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JP2002244035A - 投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置 - Google Patents

投影光学系および該投影光学系を備えた露光装置

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Publication number
JP2002244035A
JP2002244035A JP2001370947A JP2001370947A JP2002244035A JP 2002244035 A JP2002244035 A JP 2002244035A JP 2001370947 A JP2001370947 A JP 2001370947A JP 2001370947 A JP2001370947 A JP 2001370947A JP 2002244035 A JP2002244035 A JP 2002244035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
lens group
mask
projection optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001370947A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002244035A5 (ja
Inventor
Yutaka Suenaga
豊 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2001370947A priority Critical patent/JP2002244035A/ja
Priority to CN02118048A priority patent/CN1423147A/zh
Publication of JP2002244035A publication Critical patent/JP2002244035A/ja
Publication of JP2002244035A5 publication Critical patent/JP2002244035A5/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ外径の大型化を抑えつつ、高い像側開
口数を確保することのできる高解像の投影光学系。 【解決手段】 ０．７５以上の像側開口数を有し、３０
０ｎｍ以下の波長を有する所定の光に基づいて第１物体
（３）の像を第２物体上に形成する投影光学系。第１物
体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１
と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折
力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第
４レンズ群Ｇ４とを備えている。第４レンズ群Ｇ４の最
も第２物体側の光学面と第２物体との間の光軸に沿った
距離Ｄ（ｍｍ）は、０．１＜Ｄ＜５の条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影光学系および
該投影光学系を備えた露光装置に関し、特に半導体素子
や液晶表示素子などをフォトリソグラフィ工程で製造す
る際に使用される露光装置に最適な投影光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトリ
ソグラフィ工程において、投影光学系を介してマスクの
パターン像をウェハのような感光性基板に投影露光する
ための露光装置が使用されている。この種の露光装置で
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）が高まっている。そ
のため、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）の波長を短くするとともに、投
影光学系の像側開口数（ＮＡ）を極限まで高める必要性
に迫られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、投影光
学系の開口数を大きくすると、開口数の大きさに比例し
てレンズ外径が大きくなる。その結果、レンズを製造す
るための光学材料ブロックの外径（硝材径）も大きくな
り、均質性の良い光学材料ブロックを得ることが、ひい
ては性能の良い光学系を製造することが困難になる。ま
た、レンズ外径が大きくなると、重力によるレンズの撓
みや歪みの影響を受け易くなり、性能の良い光学系を製
造することが困難になる。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、レンズ外径の大型化を抑えつつ、高い像側開
口数を確保することのできる、高解像の投影光学系およ
び該投影光学系を備えた露光装置を提供することを目的
とする。また、高い像側開口数を有する高解像の投影光
学系を備えた本発明の露光装置を用いて、高精度で良好
なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデ
バイス製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、０．７５以上の像側開口数を有し、３
００ｎｍ以下の波長を有する所定の光に基づいて第１物
体の像を第２物体上に形成する投影光学系において、第
１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ
１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈
折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する
第４レンズ群Ｇ４とを備え、前記第４レンズ群Ｇ４の最
も第２物体側の光学面と前記第２物体との間の光軸に沿
った距離Ｄ（ｍｍ）は、 ０．１＜Ｄ＜５ （１） の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供す
る。
【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記光学
系は、０．８以上の像側開口数を有する。また、前記第
４レンズ群Ｇ４を構成する各光学部材の光軸に沿った厚
さの合計をＴとし、前記第４レンズ群Ｇ４の最も第２物
体側の光学面と前記第２物体との間の光軸に沿った距離
をＤとしたとき、 ０．００１＜Ｄ／Ｔ＜０．２ （２） の条件を満足することが好ましい。
【０００７】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記第４レンズ群Ｇ４を構成する各光学部材の光軸に沿っ
た厚さの合計をＴとし、前記第１物体と前記第２物体と
の間の光軸に沿った距離をＬとしたとき、 ０．０２＜Ｔ／Ｌ （３） の条件を満足する。
【０００８】本発明の別の局面によれば、前記第１物体
としてのマスクを照明するための照明系と、前記マスク
に形成されたパターンの像を前記第２物体としての感光
性基板上に形成するための本発明の投影光学系と、前記
感光性基板から発生するガスが前記第４レンズ群Ｇ４の
最も第２物体側の光学面に付着するのを妨げるための防
止手段とを備えていることを特徴とする露光装置を提供
する。この場合、前記防止手段は、前記第４レンズ群Ｇ
４の最も第２物体側の光学面と前記感光性基板との間の
光路において所定の気体または液体の流れを形成するた
めの流れ形成手段を有することが好ましい。
【０００９】また、本発明の別の局面によれば、前記第
１物体としてのマスクを照明する照明工程と、本発明の
投影光学系を介して、前記マスクに形成されたパターン
を前記第２物体としての感光性基板上に露光する露光工
程とを含み、前記露光工程は、前記感光性基板から発生
するガスが前記第４レンズ群Ｇ４の最も第２物体側の光
学面に付着するのを妨げるために、前記第４レンズ群Ｇ
４の最も第２物体側の光学面と前記感光性基板との間の
光路において所定の気体または液体の流れを形成する流
れ形成工程を含むことを特徴とする露光方法を提供す
る。
【００１０】さらに、本発明の別の局面によれば、本発
明の露光装置あるいは露光方法を用いて前記マスクのパ
ターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記
露光工程により露光され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マイクロデバイスの製
造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】一般に、露光装置に搭載された投
