、像側（第２面側）の最大開口数である。また、Ａは、像側の最大開口数がＮＡのときに各光学面に入射する光線の入射角および各光学面から射出する光線の射出角のうちの最大値である。
０．５２＜sinＡ／ＮＡ＜０．９５ （４）

条件式（４）の上限値を上回ると、入射角または射出角の最大値Ａが大きくなり過ぎて、レンズの偏心収差が発生し易くなってしまう。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、入射角または射出角の最大値Ａが小さくなり過ぎて、球面収差やコマ収差の高次収差の補正が困難になってしまう。なお、第２発明の効果をさらに高めるには、条件式（４）の上限値を０．９に設定し、下限値を０．５８に設定することが好ましい。

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に平行に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、図１の紙面に垂直にＸ軸をそれぞれ設定している。図示の露光装置は、紫外領域の照明光を供給するための光源１００として、ＡｒＦエキシマレーザ光源を備えている。

光源１００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レチクル（マスク）Ｒを重畳的に照明する。なお、光源１００と照明光学系ＩＬとの間の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１００から照明光学系ＩＬ中の最もレチクル側の光学部材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。

レチクルＲは、レチクルホルダ（不図示）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Ｒには転写すべきパターンが形成されており、矩形状のパターン領域が照明される。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を用いたレチクル干渉計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。干渉計ＲＩＦの出力は、レチクル制御部ＣＲに供給される。

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、感光性基板であるウェハＷ上にレチクルパターン像を形成する。ウェハＷは、ウェハホルダテーブル（不図示）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。そして、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上では矩形状の静止露光領域（実効露光領域）にパターン像が形成される。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を用いたウェハ干渉計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。ウェハ干渉計ＷＩＦの出力も、制御部ＣＲに供給される。

また、本実施形態の露光装置では、投影光学系ＰＬを構成する光学部材のうち最もレチクル側に配置された光学部材（各実施例では平行平面板Ｐ１）と最もウェハ側に配置された境界レンズＬｂとの間で投影光学系ＰＬの内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系ＰＬの内部の気体はヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。さらに、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとの間の狭い光路には、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどが配置されているが、レチクルＲおよびレチクルステージＲＳなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。

図２は、本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を概略的に示す図である。図２を参照すると、本実施形態の各実施例において、投影光学系ＰＬの最もウェハ側に配置された境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路は、１．１よりも大きい屈折率を有する媒質Ｌｍで満たされている。各実施例では、媒質Ｌｍとして純水を用いている。なお、投影光学系ＰＬの境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液体媒質Ｌｍを満たし続けるには、たとえば国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術などを用いることができる。

国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術では、液体供給装置から供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体（媒質Ｌｍ）を境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノズルを介してウェハＷ上から液体を回収する。一方、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術では、液体（媒質Ｌｍ）を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容器状に構成し、その内底部の中央において（液体中において）ウェハＷを真空吸着により位置決め保持する。また、投影光学系ＰＬの鏡筒先端部が液体中に達し、ひいては境界レンズＬｂのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。

上述のように、光源１００からウェハＷまでの光路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。こうして、制御部ＣＲからの指令を受けた駆動系を介して、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてレチクルＲおよびウェハＷを投影光学系ＰＬに対して相対移動させながら、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、ウェハＷの各露光領域にレチクルパターンをスキャン露光する。

第１実施例では、投影光学系ＰＬを構成するレンズ成分は、すべて石英（ＳｉＯ₂）により形成されている。一方、第２実施例では、投影光学系ＰＬを構成するレンズ成分は、石英または蛍石（ＣａＦ₂）により形成されている。また、各実施例において露光光であるＡｒＦエキシマレーザ光の発振中心波長は１９３．３０６ｎｍであり、この中心波長に対する石英の屈折率は１．５６０３２６１であり、蛍石の屈折率は１．５０１４５４８である。

さらに、境界レンズＬｂとウェハＷとの間に介在する媒質Ｌｍとして、第１実施例では露光光に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水を、第２実施例では露光光に対して１．４３６６４０の屈折率を有する純水をそれぞれ用いている。また、各実施例において、投影光学系ＰＬは、物体側および像側の両側にほぼテレセントリックに構成されている。

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。各実施例において、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
＋Ｃ₁₂・ｙ¹²＋Ｃ₁₄・ｙ¹⁴＋・・・ （ａ）

