JPWO2007086220A1 - 反射屈折結像光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法 - Google Patents

反射屈折結像光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

高次非球面形状の反射面および往復光学素子を用いることなく諸収差が良好に補正された高開口数の反射屈折結像光学系。第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）上に形成する本発明の反射屈折結像光学系は、第１面からの光に基づいて第１面の第１中間像を形成する第１結像系（Ｇ１）と、２つの凹面反射鏡（ＣＭ２１，ＣＭ２２）を有し、第１中間像からの光に基づいて第１面の第２中間像を形成する第２結像系（Ｇ２）と、第２中間像からの光に基づいて第１面の最終像を第２面上に形成する第３結像系（Ｇ３）とにより構成されている。２つの凹面反射鏡は、長偏球面状の反射面を有する。

Description

本発明は、反射屈折結像光学系、露光装置、およびデバイスの製造方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に好適な投影光学系に関するものである。
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等）上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。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。そこで、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている。
一般に、像側開口数の大きな投影光学系では、液浸系に限定されることなく乾燥系においても、ペッツバール条件を成立させて像の平坦性を得るという観点から反射屈折結像光学系の採用が望ましく、あらゆる微細パターンへの対応力の観点から有効視野（ひいては有効結像領域）が光軸を含まない軸外視野型の結像光学系の採用が望ましい。従来、露光装置に好適な軸外視野型の反射屈折結像光学系として、２枚の反射鏡を含む３回結像型の光学系が提案されている（特許文献１を参照）。
国際公開第ＷＯ２００５／０６９０５５号パンフレット
特許文献１に開示された従来の反射屈折結像光学系では、軸外視野と光軸とを大きく離間させる必要がなく、矩形状の有効結像領域を確保することが容易である。しかしながら、特許文献１の従来技術では、第２結像系の瞳の球面収差を補正するために、第２結像系中を構成する反射鏡に高次非球面を用いるか、第２結像系中の２つの反射鏡間に往復光学素子（光線が複数回入射出する光学素子）を用いている。これは、第２結像系の瞳面において第１結像系と第３結像系とでは補償できないほど大きな瞳の球面収差が発生していると、テレセントリシティおよびディストーション（歪曲収差）を十分に補正することが困難になるからである。
一般に、高次非球面を加工する際の面計測技術は煩雑であり、高次非球面形状の反射面を有する反射鏡を高精度に製造することは困難である。また、反射面は屈折面に比して、波面収差への寄与が約４倍であり、フレア光量への寄与が約１３倍である。したがって、反射面として高次非球面を用いる構成は、たとえば１００ｎｍ以下の解像力を実現するための光リソグラフィには好ましくない。一方、第２結像系中の２つの反射鏡間に往復光学素子が介在する構成では、光が往復光学素子を３回透過するため、往復光学素子の露光光の吸収に起因して光学系の結像性能が大きく変動し易い。また、大きな露光領域（有効結像領域）を確保しようとすると、往復光学素子が大型化しし易く、ひいては光学系が大型化し易い。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高次非球面形状の反射面および往復光学素子を用いることなく諸収差が良好に補正された高開口数の反射屈折結像光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、諸収差が良好に補正された高開口数の反射屈折結像光学系を用いて、微細パターンを忠実に且つ高精度に投影露光することのできる露光装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面の像を第２面上に形成する反射屈折結像光学系において、前記第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成する第１結像系と、２つの凹面反射鏡を有し、前記第１中間像からの光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成する第２結像系と、前記第２中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を前記第２面上に形成する第３結像系とにより構成され、前記２つの凹面反射鏡のうちの少なくとも１つの凹面反射鏡は、長偏球面状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系を提供する。なお、本発明でいう長偏球面（prolate spheroid）とは、光軸上に長軸がある回転楕円面であって、後述の数式（ｂ）で当該長偏球面を表現するときに円錐係数κが−１＜κ＜０となる面である。
本発明の第２形態では、第１面の像を第２面上に形成する反射屈折結像光学系において、前記第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成する第１結像系と、２つの凹面反射鏡を有し、前記第１中間像からの光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成する第２結像系と、前記第２中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を前記第２面上に形成する第３結像系とにより構成され、前記２つの凹面反射鏡は、互いに同じ形状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系を提供する。
本発明の第３形態では、第１面の像を第２面上において光軸から離れた領域のみに形成する軸外視野型の反射屈折結像光学系において、２つの曲面状の反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、前記２つの曲面状の反射鏡のうちの少なくとも１つの曲面状の反射鏡は、長偏球面状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系を提供する。本発明の第４形態では、前記第１面に設定された所定のパターンからの光に基づいて、前記パターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影するための第１形態〜第３形態の反射屈折結像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。本発明の第５形態では、第４形態の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。
本発明の典型的な態様によれば、３回結像型の反射屈折結像光学系において、第２結像系が長偏球面状の反射面を有する２つの凹面反射鏡により構成されている。そして、第１凹面反射鏡の長偏球面状の反射面は、一方の焦点が第１結像系の瞳位置に位置し、他方の焦点が第２結像系の瞳位置に位置するように配置されている。また、第２凹面反射鏡の長偏球面状の反射面は、一方の焦点が第３結像系の瞳位置に位置し、他方の焦点が第２結像系の瞳位置に位置するように配置されている。
こうして、本発明では、高次非球面形状の反射面および往復光学素子を用いることなく、瞳の球面収差の発生を実質的に抑えて、テレセントリシティおよびディストーションを含む諸収差が良好に補正された高開口数の反射屈折結像光学系を実現することができる。また、本発明の露光装置では、諸収差が良好に補正された高開口数の反射屈折結像光学系を用いて、微細パターンを忠実に且つ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高精度に製造することができる。
本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。 ウェハ上に形成される静止露光領域と光軸との位置関係を示す図である。 各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を示す図である。 第１実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。 第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１実施例の投影光学系における横収差を示す図である。 第２実施例の投影光学系における横収差を示す図である。 第３実施例の投影光学系における横収差を示す図である。 第４実施例の投影光学系における横収差を示す図である。 各実施例におけるディストーションを示す図である。 各実施例におけるテレセントリシティの誤差を示す図である。 本実施形態の作用および効果を概略的に説明する図である。 半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。 液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
符号の説明
Ｒ レチクル
ＰＬ 投影光学系
Ｌｂ 境界レンズ
Ｌｐ 平行平面板
Ｌｍ 純水（液体）
Ｗ ウェハ
１ 照明光学系
１４ 主制御系
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１では、Ｘ軸およびＹ軸がウェハＷに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。本実施形態の露光装置は、図１に示すように、たとえば露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。
光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光からなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒを照明する。レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。レチクルＲを通過した光は、液浸型の反射屈折結像光学系である投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ（感光性基板）Ｗ上の露光領域に所定の縮小投影倍率でレチクルパターンを形成する。すなわち、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域；有効結像領域）にパターン像が形成される。
図２は、本実施形態においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域（すなわち実効露光領域）と光軸との位置関係を示す図である。本実施形態では、図２に示すように、光軸ＡＸを中心とした半径Ｂを有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、光軸ＡＸからＹ方向に軸外し量Ａだけ離れた位置に所望の大きさを有する矩形状の実効露光領域ＥＲが設定されている。ここで、実効露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸであり、そのＹ方向の長さはＬＹである。したがって、図示を省略したが、レチクルＲ上では、矩形状の実効露光領域ＥＲに対応して、光軸ＡＸからＹ方向に軸外し量Ａに対応する距離だけ離れた位置に実効露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域（すなわち実効照明領域）が形成されていることになる。
レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上においてＸＹ平面に平行に保持され、レチクルステージＲＳＴにはレチクルＲをＸ方向、Ｙ方向および回転方向に微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。ウェハＷは、ウェハホルダ（不図示）を介してＺステージ９上においてＸＹ平面に平行に固定されている。また、Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角を制御する。Ｚステージ９は、Ｚステージ９上に設けられた移動鏡１２を用いるウェハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。
