JPH1197344A - 投影光学系、該光学系を備えた露光装置、及び該装置を用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな開口数と広い投影領域とを確保しつつ
両側テレセントリックにすることが可能で、且つ諸収差
を極めて良好に補正し得る高性能な投影光学系を提供す
る。 【解決手段】 物体面側から順に、部分群Ｇ１ｐを含み
正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、部分群Ｇ２ｎ
を含み負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、少なく
とも１枚の負レンズを含み正の屈折力を有する第３レン
ズ群Ｇ３と、部分群Ｇ４ｎを有し負の屈折力を有する第
４レンズ群Ｇ４と、部分群Ｇ５ｐを含み開口数を決定す
る開口絞りＡＳを内部のレンズ間に有すると共に正の屈
折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置して構成され、
これらのレンズ群、又はこれらの内部の部分群の焦点距
離、物像間距離、及び開口数等との間に所定の関係が成
立するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１物体のパター
ンの像を第２物体上に投影するための投影光学系、この
投影光学系を備え、半導体素子、又は液晶表示素子等を
製造するためのリソグラフィ工程中でマスクパターンを
基板上に転写する際に使用される露光装置、及びこの露
光装置を用いたデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶
表示素子、薄膜磁気ヘッド等）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等を製造する際に、マスクと
してのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、
レジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）
上に転写する一括露光型（ステッパー等）、又はステッ
プ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露
光装置が使用されている。半導体集積回路等のパターン
の微細化が進むに従って、その種の露光装置に備えられ
ている投影光学系に対しては特に解像力の向上が望まれ
ている。投影光学系の解像力を向上するためには、露光
波長をより短くするか、あるいは開口数（N.A.）を大き
くすることが考えられる。

【０００３】そこで、近年、露光光については、水銀ラ
ンプのｇ線（波長４３６ｎｍ）からｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）が主に用いられるようになってきており、最近では
より短波長の露光光、例えばＫｒＦ（波長２４８ｎ
ｍ）、更にはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレ
ーザ光が用いられようとしている。そして、これらの短
波長の露光光のもとで使用できる投影光学系が開発され
ている。

【０００４】また、投影光学系においては、解像力の向
上と共に、像歪の低減要求も一段と厳しくなってきてい
る。その像歪には、投影光学系自体に起因するディスト
ーション（歪曲収差）による要素の他、投影光学系の像
側で投影像が焼き付けられるウエハの反り等による要素
と、投影光学系の物体側で回路パターン等が描かれてい
るレチクルの反りによる要素とがある。そこで、ウエハ
の反りによる像歪への影響を少なくするため、投影光学
系の像側で射出瞳位置を遠くに位置させる、所謂像側テ
レセントリック光学系が従来より用いられてきた。

【０００５】一方、レチクルの反りによる像歪の軽減に
ついても、投影光学系の入射瞳位置を物体から遠くに位
置させる、所謂物体側テレセントリック光学系の導入が
考えられてきた。そのため、例えば特開昭６３−１１８
１１５号公報、特開平４−１５７４１２号公報、特開平
５−１７３０６５号公報等で、そのように投影光学系の
入射瞳位置を物体面から比較的遠くに位置させる投影光
学系が提案されている。

【０００６】更に最近の半導体素子、又は液晶表示素子
等の製造工程では、レチクル上のパターン及び各種の使
用条件に応じて、より最適な開口数（N.A.）を選択使用
することが求められているため、露光装置においても開
口数を可変できる絞りを有する投影光学系が要求されて
きている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、ウエハの
反り、及びレチクルの反りの像歪への影響を軽減するた
めには、投影光学系を像側、及び物体側でテレセントリ
ックにすることが望ましい。そこで、上記の公報にも開
示されているように、物体側と像側とが共にテレセント
リックである、所謂両側テレセントリックな投影光学系
も開発されている。しかしながら、従来の両側テレセン
トリックな投影光学系では、広い投影領域で諸収差を低
減した上で解像力に寄与する開口数（N.A.）を十分に大
きくするのが困難であり、特にディストーションの補正
が十分ではなかった。

【０００８】また、投影光学系の開口数を可変とするた
めの可変開口絞りを設けた場合、この可変開口絞りの開
口数を変化させると、瞳での球面収差によって像面の投
影領域の周辺部で口径食（vignetting）の影響が生じる
ことがあった。そのため、像面の投影領域の周辺部にお
いて、開口数を可変にした際にテレセントリック性の悪
化や像面上での照度均一性の悪化などが生じ、投影領域
をあまり広くできないという不都合があった。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑み、開口数を変化さ
せても口径食の影響があまり大きくならないと共に、両
側テレセントリックにすることが可能な投影光学系を提
供することを第１の目的とする。更に本発明は、大きな
開口数と広い投影領域とを確保しつつ両側テレセントリ
ックにすることが可能で、且つ諸収差、特にディストー
ションを極めて良好に補正し得る高性能な投影光学系を
提供することを第２の目的とする。

【００１０】更に本発明は、広い投影領域を確保しつつ
両側テレセントリックにすることが可能で、且つ開口数
を変化させた場合でも諸収差を良好に補正し得る投影光
学系を提供することを第３の目的とする。また、本発明
は、そのような投影光学系を備えた露光装置、及びこの
露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することを
第４の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の投影
光学系は、第１物体（Ｒ）のパターンの像を第２物体
（Ｗ）上に形成する屈折型の投影光学系において、開口
数を決定するための開口絞り（ＡＳ）と、複数のレンズ
素子からなり、その第１物体とその開口絞りとの間に位
置する前レンズ群（ＧＦ）と、複数のレンズ素子からな
り、その開口絞りとその第２物体との間に位置する後レ
ンズ群（ＧＲ）とを備え、その第１物体からその第２物
体までの距離をＬとし、近軸上において、その第２物体
側から光軸（ＡＸ）に平行にその投影光学系へ入射する
光線がその光軸と交わる位置（Ｑ）からその開口絞りま
での光軸上の距離をｄ、その投影光学系のその第２物体
側の開口数をN.A.とするとき、以下の条件を満足するよ
うに構成したものである。

【００１２】 ０．００５＜ｄ／｛Ｌ×（１−N.A.）｝＜０．２ （Ａ） 斯かる本発明によれば、条件式（Ａ）が満たされている
ため、容易に両側テレセントリックにできると共に、投
影領域内で口径食の影響が均一化されて、その開口絞り
（ＡＳ）の開口数を変化させた場合でも特に口径食の影
響が大きくなることがない。このとき、条件式（Ａ）の
上限を超えると、瞳の収差が大きくなり過ぎ、第１物体
と第２物体との両側にテレセントリックな光学系を得る
ことが困難となり好ましくない。一方、条件式（Ａ）の
下限を下回ると、瞳の収差を必要以上に補正して、結果
的に投影光学系の長大化を招くことになり好ましくな
い。

【００１３】この場合、その開口絞り（ＡＳ）を可変開
口絞りとして、その開口絞りによってその第２物体側の
開口数N.A.を変えたときに、その第２物体上の投影領域
において口径食の差が最小になるように、その開口絞り
の位置を、近軸上においてその第２物体側からの光軸
（ＡＸ）と平行な光線がその光軸と交わる位置（Ｑ）よ
りその第２物体側に配置することが好ましい。

【００１４】ここで、その投影光学系へ第２物体側から
平行光束が入射した場合を考える。この平行光束の内、
近軸上の光線（近軸主光線）は、第２物体側に配置され
た正レンズ（主には後レンズ群）の屈折作用により所定
の位置（Ｑ）で光軸と交差する。このとき、後レンズ群
が正の屈折力を有しているため、光軸に対して所定の角
度をなして後レンズ群に入射する平行光束は、上記近軸
上で光軸に沿って入射する平行光束の結像位置（Ｑ）よ
り第２物体側にずれた位置に結像する。ここで、上記結
像位置（Ｑ）よりも第２物体側に開口絞り（ＡＳ）を配
置すれば、この開口絞りの開口径を変化させても瞳の像
面湾曲による投影領域周辺部での口径食の影響を実用上
十分に抑えることができ、諸収差も良好に補正すること
ができる。

【００１５】また、本発明による第１の投影光学系で
は、その前レンズ群とその後レンズ群とは、全体として
その第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レン
ズ群（Ｇ１）と、負の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ
２）と、正の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）と、
負の屈折力を有する第４レンズ群（Ｇ４）と、正の屈折
力を有する第５レンズ群（Ｇ５）と、を配置して構成さ
れることが好ましい。

