JP2017102273A - 投影光学系、投影方法、投影光学系の調整方法、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 - Google Patents

投影光学系、投影方法、投影光学系の調整方法、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 たとえば光照射に起因して発生する波面収差を調整することのできる投影光学系。【解決手段】 第1面の像を第2面に形成する投影光学系は、第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1補正部材と、第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第2補正部材と、第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第3補正部材とを備えている。第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2、並びに第3補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、所要の条件を満足する。【選択図】 図1

Description

本発明は、投影光学系、投影方法、投影光学系の調整方法、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法に関する。
半導体素子等のデバイス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(レチクル)のパターンを、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等)上に投影露光する露光装置が使用される。露光装置では、マスクパターンの微細化が進むにつれて、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。投影光学系の解像力に対する要求を満足するには、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。
従来、露光装置の投影光学系に好適な投影光学系が種々提案されている(たとえば特許文献1を参照)。
米国特許第7,385,756号
第1形態では、第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1補正部材と、
前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第2補正部材と、
前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第3補正部材とを備え、
前記第1面における視野領域の中心点からの周辺光線が任意の光学面を通過する位置Lcrと、前記視野領域の中心点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lcpとの距離をHcとし、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lppと前記位置Lcpとの距離をHpとするとき、前記第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2、並びに前記第3補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、
Hp3/Hc3<Hp1/Hc1
Hp3/Hc3<Hp2/Hc2
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2形態では、第1形態の投影光学系の調整方法において、
前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、前記投影光学系の光軸、または前記視野領域の中心点からの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化を付与することにより、前記投影光学系の波面収差を調整することを含むことを特徴とする調整方法を提供する。
第3形態では、前記第1面に設定された所定のパターンからの光に基づいて、前記所定のパターンを前記第2面に設定された基板上に投影するための第1形態の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
第4形態では、第1面の像を第2面に投影する投影方法において、
前記第1面からの光を、それぞれが入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1、第2および第3補正部材を介して前記第2面に導くことを含み、
前記第1補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
前記第2補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
前記第3補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
前記第1面における視野領域の中心点からの周辺光線が任意の光学面を通過する位置Lcrと、前記視野領域の中心点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lcpとの距離をHcとし、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lppと前記位置Lcpとの距離をHpとするとき、前記第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2、並びに前記第3補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、
Hp3/Hc3<Hp1/Hc1
Hp3/Hc3<Hp2/Hc2
の条件を満足することを特徴とする投影方法を提供する。
第5形態では、前記第1面に設定された所定のパターンを照明することと、
第4形態にかかる投影方法を用いて、前記所定のパターンの像を前記第2面に設定された物体上に投影する、露光方法を提供する。
第6形態では、前記第1面に設定された所定のパターンからの光を投影光学系に導いて前記所定のパターンを前記第2面に設定された基板上に投影することと、
第2形態の調整方法を用いて前記投影光学系を調整することとを含むことを特徴とする露光方法を提供する。
第7形態では、第3形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
第8形態では、第5または第6形態の露光方法を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
実施形態にかかる投影光学系の一例を概略的に示す図である。 投影光学系の像面における有効結像領域を概略的に示す図である。 投影光学系の物体面における有効視野領域を概略的に示す図である。 凹面反射鏡の背面側に設けられた複数のアクチュエータを備えた能動変形部を概略的に示す図である。 複数のアクチュエータの作用点の分布を概略的に示す図である。 本実施形態における波面収差の調整の一例について説明する図である。 光学面と瞳位置との位置関係を表す指標について説明する図である。 本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模式的に示す図である。 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。 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。 本実施形態の第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。 本実施形態の第4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。 本実施形態の第5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。 本実施形態の第6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。 本実施形態における収差調整作用についてさらに説明する第1の図である。 本実施形態における収差調整作用についてさらに説明する第2の図である。 半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
以下、実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、実施形態にかかる投影光学系の一例を概略的に示す図である。図1には、露光装置に搭載される投影光学系の一例であって、後述する第1実施例に対応した投影光学系PLが示されている。具体的に、図1に示す投影光学系PLは、3つの結像光学ユニットG1,G2,G3からなる3回結像型の反射屈折光学系である。図1において、感光性基板であるウェハWの転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
以下、図1に示す投影光学系PLを参照して、本実施形態の特徴的な構成および作用を説明する。図1の投影光学系PLは、露光装置に適用された場合にマスクMのパターン面が設置される物体面(第1面)OBからウェハWの露光面が設置される像面(第2面)IMへの光の入射順に、屈折光学系としての第1結像光学ユニットG1と、第1平面反射鏡FM1と、凹面反射鏡CMを含む反射屈折光学系としての第2結像光学ユニットG2と、第2平面反射鏡FM2と、屈折光学系としての第3結像光学ユニットG3とを備えている。
この場合、図2に示すように、投影光学系PLの像面IMにおける有効結像領域ERは、投影光学系PLの光軸AXから離れた領域になる。具体的に、有効結像領域ERは、光軸AXを中心とした半径RbのイメージフィールドIF内において、光軸AXからY方向に沿って距離Raだけ離れた矩形状の領域、すなわちX方向に沿って長辺(寸法LX)を有し且つY方向に沿って短辺(寸法LY)を有する長方形状の領域である。したがって、図3に示すように、投影光学系PLの物体面OBにおける有効視野領域FRは、投影光学系PLの光軸AXからY方向に離れた矩形状の領域になる。なお、有効結像領域ERは、投影光学系PLの像面IMにおいて物体面OBからの光が導かれる領域であって且つ収差が実質的に補正されている領域としても良い。また、有効視野領域FRは視野領域と称しても良く、有効結像領域ERは結像領域と称しても良い。
図1の構成では、第1結像光学ユニットG1の光路中において互いに近接して配置された一対の平行平面板が第1補正部材C1を構成し、第3結像光学ユニットG3の光路中において互いに近接して配置された一対の平行平面板が第2補正部材C2を構成している。第1補正部材C1としての一対の平行平面板は、第1結像光学ユニットG1の光路中において物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置、すなわち第1結像光学ユニットG1の瞳位置から像面IM側(ウェハW側)に離れた位置に配置されている。
第2補正部材C2としての一対の平行平面板は、第3結像光学ユニットG3の光路中において物体面OBの位置と(ひいては像面IMの位置と)光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置、すなわち第3結像光学ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)から物体面OB側(マスクM側)に離れた位置に配置されている。第2結像光学ユニットG2の凹面反射鏡CMは、第3補正部材C3を構成している。第3補正部材C3としての凹面反射鏡CMは、第2結像光学ユニットG2の光路中において物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置、すなわち第2結像光学ユニットG2の瞳位置の近傍に配置されている。
なお、本実施形態および実施例において、瞳位置は、物体面OBの位置または像面IMの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある位置とすることができる。
第1補正部材C1が第1結像光学ユニットG1の瞳位置よりも像面IM側に配置され且つ第2補正部材C2が第3結像光学ユニットG3の瞳位置よりも物体面OB側に配置されているので、物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳面および物体面OBの位置と光学的に共役な中間像面に着目すると、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間に位置する面の数は奇数である。具体的に、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間に位置する面は、第1結像光学ユニットG1による第1中間像面、第2結像光学ユニットG2の瞳面、および第2結像光学ユニットG2による第2中間像面の3つである。
補正部材C1〜C3は、入射光の波面を能動的に変化させて射出する。具体的に、補正部材C1〜C3は、投影光学系PLの光軸AX、または有効視野領域FRの中心点FRaからの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化、例えば互いに同数の偶数回回転対称な光路長変化を付与するようにそれぞれ構成されている。図1では、物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置と補正部材C1,C2,C3との位置関係を明瞭に示すために、有効視野領域FRの中心点FRaから最も離れた最大物体高の点FRbからの主光線と投影光学系PLの光軸AXとを含む最大物体高のメリディオナル面に沿った光線を示している。この点は、各実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図10、図11、図12、図13、図14、図15においても同様である。
第1補正部材C1としての一対の平行平面板(一対の補正素子)および第2補正部材C2としての一対の平行平面板(一対の補正素子)は、加熱・冷却部DR1およびDR2からの熱の作用により屈折率分布がそれぞれ変化するように構成されている。具体的に、制御系CRからの指令にしたがって作動する加熱・冷却部DR1,DR2からの熱の作用を受けて、補正部材C1,C2としての一対の平行平面板には、所要の温度分布が可変的に付与され、ひいては所要の屈折率分布が可変的に付与される。その結果、補正部材C1,C2としての一対の平行平面板は、例えば偶数回回転対称な光路長変化を付与し、ひいては入射光の波面を能動的に変化させて射出する。加熱・冷却部DR1,DR2の具体的な構成および作用については、米国特許第6,198,579号公報を参照することができる。また、加熱・冷却部として、米国特許第6,781,668号公報、第7,817,249号公報、米国特許公開第2008/123066号公報などに開示される加熱機構、冷却機構を単独で、或いは組み合わせて用いることもできる。なお、補正部材としては、一対の平行平面板に限定されず、一枚の平行平面板であっても良い。また、補正部材は、初期状態において屈折力を有しない平行平面板には限定されず、有限の焦点距離を持つ光学部材であっても良い。
第3補正部材C3としての凹面反射鏡CMの反射面は変形可能に構成され、制御系CRからの指令にしたがって作動する能動変形部ADが凹面反射鏡CMの反射面を能動的に変形させる。その結果、第3補正部材C3としての凹面反射鏡CMは、例えば偶数回回転対称な光路長変化を付与し、ひいては入射光の波面を能動的に変化させて射出する。一例として、図4に示すように、凹面反射鏡CMの背面側に設けられた複数のアクチュエータACを備えた能動変形部ADを用いることができる。複数のアクチュエータACは、例えば図5に示すように、それらの作用点ACaが放射状に分布するように配置される。また、複数のアクチュエータACを、それらの作用点ACaが2次元マトリクス状に分布するように配置しても良い。
能動変形部ADは、複数のアクチュエータACが凹面反射鏡CMの反射面CMaを背面側から押し引きすることにより、反射面CMaを所望の面形状に変形させる。能動変形部ADの具体的な構成および作用については、米国特許第6,842,277号公報を参照することができる。能動変形部ADにおける複数のアクチュエータACの作用点ACaの配置については、米国特許第6,880,942号公報を参照することができる。また、能動変形部として、米国特許第5,115,351号、第6,398,373号、第6,411,426号、第6,803,994号や米国特許公開第2010/0033704A1号などに開示される変形機構を用いることもできる。
一例として、補正部材C1〜C3が、極座標系を用いるツェルニケ(Zernike)多項式における第17項にかかる関数FZ17:ρcos4θにしたがう4回回転対称な光路長変化を付与する場合について考える。ここで、ρは光学面における規格化半怪であり、θは極座標の動径角である。この場合、瞳位置から像面IM側に離れた位置に配置された第1補正部材C1の作用により、有効結像領域ERの中心位置ERa(図2を参照)に関する波面収差として、図6に示すように、関数FZ17にしたがって表示される4回回転対称の収差成分Z17が発生する。
そして、第1補正部材C1の作用により、有効結像領域ERの中心位置ERaから+X方向に沿った第1周辺位置ERb(図2を参照)に関する波面収差として、図6に示すように、4回回転対称の収差成分Z17と、第10項にかかる関数FZ10:ρcos3θにしたがって表示される3回回転対称の収差成分Z10(+)とが発生する。また、第1補正部材C1の作用により、有効結像領域ERの中心位置ERaから−X方向に沿った第2周辺位置ERc(図2を参照)に関する波面収差として、図6に示すように、4回回転対称の収差成分Z17と、3回回転対称の収差成分Z10(−)とが発生する。
ここで、収差成分Z17を表す関数FZ17の係数の符号は有効結像領域ERにおけるX方向位置に依存することなく同じであり、その係数の大きさは有効結像領域ERにおけるX方向位置に依存することなくほぼ一定である。一方、収差成分Z10を表す関数FZ10の係数の符号は第1周辺位置ERbと第2周辺位置ERcとで逆であり、その係数の大きさは有効結像領域ERにおけるX方向位置に依存してほぼ線形的に変化する。このように、有効結像領域ERの中心位置ERaを通りX方向に延びる直線上の各点について第1補正部材C1の作用により発生する波面収差として、4回回転対称の収差成分Z17と、3回回転対称の収差成分Z10(1)とが発生する。
同様に、瞳位置から物体面OB側(第1補正部材C1とは反対側)に離れた位置に配置された第2補正部材C2の場合、有効結像領域ERの中心位置ERaを通りX方向に延びる直線上の各点について発生する波面収差として、4回回転対称の収差成分Z17と、3回回転対称の収差成分Z10(2)とが発生する。ただし、第1補正部材C1と第2補正部材C2とが瞳位置に関して反対側に配置されているので、収差成分Z17を表す関数FZ17の係数の符号が同じであれば、収差成分Z10を表す関数FZ10の係数の符号は第1補正部材C1と第2補正部材C2とで反転する。
したがって、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により収差成分Z10を相殺し、収差成分Z17だけを波面収差として発生させることができる。換言すると、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により、像面IMにおける有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について一様な0次収差成分Z17を発生させること、ひいては波面収差の0次収差成分Z17を調整することができる。また、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により収差成分Z17を相殺し、収差成分Z10だけを波面収差として発生させることができる。換言すると、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により、有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分Z10を発生させること、ひいては波面収差の1次収差成分Z10を調整することができる。
ここで、波面収差の0次収差成分とは、投影光学系PLの像面IMにおける有効結像領域ER内の所定方向に沿った各点について一様な収差成分であり、波面収差の1次収差成分とは、投影光学系PLの像面IMにおける有効結像領域ER内の所定方向に沿った各点について線形的に変化する収差成分である。
さらに、第1補正部材C1および第2補正部材C2が付与する光路長変化を表現する関数FZ17の係数の符号および大きさを適宜設定すれば(あるいは変化させれば)、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により、有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を独立的に発生させること、ひいては波面収差の0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を独立的に調整することができる。
第3補正部材C3は、瞳位置の近傍に配置されている。したがって、第3補正部材C3の作用により、有効結像領域ERの中心位置ERaを通りX方向に延びる直線上の各点について、4回回転対称の収差成分Z17が支配的に発生し、3回回転対称の収差成分Z10はほとんど発生しない。ここで、収差成分Z17を表す関数FZ17の係数の符号は有効結像領域ERにおけるX方向位置に依存することなく同じであり、その係数の大きさは有効結像領域ERにおけるX方向位置に依存することなくほぼ一定である。
このように、第1補正部材C1と第2補正部材C2との協働作用により、有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を独立的に発生させること、ひいては波面収差の0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を独立的に調整することができる。また、第3補正部材C3の作用により、波面収差の0次収差成分Z17を主体的に調整することができる。その結果、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、波面収差の0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を独立的に且つ高い自由度で調整することができる。
以上、図1に示す投影光学系PLにおいて、補正部材C1〜C3が関数FZ17にしたがう4回回転対称な光路長変化を付与する場合に得られる作用効果について具体的に説明した。本実施形態では、図1に示す構成に限定されることなく、物体面OB(第1面)の像を像面IM(第2面)に形成する投影光学系が、物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1補正部材C1と、物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第2補正部材C2と、物体面OBの位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第3補正部材C3とを備えている。
本実施形態では、補正部材C1〜C3が入射光に与える波面の変化の状態を制御することにより、例えば補正部材C1〜C3が偶数回回転対称な光路長変化を付与するように制御することにより、投影光学系の波面収差を調整することができる。具体的には、像面IMにおける有効結像領域ER内の所定方向(図2におけるX方向に対応)に沿った各点について一様な0次収差成分、および所定方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分のうちの少なくとも一方の収差成分を調整すること、さらには一様な0次収差成分および1次収差成分を互いに独立に調整することができる。
本実施形態では、任意の光学面と当該任意の光学面に最も近い瞳位置との位置関係を表す指標としてHp/Hcを導入している。図7に示すように、Hcは、矩形状の有効視野領域FRの中心点FRaからの周辺光線が任意の光学面を通過する位置Lcrと、有効視野領域FRの中心点FRaからの主光線が当該任意の光学面を通過する位置Lcpとの距離である。Hpは、有効視野領域FRの中心点FRaから最も離れた最大物体高の点FRbからの主光線が当該任意の光学面を通過する位置Lppと位置Lcpとの距離である。指標としてのHp/Hcの値が小さくなるほど(0に近づくほど)光学面が瞳位置に近くなり、Hp/Hcの値が大きくなるほど光学面が瞳位置から離れる。
本実施形態では、波面収差の調整に関する上述の作用効果を得るために、第1補正部材C1に関する距離Hc1およびHp1、第2補正部材C2に関する距離Hc2およびHp2、並びに第3補正部材C3に関する距離Hc3およびHp3が、次の条件式(1a),(1b),(1c),(1d)を満足する。
0.05<Hp1/Hc1<1.0 (1a)
0.05<Hp2/Hc2<1.0 (1b)
Hp3/Hc3<Hp1/Hc1 (1c)
Hp3/Hc3<Hp2/Hc2 (1d)
条件式(1a)および(1b)の下限値を下回ると、第1補正部材C1および第2補正部材C2が瞳位置に近づき過ぎて、有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分の発生比率が小さくなり、収差補正能力が低下してしまう。一方、条件式(1a)および(1b)の上限値を上回ると、第1補正部材C1および第2補正部材C2が瞳位置から離れ過ぎて、意図しない収差成分が発生してしまう。
条件式(1c)は、第1補正部材C1が瞳位置から離れた位置に配置されているのに対し、第3補正部材C3が瞳位置またはその近傍に配置されていることを表わしている。同様に、条件式(1d)は、第2補正部材C2が瞳位置から離れた位置に配置されているのに対し、第3補正部材C3が瞳位置またはその近傍に配置されていることを表わしている。なお、条件式(1a)および(1b)において、その下限値を0.1に設定しても良い。また、条件式(1a)および(1b)において、その上限値を0.5に設定しても良い。
ここで、意図しない収差成分の発生について、例示する。
たとえば、補正部材C1およびC2が瞳位置から離れすぎると、補正部材の有効領域内で発生させる収差成分に対して、有効結像領域ER内のX方向1階微分成分であり、且つX方向面内分布が線形的に変化する1次収差成分の発生比率が小さくなる。ここで、収差のX方向面内分布とは、有効結像領域ER内のX方向に沿った各点についての収差の変化を指す。さらに、X方向面内分布が2次的に変化するX方向2階微分成分、X方向面内分布が3次的に変化するX方向3階微分成分、およびディストーションの発生比率が高くなる。このとき、X方向1階微分成分においても、X方向面内分布が非線形的に変化する3次以上の奇数次収差成分の発生比率が高くなる。
有効結像領域ERが光軸から外れている場合、補正部材への有効領域内で発生させる収差成分に対して、有効結像領域ER内のY方向1階微分成分がX方向において面内一様に発生する。
補正部材C1およびC2が瞳位置から離れすぎると、Y方向1階微分成分のX方向1階微分成分が、X方向面内分布が線形的に変化する1次収差成分として発生する比率が高くなり、Y方向1階微分成分のX方向2階微分成分が、X方向面内分布の2次収差成分として発生する比率も高くなる。