また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向を制御する。一方、本実施形態の露光装置に設けられた主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウェハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウェハＷのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。
更に、主制御系１４は、ウェハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置調整を行う。露光時には、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信すると共に、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージＲＳＴおよびＸＹステージ１０を駆動させつつ、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上の所定のショット領域内に投影露光する。その後、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。
このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲのパターン像をウェハＷ上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ウェハステージ駆動系１５およびウェハレーザ干渉計１３などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および静止照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴとＸＹステージ１０とを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域の長辺ＬＸに等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
図３は、本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。本実施形態の第１実施例、第２実施例、第３実施例および第４実施例では、図３（ａ）に示すように、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路が液体Ｌｍで満たされている。本実施形態の第３実施例では、図３（ｂ）に示すように、平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路および境界レンズＬｂと平行平面板Ｌｐとの間の光路が液体Ｌｍで満たされている。第３実施例では、図１に示すように、第１給排水機構２１を用いて平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路中において液体Ｌｍとしての純水を循環させ、第２給排水機構２２を用いて境界レンズＬｂと平行平面板Ｌｐとの間の光路中において液体Ｌｍとしての純水を循環させている。第１実施例、第２実施例、第３実施例および第４実施例では、図示を省略した給排水機構を用いて、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としての純水を循環させている。
本実施形態の各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたとき、以下の数式（ｂ）で表される。後述の表（１）〜（４）において、非球面形状に形成された光学面には面番号の右側に＊印を付している。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2］＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6
＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14＋Ｃ16・ｙ16 （ｂ）
また、本実施形態の各実施例において、投影光学系ＰＬは、物体面（第１面）に配置されたレチクルＲのパターンの第１中間像を形成する第１結像系Ｇ１と、第１中間像からの光に基づいてレチクルパターンの第２中間像（第１中間像の像であってレチクルパターンの二次像）を形成する第２結像系Ｇ２と、第２中間像からの光に基づいて像面（第２面）に配置されたウェハＷ上にレチクルパターンの最終像（レチクルパターンの縮小像）を形成する第３結像系Ｇ３とを備えている。第１結像系Ｇ１および第３結像系Ｇ３はともに屈折光学系（反射鏡を含まない光学系）であり、第２結像系Ｇ２は２つの凹面反射鏡のみからなる反射光学系である。各実施例の投影光学系ＰＬでは、第１結像系Ｇ１、第２結像系Ｇ２および第３結像系Ｇ３が、鉛直方向に沿って直線状に延びる１本の光軸ＡＸに沿ってそれぞれ配置されている。また、各実施例において、投影光学系ＰＬは、物体側および像側の双方にほぼテレセントリックに構成されている。
［第１実施例］
図４は、本実施形態の第１実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。第１実施例にかかる投影光学系ＰＬにおいて第１結像系Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、１０枚のレンズＬ１１〜Ｌ１１０とにより構成されている。第２結像系Ｇ２は、光の入射側から順に、入射側（レチクル側）に長偏球面状の凹面を向けた第１凹面反射鏡ＣＭ２１と、入射側（ウェハ側）に長偏球面状の凹面を向けた第２凹面反射鏡ＣＭ２２とにより構成されている。さらに詳細には、第１凹面反射鏡ＣＭ２１の長偏球面状の反射面および第２凹面反射鏡ＣＭ２２の長偏球面状の反射面は、光軸ＡＸ上に長軸を有する楕円面の一部をそれぞれ構成している。また、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とは、互いに同じ形状の反射面を有する。第１凹面反射鏡ＣＭ２１は、一方の焦点が第１結像系Ｇ１の瞳位置に位置し、他方の焦点が第２結像系Ｇ２の瞳位置に位置するように配置されている。第２凹面反射鏡ＣＭ２２は、一方の焦点が第３結像系Ｇ３の瞳位置に位置し、他方の焦点が第２結像系Ｇ２の瞳位置に位置するように配置されている。
第３結像系Ｇ３は、レチクル側（すなわち光の入射側）から順に、レンズＬ３１〜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１実施例では、投影光学系ＰＬの開口数を変更するための可変開口絞りＡＳ（不図示）がレンズＬ３９とＬ３１０との間に設けられている。また、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の屈折率を有する純水（Ｌｍ）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が、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英（ＳｉＯ2）により形成されている。
次の表（１）に、第１実施例にかかる投影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（１）において、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍率）の大きさを、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＢはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、Ａは実効露光領域ＥＲの軸外し量を、ＬＸは実効露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは実効露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。また、面番号は物体面（第１面）であるレチクル面から像面（第２面）であるウェハ面への光線の進行する経路に沿ったレチクル側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、表（１）における表記は、以降の表（２）〜（４）においても同様である。
表（１）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝１．３
Ｂ＝１５．３ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 50.01731
1 ∞ 8.00000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 3.00000
3 359.35331 26.76601 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -592.06652 1.00943
5 188.50396 29.51291 1.5603261 （Ｌ１２）
6 1262.96658 1.00995
7 131.49913 46.18333 1.5603261 （Ｌ１３）
8 1954.91132 8.85417
9* -10000.00000 25.05028 1.5603261 （Ｌ１４）
10 231.29705 11.38727
11 492.35715 31.44530 1.5603261 （Ｌ１５）
12 -137.11439 2.50246
13 -132.05403 12.00000 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -154.20197 53.93758
15 251.52113 48.13618 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -294.59191 2.34885
17* -253.52720 36.61701 1.5603261 （Ｌ１８）
18 227.51555 4.61148
19 263.71378 59.90928 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -220.31099 1.00000
21* 352.76853 12.04309 1.5603261 （Ｌ１１０）
22 406.90125 293.41742
23* -222.16100 -264.74504 （ＣＭ２１）
24* 222.16100 289.74504 （ＣＭ２２）
25 250.00000 46.98417 1.5603261 （Ｌ３１）
26* 4002.72185 16.84088
27 265.30702 60.00000 1.5603261 （Ｌ３２）
28* 300.00030 29.78110
29 314.24516 12.00000 1.5603261 （Ｌ３３）
30 101.47918 45.60947
31 -667.76867 12.00000 1.5603261 （Ｌ３４）
32* 150.02400 75.84492
33* -1480.01243 15.26159 1.5603261 （Ｌ３５）
34 -577.85202 3.58639
35 506.51841 59.02683 1.5603261 （Ｌ３６）
36* -217.24632 9.05593
37 -217.83207 32.95317 1.5603261 （Ｌ３７）
38* 10000.00000 23.21220
39 1753.21795 90.45811 1.5603261 （Ｌ３８）
40 -233.97400 1.00000
41 852.72602 39.29703 1.5603261 （Ｌ３９）
42 -1372.88421 1.00000
43 ∞ 1.00000 （ＡＳ）
44 304.44696 62.50392 1.5603261 （Ｌ３１０）
45 ∞ 1.00000
46 177.70008 65.77497 1.5603261 （Ｌ３１１）
47* 727.92919 1.00000
48 106.72650 46.71807 1.5603261 （Ｌ３１２）
49* 244.85259 1.00000
50 93.89038 49.33198 1.5603261 （Ｌ３１３：Ｌｂ）
51 ∞ 4.00000 1.435876 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面： κ＝０
Ｃ4＝−１．５４７９６×１０-7 Ｃ6＝−９．０２９５０×１０-12
Ｃ8＝６．９６１１２×１０-16 Ｃ10＝１．５６３３８×１０-19
Ｃ12＝−３．７９８５４×１０-23 Ｃ14＝３．４１００１×１０-27
Ｃ16＝−１．４４３６０×１０-31