【００１６】このとき、第１レンズ群（Ｇ１）はテレセ
ントリック性を維持しながら主にディストーションの補
正に寄与しており、第２レンズ群（Ｇ２）、及び第４レ
ンズ群（Ｇ４）は、主にペッツバール和の補正に寄与
し、像面の平坦化を達成する機能を有している。また、
第３レンズ群（Ｇ３）は第１レンズ群（Ｇ１）と共に、
正のディストーションを発生させ、第２、第４、第５レ
ンズ群で発生する負のディストーションを補正する役割
を担っている。更に、第３レンズ群（Ｇ３）と第２レン
ズ群（Ｇ２）とは、第２物体側から見ると、正・負の屈
折力配置を有する望遠系を構成しており、これにより、
投影光学系全系の長大化を防ぐ機能を有している。ま
た、第５レンズ群（Ｇ５）は、第２物体側での高開口数
化に十分対応するために、特に球面収差の発生を極力避
けた状態で、ディストーションの発生を抑えて、第２物
体上に光束を導き、結像させる役割を担っている。

【００１７】また、その第１レンズ群は両側を負レンズ
に挟まれた部分群Ｇ１ｐを含み、その第２レンズ群は両
側を正レンズに挟まれた部分群Ｇ２ｎを含み、その第４
レンズ群は少なくとも３枚の負レンズを含む部分群Ｇ４
ｎを有し、その第５レンズ群は少なくとも４枚の正レン
ズを含む部分群Ｇ５ｐを有し、その第１物体からその第
２物体までの距離をＬ、その第１レンズ群中の部分群Ｇ
１ｐの焦点距離をｆ１、その第２レンズ群中の部分群Ｇ
２ｎの焦点距離をｆ２、その第３レンズ群の焦点距離を
ｆ３、その第４レンズ群中の部分群Ｇ４ｎの焦点距離を
ｆ４、その第５レンズ群中の部分群Ｇ５ｐの焦点距離を
ｆ５としたとき、以下の条件を満足することが好まし
い。

【００１８】 ０．０５＜ｆ１／Ｌ＜０．４ （Ｂ） ０．０２５＜−ｆ２／Ｌ＜０．１５ （Ｃ） ０．０８＜ｆ３／Ｌ＜０．３５ （Ｄ） ０．０４＜−ｆ４／Ｌ＜０．１６ （Ｅ） ０．０６＜ｆ５／Ｌ＜０．３５ （Ｆ）

【００１９】この場合、条件式（Ｂ）〜（Ｆ）は、それ
ぞれ次の本発明の第２の投影光学系における条件式
（１）〜（５）に対応しており、その作用はその第２の
投影光学系において説明する。

【００２０】次に、本発明による第２の投影光学系は、
第１物体（Ｒ）のパターンの像を第２物体（Ｗ）上に形
成する投影光学系において、その第１物体側から順に、
両側を負レンズに挟まれた部分群Ｇ１ｐを含む、正の屈
折力を有する第１レンズ群（Ｇ１）と、両側を正レンズ
に挟まれた部分群Ｇ２ｎを含む、負の屈折力を有する第
２レンズ群（Ｇ２）と、少なくとも１枚の負レンズを含
む、正の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）と、少な
くとも３枚の負レンズを含む部分群Ｇ４ｎを有し、負の
屈折力を有する第４レンズ群（Ｇ４）と、少なくとも４
枚の正レンズを含む部分群Ｇ５ｐを有し、全体として少
なくとも２枚の負レンズを含み、開口数を決定する開口
絞り（ＡＳ）を内部のレンズ間に有すると共に、正の屈
折力を有する第５レンズ群（Ｇ５）と、を備え、近軸上
において、その第２物体側からの光軸（ＡＸ）と平行な
光線がこの光軸と交わる位置（Ｑ）を、その第４レンズ
群とその第５レンズ群との間に有し、以下の条件を満足
するものである。

【００２１】 ０．０５＜ｆ１／Ｌ＜０．４ （１） ０．０２５＜−ｆ２／Ｌ＜０．１５ （２） ０．０８＜ｆ３／Ｌ＜０．３５ （３） ０．０４＜−ｆ４／Ｌ＜０．１６ （４） ０．０６＜ｆ５／Ｌ＜０．３５ （５） ０．００５＜ｄ／｛Ｌ×（１−N.A.）｝＜０．２ （６）

【００２２】但し、各パラメータの定義は以下の通りで
ある。 Ｌ ：その第１物体からその第２物体までの距離、 ｆ１：その第１レンズ群中の部分群Ｇ１ｐの焦点距離、 ｆ２：その第２レンズ群中の部分群Ｇ２ｎの焦点距離、 ｆ３：その第３レンズ群の焦点距離、 ｆ４：その第４レンズ群中の部分群Ｇ４ｎの焦点距離、 ｆ５：その第５レンズ群中の部分群Ｇ５ｐの焦点距離、 ｄ ：近軸上においてその第２物体側からの光軸と平行
な光線が光軸と交わる位置（Ｑ）からその第５レンズ群
中のその開口絞り（ＡＳ）までの光軸上の距離、 N.A.：その投影光学系のその第２物体側の開口数。

【００２３】斯かる本発明の第２の投影光学系は、第１
物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群（Ｇ
１）と、負の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）と、正
の屈折力を持つ第３レンズ群（Ｇ３）と、負の屈折力を
持つ第４レンズ群（Ｇ４）と、正の屈折力を持つ第５レ
ンズ群（Ｇ５）とを有している。ここで、第１レンズ群
（Ｇ１）はテレセントリック性を維持しながら主にディ
ストーションの補正に寄与しており、具体的には、第１
レンズ群（Ｇ１）にて正のディストーションを発生させ
て、このディストーションで第１レンズ群（Ｇ１）より
も第２物体側に配置される複数のレンズ群、特に第２、
第４、第５レンズ群で発生する負のディストーションを
バランスよく補正している。

【００２４】そして、負の屈折力を持つ第２レンズ群
（Ｇ２）、及び負の屈折力を持つ第４レンズ群（Ｇ４）
は、主にペッツバール和の補正に寄与し、像面の平坦化
を達成する機能を有している。正の屈折力を持つ第３レ
ンズ群（Ｇ３）も第１レンズ群（Ｇ１）と同様、正のデ
ィストーションを発生させ、第２、第４、第５レンズ群
で発生する負のディストーションを補正する役割を担っ
ている。更に、第３レンズ群（Ｇ３）と第２レンズ群
（Ｇ２）とは、第２物体側から見ると、正・負の屈折力
配置を有する望遠系を構成しており、これにより、投影
光学系全系の長大化を防ぐ機能を有している。

【００２５】また、正の屈折力を持つ第５レンズ群（Ｇ
５）は、第２物体側での高開口数化に十分対応するため
に、特に球面収差の発生を極力避けた状態で、ディスト
ーションの発生を抑えて、第２物体上に光束を導き、結
像させる役割を担っている。次に、本発明の第１、及び
第２の投影光学系における条件式について説明する。条
件式（１），（Ｂ）は、第１レンズ群（Ｇ１）中におい
て、主たる正の屈折力を担う部分群Ｇ１ｐの適正な屈折
力を規定するものである。条件式（１），（Ｂ）の上限
を超えると、第１レンズ群で発生する正のディストーシ
ョンが、第２、第４及び第５レンズ群で発生する負のデ
ィストーションを補正しきれなくなるため好ましくな
い。一方、条件式（１），（Ｂ）の下限を下回ると、高
次の正のディストーションの発生する原因となるため好
ましくない。

【００２６】条件式（２），（Ｃ）は、第２レンズ群
（Ｇ２）中において、主たる負の屈折力を担う部分群Ｇ
２ｎの適正な屈折力を規定するものである。条件式
（２），（Ｃ）の上限を超えると、ペッツバール和の補
正が不十分となり、像面の平坦化の達成が困難となる。
一方、条件式（２），（Ｃ）の下限を下回ると、負のデ
ィストーションの発生量が大きくなり、第１及び第３レ
ンズ群だけでは、この大きな負のディストーションの良
好な補正が困難となる。

【００２７】条件式（３），（Ｄ）は、第３レンズ群
（Ｇ３）の適正な正の屈折力を規定するものである。条
件式（３），（Ｄ）の上限を超えると、第２レンズ群と
第３レンズ群とで形成する望遠系の望遠比（telephoto
ratio)が大きくなり、投影光学系の長大化を招くと共
に、第３レンズ群で発生する正のディストーションの発
生量が小さくなり、第２、第４及び第５レンズ群で発生
する負のディストーションを良好に補正しきれなくなる
ため好ましくない。一方、条件式（３），（Ｄ）の下限
を下回ると、高次の球面収差が発生し良好な結像性能を
第２物体上で得ることができなくなるため好ましくな
い。

【００２８】条件式（４），（Ｅ）は、第４レンズ群
（Ｇ４）中において、主たる負の屈折力を担う部分群Ｇ
４ｎの適正な屈折力を規定するものである。条件式
（４），（Ｅ）の上限を超えると、ペッツバール和の補
正が不十分となり、像面の平坦性の悪化を招く。一方、
条件式（４），（Ｅ）の下限を下回ると、高次の球面収
差やコマ収差の発生の原因となり、像のコントラストの
悪化を招く。