［第１実施例］
図３は、本実施形態の第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３を参照すると、第１実施例の投影光学系ＰＬ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両凹レンズＬ１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２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Ｌ３と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、両凸レンズＬ５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７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Ｌ８と、両凹レンズＬ９と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１２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Ｌ１３と、両凸レンズＬ１４と、両凸レンズＬ１５と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と、両凸レンズＬ１７と、両凸レンズＬ１８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Ｌ１９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Ｌ２０と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ２２（境界レンズＬｂ）とにより構成されている。第１実施例では、境界レンズＬｂとしての平凸レンズＬ２２とウェハＷとの間の光路中に、純水からなる媒質Ｌｍが満たされている。

次の表（１）に、第１実施例にかかる投影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（１）において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）の大きさを、ＮＡ１は最も大きな像側の第１最大開口数を、Ｙ１は像側の最大開口数がＮＡ１のときの最大像高を、ＮＡ２は最も小さな像側の第２最大開口数を、Ｙ２は像側の最大開口数がＮＡ２のときの最大像高を、ＴＬは物像点間距離をそれぞれ表している。また、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は中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、表（１）における表記は、以降の表（２）においても同様である。

表（１）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ１＝１．０７
Ｙ１＝１１．５ｍｍ
ＮＡ２＝１．００
Ｙ２＝１３．４ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 50.000
1 ∞ 8.000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 5.225
3 -1943.233 12.000 1.5603261 （Ｌ１）
4* 191.125 47.012
5 -104.228 42.945 1.5603261 （Ｌ２）
6 -470.767 1.000
7* -542.622 39.860 1.5603261 （Ｌ３）
8 -202.724 1.000
9 -1066.606 49.498 1.5603261 （Ｌ４）
10 -257.416 1.000
11 2900.000 53.600 1.5603261 （Ｌ５）
12 -376.177 1.000
13 254.290 54.884 1.5603261 （Ｌ６）
14 927.490 1.000
15 192.047 50.000 1.5603261 （Ｌ７）
16 405.266 1.000
17 230.501 39.859 1.5603261 （Ｌ８）
18* 322.792 19.156
19 -2992.366 14.004 1.5603261 （Ｌ９）
20 96.198 42.051
21 1075.262 14.000 1.5603261 （Ｌ１０）
22 238.222 39.560
23 -133.879 12.000 1.5603261 （Ｌ１１）
24* 248.570 31.009
25* -309.992 15.000 1.5603261 （Ｌ１２）
26 ∞ 9.148
27* -737.276 51.000 1.5603261 （Ｌ１３）
28 -176.320 1.000
29 1040.000 48.704 1.5603261 （Ｌ１４）
30 -451.186 1.000
31 725.000 48.768 1.5603261 （Ｌ１５）
32 -697.471 3.000
33 503.559 30.048 1.5603261 （Ｌ１６）
34 281.163 111.150
35 724.563 54.923 1.5603261 （Ｌ１７）
36 -564.358 1.000
37 372.647 56.556 1.5603261 （Ｌ１８）
38 -1424.995 1.000
39 196.339 41.207 1.5603261 （Ｌ１９）
40* 498.912 1.000
41 147.694 36.513 1.5603261 （Ｌ２０）
42* 185.195 1.000
43 147.798 52.775 1.5603261 （Ｌ２１）
44 216.307 2.256
45 238.988 46.298 1.5603261 （Ｌ２２：Ｌｂ）
46 ∞ 6.000 1.435876 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．４８４５２×１０^-7 Ｃ₆＝５．６５９２３×１０^-12
Ｃ₈＝−２．７８６２１×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．３７９５２×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．１９７５１×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．８２０１６×１０^-28
Ｃ₁₆＝−５．１６７１４×１０^-33

７面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．２７３４２×１０^-8 Ｃ₆＝２．１８８０２×１０^-13
Ｃ₈＝−４．２６９３１×１０^-18 Ｃ₁₀＝４．５５９２６×１０^-22
Ｃ₁₂＝−２．０６８８７×１０^-26 Ｃ₁₄＝１．４６０４１×１０^-30
Ｃ₁₆＝−１．７８４１５×１０^-35