１７面： κ＝０
Ｃ4＝８．２０００６×１０-8 Ｃ6＝−５．３６７８０×１０-12
Ｃ8＝３．９７４２７×１０-16 Ｃ10＝−３．８２０２８×１０-20
Ｃ12＝２．６２５９３×１０-24 Ｃ14＝−１．１１８９５×１０-28
Ｃ16＝２．３３７２６×１０-33

２１面： κ＝０
Ｃ4＝−５．０１４５２×１０-8 Ｃ6＝４．５１６００×１０-13
Ｃ8＝−７．５２４８６×１０-17 Ｃ10＝１．０７２３１×１０-21
Ｃ12＝−７．０７０４０×１０-26 Ｃ14＝−２．７４７５１×１０-30
Ｃ16＝０

２３面及び２４面： κ＝−４．６１４７９×１０-1
Ｃ4＝０ Ｃ6＝０ Ｃ8＝０ Ｃ10＝０ Ｃ12＝０ Ｃ14＝０ Ｃ16＝０

２６面： κ＝０
Ｃ4＝２．３１６７９×１０-8 Ｃ6＝−１．４９４０６×１０-12
Ｃ8＝５．０４７６１×１０-17 Ｃ10＝−３．２６３９６×１０-21
Ｃ12＝１．１４８３０×１０-25 Ｃ14＝−１．１２５５７×１０-30
Ｃ16＝０

２８面： κ＝０
Ｃ4＝−１．５５６１５×１０-7 Ｃ6＝７．４３４８３×１０-12
Ｃ8＝−１．０８７８７×１０-16 Ｃ10＝１．４１０６１×１０-21
Ｃ12＝−５．４７２５７×１０-25 Ｃ14＝４．９８８２６×１０-29
Ｃ16＝−１．６８０５３×１０-33

３２面： κ＝０
Ｃ4＝８．０１８５５×１０-8 Ｃ6＝−４．６６２１２×１０-12
Ｃ8＝−３．５８０７８×１０-16 Ｃ10＝１．４４２９４×１０-21
Ｃ12＝３．３６３３５×１０-24 Ｃ14＝−４．２９８５１×１０-28
Ｃ16＝２．２３４６０×１０-32

３３面： κ＝０
Ｃ4＝１．００２１７×１０-10 Ｃ6＝−９．４６８２０×１０-13
Ｃ8＝−２．５５４５０×１０-17 Ｃ10＝３．６４８５０×１０-21
Ｃ12＝−４．３０９８３×１０-25 Ｃ14＝４．０４４０８×１０-29
Ｃ16＝−１．７２４３０×１０-33

３６面： κ＝０
Ｃ4＝２．３０３７７×１０-8 Ｃ6＝−４．８９１２８×１０-13
Ｃ8＝６．３１９９１×１０-17 Ｃ10＝−１．１０７８９×１０-21
Ｃ12＝１．２６５５２×１０-27 Ｃ14＝４．５６４４３×１０-30
Ｃ16＝−１．７６７０８×１０-34

３８面： κ＝０
Ｃ4＝３．４８７６９×１０-8 Ｃ6＝２．６７３１５×１０-13
Ｃ8＝−７．２８２４９×１０-17 Ｃ10＝２．５３９５６×１０-21
Ｃ12＝−４．０４９０６×１０-26 Ｃ14＝２．８０４５０×１０-31
Ｃ16＝−２．６７１８１×１０-37

４７面： κ＝０
Ｃ4＝５．０３９３９×１０-9 Ｃ6＝−５．１３３８２×１０-14
Ｃ8＝−２．８６３６７×１０-17 Ｃ10＝３．０７５６５×１０-21
Ｃ12＝−１．３３３５９×１０-25 Ｃ14＝２．８８６７４×１０-30
Ｃ16＝−２．５４６０３×１０-35