本実施形態では、関数FZ17にしたがう4回回転対称な光路長変化に限定されることなく、第1乃至第3補正部材C1〜C3が、以下の一群の式(21)に示す関数fと関数gとの線形和で表される光路長変化を付与しても良い。この場合、関数fと関数gとの線形和で表される0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、第1乃至第3補正部材C1〜C3を制御することができる。一群の式(21)において、(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向(またはy方向)は矩形状の有効視野領域FRの長辺方向(X方向)である。この点は、他の関連する一群の式(22)においても同様である。
Figure 2017102273
また、第1乃至第3補正部材C1〜C3が、一群の式(21)に示す関数fで表される光路長変化を付与しても良い。この場合、関数fで表される0次収差成分、関数fn−1の定数倍で表される1次収差成分、および関数gn−1の定数倍で表される0次収差成分を調整するように、第1乃至第3補正部材C1〜C3を制御することができる。ちなみに、収差成分Z17を表す関数FZ17は式(21)における関数fに対応し、収差成分Z10を表す関数FZ10は関数f4−1=fに対応している。
また、第1乃至第3補正部材C1〜C3が、以下の一群の式(22)に示す関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与しても良い。この場合、関数Fと関数Gとの線形和で表される0次収差成分、関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される1次収差成分、および関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、第1乃至第3補正部材C1〜C3を制御することができる。
Figure 2017102273
また、第1乃至第3補正部材C1〜C3が、一群の式(22)に示す関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与しても良い。この場合、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、第1乃至第3補正部材C1〜C3を制御することができる。
本実施形態では、第3補正部材C3に関する距離Hc3およびHp3が、次の条件式(2)を満足しても良い。条件式(2)を満足しない場合、第3補正部材C3が瞳位置から離れ過ぎて、他の補正部材C1,C2と同様の収差発生作用を果たすことになり、収差補正の自由度が低下する。
Hp3/Hc3<0.1 (2)
本実施形態では、第1補正部材C1に関する距離Hc1およびHp1、並びに第2補正部材C2に関する距離Hc2およびHp2が、次の条件式(3)を満足しても良い。条件式(3)を満足することにより、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間で、収差発生作用を無理なく分担することができる。
|Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|<0.2 (3)
本実施形態では、第1補正部材C1に関する距離Hc1およびHp1、並びに第2補正部材C2に関する距離Hc2およびHp2が、次の条件式(4)を満足しても良い。条件式(4)を満足しない場合、第1補正部材C1および第2補正部材C2による1次収差成分の発生比率が小さくなり、収差補正能力が低下してしまう。
Hp1/Hc1+Hp2/Hc2>0.5 (4)
本実施形態では、任意の光学面と当該任意の光学面に最も近い瞳位置との位置関係を表す別の指標としてDp/Daを導入している。ここで、Daは、有効視野領域FR内の各点からの光束が任意の光学面に到達したときに当該任意の光学面において占めるパーシャルスポットの集合に外接する投影光学系の光軸AXを中心とした円の直径である。Dpは、有効視野領域FRの中心点FRaから最も離れた最大物体高の点FRbからの光束が当該任意の光学面に到達したときに当該任意の光学面において占めるパーシャルスポットに外接する四角形であって有効視野領域FRの一辺に対応する方向に一辺を有する長方形の短辺の長さと長辺の長さとの平均値である。指標としてのDp/Daの値が1に近づくほど光学面が瞳位置に近くなり、Dp/Daの値が小さくなるほど光学面が瞳位置から離れる。したがって、Dp/Daの値が1であるとき光学面の位置が瞳位置と一致し、Dp/Daの値は物理的に1を超えることができない。
本実施形態では、第1補正部材C1に関する直径Da1および平均値Dp1、第2補正部材C2に関する直径Da2および平均値Dp2、並びに第3補正部材C3に関する直径Da3および平均値Dp3が、次の条件式(5a),(5b),(5c)を満足しても良い。条件式(5a),(5b),(5c)の下限値を下回ると、補正部材C1〜C3が瞳位置から離れ過ぎて、意図しない収差成分の発生が大きくなってしまう。条件式(5a),(5b),(5c)の上限値は、物理的な制限値である。
0.5<Dp1/Da1<1.0 (5a)
0.5<Dp2/Da2<1.0 (5b)
0.5<Dp3/Da3≦1.0 (5c)
なお、意図しない収差成分の例示については、条件式(1a),(1b),(1c)で説明した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、第1補正部材C1および第2補正部材C2のうちの少なくとも一方が、次の条件式(6)を満足する光学面を有していても良い。条件式(6)において、Hpubは、有効視野領域FRの中心点FRaから最も離れた最大物体高の点FRbからの上側光線が光学面を通過する位置と、最大物体高の点FRbからの下側光線が光学面を通過する位置との距離である。Hcubは、有効視野領域FRの中心点FRaからの上側光線が光学面を通過する位置と、中心点FRaからの下側光線が光学面を通過する位置との距離である。
0.9<Hpub/Hcub<1.1 (6)
条件式(6)を満足しない場合、例えば有効結像領域ERにおけるX方向に沿って2次的、4次的に変化する湾曲状の収差成分が発生してしまう。なお、上側光線および下側光線の定義については、像面IM(第2面)側にテレセントリックとなるように、像面IM側で主光線を定めるとき、有効視野領域FRの中心点FRaから最も離れた最大物体高の点FRbからの主光線と投影光学系の光軸AXとを含む最大物体高のメリディオナル面内で、光軸AXから離れる向きに最大物体高の点FRbから射出される周辺光線を最大物体高の点FRbからの上側光線とし、光軸AXに近づく向きに最大物体高の点FRbから射出される周辺光線を最大物体高の点FRbからの下側光線とする。また、光軸AXから離れる向きに中心点FRaから射出される周辺光線を中心点FRaからの上側光線とし、光軸AXに近づく向きに中心点FRaから射出される周辺光線を中心点FRaからの下側光線とする。上側光線および下側光線の定義については、他の関連する条件式(7)、(8)、(9)、(12)および(13)においても同様である。
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つは光透過部材であり、次の条件式(7)を満足しても良い。条件式(7)において、OLuは最大物体高の点FRbからの上側光線の光透過部材内の光路長であり、OLbは最大物体高の点FRbからの下側光線の光透過部材内の光路長である。条件式(7)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。ここで、高次の収差成分とは、例えば一群の式(21)に示す関数fで表される光路長変化を付与した場合に意に反して発生する関数fn+1で表わされる成分などである。この点については、他の関連する条件式(8)〜(13)においても同様である。
0.7<OLu/OLb<1.2 (7)
ここで、意図しない高次の収差成分とは、たとえば補正部材の有効領域内で発生させる収差成分に対して高い次数の収差成分を指し、この場合、次数の高い収差成分の有効結像領域ER内面内分布がX方向に線形的に変化してしまう。
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つは反射面を有する反射部材であり、次の条件式(8)を満足しても良い。条件式(8)において、CAuは最大物体高の点FRbからの上側光線の反射面に対する入射角の余弦であり、CAbは最大物体高の点FRbからの下側光線の反射面に対する入射角の余弦である。条件式(8)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。
0.995<CAu/CAb<1.005 (8)
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つが、次の条件式(9)を満足する光学面を有していても良い。条件式(9)において、Huは、最大物体高の点FRbからの上側光線が光学面を通過する位置と最大物体高の点FRbからの主光線が光学面を通過する位置との距離である。Hbは、最大物体高の点FRbからの下側光線が光学面を通過する位置と最大物体高の点FRbからの主光線が光学面を通過する位置との距離である。条件式(9)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。
0.85<Hu/Hb<1.15 (9)
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つが、次の条件式(10)を満足する光透過部材を有していても良い。条件式(10)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。
0.8<(Hu/Hb)(OLu/OLb)<1.2 (10)
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つは反射面を有する反射部材であり、次の条件式(11)を満足しても良い。条件式(11)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。
0.9<(Hu/Hb)(CAb/CAu)<1.1 (11)
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つが、次の条件式(12)を満足する光透過部材を有していても良い。条件式(12)において、Nuは最大物体高の点FRbからの上側光線の光透過部材内でのN方向余弦であり、Nbは最大物体高の点FRbからの下側光線の光透過部材内でのN方向余弦である。
0.7<|Nu/Nb|<1.3 (12)
なお、光線のN方向余弦とは、光線が光軸となす角度の余弦である。
条件式(12)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。なお、条件式(12)において、その下限値を0.9に設定しても良い。また、条件式(12)において、その上限値を1.1に設定しても良い。
本実施形態では、第1補正部材C1、第2補正部材C2および第3補正部材C3のうちの少なくとも1つは反射面を有する反射部材であり、次の条件式(13)を満足しても良い。条件式(13)において、Nuは、反射面に入射する直前における、最大物体高の点FRbからの上側光線のN方向余弦である。Nbは、反射面で反射された直後における、最大物体高の点FRbからの下側光線のN方向余弦である。
0.7<|Nu/Nb|<1.3 (13)
条件式(13)を満足しない場合、意図しない高次の収差成分が発生してしまう。なお、条件式(13)において、その下限値を0.9に設定しても良い。また、条件式(13)において、その上限値を1.1に設定しても良い。
第1実施例〜第3実施例では、補正部材C1,C2として、互いに近接して配置された一対の平行平面板を用いている。また、第4実施例〜第6実施例では、補正部材C1〜C3として、互いに近接して配置された一対の平行平面板を用いている。この場合、一対の平行平面板からなる補正部材の条件対応値を、光の入射側に配置された平行平面板の射出面における値に基づいて算出することができる。各実施例では、光の入射側に配置された平行平面板の射出面における値に基づいて算出された条件対応値を示している。
各実施例において、関数FZ17にしたがう4回回転対称な光路長変化に限定されることなく、例えば補正部材C1〜C3が、関数FZ:ρcos2θにしたがう2回回転対称な光路長変化を付与しても良い。この場合、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、関数FZにしたがって表示される2回回転対称の0次収差成分Z5および関数FZ:ρcosθにしたがって表示される1回回転対称の1次収差成分Z2を独立的に且つ高い自由度で調整することができる。ちなみに、0次収差成分Z5を表す関数FZは式(21)における関数fに対応し、1次収差成分Z2を表す関数FZは関数f2−1=fに対応している。
また、各実施例では、偶数回回転対称な光路長変化に限定されることなく、例えば補正部材C1〜C3が、関数FZ11:ρsin3θにしたがう3回回転対称な光路長変化を付与しても良い。この場合、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、関数FZ11にしたがって表示される3回回転対称の0次収差成分Z11および関数FZ:ρsin2θにしたがって表示される2回回転対称の1次収差成分Z6を独立的に且つ高い自由度で調整することができる。ちなみに、0次収差成分Z11を表す関数FZ11は式(21)における関数gに対応し、1次収差成分Z2を表す関数FZは関数g3−1=gに対応している。
また、各実施例では、例えば補正部材C1〜C3が、関数FZ12:(4ρ−3)ρcos2θにしたがう2回回転対称な光路長変化を付与しても良い。この場合、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、関数FZ12にしたがって表示される2回回転対称の0次収差成分Z12、並びに関数FZにしたがって表示される1回回転対称の1次収差成分Z2、関数FZ:(3ρ−2)ρcosθにしたがって表示される1回回転対称の1次収差成分Z7、および関数FZ10にしたがって表示される2回回転対称の1次収差成分Z10を独立的に且つ高い自由度で調整することができる。ちなみに、0次収差成分Z12を表す関数FZ12は式(22)における関数Fに対応し、1次収差成分Z7を表す関数FZは関数F2−1=Fに対応している。1次収差成分Z10を表す関数FZ10は関数f2+1=fに対応し、1次収差成分Z2を表す関数FZは関数f2−1=fに対応している。
図8は、本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8においても図1の場合と同様に、感光性基板であるウェハWの転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図8の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの転写面内において図8の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
本実施形態の露光装置は、図8に示すように、たとえばオプティカル・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。露光光源であるArFエキシマレーザ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、マスク(レチクル)Mを照明する。マスクM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。
マスクMを通過した光は、液浸型の反射屈折光学系としての投影光学系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投影倍率でマスクパターンを形成する。すなわち、マスクM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;有効結像領域)にパターン像が形成される。ただし、第6実施例では、通常の乾燥型の屈折光学系としての投影光学系PLを用いている。以下、液浸型の反射屈折光学系としての投影光学系PLを用いる例に着目して露光装置の構成および作用を説明する。
マスクMはマスクステージMST上においてXY平面に平行に保持され、マスクステージMSTにはマスクM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。マスクステージMSTは、マスクステージMST上に設けられた移動鏡12mを用いるマスクレーザ干渉計13m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WH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12wを用いるウェハレーザ干渉計13w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制御系CRは、マスクレーザ干渉計13mにより計測された計測値に基づいてマスクM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、制御系CRは、マスクステージMSTに組み込まれている機構に制御信号を送信し、マスクステージMSTを微動させることによりマスクMの位置調整を行う。また、制御系CR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、制御系CR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、制御系CRは、ウェハレーザ干渉計13w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、制御系CR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、制御系CRは、マスクステージMST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マスクステージMSTおよびXYステージ10を駆動させつつ、マスクM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、制御系CR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。
また、制御系CRは、露光に先だって、あるいは露光中に、加熱・冷却部DRや能動変形部ADを介して補正部材C1〜C3が入射光に与える波面の変化の状態を制御することにより、投影光学系PLの波面収差を調整する。具体的に、制御系CRは、投影光学系PLの像面IMにおける有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について一様な0次収差成分および各点について線形的に変化する1次収差成分を互いに独立に調整する。
このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりマスクM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13wなどを用いてマスクM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方向に沿ってマスクステージMSTとXYステージ10とを、ひいてはマスクM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マスクパターンが走査露光される。
図9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模式的に示す図である。本実施形態では、図9に示すように、境界レンズLbとウェハWとの間の光路が、露光光に対して比較的大きい屈折率を有する液体(第1実施例〜第5実施例では水)Lmで満たされている。境界レンズLbは、マスクM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。本実施形態では、図8に示すように、給排水機構21を用いて、境界レンズLbとウェハWとの間の光路中において液体Lmを循環させている。
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Lmを満たし続けるには、たとえば米国特許出願公開第2007/242247号明細書等に開示された技術や、米国特許第6,191,429号公報に開示された技術などを用いることができる。米国特許出願公開第2007/242247号明細書等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、米国特許第6,191,429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。このように、浸液としての液体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。また、露光光の熱吸収による収差変動を防ぐことができる。なお、ここでは米国特許出願公開第2007/242247号明細書および米国特許第6,191,429号公報を参照として援用する。
[第1実施例]
図10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。第1実施例にかかる投影光学系PLでは、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、第1平面反射鏡FM1の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、反射屈折光学系としての第2結像ユニットG2を介して、第2平面反射鏡FM2の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第2中間像を形成する。第2中間像からの光は、屈折光学系としての第3結像ユニットG3を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。ここで、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができる。各実施例において、投影光学系PLは、物体側および像側の双方にほぼテレセントリックに構成されている。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、平行平面板P11と、7つのレンズL11〜L17と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P12およびP13からなる第1補正部材C1と、7つのレンズL18〜L114とにより構成されている。ここで、第1結像ユニットG1を第1結像光学系と称しても良い。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。第2結像ユニットG2は、光の進行往路に沿って光の入射側から順に、3つのレンズL21〜L23と、光の入射側に凹面を向けた凹面反射鏡CMとにより構成されている。ここで、第2結像ユニットG2を第2結像光学系を称しても良い。第2結像ユニットG2の瞳位置の近傍に配置された凹面反射鏡CMは、第3補正部材C3を構成している。
第3結像ユニットG3は、光の入射側から順に、6つのレンズL31〜L36と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P31およびP32からなる第2補正部材C2と、10個のレンズL37〜L316と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL317(境界レンズLb)とにより構成されている。ここで、第3結像ユニットG3を第3結像光学系と称しても良い。第2補正部材C2は、第3結像ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)からマスク側(物体面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、2つの中間像面(第1結像ユニットG1による第1中間像面および第2結像ユニットG2による第2中間像面)と、1つの瞳面(第2結像ユニットG2の瞳面)とが位置している。なお、第1および第2結像ユニットG1,G2の各瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。第1平面反射鏡FM1および第2平面反射鏡FM2は、光路を90度だけ折り曲げる偏向部材を構成している。
第1実施例では、境界レンズLb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(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する水が満たされている。また、境界レンズLbを含むすべての光透過部材は、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))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)の主要諸元の欄において、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(絶対値)を、NAは像側(ウェハ側)開口数を、RbはウェハW上でのイメージサークルIFの半径を、Raは静止露光領域ERの軸外し量を、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。
表(1)のレンズデータの欄は、ORA(Optical Research Associates)社の光学設計ソフトである「Code V」の書式に従って記述されている。表(1)のレンズデータの欄において、SOはマスクMのパターン面を、SIはウェハWの露光面を、SOとSIとの間の複数のSはマスクMとウェハWとの間に介在する複数の光学面を光の入射順に示している。Sの右隣の数値はその光学面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半径;単位:mm)を、曲率半径の右隣の数値は当該光学面から次の光学面までの距離すなわち面間隔(単位:mm)を、面間隔の右隣に必要に応じて記載された数値は使用光の中心波長に対する屈折率を示している。ただし、平面の曲率半径は無限大であるが、表(1)では0.0と表記している。
CIRは、その光学面の有効径(直径;単位:mm)を示している。REFLは反射面を意味し、REFL(FM1)は第1平面反射鏡FM1の反射面を、REFL(CM)は凹面反射鏡CMの反射面を、REFL(FM2)は第2平面反射鏡FM2の反射面を、STOは開口絞りASの面を示している。ASPは、対応する面が以下の式(a)で表される非球面であることを意味している。
s=(h/r)/[1+{1−(1+κ)・h/r1/2]+C・h
+C・h+C・h+C10・h10+C12・h12+C14・h14+C16・h16
+C18・h18+C20・h20 (a)
式(a)において、hは光軸に垂直な方向の高さ(単位:mm)であり、sは非球面の頂点における接平面から高さh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)(単位:mm)であり、rは頂点曲率半径(単位:mm)であり、κは円錐係数であり、Cはn次の非球面係数である。表(1)のレンズデータの欄において、Kは円錐係数κ、Aはhの係数C、Bはhの係数C、Cはhの係数C、Dはh10の係数C10、Eはh12の係数C12、Fはh14の係数C14、Gはh16の係数C16、Hはh18の係数C18、Jはh20の係数C20である。なお、表(1)における表記は、以降の表(2)〜(6)においても同様である。
表(1)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=1.35
Ra=3mm
Rb=13.8mm
LX=26mm
LY=3.2mm

