WO2001023935A1

WO2001023935A1 - Procede et dispositif d'exposition par projection, et systeme optique de projection

Info

Publication number: WO2001023935A1
Application number: PCT/JP2000/006706
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Omura
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2001-04-05
Also published as: EP1139138A1; US6606144B1; EP1139138A4

Description

明細書投影露光方法及び装置、並びに投影光学系技術分野

本発明は、例えば半導体集積回路、 C C D等の撮像素子、液晶ディスプレイ、または薄膜磁気へッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に用いられる投影露光装置及び方法、並びにそのような投影露光装置に好適な投影光学系に関する。また、本発明は、上記投影露光装置及び投影光学系を製造する方法に関する。背景技術

近年、半導体集積回路等のマイクロデバイスの回路パターンの微細化に伴い、ステツパ等の露光装置で使用される露光用の照明光（露光光）の波長は年々短波長化してきている。すなわち、露光光としては、従来主に使用されていた水銀ランプの i線（波長： 3 6 5 n m) に代わって K r Fエキシマレ一ザ光（波長： 2 4 8 n m) が主流となってきており、さらに、それよりも短波長の A r Fエキシマレ一ザ光（波長： 1 9 3 η m) も実用化されつつある。また、さらなる露光光の短波長化を目的として、 F ₂ レーザ（波長： 1 5 7 n m) のようなハロゲン分子レーザ等の使用も試みられている。

さて、波長 2 0 0 n m以下の真空紫外域の光源としては、上述したェキシマレーザやハロゲン分子レーザ等があるが、それらの実用的な狭帯化には限界がある。

また、この真空紫外域の放射光を透過させる材料が限定されるた、投影光学系を構成するレンズ素子の材料は限られたものしか使用できず、この限られた材料の透過率もそれほど高いものではない。そして、現状では、レンズ素子の表面に設けられる反射防止コートの性能も、長波長用のものと比べるとあまり高性能なものが得られていない。

本発明は、投影光学系の色収差を抑え、光源への負担を低減させることを第 1の目的とする。

また、本発明は、単一種類の硝材、或いは少数の色補正用硝材の追加により、ある程度のスぺクトル幅を有する露光光に対する色収差補正を行うことを第 2の目的とする。

また、本発明は、投影光学系の構成の簡素化を図りつつも、極めて微細化されたマイクロデバイスの回路パターンを得ることを第 3の目的とする。

また、本発明は、極めて微細化されたマイクロデバイスの回路パターンを、スループットを低下させずに得ることを第 4の目的とする。発明の開示

上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明による第 1の投影光学系は、第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系であって、その第 1面とその第 2面との間の光路中に配置されて、正の屈折力を有する前レンズ群と、その前レンズ群とその第 2面との間の光路中に配置されて、正の屈折力を有する後レンズ群と、その前レンズ群の後側焦点位置近傍に配置された開口絞りとを有し、その投影光学系は、その第 1面及びその第 2面側がテレセントリックであり、その後レンズ群の焦点距離を f 2とし、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するものである。

0 . 0 6 5 < f 2 / L < 0 . 1 2 5 また、本発明による投影光学系の第 1の製造方法は、第 1面上のパ夕一ンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系の製造方法であって、正の屈折力を有する前レンズ群を配置する工程と、この前レンズ群とその第 2面との間に、正の屈折力を有する後レンズ群を配置する工程と、その前レンズ群とその後レンズ群との間に、開口絞りを配置する工程を含み、その前レンズ群、その後レンズ群、及びその開口絞りは、その第 1面及びその第 2面側がテレセントリックであるように配置し、その後レンズ群の焦点距離を ί 2とし、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するものを用いるものである。

0 . 0 6 5 < f 2 / L < 0 . 1 2 5

また、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明による第 2の投影光学系は、第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、屈折力を持つ 3個以上のレンズを有し、その屈折力を持つレンズをその第 1面側から順に 3個選択したときに、この 3個のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であるものである。

また、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明による第 3の投影光学系は、第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、屈折力を持つ複数個のレンズを有し、その屈折力を持つレンズをその第 1面から順に 2個選択したときに、この 2個のレンズの少なくとも一面が非球面であり、この非球面の光軸中心付近のローカル主曲率を C a、この非球面のレンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率を C bとするとき、その非球面が負の屈折力を有する場合に、次の条件が成立するものである。 C b/C a < 0. 7 … （b— 1 )

一方、本発明において、その非球面が正の屈折力を有する場合には、次の条件が成立する。

C b/C a > 1. 6 … （b— 2)

この発明において、その非球面の光軸中心付近のローカル主曲率 C a、及びその非球面のレンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率 C bは、一例として以下のように表すことができる。即ち、その非球面の光軸からの高さを Y、非球面頂点における接平面から非球面までの光軸方向の距離を ζ、頂点曲率半径を r、円錐係数を / 、非球面係数を A， B, C， D， E， Fとして、その非球面を次式（b— 3) で表す。 z(Y)=—— , ^{Y r} -+AY⁴+BY⁶+CY+DY¹⁰

1+ V l-(l+A )Y²/r² _+Εγΐ2+ργΐ4 〜(b-3) このときに、ローカル主曲率 C a及び C bはそれぞれ次のようになる。 C a = 1 / r … （b— 4)

d ² z /d ² Y

C b= "- (b - 5)

{ 1 + (d z /d Y) ² } ^3/2

投影光学系の開口数の増大、及び像視野の大型化に伴い、歪曲収差をできるだけ小さくすることに対する要求は益々高まっている。他の収差への影響を抑えて歪曲収差のみを補正するためには、できるだけ物体面 (マスク）に近い位置に歪曲収差補正のための非球面を配置することが好ましい。この際に、その非球面が上記の条件式（b_ l) 又は（b— 2) を満たすことによって、開口数が増大し、像視野が大型化しても、歪曲収差を良好に補正することができる。

また、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明による第 4の投影光学系は、第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、屈折力を持つ 4個以上のレンズを有し、その屈折力を持つレンズをその第 1面から順に 4個選択したときに、この 4個のレンズの少なくとも一面が非球面であり、この非球面の光軸中心付近のローカル主曲率を C a、この非球面のレンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率を C b とするとき、その非球面が負の屈折力を有する場合に、次の条件が成立するものである。

C b/C a< 0. 4 5 ··· ( c - 1 )

C bZC a〉 2. 3 ··· ( c - 2 )

本発明においても、ローカル主曲率 C a , C bは一例として上記の (b - 4) 式、（b— 5 ) 式で表すことができる。そして、非球面が上記の条件式（c一 1 ) 又は（c一 2 ) を満たすことによって、開口数が増大し、像視野が大型化しても、歪曲収差を良好に補正することができる。

また、上述の第 3の目的を達成するために、本発明による第 5の投影光学系は、第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系であって、第 1面側より順に、負の屈折力を有する第 1レンズ群、正の屈折力を有する第 2レンズ群、負の屈折力を有する第 3レンズ群、正の屈折力を有する第 4レンズ群、開口絞り、及び正の屈折力を有する第 5レンズ群を有し、その第 1 レンズ群及びその第 2レンズ群の合成横倍率を 3 1とし、その第 1面からその第 2レンズ群の最もその第 2面側のレンズ面までの距離を L 1、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するものである。

一 1. 3 < 1 / β 1 < 0 0. 0 8 <L 1 ZLく 0. 1 7

また、本発明による投影光学系の第 2の製造方法は、第 1面上のパ夕ーンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法であって、負の屈折力を有する第 1 レンズ群を準備する工程と、正の屈折力を有する第 2レンズ群を準備する工程と、負の屈折力を有する第 3レンズ群を準備する工程と、正の屈折力を有する第 4レンズ群を準備する工程と、開口絞りを準備する工程と、正の屈折力を有する第 5レンズ群を準備する工程と、その第 1面側より順に、その第 1 レンズ群、その第 2レンズ群、その第 3レンズ群、その第 4レンズ群、その開口絞り、及びその第 5レンズ群の順に配置する工程とを含み、その第 1第 1レンズ群及びその第 2レンズ群の合成横倍率を i3 1とし、その第 1面からその第 2レンズ群の最もその第 2面側のレンズ面までの距離を L 1、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するようにその第 1及び第 2レンズ群を準備するものである。

— 1. 3 < 1 / β 1 < 0

そして、次の条件を満足するようにその第 1及び第 2レンズ群を配置するものである。

0. 0 8 <L 1 ZLく 0. 1 7

また、上述の第 3の目的を達成するために、本発明による第 6の投影光学系は、第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系であって、その投影光学系の光路中に配置される少なくとも 1つの光透過性屈折部材を含み、その投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿った厚さの総和を Cとし、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するものである。

0. 4 6 <C/L< 0. 6 4

また、本発明による投影光学系の第 3の製造方法は、第 1面上のパ夕ーンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法であって、負の屈折力を有する第 1 レンズ群を準備する工程と、正の屈折力を有する第 2レンズ群を準備する工程と、負の屈折力を有する第 3レンズ群を準備する工程と、正の屈折力を有する第 4レンズ群を準備する工程と、開口絞りを準備する工程と、正の屈折力を有する第 5レンズ群を準備する工程と、その第 1面側より順に、その第 1レンズ群、その第 2レンズ群、その第 3レンズ群、その第 4レンズ群、その開口絞り、及びその第 5レンズ群の順に配置する工程と、を含み、その投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿った厚さの総和を Cとし、その第 1面からその第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するようにその第 1 レンズ群〜第 5レンズ群を準備するものである。

0 . 4 6 < C / L < 0 . 6 4

また、上述の第 3の目的を達成するために、本発明による第 7の投影光学系は、第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系であって、少なくとも 3面以上の非球面形状のレンズ面を有し、その投影光学系中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E a とするとき、を満足するものである。

0 . 1 5く E a / Eく 0 . 7

また、本発明による投影光学系の第 4の製造方法は、第 1面上のパ夕ーンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法であって、光透過性屈折部材が有するレンズ面のうち、少なくとも 3面以上が非球面形状となるように、且つその光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足するようにその光透過性部材を準備する工程と、この光透過性部材を組み上げる工程とを有するものである。

0 . 1 5く E a Z Eく 0 . 7

また、本発明による第 1の投影露光装置は、投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置であって、露光光を供給する光源と、この光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く照明光学系と、上述の何れかにかかる投影光学系とを備え、その投影光学系のその第 1面にその投影原版を配置可能とし、その第 2 面にそのワークを配置可能としたものである。

また、本発明による第 2の投影露光装置は、投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上で走査させつつ投影露光する投影露光装置であって、露光光を供給する光源と、この光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く照明光学系と、上述の何れかにかかる投影光学系と、その投影光学系のその第 1面にその投影原版を配置可能とするための第 1ステージと、その第 2面にそのワークを配置可能とするための第 2ステージとを備え、その第 1及び第 2ステージは、その投影光学系の投影倍率に対応した速度比で移動可能であるものである。

また、上述の第 4の目的を達成するために、本発明による第 3の投影露光装置は、投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置であって、 1 8 0 n m以下の波長域の露光光を供給する光源と、この光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く照明光学系と、その投影原版とそのワークとの間の光路中に配置されて、その投影原版を介したその露光光の光量の 2 5 %以上の光量をそのワークへ導いてそのパターンの縮小像をそのワーク上に形成する投影光学系とを備えるものである。

また、本発明による第 1の投影露光方法は、投影原版上に形成されるパターンをワーク上へ投影露光する投影露光方法であって、上述の何れかにかかる投影露光装置を用い、その投影原版をその第 1面に配置すると共に、そのワークをその第 2面に配置し、その投影光学系を介してそのパターンの像をそのワーク上に形成するものである。

また、本発明による第 4の投影露光装置、及び第 2の投影露光方法は、投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置及び投影露光方法において、それぞれ 2 0 0 n m以下の波長域の露光光を供給する光源と、この光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く照明光学系と、その投影原版とそのワークとの間の光路中に配置されて、その投影原版を介したその露光光をそのワークへ導いてそのパターンの縮小像をそのワーク上に形成する投影光学系とを備え、その光源からその照明光学系へ向かうその露光光の光量を E n 1 とし、その照明光学系からその投影原版へ向かうその露光光の光量を E n 2とし、その投影光学系へ入射するその露光量の光量を E n 3とし、その投影光学系からそのワークへ向かって射出するその露光光の光量を E n 4とするとき、次の条件を満足するものである。

( E n 4 / E n 3 ) > ( E n 2 / E n 1 )

また、本発明による第 1のマイクロデバイスの製造方法は、所定の回路パターンを有するマイクロデバイスの製造方法であって、上述の露光方法を用いてそのワーク上にそのパターンの像を投影露光する工程と、この投影露光されたそのワークを現像処理する工程とを含むものである。次に、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明による第 5の投影露光装置は、投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、 2 0 0 n m以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明光学系と、その投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとでそのワーク上に形成する投影光学系とを備え、その投影光学系は、開口絞りと、この開口絞りとその投影原版との間に配置された前レンズ群と、その開口絞りとそのワークとの間に配置された後レンズ群とを有し、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメータ Xを次のように規定するときに、

X == f 2 · 4 I 3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x— 2 0 0 ,

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥4 x— 440，及びまた、本発明による第 6の投影露光装置は、投影原版上のパターンをワーク上で走査させつつ投影露光する走査型投影露光装置において、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明光学系と、その投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとでそのワーク上に形成する投影光学系とを備え、その投影光学系は、開口絞りと、この開口絞りとその投影原版との間に配置された前レンズ群と、その開口絞りとそのワークとの間に配置された後レンズ群とを有し、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を ί 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するときに、

X = f 2 · 4 I /3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x - 2 0 0 ,

y≤ (4 xZl 3) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ， y≥4 x - 440 , 及び

y≥ 0

また、本発明による第 7の投影露光装置は、投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明光学系と、その投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 /3のもとでそのワーク上に形成する投影光学系とを備え、その投影光学系は、開口絞りと、この開口絞りとその投影原版との間に配置された前レンズ群と、その開口絞りとそのワークとの間に配置された後レンズ群とを有し、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとき、

X = f 2 · 4 I j3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤ (9 x/2) - 2 7 0,

y≤ 9 0 ,

y≥ (9 χΖ2) — ( 8 5 5 / 2 ) ，及び

y≥ 0

また、本発明による第 8の投影露光装置は、投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明光学系と、その投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとでそのワーク上に形成する投影光学系とを備え、その投影光学系は、開口絞りと、この開口絞りとその投影原版との間に配置された前レンズ群と、その開口絞りとそのワークとの間に配置された後レンズ群とを有し、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとき、

X = f 2 · 4 I j3 I · N Aw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x - 20 0 ,

y≤ ( 4 xX 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ，

y≥4 x— 440 , 及び

y≥ 0

次に、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明の第 3の投影露光方法は、投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光方法において、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明工程と、前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を備えた投影光学系を用いてその投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとでそのワーク上に形成する像形成工程とを含み、その像形成工程は、その投影原版からの光をその前レンズ群へ導く第 1補助工程と、この前レンズ群を経た光をその開口絞りへ導く第 2補助工程と、この開口絞りを経た光をその後レンズ群へ導く第 3補助工程と、この後レンズ群を経た光を用いてそのワーク上にそのパターンの像を形成する第 4補助工程とを含み、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をデイスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとき、

X = f 2 · 4 I 3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x- 200,

y≤ (4 xZl 3) + ( 1 000 / 1 3 ) ， y≥4 x— 440，及びまた、本発明による第 4の投影露光方法は、投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光方法において、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明工程と、前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を備えた投影光学系を用いてその投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 )3のもとでそのワーク上に形成する像形成工程とを含み、その像形成工程は、その投影原版からの光をその前レンズ群へ導く第 1補助工程と、この前レンズ群を経た光をその開口絞りへ導く第 2補助工程と、この開口絞りを経た光をその後レンズ群へ導く第 3補助工程と、この後レンズ群を経た光を用いてそのワーク上にそのパターンの像を形成する第 4補助工程とを含み、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとき、

X = f 2 · 4 I 3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x - 20 0 ,

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 00 / 1 3 ) ，

y≥4 x - 440 , 及び

y≥ 0

次に、本発明による投影露光装置の製造方法は、本発明の第 5、第 6、又は第 7の投影露光装置の製造方法であって、 2 0 0 nm以下の波長の露光光をその投影原版へ供給する照明光学系を準備する工程と、その投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 /3のもとでそのワーク上に形成する投影光学系を準備する工程とを含み、その投影光学系を準備する工程は、前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を準備する補助工程と、その前レンズ群をその開口絞りとその投影原版が配置される位置との間に配置する補助工程と、その後レンズ群をその開口絞りとそのワークが配置される位置との間に配置する補助工程とを有するものである。

次に、本発明の第 2のマイクロデバイスの製造方法は、所定の回路パターンを有するマイクロデバイスの製造方法において、本発明の第 3又は第 4の投影露光方法を用いてそのワーク上にそのパターンの像を投影露光する工程と、このように投影露光されたそのワークを現像処理する工程とを含むものである。

次に、上述の第 1又は第 2の目的を達成するために、本発明の第 8の投影光学系は、波長 2 0 0 nm以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2面上に形成する屈折型の投影光学系において、開口絞りと、この開口絞りとその第 1面との間に配置される前レンズ群と、その開口絞りとその第 2面との間に配置される後レンズ群とを備え、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の投影倍率を /3、その投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとき、

X = f 2 · 4 I /3 I · NAw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x - 2 0 0 ,

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥4 x— 440 , 及び

y≥ 0

また、本発明による第 9の投影光学系は、波長 2 0 0 nm以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2面上に形成する屈折型の投影光学系において、開口絞りと、この開口絞りとその第 1面との間に配置される前レンズ群と、その開口絞りとその第 2面との間に配置される後レンズ群とを備え、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群の焦点距離を i 2 (mm) 、その投影光学系の投影倍率を 3、その投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、パラメ一夕 Xを次のように規定するとさ、

X = f 2 · 4 I 3 I · N Aw²

以下の条件式を満足するものである。

y≤4 x - 20 0 ,

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0/ 1 3 ) ,

y≥4 x - 440 , 及び

y≥ 0

また、本発明による投影光学系の第 5及び第 6の製造方法は、それぞれ本発明の第 8及び第 9の投影光学系の製造方法であって、前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を準備する工程と、その前レンズ群をその開口絞りとその第 1面との間に配置する工程と、その後レンズ群をその開口絞りとその第 2面との間に配置する工程とを有するものである。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 2は、本発明の第 2の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 3は、第 1の数値実施例の投影光学系の横収差図である。図 4 は、第 2の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 5は、本発明の実施形態にかかる投影露光装置の概略的な構成を示す図である。図 6は、本発明のマイクロデバイス製造方法の一例を示すフローチヤ一卜である。図 7は、本発明のマイクロデバイス製造方法の別の一例を示すフローチャートである。図 8において、（a ) は本発明の第 5の投影光学系の実施の形態におけるパラメ一夕 Xと螢石の使用量 yとの関係を示す図、（b ) はレンズとディスク材との関係を示す図である。図 9は、本発明の第 6の投影光学系の実施の形態におけるパラメ一夕 Xと第 1の材料の使用量 yとの関係を示す図である。図 1 0は、本発明の第 3の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 1 1は、本発明の第 4 の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 1 2は、本発明の第 5の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 1 3は、本発明の第 6の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 1 4は、本発明の第 7の数値実施例にかかる投影光学系の光路図である。図 1 5 は、本発明の第 3の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 1 6は、本発明の第 4の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 1 7は、本発明の第 5の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 1 8は、本発明の第 6の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 1 9は、本発明の第 7の数値実施例にかかる投影光学系の横収差図である。図 2 0は、本発明の第 8の数値実施例（第 2 の数値実施例）にかかる投影光学系の横収差図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の好適な実施の形態を図面によって説明する。図 1及び図 2は、本発明の第 1〜第 7の投影光学系の実施の形態の一例にかかる投影光学系（以下、「投影光学系 P L」とも言う。）の光路図である。