影光学系において、最も像側（ウェハ側）のレンズ面と
ウェハとの距離すなわち作動距離を一定に保ったまま像
側開口数を大きくすると、像側開口数の大きさに比例し
てレンズ外径も大きくなる。その原因の一つとして、負
の高次球面収差の発生が挙げられる。以下、この点につ
いて説明する。
【００１２】投影光学系の最も像側のレンズ面は、曲率
の小さい平面に近い形状に形成されることが多い。この
場合、ウェハに向かって光が大きな開口数で投影光学系
から射出されるとき、平面に近い形状に形成された最も
像側のレンズ面において大きな屈折作用を受け、高次球
面収差が大きく発生することになる。ここで、高次球面
収差の発生量は、上述の作動距離Ｄにほぼ比例する。し
たがって、作動距離Ｄを小さく設定すれば、高次球面収
差の発生を小さく抑えることができ、像側開口数を大き
くしてもレンズ外径を比較的小さく抑えることができ
る。
【００１３】そこで、本発明では、物体側（マスク側）
から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と負屈折力の第
２レンズ群Ｇ２と正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と正屈折
力の第４レンズ群Ｇ４を備えた基本構成において、条件
式（１）にしたがって作動距離Ｄを所定の範囲内で小さ
く設定している。その結果、本発明では、レンズ外径の
大型化を抑えつつ、高い像側開口数を確保することがで
きる。以下、本発明の各条件式を参照して、本発明の構
成をさらに詳細に説明する。
【００１４】本発明では、第４レンズ群Ｇ４の最も第２
物体側（最も像側：露光装置の場合には最もウェハ側）
の光学面と第２物体（露光装置の場合にはウェハ）との
間の光軸に沿った作動距離Ｄ（ｍｍ）が、次の条件式
（１）を満足する。 ０．１＜Ｄ＜５ （１）
【００１５】条件式（１）の上限値を上回ると、作動距
離Ｄが大きくなりすぎて、高次球面収差の発生が大きく
なり、この高次球面収差を最も像側のレンズよりも物体
側に配置されたレンズによって予め補正する必要性が生
じる。その結果、光学系の構成が複雑になるとともにレ
ンズ外径が大きくなり、現実的な大きさの光学系を実現
することが困難になる。
【００１６】一方、条件式（１）の下限値を下回ると、
作動距離Ｄが小さくなりすぎて、光学系の操作性などが
著しく悪化する。特に、露光装置の場合、光照射により
ウェハに塗布されたレジストから発生するガス（以下、
「アウトガス」という）が最も像側のレンズ面に付着す
るのを防止することが困難になる。また、ウェハ面のオ
ートフォーカスが困難になるとともに、ウェハ交換に際
して投影光学系とウェハとが接触する危険性が高くな
る。
【００１７】また、本発明においては、次の条件式
（２）を満足することが好ましい。 ０．００１＜Ｄ／Ｔ＜０．２ （２） ここで、Ｔは、第４レンズ群Ｇ４を構成する各光学部材
の光軸に沿った厚さの合計、すなわち第４レンズ群Ｇ４
のレンズ総厚である。また、上述したように、Ｄは作動
距離である。
【００１８】条件式（２）の上限値を上回ると、条件式
（１）の場合と同様に、作動距離Ｄが大きくなりすぎて
高次球面収差の発生が大きくなり、光学系の構成が複雑
になるとともにレンズ外径が大きくなるので好ましくな
い。また、条件式（２）の下限値を下回ると、条件式
（１）の場合と同様に、作動距離Ｄが小さくなりすぎ
て、アウトガスの付着防止およびウェハ面のオートフォ
ーカスが困難になるとともに、投影光学系とウェハとが
接触する危険性が高くなるので好ましくない。
【００１９】また、本発明においては、次の条件式
（３）を満足することが好ましい。 ０．０２＜Ｔ／Ｌ （３） ここで、Ｌは、第１物体（露光装置の場合にはマスク）
と第２物体との間の光軸に沿った距離、すなわち物像点
間距離である。また、上述したように、Ｔは第４レンズ
群Ｇ４のレンズ総厚である。
【００２０】条件式（３）は、球面収差およびコマ収差
を良好に補正するための条件式である。すなわち、第４
レンズ群Ｇ４のレンズ総厚Ｔが十分に大きい場合、球面
収差およびコマ収差の発生が小さく、その補正は容易で
ある。しかしながら、条件式（３）の下限値を下回る
と、第４レンズ群Ｇ４のレンズ総厚Ｔが小さくなりすぎ
て、一定の正屈折力を保持したまま球面収差およびコマ
収差を良好に補正することが困難になり、結像性能が悪
化するので好ましくない。
【００２１】また、本発明においては、投影光学系の物
像点間距離Ｌ（ｍｍ）が、次の条件式（４）を満足する
ことが好ましい。 ８００＜Ｌ＜１６００ （４）
【００２２】条件式（４）は、広い投影視野（露光装置
の場合には広い露光エリア）を確保しつつ諸収差を良好
に補正するための条件式である。条件式（４）の上限値
を上回ると、物像点間距離Ｌが大きくなりすぎて、光学
系が大型化するので好ましくない。特に、露光装置の場
合には、装置が高くなりすぎて、露光装置として成り立
たなくなるので好ましくない。逆に、条件式（４）の下
限値を下回ると、コマ収差を良好に補正することが困難
になり、結像性能の悪化を招くので好ましくない。
【００２３】ところで、上述の条件式（１）および
（２）を満足することにより高次球面収差の発生は小さ
くなるが、その発生量を完全に零に抑えることはできな
い。したがって、本発明では、光学系を構成する複数の
光学面のうちの少なくとも１つの光学面を非球面形状に
形成することにより、すなわち光学系に非球面を導入す
ることにより、高次球面収差をほぼ完全に補正すること
が好ましい。
【００２４】また、本発明においては、次の条件式
（５）を満足することが好ましい。 ０．０１＜｜Ｆ２｜／Ｌ＜０．１５ （５） ここで、Ｆ２は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離である。
また、上述したように、Ｌは物像点間距離である。
【００２５】条件式（５）は、像面の平坦性を得るため
のペッツバール和の補正に関する条件式である。条件式
（５）の上限値を上回ると、ペッツバール和の補正が不
十分になり、像面の平坦性が失われるので好ましくな
い。一方、条件式（５）の下限値を下回ると、正の球面
収差が著しく発生し、非球面を用いてもこの収差を良好
に補正することが困難になり、結像性能の悪化を招くの
で好ましくない。
【００２６】なお、前述したように、露光装置において
作動距離Ｄが比較的小さい場合、レジストからのアウト
ガスが最も像側のレンズ面に付着し易い。その結果、最
も像側のレンズの透過率が低下し、ひいては投影光学系
の光学性能が悪化する。そこで、本発明では、第４レン
ズ群Ｇ４の最も像側の光学面とウェハとの間の光路にお
いて所定の気体または液体の流れを形成することによ
り、アウトガスが光学面に付着するのを妨げることが好
ましい。
【００２７】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投影光学
系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。な
お、図１において、投影光学系６の光軸ＡＸに平行にＺ
軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行
にＹ軸を、紙面に垂直にＸ軸を設定している。
【００２８】図示の露光装置は、照明光を供給するため
の光源として、ＫｒＦエキシマレーザー光源（発振中心
波長２４８．４０ｎｍ）またはＡｒＦエキシマレーザー
光源（発振中心波長１９３．３１ｎｍ）１を備えてい
る。光源１から射出された光は、照明光学系２を介し
て、所定のパターンが形成されたマスク（レチクル）３
を照明する。マスク３は、マスクホルダ４を介して、マ
スクステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されて
いる。また、マスクステージ５は、図示を省略した駆動
系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿っ
て移動可能であり、その位置座標はマスク干渉計（不図
示）によって計測され且つ位置制御されるように構成さ
れている。
【００２９】マスク３に形成されたパターンからの光
は、投影光学系６を介して、感光性基板であるウェハ７
上にマスクパターン像を形成する。ウェハ７は、ウェハ
テーブル（ウェハホルダ）８を介して、ウェハステージ
９上においてＸＹ平面に平行に保持されている。また、
ウェハステージ９は、図示を省略した駆動系の作用によ
りウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って移動可能であ
り、その位置座標はウェハ干渉計（不図示）によって計
測され且つ位置制御されるように構成されている。こう