【００２９】条件式（５），（Ｆ）は、第５レンズ群
（Ｇ５）中において、主たる正の屈折力を担う部分群Ｇ
５ｐの適正な屈折力を規定するものである。条件式
（５），（Ｆ）の上限を超えると、第５レンズ群全体の
正の屈折力が弱くなり過ぎ、結果的に投影光学系の長大
化を招くため好ましくない。一方、条件式（５），
（Ｆ）の下限を下回ると、高次の球面収差の発生の原因
となり、像のコントラストの悪化を招くため好ましくな
い。

【００３０】また、本発明の第２の投影光学系における
条件式（６）は、第５レンズ群（Ｇ５）中において、開
口数を決定する絞り（ＡＳ）の適正な位置を規定するも
のである。ここで、第２物体側からの平行光束が第５レ
ンズ群（Ｇ５）に入射したときの、第５レンズ群の結像
を考える。光軸に平行な平行光束は、近軸上において第
２物体側からの光軸と平行な光線が光軸と交わる位置の
近傍に結像する。

【００３１】しかし、第５レンズ群（Ｇ５）は正の屈折
力を持つため、光軸に対して平行でない平行光束は、そ
の光軸に平行な平行光束の結像位置より第２物体側にず
れた位置で結像する。これは所謂瞳の像面湾曲収差であ
る。一方、例えば投影露光装置に用いられる投影光学系
では、結像性能が保証されている最大開口数（N.A.の最
大値）の６０％程度まで絞って使用できる光学系が要求
されている。そのため、或る範囲の開口数N.A.を実現可
能な投影光学系において、その開口数を決定する絞り
（ＡＳ）の位置は、瞳の像面湾曲を考慮して決定するこ
とが必要となる。そして、条件式（６）の上限を超える
と、瞳の収差が大きくなり過ぎ、第１物体と第２物体と
の両側にテレセントリックな光学系を得ることが困難と
なり好ましくない。また、条件式（６）の下限を下回る
と、瞳の収差を必要以上に補正するために、結果的に投
影光学系の長大化を招くため好ましくない。

【００３２】次に、本発明の第２の投影光学系において
は、その第２物体上の投影領域の最周辺から光軸と平行
にその第２物体側から入射する光線と、その第１レンズ
群中の部分群Ｇ１ｐを挟む２枚の負レンズの各々の面と
が交わる点と光軸との距離の最大値をＨ１max 、最小値
をＨ１min とするとき、以下の条件を満足することが好
ましい。

【００３３】 １．２＜Ｈ１max ／Ｈ１min ＜１．８ （７） 第１レンズ群（Ｇ１）は前述のとおりディストーション
補正の役割を担っており、主に正のディストーションを
発生するが、異なる光線の高さを持つ２枚の負レンズの
面で、高次のディストーションを補正している。そし
て、条件式（７）の上下限を超えると、２枚の負レンズ
の面で発生する高次のディストーションのバランスが崩
れ好ましくない。

【００３４】また、その第２物体上の投影領域の最周辺
から光軸と平行にその第２物体側から入射する光線と、
その第２レンズ群中の部分群Ｇ２ｎを挟む２枚のその正
レンズの各々の面とが交わる点と光軸との距離の最大値
をＨ２max 、最小値をＨ２min とするとき、以下の条件
を満足することが好ましい。 １．１５＜Ｈ２max ／Ｈ２min ＜１．７５ （８） 第２レンズ群（Ｇ２）は前述のとおり像面補正の役割を
担っており、主に正の像面湾曲を発生するが、異なる光
線の高さを持つ２枚の正レンズの面で、高次の像面湾曲
を補正している。そして、条件式（８）の上下限を超え
ると、２枚の正レンズの面で発生する高次の像面湾曲の
バランスが崩れ好ましくない。

【００３５】更に、その第５レンズ群中の少なくとも２
枚のその負レンズは、その第１物体側に向けられた凹面
を有することが好ましく、この凹面の曲率半径をＲｎ１
とするとき、以下の条件を満たすことが好ましい。 ０．１５＜−Ｒｎ１／Ｌ＜０．３ （９） 第５レンズ群中の第１物体側に向けられた凹面では、主
に第５レンズ群中の正レンズから発生する負の球面収差
を補正する機能を担っている。そして、条件式（９）
は、物像間距離に対するその凹面の適切な曲率半径の比
を規定している。条件式（９）の上限を超えると、正レ
ンズで発生する負の球面収差の補正不足となるため好ま
しくない。一方、条件式（９）の下限を下回ると、正レ
ンズで発生する負の球面収差の補正過剰となり、高次の
正の球面収差が発生するため好ましくない。

【００３６】また、その第５レンズ群中の少なくとも２
枚のその負レンズは、その第１物体側に向けられた凹面
よりもその第２物体側に、その第２物体側に向けられた
第２の凹面を有することが好ましく、この第２の凹面の
曲率半径をＲｎ２とするとき、以下の条件を満たすこと
が好ましい。 ０．０６＜Ｒｎ２／Ｌ＜０．１ （１０） 第５レンズ群中の第２物体側に向けられた第２の凹面で
は、主に第５レンズ群中の正レンズから発生する負の球
面収差及び負のディストーションを補正する機能を担っ
ている。条件式（１０）は、物像間距離に対する第２の
凹面の適切な曲率半径の比を規定している。条件式（１
０）の上限を超えると、正レンズで発生する負の球面収
差や負のディストーションの補正不足となるため好まし
くない。一方、条件式（１０）の下限を下回ると、正レ
ンズで発生する負の球面収差や負のディストーションの
補正過剰となるため好ましくない。

【００３７】また、その第３レンズ群（Ｇ３）は、１枚
の負レンズと、複数枚の正レンズとを含み、その第３レ
ンズ群中のその負レンズは、第３レンズ群（Ｇ３）と第
２レンズ群（Ｇ２）とで構成される望遠系のパワーを調
整するために、その複数枚の正レンズよりもその第１物
体側に配置されることが好ましい。更に、その第４レン
ズ群（Ｇ４）中の最もその第１物体側には、その第１物
体側に凸面を向けたレンズが配置され、その第４レンズ
群中の最もその第２物体側には、その第２物体側に凸面
を向けたレンズが配置されることが好ましい。ここで、
その第４レンズ群（Ｇ４）中の最もその第１物体側のそ
の第１物体側に凸面を向けたレンズと、その第４レンズ
群（Ｇ４）中の最もその第２物体側のその第２物体側に
凸面を向けたレンズとは、高次の球面収差とコマ収差と
の発生を抑えており、逆にこれらのレンズのそれぞれが
第１及び第２物体側へ凹面を向けているときには、これ
らのレンズで発生する高次の球面収差とコマ収差とを補
正できなくなるため好ましくない。

【００３８】また、その開口絞りは可変開口絞りであ
り、その開口絞りによってその第２物体側の開口数N.A.
を変えたときに、その第２物体上の投影領域において口
径食の差が最小になるように、その開口絞りの位置を、
近軸上においてその第２物体側からの光軸と平行な光線
が光軸と交わる位置よりその第２物体側に配置すること
が好ましい。

【００３９】これによって、その可変開口絞りを用いて
開口数N.A.を変化させた場合でも、第２物体側の露光領
域内での口径食の差を最小にできるため、この露光領域
内での結像性能の差（例えば線幅差）や照明むらを抑え
ることができる。更に、本発明による露光装置は、本発
明による投影光学系（ＰＬ）と、その第１物体としての
マスク（Ｒ）、及びその第２物体としての基板（Ｗ）を
位置決めするステージ系（ＲＳ，ＷＳ）と、そのマスク
を照明する照明光学系（ＩＳ）とを備え、その照明光学
系からの露光エネルギービームのもとで、そのマスクの
パターンの像をその投影光学系を介してその基板上に投
影するものである。

【００４０】本発明による投影光学系（ＰＬ）は大きい
開口数で両側テレセントリックにできるため、高い解像
度が得られると共に、マスク（Ｒ）や基板（Ｗ）の反り
が生じても投影倍率が変化しない。また、広い露光領域
が得られるため、大きなチップパターンを一度に露光で
きる。次に、本発明によるデバイス製造方法は、その本
発明による露光装置を用いたデバイスの製造方法であっ
て、その基板上に感光材料を塗布する第１工程（ステッ
プ１０２）と、その基板上にその投影光学系を介してそ
のマスクのパターンの像を投影する第２工程（ステップ
１０３）と、その基板上のその感光材料を現像する第３
工程（ステップ１０４）とこの、現像後の感光材料をマ
スクとしてその基板上に所定の回路パターンを形成する
第４工程（ステップ１０５）と、を有するものである。
本発明による露光装置の使用によって、その基板上に高
い解像度でデバイス用の回路パターンを形成できる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
につき図１〜図４を参照して説明する。本例は、投影露
光装置の投影光学系に本発明を適用したものである。図
１は、本例の投影光学系ＰＬを備えた投影露光装置を示
し、この図１において、投影光学系ＰＬの物体面には所
定の回路パターンが形成された投影原版としてのレチク
ルＲ（第１物体）が配置され、投影光学系ＰＬの像面に
は、基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷ
（第２物体）が配置されている。レチクルＲはレチクル
ステージＲＳ上に保持され、ウエハＷはウエハステージ
ＷＳ上に保持され、レチクルＲの上方には、レチクルＲ
を均一照明するための照明光学装置ＩＳが配置されてい
る。