図 1及び図 2において、本発明の投影光学系 P Lは、第 1面 A上のパ夕一ンの縮小像を第 2面 B上に結像させる屈折型の投影光学系である。そして、投影光学系 P Lは、正屈折力の前レンズ群 G Fと、正屈折力の後レンズ群 G Rとを有する。そして、前レンズ群 G Fの後側焦点位置近傍に開口絞り A Sが配置される。なお、開口絞り A Sの位置は、必ずしも前レンズ群 G Fの近軸上の後側焦点位置には限定されない。例えば投影光学系 P Lの瞳の像面湾曲が存在する場合には、開口絞り A Sの開口径を変化させた際に生じるイメージフィールド内でのビクネッティング (口径触）差が起こることがあり、このようなビクネッティング差を防止或いは低減させるために、開口絞り A Sの位置を前レンズ群 G Fの近軸上の後側焦点位置から外れた位置（近軸上の後側焦点位置よりも後レンズ群側）に設定する場合もある。上記後側焦点位置の近傍とは、このような外れた位置も含む概念である。このような場合、後レンズ群 G R (第 5レンズ群）は、投影光学系 P Lの近軸瞳位置から第 2面までに位置する一群のレンズの集合を指す。

なお、図 1及び図 2の例では、開口絞り A Sは前レンズ群 G Fと後レンズ群 G Rとの間に配置される。

そして、前レンズ群 G Fは、第 1面側より順に、負屈折力の第 1 レンズ群 G l、正屈折力の第 2レンズ群 G 2、負屈折力の第 3レンズ群 G 3、及び正屈折力の第 4レンズ群を有する。従って、本発明の投影光学系 P Lは、負 ·正 ·負 ·正 ·正の屈折力の第 1 レンズ群 G 1〜第 5レンズ群 G 5を有する 5群構成の投影光学系でもある。

さて、図 1及び図 2の実施例にかかる投影光学系 P Lは、第 1面 A側及び第 2面 B側において実質的にテレセントリックな光学系である。ここで、第 1面側及び第 2面側で実質的にテレセントリックとは、投影光学系 P Lに対して第 2面 B側から投影光学系の光軸 A Xと平行な光線を入射させた場合、この光線が第 1面側へ射出されるときのときの光軸とのなす角度が 5 0分以下であることを指す。

このように、各実施例の投影光学系では、投影原版としてのレチクル (マスク）やワークとしての感光性基板（ウェハ、プレート等）の光軸方向における位置ずれや、これら投影原版及びワークのたわみ等による形状変化が発生したとしても、それによる像の倍率誤差や歪みを小さくすることできる。

各実施例の投影光学系では、後レンズ群 GR (または第 5レンズ群 G 5) の焦点距離を f 2とし、第 1面 Aから第 2面 Bまでの距離（物像間距離）を Lとするとき、次の条件を満足することが好ましい。

0. 0 6 5< f 2/L<0. 1 2 5 ·'· ( 1 )

上記条件式（ 1 ) は、投影光学系の色収差、特に軸上色収差を低減させるために規定された式である。ここで、条件式（ 1 ) の下限を下回る場合、後レンズ群 GR (または第 5レンズ群 G 5) の焦点距離が短くなり過ぎる。このため、後レンズ群 GR (または第 5レンズ群 G 5 ) から発生する軸上色収差量は極めて少なくなるが、単色収差の発生が大きくなり過ぎ、それらの補正が困難になるため好ましくない。ここで、色収差を除く単色収差をさらに良好に補正するためには、条件式（ 1 ) の下限を 0. 0 7 5に設定することが好ましく、その単色収差をより良く補正するためには、その条件式（ 1 ) の下限を 0. 0 9に設定することがより好ましい。

また、条件式（ 1 ) の上限を上回る場合、後レンズ群 GR (または第 5レンズ群 G 5) の焦点距離が長く成り過ぎる。この場合、単色収差の補正を良好とすることができるが、後レンズ群 GR (または第 5レンズ群 G 5) から発生する軸上色収差が大きく発生してしまうため好ましくない。この場合には、光源からの露光光の波長幅を狭くするか、投影光学系 P Lに色収差補正用の屈折光学部材を付加する必要があり、光源への負担が増す、または投影光学系 P Lのコストアップを招く恐れがある。ここで、投影光学系の軸上色収差の発生をさらに抑えるためには、条件式（ 1 ) の上限を 0. 1 2に設定することが好ましい。

なお、露光光として 1 8 0 nm以下の露光光を用いる場合には、この波長域の露光光を透過する光透過性屈折部材の種類が限られるため、条件式（ 1 ) の上限を上回る場合には投影光学系 P Lそのものが成立しない恐れがある。

なお、上記構成において、投影光学系 P Lは、少なくとも 1面以上の非球面 A S P 1〜A S P 6を有することが好ましい。また、条件式（ 1 ) が成立する場合に、更に、投影光学系 P Lは、少なくとも 6枚以上の屈折力を持つレンズを備え、その屈折力を持つレンズを第 1面 A側から順に 6枚（図 1及び図 2ではレンズ L 1 1 , L 1 2 , L 2 1 , L 2 2 , L 2 3, L 24) 選択したときに、その 6枚のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であることが好ましい。

この作用につき説明すると、一般に非球面の面計測はいわゆるヌルレンズ等の特定の波面を作り出す素子（以下、「ヌル素子」と言う）を用いるヌルテスト（Null Test ) によって行われる。検査対象の非球面に合わせた波面をヌル素子で作る場合、その非球面の屈折力が負である、即ち凹面である方が、そのヌル素子の大型化を防ぐことができると共に、作り出す非球面形状の波面の自由度も大きくできる。

また、仮に条件式（ 1 ) が必ずしも成立していない場合において、投影光学系 P Lは、少なくとも 3枚以上の屈折力を持つレンズを備え、その屈折力を持つレンズを第 1面 A側から順に 3枚（図 1及び図 2ではレンズ L 1 1 , L 1 2 , L 2 1 ) 選択したときに、その 3枚のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であることが好ましい。この場合にも、ヌルテストを行うために、検査対象の非球面に合わせた波面をヌル素子で作る場合、その非球面の屈折力が負である、即ち凹面である方が、そのヌル素子の大型化を防ぐことができると共に、作り出す非球面形状の波面の自由度も大きくできる。

さて、前述したように、各実施例の投影光学系 P Lでは、負 *正 *負 •正 ·正の屈折力配置を有しており、従来の正 ·負 ·正 ·負 ·正 .正の屈折力配置を有する 6群構成の投影光学系に比べて、レンズ枚数を大幅に削減できる利点がある。

そして、各実施例の投影光学系 P Lにおいては、負の第 1 レンズ群 G 1及び正の第 2レンズ群 G 2の合成光学系を考え、この合成光学系の横倍率（第 1及び第 2レンズ群 G 1， G 2の合成横倍率）を /3 1とし、第 1面 Aから第 2レンズ群 G 2の最も第 2面 B側のレンズ面までの距離を L l、第 1面 Aから第 2面 Bまでの距離を Lとするとき、以下の条件式 ( 2) 及び（ 3) を満足することが好ましい。

一 1. 3 < 1 / β 1 < 0 -" (2)

0. 0 8 <L 1 /L< 0. 1 7 … ( 3)

上記条件式（2) は、投影光学系 P Lの画面全域（イメージフィールド全域）において良好なる収差補正を達成するために規定した条件式である。条件式（2) より明らかな通り、各実施形態の投影光学系 P Lにおける第 1及び第 2レンズ群 G 1 , G 2の合成光学系は、第 1面 Aからの発散光束をやや収斂光束に変換している。

条件式（2 ) の下限を下回るときには、この合成光学系 G l， G 2での光束の収斂作用が強くなり過ぎて、収差、特に画角に関する収差の発生が大きくなり、投影光学系 P Lのイメージフィ一ルドを十分に確保できなくなるため好ましくない。なお、画角に関する収差の発生をさらに抑えるためには、条件式（2 ) の下限を一 1. 1 0に設定することが好ましい。

一方、条件式（2) の上限を上回るときには、第 1 レンズ群 G 1の負屈折力が弱くなり過ぎるため、投影光学系 P Lのペッツバール和の悪化を招き、投影光学系 P Lのイメージフィールドを十分に確保できなくなるため好ましくない。なお、投影光学系 P Lのペッツバール和をさらに良好に補正するためには、条件式（2) の上限を一 0. 42に設定することが好ましい。

条件式（3) は、上記条件式（2) の前提となる式であって、第 1及び第 2レンズ群の合成光学系 G 1 , G 2の位置を規定するものである。ここで、条件式（3) の下限値を 0. 1とすることが好ましく、条件式 (3) の上限値を 0. 1 5とすることが好ましい。

さて、第 1及び第 2レンズ群の合成光学系 G 1 , G 2は、少なくとも 2つの非球面形状のレンズ面 A S P 1〜A S P 3を有することが好ましレ。この合成光学系 G l， G 2中の非球面 A S P 1〜A S P 3の作用により、像面湾曲、歪曲収差、及び瞳の球面収差等を良好に補正することが可能である。

また、第 1及び第 2レンズ群の合成光学系 G 1 , G 2は、 1 0枚以下のレンズで構成されることが好ましい。この構成により、投影光学系 P Lの透過率の確保、フレア発生の低減、及び製造時のコストダウンを達成することが可能となる。

さて、各実施例の投影光学系 P Lにおいては、投影光学系 P Lの光路中に配置される光透過性屈折部材（レンズ、平行平面板）の光軸に沿つた厚さの総和を Cとし、第 1面 Aから第 2面 Bまでの距離を Lとするとき、次の条件を満足することが好ましい。

0. 46く C/Lく 0. 64 … （4)

上記条件式（4) は、投影光学系 P Lとしての透過率確保と、投影光学系 P Lの結像性能の安定化とを両立させるために規定した式である。上記条件式（4) の下限を下回る場合、投影光学系 PLを構成する光透過性屈折部材間の気体間隔が長くなりすぎ、この気体の特性が変動すること（例えば温度変動や気圧変動などに起因する屈折率の変動の発生, ゆらきの発生等）による結像性能の変動を招きやすくなるため好ましくない。なお、環境変動に対する結像性能の安定性をさらに向上させるためには、条件式（4) の下限値を 0. 5 2に設定することが好ましい。また、上記条件式（4) の上限を上回る場合、投影光学系 P Lの環境変動への耐性は向上するが、十分なる透過率を得ることが困難になるため好ましくない。なお、さらなる透過率の確保を達成するためには、条件式（4) の上限値を 0. 6 2 5に設定することが好ましい。

上記条件式（4) を満足する構成においては、投影光学系 P Lは少なくとも 1つの非球面 A S P 1〜A S P 6を有することが好ましい。これにより、初期の結像性能を十分に高めつつ、環境変動に対する安定性と十分なる透過率とを確保することが可能である。

さて、各実施例の投影光学系 P Lにおいては、少なくとも 3面以上の非球面形状のレンズ面 AS P 1〜AS P 6を有することが好ましい。この構成により、比較的にレンズ枚数（すなわち硝材量）を抑えた構成のもとで、画面全域（イメージフィールド全域）での良好なる収差補正を実現することができる。

但し、非球面形状のレンズ面 AS P 1〜AS P 6の数は増やし過ぎても好ましくなく、投影光学系 P L中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材（レンズ素子）の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面 A S P 1〜A S P 6が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足することが好ましい。

0. 1 5く E aZEく 0. 7 ··· (5)

上記条件式（ 5) は、投影光学系 P Lの製造を考慮した上での非球面形状のレンズ面 AS P 1〜AS P 6の数の最適な範囲を規定した式である。球面レンズに比べて、非球面レンズの製造難易度は高く、また非球面レンズの表面と裏面との偏心誤差や面精度誤差は大きくなりがちである。従って、投影光学系 P Lの製造にあたっては、非球面レンズの誤差を球面レンズの位置 ·姿勢の調整や球面レンズの面形状を調整することにより、投影光学系 P Lの結像性能を最適化することが好ましい。

上記条件式（ 5 ) の上限を上回る場合には、非球面形状のレンズ面 A S P 1〜A S P 6の誤差による収差発生が大きくなり過ぎるばかりではなく、球面レンズの数も少なくなるため、非球面 A S P 1〜A S P 6の誤差による収差発生を球面レンズの位置 ·姿勢調整、形状調整により補正することが困難になる。ここで、投影光学系 P Lの製造をさらに容易にするためには、条件式（ 5 ) の上限を 0 . 4 2に設定することが好ましい。

一方、上記条件式（ 5 ) の下限を下回る場合には、非球面形状のレンズ面の数が少なくなり、投影光学系 P Lの製造は容易となるが、画面全域（イメージフィールド全域）での良好な収差補正が困難になり、かつ投影光学系 P Lを製造するために必要な硝材量の増加を招くため好ましくない。なお、さらなる収差補正の達成及び硝材量の削減を図るためには、条件式（ 5 ) の下限を 0 . 2に設定することが好ましい。

さて、各実施例の投影光学系 P Lにおいては、投影光学系 P Lを構成する光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材（レンズ素子）の総和は、 1 6以上であることが好ましい。これにより、投影光学系 P Lの像側（第 2面 B側）開口数の増大を図ることができ、さらに微細なパ夕 —ンを投影露光することが可能となる。なお、上記条件式（5 ) を満足する場合には、レンズ素子の総和が 1 6以上であると、非球面レンズの誤差による収差発生を補正するための球面レンズの数を十分に確保することができる利点がある。

また、各実施例の投影光学系 P Lにおいては、投影光学系 P Lを構成する光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材（レンズ素子）の総和は、 2 6以下であることが好ましい。これにより、投影光学系 P Lを構成する光透過性屈折部材の厚みが削減できることによる透過率の向上のみならず、光学界面（レンズ面）の数が削減され、この光学界面での光量損失を低減させて、全体としての透過率向上を図ることができる。

さて、図 1の実施例では、投影光学系 P L中の光透過性屈折部材は、単一種類の材料から形成されている。このため、投影光学系 P Lの製造コストの削減を図ることができる。特に、 1 8 0 n m以下の露光光に対して投影光学系 P Lを最適化する場合には、この波長域の露光光に対して良好なる透過率を有する硝材が限定されるため、効果的である。

また、図 2の実施例では、投影光学系 P L中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有している。ここで、光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対するその第 2の光透過性屈折部材の数は、 3 2 %以下であることが好ましい。

特に、 2 0 0 n m以下の真空紫外域の露光光を用いる場合、この波長域の露光光に対して良好なる透過率を有する硝材の種類が幾つかに限定される。この幾つかの硝材の中には、製造コストが高くかつレンズにするための加工コス卜が硝材も含まれている。上記コス卜の高い硝材に関しては、レンズに加工する際の精度を高めることが困難であり、投影光学系 P Lの精度向上、すなわち結像性能の向上を図る際の難点となる。この観点に立つと、複数種類の硝材を用いて投影光学系 P Lを製造する場合には、上記のパーセンテージを 3 2 %以下に抑えることで、製造コストの低減と結像性能の向上とを両立させることができる。なお、上記のパーセンテージは、 1 6 %以下であることが好ましく、 1 1 %以下であるとさらに好ましい。次に、数値実施例について説明する。

図 1は、第 1実施例による投影光学系 P Lの光路図である。

第 1実施例の投影光学系 P Lは、狭帯化された F ₂ レーザが供給する波長 1 5 7. 6 2 nmを基準波長としたものであり、基準波長に対して波長幅 ± 0. 2 pmの範囲で色収差補正を行っているものである。なお、第 1実施例において、投影光学系 P L中の全ての光透過性屈折部材（レンズ L 1 1〜L 5 7 ) は、螢石（フッ化カルシウム， C a F₂)で形成されている。

図 1に示す通り、第 1実施例の投影光学系 P Lは、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 GF、開口絞り AS、及び正屈折力の後レンズ群 GRを有する。また、別の群分けによると、第 1実施例の投影光学系 P Lは、第 1面 A側から順に、負の第 1 レンズ群 G l、正の第 2レンズ群 G 2、負の第 3レンズ群 G 3、正の第 4レンズ群 G4、開口絞り A S、及び正の第 5レンズ群 G 5を有する。

第 1 レンズ群 G 1は、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 1 1 と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 2とを有し、これらの負レンズ L 1 1 , L 1 2によって、両凸形状の気体レンズを形成している。ここで、負レンズ L 1 1の第 1面 A側のレンズ面と負レンズ L 1 2の第 2面 B側のレンズ面とは非球面形状に形成されている。

第 2レンズ群 G 2は、両凸形状の 4つの正レンズ L 2 1〜L 24を有する。ここで、最も第 2面 B側の正レンズ L 24の第 1面 A側のレンズ面は非球面形状に形成されている。

第 3レンズ群 G 3は、両凹形状の 3つの負レンズ L 3 1〜L 3 3を有し、これら負レンズ L 3 1〜L 3 3によって、両凸形状の 2つの気体レンズを形成している。ここで、最も第 2面 B側の負レンズ L 3 3の第 2 面 B側のレンズ面は非球面形状に形成されている。

第 4レンズ群 G4は、第 1面 A側より順に、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の 2つの正レンズ L 4 1 , L 42と、両凸形状の正レンズ L 4 3とを有する。

第 5レンズ群 G 5は、第 1面 A側かから順に、両凹形状の負レンズ L 5 1と、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 2, L 5 3と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の 3つの正レンズ: L 54〜L 5 6と、平凸形状の正レンズ L 5 7とを有する。ここで、正レンズ L 5 6の第 2面 B側のレンズ面は非球面形状に形成されている。

図 2は、第 2実施例による投影光学系 P Lの光路図である。

第 2実施例の投影光学系 P Lは、狭帯化された A r Fレーザが供給する波長 1 9 3. 3 0 6 nmを基準波長としたものであり、基準波長に対して波長幅土 0. 4 pmの範囲で色収差補正を行っているものである。なお、第 2実施例において、投影光学系 P L中の光透過性屈折部材は、石英ガラス（合成石英）と螢石とから形成される。

図 2に示す通り、第 2実施例の投影光学系 P Lは、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 GF、開口絞り AS、及び正屈折力の後レンズ群 GRを有する。また、別の群分けによると、第 1実施例の投影光学系 P Lは、第 1面 A側から順に、負の第 1 レンズ群 G l、正の第 2レンズ群 G 2、負の第 3レンズ群 G 3、正の第 4レンズ群 G4、開口絞り A S、及び正の第 5レンズ群 G 5を有する。

