WO2006121008A1 - 投影光学系、露光装置、および露光方法 - Google Patents

投影光学系、露光装置、および露光方法 Download PDF

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optical element
liquid
optical
projection optical
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Yasuhiro Omura
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Nikon Corporation
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids

Definitions

  • the present invention relates to a projection optical system, an exposure apparatus, and an exposure method, and in particular, a projection apparatus suitable for use in manufacturing a microdevice such as a semiconductor element or a liquid crystal display element by photolithography. It relates to an optical system.
  • a photosensitive substrate (a wafer coated with a photoresist, a pattern image of a mask (or a reticle), a projection optical system, and the like, as in a photolithographic process for producing a semiconductor element, etc.
  • An exposure apparatus for projecting and exposing onto a glass plate or the like is used. In the exposure apparatus, as the degree of integration of semiconductor elements and the like is improved, the resolution (resolution) required for the projection optical system is further increased.
  • the resolution of the projection optical system is represented by k ′ ZNA (k is a process coefficient). Also, assuming that the refractive index of the medium (usually a gas such as air) between the projection optical system and the photosensitive substrate is n and the maximum incident angle to the photosensitive substrate is n. It is represented by n-sin ⁇ .
  • Patent Document 1 International Publication No. WO 2004 Z 019128 Pamphlet
  • the image-side numerical aperture of the immersion type projection optical system is set to be larger than, for example, 1.2 while under force, a boundary lens in which the incident surface is in contact with gas and the emission surface is in contact with the liquid
  • the holding tab for holding the boundary lens is located near the liquid on the exit surface side, and the liquid (immersion liquid) easily intrudes into the projection optical system.
  • the liquid intrudes into the inside of the projection optical system the anti-reflection film on the optical surface is deteriorated, and the risk of impairing the imaging performance (generally, the optical performance) of the projection optical system becomes high.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and prevents immersion of a liquid (immersion liquid) into the inside of an optical system, and is capable of maintaining good imaging performance.
  • the purpose is to provide a projection optical system.
  • the present invention uses a high-resolution immersion projection optical system that can prevent liquid from entering the interior of the optical system and maintain good imaging performance, thereby achieving high precision for fine patterns. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of performing stable and stable projection exposure.
  • the image of the first surface is transferred through a liquid.
  • the projection optical system includes a boundary optical element in which the first surface side is in contact with a gas and the second surface side is in contact with the liquid.
  • the projection optical system is characterized in that the entrance surface of the boundary optical element has a convex shape toward the first surface, and a groove is formed so as to surround the effective area of the exit surface of the boundary optical element. provide.
  • a projection optical system for projecting an image of a first surface onto a second surface through a liquid
  • the projection optical system includes a boundary optical element in which the first surface side is in contact with a gas and the second surface side is in contact with the liquid.
  • the boundary optical element includes an incident surface having a convex shape facing the first surface, and a holding tab provided on a holding surface perpendicular to the optical axis.
  • a projection optical system is provided, wherein a space is formed between the holding tab and the optical axis.
  • an illumination system for illuminating a pattern set on the first surface
  • an projection system for projecting an image of the pattern on a photosensitive substrate set on the second surface
  • an exposure apparatus comprising the projection optical system of the first form or the second form.
  • an image of a pattern set on the first surface through the projection optical system of the first or second form is formed on the photosensitive substrate set on the second surface.
  • the other optical surface of the optical element has a convex shape
  • a groove is formed so as to surround an effective area of the one optical surface.
  • An optical element is provided.
  • one optical surface is in contact with a liquid, and the other optical surface has a convex shape.
  • a holding tab provided on a holding surface perpendicular to the optical axis of the optical element for holding the optical element
  • an optical element characterized in that a space is formed between the holding tab and the optical axis.
  • an immersion objective optical system comprising the optical element of the sixth or seventh aspect,
  • the present invention provides an immersion objective optical system characterized in that the optical element is disposed closest to the liquid side.
  • the force holding optical fiber of the boundary optical element (boundary lens) is positioned near the liquid on the exit surface side.
  • a groove is formed so as to surround the effective area of the exit surface of the projection, so that the action of the groove makes it difficult for the liquid to enter between the holding tab and the lens chamber hold, and further the inside of the projection optical system. Liquid is less likely to penetrate.
  • the penetration of liquid (immersion liquid) into the interior of the optical system can be prevented, and good imaging performance can be maintained.
  • the exposure apparatus and the exposure method of the present invention use a high resolution immersion projection optical system that can prevent the liquid from entering the inside of the optical system and maintain good imaging performance. Fine patterns can be projected and exposed with high precision and stability, and thus good microdevices can be manufactured with high precision and stability.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the positional relationship between a rectangular still exposure area formed on a wafer and a reference optical axis in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a configuration between a boundary lens and a wafer in each example of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system which may be included in the first example of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing lateral aberration in the projection optical system of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing a lens configuration of a projection optical system according to a second example of the present embodiment.
  • FIG. 7 shows transverse aberration in the projection optical system of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining a disadvantage when the image side numerical aperture of the liquid immersion type projection optical system is set large.
  • FIG. 9 is a view schematically showing a characteristic main part configuration of a projection optical system according to the present embodiment.
  • FIG. 10 This is a flowchart of the method for obtaining a semiconductor device as a microdevice.
  • FIG. 11 It is a flowchart of the method at the time of obtaining the liquid crystal display element as a micro device.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the X axis and the Y axis are set in a direction parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. More specifically, the XY plane is set parallel to the horizontal plane, and the + Z axis is set upward along the vertical direction!
  • the exposure apparatus of the present embodiment is, for example, an ArF exci-
  • the illumination optical system 1 includes a laser light source, an optical 'integrator (homogenizer), a field stop, and a condenser lens and the like.
  • An exposure light (exposure beam) IL consisting of ultraviolet pulse light with a wavelength of 193 nm from which the light source power is also emitted passes through the illumination optical system 1 and illuminates the reticle (mask) R.
  • a pattern to be transferred is formed on reticle R, and a rectangular (slit-like) pattern area having a long side along the X direction and a short side along the Y direction out of the entire pattern area is illuminated. Be done.
  • the light having passed through the reticle R is transferred to the exposure area on the wafer (photosensitive substrate) W coated with the photoresist through the immersion type projection optical system PL at a predetermined reduction projection magnification.
  • a rectangular shape having a long side along the X direction and a short side along the Y direction on the wafer W so as to optically correspond to a rectangular illumination area on the reticle R.
  • the pattern image is formed in the static exposure area (effective exposure area) of
  • FIG. 2 is a view showing a positional relationship between a rectangular still exposure area (ie, effective exposure area) formed on a wafer in the present embodiment and a reference optical axis.
  • a circular area (image circle) IF having a radius B centered on the reference optical axis AX (image circle) is placed in the IF, and an axis in the Y direction from the reference optical axis AX
  • a rectangular effective exposure area ER having a desired size is set at a position separated by the removal amount A.
  • the length in the X direction of the effective exposure region ER is LX
  • the length in the Y direction is LY. Therefore, on the force reticle R (not shown), the effective exposure area ER is located at a distance from the reference optical axis AX in the Y direction by the distance corresponding to the off-axis amount A corresponding to the rectangular effective exposure area ER.
  • a rectangular illumination area (that is, an effective illumination area) having a corresponding size and shape is formed.
  • Reticle R is held parallel to the XY plane on reticle stage RST, and reticle stage RST incorporates a mechanism for finely moving reticle R in the X direction, Y direction, and rotational direction.
  • reticle stage RST incorporates a mechanism for finely moving reticle R in the X direction, Y direction, and rotational direction.
  • the positions in the X direction, Y direction and rotational direction are measured and controlled in real time by a reticle laser interferometer (not shown).
  • Wafer W is fixed parallel to the XY plane on Z stage 9 via a wafer holder (not shown).
  • Z stage 9 is moved along an XY plane substantially parallel to the image plane of projection optical system PL. It is fixed on the moving XY stage 10 and controls the focus position (position in the ⁇ direction) and the tilt angle of the wafer W. The position of the X direction, the ⁇ direction and the rotational direction is measured and controlled in real time by a wafer laser interferometer 13 using a movable mirror 12 provided on the ⁇ stage 9 and the ⁇ ⁇ stage 9 is controlled.
  • the crucible stage 10 is mounted on the base 11 and controls the X direction, the wedge direction, and the rotational direction of the wafer W.
  • the main control system 14 provided in the exposure apparatus of this embodiment is based on the measurement values measured by the reticle laser interferometer! /, The position of the reticle R in the X direction, Make adjustments. That is, the main control system 14 transmits a control signal to a mechanism incorporated in the reticle stage RST and moves the reticle stage RST finely to adjust the position of the reticle R.
  • the main control system 14 aligns the surface on the wafer W with the image plane of the projection optical system PL by the autofocus method and the auto leveling method, the focus position (position in the Z direction) of the wafer W and Adjust the tilt angle. That is, the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15 and drives the Z stage 9 by the wafer stage drive system 15 to adjust the focus position and the inclination angle of the wafer W.
  • the main control system 14 adjusts the position of the wafer W in the X direction, the Y direction, and the rotational direction based on the measurement values measured by the wafer laser interferometer 13. That is, the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15 and drives the XY stage 10 by the wafer stage drive system 15 to adjust the position of the wafer W in the X direction, Y direction and rotation direction. Do.
  • main control system 14 is incorporated in reticle stage RST, and sends a control signal to the mechanism, and sends a control signal to wafer stage drive system 15, thereby projecting the projection magnification of projection optical system PL.
  • the pattern image of the reticle R is projected and exposed in a predetermined shot area on the wafer W while driving the reticle stage RST and the XY stage 10 at a speed ratio according to the above.
  • the main control system 14 transmits a control signal to the wafer stage drive system 15 to drive the XY stage 10 by the wafer stage drive system 15 to step-move another shot area on the wafer W to the exposure position.
  • the pattern image of the reticle R is transferred onto the wafer W by the step 'and' scan method.
  • the operation of scanning and exposing upward is repeated. That is, in the present embodiment, while controlling the position of reticle R and wafer W using wafer stage drive system 15 and wafer laser interferometer 13 etc., the short side direction of the rectangular static exposure area and static illumination area is detected.
  • the reticle stage RST and the XY stage 10 along the Y direction are moved (scanned) synchronously with the reticle scale and the wafer W, so that the long side of the still exposure area on the wafer W
  • a reticle pattern is scan-exposed to a region equal to LX and having a width and a length corresponding to the scanning amount (moving amount) of the wafer W.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a configuration between the boundary lens and the wafer in each example of the present embodiment.
