JP2006114839A

JP2006114839A - 投影光学系、露光装置、および露光方法

Info

Publication number: JP2006114839A
Application number: JP2004303191A
Authority: JP
Inventors: Hironori Ikezawa; 弘範池沢; Yasuhiro Omura; 泰弘大村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27
Also published as: EP2108990A1; EP1806611A1; EP1806611B1; WO2006043457A1; TW200615707A; KR20070068346A; US7688422B2; US20070285633A1; EP1806611A4

Abstract

【課題】境界レンズの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、結像性能の低下を実質的に招くことなく液中平行平面板を交換することのできる液浸型の投影光学系。
【解決手段】最も第２面（Ｗ）側に配置された第１光透過部材（Ｌｐ）と、第１光透過部材に隣接して配置された第２光透過部材（Ｌｂ）とを備えている。第１光透過部材と第２面との間の光路は第１液体（Ｌｍ１）で満たされ、第１光透過部材と第２光透過部材との間の光路は第２液体（Ｌｍ２）で満たされている。第１光透過部材の中心厚をＤ１とし、第１液体の層の中心厚をＭ１とし、第２液体の層の中心厚をＭ２とするとき、１＜Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＜２０の条件を満足する。
【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（たとえば特許文献１）。

国際公開第ＷＯ２００４／０１９１２８号パンフレット

１を超えるような大きな像側開口数を有する液浸型の投影光学系では、物体側（露光装置ではマスク側）の面が気体に接し且つ像側（露光装置ではウェハ側）の面が液体（浸液）に接する境界レンズの物体側の面は、小さな曲率半径を有する凸面形状になる。これは、大きな像側開口数を確保しているにもかかわらず、境界レンズの物体側の面に入射する光線の最大入射角度を比較的小さく抑えるためである。

したがって、境界レンズはパワー（屈折力）の大きな正レンズになり、ひいては境界レンズ自体の偏心感度が高くなる。ここで、境界レンズの「偏心感度が高い」ということは、境界レンズの偏心誤差に起因して発生する結像性能の低下の度合いが高いことを意味している。その結果、液体がウェハに塗布されたフォトレジスト等による汚染を受けて、汚染された液体による境界レンズの像側光学面の汚染が進んでも、結像性能の低下を回避しつつ境界レンズの交換を行うことは非常に難しい。

そこで、特許文献１では、境界レンズと像面との間の光路中に平行平面板を介在させ、境界レンズと平行平面板との間の光路および平行平面板と像面との間の光路を液体で満たす構成が提案されている。この構成では、平行平面板（以下、「液中平行平面板」という）自体が無屈折力であるため、液中平行平面板と液体との屈折率差を小さく設定することにより、液中平行平面板の偏心感度が小さく抑えられる。

その結果、汚染された液体による境界レンズの像側光学面の汚染を液中平行平面板の遮蔽作用により有効に防ぐとともに、液中平行平面板の像側光学面の汚染が進んだときには結像性能の低下を実質的に回避しつつ液中平行平面板の交換を随時行うことができる。しかしながら、この構成では、液中平行平面板を薄くしすぎるとコンパクションの影響などにより境界レンズのレーザ耐性の低下が懸念され、液中平行平面板を厚くしすぎると内部不均質性や偏心感度の増大などに起因して部材交換による結像性能の低下が懸念される。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、境界レンズの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、結像性能の低下を実質的に招くことなく液中平行平面板を交換することのできる液浸型の投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、液中平行平面板が交換可能で大きな像側開口数を有する高解像な液浸型の投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に且つ安定的に投影露光する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面に投影する投影光学系において、
最も第２面側に配置された第１光透過部材と、該第１光透過部材に隣接して配置された第２光透過部材とを備え、
前記投影光学系の光路中の気体の屈折率を１とするとき、前記第１光透過部材と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する第１液体で満たされ、前記第１光透過部材と前記第２光透過部材との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する第２液体で満たされ、
前記第１光透過部材の中心厚をＤ１とし、前記第１液体の層の中心厚をＭ１とし、前記第２液体の層の中心厚をＭ２とするとき、
１＜Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＜２０
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２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３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、第２光透過部材としての境界レンズと像面（露光装置の場合にはウェハ）との間の光路中に純水のような液体が介在しているので、大きな実効的な像側開口数を確保しつつ比較的大きな有効結像領域を確保することができる。また、境界レンズと像面との間の光路中に平行平面板のような第１光透過部材が配置されているので、汚染された液体による境界レンズの像側光学面の汚染を有効に防ぐことができる。さらに、第１光透過部材の中心厚が適切な範囲に設定されているので、境界レンズの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、汚染の進んだ第１光透過部材の交換に際して投影光学系の結像性能の低下を実質的に回避することができる。