第 1 レンズ群 G 1は、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 1 1 と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 2とを有し、これらの負レンズ L 1 1 , L 1 2によって、両凸形状の気体レンズを形成している。ここで、負レンズ L 1 1の第 2面 B側のレンズ面と負レンズ L 1 2の第 2面 B側のレンズ面とは、非球面形状に形成されている。なお、これら 2つの負レンズ L 1 1， L 1 2は共に石英ガラスから形成されている。

第 2レンズ群 G 2は、第 1面 A側から順に、両凸形状の 3つの正レンズ L 2 1〜L 2 3と、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 4とを有する。ここで、最も第 1面 A側の正レンズ L 2 1の第 2面側のレンズ面は非球面形状に形成されている。第 2レンズ群 G 2においては、 3つの両凸正レンズ L 2 1〜L 2 3が石英ガラスから形成されており、メニスカス形状の正レンズ L 2 4が螢石から形成されている第 3レンズ群 G 3は、両凹形状の 3つの負レンズ L 3 1〜： L 3 3を有し、これら負レンズ L 3 1〜L 3 3によって、両凸形状の 2つの気体レンズを形成している。ここで、最も第 2面 B側の負レンズ L 3 3の第 1 面 A側のレンズ面は非球面形状に形成されている。第 3レンズ群 G 3中の全ての負レンズ L 3 1〜L 3 3は石英ガラスで形成されている。

第 4レンズ群 G 4は、第 1面 A側より順に、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 4 1 と、第 2面 B側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ L 4 2と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ; L 4 3とを有する。ここで、 3つの正レンズ L 4 1〜L 4 3は共に石英ガラスから形成されている。

第 5レンズ群 G 5は、第 1面 A側から順に、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 5 1 と、両凸形状の正レンズ L 5 2と、第 1面 A側に凸面を向けた 4つのメニスカス形状の正レンズ L 5 3〜L 5 6と、第 1面 A側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ L 5 7とを有する。ここで、メニスカス形状の負レンズ L 5 1の第 2面 B側のレンズ面とメニスカス形状の正レンズ L 5 6の第 2.面側のレンズ面とは非球面形状に形成されている。なお、第 5レンズ群 G 5においては、両凸形状の正レンズ L 5 2が螢石で形成されており、残りのレンズ L 5 1 , L 5 3 〜し 5 7が石英ガラスで形成されている。

第 2実施例の投影光学系 P Lのように、石英ガラス（合成石英）と螢石とをレンズ材料（硝材）として用いる場合には、非球面形状のレンズ面は石英ガラスからなるレンズに形成することが好ましい。

以下の表 1及び表 2に第 1及び第 2実施例の投影光学系 P Lの諸元を示す。表 1及び表 2において、左端の列には第 1面 Aからの各レンズ面の番号、第 2列には各レンズ面の曲率半径、第 3列には各レンズ面から次のレンズ面までの面間隔、第 4列にはレンズ材料、第 5列には非球面の符号、第 6列には各レンズの符号を示す。また、非球面レンズ面についての第 2列の曲率半径は頂点曲率半径を示す。また、表 2の φ _{e f f} は各レンズ面の有効な直径を示している。

非球面形状は以下の式（a) で示される。

Υ ：光軸からの高さ

ζ ：非球面頂点における接平面から非球面までの光軸方向の距離 r ：頂点曲率半径

κ ：円錐係数

A, B, C， D, E, F ：非球面係数

表 1及び表 2の最後に [非球面データ] として各非球面についての円錐係数/ c、非球面係数 A, B， C， D， E, Fを示した。

第 1実施例の投影光学系ではレンズ材料（硝材）として螢石を用い、第 2実施例では石英ガラス（合成石英）及び螢石を用いている。

第 1実施例の基準波長（ 1 5 7. 6 2 nm) での螢石の屈折率は 1. 5 5 9 3 0 6 7であり、波長 + 1 p m当たりの屈折率の変化量（分散）は一 2. 6 X 1 0— ⁶である。また、第 2実施例の基準波長（ 1 9 3. 3 0 6 nm) での石英ガラス (合成石英）の屈折率は 1. 5 6 0 32 6 1であり、波長 + l pm当たりの屈折率の変化量（分散）は一 1. 5 9 X 1 0— ⁶である。そして、上記基準波長基準波長（ 1 9 3. 3 0 6 nm) での螢石の屈折率は 1. 5

0 1 4 548であり、波長 + 1 pm当たりの屈折率の変化量（分散）は — 0. 9 8 X 1 0—⁶である。

なお、以下の表 1及び表 2において、 Si( は石英ガラスを、 CaF₂は螢石をそれぞれ表し、 d 0は第 1面 Aから最も第 1面 A側の面までの距離、 WDは最も第 2面 B側の面から第 2面 Bまでの距離（作動距離）、 3は投影倍率、 NAは第 2面 B側の開口数、 φは第 2面 B上でのイメージサ一クルの直径を示す。

《表 1》

第 1実施例（図 1 )

d 0 = 40.6446 (mm)

WD = 10.8134

I β I = 1 /4

Ν A = 0. 7 5

φ = 23 (mm)

曲率半径面間隔ガラス非球面レンズ

(mm) (mm)

1: -446.6132 12.0000 CaF₂ ASP1 L11

2: 554.7232 22.5800

3: -92.3259 46.8618 CaF2 L12

4: -6695.3973 1.1105 ASP2

5: 3832.9930 50.0000 CaF₂ L21

6: -179.0867 2. 1599 en

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さて、以下の表 3に各実施例の条件対応数値を掲げる

《表 3》

f 2 /L 1 //3 1 L 1 /L C/L E a/E

( 1 ) (2) (3) (4) (5) 第 1実施例 0.108 - 0.74 0.120 0.604 0.316 第 2実施例 0. Ill -0.88 0.121 0.576 0.316 上記表 3に示す通り、第 1及び第 2実施例とも上記条件式を満足している。

次に、図 3及び図 4にそれぞれ第 1及び第 2実施例にかかる投影光学系 P Lの第 2面 B上での横収差図を示す。

ここで、図 3 (A) は像高 Y= l l . 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 3 (Β) は像高 Υ= 5. 7 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 3 (C) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるメリジォナル方向の横収差図、図 3 (D) は像高 Y= l l . 5におけるサジタル方向の横収差図、図 3 (Ε) は像高 Υ= 5. 7 5におけるサジタル方向の横収差図、図 3 (F) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるサジタル方向の横収差図である。また、図 3 (Α) 〜図 3 (F) の各横収差図において、実線は波長 λ = 1 5 7. 6 2 nm (基準波長）による収差曲線、破線は波長 λ = 1 5 7. 6 2 nm+ 0. 2 m (基準波長 + 0. 2 pm) による収差曲線、一点鎖線は波長 λ = 1 5 7. 6 2 nm- 0. 2 pm (基準波長— 0. 2 pm) による収差曲線を表している。

また、図 4 (A) は像高 Y== 1 3. 3におけるメリジォナル方向の横収差図、図 4 (Β) は像高 Υ= 6. 6 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 4 (C) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるメリジォナル方向の横収差図、図 4 (D) は像高 Υ= 1 3. 3におけるサジタル方向の横収差図、図 4 (E) は像高 Y= 6. 6 5におけるサジタル方向の横収差図、図 4 (F) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるサジタル方向の横収差図である。また、図 4 (Α) 〜図 4 (F) の各横収差図において、実線は波長 λ = 1 9 3. 3 0 6 nm (基準波長）による収差曲線、破線は波長 λ = 1 9 3. 3 0 6 + 0. 4 pm (基準波長 + 0. 4 pm) による収差曲線、一点鎖線は波長 λ = 1 9 3. 3 0 6 nm- 0. 4 pm (基準波長— 0. 4 pm) による収差曲線を表している。

図 3から明らかな通り、第 1実施例の投影光学系 P Lでは、 1 8 0 η m以下の波長域において、単一種類の硝材しか用いていないのにも関わらず、 ± 0. 2 pmという波長域にわたり良好に色収差補正が達成されている。

また、図 4から明らかな通り、第 2実施例の投影光学系 P Lでは、 2 0 0 nm以下の真空紫外の波長域において、色収差補正用のレンズ素子を少数（全レンズ素子の 1 0 %程度）しか用いていないにも関わらず、 ± 0. 4 pmという波長域にわたり、良好に色収差補正が達成されている。

さて、第 1実施例の投影光学系 P Lは、直径 2 3mmの円形イメージフィールドを有し、そのイメージフィールド内で、走査方向の幅 6. 6 mm、走査直交方向の幅 2 2 mmの長方形状の露光領域を確保することができる。また、第 2実施例の投影光学系 P Lは、直径 2 6. 6mmの円形イメージフィールドを有し、そのイメージフィールド内で、走查方向の幅 8. 8 mm, 走查直交方向の幅 2 5 mmの長方形状の露光領域を確保することができる。

次に、本発明の第 8及び第 9の投影光学系の好適な実施の形態の一例にっき説明する。図 1 0〜図 1 4は、本発明の第 8及び第 9の投影光学系の実施の形態にかかる投影光学系の光路図である。但し、後述のように上述の図 1及び図 2の投影光学系も、本発明の第 8及び第 9の投影光学系の実施の形態に含まれる場合がある。

図 1· 0〜図 1 4において、本例の投影光学系（以下、「投影光学系 P L」とも言う。）は、第 1面 A上のパターンの縮小像を第 2面 B上に結像させる屈折型の投影光学系である。これらの投影光学系を例えば半導体デバイス製造用の投影露光装置に適用した場合、第 1面 A上に投影原版 (マスク）としてのレチクル Rのパターン面が配置され、第 2面 B上にワークとしての被露光基板であるウェハ Wのフ才トレジス卜の塗布面 (露光面）が配置される。そして、その投影光学系は、正屈折力の前レンズ群 G Fと、正屈折力の後レンズ群 G Rとを有し、前レンズ群 G Fの後側焦点位置近傍に開口絞り A Sが配置される。なお、開口絞り A Sの位置は、必ずしも前レンズ群 G Fの近軸上の後側焦点位置には限定されない。これは図 1及び図 2の実施の形態の場合と同様である。この場合、後レンズ群 G Rは、投影光学系の近軸瞳位置から第 2面 Bまでに位置する一群のレンズの集合を指す。

また、図 1 0〜図 1 4の例では、開口絞り A Sは前レンズ群 G Fと後レンズ群 G Rとの間に配置される。

そして、図 1 0〜図 1 4の例の投影光学系は、図 1、図 2の例と同様に第 1面 A側及び第 2面 B側において実質的にテレセントリックな光学系である。この結果、本例の投影光学系においても、投影原版としてのレチクル（マスク）やワークとしての感光性基板（ウェハ、プレート等）の光軸方向における位置ずれや、これら投影原版及びワークのたわみ等による形状変化が発生したとしても、それによる像の倍率誤差や歪みを小さくすることできる。

本発明の第 8の投影光学系（第 5の投影露光装置又は第 3の投影露光方法）の実施の形態にかかる投影光学系では、波長が 2 0 0 n m以下の露光光が使用されると共に、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石（C a F ₂ ) の量（使用量）をディスク材に換算した量を y (k g) 、その後レンズ群 GRの焦点距離を f 2 (mm) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 X (mm) を次のように規定する。

X = f 2 · 4 I 3 I · NAw² ··· ( 1 0)

この場合、図 8 (b) に示すように、その投影光学系中で使用されるレンズ Lのディスク材 Dとは、そのレンズ Lを製造する際に使用される円柱状の部材である。レンズ Lの有効半径（入射側と射出側とで大きい方の有効半径）を r _{e f f} 、レンズ Lを安定に保持するための保持用の幅を d Sとすると、ディスク材 Dの半径 r _d は ( r e f _f + d S) となり、ディスク材 Dの長さはレンズ Lに外接する円柱の長さとなる。従って、その螢石の使用量をディスク材に換算した量 yとは、その投影光学系を製造する際に使用される螢石の全体の量を表すことになる。

本例ではその保持用の幅 d Sを 8 mmとしている。このとき、本例では以下の各条件式を満足するようにしている。

y≤4 x - 2 0 0 - ( 1 1 )

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) … ( 1 2)

y≥4 x - 440 "- ( 1 3)

y≥ 0 … （ 1 4)

図 8 (a) は、本発明の実施の形態におけるパラメ一夕 Xと螢石の量 y (ディスク材に換算した使用量）との関係を示し、この図 8 (a) において、直線 B l , B 2 , B 3 , 及び B 4はそれぞれ直線（y = 4 x— 2 0 0 ) 、直線（y= ( 4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ) 、直線 (y = 4 x - 44 0 ) 、及び直線（y= 0 ) を示している。従って、 ( 1 1 ) 式〜（ 1 4) 式の各条件を満たす（X , y ) の範囲は、図 8 ( a ) の直線 B l , B 2 , B 3 , B 4で囲まれた四角形の領域 B 5である。

通常、光学系の色収差の補正は、異なる分散の光学材料を適宜組み合わせること（通常の補正手法）によって行われる。しかしながら、本例のように 2 0 0 n m以下の波長域の光（真空紫外光）を露光光として用いる場合、この露光光を透過するレンズ（収差補正用の平行平板等を含む）の光学材料（光透過性光学材料）の種類が限られて来る。具体的に 1 7 0〜 2 0 0 n m程度の波長域で互いに異なる分散の複数の光学材料の組み合わせとして実用的なものは、石英ガラス（合成石英）及び螢石であるが、螢石は生産量が少なく高価であるため、投影光学系、ひいてはそれを備えた投影露光装置の製造コス卜を低減するためには、できるだけ螢石の使用量 yを少なくすることが望ましい。

そこで、本発明者は、光学系を比例縮小することによって所定の波長幅の光に対する色収差の補正を行う手法（比例縮小による補正手法）を、本例の場合に適用することに想到し、波長 2 0 0 n m以下の光に対して螢石の量 yをできるだけ抑えて色収差の補正を良好に行うために、上記の通常の補正手法（螢石の量 yで制御できる）と、比例縮小による補正手法（パラメ一夕 Xによって制御できる）との最適な組み合わせが、図 8 ( a ) の領域 B 5であることを見いだしたものである。

条件式（ 1 1 ) を満足しない場合、即ち直線 B 1の上の領域 B 1 eでは、螢石の量 yに対して後レンズ群 G Rの焦点距離 f 2が短すぎる。この場合には、投影光学系全系のパワーが強すぎ、単色収差の補正自体が困難になるため好ましくない。又は、後レンズ群 G Rの焦点距離 f 2に対して必要以上に螢石を使用しているとも言うことができる。即ち、比例縮小の手法による色収差補正をあまり行わないことになつて、無駄に螢石の使用量が増えるため好ましくない。そして、条件式（ 1 2) を満足しない場合、即ち直線 B 2の上の領域 B 2 eでは、螢石の絶対的な使用量の増加を招くために好ましくない。また、条件式（ 1 3) を満足しない場合、即ち直線 B 3の外側の領域 B 3 eでは、投影光学系の単色収差の補正は容易となるが、色収差の補正量が大幅に不足するため、結果として結像性能の悪化を招き好ましくない。なお、螢石の量 yは 0又は正の値であるため、条件式（ 1 4) は常に満たされている。

また、本実施の形態において、投影光学系の像側の最大開口数 N Aw と螢石の量 y (ディスク材に換算した使用量）とは、更に次の 2つの条件式を満足することが好ましい。

N Aw> 0. 7 2 ··· (d - 1 )

y< 7 5 … (d - 2)

条件式（d _ l ) が満たされない場合には、十分な解像度が得られなレ。更に、螢石の大量生産は現状では困難であるため、条件式（d— 2) が満たされない場合には、需要に応じて投影光学系 P L (及びこれを備えた投影露光装置）の供給量を増大するのが困難になる恐れがある。また、本実施の形態において、その後レンズ群 GRの焦点距離 f 2 (mm) と、その投影光学系の像側の最大開口数 NAwとは、以下の条件を満足することが望ましい。

1 1 0 < f 2 /N Aw< 2 0 0 "- (e)

f 2ZNAwの値が条件式（e) の下限以下になると、コマ収差、非点収差、ディストーション等の軸外収差の補正が困難となり、 f 2ZN Awの値が条件式（e) の上限以上になると、色収差の補正が困難となる。

次に、螢石の量 yを更に少なくして、かつ比例縮小による色収差の補正を良好に行うためには、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) よりも更に狭い条件である以下の各条件式（ 1 5) 〜（ 1 8 ) を満足することが望ましい _c y≤ ( 9 x/ 2) - 2 7 0 ··· ( 1 5)

y≤ 9 0 ··· ( 1 6 )

y≥ ( 9 x 2 ) - ( 8 5 5/2 ) ■·· ( 1 7 )

y≥ 0 ··· ( 1 8)

図 8 (a) において、直線 C l， C 2, C 3，及び C 4はそれぞれ直線（ y = ( 9 x/ 2 ) — 2 7 0 ) 、直線（ y = 9 0 ) 、直線（ y = ( 9 x / 2 ) 一 ( 8 5 5 /2) ) 、及び直線（y= 0) を示している。従つて、条件式（ 1 5) 〜（ 1 8) を満たす（X , y ) の範囲は、直線 C 1 , C 2 , C 3 , C 4で囲まれた四角形の領域 C 5であり、この領域 C 5は領域 B 5の範囲内に収まっている。

また、露光光は波長が 2 0 0 nm以下であると共に、波長幅が半値全幅で 0. 5 pm以下であることが望ましい。波長幅が狭くなるほど色収差の補正は容易になるが、それに応じて露光光源の構成が複雑化して製造コストが上昇し、また露光光量の低下が避けられず、スループットの低下を招く。露光光源として例えば A r Fエキシマレ一ザ光源（波長 1 9 3 nm) を使用する場合、狭帯化技術によって 0. 5 pm以下で 0. 3 pm程度までの波長幅は合理的なコス卜で実現可能であり、かつ本例の補正手法によって色収差も容易に補正できる。

次に、本例では、比例縮小による補正手法を用いているが、この際に像面側で諸収差を許容範囲内に抑えて広い視野を確保するためには、投影光学系を構成する複数のレンズのうちの所定のレンズ面を非球面とすることが望ましい。しかしながら、非球面レンズは製造コストが高いため、非球面の数は所望の結像性能が得られる範囲内で最小限にすることが望ましい。

本例では、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) が満たされているが、螢石の量 yについて更に次の条件を課した場合には、投影光学系中の非球面の数 Aとしては 2以上が望ましい。

0≤y<40 - ( 1 9)

2≤A … (2 0)

これについて説明すると、条件式（ 1 9) が成立する場合には、螢石の量 yが比較的少ないために、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) より後レンズ群 GRの焦点距離 f 2が比較的短めに設定される。即ち、比例縮小による色収差補正が支配的になる傾向にある。このときには、非球面の面数が 2面より少ないと、良好に収差補正された像側視野の範囲が狭くなりすぎ、投影露光装置に適用した場合にスループットの低下を招くため、所望の像側視野の範囲内での収差補正を良好に行うために 2面以上の非球面を用いることが望ましい。また、より広い像側視野で収差補正を良好に行うためには、その非球面の数は 3面以上であることがさらに好ましい。