して、投影光学系６の光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平
面）内においてウェハ７を二次元的に駆動制御しながら
一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ
７の各露光領域にはマスク３のパターンが逐次露光され
る。
【００３０】また、図示の露光装置には、投影光学系６
とウェハ７との間の狭い光路において所定の気体または
液体の流れを形成するために、気体または液体を供給す
るための供給部１０が設けられている。すなわち、供給
部１０は、ウェハ７に塗布されたレジストからのアウト
ガスが投影光学系６の最もウェハ側のレンズ面に付着す
るのを妨げるための防止手段を構成している。なお、供
給部１０が空気のような気体を供給する場合、アウトガ
スを光路から確実に除去するために、アウトガスを含む
気体を吸引するための吸引部１１を付設することが好ま
しい。
【００３１】なお、後述の各実施例において、本発明の
投影光学系６は、マスク側から順に、正の屈折力を有す
る第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ
群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正
の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されてい
る。また、第１実施例および第２実施例において、投影
光学系６を構成するすべての光学部材には、中心波長２
４８．４０ｎｍに対して１．５０８３９の屈折率を有す
る石英を使用している。また、第３実施例の投影光学系
６では、中心波長１９３．３１ｎｍに対して１．５６０
３５３の屈折率を有する石英、および中心波長１９３．
３１ｎｍに対して１．５０１４７４の屈折率を有する蛍
石を使用している。
【００３２】さらに、各実施例において、非球面は、光
軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における
接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に
沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径（基準曲
率半径）をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係
数をＣn としたとき、以下の数式（ａ）で表される。な
お、各実施例において、非球面形状に形成されたレンズ
面には面番号の右側に＊印を付している。
【００３３】
【数１】 ｚ＝（ｙ2／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2〕 ＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12 ＋Ｃ14・ｙ14＋Ｃ16・ｙ16＋Ｃ18・ｙ18 （ａ）
【００３４】〔第１実施例〕図２は、第１実施例にかか
る投影光学系のレンズ構成を示す図である。図２の投影
光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順
に、平行平面板Ｐ１と、マスク側に凹面を向けた正メニ
スカスレンズＬ１１と、マスク側に凹面を向けた正メニ
スカスレンズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と、両凸レン
ズＬ１４と、両凹レンズＬ１５と、両凹レンズＬ１６
と、両凹レンズＬ１７と、マスク側の面が非球面形状に
形成された両凹レンズＬ１８と、マスク側に凹面を向け
た負メニスカスレンズＬ１９と、マスク側に非球面形状
に形成された凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１０
と、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１
１と、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１
１２と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ
１１３と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１１４と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ１１５とから構成されている。
【００３５】また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から
順に、ウェハ側に非球面形状に形成された凹面を向けた
負メニスカスレンズＬ２１と、マスク側の面およびウェ
ハ側の面がともに非球面形状に形成された両凹レンズＬ
２２と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凹レ
ンズＬ２３と、ウェハ側に非球面形状に形成された凸面
を向けた負メニスカスレンズＬ２４とから構成されてい
る。
【００３６】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、マスク側か
ら順に、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
３１と、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
３２と、マスク側の面が非球面形状に形成された両凸レ
ンズＬ３３と、両凸レンズＬ３４と、マスク側に凹面を
向けた負メニスカスレンズＬ３５と、マスク側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ３６と、マスク側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ３７と、マスク側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ３８とから構成されてい
る。
【００３７】また、第４レンズ群Ｇ４は、マスク側から
順に、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４
１と、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４
２と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４
３とから構成されている。第１実施例では、供給部１０
が水（中心波長２４８．４０ｎｍに対して１．３８の屈
折率を有する）を供給するように構成され、投影光学系
６とウェハ７との間の狭い光路を充填するように水の流
れが形成される。すなわち、第１実施例の投影光学系
は、水浸系の光学系を構成している。
【００３８】次の表（１）に、第１実施例にかかる投影
光学系の諸元の値を掲げる。表（１）の主要諸元におい
て、λは露光光（ＫｒＦエキシマレーザー光）の中心波
長を、βは投影倍率を、Ｙｍは最大像高を、ＮＡは像側
開口数を、Ｄは作動距離をそれぞれ表している。また、
表（１）はウェハ側から順に光学部材諸元を表し、第１
カラムの面番号はウェハ側からの面の順序を、第２カラ
ムの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、第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわ
ち面間隔（ｍｍ）を、第４カラムのｎは中心波長λに対
する屈折率をそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ
は、ウェハ側に向かって凸面の曲率半径を正とし、ウェ
ハ側に向かって凹面の曲率半径を負としている。
【００３９】