(レンズデータ)
SO 0.0 46.875
S 0.0 9.375 'SiO2_A25' CIR 72.00878162363784
S 0.0 8.964872821044679 CIR 74.08604722342892
S 154.5347534862455 19.66875 'SiO2_A25' CIR 86.88989840739512
S 217.8660083495539 5.435092652596127 CIR 86.32451938567913
S 177.5265054293837 26.4375 'SiO2_A25' CIR 88.17159143728111
S 361.8963559018858 2.386985039495995 CIR 86.78396839333954
S 146.4582440190349 26.15625 'SiO2_A25' CIR 86.33516972026219
S 200.7010062342586 42.56964930865269
ASP
K 0.0
A 0.9657380579471532e-7; B 0.5571798463621144e-11
C 0.1482219493705185e-15; D 0.2484414653982933e-19
E -0.3920048254140071e-23; F 0.6407480519735456e-27
G -0.4831157695573194e-31; H 0.7724372812732487e-35
J -0.3664259536484197e-39
CIR 80.79688468226398
S -1573.345703125288 25.3125 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A -0.2819595341241867e-6; B 0.2224851142995943e-10
C -0.1197548550305713e-14; D -0.4337749014398764e-19
E 0.327178729236286e-23; F 0.1817693584731592e-26
G -0.3684719358728479e-30; H 0.3644354517090777e-34
J -0.1597861147519227e-38
CIR 81.04071034322804
S -185.4226825988274 0.9375 CIR 83.46890561464264
S 197.6268395894893 21.5625 'SiO2_A25' CIR 82.15441733712866
S 226.8970049579553 9.183984543643403
ASP
K 0.0
A -0.2745665453705683e-6; B 0.2688328774349237e-10
C -0.6778547577265039e-15; D -0.3610125619483899e-18
E 0.2372022505849642e-22; F 0.1125071590377305e-25
G -0.2339097421861309e-29; H 0.1800872589630924e-33
J -0.5186267178892416e-38
CIR 80.0327889038813
S 192.0800236999848 32.10871148523133 'SiO2_A25' CIR 76.33483222407475
S -407.0405154590894 17.06999763310436 CIR 73.52964330046213
S -1247.284327954835 11.07326869649497 'SiO2_A25' CIR 58.35051590006611
S 445.1230239449072 32.05077209853 CIR 52.71480305552345
S 0.0 7.562079445661058 'SiO2_A25' CIR 56.1383893236495
S 0.0 0.0 CIR 57.648228358759
S 0.0 7.5 'SiO2_A25' CIR 57.64822835
S 0.0 29.43006754199 CIR 59.14567265
S -81.69343496832828 14.03366369760807 'SiO2_A25' CIR 60.12279011882585
S -102.3020965194698 9.240306610461744 CIR 68.11008340001419
S -86.75495257370105 16.29323518236507 'SiO2_A25' CIR 68.68323177711378
S -124.9641822322816 0.9375 CIR 81.58375061022697
S -271.4521486919552 25.11838884318665 'SiO2_A25' CIR 90.28468358323269
S -220.6303873314592 8.210805089094738 CIR 98.54054513378172
S -3259.477285808828 30.9375 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A -0.3470064442526652e-7; B 0.1117187471555603e-11
C -0.9118776211578038e-16; D 0.3203065344800807e-20
E -0.1904698778994097e-24; F 0.1407299009347875e-28
G -0.1092244369603828e-32; H 0.5010676598643483e-37
J -0.111026665520346e-41
CIR 110.107662070979
S -329.5914199816676 19.38059987657242 CIR 116.1168741995378
S -12863.09363143381 62.41544090001936 'SiO2_A25' CIR 130.6735977640397
S -191.4963843326699 8.907314332008326 CIR 132.853609250878
S 194.2840781073621 39.37306255199165 'SiO2_A25' CIR 115.879795412836
S 363.7403274981381 17.15607114705817 CIR 109.4832325877847
S 427.2055492462409 24.94971534139209 'SiO2_A25' CIR 104.4321158499862
S 1229.332189569908 98.8163521927746
ASP
K 0.0
A 0.3454982039307704e-7; B 0.5771825355008789e-13
C 0.4232277570165835e-17; D -0.82081704340973e-21
E 0.2260027969576253e-24; F -0.3892334395701923e-28
G 0.3914723097250041e-32; H -0.2070383491950092e-36
J 0.4354602528292519e-41
CIR 98.13104062311233
S 0.0 -23.4375 REFL
BEN
XDE 0.0; YDE 0.0; ZDE 0.0
ADE 45.0; BDE 0.0; CDE 0.0
CIR 144.7905290770873
S -138.1115540632036 -38.5528193704904 'SiO2_A25' CIR 68.10254410463332
S -337.2371846624171 -127.9798490917232 CIR 65.65093145904251
S 169.8127247969807 -15.0 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A 0.3684638411379366e-7; B -0.9617296777005284e-11
C 0.8268255937310578e-15; D 0.2316077149347672e-18
E -0.1513799236273965e-21; F 0.906846852872763e-25
G -0.2627046331943983e-28; H 0.4494555159629496e-32
J -0.3399163698816349e-36
CIR 62.417898855037
S 278.1956200501832 -40.27556822594972 CIR 65.22032839389
S 91.88330188858626 -16.875 'SiO2_A25' CIR 66.9410139931645
S 844.0088548765448 -28.03551331183673
ASP
K 0.0
A 0.8225049493235817e-7; B -0.7755320392500969e-11
C 0.8211204250121265e-15; D -0.9496743260547387e-19
E 0.9841575118595884e-23; F -0.7836170983484421e-27
G 0.3526790382999234e-31; H -0.1803889846474957e-36
J -0.5199434083274551e-40
CIR 83.7778375700845
S 133.0838839239761 28.03551331183673 REFL CIR 86.00619895663743
S 844.0088548765448 16.875 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A 0.8225049493235817e-7; B -0.7755320392500969e-11
C 0.8211204250121265e-15; D -0.9496743260547387e-19
E 0.9841575118595884e-23; F -0.7836170983484421e-27
G 0.3526790382999234e-31; H -0.1803889846474957e-36
J -0.5199434083274551e-40
CIR 83.77783757008459
S 91.88330188858626 40.27556822594972 CIR 66.94101399316428
S 278.1956200501832 15.0 'SiO2_A25' CIR 65.2203283938899
S 169.8127247969807 127.9798490917232
ASP
K 0.0
A 0.3684638411360852e-7; B -0.961729677619206e-11
C 0.8268255923411375e-15; D 0.2316077161815804e-18
E -0.1513799242767147e-21; F 0.906846854892712e-25
G -0.2627046335612435e-28; H 0.4494555163172778e-32
J -0.3399163700195895e-36
CIR 62.41789885503685
S -337.2371846624171 38.5528193704904 'SiO2_A25' CIR 65.6509314590425
S -138.1115540632036 23.4375 CIR 68.1025441046335
S 0.0 -75.0 REFL
BEN
XDE 0.0; YDE 0.0; ZDE 0.0
ADE 45.0; BDE 0.0; CDE 0.0
CIR 151.8282934460826
S -1611.874037756843 -29.0625 'SiO2_A25' CIR 95.9316768897361
S 293.2469552456957 -0.9375 CIR 97.90973933967339
S -259.5961684763586 -30.9375 'SiO2_A25' CIR 103.4082431938861
S 43902.59405777642 -0.9375 CIR 102.7974453889627
S -195.2911558192688 -29.63162600382002 'SiO2_A25' CIR 99.93023407748571
S -663.4462545572453 -0.9375 CIR 97.43793870461087
S -227.392250990642 -27.07370929773809 'SiO2_A25' CIR 92.85755320081935
S -1327.307191552806 -5.657977529448736 CIR 89.00654669615879
S 3046.6158765747 -17.8125 'SiO2_A25' CIR 88.18220640754217
S -103.947624595339 -45.54999867526954 CIR 72.18605327471768
S 181.141431668706 -15.9375 'SiO2_A25' CIR 72.14871500206772
S -146.3927101686743 -28.70676824428549
ASP
K 0.0
A 0.4112021140189568e-7; B -0.3087941106204604e-11
C 0.1074298442972768e-14; D -0.2065513292755998e-18
E 0.6536976386970961e-22; F -0.1544795238836226e-25
G 0.2166297401099234e-29; H -0.1647425336853533e-33
J 0.5315622269752071e-38
CIR 79.29793066792963
S 0.0 -8.966127191901457 'SiO2_A25' CIR 84.88446935805339
S 0.0 0.0 CIR 88.7191747818282
S 0.0 -8.96612683173826 'SiO2_A25' CIR 88.71917480000001
S 0.0 -1.90808942075344 CIR 92.55388005
S -296.1717199800739 -22.5 'SiO2_A25' CIR 110.7236661011568
S -459.5655077746619 -2.908216816782057
ASP
K 0.0
A -0.5099632463238152e-7; B 0.1855287298074156e-11
C -0.1712111142606192e-15; D 0.4319414954936879e-19
E -0.5916349291019085e-23; F 0.4859502876686646e-27
G -0.2439292360028275e-31; H 0.6937291218967103e-36
J -0.8683578512791871e-41
CIR 115.0644809363089
S -249.8769891086972 -26.22706898363248 'SiO2_A25' CIR 129.0403505540618
S -440.1303006514563 -0.9375 CIR 129.9574274169617
S -283.2748124604191 -33.81187630171751 'SiO2_A25' CIR 135.5282429445849
S -3204.328800284678 -53.28437199400015
ASP
K 0.0
A -0.27514483886001e-8; B -0.1356085647220049e-11
C 0.2431918473123486e-15; D -0.4210032896102705e-19
E 0.3639496018105029e-23; F -0.19266424661484e-27
G 0.6448946083376976e-32; H -0.1272556346327265e-36
J 0.1143950199047057e-41
CIR 135.5012971973242
S 331.7381063694797 -34.89967067927505 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A 0.397334809091249e-7; B -0.3996271971904667e-11
C 0.5396238581271246e-15; D -0.5182295041593598e-19
E 0.2893681220368655e-23; F -0.917838357634169e-28
G 0.129071675691098e-32; H 0.8037385046269887e-38
J -0.357821282743742e-42
CIR 137.2806411208252
S 260.0391658504441 -1.776826964712175 CIR 145.6735978908685
S 847.9963589755918 -37.5 'SiO2_A25'
ASP
K 0.0
A 0.3550075073669952e-8; B 0.2724022865298539e-11
C -0.334324782366514e-15; D 0.3038111937159099e-19
E -0.1757711981253151e-23; F 0.6401191898431677e-28
G -0.14075078269889e-32; H 0.1463667279745686e-37
J -0.1986564154833581e-43 CIR 149.4351689142299
S 259.255531303753 -0.9375 CIR 152.1721219455893
S -1923.590815317554 -30.0 'SiO2_A25' CIR 152.5170009821898
S -4687.499999999999 -0.9375
ASP
K 0.0
A -0.1609814820374495e-7; B 0.2904007169185752e-12
C -0.614127110640645e-16; D 0.4690737913695037e-20
E -0.2313610952517202e-24; F 0.5577067233107244e-29
G -0.3312707466288583e-34; H -0.1454807561079102e-38
J 0.28488357915185e-43
CIR 151.5900687478678
S -799.6026033403349 -40.97588287936281 'SiO2_A25' CIR 151.9692114886144
S 719.9476489259737 -46.5625 CIR 152.5667661001955
S 0.0 45.625 STO CIR 151.1456615521992
S -232.9857272112585 -61.10758777877856 'SiO2_A25' CIR 151.8354657072381
S -1391.211766470954 -0.9375 CIR 148.8513701611776
S -171.9402138599056 -61.29098007289619 'SiO2_A25' CIR 132.1495482486076
S -363.6757082006581 -0.9375
ASP
K 0.0
A 0.9409390934251139e-7; B -0.1218206249320651e-10
C 0.1173207156151119e-14; D -0.8593312051731178e-19
E 0.5298179392309338e-23; F -0.262881313566226e-27
G 0.9078635385442346e-32; H -0.1852196891730955e-36
J 0.1654326809190812e-41
CIR 124.0815742273488
S -122.7880059746857 -45.30514322860986 'SiO2_A25' CIR 96.20136515371696
S -391.8663861042934 -0.9375
ASP
K 0.0
A 0.1192124146140909e-7; B -0.5369008273944626e-11
C -0.5054779779086847e-15; D 0.1562297602617132e-18
E -0.2282636766952827e-22; F 0.1832188357521997e-26
G -0.6713899013920442e-31; H -0.9944481311781087e-36
J 0.1177320424874634e-39
CIR 86.21161640201233
S -61.31515272715914 -47.33401407429891 'SiO2_A25' CIR 52.39433961051832
S 0.0 -2.8125 'Water' CIR 21.5626410575723
SI 0.0 0.0

(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.233
(1b) Hp2/Hc2=0.375
(1c) Hp3/Hc3=0.014<Hp1/Hc1=0.233
(1d) Hp3/Hc3=0.014<Hp2/Hc2=0.375
(2) Hp3/Hc3=0.014
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.142
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.608
(5a) Dp1/Da1=0.796
(5b) Dp2/Da2=0.801
(5c) Dp3/Da3=0.981
(6) Hpub/Hcub=1.021(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=0.999(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=0.981(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=1.027(第1補正部材C1)
OLu/OLb=0.981(第2補正部材C2)
(8) CAu/CAb=0.998(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=1.000(第1補正部材C1)
Hu/Hb=0.714(第2補正部材C2)
Hu/Hb=0.960(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.027(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.500(第2補正部材C2)
(11) (Hu/Hb)(CAb/CAu)=0.923(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=0.974(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=1.019(第2補正部材C2)
(13) |Nu/Nb|=1.010(第3補正部材C3)
[第2実施例]
図11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。第2実施例にかかる投影光学系PLでは、第1実施例と同様に、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、第1平面反射鏡FM1の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、反射屈折光学系としての第2結像ユニットG2を介して、第2平面反射鏡FM2の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第2中間像を形成する。第2中間像からの光は、屈折光学系としての第3結像ユニットG3を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、平行平面板P11と、8つのレンズL11〜L18と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P12およびP13からなる第1補正部材C1と、6つのレンズL19〜L114とにより構成されている。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。第2結像ユニットG2は、光の進行往路に沿って光の入射側から順に、3つのレンズL21〜L23と、光の入射側に凹面を向けた凹面反射鏡CMとにより構成されている。第2結像ユニットG2の瞳位置の近傍に配置された凹面反射鏡CMは、第3補正部材C3を構成している。
第3結像ユニットG3は、光の入射側から順に、6つのレンズL31〜L36と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P31およびP32からなる第2補正部材C2と、10個のレンズL37〜L316と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL317(境界レンズLb)とにより構成されている。第2補正部材C2は、第3結像ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)からマスク側(物体面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、2つの中間像面(第1結像ユニットG1による第1中間像面および第2結像ユニットG2による第2中間像面)と、1つの瞳面(第2結像ユニットG2の瞳面)とが位置している。第1平面反射鏡FM1および第2平面反射鏡FM2は、光路を90度だけ折り曲げる偏向部材を構成している。
なお、第2実施例においても、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができ、第1〜第3結像ユニットG1〜G3を第1〜第3結像光学系と呼ぶことができる。また、第1および第2結像ユニットG1,G2の各瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。
第2実施例では、第1実施例と同様に、境界レンズLb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(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する水が満たされている。また、境界レンズLbを含むすべての光透過部材は、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))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=1.35
Ra=4mm
Rb=14.54mm
LX=26mm
LY=5mm