４９面： κ＝０
Ｃ4＝５．３９８５３×１０-8 Ｃ6＝６．７２３３２×１０-12
Ｃ8＝−７．０１７７０×１０-16 Ｃ10＝１．０２２５５×１０-19
Ｃ12＝−９．４６２２３×１０-24 Ｃ14＝６．４８６１０×１０-28
Ｃ16＝−１．９７３３２×１０-32
［第２実施例］
図５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実施例の投影光学系ＰＬは第１実施例の投影光学系と類似の構成を有するが、第１結像系Ｇ１が平行平面板Ｐ１と９枚のレンズＬ１１〜Ｌ１９とにより構成されている点が第１実施例と相違している。第２実施例においても第１実施例と同様に、投影光学系ＰＬの開口数を変更するための可変開口絞りＡＳ（不図示）がレンズＬ３９とＬ３１０との間に設けられている。また、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路に、使用光の中心波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水（Ｌｍ）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が、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英により形成されている。次の表（２）に、第２実施例にかかる投影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。
表（２）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝１．３
Ｂ＝１５．３ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 50.00000
1 ∞ 8.00000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 3.00000
3 350.00000 26.28641 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -665.94436 1.00000
5 172.74138 36.82423 1.5603261 （Ｌ１２）
6 -2430.40224 20.92756
7 667.12691 27.18371 1.5603261 （Ｌ１３）
8 -261.03913 1.00000
9* -10000.00000 12.00000 1.5603261 （Ｌ１４）
10 170.08164 4.71404
11 209.73456 30.45718 1.5603261 （Ｌ１５）
12 -194.43972 6.83284
13 -894.93083 57.27301 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -205.97283 13.81931
15 -618.49866 60.00000 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -464.22016 40.63089
17* -180.28348 12.00000 1.5603261 （Ｌ１８）
18 -211.91956 23.32717
19 -393.40980 40.85830 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -134.62823 274.86174
21* -212.33226 -246.86174 （ＣＭ２１）
22* 212.33226 271.86174 （ＣＭ２２）
23 250.00000 50.00409 1.5603261 （Ｌ３１）
24* -1455.71002 63.71331
25 720.36425 53.04919 1.5603261 （Ｌ３２）
26* 300.00030 1.00000
27 147.14257 12.00000 1.5603261 （Ｌ３３）
28 99.27543 56.32887
29 -301.56250 12.00000 1.5603261 （Ｌ３４）
30* 167.61368 70.32537
31* 1037.83963 28.10521 1.5603261 （Ｌ３５）
32 -1013.91442 10.41970
33 518.14725 60.00000 1.5603261 （Ｌ３６）
34* -245.77754 19.81238
35 -231.71392 12.71220 1.5603261 （Ｌ３７）
36* 10000.00000 14.42919
37 1115.84371 91.94920 1.5603261 （Ｌ３８）
38 -240.84805 1.00000
39 32668.42319 34.47637 1.5603261 （Ｌ３９）
40 -635.81012 1.00000
41 ∞ 1.00000 （ＡＳ）
42 316.97951 58.76507 1.5603261 （Ｌ３１０）
43 ∞ 1.00000
44 174.97524 70.86702 1.5603261 （Ｌ３１１）
45* 909.37199 1.00000
46 107.07381 46.08774 1.5603261 （Ｌ３１２）
47* 256.65177 1.00000
48 93.23210 47.95872 1.5603261 （Ｌ３１３：Ｌｂ）
49 ∞ 4.00000 1.435876 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面： κ＝０
Ｃ4＝−７．９４１６３×１０-8 Ｃ6＝−１．１２０４８×１０-11
Ｃ8＝９．４６１５８×１０-16 Ｃ10＝−３．４６５１８×１０-20
Ｃ12＝４．４８９８０×１０-24 Ｃ14＝−１．２５１２６×１０-27
Ｃ16＝１．０６８６５×１０-31

１７面： κ＝０
Ｃ4＝−５．０７６９２×１０-8 Ｃ6＝−２．７５７５１×１０-12
Ｃ8＝−１．９６４７５×１０-16 Ｃ10＝−７．１５０７７×１０-21
Ｃ12＝−３．２２２４０×１０-24 Ｃ14＝３．９５６３６×１０-28
Ｃ16＝−４．５０７３１×１０-32

２１面及び２２面： κ＝−５．２２２９６×１０-1
Ｃ4＝０ Ｃ6＝０ Ｃ8＝０ Ｃ10＝０ Ｃ12＝０ Ｃ14＝０ Ｃ16＝０

２４面： κ＝０
Ｃ4＝２．０７３９７×１０-8 Ｃ6＝−３．７９３９４×１０-13
Ｃ8＝１．５７６４７×１０-17 Ｃ10＝−４．６８９９９×１０-22
Ｃ12＝７．８０８２５×１０-27 Ｃ14＝１．９３８９２×１０-32
Ｃ16＝０

２６面： κ＝０
Ｃ4＝−１．２１１０３×１０-7 Ｃ6＝４．１１６１７×１０-12
Ｃ8＝５．２３９８３×１０-17 Ｃ10＝−９．４９４４３×１０-21
Ｃ12＝３．１６４７２×１０-25 Ｃ14＝−５．６６６３２×１０-30
Ｃ16＝２．２４２２５×１０-34

３０面： κ＝０
Ｃ4＝６．８７９５３×１０-8 Ｃ6＝−６．９３８８５×１０-12
Ｃ8＝１．２７２４８×１０-16 Ｃ10＝９．９２８９０×１０-21
Ｃ12＝−１．５７８４６×１０-24 Ｃ14＝１．２０７４７×１０-28
Ｃ16＝−４．６０４００×１０-33

３１面： κ＝０
Ｃ4＝−７．９２２５８×１０-9 Ｃ6＝−８．４５３２３×１０-13
Ｃ8＝−６．３０２０２×１０-18 Ｃ10＝１．８２９７５×１０-21
Ｃ12＝−２．４０６９６×１０-25 Ｃ14＝１．７２１８８×１０-29
Ｃ16＝−６．３０９７４×１０-34

３４面： κ＝０
Ｃ4＝１．９１３６６×１０-8 Ｃ6＝−４．０８２２２×１０-13
Ｃ8＝４．４７２４４×１０-17 Ｃ10＝−１．２８６１１×１０-21
Ｃ12＝１．９５６１５×１０-26 Ｃ14＝１．４７８８２×１０-30
Ｃ16＝−５．１５３９８×１０-35

３６面： κ＝０
Ｃ4＝３．６５７９１×１０-8 Ｃ6＝２．４２４８７×１０-13
Ｃ8＝−７．１１２１８×１０-17 Ｃ10＝２．５０２５７×１０-21
Ｃ12＝−４．１９５５６×１０-26 Ｃ14＝３．４５３４９×１０-31
Ｃ16＝−１．００４４５×１０-36

４５面： κ＝０
Ｃ4＝５．８１３９７×１０-9 Ｃ6＝−１．１４９６１×１０-13
Ｃ8＝−２．７２０９９×１０-17 Ｃ10＝３．１５１９７×１０-21
Ｃ12＝−１．４１２７２×１０-25 Ｃ14＝３．１３４５１×１０-30
Ｃ16＝−２．８５２０６×１０-35