１８面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．７９７５２×１０^-8 Ｃ₆＝１．９５２３７×１０^-14
Ｃ₈＝−３．８２８４３×１０^-18 Ｃ₁₀＝−３．８５０７２×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．９６６５２×１０^-26 Ｃ₁₄＝−３．５９９８７×１０^-31
Ｃ₁₆＝７．７２５３０×１０^-37

２４面
κ＝０
Ｃ₄＝１．８６６４１×１０^-8 Ｃ₆＝−２．４８５８９×１０^-12
Ｃ₈＝−３．４００８５×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．２０９０１×１０^-20
Ｃ₁₂＝−４．９９７２６×１０^-25 Ｃ₁₄＝−４．１８２５４×１０^-29
Ｃ₁₆＝２．９０４５３×１０^-33

２５面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．４２９０８×１０^-8 Ｃ₆＝３．２４４６５×１０^-12
Ｃ₈＝−２．１７９３３×１０^-18 Ｃ₁₀＝３．０９９１４×１０^-21
Ｃ₁₂＝−５．８９７８１×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．４４８１２×１０^-28
Ｃ₁₆＝−９．３１８９１×１０^-33

２７面
κ＝０
Ｃ₄＝１．２８４７３×１０^-8 Ｃ₆＝−１．５２１８５×１０^-12
Ｃ₈＝３．２７０２４×１０^-17 Ｃ₁₀＝２．９６３２１×１０^-21
Ｃ₁₂＝−３．１２１４１×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．２４０６９×１０^-29
Ｃ₁₆＝−３．６３７５２×１０^-35

４０面
κ＝０
Ｃ₄＝１．３７６４２×１０^-8 Ｃ₆＝７．５２２９４×１０^-14
Ｃ₈＝８．１４７５１×１０^-18 Ｃ₁₀＝−２．３８６６４×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．８９０５２×１０^-26 Ｃ₁₄＝−５．７２８５７×１０^-31
Ｃ₁₆＝１．２４２３５×１０^-35

４２面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．６７０３４×１０^-8 Ｃ₆＝−９．９０５８０×１０^-13
Ｃ₈＝−５．１４６３８×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．６９８７２×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．０７５３４×１０^-25 Ｃ₁₄＝５．６８１８０×１０^-30
Ｃ₁₆＝−１．５３９０８×１０^-34

（条件式対応値）
sinＡ＝０．８８５（Ａ＝６２．２５度）
（１）：（１．０７−１．００）×１２５０／（１３．４−１１．５）＝４６．０５
（２）：１３．４／１１．５＝１．１６５
（３）：（１．０７−１．００）＝０．０７
（４）：０．８８５／１．０７＝０．８２７
（４）：０．８８５／１．００＝０．８８５

図４は、第１実施例において像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときの横収差を示す図である。一方、図５は、第１実施例において像側開口数がＮＡ２＝１．００のときの横収差を示す図である。各収差図において、Ｙは像高を示している。第１実施例では、図４の収差図から明らかなように像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときに、半径（最大像高）が１１．５ｍｍのイメージサークル内において収差が良好に補正されていることがわかる。また、図５の収差図から明らかなように像側開口数がＮＡ２＝１．００のときに、半径（最大像高）が１３．４ｍｍのイメージサークル内において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６は、本実施形態の第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６を参照すると、第２実施例の投影光学系ＰＬ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両凹レンズＬ１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２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Ｌ３と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、両凸レンズＬ５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１０と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１１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Ｌ１２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Ｌ１３と、レチクル側に平面を向けた平凸レンズＬ１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１７と、両凸レンズＬ１８と、両凸レンズＬ１９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Ｌ２０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Ｌ２１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ２３（境界レンズＬｂ）とにより構成されている。

第２実施例では、境界レンズＬｂとしての平凸レンズＬ２３とウェハＷとの間の光路中に、純水からなる媒質Ｌｍが満たされている。また、正メニスカスレンズＬ２２および平凸レンズＬ２３が蛍石により形成され、その他のレンズ成分は石英により形成されている。次の表（２）に、第２実施例にかかる投影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。