(レンズデータ)
SO 0.0 50.0
S 0.0 10.0 1.5603261 CIR 76.60700245751723
S 0.0 1.0 CIR 78.82247685146166
S 200.2493369206191 20.98 1.5603261 CIR 86.16804360651382
S 294.756342227646 20.32378769523729 CIR 86.564805517697
S 231.4647891118107 28.2 1.5603261 CIR 92.64938670881628
S 333.5729970519678 1.0 CIR 92.18516384396976
S 138.6583451691494 27.9 1.5603261 CIR 95.6381247966151
S 251.8460166869481 46.43488634000146
ASP
K 0.0
A 0.7009148389803257e-7; B 0.1832588779278885e-11
C 0.3763863941752869e-16; D -0.5691849514333787e-20
E 0.257921791479503e-23; F -0.6942716717030093e-27
G 0.9796175427741869e-31; H -0.6843563725779751e-35
J 0.1896877998437042e-39
CIR 92.33533308570938
S -4999.999999999997 27.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.1670855523858288e-6; B 0.1247650749239603e-10
C -0.7941141985031352e-15; D 0.1312654718675108e-19
E 0.4328386003376216e-23; F -0.122796881718633e-26
G 0.1814079904414421e-30; H -0.1333021432019688e-34
J 0.3844328243586309e-39
CIR 92.23485241351553
S -228.4851824607919 4.78806620373495 CIR 93.83853742544606
S 166.7006850470554 23.0 1.5603261 CIR 89.32100027628275
S 191.5701056069842 18.58781714050591
ASP
K 0.0
A -0.1805645025451811e-6; B 0.1457393853608223e-10
C -0.1147897148568135e-14; D 0.7414526051960267e-19
E -0.2777631086085111e-22; F 0.6318256911774635e-26
G -0.6172023765212812e-30; H 0.2654700066829551e-34
J -0.3621025176889907e-39
CIR 86.34100981930136
S 168.657658788996 33.32632543850831 1.5603261 CIR 79.12593776701743
S -853.9212665017593 17.27804104335119 CIR 75.25501262067732
S -413.8551859460841 12.0 1.5603261 CIR 63.18381505419028
S 2833.310390808639 43.3230297884872 CIR 57.2511937169824
S -129.4129073629609 13.0 1.5603261 CIR 59.8208138637836
S -145.3487815350866 1.0 CIR 64.35099712365334
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 68.95158598921525
S 0.0 1.0 CIR 70.3893387017298
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 70.67649082604082
S 0.0 37.43716954326456 CIR 72.11424353855537
S -91.7639057669363 18.00842767188962 1.5603261 CIR 72.62202266750299
S -452.1231863398724 4.52520088521965 CIR 97.49342832538059
S -549.4992490576848 25.82163658858059 1.5603261 CIR 102.2541415280666
S -242.5447110922332 1.0 CIR 107.9182642369007
S -3118.741915450667 33.36717958219477 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.3428760129611502e-7; B 0.1481990031463129e-11
C -0.100705435904819e-15; D 0.4818618383634394e-20
E -0.2753338997406382e-24; F 0.1542236390443514e-28
G -0.7227424814175584e-33; H 0.2144476343861245e-37
J -0.3066472776520968e-42
CIR 119.1920567202753
S -263.85401440419 1.0 CIR 123.7029777834782
S 4137.970101070519 67.11119288394228 1.5603261 CIR 137.4011150592203
S -206.5339735474636 1.0 CIR 139.8006360089251
S 216.6135552816912 43.08059984639572 1.5603261 CIR 126.8609754331018
S 958.6387831462264 38.27672984705939 CIR 123.5574407098611
S 1583.788355416751 31.10434036726893 1.5603261 CIR 108.1846945455564
S 3911.162519979975 94.08151066581959
ASP
K 0.0
A 0.3933727922916226e-7; B 0.1209750325870323e-12
C 0.4063493117898908e-17; D -0.1084433728028985e-20
E 0.2757451251764457e-24; F -0.4344659815201796e-28
G 0.412819178998479e-32; H -0.2122928582617826e-36
J 0.4540397939930008e-41
CIR 98.80876112068975
S 0.0 -25.0 REFL(FM1) CIR 147.1025824786995
S -143.2708924443722 -26.72465702742612 1.5603261 CIR 78.29031936609722
S -449.498384589861 -148.2843923019341 CIR 77.16734353860096
S 167.3063311156945 -16.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.5583900240415324e-8; B -0.4327665082733756e-11
C 0.2970680274629553e-15; D 0.184653184911985e-18
E -0.9618803114052752e-22; F 0.4520393771156989e-25
G -0.1093513214333539e-28; H 0.1576659916633068e-32
J -0.1001768863681151e-36
CIR 67.50597299359126
S 238.5381134217574 -46.66154854582906 CIR 69.85994491655735
S 90.4994557279535 -18.0 1.5603261 CIR 70.22294150059933
S 637.7298286180885 -28.82940212480981
ASP
K 0.0
A 0.4755957346291252e-7; B -0.3700499994852688e-11
C 0.298632618087275e-15; D -0.3154788608600966e-19
E 0.4016268248767176e-23; F -0.501990810313913e-27
G 0.4384446679502679e-31; H -0.2054044149840771e-35
J 0.3132597493513006e-40
CIR 88.5830862886035
S 141.3718981914678 28.82940212480981 REFL(CM) CIR 91.20766686145029
S 637.7298286180885 18.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.4755957346291657e-7; B -0.3700499994860287e-11
C 0.298632618093188e-15; D -0.3154788608848957e-19
E 0.4016268249382443e-23; F -0.5019908104068837e-27
G 0.4384446680342181e-31; H -0.2054044150256689e-35
J 0.3132597494382859e-40
CIR 88.58308628860355
S 90.4994557279535 46.66154854582906 CIR 70.2229415005995
S 238.5381134217574 16.0 1.5603261 CIR 69.8599449165575
S 167.3063311156945 148.2843923019341
ASP
K 0.0
A 0.5583900240211621e-8; B -0.4327665081827412e-11
C 0.2970680259007823e-15; D 0.1846531863219363e-18
E -0.9618803187855309e-22; F 0.4520393794241516e-25
G -0.1093513218557292e-28; H 0.1576659920761071e-32
J -0.1001768865321142e-36
CIR 67.5059729935915
S -449.498384589861 26.72465702742612 1.5603261 CIR 77.167343538601
S -143.2708924443722 25.0 CIR 78.290319366097
S 0.0 -80.0 REFL(FM2) CIR 157.9531691163233
S -2305.858270031141 -31.0 1.5603261 CIR 100.9462262162529
S 346.242402115098 -1.0 CIR 103.596474424108
S -275.8120647278547 -33.0 1.5603261 CIR 109.6327592351186
S 27915.62589125666 -1.0 CIR 109.0482988507884
S -206.8428518669621 -33.46089540993823 1.5603261 CIR 106.3073460868591
S -898.5377232199435 -1.0 CIR 103.6898848601172
S -272.9070336506144 -27.18600457895031 1.5603261 CIR 98.99146014036002
S -2373.703799577038 -8.693914454039186 CIR 95.19429497121898
S 845.3515471301819 -18.0 1.5603261 CIR 94.31030178703684
S -118.6710363541025 -43.65957043812812 CIR 78.86298026590268
S 264.4215739158636 -16.0 1.5603261 CIR 78.8774639716251
S -141.8932313604963 -31.17208008010393
ASP
K 0.0
A 0.5594056138753629e-7; B -0.2368945886457294e-11
C 0.7048062483887555e-15; D -0.6527438917017777e-19
E 0.104695733468548e-22; F -0.1422715126774761e-26
G 0.127634285898013e-30; H -0.6658534600676847e-35
J 0.1577351416199361e-39
CIR 85.05981092457354
S 0.0 -10.00000000000391 1.5603261 CIR 89.69252995230562
S 0.0 -1.0 CIR 93.84514526014671
S 0.0 -10.00000000000393 1.5603261 CIR 94.59202667632798
S 0.0 -2.197534797615539 CIR 98.74464198416908
S -369.2618576195928 -28.0741244496914 1.5603261 CIR 113.8126913201363
S -466.7920236016304 -5.788390035554578
ASP
K 0.0
A -0.3923554325449941e-7; B 0.2147265153916602e-11
C -0.1399176772735086e-15; D 0.2298912482454124e-19
E -0.2273925380230968e-23; F 0.1227570393957229e-27
G -0.3674054996462827e-32; H 0.524802449457065e-37
J -0.2130264925497659e-42
CIR 120.9681730964655
S -271.1455523922338 -28.72765413160387 1.5603261 CIR 140.3802916622808
S -483.7542431069629 -1.0 CIR 141.3957047034132
S -275.8037884902083 -36.7240910230584 1.5603261 CIR 149.9889662058005
S -1140.989828534551 -46.91284914840689
ASP
K 0.0
A 0.3366676721647656e-8; B -0.1657621622038372e-11
C 0.2137536014622266e-15; D -0.253236752748408e-19
E 0.1680464215792855e-23; F -0.6638767950768438e-28
G 0.1530196890610257e-32; H -0.189994024789334e-37
J 0.1036798114874458e-42
CIR 149.5550743507921
S 565.4711150616952 -37.65005647188136 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.2511698139652333e-7; B -0.2207263767188628e-11
C 0.323888518651729e-15; D -0.2765723816139656e-19
E 0.1221156927942321e-23; F -0.2516219571288884e-28
G -0.812240398807257e-34; H 0.1410447878383558e-37
J -0.1868989645392163e-42
CIR 150.2652869398537
S 351.9765247674748 -1.0 CIR 157.104263510862
S 1191.539897458297 -40.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.6492401042944656e-8; B 0.1397684329672922e-11
C -0.1750285297380683e-15; D 0.1535336631095389e-19
E -0.6908310874124358e-24; F 0.1435807043175586e-28
G 0.5317294398207926e-34; H -0.9373594674535955e-38
J 0.1373570872787262e-42
CIR 159.1297687227697
S 281.6824772143962 -1.0 CIR 161.9939334235475
S -1938.709261912418 -32.0 1.5603261 CIR 162.6011378190103
S -4999.999999999999 -1.0
ASP
K 0.0
A -0.1553952720982023e-7; B 0.1297184861684532e-12
C -0.2715895230306379e-16; D 0.2364762020169299e-20
E -0.9560685388910312e-25; F 0.8507529679059445e-30
G 0.4311928160464749e-34; H -0.1369649059613329e-38
J 0.1331534391516915e-43
CIR 161.66265038607
S -856.6666206962605 -42.0 1.5603261 CIR 162.0337094944572
S 906.5355914623309 -52.0 CIR 162.6407524528943
S 0.0 51.0 STO CIR 161.6209919896419
S -258.8134467850274 -61.27978644947457 1.5603261 CIR 161.9711984278348
S -1408.181296315806 -1.0 CIR 158.9977054484348
S -186.90610405275 -69.28667055390994 1.5603261 CIR 143.2102488849212
S -420.9905400121687 -1.0
ASP
K 0.0
A 0.9189883102268336e-7; B -0.1031522033147976e-10
C 0.8299343476178452e-15; D -0.5127533828628468e-19
E 0.2611498524206514e-23; F -0.1050741980096239e-27
G 0.2959018250231586e-32; H -0.4996230318703132e-37
J 0.3746090133939515e-42
CIR 134.4831074810166
S -130.4838421249915 -49.57887911994793 1.5603261 CIR 103.1091838998436
S -450.4416568823462 -1.0
ASP
K 0.0
A -0.1218965973121416e-7; B 0.1190409212898798e-11
C -0.1140198960786639e-14; D 0.1999834556676476e-18
E -0.23466402468636e-22; F 0.1847563098543386e-26
G -0.9336901878687093e-31; H 0.2550859373287529e-35
J -0.2538577044743534e-40
CIR 92.54095337498414
S -65.31846308020069 -50.65155732620378 1.5603261 CIR 55.91174984240008
S 0.0 -3.0 1.435876 CIR 22.95015046141045
SI 0.0 0.0

(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.387
(1b) Hp2/Hc2=0.351
(1c) Hp3/Hc3=0.014<Hp1/Hc1=0.387
(1d) Hp3/Hc3=0.014<Hp2/Hc2=0.351
(2) Hp3/Hc3=0.014
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.036
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.738
(5a) Dp1/Da1=0.696
(5b) Dp2/Da2=0.797
(5c) Dp3/Da3=0.983
(6) Hpub/Hcub=1.007(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=0.999(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=0.982(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=1.027(第1補正部材C1)
OLu/OLb=0.980(第2補正部材C2)
(8) CAu/CAb=0.997(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=1.004(第1補正部材C1)
Hu/Hb=0.737(第2補正部材C2)
Hu/Hb=0.982(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.035(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.532(第2補正部材C2)
(11) (Hu/Hb)(CAb/CAu)=0.967(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=0.974(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=1.020(第2補正部材C2)
(13) |Nu/Nb|=1.003(第3補正部材C3)
[第3実施例]
図12は、本実施形態の第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実施例にかかる投影光学系PLでは、第1実施例および第2実施例と同様に、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、第1平面反射鏡FM1の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、反射屈折光学系としての第2結像ユニットG2を介して、第2平面反射鏡FM2の近傍の光軸から離れた位置にマスクパターンの第2中間像を形成する。第2中間像からの光は、屈折光学系としての第3結像ユニットG3を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、平行平面板P11と、8つのレンズL11〜L18と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P12およびP13からなる第1補正部材C1と、6つのレンズL19〜L114とにより構成されている。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。第2結像ユニットG2は、光の進行往路に沿って光の入射側から順に、3つのレンズL21〜L23と、光の入射側に凹面を向けた凹面反射鏡CMとにより構成されている。第2結像ユニットG2の瞳位置の近傍に配置された凹面反射鏡CMは、第3補正部材C3を構成している。
第3結像ユニットG3は、光の入射側から順に、6つのレンズL31〜L36と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P31およびP32からなる第2補正部材C2と、10個のレンズL37〜L316と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL317(境界レンズLb)とにより構成されている。第2補正部材C2は、第3結像ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)からマスク側(物体面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、2つの中間像面(第1結像ユニットG1による第1中間像面および第2結像ユニットG2による第2中間像面)と、1つの瞳面(第2結像ユニットG2の瞳面)とが位置している。第1平面反射鏡FM1および第2平面反射鏡FM2は、光路を90度だけ折り曲げる偏向部材を構成している。
なお、第3実施例においても、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができ、第1〜第3結像ユニットG1〜G3を第1〜第3結像光学系と呼ぶことができる。また、第1および第2結像ユニットG1,G2の各瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。
第3実施例では、第1実施例および第2実施例と同様に、境界レンズLb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(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する水が満たされている。また、境界レンズLbを含むすべての光透過部材は、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))により形成されている。次の表(3)に、第3実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。
表(3)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=1.35
Ra=4mm
Rb=14.54mm
LX=26mm
LY=5mm