【表１】 （主要諸元） λ＝２４８．４０ｎｍ β＝１／５ Ｙｍ＝１１．６ｍｍ ＮＡ＝０．８９ Ｄ＝０．５ｍｍ （光学部材諸元） 面番号 ｒ ｄ ｎ （ウェハ面） 1 ∞ 0.500000 1.38000 （浸液：水） 2 -278.38803 81.380761 1.50839 （レンズＬ４３） 3 -144.83885 1.000000 4 -184.30485 18.915187 1.50839 （レンズＬ４２） 5 -704.03874 4.822898 6 -487.23542 38.288622 1.50839 （レンズＬ４１） 7 -163.51870 1.068326 8 -316.44413 39.899826 1.50839 （レンズＬ３８） 9 -173.82425 1.166541 10 -514.79368 38.713118 1.50839 （レンズＬ３７） 11 -256.84706 2.993584 12 -1486.19304 39.000000 1.50839 （レンズＬ３６） 13 -349.92079 5.231160 14 684.32388 30.000000 1.50839 （レンズＬ３５） 15 535.80500 16.111594 16 1423.09713 49.000000 1.50839 （レンズＬ３４） 17 -417.61955 1.000000 18 534.19578 48.373958 1.50839 （レンズＬ３３） 19* -1079.65640 3.793818 20 363.41400 41.353623 1.50839 （レンズＬ３２） 21 11327.06579 1.000000 22 221.09486 38.438778 1.50839 （レンズＬ３１） 23 576.34104 13.483698 24* 72641.42689 14.000000 1.50839 （レンズＬ２４） 25 169.78783 36.502361 26 -721.39710 14.000000 1.50839 （レンズＬ２３） 27* 163.09868 55.546840 28* -154.09821 14.000000 1.50839 （レンズＬ２２） 29* 4602.19163 36.940676 30* -162.70945 24.726155 1.50839 （レンズＬ２１） 31 -277.47625 9.365299 32 -233.72917 35.657146 1.50839 （レンズＬ１１５） 33 -199.92054 3.651342 34 -760.94438 50.681020 1.50839 （レンズＬ１１４） 35 -267.98451 1.000000 36 -8019.33680 51.000000 1.50839 （レンズＬ１１３） 37 -361.32067 1.000000 38 359.57299 51.000000 1.50839 （レンズＬ１１２） 39 22205.61483 1.000000 40 254.06189 53.118722 1.50839 （レンズＬ１１１） 41 814.49441 2.310847 42 207.87392 41.299164 1.50839 （レンズＬ１１０） 43* 325.56504 2.944573 44 227.90224 30.090705 1.50839 （レンズＬ１９） 45 176.14016 30.818682 46 -1560.80134 14.019437 1.50839 （レンズＬ１８） 47* 211.19874 18.615775 48 -419.25972 14.000000 1.50839 （レンズＬ１７） 49 162.14317 19.137169 50 -385.99461 14.000000 1.50839 （レンズＬ１６） 51 377.23568 16.483492 52 -192.32222 14.000000 1.50839 （レンズＬ１５） 53 577.40909 1.000000 54 347.51785 23.387796 1.50839 （レンズＬ１４） 55 -746.67387 1.000000 56 230.21868 28.789242 1.50839 （レンズＬ１３） 57 -632.24530 1.987632 58 366.04498 19.840462 1.50839 （レンズＬ１２） 59 658.39254 1.000136 60 436.06541 17.664657 1.50839 （レンズＬ１１） 61 1827.22708 2.355320 62 ∞ 8.000000 1.50839 （平行平面板Ｐ１） 63 ∞ 31.664788 （マスク面） （非球面データ） １９面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．１０８６６１×１０-11 Ｃ6＝０．１１５９９０×１０-13 Ｃ8＝−０．２５２１０１×１０-18 Ｃ10＝０．３２６０９３×１０-22 Ｃ12＝−０．２４９９１８×１０-26 Ｃ14＝０．８２６２１８×１０-31 Ｃ16＝−０．１０５８９０×１０-35 Ｃ18＝０．００００００ ２４面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．６６６８９２×１０-8 Ｃ6＝−０．８３４６２８×１０-13 Ｃ8＝０．９０５９９９×１０-17 Ｃ10＝−０．２７５７３３×１０-21 Ｃ12＝−０．５７７５３５×１０-25 Ｃ14＝０．７００４４２×１０-29 Ｃ16＝−０．２２９８２７×１０-33 Ｃ18＝０．００００００ ２７面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．７４１６６２×１０-9 Ｃ6＝−０．６０３１７６×１０-12 Ｃ8＝−０．９９６２６０×１０-17 Ｃ10＝０．５００３７２×１０-20 Ｃ12＝−０．２７４５８９×１０-23 Ｃ14＝０．１７３６１０×１０-27 Ｃ16＝０．５５６９９６×１０-32 Ｃ18＝０．００００００ ２８面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．３９８４８２×１０-8 Ｃ6＝０．３７５１９５×１０-12 Ｃ8＝−０．６０９４８０×１０-16 Ｃ10＝−０．１７８６８６×１０-19 Ｃ12＝−０．１１２０８０×１０-24 Ｃ14＝−０．１４１７３２×１０-27 Ｃ16＝０．３１４８２１×１０-31 Ｃ18＝０．００００００ ２９面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．８９１８６１×１０-8 Ｃ6＝０．３５９７８８×１０-12 Ｃ8＝−０．２１８５５８×１０-16 Ｃ10＝−０．６３３５８６×１０-20 Ｃ12＝−０．３１７６１７×１０-24 Ｃ14＝０．９１４８５９×１０-28 Ｃ16＝−０．３９２７５４×１０-32 Ｃ18＝０．００００００ ３０面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．２１７８２８×１０-8 Ｃ6＝０．１９９４８３×１０-12 Ｃ8＝０．３４６４３９×１０-16 Ｃ10＝０．８１６５３５×１０-21 Ｃ12＝０．１４３３３４×１０-24 Ｃ14＝−０．２２９９１１×１０-28 Ｃ16＝−０．１６４１７８×１０-32 Ｃ18＝０．００００００ ４３面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．８２６６１７×１０-9 Ｃ6＝−０．１５２８９３×１０-12 Ｃ8＝−０．１０５６３７×１０-17 Ｃ10＝−０．９０４６７２×１０-23 Ｃ12＝−０．３２６０４７×１０-25 Ｃ14＝−０．１７８１９２×１０-30 Ｃ16＝０．６５６７１８×１０-34 Ｃ18＝０．００００００ ４７面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．３７４１５３×１０-7 Ｃ6＝−０．１３９８０７×１０-11 Ｃ8＝−０．６０２２７３×１０-16 Ｃ10＝−０．２８９２８１×１０-19 Ｃ12＝０．１０９９９６×１０-22 Ｃ14＝−０．９６６１８９×１０-27 Ｃ16＝０．００００００ Ｃ18＝０．００００００ （条件式対応値） Ｔ＝１３８．５８ｍｍ Ｌ＝１３２３．１３ｍｍ Ｆ２＝−６８．３４ｍｍ （１）Ｄ＝０．５ （２）Ｄ／Ｔ＝０．００３６０８ （３）Ｔ／Ｌ＝０．１０４７ （４）Ｌ＝１３２３．１３ （５）｜Ｆ２｜／Ｌ＝０．０５１６５
【００４０】図３は、第１実施例にかかる投影光学系の
コマ収差を示す図である。収差はレチクル側のスケール
で表されている。収差図から明らかなように、第１実施
例では、０．８９と非常に高い像側開口数を実現してい
るにもかかわらず、収差が良好に補正されていることが
わかる。
【００４１】〔第２実施例〕図４は、第２実施例にかか
る投影光学系のレンズ構成を示す図である。図４の投影
光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順
に、平行平面板Ｐ１と、両凸レンズＬ１１と、両凸レン
ズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４
と、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５
と、両凹レンズＬ１６と、両凹レンズＬ１７と、両凹レ
ンズＬ１８と、マスク側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズＬ１９と、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ１１０と、マスク側に凹面を向けた正メニスカス
レンズＬ１１１と、両凸レンズＬ１１２と、両凸レンズ