表（２）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ１＝１．０７
Ｙ１＝１１．５ｍｍ
ＮＡ２＝１．００
Ｙ２＝１３．４ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 50.000
1 ∞ 8.000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 5.852
3 -2113.365 13.000 1.5603261 （Ｌ１）
4* 185.888 47.615
5 -97.794 50.000 1.5603261 （Ｌ２）
6 -275.265 1.000
7* -1036.501 52.524 1.5603261 （Ｌ３）
8 -198.574 1.000
9 -2093.835 52.770 1.5603261 （Ｌ４）
10 -287.226 1.000
11 403.759 46.727 1.5603261 （Ｌ５）
12 -31743139.730 1.000
13 284.993 45.645 1.5603261 （Ｌ６）
14 939.519 1.000
15 221.118 38.701 1.5603261 （Ｌ７）
16 426.452 1.000
17 212.879 50.000 1.5603261 （Ｌ８）
18 109.684 38.666
19 5071.658 13.000 1.5603261 （Ｌ９）
20 187.059 38.611
21* -157.590 13.000 1.5603261 （Ｌ１０）
22 201.219 17.763
23 -50220.286 13.000 1.5603261 （Ｌ１１）
24* 264.845 37.753
25* -180.106 50.000 1.5603261 （Ｌ１２）
26 -181.462 1.000
27* -2209.915 56.621 1.5603261 （Ｌ１３）
28 -205.364 1.000
29 ∞ 28.964 1.5603261 （Ｌ１４）
30 -740.060 1.000
31 588.166 33.442 1.5603261 （Ｌ１５）
32 7128.859 70.809
33 1084.671 25.000 1.5603261 （Ｌ１６）
34 384.974 47.258
35 -1746.086 38.201 1.5603261 （Ｌ１７）
36 -415.336 1.000
37 452.017 56.871 1.5603261 （Ｌ１８）
38 -943.687 1.000
39 571.441 44.135 1.5603261 （Ｌ１９）
40 -950.000 1.000
41 151.067 37.579 1.5603261 （Ｌ２０）
42* 206.077 1.000
43 108.158 33.260 1.5603261 （Ｌ２１）
44* 126.289 1.000
45 112.121 36.044 1.5014548 （Ｌ２２）
46 116.878 5.162
47 154.951 37.038 1.5014548 （Ｌ２３：Ｌｂ）
48 ∞ 3.000 1.436640 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．５０２３４×１０^-7 Ｃ₆＝５．４５１００×１０^-12
Ｃ₈＝−３．０８８１３×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．８０４１２×１０^-20
Ｃ₁₂＝−３．６１２４８×１０^-25 Ｃ₁₄＝２．８０７０４×１０^-29

７面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．７３１９３×１０^-8 Ｃ₆＝２．８５８０９×１０^-13
Ｃ₈＝−７．２７７７３×１０^-18 Ｃ₁₀＝２．１５８１９×１０^-22
Ｃ₁₂＝−４．００４５０×１０^-27 Ｃ₁₄＝９．５５８２７×１０^-32

２１面
κ＝０
Ｃ₄＝−８．７２４６０×１０^-8 Ｃ₆＝６．３８５５３×１０^-12
Ｃ₈＝−８．３５７３４×１０^-16 Ｃ₁₀＝７．１９８０３×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．９７４３５×１０^-24 Ｃ₁₄＝−２．４５０４２×１０^-31

２４面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．０５０４４×１０^-8 Ｃ₆＝３．４２４２６×１０^-12
Ｃ₈＝−５．３１５４６×１０^-16 Ｃ₁₀＝４．３１５２１×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．９６９１３×１０^-24 Ｃ₁₄＝３．３５６７７×１０^-29

２５面
κ＝０
Ｃ₄＝８．５４３７３×１０^-9 Ｃ₆＝７．７４２５４×１０^-13
Ｃ₈＝８．７６６９９×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．７３７１２×１０^-21
Ｃ₁₂＝２．１３７２４×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．１６８７９×１０^-29

２７面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．２０３１９×１０^-8 Ｃ₆＝２．３７１５７×１０^-13
Ｃ₈＝−８．０５０８１×１０^-18 Ｃ₁₀＝３．８３２４２×１０^-22
Ｃ₁₂＝−１．３９９４７×１０^-26 Ｃ₁₄＝４．０５９８９×１０^-31

４２面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．１０１８３×１０^-8 Ｃ₆＝５．３７３６２×１０^-13
Ｃ₈＝５．００２６９×１０^-17 Ｃ₁₀＝−２．８８６１８×１０^-21
Ｃ₁₂＝８．１２９２０×１０^-26 Ｃ₁₄＝５．２０９１９×１０^-31