４７面： κ＝０
Ｃ4＝５．７６７３２×１０-8 Ｃ6＝５．８６２３０×１０-12
Ｃ8＝−４．６７７６８×１０-16 Ｃ10＝６．５６８６１×１０-20
Ｃ12＝−４．９３７７７×１０-24 Ｃ14＝３．３６７９４×１０-28
Ｃ16＝−８．０８７５５×１０-33
［第３実施例］
図６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実施例の投影光学系ＰＬは第１実施例の投影光学系と類似の構成を有するが、第３結像系Ｇ３のレンズＬ３１３（境界レンズＬｂ）の像側に平行平面板Ｌｐが付設されている点が第１実施例と相違している。第３実施例においても第１実施例と同様に、投影光学系ＰＬの開口数を変更するための可変開口絞りＡＳ（不図示）がレンズＬ３９とＬ３１０との間に設けられている。そして、第３実施例では、境界レンズＬｂと平行平面板Ｌｐとの間の光路および平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路に、使用光の中心波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水（Ｌｍ）が満たされている。また、境界レンズＬｂおよび平行平面板Ｌｐを含むすべての光透過部材が、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英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＝１．３
Ｂ＝１５．３ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 60.59272
1 ∞ 8.00000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 3.00000
3 350.00000 25.01025 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -1224.92925 1.00000
5 206.91963 33.55065 1.5603261 （Ｌ１２）
6 -4382.64940 4.05890
7 128.14708 51.26364 1.5603261 （Ｌ１３）
8 -19008.21291 10.73486
9* -10000.00000 21.70324 1.5603261 （Ｌ１４）
10 227.01998 9.85859
11 536.14092 30.62633 1.5603261 （Ｌ１５）
12 -180.47868 31.92390
13 -194.75157 12.48850 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -348.78982 23.42406
15 677.92639 30.00994 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -228.10790 2.77178
17* -217.84784 12.00000 1.5603261 （Ｌ１８）
18 1368.50810 23.24653
19 477.30552 52.43548 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -650.67254 36.29231
21* -1450.59982 32.45657 1.5603261 （Ｌ１１０）
22 -229.46989 316.04538
23* -244.76209 -291.04538 （ＣＭ２１）
24* 244.76209 316.04538 （ＣＭ２２）
25 256.69408 26.83267 1.5603261 （Ｌ３１）
26* 659.71329 1.00000
27 180.00000 60.00000 1.5603261 （Ｌ３２）
28* 323.45083 13.25837
29 -3123.59117 52.76868 1.5603261 （Ｌ３３）
30 91.75540 34.45029
31 -13079.55268 12.00000 1.5603261 （Ｌ３４）
32* 149.99993 49.88931
33* -232.46732 27.31503 1.5603261 （Ｌ３５）
34 -245.25302 15.97419
35 945.81643 52.25099 1.5603261 （Ｌ３６）
36* -242.46539 1.00000
37 -318.15388 12.60438 1.5603261 （Ｌ３７）
38* -749.94000 28.40839
39* -484.21460 68.04993 1.5603261 （Ｌ３８）
40 -187.43622 1.00000
41 3334.64266 45.38994 1.5603261 （Ｌ３９）
42 -495.28343 1.00000
43 ∞ 1.00000 （ＡＳ）
46 263.22062 73.28068 1.5603261 （Ｌ３１０）
45 ∞ 1.00000
46 179.80617 62.56473 1.5603261 （Ｌ３１１）
47* 903.57091 1.00000
48 116.76198 45.74003 1.5603261 （Ｌ３１２）
49* 332.92051 1.00000
50 90.79661 34.72878 1.5603261 （Ｌ３１３：Ｌｂ）
51 ∞ 1.00000 1.435876 （Ｌｍ）
52 ∞ 15.00000 1.5603261 （Ｌｐ）
53 ∞ 3.00001 1.435876 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面： κ＝０
Ｃ4＝−６．３６２２３×１０-8 Ｃ6＝−２．７８６５８×１０-11
Ｃ8＝３．８９６１９×１０-15 Ｃ10＝−２．２５８０３×１０-19
Ｃ12＝２．８１４７１×１０-24 Ｃ14＝４．２１１２４×１０-28
Ｃ16＝−２．０５３５７×１０-32

１７面： κ＝０
Ｃ4＝１．１７２８５×１０-7 Ｃ6＝−７．９１８４４×１０-13
Ｃ8＝−３．７２００９×１０-17 Ｃ10＝−５．８３２８８×１０-21
Ｃ12＝８．７３３０１×１０-25 Ｃ14＝−４．２４１３５×１０-29
Ｃ16＝７．４４１５２×１０-34

２１面： κ＝０
Ｃ4＝−２．７９６３３×１０-8 Ｃ6＝−６．４０１４７×１０-14
Ｃ8＝−１．７７０９０×１０-17 Ｃ10＝−７．７０３８４×１０-23
Ｃ12＝６．０５４１３×１０-28 Ｃ14＝−４．８２３６４×１０-31
Ｃ16＝０

２３面及び２４面： κ＝−４．６８７６９×１０-1
Ｃ4＝０ Ｃ6＝０ Ｃ8＝０ Ｃ10＝０ Ｃ12＝０ Ｃ14＝０ Ｃ16＝０

２６面： κ＝０
Ｃ4＝１．２８３０４×１０-8 Ｃ6＝−６．３８５１３×１０-13
Ｃ8＝２．１８３７９×１０-17 Ｃ10＝−７．２１３０１×１０-22
Ｃ12＝１．６００８３×１０-26 Ｃ14＝６．６７０７１×１０-31
Ｃ16＝０

２８面： κ＝０
Ｃ4＝−８．６１０８２×１０-8 Ｃ6＝３．７０３１１×１０-12
Ｃ8＝−１．１５７５５×１０-16 Ｃ10＝−１．４７９５９×１０-21
Ｃ12＝２．２４１５８×１０-25 Ｃ14＝−２．６８４３３×１０-29
Ｃ16＝９．２１７９１×１０-34

３２面： κ＝０
Ｃ4＝１．１７３２８×１０-7 Ｃ6＝−７．９８１６１×１０-12
Ｃ8＝−８．８８３９８×１０-16 Ｃ10＝６．３４３９４×１０-20
Ｃ12＝−７．０３７０４×１０-25 Ｃ14＝１．１１２８０×１０-28
Ｃ16＝−５．６９０３９×１０-32

３３面： κ＝０
Ｃ4＝−３．２６２９０×１０-8 Ｃ6＝−２．４６８１２×１０-12
Ｃ8＝−２．７６５６１×１０-16 Ｃ10＝−９．２６３１７×１０-21
Ｃ12＝１．８８２１２×１０-25 Ｃ14＝−１．６７４８６×１０-28
Ｃ16＝２．１４３９５×１０-33

３６面： κ＝０
Ｃ4＝−２．７０４６９×１０-9 Ｃ6＝３．９０１０６×１０-13
Ｃ8＝８．２５２３１×１０-17 Ｃ10＝−２．５０７７８×１０-21
Ｃ12＝３．１５３４４×１０-26 Ｃ14＝１．４７９７６×１０-30
Ｃ16＝−４．５３７６８×１０-35

３８面： κ＝０
Ｃ4＝３．８５１１９×１０-8 Ｃ6＝６．５３１６２×１０-14
Ｃ8＝−８．５８６１３×１０-17 Ｃ10＝３．１１８１５×１０-21
Ｃ12＝−３．２４６４８×１０-27 Ｃ14＝−１．７８７７６×１０-30
Ｃ16＝３．６１７３１×１０-35

３９面： κ＝０
Ｃ4＝−２．０７０７０×１０-8 Ｃ6＝７．７９２３４×１０-13
Ｃ8＝−１．１０６８０×１０-17 Ｃ10＝−２．９４７５３×１０-23
Ｃ12＝１．１２８４５×１０-26 Ｃ14＝−２．１２９２７×１０-31
Ｃ16＝１．７６５６５×１０-35

４７面： κ＝０
Ｃ4＝１．６１１６９×１０-8 Ｃ6＝−１．１８３２１×１０-13
Ｃ8＝−３．２４８９９×１０-17 Ｃ10＝３．０２２５７×１０-21
Ｃ12＝−１．０３７９４×１０-25 Ｃ14＝１．６３３７２×１０-30
Ｃ16＝−６．０２９４７×１０-36