Ｌ１１３と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ１１４と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ１１５とから構成されている。
【００４２】また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から
順に、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２
１と、ウェハ側に非球面形状に形成された凹面を向けた
負メニスカスレンズＬ２２と、マスク側の面が非球面形
状に形成された両凹レンズＬ２３と、ウェハ側に非球面
形状に形成された凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２
４とから構成されている。
【００４３】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、マスク側か
ら順に、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
３１と、両凸レンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、両
凸レンズＬ３４と、マスク側に非球面形状に形成された
凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と、マスク側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３６と、マスク側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、マスク側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３８とから構成され
ている。
【００４４】また、第４レンズ群Ｇ４は、マスク側から
順に、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４
１と、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４
２と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４
３とから構成されている。第２実施例では、供給部１０
が空気を供給するように構成され、投影光学系６とウェ
ハ７との間の狭い光路において空気の流れが形成され
る。なお、空気の屈折率は１．０であり、表（１）〜表
（３）においてその表示を省略している。
【００４５】次の表（２）に、第２実施例にかかる投影
光学系の諸元の値を掲げる。表（２）の主要諸元におい
て、λは露光光（ＫｒＦエキシマレーザー光）の中心波
長を、βは投影倍率を、Ｙｍは最大像高を、ＮＡは像側
開口数を、Ｄは作動距離をそれぞれ表している。また、
表（２）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号
はウェハ側からの面の順序を、第２カラムの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、
第３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍ
ｍ）を、第４カラムのｎは中心波長λに対する屈折率を
それぞれ示している。なお、曲率半径ｒは、ウェハ側に
向かって凸面の曲率半径を正とし、ウェハ側に向かって
凹面の曲率半径を負としている。
【００４６】
【表２】 （主要諸元） λ＝２４８．４０ｎｍ β＝１／５ Ｙｍ＝１１．６ｍｍ ＮＡ＝０．８８ Ｄ＝２．５ｍｍ （光学部材諸元） 面番号 ｒ ｄ ｎ （ウェハ面） 1 ∞ 2.500000 2 -1270.40584 77.251684 1.50839 （レンズＬ４３） 3 -110.72777 1.000000 4 -132.78132 18.339030 1.50839 （レンズＬ４２） 5 -1152.71012 4.938823 6 -723.27523 38.179053 1.50839 （レンズＬ４１） 7 -181.43794 1.050956 8 -297.93827 41.055103 1.50839 （レンズＬ３８） 9 -166.87288 2.382931 10 -427.65954 40.104060 1.50839 （レンズＬ３７） 11 -244.29595 4.903887 12 -3387.32378 39.000000 1.50839 （レンズＬ３６） 13 -420.50275 7.614732 14 540.89354 29.000000 1.50839 （レンズＬ３５） 15* 474.45854 15.158591 16 897.00143 50.000000 1.50839 （レンズＬ３４） 17 -506.01529 1.138429 18 570.25291 48.910744 1.50839 （レンズＬ３３） 19 -952.62514 5.055203 20 378.82882 43.067991 1.50839 （レンズＬ３２） 21 -78415.53819 1.000000 22 258.78592 40.107177 1.50839 （レンズＬ３１） 23 1095.44138 10.651612 24* 4500.00000 14.000000 1.50839 （レンズＬ２４） 25 189.07807 34.499414 26 -808.48380 14.000000 1.50839 （レンズＬ２３） 27* 177.87730 56.721169 28* -143.78515 14.000000 1.50839 （レンズＬ２２） 29 -2706.72147 35.781478 30 -159.97919 24.199673 1.50839 （レンズＬ２１） 31 -298.84455 8.626663 32 -239.84826 35.242789 1.50839 （レンズＬ１１５） 33 -180.77301 1.706975 34 -521.24921 49.373247 1.50839 （レンズＬ１１４） 35 -258.27460 1.000000 36 8792.77756 51.000000 1.50839 （レンズＬ１１３） 37 -481.86914 1.000000 38 336.67038 51.000000 1.50839 （レンズＬ１１２） 39 1368401.4891 5.064530 40 261.20998 49.550014 1.50839 （レンズＬ１１１） 41 1066.67182 2.872022 42 222.75670 41.276937 1.50839 （レンズＬ１１０） 43 309.81127 2.988277 44 224.97144 30.049724 1.50839 （レンズＬ１９） 45 178.92869 24.175760 46 -4551.95559 14.140578 1.50839 （レンズＬ１８） 47 163.47384 23.589033 48 -435.59405 14.000000 1.50839 （レンズＬ１７） 49 212.20765 20.350602 50 -255.41661 14.000000 1.50839 （レンズＬ１６） 51 476.81062 19.854085 52 -166.35775 14.000000 1.50839 （レンズＬ１５） 53 -3092.07241 1.000000 54 1013.37837 21.280878 1.50839 （レンズＬ１４） 55 -649.18244 14.095688 56 562.23230 28.026479 1.50839 （レンズＬ１３） 57 -495.38628 1.000000 58 400.84453 30.179322 1.50839 （レンズＬ１２） 59 -861.42926 1.000000 60 1152.72543 51.631197 1.50839 （レンズＬ１１） 61 -1403.48221 1.000057 62 ∞ 8.000000 1.50839 （平行平面板Ｐ１） 63 ∞ 59.860116 （マスク面） （非球面データ） １５面 κ＝０．１３５６２１ Ｃ4＝０．１３２０６８×１０-9 Ｃ6＝０．２５４０７７×１０-14 Ｃ8＝０．５２０５４７×１０-18 Ｃ10＝−０．１００９４１×１０-22 Ｃ12＝０．１０４９２５×１０-27 Ｃ14＝０．１０２７４０×１０-31 Ｃ16＝−０．５１０５４４×１０-36 Ｃ18＝０．９０９６９０×１０-41 ２４面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．７５７２９８×１０-8 Ｃ6＝−０．