４４面
κ＝０
Ｃ₄＝７．１２１２７×１０^-9 Ｃ₆＝−４．７４１４４×１０^-12
Ｃ₈＝−４．３２３９４×１０^-16 Ｃ₁₀＝−１．０８７３８×１０^-20
Ｃ₁₂＝−３．０１６５２×１０^-25 Ｃ₁₄＝１．１６９５５×１０^-28

（条件式対応値）
sinＡ＝０．８７０（Ａ＝６０．４６度）
（１）：（１．０７−１．００）×１２５０／（１３．４−１１．５）＝４６．０５
（２）：１３．４／１１．５＝１．１６５
（３）：（１．０７−１．００）＝０．０７
（４）：０．８７０／１．０７＝０．８１３
（４）：０．８７０／１．０７＝０．８７０

図７は、第２実施例において像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときの横収差を示す図である。一方、図８は、第２実施例において像側開口数がＮＡ２＝１．００のときの横収差を示す図である。各収差図において、Ｙは像高を示している。第２実施例では、図７の収差図から明らかなように像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときに、半径（最大像高）が１１．５ｍｍのイメージサークル内において収差が良好に補正されていることがわかる。また、図８の収差図から明らかなように像側開口数がＮＡ２＝１．００のときに、半径（最大像高）が１３．４ｍｍのイメージサークル内において収差が良好に補正されていることがわかる。

こうして、各実施例では、１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して、最も大きい像側開口数ＮＡ１＝１．０７を確保するとともに、半径（最大像高）が１１．５ｍｍのイメージサークル内において２２．０ｍｍ×５．０ｍｍの矩形状の静止露光領域を確保して、たとえば２２ｍｍ×２６ｍｍ（または２２ｍｍ×３３ｍｍ）の矩形状の露光領域内にレチクルパターンを最も高い解像度で走査露光することができる。

また、各実施例では、１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して、像側開口数ＮＡ２＝１．００を確保するとともに、半径（最大像高）が１３．４ｍｍの最も大きいイメージサークル内において２６．０ｍｍ×５．０ｍｍの矩形状の静止露光領域を確保して、たとえば２６ｍｍ×３３ｍｍの矩形状の露光領域内にレチクルパターンを比較的高い解像度で走査露光することができる。

以上のように、本実施形態の投影光学系ＰＬでは、比較的大きな開口数（ＮＡ１＝１．０７）と比較的小さなイメージフィールド（Ｙ１＝１１．５ｍｍに対応するイメージサークル）との組み合わせと、比較的小さな開口数（ＮＡ２＝１．００）と比較的大きなイメージフィールド（Ｙ２＝１３．４ｍｍに対応するイメージサークル）との組み合わせとの間で使い分けが可能である。したがって、本実施形態の露光装置では、比較的小さな露光領域（たとえば２２ｍｍ×２６ｍｍ）に比較的大きな解像度（ＮＡ１＝１．０７に対応する解像度）で投影露光を行い、比較的大きな露光領域（たとえば２６ｍｍ×３３ｍｍ）に比較的小さな解像度（ＮＡ２＝１．００に対応する解像度）で投影露光を行うことができる。

ところで、本実施形態の各実施例では、像側の最大開口数が最も大きい第１最大開口数ＮＡ１＝１．０７に設定された際の像面での波面収差のＲＭＳ値と、像側の最大開口数が最も小さい第２最大開口数ＮＡ２＝１．００に設定された際の像面での波面収差のＲＭＳ値との差が２ｍλ以下に抑えられている。具体的に、第１実施例ではＲＭＳ値の差が０．２ｍλであり、第２実施例ではＲＭＳ値の差が０．１ｍλである。ここで、波面収差のＲＭＳ値は、軸上での値であり、設計レベルの値である。

さて、本実施形態では、露光領域と解像度との組み合わせを使い分けて投影露光することになるが、ＯＰＥ（Optical Proximity Effect：光近接効果）特性などを重視して微細なマスクパターンの露光を行う際に、投影光学系として許容可能な開口数を超える光線が露光領域に達する場合、制御部ＣＲがエラーメッセージを出力して露光は行わないという非実行処理を行うことが好ましい。一方、比較的粗いマスクパターンの露光を行う場合、投影光学系として許容可能な開口数を超える光線が露光領域に達することがあっても、制御部ＣＲがワーニングを出力するだけで露光は続行可能な構成を採ることが好ましい。