４９面： κ＝０
Ｃ4＝４．７４９９７×１０-8 Ｃ6＝５．３０５２０×１０-12
Ｃ8＝−５．８３８９６×１０-16 Ｃ10＝６．７８３９３×１０-20
Ｃ12＝−５．７８５３４×１０-24 Ｃ14＝３．１５５７９×１０-28
Ｃ16＝−９．５４４２１×１０-33
［第４実施例］
図７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実施例の投影光学系ＰＬは第２実施例の投影光学系と類似の構成を有するが、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とが互いに異なる長偏球面状の反射面を有する点が第２実施例と相違している。第４実施例においても第１実施例〜第３実施例と同様に、投影光学系ＰＬの開口数を変更するための可変開口絞りＡＳ（不図示）がレンズＬ３９とＬ３１０との間に設けられている。また、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路に、使用光の中心波長（λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．４３５８７６の屈折率を有する純水（Ｌｍ）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が、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英により形成されている。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＝１．３
Ｂ＝１５．５ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５．４ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 50.00000
1 ∞ 8.00000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 3.00000
3 350.00000 26.46669 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -645.53379 1.00000
5 173.21612 35.96742 1.5603261 （Ｌ１２）
6 -4461.33635 17.43708
7 429.14439 29.48354 1.5603261 （Ｌ１３）
8 -275.94579 1.00000
9* -10000.00000 12.00000 1.5603261 （Ｌ１４）
10 196.20422 8.94774
11 258.27992 39.92164 1.5603261 （Ｌ１５）
12 -164.97583 24.02524
13 -329.36372 13.24024 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -162.64110 1.00000
15 -326.01876 60.00000 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -427.96564 74.27880
17* -217.83502 39.00740 1.5603261 （Ｌ１８）
18 -209.99644 1.00000
19 -415.60502 43.09094 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -149.08140 272.96919
21* -218.14866 -244.96924 （ＣＭ２１）
22* 206.74356 269.96924 （ＣＭ２２）
23 250.00000 60.00000 1.5603261 （Ｌ３１）
24* -1807.69717 72.81359
25 515.58231 17.77536 1.5603261 （Ｌ３２）
26* 300.00000 1.00000
27 163.58924 12.00000 1.5603261 （Ｌ３３）
28 101.14446 51.52417
29 -394.42597 12.00000 1.5603261 （Ｌ３４）
30* 167.48287 71.79218
31* 1770.69500 33.44958 1.5603261 （Ｌ３５）
32 -944.57367 1.00000
33 490.43911 62.46956 1.5603261 （Ｌ３６）
34* -240.54652 13.42458
35 -222.80174 20.72182 1.5603261 （Ｌ３７）
36* 10000.00000 14.05071
37 1139.46045 92.84277 1.5603261 （Ｌ３８）
38 -240.80811 1.00000
39 -5618.39788 33.50378 1.5603261 （Ｌ３９）
40 -593.54446 8.09015
41 ∞ 0.00000 （ＡＳ）
42 315.55302 59.64796 1.5603261 （Ｌ３１０）
43 ∞ 1.00000
44 176.29938 71.37651 1.5603261 （Ｌ３１１）
45* 896.05735 1.00000
46 108.27570 46.41051 1.5603261 （Ｌ３１２）
47* 263.95601 1.00000
48 93.45630 49.27084 1.5603261 （Ｌ３１３：Ｌｂ）
49 ∞ 4.00000 1.435876 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面： κ＝０
Ｃ4＝−１．０１５８７×１０-7 Ｃ6＝−１．０９４０３×１０-11
Ｃ8＝５．７５７６４×１０-16 Ｃ10＝８．４３３４３×１０-23
Ｃ12＝２．４０５７５×１０-24 Ｃ14＝−１．１４５４３×１０-27
Ｃ16＝８．２５０２６×１０-32

１７面： κ＝０
Ｃ4＝−４．５９６３７×１０-8 Ｃ6＝−１．７２５５７×１０-12
Ｃ8＝−１．１０４９２×１０-16 Ｃ10＝３．９２１９９×１０-22
Ｃ12＝−１．７６５５３×１０-24 Ｃ14＝１．７９３１０×１０-28
Ｃ16＝−１．２９１０６×１０-32

２１面： κ＝−０．６３１９８２
Ｃ4＝０ Ｃ6＝０ Ｃ8＝０ Ｃ10＝０ Ｃ12＝０ Ｃ14＝０ Ｃ16＝０

２２面： κ＝−０．４６１９８２
Ｃ4＝０ Ｃ6＝０ Ｃ8＝０ Ｃ10＝０ Ｃ12＝０ Ｃ14＝０ Ｃ16＝０

２４面： κ＝０
Ｃ4＝１．８４６３０×１０-8 Ｃ6＝−６．１３９６０×１０-13
Ｃ8＝２．０５３４２×１０-17 Ｃ10＝−１．０７７２１×１０-21
Ｃ12＝２．１７６７９×１０-26 Ｃ14＝１．７３３３５×１０-31
Ｃ16＝０

２６面： κ＝０
Ｃ4＝−１．２７０１５×１０-7 Ｃ6＝５．８２５６６×１０-12
Ｃ8＝１．７５６２９×１０-17 Ｃ10＝−８．６０４４５×１０-21
Ｃ12＝１．０８１７６×１０-25 Ｃ14＝３．０３１０９×１０-29
Ｃ16＝−１．９２６０７×１０-33

３０面： κ＝０
Ｃ4＝７．６１５０７×１０-8 Ｃ6＝−６．４７８２３×１０-12
Ｃ8＝−２．６１６５５×１０-17 Ｃ10＝１．１９８９３×１０-20
Ｃ12＝−３．４６２５７×１０-25 Ｃ14＝−７．２５６４６×１０-29
Ｃ16＝４．０６８２８×１０-33

３１面： κ＝０
Ｃ4＝−４．４６５１３×１０-9 Ｃ6＝−８．６５９９５×１０-13
Ｃ8＝−８．２７０１９×１０-18 Ｃ10＝２．２７８３７×１０-21
Ｃ12＝−２．４９０１３×１０-25 Ｃ14＝２．０２７３０×１０-29
Ｃ16＝−７．６２９８３×１０-34

３４面： κ＝０
Ｃ4＝１．７８４０１×１０-8 Ｃ6＝−４．３０３０８×１０-13
Ｃ8＝４．９７８９１×１０-17 Ｃ10＝−１．３５８４１×１０-21
Ｃ12＝２．２５８９１×１０-26 Ｃ14＝１．８７４５２×１０-30
Ｃ16＝−６．９６０１１×１０-35

３６面： κ＝０
Ｃ4＝３．６３５１０×１０-8 Ｃ6＝２．２０４９７×１０-13
Ｃ8＝−６．９８４４４×１０-17 Ｃ10＝２．４９６６０×１０-21
Ｃ12＝−４．３０４５３×１０-26 Ｃ14＝３．７５２３２×１０-31
Ｃ16＝−１．２５２３５×１０-36

４５面： κ＝０
Ｃ4＝５．４１７６８×１０-9 Ｃ6＝−１．２５１８７×１０-13
Ｃ8＝−２．４６５３５×１０-17 Ｃ10＝２．９１８３５×１０-21
Ｃ12＝−１．３０２８６×１０-25 Ｃ14＝２．８６３１２×１０-30
Ｃ16＝−２．５７７３９×１０-35