１９４３１８×１０-12 Ｃ8＝０．１１４３１２×１０-16 Ｃ10＝０．３２５０２４×１０-21 Ｃ12＝−０．８１１９６４×１０-25 Ｃ14＝０．７３３４７８×１０-29 Ｃ16＝−０．３４４９７８×１０-33 Ｃ18＝０．５９３５５１×１０-38 ２７面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．２７４７９２×１０-8 Ｃ6＝−０．５９１２９５×１０-12 Ｃ8＝−０．１０１４６０×１０-16 Ｃ10＝０．６４９４０６×１０-20 Ｃ12＝−０．１４６６７３×１０-23 Ｃ14＝０．１９９９４８×１０-27 Ｃ16＝−０．１１０６４１×１０-31 Ｃ18＝０．１５３１４０×１０-36 ２８面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．１８１３３４×１０-8 Ｃ6＝０．３８６１２７×１０-12 Ｃ8＝０．２５０７２９×１０-16 Ｃ10＝−０．３４０８０３×１０-20 Ｃ12＝０．９５６３３２×１０-24 Ｃ14＝−０．１２３６９６×１０-27 Ｃ16＝０．１０２８６８×１０-31 Ｃ18＝−０．３１２６９２×１０-36 （条件式対応値） Ｔ＝１３３．７７ｍｍ Ｌ＝１４０７．５５ｍｍ Ｆ２＝−７２．１０ｍｍ （１）Ｄ＝２．５ （２）Ｄ／Ｔ＝０．０１８６９ （３）Ｔ／Ｌ＝０．０９５０４ （４）Ｌ＝１４０７．５５ （５）｜Ｆ２｜／Ｌ＝０．０５１２２
【００４７】図５は、第２実施例にかかる投影光学系の
コマ収差を示す図である。収差はレチクル側のスケール
で表されている。収差図から明らかなように、第２実施
例においても、０．８８と非常に高い像側開口数を実現
しているにもかかわらず、収差が良好に補正されている
ことがわかる。
【００４８】〔第３実施例〕図６は、第３実施例にかか
る投影光学系のレンズ構成を示す図である。図６の投影
光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、マスク側から順
に、両凹レンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、両凸レ
ンズＬ１３と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ１４と、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズＬ１５と、両凹レンズＬ１６と、両凹レンズＬ１７
と、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１８
と、両凸レンズＬ１９と、両凸レンズＬ２０と、マスク
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、マスク
側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とから構成
されている。
【００４９】また、第２レンズ群Ｇ２は、マスク側から
順に、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２
３と、マスク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２
４と、両凹レンズＬ２５と、マスク側に凹面を向けた負
メニスカスレンズＬ２６とから構成されている。
【００５０】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、マスク側か
ら順に、マスク側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
２７と、両凸レンズＬ２８と、両凸レンズＬ２９と、マ
スク側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３０と、両
凸レンズＬ３１と、マスク側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ３２とから構成される。
【００５１】また、第４レンズ群Ｇ４は、マスク側から
順に、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３
３と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３
４と、マスク側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３
５と、平行平板Ｐ１とから構成されている。
【００５２】次の表（３）に、第３実施例にかかる投影
光学系の諸元の値を掲げる。表（３）の主要諸元におい
て、λは露光光（ＡｒＦエキシマレーザー光）の中心波
長を、βは投影倍率を、Ｙｍは最大像高を、ＮＡは像側
開口数を、Ｄは作動距離をそれぞれ表している。また、
表（３）の光学部材諸元において、第１カラムの面番号
はウェハ側からの面の順序を、第２カラムのｒは各面の
曲率半径（非球面の場合には頂点曲半径：ｍｍ）を、第
３カラムのｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）
を、第４カラムの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、曲率半径ｒは、ウェハ側に向かっ
て凸面の曲率半径を正とし、ウェハ側に向かって凹面の
曲率半径を負としている。
【００５３】
【表３】 （主要諸元） λ＝１９３．３１ｎｍ β＝１／４ Ｙｍ＝１１．６ｍｍ ＮＡ＝０．８５ Ｄ＝４．８ｍｍ （光学部材諸元） 面番号 ｒ ｄ ｎ （ウェハ面） 1 ∞ 4.800000 2 ∞ 4.000000 1.501474 （平行平板Ｐ１） 3 ∞ 1.516803 4 -347.07689 59.005134 1.560353 （レンズＬ３５） 5* -147.42602 24.672134 6 -155.30862 36.048560 1.560353 （レンズＬ３４） 7* -127.29829 3.818982 8 -495.00000 41.252390 1.560353 （レンズＬ３３） 9 -186.65984 1.837210 10 -8649.91361 41.354410 1.560353 （レンズＬ３２） 11 -338.42422 7.812864 12 3117.31974 56.482714 1.501474 （レンズＬ３１） 13 -242.28533 6.259672 14 -219.07804 22.000000 1.560353 （レンズＬ３０） 15 -295.48408 1.000000 16 982.58745 35.100000 1.560353 （レンズＬ２９） 17 -717.19251 1.027505 18* 345.99292 35.100000 1.501474 （レンズＬ２８） 19 -1657.34210 4.870546 20 170.09691 43.238577 1.501474 （レンズＬ２７） 21* 1247.60125 3.728285 22 2570.01253 12.600000 1.560353 （レンズＬ２６） 23* 140.20387 38.046549 24 -302.07583 9.000000 1.560353 （レンズＬ２５） 25 174.63448 47.228736 26* -110.02031 11.990000 1.560353 （レンズＬ２４） 27 -227.61981 19.287967 28 -145.96360 13.625000 1.560353 （レンズＬ２３） 29 -993.54187 2.180979 30 -926.50000 49.004494 1.501474 （レンズＬ２２） 31 -211.89314 1.805004 32 -1634.25815 46.870000 1.560353 （レンズＬ２１） 33 -309.72040 1.090000 34 1870.87868 44.992783 1.560353 （レンズＬ２０） 35 -397.39272 1.090000 36 310.83083 46.730190 1.560353 （レンズＬ１９） 37 -12381.83318 1.065257 38 219.21300 43.890391 1.560353 （レンズＬ１８） 39 459.28473 62.355122 40* -1607.04793 23.010030 1.560353 （レンズＬ１７） 41* 210.26262 27.392360 42 -182.19964 11.990000 1.560353 （レンズＬ１６） 43 397.04358 31.491045 44 -126.09618 12.834065 1.560353 （レンズＬ１５） 45 -4686.72757 31.683354 46 -7627.00504 35.000000 1.560353 （レンズＬ１４） 47 -178.80540 1.090000 48 362.15153 35.000000 1.560353 （レンズＬ１３） 49 -434.88773 1.000000 50 217.92403 34.335000 1.560353 （レンズＬ１２） 51 -854.29087 44.741881 52 -293.27068 11.083963 1.560353 （レンズＬ１１） 53 198.96759 58.442143 （マスク面） （非球面データ） ５面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．