こうして、本発明では、境界レンズの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、結像性能の低下を実質的に招くことなく液中平行平面板を交換することのできる液浸型の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、液中平行平面板が交換可能で大きな像側開口数を有する高解像な液浸型の投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に且つ安定的に投影露光することができ、ひいては良好なマイクロデバイスを高精度に且つ安定的に製造することができる。

本発明の液浸型の投影光学系は、最も像側（第２面側）に配置されて物体側（第１面側）の面が第２液体に接し且つ像側の面が第１液体に接する第１光透過部材と、この第１光透過部材に隣接して配置されて物体側の面が気体に接し且つ像側の面が第２液体に接する境界レンズ（第２光透過部材）とを備えている。ここで、１．１よりも大きい屈折率を有する第１液体および第２液体として、たとえば純水を用いることができる。一般には、第１液体および第２液体として、使用光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、露光装置の場合には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液体を用いることができる。また、第１光透過部材として、偏心感度の低いほぼ無屈折力の光透過部材、たとえば平行平面板を用いることができる。

このように、本発明では、境界レンズと像面との間の光路中に大きな屈折率を有する純水のような液体を介在させることにより、大きな実効的な像側開口数を確保しつつ、比較的大きな有効結像領域を確保することができる。また、境界レンズと像面（露光装置の場合にはウェハ）との間の光路中に平行平面板のような第１光透過部材が配置されているので、液体（第１液体）がウェハに塗布されたフォトレジスト等による汚染を受けても、境界レンズとウェハとの間に介在する第１光透過部材の作用により、汚染された液体による境界レンズの像側光学面の汚染を有効に防ぐことができる。

本発明では、上述の構成において、次の条件式（１）を満足する。条件式（１）において、Ｄ１は第１光透過部材の中心厚であり、Ｍ１は第１液体の層の中心厚であり、Ｍ２は第２液体の層の中心厚である。
１＜Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＜２０（１）

条件式（１）の上限値を上回ると、第１光透過部材の中心厚Ｄ１が大きくなり過ぎて、第１光透過部材の偏心感度が高くなるだけでなく、第１光透過部材の内部における屈折率の不均質性の影響が大きくなる。その結果、汚染の進んだ第１光透過部材の交換に際して、第１光透過部材の内部不均質性や偏心感度の増大などに起因して投影光学系の結像性能が低下してしまう。

一方、条件式（１）の下限値を下回ると、第１光透過部材の中心厚Ｄ１が小さくなり過ぎて、境界レンズと像面（露光装置の場合にはウェハ）との間の距離が小さくなる。これは、純水のような液体における光損失を小さく抑えるために、第１液体の層の中心厚Ｍ１および第２液体の層の中心厚Ｍ２をできるだけ小さく設定するからである。その結果、第２光透過部材としての境界レンズにおける単位面積当たりの光エネルギが大きくなり、境界レンズのレーザ耐性が低下してしまう。

ところで、蛍石は水に溶ける性質（可溶性）があるため、境界レンズを蛍石により形成すると、投影光学系の結像性能を安定的に維持することが困難になる。また、蛍石では内部の屈折率分布が高周波成分を有することが知られており、この高周波成分を含む屈折率のばらつきがフレアの発生を招く恐れがあり、投影光学系の結像性能を低下させ易い。さらに、蛍石は固有複屈折性を有することが知られており、投影光学系の結像性能を良好に維持するためには、この固有複屈折性の影響を補正する必要がある。