４７面： κ＝０
Ｃ4＝５．７２８５０×１０-8 Ｃ6＝５．３５８８１×１０-12
Ｃ8＝−３．９９５６４×１０-16 Ｃ10＝４．９９８７３×１０-20
Ｃ12＝−２．７５４０５×１０-24 Ｃ14＝１．３４７７６×１０-28
Ｃ16＝−６．８１６３２×１０-35
図８は、第１実施例の投影光学系における横収差を示す図である。図９は、第２実施例の投影光学系における横収差を示す図である。図１０は、第３実施例の投影光学系における横収差を示す図である。図１１は、第４実施例の投影光学系における横収差を示す図である。図８〜図１１の収差図において、Ｙは像高を示している。図１２は、各実施例の投影光学系におけるディストーション（歪曲収差；理想像位置からの位置ずれ量）を示す図である。図１３は、各実施例の投影光学系におけるテレセントリシティの誤差（レチクル側が理想的にテレセントリックであるときのウェハＷへの主光線の入射角）を示す図である。図１２において縦軸は像の位置ずれ量（ｎｍ）であり、図１３において縦軸は主光線の入射角（rad：ラジアン）である。
図１２および図１３において、横軸は像高（ｍｍ）であり、実線は第１実施例を、一点鎖線は第２実施例を、破線は第３実施例をそれぞれ示している。図８〜図１３を参照すると、各実施例では、非常に大きな像側開口数（ＮＡ＝１．３）および比較的大きな静止露光領域ＥＲ（２６ｍｍ×５ｍｍまたは２６ｍｍ×５．４ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍのエキシマレーザ光に対して、テレセントリシティおよびディストーションを含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。なお、図１２および図１３において、第４実施例におけるディストーションおよびテレセントリシティの誤差の表示を省略しているが、第４実施例においても他の実施例と同様にテレセントリシティおよびディストーションを含む諸収差が良好に補正されていることを確認している。
このように、本実施形態の各実施例では、中心波長が１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して、１．３の高い像側開口数を確保するとともに、２６ｍｍ×５ｍｍまたは２６ｍｍ×５．４ｍｍの矩形状の実効露光領域（静止露光領域）ＥＲを確保することができ、たとえば２６ｍｍ×３３ｍｍの矩形状の露光領域内に回路パターンを高解像度で走査露光することができる。また、本実施形態の各実施例では、反射屈折型の結像光学系を採用しているので、大きな像側開口数にもかかわらずペッツバール条件をほぼ成立させて像の平坦性を得ることができる。さらに、有効視野領域（実効照明領域）および有効投影領域（実効露光領域ＥＲ）が光軸を含まない軸外視野型の結像光学系を採用しているので、あらゆるパターンへの対応力を確保することができる。
特に、本実施形態の各実施例では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１の長偏球面状の反射面の一方の焦点が第１結像系Ｇ１の瞳位置に位置し且つ他方の焦点が第２結像系Ｇ２の瞳位置に位置するとともに、第２凹面反射鏡ＣＭ２２の長偏球面状の反射面の一方の焦点が第３結像系Ｇ３の瞳位置に位置し且つ他方の焦点が第２結像系Ｇ２の瞳位置に位置している。したがって、図１４（ａ）に示すように、第１結像系Ｇ１の瞳面の光軸上の点Ｐ１からの光線が第１凹面反射鏡ＣＭ２１の長偏球面状の反射面で反射されて、第２結像系Ｇ２の瞳面の光軸上の点Ｐ２に集光する。また、図示を省略したが、第２結像系Ｇ２の瞳面の光軸上の点Ｐ２からの光線は、第２凹面反射鏡ＣＭ２２の長偏球面状の反射面で反射されて、第３結像系Ｇ３の瞳面の光軸上の点に集光する。その結果、第２結像系Ｇ２の瞳面において瞳の球面収差が実質的に発生しない。
これに対して、図１４（ｂ）に示すように、球面状の反射面を有する凹面反射鏡ＣＭを用いる構成では、第１結像系の瞳面の光軸上の点からの光線は凹面反射鏡ＣＭを介して第２結像系の瞳面の光軸上の点に集光することがなく、比較的大きな瞳の球面収差が発生する。そこで、従来技術では、第２結像系中を構成する反射鏡に高次非球面（非球面係数の高次項（２次以上）を有する非球面）を用いるか、第２結像系中の２つの反射鏡間に往復光学素子を用いる必要があった。本実施形態の各実施例では、第２結像系中に一対の長偏球面状の反射面（非球面係数の高次項（２次以上）を含まない非球面）を導入することにより、高次非球面形状の反射面および往復光学素子を用いることなく、瞳の球面収差の発生を実質的に抑えて、テレセントリシティおよびディストーションを含む諸収差が良好に補正された高開口数の投影光学系を実現することができる。
長偏球面状の反射面を有する凹面反射鏡ＣＭ２１，ＣＭ２２の面計測では、２焦点を利用した球面計測技術を用いることができる。すなわち、ヌル素子などを用いる比較的複雑な非球面計測技術ではなく、図１４（ｃ）に示すように、フィゾー光学系１００および折返し球面反射鏡１０１を用いる比較的単純な球面計測技術に基づいて、長偏球面状の反射面を有する凹面反射鏡ＣＭ２１，ＣＭ２２を高精度に製造することができる。特に、本実施形態の第１実施例〜第３実施例では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とが互いに同じ形状の反射面を有するので、凹面反射鏡ＣＭ２１，ＣＭ２２の製造コストの低減を、ひいては光学系の製造コストの低減を図ることができる。
一方、本実施形態の第４実施例では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とは、互いに異なる長偏球面状の反射面を有する。ただし、第１凹面反射鏡ＣＭ２１および第２凹面反射鏡ＣＭ２２はともに、結像光束を通過させるための開口部を有し、光軸ＡＸに関してほぼ回転対称な曲面の一部に対応する有効反射面を有する。その結果、第１凹面反射鏡ＣＭ２１および第２凹面反射鏡ＣＭ２２を、光軸ＡＸからほぼ等しい距離にある複数の位置で、例えば光軸ＡＸに関してほぼ回転対称な複数の位置で支持することが可能になり、従来の手法を用いて光学系の組立ておよび調整を容易に且つ高精度に行うことができる。なお、第４実施例では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１および第２凹面反射鏡ＣＭ２２がともに結像光束を通過させるための開口部を有するが、これに限定されることなく、第１凹面反射鏡ＣＭ２１および第２凹面反射鏡ＣＭ２２のうちの一方が開口部を有する変形例も可能である。
ところで、本実施形態では、凹面反射鏡ＣＭ２１，ＣＭ２２における長偏球面状の反射面が、非球面を表わす前述の数式（ｂ）から非球面係数Ｃnを含む高次項（Ｃn・ｙn）を取り除いた次の数式（ａ）で表され、円錐係数κが次の条件式（１）を満足することが好ましい。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2］ （ａ）
−０．７５＜κ＜−０．２５ （１）
条件式（１）の上限値を上回ると、長偏球面状の反射面の２つの焦点位置が互いに近づきすぎて、長偏球面状の反射面が球面に近づくため、第１結像系の射出瞳位置または第３結像系の入射瞳位置が第２結像系に近づく必要が生じる。その結果、周辺主光線と光軸とのなす角度が大きくなり、凹面反射鏡の大型化を招くので好ましくない。条件式（１）の下限値を下回ると、長偏球面状の反射面の２つの焦点位置が互いに離れすぎて、長偏球面状の反射面が放物面に近づくため、第１結像系の射出瞳位置または第３結像系の入射瞳位置が第２結像系から遠くなる。その結果、第１結像系および第３結像系において第２結像系側フィールドレンズ群の屈折力を大きくすることが必要になって、瞳の球面収差の補正が難しくなり、ひいてはテレセントリシティとディストーションとを両立させて補正することができなくなるので好ましくない。なお、本発明のさらに良好な効果を得るには、条件式（１）の上限値を−０．３５とし、下限値を−０．６５にすることが好ましい。
なお、上述の実施形態では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１および第２凹面反射鏡ＣＭ２２の双方が長偏球面状の反射面を有するが、これに限定されることなく、いずれか一方の凹面反射鏡の反射面を長偏球面状にすることにより本発明の効果を得ることができる。また、上述の実施形態の第１実施例〜第３実施例では、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とが互いに同じ形状の反射面を有するが、これに限定されることなく、いずれか一方の凹面反射鏡の反射面が長偏球面状であれば、２つの凹面反射鏡が互いに異なる形状の反射面を有する場合にも本発明の効果を得ることができる。ちなみに、上述の実施形態の第４実施例では、２つの凹面反射鏡が互いに異なる長偏球面状の反射面を有する。ただし、上述したように、第１凹面反射鏡ＣＭ２１と第２凹面反射鏡ＣＭ２２とが互いに同じ形状の反射面を有する構成では、凹面反射鏡の製造コストの低減を図ることができる。この観点によれば、たとえば３回結像型の反射屈折結像光学系において、第２結像系中に互いに同じ形状の反射面を有する２つの凹面反射鏡を配置することは重要である。
また、上述の実施形態では、第１結像系Ｇ１および第３結像系Ｇ３が反射鏡を含まない屈折型の光学系として構成されているが、これに限定されることなく、第１結像系Ｇ１および第３結像系Ｇ３の構成については様々な変形例が可能である。また、上述の実施形態では、第２結像系Ｇ２が２つの凹面反射鏡のみにより構成されているが、これに限定されることなく、第２結像系Ｇ２の構成については様々な変形例が可能である。
また、上述の実施形態では、液浸型の反射屈折結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、像側の領域に浸液を用いない乾燥型の反射屈折結像光学系に対しても同様に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、光軸から離れた領域のみに像を形成する軸外視野型の反射屈折結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、光軸を含む領域に像を形成する反射屈折結像光学系に対しても同様に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、３回結像型の反射屈折結像光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、２つの曲面状の反射鏡と複数の屈折光学素子とを備えた軸外視野型の反射屈折結像光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。
上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１５のフローチャートを参照して説明する。
先ず、図１５のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１６のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１６において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
なお、上述の実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばＦ2 レーザ光源のような他の適当な光源を用いることもできる。ただし、露光光としてＦ2レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ2レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いることになる。また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の適当な反射屈折結像光学系に対して本発明を適用することができる。