７１７２３９×１０-8 Ｃ6＝−０．１０１１２２×１０-11 Ｃ8＝０．１８１３９５×１０-16 Ｃ10＝０．６２６６２６×１０-20 Ｃ12＝０．１２４３３５×１０-23 Ｃ14＝０．３０６３５２×１０-27 Ｃ16＝−０．４５１５１６×１０-31 Ｃ18＝０．００００００ ７面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．１７１０１５×１０-9 Ｃ6＝−０．１３００６２×１０-12 Ｃ8＝−０．９１９０６６×１０-17 Ｃ10＝−０．５６７５５６×１０-22 Ｃ12＝０．１６９６３５×１０-25 Ｃ14＝０．２３２６０８×１０-30 Ｃ16＝０．３００４２８×１０-35 Ｃ18＝０．２８５０３１×１０-38 １８面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．３６０６９４×１０-9 Ｃ6＝０．３３８６６０×１０-13 Ｃ8＝０．８８０８８１×１０-18 Ｃ10＝−０．２８９４０９×１０-22 Ｃ12＝−０．９０９７８４×１０-27 Ｃ14＝０．７５９０３６×１０-31 Ｃ16＝−０．４００２２０×１０-35 Ｃ18＝０．２３５６１３×１０-39 ２１面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．１３９７７０×１０-8 Ｃ6＝−０．６４２５５５×１０-13 Ｃ8＝０．４１０２０６×１０-17 Ｃ10＝０．５５９３５８×１０-21 Ｃ12＝−０．３１４６７８×１０-25 Ｃ14＝−０．５７７９０９×１０-30 Ｃ16＝０．１５４８４６×１０-33 Ｃ18＝−０．１３０８０４×１０-37 ２３面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．２０６２３５×１０-8 Ｃ6＝−０．７９０１５５×１０-13 Ｃ8＝−０．８３０８７２×１０-17 Ｃ10＝−０．６７８２３８×１０-20 Ｃ12＝−０．１４５９２０×１０-23 Ｃ14＝−０．２３４８５１×１０-28 Ｃ16＝０．２５９８６０×１０-31 Ｃ18＝−０．２２３５６４×１０-35 ２６面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝０．２２６２７３×１０-8 Ｃ6＝−０．４０６４９８×１０-12 Ｃ8＝−０．３５７０４７×１０-17 Ｃ10＝−０．８９７２６３×１０-21 Ｃ12＝−０．５１０６４７×１０-24 Ｃ14＝−０．３２２７０９×１０-29 Ｃ16＝０．４８００２２×１０-32 Ｃ18＝−０．５２９１０４×１０-36 ４０面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．３０９１７０×１０-8 Ｃ6＝−０．２１５１０２×１０-12 Ｃ8＝−０．４０３４４３×１０-16 Ｃ10＝０．４８５３９６×１０-20 Ｃ12＝０．６７６８２１×１０-25 Ｃ14＝−０．４５６２８９×１０-28 Ｃ16＝０．３２３９６３×１０-31 Ｃ18＝−０．３３７３４８×１０-36 ４１面 κ＝０．００００００ Ｃ4＝−０．１５６１１７×１０-7 Ｃ6＝０．１１８５５６×１０-11 Ｃ8＝−０．４４０２７６×１０-16 Ｃ10＝−０．１２３４６１×１０-19 Ｃ12＝０．９３３６２６×１０-24 Ｃ14＝０．１３４７２５×１０-27 Ｃ16＝−０．２６１０３６×１０-31 Ｃ18＝０．００００００ （条件式対応値） Ｔ＝１７２．１５ｍｍ Ｌ＝１２４６．８７ｍｍ Ｆ２＝−４９．５８５ｍｍ （１）Ｄ＝４．８ （２）Ｄ／Ｔ＝０．０２７８８ （３）Ｔ／Ｌ＝０．１３８０７ （４）Ｌ＝１２４６．８７ （５）｜Ｆ２｜／Ｌ＝０．０３９７７
【００５４】図７は、第３実施例にかかる投影光学系の
コマ収差を示す図である。収差はレチクル側のスケール
で表されている。収差から明らかなように、第３実施例
においても０．８５という高い像側開口数を実現してい
るにかかわらず、収差が良好に補正されていることがわ
かる。
【００５５】以上のように、上述の各実施例にかかる投
影光学系では、レンズ外径の大型化を抑えつつ、非常に
高い像側開口数を確保することができる。したがって、
第１実施例および第２実施例の実施形態にかかる露光装
置では、ＫｒＦエキシマレーザー光に基づき、高解像の
投影光学系を用いて、高精度な投影露光を行うことがで
きる。また、第３実施例の実施形態にかかる露光装置で
は、ＡｒＦエキシマレーザー光に基づき、高解像の投影
光学系を用いて高精度な投影露光を行うことができる。
【００５６】上述の実施形態にかかる露光装置では、照
明光学系を介してマスク（レチクル）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、上述の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８のフローチャートを参照し
て説明する。
【００５７】先ず、図８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ｌ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、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク
上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロ
ットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写され
る。その後、ステップ３０４において、その１ロットの
ウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステッ
プ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジスト
パターンをマスクとしてエッチングを行うことによっ
て、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各
ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に
上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによっ
て、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導
体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パター
ンを有する半導体デバイスをスループット良く得ること
ができる。
【００５８】また、上述の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９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９において、パターン形成
工程４０１では、各実施形態の露光装置を用いてマスク
のパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス
基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が
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、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによっ
て、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフ
ィルター形成工程４０２へ移行する。
【００５９】次に、カラーフィルター形成工程４０２で
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組
を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形
成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後