したがって、蛍石の可溶性、屈折率分布の高周波成分および固有複屈折性の観点から、境界レンズを石英により形成することが好ましいが、条件式（１）の下限値を下回って単位面積当たりの光エネルギが大きくなると、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り易く、コンパクションの影響により投影光学系の結像性能が低下し易い。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）の上限値を１０に設定し、下限値を１．５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）を満足することが好ましい。条件式（２）において、Ｄ１は上述したように第１光透過部材の中心厚であり、Ｄ２は投影光学系中のすべての光透過部材（第１光透過部材および第２光透過部材（境界レンズ）を含む）の中心厚の和である。
０．００７＜Ｄ１／Ｄ２＜０．０５（２）

条件式（２）の上限値を上回ると、第１光透過部材の中心厚Ｄ１が大きくなり過ぎて、第１光透過部材の偏心感度が高くなるだけでなく、第１光透過部材の内部における屈折率の不均質性の影響が大きくなる。その結果、汚染の進んだ第１光透過部材の交換に際して、第１光透過部材の内部不均質性や偏心感度の増大などに起因して投影光学系の結像性能が低下するので好ましくない。

一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第１光透過部材の中心厚Ｄ１が小さくなり過ぎて、境界レンズと像面（露光装置の場合にはウェハ）との間の距離が小さくなり、ひいては境界レンズにおける単位面積当たりの光エネルギが大きくなり、コンパクションなどの影響により境界レンズのレーザ耐性が低下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（２）の上限値を０．０４に設定し、下限値を０．０１に設定することが好ましい。

また、本発明では、液体の給排機構の簡素化などを図るために、第１液体と第２液体とは例えば純水のような同じ液体であることが好ましい。また、本発明では、第２光透過部材としての境界レンズは、石英により形成された正レンズであることが好ましい。上述したように、境界レンズを石英により形成することにより、境界レンズの像側光学面が純水のような液体の影響を受けにくく、投影光学系の結像性能を長期間に亘って良好に維持することができる。また、境界レンズが正屈折力を有することにより、投影光学系の像側開口数を大きく確保することが容易になる。

また、本発明では、第２光透過部材としての境界レンズの像側光学面は平面状に形成されていることが好ましい。この構成では、第１光透過部材として平行平面板を用いることにより、第１液体の層および第２液体の層を平行平面板状に形成して液体層における透過率分布を均一にすることができる。

また、本発明では、蛍石の可溶性、屈折率分布の高周波成分および固有複屈折性の観点から、第１光透過部材は石英により形成された平行平面板であることが好ましい。上述したように、第１光透過部材を石英により形成することにより、第１光透過部材の光学面が純水のような液体の影響を受けにくく、投影光学系の結像性能を安定的に維持することができる。また、上述したように、第１光透過部材を平行平面板状に形成することにより、この液中平行平面板の偏心感度が小さく抑えられるので、液中平行平面板の像側光学面の汚染が進んだときには結像性能の低下を実質的に回避しつつ液中平行平面板の交換を随時行うことができる。

以上のように、本発明では、境界レンズの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、結像性能の低下を実質的に招くことなく液中平行平面板を交換することのできる液浸型の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、液中平行平面板が交換可能で大きな像側開口数を有する高解像な液浸型の投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に且つ安定的に投影露光することができる。

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露光装置の構成を概略的に示す図である。図１では、Ｘ軸およびＹ軸がウェハＷに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。

本実施形態の露光装置は、図１に示すように、たとえば露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光からなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒを照明する。レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。

レチクルＲを通過した光は、液浸型の投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ（感光性基板）Ｗ上の露光領域に所定の縮小投影倍率でレチクルパターンを形成する。すなわち、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Ｘ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する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。

図２は、本実施形態の各実施例においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域と投影光学系の光軸との位置関係を示す図である。本実施形態の各実施例では、図２に示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを中心とした半径Ｂを有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、光軸ＡＸを中心としてＸ方向に沿って細長く延びた矩形状の静止露光領域ＥＲが設定されている。ここで、静止露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸであり、そのＹ方向の長さはＬＹである。