すなわち、本実施形態では、投影光学系の像側開口数が、感光性基板上の各露光領域の大きさに対応して許容される像側の最大開口数よりも大きく設定されている場合に、制御部が、マスク上のパターンの特性に応じて、露光の非実行処理のためのエラーメッセージまたは露光の実行処理に先立つワーニングを出力することが好ましい。

なお、本実施形態の照明光学系ＩＬとしては、たとえばＷＯ２００４／０５１７１７Ａに開示される照明光学装置を用いることができる。照明光学装置としては、像側の最大開口数が最も大きい第１最大開口数ＮＡ１に応じた照明開口数（ＮＡ１×β）のもとで、大きなイメージフィールド（Ｙ２に対応するイメージサークル）に応じた照明領域（Ｙ２×β）を照明できるように構成されることが望ましい。そして、照明光学装置による照明領域の大きさを、レチクル・ブラインドやズーム・コンデンサ光学系などを用いて可変にすることが好ましい。なお、実質的な光量損失の無いもとで照明領域の大きさを変更するためのズーム・コンデンサ光学系は、たとえば特開２００１−１３５５６０号公報に開示されている。

ここで、比較的大きな開口数（たとえばＮＡ１＝１．０７）と比較的小さなイメージフィールド（たとえばＹ１＝１１．５ｍｍに対応するイメージフィールド）との組み合わせで投影露光を行う場合には、照明光学装置による照明領域の大きさを比較的小さなイメージフィールド（たとえばＹ１＝１１．５ｍｍに対応するイメージフィールド）に対応した大きさとなるように変更する。また、比較的小さな開口数（たとえばＮＡ１＝１．００）と比較的大きなイメージフィールド（たとえばＹ２＝１３．４ｍｍに対応するイメージフィールド）との組み合わせで投影露光を行う場合には、照明光学装置による照明領域の大きさを比較的大きなイメージフィールド（たとえばＹ２＝１３．４ｍｍに対応するイメージフィールド）に対応した大きさとなるように変更する。双方の場合において、投影光学系ＰＬの最大開口数が異なるため、照明σ（照明光学系の射出側最大開口数／投影光学系の物側最大開口数）の値も異なってしまうため、投影光学系ＰＬの最大開口数の値に応じた照明σ値のオフセット値を準備しておき、このオフセット値を用いて照明σ値の制御を行うことが好ましい。

なお、比較的大きな開口数（たとえばＮＡ１＝１．０７）と比較的小さなイメージフィールド（たとえばＹ１＝１１．５ｍｍに対応するイメージフィールド）との組み合わせしか用いない場合には、この組み合わせに最適な照明開口数と照明領域とを持つ専用の照明光学系を準備することも考えられる。

なお、上述の各実施例では、感光性基板との間の光路中に液体を介在させた液浸型の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、感光性基板との間の光路中に気体を介在させる乾燥型の投影光学系に対しても本発明を適用することができる。

また、上述の第２実施例では、正メニスカスレンズＬ２２と平凸レンズＬ２３とが蛍石により形成されているので、この一対の蛍石レンズ（Ｌ２２，Ｌ２３）の結晶軸の方位関係を適宜設定することにより、蛍石の固有複屈折の影響を低減することができる。なお、一対の蛍石レンズの結晶軸の方位関係を適宜設定することにより蛍石の固有複屈折の影響を低減する手法については、たとえばＷＯ２００３／００７０４５号（または米国特許公開ＵＳ２００３／００５３０３６Ａ号）公報などを参照することができる。

上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル（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９のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図９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１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１０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１０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、ＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばＫＡｒＦエキシマレーザ光源やＦ₂ レーザ光源のような他の適当な光源を用いることもできる。ここで、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光を露光光とする場合には、ＡｒＦエキシマレーザ光の場合と同様に、媒質として純水、脱イオン水など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、媒質としては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、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。

また、上述の実施形態では、レチクルおよびウェハを投影光学系に対して相対移動させながら、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、ウェハの各露光領域にパターンをスキャン露光している。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハを二次元的に駆動制御しながら一括露光を行うことにより、いわゆるステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハのショット領域にパターンを逐次露光することもできる。