に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立
て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られ
た所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用い
て液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て
工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて
得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター
形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に
液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００６０】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。
【００６１】なお、上述の実施形態では、光源としてＫ
ｒＦエキシマレーザー光源を用いているが、これに限定
されることなく、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光源
（波長１９３ｎｍ）を含む他の適当な光源を用いること
もできる。
【００６２】また、上述の実施形態では、露光装置に搭
載される投影光学系を例にとって本発明を説明したが、
第１物体の像を第２物体上に形成するための一般的な投
影光学系に本発明を適用することができることは明らか
である。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、レン
ズ外径の大型化を抑えつつ、非常に高い像側開口数を確
保することのできる、高解像の投影光学系を実現するこ
とができる。したがって、高い像側開口数を有する高解
像の投影光学系を備えた本発明の露光装置を用いて、高
精度で良好なマイクロデバイスを製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる投影光学系を備えた
露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図である。
【図３】第１実施例にかかる投影光学系のコマ収差を示
す図である。
【図４】第２実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図である。
【図５】第２実施例にかかる投影光学系のコマ収差を示
す図である。
【図６】第３実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図である。
【図７】第３実施例にかかる投影光学系のコマ収差を示
す図である。
【図８】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９】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】
１ 光源 ２ 照明光学系 ３ マスク ６ 投影光学系 ７ ウェハ １０ 供給部 Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｆ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ０．７５以上の像側開口数を有し、３０
    ０ｎｍ以下の波長を有する所定の光に基づいて第１物体
    の像を第２物体上に形成する投影光学系において、 第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群
    Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の
    屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有す
    る第４レンズ群Ｇ４とを備え、 前記第４レンズ群Ｇ４の最も第２物体側の光学面と前記
    第２物体との間の光軸に沿った距離Ｄ（ｍｍ）は、 ０．１＜Ｄ＜５ （１） の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
  2. 【請求項２】 前記光学系は、０．８以上の像側開口数
    を有することを特徴とする請求項１に記載の投影光学
    系。
  3. 【請求項３】 前記第４レンズ群Ｇ４を構成する各光学
    部材の光軸に沿った厚さの合計をＴとし、前記第４レン
    ズ群Ｇ４の最も第２物体側の光学面と前記第２物体との
    間の光軸に沿った距離をＤとしたとき、 ０．００１＜Ｄ／Ｔ＜０．２ （２） の条件を満足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. 【請求項４】 前記第４レンズ群Ｇ４を構成する各光学
    部材の光軸に沿った厚さの合計をＴとし、前記第１物体
    と前記第２物体との間の光軸に沿った距離をＬとしたと
    き、 ０．０２＜Ｔ／Ｌ （３） の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のい
    ずれか１項に記載の投影光学系。
  5. 【請求項５】 前記第１物体と前記第２物体との間の光
    軸に沿った距離Ｌ（ｍｍ）は、 ８００＜Ｌ＜１６００ （４） の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のい
    ずれか１項に記載の投影光学系。
  6. 【請求項６】 前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をＦ２
    とし、前記第１物体と前記第２物体との間の光軸に沿っ
    た距離をＬとしたとき、 ０．０１＜｜Ｆ２｜／Ｌ＜０．１５ （５） の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のい
    ずれか１項に記載の投影光学系。
  7. 【請求項７】 前記光学系を構成する複数の光学面のう
    ちの少なくとも１つの光学面は非球面形状に形成されて
    いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に
    記載の投影光学系。
  8. 【請求項８】 前記第１物体としてのマスクを照明する
    ための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像
    を前記第２物体としての感光性基板上に形成するための
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系と、
    前記感光性基板から発生するガスが前記第４レンズ群Ｇ
    ４の最も第２物体側の光学面に付着するのを妨げるため
    の防止手段とを備えていることを特徴とする露光装置。
  9. 【請求項９】 前記防止手段は、前記第４レンズ群Ｇ４
    の最も第２物体側の光学面と前記感光性基板との間の光
    路において所定の気体または液体の流れを形成するため
    の流れ形成手段を有することを特徴とする請求項８に記
    載の露光装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１物体としてのマスクを照明す
    る照明工程と、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
    投影光学系を介して、前記マスクに形成されたパターン
    を前記第２物体としての感光性基板上に露光する露光工
    程とを含み、 前記露光工程は、前記感光性基板から発生するガスが前
    記第４レンズ群Ｇ４の最も第２物体側の光学面に付着す
    るのを妨げるために、前記第４レンズ群Ｇ４の最も第２
    物体側の光学面と前記感光性基板との間の光路において
    所定の気体または液体の流れを形成する流れ形成工程を
    含むことを特徴とする露光方法。
  11. 【請求項１１】 請求項８または９に記載の露光装置あ
    るいは請求項１０に記載の露光方法を用いて前記マスク
    のパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、
    前記露光工程により露光され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マイクロデバイス
    の製造方法。
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