したがって、図示を省略したが、これに対応して、レチクルＲ上では、光軸ＡＸを中心として静止露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域（すなわち静止照明領域）が形成されていることになる。レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上においてＸＹ平面に平行に保持され、レチクルステージＲＳＴにはレチクルＲをＸ方向、Ｙ方向および回転方向に微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。

ウェハＷは、ウェハホルダ（不図示）を介してＺステージ９上においてＸＹ平面に平行に固定されている。また、Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角を制御する。Ｚステージ９は、Ｚステージ９上に設けられた移動鏡１２を用いるウェハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。

また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向を制御する。一方、本実施形態の露光装置に設けられた主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。

また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウェハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウェハＷのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。更に、主制御系１４は、ウェハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置調整を行う。

露光時には、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信すると共に、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージＲＳＴおよびＸＹステージ１０を駆動させつつ、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上の所定のショット領域内に投影露光する。その後、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。

このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲのパターン像をウェハＷ上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ウェハステージ駆動系１５およびウェハレーザ干渉計１３などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および静止照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴとＸＹステージ１０とを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域の長辺ＬＸに等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。

図３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３を参照すると、各実施例の投影光学系では、レチクルＲ側（物体側）の面が第２液体Ｌｍ２に接し且つウェハＷ側（像側）の面が第１液体Ｌｍ１に接する液中平行平面板（第１光透過部材）Ｌｐが最もウェハ側に配置されている。そして、この液中平行平面板Ｌｐに隣接する第２光透過部材として、レチクルＲ側の面が気体に接し且つウェハＷ側の面が第２液体Ｌｍ２に接する境界レンズＬｂが配置されている。

各実施例において、１．１よりも大きい屈折率を有する第１液体Ｌｍ１および第２液体Ｌｍ２として、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水（脱イオン水）を用いている。また、境界レンズＬｂは、レチクルＲ側に凸面を向け且つウェハＷ側に平面を向けた正レンズである。さらに、境界レンズＬｂおよび液中平行平面板Ｌｐはともに、石英により形成されている。

なお、投影光学系ＰＬに対してウェハＷを相対移動させつつ走査露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、走査露光の開始から終了まで投影光学系ＰＬの境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液体（Ｌｍ１，Ｌｍ２）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。

本実施形態では、図１に示すように、第１給排水機構２１を用いて、液中平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路中において第１液体Ｌｍ１としての純水を循環させている。また、第２給排水機構２２を用いて、境界レンズＬｂと液中平行平面板Ｌｐとの間の光路中において第２液体Ｌｍ２としての純水を循環させている。このように、浸液としての純水を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質を防ぐことができる。

本実施形態の各実施例において、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４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４を参照すると、第１実施例にかかる投影光学系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、液中平行平面板Ｌｐとにより構成されている。

第１実施例では、境界レンズＬｂと液中平行平面板Ｌｐとの間の光路および液中平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路に、使用光（露光光）であるＡｒＦエキシマレーザ光（波長λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水（Ｌｍ１，Ｌｍ２）が満たされている。また、すべての光透過部材（Ｐ１，Ｌ１〜Ｌ２２（Ｌｂ），Ｌｐ）が、使用光に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英（ＳｉＯ₂）により形成されている。

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は投影倍率の大きさを、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＢはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、ＬＸは静止露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは静止露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）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
ＮＡ＝１．００
Ｂ＝１３．４ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５．５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄｎ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 26.298 1.5603261 （Ｌ２２：Ｌｂ）
46 ∞ 3.000 1.435876 （Ｌｍ２）
47 ∞ 20.000 1.5603261 （Ｌｐ）
48 ∞ 3.000 1.435876 （Ｌｍ１）
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．４８４５２×１０^-7Ｃ₆＝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^-8Ｃ₆＝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^-8Ｃ₆＝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^-8Ｃ₆＝−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^-8Ｃ₆＝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^-8Ｃ₆＝−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^-8Ｃ₆＝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^-8Ｃ₆＝−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）
Ｄ１＝２０ｍｍ
Ｍ１＝３ｍｍ
Ｍ２＝３ｍｍ
Ｄ２＝８７２．４４３ｍｍ
（１）Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＝３．３３
（２）Ｄ１／Ｄ２＝０．０２２９