(レンズデータ)
SO 0.0 50.0
S 0.0 10.0 1.5603261 CIR 76.60692180492274
S 0.0 1.0 CIR 78.8223641666671
S 163.4714345316295 20.98 1.5603261 CIR 88.51675220263027
S 174.0438634421736 20.66777700424838 CIR 87.79175704094038
S 188.1136373917615 28.2 1.5603261 CIR 94.63281198673069
S 596.0826876875858 1.0 CIR 94.24709347742693
S 137.6823363728649 27.9 1.5603261 CIR 95.21317133031725
S 193.953040505624 47.34278326157193
ASP
K 0.0
A 0.6820440079709235e-7; B 0.3288835105229799e-11
C 0.1087373222439615e-15; D 0.9479639102917208e-20
E 0.4017937612224253e-24; F -0.3832333731204465e-27
G 0.8000358842118681e-31; H -0.6931628668168958e-35
J 0.2234844290918948e-39
CIR 89.70782714389615
S -564.4768239113386 27.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.1792419543309892e-6; B 0.6505146205447286e-11
C 0.1808525461540181e-15; D -0.1650282703110289e-18
E 0.3580160524915177e-22; F -0.5676839623303248e-26
G 0.6046428312880922e-30; H -0.3785429399743764e-34
J 0.1029255951927903e-38
CIR 89.71544197057821
S -178.8826306378576 1.0 CIR 93.1052254091595
S 141.2961128788091 40.26251776115807 1.5603261 CIR 91.64401663701658
S 269.8817347390934 2.361975781855824
ASP
K 0.0
A -0.2042525827923615e-6; B 0.2007814037711963e-10
C -0.3864506934044541e-15; D -0.4757542189441706e-18
E 0.1255809481536133e-21; F -0.1624755208754856e-25
G 0.1209922831241383e-29; H -0.4977780060399905e-34
J 0.8848547020237841e-39
CIR 87.20435566735108
S 441.3672420983558 24.61728102049258 1.5603261 CIR 86.22900999480831
S -587.7025390557377 25.21579016931245 CIR 82.96988790082696
S -1928.854672883683 12.0 1.5603261 CIR 62.17028665001971
S -1844.694751362882 51.73515030303353 CIR 57.63173075670043
S -85.364446142869 13.0 1.5603261 CIR 56.79048144056544
S -117.2090648629355 1.0 CIR 63.84137020469756
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 70.74574310042226
S 0.0 1.0 CIR 72.46370315006935
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 72.81044139138794
S 0.0 36.13013314644334 CIR 74.52840144103503
S -99.22937913288293 17.0 1.5603261 CIR 75.12708211654919
S -664.6333943291041 1.0 CIR 100.841948091788
S -11674.5468005536 24.64428485973507 1.5603261 CIR 108.7592160061639
S -437.6021520280287 1.0 CIR 113.8346143531161
S -2351.645221306413 46.64264776975997 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.2867879107871531e-7; B 0.1685362879552979e-11
C -0.1430764328675409e-15; D 0.6346320883820365e-20
E -0.2698800919494648e-24; F 0.1524186035272372e-28
G -0.8941584880630049e-33; H 0.3200627884550222e-37
J -0.5030385246583236e-42
CIR 119.4676164904928
S -197.5651174996494 5.218010956933229 CIR 124.3241504719914
S -4548.413066811702 62.79424941192571 1.5603261 CIR 139.4073071068998
S -210.6041740319367 1.0 CIR 141.5726423349632
S 194.8030206276277 46.95888588723913 1.5603261 CIR 124.3745182951222
S 913.7793581269843 7.310331072720613 CIR 120.5160263976301
S 3278.199050967317 23.9 1.5603261 CIR 119.6950810707665
S 4033.723516024433 104.560127989945
ASP
K 0.0
A 0.38852703392776e-7; B 0.3783132506179641e-13
C -0.6889081890159379e-18; D -0.3674306493956471e-21
E 0.7361793845428412e-25; F -0.8869137914615057e-29
G 0.6699634810284345e-33; H -0.276491478661576e-37
J 0.4707495093724702e-42
CIR 110.2086278220394
S 0.0 -25.0 REFL(FM1) CIR 167.2466248186007
S -152.8357692636603 -32.15577288691076 1.5603261 CIR 82.817372465955
S -599.2333680321976 -142.0062641824815 CIR 81.33053204075399
S 115.0606509882796 -14.75910329480399 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.3314926526489702e-7; B -0.8548574615667326e-11
C 0.6914701868781849e-15; D -0.1125766696842744e-18
E 0.66517961779668e-22; F -0.2251796811108014e-25
G 0.4315465520852687e-29; H -0.5046009533411928e-33
J 0.2438641334141446e-37
CIR 70.205246907823
S 167.0259522422779 -39.57372428087203 CIR 73.6164200280685
S 101.9425463093284 -17.21061962379319 1.5603261 CIR 73.5622562289625
S 812.4273100927173 -29.81674671197953
ASP
K 0.0
A 0.4077865758083002e-7; B -0.4740154942338998e-11
C 0.3830976492963081e-15; D -0.3925310139623697e-19
E 0.5316521520699435e-23; F -0.781753035442325e-27
G 0.8860878603010958e-31; H -0.6228051517399147e-35
J 0.1903892156127556e-39
CIR 87.9375188248585
S 140.9742810080678 29.81674671197953 REFL(CM) CIR 89.56796085786766
S 812.4273100927173 17.21061962379319 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.4077865758083493e-7; B -0.4740154942348646e-11
C 0.3830976493042171e-15; D -0.3925310139976778e-19
E 0.5316521521642044e-23; F -0.7817530355972467e-27
G 0.8860878604549045e-31; H -0.6228051518246232e-35
J 0.1903892156326581e-39
CIR 87.93751882485874
S 101.9425463093284 39.57372428087203 CIR 73.56225622896267
S 167.0259522422779 14.75910329480399 1.5603261 CIR 73.61642002806858
S 115.0606509882796 142.0062641824815
ASP
K 0.0
A -0.3314926526523749e-7; B -0.85485746136701e-11
C 0.691470182346138e-15; D -0.112576664299921e-18
E 0.66517958072652e-22; F -0.225179665882782e-25
G 0.4315465155868831e-29; H -0.5046009068183944e-33
J 0.2438641094973576e-37
CIR 70.20524690782284
S -599.2333680321976 32.15577288691076 1.5603261 CIR 81.33053204075395
S -152.8357692636603 25.0 CIR 82.81737246595502
S 0.0 -80.0 REFL(FM2) CIR 177.2609345294405
S -9458.154790266797 -35.2313832381031 1.5603261 CIR 110.8970975783701
S 271.87932037044 -1.0 CIR 112.870313654231
S -259.4005092688892 -33.0 1.5603261 CIR 115.924203381002
S -1494.935153621139 -1.0 CIR 114.5221549576165
S -211.0342993946923 -31.0 1.5603261 CIR 109.7263317832461
S -581.8141627058169 -1.0 CIR 106.4943924637687
S -277.9411410987319 -25.9 1.5603261 CIR 102.2095299956425
S -1165.210157349251 -12.17898907877671 CIR 97.98923736307312
S 726.9779758272081 -18.0 1.5603261 CIR 97.02498485711564
S -118.2422094517889 -41.3733464703607 CIR 80.46985377534314
S 406.8223663723441 -16.0 1.5603261 CIR 80.50402159425023
S -133.5284265737336 -32.14364807813184
ASP
K 0.0
A 0.361936198298351e-7; B 0.232332757709958e-11
C -0.1305947056760356e-15; D 0.1507957912911365e-18
E -0.2860409770538982e-22; F 0.3684259505544233e-26
G -0.3223677982105408e-30; H 0.1790235885856842e-34
J -0.4843543392167335e-39
CIR 84.8308940184214
S 0.0 -10.0000000000115 1.5603261 CIR 88.4522466490823
S 0.0 -1.0 CIR 92.40504306293748
S 0.0 -10.00000000001151 1.5603261 CIR 93.1052587657003
S 0.0 -3.169343978603417 CIR 97.0580551795555
S -379.731583815582 -28.75160508253971 1.5603261 CIR 110.8609742725119
S -507.4325762371788 -7.782952793504887
ASP
K 0.0
A -0.3927797536423384e-7; B 0.9490404895112939e-12
C 0.7361043100916401e-16; D -0.143351627208948e-20
E -0.3990082133356255e-24; F 0.3877110411257187e-28
G -0.2180523498033813e-32; H 0.7045387355237335e-37
J -0.104541435924117e-41
CIR 118.0054995914667
S -263.2386680098106 -29.691211766146 1.5603261 CIR 140.4797060803932
S -471.9181573044791 -3.387997285263786 CIR 141.3036629984362
S -273.146286908057 -38.61813904132241 1.5603261 CIR 149.947475223516
S -1306.960868546584 -48.14691467553357
ASP
K 0.0
A 0.4159279009742075e-8; B -0.5187242310920805e-12
C -0.3102017567814053e-16; D -0.1809718203426595e-20
E 0.3227210574790941e-24; F -0.1644502952666074e-28
G 0.3977010421236449e-33; H -0.4620903488202398e-38
J 0.2189066773346789e-43
CIR 149.3512358164094
S 522.3405419898537 -37.8085460738263 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.2109595755982378e-7; B -0.3073123841552396e-12
C 0.172511564653983e-16; D -0.4318344610031966e-20
E 0.3327389147507158e-24; F -0.1115493465627187e-28
G 0.5433032665339803e-34; H 0.5753102078994894e-38
J -0.1023368868201228e-42
CIR 150.0097472637225
S 365.475999813085 -1.739788291300496 CIR 157.6560950096943
S 1319.736656439152 -40.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.134815893410118e-7; B 0.15376226895681e-12
C -0.5076324675658641e-17; D 0.2436608160853156e-20
E -0.2152946235318145e-24; F 0.9702169301502175e-29
G -0.2509512423097804e-33; H 0.2912136717467778e-38
J -0.5694819360154327e-44
CIR 159.8099067440782
S 289.9403800515067 -1.0 CIR 162.5669777789964
S -2418.729418577736 -32.0 1.5603261 CIR 162.5628520152098
S -5000.0 -1.0
ASP
K 0.0
A -0.1236264069299949e-7; B -0.1282398036814769e-12
C -0.3719428519519095e-17; D 0.4810279621579066e-21
E -0.4529787745714262e-25; F 0.184847971897719e-29
G -0.481252531992485e-34; H 0.7982494251293501e-39
J -0.5899880051902654e-44
CIR 161.556214658191
S -828.3701186978542 -44.10866581529948 1.5603261 CIR 161.9793558121783
S 771.1314760529214 -48.0 CIR 162.6338890943552
S 0.0 47.0 STO CIR 161.4740767086008
S -268.8138219254615 -56.71756688989315 1.5603261 CIR 161.9044063024951
S -1335.855453274339 -1.0 CIR 159.3997491610973
S -205.2947313886112 -69.83321003908002 1.5603261 CIR 146.3886085920489
S -595.4955195517123 -1.0
ASP
K 0.0
A 0.7385960464084912e-7; B -0.7025124574794629e-11
C 0.5279532449502142e-15; D -0.3055153955134537e-19
E 0.1384389203950308e-23; F -0.4857386209563287e-28
G 0.122352885071103e-32; H -0.1920847611367425e-37
J 0.1383801864280739e-42
CIR 138.6769804801989
S -128.3335295378918 -49.32318767972791 1.5603261 CIR 102.2456415126088
S -423.8231502810654 -1.0
ASP
K 0.0
A -0.2321489332340922e-7; B 0.24967814936012e-11
C -0.1276439794547601e-14; D 0.241284522174375e-18
E -0.325029799060697e-22; F 0.3093652181074322e-26
G -0.1997120563661343e-30; H 0.7707377214078065e-35
J -0.1350328554090161e-39
CIR 91.64723131110317
S -65.31846308020059 -50.65155732620374 1.5603261 CIR 55.91174984240001
S 0.0 -3.0 1.435876 CIR 22.95015046141045
SI 0.0 0.0

(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.581
(1b) Hp2/Hc2=0.382
(1c) Hp3/Hc3=0.114<Hp1/Hc1=0.581
(1d) Hp3/Hc3=0.114<Hp2/Hc2=0.382
(2) Hp3/Hc3=0.114
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.199
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.963
(5a) Dp1/Da1=0.602
(5b) Dp2/Da2=0.785
(5c) Dp3/Da3=0.891
(6) Hpub/Hcub=1.011(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=0.999(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=0.968(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=1.027(第1補正部材C1)
OLu/OLb=0.976(第2補正部材C2)
(8) CAu/CAb=1.000(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=0.995(第1補正部材C1)
Hu/Hb=0.713(第2補正部材C2)
Hu/Hb=0.996(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.016(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.496(第2補正部材C2)
(11) (Hu/Hb)(CAb/CAu)=0.992(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=0.974(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=1.025(第2補正部材C2)
(13) |Nu/Nb|=1.067(第3補正部材C3)
[第4実施例]
図13は、本実施形態の第4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4実施例にかかる投影光学系PLでは、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、光軸から離れた位置に第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、一対の凹面反射鏡CM1とCM2とからなる反射光学系としての第2結像ユニットG2を介して、光軸から離れた位置に第2中間像を形成する。第2中間像からの光は、屈折光学系としての第3結像ユニットG3を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。ここで、第4実施例においても、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができる。
また、第4実施例においては、第1〜第3結像ユニットG1〜G3は、それぞれの結像ユニットの光軸が互いに共軸となっており、投影光学系PLは1本の直線状に延びた光軸を有する。なお、第1〜第3結像ユニットG1〜G3を第1〜第3結像光学系と呼ぶことができる。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、平行平面板P11と、6つのレンズL11〜L16と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P12およびP13からなる第1補正部材C1と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P14およびP15からなる第2補正部材C2と、4つのレンズL17〜L110とにより構成されている。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からマスク側(物体面側)に配置されている。第2補正部材C2は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、1つの瞳面(第1結像ユニットG1の瞳面)が位置している。
第3結像ユニットG3は、光の入射側から順に、10個のレンズL31〜L310と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P31およびP32からなる第3補正部材C3と、3つのレンズL311〜L313と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL314(境界レンズLb)とにより構成されている。第3補正部材C3は、第3結像ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)の近傍に配置されている。ここで、第1および第2結像ユニットG1,G2の各瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。
第4実施例では、第1実施例〜第3実施例と同様に、境界レンズLb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(中心波長λ=193.306nm)に対して1.435876の屈折率を有する水が満たされている。また、境界レンズLbを含むすべての光透過部材は、使用光の中心波長に対して1.5603261の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))により形成されている。表(4)のレンズデータの欄において、REFL(CM1)は凹面反射鏡CM1の反射面を、REFL(CM2)は凹面反射鏡CM2の反射面を示している。次の表(4)に、第4実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。
表(4)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=1.35
Ra=5.6mm
Rb=15.32mm
LX=26mm
LY=5mm

(レンズデータ)
SO 0.0 30.0
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 72.75779969395933
S 0.0 3.0 CIR 74.53034484068112
S 145.4851362052943 45.36703149333058 1.5603261 CIR 85.58862974004249
S -393.4091310582861 49.64423044812114
ASP
K 0.0
A 0.3111345634313794e-7; B 0.4274784186932709e-11
C -0.1261219879893561e-14; D 0.3161271637211313e-18
E -0.8041537313757898e-22; F 0.1580191247501999e-25
G -0.1948762141670179e-29; H 0.1317599768117247e-33
J -0.3729862514069936e-38
CIR 84.86573372822912
S -68315.25938138469 12.0 1.5603261 CIR 74.19981296824761
S 200.6334247796518 0.8142379640925881
ASP
K 0.0
A -0.6621137446039807e-7; B -0.2891249084655952e-10
C 0.4239595330308564e-14; D -0.4514027965412637e-18
E 0.3053599241222289e-22; F 0.298622083359266e-25
G -0.1030407808870622e-28; H 0.1355359664961392e-32
J -0.6402879679509102e-37
CIR 71.6073261803858
S 240.3409392603186 12.41203067860117 1.5603261 CIR 71.4806653445751
S 178.9303271858941 5.95037796570062 CIR 69.10335902852856
S 270.5911647852232 15.0927962039532 1.5603261 CIR 69.09218563817412
S -929.7335893377926 9.526596833986153
ASP
K 0.0
A 0.1974807449487394e-6; B 0.2409379212019413e-10
C 0.3943515404724108e-14; D -0.18750112733217e-17
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CIR 68.03263922409863
S 219.7856725616435 14.03216416911019 1.5603261 CIR 69.10415870930187
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S 120.9947607476901 36.87471291642205 1.5603261 CIR 68.3105889352573
S -403.342070254464 1.651900483149431 CIR 65.88519805416846
S -2366.493731106742 12.0 1.5603261 CIR 62.64099415004362
S -7133.902556436733 5.044961863357802
ASP
K 0.0
A 0.1583247920329411e-7; B 0.1472981110756254e-10
C -0.1296375177588865e-13; D 0.245480816070559e-16
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G -0.2631831394405066e-26; H 0.425141551425402e-30
J -0.290522894415693e-34
CIR 58.51224147124591
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 56.98642309886478
S 0.0 0.0 CIR 55.11131755722767
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S 0.0 6.0 CIR 53.236212
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S 0.0 0.0 CIR 54.55339932795161
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 54.55339935
S 0.0 6.237273026607 CIR 55.9877013
S 300.7455795205888 42.66128552270055 1.5603261 CIR 59.47551742349661
S -110.1935829617628 5.904727726293126 CIR 61.29540812993132
S -112.7220020532478 14.76330404480606 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.2462966223726127e-6; B -0.2149357574687737e-10
C -0.285297203096197e-14; D 0.4406097817013035e-18
E -0.5808794504338973e-21; F 0.268182363716565e-24
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J -0.1101511972706145e-35
CIR 61.00603547309268
S -85.8768540026814 2.799887307436188 CIR 63.48963393851048
S -84.3172382182906 17.53172189735836 1.5603261 CIR 62.89608417298725
S -86.54484917336708 7.201252090802639 CIR 66.57022554143607
S -82.31459028936817 12.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.6179043439490821e-7; B 0.1180348903397621e-10
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E 0.3479195574112621e-22; F -0.1038496061296726e-25
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J 0.8343310859914801e-37
CIR 63.34013902405471
S 810.1125492076101 425.77394537393 CIR 71.11304871389929
S -236.5006661836832 -339.5025925371031 REFL
ASP
K -0.4045645227935771
CUF 0.0
A 0.6326679222544917e-9; B 0.1383669125775656e-14
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E -0.2397755936044579e-28; F 0.83791774505376e-33
G -0.1789429505012304e-37; H 0.2121451179596552e-42
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CIR 219.6128576396858
S 295.9660800087922 389.502592537103 REFL
ASP
K -1.707154377169867 CUF 0.0
A 0.7012680172203512e-8; B 0.1305178248999478e-14
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G -0.8649004063218681e-37; H 0.7121199735796514e-42
J -0.2526901548584509e-47
CIR 235.308763840904
S 295.8743177820886 45.94759800435186 1.5603261 CIR 150.0823515390443
S 1555.913905550986 1.395782191921879 CIR 146.7598201272101
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S 165.9432499950626 180.997763174297
ASP
K 0.0
A -0.5462604079119157e-7; B -0.1263012332604856e-11
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J -0.1312942661432389e-41
CIR 129.2963825214225
S -225.5574085930466 16.0 1.5603261 CIR 96.01124761043707
S -190.5216952091591 22.11003490016927 CIR 96.1032834691739
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S 105.3700132795065 30.87497717917313
ASP
K 0.0
A -0.1897398325427052e-6; B 0.5571731746649382e-11
C -0.248513028667802e-14; D 0.5153904387892856e-18
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G -0.1881537268110852e-29; H 0.1305442775378752e-33
J -0.4245011830617231e-38
CIR 86.42109328506521
S 261.1518929625271 24.84542493217111 1.5603261 CIR 97.57493905578339
S -624.2276104527746 4.543622472650183
ASP
K 0.0
A 0.1063804689236821e-6; B -0.1525648940191519e-11
C 0.2269599683604976e-15; D 0.4236896927254702e-19
E 0.2032657259611588e-23; F -0.172429054367104e-26
G 0.2512794817852777e-30; H -0.1834981364978382e-34
J 0.5196745776710281e-39
CIR 99.34758988887522
S 5515.438155587502 33.10432549118207 1.5603261 CIR 100.1677985850295
S 242.1533730420658 43.89252053605544
ASP
K 0.0
A -0.5155285829371853e-7; B 0.1284923111521807e-11
C 0.2278286968546491e-15; D -0.8997784497443399e-19
E 0.1043870285078453e-22; F -0.749214583342085e-27
G 0.3628534441254094e-31; H -0.1086280576297168e-35
J 0.1489182825264256e-40
CIR 117.8338745374705
S -1285.500547588613 24.26203098010687 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.2900573259960314e-7; B -0.3854635357923479e-11
C 0.3111567147544671e-15; D -0.6451717906821843e-20
E -0.1535822959629415e-23; F 0.2289596752932702e-27
G -0.1559649018024322e-31; H 0.5318125826428666e-36
J -0.7282656839237716e-41
CIR 122.8517203564137
S -301.4925747011012 6.695363984964581 CIR 129.8123247019263
S -2926.097807526583 50.0289441115705 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.3593551098313398e-7; B 0.23854307667084e-11
C -0.1459129466310567e-15; D 0.5934093976531744e-20
E -0.2378453899014771e-24; F 0.1018082546735628e-28
G -0.36804517670437e-33; H 0.8076060724175014e-38
J -0.8580968727769309e-43
CIR 145.4471603439651
S -244.697387993982 1.000000000249392 CIR 151.0480450120288
S -309.6875206999293 42.79914397820607 1.5603261 CIR 155.6536028913617
S -211.1648568866537 1.000000000000008 CIR 160.6487894351687
S -303.4535826390777 32.612533073537 1.5603261 CIR 165.0148077173198
S -235.670522546712 1.0 CIR 168.4626878813869
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 167.8569552519798
S 0.0 0.0 CIR 167.8137406894656
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 167.8137407
S 0.0 2.0 CIR 167.77052615
S 313.8607466195004 60.02670730809381 1.5603261 CIR 167.3462616180913
S -44219433.19726914 17.0 CIR 164.8338912158523
S 0.0 -15.0 STO CIR 159.5438185931268
S 181.2045100496967 67.51928500335079 1.5603261 CIR 145.5448098856924
S 391.1204751723359 1.0
ASP
K 0.0
A -0.357127726642754e-7; B 0.1357523048562144e-11
C -0.6477272948358842e-16; D 0.1854644054935488e-20
E 0.3906681726437694e-25; F -0.370450095797961e-29
G 0.6102516621975171e-34; H 0.6270022236693386e-39
J -0.1744747469780269e-43
CIR 139.0444716953745
S 123.5687497629095 55.96182786856351 1.5603261 CIR 105.093867248886
S 533.7119803144433 1.0
ASP
K 0.0
A 0.5914314078308663e-7; B 0.2103221254213935e-11
C -0.2246476323750983e-15; D 0.1275193517583264e-19
E 0.1976720143701352e-23; F -0.6469643969345099e-27
G 0.7603040070901787e-31; H -0.4511503974487933e-35
J 0.1088525321569598e-39
CIR 93.78444909778597
S 69.60809733137023 51.77734641254171 1.5603261 CIR 58.39219429951868
S 0.0 3.0 1.435876 CIR 23.78015046141045
SI 0.0 0.0