また、螢石の量 yについて条件式（ 1 9) とは異なる次の条件を課した場合には、投影光学系中の非球面の数 Aとしては 1〜 5が望ましい。

4 0≤y < 7 0 ·'· (2 1 )

1≤Α≤ 5 … （2 2)

この条件式（2 1 ) が成立する場合には、螢石の量 yが増加したため、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) より後レンズ群 GRの焦点距離 ί 2力条件式（ 1 9) が成立する場合に比べて長く設定できる。即ち、複数の材料を組み合わせる補正手法に加えて比例縮小による色収差補正がなされるため、 1面以上で 5面以下の非球面を用いることで、所望の像側視野の範囲内で収差補正を良好に行うことができる。条件式（2 2) から外れて、非球面を用いない場合には、比例縮小された像側視野を、比例縮小する前の状態に維持するのが困難となり、好ましくない。また、非球面が 5面を超える場合には、必要以上に製造コストが上昇することになつて好ましくない。

また、投影光学系に非球面を設ける場合、この非球面は螢石とは異なる材料（例えば石英ガラス）からなるレンズのレンズ面に設けられることが望ましい。これに対して、螢石からなるレンズに非球面を設けようとすると、螢石への非球面加工は螢石の摩耗度が大きいため困難であり、製造コスト及び製造時間の大幅な増大を招き、更には非球面精度の低下を招く恐れがある。

また、本例の投影光学系の像側視野は直径 2 0mm以上であることが望ましく（直径 2 5mm以上であることがより望ましい）、投影光学系の像側の最大開口数 NAwは以下の条件を満足することが望ましい。

N Aw≥ 0. 6 5 ··· (2 3)

露光波長え、最大開口数 NAw及びプロセス係数 k 1を用いると、投影光学系によって転写される像の解像度 R e sは次のようになる。

R e s = k 1 · λ /NAw … (24)

従って、露光波長 λを 2 0 0 nm、最大開口数 NAwを 0. 6 5として、例えば変形照明法を適用するものとしてプロセス係数 k 1を 0. 5 とすると、解像度 R e sは約 1 54 nmとなる。従って、露光波長を 2 O O nm以下として、条件式（2 3) を満足することによって、次世代の半導体デバイス等を製造するために十分な解像度が得られる。

また、像側視野の直径を 2 Omm以上にすることで、高い解像度を得た状態で高いスループッ卜で露光を行うことができる。

次に、本発明の第 9の投影光学系（第 6の投影露光装置又は第 4の投影露光方法）の実施の形態にかかる投影光学系では、波長が 2 O O nm 以下の露光光が使用されると共に、その投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量（使用量）をディスク材に換算した量を y ( k g) としている。そして、後レンズ群 GRの焦点距離を f 2 (m m) 、その投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、パラメ一夕 X

(mm) を（ 1 0) 式のように規定したときに、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) が満足されている。

図 9は、この実施の形態におけるパラメ一夕 X (mm) と第 1の材料の量 y (ディスク材に換算した使用量）（k g) との関係を示し、この図 9の直線 B 1〜B 4，直線 C 1〜C 4は図 8 (a) と同じであり、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) が満足される領域は、直線 B 1〜B 4で囲まれた領域 B 5である。

この図 9の実施の形態では、投影光学系を構成するレンズの主要な材料（光透過性光学材料）として先ずその第 1の材料とは異なる第 2の材料を使用し、色収差補正を行うために必要に応じてその第 1の材料を付加する。更に光学系を比例縮小して色消しを行う補正手法を併用する。即ち、本例は、「主要な材料（第 2の材料）に色収差補正用材料（第 1 の材料）を付加して色消しする補正手法と、比例縮小による補正手法との最適な組み合わせの範囲を見いだしたもの」と言うことができる。本例において、その主要な材料（第 2の材料）としては、石英のみならず、螢石等を使用することができる。その主要な材料が例えば石英であれば、その第 1の材料としては螢石（これは図 8 (a) の実施の形態に対応する）やフッ化バリゥム（B a F) 、フッ化リチウム（L i F) 等を使用できる。一方、例えば露光波長が 1 7 O nm以下（例えば波長 1 5 7 nmの F₂ レーザ）になると、透過率を高めるためにその主要な材料としては螢石を使用することも考えられるが、この場合にその第 1 の材料としては、螢石とは異なる材料（石英、 B a F， L i F等）が使用される。

図 9において、条件式（ 1 1 ) を満足しない場合、後レンズ群 GRの焦点距離 f 2に対して必要以上に第 1の材料を使用していると言うことができる。そして、条件式（ 1 2) を満足しない場合、第 2の材料の絶対的な使用量の増加を招き、例えば露光波長が 1 7 O nm以下の場合には透過率が低下しすぎることになって好ましくない。

また、条件式（ 1 3) を満足しない場合、投影光学系の単色収差の補正は容易となるが、色収差の補正量が大幅に不足するため、結果として結像性能の悪化を招き好ましくない。

また、本例においても、十分な解像度を得て、螢石の使用量を実用的な範囲内に抑えるためには、条件式（d— 1 ) , (d— 2) を満たすことが望ましい。また、コマ収差、非点収差、ディストーション等の軸外収差を容易に補正して、色収差を容易に補正するためには、条件式（e) を満たすことが望ましい。

そして、本例においても、第 1の材料の量 yを更に少なくして、かつ比例縮小による色収差の補正を良好に行うためには、条件式（ 1 1 ) 〜 ( 1 4) よりも更に狭い条件である上記の各条件式（ 1 5) 〜（ 1 8) を満足することが望ましい。これは、図 9の直線 C 1〜C 4で囲まれた領域 C 5に（X , y ) がある場合である。

また、図 9において、デ一夕 A 1は、上記の第 1実施例に対応している。その第 1実施例において、露光波長は F₂ レーザの 1 5 7 nm ( 1 7 O nm以下）、レンズの材料（第 2の材料）は全て石英であり、第 1 の材料の量 yは 0である。また、その第 1実施例において、後レンズ群

GRの焦点距離 f 2は 1 1 0. 6 nm、投影倍率 3は一 0. 2 5、像側の最大開口数 NAwは 0. 7 5であるため、パラメ一夕 X = 110.6·4·卜

0.251-0.75² = 6 2. 2 (mm) となり、デ一夕 A 1はより望ましい領域 C 5に収まっている。

次に、本例の複数の数値実施例について説明する。以下の第 3実施例〜第 8実施例の投影光学系は、何れも狭帯化された A r Fレーザが供給する波長 1 9 3. 3 nmを基準波長としたものであり、基準波長を中心として FWHM (半値全幅） 0. 3 5 pmの範囲、即ち 1 9 3. 3 n m ± 0. 1 7 5 pmの範囲で色収差補正を行っているものである。

図 1 0は、第 3実施例による投影光学系の光路図である。この第 3実施例において、投影光学系中の光透過性屈折部材（レンズ L I 1〜L 5 7 ) は、全て石英（合成石英： S i 〇₂ ) で形成されている。即ち、色消し用の材料（第 1の材料）は使用されていない。

図 1 0に示す通り、第 3実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 GF、開口絞り AS、及び正屈折力の後レンズ群 GRを有する。また、別の群分けによると、第 3実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、負の第 1 レンズ群 G l、正の第 2レンズ群 G 2、負の第 3レンズ群 G 3、正の第 4レンズ群 G4、開口絞り AS、及び正の第 5レンズ群 G 5を有し、第 1 レンズ群 G 1〜第 4レンズ群 G 4が前レンズ群 GFを構成し、第 5レンズ群 G 5が後レンズ群 GRを構成している。

第 1 レンズ群 G 1は、第 1面 A側から順に、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 1 と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 2とを有し、これらの負レンズ L 1 1 , L 1 2によって、両凸形状の気体レンズを形成している。負レンズ L 1 1の第 1面 A側のレンズ面、及び負レンズ L 1 2の第 2面 B側のレンズ面はそれぞれ非球面 A S P 1及び A S P 2に形成されている。

第 2レンズ群 G 2は、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズし 2 1 と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 2と、両凸形状の 3つの正レンズ L 2 3〜L 2 5とを有する。最も第 2面 B側の正レンズ L 2 5の第 1面 A側のレンズ面は非球面 AS P 3 に形成されている。

第 3レンズ群 G 3は、第 1面 A側より順に凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 3 1と、両凹形状の 2つの負レンズ L 3 2 , L 3 3とを有し、これら負レンズ L 3 1〜L 3 3によって、両凸形状の 2つの気体レンズを形成している。最も第 2面 B側の負レンズ L 3 3の第 2面 B側のレンズ面は非球面 A S P 4に形成されている。

第 4レンズ群 G 4は、第 1面 A側より順に、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の 2つの正レンズ L 4 1， L 42と、両凸形状の正レンズ L 43とを有する。

後レンズ群 GRでもある第 5レンズ群 G 5は、第 1面 A側かから順に、両凹形状の負レンズ L 5 1と、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 2 , L 5 3と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の 3つの正レンズ L 5 4〜L 5 6と、第 1面 A側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ L 5 7とを有する。ここで、正レンズ L 5 2の第 1面 A側のレンズ面、及び正レンズ L 5 6の第 2面 B側のレンズ面はそれぞれ非球面 AS P 5及び AS P 6に形成されている。

図 1 1は、第 4実施例による投影光学系の光路図であり、この第 4実施例において、投影光学系中の光透過性屈折部材の主要な材料（第 2の材料）としては石英ガラス（合成石英）が使用され、色消し用の材料 (第 1の材料）としては螢石が使用されている。

図 1 1に示す通り、第 4実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 GF、開口絞り AS、及び正屈折力の後レンズ群 GRを有する。また、別の群分けによると、第 4実施例の投影光学系 P Lは、第 1面 A側から順に、負の第 1 レンズ群 G l、正の第 2レンズ群 G 2、負の第 3レンズ群 G 3、正の第 4レンズ群 G 4、開口絞り AS、及び正の第 5レンズ群 G 5を有し、第 1 レンズ群 G 1〜第 4レンズ群 G 4が前レンズ群 G Fに対応し、第 5レンズ群 G 5が後レンズ群 G Rに対応している。

第 1 レンズ群 G 1は、第 1面 A側から順に、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 1と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 2とを有し、これらの負レンズ L 1 1 , L 1 2によって、両凸形状の気体レンズを形成している。負レンズ L I 1の第 1面 A側のレンズ面、及び負レンズ L 1 2の第 2面 B側のレンズ面は、それぞれ非球面 A S P 1及び A S P 2に形成されている。これら 2つの負レンズ L 1 1， L 1 2は共に石英ガラスから形成されている。

第 2レンズ G 2は、第 1面 A側から順に、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 1と、両凸形状の 3つの正レンズ L 2 2 〜L 2 4と、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 5とを有する。最も第 2面 B側の正レンズ L 2 5の第 1面 A側のレンズ面は非球面 A S P 3に形成されている。第 2レンズ群 G 2の全てのレンズは石英ガラスから形成されている。

第 3レンズ群 G 3は、第 1面 A側から順に、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 3 1 と、両凹形状の 2つの負レンズ L 3 2， L 3 3とを有し、これら負レンズ L 3 1〜L 3 3によって、両凸形状の 2つの気体レンズを形成している。ここで、最も第 2面 B側の負レンズ L 3 3の第 2面 B側のレンズ面は非球面 A S P 4に形成されている。第 3レンズ群 G 3中の全ての負レンズ L 3 1〜L 3 3は石英ガラスで形成されている。

第 4レンズ群 G 4は、第 1面 A側より順に、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 4 1 と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 4 2と、両凸形状の正レンズ L 4 3とを有する。ここで、 2つの正レンズ L 4 1 , L 4 2は石英ガラスから形成され、第 2面 B側の正レンズ L 4 3は螢石から形成されている。

第 5レンズ群 G 5は、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 5 1 と、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 2 , L 5 3と、第 1面 A側に凸面を向けた 3つのメニスカス形状の正レンズ L 5 4〜L 5 6と、両凹形状の負レンズ L 5 7とを有する。ここで、負レンズ L 5 1の第 2面 B側のレンズ面、及び正レンズ L 5 6の第 2面 B側のレンズ面はそれぞれ非球面 A S P 5及び A S P 6に形成されている。第 5レンズ群 G 5においては、最も第 2面 B側の負レンズ L 5 7のみが螢石で形成されており、残りのレンズ L 5 1〜L 5 6が石英ガラスで形成されている。

このように第 4実施例では、レンズ材料（硝材）として石英ガラス (合成石英）と螢石とが使用されているが、非球面形状のレンズ面は全て石英ガラスからなるレンズに形成されている。

図 1 2は、第 5実施例による投影光学系の光路図であり、この第 5実施例において、投影光学系中の光透過性屈折部材の主要な材料（第 2の材料）としては石英ガラス（合成石英）が使用され、色消し用の材料 (第 1の材料）としては螢石が使用されている。

図 1 2に示す通り、第 5実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 G F、開口絞り A S、及び正屈折力の後レンズ群 G Rを有する。また、別の群分けによると、第 5実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、負の第 1 レンズ群 G l、正の第 2レンズ群 G 2、負の第 3レンズ群 G 3、正の第 4レンズ群 G 4、開口絞り A S、及び正の第 5レンズ群 G 5を有し、第 1 レンズ群 G 1〜第 4レンズ群 G 4が前レンズ群 G Fに対応し、第 5レンズ群 G 5が後レンズ群 G Rに対応している。

第 1 レンズ群 G 1は、第 1面 A側から順に、平面を第 1面 A側に向けた平凹形状の負レンズ L 1 1と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 2とを有し、これらの負レンズ L 1 1 , L 1 2によつて、両凸形状の気体レンズを形成している。負レンズ L 1 1の第 2面 B側のレンズ面は非球面 A S P 1に形成されている。これら 2つの負レンズ L 1 1， L 1 2は共に石英ガラスから形成されている。

第 2レンズ G 2は、第 1面 A側から順に、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 1と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 2と、両凸形状の正レンズ L 2 3と、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の 2つの正レンズ L 24， L 2 5とを有する。最も第 1面 A側の負レンズ L 2 1の第 1面 A側のレンズ面は非球面 A S P 2に形成されている。第 2レンズ群 G 2の全てのレンズは石英ガラスから形成されている。

第 3レンズ群 G 3は、第 1面 A側から順に、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 3 1と、両凹形状の 2つの負レンズ L 3 2， L 3 3とを有し、これら負レンズ L 3 1〜L 3 3によって、両凸形状の 2つの気体レンズを形成している。ここで、最も第 1面 A側の負レンズ L 3 1の第 2面 B側のレンズ面、及び最も第 2面 B側の負レンズ L 3 3の第 2面 B側のレンズ面はそれぞれ非球面 A S P 3及び A S P 4に形成されている。第 3レンズ群 G 3中の全ての負レンズ L 3 1〜L 3 3 は石英ガラスで形成されている。

第 4レンズ群 G 4は、第 1面 A側より順に、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 4 1 と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 42と、両凸形状の正レンズ L 43とを有する。ここで、第 1面 A側の 2つの正レンズ L 4 1 , L 42は螢石から形成され、第 2面 B側の正レンズ L 43は石英ガラスから形成されている。第 5レンズ群 G 5は、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 5 1と、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 2 , L 5 3と、第 1面 A側に凸面を向けた 3つのメニスカス形状の正レンズ L 5 4〜L 5 6と、第 1面 A 側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ L 5 7とを有する。ここで、負レンズ L 5 1の第 2面 B側のレンズ面、及び正レンズ L 5 5の第 2面 B側のレンズ面はそれぞれ非球面 A S P 5及び A S P 6に形成されている。第 5レンズ群 G 5においては、最も第 2面 B側の 2つのレンズ L 5 6 , L 5 7のみが螢石で形成されており、残りのレンズ： L 5 1〜L 5 5が石英ガラスで形成されている。

このように第 5実施例でも、レンズ材料（硝材）として石英ガラス (合成石英）と螢石とが使用されているが、非球面形状のレンズ面は全て石英ガラスからなるレンズに形成されている。

図 1 3は、第 6実施例による投影光学系の光路図であり、この第 6実施例において、投影光学系中の光透過性屈折部材の主要な材料（第 2の材料）としては石英ガラス（合成石英）が使用され、色消し用の材料 (第 1の材料）としては螢石が使用されている。

図 1 3に示す通り、第 6実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 G F、開口絞り A S、及び正屈折力の後レンズ群 G Rを有するダブルウェスト型の結像光学系である。

そして、前レンズ群 G Fは、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 1 1と、両凸形状の 3つの正レンズ L 1 2〜L 1 4と、凸面を第 1 面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 5と、両凸形状の正レンズ L 1 6と、両凹形状の負レンズ L 1 7と、両凹形状の 2つの負レンズ L 1 8 , L 1 9と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 0と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 1と、両凸形状の正レンズ L 2 2と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 3と、両凸形状の 2つの正レンズ L 2 4， L 2 5と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 6と、両凹形状の負レンズ L 2 7と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 8と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 9とを有している。そして、負レンズ L 2 0の第 1面 A側のレンズ面、負レンズ L 2 7の第 1面 A側のレンズ面、及び負レンズ L 2 8の第 2面 B側のレンズ面がそれぞれ非球面 A S P 1， A S P 2 , A S P 3に形成されている。そして、最も第 2面 B側の正レンズ L 2 9のみが螢石より形成され、それ以外のレンズ L 1 1〜； L 2 8は全て石英ガラスから形成されている。

後レンズ群 G Rは、第 1面 A側より順に、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 1 , L 5 2と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 5 3と、両凸形状の正レンズ L 5 4と、第 1面 A側に凸面を向けた 3つのメニスカス形状の正レンズ L 5 5〜L 5 7と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 5 8と、両凸形状の正レンズ L 5 9とを有する。ここで、 4枚のレンズ L 5 3， L 5 4 , L 5 8 , L 5 9 が石英レンズより形成され、その他の 5枚のレンズ L 5 1 , L 5 2 , L 5 5 , L 5 6 , L 5 7が螢石より形成されている。

このように第 6実施例でも、レンズ材料（硝材）として石英ガラス (合成石英）と螢石とが使用されているが、非球面形状のレンズ面は全て石英ガラスからなるレンズに形成されている。

図 1 4は、第 7実施例による投影光学系の光路図であり、この第 7実施例において、投影光学系中の光透過性屈折部材の主要な材料（第 2の材料）としては石英ガラス（合成石英）が使用され、色消し用の材料 (第 1の材料）としては螢石が使用されている。