図５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は像高を示している。図５の収差図から明らかなように、第１実施例では、非常に大きな像側開口数（ＮＡ＝１．００）および比較的大きな静止露光領域ＥＲ（２６ｍｍ×５．５ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍのエキシマレーザ光に対し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実施例にかかる投影光学系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、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズ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、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズ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、液中平行平面板Ｌｐ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、境界レンズＬｂと液中平行平面板Ｌｐとの間の光路および液中平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路に、使用光（露光光）であるＡｒＦエキシマレーザ光（波長λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水（Ｌｍ１，Ｌｍ２）が満たされている。また、すべての光透過部材（Ｐ１，Ｌ１〜Ｌ２３（Ｌｂ），Ｌｐ）が、使用光に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英（ＳｉＯ₂）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
ＮＡ＝１．００
Ｂ＝１３．４ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５．５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号ｒｄｎ光学部材
（レチクル面） 50.000
1 ∞ 8.000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 5.813
3 -1313.588 12.000 1.5603261 （Ｌ１）
4* 194.350 47.515
5 -102.611 31.592 1.5603261 （Ｌ２）
6 -461.005 1.000
7* -572.289 35.000 1.5603261 （Ｌ３）
8 -205.453 1.000
9 -861.765 49.045 1.5603261 （Ｌ４）
10 -234.264 1.000
11 -7543.720 53.500 1.5603261 （Ｌ５）
12 -309.987 1.000
13 269.626 53.500 1.5603261 （Ｌ６）
14 1360.614 1.000
15 192.801 51.692 1.5603261 （Ｌ７）
16 461.837 1.000
17 210.454 35.000 1.5603261 （Ｌ８）
18* 321.530 19.097
19 -3000.000 14.000 1.5603261 （Ｌ９）
20 95.000 48.480
21 3164.412 14.000 1.5603261 （Ｌ１０）
22 300.855 32.967
23 -139.522 12.000 1.5603261 （Ｌ１１）
24* 257.218 31.705
25* -271.930 15.000 1.5603261 （Ｌ１２）
26 ∞ 14.684
27* -558.516 52.500 1.5603261 （Ｌ１３）
28 -170.429 1.000
29 1071.642 47.720 1.5603261 （Ｌ１４）
30 -480.838 1.000
31 571.551 40.000 1.5603261 （Ｌ１５）
32 -2616.268 1.000
33 371.140 29.000 1.5603261 （Ｌ１６）
34 295.486 26.280
35 542.767 27.000 1.5603261 （Ｌ１７）
36 384.788 71.827
37 5451.649 45.500 1.5603261 （Ｌ１８）
38 -444.611 1.000
39 399.708 60.000 1.5603261 （Ｌ１９）
40 -981.762 1.000
41 221.630 42.003 1.5603261 （Ｌ２０）
42* 588.751 1.000
43 166.092 39.552 1.5603261 （Ｌ２１）
44* 220.835 1.000
45 131.370 60.495 1.5603261 （Ｌ２２）
46 225.941 2.550
47 255.976 21.994 1.5603261 （Ｌ２３：Ｌｂ）
48 ∞ 3.000 1.435876 （Ｌｍ２）
49 ∞ 30.000 1.5603261 （Ｌｐ）
50 ∞ 3.000 1.435876 （Ｌｍ１）
（ウェハ面）

（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．５０２１１×１０^-7Ｃ₆＝５．９３３９６×１０^-12
Ｃ₈＝−３．０３０９５×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．６８６３９×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．１７６０５×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．６２９３２×１０^-28

７面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．０７４１８×１０^-8Ｃ₆＝３．８３３７６×１０^-13
Ｃ₈＝−１．１３７５５×１０^-17 Ｃ₁₀＝８．９１４００×１０^-22
Ｃ₁₂＝−３．４９１６５×１０^-26 Ｃ₁₄＝２．２２１２５×１０^-30