  • the surface on the reticle R side (object side) is in contact with the second liquid Lm2
  • the surface on the wafer W side (image side) is the first.
  • the in-liquid parallel flat plate Lp in contact with the liquid Lml is disposed closest to the wafer.
  • a boundary lens (boundary optical element) Lb is disposed adjacent to the in-liquid parallel flat plate Lp with the surface on the reticle R side in contact with the gas and the surface on the wafer W side in contact with the second liquid Lm2.
  • pure water readily available in large quantities at a semiconductor manufacturing plant etc. as a first liquid Lml and a second liquid Lm2 having a refractive index greater than 1.1 (deionized water ) Is used.
  • the boundary lens Lb is a positive lens having a convex surface on the reticle R side and a flat surface on the reticle W side.
  • the boundary lens Lb and the liquid parallel flat plate Lp are both made of quartz and quartz. This is because when the boundary lens Lb or the liquid parallel flat plate Lp is formed of fluorite, the fluorite has the property of being soluble in water (soluble), and it is difficult to stably maintain the imaging performance of the projection optical system. It is because
  • fluorite in fluorite, it is known that the internal refractive index distribution has a high frequency component, and variations in the refractive index including this high frequency component may cause the occurrence of flare, and thus imaging of the projection optical system It is easy to reduce the performance.
  • fluorite is known to have intrinsic birefringence, and in order to maintain good imaging performance of the projection optical system, it is necessary to correct the influence of the intrinsic birefringence. Therefore, it is preferable to form the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp of quartz from the viewpoint of solubility of fluorite, high frequency component of refractive index distribution and intrinsic birefringence.
  • the boundary lens of the projection optical system PL from the start to the end of the scanning exposure
  • the technology disclosed in International Publication No. WO 99 Z 49 504 and the technology disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-303114. Etc. can be used.
  • a liquid adjusted to a predetermined temperature from a liquid supply device through a supply pipe and a discharge nozzle is used as an optical path between a boundary lens Lb and a mirror W.
  • Supply to fill, and the liquid supply device collects the liquid on the wafer W through the recovery pipe and the inflow nozzle.
  • the wafer holder table is configured in a container shape so as to be able to store the liquid, and the center of the inner bottom portion ,) Wafer W is positioned and held by vacuum suction. Further, the end of the lens barrel of the projection optical system PL extends into the liquid, so that the optical surface on the wafer side of the boundary lens Lb extends into the liquid.
  • the first water supply / drainage mechanism 21 is used to circulate pure water as the first liquid Lml in the optical path between the in-liquid parallel flat plate Lp and the wafer W. I am doing it.
  • pure water as the second liquid Lm2 is circulated in the light path between the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp using the second water supply / drainage mechanism 22.
  • pure water as the immersion liquid at a small flow rate, it is possible to prevent the deterioration of the liquid by the effects such as antiseptic and antifungal.
  • the aspheric surface has a height in the direction perpendicular to the optical axis as y, and the tangential force at the vertex of the aspheric surface is the optical axis up to the position on the aspheric surface at the height y.
  • Letting z be the distance (sag amount) along r, r be the radius of curvature of the apex, K be the conical coefficient, and C be the aspheric coefficient of order ⁇ , it is expressed by the following equation (a).
  • a lens surface formed in an aspheric surface shape is marked with an * mark on the right side of the surface number.
  • the projection optical system PL is disposed on the object surface (first surface).
  • a second intermediate image of the reticle pattern based on a first imaging optical system Gl for forming a first intermediate image of the pattern of the reticle R placed and a light of the first intermediate image power (an image of the first intermediate image Therefore, based on the light of the second imaging optical system G2 for forming the secondary image of the reticle pattern and the light of the second intermediate image power, on the wafer W disposed on the image surface (the second surface)
  • a third imaging optical system G3 for forming a final image of the reticle pattern (a reduced image of the reticle pattern).
  • the first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 are both dioptric systems
  • the second imaging optical system G2 is a catadioptric system including a concave reflecting mirror CM.
  • a first plane reflecting mirror (first deflection mirror) Ml is disposed, and a second imaging optical system is provided.
  • a second plane reflecting mirror (second deflecting mirror) M2 is disposed in the light path between G2 and the third imaging optical system G3.
  • the first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 have an optical axis AX1 and an optical axis AX3 linearly extending along the vertical direction.
  • the optical axis AX1 and the optical axis AX3 coincide with the reference optical axis AX.
  • the second imaging optical system G2 has an optical axis AX2 (vertical to the reference optical axis AX) extending linearly along the horizontal direction.
  • first plane reflector M1 and the second plane reflector M2 have reflecting surfaces set to form an angle of 45 degrees with the reticle plane, and the first plane reflector M1 and the second plane
  • the reflecting mirror M2 is integrally configured as one optical member.
  • the projection optical system PL is substantially telecentric on both the object side and the image side.
  • FIG. 4 is a view showing a lens configuration of a projection optical system which is the same as the first example of this embodiment. Ru.
  • the first imaging optical system G1 has a convex surface facing the reticle side, the plane-parallel plate P1, the biconvex lens L11, and the reticle side sequentially from the reticle side.
  • the second imaging optical system G2 has a negative meniscus lens L21 having a concave surface facing the reticle side and a concave surface facing the reticle side sequentially from the reticle side (that is, the incident side) along the light traveling forward path.
  • the negative meniscus lens L22 and a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the reticle are included.
  • the third imaging optical system G3 has, in order from the reticle side (that is, the incident side), a positive mescus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, and a positive surface having a convex surface facing the reticle side.
  • a positive meniscus lens L310 with a spherical concave surface, a biconvex lens L311, an aperture stop AS, a planoconvex lens L312 with a flat surface facing the wafer, and a positive meniscus lens with a nonspherical concave surface facing the wafer It comprises a lens L313, a positive mesh lens L314 having an aspheric concave surface facing the wafer,
  • the optical path between the boundary lens (boundary optical element) Lb and the plane parallel plate (parallel plane plane plate in liquid) Lp and the optical path between the plane parallel plate Lp and the wafer W are used
  • Light exposure light
  • Lml, Lm2 pure water
  • central wavelength E 193. 306
  • It is formed of quartz (SiO 2) having a refractive index of 61.
  • Table 1 shows values of specifications of the projection optical system PL that are the key to the first example.
  • ⁇ is the central wavelength of the exposure light
  • j8 is the size of the projection magnification (imaging magnification of the whole system)
  • ⁇ A is the image side (wafer side) numerical aperture
  • B is the wafer
  • A is the off-axis amount of the effective exposure area ER
  • LX is the dimension along the X direction of the effective exposure area ER (dimension of the long side)
  • LY is the effective exposure area ER
  • the dimensions along the Y direction (dimensions of the short side) of each are shown.
  • the surface number indicates the order of the surface of the reticle side force along the traveling path of the light beam to the wafer surface which is the reticle surface force image surface (the second surface) which is the object surface (the first surface).
  • r is the radius of curvature of each surface (apex radius of curvature in the case of an aspheric surface: mm)
  • d is the axial spacing of each surface, ie, the surface spacing (mm)
  • n is the refractive index for the central wavelength.
  • the interplanar spacing d changes its sign each time it is reflected. Therefore, the sign of the surface separation d is negative in the optical path from the reflecting surface of the first plane reflecting mirror M1 to the concave reflecting mirror CM and in the optical path to the image plane, and the other optical paths Inside is positive.
  • the curvature radius of the convex surface is positive toward the reticle side, and the curvature radius of the concave surface is negative toward the reticle side.
  • the curvature radius of the concave surface is positive along the forward path of the light toward the incident side (reticle side), and the curvature radius of the convex surface is negative toward the incident side.
  • a force is directed toward the reticle side to make the radius of curvature of the concave surface positive, and a force toward the reticle side is radius of curvature of the convex surface.
  • Table (1) is the same as in the following Table (2).
  • FIG. 5 is a diagram showing lateral aberration in the projection optical system of the first embodiment.
  • Y is the image height
  • the solid line is the center wavelength 193.
  • 3060 nm is the center wavelength 193.
  • 306 nm + 0.2 p m 193.
  • 3062 ⁇ the dot-and-dash line is 193.
  • 306 nm ⁇ 0.2 pm 193.
  • 3058 nm is shown respectively.
  • the notation in FIG. 5 is the same as in FIG. 7 below. As apparent from the aberration diagrams in FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a lens configuration of a projection optical system according to a second example of the present embodiment.
  • the first imaging optical system G1 has a convex surface facing the reticle side, the plane-parallel plate P1, the biconvex lens L11, and the reticle side sequentially from the reticle side.
  • a positive meniscus lens L16 having a concave surface on the reticle side, a negative meniscus lens L17 having a concave surface on the reticle side, a positive meniscus lens L18 having an aspheric concave surface on the reticle side, and a reticle surface on the reticle side Consisting of a concave surface-facing positive mesh lens L19, a biconvex lens L110, and a positive mesh lens LI11 with an aspheric concave surface facing the lens side!
  • the second imaging optical system G2 has a negative meniscus lens L21 having a concave surface facing the reticle side and a concave surface facing the reticle side in this order from the reticle side (that is, the incident side) along the light traveling forward path.
  • the negative meniscus lens L22 and a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the reticle are included.
  • the third imaging optical system G3 has, in order from the reticle side (that is, the incident side), a positive mescus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, and a positive surface having a convex surface facing the reticle side.
  • all light transmitting members including the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp are made of quartz having a refractive index of 1.5603261 with respect to the central wavelength of the used light.
  • Table 2 below summarizes values of specifications of the projection optical system PL according to the second example.
  • FIG. 7 shows transverse aberration in the projection optical system of the second embodiment.
  • a large actual size can be obtained.
  • a relatively large effective imaging area can be secured while securing an effective image side numerical aperture. That is, in each example, while securing a high image-side numerical aperture of about 1.3 for ArF excimer laser light with a center wavelength of 193.306 nm, a 26 mm ⁇ 5 mm rectangular effective exposure area Region) ER can be secured, and for example, a circuit pattern can be scanned and exposed at high resolution in a rectangular exposure region of 26 mm ⁇ 33 mm.
  • the curvature of the convex entrance surface Lba of the boundary lens Lb is set as shown in FIG. 8 (a). Even if it is not so large, it is possible to avoid the reflection of incident light at the entrance surface Lba. As a result, since the holding tab Lbb for holding the boundary lens Lb can be positioned sufficiently away from the liquid (immersion liquid: not shown) on the injection surface Lbc side, the holding tab Lbb and the lens chamber There is a low risk that liquid may enter between Hd and Hd and may also enter the inside of the projection optical system.