図 1 4に示す通り、第 7実施例の投影光学系は、第 1面 A側から順に、正屈折力の前レンズ群 G F、開口絞り A S、及び正屈折力の後レンズ群 G Rを有するダブルウェスト型の結像光学系である。そして、前レンズ群 GFは、第 1面 A側から順に、両凹形状の負レンズ L 1 1と、両凸形状の 3つの正レンズ L 1 2〜L 1 4と、凸面を第 1 面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 5と、凹面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の正レンズ L 1 6と、凸面を第 1面 A側に向けたメニスカス形状の負レンズ L 1 7と、両凹形状の 2つの負レンズ L 1 8， L 1 9と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 0と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 1と、両凸形状の正レンズ L 2 2と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 3と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 24と、両凸形状の正レンズ L 2 5と、第 1面 A側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 2 6と、両凹形状の 2枚の負レンズ L 2 7， L 2 8と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ L 2 9とを有している。そして、負レンズ L 2 0の第 1面 A側のレンズ面、負レンズ L 2 7の第 1面 A側のレンズ面、及び負レンズ L 2 8の第 2面 B側のレンズ面がそれぞれ非球面 AS P 1 , A S P 2 , AS P 3に形成されている。そして、最も第 2面 B側の正レンズ L 2 9、及び中程の正レンズ L 24のみが螢石より形成され、それ以外のレンズ L 1 1〜 L 2 3 , L 2 5〜L 2 8は全て石英ガラスから形成されている。

後レンズ群 GRは、第 1面 A側より順に、両凸形状の 2つの正レンズ L 5 1， L 5 2と、第 1面 A側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ L 5 3と、両凸形状の正レンズ L 54と、第 1面 A側に凸面を向けた 3つのメニスカス形状の正レンズ L 5 5〜L 5 7と、両凹形状の負レンズ L 5 8と、両凸形状の正レンズ L 5 9とを有する。ここで、 4枚のレンズ L 5 3, L 54, L 5 8 , L 5 9が石英レンズより形成され、その他の 5枚のレンズ L 5 1， L 5 2 , L 5 5 , L 5 6 , L 5 7が螢石より形成されている。このように第 7実施例でも、レンズ材料（硝材）として石英ガラス (合成石英）と螢石とが使用されているが、非球面形状のレンズ面は全て石英ガラスからなるレンズに形成されている。

次に、本例の第 8実施例の投影光学系のレンズ構成は、図 2の第 2実施例のレンズ構成と同一である。但し、その第 2実施例では、基準波長である 1 9 3. 3 0 6 nmに対して波長幅 ± 0. 4 pmの範囲で色収差補正を行っていたが、この第 8実施例では 1 9 3. 3 nmを中心として FWHM (半値全幅） 0. 3 5 p mの範囲、即ち 1 9 3. 3 nm± 0. 1 7 5 pmの範囲で色収差補正を行っている。なお、この範囲は第 2実施例の色収差補正範囲（基準波長に対して波長幅 ± 0. 4 pmの範囲）と実質的に同等である。

以下の表 4〜表 8に第 3実施例〜第 7実施例の投影光学系の諸元をそれぞれ示す。表 4〜表 8において、左端の列には第 1面 Aからの各レンズ面の番号、第 2列には各レンズ面の曲率半径、第 3列には各レンズ面から次のレンズ面までの面間隔、第 4列にはレンズ材料、第 5列には非球面の符号、第 6列には各レンズの符号、第 7列には各レンズ面の有効な直径を示す。また、非球面レンズ面についての第 2列の曲率半径は頂点曲率半径を示す。非球面形状は上述の式（a) で示されている。表 4〜表 8の最後にそれぞれ [非球面データ] として各非球面についての円錐係数 κ、非球面係数 A， B， C, D， E， Fを示した。

第 3実施例〜第 7実施例において、石英ガラス（合成石英）の基準波長（ 1 9 3. 3 nm) での屈折率、波長 + 1 pm当たりの屈折率の変化量（分散）、及び比重は以下の通りである。

石英ガラスの屈折率： 1. 5 6 0 3 2 6

石英ガラスの分散： — 1. 5 9 1 X 1 0— ⁶/pm

石英ガラスの比重： 2. 2 そして、螢石の上記基準波長（1 93. 3 nm) での屈折率、波長 + 1 pm当たりの屈折率の変化量（分散）、及び比重は以下の通りである, 螢石の屈折率 1. 50 1455

螢石の分散 — 0. 980 X 1 0 "Vpm

螢石の比重 3. 1 8

なお、以下の表 4〜表 8において、 Si0₂は石英ガラスを、 CaF₂は螢石を表し、 d 0は第 1面 Aから最も第 1面 A側のレンズ面までの距離、 W Dは最も第 2面 B側のレンズ面から第 2面 Bまでの距離（作動距離）を示す。

また、第 3実施例〜第 7実施例について共通に、投影光学系の開口数 NA (第 2面 B側の最大開口数 NAw) 、投影倍率 3、及び第 2面 B上でのイメージサークルの直径 φは以下の通りである。

N A= 0. 75

φ = 27. 5 mm

《表 4》

第 3実施例（図 1 0)

d 0 = 55.000001 (醒）曲率半径面間隔ガラス非球面レンズ φ e f f

(mm) (mm) (ram)

1: 7091.42905 ASP1 L11 65.764267

2: 355.28402 26.433708 67.469398 3: -130.38826 25.918810 Si0₂ L12 67.725563

4: -754.54900 17.524438 ASP2 83.206055 c^

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90^90/OOdf/XDd D ： 0.454850 X 1 0

E ： -0.183005 X 1 0

F ： 0.寸 121371X 1 0

。し

，

《表 8》

第 7実施例（図 14)

d 0 = 63.749746 (mm)

WD = 13.389654 (ram)

曲率半径面間隔ガラス非球面レンズ

(mm) (腿） (mm)

1： -396. 81755 15.164101 S1O2 Lll 66.032784

2： 318. 45576 29.207879 71.297302

3: 732. 28117 25.666287 Si0₂ L12 83.471970

L

4: -379. 10485 86.041710

0： 525. 04598 29.799021 SiO: L13 90.425125

6: -386. 12241 91.317108

7: 296. 71481 27.521447 SiO: L14 91.079468

8: - 1834. 92841 1.000000 89.757446

9: 178. 21689 84.396111

10: 128. 82838 30.507210 77.857750

11: -912. 34305 18.141324 SiO: L16 77.741890

12: -290. 65675 77.271347

13: 47.405470 SiO: L17 74.290833

14: 188. 39849 24.667168 65.022842

15: -180. 63293 L18 64.974625

16: 308. 32087 19.189943 68.677689 ,—5

CD CD CD CD tin

A ： 0.472957 x 1 0

B ： 0.240757 X 1 0

C ： -0.215896 X 1 0

D ： 0.217268 X 1 0

E ： -0.736783 X 1 0

F ： 0.336149 X 1 0 さて、以下の表 9に第 3実施例〜第 7実施例、及び第 8実施例（第 2

7

実施例と同一）の条件対応数値を掲 oげる。表 9において、 f 2は後レンズ群 GRの焦点距離、 MAは投影光学系の第 2面 B側の開口数（=像面側の最大開口数 N Aw) 、（ί>はイメージサークルの直径（mm) 、 3は投影倍率、 yは螢石のディスク材に換算した使用量（k g) 、 y Pは螢石のレンズ自体（シエイプ材）の使用量（k g) 、 Aは非球面の数を表している。

《表 9》

f 2 N A 0 β ！ y y P A

(mm) ( Aw) (ram) (kg) (kg) 第 3実施例 128.0 '0.75 27.5 0. 25 0.0 0.0 6 第 4実施例 134.2 0.75 27.5 0. 25 8.6 5.8 6 第 5実施例 140.2 0.75 27.5 0. 2δ 13. δ 10.3 6 第 6実施例 141.6 0.75 27.5 0. 25 45.2 24.7 3 第 7実施例 156.4 0.75 27.5 0. .25 6δ.9 37.3 3 第 8実施例 128.3 0.75 26.6 0. 25 14.1 7.9 6 次に、この表 9に基づいて、各実施例について、図 8及び図 9における螢石の量 _y、及びパラメ一夕 X ( = ί 2 · 4 I )3 I · N Aw² ) を計算した結果を、表 1 0に示す。表 1 0には更に、各実施例について、後レンズ群 GRの焦点距離 f 2を投影光学系の像面側の最大開口数 N Aw (=N A) で割って得られる値 f 2 / N Awも示している。

《表 1 0》

X (=f2 •4！ β 1 •NAw² ) ( ¾·σ"の莖) f 2 /NAw

(mm) (k g) (mm) 第 3実施例 7 2. 0 0 0 0 . 0 1 7 0. 6 7 第 4実施例 7 5. 4 8 8 8 . 6 1 7 8. 9 3 第 5実施例 7 8. 8 6 3 1 3 . 5 1 8 6. 9 3 第 6実施例 7 9. 6 δ 0 4 δ . 2 1 8 8. 8 0 第 7実施例 8 7. 9 7 5 6 δ . 9 2 0 8. 5 3 第 8実施例 7 2. 1 6 9 1 4 . 1 1 7 1. 0 7 表 1 0より得られる第 3実施例〜第 8実施例（第 2実施例）の（x， y ) のデ一夕 A 3〜A 8 (A 2 ) が図 8及び図 9にプロットされているこれらのデ一夕 A 3〜A 8は何れも領域 B 5及び領域 C 5の範囲内に収まっており、これらの実施例は、条件式（ 1 1 ) 〜（ 1 4) 、及び条件式（ 1 5 ) 〜（ 1 8 ) を満たしている。更に、これらの実施例は全て条件式（d— 1 ) ， (d - 2) を満たしている。また、第 3実施例〜第 6 実施例、及び第 8実施例（第 2実施例）が条件式（e ) を満たしている _c また、第 3実施例〜第 5実施例、及び第 8実施例（第 2実施例）が条件式（ 1 9 ) , ( 2 0) を満たしており、第 6実施例、及び第 7実施例が条件式（2 1 ) ， (2 2) を満たしている。

次に、非球面形状の条件式（b _ 1 ) ，（b— 2) 及び（c— 1 ) ， (c一 2 ) に関する上記の実施例の条件対応値を表 1 1に示す。表 1 1 において、レンズ番号は、各実施例の投影光学系中の、第 1面側から最初に非球面を持つレンズの番号であり、非球面の面番号は、その非球面の第 1面からの番号である。また、主曲率 C aは、非球面の光軸中心付近のローカル主曲率であり、式（b— 4) より計算される。そして、主曲率 C bは、レンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率であり、式（b _ 5 ) より計算される。

《表 1 1》

第 3実施例第 4実施例第 5実施例第 8実施例レンズ番号 1 1 1 1 非球面の面番号 1 1 2 2 屈折力の正 ·負正正

有効径 (ram) 65.8 67.5 67.8 66.6 主曲率 C a -0.00014 -0.00118 - 0.00318 0.00329 主曲率 C b -0.00308 -0.00507 0.00000 一 0.00234

C b/C a 21.860 4.309 0.000 -0.711 この表 1 1より、第 3実施例〜第 5実施例、及び第 8実施例（第 2実施例）では、それぞれ非球面形状に関する条件式（ b— 1 ) , ( b - 2 ) 、及び（ c _ l ) ，（c — 2 ) が満たされていることが分かる。次に、図 1 5〜図 2 0にそれぞれ第 3実施例〜第 8実施例（第 2実施例）にかかる投影光学系の第 2面 B上での横収差図を示す。

ここで、図 1 5 (A) 〜図 1 9 (A) は像高 Y= 1 3. 7 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 1 5 (Β) 〜図 1 9 (Β) は像高 Υ = 6. 8 7 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 1 5 (C) 〜図 1 9 (C) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるメリジォナル方向の横収差図、図 1 5 (D) 〜図 1 9 (D) は像高 Υ= 1 3. 7 5におけるサジタル方向の横収差図、図 1 5 (Ε) 〜図 1 9 (Ε) は像高 Υ= 6. 8 7 5におけるサジタル方向の横収差図、図 1 5 (F) 〜図 1 9 (F) は像高 Υ = 0 (光軸上）におけるサジタル方向の横収差図である。また、図 2 0 (A) は像高 Y= 1 3. 3におけるメリジォナル方向の横収差図、図 2 0 (Β) は像高 Υ= 6. 6 5におけるメリジォナル方向の横収差図、図 2 0 (C) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるメリジォナル方向の横収差図、図 2 0 (D) は像高 Υ= 1 3. 3におけるサジタル方向の横収差図、図 2 0 (Ε) は像高 Υ= 6. 6 5におけるサジタル方向の横収差図、図 2 0 (F) は像高 Υ= 0 (光軸上）におけるサジタル方向の横収差図である。

そして、図 1 5〜図 2 0の各横収差図において、実線は波長え = 1 9 3. 3 nm (基準波長）による収差曲線、破線は波長 λ = 1 9 3. 3 η m+ 0. 1 7 5 pm (基準波長十 0. 1 7 5 p m) による収差曲線、一点鎖線は波長 λ = 1 9 3. 3 nm- 0. 1 7 5 p m (基準波長— 0. 1 7 5 m) による収差曲線を表している。

図 1 5〜図 2 0から明らかな通り、各実施例の投影光学系では、それぞれ土 0. 1 7 5 pmという波長域にわたり良好に色収差補正が達成されている。

さて、第 3実施例〜第 7実施例の投影光学系は、それぞれ直径 2 7. 5 mmの円形ィメ一ジフィールドを有し、そのイメージフィールド内で、例えば走査方向の幅約 8 mm、走査直交方向の幅約 2 6 mmの長方形状の露光領域を確保することができる。従って、これらの実施例の投影光学系を、ステップ · アンド · スキャン方式ゃスティツチ · アンド · スキャン方式等の走査露光型の投影露光装置の投影光学系として使用した場合には、高いスループットを得ることができる。

なお、上述の例では、走査型露光装置に各実施例の投影光学系 P Lを適用することを考えて長方形状の露光領域としたが、露光領域の形状としては、円形イメージフィールドに包含される領域であれば、六角形状，等脚台形状、不等脚台形状、菱形形状、正方形状、円弧形状など様々な形状とすることができる。

上記第 1実施例〜第 7実施例の投影光学系 P Lは、図 5に示す実施形態の投影露光装置に適用することができる。なお、図 5の説明では、光源として F ₂ レーザ光源を使用した例を説明しており投影光学系 P Lとして第 1実施例を用いた例を説明しているが、 A r Fエキシマレーザに最適化された第 2〜第 7実施例の投影光学系 P Lを適用する場合についても、光源を除く露光装置の基本的な構成は図 5のものと同様である。図 5を参照して、本発明にかかる露光装置の実施の形態について説明する。

図 5は、実施形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。図 5においては X Y Z座標系を採用している。

実施形態にかかる露光装置は、露光光源として F ₂ レーザ光源を使用し、投影光学系として屈折型光学系を使用する投影露光装置に本発明を適用したものである。本実施形態の投影露光装置では、レチクル上の所定形状の照明領域に対して相対的に所定の方向へレチクル及び基板を同期して走査することにより、基板上の 1つのショッ卜領域にレチクルのパターン像を逐次的に転写するステツプ · アンド · スキヤン方式を採用している。このようなステップ · アンド · スキャン型の露光装置では、投影光学系の露光フィールドょりも広い基板上の領域にレチクルのパ夕ーンを露光することができる。

図 5において、レーザ光源 2は、例えば発振波長 1 5 7 n mのフッ素ダイマーレーザ（F ₂ レーザ）に狭帯化装置を組み合わせたものを有する。 F ₂ レーザは、自然発振で 1 . 5 p m程度の半値全幅であり、当該 F ₂ レーザに狭帯化装置を組み合わせることによって、 0 . 2 p m〜0 . 2 5 p m程度の半値全幅のレーザ光を得ている。なお、本実施形態におけるレーザ光源 2としては、波長約 1 2 0 n m 〜約 1 8 0 n mの真空紫外域に属する光を発する光源、例えば発振波長 1 4 6 n mのクリプトンダイマ一レーザ（K r レーザ）や、発振波長 1 2 6 n mのアルゴンダイマーレーザ（A r ₂ レーザ）などを用いることができる。

さて、レーザ光源 2からのパルスレーザ光（照明光）は、偏向ミラー 3にて偏向されて、光路遅延光学系 4 1へ向かい、レーザ光源 2からの照明光の時間的可干渉距離（コヒーレンス長）以上の光路長差が付けられた時間的に複数の光束に分割される。なお、このような光路遅延光学系は例えば日本国特開平 1 一 1 9 8 7 5 9号公報や日本国特開平 1 1 一 1 7 4 3 6 5号公報に開示されている。

光路遅延光学系 4 1から射出される照明光は、光路偏向ミラー 4 2にて偏向された後に、第 1フライアイレンズ 4 3、ズームレンズ 4 4、振動ミラー 4 5を順に介して第 2フライアイレンズ 4 6に達する。第 2フライアイレンズ 4 6の射出側には、有効光源のサイズ ·形状を所望に設定するための照明光学系開口絞り用の切り替えレポルバ 5が配置されている。本例では、照明光学系開口絞りでの光量損失を低減させるために、ズームレンズ 4 4による第 2フライアイレンズ 4 6への光束の大きさを可変としている。

照明光学系開口絞りの開口から射出した光束は、コンデンサレンズ群 1 0を介して照明視野絞り（レチクルブラインド） 1 1を照明する。なお、照明視野絞り 1 1については、日本国特開平 4 一 1 9 6 5 1 3号公報、及びこれに対応する米国特許第 5， 4 7 3 , 4 1 0号に開示されている。

照明視野絞り 1 1からの光は、偏向ミラー 1 5 1， 1 5 4、レンズ群

1 5 2 , 1 5 3 , 1 5 5からなる照明視野絞り結像光学系（レチクルプラインド結像系）を介してレチクル R上へ導かれ、レチクル R上には、照明視野絞り 1 0の開口部の像である照明領域が形成される。レチクル R上の照明領域からの光は、投影光学系 P Lを介してウェハ W上へ導かれ、ウェハ W上には、レチクル Rの照明領域内のパターンの縮小像が形成される。

さて、真空紫外域の波長の光を露光光とする場合には、その光路から酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス（以下、適宜「吸収性ガス」と呼ぶ）を排除する必要がある。

従って、本実施形態では、照明光路（レーザ光源 2〜レチクル Rへ至る光路）及び投影光路（レチクル R〜ウェハ Wへ至る光路）を外部雰囲気から遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対する吸収の少ない特性を有する特定ガスとしての窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどのガス、またはそれらの混合ガス（以下、適宜「低吸収性ガス」あるいは「特定ガス」と呼ぶ）で満たしている。

具体的には、レーザ光源 2から光遅延光学系 4 1までの光路をケーシング 3 0により外部雰囲気より遮断し、光遅延光学系 4 1から照明視野絞り 1 1までの光路をケーシング 4 0により外部雰囲気より遮断し、照明視野絞り結像光学系をケーシング 1 5 0により外部雰囲気から遮断し、それらの光路内に上記特定ガスを充填している。また、投影光学系 P L 自体もその鏡筒がケーシングとなつており、その内部光路に上記特定ガスを充填している。