(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.060
(1b) Hp2/Hc2=0.064
(1c) Hp3/Hc3=0.018<Hp1/Hc1=0.060
(1d) Hp3/Hc3=0.018<Hp2/Hc2=0.064
(2) Hp3/Hc3=0.018
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.004
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.124
(5a) Dp1/Da1=0.954
(5b) Dp2/Da2=0.949
(5c) Dp3/Da3=0.971
(6) Hpub/Hcub=1.006(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=1.005(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=0.996(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=1.011(第1補正部材C1)
OLu/OLb=1.011(第2補正部材C2)
OLu/OLb=0.997(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=0.958(第1補正部材C1)
Hu/Hb=1.041(第2補正部材C2)
Hu/Hb=1.017(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.927(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.096(第2補正部材C2)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.032(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=0.989(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=0.989(第2補正部材C2)
|Nu/Nb|=1.003(第3補正部材C3)
[第5実施例]
図14は、本実施形態の第5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5実施例にかかる投影光学系PLでは、第4実施例と同様に、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、光軸から離れた位置に第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、一対の凹面反射鏡CM1とCM2とからなる反射光学系としての第2結像ユニットG2を介して、光軸から離れた位置に第2中間像を形成する。第2中間像からの光は、屈折光学系としての第3結像ユニットG3を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。第5実施例においても、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができる。
また、第5実施例においても、第1〜第3結像ユニットG1〜G3は、それぞれの結像ユニットの光軸が互いに共軸となっており、投影光学系PLは1本の直線状に延びた光軸を有する。なお、第1〜第3結像ユニットG1〜G3を第1〜第3結像光学系と呼ぶことができる。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、6つのレンズL11〜L16と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P11およびP12からなる第1補正部材C1と、レンズL17と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P13およびP14からなる第2補正部材C2と、2つのレンズL18およびL19とにより構成されている。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からマスク側(物体面側)に配置されている。第2補正部材C2は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、1つの瞳面(第1結像ユニットG1の瞳面)が位置している。
第3結像ユニットG3は、光の入射側から順に、9つのレンズL31〜L39と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P31およびP32からなる第3補正部材C3と、3つのレンズL310〜L312と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズL313(境界レンズLb)とにより構成されている。第3補正部材C3は、第3結像ユニットG3の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)の近傍に配置されている。ここで、第1および第2結像ユニットG1,G2の各瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。
第5実施例では、第1実施例〜第4実施例とは異なり、境界レンズLb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(中心波長λ=193.37nm)に対して1.436182の屈折率を有する水が満たされている。また、境界レンズLbを含むすべての光透過部材は、使用光の中心波長に対して1.560188の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))により形成されている。表(5)のレンズデータの欄において、REFL(CM1)は凹面反射鏡CM1の反射面を、REFL(CM2)は凹面反射鏡CM2の反射面を示している。次の表(5)に、第5実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。
表(5)
(主要諸元)
λ=193.37nm
β=1/4
NA=1.35
Ra=6.3mm
Rb=15.7mm
LX=26mm
LY=5mm

(レンズデータ)
SO 0.0 40.1378903116523
S 261.0532855071198 54.88192113979026 1.560188 CIR 82.3739861140121
S -266.9104526317861 1.00000310065289
ASP
K 0.0
A 0.5894400179616041e-7; B 0.1457009342237706e-12
C -0.8614340246488096e-16; D 0.1464412374215961e-19
E -0.2509201300787248e-23; F 0.3039099241284139e-27
G -0.1200628861149666e-31; H 0.0; J 0.0
CIR 85.01299143077128
S 175.730693223658 7.999828545501078 1.560188 CIR 85.95912938357685
S 124.5084623406007 24.18144841275286 CIR 82.90652744503798
S 234.5789830676253 63.75863694642862 1.560188 CIR 84.89676594145641
S -221.8776883722626 1.000395856948152 CIR 84.9178022567373
S -2194.540198880003 17.3573090689406 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.4508807058038935e-6; B 0.1630563199341085e-10
C 0.2347725051346788e-14; D -0.114690172180535e-18
E -0.4000690682480089e-23; F -0.2328516696380625e-27
G 0.5044254857742966e-31; H 0.0; J 0.0
CIR 84.18670134366937
S -158.574804800203 2.37840625617793 CIR 84.2328192483233
S -161.9141796424364 33.42010543569471 1.560188 CIR 82.53019050050341
S -155.1006346631319 1.0
ASP
K 0.0
A -0.1880863755728269e-6; B 0.3230706978769162e-10
C -0.3896886875582085e-14; D 0.5706744717282543e-18
E -0.5224885560084825e-22; F 0.2789931563204562e-26
G -0.7922711798451244e-31; H 0.0; J 0.0
CIR 82.27389118970903
S 1292.8716318034 16.98462476748442 1.560188 CIR 69.25446121769268
S 5190370.475281678 1.021717680355304 CIR 64.75933996881874
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 64.25807100602191
S 0.0 1.0 CIR 61.95110020215426
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 61.48132744049835
S 0.0 11.18709946296611 CIR 59.27082348651569
S 296.8523976341224 43.81463142800177 1.560188 CIR 52.67650930206284
S -761.0180822465001 1.82785586035 CIR 51.89484380322152
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 52.8558158680765
S 0.0 1.0 CIR 54.1969472708445
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 54.463935343193
S 0.0 65.70930367791 CIR 55.805066745961
S -178.2216298059147 54.59330801359923 1.560188 CIR 69.57323818984219
S -166.2098363855944 27.79959690588669 CIR 84.30402931959839
S -110.3089252932562 10.08505848032287 1.560188 CIR 86.06114162355493
S -117.952440758331 259.404834809562 CIR 90.56189372680026
S -197.4912221120776 -238.0009226271849 REFL(CM1)
ASP
K -2.375892792391789
A -0.3127687773827504e-7; B 0.3294643591676787e-12
C -0.8944840484874587e-17; D 0.1774902216458702e-21
E -0.3484126606475524e-26; F 0.4417268891484616e-31
G -0.3030070670238212e-36; H 0.0; J 0.0
CIR 172.0281094841028
S 196.5065427498821 308.059568300385 REFL(CM2)
ASP
K -0.744437078885327
A 0.5201257832679512e-8; B 0.5170559824529151e-13
C 0.3832651541372835e-18; D 0.8171426129922625e-23
E -0.1317263206773176e-27; F 0.3058061975024004e-32
G -0.2138725416754549e-37; H 0.0; J 0.0
CIR 156.2519028903548
S 4764.847114543177 21.48394359518421 1.560188 CIR 121.2675388696213
S -764.923828 97.41918613409307 CIR 121.4890880761897
S -933.573206 37.37136494015321 1.560188 CIR 115.8311176595142
S 782.2670296706571 10.36085950710814
ASP
K 0.0
A -0.1473070274247608e-6; B 0.4117147970713087e-11
C -0.3612274193866038e-16; D -0.5908992023088428e-21
E 0.6569183094862008e-25; F -0.6001257620608303e-29
G 0.1770004129086018e-33; H 0.0; J 0.0
CIR 116.1402308271134
S 126.1534599543259 40.69055393061486 1.560188 CIR 102.4009005232671
S 102.8318291951895 65.42142283064763 CIR 84.82956667206527
S -279.3237250489696 11.197639 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.2399164751723355e-8; B -0.1029582316807052e-10
C 0.467701086548179e-15; D -0.4846983697319375e-19
E 0.2438855878042559e-23; F 0.1270013633583428e-26
G -0.1352024665683155e-30; H 0.0; J 0.0
CIR 84.00373518077039
S 161.574469140152 16.41547435698445 CIR 88.10106417077259
S 297.1375069721215 18.371287 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.8081297777832484e-9; B -0.4846920963443484e-12
C -0.469263399869246e-15; D 0.3668707130890467e-19
E -0.3071730452158582e-23; F 0.8167690785221917e-28
G 0.1441403736579223e-32; H 0.0; J 0.0
CIR 90.1409180825769
S 2253.140989926932 24.32989103383988 CIR 92.84447771396717
S -221.3545310836862 10.212957 1.560188 CIR 93.80491182561332
S -556.8106603803592 1.000003726593996
ASP
K 0.0
A 0.121683024042576e-6; B 0.2442397112449036e-12
C -0.4042443864485838e-15; D -0.4333212667171998e-21
E 0.152417965863569e-23; F -0.5786216806812075e-28
G 0.5034827923951696e-33; H 0.0; J 0.0
CIR 112.0973210388421
S 598.8678535631671 45.614756 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.2733699285110929e-7; B 0.4675473017219885e-12
C -0.1573424794945783e-15; D 0.1505094327047606e-19
E -0.8241771685472185e-24; F 0.3091680362526987e-28
G -0.601014506827352e-33; H 0.0; J 0.0
CIR 120.8101384759394
S -267.0034413532259 3.038651278846692 CIR 126.1102127056728
S -575.7626405096829 62.876806 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.1392245732783381e-7; B -0.2169185458018412e-11
C 0.9432313888810679e-16; D 0.1220028716230747e-21
E -0.586362333683134e-25; F 0.1766251971794975e-29
G 0.0; H 0.0; J 0.0
CIR 134.1517110839029
S -162.1891770543271 11.19746919154985 CIR 138.9984935330892
S -3755.427170113595 47.355581 1.560188
ASP
K 0.0
A -0.456248041110721e-7; B 0.1421329701823032e-11
C 0.4090225302569714e-17; D -0.1147773924029965e-20
E 0.1700706578064621e-25; F -0.9815360566786285e-31
G 0.1875446036239102e-37; H 0.0; J 0.0
CIR 154.9803809903546
S -273.4084140960856 1.060562999837233 CIR 157.7847878852276
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 157.0786345932263
S 0.0 1.0 CIR 157.0078966643287
S 0.0 8.0 1.560188 CIR 156.9941003323241
S 0.0 1.060566743841051 CIR 156.9233624034265
S 471.3556367279283 43.310049 1.560188 CIR 157.0241189500665
S 2403.404200999254 1.50024991742178
ASP
K 0.0
A -0.5067689670229783e-7; B 0.2016874608479392e-11
C 0.1429117040352547e-16; D -0.3555755952580009e-20
E 0.1685276383805486e-24; F -0.41359733367395e-29
G 0.3920462853525892e-34; H 0.0; J 0.0
CIR 155.6183418704121
S 0.0 1.0 STO CIR 155.1137939522021
S 398.4562087288555 57.784133 1.560188 CIR 151.5161143451393
S -615.1215908215304 1.032173052548603
ASP
K 0.0
A 0.1853268417060387e-7; B -0.126404360913942e-11
C -0.5109813473648017e-16; D 0.6647946502234711e-20
E -0.255167734093824e-24; F 0.4746340313922296e-29
G -0.3585375271055897e-34; H 0.0; J 0.0
CIR 149.8509363204819
S 121.6742046292244 60.833075 1.560188 CIR 101.3717455864608
S 989.82448936095 1.0
ASP
K 0.0
A 0.2713120921221937e-7; B 0.6515094158921018e-11
C -0.8602256621002085e-15; D 0.8140433679767001e-19
E -0.5648452066281098e-23; F 0.2377310071773151e-27
G -0.3252381178297756e-32; H 0.0; J 0.0
CIR 89.29167797948946
S 58.53842007552235 43.354396 1.560188 CIR 50.17603068349796
S 0.0 3.1 1.436182 CIR 24.34048308836163
SI 0.0 0.0

(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.250
(1b) Hp2/Hc2=0.252
(1c) Hp3/Hc3=0.034<Hp1/Hc1=0.250
(1d) Hp3/Hc3=0.034<Hp2/Hc2=0.252
(2) Hp3/Hc3=0.034
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.002
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.502
(5a) Dp1/Da1=0.794
(5b) Dp2/Da2=0.794
(5c) Dp3/Da3=0.990
(6) Hpub/Hcub=1.028(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=1.024(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=0.996(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=1.010(第1補正部材C1)
OLu/OLb=1.060(第2補正部材C2)
OLu/OLb=0.999(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=0.959(第1補正部材C1)
Hu/Hb=1.075(第2補正部材C2)
Hu/Hb=0.945(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.929(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.226(第2補正部材C2)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.891(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=0.990(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=0.943(第2補正部材C2)
|Nu/Nb|=1.001(第3補正部材C3)
[第6実施例]
図15は、本実施形態の第6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6実施例にかかる投影光学系PLでは、マスクMからの光が、屈折光学系としての第1結像ユニットG1を介して、光軸を含む領域に第1中間像を形成する。第1中間像からの光は、屈折光学系としての第2結像ユニットG2を介して、マスクパターンの最終像をウェハW上に形成する。第6実施例では、有効結像領域ERおよび有効視野領域FRが、光軸AXを中心としてX方向に細長く延びる矩形状である。ここで、第6実施例においても、マスクパターンの中間像が形成される位置を物体面または像面と光学的に共役な共役位置と呼ぶことができる。
また、第6実施例においては、第1および第2結像ユニットG1,G2は、それぞれの結像ユニットの光軸が互いに共軸となっており、投影光学系PLは1本の直線状に延びた光軸を有する。なお、第1および第2結像ユニットG1,G2を第1および第2結像光学系と呼ぶことができる。
第1結像ユニットG1は、マスク側から順に、平行平面板P11と、4つのレンズL11〜L14と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P12およびP13からなる第1補正部材C1と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P14およびP15からなる第2補正部材C2と、10個のレンズL15〜L114とにより構成されている。第1補正部材C1は、第1結像ユニットG1の瞳位置からマスク側(物体面側)に配置されている。第2補正部材C2は、第1結像ユニットG1の瞳位置からウェハ側(像面側)に配置されている。すなわち、第1補正部材C1と第2補正部材C2との間には、1つの瞳面(第1結像ユニットG1の瞳面)が位置している。
第2結像ユニットG2は、光の入射側から順に、7つのレンズL21〜L27と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P21およびP22と、6つのレンズL28〜L213と、互いに近接して配置された一対の平行平面板P23およびP24からなる第3補正部材C3と、5つのレンズL214〜L218とにより構成されている。第3補正部材C3は、第2結像ユニットG2の瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)の近傍に配置されている。ここで、第1結像ユニットG1の瞳位置は、投影光学系PLにおける開口絞りASが配置されている位置と光学的に共役な位置である。
第6実施例では、第1実施例〜第5実施例とは異なり、最も像面側のレンズL218とウェハWとの間には、液体ではなく気体が介在している。また、すべての光透過部材は、使用光(露光光)であるArFエキシマレーザ光(中心波長λ=193.306nm)に対して1.5603261の屈折率を有する光学材料(たとえば石英ガラス(SiO))により形成されている。次の表(6)に、第6実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を掲げる。
表(6)
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=1/4
NA=0.92
Rb=13.5mm
LX=26mm
LY=7.2mm