  • the entrance surface Lba of the boundary lens Lb In order to avoid reflections of incident light on it, it is necessary to make the entrance surface Lba a convex shape with a fairly large curvature. In this case, inevitably, the holding tab Lbb of the boundary lens Lb is located near the liquid on the exit surface Lbc side, and the liquid easily intrudes between the holding tab Lbb and the hold Hd, Furthermore, the liquid can easily enter the inside of the projection optical system.
  • FIG. 9 is a view schematically showing a characteristic main part configuration of a projection optical system according to the present embodiment.
  • the effective area (area through which the effective imaging light beam passes) of the exit surface Lbc of the boundary lens (boundary optical element) Lb is surrounded.
  • the groove Gr (in other words, space) is formed.
  • groove Gr is continuously formed so as to surround the effective region of emission surface Lbc over the entire circumference, and connects the outer periphery of the effective region of entrance surface Lba and the outer periphery of the effective region of emission surface Lbc. It has an inclined surface Gra corresponding to the effective outer peripheral surface Lbd (for example, approximately parallel to the effective outer peripheral surface Lbd).
  • the image-side numerical aperture is set to a value (1.32 or 1.3) substantially larger than 1.2
  • the incident surface of the boundary lens Lb is Although the curvature of Lba is large, the holding tab Lbb is necessarily located near the liquid Lm2 (not shown) on the injection surface Lbc side, but the groove Gr extends deeper than the holding tab Lbb to the incident surface Lba side ing.
  • the holding tab Lbb is provided on a holding surface (virtual plane indicated by a two-dot chain line in the figure) perpendicular to the optical axis AX, and the space as the inside of the groove Gr is the holding tab Lbb and the optical axis It is formed between AX.
  • “groove” is a broad concept including a recess and a rounded portion, and, for example, the level of the inner surface (that is, injection surface Lbc) of groove Gr and the level of outer surface Lbe A configuration in which there is a step between the two is also possible.
  • the liquid holding mechanism LH for holding the liquid Lm2 in the light path between the effective area of the exit surface Lbc of the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp.
  • the liquid holding mechanism LH is formed of, for example, titanium, stainless steel or the like, and a part thereof protrudes inside the groove part Gr (in other words, a space). More specifically, the liquid holding mechanism LH has an opposite surface LHa opposite to the inclined surface Gm of the groove Gr at a distance, and at least one of the inclined surface Gra and the opposite surface LHa is water repellent-treated A water repellent film is formed on at least one of the force or the inclined surface Gra and the opposite surface LHa.
  • the holding tab Lbb is positioned near the liquid Lm2 on the emission surface Lbc side.
  • the groove Gr is formed so as to surround the effective area of the light emission surface Lbc, the holding tab Lbb and the lens chamber holder are formed by the action of the groove Gr even without providing the liquid holding mechanism LH. It becomes difficult for the liquid Lm2 to enter between Hd and for the liquid Lm2 to enter the inside of the projection optical system PL.
  • the immersion of the liquid (immersion liquid) into the inside of the optical system Therefore, good imaging performance can be maintained.
  • the exposure apparatus of this embodiment uses the high resolution immersion projection optical system PL which can prevent the liquid from entering the inside of the optical system and maintain good imaging performance.
  • the fine pattern can be projected and exposed with high precision and stability.
  • a plurality of grooves Gr may be provided intermittently so as to surround the effective area of the exit surface Lbc of the boundary lens Lb, in order to effectively prevent the liquid Lm2 from reaching the holding tab Lbb.
  • the groove Gr is continuously formed so as to surround the effective region of the emission surface Lbc over the entire circumference, and the groove Gr extends deeper than the holding tab Lbb toward the incident surface Lba. Preferred to be formed on.
  • a plane parallel plate (generally, an optical member with substantially no refractive power) Lp is disposed in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W. Even if pure water as the immersion liquid is contaminated by outgassing from the photoresist applied to the wafer W, the action of the plane parallel plate Lp interposed between the boundary lens Lb and the wafer W causes contamination. It is possible to effectively prevent the contamination of the image-side optical surface of the boundary lens Lb with pure water. Furthermore, since the difference in refractive index between the liquid (pure water: Lml, Lm2) and the plane parallel plate Lp is small, the attitude and position accuracy required for the plane parallel plate Lp are significantly relaxed.
  • the optical performance can be easily restored by performing member replacement as needed.
  • the pressure fluctuation at the time of scanning exposure of the liquid Lm2 in contact with the boundary lens Lb and the pressure fluctuation at the step movement can be suppressed small by the action of the plane-parallel plate Lp, the liquid can be held with a relatively small space. It will be possible.
  • the liquid Lm2 can be reliably held in the optical path between the effective region of the light exit surface Lbc of the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp. .
  • the liquid Lm2 reaches the holding tab Lbb along the gap between the inclined surface Gra of the groove Gr and the opposing surface LHa of the liquid holding mechanism LH. There is a fear.
  • the pressure change more than expected occurs in the liquid Lm2 in contact with the boundary lens Lb.
  • at least one of the hydrophilic inclined surface Gra and the opposite surface LHa is used. It is preferable to perform a water repellent finish or to form a water repellent film on at least one of the inclined surface Gra and the opposite surface LHa.
  • the groove Gr corresponds to the effective outer peripheral surface Lbd connecting the outer periphery of the effective region of the incident surface Lba and the outer periphery of the effective region of the emission surface Lbc It is preferable to have an inclined surface Gm (having an inclination corresponding to the outer peripheral surface Lbd).
  • the effective region of the exit surface Lbc of the boundary lens Lb is formed in a planar shape, and therefore, the liquid layer between the boundary lens Lb and the plane parallel plate Lp
  • the thickness of Lm 2 is constant.
  • the plane parallel plate Lp is disposed in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W, but a modification of FIG. 9 (b) is not limited thereto. As shown in the figure, a configuration is also possible in which the installation of the parallel flat plate Lp is omitted. Also in the modification of FIG. 9 (b), the same effect as that of the present embodiment can be obtained by forming the groove Gr (in other words, a space) so as to surround the effective region of the exit surface Lbc of the boundary lens Lb. You can get it.
  • the groove Gr in other words, a space
  • pure water (Lml, Lm2) is used as the liquid to be filled in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W.
  • the refractive index is higher than that.
  • a liquid for example, a liquid having a refractive index of 1.6 or more
  • a high refractive index liquid for example, glycenol (CH 2 [OH] CH [OH] CH [OH]), heptane (C 2 H 5), etc.
  • Water mixed with fine particles of oxide, isopropanol, hexane, decane or the like can also be used.
  • a high refractive index liquid in order to suppress the size of the projection optical system PL, in particular, the size in the diameter direction, a part of lenses of the projection optical system PL, in particular the image plane ( Near the wafer W), it is preferable to form the lens with a high refractive index material.
  • a high refractive index material it is preferable to use, for example, calcium oxide or magnesium oxide, barium fluoride, strontium oxide, barium oxide or mixed crystals containing these as main components.
  • a high numerical aperture can be realized under a feasible size. For example, even when using an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), it is possible to realize a high numerical aperture of about 1.5 or more.
  • an F 2 laser with a wavelength of 157 nm is used as the exposure light IL
  • a liquid capable of transmitting F laser light for example, an excess light, is used as the liquid.
  • PFPE fluorinated polyether
  • oil a fluorinated oil
  • the reticle (mask) is illuminated by the illumination device (illumination step), and the transfer pattern formed on the mask is exposed on the photosensitive substrate using the projection optical system.
  • microdevices semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.
  • FIG. 10 the flowchart of FIG. 10 is shown as an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment. Refer to the description.
  • a metal film is vapor-deposited on one lot of wafers.
  • photoresist is applied on the metal film on the one lot wafer.
  • the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot through the projection optical system.
  • the pattern on the mask is etched in Step 305 by using the resist pattern as a mask on the wafer of one lot. Circuit pattern force corresponding to is formed in each shot area on each wafer.
  • a device such as a semiconductor element is manufactured.
  • a semiconductor device manufacturing method a semiconductor device having a very fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and the force of performing each of the exposure, development, and etching steps is performed on the wafer prior to these steps. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be coated on the silicon oxide film, and then each process such as exposure, development and etching may be performed.
  • a liquid crystal display device as a microdevice can also be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate).
  • a predetermined pattern circuit pattern, electrode pattern, etc.
  • a photosensitive substrate such as a glass substrate coated with a resist
  • Ru a photosensitive substrate
  • a set of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arrayed in a matrix, or R, G,
  • a color filter is formed by arranging a plurality of B stripe filters in the direction of horizontal scanning lines.
  • a cell assembly step 403 is performed.
  • a liquid crystal panel liquid crystal cell
  • liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, Manufacture panels (liquid crystal cells). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell), a backlight and the like are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method of manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having a very fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • the ArF excimer laser light source is used in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and another suitable light source such as an F laser light source can also be used.
  • F laser light when F laser light is used as the exposure light, F laser light can be transmitted as the liquid.
  • a fluorinated liquid such as fluorinated oil or perfluoropolyether (PFPE).
  • the present invention is applied to the immersion type projection optical system mounted on the exposure apparatus in the above-mentioned embodiment, other general immersion type not limited to this.
  • the invention can also be applied to projection light systems of the type.
  • the present invention is applied to the off-axis type catadioptric optical system in which the effective visual field does not include the optical axis in the above-described embodiment, other general projections which are not limited to this are also applicable.
  • the present invention can also be applied to an optical system.
  • the present invention is applied to the immersion type projection optical system, but the present invention is also applied to the immersion type objective optical system which is not limited to this. It is a good thing to do.
  • the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp are formed of quartz of an amorphous material, but it is assumed that the material forming the boundary lens Lb and the in-liquid parallel flat plate Lp is For example, it is not limited to quartz, and, for example, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, barium fluoride, sodium 'lithium' fluoride (BaLiF),
  • t3 ⁇ 4 material such as Tetium aluminum garnet ([Lutetium Aluminum Garnet] LuAG) or spinonele ([crystalline magnesium aluminum spinel] MgAl O).
  • pure water is used as the first liquid and the second liquid, but the first and second liquids are not limited to pure water.