なお、各光路に充填される特定ガスとしては、ヘリウムを用いることが好ましい。但し、レーザ光源 2〜レチクル Rまでの照明光学系の光路 (ケーシング 3 0 , 4 0， 1 5 0 ) については特定ガスとして窒素を用いても良い。ケーシング 1 7 0は、照明視野絞り結像光学系を納めたケーシング 1 5 0と投影光学系 P Lとの間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部にレチクル Rを保持するレチクルステージ R Sを収納している。このケーシング 1 7 0には、レチクル Rを搬入 ·搬出するための扉 1 7 3が設けられており、この扉 1 7 3の外側には、レチクル Rを搬入 ·搬出時にケーシング 1 7 0内の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室 1 74が設けられている。このガス置換室 1 74にも扉 1 7 7が設けられており、複数種のレチクルを保管しているレチクルストツ力 2 1 0との間でレチクルの受け渡しは扉 1 7 7を介して行う。

ケ一シング 2 0 0は、投影光学系 P Lとウェハ Wとの間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部に、ウェハ Wを保持するウェハステージ 2 2、基板としてのウェハ Wの表面の Z方向の位置（フォーカス位置）や傾斜角を検出するための斜入射形式のォー卜フォーカスセンサ 2 6、オフ · ァクシス方式のァライメントセンサ 2 8、ウェハステージ 2 2を載置している定盤 2 3を収納している。このケーシング 2 0 0には、ウェハ Wを搬入 ·搬出するための扉 2 0 3が設けられており、この扉 2 0 3の外側にはケーシング 2 0 0内部の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室 2 04が設けられている。このガス置換室 2 04には扉 2 0 7が設けられており、装置内部へのウェハ Wの搬入、装置外部へのウェハ Wの搬出はこの扉 2 0 7を介して行う。

ここで、ケーシング 4 0， 1 5 0 , 1 7 0 , 2 0 0のそれぞれには、給気弁 1 4 7 , 1 5 6 , 1 7 1， 2 0 1が設けられており、これらの給気弁 1 4 7， 1 5 6 , 1 7 1 , 2 0 1は図示なきガス供給装置に接続された給気管路に接続されている。また、ケーシング 40， 1 5 0 , 1 7 0， 2 0 0のそれぞれには、排気弁 1 48， 1 5 7 , 1 7 2 , 2 0 2が設けられており、これらの排気弁 1 48 , 1 5 7 , 1 7 2 , 2 0 2は、それぞれ図示なき排気管路を介して上記ガス供給装置に接続されている。なお、ガス供給装置からの特定ガスは不図示の温度調整装置により所定の目標温度に制御されている。ここで、特定ガスとしてヘリウムを用いる場合には、温度調整装置は各ケーシングの近傍に配置されることが好ましい。

同様に、ガス置換室 1 74 , 2 0 4にも給気弁 1 7 5， 2 0 5と排気弁 1 7 6 , 2 0 6とが設けられており、給気弁 1 7 5 , 2 0 5は給気管路を介して、排気弁 1 7 6， 2 0 6は排気管路を介してそれぞれ上記ガス供給装置に接続されている。さらに、投影光学系 P Lの共同にも給気弁 1 8 1及び排気弁 1 8 2が設けられており、給気弁 1 8 1は図示なき給気管路を介して、排気弁 1 8 2は図示なき排気管路を介して上記ガス供給装置に接続されている。

なお、給気弁 1 4 7， 1 5 6， 1 7 1 , 1 7 5, 1 8 1 , 2 0 1 , 2 0 5が設けられた給気管路と、排気弁 1 4 8， 1 5 7， 1 7 2 , 1 7 6 , 1 8 2 , 2 0 2 , 2 0 6が設けられた排気管路とには、 H E P Aフィル夕あるいは UL P Aフィル夕等の塵（パーティクル）を除去するためのフィル夕と、酸素等の吸収性ガスを除去するケミカルフィル夕とが設けられている。

なお、ガス置換室 1 7 4， 2 0 4においては、レチクル交換又はゥェハ交換毎にガス置換を行う必要がある。例えば、レチクル交換の際には、扉 1 74を開いてレチクルストツ力 2 1 0からレチクルをガス置換室 1 7 4内に搬入し、扉 1 7 4を閉めてガス置換室 1 74内を特定ガスで満たし、その後、扉 1 7 3を開いて、レチクルをレチクルステージ R S上に載置する。また、ウェハ交換の際には、扉 2 0 7を開いてウェハをガス置換室 2 0 4内に搬入し、この扉 2 0 7を締めてガス置換室 2 04内を特定ガスで満たす。その後、扉 2 0 3を開いてウェハをウェハホルダ 2 0上に載置する。なお、レチクル搬出、ウェハ搬出の場合はこの逆の手順である。なお、ガス置換室 1 7 4 , 2 0 4へのガス置換の際には、ガス置換室内の雰囲気を減圧した後に、給気弁から特定ガスを供給しても良い。

また、ケーシング 1 7 0， 2 0 0においては、ガス置換室 1 7 4 , 2

0 4によるガス置換を行った気体が混入する可能性があり、このガス置換室 1 7 4， 2 0 4のガス中にはかなりの量の酸素などの吸収ガスが混入している可能性が高いため、ガス置換室 1 7 4 , 2 0 4のガス置換と同じタイミングでガス置換を行うことが望ましい。また、ケーシング及びガス置換室においては、外部雰囲気の圧力よりも高い圧力の特定ガスを充填しておくことが好ましい。

また、図 5では不図示ではあるが、本実施形態では、投影光学系 P L を構成する複数のレンズ素子のうちの少なくとも 1つのレンズ素子は、その位置及び姿勢の少なくとも一方が変更可能であるように保持されている。これにより、投影光学系 P Lの結像特性を変更可能である。このような調整手段は、例えば日本国特開平 4 一 1 9 2 3 1 7号公報、日本国特開平 4 一 1 2 7 5 1 4号公報（及び対応する米国特許第 5， 1 1 7 , 2 5 5号）、日本国特開平 5— 4 1 3 4 4号公報、及び日本国特開平 6 一 8 4 5 2 7号公報（及び対応する米国特許第 5 , 4 2 4 , 5 5 2号）に開示されている。

本実施形態においては、位置及び姿勢の少なくとも一方が変更可能なレンズ素子のうちの少なくとも 1つは、球面レンズであることが好ましい。

なお、 A r Fエキシマレーザに最適化された第 2〜第 7実施例の投影光学系 P Lは、日本国特開平 6— 2 6 0 3 8 6号公報（米国特許第 5 , 5 5 9 , 5 8 4号）、日本国特開平 1 1— 2 3 3 4 4 7号公報、 W〇 9 8 / 5 7 2 1 3号公報、 W〇 9 9 / 1 0 9 1 7号公報、及び W〇 9 9 / 5 0 8 9 2号公報等に開示された投影露光装置に適用することができる。さて、本発明の投影露光装置においては、 1 8 0 n m以下の波長域の露光光を供給する光源と、この光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く照明光学系と、その投影原版とそのワークとの間の光路中に配置されて、その投影原版を介したその露光光の光量の 2 5 %以上の光量をそのワークへ導いてそのパターンの縮小像をそのワーク上に形成する投影光学系と、を備えることが好ましい。

1 8 0 n m以下の波長域に対応した感光性樹脂（レジスト）材料としては、長波長のものに比べて感度を高めることが困難であり、投影光学系が投影原版からの露光光の 2 5 %以下の光量しかワークへ導かない場合、レジストへの必要露光量を確保するためには、露光時間の増大を図る必要があり、スループットの低下を招くため好ましくない。また、この場合、投影光学系に蓄積される熱が増大し、投影光学系の熱収差、すなわち投影光学系を熱を蓄積することによるレンズまたは気体の屈折率変動や屈折率分布の変動による収差が発生し、安定した結像性能のもとで投影露光を実現できなくなるため好ましくない。

図 5の実施形態にかかる投影露光装置では、図 1の実施例にかかる投影光学系 P Lを採用している。この投影光学系 P Lを構成する硝材は前述の通り螢石であり、 1 5 7 n mの露光光に対する 1 c m当たりの透過率は 9 9〜 9 9 . 5 %である。そして、 1 5 7 n mの露光光に対する反射防止膜は、レンズ面 1面当たりの光量損失が 1 %のものを用いている図 1の実施例の投影光学系を備えた図 5の投影露光装置では、以上の値より、透過率が 3 7 %であり、上記条件を満足している。

さて、本発明による投影露光方法においては、投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光方法であって、 2 0 0 n m以下の波長域の露光光を供給する工程と；照明光学系を介してこの光源からの露光光をその投影原版上のそのパターンへ導く工程と、その投影光学系を介してその投影原版からのその露光光をそのワークへ導きそのパターンの縮小像をそのワーク上に形成する工程と、その照明光学系へ入射するその露光光の光量を E n 1 とし、その照明光学系からその投影原版へ向かうその露光光の光量を E n 2とし、その投影光学系へ入射するその露光量の光量を E n 3とし、その投影光学系からそのヮ

—クへ向かって射出するその露光光の光量を E n 4とするとき、次の条件を満足することが好ましい。

E n 4 E n 2

> … ( 6 )

ϋ n 3 E n 1

上記条件式（ 6 ) を満足しない場合には、照明光学系として必要な機能、例えばワーク上における均一照明など、を達成することが不可能になり、結果として微細な回路パターンをワーク上に転写できなくなるため好ましくない。

また、上述の投影露光方法において、その露光光をそのパターンへ導く工程は、その波長域の光に対する吸収の少ない特性を有するガス雰囲気で満たされた空間にその露光光を通す補助工程を含むことが好ましく、そのパターンの縮小像をそのワーク上に形成する工程は、その波長域の光に対する吸収の少ない特性を有するガス雰囲気で満たされた空間にその露光光を通す補助工程を含むことが好ましい。

次に、上記の実施の形態の投影露光装置を用いてウェハ上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動作の一例につき図 6のフローチヤ一トを参照して説明する。

先ず、図 6のステップ 3 0 1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 3 0 2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 3 0 3において、第 1又は第 2実施例のうち何れかの投影光学系 P Lを備えた図 5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 P L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 3 0 4において、その 1ロットのゥェハ上のフォトレジス卜の現像が行われた後、ステップ 3 0 5において、その 1 ロッ卜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、レチクル R上のパターンに対応する回路パターン力各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイャ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ィスが製造される。

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卜良く得ることができる。

また、上記の実施の形態の投影露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバィスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図 7のフローチャートを参照して、このときの動作の一例につき図 7のフローチヤ一トを参照して説明する。

図 7において、パターン形成工程 4 0 1では、本実施形態の露光装置を用いてレチクルのパターンを感光性基板（レジス卜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ー工程が実行される。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、レチクル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 2 0 2へ移行する。

次に、カラ一フィルタ一形成工程 4 0 2では、 R (Red) 、 G ( Green) 、 B ( B l ue) 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カラーフィルターを形成する。そして、カラ一フィルター形成工程 4 0 2の後に、セル組み立て工程 4 0 3が実行される。

セル組み立て工程 4 0 3では、パターン形成工程 4 0 1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 4 0 2にて得られたカラ一フィルタ一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 4 0 3では、例えば、パターン形成工程 4 0 1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 4 0 2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 4 0 4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。

さて、上記図 5の実施形態では、照明光学系中のオプティカルインテグレー夕（ュニフォマイザ、ホモジナイザ）としてのフライアイレンズ 4 3 ， 4 6は、 1枚の基板の上に複数の微少レンズ面をエッチング等の手法により形成したマイクロ · フライアイレンズであっても良い。また、第 1フライアイレンズ 4 3の代わりに、回折作用により入射光を発散させてそのファーフィールド（フラウンホーファー回折領域）において円形状、輪帯状、多重極状の照野を形成する回折光学素子を用いても良い。なお、このような回折光学素子としては例えば米国特許第 5 ， 8 5 0 , 3 0 0号公報に開示されているものを用いることができる。ここで、回折光学素子を用いる場合には、光路遅延光学系 4 1を省略しても良い。また、オプティカルインテグレー夕としては、内面反射型インテグレ一夕（ロッド，インテグレー夕、光パイプ、光トンネルなど）を用いることもできる。このような内面反射型ィンテグレー夕を用いる場合には、内面反射型ィンテグレー夕の射出面とレチクルのパターン面とがほぼ共役となる。従って、上述の実施形態に適用する場合には、例えば内面反射型ィンテグレー夕の射出面に近接させて照明視野絞り（レチクルブラインド） 1 1を配置し、第 1 フライアイレンズ 4 3の射出面と内面反射型ィンテグレー夕の入射面とをほぼ共役とするように、ズームレンズ 4 4を構成する。

また、露光光の波長として 1 8 0 n m以下のものを用いる際には、照明光学系中のマイクロ · レンズ · アレイ、回折光学素子、内面反射型ィンテグレー夕、及びレンズ素子の少なくとも何れかを螢石、フッ素がドープされた石英ガラス、フッ素及び水素がドープされた石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 ¹ mo l ecu l e s/cm³ 以上である石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下でかつ塩素濃度が 5 0 p p m以下である石英ガラス、及び構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 ^{1 7} mo l ecu l e s/cm³ 以上で且つ塩素濃度が 5 0 p p m以下である石英ガラスのグループから選択される材料で形成することが好ましい。また、露光波長が 1 8 0 n m〜 2 0 0 n mの範囲内（例えば A r Fエキシマレ一ザ）であれば、これらの材料の他に構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ O H基濃度が 1 0 0 0 p p m 以上である石英ガラスも使用できる。

なお、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ〇H基濃度が 1 0 0 0 p p m以上である石英ガラスについては、本願出願人による日本国特許第 2 7 7 0 2 2 4号公報に開示されており、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 '' ⁷ molecules/cm³ 以上である石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下でかつ塩素濃度が 5 0 p pm以下である石英ガラス、及び構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 ' ⁷ molecules/cm³ 以上で且つ塩素濃度が 5 0 p p m以下である石英ガラスについては本願出願人による日本国特許第 2 9 3 6 1 3 8号公報に開示されている。

また、上記第 1実施例にかかる投影光学系 P Lでは、投影光学系を構成する各レンズ素子を螢石で形成したが、投影光学系を構成する各レンズ素子は、フッ化カルシウム（C a F」，螢石）、フッ化バリウム（B a F₂)、フッ化リチウム（L i F) 、フッ化マグネシウム（Mg F₂)、リチウム · カルシウム · アルミニウム · フローライド（L i C a A 1 F_fi)、リチウム · ストロンチウム · アルミニウム · フローライド（L i S r A l F_fi)、及びフッ化ストロンチウム（ S r F ₂)からなるグループから選択された少なくとも 1種類の材料であることが好ましい。

また、上記図 5の実施形態では第 1実施例の投影光学系 P Lの適用を考えて、レーザ光源として発振波長 1 5 7 nmのフッ素ダイマーレ一ザ (F」レーザ）を狭帯化したものを用いたが、本発明は F₂ レーザには限定されない。例えば、発振波長 1 9 3 nmの A r Fエキシマレーザを狭帯化したものや発振波長 248 nmの K r Fエキシマレ一ザを用いることもできる。

なお、波長 2 0 0 nm以下の波長域では、レーザ光源の狭帯化を行うことが困難ではあるが、本発明を適用することによりレーザ光源の狭帯化の程度を緩和することができ、投影光学系の色消しの負担を削減することができる利点がある。

さらに、上述の実施形態では、光源として F ₂ レーザを用いているが, その代わりに、 1 5 7 n mに発振スぺクトルを持つ Y AGレーザなどの固体レーザの高調波を用いるようにしても良い。また、 D F B半導体レ一ザまたはファイバーレーザから発振される赤外域または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（E r ) (またはエルビウムとイツテルビウム（Y b) との両方）がドープされたファイバ一アンプで増幅し、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。

例えば、単一波長レーザ光の発振波長を 1. 5 1〜 1. 5 9 ^mの範囲内とすると、発生波長が 1 5 1〜 1 5 9 nmの範囲内である 1 0倍高調波が出力される。特に発振波長を 1. 5 7〜 1. 5 8 - mの範囲内とすると、発生波長が 1 5 7〜 1 5 8 nmの範囲内の 1 0倍高調波、すなわち F ₂ レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。また、発振波長を 1. 0 3〜 1. 1 2 mの範囲内とすると、発生波長が 1 47〜 1 6 0 nmの範囲内である 7倍高調波が出力され、特に発振波長を 1. 0 9 9〜 1. 1 0 6 imの範囲内とすると、発生波長が 1 5 7〜 1 5 8 imの範囲内の 7倍高調波、すなわち F₂ レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。なお、単一波長発振レーザとしては、イットリビゥム ' ドープ · ファイバーレーザを用いる。

このように、レーザ光源からの高調波を使用する場合には、この高調波自体が十分に狭いスペクトル幅（例えば 0. 3 pm以下）であるので、上述の光源 2の代わりに用いることができる。

また、第 1実施例では、単一の種類の材料を用いて投影光学系を構成したが、材料の種類は単一には限られない。第 2実施例に示すように、遠紫外域に近い真空紫外域や遠紫外域の露光光を前提にすれば、材料として合成石英及び螢石を用いることができ、真空紫外域の露光光を前提にすれば、材料として、フッ化カルシウム（C a F₂,螢石）、フッ化バリウム（ B a F ₂)、フッ化リチウム（ L i F ) 、フッ化マグネシウム (Mg F₂)、リチウム · カルシウム · アルミニウム · フローライド（L i C a A 1 F ₆)、リチウム · ストロンチウム · アルミニウム · フローライド（L i S r A 1 F₆)、及びフッ化ストロンチウム（S r F₂)からなるグループから選択された少なくとも 2種類の材料を用いることができる。また、投影光学系に回折光学素子を加えて、回折光学素子による色収差補正効果も併せて利用しても良い。

また、図 5の実施形態において、第 1フライアイレンズ 4 3の入射側に、スペックル防止のための複屈折性材料からなるプリズムを配置しても良い。このようなスペックル防止用のプリズムとしては、例えば米国特許第 5 , 2 5 3 , 1 1 0号に開示されている。なお、露光波長として 1 8 0 nm以下の波長の光を用いる場合、米国特許第 5， 2 5 3 , 1 1 0号公報に開示されている水晶プリズムに代えて、フッ化マグネシウム (M g F ₂)の結晶からなるプリズムを用いることができる。

このフッ化マグネシゥムの結晶からなるくさび型プリズムは、照明光学系の光軸に交差する方向で厚さが次第に変化するように配置される。そして、このフッ化マグネシウムの結晶からなるくさび型プリズムに対向して、それらの頂角が互いに反対側を向くように光路補正用くさび型プリズムを配置する。この光路補正用くさび型プリズムは、当該フッ化マグネシゥムの結晶からなるプリズムと同じ頂角を有し、複屈折性を有しない光透過性材料からなる。これにより、プリズムの対に入射した光と、そこから射出する光とを同一進行方向にそろえることができる。光路補正用プリズムの材料としては、例えば螢石、フッ素をドープした石英ガラス、フッ素及び水素がドープされた石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ〇H基濃度が 1 0 0 0 p pm以上である石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 ¹⁷molecules/cni³ 以上である石英ガラス、構造決定温度が 1 2 0 0 K以下でかつ塩素濃度が 5 0 p p m以下である石英ガラス、及び構造決定温度が 1 2 0 0 K以下で且つ水素分子濃度が 1 X 1 0 ^{1 7} mo l ecu l e s/cm³ 以上で且つ塩素濃度が 5 0 p p m以下である石英ガラスのグループから選択される材料で形成することが好ましい。