【００４２】本例の投影光学系ＰＬは、瞳位置に可変の
開口絞りＡＳを有すると共に、レチクルＲ側及びウエハ
Ｗ側において、実質的にテレセントリックとなってい
る。そして、照明光学装置ＩＳは、ＫｒＦエキシマレー
ザ光源よりなる露光光源、この光源からの波長２４８．
４ｎｍの露光光の照度分布を均一化するためのフライア
イレンズ、照明系開口絞り、可変視野絞り（レチクルブ
ラインド）、及びコンデンサレンズ系等から構成されて
いる。なお、露光光としては、波長１９３ｎｍのＡｒＦ
エキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、又は水銀ラ
ンプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等を使用することもでき
る。照明光学装置ＩＳから供給される露光光は、レチク
ルＲを照明し、投影光学系ＰＬの瞳位置（開口絞りＡＳ
の位置）には照明光学装置ＩＳ中の光源の像が形成さ
れ、所謂ケーラー照明が行われる。そして、ケーラー照
明されたレチクルＲのパターンの像が、投影光学系ＰＬ
を介して投影倍率β（βは本例では１／５であるが、他
に１／４等もある）で縮小されてウエハＷ上に露光（転
写）される。

【００４３】以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行に
Ｚ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行に
Ｘ軸を取り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取って説明す
る。このとき、レチクルステージＲＳは、Ｘ方向、Ｙ方
向、回転方向にレチクルＲの位置決めを行い、ウエハス
テージＷＳは、ウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面
に合わせ込むと共に、Ｘ方向、Ｙ方向へのウエハＷの位
置決めを行う。露光時には、ウエハＷ上の１つのショッ
ト領域へのレチクルＲのパターン像の露光が終わった
後、ウエハステージＷＳをステッピング駆動することに
よって、ウエハＷ上の次のショット領域を投影光学系Ｐ
Ｌの露光領域に移動して露光を行うという動作が、ステ
ップ・アンド・リピート方式で繰り返される。

【００４４】このように本例の投影露光装置は、ステッ
パー型（一括露光方式）であるが、本発明の投影光学系
は、ウエハＷの各ショット領域への露光時にレチクルＲ
とウエハＷとを投影光学系ＰＬに対して投影倍率βを速
度比として同期走査する、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光装置にも適用できる。ステップ・アンド
・スキャン方式では、スリット状の露光領域内で良好な
結像特性が得られればよいため、投影光学系ＰＬを大型
化することなく、ウエハＷ上のより広いショット領域に
露光を行うことができる。

【００４５】次に、この第１の実施の形態の投影光学系
ＰＬの構成につき説明する。本例の露光波長λは２４
８．４ｎｍである。図２は、本例の投影光学系を示すレ
ンズ断面図であり、この図２において、投影光学系は、
第１物体としてのレチクルＲ（物体面）側から順に、正
の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有
する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レン
ズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、
正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配列して構成
されている。そして、その投影光学系は、レチクルＲ
（物体面）側、及び第２物体としてのウエハＷ（像面）
側の両方でテレセントリックとなっている。

【００４６】また、第１レンズ群Ｇ１は、物体面側から
順に、像面に凹面を向けた平凹形状の負レンズＬ１１
と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体面に凸面を向け
た正メニスカスレンズＬ１３と、物体面に凸面を向けた
平凸形状の正レンズＬ１４と、像面に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１５とからなる５枚のレンズを配置し
て構成されている。この第１レンズ群Ｇ１においては、
両側を負レンズＬ１１及びＬ１５に挟まれた３枚の正レ
ンズＬ１２，Ｌ１３，Ｌ１４が、正の屈折力を有する部
分群Ｇ１ｐを構成している。また、ウエハＷ上の露光領
域（投影領域）の最周辺から光軸ＡＸと平行にウエハＷ
側から入射する光線と、この第１レンズ群Ｇ１内の部分
群Ｇ１ｐを挟む２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１５の各面と
が交わる点の光軸ＡＸからの距離をＨ１とすると、この
距離Ｈ１が最大値Ｈ１max となるのは負レンズＬ１１の
像面側の面Ａ１であり、この距離Ｈ１が最小値Ｈ１min
となるのは負メニスカスレンズＬ１５の像面側の面Ｂ１
である。

【００４７】次に、第２レンズ群Ｇ２は、物体面側から
順に、両凸形状の正レンズＬ２１と、像面に凹面を向け
た平凹形状の負レンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ
２３と、物体面に凹面を向けた平凹形状の負レンズＬ２
４と、像面に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ２５と
からなる５枚のレンズを配置して構成され、両側を正レ
ンズＬ２１及びＬ２５に挟まれた３枚の負レンズＬ２
２，Ｌ２３，Ｌ２４が、負の屈折力を有する部分群Ｇ２
ｎを構成している。

【００４８】また、ウエハＷ上の露光領域の最周辺から
光軸ＡＸと平行にウエハＷ側から入射する光線と、この
第２レンズ群Ｇ２内で部分群Ｇ２ｎを挟む２枚の正レン
ズＬ２１，Ｌ２５の各面とが交わる点の光軸ＡＸからの
距離をＨ２とすると、この距離Ｈ２が最大値Ｈ２max と
なるのは正レンズＬ２１の物体面側の面Ａ２であり、こ
の距離Ｈ２が最小値Ｈ２min となるのは正レンズＬ２５
の物体面側の面Ｂ２である。

【００４９】第３レンズ群Ｇ３は、物体面側から順に、
像面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、像面
に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凸形状
の正レンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４と、物
体面に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５とよりな
る５枚のレンズを配置して構成されている。即ち、第３
レンズ群Ｇ３においては、４枚の正レンズＬ３２〜Ｌ３
５よりなるレンズ群に対してレチクルＲ側に負メニスカ
スレンズＬ３１が配置されている。

【００５０】また、第４レンズ群Ｇ４は、物体面側から
順に、物体面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１
と、物体面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２
と、両凹形状の負レンズＬ４３と、物体面に凹面を向け
た負メニスカスレンズＬ４４とよりなる４枚のレンズを
配置して構成されている。即ち、第４レンズ群Ｇ４中の
最も物体面側には、物体面に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ４１が配置され、最も像面側には像面に凸面を
向けた負メニスカスレンズＬ４４が配置されている。本
例では、４枚の負レンズＬ４１〜Ｌ４４が、そのまま負
の屈折力を有する部分群Ｇ４ｎを構成している。

【００５１】第５レンズ群Ｇ５は、物体面側から順に、
像面に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、両凸
形状の正レンズＬ５２と、両凸形状の正レンズＬ５３
と、像面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５４と、
両凸形状の正レンズＬ５５と、像面に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズＬ５６と、像面に凹面を向けた正メニス
カスレンズＬ５７と、像面に凹面を向けた正メニスカス
レンズＬ５８と、像面に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ５９と、物体面に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ５１０とよりなる１０枚のレンズを配置して構成され
ている。従って、第５レンズ群Ｇ５は、２枚の負レンズ
Ｌ５４，Ｌ５９を備えている。そして、正レンズＬ５２
〜正メニスカスレンズＬ５６よりなるレンズ群が、４枚
の正レンズを含み正の屈折力を有する部分群Ｇ５ｐを構
成し、正メニスカスレンズＬ５１と正レンズＬ５２との
間に、この投影光学系の開口数（N.A.）を決定する可変
の開口絞りＡＳが配置されている。

【００５２】その第５レンズ群Ｇ５中で最も物体面側の
負レンズである負メニスカスレンズＬ５４の物体面に向
けられた凹面の曲率半径をＲｎ１として、その凹面より
も像面側に配置された負レンズとしての負メニスカスレ
ンズＬ５９の像面に向けられた凹面の曲率半径をＲｎ２
とする。また、図２の投影光学系において、近軸上にお
いて、ウエハＷ側からの光軸ＡＸと平行な光線が光軸Ａ
Ｘと交わる位置Ｑは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群
Ｇ５との間に存在しており、開口絞りＡＳはその位置Ｑ
よりウエハＷ側に配置されている。これによって、ウエ
ハＷ上の露光領域の全面で口径食(vignetting)の差が最
小になっている。