(レンズデータ)
SO 0.0 61.1580567735251
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 68.46053056173714
S 0.0 18.22461485803798 CIR 69.65332949110776
S -666.4828775195921 16.42461584972872 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.109785118098491e-6; B 0.2920221746806661e-10
C -0.2662961643559324e-14; D 0.9783537625993036e-19
E 0.3422853047703026e-22; F -0.1013228343031147e-25
G 0.1532453591685005e-29; H -0.1356794120757741e-33
J 0.5537792575855761e-38
CIR 72.9560975291261
S -224.4194611294672 10.18431997153086 CIR 74.36961440144934
S 272.7928999514436 26.90912227988591 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.1136664893052381e-6; B -0.2558891208417544e-10
C 0.2274911849745584e-14; D -0.8878052288343102e-19
E -0.3275880125601603e-22; F 0.9576863477572913e-26
G -0.1430241574760264e-29; H 0.1206652119839085e-33
J -0.4553254634194116e-38
CIR 77.20687460622344
S -412.2605692008707 91.64767313438665 CIR 76.88177483113448
S -390.2376425344913 9.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.2456739001717333e-6; B 0.9420158183448752e-10
C -0.1057003335183922e-13; D 0.1424221401992497e-17
E -0.9469283063018286e-21; F 0.3878183313922589e-24
G -0.8301162762794908e-28; H 0.9201502287119977e-32
J -0.4018808343742762e-36
CIR 60.4549173437718
S -1167.040930391384 1.0 CIR 59.60871945050379
S 178.201493256251 12.88879288254524 1.5603261 CIR 57.948471770017
S 327.6161217878556 15.78546782983034
ASP
K 0.0
A -0.2200394652262553e-6; B 0.1174562755154311e-9
C -0.1963345856585105e-13; D 0.3179651253910365e-17
E -0.1718822108710849e-20; F 0.6207495362445155e-24
G -0.1167077131116979e-27; H 0.8975141384691851e-32
J 0.8815785570624583e-37
CIR 56.27642080718164
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 53.90893953861887
S 0.0 0.0 CIR 52.81915478852452
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 52.8191548
S 0.0 72.70790908574 CIR 51.72937005
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 58.78778075041916
S 0.0 0.0 CIR 60.70687817021592
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 60.70687815
S 0.0 9.008244325629001 CIR 62.6259756
S -133.8619058997463 9.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.5145751012410512e-6; B -0.4795280007957922e-11
C 0.1600111604987869e-13; D -0.594213780018428e-17
E 0.1650253481738364e-20; F -0.4963263005175016e-2
G 0.1052570320015588e-27; H -0.1198244167225459e-31
J 0.5566045466251927e-36
CIR 63.42190270947057
S 220.0953603221849 14.47460092321203 CIR 69.60315281589433
S -1554.486611719846 9.450532988892325 1.5603261 CIR 70.72313500249584
S -1710.385908292998 7.45470981543951 CIR 74.72138988028686
S -966.1616299761072 46.28683660611666 1.5603261 ASP
K 0.0
A -0.6928494261253487e-7; B 0.9354133383999794e-11
C -0.1789634565907134e-14; D 0.2852617218426128e-18
E -0.4427451079142836e-22; F 0.6841851219595494e-26
G -0.841358821486727e-30; H 0.6817466358266456e-34
J -0.257862341917017e-38
CIR 77.81061471914963
S -196.6950758550633 2.703065946301366 CIR 91.44326604781548
S -952.5420298039819 44.86099666813111 1.5603261 CIR 100.4674124695305
S -146.8991218994956 1.0 CIR 103.0146794774447
S 175.489709986644 43.90367767020417 1.5603261 CIR 103.7993534735155
S -1817.795411752599 1.0 CIR 102.2134782073804
S 220.0109784571179 24.80905362584459 1.5603261 CIR 92.53253429251707
S 1476.704789042587 1.0 CIR 89.56589089431009
S 207.1783644414953 17.76670771026461 1.5603261 CIR 79.96011679310902
S 559.5545635204007 29.7565372797475
ASP
K 0.0
A -0.2315710309448987e-8; B 0.3756894277333758e-11
C -0.1459627417285368e-15; D -0.4537051868994056e-19
E 0.1848148732115733e-22; F -0.4082730158878787e-26
G 0.5677768764795868e-30; H -0.4454283381711863e-34
J 0.1516097926734732e-38
CIR 75.81897837715475
S -276.1264233946554 9.0 1.5603261 CIR 60.94656531055908
S 108.1488088369274 21.37473812670281
ASP
K 0.0
A 0.3151333813386788e-6; B 0.1716863139916119e-10
C 0.3961678327237524e-14; D -0.7381816352610004e-19
E 0.5323531818512206e-21; F -0.30975129016473e-24
G 0.1190603731730392e-27; H -0.246823088254293e-31
J 0.2191710513926627e-35
CIR 51.08999511265007
S -335.503360920852 9.0 1.5603261 CIR 50.94252165890615
S 143.0880169544459 15.6616477247743 CIR 51.2195372868853
S -318.6418539486148 9.0 1.5603261 CIR 51.73065132580215
S 318.9928634355688 37.53135700868739 CIR 55.90498758479812
S -413.3430514285664 23.69885599943084 1.5603261 CIR 70.15558711131124
S -148.5707097232307 17.50706688517395 CIR 74.08312242507745
S 305.1346095036433 9.0 1.5603261
ASP
K 0.0
A 0.2305251078850228e-7; B 0.1144984009616489e-11
C -0.202506309237938e-16; D -0.7698889963073689e-20
E 0.9741539369912004e-24; F -0.11050572321171e-27
G 0.1120421342051093e-31; H -0.6813381745253549e-36
J 0.1749150813907968e-40
CIR 90.31135014883043
S 214.6880349317277 21.59113087047778 CIR 90.77163689992986
S 0.0 4.766971501886546 CIR 91.30482436240615
S -1290.920127351751 42.18643115612129 1.5603261 CIR 91.85172305324083
S -136.2457295501691 2.0 CIR 93.87444001202344
S 186.0628848732624 33.49890591624991 1.5603261 CIR 95.33195150342236
S 5707.382802345217 1.0 CIR 94.29914902626786
S 119.008099602645 36.47095602452689 1.5603261 CIR 86.93609301551172
S 378.4880955444204 52.03900914332361 CIR 83.23508543246325
S 3526.796035290821 9.0 1.5603261 CIR 56.40193817631949
S 61.22677605220507 29.92226249636682 CIR 45.73900637769535
S -128.6816280769079 9.0 1.5603261 CIR 45.72430517037182
S 152.2294304725448 9.071680766970866 CIR 48.91158044697141
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 49.36047271145484
S 0.0 0.0 CIR 51.53644091814689
S 0.0 8.0 1.5603261 CIR 51.5364409
S 0.0 22.53389070515 CIR 53.7124091
S -82.88526434844447 9.0 1.5603261 CIR 54.61019365380601
S -365.0895433939556 1.0 CIR 68.16537929910594
S -1812.702739560422 9.185572998495374 1.5603261 CIR 73.57156568253733
S -712.0862914192812 27.55485046228024
ASP
K 0.0
A 0.1029936779303519e-8; B 0.7680385334488553e-11
C 0.2448239772577824e-14; D -0.106305070151996e-17
E 0.2823107920894995e-21; F -0.4649880220898531e-25
G 0.4646505290475132e-29; H -0.2460929653850812e-33
J 0.4532959155566989e-38
CIR 78.02043030786196
S -275.195086789815 13.91260916670095 1.5603261 CIR 93.36944324697573
S -217.2958559112028 10.27086349761896
ASP
K 0.0
A 0.3459795342773525e-7; B 0.1116958649581907e-10
C -0.4221057786210247e-14; D 0.5241157238648237e-18
E -0.1151543722485615e-22; F -0.4420844076560085e-26
G 0.6045647851939263e-30; H -0.350153032400879e-34
J 0.7742180546863839e-39
CIR 99.87554988914006
S -317.8037731876253 38.19606392399909 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.5800716790331521e-7; B 0.1604012080932778e-10
C -0.4033385113212462e-14; D 0.5416366647214304e-18
E -0.422874982380621e-22; F 0.2013413424911186e-26
G -0.3980290778513156e-31; H -0.1270849995731347e-35
J 0.6176141824106344e-40
CIR 109.40289579375
S -152.322538784317 1.0 CIR 115.5533818132377
S -895.1246794305047 55.28880622634421 1.5603261
ASP
K 0.0
A -0.5329489337932154e-8; B -0.255403970909529e-11
C 0.3660968930563295e-15; D -0.2829464516369178e-19
E 0.1176701367847969e-23; F -0.1575882222312233e-28
G -0.6062986297448638e-33; H 0.2687360231994787e-37
J -0.3241851219335099e-42
CIR 138.7782810459327
S -193.9545887929653 -19.0 CIR 142.4583086413592
S 0.0 20.0 STO CIR 150.4819503461273
S 853.3585037876621 34.04344203383074 1.5603261 CIR 160.3117736176969
S -1201.672043890145 1.0 CIR 161.1174903174276
S 0.0 12.0 1.5603261 CIR 162.0824422626568
S 0.0 0.0 CIR 162.7074739421618
S 0.0 12.0 1.5603261 CIR 162.70747395
S 0.0 3.0 CIR 163.3325056
S 404.0691015042456 31.81016513688282 1.5603261 CIR 166.4999999999996
S 1140.683437163507 18.46542245283294 CIR 165.6255057200547
S 558.7999235866553 63.10856467707343 1.5603261 CIR 162.9142400831667
S -391.9901083967835 17.47793495467031
ASP
K 0.0
A -0.1313881776173745e-7; B 0.2209024950291428e-11
C -0.1545151831327248e-15; D 0.8226823755699644e-20
E -0.3112303325526587e-24; F 0.8228480695088418e-29
G -0.1464533340894598e-33; H 0.1607460199682837e-38
J -0.8501008191667199e-44
CIR 161.5957277142432
S 161.2660712543238 31.97139922364232 1.5603261 CIR 114.2855478878839
S 397.3966095882735 23.5746469606612
ASP
K 0.0
A 0.1025220880927646e-6; B -0.1013644611627852e-10
C 0.1208380599796752e-14; D -0.112785609219617e-18
E 0.1098700322146215e-22; F -0.1006970182832963e-26
G 0.6734488084661016e-31; H -0.2709691329522105e-35
J 0.4898036827122166e-40
CIR 108.7908128078088
S 101.2360021120002 28.51841535632741 1.5603261 CIR 81.0539392125076
S 103.1186115103987 9.61505762715054
ASP
K 0.0
A -0.2880536193666914e-6; B 0.6729833569962576e-10
C -0.7815566633938817e-14; D -0.9377753385197237e-18
E 0.7991260392335316e-21; F -0.1994531481133782e-24
G 0.269632480603705e-28; H -0.1916440915816305e-32
J 0.5477806400916101e-37
CIR 69.7755322325297
S 154.1768094742367 56.74574475058465 1.5603261 CIR 68.8874577640099
S 0.0 11.0 CIR 39.32170437183936
SI 0.0 0.0
(条件式対応値)
(1a) Hp1/Hc1=0.300
(1b) Hp2/Hc2=0.277
(1c) Hp3/Hc3=0.009<Hp1/Hc1=0.300
(1d) Hp3/Hc3=0.009<Hp2/Hc2=0.277
(2) Hp3/Hc3=0.009
(3) |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|=0.023
(4) Hp1/Hc1+Hp2/Hc2=0.577
(5a) Dp1/Da1=0.766
(5b) Dp2/Da2=0.780
(5c) Dp3/Da3=0.982
(6) Hpub/Hcub=1.023(第1補正部材C1)
Hpub/Hcub=1.030(第2補正部材C2)
Hpub/Hcub=1.002(第3補正部材C3)
(7) OLu/OLb=0.981(第1補正部材C1)
OLu/OLb=0.981(第2補正部材C2)
OLu/OLb=0.999(第3補正部材C3)
(9) Hu/Hb=1.014(第1補正部材C1)
Hu/Hb=1.000(第2補正部材C2)
Hu/Hb=0.985(第3補正部材C3)
(10) (Hu/Hb)(OLu/OLb)=1.008(第1補正部材C1)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.982(第2補正部材C2)
(Hu/Hb)(OLu/OLb)=0.969(第3補正部材C3)
(12) |Nu/Nb|=1.019(第1補正部材C1)
|Nu/Nb|=1.019(第2補正部材C2)
|Nu/Nb|=1.001(第3補正部材C3)
各実施例の投影光学系PLでは、補正部材C1〜C3が所要の条件式を満足しているので、補正部材C1〜C3が入射光に与える波面の変化の状態を制御することにより、意図しない収差成分の発生を抑えつつ、投影光学系PLの像面IMにおける有効結像領域ER内のX方向に沿った各点について一様な0次収差成分および各点について線形的に変化する1次収差成分のうちの少なくとも一方の収差成分を調整すること、さらには一様な0次収差成分および1次収差成分を互いに独立に且つ高い自由度で調整することができる。
具体的には、上述したように、例えば補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ17の係数の符号および大きさを適宜設定する(あるいは変化させる)ことにより、投影光学系PLの波面収差の0次収差成分Z17および1次収差成分Z10を互いに独立に調整し、ひいては投影光学系PLの波面収差を調整することができる。また、例えば補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZの係数の符号および大きさを適宜設定する(あるいは変化させる)ことにより、投影光学系PLの波面収差の0次収差成分Z5および1次収差成分Z2を互いに独立に調整することができる。
さらに、例えば補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ11の係数の符号および大きさを適宜設定する(あるいは変化させる)ことにより、投影光学系PLの波面収差の0次収差成分Z11および1次収差成分Z6を互いに独立に調整することができる。また、例えば補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ12の係数の符号および大きさを適宜設定する(あるいは変化させる)ことにより、投影光学系PLの波面収差の0次収差成分Z12と、1次収差成分Z2、1次収差成分Z7および1次収差成分Z10を互いに独立に調整することができる。
すなわち、本実施形態の投影光学系PLでは、たとえば露光光などの光照射に起因して発生する波面収差をアクティブに調整することができる。その結果、本実施形態の露光装置では、波面収差がアクティブに調整可能な投影光学系PLを用いて、マスクMの微細パターンをウェハWに高精度に投影露光することができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。
以下、第5実施例を参照して、本実施形態における収差調整作用についてさらに説明する。図16は、第5実施例において補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ17の係数の符号および大きさを適宜変化させることにより、投影光学系PLの波面収差を調整する様子を示している。図16の各図において、縦軸は収差量(単位:mλ=10−3×λ)を、横軸は有効結像領域ERにおけるX方向をそれぞれ示している。図16の表記は、他の関連する図17の各図においても同様である。
第5実施例において第3補正部材C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ17の係数の符号および大きさを適宜設定すると、参照符号31で示すように、所要量の0次収差成分Z17と、所要量の1次収差成分Z10と、意図しない収差成分Z28とが発生する状態が得られる。ここで、副作用としての収差成分Z28は、関数FZ28:(6ρ−5)ρcos4θにしたがって表示される4回回転対称の収差成分である。
次いで、参照符号31で示す状態において第3補正部材C3が付与する光路長変化(関数FZ17にしたがって表現される光路長変化)に対して関数FZ28にしたがって表現される光路長変化を適宜付加すると、参照符号32で示すように、1次収差成分Z10はほとんど変化することなく、0次収差成分Z17はある程度変化し、副作用としての収差成分Z28はほぼ0になる状態が得られる。
また、第1補正部材C1および第2補正部材C2により付与される光路長変化を表現する関数FZ17の係数の符号および大きさを適宜設定すると、参照符号33で示すように、0次収差成分Z17および副作用としての収差成分Z28がほとんど発生することなく、所要量の1次収差成分Z10が発生する状態が得られる。
したがって、第1補正部材C1により付与される光路長変化と第2補正部材C2により付与される光路長変化と第3補正部材C3により付与される光路長変化との比率を調整すると、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、参照符号32で示す状態と参照符号33で示す状態とが適宜組み合わされた状態、すなわち参照符号34で示すように、所要量の0次収差成分Z17および所要量の1次収差成分Z10が発生し、副作用としての収差成分Z28がほとんど発生しない状態が得られる。
図17は、第5実施例において補正部材C1〜C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ12の係数の符号および大きさを適宜変化させることにより、投影光学系PLの波面収差を調整する様子を示している。第5実施例において第3補正部材C3により付与される光路長変化を表現する関数FZ12の係数の符号および大きさを適宜設定すると、図示を省略したが、所要量の0次収差成分Z12および1次収差成分Z7が発生し、意図しない収差成分Z5およびZ21も発生する状態が得られる。ここで、副作用としての収差成分Z21は、関数FZ21:(15ρ−20ρ+6)ρcos2θにしたがって表示される2回回転対称の収差成分である。
そこで、第3補正部材C3が付与している光路長変化(関数FZ12にしたがって表現される光路長変化)に対して関数FZにしたがって表現される光路長変化および関数FZ21にしたがって表現される光路長変化を適宜付加すると、参照符号41で示すように、所要量の0次収差成分Z12および1次収差成分Z7が発生し、副作用としての収差成分Z5およびZ21がほとんど発生しない状態が得られる。
また、第1補正部材C1および第2補正部材C2により付与される光路長変化を表現する関数FZ12の係数の符号および大きさを適宜設定すると、参照符号42で示すように、0次収差成分Z12がほとんど発生することなく、所要量の1次収差成分Z7が発生し、さらに副作用としての収差成分Z2、Z5およびZ10が発生する状態が得られる。
次いで、参照符号42で示す状態において第1補正部材C1および第2補正部材C2が付与する光路長変化(関数FZ12にしたがって表現される光路長変化)に対して関数FZにしたがって表現される光路長変化および関数FZ17にしたがって表現される光路長変化を適宜付加すると、参照符号43で示すように、1次収差成分Z7はほとんど変化することなく、副作用としての収差成分Z2、Z5およびZ10がほぼ0になる状態が得られる。
したがって、補正部材C1〜C3によりそれぞれ付与される光路長変化の比率を調整すると、第1補正部材C1と第2補正部材C2と第3補正部材C3との協働作用により、参照符号41で示す状態と参照符号43で示す状態とが適宜組み合わされた状態、すなわち参照符号44で示すように、所要量の0次収差成分Z12が発生し、1次収差成分Z7がほとんど発生することなく、副作用としての収差成分Z2、Z5、Z10、Z21もほとんど発生しない状態が得られる。
このように、上述の実施形態では、たとえば光照射に起因して発生する波面収差を良好に調整することができる。
なお、上述の各実施例では、熱の作用により屈折率分布が可変の光透過部材からなる補正部材として、互いに近接して配置された一対の平行平面板を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、熱の作用により屈折率分布が可変の光透過部材の具体的な構成については様々な形態が可能である。例えば、熱の作用により屈折率分布が可変の光透過部材として、両凹レンズを用いることもできる。また、補正部材として、熱の作用により屈折率分布が可変の光透過部材に代えて、非回転対称な非球面形状の光学面を有し且つ位置調整可能な光透過部材を用いることや、表面形状を能動的に変更可能な光透過部材を用いることもできる。非回転対称な非球面形状の光学面を有し且つ光軸を横切る方向に移動可能な光透過部材として、例えば米国特許第6,104,472号公報などに開示されるものを用いることができる。また、非回転対称な非球面形状の光学面を有し且つ光軸方向に移動可能な光透過部材として、例えば米国特許公開第2010/0033704号公報に開示されるものを用いることができる。そして、非回転対称な非球面形状の光学面を有し且つ光軸を中心として回転可能な光透過部材として、例えば米国特許第7,372,633号公報に開示されるものを用いることができる。表面形状を能動的に変更可能な光透過部材として、例えば米国特許第6,844,994号公報、第7,715,107号公報、第7,791,826号公報、第7,830,611号公報および米国特許公開第2010/0128367号公報などに開示されるものを用いることができる。
上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含む空間光変調素子を用いることができる。空間光変調素子を用いた露光装置は、たとえば米国特許公開第2007/0296936号公報に開示されている。また、上述のような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行っても良い。
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図19は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図19に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハWに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハW上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハWの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。
その後、ステップS46によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハWの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを、感光性基板としてパターンの転写を行う。
図20は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図20に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。
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、他の適当な光源、たとえば波長248nmのレーザ光を供給するKrFエキシマレーザ光源、波長157nmのレーザ光を供給するFレーザ光源、波長146nmのレーザ光を供給するKr2レーザ光源、波長126nmのレーザ光を供給するAr2レーザ光源などを用いることができる。また、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどのCW(Continuous Wave)光源を用いることも可能である。また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
また、上述の実施形態では、走査型の露光装置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、投影光学系に対してマスクおよびウェハ(感光性基板)を静止させた状態で投影露光を行う一括露光型の露光装置に対しても本発明を適用することができる。
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。しかしながら、露光装置に限定されることなく、第1面の像を第2面に形成する投影光学系に対して本発明を適用することができる。
M マスク
MST マスクステージ
PL 投影光学系
G1,G2,G3 結像光学ユニット
C1,C2,C3 補正部材
DR1,DR2,DR3 加熱・冷却部
AD 能動変形部
CM,CM1,CM2 凹面反射鏡
FM1,FM2 平面反射鏡
Lb 境界レンズ
Lm 水(液体)
W ウェハ
CR 制御系
1 照明光学系
9 Zステージ
10 XYステージ
21 給排水機構