Claims (19)

  1. 第１面の像を第２面上に形成する反射屈折結像光学系において、
    前記第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成する第１結像系と、
    ２つの凹面反射鏡を有し、前記第１中間像からの光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成する第２結像系と、
    前記第２中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を前記第２面上に形成する第３結像系とにより構成され、
    前記２つの凹面反射鏡のうちの少なくとも１つの凹面反射鏡は、長偏球面状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系。
  2. 前記長偏球面状の反射面は、一方の焦点が前記第１結像系あるいは前記第３結像系の瞳位置またはその近傍に位置し、他方の焦点が前記第２結像系の瞳位置またはその近傍に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の反射屈折結像光学系。
  3. 前記２つの凹面反射鏡はともに長偏球面状の反射面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の反射屈折結像光学系。
  4. 前記２つの凹面反射鏡は互いに同じ形状の反射面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  5. 第１面の像を第２面上に形成する反射屈折結像光学系において、
    前記第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成する第１結像系と、
    ２つの凹面反射鏡を有し、前記第１中間像からの光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成する第２結像系と、
    前記第２中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を前記第２面上に形成する第３結像系とにより構成され、
    前記２つの凹面反射鏡は、互いに同じ形状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系。
  6. 前記２つの凹面反射鏡は、長偏球面状の反射面を有することを特徴とする請求項５に記載の反射屈折結像光学系。
  7. 前記第１結像系および前記第３結像系は、反射鏡を含まない屈折型の光学系であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  8. 前記第２結像系は、前記２つの凹面反射鏡のみにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  9. 第１面の像を第２面上において光軸から離れた領域のみに形成する軸外視野型の反射屈折結像光学系において、
    ２つの曲面状の反射鏡と複数の屈折光学素子とを備え、
    前記２つの曲面状の反射鏡のうちの少なくとも１つの曲面状の反射鏡は、長偏球面状の反射面を有することを特徴とする反射屈折結像光学系。
  10. 前記２つの曲面状の反射鏡と前記複数の屈折光学素子とは、前記光軸と共軸に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の反射屈折結像光学系。
  11. 前記２つの曲面状の反射鏡は、凹面反射鏡であることを特徴とする請求項９または１０に記載の反射屈折結像光学系。
  12. 前記２つの凹面反射鏡はともに長偏球面状の反射面を有することを特徴とする請求項１１に記載の反射屈折結像光学系。
  13. 前記２つの曲面状の反射鏡は互いに同じ形状の反射面を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  14. 前記長偏球面状の反射面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、反射面の頂点における接平面から高さｙにおける反射面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとするとき、以下の数式（ａ）で表され、
    ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2］ （ａ）
    前記円錐係数κは、−０．７５＜κ＜−０．２５の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４および請求項６乃至１３のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  15. 前記２つの凹面反射鏡のうちの少なくとも１つの凹面反射鏡は、結像光束を通過させるための開口部を有し、光軸からほぼ等しい距離にある複数の位置で支持されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  16. 前記２つの凹面反射鏡のうちの少なくとも１つの凹面反射鏡は、前記光軸に関してほぼ回転対称な複数の位置で支持されていることを特徴とする請求項１５に記載の反射屈折結像光学系。
  17. 前記２つの凹面反射鏡のうちの少なくとも１つの凹面反射鏡は、光軸に関してほぼ回転対称な曲面の一部に対応する有効反射面を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系。
  18. 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、前記パターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影するための請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の反射屈折結像光学系を備えていることを特徴とする露光装置。
  19. 請求項１８に記載の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
    前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
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