【００５３】また、本例の投影光学系は、開口絞りＡＳ
を挟む２群のレンズに分けることも可能である。この場
合、開口絞りＡＳより物体面側の負レンズＬ１１〜正メ
ニスカスレンズＬ５１より前レンズ群ＧＦが構成され、
開口絞りＡＳより像面側の正レンズＬ５２〜正メニスカ
スレンズＬ５１０より後レンズ群ＧＲが構成される。次
に、この第１の実施の形態の投影光学系の諸元の値を表
１に掲げる。但し、表１において、Ｄ０はレチクルＲ
（第１物体）から第１レンズ群Ｇ１の最もレチクルＲ側
のレンズ面までの光軸上の距離、ＷＤは第５レンズ群Ｇ
５の最もウエハＷ（第２物体）側のレンズ面からウエハ
Ｗまでの光軸上の距離（作動距離）、βは投影光学系の
投影倍率、N.A.は投影光学系のウエハＷ側の開口数、φ
ＥＸは投影光学系のウエハＷ面における円形の露光領域
（投影領域）の直径、Ｌは物像間（レチクルＲとウエハ
Ｗとの間）の光軸上の距離であり、距離、又は長さの単
位は一例としてｍｍである。更に、表１の下欄におい
て、左端の数字はレチクルＲ（第１物体）側からのレン
ズ面の順序、ｒは当該レンズ面の曲率半径、ｄは当該レ
ンズ面から次のレンズ面までの間隔、ｎは波長２４６．
４ｎｍにおける硝材の屈折率をそれぞれ表している。硝
材としては、例えば石英が使用できる。

【００５４】

【表１】［第１の実施の形態の諸元］ Ｄ０＝95.789 ＷＤ＝18.023 β＝1/5 N.A.の最大値＝0.65 φＥＸ＝31.2 Ｌ＝1250

【００５５】この表１より明らかなように、本例の投影
光学系を構成する複数のレンズは全て互いに非接触、即
ち非貼り合わせであるため、露光を継続した場合でも貼
り合わせ面の経時変化等による結像特性の劣化は生じな
い。次に、本例の投影光学系の諸元の本発明の条件式
（Ａ）〜（Ｆ），（１）〜（１０）に対応する値（条件
対応値）を表２に掲げる。但し、条件式（Ａ）等と条件
式（６）等とは同じであるため、それぞれ１つにまとめ
てある。また、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１中の部分群Ｇ１
ｐの焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２中の部分群Ｇ２
ｎの焦点距離、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ
４は第４レンズ群Ｇ４中の部分群Ｇ４ｎの焦点距離、ｆ
５は第５レンズ群Ｇ５中の部分群Ｇ５ｐの焦点距離であ
る。また、表１より、物像間（第１物体と第２物体との
間）の距離Ｌと、近軸上においてウエハＷ（第２物体）
側からの光軸ＡＸと平行な光線が光軸ＡＸと交わる位置
Ｑから第５レンズ群Ｇ５中の開口絞りＡＳまでの光軸上
の距離ｄとは、それぞれ以下の通りである。

【００５６】Ｌ＝1250,ｄ＝34.528 また、本例の投影光学系のウエハＷ側の開口数N.A.の最
大値は０．６５であり、開口数N.A.の可変範囲を最大値
の６０％程度までとすると、開口絞りＡＳによる開口数
N.A.の可変範囲は以下の通りである。 0.65≧N.A.≧0.4 更に、上述のようにウエハＷ（第２物体）上での露光領
域の最周辺から光軸ＡＸと平行にウエハＷ側から入射し
た光線が、面Ａ１及び面Ｂ１と交わる点の光軸ＡＸから
の距離がそれぞれＨ１max 、及びＨ１min であり、その
露光領域の最周辺から光軸ＡＸと平行にウエハＷ側から
入射した光線が、面Ａ２及び面Ｂ２と交わる点の光軸Ａ
Ｘからの距離がそれぞれＨ２max 、及びＨ２min であ
る。そして、第５レンズ群Ｇ５中で、負メニスカスレン
ズＬ５４の物体面側の凹面の曲率半径、及び負メニスカ
スレンズＬ５９の像面側の凹面の曲率半径がそれぞれＲ
ｎ１、及びＲｎ２である。

【００５７】

【表２】［第１の実施の形態の条件対応値］ （１)(Ｂ） ｆ１／Ｌ＝0.136 （２)(Ｃ）−ｆ２／Ｌ＝0.055 （３)(Ｄ） ｆ３／Ｌ＝0.170 （４)(Ｅ）−ｆ４／Ｌ＝0.089 （５)(Ｆ） ｆ５／Ｌ＝0.127 （６)(Ａ） 0.046≦ｄ/{Ｌ・(１−N.A.)}≦0.079 （７） Ｈ１max／Ｈ１min ＝1.49 （８） Ｈ２max／Ｈ２min ＝1.43 （９） −Ｒｎ１／Ｌ＝0.206 （１０） Ｒｎ２／Ｌ＝0.064

【００５８】また、図３は、第１の実施の形態の投影光
学系の縦収差図を示し、図４は、その子牛方向（タンジ
ェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル方向）におけ
る横収差図（コマ収差図）を示している。各収差図にお
いて、ＮＡは投影光学系の開口数、Ｙは像高を示してお
り、非点収差図中において、点線は子牛的像面（タンジ
ェンシャル方向像面）、実線は球欠的像面（サジタル像
面）を示している。これらの収差図より、本例の投影光
学系は、広い露光領域の全てにおいて、特にディストー
ションが良好に補正されていると共に、他の諸収差もバ
ランス良く補正されていることが理解される。また、本
例の投影光学系は、両側テレセントリックであるにも拘
らず、開口数N.A.の最大値は０．６５と大きく、口径食
の影響も少ない。且つ、開口数N.A.を大きく変えた場合
でも、諸収差が良好に補正されている。

【００５９】次に、本発明の第２の実施の形態の投影光
学系につき図５〜図７を参照して説明する。本例の露光
波長λも２４８．４ｎｍである。図５は、本例の投影光
学系を示すレンズ断面図であり、この図５において、投
影光学系は、第１物体としてのレチクルＲ（物体面）側
から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負
の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有
する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レン
ズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを
配列して構成され、両側テレセントリックとなってい
る。

【００６０】また、第１レンズ群Ｇ１は、物体面側から
順に、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凹形状の負レン
ズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３と、両凸形状の
正レンズＬ１４と、物体面に凸面を向けた正メニスカス
レンズＬ１５と、物体面に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズＬ１６とからなる６枚のレンズを配置して構成され
ている。そして、両側を負レンズＬ１２及びＬ１６に挟
まれた３枚の正レンズＬ１３，Ｌ１４，Ｌ１５が、正の
屈折力を有する部分群Ｇ１ｐを構成している。また、ウ
エハＷ上の露光領域（投影領域）の最周辺から光軸ＡＸ
と平行にウエハＷ側から入射する光線と、この第１レン
ズ群Ｇ１内の部分群Ｇ１ｐを挟む２枚の負レンズＬ１
２，Ｌ１６の各面とが交わる点の光軸ＡＸからの距離Ｈ
１が、最大値Ｈ１max となるのは負レンズＬ１２の像面
側の面Ａ１であり、この距離Ｈ１が最小値Ｈ１min とな
るのは負メニスカスレンズＬ１６の像面側の面Ｂ１であ
る。

【００６１】次に、第２レンズ群Ｇ２は、物体面側から
順に第１の実施の形態（図２）と同様に、両凸形状の正
レンズＬ２１と、平凹形状の負レンズＬ２２と、両凹形
状の負レンズＬ２３と、平凹形状の負レンズＬ２４と、
平凸形状の正レンズＬ２５とからなる５枚のレンズを配
置して構成され、中央の３枚の負レンズＬ２２，Ｌ２
３，Ｌ２４が、負の屈折力を有する部分群Ｇ２ｎを構成
している。そして、ウエハＷ上の露光領域の最周辺から
光軸ＡＸと平行にウエハＷ側から入射する光線と、その
部分群Ｇ２ｎを挟む２枚の正レンズＬ２１，Ｌ２５の各
面とが交わる点の光軸ＡＸからの距離Ｈ２が、最大値Ｈ
２max となるのは正レンズＬ２１の物体面側の面Ａ２で
あり、この距離Ｈ２が最小値Ｈ２min となるのは正レン
ズＬ２５の物体面側の面Ｂ２である。

【００６２】第３レンズ群Ｇ３は、物体面側から順に第
１の実施の形態（図２）と同様に、負メニスカスレンズ
Ｌ３１と、正メニスカスレンズＬ３２と、両凸形状の正
レンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４と、正メニ
スカスレンズＬ３５とよりなる５枚のレンズを配置して
構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体面側
から順に、物体面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ
４１と、物体面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４
２と、両凹の負レンズＬ４３と、物体面に凹面を向けた
負メニスカスレンズＬ４４と、物体面に凹面を向けた正
メニスカスレンズＬ４５とよりなる５枚のレンズを配置
して構成されている。即ち、第４レンズ群Ｇ４中の最も
物体面側には、物体面に凸面を向けた負メニスカスレン
ズＬ４１が配置され、最も像面側には像面に凸面を向け
た正メニスカスレンズＬ４５が配置されている。本例で
は、第４レンズ群Ｇ４内で物体面側の４枚の負レンズＬ
４１〜Ｌ４４が、負の屈折力を有する部分群Ｇ４ｎを構
成している。