Claims (49)

  1. 第1面の像を第2面に形成する投影光学系において、
    前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1補正部材と、
    前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第2補正部材と、
    前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍に配置され、入射光の波面を能動的に変化させて射出する第3補正部材とを備え、
    前記第1面における視野領域の中心点からの周辺光線が任意の光学面を通過する位置Lcrと、前記視野領域の中心点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lcpとの距離をHcとし、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lppと前記位置Lcpとの距離をHpとするとき、前記第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2、並びに前記第3補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、
    Hp3/Hc3<Hp1/Hc1
    Hp3/Hc3<Hp2/Hc2
    の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
  2. 以下の条件を満足する、請求項1に記載の投影光学系。
    0.05<Hp1/Hc1<1.0
    0.05<Hp2/Hc2<1.0
  3. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材は、前記投影光学系の光軸、または前記視野領域の中心点からの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化を付与するようにそれぞれ構成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補正部材と前記第2補正部材と前記第3補正部材とは互いに同数の偶数回回転対称な光路長変化を付与することを特徴とする請求項3に記載の投影光学系。
  5. 前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳面と前記第1面の位置と光学的に共役な中間像面とのうち、前記第1補正部材と前記第2補正部材との間に位置する面の数は奇数であ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補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、
    Hp3/Hc3<0.1
    の条件を満足す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. 前記第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、並びに前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2は、
    |Hp1/Hc1−Hp2/Hc2|<0.2
    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補正部材に関する距離Hc1およびHp1、並びに前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2は、
    Hp1/Hc1+Hp2/Hc2>0.5
    の条件を満足す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. 前記視野領域は矩形状であり、前記視野領域内の各点からの光束が任意の光学面において占めるパーシャルスポットの集合に外接する前記投影光学系の光軸を中心とした円の直径をDaとし、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの光束が前記任意の光学面において占めるパーシャルスポットに外接する四角形であって前記視野領域の一辺に対応する方向に一辺を有する長方形の短辺の長さと長辺の長さとの平均値をDpとするとき、前記第1補正部材に関する直径Da1および平均値Dp1、前記第2補正部材に関する直径Da2および平均値Dp2、並びに前記第3補正部材に関する直径Da3および平均値Dp3は、
    0.5<Dp1/Da1<1.0
    0.5<Dp2/Da2<1.0
    0.5<Dp3/Da3≦1.0
    の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の投影光学系。
  10. 前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記光軸から離れる向きに前記中心点から射出される周辺光線を前記中心点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記中心点から射出される周辺光線を前記中心点からの下側光線とし、
    前記最大物体高の点からの前記上側光線が任意の光学面を通過する位置と、前記最大物体高の点からの前記下側光線が前記任意の光学面を通過する位置との距離をHpubとし、前記視野領域の中心点からの上側光線が前記任意の光学面を通過する位置と、前記中心点からの下側光線が前記任意の光学面を通過する位置との距離をHcubとするとき、前記第1補正部材および前記第2補正部材のうちの少なくとも一方は、
    0.9<Hpub/Hcub<1.1
    の条件を満足する光学面を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の投影光学系。
  11. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは光透過部材であり、
    前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記最大物体高の点からの前記上側光線の前記光透過部材内の光路長をOLuとし、前記最大物体高の点からの前記下側光線の前記光透過部材内の光路長をOLbとするとき、
    0.7<OLu/OLb<1.2
    の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の投影光学系。
  12. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは反射面を有する反射部材であり、
    前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記最大物体高の点からの前記上側光線の前記反射面に対する入射角の余弦をCAuとし、前記最大物体高の点からの前記下側光線の前記反射面に対する入射角の余弦をCAbとするとき、
    0.995<CAu/CAb<1.005
    の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の投影光学系。
  13. 前記最大物体高の点からの前記上側光線が任意の光学面を通過する位置と前記最大物体高の点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置との距離をHuとし、前記最大物体高の点からの前記下側光線が前記任意の光学面を通過する位置と前記最大物体高の点からの前記主光線が前記任意の光学面を通過する位置との距離Hbとするとき、前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、
    0.85<Hu/Hb<1.15
    の条件を満足する光学面を有することを特徴とする請求項11または12に記載の投影光学系。
  14. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、
    0.8<(Hu/Hb)(OLu/OLb)<1.2
    の条件を満足する光透過部材を有することを特徴とする請求項13に記載の投影光学系。
  15. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、反射面を有する反射部材であり、
    前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記最大物体高の点からの前記上側光線の前記反射面に対する入射角の余弦をCAuとし、前記最大物体高の点からの前記下側光線の前記反射面に対する入射角の余弦をCAbとするとき、
    0.9<(Hu/Hb)(CAb/CAu)<1.1
    の条件を満足することを特徴とする請求項13または14に記載の投影光学系。
  16. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは光透過部材であり、
    前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記最大物体高の点からの前記上側光線の前記光透過部材内でのN方向余弦をNuとし、前記最大物体高の点からの前記下側光線の前記光透過部材内でのN方向余弦をNbとするとき、
    0.7<|Nu/Nb|<1.3
    の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の投影光学系。
  17. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは反射面を有する反射部材であり、
    前記第2面側にテレセントリックとなるように、前記第2面側で主光線を定めるとき、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線と前記投影光学系の光軸とを含む前記最大物体高のメリディオナル面内で、前記光軸から離れる向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの上側光線とし、前記光軸に近づく向きに前記最大物体高の点から射出される周辺光線を前記最大物体高の点からの下側光線とし、前記反射面に入射する直前における、前記最大物体高の点からの前記上側光線のN方向余弦をNuとし、前記反射面で反射された直後における、前記最大物体高の点からの前記下側光線のN方向余弦をNbとするとき、
    0.7<|Nu/Nb|<1.3
    の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の投影光学系。
  18. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、熱の作用により屈折率分布が可変の光透過部材を有することを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の投影光学系。
  19. 前記光透過部材は両凹レンズであることを特徴とする請求項18に記載の投影光学系。
  20. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、反射面の面形状が可変の反射鏡を有することを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の投影光学系。
  21. 前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材のうちの少なくとも1つは、非回転対称な非球面形状の光学面を有し且つ前記光軸を横切る方向に移動可能な光透過部材を有することを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載の投影光学系。
  22. 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の投影光学系において、
    前記第1乃至第3補正部材が入射光に与える波面の変化の状態を制御する制御部を備え、
    該制御部は、前記第1乃至第3補正部材が、前記投影光学系の光軸、または前記視野領域の中心点からの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化を付与するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする投影光学系。
  23. 前記制御部は、前記第2面における有効結像領域内の所定方向に沿った各点について一様な0次収差成分、および前記所定方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分のうちの少なくとも一方の収差成分を調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項22に記載の投影光学系。
  24. 前記制御部は、前記一様な0次収差成分および前記1次収差成分を互いに独立に調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項23に記載の投影光学系。
  25. 前記視野領域は矩形状であり、前記制御部は、前記第1乃至第3補正部材が、関数fと関数gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項23に記載の投影光学系。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  26. 前記視野領域は矩形状であり、前記制御部は、前記第1乃至第3補正部材が、関数fで表される光路長変化を付与することにより、関数fで表される前記0次収差成分、関数fn−1の定数倍で表される前記1次収差成分、および関数gn−1の定数倍で表される前記0次収差成分を調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項23に記載の投影光学系。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  27. 前記視野領域は矩形状であり、前記制御部は、前記第1乃至第3補正部材が、関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項23に記載の投影光学系。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  28. 前記視野領域は矩形状であり、前記制御部は、前記第1乃至第3補正部材が、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整するように、前記第1乃至第3補正部材を制御することを特徴とする請求項23に記載の投影光学系。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  29. 請求項1乃至28のいずれか1項に記載の投影光学系の調整方法において、
    前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、前記投影光学系の光軸、または前記視野領域の中心点からの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化を付与することにより、前記投影光学系の波面収差を調整することを含むことを特徴とする調整方法。
  30. 前記波面収差を調整することは、前記第2面における有効結像領域内の所定方向に沿った各点について一様な0次収差成分、および前記所定方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分のうちの少なくとも一方の収差成分を調整することを含むことを特徴とする請求項29に記載の調整方法。
  31. 前記波面収差を調整することは、前記一様な0次収差成分および前記1次収差成分を互いに独立に調整することを含むことを特徴とする請求項30に記載の調整方法。
  32. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、関数fと関数gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整することを特徴とする請求項29に記載の調整方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  33. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、関数fで表される光路長変化を付与することにより、関数fで表される前記0次収差成分、関数fn−1の定数倍で表される前記1次収差成分、および関数gn−1の定数倍で表される前記0次収差成分を調整することを特徴とする請求項29に記載の調整方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  34. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整することを特徴とする請求項29に記載の調整方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  35. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1補正部材、前記第2補正部材および前記第3補正部材が、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整することを特徴とする請求項29に記載の調整方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  36. 前記第1面に設定された所定のパターンからの光に基づいて、前記所定のパターンを前記第2面に設定された基板上に投影するための請求項1乃至28のいずれか1項に記載の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置。
  37. 第1面の像を第2面に投影する投影方法において、
    前記第1面からの光を、それぞれが入射光の波面を能動的に変化させて射出する第1、第2および第3補正部材を介して前記第2面に導くことを含み、
    前記第1補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
    前記第2補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置から離れた位置で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
    前記第3補正部材は、前記第1面の位置と光学的にフーリエ変換の関係にある瞳位置またはその近傍で入射光の波面を能動的に変化させて射出し、
    前記第1面における視野領域の中心点からの周辺光線が任意の光学面を通過する位置Lcrと、前記視野領域の中心点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lcpとの距離をHcとし、前記視野領域の中心点から最も離れた最大物体高の点からの主光線が前記任意の光学面を通過する位置Lppと前記位置Lcpとの距離をHpとするとき、前記第1補正部材に関する距離Hc1およびHp1、前記第2補正部材に関する距離Hc2およびHp2、並びに前記第3補正部材に関する距離Hc3およびHp3は、
    Hp3/Hc3<Hp1/Hc1
    Hp3/Hc3<Hp2/Hc2
    の条件を満足することを特徴とする投影方法。
  38. 以下の条件を満足する、請求項37に記載の投影方法。
    0.05<Hp1/Hc1<1.0
    0.05<Hp2/Hc2<1.0
  39. 請求項37または38に記載の投影方法において、
    前記第1乃至第3補正部材は、前記投影光学系の光軸、または前記視野領域の中心点からの主光線に関して偶数回回転対称な光路長変化を付与する、投影方法。
  40. 前記第1乃至第3補正部材は、前記第2面における有効結像領域内の所定方向に沿った各点について一様な0次収差成分、および前記所定方向に沿った各点について線形的に変化する1次収差成分のうちの少なくとも一方の収差成分を調整する、請求項39に記載の投影方法。
  41. 前記第1乃至第3補正部材は、前記一様な0次収差成分および前記1次収差成分を互いに独立に調整する、請求項40に記載の投影方法。
  42. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1乃至第3補正部材は、前記第1乃至第3補正部材が、関数fと関数gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整する、請求項41に記載の投影方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  43. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1乃至第3補正部材は、関数fで表される光路長変化を付与することにより、関数fで表される前記0次収差成分、関数fn−1の定数倍で表される前記1次収差成分、および関数gn−1の定数倍で表される前記0次収差成分を調整する、請求項41に記載の投影方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  44. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1乃至第3補正部材は、関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整する、請求項41に記載の投影方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  45. 前記視野領域は矩形状であり、前記第1乃至第3補正部材は、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される光路長変化を付与することにより、関数fと関数gと関数Fと関数Gとの線形和で表される前記0次収差成分、関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記1次収差成分、および関数fn−1と関数gn−1と関数fn+1と関数gn+1と関数Fn−1と関数Gn−1との線形和で表される前記0次収差成分のうちの少なくとも1つの収差成分を調整する、請求項41に記載の投影方法。
    ただし、以下の式において(ρ,θ)は瞳極座標であり、(x,y)は瞳直交座標であり、nは偶数であり、x方向またはy方向は前記矩形状の視野領域の長辺方向である。
    Figure 2017102273
  46. 前記第1面に設定された所定のパターンを照明することと、
    請求項37乃至45のいずれか1項に記載の投影方法を用いて、前記所定のパターンの像を前記第2面に設定された物体上に投影する、露光方法。
  47. 前記第1面に設定された所定のパターンからの光を投影光学系に導いて前記所定のパターンを前記第2面に設定された基板上に投影することと、
    請求項29乃至35のいずれか1項に記載の調整方法を用いて前記投影光学系を調整することとを含むことを特徴とする露光方法。
  48. 請求項36に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
    前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
    前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
  49. 請求項46または47に記載の露光方法を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
    前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
    前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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