また、図 5の実施形態では、ステップ · アンド · スキャン方式を採用したが、実施形態の露光装置をスティツチング及びスリットスキヤン型の露光装置としても良い。スティツチング及びスリットスキヤン方式を採用する場合、レチクル上の所定形状の照明領域に対して相対的に所定の第 1の方向にレチクル及び基板を同期して走査することにより、基板上の第 1列目の領域への露光が行われる。その後、そのレチクルを交換するか、又はそのレチクルを上記照明領域の第 1の方向と直交する第 2 の方向に沿って所定量だけ移動させて、基板を照明領域の第 2の方向と共役な方向に横ずれさせる。そして、再びレチクル上の所定形状の照明領域に対して相対的に第 1の方向にレチクル及び基板を同期して走査することにより、基板上の第 2列目の領域への露光を行う。

このようなスティツチング及びスリットスキヤン型の露光装置では、投影光学系の露光フィールドょりも広い基板上の領域にレチクルのパ夕ーンを露光することができる。なお、このようなステイッチング及びスリットスキャン型の露光装置は、米国特許第 5 , 4 7 7， 3 0 4号、日本国特開平 8— 3 3 0 2 2 0号公報、日本国特開平 1 0— 2 8 4 4 0 8 号公報などに開示されている。

なお、上記実施形態では、基板上の所定のショット領域に対してレチクル上のパターン像を一括転写する一括露光方式も採用することができる。

また、図 5の実施形態では、ワーク（感光性基板）としてのウェハを保持するウェハステージを 1つ設けたが、例えば日本国特開平 5— 1 7 5 0 9 8号公報、日本国特開平 1 0— 1 6 3 0 9 7号公報、日本国特開平 1 0 _ 1 6 3 0 9 8号公報、日本国特開平 1 0— 1 6 3 0 9 9号公報、または日本国特開平 1 0— 2 1 4 7 8 3号公報などに開示されるように、 2組のウェハステージを設ける構成であっても良い。

さらに、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウェハ上に転写する露光装置、撮像素子（C C Dなど）の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。また、レチクルまたはマスクを製造するためにガラス基板またはシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。

以上の通り、本発明は前述した実施形態に限られず種々の構成をとり得る。また、それぞれ明細書、請求の範囲、図面、及び要約を含む 1 9 9 9年 9月 2 9日付提出の国際出願 P C T Z J P 9 9 / 0 5 3 2 9号、及び 1 9 9 9年 1 1月 1 6 日付提出の国際出願 P C T / J P 9 9 / 0 6 3 8 7号の全ての開示内容は、そつくりそのまま引用してここに組み込まれている。産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明の投影光学系によれば、投影光学系の色収差を抑え、光源への負担を低減させることができる。また、単一種類の硝材、或いは少数の色補正用硝材の追加により、ある程度のスぺクトル幅を有する露光光に対する色収差補正を行うことができる。

また、本発明による投影露光装置及び方法によれば、投影光学系の構成の簡素化を図りつつも、極めて微細化されたマイクロデバイスの回路パターンを得ることができる。

また、本発明によるデバイス製造方法によれば、極めて微細化されたマイクロデバイスの回路パターンを、スループットを低下させずに得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、

前記第 1面と前記第 2面との間の光路中に配置されて、正の屈折力を有する前レンズ群と；

前記前レンズ群と前記第 2面との間の光路中に配置されて、正の屈折力を有する後レンズ群と；

前記前レンズ群の後側焦点位置近傍に配置された開口絞りと：を有し、前記投影光学系は、前記第 1面及び前記第 2面側がテレセントリックであり、

前記後レンズ群の焦点距離を f 2 とし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影光学系。

0 . 0 6 5 < f 2 / L < 0 . 1 2 5

2 . 前記投影光学系は、少なくとも 1つの非球面形状のレンズ面を有する二とを特徴とする請求の範囲 1記載の投影光学系。

3 . 前記投影光学系に含まれる屈折力を持つレンズを前記第 1面側から順に 6個選択したときに、該 6個のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であることを特徴とする請求の範囲 2記載の投影光学系。

4 . 前記前レンズ群は、第 1面側より順に、負屈折力の第 1 レンズ群、正屈折力の第 2 レンズ群、負屈折力の第 3 レンズ群、及び正屈折力の第 4 レンズ群を有し、

前記第 1 レンズ群及び前記第 2 レンズ群の合成横倍率を /3 1 とし、前記第 1面から前記第 2 レンズ群の最も前記第 2面側のレンズ面までの距離を L l、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1、 2、又は 3記載の投影光学系。

— 1. 3 < 1 / β 1 < 0 及び

0. 0 8 < L 1 /Lく 0. 1 7

5. 前記第 1及び第 2 レンズ群は、少なくとも 2つの非球面形状のレンズ面を含み、かつ 1 0枚以下のレンズを有することを特徴とする請求の範囲 4記載の投影光学系。

6. 前記前レンズ群は、第 1面側より順に、負屈折力の第 1 レンズ群、正屈折力の第 2 レンズ群、負屈折力の第 3レンズ群、及び正屈折力の第 4レンズ群を有することを特徴とする請求の範囲 1〜 5の何れか一項記載の投影光学系。

7. 前記投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿つた厚さの総和を Cとし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 4〜 6の何れか一項記載の投影光学系。

0. 4 6 < C/L< 0. 6 4

8. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1

〜 7の何れか一項記載の投影光学系。

0. 1 5く E a/Eく 0. 7

9. 前記屈折力を有する部材の総和は 1 6以上であることを特徴とする請求の範囲 8記載の投影光学系。

1 0. 前記屈折力を有する部材の総和は 2 6以下であることを特徴とする請求の範囲 8又は 9記載の投影光学系。

1 1 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、単一種類の材料から形成されることを特徴とする請求の範囲 8、 9、又は 1 0記載の投影光学系。

1 2 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 3 2 %以下であることを特徴とする請求の範囲 8〜 1 1の何れか一項記載の投影光学系。

1 3 . 前記投影光学系は、前記第 1面上の前記パターンの縮小像を前記第 2面上に形成することを特徴とする請求の範囲 1 〜 1 2の何れか一項記載の投影光学系。

1 4 . 前記開口絞りは、前記前レンズ群と前記後レンズ群との間の光路中に配置されることを特徴とする請求の範囲 1 〜 1 3の何れか一項記載の投影光学系。

1 5 . 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系の製造方法において、

正の屈折力を有する前レンズ群を配置する工程と；

該前レンズ群と前記第 2面との間に、正の屈折力を有する後レンズ群を配置する工程と：

前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に、開口絞りを配置する工程と；を含み、

前記前レンズ群、前記後レンズ群、及び前記開口絞りは、前記第 1面及び前記第 2面側がテレセントリックであるように配置し、

前記後レンズ群の焦点距離を f 2とし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するものを用いることを特徴とする投影光学系の製造方法。

0 . 0 6 5 < f 2 / L < 0 . 1 2 5

1 6 . 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、

屈折力を持つ 3個以上のレンズを有し、

前記屈折力を持つレンズを前記第 1面側から順に 3個選択したときに、該 3個のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であることを特徴とする投影光学系。

1 7 . 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、

屈折力を持つ複数個のレンズを有し、

前記屈折力を持つレンズを前記第 1面から順に 2個選択したときに、該 2個のレンズの少なくとも一面が非球面であり、該非球面の光軸中心付近のローカル主曲率を C a、該非球面のレンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率を C bとするとき、

前記非球面が負の屈折力を有する場合に、次の条件

C b / C a < 0 . 7

が成立し、前記非球面が正の屈折力を有する場合に、次の条件

C b / C a > 1 . 6

が成立することを特徴とする投影光学系。

1 8 . 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系において、

屈折力を持つ 4個以上のレンズを有し、

前記屈折力を持つレンズを前記第 1面から順に 4個選択したときに、該 4個のレンズの少なくとも一面が非球面であり、該非球面の光軸中心付近のローカル主曲率を C a、該非球面のレンズ有効径最周辺部のメリジォナル方向のローカル主曲率を C bとするとき、

前記非球面が負の屈折力を有する場合に、次の条件

C bZC aく 0. 4 5

C b/C a > 2. 3

が成立することを特徴とする投影光学系。

1 9. 第 1面上のパターンの像を光透過性屈折部材の作用により第 2面上に結像させる屈折型の投影光学系の製造方法において、

屈折力を持つ 4個以上のレンズを配置する工程を有し、

前記非球面が負の屈折力を有する場合に、次の条件

C b/C aく 0. 4 5

が成立し、前記非球面が正の屈折力を有する場合に、次の条件 C b C a > 2. 3

が成立するように前記非球面を選択することを特徴とする投影光学系の製造方法。

2 0. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系において、

第 1面側より順に、

負の屈折力を有する第 1 レンズ群；

正の屈折力を有する第 2レンズ群；

負の屈折力を有する第 3レンズ群；

正の屈折力を有する第 4レンズ群；開口絞り；

及び正の屈折力を有する第 5レンズ群；を有し、

前記第 1 レンズ群及び前記第 2レンズ群の合成横倍率を /3 1とし、前記第 1面から前記第 2レンズ群の最も前記第 2面側のレンズ面までの距佳を L l、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影光学系。

- 1. 3 < 1 / 3 1 < 0 及び

0. 0 8 <L 1 /L< 0. 1 7

2 1. 前記投影光学系に含まれる屈折力を持つレンズを前記第 1面側から順に 6個選択したときに、該 6個のレンズの少なくとも一面が負の屈折力を持つ非球面形状であることを特徴とする請求の範囲 2 0記載の投影光学系。

2 2. 前記第 1及び第 2 レンズ群は、少なくとも 2つの非球面形状のレンズ面を含み、かつ 1 0枚以下のレンズを有することを特徴とする請求の範囲 2 0又は 2 1記載の投影光学系。

2 3. 前記投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿った厚さの総和を Cとし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を L とするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 2 0、 2 1、又は 2 2記載の投影光学系。

0. 4 6 <CZL< 0. 6 4

2 4. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 2 0〜 2 3の何れか一項記載の投影光学系。

0. 1 5 < E aZE< 0. 7

2 5. 前記屈折力を有する部材の総和は 1 6以上であることを特徴とする請求の範囲 2 4記載の投影光学系。

2 6. 前記屈折力を有する部材の総和は 2 6以下であることを特徴とする請求の範囲 2 4又は 2 5記載の投影光学系。

2 7. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、単一種類の材料から形成されることを特徴とする請求の範囲 2 4、 2 5、又は 2 6記載の投影光学系。

2 8. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 3 2 %以下であることを特徴とする請求の範囲 2 4、 2 5、又は 2 6記載の投影光学系。

2 9. 前記投影光学系に対して前記第 2面側から前記投影光学系の光軸と平行な光線を入射させた場合、該光線が前記第 1面側へ射出されるときの前記光軸となす角度は、 5 0分以下であることを特徴とする請求の範囲 2 0〜 2 8の何れか一項記載の投影光学系。

3 0. 前記第 5 レンズ群の焦点距離を f 2とし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 2 0〜 2 8の何れか一項記載の投影光学系。

0. 0 6 5 < f 2 /L< 0. 1 2 5

3 1. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法において、

負の屈折力を有する第 1 レンズ群を準備する工程と

正の屈折力を有する第 2レンズ群を準備する工程と

負の屈折力を有する第 3レンズ群を準備する工程と

正の屈折力を有する第 4レンズ群を準備する工程と開口絞りを準備する工程と；

正の屈折力を有する第 5レンズ群を準備する工程と；

前記第 1面側より順に、前記第 1 レンズ群、前記第 2レンズ群、前記第 3レンズ群、前記第 4レンズ群、前記開口絞り、及び前記第 5レンズ群の順に配置する工程と；を含み、

前記第 1第 1 レンズ群及び前記第 2レンズ群の合成横倍率を /3 1とし、前記第 1面から前記第 2レンズ群の最も前記第 2面側のレンズ面までの距離を L l、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するように前記第 1及び第 2 レンズ群を準備し、

— 1. 3 < 1 / 1 < 0

次の条件を満足するように前記第 1及び第 2 レンズ群を配置することを特徴とする投影光学系の製造方法。

0. 0 8 <L 1 /L< 0. 1 7

3 2. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系において、

前記投影光学系の光路中に配置される少なくとも 1つの光透過性屈折部材を含み、

前記投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿つた厚さの総和を Cとし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影光学系。

0. 4 6 <C/L< 0. 6 4

3 3. 前記光透過性部材のうちの屈折力を有する部材の総和は 1 6以上であることを特徴とする請求の範囲 3 2記載の投影光学系。

3 4. 前記光透過性部材のうちの屈折力を有する部材の総和は 2 6以下であることを特徴とする請求の範囲 3 2又は 3 3記載の投影光学系。

3 5. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、単一種類の材料から形成されることを特徴とする請求の範囲 3 2、 3 3、又は 3 4記載の投影光学系。

3 6. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透 δ 過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 3 2 %以下であることを特徴とする請求の範囲 3 2、 3 3、又は 34の何れか一項記載の投影光学系。

3 7. 前記投影光学系中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材0 の数の総和を Εとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 3 2〜 3 6の何れか一項記載の投影光学系。

0. 1 5く E aZE< 0. 7

3 8. 前記投影光学系は、第 1面側から順に、

5 負屈折力を有する第 1 レンズ群と

正屈折力を有する第 2 レンズ群と

負屈折力を有する第 3 レンズ群と

正屈折力を有する第 4レンズ群と

開口絞りと；

0 正屈折力を有する第 5 レンズ群と；を備えることを特徴とする請求の範囲 3 2〜 3 7の何れか一項記載の投影光学系。

3 9. 前記第 5 レンズ群の焦点距離を f 2とし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 3 8記載の投影光学系。

5 0. 0 6 5 < f 2/L< 0. 1 2 5

40. 前記第 1 レンズ群及び前記第 2レンズ群の合成横倍率を /3 1 とし、前記第 1面から前記第 2レンズ群の最も前記第 2面側のレンズ面までの距離を L l、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 3 8又は 3 9記載の投影光学系。

- 1. 3 < 1 / β 1 < 0 及び

0. 0 8 <L 1 /L< 0. 1 7

4 1. 前記投影光学系に対して前記第 2面側から前記投影光学系の光軸と平行な光線を入射させた場合、該光線が前記第 1面側へ射出されるときの前記光軸となす角度は、 5 0分以下であることを特徴とする請求の範囲 3 2〜 3 7の何れか一項記載の投影光学系。 '

4 2. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法において、

少なくとも 1つの光透過性部材を準備する工程と；

前記投影光学系の光路中に沿って少なくとも 1つの前記光透過性部材を配置する工程と；を含み、

前記投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿つた厚さの総和を Cとし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足するように前記光透過性部材を準備することを特徴とする投影光学系の製造方法。

0. 4 6 <C/L< 0. 6 4

4 3. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系において、

少なくとも 3面以上の非球面形状のレンズ面を有し、

前記投影光学系中の光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影光学系。

0 . 1 5 < E a / E < 0 . 7

4 4 . 前記屈折力を有する部材の総和は 1 6以上であることを特徴とする請の範囲 4 3記載の投影光学系。

4 5 . 前記屈折力を有する部材の総和は 2 6以下であることを特徴とする請求の範囲 4 3又は 4 4記載の投影光学系。

4 6 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、単一種類の材料から形成されることを特徴とする請求の範囲 4 3 、 4 4、又は 4 5記載の投影光学系。

4 7 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 3 2 %以下であることを特徴とする請求の範囲 4 3 、 4 4、又は 4 5記載の投影光学系。

4 8 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1 の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 1 6 %以下であることを特徴とする請求の範囲 4 3 、 4 4、又は 4 5記載の投影光学系。

4 9 . 前記投影光学系中の光透過性屈折部材は、第 1の材料から形成された第 1の光透過性屈折部材と、第 2の材料から形成された第 2の光透過性屈折部材とを有し、

前記光透過性屈折部材のうちの屈折力を有する部材の数に対する前記第 2の光透過性屈折部材の数は、 1 1 %以下であることを特徴とする請求の範囲 4 3 、 4 4、又は 4 5記載の投影光学系。

5 0. 前記投影光学系の光路中に配置される光透過性屈折部材の光軸に沿った厚さの総和を Cとし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を L とするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 4 3〜4 9の何れか一項記載の投影光学系。

0. 4 6 <C/L< 0. 64

5 1. 前記投影光学系は、開口絞りと、該開口絞りと前記第 2面との間に配置されたレンズ群とを含み、

該レンズ群の焦点距離を f 2とし、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 43〜 5 0の何れか一項記載の投影光学系。

0. 0 6 5< f 2/L< 0. 1 2 5

5 2. 前記投影光学系は、

負屈折力を有する第 1 レンズ群と；

該第 1 レンズ群と前記第 2面との間に配置されて正の屈折力を有する第 2 レンズ群と；

該第 2レンズ群と前記第 2面との間に配置されて負の屈折力を有する第 3レンズ群と；

該第 3レンズ群と前記第 2面との間に配置されて正の屈折力を有する第 4レンズ群と；

該第 4レンズ群と前記第 2面との間に配置された開口絞りと；該開口絞りと前記第 2面との間に配置されて正の屈折力を有する第 5 レンズ群と；を備えることを特徴とする請求の範囲 4 3〜 5 1の何れか一項記載の投影光学系。

5 3. 前記第 1 レンズ群及び前記第 2レンズ群の合成横倍率を /3 1とし、前記第 1面から前記第 2レンズ群の最も前記第 2面側のレンズ面までの距離を L l、前記第 1面から前記第 2面までの距離を Lとするとき、次の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 5 2記載の投影光学系。一 1. 3 < 1 //3 1 < 0 及び

0. 0 8 <L 1 /L< 0. 1 7

5 4. 前記投影光学系に対して前記第 2面側から前記投影光学系の光軸と平行な光線を入射させた場合、該光線が前記第 1面側へ射出されるときの前記光軸となす角度は、 5 0分以下であることを特徴とする請求の範囲 4 3〜 5 0の何れか一項記載の投影光学系。

5 5. 前記投影光学系中の前記光透過性屈折部材のうち、前記非球面形状のレンズ面が設けられていない部材のうちの少なくとも一つは、位置及び姿勢のうちの少なくとも一方が変更可能に配置されることを特徴とする請求の範囲 4 3〜 5 4の何れか一項記載の投影光学系。

5 6. 第 1面上のパターンの縮小像を第 2面上に結像させる投影光学系の製造方法において、

光透過性屈折部材が有するレンズ面のうち、少なくとも 3面以上が非球面形状となるように、且つ前記光透過性屈折部材のうち屈折力を有する部材の数の総和を Eとし、非球面形状のレンズ面が設けられた部材の数の総和を E aとするとき、次の条件を満足するように前記光透過性部材を準備する工程と；