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Abstract

　光学系の内部への液体（浸液）の侵入を防いで良好な結像性能を維持することのできる液浸型の投影光学系。本発明の投影光学系は、第１面の縮小像を液体を介して第２面に投影する投影光学系であって、投影光学系は、第１面側が気体と接し且つ第２面側が液体と接する境界光学素子（Ｌｂ）を備え、境界光学素子の入射面（Ｌｂａ）は第１面に向かって凸面形状を有し、境界光学素子の射出面（Ｌｂｃ）の有効領域を囲むように溝部（Ｇｒ）が形成されている。

Description

投影光学系、露光装置、および露光方法
技術分野
[0001] 本発明は、投影光学系、露光装置、および露光方法に関し、特に半導体素子や液 晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフイエ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。
背景技術
[0002] 半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフイエ程にぉ 、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 ヽる。
[0003] そこで、投影光学系の解像力に対する要求を満足するために、照明光 (露光光)の 波長 λを短くするとともに、投影光学系の像側開口数 ΝΑを大きくする必要がある。 具体的には、投影光学系の解像度は、 k' ZNA(kはプロセス係数)で表される。ま た、像側開口数 NAは、投影光学系と感光性基板との間の媒質 (通常は空気などの 気体)の屈折率を nとし、感光性基板への最大入射角を Θとすると、 n-sin Θで表され る。
[0004] この場合、最大入射角 Θを大きくすることにより像側開口数の増大を図ろうとすると 、感光性基板への入射角および投影光学系からの射出角が大きくなり、光学面での 反射損失が増大して、大きな実効的な像側開口数を確保することはできない。そこで 、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満た すことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている (たとえば特許文献 1)
[0005] 特許文献 1：国際公開第 WO2004Z019128号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0006] し力しながら、液浸型の投影光学系の像側開口数を例えば 1. 2よりも大きく設定す る場合、入射面側が気体と接し且つ射出面側が液体と接する境界レンズ (境界光学 素子）の入射面を、入射光線の反射を避けるために入射面側に向かって大きな曲率 を有する凸面形状にする必要がある。この場合、必然的に、境界レンズを保持するた めの保持用タブが射出面側の液体の近くに位置することになり、投影光学系の内部 に液体 (浸液)が侵入し易くなる。投影光学系の内部に液体が侵入すると、光学面の 反射防止膜の劣化を招き、ひ 、ては投影光学系の結像性能 (一般に光学性能)を損 なう危険'性が高くなる。
[0007] 本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、光学系の内部への液体 (浸液 )の侵入を防 、で良好な結像性能を維持することのできる液浸型の投影光学系を提 供することを目的とする。また、本発明は、光学系の内部への液体の侵入を防いで良 好な結像性能を維持することのできる高解像な液浸投影光学系を用いて、微細なパ ターンを高精度に且つ安定的に投影露光することのできる露光装置および露光方法 を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 前記課題を解決するために、本発明の第 1形態では、第 1面の像を液体を介して第
2面に投影する投影光学系にお 、て、
前記投影光学系は、前記第 1面側が気体と接し且つ前記第 2面側が前記液体と接 する境界光学素子を備え、
前記境界光学素子の入射面は前記第 1面に向かって凸面形状を有し、前記境界 光学素子の射出面の有効領域を囲むように溝部が形成されていることを特徴とする 投影光学系を提供する。
[0009] 本発明の第 2形態では、第 1面の像を液体を介して第 2面に投影する投影光学系 において、
前記投影光学系は、前記第 1面側が気体と接し且つ前記第 2面側が前記液体と接 する境界光学素子を備え、
前記境界光学素子は、前記第 1面に凸面を向けた形状の入射面と、光軸に垂直な 保持面に設けられた保持用タブとを備え、 前記保持用タブと前記光軸との間には空間が形成されていることを特徴とする投影 光学系を提供する。
[0010] 本発明の第 3形態では、前記第 1面に設定されたパターンを照明するための照明 系と、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に投影するための第 1形態または第 2形態の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供 する。
[0011] 本発明の第 4形態では、前記第 1面に設定されたパターンを照明する照明工程と、 第 1形態または第 2形態の投影光学系を介し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露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法 を提供する。
[0012] 本発明の第 5形態では、第 1形態または第 2形態の投影光学系を介して前記第 1面 に設定されたパターンの像を前記第 2面に設定された感光性基板上に投影露光す る露光工程と、
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 るデバイス製造方法を提供する。
[0013] 本発明の第 6形態では、液浸対物光学系に用いられて、一方の光学面が液体に接 する光学素子において、
該光学素子の他方の光学面は凸面形状を有し、
前記一方の光学面の有効領域を囲むように溝部が形成されていることを特徴とする 光学素子を提供する。
[0014] 本発明の第 7形態では、液浸対物光学系に用いられて、一方の光学面が液体に接 し、且つ他方の光学面が凸面形状を有する光学素子において、
前記光学素子の光軸と垂直な保持面に設けられて前記光学素子を保持するため の保持用タブを備え、
前記保持用タブと前記光軸との間には空間が形成されていることを特徴とする光学 素子を提供する。
[0015] 本発明の第 8形態では、第 6形態または第 7形態の光学素子を備える液浸対物光 学系であって、 前記光学素子は最も液体側に配置されることを特徴とする液浸対物光学系を提供 する。
発明の効果
[0016] 本発明の典型的な形態にしたがう液浸型の投影光学系では、境界光学素子 (境界 レンズ)の保持用タブが射出面側の液体の近くに位置することになる力 境界光学素 子の射出面の有効領域を囲むように溝部が形成されているので、この溝部の作用に より保持用タブとレンズ室のホールドとの間に液体が侵入し難くなり、さらに投影光学 系の内部に液体が侵入し難くなる。
[0017] 換言すれば、本発明の投影光学系では、光学系の内部への液体 (浸液)の侵入を 防 、で良好な結像性能を維持することができる。本発明の露光装置および露光方法 では、光学系の内部への液体の侵入を防 、で良好な結像性能を維持することのでき る高解像な液浸投影光学系を用いているので、微細なパターンを高精度に且つ安 定的に投影露光することができ、ひいては良好なマイクロデバイスを高精度に且つ安 定的に製造することができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 2]本実施形態においてゥ ハ上に形成される矩形状の静止露光領域と基準光軸 との位置関係を示す図である。
[図 3]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。
[図 4]本実施形態の第 1実施例にカゝかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。
[図 5]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 6]本実施形態の第 2実施例にカゝかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。
[図 7]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 8]液浸型の投影光学系の像側開口数を大きく設定したときの不都合を説明する ための図である。
[図 9]本実施形態にかかる投影光学系の特徴的な要部構成を概略的に示す図であ る。 [図 10]マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートであ る。
[図 11]マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである 符号の説明
[0019] R レチクノレ
RST レチクノレステージ
PL 投影光学系
Lb 境界レンズ
Lp 液中平行平面板
Lml, Lm2 純水（液体）
W ウェハ
1 照明光学系
9 Zステージ
10 XYステージ
12 移動鏡
13 ウェハレーザ干渉計
14 主制御系
15 ウェハステージ駆動系
21 第 1給排水機構
22 第 2給排水機構
発明を実施するための最良の形態
[0020] 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軸がゥェ 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!、る。
[0021] 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 ンデンサレンズ等力も構成される照明光学系 1を備えている。光源力も射出された波 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。
[0022] レチクル Rを通過した光は、液浸型の投影光学系 PLを介して、フォトレジストが塗布 されたウェハ (感光性基板) W上の露光領域に所定の縮小投影倍率でレチクルバタ ーンを形成する。すなわち、レチクル R上での矩形状の照明領域に光学的に対応す るように、ウェハ W上では X方向に沿って長辺を有し且つ Y方向に沿って短辺を有す る矩形状の静止露光領域 (実効露光領域）にパターン像が形成される。
[0023] 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)と基準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、基準光軸 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 一クル) IF内にぉ ヽて、基準光軸 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。
[0024] 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、図示を省略した力 レチクル R上では、矩形状の実効露光領域 ERに 対応して、基準光軸 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。
[0025] 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。
[0026] 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（Ζ方向の位 置）および傾斜角を制御する。 Ζステージ 9は、 Ζステージ 9上に設けられた移動鏡 12 を用 、るウェハレーザ干渉計 13によって X方向、 Υ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。
[0027] また、 ΧΥ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、 Υ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 1 4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!/、てレチクル Rの X方向 、 Υ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 ヽ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。
[0028] また、主制御系 14は、オートフォーカス方式及びオートレべ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。
[0029] 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 X Y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。
[0030] 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 、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。