１８面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．１５１７５×１０^-8Ｃ₆＝−１．２７２２４×１０^-14
Ｃ₈＝２．８９１８３×１０^-18 Ｃ₁₀＝−３．０３６４４×１０^-22
Ｃ₁₂＝４．２８８９４×１０^-27 Ｃ₁₄＝１．２７７９８×１０^-31

２４面
κ＝０
Ｃ₄＝２．４１７２０×１０^-8Ｃ₆＝−２．５９０２１×１０^-12
Ｃ₈＝−４．２５４７１×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．２８０６８×１０^-20
Ｃ₁₂＝−９．５１９１１×１０^-25 Ｃ₁₄＝２．０９４４２×１０^-29

２５面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．９４２０３×１０^-8Ｃ₆＝１．９８６９４×１０^-12
Ｃ₈＝４．６９１８３×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．８００６０×１０^-21
Ｃ₁₂＝８．６８１７２×１０^-25 Ｃ₁₄＝−４．０７４７８×１０^-29

２７面
κ＝０
Ｃ₄＝７．７６８８３×１０^-9Ｃ₆＝−７．２１１１５×１０^-13
Ｃ₈＝７．５１５１６×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．５１７９５×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．１３３３７×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．９３４７９×１０^-30

４２面
κ＝０
Ｃ₄＝７．５０９０６×１０^-9Ｃ₆＝１．７３９６３×１０^-13
Ｃ₈＝−２．１７５７５×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．５１１４１×１０^-22
Ｃ₁₂＝−２．７８１２３×１０^-27 Ｃ₁₄＝５．１９８９３×１０^-32

４４面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．３６４２３×１０^-8Ｃ₆＝−７．９８９５１×１０^-13
Ｃ₈＝１．８２３１２×１０^-17 Ｃ₁₀＝３．８５５９６×１０^-22
Ｃ₁₂＝−１．８６８１３×１０^-26 Ｃ₁₄＝１．１１７８３×１０^-31

（条件式対応値）
Ｄ１＝３０ｍｍ
Ｍ１＝３ｍｍ
Ｍ２＝３ｍｍ
Ｄ２＝８８０．０９３ｍｍ
（１）Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＝５
（２）Ｄ１／Ｄ２＝０．０３４１

図７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は像高を示している。図７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、非常に大きな像側開口数（ＮＡ＝１．００）および比較的大きな静止露光領域ＥＲ（２６ｍｍ×５．５ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍのエキシマレーザ光に対し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、波長が１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して、１．００の高い像側開口数を確保するとともに、２６ｍｍ×５．５ｍｍの矩形形状の実効露光領域（静止露光領域）ＥＲを確保することができ、たとえば２６ｍｍ×３３ｍｍの矩形状の露光領域内に回路パターンを高解像度で走査露光することができる。

また、各実施例では、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液中平行平面板Ｌｐが配置されているので、浸液としての純水がウェハＷに塗布されたフォトレジスト等による汚染を受けても、境界レンズＬｂとウェハＷとの間に介在する液中平行平面板Ｌｐの作用により、汚染された純水による境界レンズＬｂの像側光学面の汚染を有効に防ぐことができる。さらに、各実施例では、液中平行平面板Ｌｐの中心厚Ｄ１が条件式（１）および（２）を満たすような適切な範囲に設定されているので、境界レンズＬｂの十分に高いレーザ耐性を確保しつつ、汚染の進んだ液中平行平面板Ｌｐの交換に際して投影光学系ＰＬの結像性能の低下を実質的に回避することができる。

なお、上述の実施形態では、図８に示すように、液中平行平面板Ｌｐの側面を、ウェハＷ側に頂点を向けた錐体形状の一部を有するような形状に形成することが好ましい。換言すれば、本実施形態では、ウェハＷ上の長方形状（例えば２６ｍｍ×５．５ｍｍ）の静止露光領域内にレチクルパターン像を形成するので、液中平行平面板Ｌｐの有効領域がほぼ小判状となるため、上記静止露光領域に達する有効結像光線が通過しない領域（＝有効領域外）を切り落とした外形形状を液中平行平面板Ｌｐに付与することが好ましい。