本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を概略的に示す図である。 本実施形態の第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実施例において像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときの横収差を示す図である。 第１実施例において像側開口数がＮＡ２＝１．００のときの横収差を示す図である。 本実施形態の第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実施例において像側開口数がＮＡ１＝１．０７のときの横収差を示す図である。 第２実施例において像側開口数がＮＡ２＝１．００のときの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

１００ レーザ光源
ＩＬ 照明光学系
Ｒ レチクル
ＲＳ レチクルステージ
Ｗ ウェハ
ＷＳ ウェハステージ
ＣＲ 制御部
ＰＬ 投影光学系
Ｌｉ 各レンズ成分
Ｌｂ 境界レンズ
Ｌｍ 媒質（純水）

Claims (12)

1. 第１面の像を第２面に縮小投影する投影光学系において、
   前記第２面側の最大開口数が少なくとも２つの異なる値に設定可能に構成され、
   前記第２面側の最大開口数が前記少なくとも２つの異なる値のうちの一方の値に設定されたときの最大像高と、前記第２面側の最大開口数が前記少なくとも２つの異なる値のうちの他方の値に設定されたときの最大像高とが実質的に異なることを特徴とする投影光学系。
2. 前記第２面側の最大開口数のうちの最も大きな第１最大開口数をＮＡ１とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ１のときの最大像高をＹ１とし、前記第２面側の最大開口数のうちの最も小さな第２最大開口数をＮＡ２とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ２のときの最大像高をＹ２とし、前記第１面と前記第２面との距離をＴＬとするとき、
   ３５＜（ＮＡ１−ＮＡ２）・ＴＬ／（Ｙ２−Ｙ１）＜１５０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
3. 前記第２面側の最大開口数のうちの最も大きな第１最大開口数をＮＡ１とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ１のときの最大像高をＹ１とし、前記第２面側の最大開口数のうちの最も小さな第２最大開口数をＮＡ２とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ２のときの最大像高をＹ２とするとき、
   １．０３＜Ｙ２／Ｙ１＜１．５
   ０．０２＜（ＮＡ１−ＮＡ２）＜０．２
   の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系。
4. 前記投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を１とするとき、前記投影光学系と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満た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２面側の最大開口数のうちの最も大きな第１最大開口数をＮＡ１とし、前記第２面側の最大開口数のうちの最も小さな第２最大開口数をＮＡ２とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ１のときに各光学面に入射する光線の入射角および各光学面から射出する光線の射出角のうちの最大値をＡ１とし、前記第２面側の最大開口数がＮＡ２のときに各光学面に入射する光線の入射角および各光学面から射出する光線の射出角のうちの最大値をＡ２とするとき、
   ０．５２＜sinＡ／ＮＡ１＜０．９５
   ０．５２＜sinＡ／ＮＡ２＜０．９５
   の条件を満足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２面側の最大開口数は、第１の最大開口数と第２の最大開口数とを含み、
   前記投影光学系の使用波長をλとするとき、前記第２面側の最大開口数が前記第１の最大開口数に設定された際の前記第２面での波面収差のＲＭＳ値と、前記第２面側の最大開口数が前記第２の最大開口数に設定された際の前記第２面での波面収差のＲＭＳ値との差は、３ｍλ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投影光学系。
7. 第１面の像を第２面に縮小投影する投影光学系において、
   前記第２面側の最大開口数をＮＡとし、前記第２面側の最大開口数がＮＡのときに各光学面に入射する光線の入射角および各光学面から射出する光線の射出角のうちの最大値をＡとするとき、
   ０．５２＜sinＡ／ＮＡ＜０．９５
   の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
8. 前記投影光学系は両側にほぼテレセントリックであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系。
9. 前記第１面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスク上のパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板に投影するための請求項１乃至８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。
10. 前記投影光学系の前記第２面側の開口数が、前記感光性基板上の各露光領域の大きさに対応して許容される前記第２面側の最大開口数よりも大きく設定されている場合に、前記マスク上のパターンの特性に応じて、露光の非実行処理のためのエラーメッセージまたは露光の実行処理に先立つワーニングを出力するための制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
11. 前記第１面に設定されたマスクを照明する照明工程と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投影光学系を介して前記マスク上のパターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
12. 前記露光工程は、投影光学系の前記第２面側の開口数が、前記感光性基板上の各露光領域の大きさに対応して許容される前記第２面側の最大開口数よりも大きく設定されている場合に、前記マスク上のパターンの特性に応じて、非実行処理または実行処理されることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。

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