[0031] 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!、てはレチクル尺と 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 、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。
[0032] 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。図 3を参照すると、本実施形態の各実施例にかかる投影光学系 PL では、レチクル R側（物体側）の面が第 2液体 Lm2に接し且つウェハ W側 (像側）の面 が第 1液体 Lmlに接する液中平行平面板 Lpが最もウェハ側に配置されている。そし て、この液中平行平面板 Lpに隣接して、レチクル R側の面が気体に接し且つウェハ W側の面が第 2液体 Lm2に接する境界レンズ (境界光学素子) Lbが配置されている
[0033] 本実施形態の各実施例において、 1. 1よりも大きい屈折率を有する第 1液体 Lml および第 2液体 Lm2として、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水 (脱 イオン水）を用いている。また、境界レンズ Lbは、レチクル R側に凸面を向け且つゥェ ハ W側に平面を向けた正レンズである。さら〖こ、境界レンズ Lbおよび液中平行平面 板 Lpはとも〖こ、石英により形成されている。これは、境界レンズ Lbや液中平行平面板 Lpを蛍石により形成すると、蛍石は水に溶ける性質 (可溶性）があるため、投影光学 系の結像性能を安定的に維持することが困難になるからである。
[0034] また、蛍石では内部の屈折率分布が高周波成分を有することが知られており、この 高周波成分を含む屈折率のばらつきがフレアの発生を招く恐れがあり、投影光学系 の結像性能を低下させ易い。さら〖こ、蛍石は固有複屈折性を有することが知られて おり、投影光学系の結像性能を良好に維持するためには、この固有複屈折性の影響 を補正する必要がある。したがって、蛍石の可溶性、屈折率分布の高周波成分およ び固有複屈折性の観点から、境界レンズ Lbや液中平行平面板 Lpを石英により形成 することが好ましい。 [0035] なお、投影光学系 PLに対してウェハ Wを相対移動させつつ走査露光を行うステツ プ'アンド'スキャン方式の露光装置において、走査露光の開始から終了まで投影光 学系 PLの境界レンズ Lbとウェハ Wとの間の光路中に液体（Lml , Lm2)を満たし続 けるには、たとえば国際公開番号 WO99Z49504号公報に開示された技術や、特 開平 10— 303114号公報に開示された技術などを用いることができる。
[0036] 国際公開番号 WO99Z49504号公報に開示された技術では、液体供給装置から 供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体を境界レンズ Lbとゥ ハ Wとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノ ズルを介してウェハ W上力 液体を回収する。一方、特開平 10— 303114号公報に 開示された技術では、液体を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容 器状に構成し、その内底部の中央にぉ 、て (液体中にぉ 、て）ウェハ Wを真空吸着 により位置決め保持する。また、投影光学系 PLの鏡筒先端部が液体中に達し、ひい ては境界レンズ Lbのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。
[0037] 本実施形態では、図 1に示すように、第 1給排水機構 21を用いて、液中平行平面 板 Lpとウェハ Wとの間の光路中において第 1液体 Lmlとしての純水を循環させてい る。また、第 2給排水機構 22を用いて、境界レンズ Lbと液中平行平面板 Lpとの間の 光路中において第 2液体 Lm2としての純水を循環させている。このように、浸液として の純水を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質 を防ぐことができる。
[0038] 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力 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 Kとし、 η次の非球面係数 を Cとしたとき、以下の数式 (a)で表される。後述の表（1)および（2)において、非球 面形状に形成されたレンズ面には面番号の右側に *印を付して ヽる。
[0039] z = (y2/r) / [ l + { l - ( l + κ ) -y2/r2} 1 2]
+ C -v4+ C -y6 + C -y8 + C -y10
4 6 8 10
+ C -y12 + C ·γ14+ · · · (a)
12 14
[0040] 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中間像を形成するための第 1結像光学系 Glと、 第 1中間像力も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 つてレチクルパターンの 2次像)を形成するための第 2結像光学系 G2と、第 2中間像 力 の光に基づ 、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)を形成するための第 3結像光学系 G3とを備えてい る。ここで、第 1結像光学系 G1および第 3結像光学系 G3はともに屈折光学系であり、 第 2結像光学系 G2は凹面反射鏡 CMを含む反射屈折光学系である。
[0041] また、第 1結像光学系 G1と第 2結像光学系 G2との間の光路中には第 1平面反射 鏡 (第 1偏向鏡) Mlが配置され、第 2結像光学系 G2と第 3結像光学系 G3との間の 光路中には第 2平面反射鏡 (第 2偏向鏡) M2が配置されている。こうして、各実施例 の投影光学系 PLでは、レチクル Rからの光が、第 1結像光学系 G1を介して、第 1平 面反射鏡 Mlの近傍にレチクルパターンの第 1中間像を形成する。次いで、第 1中間 像からの光が、第 2結像光学系 G2を介して、第 2平面反射鏡 M2の近傍にレチクル パターンの第 2中間像を形成する。さらに、第 2中間像からの光が、第 3結像光学系 G 3を介して、レチクルパターンの最終像をウェハ W上に形成する。
[0042] また、各実施例の投影光学系 PLでは、第 1結像光学系 G1および第 3結像光学系 G3が鉛直方向に沿って直線状に延びる光軸 AX1および光軸 AX3を有し、光軸 AX 1および光軸 AX3は基準光軸 AXと一致している。一方、第 2結像光学系 G2は水平 方向に沿って直線状に延びる（基準光軸 AXに垂直な)光軸 AX2を有する。こうして 、レチクル R、ウェハ W、第 1結像光学系 Glを構成するすべての光学部材および第 3 結像光学系 G3を構成するすべての光学部材は、重力方向と直交する面すなわち水 平面に沿って互いに平行に配置されている。さらに、第 1平面反射鏡 Mlおよび第 2 平面反射鏡 M2は、レチクル面に対して 45度の角度をなすように設定された反射面 をそれぞれ有し、第 1平面反射鏡 Mlと第 2平面反射鏡 M2とは 1つの光学部材として 一体的に構成されている。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。
[0043] [第 1実施例]
図 4は、本実施形態の第 1実施例にカゝかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ る。図 4を参照すると、第 1実施例にかかる投影光学系 PLにおいて第 1結像光学系 G 1は、レチクル側から順に、平行平面板 P1と、両凸レンズ L11と、レチクル側に凸面 を向けた正メ-スカスレンズ L12と、両凸レンズ L13と、レチクノレ側に非球面开状の凹 面を向けた両凹レンズ L14と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L15と、 レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L16と、レチクル側に凹面を向けた負メ ニスカスレンズ L 17と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メ-スカスレンズ L 18と、レチクル側に凹面を向けた正メ-スカスレンズ L19と、両凸レンズ L110と、ゥェ ハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズ LI 11とにより構成されて 、る。
[0044] また、第 2結像光学系 G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側（すなわち入射側） から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズ L21と、レチクル側に凹面を 向けた負メニスカスレンズ L22と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡 CMとから 構成されている。また、第 3結像光学系 G3は、レチクル側 (すなわち入射側)から順 に、レチクル側に凹面を向けた正メ-スカスレンズ L31と、両凸レンズ L32と、レチク ル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L33と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向け た正メニスカスレンズ L34と、両凹レンズ L35と、ウェハ側に非球面开状の凹面を向 けた両凹レンズ L36と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メ-スカスレンズ L37と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズ L38と、ウェハ側に 非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズ L39と、レチクル側に非球面形状の 凹面を向けた正メニスカスレンズ L310と、両凸レンズ L311と、開口絞り ASと、ウェハ 側に平面を向けた平凸レンズ L312と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニ スカスレンズ L313と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メ-スカスレンズ L31 4と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズ L315 (境界レンズ Lb)と、平行平面板 Lpと により構成されている。
[0045] 第 1実施例では、境界レンズ (境界光学素子) Lbと平行平面板 (液中平行平面板） 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 (露光光） である ArFエキシマレーザ光（中心波長え = 193. 306 に対して 1. 435876の 屈折率を有する純水（Lml, Lm2)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力 使用光の中心波長に対して 1. 56032 61の屈折率を有する石英（SiO )により形成されている。
2
[0046] 次の表（1)に、第 1実施例に力かる投影光学系 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、 j8は投影倍率 (全系の結像倍率)の大きさを、 Ν A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。
[0047] また、面番号は物体面 (第 1面)であるレチクル面力 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力 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、面間隔 dは、 反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔 dの符号は、第 1平 面反射鏡 M 1の反射面から凹面反射鏡 CMまでの光路中および第 2平面反射鏡 M2 力も像面までの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。
[0048] そして、第 1結像光学系 G1では、レチクル側に向かって凸面の曲率半径を正とし、 レチクル側に向力つて凹面の曲率半径を負としている。第 2結像光学系 G2では、光 の進行往路に沿って入射側（レチクル側）に向カゝつて凹面の曲率半径を正とし、入射 側に向力つて凸面の曲率半径を負としている。第 3結像光学系 G3では、レチクル側 に向力つて凹面の曲率半径を正とし、レチクル側に向力つて凸面の曲率半径を負と している。なお、表（1)における表記は、以降の表（2)においても同様である。