【００６３】第５レンズ群Ｇ５は、物体面側から順に、
両凸形状の正レンズＬ５１と、両凸形状の正レンズＬ５
２と、像面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５３
と、両凸形状の正レンズＬ５４と、像面に凹面を向けた
正メニスカスレンズＬ５５と、像面に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズＬ５６と、像面に凹面を向けた正メニス
カスレンズＬ５７と、像面に凹面を向けた負メニスカス
レンズＬ５８と、物体面に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ５９とよりなる９枚のレンズを配置して構成され
ている。従って、第５レンズ群Ｇ５は、２枚の負レンズ
Ｌ５３，Ｌ５８を備えている。そして、正レンズＬ５２
〜正メニスカスレンズＬ５６よりなるレンズ群が、４枚
の正レンズを含み正の屈折力を有する部分群Ｇ５ｐを構
成し、正レンズＬ５１と正レンズＬ５２との間に、この
投影光学系の開口数（N.A.）を決定する可変の開口絞り
ＡＳが配置されている。

【００６４】その第５レンズ群Ｇ５中で最も物体面側の
負レンズである負メニスカスレンズＬ５３の物体面に向
けられた凹面の曲率半径をＲｎ１として、その凹面より
も像面側に配置された負レンズとしての負メニスカスレ
ンズＬ５８の像面に向けられた凹面の曲率半径をＲｎ２
とする。また、図５の投影光学系において、近軸上にお
いて、ウエハＷ側からの光軸ＡＸと平行な光線が光軸Ａ
Ｘと交わる位置Ｑは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズＧ
５との間に存在しており、開口絞りＡＳはその位置Ｑよ
りウエハＷ側に配置されている。これによって、ウエハ
Ｗ上の露光領域の全面で口径食(vignetting)の差が最小
になっている。

【００６５】また、本例の投影光学系も、開口絞りＡＳ
を挟む２群のレンズに分けることが可能である。この場
合、開口絞りＡＳより物体面側の正レンズＬ１１〜正メ
ニスカスレンズＬ４５より前レンズ群ＧＦが構成され、
開口絞りＡＳより像面側の正レンズＬ５２〜正メニスカ
スレンズＬ５９より後レンズ群ＧＲが構成されている。

【００６６】次に、この第２の実施の形態の投影光学系
の諸元の値を表３に掲げる。但し、表３における各パラ
メータの定義は表１と同様であり、本例の投影光学系を
構成する複数のレンズも全て非貼り合わせである。

【００６７】

【表３】［第２の実施の形態の諸元］ Ｄ０＝86.551 ＷＤ＝17.504 β＝1/5 N.A.の最大値＝0.65 φＥＸ＝31.2 Ｌ＝1250

【００６８】次に、本例の投影光学系の諸元の本発明の
条件式（Ａ）〜（Ｆ），（１）〜（１０）に対応する値
（条件対応値）を表４に掲げる。表４中のパラメータ
は、表２と同様である。また、本例では、表３より、物
像間（第１物体と第２物体との間）の距離Ｌと、近軸上
においてウエハＷ（第２物体）側からの光軸ＡＸと平行
な光線が光軸ＡＸと交わる位置Ｑから第５レンズ群Ｇ５
中の開口絞りＡＳまでの光軸上の距離ｄと、開口数N.A.
の可変範囲とはそれぞれ以下の通りである。 Ｌ＝1250,ｄ＝45.506,0.65≧N.A.≧0.4

【００６９】

【表４】［第２の実施の形態の条件対応値］ （１)(Ｂ） ｆ１／Ｌ＝0.128 （２)(Ｃ） −ｆ２／Ｌ＝0.056 （３)(Ｄ） ｆ３／Ｌ＝0.167 （４)(Ｅ） −ｆ４／Ｌ＝0.077 （５)(Ｆ） ｆ５／Ｌ＝0.155 （６)(Ａ） 0.061≦ｄ/{Ｌ・(１−N.A.)}≦0.104 （７） Ｈ１max／Ｈ１min ＝1.46 （８） Ｈ２max／Ｈ２min ＝1.45 （９） −Ｒｎ１／Ｌ＝0.199 （１０） Ｒｎ２／Ｌ＝0.065

【００７０】また、図６は、第２の実施の形態の投影光
学系の縦収差図を示し、図７は、その子牛方向（タンジ
ェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル方向）におけ
る横収差図（コマ収差図）を示している。各収差図中の
パラメータは第１の実施の形態と同様であり、これらの
収差図より、第２の実施の形態の投影光学系も、広い露
光領域の全てにおいて、特にディストーションが良好に
補正されていると共に、他の諸収差もバランス良く補正
されていることが理解される。

【００７１】次に、本発明の第３の実施の形態の投影光
学系につき図８〜図１０を参照して説明する。本例の露
光波長λも２４８．４ｎｍである。図８は、本例の投影
光学系を示すレンズ断面図であり、この図８において、
投影光学系は、第１物体としてのレチクルＲ（物体面）
側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を
有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レ
ンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と
を配列して構成され、両側テレセントリックとなってい
る。

【００７２】また、第１レンズ群Ｇ１は、物体面側から
順に第１の実施の形態（図２）と同様に、平凹形状の負
レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、正メニ
スカスレンズＬ１３と、平凸形状の正レンズＬ１４と、
負メニスカスレンズＬ１５とからなる５枚のレンズを配
置して構成され、中央の３枚の正レンズＬ１２，Ｌ１
３，Ｌ１４が、正の屈折力を有する部分群Ｇ１ｐを構成
している。また、ウエハＷ上の露光領域（投影領域）の
最周辺から光軸ＡＸと平行にウエハＷ側から入射する光
線と、部分群Ｇ１ｐを挟む２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１
５の各面とが交わる点の光軸ＡＸからの距離Ｈ１が、最
大値Ｈ１max となるのは負レンズＬ１１の像面側の面Ａ
１であり、この距離Ｈ１が最小値Ｈ１min となるのは負
メニスカスレンズＬ１５の像面側の面Ｂ１である。

【００７３】次に、第２レンズ群Ｇ２は、物体面側から
順に第１の実施の形態（図２）と同様に、両凸形状の正
レンズＬ２１と、平凹形状の負レンズＬ２２と、両凹形
状の負レンズＬ２３と、平凹形状の負レンズＬ２４と、
平凸形状の正レンズＬ２５とからなる５枚のレンズを配
置して構成され、中央の３枚の負レンズＬ２２，Ｌ２
３，Ｌ２４が、負の屈折力を有する部分群Ｇ２ｎを構成
している。また、ウエハＷ上の露光領域の最周辺から光
軸ＡＸと平行にウエハＷ側から入射する光線と、部分群
Ｇ２ｎを挟む２枚の正レンズＬ２１，Ｌ２５の各面とが
交わる点の光軸ＡＸからの距離Ｈ２が、最大値Ｈ２max
となるのは正レンズＬ２１の物体面側の面Ａ２であり、
この距離Ｈ２が最小値Ｈ２min となるのは正レンズＬ２
５の物体面側の面Ｂ２である。

【００７４】第３レンズ群Ｇ３は、物体面側から順に第
１の実施の形態（図２）と同様に、負メニスカスレンズ
Ｌ３１と、正メニスカスレンズＬ３２と、両凸形状の正
レンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４と、正メニ
スカスレンズＬ３５とよりなる５枚のレンズを配置して
構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体面側
から順に、物体面に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ
４１と、両凹の負レンズＬ４２と、物体面に凹面を向け
た負メニスカスレンズＬ４３とよりなる３枚のレンズを
配置して構成されている。即ち、第４レンズ群Ｇ４中の
最も物体面側、及び最も像面側には、それぞれ物体面及
び像面に凸面を向けた負レンズＬ４１，Ｌ４３が配置さ
れており、３枚の負レンズＬ４１〜Ｌ４３が、そのまま
負の屈折力を有する部分群Ｇ４ｎを構成している。

【００７５】第５レンズ群Ｇ５は、物体面側から順に第
１の実施の形態（図２）と同様に、正メニスカスレンズ
Ｌ５１と、両凸形状の正レンズＬ５２と、両凸形状の正
レンズＬ５３と、負メニスカスレンズＬ５４と、両凸形
状の正レンズＬ５５と、正メニスカスレンズＬ５６と、
正メニスカスレンズＬ５７と、正メニスカスレンズＬ５
８と、負メニスカスレンズＬ５９と、正メニスカスレン
ズＬ５１０とよりなる１０枚のレンズを配置して構成さ
れている。但し、本例の第５レンズ群Ｇ５は、正レンズ
Ｌ５２〜正メニスカスレンズＬ５７よりなるレンズ群
が、５枚の正レンズを含み正の屈折力を有する部分群Ｇ
５ｐを構成し、正メニスカスレンズＬ５１と正レンズＬ
５２との間に、この投影光学系の開口数（N.A.）を決定
する可変の開口絞りＡＳが配置されている。