図８に示すような外形形状を液中平行平面板Ｌｐに付与することにより、図１に示す局所液浸機構としての第１給排水機構２１における給水／排水ノズルの配置を露光領域に近づけることが可能になり、局所液浸領域（境界レンズＬｂと液中平行平面板Ｌｐとの間において純水（液体）が満たされるべき領域）を小さくすることが可能になる。これにより、ウェハステージのコンパクト化を図ることができる。すなわち、ウェハの周辺部の露光（エッジショット露光）のためにはウェハの周りの領域とウェハとが同一面上になるように平坦化する必要があるが、局所液浸領域が小さければ小さいほど、この平坦化領域の大きさが小さくなり、ウェハステージも小さくなる。なお、ウェハ周囲に平坦部を設けた構成は、たとえば国際公開ＷＯ２００４／０５３９５５に開示されている。

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。ただし、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ることになる。

また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される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、他の一般的な液浸型の投影光学系に対して本発明を適用することもできる。

なお、上述の実施形態では、境界レンズＬｂおよび液中平行平面板Ｌｐを石英で形成したが、境界レンズＬｂおよび液中平行平面板Ｌｐを形成する材料としては石英には限定されず、たとえば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなどの結晶材料を用いてもよい。このような結晶材料であって光の吸収率が高い結晶材料を用いる場合であっても、条件式（１）の下限値は境界レンズＬｂへの光の集中を防ぎ、発熱による結像性能の劣化を低減する観点で有用である。

また、上述の実施形態では、第１液体および第２液体として純水を用いたが、第１および第２液体としては純水には限定されず、たとえばＨ⁺，Ｃｓ⁺，Ｋ⁺、Ｃｌ^-，ＳＯ₄ ^2-，ＰＯ₄ ^2-を入れた水、イソプロパノール，グリセロール、ヘキサン、ヘプタン、デカンなどを用いることができる。

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いてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域と投影光学系の光軸との位置関係を示す図である。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実施例における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実施例における横収差を示す図である。液中平行平面板の側面がウェハ側に頂点を向けた錐体形状の一部を有するような形状に形成された例を示す図である。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

Ｒレチクル
ＲＳＴレチクルステージ
ＰＬ投影光学系
Ｌｂ境界レンズ
Ｌｐ液中平行平面板
Ｌｍ１，Ｌｍ２純水（液体）
Ｗウェハ
１照明光学系
９Ｚステージ
１０ＸＹステージ
１２移動鏡
１３ウェハレーザ干渉計
１４主制御系
１５ウェハステージ駆動系
２１第１給排水機構
２２第２給排水機構

Claims

第１面の像を第２面に投影する投影光学系において、
最も第２面側に配置された第１光透過部材と、該第１光透過部材に隣接して配置された第２光透過部材とを備え、
前記投影光学系の光路中の気体の屈折率を１とするとき、前記第１光透過部材と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する第１液体で満たされ、前記第１光透過部材と前記第２光透過部材との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する第２液体で満たされ、
前記第１光透過部材の中心厚をＤ１とし、前記第１液体の層の中心厚をＭ１とし、前記第２液体の層の中心厚をＭ２とするとき、
１＜Ｄ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＜２０
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
前記第１光透過部材の中心厚をＤ１とし、前記投影光学系中のすべての光透過部材の中心厚の和をＤ２とするとき、
０．００７＜Ｄ１／Ｄ２＜０．０５
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。
前記第１液体と前記第２液体とは同じ液体であ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。
前記第２光透過部材は石英により形成された正レンズであ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。
前記第２光透過部材の第２面側の光学面は平面状に形成されてい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。
前記第１光透過部材は石英により形成された平行平面板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。
前記第１光透過部材の側面の形状は、前記第２面側に頂点を向けた錐体形状の一部を有してい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。
前記第２面側の開口数が１以上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。
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。
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。