[0049] 表（1)
(主要諸元）
= 193. 306nm
β = 1/4
ΝΑ= 1. 32
Β= 15. 3mm
Α= 2. 8mm
LX= 26mm 0000"2Ζ 00SS6'66 I
(ιιη) Ϊ92ε093·ΐ S682"9S SSZ90"S8T zz
0000· ΐ SS 89'I9S- zz
Figure imgf000015_0001
0000· ΐ 0680Ζ-2ΖΪ- oz
(6Π) Ϊ92ε093·ΐ ε8θο· S0WS 9- 61
0000· ΐ 8S8 SSI- 81
(8Π) Ϊ92ε093·ΐ 9fZ'LZZ- *Ζΐ
I0W08ト 9ΐ
Figure imgf000015_0002
86· 98 9∑τ8Ζ- fl
(9Π) Ϊ92ε093·ΐ SST8"ST S80S2"2S9- ετ
8039^2 ZO LVZZl z\
(sn) Ϊ92ε093·ΐ 6IS \\
0000· ΐ 01
Ϊ92ε093·ΐ 6Ζ62"8ΐ Ϊ20Ϊ9 Ζ9- *6
622ΖΓΐ39- 8
(εη) Ϊ92ε093·ΐ 088 '9S OOLZL-ffl z
6LfL' l 9
Figure imgf000015_0003
0000· ΐ f
(in) Ϊ92ε093·ΐ oooo'ss TZ66FT96 ε
0000·9 oo z
(Id) Ϊ92ε093·ΐ 0000·8 oo ΐ
CSZ60C/900Zdf/X3d 800m/900Z OAV (6S1) Ϊ92ε093·ΐ ΟΟΟΟΊ 39εθΓ3ΐΖ2- Ζ
2ΖΪ0 Ϊ- 0^ 22 9Π- *ΐ3
Ϊ92ε093·ΐ 938Γεε- 99W)S' ε- 03
ΟΟΟΟ'ΐ- 6 ει) Ϊ92ε093·ΐ 9903·ΐε- 986S9"8Z8T *8
^99X2- 8866'68ΐ- ^L
Ϊ92ε093·ΐ ΟΟΟΟ ΐ- 9f
09SS'9 S^26"9n- f
Ϊ92ε093·ΐ ΟΟΟΟ ΐ- ff
LS6VZf- eso ^-869- *ε
( ει) Ϊ92ε093·ΐ 0000 3- ZZZ½"902- Zf
ΟΟΟΟ'ΐ- 0 69 UI- - If
(εει) Ϊ92ε093·ΐ 6ZffL-6ZZ- Of
ΟΟΟΟ'ΐ- OO IS 6ε
(SSI) Ϊ92ε093·ΐ 66ZS"Z2- oezer^96- 8ε
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(ιει) Ϊ92ε093·ΐ nevfz- 86268"2SS 9ε
0000"2 - oo es
S90S^02 ■en
{ΙΖΊ) Ϊ92ε093·ΐ OOOO'SI ones' Ί8Ϊ εε
6Ϊ8Γ82 ooezs' ' Οΐ ζζ
{ΖΖΊ) Ϊ92ε093·ΐ 0000·8ΐ ■ ss ιε
(PVO) 00Ζ8Γ '39ΐ οε
Figure imgf000016_0002
Ϊ92ε093·ΐ 0000·8ΐ- ooezs' 'ΖΟΐ SZ
Figure imgf000016_0003
Ϊ92ε093·ΐ OOOO'SI- ■en 9Ζ
(環） S90S^02- oo Ζ
CSZ60C/900Zdf/X3d 800m/900Z OAV Ι∑;_0ΙΧΙ866 Έ= Ο iT_0lXX698 'Ζ- = Ο
εΐ_0ΧΧ9^ΙΖ ·8 - =9D 6_0ΙΧ2Ζ9Ζ = 3
0=
Figure imgf000017_0001
8∑;_0IXSS09 '2-= Ο ^_0ΙΧ0089 '2= Ο
01 8
0,_ΟΙΧ^099 Ί= Ο 91_01ΧΖΙΡ '9—=つ
,T_0IX60Z9 ·8= Ο 8_ΟΧΧΐεθ6 Ί-= 3
0=
Β6
(ffi、z ）
9 83ε^·ΐ 6666'S- οο 89
(d ） Ϊ92ε093·ΐ οοοο'ει- - οο Ζ9
9 83ε^·ΐ ΟΟΟΟ'ΐ- οο 99
(qi:9isi) Ϊ92ε093·ΐ ΐδεε'ε - 00806'SZ- 39
ΟΟΟΟ'ΐ- 98S8 * 9
Ϊ92ε093·ΐ 6666'6 oo 'isi- S9
ΟΟΟΟ'ΐ- 9
(εχει) Ϊ92ε093·ΐ ZZWLL- 698SS 8ΐ- 19
ΟΟΟΟ'ΐ- οο 09
(Ζ1 Ί.) Ϊ92ε093·ΐ 6ΐ66θ·εοε- 63
(SV) ΟΟΟΟ'ΐ- οο 83
ΟΟΟΟ'ΐ- 6ΐ6 9'εεε ZS
(χχει) Ϊ92ε093·ΐ 82εΓ29- ^εΐ98"9Ζ29ΐ- 93
ΟΟΟΟ'ΐ- S3
(οχει) Ϊ92ε093·ΐ SS20"29- £ SL£'LZL
66Ζ0"2^-
CSZ60C/900Zdf/X3d 91- 800m/900Z OAV
Figure imgf000018_0001
〇 o5l〇 2.7〇7x C = =—，
Figure imgf000019_0001
C
〇132^7^. CX C= 31〇.31〇 CX1〇 8371. CΧ =H— [0050] 図 5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。収差図におい て、 Yは像高を、実線は中心波長 193. 3060nmを、破線は 193. 306nm+0. 2p m= 193. 3062應を、一点鎖線は 193. 306nm— 0. 2pm= 193. 3058nmをそ れぞれ示している。なお、図 5における表記は、以降の図 7においても同様である。図 5の収差図から明らかなように、第 1実施例では、非常に大きな像側開口数 (NA= 1 . 32)および比較的大きな実効露光領域 ER (26mm X 5mm)を確保しているにもか かわらず、波長幅が 193. 306nm±0. 2pmの露光光に対して収差が良好に補正さ れていることがわ力る。
[0051] [第 2実施例]
図 6は、本実施形態の第 2実施例にカゝかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ る。図 6を参照すると、第 2実施例にかかる投影光学系 PLにおいて第 1結像光学系 G 1は、レチクル側から順に、平行平面板 P1と、両凸レンズ L11と、レチクル側に凸面 を向けた正メ-スカスレンズ L12と、レチクノレ側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L1 3と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズ L14と、レチクル側に凸面 を向けた正メ-スカスレンズ L15と、レチクノレ側に凹面を向けた正メニスカスレンズ L1 6と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズ L17と、レチクル側に非球面形状 の凹面を向けた正メ-スカスレンズ L 18と、レチクノレ側に凹面を向けた正メ-スカスレ ンズ L19と、両凸レンズ L110と、ゥヱハ側に非球面形状の凹面を向けた正メ-スカス レンズ LI 11とにより構成されて!、る。
[0052] また、第 2結像光学系 G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側（すなわち入射側） から順に、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズ L21と、レチクル側に凹面を 向けた負メニスカスレンズ L22と、レチクル側に凹面を向けた凹面反射鏡 CMとから 構成されている。また、第 3結像光学系 G3は、レチクル側 (すなわち入射側)から順 に、レチクル側に凹面を向けた正メ-スカスレンズ L31と、両凸レンズ L32と、レチク ル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L33と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向け た正メニスカスレンズ L34と、両凹レンズ L35と、ウェハ側に非球面开状の凹面を向 けた両凹レンズ L36と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メ-スカスレンズ L37と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズ L38と、ウェハ側に 非球面形状の凹面を向けた平凹レンズ L39と、レチクル側に非球面形状の凹面を向 けた正メ-スカスレンズ L310と、レチクノレ側に凹面を向けた正メ-スカスレンズ L311 と、開口絞り ASと、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズ L312と、ウェハ側に非球面 形状の凹面を向けた正メニスカスレンズ L313と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向 けた正メニスカスレンズ L314と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズ L315 (境界レン ズ Lb)と、平行平面板 Lpとにより構成されている。
[0053] 第 2実施例においても第 1実施例と同様に、境界レンズ Lbと平行平面板 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 (露光光)である Ar Fエキシマレーザ光（中心波長え = 193. 306nm)に対して 1. 435876の屈折率を 有する純水（Lml, Lm2)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力 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。
[0054] 表（2)
(主要諸元）
= 193. 306nm
β = 1/4
ΝΑ= 1. 3
B= 15. 4mm
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） 128.0298
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 3.0000
3 708.58305 50.0000 1.5603261 (L11) {ΖΖΊ) Ϊ92ε093·ΐ 0000·8ΐ 90926^εε τε
{WO) Ζ9026 ΖΪ οε
90926^εε 6Ζ
{ΖΖΊ) Ϊ92ε093·ΐ 0000·8ΐ- 26Π3·Π ΐ SZ
Figure imgf000022_0001
{ΙΖΊ) Ϊ92ε093·ΐ OOOO'SI- 9Ζ
(環） 9S6H - CO Ζ
0000"2Ζ *fZ
Figure imgf000022_0002
0000· ΐ Z9TS6"8S8- ζζ
(01 Π) Ϊ92ε093·ΐ 9ΐεο" ε9 \ζ
Figure imgf000022_0003
0000· ΐ 00000 91- 8ΐ
(8Π) Ϊ92ε093·ΐ ε9ε·9 02εε^6ΐ9ΐ- *Ζΐ
Figure imgf000022_0004
η) Ϊ92ε093·ΐ 8¾εΐ'90ΐ- 3ΐ ffnvm- η
Figure imgf000022_0005
2Ζ88"2ΐ 6ε9ε·60ΐ ζ\
(sn) Ϊ92ε093·ΐ ΐ080^ 6 \\
0000· ΐ 66T9S-SS2 0ΐ
Figure imgf000022_0006
wz\ 9S6 ·ΐ06ΐ 8
(εη) Ϊ92ε093·ΐ 089T6"SZT ζ
6οεε"3ΐ 9
{ΖΙΊ) Ϊ92ε093·ΐ oooo'ss 9S282"6ST S
0000· ΐ 6ST96 ^-
CSZ60C/900Zdf/X3d 03 800m/900Z OAV (ΖΙ£Ί Ϊ92ε093·ΐ 8εθΓΐ9- 98926"ΐ62- 63
(SV) ΟΟΟΟ'ΐ- οο 83
ΟΟΟΟ'ΐ- 00000 ZS
Figure imgf000023_0001
ΟΟΟΟ'ΐ- S3
(οχει) Ϊ92ε093·ΐ 86ΐ2"29- SZ998"SS9
OSTS ^- 083ΐΖ·Π3ΐ- *SS
Ϊ92ε093·ΐ 0000"22- - οο Ζ
298S"ZT- Ζ9999"999ΐ- *TS
Ϊ92ε093·ΐ 9εο '6ε- OS
ΟΟΟΟ'ΐ- 6f ει) Ϊ92ε093·ΐ *8
8^866"68ΐ- ^L
Ϊ92ε093·ΐ OOOS'II- 8ε66Γ83ΐ 9f
0Z 6'Lf- 88ε·90ΐ- f
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Ζ898Γ½2-
( ει) Ϊ92ε093·ΐ 0000 3- 0ZZWZLI- Zf
ΟΟΟΟ'ΐ- 0S6^"9SS2- If
(εει) Ϊ92ε093·ΐ W)9S'9S- - Of
ΟΟΟΟ'ΐ- LL0ZV9Z9 6S
(SSI) Ϊ92ε093·ΐ 8869"62- 06809Ό8 8S
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CSl60£/900Zdf/X3d 800m/900Z OW 0475 X 10 C =-2. 1805X10"
10
-9.0530X10— 26 C =4.6274X10
14
-6.4961X10— 35 C =3.4402X10
54面
κ =0
C =2. 0328 X 10 C =-7. 7439X10
4 6
C =1. 6217X10— 17 C =— 3. 5531X10— :
8 10
C =8 2634X10— 27 C =2.6232X10— 31
12 14