0. 1 5く E aZEく 0. 7

該光透過性部材を組み上げる工程と；を有することを特徴とする投影光学系の製造方法。

5 7. 投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置において、

露光光を供給する光源と；

該光源からの露光光を前記投影原版上の前記パターンへ導く照明光学系と；請求の範囲 1〜 5 6の何れか一項記載の投影光学系と；を備え、前記投影光学系の前記第 1面に前記投影原版を配置可能とし、前記第 2面に前記ワークを配置可能としたことを特徴とする投影露光装置。

5 8 . 投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上で走査させつ δ つ投影露光する投影露光装置において、

露光光を供給する光源と；

該光源からの露光光を前記投影原版上の前記パターンへ導く照明光学系と；

請求の範囲 1〜 5 6の何れか一項記載の投影光学系と；

0 前記投影光学系の前記第 1面に前記投影原版を配置可能とするための第 1ステージと；

前記第 2面に前記ワークを配置可能とするための第 2ステージと；を備え、

前記第 1及び第 2ステージは、前記投影光学系の投影倍率に対応した5 速度比で移動可能であることを特徴とする投影露光装置。

5 9 . 前記光源は 1 8 0 n m以下の波長域の露光光を供給し、前記投影光学系は、前記投影原版からの露光光の光量の 2 5 %以上の光量を前記ワークへ導くことを特徴とする請求の範囲 5 7又は 5 8記載の投影露光 0 6 0 . 投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置において、

1 8 0 n m以下の波長域の露光光を供給する光源と；

5 前記投影原版と前記ワークとの間の光路中に配置されて、前記投影原版を介した前記露光光の光量の 2 5 %以上の光量を前記ワークへ導いて

ΐ

105 前記パターンの縮小像を前記ワーク上に形成する投影光学系と；を備えることを特徴とする投影露光装置。

6 1 . 前記投影原版を保持する第 1ステージと、前記ワークを保持する第 2ステージとをさらに含み、

前記第 1及び第 2ステージは、前記投影光学系の投影倍率に対応した速度比で移動可能であることを特徴とする請求の範囲 6 0記載の投影露光装置。

6 2 . 投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光装置において、

10 2 0 0 n m以下の波長域の露光光を供給する光源と；

前記投影原版と前記ワークとの間の光路中に配置されて、前記投影原版を介した前記露光光を前記ワークへ導いて前記パターンの縮小像を前記ワーク上に形成する投影光学系と；を備え、

前記光源から前記照明光学系へ向かう前記露光光の光量を E n 1 とし、前記照明光学系から前記投影原版へ向かう前記露光光の光量を E n 2とし、前記投影光学系へ入射する前記露光量の光量を E n 3とし、前記投影光学系から前記ワークへ向かって射出する前記露光光の光量を E n 4

20 とするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影露光装置。

E n 4 E n 2

>

E n 3 E n 1

6 3 . 投影原版上に形成されるパターンをワーク上へ投影露光する投影露光方法において、

25 請求の範囲 5 7 5 8、又は 5 9記載の投影露光装置を用い、

前記投影原版を前記第 1面に配置すると共に、前記ワークを前記第 2 面に配置し、

前記投影光学系を介して前記パターンの像を前記ワーク上に形成することを特徴とする露光方法。

6 4 . 投影原版に設けられたパターンの縮小像をワーク上へ投影露光する投影露光方法において、

2 0 0 n m以下の波長域の露光光を供給する工程と；

照明光学系を介して該光源からの露光光を前記投影原版上の前記パ夕ーンへ導く工程と；

前記投影光学系を介して前記投影原版からの前記露光光を前記ワークへ導き前記パターンの縮小像を前記ワーク上に形成する工程と；を有し、前記照明光学系へ入射する前記露光光の光量を E n 1 とし、前記照明光学系から前記投影原版へ向かう前記露光光の光量を E n 2とし、前記投影光学系へ入射する前記露光量の光量を E n 3とし、前記投影光学系から前記ワークへ向かって射出する前記露光光の光量を E n 4とするとき、次の条件を満足することを特徴とする投影露光方法。

E n 4 E n 2

>

E n 3 E n 1

6 5 . 前記露光光を前記パターンへ導く工程は、前記波長域の光に対する吸収の少ない特性を有するガス雰囲気で満たされた空間に前記露光光を通す補助工程を含み、

前記パターンの縮小像を前記ワーク上に形成する工程は、前記波長域の光に対する吸収の少ない特性を有するガス雰囲気で満たされた空間に前記露光光を通す補助工程を含むことを特徴とする請求の範囲 6 4記載の投影露光方法。

6 6 . 所定の回路パターンを有するマイクロデバイスの製造方法において、請求の範囲 6 3、 64、又は 6 5記載の投影露光方法を用いて前記ヮ —ク上に前記パターンの像を投影露光する工程と；

該投影露光された前記ワークを現像処理する工程と；を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

6 7. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、

2 0 0 nm以下の波長の露光光を前記投影原版べ供給する照明光学系と：

前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 /3のもとで前記ヮーク上に形成する投影光学系と；を備え、

前記投影光学系は、開口絞りと、該開口絞りと前記投影原版との間に配置された前レンズ群と、前記開口絞りと前記ワークとの間に配置された後レンズ群とを有し、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y ( k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) , 前記投影光学系の像侧の最大開口数を N A wとし、

X = f 2 · 4 I β I - NAw²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影露光装置。

≤ 4 x - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 X / 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ，

≥ 4 x - 440 , 及び

y≥ 0

6 8. 前記最大開口数 NAw、及び螢石の量 yについて、

A\v> 0. 7 2 及び

ν< 7 δ o

108 の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7記載の投影露光装置。

6 9 . 前記投影光学系の後レンズ群の焦点距離 f 2及び最大開口数 N A wは、

1 1 0 < f 2 / A w < 2 0 0

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7記載の投影露光装置。

7 0 . 前記照明光学系は、 0 . 5 p m以下の半値全幅の光を供給することを特徴とする請求の範囲 6 7記載の投影露光装置。

7 1 . 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7記載の投影露光装0 置。

0≤ y < 4 0 及び

2≤ A

7 2 . 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 7 0記載の投影露光装5

0≤ y < 4 0 及び

2≤ A

7 3 . 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7記載の投影露光装

4 0≤ y < 7 0 及び

1≤ Α≤ δ

7 4 . 前記投影光学系中の非球面の数を Αとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 7 0記載の投影露光装

4 0≤ y < 7 0 及び 1≤ A≤ δ

7 5. 前記照明光学系は、 2 0 0 nm以下で 1 7 0 nm以上の波長の光を供給することを特徴とする請求の範囲 6 7〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

7 6. 前記投影光学系は、直径 2 O mm以上の像側視野を有することを特徴とする請求の範囲 6 7〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。 7 7. 前記投影光学系の像側の最大開口数 N Awは以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7、 6 9〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

N A w≥ 0. 6 5

7 8. 前記投影光学系は一つ又は複数個の非球面を有し、かつ該非球面は前記螢石とは異なる材料からなるレンズのレンズ面に設けられることを特徴とする請求の範囲 6 7〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

7 9. 前記非球面は石英ガラスからなるレンズのレンズ面に設けられることを特徴とする請求の範囲 7 8記載の投影露光装置。

8 0. 前記前レンズ群、前記開口絞り、及び前記後レンズ群は、直線状に延びた光軸に沿って配置されることを特徴とする請求の範囲 6 7〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

8 1. 前記投影光学系は、直径 2 O mm以上の像側視野を確保するための非球面を有することを特徴とする請求の範囲 6 7〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

8 2. 更に以下の条件式を満足することを特徴とする請求の範囲 6 Ί〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

y≤ ( 9 X / 2 ) - 2 7 0

8 3. 更に以下の条件式を満足することを特徴とする請求の範囲 6 7、 6 9〜 7 4の何れか一項記載の投影露光装置。 y≤ 9 0

8 4. 更に以下の条件式を満足することを特徴とする請求の範囲 6 Ί〜

7 4の何れか一項記載の投影露光装置。

y≥ ( 9 X / 2 ) ― ( 8 5 5 / 2 )

8 5. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光方法において、

2 0 0 nm以下の波長の露光光を前記投影原版へ供給する照明工程と前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を備えた投影光学系を用いて前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 /3のもとで前記ワーク上に形成する像形成工程と；を含み、

前記像形成工程は、前記投影原版からの光を前記前レンズ群へ導く第 1補助工程と、該前レンズ群を経た光を前記開口絞りへ導く第 2補助ェ程と、該開口絞りを経た光を前記後レンズ群へ導く第 3補助工程と、該後レンズ群を経た光を用いて前記ワーク上に前記パターンの像を形成する第 4補助工程とを含み、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y ( k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を N A wとし、

X = f 2 · 4 I ;3 I - X Aw²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影露光方法。

y≤ 4 x - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥4 x - 44 0 , 及び

y≥ 0

8 6. 前記最大開口数 NAw、及び螢石の量 yについて、 N Aw> 0. 7 2 及び

y < 7 5

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 8 5記載の投影露光方法。

8 7. 前記投影光学系の後レンズ群の焦点距離 ί 2及び最大開口数 ΝΑ 0 wは、

1 1 0 < f 2 /N Awぐ 2 0 0

8 8. 前記照明工程では、 0. 5 pm以下の半値全幅の光を供給することを特徴とする請求の範囲 8 5記載の投影露光方法。

0 8 9. 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 8 5記載の投影露光方法。

0≤ y < 40 及び

2≤ A

δ 9 0. 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 8 8記載の投影露光方法。

0≤ y < 4 0 及び

2≤ A

0 9 1. 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする ί青求の範囲 8 5記載の投影露光方法。

4 0≤ y < 7 0 及び

1≤ A≤ 5

5 9 2. 前記投影光学系中の非球面の数を Aとして、前記投影光学系は以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 8 8記載の投影露光方法。

40≤ y < 7 0 及び

1≤A≤ 5

9 3. 前記照明工程では、 2 0 0 nm以下で 1 7 0 nm以上の波長の光を供給することを特徴とする請求の範囲 8 5〜 9 2の何れか一項記載の投影露光方法。

9 4. 前記像形成工程において形成される前記像の領域は、直径 2 0m m以上の円に内接することを特徴とする請求の範囲 8 5〜 9 2の何れか一項記載の投影露光方法。

9 5. 前記投影光学系の像側の最大開口数 N Awは以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 8 5、 8 7〜9 2の何れか一項記載の投影露光方法。

N A w≥ 0. 6 5

9 6. 前記像形成工程は、前記螢石とは異なる材料からなるレンズに設けられた非球面に前記光を導く補助工程を含むことを特徴とする請求の範囲 8 5〜 9 2の何れか一項記載の投影露光方法。

9 7. 前記前レンズ群、前記開口絞り、及び前記後レンズ群は、直線状に延びた光軸に沿って配置されることを特徴とする請求の範囲 8 5〜 9

2の何れか一項記載の投影露光方法。

9 8. 前記投影光学系は、直径 2 0 mm以上の像側視野を確保するための非球面を有することを特徴とする請求の範囲 8 5〜9 2の何れか一項記載の投影露光方法。

9 9. 所定の回路パターンを有するマイクロデバイスの製造方法において、

請求の範囲 8 5〜 9 2の何れか一項記載の投影露光方法を用いて前記ワーク上に前記パターンの像を投影露光する工程と；該投影露光された前記ワークを現像処理する工程と；を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

1 0 0. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置の製造方法において、

2 0 0 nm以下の波長の露光光を前記投影原版へ供給する照明光学系を準備する工程と；

前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 |3のもとで前記ヮーク上に形成する投影光学系を準備する工程と；を含み、

前記投影光学系を準備する工程は、前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を準備する補助工程と、前記前レンズ群を前記開口絞りと前記投影原版が配置される位置との間に配置する補助工程と、前記後レンズ群を前記開口絞りと前記ワークが配置される位置との間に配置する補助ェ程とを有し、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を ί 2 (mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を N A wとし、

X = f 2 · 4 I 3 ！ · N Aw²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影露光装置の製造方法。

y≤ 4 X - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x / 1 3 ) + ( 1 0 0 0/ 1 3) ，

y≥ 4 x - 440 , 及び

y≥ 0

1 0 1. 投影原版上のパターンをワーク上で走査させつつ投影露光する走査型投影露光装置において、

2 0 0 nm以下の波長の露光光を前記投影原版へ供給する照明光学系と；

前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 |3のもとで前記ヮーク上に形成する投影光学系と；を備え、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、

X = f 2 · 4 I 3 I · NAw²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする走査型投影露光 y≤ 4 X - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x / 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ，

y≥ 4 X— 440 , 及び

y≥ 0

1 0 2. 波長 2 0 0 nm以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2 面上に形成する屈折型の投影光学系において、

開口絞りと；

該開口絞りと前記第 1面との間に配置される前レンズ群と；

前記開口絞りと前記第 2面との間に配置される後レンズ群と；を備え、前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の投影倍率を /3、前記投影光学系の像側の最大開口数を NAwとし、

X = f 2 · 4 I 3 ！ · NAw² とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影光学系。 y≤ 4 x - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x / 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥ 4 X - 44 0 , 及び

ν≥ 0

1 0 3. 波長 2 0 0 nm以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2 面上に形成する屈折型の投影光学系の製造方法において、

前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を準備する工程と；

前記前レンズ群を前記開口絞りと前記第 1面との間に配置する工程と前記後レンズ群を前記開口絞りと前記第 2面との間に配置する工程と；を有し、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y ( k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の投影倍率を /3、前記投影光学系の像側の最大開口数を A wとし、

X = f 2 · 4 I /3 · N A\v- '

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影光学系の製造方法。

y≤ 4 x - 2 0 0 ,

y≤ { x / I 3 ) ÷ ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥ 4 x - 44 0 , 及び

y≥ 0

1 0 4. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの螢石の量をディスク材に換算した量を y (k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を N A wとし、

X = f 2 · 4 I 3 I · N A w ²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影露光装置。 y≤ ( 9 X / 2 ) - 2 7 0 ,

y≤ 9 0 ,

y≥ ( 9 x/ 2 ) 一 ( 8 5 5 / 2 ) , 及び

y≥ 0

1 0 5. 前記最大開口数 ΝΑλν、及び螢石の量 yについて、

X Aw> 0. 7 2 及び

y < 7 5

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1 04記載の投影露光

1 0 6. 前記投影光学系の後レンズ群の焦点距離 f 2及び最大開口数 N A wは、

1 1 0 < f 2 /N Aw< 2 0 0

1 0 7. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光装置において、

前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとで前記ヮーク上に形成する投影光学系と；を備え、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y ( k g ) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2

(mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、

= f 2 · 4 I β I · Ν A w ^L>

y≤ 4 x - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x / 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ，

≥ 4 X - 440 , 及び

y≥ 0

1 0 8. 前記最大開口数 NA v、及び螢石の量 yについて、

Aw> 0. 7 2 及び

y< 7 5

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1 0 7記載の投影露光

1 0 9. 前記投影光学系の後レンズ群の焦点距離 f 2及び最大開口数 N Awは、

1 1 0 < f 2 ZN Aw< 2 0 0

1 1 0. 以下の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1 0 7記載の投影露光装置。

y = 0

1 1 1. 前記照明光学系は 2 0 0 nm以下で 1 7 0 nm以上の波長の光を供給し、前記投影光学系中の前記光透過性材料のうちの前記第 1の材料は石英であることを特徴とする請求の範囲 1 1 0記載の投影露光装置。

1 1 2. 前記照明光学系は 1 7 0 nm以下の波長の光を供給し、前記投影光学系中の前記光透過性材料のうちの前記第 1の材料は螢石であることを特徴とする請求の範囲 1 1 0記載の投影露光装置。

1 1 3. 前記投影光学系中の前記光透過性材料は、前記第 1の材料とは異なる第 2の材料を更に有することを特徴とする請求の範囲 1 0 7記載の投影露光装置。

1 1 4. 前記第 2の材料は石英ガラスであることを特徴とする請求の範囲 1 1 3記載の投影露光装置。

1 1 5. 前記第 1の材料は螢石であることを特徴とする請求の範囲 1 1 4記載の投影露光装置。

1 1 6. 前記照明光学系は、 0. 5 pm以下の半値全幅の光を供給することを特徴とする請求の範囲 1 0 7〜 1 1 5の何れか一項記載の投影露光装置。

1 1 7. 前記投影光学系は、直径 2 Omm以上の像側視野を有することを特徴とする請求の範囲 1 0 7〜 1 1 5の何れか一項記載の投影露光装

1 1 8. 前記投影光学系は、直径 2 0 mm以上の像側視野を確保するための非球面を有することを特徴とする請求の範囲 1 0 7〜 1 1 5の何れか一項記載の投影露光装置。

1 1 9. 前記前レンズ群、前記開口絞り、及び前記後レンズ群は、直線状に延びた光軸に沿って配置されることを特徴とする請求の範囲 1 0 7 〜 1 1 5の何れか一項記載の投影露光装置。

1 2 0. 投影原版上のパターンをワーク上に投影露光する投影露光方法において、

2 0 0 nm以下の波長の露光光を前記投影原版へ供給する照明工程と前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を備えた投影光学系を用いて前記投影原版上のパターンの像を所定の投影倍率 3のもとで前記ワーク上に形成する像形成工程と；を含み、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を _y ( k g ) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、

X = f 2 · 4 I /3 I · N A w

y≤ 4 X - 2 0 0 ,

y≤ (4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥4 x— 440 , 及び

Υ≥ 0

1 2 1. 前記最大開口数 NAw、及び螢石の量 yについて、

Aw> 0. 7 2 及び y < 7 5

の条件を満足することを特徴とする請求の範囲 1 2 0記載の投影露光方法。

1 2 2. 前記投影光学系の後レンズ群の焦点距離 f 2及び最大開口数 N A wは、

1 1 0 < f 2 / N A w < 2 0 0

1 2 3. 波長 2 0 0 n m以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2 面上に形成する屈折型の投影光学系において、

開口絞りと；

前記開口絞りと前記第 2面との間に配置される後レンズ群と；を備え、前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y ( k g) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の投影倍率を /3、前記投影光学系の像側の最大開口数を X Awとし、

X = f 2 · 4 ！ /3 ί · N A w ²

とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする投影光学系。 y≤ 4 X - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x / 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ，

y≥ 4 X - 440 , 及び

y≥ 0

1 2 4. 波長 2 0 0 nm以下の光を用いて第 1面のパターンの像を第 2 面上に形成する屈折型の投影光学系の製造方法において、

前レンズ群、開口絞り、及び後レンズ群を準備する工程と；前記前レンズ群を前記開口絞りと前記第 1面との間に配置する工程と前記後レンズ群を前記開口絞りと前記第 2面との間に配置する工程と；を有し、

前記投影光学系中の光透過性光学材料のうちの第 1の材料の量をディスク材に換算した量を y ( k g ) 、前記後レンズ群の焦点距離を f 2 (mm) 、前記投影光学系の投影倍率を /3、前記投影光学系の像側の最大開口数を N Awとし、

X = f 2 · 4 I /3 I · X A \\- ^J

y≤ 4 X - 2 0 0 ,

y≤ ( 4 x/ 1 3 ) + ( 1 0 0 0 / 1 3 ) ,

y≥ 4 χ - 440 , 及び

y≥ 0