【００７６】その第５レンズ群Ｇ５中で最も物体面側の
負レンズである負メニスカスレンズＬ５４の物体面に向
けられた凹面の曲率半径をＲｎ１として、その凹面より
も像面側に配置された負レンズとしての負メニスカスレ
ンズＬ５９の像面に向けられた凹面の曲率半径をＲｎ２
とする。また、図８の投影光学系において、近軸上にお
いて、ウエハＷ側からの光軸ＡＸと平行な光線が光軸Ａ
Ｘと交わる位置Ｑは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズＧ
５との間に存在しており、開口絞りＡＳはその位置Ｑよ
りウエハＷ側に配置されている。これによって、ウエハ
Ｗ上の露光領域の全面で口径食(vignetting)の差が最小
になっている。

【００７７】更に、本例の投影光学系も、開口絞りＡＳ
を挟む２群のレンズに分けることも可能である。この場
合、開口絞りＡＳより物体面側の負レンズＬ１１〜正メ
ニスカスレンズＬ５１より前レンズ群ＧＦが構成され、
開口絞りＡＳより像面側の正レンズＬ５２〜正メニスカ
スレンズＬ５１０より後レンズ群ＧＲが構成されてい
る。

【００７８】次に、この第３の実施の形態の投影光学系
の諸元の値を表５に掲げる。但し、表５における各パラ
メータの定義は表１と同様であり、本例の投影光学系を
構成する複数のレンズも全て非貼り合わせである。

【００７９】

【表５】［第３の実施の形態の諸元］ Ｄ０＝87.378 ＷＤ＝17.634 β＝1/5 N.A.の最大値＝0.65 φＥＸ＝31.2 Ｌ＝1250

【００８０】次に、本例の投影光学系の諸元の本発明の
条件式（Ａ）〜（Ｆ），（１）〜（１０）に対応する値
（条件対応値）を表６に掲げる。表６中のパラメータ
は、表２と同様である。また、本例では、表５より、物
像間（第１物体と第２物体との間）の距離Ｌと、近軸上
においてウエハＷ（第２物体）側からの光軸ＡＸと平行
な光線が光軸ＡＸと交わる位置Ｑから第５レンズ群Ｇ５
中の開口絞りＡＳまでの光軸上の距離ｄと、開口数N.A.
の可変範囲とはそれぞれ以下の通りである。Ｌ＝1250,
ｄ＝35.998,0.65≧N.A.≧0.4

【００８１】

【表６】［第３の実施の形態の条件対応値］ （１)(Ｂ） ｆ１／Ｌ＝0.132 （２)(Ｃ） −ｆ２／Ｌ＝0.056 （３)(Ｄ） ｆ３／Ｌ＝0.168 （４)(Ｅ） −ｆ４／Ｌ＝0.089 （５)(Ｆ） ｆ５／Ｌ＝0.128 （６)(Ａ） 0.048≦ｄ/{Ｌ・(１−N.A.)}≦0.082 （７） Ｈ１max／Ｈ１min ＝1.49 （８） Ｈ２max／Ｈ２min ＝1.47 （９） −Ｒｎ１／Ｌ＝0.210 （１０） Ｒｎ２／Ｌ＝0.062

【００８２】また、図９は、第３の実施の形態の投影光
学系の縦収差図を示し、図１０は、その子牛方向（タン
ジェンシャル方向）及び球欠方向（サジタル方向）にお
ける横収差図（コマ収差図）を示している。各収差図中
のパラメータは第１の実施の形態と同様であり、これら
の収差図より、第３の実施の形態の投影光学系も、大き
い開口数が得られており、且つ広い露光領域の全てにお
いて特にディストーションが良好に補正されていると共
に、他の諸収差もバランス良く補正されていることが理
解される。

【００８３】なお、上記の実施の形態では、露光光とし
て波長２４８．４ｎｍの光を用いた例を示したが、本発
明はこれに限定されることなく、ＡｒＦ（波長１９３ｎ
ｍ）等のエキシマレーザ光等の極紫外光や、水銀ランプ
のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）やｉ線（波長３６５．０
ｎｍ）等、更にはそれ以外の紫外領域の光を使用する場
合にも適用できることは言うまでもない。また、硝材と
しては、蛍石（ＣａＦ ₂)等も使用できる。

【００８４】次に、上記の実施の形態の投影露光装置を
用いてウエハ上に所定の回路パターンを形成する際の動
作の一例につき図１１のフローチャートを参照して説明
する。先ず、図１１のステップ１０１において、１ロッ
トのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ１０
２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォ
トレジストが塗布される。その後、ステップ１０３にお
いて、第１の実施の形態（図２）の投影光学系ＰＬを備
えた図１の投影露光装置を用いて、レチクルＲ上のパタ
ーンの像がその投影光学系ＰＬを介して、その１ロット
のウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。そ
の後、ステップ１０４において、その１ロットのウエハ
上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ１０
５において、その１ロットのウエハ上でレジストパター
ンをマスクとしてエッチングを行うことによって、レチ
クルＲ上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエ
ハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上の
レイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半
導体素子等のデバイスが製造される。

【００８５】この際に、本例の投影光学系ＰＬは、両側
テレセントリックであると共に、開口数N.A.が大きくで
きるため、レチクルＲの反りや露光対象の各ウエハに反
りがあっても、各ウエハ上に微細な回路パターンを高い
解像度で安定に形成できる。また、投影光学系ＰＬの露
光領域が広いため、大きなデバイスを高いスループット
で製造できる。

【００８６】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。

【００８７】

【発明の効果】本発明の第１の投影光学系によれば、条
件式（Ａ）が満たされているため、開口数を可変として
も口径食の影響があまり大きくならないと共に、両側テ
レセントリックにすることが可能である利点がある。ま
た、更に条件式（Ｂ）〜（Ｆ）が満たされている場合に
は、球面収差やコマ収差を抑制でき、特にディストーシ
ョンを良好に補正できると共に、投影光学系の長大化を
防止できる。

【００８８】次に、本発明の第２の投影光学系によれ
ば、条件式（１）〜（６）が満足されているため、大き
な開口数と広い投影領域とを確保しつつ両側テレセント
リックにすることが可能で、且つ諸収差、特にディスト
ーションを極めて良好に補正できる利点がある。また、
条件式（７）が満たされていると、高次のディストーシ
ョンが良好に補正され、条件式（８）が満たされている
と、高次の像面湾曲が良好に補正され、条件式（９）が
満たされていると、負の球面収差が良好に補正され、条
件式（１０）が満たされていると、負の球面収差や負の
ディストーションが良好に補正される。

【００８９】また、これらの場合に開口絞りは可変開口
絞りであり、その開口絞りによって第２物体側の開口数
N.A.を変えたときに、その第２物体上の投影領域におい
て口径食の差が最小になるように、その開口絞りの位置
を、近軸上においてその第２物体側からの光軸と平行な
光線がその光軸と交わる位置よりその第２物体側に配置
したときには、広い投影領域を確保しつつ両側テレセン
トリックにすることが可能で、且つ開口数を変化させた
場合でも諸収差を良好に補正できる利点がある。

【００９０】また、本発明の露光装置によれば、本発明
による両側テレセントリックで、且つ高い開口数が得ら
れる投影光学系を備えているため、マスクや基板に反り
があっても基板上に高い解像度でマスクパターン像を転
写できる利点がある。また、本発明の投影光学系は露光
領域が広いため、極めて微細な回路パターンを基板上の
広い露光領域に形成できる。

【００９１】更に、本発明のデバイスの製造方法によれ
ば、マスクや基板に反りがある場合でも高性能なデバイ
スを製造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態で使用される投影露
光装置を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の投影光学系を示す
レンズ断面図である。

【図３】第１の実施の形態の投影光学系の縦収差図であ
る。

【図４】第１の実施の形態の投影光学系の横収差図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態の投影光学系を示す
レンズ断面図である。

【図６】第２の実施の形態の投影光学系の縦収差図であ
る。

【図７】第２の実施の形態の投影光学系の横収差図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施の形態の投影光学系を示す
レンズ断面図である。

【図９】第３の実施の形態の投影光学系の縦収差図であ
る。

【図１０】第３の実施の形態の投影光学系の横収差図で
ある。

【図１１】本発明の実施の形態の投影露光装置を用いて
所定の回路パターンを形成する場合の動作の一例を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

Ｒ レチクル（第１物体） ＰＬ 投影光学系 Ｗ ウエハ（第２物体） Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ１ｐ 部分群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ２ｎ 部分群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 Ｇ４ｎ 部分群 Ｇ５ 第５レンズ群 Ｇ５ｐ 部分群 ＡＳ 開口絞り