c 2.0989X10— 35 C =4.0888X10
16 =-
62面
K =0
C =2. 5121X10 C =-2.0342X10
2906X10 C =-5.4455X10
2885X10 C =-1.4600X10
2850X10 C =0
64面
K =0
C =-2.8098X10 C =-3. 9565X10
4 6
C =3. 1966X10— 16 C =-2. 7246X10
8
C =1.8266X10—2' C = 8.6244X10
C =2. 1570X10 C =0
16 18
[0055] 図 7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 7の収差図か ら明らかなように、第 2実施例においても第 1実施例と同様に、非常に大きな像側開 口数 (NA=1. 3)および比較的大きな実効露光領域 ER (26mm X 5mm)を確保し ているにもかかわらず、波長幅が 193. 306nm±0. 2pmの露光光に対して収差が 良好に補正されて 、ることがわかる。
[0056] このように、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbとウェハ Wとの間の 光路中に大きな屈折率を有する純水 (Lml, Lm2)を介在させることにより、大きな実 効的な像側開口数を確保しつつ、比較的大きな有効結像領域を確保することができ る。すなわち、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、約 1. 3の高い像側開口数を確保するとともに、 26mm X 5mmの矩形形状の 実効露光領域 (静止露光領域) ERを確保することができ、たとえば 26mm X 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。
[0057] ところで、液浸型の投影光学系の像側開口数が例えば 1. 2よりも小さい場合、図 8 ( a)に示すように、境界レンズ Lbの凸面形状の入射面 Lbaの曲率をそれほど大きくし なくても、入射面 Lbaでの入射光線の反射を避けることができる。その結果、境界レン ズ Lbを保持するための保持用タブ Lbbを射出面 Lbc側の液体 (浸液:不図示)から十 分に離れて位置させることができるので、保持用タブ Lbbとレンズ室のホールド Hdと の間に液体が侵入したり、さらに投影光学系の内部に液体が侵入したりする危険性 は低い。
[0058] し力しながら、液浸型の投影光学系の像側開口数を例えば 1. 2よりも大きく設定す る場合、図 8 (b)に示すように、境界レンズ Lbの入射面 Lbaへの入射光線の反射を避 けるために、入射面 Lbaをかなり大きな曲率の凸面形状にする必要がある。この場合 、必然的に、境界レンズ Lbの保持用タブ Lbbが射出面 Lbc側の液体の近くに位置す ることになり、保持用タブ Lbbとホールド Hdとの間に液体が侵入し易くなり、さらに投 影光学系の内部に液体が侵入し易くなる。
[0059] 保持用タブ Lbbとホールド Hdとの間に液体が侵入すると、侵入した液体の作用に より保持用タブ Lbbとホールド Hdとの間に引き付け合う力が働いて、境界レンズ Lbの 移動や変形を招き、ひ 、ては投影光学系の結像性能 (一般に光学性能)を損なう危 険性が高くなる。また、保持用タブ Lbbとホールド Hdとの間を通過して投影光学系の 内部に液体が侵入すると、境界レンズ Lbを含む光透過部材の光学面に形成された 反射防止膜の劣化を招き、ひいては投影光学系の結像性能を損なう危険性が高くな る。
[0060] 図 9は、本実施形態にかかる投影光学系の特徴的な要部構成を概略的に示す図 である。図 9 (a)を参照すると、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ (境界 光学素子) Lbの射出面 Lbcの有効領域 (有効な結像光束が通過する領域)を囲むよ うに溝部 Gr (言い換えると空間）が形成されている。具体的に、溝部 Grは、たとえば 射出面 Lbcの有効領域を全周に亘つて囲むように連続的に形成され、入射面 Lbaの 有効領域の外周と射出面 Lbcの有効領域の外周とを結ぶ有効外周面 Lbdに応じた（ たとえば有効外周面 Lbdにほぼ平行な)傾斜面 Graを有する。
[0061] 本実施形態の投影光学系 PLでは、像側開口数が 1. 2よりも実質的に大きい値（1 . 32または 1. 3)に設定されているので、境界レンズ Lbの入射面 Lbaの曲率が大きく 、必然的に保持用タブ Lbbが射出面 Lbc側の液体 Lm2 (不図示）の近くに位置して いるが、溝部 Grは保持用タブ Lbbよりも入射面 Lba側まで深く延びている。言い換え ると、保持用タブ Lbbは光軸 AXに垂直な保持面（図中二点鎖線で示す仮想的な面) Lbbsに設けられ、溝部 Grの内部としての空間が保持用タブ Lbbと光軸 AXとの間に 形成されている。なお、本明細書において「溝部」とは、凹部や抉り形状部などを含 む広い概念であり、たとえば溝部 Grの内側の面 (すなわち射出面 Lbc)のレベルと外 側の面 Lbeのレベルとの間に段差があるような構成も可能である。
[0062] また、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbの射出面 Lbcの有効領域 と液中平行平面板 Lpとの間の光路中に液体 Lm2を保持するための液体保持機構 L Hが設けられている。液体保持機構 LHは、例えばチタンやステンレス鋼などにより形 成され、その一部は溝部 Grの内部（言い換えると空間）に突出している。さらに詳細 には、液体保持機構 LHは溝部 Grの傾斜面 Gmと間隔を隔てて対向する対向面 LH aを有し、傾斜面 Graおよび対向面 LHaのうちの少なくとも一方の面は撥水処理カロェ されている力、あるいは傾斜面 Graおよび対向面 LHaのうちの少なくとも一方の面に は撥水膜が形成されている。
[0063] 以上のように、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbの入射面 Lbaの 曲率が大きいため、保持用タブ Lbbが射出面 Lbc側の液体 Lm2の近くに位置するこ とになるが、射出面 Lbcの有効領域を囲むように溝部 Grが形成されているので、液 体保持機構 LHを設けなくても、溝部 Grの作用により保持用タブ Lbbとレンズ室のホ 一ルド Hdとの間に液体 Lm2が侵入し難くなり、さらに投影光学系 PLの内部に液体 L m2が侵入し難くなる。
[0064] すなわち、本実施形態の投影光学系 PLでは、光学系の内部への液体 (浸液)の侵 入を防いで良好な結像性能を維持することができる。また、本実施形態の露光装置 では、光学系の内部への液体の侵入を防 、で良好な結像性能を維持することのでき る高解像な液浸投影光学系 PLを用いているので、微細なパターンを高精度に且つ 安定的に投影露光することができる。
[0065] なお、たとえば境界レンズ Lbの射出面 Lbcの有効領域を囲むように複数の溝部 Gr を断続的に設けても良いが、液体 Lm2が保持用タブ Lbbに達するのを有効に防止 するには、上述したように、射出面 Lbcの有効領域を全周に亘つて囲むように溝部 Gr を連続的に形成し、且つ溝部 Grが保持用タブ Lbbよりも入射面 Lba側まで深く延び るように形成することが好ま 、。
[0066] また、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbとウェハ Wとの間の光路中 に平行平面板 (一般にはほぼ無屈折力の光学部材) Lpが配置されて 、るので、浸液 としての純水がウェハ Wに塗布されたフォトレジストからのアウトガス等による汚染を受 けても、境界レンズ Lbとウェハ Wとの間に介在する平行平面板 Lpの作用により、汚 染された純水による境界レンズ Lbの像側光学面の汚染を有効に防ぐことができる。さ らに、液体（純水： Lml, Lm2)と平行平面板 Lpとの屈折率差が小さいため、平行平 面板 Lpに要求される姿勢や位置精度が大幅に緩和されるので、平行平面板 Lpが汚 染されても部材交換を随時行うことにより光学性能を容易に復元することができる。ま た、平行平面板 Lpの作用により、境界レンズ Lbに接する液体 Lm2のスキャン露光時 の圧力変動やステップ移動時の圧力変動が小さく抑えられるので、比較的小さなス ペースで液体を保持することが可能になる。
[0067] また、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbに接することがな 、ように、 すなわち境界レンズ Lbに外力が作用することがないように、液体保持機構 LHの一 部が溝部 Grの内部に突出するような形態で設けられているので、境界レンズ Lbの射 出面 Lbcの有効領域と平行平面板 Lpとの間の光路中に液体 Lm2を確実に保持す ることができる。ただし、境界レンズ Lbに接する液体 Lm2に想定以上の圧力変化が 起こると、溝部 Grの傾斜面 Graと液体保持機構 LHの対向面 LHaとの間を伝って液 体 Lm2が保持用タブ Lbbに達する恐れがある。
[0068] そこで、境界レンズ Lbに接する液体 Lm2に想定以上の圧力変化が起こることがあ つても、液体 Lm2が傾斜面 Gmと対向面 LHaとの間を伝って保持用タブ Lbbに達す ることがないように、親水性の傾斜面 Graおよび対向面 LHaのうちの少なくとも一方 の面に撥水処理加工を施すか、あるいは傾斜面 Graおよび対向面 LHaのうちの少な くとも一方の面に撥水膜を形成することが好ましい。なお、液体保持機構 LHの設置 のためのスペースを確保するには、溝部 Grが入射面 Lbaの有効領域の外周と射出 面 Lbcの有効領域の外周とを結ぶ有効外周面 Lbdに応じた (有効外周面 Lbdに対 応した傾きを有する)傾斜面 Gmを有することが好ま 、。
[0069] また、本実施形態の投影光学系 PLでは、境界レンズ Lbの射出面 Lbcの有効領域 が平面状に形成されて ヽるので、境界レンズ Lbと平行平面板 Lpとの間の液体層 Lm 2の厚さが一定になっている。その結果、液体 Lm2の透過率が露光光に対して十分 でなくても、ウェハ W上における露光領域内の光量ムラの発生を防ぐことができる。
[0070] なお、上述の実施形態では、境界レンズ Lbとウェハ Wとの間の光路中に平行平面 板 Lpを配置しているが、これに限定されることなぐ図 9 (b)の変形例に示すように平 行平面板 Lpの設置を省略した構成も可能である。図 9 (b)の変形例においても、境 界レンズ Lbの射出面 Lbcの有効領域を囲むように溝部 Gr (言 、換えると空間）を形 成することにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
[0071] 上述の実施形態では、境界レンズ Lbとウェハ Wとの間の光路中に充填される液体 として純水 (Lml, Lm2)を用いたが、その代わりに、それよりも屈折率が高い液体（ たとえば屈折率が 1. 6以上の液体)を用いても良い。このような高屈折率液体として は、たとえばグリセノール（CH [OH]CH[OH]CH [OH])やヘプタン（C H )等を
2 2 7 16 用いることができる。また、 H+、 Cs一、 K+、 Cl_、 SO 2一、 PO 2を入れた水、アルミニウム
4 4
酸化物の微粒子を混ぜた水、イソプロパノール、へキサン、デカンなどを用いることも できる。
[0072] このような高屈折率液体を用いる場合には、投影光学系 PLの大きさ、特に直径方 向の大きさを抑えるために、投影光学系 PLの一部のレンズ、特に像面（ウェハ W)に 近 、レンズを高屈折率の材料で形成することが好まし 、。このような高屈折率材料と しては、たとえば酸ィ匕カルシウムまたは酸ィ匕マグネシウム、フッ化バリウム、酸化スト口 ンチウム、酸化バリウム、あるいはこれらを主成分とする混晶を用いることが好ましい。 [0073] これにより、実現可能なサイズのもとで、高い開口数を実現することができる。たとえ ば ArFエキシマレーザ (波長 193nm)を用いた場合にも、 1. 5程度、あるいはそれ以 上の高い開口数を実現することが可能となる。また、露光光 ILとして波長 157nmの F レーザを用いる場合には、液体として、 Fレーザ光を透過可能な液体、たとえば過フ
2 2
ッ化ポリエーテル（PFPE)やフッ素系オイル等のフッ素系流体を用いることが好まし い。
[0074] 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 10のフロ 一チャートを参照して説明する。
[0075] 先ず、図 10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 る回路パターン力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
[0076] 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力 これらの工程に先 立って、ウェハ上にシリコンの酸ィ匕膜を形成後、そのシリコンの酸ィ匕膜上にレジストを 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 [0077] 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 11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 11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、所謂光リソグラフイエ程が実行される。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一形 成工程 402へ移行する。
[0078] 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 イブ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。
[0079] 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。
[0080] 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 、るが、これに限定 されることなく、たとえば F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。
2
ただし、露光光として Fレーザ光を用いる場合は、液体としては F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 、ること〖こなる。
[0081] また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される液浸型の投影光学系に対して 本発明を適用しているが、これに限定されることなぐ他の一般的な液浸型の投影光 学系に対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、有効視野 が光軸を含まない軸外視野型の反射屈折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ぐ他の一般的な投影光学系に対して本発明を適用すること もできる。また、上述の実施形態では、液浸型の投影光学系に対して本発明を適用 しているが、これに限定されることなぐ液浸型の対物光学系に対しても本発明を適 用することちでさる。
[0082] なお、上述の実施形態では、境界レンズ Lbおよび液中平行平面板 Lpを非晶質材 料の石英で形成したが、境界レンズ Lbおよび液中平行平面板 Lpを形成する材料と しては石英には限定されず、たとえば酸化マグネシウム、酸ィ匕カルシウム、酸化スト口 ンチウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、ノ リウム 'リチウム 'フローライド（BaLiF )、ル
3 テチウム ·アルミニウム ·ガーネット ([Lutetium Aluminum Garnet]LuAG)や、スピネノレ ([crystalline magnesium aluminum spinel] MgAl O )などの結 t¾材料を用 ヽてもよ ヽ
2 4
[0083] また、上述の実施形態では、第 1液体および第 2液体として純水を用いたが、第 1お よび第 2液体としては純水には限定されず、たとえば H+, Cs+, K+、 CI", SO 2", PO 2"
4 4 を入れた水、イソプロパノール，グリセロール、へキサン、ヘプタン、デカンや、三井化 学株式会社によるデルフアイ (環状炭化水素骨格を基本とする化合物）、 JSR株式会 社による HIF— 001、ィ一'アイ'デュポン ·ドウ ·ヌムール 'アンド'カンパ-一による IF 131や IF132、 IF175などを用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1面の像を液体を介して第 2面に投影する投影光学系において、
前記投影光学系は、前記第 1面側が気体と接し且つ前記第 2面側が前記液体と接 する境界光学素子を備え、
前記境界光学素子の入射面は前記第 1面に向かって凸面形状を有し、前記境界 光学素子の射出面の有効領域を囲むように溝部が形成されていることを特徴とする 投影光学系。
[2] 前記溝部は、前記有効領域を全周に亘つて囲むように連続的に形成されていること を特徴とする請求項 1に記載の投影光学系。
[3] 前記溝部は、前記入射面の有効領域の外周と前記射出面の有効領域の外周とを結 ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有することを特徴とする請求項 1または 2に記載の投 影光学系。
[4] 前記溝部は、前記境界光学素子を保持するための保持用タブよりも前記入射面側ま で延びていることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の投影光学系。
[5] 前記境界光学素子と前記第 2面との間の光路中に配置されて、ほぼ無屈折力を有す る光学部材をさらに備えていることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれ力 1項に記 載の投影光学系。
[6] 前記境界光学素子の前記射出面の有効領域と前記ほぼ無屈折力の光学部材との 間の光路中に前記液体を保持するための液体保持機構をさらに備え、該液体保持 機構の一部は前記溝部の内部に突出していることを特徴とする請求項 5に記載の投 影光学系。
[7] 前記境界光学素子の前記射出面の有効領域と前記第 2面との間の光路中に前記液 体を保持するための液体保持機構をさらに備え、該液体保持機構の一部は前記溝 部の内部に突出していることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれ力 1項に記載の投 影光学系。
[8] 前記液体保持機構は前記溝部の前記傾斜面と間隔を隔てて対向する対向面を有し 、前記傾斜面および前記対向面のうちの少なくとも一方の面は撥水処理加工されて いることを特徴とする請求項 6または 7に記載の投影光学系。
[9] 前記液体保持機構は前記溝部の前記傾斜面と間隔を隔てて対向する対向面を有し 、前記傾斜面および前記対向面のうちの少なくとも一方の面には撥水膜が形成され ていることを特徴とする請求項 6または 7に記載の投影光学系。
[10] 第 1面の像を液体を介して第 2面に投影する投影光学系において、
前記投影光学系は、前記第 1面側が気体と接し且つ前記第 2面側が前記液体と接 する境界光学素子を備え、
前記境界光学素子は、前記第 1面に凸面を向けた形状の入射面と、光軸に垂直な 保持面に設けられた保持用タブとを備え、
前記保持用タブと前記光軸との間には空間が形成されていることを特徴とする投影 光学系。
[11] 前記空間は、前記境界光学素子の射出面の外周全体に亘つて囲むように連続的に 形成されていることを特徴とする請求項 10に記載の投影光学系。
[12] 前記空間は、前記入射面の有効領域の外周と前記境界光学素子の射出面の有効 領域の外周とを結ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有することを特徴とする請求項 10 または 11に記載の投影光学系。
[13] 前記境界光学素子と前記第 2面との間の光路中に配置されて、ほぼ無屈折力を有す る光学部材をさらに備えていることを特徴とする請求項 10乃至 12のいずれ力 1項に 記載の投影光学系。
[14] 前記境界光学素子の前記射出面と前記ほぼ無屈折力の光学部材との間の光路中 に前記液体を保持するための液体保持機構をさらに備え、該液体保持機構の一部 は前記空間に突出していることを特徴とする請求項 13に記載の投影光学系。
[15] 前記境界光学素子の前記射出面と前記第 2面との間の光路中に前記液体を保持す るための液体保持機構をさらに備え、該液体保持機構の一部は前記空間に突出し て 、ることを特徴とする請求項 11乃至 13の 、ずれか 1項に記載の投影光学系。
[16] 前記空間は、前記入射面の有効領域の外周と前記射出面の有効領域の外周とを結 ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有し、
前記液体保持機構は前記空間の前記傾斜面と間隔を隔てて対向する対向面を有 し、前記傾斜面および前記対向面のうちの少なくとも一方の面は撥水処理加工され ていることを特徴とする請求項 14または 15に記載の投影光学系。
[17] 前記空間は、前記入射面の有効領域の外周と前記射出面の有効領域の外周とを結 ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有し、
前記液体保持機構は前記空間の前記傾斜面と間隔を隔てて対向する対向面を有 し、前記傾斜面および前記対向面のうちの少なくとも一方の面には撥水膜が形成さ れていることを特徴とする請求項 14または 15に記載の投影光学系。
[18] 前記境界光学素子の前記射出面の有効領域は平面状に形成されていることを特徴 とする請求項 1乃至 17のいずれか 1項に記載の投影光学系。
[19] 前記投影光学系は、前記第 1面からの光に基づいて前記第 1面の縮小像を前記第 2 面上に形成することを特徴とする請求項 1乃至 18のいずれか 1項に記載の投影光学 系。
[20] 前記投影光学系は、
前記第 1面力 の光に基づいて第 1中間像を形成するための屈折型の第 1結像光 学系と、
少なくとも 1つの凹面反射鏡を含み、前記第 1中間像力 の光に基づいて第 2中間 像を形成するための第 2結像光学系と、
前記第 2中間像からの光に基づいて前記縮小像を前記第 2面上に形成するための 屈折型の第 3結像光学系と、
前記第 1結像光学系と前記第 2結像光学系との間の光路中に配置された第 1偏向 鏡と、
前記第 2結像光学系と前記第 3結像光学系との間の光路中に配置された第 2偏向 鏡とをさらに備えていることを特徴とする請求項 19に記載の投影光学系。
[21] 前記境界光学素子は結晶材料から形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 20 の！、ずれか 1項に記載の投影光学系。
[22] 前記境界光学素子は非晶質材料から形成されていることを特徴とする請求項 1乃至
20の 、ずれか 1項に記載の投影光学系。
[23] 前記第 1面に設定されたパターンを照明するための照明系と、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に投影するための請求項 1乃至 22のいずれか 1項に記載の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
[24] 前記第 1面に設定されたパターンを照明する照明工程と、請求項 1乃至 22のいずれ 力 1項に記載の投影光学系を介して前記パターンの像を前記第 2面に設定された感 光性基板上に投影露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
[25] 請求項 1乃至 22のいずれか 1項に記載の投影光学系を介して前記第 1面に設定さ れたパターンの像を前記第 2面に設定された感光性基板上に投影露光する露光ェ 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 るデバイス製造方法。
[26] 液浸対物光学系に用いられて、一方の光学面が液体に接する光学素子において、 該光学素子の他方の光学面は凸面形状を有し、
前記一方の光学面の有効領域を囲むように溝部が形成されていることを特徴とする 光学素子。
[27] 前記溝部は、前記一方の光学面の前記有効領域を全周に亘つて囲むように連続的 に形成されていることを特徴とする請求項 26に記載の光学素子。
[28] 前記溝部は、前記光学素子の前記他方の光学面の有効領域の外周と前記光学素 子の前記一方の光学面の有効領域の外周とを結ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有 することを特徴とする請求項 26または 27に記載の光学素子。
[29] 前記溝部は、前記光学素子を保持するための保持用タブよりも前記光学素子の前記 他方の光学面側まで延びて 、ることを特徴とする請求項 26乃至 28の 、ずれか 1項 に記載の光学素子。
[30] 液浸対物光学系に用いられて、一方の光学面が液体に接し、且つ他方の光学面が 凸面形状を有する光学素子において、
前記光学素子の光軸と垂直な保持面に設けられて前記光学素子を保持するため の保持用タブを備え、
前記保持用タブと前記光軸との間には空間が形成されていることを特徴とする光学 素子。
[31] 前記空間は、前記光学素子の前記一方の光学面の外周全体に亘つて囲むように連 続的に形成されていることを特徴とする請求項 30に記載の光学素子。
[32] 前記空間は、前記光学素子の前記他方の光学面の有効領域の外周と前記光学素 子の前記一方の光学面の有効領域の外周とを結ぶ有効外周面に応じた傾斜面を有 することを特徴とする請求項 30または 31に記載の光学素子。
[33] 前記光学素子は結晶材料から形成されて!ヽることを特徴とする請求項 26乃至 32の いずれか 1項に記載の光学素子。
[34] 前記光学素子は非晶質材料力も形成されていることを特徴とする請求項 26乃至 32 の！、ずれか 1項に記載の光学素子。
[35] 請求項 26乃至 34の 、ずれか 1項に記載の光学素子を備える液浸対物光学系であ つて、
前記光学素子は最も液体側に配置されることを特徴とする液浸対物光学系。
[36] 前記液浸対物光学系は、物体の像を前記液体を介して形成することを特徴とする請 求項 35に記載の液浸対物光学系。
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