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１物体のパターンの像を第２物体上に
   形成する屈折型の投影光学系において、 開口数を決定するための開口絞りと、 複数のレンズ素子からなり、前記第１物体と前記開口絞
   りとの間に位置する前レンズ群と、 複数のレンズ素子からなり、前記開口絞りと前記第２物
   体との間に位置する後レンズ群と、を備え、 前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、近軸上
   において、前記第２物体側から光軸に平行に前記投影光
   学系へ入射する光線が前記光軸と交わる位置から前記開
   口絞りまでの光軸上の距離をｄ、前記投影光学系の前記
   第２物体側の開口数をN.A.としたとき、以下の条件を満
   足することを特徴とする投影光学系。 ０．００５＜ｄ／｛Ｌ×（１−N.A.）｝＜０．２ （Ａ）
2. 【請求項２】 請求項１記載の投影光学系であって、 前記開口絞りは可変開口絞りであり、前記開口絞りによ
   って前記第２物体側の開口数N.A.を変えたときに、前記
   第２物体上の投影領域において口径食の差が最小になる
   ように、前記開口絞りの位置を、近軸上において前記第
   ２物体側からの光軸と平行な光線が前記光軸と交わる位
   置より前記第２物体側に配置したことを特徴とする投影
   光学系。
3. 【請求項３】 請求項１、又は２記載の投影光学系であ
   って、 前記前レンズ群と前記後レンズ群とは、全体として前記
   第１物体側から順に、 正の屈折力を有する第１レンズ群と、 負の屈折力を有する第２レンズ群と、 正の屈折力を有する第３レンズ群と、 負の屈折力を有する第４レンズ群と、 正の屈折力を有する第５レンズ群と、を配置して構成さ
   れることを特徴とする投影光学系。
4. 【請求項４】 請求項３記載の投影光学系であって、 前記第１レンズ群は両側を負レンズに挟まれた部分群Ｇ
   １ｐを含み、前記第２レンズ群は両側を正レンズに挟ま
   れた部分群Ｇ２ｎを含み、前記第４レンズ群は少なくと
   も３枚の負レンズを含む部分群Ｇ４ｎを有し、前記第５
   レンズ群は少なくとも４枚の正レンズを含む部分群Ｇ５
   ｐを有し、 前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前記第
   １レンズ群中の部分群Ｇ１ｐの焦点距離をｆ１、前記第
   ２レンズ群中の部分群Ｇ２ｎの焦点距離をｆ２、前記第
   ３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群中の部
   分群Ｇ４ｎの焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群中の部
   分群Ｇ５ｐの焦点距離をｆ５としたとき、以下の条件を
   満足することを特徴とする投影光学系。 ０．０５＜ｆ１／Ｌ＜０．４ （Ｂ） ０．０２５＜−ｆ２／Ｌ＜０．１５ （Ｃ） ０．０８＜ｆ３／Ｌ＜０．３５ （Ｄ） ０．０４＜−ｆ４／Ｌ＜０．１６ （Ｅ） ０．０６＜ｆ５／Ｌ＜０．３５ （Ｆ）
5. 【請求項５】 第１物体のパターンの像を第２物体上に
   形成する投影光学系において、 前記第１物体側から順に、 両側を負レンズに挟まれた部分群Ｇ１ｐを含む、正の屈
   折力を有する第１レンズ群と、 両側を正レンズに挟まれた部分群Ｇ２ｎを含む、負の屈
   折力を有する第２レンズ群と、 少なくとも１枚の負レンズを含む、正の屈折力を有する
   第３レンズ群と、 少なくとも３枚の負レンズを含む部分群Ｇ４ｎを有し、
   負の屈折力を有する第４レンズ群と、 少なくとも４枚の正レンズを含む部分群Ｇ５ｐを有し、
   全体として少なくとも２枚の負レンズを含み、開口数を
   決定する開口絞りを内部のレンズ間に有すると共に、正
   の屈折力を有する第５レンズ群と、を備え、 近軸上において、前記第２物体側からの光軸と平行な光
   線が光軸と交わる位置を、前記第４レンズ群と前記第５
   レンズ群との間に有し、 前記第１物体から前記第２物体までの距離をＬ、前記第
   １レンズ群中の部分群Ｇ１ｐの焦点距離をｆ１、前記第
   ２レンズ群中の部分群Ｇ２ｎの焦点距離をｆ２、前記第
   ３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群中の部
   分群Ｇ４ｎの焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群中の部
   分群Ｇ５ｐの焦点距離をｆ５、近軸上において前記第２
   物体側からの光軸と平行な光線が光軸と交わる位置から
   前記第５レンズ群中の前記開口絞りまでの光軸上の距離
   をｄ、前記投影光学系の前記第２物体側の開口数をN.A.
   としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする投
   影光学系。 ０．０５＜ｆ１／Ｌ＜０．４ （１） ０．０２５＜−ｆ２／Ｌ＜０．１５ （２） ０．０８＜ｆ３／Ｌ＜０．３５ （３） ０．０４＜−ｆ４／Ｌ＜０．１６ （４） ０．０６＜ｆ５／Ｌ＜０．３５ （５） ０．００５＜ｄ／｛Ｌ×（１−N.A.）｝＜０．２ （６）
6. 【請求項６】 請求項５記載の投影光学系であって、 前記第２物体上の投影領域の最周辺から光軸と平行に前
   記第２物体側から入射する光線と、前記第１レンズ群中
   の部分群Ｇ１ｐを挟む２枚の前記負レンズの各々の面と
   が交わる点と光軸との距離の最大値をＨ１max 、最小値
   をＨ１min とするとき、以下の条件を満足することを特
   徴とする投影光学系。 １．２＜Ｈ１max ／Ｈ１min ＜１．８ （７）
7. 【請求項７】 請求項５、又は６記載の投影光学系であ
   って、 前記第２物体上の投影領域の最周辺から光軸と平行に前
   記第２物体側から入射する光線と、前記第２レンズ群中
   の部分群Ｇ２ｎを挟む２枚の前記正レンズの各々の面と
   が交わる点と光軸との距離の最大値をＨ２max 、最小値
   をＨ２min とするとき、以下の条件を満足することを特
   徴とする投影光学系。 １．１５＜Ｈ２max ／Ｈ２min ＜１．７５ （８）
8. 【請求項８】 請求項５、６、又は７記載の投影光学系
   であって、 前記第５レンズ群中の少なくとも２枚の前記負レンズ
   は、前記第１物体側に向けられた凹面を有し、該凹面の
   曲率半径をＲｎ１とするとき、以下の条件を満たすこと
   を特徴とする投影光学系。 ０．１５＜−Ｒｎ１／Ｌ＜０．３ （９）
9. 【請求項９】 請求項８記載の投影光学系であって、 前記第５レンズ群中の少なくとも２枚の前記負レンズ
   は、前記第１物体側に向けられた凹面よりも前記第２物
   体側に、前記第２物体側に向けられた第２の凹面を有
   し、該第２の凹面の曲率半径をＲｎ２とするとき、以下
   の条件を満たすことを特徴とする投影光学系。 ０．０６＜Ｒｎ２／Ｌ＜０．１ （１０）
10. 【請求項１０】 請求項５〜９の何れか一項記載の投影
    光学系であって、 前記第３レンズ群は、１枚の負レンズと、複数枚の正レ
    ンズとを含み、 前記第３レンズ群中の前記負レンズは、前記複数枚の正
    レンズよりも前記第１物体側に配置されることを特徴と
    する投影光学系。
11. 【請求項１１】 請求項５〜１０の何れか一項記載の投
    影光学系であって、 前記第４レンズ群中の最も前記第１物体側には、前記第
    １物体側に凸面を向けたレンズが配置され、前記第４レ
    ンズ群中の最も前記第２物体側には、前記第２物体側に
    凸面を向けたレンズが配置されることを特徴とする投影
    光学系。
12. 【請求項１２】 請求項５〜１１の何れか一項記載の投
    影光学系であって、 前記開口絞りは可変開口絞りであり、前記開口絞りによ
    って前記第２物体側の開口数N.A.を変えたときに、前記
    第２物体上の投影領域において口径食の差が最小になる
    ように、前記開口絞りの位置を、近軸上において前記第
    ２物体側からの光軸と平行な光線が光軸と交わる位置よ
    り前記第２物体側に配置したことを特徴とする投影光学
    系。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２の何れか一項記載の投
    影光学系と、 前記第１物体としてのマスク、及び前記第２物体として
    の基板を位置決めするステージ系と、 前記マスクを照明する照明光学系と、を備え、 前記照明光学系からの露光エネルギービームのもとで、
    前記マスクのパターンの像を前記投影光学系を介して前
    記基板上に投影することを特徴とする露光装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の露光装置を用いたデ
    バイスの製造方法であって、 前記基板上に感光材料を塗布する第１工程と、 前記基板上に前記投影光学系を介して前記マスクのパタ
    ーンの像を投影する第２工程と、 前記基板上の前記感光材料を現像する第３工程と、 該現像後の感光材料をマスクとして前記基板上に所定の
    回路パターンを形成する第４工程と、を有することを特
    徴とするデバイス製造方法。